人體骨盆骨折大多導因於強烈外力的撞擊，例如車禍、跌倒、撞傷等，骨盆經過強烈撞擊後，會對於其周圍之肌肉與韌帶產生傷害與其穩定度造成影響。對於骨盆骨折之治療，多半需要以手術方式透過外物固定方式進行，如骨螺釘(Bone screw)與骨板(Plate)進行固定。而骨盆做為脊椎與下肢之間的連接樞紐，承載上半身的重量並負荷走路時髖關節產生之壓力，其穩定性對於人體極為重要性，為了了解骨盆骨折手術前後之力學行為，本研究透過數位影像相關法(Digital image correlation, DIC)用以研究不同骨盆手術方式之力學行為研究，透過所量測之結果提供臨床上參考依據與建議。

隨著科技發展，電子產品的性能與尺寸要求逐漸提升，對半導體製程技術必須更為重視。在半導體產業、太陽能光電產業及機械產業中，會利用製程技術沉積薄膜，並控制製程參數得到特定結構特性。當薄膜沈積於基板後，薄膜內部會產生殘留應力，若薄膜殘留應力過大，薄膜則會產生破裂、脫層、挫曲等情形，對於半導體元件的壽命及可靠度有相當大的影響，故在量測殘留應力大小及分布成為十分重要的指標。
目前量測殘留應力的方法可分為破壞性、半破壞性以及非破壞性，其中非破壞性方法中，最常使用的方法為XRD，優點是不會對材料造成破壞，但僅能應用於量測結晶材料。透過FIB-DIC檢測方法，可解析局部區域及各層部分位置的應力量測，此方法不限於結晶材料，非晶材料或聚合物基材也適用此量測技術。
近年來出現了一新的發展趨勢，即透過組合不同奈米結構的多個單層薄膜以設計具有獨特的機械，電性，光學和功能特性的材料。其薄膜製程中的殘留應力成為製程最大的挑戰，影響薄膜的均勻性和完整性，往往會導致無法獲得高品質的薄膜。本研究將沉積ZrN/Zr雙層薄膜於矽基板上，透過FIB-DIC方法，並由有限元分析軟體中得到的校正係數結果分析殘留應力，FIB-DIC對使用條件和材料選擇的限制較少，而且該方法其應用範圍較其他方法更廣，也可用於全場分析。
本研究利用脈衝直流濺鍍(Pulsed DC)濺鍍方式來進行濺鍍Zr、ZrN兩層薄膜於P型Si (100)基板。將試片置入聚焦離子束系統內並設定參數，首先，調整SEM及FIB影像參數，其中包含亮度、焦距、放大倍率等參數，兩種影像皆以不可壓縮的Tiff格式儲存。之後設定離子束銑削參數，對於環型銑削可以使材料應力完全釋放且均勻，使誤差降低。可調參數如下:離子束電流能量(beam)、離子束單位面積能量(dose)和環型銑削形狀內外徑。待影像與銑削參數設置好，銑削過程皆不作調整以保持拍攝條件一致性，完成銑削動作後將影像紀錄下來，並量測銑削深度，重複上述步驟，持續動作至銑削Si基板表面為止。
接著使用數位影像相關法(Digital Image Correlation，DIC)，用於銑削前後影像間像素點位移變化的量測分析。數位影像相關法需設定以下環境參數，比例因子、影像重建誤差、影像飄移和子區域選取範圍。經由DIC分析獲得取像範圍內每一像素點之座標之U、V場位移，再利用最小平方法對位移場進行曲面擬合，並依據尤拉應變轉換方程式對此平面微分求得應變。得到0°、45°、90°三個方向量測應變以及校正係數代入殘留應力公式，求得材料之殘留應力。
雙層膜中兩種材料有不同的機械性質，因此無法直接將ASTM E837規範內的校正係數直接代入計算殘留應力，需要對不同材料的校正係數做修正。透過單軸/雙軸應力條件下進行試片的銑削模擬，逐層去除環形凹槽中的元素後量測表面應變值，再代入應力、應變與校正係數關係式計算獲得校正係數K1(z)和K2(z)。從有限元分析的校正係數結果可發現，對於相同材料條件下，不同的負載條件下校正係數是相同的。模擬相同厚度的薄膜，不同堆疊方式之校正係數比較，分別為ZrN單層膜以及ZrN/Zr雙層膜，當銑削深度超過界面時，銑削至Zr膜層時所產生的變形會影響上層，但隨著深度增加，對表面的影響逐漸變小。
從各層所釋放殘留應力結果可觀察到在第一次銑削後ZrN層明顯地有釋放殘留應力，而隨著深度增加，釋放的應力值逐漸減少。當銑削深度至雙層之交界處後，可觀察到釋放應力有逐漸上升的趨勢，此處為銑削Zr層部分，Zr層所釋放應力對表面有所影響，進而提高釋放的應力值。
本論文利用數位影像相關法量測薄膜表面變形，其克服試片飄移問題後可量測到奈米等級之變形量，再利用模擬獲得之校正係數代入殘留應力計算。由校正係數結果可觀察到於ZrN與Zr膜層之交界處K1和K2明顯有變化的部分。隨著深度增加，殘留應力有釋放的趨勢。利用FIB-DIC殘留應力測量方法，將聚焦離子束(FIB)結合掃描電子顯微鏡(SEM)成像，透過數位影像相關法(DIC)分析出的變形及應變變化，再計算出殘留應力大小，本量測方法，其優勢在於可以量測各個局部區域與深度的殘留應力，測量的體積可達到次微米到數十奈米的精度，能夠對微觀結構和多層膜結構中層與層殘留應力的細部予以分析與討論，這對於有應力梯度(stress gradient)與局部殘留應力的薄膜與元件提供了一個新的量測方式。在外在環境與試件材料性質影響下，相較於其他量測殘留應力的方法，FIB-DIC其限制較少，運用上也相對較廣泛，有助於研究奈米多層膜對沉積材料的選擇，以及製程參數等等變因所造成的殘留應力趨勢。透過FIB-DIC殘留應力測量方法，可調控各層殘留應力，以製備出符合殘留應力設計並保有優異特質之奈米多層膜。

