產品介紹INTRODUCTION
全面了解3D 表面測量學
在工業和研究中，高精度表面分析發揮著至關重要的作用，它可以幫助確保材料和組件實現性能，但同時也面臨著諸多挑戰：表面結構錯綜復雜，高傾斜度區域要求橫向分辨率達到數微米，而關鍵性微觀峰谷要求垂直分析達到亞納米級。雖然共聚焦顯微技術可以提供高橫向分辨率，但要實現亞納米級垂直分辨率，則需要干涉測量技術。
因此，我們將這兩種測量技術相結合，推出了多功能超高速 3D 表面測量系統 Leica DCM8 — 為您的所有測量觀察任務提供一站式解決方案。
優勢概覽：
在工業和研究中，高精度表面分析發揮著至關重要的作用，它可以幫助確保材料和組件實現性能，但同時也面臨著諸多挑戰：表面結構錯綜復雜，高傾斜度區域要求橫向分辨率達到數微米，而關鍵性微觀峰谷要求垂直分析達到亞納米級。雖然共聚焦顯微技術可以提供高橫向分辨率，但要實現亞納米級垂直分辨率，則需要干涉測量技術。
因此，我們將這兩種測量技術相結合，推出了多功能超高速 3D 表面測量系統 Leica DCM8 — 為您的所有測量觀察任務提供一站式解決方案。
（1）功能多樣，精確性高 —滿足您的表面測量需求
- 通過高清 (HD) 共聚焦顯微技術實現橫向分辨率、斜率求解和成像
- 通過高清干涉測量技術實現高達 0.1 nm 的縱向分辨率
- 通過明場和暗場顯微鏡方便地實現圖像攝取
- 四盞 RGB 高清彩色成像 LED，應用范圍更廣
- 可使用三種方法測量厚薄不同的薄膜
- 配置和物鏡適用于您的樣品
（2）快速、簡單、耐用 —省時省力，節省資金，實現結果
- 無需準備樣品或切換儀器
- 數字高清共聚焦掃描快速、可靠
- 通過大視場和形貌拼接快速攝取大表面
- 直觀的 2D 和 3D 軟件，適用于數據采集和分析
功能多樣，精確性高 —滿足您的表面測量需求
Leica DCM8 將高清共聚焦顯微技術和干涉測量技術融合在一起，更添加了豐富的附加功能，使各種材料表面特性的精確再現變得便利起來。為滿足您的記錄需求，系統的內置百萬像素 CCD 攝像頭和 4 個 LED 光源提供非同凡響的真彩成像功能。
1.通過高清共聚焦顯微技術實現橫向分辨率
通過共聚焦技術，即使表面有著高達 70° 陡峭斜面或復雜形狀，也可以快速精確地繪制出輪廓 —且不會破壞樣品。Leica DCM8 中心內置 140 萬像素高分辨率、高靈敏度檢測器，可以查看共聚焦實時圖像，或同時查看共聚焦和明場圖像。快捷獲取全面的表面數據以及高對比度對焦圖像。另外，RGB共聚焦模式可實時提供高度分布，快捷程度令人驚嘆。
（1）快捷：
只需點擊按鈕，即可完成對樣品的垂直掃描，讓表面上的每個點都經過焦點。在幾秒鐘內，LeicaDCM8 便可沿物鏡景深的不同垂直點采集到多幅共聚焦圖像 (必要時可自動調整照明)。隨后刪除離焦信息，生成詳細的表面形貌輪廓圖。
（2）精確：
共聚焦傳感器頭中無移動部件，大大提高了穩定性，降低了噪聲，從而可實現更高的分辨率。選擇達 0.95* 的高數值孔徑 (NA) 和高放大倍率，可實現達 140 nm的橫向分辨率以及達 2 nm 的垂直分辨率。因而，這種方法十分適合于眾多行業中的材料研究和質量控制，包括汽車、微電子、醫學設備和航天等行業。
圖1
2.使用高清干涉測量技術實現縱向分辨率
對縱向分辨率的要求高達 0.1 nm時，Leica DCM8 干涉測量模式是的。該系統能夠分析平滑、超平滑和超級拋光表面，只需一臺系統，便可實現廣泛的應用。為滿足包括反光表面分析在內的不同需求，我們提供大量的高品質干涉測量物鏡(5x、10x、20x、50x 放大倍率)。
（1）多種選擇
根據樣品形貌，可在三種干涉測量模式中進行選擇：垂直掃描干涉測量術 (VSI) (也稱為白光干涉測量術 (WLI)) 適用于光滑至粗糙度適中的表面；移相干涉測量術 (PSI)適用于極度光滑的表面；擴展 PSI(ePSI) 適用于擴展 Z 分析范圍。對于粗糙度適中的拋光表面，VSI 是進行高速測量的理想選擇。與共聚焦模式類似，逐步對樣品進行垂直掃描，這樣表面上的每個點均可經過焦點，且的干涉條紋對比出現在表面上每個點的焦點位置。通過檢定狹窄條紋包絡的峰值，可獲得每個像素位置的表面高度。
