El perfilómetro tridimensional de tecnología dual combina la adquisición de imágenes confocales con la interferometría

Transcripción

1 Leica DCM 3D El perfilómetro tridimensional de tecnología dual combina la adquisición de imágenes confocales con la interferometría Living up to Life

2 Medición topográfica tridimensional automatizada y digital en alta definición En el campo de la metrología sin contacto de superficies existía en los últimos años una ardua competencia entre los interferómetros y los perfilómetros confocales, a pesar de que ambas tecnologías permiten realizar mediciones topográficas precisas y fiables en un rango que empieza por los milímetros y llega hasta los nanómetros. Actualmente, Leica Microsystems presenta una solución completa que combina las ventajas de ambas tecnologías, confocal e interferométrica: el microscopio Leica DCM 3D de tecnología dual para la medición tridimensional. El Leica DCM 3D, de diseño robusto y compacto, es el instrumento de primera elección cuando se trata de evaluar de forma rápida y sin contacto la micro- y nanogeometría de superficies de materiales industriales. El innovativo Leica DCM 3D está indicado para una amplia gama de aplicaciones de medición en las que se requieren elevadas velocidades y resoluciones de hasta 0.1 nanómetros como son, por ejemplo, las mediciones en laboratorios de investigación y desarrollo o análisis de calidad, así como los controles de procesos realizados en línea de forma automatizada.

3 3 sistemas en uno: Microscopio digital en color para aplicaciones de campo claro y campo oscuro Sistema de adquisición y medición confocal de alta resolución Perfilómetro óptico interferométrico con tecnología dual 3 simples pasos para obtener resultados muy precisos 3 segundos, nada más, para obtener topografías tridimensionales

4 Medición rápida y sencilla incluso de superficies complejas Idóneo para todo tipo de superficies, desde las más lisas y suaves hasta las más rugosas La tecnología de medición óptica satisface dos importantes requisitos de la metrología: medición sin contacto combinada con elevada precisión. Las funciones de medición del Leica DCM 3D permiten un rango de medición vertical entre unos pocos nanómetros hasta varios de milímetros, por lo que pueden emplearse en una amplia gama de aplicaciones diferentes. Aparte de poder adaptarse a los requisitos exigidos por la aplicación y permitir la medición de superficies tanto lisas como muy rugosas, el Leica DCM 3D se caracteriza por llevar a cabo las mediciones a una velocidad extremadamente alta. Esto no sólo supone un valioso ahorro de tiempo, sino también contribuye de forma significante a amortizar su inversión. Las tecnologías integradas en el Leica DCM 3D superan los límites físicos de perfilómetros convencionales. Con un único sistema pueden analizarse tanto superficies rugosas (confocal) como lisas (interferometría de escaneado vertical o VSI) o superlisas (interferometría de desplazamiento de fase o PSI). La resolución lateral a escala submicrométrica y la resolución vertical a escala nanométrica se obtienen en el modo confocal, mientras que los campos visuales grandes con una resolución subnanométrica en la dimensión z se adquieren en el modo de interferometría. Medición en el perfil medio Altura media

5 Características de la perfilometría confocal El modo confocal del Leica DCM 3D se emplea para medir la topografía de superficies de muy rugosas a lisas. Pueden visualizarse incluso estructuras superficiales finas sin tocar la superficie de la muestra. En cuestión de segundos, la muestra es escaneada verticalmente en una serie de planos predefinidos de manera que cada punto de la superficie pase a través del nivel del foco. Toda información de la imagen que se encuentra fuera del foco es eliminada. De este modo, las imágenes confocales adquiridas proporcionan información tridimensional detallada con elevada resolución y contraste. La perfilometría confocal realizada con el Leica DCM 3D proporciona máxima resolución lateral en un abrir y cerrar de ojos. No obstante, la razón principal por la que se aplica la adquisición de imágenes confocales para la perfilometría es la posibilidad de realizar mediciones en la dimensión vertical. Los objetivos de apertura numérica elevada (0.95) y gran aumento facilitan la medición de superficies lisas que pueden presentar incluso desniveles con una inclinación de más de 70.

