大型ステージ原子間力顕微鏡(AFM) Alphacen300 （製品詳細）

大型ステージ原子間力顕微鏡(AFM) Alphacen300

Nanosurfは、大型で重量のあるサンプル用のカスタム開発システムのマーケットリーダーです。
過去数年にわたり、当社のチームは、様々なお客様のためにこれらのカスタムステージを開発してきた豊富な知識ベースを構築してきました。
この膨大な知識を活かし、300mmウェハーなどの大型サンプル・45kgまでの重量物サンプルに対応したスタンダードなシステムを開発しました。
業界最高クラスのZ測定ノイズレベル＝25pm RMS(最大 35pm)を実現し、安定性と妥協のない性能をご提供できます。
Alphacen 300は、さまざまな要素を規格化することによって、カスタムシステムに比べて高いコストパフォーマンスと納期の短縮を実現しています。

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重量サンプルの操作を可能にするチップスキャナとエアベアリング機構

Alphacen 300 は、採用されたエアベアリング機構により、最大 45 kg までのサンプルを摩擦なく2 µm の再位置決め精度で移動させることができます。このような正確な位置決めはシリコンウェハーなど検査に必要とされる性能です。サンプルステージは、圧縮空気または窒素ガスを使用して持ち上げられ、高精度のベルトで任意の場所に移動されます。目的のスキャン位置に到達したらガス圧を解放し、試料をステージのドリフトなしに測定可能な位置に移動させます。スキャニングにはチップスキャン技術を採用しており、可動部の小型軽量化を実現しています。

自動測定機能

Alphacen 300には強力な自動化ソフトウェアが含まれており、ユーザーは光学画像またはステージマップ上の目的の場所を事前に選択することができ、ユーザーの介入なしでシステムに画像を収集させることができます。サンプル（または複数のサンプル）の測定シークエンスを設定して、あとはシステムにお任せください。

大型サンプルの測定

Alphacen 300は、XY方向に300mm×300mmの移動が可能なサンプルステージを持ち、300mmのサンプルの全点を測定することができます。ご要望に応じて、ステージを変更してより広いXY範囲の（最大500mm）にも対応することができます。
XYステージの分解能は1μm、位置決め精度は2μmで、イメージングチップの下でサンプルを正確に位置決めすることができます。また、ソフトウェアには自動化機能が組み込まれており、測定シークエンスをプログラミングする手間が省けます。

(右)SiCステップ　XY＝1.5µm：ステップ間は1.5nmの高さを表しています。また、ステップ間にある小さなステップは0.75nmの高さを表しています。

重量があり平坦でないガラスのAFM測定も実現

ほとんどの大型サンプルAFMは200mmまでの平面サンプルを扱うことができ、一般的には半導体ウェハーの分析を目的としています。しかし、これらのシステムの限界の一つは、扱うことができるサンプルの重量です。
Alphacen 300は、大型で最大45kgまでの重量のあるサンプルを撮像できる標準的なAFMのニーズに対応しています。また、Zステージの移動量が50mmであるため、AFMイメージングできるのは薄いシリコンウェーハに限りません。

厚みがあるだけでなく、湾曲した平坦でない重いサンプルは、次のようなフィールドで見られます。
・光学産業における大型レンズの製造（Alphacenは、凸型・凹型いずれの形状にも対応）
・半導体産業における組立カセット、完成品の製造
AFMでしか到達できないサブナノスケール分解能で表面を評価することによって、これまで光学的に得られなかった表面の評価や欠陥の発見が可能になります。

(右)ガラス表面　XY＝5µm：表面粗さ　0.112nm　RMS(0.087nm　Ra)

柔軟な設置条件

Alphacen 300システムは、その小さなフットプリントながら高分解能イメージングを実現するための要素がパッケージされています。そのため、設置場所を柔軟に選択することができ、すぐに稼働開始できます。

安定なグラナイトステージはアクティブ防振台に固定されており、広い周波数帯域で建物や床面からの振動を抑制します。また、空気振動は防音エンクロージャにより外部から遮断できます。カスタムソリューションで得られた種々の技術や経験によって、大型サンプル表面の100pmオーダーのラフネスが測定できる分解能が実現できたのです。