3D Tauchen auf, Formend (3DSM) - Überblick und Anwendungen der Oberflächenformung 3D durch Carl Zeiss

Themen Umfaßt

Was ist 3DSM?
Vorteile von 3DSM
Anwendungen von 3DSM
3DSM in der Biowissenschaft
3DSM in der Elektronik
3DSM in der Kriminalistik
3DSM in der Industrie
Starten der Software 3DSM
Das Schnittstellen-Aussehen von 3DSM
3DSM und LiveModus
Messende Profile und Bereiche mit 3DSM
Beschränkungen von 3DSM
Die Genauigkeit von 3DSM
Oberflächenrauigkeit Bewertungen in 3DSM
Analysieren von Schlagbolzen-Impressen Unter Verwendung 3DSM
Zusammenfassung

Was ist 3DSM?

Scannenelektronenmikroskope sind große Hilfsmittel für 2D Inspektion und Metrologie einer großen Vielfalt der Proben. Jedoch sind ihre Fähigkeiten 3D noch sehr begrenzt, besonders wenn es um quantitative Oberflächenkennzeichnung geht. Dieses ist das Hauptproblem, das durch 3DSM angegangen wird.

3DSM ist eine PC-basierte Anwendung, die zum Versehen von topographischen Informationen für die Proben fähig ist, die mit Elektronenmikroskopen Carl Zeisss NTS geprüft werden, die mit einem AsB® oder einem Detektor 4QBSD ausgerüstet werden. Die Anwendung kann eine Rekonstruktion der Oberfläche durchführen 3D, die auf den einzelnen Abschnittsignalen AsB®/4QBSD basiert und macht das resultierende Baumuster 3D auf einige unterschiedliche Arten sichtbar. 3DSM kann zusammen mit SmartSEM® im Live- Modus, für Echtzeit-Darstellung 3D arbeiten. Es funktioniert möglicherweise auch im unabhängigen Modus für die Sichtbarmachung von archivierten Projektfeilen.

Vorteile von 3DSM

3DSM nutzt die Möglichkeit der Anwendung ein Einpunkt der Ansicht, gescannt unter Verwendung vier Detektorabschnittsignale. Diese Methode, genannt die Multidetektor Methode, verwendet das Prinzip „der Form von der Schattierung“. Unter Verwendung vier eingegebener Bilder ist die Abstufung von Graustufen auf topographischen Nachrichten die Basis für lokale Oberflächenrechengeometrie. Dieses führt Fähigkeiten zu eines kontinuierlichen Oberflächenbaumuster- und Resultierenmaßes.

Der Algorithmus, der 3DSM zugrunde liegt, hat einige Vorteile über den klassischen Rekonstruktionsmethoden der Oberfläche 3D, die auf 2 Standpunkten basieren:

  • Echtzeitbetrieb (Livemodus)
  • Schnelle Rekonstruktionszeit (< 1="" second="">Volle Automatisierung
  • Keine zusätzlichen Kleinteile notwendig (z.B. Stufe)
  • Leistung der Hohen Auflösung
  • Kompatibilität mit irgendeinem Baumuster Diode mit 4 Quadranten oder Anlage mit 4 Detektoren
  • Arbeiten für die glatten Oberflächen, die unterscheidbare Sonderkommandos ermangeln

Anwendungen von 3DSM

3DSM hat einen beträchtlichen Geltungsbereich. Fast alles, das bis jetzt in SEM geprüft wird, gewinnt jetzt eine dritte Dimension, erstellt endlose Möglichkeiten auf den Gebieten wie Biologie oder bearbeitet Qualitätskontrolle maschinell. Die Haupteinsatzbereiche sind unten aufgeführt:

  • Biowissenschaft
  • Elektronik
  • Kriminalistik
  • Industrie

3DSM in der Biowissenschaft

Die Anwendungen von 3DSM in der Biowissenschaft umfassen:

  • Zelluläre u. Gewebebiologie
  • Partikeloberfläche und Volumenanalyse

3DSM in der Elektronik

Die Anwendungen von 3DSM in der Elektronik umfassen:

  • Defekt u. Fehleranalyse
  • Feed-backmetrologie für Lithographie und FLUNKEREI-Anlagen
  • Nano--Impressum Analyse u. Anerkennung

3DSM in der Kriminalistik

Die Anwendungen von 3DSM in der Kriminalistik umfassen:

  • Kugel- u. Feuerwaffenanalyse
  • Beweiskennzeichnung an der Nano-schuppe

3DSM in der Industrie

Die Anwendungen von 3DSM in der Industrie umfassen:

  • Rauheitsmaße
  • Abnützungsanalyse

Starten der Software 3DSM

Wenn es zum ersten Mal gestartet wird, zeigt 3DSM den Hauptbildschirm, mit einer Liste der Regelung des Beispielprojektes files.ality bei der maschinellen Bearbeitung an

Hauptbildschirm 3DSM.

