4インチ対応 原子間力顕微鏡 Nano Observer AFM XL

CSInstruments

CSInstrumentsのフラグシップモデルであるNano Observer AFMの、4インチサンプル対応のモデルが発売されました。もともとCSInstrumentsの得意とする導電性AFM(Resiscope Ⅱ)、ケルビンプローブフォース顕微鏡法(KFM)、走査型マイクロ波インピーダンス顕微鏡法(sMIM)などの機能に加え、4インチまでのサンプルに対応したため、半導体サンプルの評価に応用しやすくなりました。

  • 最大サンプルサイズ100mm角に対応
  • HD-KFM 高精細ケルビンフォース顕微鏡(CSIだけのシングルパスKFM)
  • ダイナミックレンジ10桁の導電性AFM機能ResiScope レジスコープ(CSI社だけの高感度C-AFM)
  • 簡単な操作性とソフトウェア
  • 三軸独立の高精度スキャナー<100µm
  • TERS / SNOM等 光学系との組み合わせが可能

使いやすさを追求したNano Observer AFMの良さを維持し、最大100mm角のサンプルに対応したモデルです。C-AFMやKFM、sMIMなどの測定モードを得意とするCSInstruments社のAFMですが、4インチサンプルサイズに対応することで、半導体研究分野で用いられる測定応用範囲がさらに広がります。スキャナはフレクチャーステージを採用し、XYZ軸のクロストークがありません。特に、高性能ロックインアンプを搭載したコントローラーは、位相モード、ピエゾレスポンスモードで比類ないイメージング品質の向上をもたらします。

ユニークな機能

Nano Observerには特徴的な測定モードがございます。各機能については下記リンクから個別ページでご紹介しています。

  • HD-KFM(High Definition Kelvin Force Microscopy)
    従来のダブルパスKFMにくらべ、圧倒的な感度と高空間分解能で表面ポテンシャル像を取得する、CSI社だけのシングルパスKFM機能です。分子分解能を達成しています。パラメータの設定が不要なオートチューニング仕様です。
  • ResiscopeⅡ(C-AFM用高性能アンプ)
    10桁を超えるダイナミックレンジを持つC-AFM(SSRM)用アンプです。1ピクセルごとに最適な測定レンジを選択し、幅広いレンジと高感度を維持しています。傷つきやすいサンプルを測定できるソフトレジスコープオプションもございます。
  • sMIM(走査型マイクロ波インピーダンス顕微鏡)
    PrimeNano社の走査型マイクロ波インピーダンス顕微鏡オプション、ScanWaveと組み合わせにより、電気特性測定AFMの機能の幅が大きく広がります。
  • AFMモード
    AFMとして多彩な機能を備えております。高性能ロックインアンプにより様々な表面特性測定において高品質な像を取得できます。

    • コンタクト / AC / ソフトインターミッテントコンタクト
    • PFM / MFM / EFM / フォースモジュレーション / 位相 / SThM
  • AFM環境コントロール
    電気特性測定の品質向上を目的とした雰囲気制御や、液中測定、サンプルの加熱または冷却ステージに対応しています。

 

光学アクセス仕様

AFMのヘッド周りは広く開放されており、光学系を配置可能です。SNOM、TERSなどのAFM部として活用可能です。詳しくはお問い合わせください。

 

実際の光学系組み合わせの採用例(姉妹機のNano Observerによる)

SPring-8 – 赤外近接場分光装置 ※Spring-8サイトへリンクします
 

光源の一例

量子カスケードレーザー(Daylight Solutions社)
スーパーコンティニューム白色光源(NKT Photonics社)
テラヘルツ分光・テラヘルツイメージング&OPOレーザー(HÜBNER社)


GaAs Staircase, sMIM, 8µm

point CV on polished image sensor, sMIM

アルカン分子, 分子分解能KFM, 1µm

CMOS image Sensor, sMIM

15nm FinFET device, sMIM, 500nm

buried grating under Si, sMIM, 5µm

SRAM, ResiScope, 50µm

Doping test sample, Resiscope, 4µm

Artificial spin ice, MFM, 6.5µm

Magnetic structures, MFM, 15µm

サンプルサイズ 最大100 mm角
ステージ移動距離 100 mm
XY走査範囲 100 μm (製造寸法公差 +/- 10%)
Z走査範囲 9 μm (製造寸法公差 +/- 10%)
XY走査分解能 24ビット制御 – 0.06 Angströms
Z走査分解能 24ビット制御 – 0.006 Angströms
ノイズレベル Typ : <0.01 mV RMS
6 DAC出力 24ビット 6チャンネル
8 ADC入力 16ビット 8チャンネル
データポイント 最大 8192点
ロックインアンプ 最大 6 MHz (ソフトウェアにより制限)、セカンドロックイン 6MHz(オプション)
インターフェース USB 2.0 または 3.0
電源 AC 100 – 240 V – 47-63 Hz
OS Windows XP, 7, 8 or 10
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