もっとも正確な原子間力顕微鏡 - AFM Park NX20 故障解析と大面積試料の観察における トップクラスのナノレベル計測ツール www.parkAFM.co.jp もっとも正確な原子間力顕微鏡 - AFM Park NX20 故障解析に最高の選択肢 故障解析（FA）担当技術者として、結果を求められている皆様に。この計測装置が提供するデータに誤りの余地は ありません。NX20は、世界で最も正確な大面積サンプル用AFMとして、半導体やハードディスク業界でその 高い性能とデータの正確性が非常に高く評価されています。 より強力な不良解析ソリューション NX20には独自の機能が装備され、デバイス障害に隠された理由を容易に明らかにし、より創造的なソリューションを 提供します。その比類ない精度は、真の非接触モード™走査により探針の鋭さと寿命を長く保つことで、探針交換に 要する多くの時間と費用を浪費することがなく、皆様は仕事に集中でき、高解像度のデータを得ることができます。 初心者レベルのエンジニアにも、使いやすく NX20は、業界で最もユーザーフレンドリーな設計と自動化インタフェースを有しているので、装置使用や操作技術者を 管理するのに多くの時間とエネルギーを費やす必要はありません。皆様のこれまでの経験により、問題を解決する ことのみに集中でき、皆様方のお客様に問題の本質とタイムリーな故障解析結果を提供することができます。 Park Systems The Most Accurate Atomic Force Microscope Park NX20 革新的な仕事のための革新的な特徴 革新的な仕 故障解析とラボ研究での正確なAFMソリューション 故障解析とラ • メディアや基 メディアや基板の表面粗さ測定 • 欠陥レビュー 欠陥レビューイメージングと解析 • 高分解能電気 高分解能電気的測定モード • 3次元構造側 3次元構造側壁測定 生産性向上のための正確で再現性ある測定 生産性向上の • 探針先端の鋭 探針先端の鋭さを維持する非接触モードによる確かな表面粗さ測定 • 非接触モードで最速欠陥イメージング ド • 三次元構造測 三次元構造測定のためのXY分離型走査システム • 熱的適合性コ 熱的適合性コンポーネントによるシステムドリフトとヒステリシスの最小化 低ノイズZ検出器を用いた正確なAFMトポグラフィー 低ノイズZ検出 • 業界最高レベ 業界最高レベルの低ノイズZ検出器による表面トポグラフィー測定 • エッジシュートやピエゾクリープによるエラーのない真の表面トポグラフィー • 高速走査時に 高速走査時においても正確な表面高さの計測 • 業界最高レベ 業界最高レベルの0.15％未満の往復ギャップ走査 完全非接触モード™でコス 完 全非接触モ ト削減 • 汎用および欠 汎用および欠陥イメージング時、10倍以上のチップ寿命 • 探針先端の摩 探針先端の摩耗が少なく長時間・高品質走査を実現 • 試料損傷、改 改質の最小化 Park Systems The Most Accurate Atomic Force Microscope Park NX20 ParkAFMテクノロジー 業界最高レベルの低ノイズZ検出器 パークシステムズ社の原子間力顕微鏡にはSPM 分野で最も高性能な低ノイズZ検出器が装備され、広帯域で0.2 Åの ノイズレベルに抑えられています。エッジのオーバーシュートがなく校正の必要もない非常に正確な表面トポグラフィーが得られます。 NX20は、皆様の貴重な時間を節約し、皆様によりよいデータを提供する装置として、まさに選ばれた1つと言えます。 低ノイズZ検出器による正確なトポグラフィー測定 Z電圧 (トポグラフィー) Z検出信号 (高さ) Park NX シリーズ 従来型AFM 0 0 -0.25 -0.25 -0.5 -0.5 -0.75 -0.75 -1 -1 0 2 4 0 6 2 4 6 試料: 1.2 µm 公称ステ 公称ステップハイ プハイト (9 µm x 1 µm, 2048 ピクセル x 128 ライン) クリープ効果なし 圧電クリープ効果有り 低ノイズ クローズド ループAFMスキャナによるアーティファクトの排除 従来型AFM Park NX シリーズ • トポグラフィー信号にZ検出器信号使用 • 広い帯域幅で0.02 nmの低Z検出器ノイズ • 上昇端と下降端でオーバーシュート無し • 場出荷時の較正条件を維持 Park Systems The Most Accurate Atomic Force Microscope 探針先端の鋭角さを保持する真のノン コンタクト™ モード AFMチップは摩耗しやすくで、試料表面に触れることで像の解像度と品質を瞬時に劣化してしまいます。