AFMWorkshop NP-AFM

AFMWorkshop NP-AFM
  • 产品规格NP-AFM
  • 参考价格未定价
  • 发布时间2018-06-26
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  • 操作视频
  • 应用案例

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NP-AFM

 NP-AFM是一台纳米分析仪器,用于样品表面粗糙度和样品微尺度分析。主要应用包括工艺开发和技术样品制作的过程控制。


高分辨率视频

为扫描样品做精确定位

多种样品台 或者 真空吸盘

为样品提供最佳方案

XY闭环扫描

可高精度快速缩放扫描区域

探针换置工具

大幅减少换探针时间

In plane flexure XY scanner

Minimal out of plane motion in images

Labview 软件 USB 通讯

非常方便适用于各种新系统

使用各类探针

各类特殊规格探针均可使用


NP-AFM Overview

§ NP-AFM是一套完整的纳米分析系统,包括进行扫描样品需要的所有工具:显微镜主机,电控箱,控制计算机,探头,手册和视频显微镜。 NP-AFM系统标准样品尺寸200mm×200mm的×20mm,可选配各类不同大小的样品台。

AFM 纳米分析对象:
各种技术样品
晶片,磁盘

三个样品台选项,可以适应样品台大小最高 200mm X 200mm X 20mm

内置高分辨率视频显微镜

线性化XY轴压电扫描器

适用于各类标准尺寸探针

包含轻敲模式接触模式,以及横向力和相位模式

实用电动下针模式

试用 LabVIEW-based 软件

使用行业标准的光学杠杆传感器,所有标准扫描模式都为标配,轻敲模式用于高分辨率成像和软样品,接触模式用于日常扫描,相位模式和横向力模式也包含在系统内。

控制软件由LabVIEW编写,非常简单易用。不同的窗口指导用户完成整个过程:预扫描窗口用于原子力显微镜寻找合适区域以及下探针,扫描窗口用于采集图像,力曲线窗口用于测量F / D曲线,最后,一个系统窗口用于修改系统参数。

NP-AFM 适用于各类技术样品(如晶片磁盘)的日常扫描,已经纳米研究.

NP-AFM 性能

晶片分析

原子力显微镜是一个非常高分辨率的分析仪器,它能够对各种经过处理的晶片进行测量,其中包括:

表面形貌的成像 - 通常表面特征的成像可以帮助确认一个过程是否已经有效的完成。 AFM对于在晶圆工艺中经常遇到的超平样品也可以提供极高的对比度。

表面粗糙度/纹理测量 – 原子力显微镜是唯一可以用于纳米级表面粗糙度测量的仪器。加上适当的防震隔音罩,它可以测量表面纹理低至0.1纳米的样品。

台阶高度测量 -原子力显微镜能够用于台阶高度测量,可以测量从0.3纳米至500纳米的台阶高度。标配的高分辨率的视频显微镜用于定位扫描区域

下面是一个例子的测量有图案的使用CMP抛光的晶圆。下面是一个光学显微镜图像的三个测量位置。可见光学显微镜图像中的悬臂;红色的激光用于探针AFM探针光学传感器。测量的位置被确定为1,23





位置 1 - Visualization

扫描区域1 AFM图像所得的结果。图像上有随机的凹痕,这些凹痕在光学显微镜图像中不可见。通过放大AFM,我们可以看到正确的图像,脓疱碎片状边缘。凹痕的宽度约为90 nm和深度是10纳米。

 




Region 2 - 表面粗糙度扫描图像2没有出现在图像1中的明显结构。下图是一个图像23D结构图。样品表面的粗糙度位1.69nm十倍于AFM的本底噪音。


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Parameters


Average value:

15.43 nm

Minimum:

7.12 nm

Maximum:

29.85 nm

Median:

15.39 nm

Ra (Sa):

1.69 nm

Rms (Sq):

2.11 nm

Skew:

0.135

Kurtosis:

0.05

Surface area:

100.166 μm²

Projected area:

100.000 μm²

Inclination θ:

0.0 deg

Inclination φ:

-71.8 deg





Region 3 – 台阶高度测试

图像3是一系列大约为1um宽度的光栅结构,在光学显微镜图片中可见。下图位区域3AFM图像。使用.直方图统计光栅高度为43nm

NP-AFM Stage

NP-AFM阶段具有良好的热和机械稳定性以满足高分辨率的AFM成像。此外,其开放设计方便用户修改。

高分辨率Z轴

直接驱动Z方向控制运动最小运动距离330nm,保证最优探针接近。软件控制Z轴快速上下移动光杠杆和调节自动探测探针接近样品。

样品台

NP-AFM有多个样品台可以选择,包括2 x3英寸移动分辨率为2µm手动样品台,和一个可以放置晶圆和光盘的大型样品台。

光学杠杆

NPAFM使用行业通用光杠杆力传感器。NP的探针夹持器适用于几乎所有商用AFM探针。光杠杆力传感器可以测量各种标准AFM模式,包括轻敲、接触、侧向力和相模式。

上视光学系统

高分辨率光学显微镜有一个可变焦镜头允许的视野在2 X 2毫米到300um X300um之间缩放。光学显微镜对调整激光光杠杆至关重要,方便实现对探针的扫描定位功能。

