VEGA

Высокопроизводительный АСМ для исследования большеразмерных образцов

Брошюра

Спросить эксперта

Измерения морфологии, электрических, наномеханических и магнитных свойств с манометровым пространственным разрешением на пластинах диаметром до 200 мм, большеразмерных образцах и массивах образцов
Высочайший уровень автоматизации процессов измерений
Самый полный набор современных методов АСМ, включая методы высокоскоростной прыжковой микроскопии
Быстрое сканирование для рутинных потоковых измерений морфологии структур

Основная информация

Предельное качество отображения обеспечивается использованием встроенной акусто- и виброизоляции, термостабилизации, лучшей в индустрии чувствительностью оптической системы регистрации и уникальной конструкцией системы сканирования зондом, позволяющей достигать атомного разрешения в рутинных измерениях.

В базовой конфигурации доступны 50+ АСМ методик, включая метод HybriD, что позволяет проводить все ультрасовременные наномеханические, электрические и магнитные исследования.

Интеллектуальный алгоритм ScanTronic™ для оптимизации одним кликом мыши параметров сканирования, позволяющий проводить совершенные измерения рельефа с использованием амплитудно-модуляционного метода независимо от опыта оператора.

Автоматизированное исследование множественных образцов с использованием простого пользовательского интерфейса для создания сценария поточечного сканирования и базы данных для храненных полученных изображений.

Контроль образцов с размерами до 200×200 мм и толщиной до 40 мм в любой точке поверхности с точностью позиционирования 1 мкм.

Широкая возможность кастомизации: установка дополнительного оптического оборудования, разработка специализированных держателей образцов, совмещение с транспортной системой, автоматизация измерений и анализа данных в соответствие с требованием заказчика.

Производительность

Автоматический анализ большеразмерных образцов и массивов образцов с предельной точностью позиционирования

Автоматический анализ большеразмерных образцов и массивов образцов с предельной точностью позиционирования:

Все обычные процедуры, такие как смена исследуемого участка, настройка системы регистрации, мягкий подвод и настройка параметров сканирования полностью автоматизированы.
Перемещения моторизованного координатного стола коррелированы с оптическим изображением обеспечивая точность позиционирования 1 мкм на площади 200×200 мм.
Продолжительные серийные измерения большеразмерных образцов или массивов образцов становятся простыми и эффективными благодаря интеллектуальным алгоритмам автоматизации, пользовательскому интерфейсу для покадровых АСМ измерений и базе данных хранимых изображений.

Предельное разрешение

Атомное разрешение решетки графита, 6×6 нм

Наш уникальный 100×100 мкм пьезосканер с емкостной обратной связью и дизайн управляющей электроники обеспечивают получение атомного разрешения, а также измерения с шумом по Z менее 30 пм.

Специально разработанная оптическая схема обладает самым низким значением уровня спектральной плотности шума (25 фм/√Гц) датчика оптической системы регистрации изгибов кантилевера среди коммерческих АСМ для большеразмерных образцов.

Безупречная среда для измерений с высоким разрешением

Измерения с высоким разрешением требуют исключительного уровня акустической и виброизоляции производственных условий AFM.

Встроенный акустоизолирующий кожух и система активной виброзащиты делают АСМ ВЕГА идеально подходящим для ответственных АСМ измерений.

Термодрейф является существенной проблемой при длительных АСМ измерениях с высоким разрешением, особенно это относится к большеразмерных АСМ с крупными механическими деталями. Вынос всех тепловыделяющих частей из рабочего объема и встроенная система термостабилизации с точностью 0.05 °C позволяют достичь величины термодрейфа менее 0.2 нм/мин.

Дополнительные возможности

Держатели образцов под заказ

Конструкция АСМ ВЕГА обеспечивает быструю смену держателей образцов за счет их трехточечной установки. По требованию заказчика могут быть разработаны и изготовлены уникальные держатели различных типов специально под исследуемые образцы:

система вакуумного удержания пластин, в том числе изготовленная под конкретную транспортную систему;
системы крепления массивов однотипных образцов;
держатели со специализированными электрическими контактами, с возможностью нагрева и контроля температуры образца;
и много другое.

