Abreu, Manuel A.

Coelho, João M. P.

Domingues, C.

Monteiro, Fernando

Repositório do LNEG

Perfilometria óptica baseada em recuperação de fase  J. Coelho1, C. Domingues1, F. Monteiro1 e M. Abreu1  1 Dept. de Óptica e Lasers, INETI, Ed. D, Estrada do Paço do Lumiar, 22, 1649-038 Lisboa   E-mail: joao.coelho@ineti.pt   Os avanços na microtecnologia têm levado a uma exigência crescente na área da metrologia. Sistemas de elevada precisão como os MEMs (MicroElectromechanical Systems) e dispositivos micro-ópticos, incorporam micropeças com dimensões ou detalhes da ordem do micrómetro, com tolerâncias dimensionais submicrométricas. Embora técnicas de medida como a microscopia de varrimento e a interferometria estejam generalizadas, à medida que a indústria reduz a escala dimensional de trabalho, novos desafios emergem, associados à metrologia dimensional, inspecção e monitorização in situ, decorrentes dos processos de fabrico e controlo [1-3].  Este artigo apresenta uma solução que tem como objectivo desenvolver uma técnica robusta e de fácil implementação em ambiente industrial. A metodologia desenvolvida tem por base a análise da imagem do padrão de difracção, na região de Fraunhofer, obtido pela desfocagem da imagem da luz difractada no objecto e num algoritmo de inversão que permite a recuperação de fase com base no mapa de intensidades [4,5]. O perfil de espacial da superfície é obtido a partir da fase associada ao mapa de intensidades da imagem da superfície. Se a amplitude complexa da luz difundida pela superfície for dada por   [ ]),(exp),(),( yxiyxEyxE φ⋅=   a sua topografia pode ser obtida a partir da fase φ(x,y) recuperada  ( )yxyxh ,4),( φπλ=   Utilizando um laser de He-Ne (λ = 632 nm) e uma objectiva de abertura numérica 0,55, a resolução lateral é de, aproximadamente, 1μm.   Referências [1] Instrumentation and Metrology for Nanotechnology, Report of the National Nanotechnology Iniciative Workshop (January 27-29, Gaithersburg, USA, 2004). [2] Lojkowski, W. et Al., “Eighth NanoForum Report: Nanometrology”, January, 2006. [3] Koenders, L., Wilkening, G., Meli F., “Nanoscale Metrology”, Meas. Sci. Technol., 18, 1-16 (2007). [4] A. Taguchi, T. Miyoshi, Y. Takaya, K. Saito, “3D Micro-Profile Measurement using Optical Inverse Scattering Phase Method”, Annals of the CIRP, 49, 423-426 (2000). [5] Atsushi Taguchi, Takashi Miyoshi, Yasuhiro Takaya, Satoru Takahashi, “Optical 3D profilometer for in-process measurement of microsurface based on phase retrieval technique”, Precision Engineering, 28, 152–163 (2004). 

Perfilometria óptica baseada em recuperação de fase.

Laboratório Nacional de Energia e Geologia Repository

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