摘要
针对当前微纳米测量中存在的微结构跨尺度、高精度测量及高深宽比结构多参数表征问题,基于纳米测量机和微接触测头构建了纳米坐标测量系统。通过对测头与定位平台机械、电气及软件接口的设计,实现测头与平台的集成,并利用标准球对测量系统进行校准。为保证测量结果的可溯源性,对定位平台三轴激光干涉仪的激光器进行了拍频。最后,利用搭建的测量系统对高度10μm,2 mm的超高台阶及硅臂卡爪的侧壁倾角进行了测量,表明系统具备大尺寸结构的高精度测量和复杂MEMS器件特征尺寸的精确表征能力。
To realize the trans-scale and high-precision measurement of microstructures,as well as to perform multiple geometrical parameter characterizations of some high-aspect-ratio structures,a nano coordinate measurement system was developed based on a nano measurement machine and a micro tactile probe.The mechanical,electrical,and software interfaces between the probe and positioning platform were designed.After the integration of the probe and positioning platform,the measurement system was calibrated using a standard micro ball.To ensure traceability of the measurement results,the laser sources of three interferometers in the positioning platform were also calibrated using the laser beat frequency.Finally,ultra-high steps with heights of 10μm and 2 mm and the sidewall angle of a silicon arm were measured using the developed system.The experiments indicated that the system can accurately measure large-size structures and complex MEMS devices.
作者
吴俊杰
李源
WU Jun-jie;LI Yuan(Division of Mechanics and Manufacture Measurement Technology, Shanghai Institute of Measurement and Testing Technology, Shanghai 201203, China)
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第10期2252-2259,共8页
Optics and Precision Engineering
基金
上海市市场监督管理局科技项目资助(No.2019-02)
上海市青年科技英才扬帆计划资助项目(No.19YF1441700)
国家重点研发计划资助项目(No.2019YFB2004904)。
关键词
微纳米测量
纳米测量机
三维微接触测头
高深宽比
侧壁倾角
micro-and nano measurement
nano measuring machine
3D micro tactile probe
high aspect ratio
sidewall angle
作者简介
吴俊杰(1989-),男,浙江金华人,博士。2011年、2014年分别于中国计量大学获得学士、硕士学位,2018年于上海交通大学获得博士学位,现为上海市计量测试技术研究院与哈尔滨工业大学联合培养博士后。主要从事微纳米测量及仪器开发方面的研究。E-mail:wujunjie@simt.com.cn;导师简介:李源(1979-),男,山东莱西人,博士,高级工程师。2002年、2004年和2007年分别于天津大学获得学士、硕士、博士学位,现为上海市计量测试技术研究院微米纳米计量实验室负责人。主要从事微纳米计量及仪器开发方面的研究。E-mail:liyuan@simt.com.cn。