Дополнительное оптическое оборудование, скоррелированное с положением АСМ-зонда

Исследовательские задачи зачастую требуют установки дополнительного оптического оборудования:

дополнительного оптического микроскопа с разрешением до 250 нм;
спектрометрии комбинационного рассеяния;
эллипсометра;
и др.

Оно может быть легко интегрировано в АСМ ВЕГА и скоррелировано с положением АСМ-зонда благодаря XY-координатному столу с точностью перемещения 1 мкм.

Автоматизация процесса измерений и анализа данных

В соответствие с требованиями заказчика могут быть разработаны новые алгоритмы автоматизации измерений и обработки полученных данных.

Наиболее продвинутый набор АСМ методик в базовой конфигурации

HybriD (HD) метод:

Количественные наномеханические измерения (КНИ) – картирование модуля Юнга и работы адгезииБ.
Объемная силовая спектроскопия – запись силовых кривых для каждой точки сканирования
HD Токовая АСМ (HD Т-АСМ) – неразрушающие токовые измерения
HD Силовая микроскопия пьезоотклика (HD СМП) – неразрушающие измерения пьезоотклика
HD КЗСМ, HD СЕСМ, HD СЭМ – одно- и многочастотные электростатические измерения
HD МСМ – магнитные измерения

Пептидные нанотрубки дифенилаланина: рельеф, адгезия, d²C/dZ², фаза латерального пьезоотклика (направление поляризации), 8x8 мкм

Многочастотные электрические измерения

Одно- и двухпроходная амплитудная и фазово-модуляционная Электростатическая силовая микроскопия
Одно- и двухпроходная амплитудная и фазово-модуляционная Кельвин-зондовая силовая микроскопия
Одно- и двухпроходная Сканирующая ёмкостная силовая микроскопия

Рельеф, поверхностный потенциал и dC/dZ самосборки молекул F14H20 на на кремнии, 1.5x1.5 мкм

Полный перечень АСМ методик, доступных в базовой конфигурации:

Контактная АСМ: Рельеф, Латеральная сила, Модуляция силы, Отображение сопротивления растекания, Токовая АСМ

Амплитудно-модуляционная АСМ: Рельеф, Фаза, Сигнал ОС

HybriD метод АСМ: Рельеф, модуль Юнга, Работа адгезии, Вязкоупругость, Проводимость, Силовая микроскопия пьезоотклика мягких и сыпучих образцов, Объемная силовая спектроскопия

АСМ спектроскопия: Силовая, Амплитудная, Фазовая, I(V), I(Z)

Магнитно-силовая микроскопия: Двухпроходная DC/AC, Покадровая DC/AC

Электростатическая силовая микроскопия: Одно- проходная и двухпроходная Амплитудно-модуляционная, Частотно-модуляционная

Сканирующая емкостная силовая микроскопия: отображение dC/dZ и dC/dV

Кельвин-зондовая силовая микроскопия: Однопроходная и двухпроходная Амплитудно-модуляционная, Фазово-модуляционная

Силовая мискроскопия пьезоотклика и переключательная сректроскопия

Нанолитография: Вольтовая, Токовая, Силовая

Применения

Постоянное уменьшение размеров элементной базы в микроэлектронике предъявляет ряд принципиальных требований к контрольно-измерительной аппаратуре. В последние годы атомно-силовая микроскопия (АСМ) de facto стала неотъемлемой частью производственного цикла на ведущих зарубежных предприятиях микроэлектронной промышленности. Основываясь на опыте мировых лидеров высокотехнологичной индустрии, мы создали атомно-силовой микроскоп, который позволяет решать ключевые задачи в этой области.

Ключевые приложения

Контроль наношероховатости полупровод-никовых пластин, контроль морфологии микро- и наноструктур, масок и полупроводниковых пластин
Низкошумящая система сканирования и множество уникальных НТ‑МДТ СИ АСМ-зондов позволяют проводить измерения морфологии поверхности большеразмерных образцов с разрешением по вертикали 30 пм.

Исследование механических и адгезионных свойств масок в микро- и наномасштабе
Уникальный АСМ метод HybriD позволяет построение карт распределения количественных значений модуля Юнга и адгезии с пространственным разрешением до 10 нм.

Исследование качества проводящих слоёв
С использованием проводящего зонда в качестве электрода, АСМ ВЕГА обладает возможностью построения карт распределения проводимости с пространственным разрешением до 30 нм.

