廣泛應(yīng)用的微透鏡陣列

微透鏡是一種常見的微光學(xué)元件，通過設(shè)計(jì)微透鏡，可對入射光進(jìn)行擴(kuò)散、光束整形、光線均分、光學(xué)聚焦、集成成像等調(diào)制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)許多傳統(tǒng)光學(xué)元器件難以實(shí)現(xiàn)的特殊功能。

微透鏡陣列（Microlens Array，MLA ）是由數(shù)十個(gè)或數(shù)千萬個(gè)通光孔徑及浮雕深度為微米級的微透鏡，按照特定排列而成的陣列。通過調(diào)整陣列中微透鏡的形狀、焦距、排布結(jié)構(gòu)方式、占空比（填充因子）等，我們就可以實(shí)現(xiàn)特定光學(xué)功能。根據(jù)對光束調(diào)制原理的不同，可分為衍射微透鏡、折射型微透鏡、混合（菲涅爾）微透鏡和超透鏡。

來源：采用優(yōu)可測超景深顯微鏡拍攝的MLA

微透鏡陣列的應(yīng)用范圍從光纖耦合的光束轉(zhuǎn)換到激光均質(zhì)化，到相同波長的激光堆的有效組合，再到光場3D顯示、光場成像、投影照明、高靈敏度探測、光學(xué)安全和廣視閾成像等領(lǐng)域，應(yīng)用非常廣泛。

來源：真三維顯示技術(shù)概述與現(xiàn)狀:原理和展望

客戶需求

晶圓MLA全檢如何又快又準(zhǔn)

專研材料、網(wǎng)絡(luò)和激光領(lǐng)域的某國際品牌，其福州工廠需要為了一批晶圓MLA產(chǎn)品進(jìn)行全檢，需要引入多臺“滿足檢測精度同時(shí)，實(shí)現(xiàn)檢測效率快速提升”的自動(dòng)化檢測設(shè)備。

MLA的產(chǎn)品屬性決定了檢測量，一張8寸晶圓片上面大約包含了10000+的微透鏡，評價(jià)微透鏡陣列的指標(biāo)包含有曲率半徑（ROC）、表面粗糙度（Ra/Sa等）、非球面K值、表面輪廓偏差（SPD）、透鏡間距（Pitch）等。微透鏡的尺寸是微米級，而表面粗糙度（Ra/Sa等）則是納米級。

對檢測設(shè)備而言，效率和精度大多數(shù)都是相對矛盾對比的指標(biāo)。如何在滿足檢測精度要求下，對晶圓MLA進(jìn)行全量的快速檢測，這不僅考驗(yàn)設(shè)備的精度，更考驗(yàn)其數(shù)據(jù)處理軟件的效率與自動(dòng)化的能力。

優(yōu)可測方案

晶圓3D自動(dòng)量測NX230系列

單顆透鏡10s速檢，總效率提升75%

在經(jīng)過多輪測試、對比與驗(yàn)證后， 客戶最終選擇了優(yōu)可測的晶圓3D自動(dòng)量測設(shè)備—NX230系列。

晶圓3D自動(dòng)量測NX230系列

NX230系列，標(biāo)配晶圓吸附載臺，測量模塊包含白光干涉儀與光譜共焦位移傳感器單元。白光干涉儀標(biāo)配高精度壓電陶瓷（PZT），掃描速度為400μm/秒，搭載高感光度、高像素、3200Hz掃描幀率的CMOS相機(jī)，配合SST+GAT算法，可瞬間完成500萬點(diǎn)云采集，是業(yè)內(nèi)精度可達(dá)0.03nm的晶圓3D自動(dòng)量測設(shè)備。

設(shè)備還可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化檢測，包括自動(dòng)對焦、自動(dòng)定位以及自動(dòng)跑位；自動(dòng)完成每顆透鏡的數(shù)據(jù)輸出，并可進(jìn)行OK/NG的判斷，根據(jù)測量數(shù)據(jù)，進(jìn)行分級、分揀以及熱力3D圖輸出，便于下一道工序的自動(dòng)挑選。

設(shè)備檢測項(xiàng)目包含曲率半徑（ROC）、數(shù)值孔徑（NA）、表面粗糙度（Ra/Sa等）、K值、表面輪廓偏差（SPD）等。

微透鏡陣列（MLA）三維形貌

來源：優(yōu)可測白光干涉儀掃描成像

微透鏡陣列（MLA）三維形貌

來源：優(yōu)可測白光干涉儀掃描成像

來源：優(yōu)可測設(shè)備生成的測量圖片

該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)從“離線檢測”到“在線全檢”，在滿足精度要求的前提下，設(shè)備對單顆透鏡檢測效率，相比之前方案提升了75%，且穩(wěn)定性達(dá)到0.2%以內(nèi)。單臺設(shè)備的檢測量可提升6倍以上（設(shè)備工作時(shí)間按1天24小時(shí)計(jì)）。

此外，該設(shè)備自動(dòng)化運(yùn)營，一名工程師可管理多臺設(shè)備，設(shè)備正常運(yùn)營后，大幅提高了客戶的出貨數(shù)量與質(zhì)量。