Mapas de alta resolución topografía de grandes superficies usando la función automática de costura nanite AFM de Nanosurf

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Introducción
Imágenes de una pantalla LCD "Pixel"

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Esta nota de aplicación describe la función de costura automatizado de los Nanosurf nanite AFM interfaz de scripting en combinación con el Informe de Expertos de Nanosurf software de análisis. Mediciones de AFM en un panel de LCD se utilizan como ejemplo para demostrar cómo la costura por lo tanto puede ser utilizado para generar fácil y eficiente de alta resolución de mapas topográficos de grandes superficies.

Introducción

Técnicas de imagen de alta resolución como AFM son a menudo limitadas en su rango máximo de exploración. Cuando tanto la alta resolución lateral de un AFM y un rango de exploración que se requieren grandes, costura de la imagen podría ser una solución. Costura de la imagen es de uso general cuando se crea una sola escena panorámica de varias fotografías. En una aplicación más avanzada, esta técnica también se puede utilizar la combinación de múltiples mediciones de AFM de una gran imagen única. Por lo tanto, AFM imágenes de grandes superficies, por ejemplo, 1 mm x 1 mm o 100 micras x 1 cm de tamaño, se puede conseguir fácilmente.

El Nanosurf nanite sistema AFM es capaz de medir y coser las imágenes necesarias de forma totalmente automática. El usuario sólo tiene que especificar el tamaño de un solo AFM imagen y el tamaño de la superficie a medir. El AFM se encarga entonces del resto. Después de la medición, las imágenes se cargan en el Informe de Expertos de Nanosurf post-procesamiento de software, y se cosen a una sola imagen. Esta imagen todavía contiene todos los datos de metrología y por lo tanto puede ser analizado como cualquier otra imagen de AFM con todas las funciones de análisis disponibles, incluyendo mediciones de la altura y la distancia, el cálculo de la rugosidad, los cereales y el análisis de partículas, análisis de sección cruzada, y, por supuesto, la visualización en 3D.

Imágenes de una pantalla LCD "Pixel"

Las modernas técnicas de fabricación de pantallas planas (plasma, TFT-LCD, OLED) se basan en múltiples capas procesos que producen las estructuras pequeñas y complejas en 3D de la superficie. Microscopía óptica convencional, por lo general se queda corto cuando se trata de verificar la integridad y la calidad de las estructuras de superficie, en tres dimensiones. Esto es particularmente cierto para análisis de fallas en el régimen de sub-micrométrico. AFM, por el contrario, es la solución ideal para medir el contorno de datos 3D con una precisión sub-micrométrico. Con la técnica de costura, esto ahora puede incluso llevar a cabo en superficies grandes, tales como paneles de LCD.

Figura 1. Imagen de microscopía óptica de un panel LCD. La imagen (660 x 660 m m; se muestra aquí menos 120 veces de aumento) se registró con un EasyScope Nanosurf. Una pantalla LCD de un solo "pixel" es incluido en la caja roja. La caja más pequeña blanca corresponde al área que puede ser normalmente cubierto por el rango de exploración de un AFM. El resultado de este análisis se muestra en la Figura 2.

La figura 1 muestra una imagen de microscopio óptico de un panel LCD de 120 aumentos. Un píxel del panel corresponde a la sección encerrada en la caja roja. Esta área, que mide 407 m x 407 m, es mucho más grande que el área que normalmente se puede medir con un AFM, que correspondería a la caja más pequeña blanca en la Figura 1. La figura 2 muestra una medición real de AFM en la zona de la caja blanca. Las ventajas de la AFM en microscopía óptica - la resolución mucho más alta que se obtiene, y la disponibilidad de datos en 3D - se hacen claramente evidentes.

Figura 2. AFM análisis de un área del panel LCD típicos. Datos de alta resolución topográfica está disponible para un área de exploración limitada. La exploración de este punto corresponde a 74 m x 74 m, y el cuadro blanco se muestra en la Figura 1.