柔らかく繊細なサンプルでは、 探針は試料を損傷し不正確な高さの測定結果を与え、皆様は貴重な時間と費用を費やすことになります。 パークシステムズの原子間力顕微鏡の優れた走査モードである真の非接触™モードでは、試料表面の完全性を維持しながら、 一貫して高い解像度で正確なデータを提供します。 Park AFM Before イメージング前20 20回のイメージング後 1:1 aspect ratio より速いZサーボによる正確なフィードバックが真のノンコンタクトAFMを可能に タッピングイメージング • 急激なチップ磨耗 = ぼやけた低分解能イメージ タッピングイメージング • 探針先端と試料の破壊的な相互作用 = サンプルダメージと表面変形 • 大きなパラメータ依存性 真のノンコンタクト™モード • 少ない先端摩耗=長時間の高分解能度走査 ノンコンタクト™モード • 先端と試料との非破壊的な相互作用=試料損傷の最小化 • 耐パラメータ依存性 Park NX20 最も革新的なAFM技術を搭載 1 100 µmの走査領域を有する2Dフレクシャースキャナ XYスキャナは、対称的な2次元のフレクシャー高圧電ピエゾスタックで構成され、最小限の面外運動に抑えられた高直交動作だけでなく、 ナノメートルスケールで正確に表面を走査するために必須の高応答性を備えています。 2 15 µmの走査領域での高速Zスキャナ 高圧電ピエゾスタック駆動、フレクシャーガイドによって、標準のZスキャナは9 kHz以上（典型的には10.5 kHz）の高い共振周波数、 超高速Zサーボ機能により毎秒48 mmの探針走査速度を実現しています。最大Z走査範囲は、オプションのロングレンジZスキャナを用いることで 15 µmから30 µmに拡張することができます。 3 低ノイズXYZ位置センサ XY閉ループ走査により、往復走査のギャップを走査領域の0.15％未満に抑え、業界最高レベルの低ノイズZ検出器が トポグラフィー信号としてのZ印加電圧に置き換えられています。 4 エンコーダ（オプション） 付き電動XY試料ステージ 電動XYステージによって、試料の測定位置を容易かつ 正確に制御できます。XY試料ステージの移動範囲は、 7 150 mm x 150 mmまたは200 mm x 200 mmのいずれ かに設定することができます。エンコーダを自動ステージで使 用すると、正確なサンプル位置合わせのためのより高い位置 9 再現性が実現されます。エンコードされたXYステージは1 µm の分解能、2 µmの再現性、Zステージは0.1 µmの分解能、 1 µmの再現性で動作します。 6 5 自動ステップ・アンド・スキャン 7 電動試料ステージを使用した自動ステップ・アンド・スキャンは、 複数領域のイメージングをプログラム可能にし、次のように次のように動作します： 1 像走査 2 カンチレバー引き上げ 3 ユーザーの定義した座標に電動ステージを移動 4 アプローチ 5 再走査 6 この自動化機能により走査動作中のユーザー制御を減らし、生産性をより向上させます。 1 6 アクセス容易な試料ホルダ 当社独自のヘッド設計により200 mmウェハサイズまで扱うことができ、 装置側面から試料と探針に容易にアクセスすることができます。 5 7 高度なSPMモードとオプション用拡張スロット 拡張スロットにオプションモジュールを差し込むことで、高度なSPMモードを簡単に使うことができます。NXシリーズのモジュラー 設計により、ラインナップ全体のモジュール互換性を維持しています。 8 LED照明による直上からの高出力光学系 カスタム設計された超長作動距離を有するNX20の対物レンズ（50 mmWD, 0.21 NA、1.0 µm分解能）は、 ユーザーが簡単に試料を移動させ、測定対象を手早く見つけることができるように、前例のない鮮明さで試料 直上からの光学観察を可能にしています。