近年來，在智慧物聯網的趨勢下，半導體產業未來在許多領域有更多應用與發展，其中包含：人工智慧、5G通訊、物聯網、智慧製造、高效能運算等等。在整個半導體產業中又以晶圓代工業的市占率最高，占七成以上，全球排名第一。在半導體製程技術中，隨著晶片尺寸的縮小，用於在晶圓表面上製作金屬線的微影製程的技術變得越來越重要 [2]。微影製程技術中最關鍵的元件之一是光罩，利用微影製程將光罩上的幾何圖案轉移到沉積在晶圓表面的光敏材料薄層上。如果此時有灰塵或微粒附著在光罩的表面上，則它們在光罩上呈現不透明的圖案，因此在微影的製程會透過曝光的步驟被印在晶圓上。因此，需要光罩保護膜來防止粉塵去汙染光罩。本研究提出了一種基於薄板理論的分析方法，用於預測已知尺寸的光罩保護膜，其垂直位移與分佈負載之關係。在實驗上，對薄膜施加的分佈負載並結合反射式條紋測量系統，量測具有不同厚度薄膜的三維形貌，如圖一所示。根據實驗結果，利用曲線擬合方法求得膜的垂直位移與分佈負載大小的關係。最後，利用本研究提出的分析模型來預測保護膜的剛性。這些分析方法與結果可提供給先進半導體製程設計人員和製造商評估薄膜的品質和老化情形。

In this study, Digital In-line Holographic Microscopy(DIHM) was used to develop a technique to perform Particle Tracking Velocimetry(PTV) for microscale flows, and was verified using an acoustofluidic device induced by a triangular micro-structure in the three-dimensional flow field. The acoustofluidic device is made by soft lithography. The triangular micro-structure on the micro channel sidewall oscillates by the vibration of piezoelectric disk, which produces a steady-state acoustic streaming flow. The first solution of Rayleigh-Sommerfeld in the Huygens-Fresnel light propagation principle was used as the theoretical basis of the three-dimensional reconstruction. A data processing flow based on MATLAB was developed to perform several steps including pre-processing and reconstruction of the hologram, finding the particle center position, reconstruction of the particle 3-D position and PTV analysis to acquire the whole-field velocity information in the flow. With the use of the motorized linear stage and calibration target plate for calibration, the current experimental setup can resolve the flow field of a volume of 555μm × 690μm × 440μm. The average magnification is 8.79 with a standard deviation of 0.047. The calibration for depth location shows that the uncertainty of x and y positions are 0.84μm and 0.79μm respectively, and 9.03μm for the z position. The resulting velocity uncertainty of the flow field is 101.51μm/s. The major source of error is from the uncertainty of the z position due to the elongation of the reconstructed particle image in the depth direction. The resolved 3-D velocity field around the triangular micro-structure shows that the velocity difference between the tip and the outer-region of the vortical flow can achieve a ratio of 10, which was not observed in the previous studies. Through the comparison of 532nm and 450nm dual-wavelength experiments, the influence of illumination wavelengths on the holographic image was found to be the chromatic aberration effect due to different focal lengths of the illumination lights. The chromatic aberration causes a translational error about 13~15μm in the resolved z direction when the same magnification is applied.