Исследование электромеханических свойств микроэлектромеханических систем (mems)
Метод силовой микроскопии пьезоотклика позволяет строить карты распределения доменной структуры пьезоэлектриков, вычислять пьезоэлектрические коэффициенты, а также исследовать динамические свойства MEMS.

Исследование и контроль магнитной структуры систем хранения данных
Возможность отображение доменной структуры с разрешением до 30 нм с использованием магнитно-силовой микроскопии делает АСМ уникальным инструментом для исследования и контроля производства различных типов магнитных запоминающих устройств.

Послойное исследование морфологии и электростатических свойств готовых изделий
АСМ ВЕГА оснащен самым передовым набором электростатических методов анализа поверхности, позволяющим картировать такие свойства, как диэлектрическая проницаемость, ёмкость, легирование, поверхностный потенциал, объемный заряд и т.д.

Поверхность элемента солнечной панели. Размер скана 40х30 мкм

Поверхностный потенциал SRAM. Размер скана 40х30 мкм

Поверхность поликремния. Размер скана 1x0.6 мкм

Магнитные домены HDD
Размер скана 10х6 мкм

Преимущества использования АСМ в производственном цикле

Использование АСМ позволяет проводить прямой неразрушающий контроль как морфологии микро- и наностуктур и фоторезистивных масок, так и распределение их электромагнитных, механических и химических свойств с высоким пространственным разрешением на уровне 10-20 нм. Кроме того, благодаря низкой, в сравнении с электронной микроскопией, стоимостью эксплуатации, повышается конкурентноспособность производителя за счёт значительного сокращения финансовых издержек.

Специальные требования, предъявляемые к АСМ в индустрии

Высокий уровень автоматизации
Благодаря высокому уровню автоматизации, АСМ ВЕГА требует минимального участия оператора установки. Это значительно снижает требования к уровню квалификации персонала.
Надёжность
В АСМ ВЕГА используются комплектующие с большим сроком наработки на отказ от ведущих мировых производителей. Тем не менее, в случае поломки оборудования, модульная конструкция позволяет производить быструю замену блоков, без отправки всей системы в ремонт. Высокий уровень сервиса является визитной карточкой НТ-МДТ СИ, что подтверждается отзывом множества пользователей со всего мира. Всё это в совокупности позволяет свести время простоя оборудования к минимуму.
Помехозащищённость
Встроенные в АСМ ВЕГА системы активной виброизоляции и пассивной акустической защиты позволяют эксплуатировать комплекс в условиях, не оптимизированных под прецизионное оборудование. Уникальная система активного термостатирования позволяет сводить термические дрейфы до рекордно низких уровней.
Высокая производительность
Система автоматизированного позиционирования позволяет производить поточные измерения массивов образцов размерами до 200х200 мм в полностью автоматическом режиме. Оптимизированные под быстрое сканирование электроника, измерительная головка и программное обеспечение повышают производительность АСМ ВЕГА по сравнению с лабораторными аналогами.
Соответствие метрологическим нормам
Прецизионные датчики пьезосканера и координатного стола обеспечивают высокую точность позиционирования в микро- и наномасштабе. Поверка оборудования производится с использованием утвержденных линейных мер периода и высоты.
Соответствие среде эксплуатации
Конструкция и материалы, используемые в АСМ ВЕГА, позволяют эксплуатировать систему в чистых помещениях.
Соответствие нормам электробезопасности
Управляющая электроника соответствует нормам согласно Европейской декларации по электромагнитной безопасности (CE).

Спецификация

Измерительные головки

АСМ головка для традиционных АСМ зондов. Возможно использование большинства коммерческих зондов

Сканер

Тип: Пьезотрубчатый сканер с датчиками обратной связи (ОС), сканирование зондом

Область сканирования, XYZ: 100×100×10 мкм или 2×2×0.2 мкм в режиме высокого разрешения

Обратная связь: доступна для XYZ направлений

Шум: <300 пм по XY и <30 пм по Z при замкнутой цепи ОС, <30 пм по XYZ при разомкнутой цепи ОС