ロングトラベルヘッドの20x対物レンズ（オプション）により、 CCDの拡大センサーは画質を損なうことなく、0.7 µmの分解能を実現しています。 9 スライドタイプSLDヘッドによる自動エンゲージ AFMヘッドはダブテールレールに沿ってスライドさせることで容易に取り付け・取り外しができます。数ミクロンの位置決め再現性で、 プレアライメントされた位置にヘッドを自動的にロックするとともに制御系と接続します。スーパールミネッセンスダイオード （SLD）の 低コヒーレンス性は高反射率表面の正確なイメージングを可能とするとともに、ピコニュートンレベルでの力・距離分光測定を可能に します。SLDの波長は、可視スペクトルでの実験とAFMを組み合わせることで問題となる干渉の問題を生じさせません。 10 10 垂直方向電動Zステージとフォーカスステージ 常に明瞭な視野を維持し、Zステージとフォーカスステージは、カンチレバーを試料表面に接近させる機能を有しています。 フォーカスステージは電動でソフトウェア制御されるため、透明な試料や液体セルにも十分対応可能です。 高速24ビットデジタルエレクトロニクス NXシリーズのすべての原子間力顕微鏡は、同じNXコントローラによって制御されています。コントローラはすべてデジタ ル24ビットの高速エレクトロニクスで、正確で高速な真の非接触モード™を実現しています。低ノイズ設計と高速処理部と で構成されるコントローラは正確な電圧・電流測定またナノスケールイメージングにとって理想的なものとなっています。 実装されているデジタル信号処理能力は、高度な研究者の皆様を満足させる機能と費用対効果の高いAFM 8 ソリューションとなっています。 24ビット信号分解能を有するXY、Z検出器 • XY方向 0.003 nmの分解能（50 µm XY） 2 4 3 • Z方向 0.001 nmの分解能（15 µm Z） デジタル信号処理能力 • 柔軟な3チャネルデジタル・ロックイン • バネ定数キャリブレーション（サーマル方式） • デジタルQコントロール 外部信号アクセス • 専用プログラマブル信号入力/出力ポート • 10入力/10出力 Park NX20 世界で最も正確で大面積用AFMが、なぜ使用するのが最も簡単なのか 簡単な探針・試料交換 独自のヘッドデザインは、側面からのアクセスで簡単に所定の場所に新しい探針や試料を置くことを 可能にしています。カンチレバーはホルダ上にプレアライメントされているため、面倒なレーザビーム 位置合わせを必要とせず直ちに走査が可能です。 手で簡単に取り付け クローズドループXYスキャン 高精度なデュアルサーボシステム XYスキャナの各軸の低雑音位置センサが二重に置かれ、最大の 走査範囲および試料サイズに対して高い走査直交性を達成して います。単一のセンサのみで発生する非線形性や非平面位置誤差を 二次センサが修正・補償します。 デュアル サーボ センサー Park Systems The Most Accurate Atomic Force Microscope 高速自動探針アプローチ パークシステムズの自動サンプルアプローチは、ユーザーの指示を必要とせず、 カンチレバーを取り付け後、わずか10秒で行います。表面に近づくカンチレバーの 応答をモニタすることにより、NX20はカンチレバーの取り付けから10秒以内に 自動高速アプローチを開始します。NXエレクトロニクスによる高速Zスキャナと 低ノイズ信号処理による高速フィードバックは、ユーザーの指示なしで、試料表面 への探針の迅速なアプローチを可能にします。最小限のユーザーの設定だけで 動作します。 アクティブ温度制御音響エンクロージャ NX20専用に設計されたアコースティックエンクロージャーは、完全に安定した熱的環境を作り出すためにアクティブに温度制御されています。 アクティブ除振機能を備え、完全に外部の音響や光ノイズから隔離されており、何もその精度に干渉することはありません。 • より制御しやすく - 革新的な制御設計でNX20を素早く温度平衡に到達 • より迅速に測定を -音響エンクロージャのドアを閉じてから10分以内で0.05℃未満の温度安定性に Drift (µm) Temperature ( C) Temperature ( C) Drift (µm) W/O Temperature Control Elapsed Time (Hour) Elapsed Time (Hour) Park NX20 どんな活用法にも対応可能 多岐にわたる走査モードおよびNXシリーズのモジュラー設計により、 走査型プローブ顕微鏡用途のどのようなニーズにも対応することが可能です。 表面粗さ測定 機械的特性評価 電気的特性 • 真の非接触モード™ • コンダクティブAFM（ULCA、VECA） • フォースモジュレーション顕微鏡（FMM） • ダイナミックフォースモード • 電気力顕微鏡（EFM） • フォース距離（F-d）の分光法 • 圧電力顕微鏡（PFM） • フォースボリュームイメージング • 走査型キャパシタンス顕微鏡（SCM） • 摩擦力顕微鏡（LFM） • 走査型ケルビンプローブ顕微鏡（SKPM） • ナノインデンテーション • 走査型広がり抵抗顕微鏡（SSRM） • ナノリソグラフィー • 走査型トンネル顕微鏡（STM） • 位相像 • 時間分解光電流マッピング（TR-PCM） 材料特性評価 QuickStepTM SCM PinPointTM CP-AFM 磁気力顕微鏡 (MFM) 最も高速なキャパシタンス顕微鏡 摩擦力の無いコンダクタンスAFM 正確な磁気構造の観察 V 0 -2.5 -5 -7.5 -10 0 4 8 12 16 20 µm Defect Site コンタクトプラグの不良解析 (3 µm x 3 µm) 高密度HDD メディアの磁気ドメイン (2 µm x 2 µm) PinPointTM ナノ機械特性モード、機械特性評価 ポリスチレン・ポリブテン複合物の形状、粘着力、弾性率、硬さのデータを同時に計測 形状(10 µm x 10 µm) 粘着力 (10 µm x 10 µm) 弾性率 (10 µm x 10 µm) オプション アクティブ温度制御音響エンクロージャ 熱特性評価 • 走査型サーマル顕微鏡（SThM） • 迅速に温度平衡に到達する革新的なコントロール • AEのドアを閉めて10分以内に温度安定度0.05ºC以下に • アクティブ防振システム 電動ステージ用エンコーダ 磁気特性 • 磁気力顕微鏡（MFM） • エンコードされたXYステージは2 µmの再現性、1 µmの分解能で移動 • エンコードされたZステージは、1 µmの再現性、0.1 µmの分解能で移動 • 調整可能な磁界発生器 試料プレート • 電気測定専用の小さなサンプルホルダー • ウェーハ試料を保持するための真空溝 • サンプル寸法：最大200 ｍｍ（150 ｍｍ標準） クリップタイプチップキャリア 走査型サーマル顕微鏡 (SThM) 簡単な熱導電性の観察 • アンマウントカンチレバーを使用可 • 導電性AFMとEFMのために利用可能な探針バイアス機能 • 探針バイアス範囲：-10 V - 10 V Zスキャナヘッド • 15 µmのZスキャナヘッド（標準） • 30 µmのZスキャナヘッド XYスキャナ • 20 µm × 20 µm XYスキャナ • 50 µm × 50 µm XYスキャナ • 100 µm × 100 µm XYスキャナ（標準） ハードディスクスライダーのポールチップ リセッションの温度マップ (20 µm x 20 µm) 液体セル • ユニバーサルリキッドセル • 電気化学セル • オープンリキッドセル 温度制御 • 加熱＆冷却ステージ（0∼180ºC） • 250ºC加熱ステージ • 600ºC加熱ステージ Park Systems The Most Accurate Atomic Force Microscope 硬さ (10 µm x 10 µm) Park NX20 仕様 スキャナ XYスキャナ Zスキャナ 閉ループ制御単一モジュールフレクシャーXYスキャナ ガイド高電圧Zスキャナ 走査範囲：100 µm × 100 µm 走査範囲：15 µm 50 µm × 50 µm（オプション） 25 µm × 25 µm（オプション） 30 µm（オプション） 20ビット位置制御と24ビット位置センサ 20ビット位置制御と24ビット位置センサ 光学観察 対物レンズ 試料表面とカンチレバーの直軸上の視野 