A la imagen de todo un pixel LCD, sin embargo, requieren un tamaño de escaneado que es mucho mayor que los que se puede obtener de una sola imagen de AFM. Una forma de evitar este obstáculo, es el uso de la medición automatizada de múltiples áreas de la muestra, seguido por una costura de las imágenes resultantes AFM. La viabilidad de este proceso se demuestra en el siguiente ejemplo, que ilustra cómo una matriz de 5x5 imágenes AFM fue adquirido en un panel de LCD y se sutura a una imagen más grande. El instrumento utilizado para este proceso fue la Nanosurf nanite B AFM con una etapa de traducción automatizado ATS-A100.

Después de montar la muestra en el LCD de la etapa de traducción, la punta del cantilever de AFM se coloca sobre la región de interés, y el guión de la costura se inició (Figura 3). Con los parámetros deseados establecidos, el sistema AFM autónoma adquirió todas las imágenes, guardar todas las mediciones a los archivos, y transferir estos a los expertos Nanosurf Informe de software, donde el módulo de costura de este programa cosido todos los archivos juntos (ver Figura 4). Una representación en 3D del resultado se presenta en la figura 5, que muestra cómo a la perfección las imágenes individuales se funden en uno solo.

Figura 3. Guión de la costura se ejecutan en el software de control Nanosurf. El cuadro rojo muestra el diálogo de costura pidiendo al usuario que proporcione los parámetros básicos para el proceso de costura.

Figura 4. El módulo de interfaz de costura en el software de expertos Nanosurf informe. Comandos simples pero potentes permiten a cualquiera realizar la costura y para generar resultados profesionales.

Figura 5. Representación 3D de un cosido de imágenes AFM. La imagen (que corresponde al resultado de costura en la Figura 4), que se muestra aquí con un aumento de 200 veces, demuestra con qué facilidad de alta resolución 3-dimensional de datos pueden ser adquiridos mediante el Nanosurf nanite B AFM y una etapa de traducción automática. También se muestra cómo sin el resultado del proceso de costura se.

Utilizando incluso las imágenes de AFM más individual (10x10) para el proceso de costura dio lugar a una alta resolución de mapa topográfico (Figura 6) de una superficie aún mayor de la pantalla LCD (560 m x 570 m, después de cortar los bordes ásperos), casi similar en tamaño a la imagen óptica se muestra en la Figura 1. Más de un total de píxeles LCD se distinguen claramente.

Figura 6. AFM de unión de imágenes de un panel LCD. La imagen (560 x 570 m m; se muestra aquí con un aumento de 160 veces) es el resultado de las imágenes de 10x10 grabada y se cosen con el Nanosurf nanite B y las características de la costura y el software de control Nanosurf informe. El resultado es comparable en tamaño a la imagen óptica se muestra en la Figura 1, pero en este caso ofrece muchos más detalles y datos en 3D.

El uso de tales datos AFM gran superficie en el control de la calidad de la producción de paneles LCD proporciona información detallada con respecto a los pasos del proceso de fabricación de micro-, y permite la aprobación por lotes o el rechazo de los lotes de producción. Además, la información proporcionada por las mediciones de AFM - en particular, las mediciones AFM que abarcan grandes superficies, como es el caso de costura - incluso se puede utilizar para ajustar los parámetros de producción para muchos el futuro.

Esto hace que el AFM no sólo un instrumento de control de calidad que proporciona la resolución más alta posible en los procesos industriales de control de calidad, sino también una valiosa herramienta de optimización en el desarrollo de productos y producción. La autonomía de funcionamiento, la facilidad de manejo, y la excelente relación precio / rendimiento de la AFM Nanosurf nanite convierten en la herramienta ideal para las industrias pequeñas y grandes para pasar el control de calidad en el siglo 21.

Fuente: Nanosurf

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