Шум управляющей электроники <5 мкВ/√Гц

Позиционирование зонд-образец

Тип: моторизованное позиционирование образца по XYZ

XYZ термодрейф: <0.2 нм/мин

Область перемещений: 200×200 мм по XY, 30 мм по Z

Точность позиционирования: 1 мкм по XY, 0.2 мкм по Z

Скорость позиционирования: 8 мм/сек по XY

Навигация: автоматизированное многократное сканирование по пользовательскому сценарию, по видеоизображению, 3D манипулятором

Подвод: алгоритм интеллектуального мягкого подвода

Оптический датчик

Источник излучения: 850 нм СЛД с FC коннектором одномодового волокна, опционально LDM и SLD источники с разными длинами волн

Настройка оптической системы: автоматизированная

Шум датчика системы регистрации изгибов кантилевера: <25 фм/√Гц выше 50 кГц

Модуль видеонаблюдения

Тип: моторизованная фокусировка, ступенчатый зум и XY позиционирование. Калибровка по положению образца и лазера

Разрешение: 0,98 мкм

Поле зрения: до 1,2х0,8 мм (5 Мп)

Автофокусировка: на кантилевере, на образце

Аксессуары

Набор держателей образцов

+/- 150 V расширитель напряжени Модуль внешнего доступа к сигналам

АСМ зонды: держатель АСМ зондов поддерживает большинство коммерческих зондов

Управляющая электроника и ПО

Поддерживается одновременно до 24 назависимых каналов сканирования

Обработка сигналов: размер буфера 512 Мбит, 3x340 МГц FPGA, 320 MГц DSP

Синхронные детекторы: 2 аналоговых СД, 3 цифровых СД (поддержка многочастотных АСМ методик)

Генераторы: 6x32 бит цифровых генераторов, 4x для СД

Напряжение смещения: +/- 10 В AC и DC (независимая подача смещения на образец и зонд), +/- 150 В AC и DC (опционально)

Самотестирование: автоматическая проверка функционирования

Автоматическое конфигурирование продвинутых методик

Возможности автоматизации: настройка оптической системы, покадровое сканирование 200х200 мм области по заданному сценарию, наложение оптического и АСМ изображений, панорамный оптический обзор, сохранение рабочей области, автофокусировка на кантилевер, автофокусировка на образец

Инструменты программирования: язык Nova PowerScript, интеграция с LabView, интеграция с Базой данных

Возможности автоматизации: настройка оптической системы регистрации, многократное сканирование по заданному сценарию в пределах области 200х200 мм, наложение оптического и АСМ изображений, панорамный оптический обзор, автофокусировка на кантилевер, автофокусировка на образец

База данных полученных изображений

Интерфейс: USB

Изоляция прибора

Термостабилизация: встроенная безвентиляторная температурная стабилизация с точностью 0.05 °С

Акустическая изоляция: встроенный акустический кожух

Виброизоляция: встроенный активный виброизолирующий стол

Базовый набор методик

Контактный метод: Рельеф, Латеральная сила, Силовая модуляция, Ток растекания, Силовая микроскопия пьезоотклика, Контактная резонансная микроскопия

Амплитудно-модуляционный метод: Рельеф, Отображение фазы, Одно- и двухпроходная Кельвин-зондовая силовая микроскопия с фазовой и амплитудной модуляцией, Двухпроходная и Покадровая Магнитно-силовая микроскопия, Одно- и двухпроходная Электростатическая силовая микроскопия, Сканирующая ёмкостная силовая микроскопия (отображение dC/dZ и dC/dV)

HybriD метод: Рельеф, Модуль упругости (от 10⁴ до 10¹¹ Па), Работа адгезии, Объемная силовая спектроскопия, Ток, Пьезоотклик, Вязкоупругость, Кельвин-зондовая силовая микроскопия с фазовой и амплитудной модуляцией, Магнитно-силовая микроскопия, Электростатическая силовая микроскопия, Сканирующая ёмкостная силовая микроскопия (отображение dC/dZ и dC/dV)

Нанолитография: Вольтовая, Токовая, Силовая (Векторные и растровые)

Спектроскопия: Сила-, Амплитуда-, Фаза-, Частота-, Ток-расстояние, I(V), Пьезоимпульсная, Пользовательские методики

Размеры:

Ш×Г×В: 810×610×1450 мм

Свяжитесь с нами

Заполните форму для запроса дополнительной информации

Узнать больше