超長作動距離10×（0.21 NA） 視野：840 µm× 630 µm 長作動距離・高解像度20×（0.42 NA）,（オプション） CCD：5メガピクセル ソフトウェア NXP NXI 専用のシステム制御、データ収集ソフトウェア AFMデータ解析ソフトウェア リアルタイムフィードバックパラメータ調整 外部プログラムからのスクリプトレベル制御（オプション） エレクトロニクス 信号処理 内蔵機能 ADC：18チャンネル 3系統フレキシブル・ロックインアンプ 4系統高速ADCチャネル（64 MSPS） バネ定数校正（サーマルモード） 24ビットADC−X, Y, Zスキャナ位置センサ デジタルQ制御 DAC：12チャネル 2系統高速DACチャンネル（64 MSPS） 20ビットDAC−X, Y, Zスキャナ位置センサ 最大データサイズ：4096 x 4096ピクセル オプション/モード 標準イメージング 電気的特性 • 真の非接触AFM • 走査型キャパシタンス顕微鏡（SCM） • 基本的なコンタクトAFMとDFM • コンダクティブAFM • 摩擦力顕微鏡（LFM） • 電気力顕微鏡（EFM） • 位相イメージング • 圧電応答力顕微鏡（PFM） • 走査型ケルビンプローブ顕微鏡（SKPM） 一般的性質 • 磁気力顕微鏡（ MFM） • フォースモジュレーション顕微鏡（FMM） • 走査型サーマル顕微鏡（SThM） • ナノインデンテーション • F-D分光法 • ナノリソグラフィー • 走査型トンネル顕微鏡（STM） • ナノマニピュレーション その他 • 試料プレート • 温度制御音響エンクロージャ • 液体プローブハンド • 液体セル • 温度制御ステージ • 外部バイアスモジュール • 信号アクセスモジュール Park Systems The Most Accurate Atomic Force Microscope 試料ステージ XYの移動範囲：150 mm（オプション200 mm） Zの移動範囲：25 mm フォーカス移動範囲：15 mm すべての軸の高精度エンコーダ（オプション） サンプルマウント 最大150 ｍｍ（オプション200 ｍｍ）まで ウェハ試料を保持するための真空溝 外部信号アクセス 20系統信号入力/出力ポート 5 TTL出力：EOF、EOL、EOP、変調、およびACバイアス 寸法（mm単位） 920 mm 820 mm NX20 650 mm 850 mm Atomic Force Microscope 650 mm 1280 mm 1450 mm 最も正確で最も使い勝手のよい原子間力顕微鏡をご提供するために パークシステムズの基礎はスタンフォード大学 にあります。パークシステムズの創設者である The global headquarters is located at Sang-il Park博士は、1/4世紀以上前に世界 Korean Advanced Nanotechnology Center (KANC) in Suwon, Korea. で最初のAFM技術を開発したグループの一員 でした。博士は大学での技術完成後、最初の商 用AFMを作り上げ、パークシステムズを誕生さ せました。 パークシステムズは、今でも当初の革新的な精 神にしたがって日々努力をしています。当社の 長い歴史と共に、真の非接触モード™、そして 多くの自動化ソフトウェアのような革新的な機 能により、最も正確でかつ非常に使い勝手のよ い原子間力顕微鏡装置を提供できることを光 栄に思っています。私たちは、過去の成功の上 に漫然としているわけではありません。私達の 製品すべては、皆様自身が装置に気をつかうこ とがないよう、またよりよい結果を得るために、 会社創設当初の細心の注意と創造性をもって 設計されています。 パーク・システムズ・ジャパン株式会社 〒101-0054 東京都千代田区神田錦町1-17-1 NK第一ビル TEL: 03-3219-1001 FAX: 03-3219-1002 E-MAIL: [email protected] NX20151020J16AB Park Systems
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