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利用數位結構光之共焦顯微三維表面形貌量測系統與技術

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本研究运用数位微镜组装置(Digital Micromirror Device,DMD)之数位曡纹投射(Digital Moire Fringe Projection)技术,结合聚焦形貌量测原理,发展全域式微尺寸物体之三维表面输廓量测系统。精确之三维表面形貌量测对微元件或系统产品日渐重要,对高科技产品之品质与生产效率影响至钜。本研究发展一创新式数位条纹投射方法,利用数位微镜组装置产生漂移式之棋盘式结构光,漂移式之棋盘式结构光可大幅增加数位结构光所形成影像之高频资讯,因此有效弥补此重量测影像空间解析不足之问题,由於量测方法中策略性采用棋盘式结构光黑白交界处之聚焦函数来重建三维轮廓,可避免聚焦形貌量测法在棋盘式结构光全黑舆全白区域中之量测误差,因此可大幅增加形貌量测之精准度。以实际运用於半导体工业之微细元件进行量测爲例,验证本研发系统之量测精度与性能,量测之空间解析可达1μm/pixel,最大量测误差爲可控制在全高量测范围之3％以下,重覆性量测误差可控制在±1μm,此研发成果可实际应用於微三维表面形貌量测之需求上。

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