Ein Einzelklick auf die neue Projektlistenfeile öffnet das Projekt. Die folgenden screenshots verwenden das Pyramidenbeispielprojekt, um die grundlegenden Merkmale der Schnittstelle zu erklären.

Ansicht von 3DSM, nachdem ein Projekt belastet worden ist.

Standardmäßig zeigt 3DSM die Haupt3D-Ansicht der Nachricht, zusammen mit den vier eingegebenen Bildern (Unterseite) an, und die grundlegenden Rekonstruktionsparameter gruppiert in den Lappen (recht). Verwenden Sie die Maus, um um die Anwendung zu steuern und die resultierenden Bilder zu erforschen. Die Maus darf von der Oberflächenmasche und von den 2D Bildern rotieren, laut summen und verschieben. Ein Zusammenhangmenü ist immer mit einem Rechtsklick erhältlich und zeigt die geläufigsten Optionen.

Das Schnittstellen-Aussehen von 3DSM

Das Aussehen der Schnittstelle 3DSM wird unter Verwendung einer sehr flexiblen Kopplungsmanöverfenster Technologie konstruiert. Dieses Merkmal erlaubt dem Benutzer, praktisch jedes mögliches Anwendungslayout zu konstruieren. Jedes Fenster wird innerhalb irgendwelcher der anderen Dokumentenfenster oder zu irgendwelchen der vier Seitenkonsolen angekoppelt möglicherweise. Die allgemein verwendetsten Lay-outs sind an einem einzelnen Mausklick von der Symbolleiste, wie gezeigt auf den Bildern unten erhältlich.

Standardansicht.

3D-Ansichts-Lay-out.

Metrologielayout.

Inputbildlayout.

Vorher festgelegt Anwendungslayouts erhältlich von der Symbolleiste.

Die Oberfläche 3D wird auf einige Arten erforscht möglicherweise und erstreckt sich von der Falschfarbe LUTs und von den Beschaffenheitsüberlagerungen, Oberflächeweg und Fliege-um Modi. Einige geläufige Beispiele der Untersuchung der Oberfläche 3D werden unten gezeigt.

Beschaffenheitsüberlagerungsansicht.

Anaglyphansicht.

Konturnüberlagerung.

Oberflächenwegmodus.

Beispiele der Oberflächensichtbarmachung erhältlich in 3DSM.

3DSM und LiveModus

Livemodus ist ein spezieller Modus, in dem 3DSM direkt an SmartSEM® anschließt, die Hauptsteuersoftware für Mikroskope NTS SEM. 3DSM erwirbt Felder von allen vier Detektorquadranten direkt und führt eine Rekonstruktion 3D schnell durch, jedes Mal wenn ein Feldset beendet wird.

Es wird mitgeteilt, um 3DSM und SmartSEM® unter Verwendung zwei Überwachungsgeräte oder eines Überwachungsgeräts parallel laufen zu lassen mit großem Bildschirm. Dieses ist, weil beide Anwendungen sichtbar sofort sein sollten, um maximale Benutzerfreundlichkeit sicherzustellen. Eine optimale Anordnung ist, ein Überwachungsgerät für SmartSEM® und zweite für 3DSM zu verwenden.

Zwei Überwachungsgeräte werden für den Betrieb von 3DSM im Livemodus empfohlen.

Bevor man zum Livemodus schaltet, sollte SEM eingestellt werden, um ein gültiges Bild unter Verwendung der umgekehrten Elektronen anzuzeigen. Dieses benötigt den Gebrauch der Arbeitsabstände im Bereich von 3… 15 mm und EHTs, umgekehrten Elektronbefund sicherstellend (hängt vom Empfängerdiodenbaumuster ab). Das Schalten zum Livemodus wird durch ein einzelnes mouseclick erfolgt. 3DSM stellt die restlichen Parameter automatisch ein und aktualisiert die Rekonstruktion der Oberfläche 3D nach jedem frameset. Lehnen Sie Einfach zurück und genießen Sie die Show!

