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Hitachi

株式会社 日立ハイテクノロジーズ

中型プローブ顕微鏡システム AFM5500M

XY200 µmの広域走査に加えて歪みを抑制したフラットスキャナにより直線性の高い計測を実現する中型SPMです。更にカンチレバーの装着・交換、光軸調整を自動化することで、オペレーターの負担を大幅に軽減しました。また、SEMとSPMで試料の同一場所を簡単に測定できるAFM&SEMリンケージシステムを搭載できます。

CL SLD 自動交換 SIS RealTune®II

価格:¥19,500,000~
(価格には専用プローブステーションを含む。写真は防音カバー付)

取扱会社:株式会社 日立ハイテクノロジーズ

特長

1. 自動化

  • 自動化による生産性の向上を追求
  • オペレータ起因の測定誤差排除を追求

4インチ電動ステージ
4インチ電動ステージ

カンチレバー自動交換
カンチレバー自動交換

2. 信頼性

・広域フラットスキャンメカニカル起因の測定誤差排除を追求

従来のSPMに使用されてきたチューブ型ピエゾスキャナは、円弧運動に起因する湾曲データに対して、ソフト補正をかけて平滑化処理を行っていました。
しかし、この補正によっても円弧運動の影響を除去しきれず、データに歪みが残る場合がありました。AFM5500Mは、新開発のフラットスキャナを搭載することで、円弧運動の影響を受けない正確な測定を実現しました。

シリコン基板上のアモルファスシリコン薄膜

観察試料:シリコン基板上のアモルファスシリコン薄膜

・高い垂直性

従来のSPMに使用されてきたスキャナは、垂直方向の伸縮動作を行う際、曲り(クロストーク)が生じていました。それは、左右の形状差や映像の歪の原因です。
AFM5500Mでは、新開発された垂直方向にクロストークのないスキャナを搭載することで左右の歪がない正確な測定を実現しました。

太陽電池テクスチャ構造

観察試料:太陽電池テクスチャ構造(結晶方位により左右対称な立体構造)

  • * AFM5100N(オープンループ制御)使用時

3. 親和性

他の検査解析手法との親和性を追求

SEM-SPMに共通の座標リンケージホルダにより、同一視野の形状、構造、組成、物性の簡単・迅速な観察・分析を実現しました。

SEMとSPMの観察・分析

SEM-SPM同一視野観察例(試料:グラフェン/SiO2

SEMとSPMの画像重ね合わせ

SEMとSPMの画像重ね合わせ:(株)アストロン製アプリケーション AZblend Ver.2.1使用

KFM(ケルビンプローブフォース顕微鏡)による形状像(AFM像)と電位像(KFM像)をSEM画像に重ね合わせたデータです。

  • SEMのコントラストの差が、AFM像よりグラフェン1層分の高さに相当することがわかります
  • グラフェンの層数等により表面電位(仕事関数)が違っていることがわかります
  • SEMのコントラストの起源を、SPMによる高精度3D形状計測と物性観察により追求できます

今後も他の顕微鏡や検査装置とのリンケージを進めていきます。

動画によるご紹介

仕様

AFM5500M ユニット
ステージ 精密電動ステージ
観察可能領域:100 mm (4インチ)全域
ストローク:XY ± 50 mm、Z ≥21 mm
最少ステップ:XY 2 µm、Z 0.04  µm
最大試料サイズ 直径:100 mm(4インチ相当)、厚み:20 mm
試料荷重:2 kg
走査範囲 200 µm x 200 µm x 15 µm (XY:クローズドループ制御 / Z:変位センサー計測)
RMSノイズレベル* 0.04 nm 以下 (高分解能モード)
繰り返し再現性* XY: ≤15 nm(3σ、10 µmピッチ計測)/Z: ≤1 nm(3σ、100 nm 深さ計測)
XY直交度 ±0.5°
BOW* 2 nm/50 µm以下
検出系 光てこ方式(低コヒーレント光学系)
直上光学顕微鏡 ズーム倍率:x1 ~ x7
視野範囲:910 µm x 650 µm ~ 130 µm x 90 µm
モニタ倍率:x465 ~ x3,255(27インチモニタ)
除振台 卓上アクティブ除振台 500 mm (W) x 600 mm (D) x 84 mm (H) 、約28 kg
防音ボックス 750 mm (W) x 877 mm (D) x 1400 mm(H)、 約 237 kg
サイズ・重量 400 mm(W) x 526 mm(D) x 550 mm(H)、約 90 kg
  • * 仕様値はシステム構成と設置環境によります。
AFM5500M 専用プローブステーション
OS Windows7
RealTune® II カンチレバー振幅、接触力、走査速度、およびフィードバックゲインの自動調整
操作画面 ナビゲーション機能、マルチレイヤー表示機能(測定/解析)、3Dオーバーレイ機能、スキャン可動範囲/測定履歴表示機能、データ解析バッチ処理機能、探針評価機能
X, Y, Z走査電圧 0~150 V
同時測定
(データポイント)
4画面(最大2,048 x 2,048)
2画面(最大4,096 x 4,096)
長方形スキャン 2:1、4:1、8:1、16:1、32:1、64:1、128:1、256:1、512:1、1,024:1
解析ソフトウェア 3次元表示機能、粗さ解析、断面解析、平均断面解析
装置制御機構 カンチレバー自動交換、自動光軸調節
サイズ・重量 340 mm (W) x 503 mm (D) x 550 mm (H) 、約 34 kg
電源 AC100 ~ 240 V ±10% 単相
測定モード 標準:AFM、DFM、PM(位相)、FFM オプション:SIS形状、SIS物性、LM-FFM、VE-AFM、Adhesion、Current、Pico-Current、SSRM、PRM、KFM、EFM(AC)、EFM(DC)、MFM
  • * WINDOWS は、米国 Microsoft Corporation の、米国およびその他の国における登録商標です。
  • * RealTuneは、日立ハイテクサイエンスの日本、米国およびEUにおける登録商標です。
オプション:SEM-SPMリンケージシステム
日立ハイテク製SEM対応機種 SU8240、SU8230(H36 mmタイプ)、SU8220(H29 mmタイプ)
試料ホルダサイズ 41 mm (W) x 28 mm (D) x 16 mm (H)
最大試料サイズ Φ20 mm x 7 mm
アライメント精度 ±10 µm(SPMアライメント精度)

製品導入事例

使いこなせる高性能。測定に集中できるのがうれしいです。

 

材料の表面をワンショットで撮影できることが選定のポイントでした。

 

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