3D測定顕微鏡＆センサーシリーズ

SENSOFAR Metrology

非接触・非破壊で表面の微細な3D形状、および粗さを測定・解析することができる形状計測装置です。

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概要

非接触・非破壊で表面の微細な3D形状、および粗さを測定・解析することができる形状計測装置です。

レーザー顕微鏡を超える多機能性と高速性
3-in-1テクノロジー：共焦点・光干渉（PSI/CSI）・焦点移動の3方式を1台に。研究開発用途
高速測定：大面積や多点測定を短時間で完了。品質管理用途
専用システム
高速・多機能モデル　”S neox” ^NEW!
5軸オプション　”S neox Five Axis”
R&D向けコンパクトモデル　”S lynx”
組込センサー
多機能モデル　”S mart”
超高速白色干渉モデル　”S onix”
ソフトウェアパッケージ
先進的な測定・観察方式
レーザー顕微鏡と白色干渉計の違い

3-in-1テクノロジー

顕微鏡を使用した3D表面形状の計測方式として代表的な共焦点、光干渉、焦点移動（フォーカスバリエーション）には、それぞれ得意な表面性状や、測定可能なスキャンレンジや最小分解能などに違いがあります。SENSOFAR社のシステムは、特許技術であるマイクロディスプレイスキャン共焦点顕微鏡法 (ISO25178-607) の搭載により、3方式を低価格に1台に集約することを可能にしました。マイクロディスプレイは、3方式の切り替えデバイスとなるだけでなく、共焦点測定時は、可動部品のない高速XYスキャンデバイスとなり、データ取得のスピード、信頼性、精度を高めます。この技術と関連アルゴリズムにより、レーザースキャン共焦点システムを含む他の共焦点法を凌駕するクラス最高のナノメートルスケールの垂直分解能を実現しています。


Ai 焦点移動	共焦点	光干渉
焦点移動法は、全焦点法とも呼ばれ、被写界深度が小さな光学系を用いて、Z方向にスキャンを行い、表面の顕微鏡画像を連続的に撮像します。この画像をアルゴリズムで解析し、焦点の合ったポイントを抜き出しZ方向に積層することで3次元形状を取得します。焦点移動法は、広範囲の粗い面の形状を測定するために開発された光技術です。この技術は共焦点法と光干渉法を融合させた3D測定において蓄積されたSensofarの高い専門知識に基づいたもので、特に低倍率での共焦点測定を補完するように設計されています。人工的なパターン照明を照射するアクティブ照明の採用により、光学的に滑らかな面上においても信頼性の高い焦点位置の検出が可能になりました。この技術の特長は、高い測定傾斜(最大86°)、最も高速(3 mm/s)、広い垂直測定範囲です。	レーザー顕微鏡として知られている方式で、光学系に開口を利用することにより、焦点の合っていない焦点外れの光を検出せず、サンプル表面の焦点の合っている点からの反射のみが検出されます。ビームまたは開口を、機械的またはデジタル的に走査して得られた2D像を、高さ方向に積層することにより、3次元形状を取得します。共焦点法は、滑らかな表面から非常に粗い面まで、表面高さを測定できるよう開発されました。最高の横方向解像度を提供し、ライン＆スペースは最高0.14µmです。空間サンプリングは0.01µmまで低減でき、厳密な寸法測定に最適です。高いNA値（0.95）および倍率(150X)の対物レンズが利用可能で、70°を超える急峻な局所傾斜を持つ滑らかな表面（粗い表面の場合は最大86°）の測定に適用できます。	光源から出た光は2つの光路に分けられ、一方はリファレンスミラーで反射され、他方は、サンプル表面で反射されます。2つのビームは同一光路に戻り、重なり合うと、空間干渉パターン（干渉縞）が得られます。干渉縞は2つのビームの光路差の情報をもっており、Z方向にスキャンした際に得られる連続した干渉縞像から表面の高さを高分解能に計測することができます。光干渉法の垂直分解能は、対物レンズのNA、倍率に依存しないため、低倍率(2.5X)を用いれば、同じ高さ解像度で広い視野を一括で測定することができます。 PSI 位相シフト干渉法は、滑らかで連続的な面の表面高さを1Å以下の分解能で測定します。Sensofarのシステムは0.01nmの垂直分解能を実現しました。 CSI 垂直走査型低コヒーレンス干渉法（白色干渉計）は、白色光を用いて滑らかな面からやや粗い面の表面高さをスキャンし、すべてのレンズ倍率において1nmの高さ分解能を達成します。

高速測定

高感度カメラと最適化された計測アルゴリズムに加え、マイクロディスプレイスキャン共焦点顕微鏡法を用いた独自の高速測定モード「コンティニュアス・コンフォーカル」により業界随一の高速測定が可能になりました。「コンティニュアス・コンフォーカル」は、共焦点測定の革新的な改良技術で、計測時間を3分の1に短縮します。従来の共焦点法のようなZ軸高さごとにXY面をスキャンする不連続なスキャンは時間がかかってしまうのに対し、XY面内とZ軸を同時にスキャンすることでデータ取得時間を短縮し、大きな面積と大きなZ軸スキャンを短時間で完了することができます。

先進的な測定・観察方式

革新的な共焦点方式
コンフォーカルフュージョン：共焦点と焦点移動法の長所をいいとこ取りしたハイブリッド方式
コンティニュアスコンフォーカル：従来共焦点の3倍高速
透明膜・膜厚計測
厚膜 >1.5µm：2層測定モード
薄膜 <1.5µm：薄膜計測モード
Ai焦点移動法
鏡面・透明体の計測が可能に
HDRアルゴリズム
DIC微分干渉観察

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測定事例


2Dおよび3D表面性状（粗さ）パラメータ（ISO25178準拠）	段差の高さと角度	トライボロジー／潤滑／摩耗パラメータ