微納制造與納米技術致力于在微米和納米尺度上制造結構與器件,其尺寸與形貌的精確控制是功能實現的基礎。白光干涉儀雖然其橫向分辨率受光學衍射極限限制(通常在數百納米量級),但其垂直分辨率可達亞納米級,且具有快速、全場、非接觸測量的優勢,因此在微納結構的形貌表征,特別是對于特征尺寸在微米級或具有一定高度的納米結構表征中,仍是一種有用的補充工具。Sensofar S neox系統憑借其高垂直分辨率和多模式集成,在微納制造領域的部分場景中提供測量選項。
在微納壓印、納米壓印技術中,模板的形貌精度直接決定了復制結構的質量。白光干涉儀可以用于測量模板上微米或亞微米級結構的深度/高度、側壁角度和周期。雖然對于幾十納米寬的線條,其橫向分辨可能不足,但對于微米量級的結構或具有一定深寬比的微結構,白光干涉儀可以快速提供三維形貌,用于模板制造的質量控制和復制結構的保真度驗證。
在制備微透鏡陣列、衍射光學元件、光子晶體等微光學結構時,結構的表面面形、曲率半徑、深度/高度是決定其光學性能的關鍵。白光干涉儀可以快速測量這些結構的整體三維形貌,評估陣列的均勻性,并精確計算單個微透鏡的矢高、非球面系數等。這對于優化制備工藝,確保光學性能一致性有幫助。
在制造用于細胞研究或生物傳感的微圖案化基底時,圖案的尺寸和形狀需要精確控制。白光干涉儀可以測量這些微米級圖案(如微柱、微溝槽、微坑)的幾何參數,確保其符合細胞或分子相互作用的實驗設計要求。
對于某些納米涂層或薄膜,雖然其厚度可能只有幾十到幾百納米,但白光干涉儀的高垂直分辨率使其能夠通過測量臺階來精確測量膜厚。同時,可以觀察薄膜表面的平整度、粗糙度,以及是否有島狀生長、開裂等現象。
在自組裝納米材料或納米復合材料的研究中,雖然單個納米顆粒的尺寸可能超出白光干涉儀的橫向分辨能力,但對于納米顆粒在表面形成的單層或多層膜,白光干涉儀可以測量其整體厚度和表面覆蓋的均勻性,以及大尺度上的粗糙度。
S neox系統在測量微納結構時,高數值孔徑的物鏡可以提供更好的橫向分辨能力。其垂直掃描干涉技術能提供亞納米級的垂直分辨率,非常適合測量納米級的高度變化。對于高深寬比或陡峭側壁的結構,其共聚焦模式可能提供更好的測量效果。結合先jin 的去卷積算法,有時可以提升有效分辨率。
需要明確的是,對于特征尺寸遠小于光波長的納米結構(如小于100納米的線條),需要借助掃描電子顯微鏡或原子力顯微鏡等更高分辨率的工具。白光干涉儀更擅長于測量微米尺度特征的三維形貌,以及納米級的垂直尺寸和表面起伏。因此,在微納制造領域,Sensofar S neox白光干涉儀常作為介于宏觀尺寸測量與原子力顯微鏡等高分辨率儀器之間的一個橋梁,提供快速、非破壞性、大視場的三維形貌概覽,服務于工藝開發和質量控制中的特定測量需求。