Лазерный сканирующий микроскоп NS-3500 LEXT

Высокоскоростной конфокальный лазерный сканирующий микроскоп NS-3500

  • Неразрушающий оптический 3D-контроль с высоким разрешением
  • Получение конфокального изображения в реальном времени
  • Одновременная конфокальная микроскопия и микроскопия белого света
  • Автоматический поиск усиления для тонкой фокусировки
  • Различное оптическое увеличение для наблюдаемой области

Производитель NANOSCOPE Systems, Inc

Особенности

NS-3500 представляет собой высокоскоростной конфокальный лазерный сканирующий микроскоп (CLSM) для проведения высокоточных и надежных трехмерных измерений топографии поверхности. Получение конфокального микроскопического изображения в реальном времени достигается за счет использования быстрых сканирующих оптических модулей и алгоритмов обработки данных.

Данная система является перспективным решением для измерения и проверки трехмерных микроскопических структур, таких как полупроводниковые подложки, FPD панели, MEMS устройства, стеклянные подложки и просто различные поверхности. Микроскоп NS-3500 позволяет проводить измерения в различных областях (область сканирования размером до 10 × 10 мм) образцов с размерами до 150×150 мм за счет большого диапазона перемещения предметного столика. Также имеется опциональная возможность расширения платформы до 200×200 мм.

При необходимости измерения различных точек/областей более габаритных образцов доступна модификация измерительной головки промышленного типа (см. NS-3800).

  • Неразрушающий оптический 3D-контроль с высоким разрешением
  • Получение конфокального изображения в реальном времени
  • Различное оптическое увеличение для наблюдаемой области
  • Одновременная конфокальная микроскопия и микроскопия белого света
  • Автоматический поиск усиления для тонкой фокусировки
  • Компенсация наклона
  • Простота анализа полученных данных
  • Высокоточное и высокоскоростное измерение высоты
  • Возможность качественного анализа толщины полупрозрачных материалов
  • Отсутствие пробоподготовки
  • Режим двойного сканирования вдоль вертикальной оси Z
  • Сшивание изображений для анализа больших областей

Области применения

Лазерный сканирующий микроскоп NS-3500 является идеальным решением для измерения высоты, ширины, глубины, углов, площади, а также объемной визуализации микроструктур, таких как:

  • Полупроводники – IC подложки, высота выступов/ступеней и проволочных петлей, анализ дефектов, CPM процессы (химико-механическая планаризация)
  • Плоскопанельные дисплеи (FPD) – анализ сенсорных панелей, ITO подложек, высота разделительной колонны в ЖК-дисплее
  • МЭМС устройства – трехмерный профиль структуры, шероховатость поверхности, подложки
  • Стеклянные поверхности – тонкопленочные солнечные элементы, текстура солнечного элемента, анализ рисунка после лазерного воздействия
  • Исследование материалов – анализ опорных поверхностей зажимного устройства, шероховатости и сколов
  • Исследование прозрачных слоев

Программное обеспечение NSWorks & NSViewer

управляющее программное обеспечение NSWorks
 

Управляющее программное обеспечение NSWorks

аналитическое программное обеспечение
 

Программное обеспечение для анализа данных NSViewer

  • Простое и интуитивное управление даже для новых пользователей
  • ПЗС изображение, конфокальное изображение, а также основная панель управления одновременно отображаются на одном экране
  • Разные параметры настройки предназначены для передовых приложений
  • Построение конфокального изображения в режиме реального времени обеспечивает немедленную обратную связь с оборудованием
  • Отдельное окно анализа с удобными графическими инструментами для создания отчетности
  • Объемный графический вид позволяет пользователю легко распознать микроскопическую структуру образца

Сшивание изображения

При необходимости анализа большой области сканирования (до 15×15 мм макс.) доступно последовательное поточечное измерение мелких областей с их последующим сшиванием. Данная особенность реализована за счет использования моторизированного предметного столика и программной утилиты NSMosaic. После сшивания полученное изображения может быть проанализировано как единое целое со всеми доступными функциями из NSViewer.

сшивание изображений

Видео-обзор: Сшивание изображений на конфокальном лазерном сканирующем микроскопе NS-3500

Примеры измерений с помощью NS-3500

Измерение высоты VLSI
Измерение высоты стандарта VLSI
Анализ OLED
Анализ выступающей части на OLED
Анализ лазерной обработки OLED
Анализ результатов
лазерной обработки OLED
кварцевая подложка
Кварцевая подложка
анализ бриллианта
Поверхность бриллианта
Дефект на зеркале
Дефект на металлическом зеркале
выпуклая поверхность
Неровность на выпуклой поверхности
анализ графена
Графен
оксид индия и олова
Подложка оксида индия и олова
анализ микролинзы
Анализ структуры микролинзы
анализ подложки
Анализ узкой области подложки
вид образца при увеличении
Вид исследуемого образца
при различном оптическом увеличении
постобработка изображения
Постобработка изображения профиля поперечного сечения
сшивание изображения
Сшивание изображения при анализе монеты
анализ поверхности воды
Анализ профиля поверхности капли воды

