Weißlichtinterferometrie
Das Oberflächen-Profilometer SPA 25 nutzt die nutzt die Weißlichtinterferometrie um die Oberflächentopographie zu studieren. Die Weißlichtinterferometrie ist ein optisches Messverfahren und dank des relativ großen Abstands zwischen Messgerät und Probe besteht keine Gefahr die Probe zu beschädigen, wie es bei Prüfdorn (Stylus) basierten Profilometern vorkommen kann.
Das SPA 25 verwendet Mirau Objektive welche einen Strahlteiler und Referenzspiegel innerhalb des optischen Wegs enthalten. Das Licht welches von der Probe und das welches innerhalb des Objektivs reflektiert wird erzeugen zusammen ein Interferenzmuster. Das Interferenzmuster zeigt den höchsten Kontrast, wenn die Probe exakt in der Fokusebene des Objektivs liegt und wird näher/ferner der Fokusebene weniger ausgeprägt.
Wenn der Abstand zwischen Probe und Mirau Objektiv verändert wird, ändert sich das Interferenzmuster dementsprechend. Das SPA 25 ändert den Abstand zwischen Probe und Objektiv mit einem piezoelektrischen Präzisions-Scanantrieb. Durch Messungen mit verschiedenen Abständen und Analyse des sich ändernden Interferenzmusters kann die Höheninformation für jeden Bildpunkt einer aufzeichnenden Kamera bestimmt werden.
Die durch moderne Grafikkarten zur Verfügung gestellte hohe parallele Rechenleistung erlaubt den Einsatz von anspruchsvollen Auswertealgorithmen. Daher kann das SPA 25 bis zu 500 GByte an Bilddaten bei jedem einzelnen Scanvorgang auswerten und so bei Verwendung der extended phase shift interferometry (EPSI) Methode eine Höhenauflösung von bis zu 0.1 nm erreichen.
Ein signifikanter Vorteil der Weißlichtinterferometrie gegenüber anderen optischen Methoden mit Höhenauflösung wie z.B. Fokusvariation oder konfokal Mikroskopie ist, dass die Höhenauflösung (Z-Richtung) unabhängig vom Vergrößerungsfaktor des eingesetzten Objektivs ist. Der Vergrößerungsfaktor hat lediglich einen Einfluss auf die laterale Auflösung (X-Y-Richtung).