应用分享|Sensofar 3D光学轮廓仪在深宽比测量的技术解析

仪器设备介绍

深宽比测量

从图中可见：

• NA越大：通光孔径越大，集光能力越强，适合捕捉大角度散射光，具有更优的横向分辨率 

• NA越小：通光孔径越小，景深范围越大，更适合测量高深宽比样品

在深孔测量中，结构光路受限导致光强衰减，导致反射光捕获困难。

上图展示的是10x长焦干涉镜头拍摄的图像，直径仅13μm，深宽比高达11:1。

技术方案

•使用10x长焦物镜

•优势：有效克服物镜在深孔底部返回信号弱的现象

深孔与沟槽结构的区别：

•沟槽：通常为长条形开口结构，侧壁多为V型或U型

•深孔：多为圆柱形或高深宽比的垂直孔洞，入射光进一步受限，反射信号采集难度显著增大。

针对此类高深宽比微结构的三维形貌表征，宜选用NA值更低的长工作距离物镜，以换取更大的景深范围与底部可达性。

激光加工表面具有粗糙度高、反光性差、槽宽窄等特点，对测量系统的解析能力提出了更高要求。

上图展示的是20x长焦干涉镜头拍摄的图像，深宽比高达24:1。

技术方案：

•采用20x干涉物镜(NA=0.1)

•优势：更小数值孔径提供高深宽比测量能力

•配合白光干涉技术使用

在微纳尺度沟槽形貌表征过程中，为实现更高横向分辨率的测量要求，需优先选用较高倍率物镜，并在其中选择数值孔径更小的长工作距离物镜，以兼顾解析精度与深槽底部可达性。

1.10x长焦物镜：适用于一般高深宽比结构(如11:1深孔)

2.20x长焦物镜：适用于更高深宽比和需要更高水平分辨率的场景(如24:1切割槽)