Технические характеристики

Модель NS-3500
Контроллер NS-3500E
Увеличение рабочего объектива 10Х 20Х 50Х 100Х 150Х
Поле зрения объектива По горизонтали (мкм) 1400 700 280 140 93
По вертикали (мкм) 1050 525 210 105 70
Рабочее расстояние (мм) 16.5 3.1 0.54 0.3 0.2
Числовая апертура (NA) 0.30 0.46 0.80 0.95 0.95
Оптическое увеличение От 1Х до 6Х
Общее увеличение От 178Х до 26700Х
Измерение высоты Диапазон измерения по высоте 1) Точное сканирование: 400 мкм и/или
Грубое сканирование: 10 мм (NS-3500-S)
Точное сканирование: 200 мкм или
Грубое сканирование: 10 мм (NS-3500-T)
Пространственное разрешение 0.001 мкм
Воспроизводимость (3σ) 2) 0.010 мкм
Измерение ширины Пространственное разрешение 0.001 мкм
Воспроизводимость (3σ) 3) 0.020 мкм
Получение кадров данных Разрешающая способность 1024×768, 1024×384, 1024×192, 1024×96 пикс.
Конфокальное изображение 12 бит
Цветное изображение 8 бит для каждого RGB элемента
Измерение высоты 16 бит
Скорость сканирования Сканирование поверхности 20 – 160 Гц
Линейное сканирование  ≈8 кГц
Автоматические функции Автоусиление, автофокусировка
Лазерный источник для конфокальных измерений Длина волны 405 нм
Выходная мощность ≈ 2 мВт
Класс лазера Класс 3b
Детектор лазерного излучения ФЭУ
Источник света для оптического наблюдения LED диод, 10 Вт
Камера для оптического наблюдения Тип Цветная ПЗС, 1/2”
Разрешающая способность 640 × 480
Автонастройка Усиление, скорость затвора
Блок обработки данных Специализированный ПК
Источник питания Напряжение питания 100 – 240 В, перем. ток, 50/60 Гц
Энергопотребление Макс. 500 ВА
Вес Микроскоп ≈ 50 кг (сканирующая головка ≈ 11 кг)
Контроллер ≈ 8 кг
Система виброизоляции (опционально) Активная виброизоляция

1)Точное сканирование осуществляется за счет пьезоэлектрического привода (PZT). Режим двойного сканирования –SD (точное + грубое) доступен только для модели NS-3500-S (с одним объективом).
2)Стандартный образец с высотой ступени 1 мкм измерен 100 раз с помощью объектива 100Х/NA 0.95
3)Стандартный образец с шагом структуры 5 мкм измерен 100 раз с помощью объектива 100Х/NA 0.95

Габаритные размеры

Схема лазерного сканирующего микроскопа NS-3500-S

Издание Название статьи Страницы Год публикации Авторы
APPLIED PHYSICS LETTERS Litdographic resolution enhancement of a maskless litdography system based on a wobulation technique for flow litdography Appl. Phys. Lett. 109, 234101 2016 Kibeom Kim, Sangkwon Han, Jinsik Yoon, Sunghoon Kwon, Hun-Kuk Park, and Wook Park
Journal of Micromechanics and Microengineering Effect of printing parameters on gravure patterning witd conductive silver ink J. Micromech. Microeng. 25 (2015) 045004 (14pp) 2015 Seunghwan Kim and Hyung Jin Sung
Surface Engineering Surface modification tdrough self-assembled microrod networks Surface Engineering, 30:3, 172-176 2014 Sunhyung Kim, Sangwoo Park and Sang-Yup Lee
OPTICS EXPRESS Design and fabrication of an optical probe witd a phase filter for extended deptd of focus OPTICS EXPRESS, Vol.24, No.2, 1037-1044 2016 Jingchao Xing, Junyoung Kim, and Hongki Yoo
Measurement Science and Technology High speed 3D surface profile witdout axial scanning: dual-detection confocal reflectance microscopy Meas. Sci. Technol. 25 (2014) 125403 (6pp) 2014 Dong-Ryoung Lee, Young-Duk Kim, Dae-Gab Gweon and Hongki Yoo
OPTICS EXPRESS Dual-detection confocal fluorescence microscopy: fluorescence axial imaging witdout axial scanning OPTICS EXPRESS, Vol.21, No.15, 17839-17848 2013 Dong-Ryoung Lee, Young-Duk Kim, Dae-Gab Gweon,and Hongki Yoo
Journal of tde Korean Society of Manufacturing Technology Engineers Development and Evaluation of Stitching Algoritdm Witd five Degrees of Freedom for tdree-dimensional High-precision Texture of Large Surface 23:2 (2014) 118~126 2014 Dong-Hyeok Lee, Jung-Hwa Ahn, Nham Gyoo Cho
Journal of tde Korean Society of Marine Environment & Safety Surface Characteristics and Antifouling Performance of Inorganic MnOx-WO3-TiO2 Nanopowder for Self-polishing Copolymer Paint Applications Vol. 22, No. 2, pp. 253-258 2016 Byeongkil Shin, Hyun Park
Journal of tde Korean Society of Manufacturing Process Engineers Comparison of Ablation Characteristics of Carbon Nanotube reinforced Hybrid Al2O3 by using Ultrashort Pulse Laser Vol.12, No.6, pp.23-29 2013 Jun-Young Lee, Ji-Wook Yoon, Myung-Chang Kang, Sung-Hak Cho
Department of Materials Science & Engineering, KAIST Effects of Mo on tde Localized Corrosion of Stainless Steels and tdeir Corrosion Behaviors in Molten Carbonate Fuel Cell Environment Ph. D. Dissertation 2015 Ahn Soo Hoon