Compact numérique Holographic Microscope pour les MEMS Inspection et caractérisation de Lens-moins

Summary

Nous présentons un système holographique numérique de réflexion compact (CDHM) pour l'inspection et la caractérisation des dispositifs MEMS. Une conception de lentille moins en utilisant une onde d'entrée divergente fournissant un grossissement géométrique naturelle est démontrée. Des études à la fois statiques et dynamiques sont présentées.

Abstract

Un système micro-électromécanique (MEMS) est un composant largement utilisé dans de nombreuses industries, notamment l’énergie, la biotechnologie, le médical, les communications et l’automobile. Cependant, des systèmes efficaces de métrologie d’inspection et de caractérisation sont nécessaires pour garantir la fiabilité fonctionnelle des MEMS. Cette étude présente un système basé sur l’holographie numérique comme outil pour la métrologie MEMS. L’holographie numérique a fait l’objet d’une attention croissante au cours des 20 dernières années. Avec le développement rapide et la diminution du coût des réseaux de capteurs, la résolution de ces systèmes a augmenté, élargissant ainsi les applications potentielles. Ainsi, il a attiré l’attention de la recherche et de l’industrie en tant qu’outil potentiellement fiable pour la métrologie industrielle. En effet, en enregistrant le motif d’interférence entre un faisceau d’objet (qui contient des informations sur la hauteur de l’échantillon) et un faisceau de référence sur une caméra CCD, on peut récupérer les informations quantitatives de phase d’un objet. Cependant, la plupart des systèmes holographiques numériques sont encombrants et donc pas faciles à mettre en œuvre sur les lignes de production de l’industrie. La nouveauté du système présenté est qu’il est sans lentille et donc très compact. Dans cette étude, il est montré que le microscope holographique numérique compact (CDHM) peut être utilisé pour évaluer plusieurs caractéristiques généralement considérées comme des critères dans les inspections MEMS. Les profils de surface des MEMS dans des conditions statiques et dynamiques sont présentés. La comparaison avec l’AFM est étudiée pour valider la précision du CDHM.

Introduction

Métrologie des micro et nano objets est d'une grande importance pour l'industrie et les chercheurs. En effet, la miniaturisation des objets représente un nouveau défi pour la métrologie optique. systèmes micro électro mécaniques (MEMS) sont généralement définies a miniaturisé les systèmes électromécaniques et comprend généralement des composants tels que des micro capteurs, micro actionneurs, de la microélectronique et des microstructures. Il a trouvé de nombreuses applications dans le domaine diversifié tels que la biotechnologie, la médecine, la communication et de détection ^1. Récemment, la complexité croissante ainsi que la miniaturisation prog....

Protocol

1. Préparation préliminaire de la mesure

Remarque: L'échantillon utilisé pour l'expérience est une électrode MEMS. Les électrodes en or sont fabriqués sur une plaquette de silicium au moyen du procédé de décollage. L'échantillon est de 18 mm x 18 mm avec plaquette structures périodiques (électrodes) avec 1 mm période

1. Connectez-vous dans le journal de bord avant d'utiliser le système.
2. Allumez l'ordinateur, LASER et le stade de la traduction.
3. Placez le MEMS électrode / micro-membrane échantillon.
   1. Placer l'échantillon MEMS au milieu du porte-échantillon à l'aide d'une pince à épiler.

Results

Le protocole décrit ci-dessus a été conçu pour inspecter et caractériser les MEMS et les appareils utilisant le système Micro CDHM. Dans notre système, une fibre monomode est couplée à une diode laser fonctionnant à une longueur d'onde de 633 nm. En raison de la configuration du faisceau divergent, il est important de faire correspondre le faisceau objet et le chemin du faisceau de référence afin d'obtenir un hologramme qui peut être reconstruit. Ceci est réalisé grâce à un positionnemen.......

Discussion

Dans cette revue, nous fournissons un protocole pour récupérer avec précision la morphologie quantitative des différents dispositifs MEMS en utilisant un système compact reposant sur l'holographie numérique. MEMS caractérisation en mode statique et dynamique est démontrée. données 3D quantitative d'un micro MEMS de canal est obtenue. Afin de valider la précision du système, les résultats ont été comparés entre le CDHM et l'AFM. Un bon accord est trouvé ce qui signifie que l'holographie numérique peut êtr.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Source d’imagerie de l’appareil	photo 2 MP	DMX 41BU02	utilisée pour enregistrer l’hologramme. 4.65  ; microns taille de pixel
Platine de translation X,Y,Z motorisée	Technologie Zaber  ;	TLS28-M	Support pour le système  ;
Séparateur de faisceau	Edmund optics	49-003	Cube Séparateur de faisceau. Séparer et recombiner l’objet et le faisceau de référence
Laser  ;	Micro Laser Systems, Inc.	SRT-F635S-20/OSYS	Diode laser
Miroir	Edmund Optics	#43-412-566	1" Dia. Protected Gold, &lambda ;/20 Flat Zerodur
monomode Fibre	Thorlabs	S405-XP	Fibre optique monomode, 400 - 680 nm, Ø ; 125 µ ; m Porte-échantillon de revêtement
	Edmund Optics	#39-930 Plate-forme	de positionnement idéal, ± ; 35  ; mm Déplacement dans les plaques chauffantes X et Y
Plaque chauffante Thermolyne Mirak	Barnstead International HP72935-60		plage de température 40-370 ° ; C
Holoscope Software	d’Optron Pte Ltd		logiciel développé par les chercheurs de la NTU.