6 Benefíciese de la gama de tecnologías de medición Obtenga información sobre la altura aplicando interferometría El modo de interferometría se aplica cuando se trata de obtener máxima resolución vertical. Dentro de un objetivo interferométrico de Leica, el rayo luminoso pasa por un divisor de rayos que lo dirige simultáneamente a la superficie de la muestra y a un espejo de referencia integrado. La luz reflejada tanto por la superficie de la muestra como por el espejo de referencia se vuelve a unir generando un patrón de interferencia de franjas. Este patrón proporciona una medida para la posición vertical relativa de las áreas observadas en la muestra y, por tanto, una información muy precisa sobre la superficie. En función del nivel de resolución vertical requerido, el usuario tan sólo tiene que pulsar un botón para efectuar una medición VSI (interferometría de escaneado vertical) o PSI (interferometría de desplazamiento de fase). Perfilometría interferométrica VSI para una gran variedad de superficies El modo de interferometría de luz blanca / escaneado vertical (VSI) se aplica para medir la altura de superficies lisas y moderadamente rugosas. De forma similar al modo confocal, la muestra es escaneada verticalmente en una serie de planos de manera que cada punto de la superficie pase a través del nivel del foco. El máximo contraste de las franjas se da en el mejor punto de enfoque para cada punto de la superficie de la muestra. La altura de la superficie en cada píxel se encontrará mediante la detección del pico de la función envolvente de las franjas. Medición PSI de perfiles de altura a escala subnanométrica El modo de interferometría de desplazamiento de fase (PSI) se aplica para obtener mediciones de máxima resolución en superficies continuas muy lisas. En menos de 3 segundos, los parámetros de textura de una superficie superlisa como, por ejemplo, una oblea de silicio o un espejo son medidos con una resolución a escala subnanométrica. Para obtener este nivel extremo de resolución, la muestra enfocada es escaneada verticalmente en pasos que equivalen a una fracción muy precisa de la longitud de onda. Los algoritmos perfilométricos devolverán un mapa de fase de la superficie que se transformará en el correspondiente mapa de alturas a través de un proceso de "despliegue" (unwrapping).

7 Duplique sus ventajas con la tecnología dual Benefíciese de la tecnología dual La razón por la que se emplean los perfilómetros interferométricos de luz blanca es porque los perfilómetros de contacto suelen destruir la delicada superficie y estructuras superficiales. Gracias al empleo de la tecnología interferométrica del Leica DCM 3D pueden obtenerse resoluciones verticales a escala subnanométrica, lo que permite medir incluso las superficies más lisas con la máxima precisión y a una velocidad extrema. No obstante, al medir superficies rugosas, el desnivel máximo que puede medirse queda limitado por la baja apertura numérica (NA) del objetivo interferométrico. Con el fin de permitir la medición incluso de fuertes desniveles, el microscopio Leica DCM 3D de tecnología dual emplea objetivos confocales con una apertura numérica de hasta 0.95 y una elevada eficiencia luminosa. Como resultado se obtiene la capacidad de medir superficies moderadamente lisas a rugosas con la máxima repetibilidad y con desniveles locales más de 70º. Caracterización de la textura de superficies: un juego de niños Para los controles de calidad y producción, por ejemplo en células solares, el perfilómetro confocal Leica DCM 3D es capaz de controlar en cuestión de segundos la textura de la superficie de silicio, la rugosidad, la caracterización estadística de las pirámides y los contactos metálicos. En comparación con las prolongadas mediciones realizadas con sistemas convencionales, la medición tridimensional sin contacto de regiones escaneadas más grandes se lleva a cabo en menos de 10 segundos. El elevado desnivel local de la cara de una pirámide requiere el uso de objetivos de gran apertura numérica, disponibles en la mayoría de los casos con la tecnología confocal. Generalmente suele usarse un objetivo Leica de 150 aumentos y una apertura numérica de La superficie es escaneada en un rango de un par de micras a lo largo de la posición de foco generando imágenes confocales plano por plano. El resultado es una imagen de foco infinito e información tridimensional sobre la altura de la pirámide. Además existe la posibilidad de integrar esta información en informes predefinidos.

8 Vea más detalles de una muestra Las exigencias de control de calidad en componentes microelectrónicos pueden ser bien distintas: a veces hay que medir tan sólo una pequeña región de la muestra, otras obtener una visión de conjunto rápida de un área de escaneado más grande. A esto se suma el hecho de que la maximización del rendimiento de una línea de producción a menudo representa un factor decisivo para el éxito. Generalmente, un objetivo con una gran apertura numérica (NA) está ligado a un mayor aumento, lo que reduce el campo visual a unas pocas micras. Para superar esta limitación de sistemas convencionales, el Leica DCM 3D ofrece una función para generar imágenes topográficas panorámicas de forma ultrarrápida. Dicha función, de máxima eficiencia tanto en la dimensión x como en la dimensión y, permite combinar las secciones adquiridas en modelos tridimensionales generando un área mucho más amplia que un campo visual individual. Los datos finales de la superficie muestran un modelo continuo de alta precisión de un área amplia de la muestra incluyendo la textura enfocada y manteniendo las propiedades originales de un campo individual.

