|
非線形XY走査
従来のAFMは、XYZスキャナにピエゾチューブスキャナを使用し、チューブを曲げることでスキャナをXY方向に移動しています。しかし、この曲げる動きによってバックグラウンドの湾曲が発生するため、高次かつ非線形の走査が行われます。これが、画像が不正確に処理される主な理由です。従来のシステムでバックグラウンドの湾曲を隠すには、通常はソフトウェアで平坦化する必要があります。しかし、湾曲量は走査範囲や速度、XY方向のオフセット、Z位置など、さまざまなパラメータによって変化するため、ソフトウェアによる平坦化で得られた「フラットな表面」では完全にフラットな画像を得ることはできません。また、ソフトウェアによる平坦化が行われた走査では、直交性が失われ、相当量のXシフトとYシフトが発生します。
| パークシステムズからの解決策 : スキャナの湾曲を解消したフラットな直交XY走査 |
|
パークシステムズのクロストーク除去(XE)によってスキャナの湾曲を解消することにより、走査の位置、速度、および範囲に依存しない、フラットな直交XY走査を実現できます。光学平面(オプティカルフラット)のような最も平坦な試料を走査する場合でも、バックグラウンドの湾曲は発生しません。したがって、研究および産業界における最も困難な問題も、この方法を使用した非常に正確な高さ測定および精密なナノ計測測定によって解決することができます。
|
|
|
チップと試料の状態を保持する難しさ
従来のAFMのチューブスキャナは、Z走査のバンド幅がわずか500 Hz程度ときわめて制限された低速アクチュエーターを使用しています。Zサーボの応答が非常に遅いため、チップ先端の鋭さを維持し、軟質な生物試料を損なわないイメージングを実現するために重要な要件である非接触モードを実装することができません。
| パークシステムズからの解決策 : 非接触AFMによる非破壊走査 |
|
パークシステムズは、クロストーク除去(XE)およびZサーボのバンド幅が広い高感度・高速Zスキャナを開発することにより、完全非接触モードを実現しました。完全非接触モードTMによってチップ先端の摩耗とサンプルダメージが最小限に抑制され、高分解能のイメージングが長期間にわたって維持されるため、究極的に最も正確で再現性のある測定結果が得られます。
|
|
|
ピエゾのクリープによる位置の誤差
従来のAFMは、Zスキャナに印加する電圧をあらかじめキャリブレーションして、トポグラフィー信号に使用しています。しかし、特にカンチレバーが表面に対して垂直方向に移動したときに、Zスキャナの圧電アクチュエーターのヒステリシスによって位置の誤差が生じ、上昇端と下降端でエッジのオーバーシュートが発生します。そのため、ピエゾのクリープは、高さ測定の精度に影響を及ぼします。さらに、圧電材料の経年変化により、手間のかかるキャリブレーションの再実行が必要になるため、初期のキャリブレーション値も時間の経過に伴って変化します。
| パークシステムズからの解決策 : 低ノイズのクローズドループセンサーで測定する試料トポグラフィー |
|
ピエゾのクリープによる誤差を補正するには、ノイズレベルが十分に低く、トポグラフィー信号として使用できる独立した位置センサーを使用する必要があります。パークシステムズの高度なXYZクローズドループ走査機能は、業界最高水準の低ノイズZ位置センサーを用いて実現しています。実時間でZスキャナの変位を検知するZ位置センサーを用いることで、高速走査中であってもピエゾのクリープやエッジでのオーバーシュートの影響を受けることなく試料表面の正しい高さを検出することができます。この先進的なクローズドループ走査により、頻繁に煩わしい再校正を行うことなく真の試料トポグラフィーTMを得ることができます。
|
|
正確なAFMソリューション
大きなバックグラウンドの湾曲 