在不到 3 秒的時間內，PSI 和 ePSI 可以亞納米分辨率獲取超級拋光和超光滑表面的紋理參數 (例如光滑如鏡面的圓晶硅片)。為達到這一高分辨率，逐步對聚焦的樣品進行垂直掃描，每一步都精確至波長的幾分之一。輪廓成形算法可生成表面的相位圖，而相位圖可通過解卷繞步驟轉換成對應的高度分布圖。
圖2：晶片表面干涉測量掃描步驟
3.通過明場和暗場顯微鏡方便地實現圖像攝取
除了共聚焦和干涉測量形貌分析之外，Leica DCM8 還提供明場和暗場成像功能，無論是彩色或黑白，圖像攝取都非常簡單。明場可通過真彩圖像使您快速掌握樣品材料表面和實際位置的整體概況。而暗場有助于識別樣品的表面細節，例如，明場照明難以辨認的刮痕或顆粒。
圖3：陶瓷表面
4.四盞 RGB 高清成像 LED，應用范圍更廣
Leica DCM8 內置四盞 LED：藍色 (460 nm)綠色 (530 nm)、紅色 (630 nm) 和白色(置中 550 nm)。增加可用的顏色數(從而有更多可用波長) 可以擴展應用范圍。例如，如果正在處理的是半導體晶片和光致抗蝕劑，由于這些樣品對藍光敏感，因此圖像攝取時可以選擇只使用紅光燈。
（1）超銳利全彩圖像隨手可得
RGB LED 結合高清 CDD 攝像頭，使Leica DCM8 能夠生成相當于 500 百萬像素攝像頭的超銳利全彩圖像。通過依次脈沖點亮 LED，系統可以在每個像素中記錄全彩信息。使用帶拜爾 (Bayer) 濾鏡的標準彩色攝像頭時，普遍無需色彩插值。樣品的圖像分辨率和對比度因而得到提高，實現晶瑩剔透、生動逼真的視覺效果。白色 LED 可使白光干涉測量術得到進一步提升。LED平均使用壽命極長，大約可達20,000 小時，這也是一項非常重要的優點。
圖4
5.可使用三種方法測量厚薄不同的薄膜
Leica DCM8 提供三種不同的厚度測量技術：共聚焦模式、干涉測量模式和光譜反射計模式。共聚焦和干涉測量技術可用于測量透明層或透明箔的厚度，亦可用于測量層基底表面或層-空氣界面的厚度。厚度測量選項有單點、輪廓和形貌。選配的光譜反射計對于基底上的單層和多層箔、膜或薄層的測量效果佳，還可處理復雜結構 (基底上多達十層的結構)。運用該技術還可有效測量 10 nm 至 20 μm 的透明薄膜。
6.配置和物鏡適用于您的樣品
（1）擁有令人驚嘆的光學品質
Leica DCM8 采用享譽世界的共聚焦、明場和暗場物鏡，放大倍率從 1.25x 至 150x，適用于各種不同的工作距離，可滿足您的需求。如果您需要以橫向分辨率分析樣品，徠卡還提供高數值孔徑的油鏡可選。針對透明層之下的表面分析，徠卡帶修正環的專用物鏡可進行透層調焦。
此外，我們還提供放大倍率為 5x、10x、20x 和 50x 的各種多反射率 (MR) 干涉測量物鏡。這些的多反射率物鏡：
- 可匹配樣品反射率，讓系統得到干涉條紋對比度，全力獲取各種樣品的表面特性
- 便捷的補償系統可在發生熱漂移時發揮作用
（2）為每項任務提供稱心如意的光學部件
徠卡公司的光學專家還研發出了多反射率 (MR) 低放大倍率物鏡，可用于共聚焦和干涉測量，進一步提高系統的靈活性，讓您的投資獲得收益。如果您需要以的精確度執行重復作業，徠卡還可為您提供單反射率 (SR) 物鏡，這種物鏡經過專門優化，具備的測量和成像性能。
（3）根據需要量身配置
我們的電動載物臺和立柱系列使大型樣品的處理變得極為方便，不再需要準備樣品或手動調節。Leica DCM8 可配置的的電動載物臺尺寸為 300 x 300 mm(包括 XYZ 操縱桿控件)，Z 立柱可達 1 m。如有其它要求，可聯系我們，商討定制配置。