9 En una fracción de tiempo Sin o mínimo mantenimiento y mejores resultados Gracias a su tecnología de microdisplay, el Leica DCM 3D ofrece un escaneado duradero libre de vibraciones. Los microscopios confocales convencionales cuentan con partes mecánicas móviles dentro de la unidad de escaneado (espejos de escaneado y discos giratorios) que limitan la vida útil del instrumento, requieren un reajuste periódico para obtener un rendimiento óptimo y generan vibraciones mecánicas que aumentan el ruido en las mediciones. El Leica DCM 3D aplica una avanzada tecnología de microdisplay y dispone de un dispositivo de rápida conmutación sin componentes móviles en su interior que le permite adquirir imágenes confocales o de interferometría de forma rápida y estable y gozar de una larga vida útil. El Leica DCM 3D ha sido concebido para prescindir de mantenimiento. Sus dos diodos luminosos de alta potencia están integrados en la trayectoria de los rayos y cuentan con un tiempo de vida medio entre fallos de horas. El diodo luminoso de luz blanca se emplea para aplicaciones de campo claro, imágenes confocales con textura de color real y VSI. El diodo luminoso azul se emplea para la adquisición de imágenes confocales de alta resolución y PSI. La corta longitud de onda del diodo luminoso azul aumenta la resolución lateral a 0.15 μm y mejora el ruido PSI a 0.1 nm de resolución vertical. En comparación con otros sistemas de disco giratorio o escaneado por láser, los costes de mantenimiento son considerablemente más bajos. Haga uso de dos sistemas de cámara integrados El sensor metrológico principal del Leica DCM 3D es una cámara CCD integrada de alta resolución que genera imágenes en blanco y negro a alta velocidad. Además de esta cámara, se emplea otra en color para adquirir la textura real de la muestra.

10 Sistema personalizado y de fácil manejo Confeccione sus propios estándares de resultados El software de adquisición controla las funciones automatizadas del perfilómetro de tecnología dual Leica DCM 3D. Este software realiza todas las mediciones con facilidad y ofrece una serie de herramientas básicas para visualizar y analizar los datos. Para cambiar entre las técnicas, los distintos métodos de iluminación y los ajustes basta con hacer un par de clics de ratón. Haciendo por ejemplo una vez clic en el ratón, se visualizan los resultados de la medición: pulsando el botón 2D se obtiene el perfil de altura junto con la imagen bidimensional de la muestra y pulsando 3D se obtiene el resultado tridimensional. Las mediciones automatizadas se realizan con la herramienta de fórmulas integrada que, además, simplifica la interfaz de usuario. Una vez tomada la decisión de personalizar el estándar de los informes, todos los resultados futuros se generarán aplicando el formato confeccionado. Para proteger los métodos y los resultados se dispone de diversas medidas de seguridad y niveles de acceso basados en cuentas.

11 Especificaciones generales Principio de medición Perfilometría óptica de tecnología dual (confocal e interferometría) sin contacto, tridimensional Mantenimiento Exento de mantenimiento Preparación de muestras No se requiere ninguna preparación específica de la muestra Funciones Adquisición de imágenes, topografía tridimensional, perfiles, coordenadas, capas y recubrimients stransparentes, rugosidad, volumen, textura de la superficie, etc. Modos de contraste Confocal, interferometría (PSI, epsi, VSI), campo claro en color, campo claro en escala de grises (alta resolución), campo oscuro. Objetivos de 2.5 a 150 en confocal de 5 a 50 en interferometría Revólver Revólver para 6 objetivos manual / revólver para 6 objetivos motorizado Rango de desplazamiento de la platina (x,y) Manual: mm (otros previa solicitud). Confección manual de imágenes panorámicas disponible Motorizada: De mm a mm (otros previa solicitud). Confección automática de imágenes panorámicas disponible en todo el margen de escaneo de la platina Platinas codificadas de lazo cerrado para la confección de alta precisión de imágenes panorámicas Iluminación Diodo luminoso blanco de alta potencia de 530 nm para luz coaxial, controlable Diodo luminoso azul de alta potencia de 460 nm para luz coaxial, controlable Adquisición de imágenes 2 sensores: Sensor metrológico (blanco y negro), sensor cromático (ambos CCD de alta resolución) Margen de detección vertical 40 mm Reflectividad de la muestra De 0.1% a 100% Temperatura de servicio 5ºC a 40ºC Humedad ambiental < 80% de humedad relativa Aislamiento antivibraciones activo o pasivo (recomendado para interferometría) Modo confocal Aumentos Apertura numérica Campo de visión (µm) Resolución óptica (X/Y) (µm) Resolución vertical (nm) <150 <30 <15 <3 <2 Velocidad de escaneado vertical (μm/s) Frecuencia de cambio de imágenes (confocal de resolución completa) 12.5 fps Tiempo medio de medición 3 5 segundos Modo de interferometría Aumentos Apertura numérica Campo visual (µm) Resolución óptica, azul (X/Y) (µm) Resolución óptica, blanca (X/Y) (µm) Resolución vertical (nm) PSI < 0.1 / epsi < 1.0 / VSI < 4.0 Rango vertical PSI: 5 μm; epsi 100 μm; VSI 10 mm Velocidad de escaneado vertical (μm/s) VSI/ePSI: 4 18 μm/s Tiempo medio de medición PSI:3 6s; VSI: 10s; epsi: 30s Dimensiones en mm