XY扫描器

XY扫描中,线性压电陶瓷利用实时反馈控制以确保准确测量。多层耦三角平板设计(MMTD)xy扫描器提供了最小的碗形扭曲。

探针夹持器

光杠杆力传感器部分使用了带有弹簧夹式的模块化的探头夹持器。NP-AFM可以在不到2分钟的时间完成探针的更换






NP-Atomic Force Microscope样品台示意图

 

NP-AFM 4012 样品台

NP-AFM-4012 样品台是设计容纳各种样品的形状和大小。该样品台有6 个标准的原子力显微镜磁性样品夹持器。自定义大小的样本夹持器可以很容易地设计并添加到样品台上。

 


 

 

NP-AFM 4022样品台

 

直径的达8“晶片和光碟也可以使用在NP-AFM 4022 样品台上。真空吸盘有一个独特的设计使样品牢固同时也能快速调整,以适应不同直径的样本量。有一个双轴移动台可以定位原子力显微镜成像区域。




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样品尺寸

 3 个样品可选 最大 200 x 200 x 20 mm

扫描器

 40 x 40 x 7 μm / 16 μm 

标准模式

 轻敲模式,接触模式,横向力模式,相位模式

光学系统

 400x Zoom, 2 μm分辨率

 Z 本底噪音

 <0.15 nm


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AFMWorkshop
是专门从事设计和制造原子力显微镜的专业化公司 。美国加洲三大原子力显微镜品牌之一提供同等优质产品的情况下性价比远远高于其它两家( Bruker Vecoo Oxford AsylumResearch) 产品广泛应用于科学研究,教育,质量和过程控制等各个高新科技领域。公司创始人是有30年原子力显微镜经验的 Paul West博士,原子力显微镜教材《Atomic Forces Microscopes》的作者之一。从AFM商业化开始至今 West博士已参与制造了数以千计的原子力显微镜并且现在仍在世界各地使用着 

AFMWorkshop – Balance of Price and Performance
我们发现有许多教学机构,研究团体和小企业有着世界一流的理念,但是却没有预算来实现它们。 AFMWorkshop的目标就是使原子力显微镜更实惠,更容易获得,以帮助这些群体,给予他们需要的仪器来实现他们的想法,降低门槛,让越来越多的人能够使用原子力显微镜这种仪器。

我们如何来降低成本?

AFMWorkshop的做法是基于互联网模式 1、简化设计,专注于常用功能,将极少用到又需要高额专利费用的功能去掉或改成选配件 2、全球采购降低制造成本;3、使用标准件,以减少制造定制组件的成本,同时也降低使用维护成本 4、比其他原子力显微镜公司更低开销的商业模式(尽可能减少商业宣传,以客户的口碑宣传为公司的生命线,AFMworkshop称之为:家庭理念)。我们的相信,这种面向未来的商业模式,使我们的仪器具有极高的性价比。


AFM在产品开发和处理中应用

AFM是一个经济有效的技术可以评估在研发过程中样品的处理方法对于样品的影响,以控制处理流程。用于过程控制中AFM测量通常是常规和可重复。通过标准的流程和质量保证的探针可以获得标准的测量准确度和精密度。

下面是AFMWorkshopAFM应用于产品过程开发和控制的实例。

表面粗糙度

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左图: 40 X 40 um表面处理的硅片
右图: 处理硅片的表面粗糙度.
下图:红线区域的硅表面轮廓线


抛光和加工表面的半导体、玻璃和金属非常适合AFM扫描。传统的分析方法,如台阶仪没有所需的垂直分辨率和光学论可以没有很好的水平分辨率。AFM的提供0.1 nm的垂直分辨率和亚纳米级别的水平分辨率。

台阶高度测试

原子力显微镜精确测量沉积薄膜的厚度以及图像化晶片的高度。原子力显微镜高度测试可以从1nm到微米级

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右图:一维划线区域.
底部:划线位置轮廓图

 

纳米颗粒分析

AFM是一个测试1nm100nm纳米颗粒混合体的理想仪器。

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左图2-20 nm 纳米颗粒  右图是3个独立的纳米颗粒的轮廓图 


高分子相位测试

AFM相位信号测量对成分的变化很敏感如粘附、摩擦和粘弹性。因此,这种技术是理想的测试多相聚合物工具。左边是一个多相聚合物样品。对比在这个示例显示了三种不同的聚合物相分布。


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         20 micron X 20 micron 三相聚合物


可视化

通常很难建立一个数值参数来充分描述表面特征,而这有助于建立可视化形貌表面结构。通过可视化可以探测样品表面小瑕疵或不规律变化。下面是两个顶点衍射光栅的图像。在左边光栅间距为421.5纳米,右边光栅间距为1673.5nm。顶点光栅边缘的毛刺可以被轻易的可视化

process-developmentgrating2.jpgprocess-development-grading.jpg 

              4 µmX 4 µm                                  16 µmX16 µm 

 






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