Leica DCM8 采用流線型設計和微顯示器掃描技術，傳感器頭無移動部件，因此在過程控制應用中能夠方便地集成到其它系統中。為確保結果的穩定性和精確度，可根據實際空間將 Leica DCM8 安裝在工作臺頂部或落地式防振臺上。如有必要，甚至還可以將設備倒置安裝。
圖5：物鏡轉盤
圖6：干涉測量物鏡示例
圖7：精選的物鏡核心部件 — 手工拋光鏡頭
圖8：適合于各種樣品的手動和自動載物臺系列
快速、簡單、耐用 —省時省力，節省資金，實現結果
在任何應用中，可靠、精確地確定表面特性都是先決條件，但在制造業中，為避免造成生產過程中斷 (成本巨大)，速度同樣至關重要。Leica DCM8 可快速獲取表面數據和圖像，操作簡便。直觀的軟件令分析變得更加簡單，耐用的設計確保長久的使用壽命和的持有成本。
1.無需準備樣品或切換儀器
共聚焦顯微技術和干涉測量技術相結合，明場和暗場成像功能錦上添花，使您從此無需再為不同的分析而費時切換儀器 — 只需輕輕一按，便可解決！它與其它表面特性測定方法的不同之處還在于，由于采用非接觸式掃描，因而無需準備或破壞樣品，便可以精確描繪大多數樣品的輪廓圖。從我們全面的物鏡產品系列中選擇工作距離宜的物鏡，并搭配正確尺寸的載物臺和立柱，便可輕松適應不同尺寸的樣品。
2.快速、可靠的數字高清共聚焦掃描
Leica DCM8 采用基于硅基鐵電液晶(FLCoS) 的*高清微顯示器技術，可實現無振動掃描，得到高再現性結果。這項創新技術在傳感器頭內部具有一個快速切換裝置，無需使用移動部件。該設計可確保極其穩定的結果和優異的噪聲消減，達到精確度和再現性令人驚艷的測量性能。不僅采集速度極快，還可實現實時共聚焦 (每秒共聚焦幀數高達 12.5)，讓您以更高的效率直接處理實時圖像。另外，由于傳感器頭中沒有移動部件，大大提高了儀器的耐用性，在超長的使用壽命期間基本無需維護。
圖9
3.通過大視場和形貌拼接快速攝取大表面
Leica DCM8 采用內置高分辨率 CCD 攝像頭，提供超大視場 (FOV)。一次可攝取更多樣品表面，有助于優化工作流程效率。
（1）一覽無遺
在工業組件質量控制中，不僅要求對樣品的較小區域進行高分辨率測量，還要求對較大區域進行快速掃描。為滿足這一需求，Leica DCM8 提供了超快速 XY 形貌拼接功能。在該模式中，可自動拼接所攝取的 3D模型，組成遠大于單個視場的形貌圖像。最終的表面數據會顯示一個大表面區域的高精度無縫模型以及對焦的紋理，同時又保留了較小區域的原始光學屬性。可根據樣品表面的幾何形狀 (從平整的表面到彎曲起伏的形貌) 輕松應用不同的拼接算法。
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圖11：LeicaSCAN 軟件
圖12：LeicaMap 軟件
4.直觀快速的軟件，適用于數據采集和分析
Leica DCM8 使用 LeicaSCAN 軟件進行控制。該軟件功能強大，基于圖標的界面可快速、直觀地進行數據攝取和分析。LeicaSCAN 軟件提供多種預定義程序，在需要進行大量測量時，只需一鍵操作即可完成。另外，可使用多測量程序 (MMR) 快速準確地從不同 XY 位置攝取測量值，在相同位置重復測量，評估演變情況以及獲取統計信息。
（1）簡化復雜的 3D 分析
我們選配的 LeicaMap 軟件為高級 3D分析提供全面豐富的表面參數和3D 轉換，包括：步級高度和載重比、區域表面紋理參數 (ISO 25178、EUR 15178)、橫截面輪廓的主參數和粗糙度參數 (ISO 4287)、傅里葉分析、分形分析等等。在研發部門和實驗室中，LeicaMap 尤其可在離線表面特性測定或生產過程中的近線控制方面大顯身手。
（2）快速3D 分析
在日常工作中，除了攝取和測量3D 數據之外，常常還需要進行詳細的 2D 分析。為滿足該需求，也可為 Leica DCM8 搭載應用極廣的 LeicaApplication Suite (LAS) 軟件。LAS 將系統的 2D 分析能力從普通的面積測量擴展到復雜的自動幾何分析。
圖13