12 Con el usuario, para el usuario Leica Microsystems Leica Microsystems opera a nivel global en cuatro divisiones, ocupando puestos líderes del mercado. Life Science Division La división de Ciencias de la Vida de Leica Microsystems satisface las necesidades de captura y procesamiento de imágenes de la comunidad científica, gracias a un elevado grado de innovación y a una gran experiencia técnica en lo que a visualización, medición y análisis de microestructuras se refiere. Nuestro gran afán por comprender las aplicaciones científicas ha propiciado que los clientes de Leica Microsystems se sitúen a la vanguardia de la investigación científica. Industry Division El principal interés de la división de Industria de Leica Microsystems consiste en ayudar a los clientes a conseguir resultados de la mayor calidad posible, gracias a los mejores y más innovadores sistemas de captura y procesamiento de imágenes para así observar, medir y analizar las microestructuras en aplicaciones industriales tanto rutinarias como de investigación, en la Ciencia de materiales y el control de calidad, en investigaciones forenses y en aplicaciones educativas. Biosystems Division La división de Biosistemas de Leica Microsystems pone al servicio tanto de los laboratorios de histopatología como de los investigadores en este ámbito, la gama de productos más amplia y de mayor calidad del sector. Desde los propios pacientes hasta los profesionales de la patología, dicha gama incluye el producto ideal para cada uno de los procesos histológicos, así como soluciones de flujo de trabajo para el laboratorio en su conjunto, caracterizadas por su alto nivel de productividad. Gracias a sus completos sistemas para histología, que incorporan una serie de funciones automatizadas innovadoras, así como reactivos Novocastra, la División de Biosistemas garantiza una atención de mayor calidad al paciente, a través de un tiempo de respuesta reducido, de un diagnóstico de confianza y de una estrecha colaboración con los clientes. Surgical Division El principal objetivo de la división quirúrgica de Leica Microsystems es asociarse con los microcirujanos para proporcionarles asistencia en el cuidado de sus pacientes gracias a la tecnología quirúrgica de mayor calidad y más innovadora en materia de microscopía, tanto en la actualidad como en un futuro. La fructífera colaboración con el usuario, para el usuario ha sido siempre la base del poder innovador de Leica Microsystems. Sobre esta base hemos desarrollado los cinco valores de nuestra empresa: Pioneering, High-end Quality, Team Spirit, Dedication to Science y Continuous Improvement. Darle vida a estos valores significa para nosotros: Living up to Life. Presencia mundial Alemania: Wetzlar Tel Fax Australia: North Ryde Tel Fax Austria: Viena Tel Fax Bélgica: Groot Bijgaarden Tel Fax Canadá: Richmond Hill/Ontario Tel Fax Corea del Sur: Seúl Tel Fax Dinamarca: Ballerup Tel Fax EE.UU.: Bannockburn/Illinois Tel Fax España: Barcelona Tel Fax Francia: Nanterre Cedex Tel Fax Holanda: Rijswijk Tel Fax Inglaterra: Milton Keynes Tel Fax Italia: Milan Tel Fax Japón: Tokyo Tel Fax Suecia: Kista Tel Fax Portugal: Lisboa Tel Fax República Popular de China: Hong Kong Tel Fax Singapur Tel Fax Suiza: Heerbrugg Tel Fax y representaciones en más de 100 países Según el certificado ISO 9001, Leica Microsystems (Switzerland) Ltd, Industry Division, cuenta con un sistema de gestión que cumple los requisitos de la normativa internacional referente a la gestión de calidad. Asimismo, la producción cumple con los requisitos de la norma internacional ISO referente a la gestión medioambiental. 10IDO10010ES Leica Microsystems (Switzerland) Ltd CH-9435 Heerbrugg, 2010 Impreso en Suiza III.2010 RDV Los datos técnicos, ilustraciones y descripciones no son vinculantes y pueden ser modificados sin previo aviso.