Messende Profile und Bereiche Unter Verwendung 3DSM

Sobald eine Beispieloberfläche wieder aufgebaut worden ist, kann eine Vielzahl von Maßen durchgeführt werden. Das einfachste Formular ist Einzelabmessung Metrologie (Profilmaß). Es wird stark mitgeteilt, um zum Metrologielayout, unter Verwendung der Symbolleistentaste zu schalten oder zur Menüoption. Dann markieren Sie die Anfangs- und Endenpunkte des Profils, und das Diagrammfenster zeigt sofort den Querschnitt zusammen mit gemessenen Statistiken.

Das Metrologielayout verwendet für das Messen des Profils eines Gewindes.

3DSM erlaubt die Leistung von den Bereichs- und Volumenmaßen, die auf einem willkürlich ausgesuchten Oberflächenpolygon basieren. Das Polygon wird auf der 2D Ansicht oder der 3D-Ansicht gewählt möglicherweise, indem man interaktiv seine Gipfel definiert.

Definierender und Bewertungsbereich und Volumen.

Auf Fertigstellung berechnet 3DSM automatisch 2D Bereichs- und Volumen3d Statistiken.

Beschränkungen von 3DSM

Die Oberflächenrekonstruktionsmethode, die 3DSM zugrunde liegt, ist die Multidetektor Methode und verwendet das „Form von der Schattierung“ Prinzip. 3DSM verwendet Abstufung von Graustufen auf den vier eingegebenen Bildern, für das Berechnen der lokalen Oberflächengeometrie. Dieses führt zu ein quantitatives Oberflächenbaumuster unter den folgenden Bedingungen:

  • Die Inputbilder sind von den Artefakten wie Aufladungs- oder Tunnelbaueffekten frei
  • Die Inputbilder zeigen nicht den beschattenden Effekt
  • Die Probe ist eine kontinuierliche Oberfläche, ohne überlappende Nachrichten

Von den Anforderungen, die oben ausgedruckt werden, verursacht der beschattende Effekt möglicherweise Probleme auf etwas Klassen Proben und zeigt besonders steile Steigungen oder vertikale Merkmale an. Dies werden Heißung, das die Detektorabschnitte nicht vom Elektronenstrom durch lokale Oberflächentopographie mit filter versehen möglicherweise.

Um den beschattenden Fehler zu vermeiden, können große Arbeitsabstände, mit dem Ergebnis eines größeren umgekehrten Elektronöffnungswinkels beschlossen werden. Jedoch sind möglicherweise einige Zellen mit dem Beherrschen von vertikalen Merkmalen nicht durchführbar, in einer quantitativen Art wieder aufzubauen.

Die Genauigkeit von 3DSM

3DSM erlaubt SEM-Probenmaterialoberflächenrekonstruktion mit einer hohen Auflösung und einer Genauigkeit, aber, nur unter der Bedingung, dass die Eingangssignale ein ungestörtes Signal enthalten, das umgekehrte Elektronenverteilung erfüllt. Die Parameter für die Anlage können festgelegt werden, wie folgt:

  • Maximaler vertikaler Rekonstruktionsfehler wird geschätzt, um unter 10% zu sein. Dieses beantragt nur Bilder ohne Signalartefakte wie Beschatten, Aufladung, Randeffekte, Usw.
  • Maximaler Rekonstruktionswinkel ist vom Arbeitsabstand und vom Diodendurchmesser abhängig. Für Arbeitsabstand ist 6 mm und Diodendurchmesser 10 mm der maximale Winkel um 60°. Wenn die Steigung diese Grenze überschreitet, dann tritt das Detektorbeschatten auf und der 10% maximale vertikale Fehler kann nicht garantiert werden.
  • Seitliche Auflösung und maximaler seitlicher Rekonstruktionsfehler werden nur durch SEM-Auflösung und seitlichen Bildfehler begrenzt.
  • Rekonstruktionszeit wird, unter 1000ms für Datenerfassungsgröße 1024x768 mit Oberflächenbeschaffenheit zu sein geschätzt.

Inputbilder von den Detektorquadranten sind die Grundbedingung für erfolgreiche quantitative Oberflächenrekonstruktion. Die Meisten Artefakte (wie Aufladung) sind einfach, durch richtige Probenaufbereitung und die Anwendung von optimalen SEM-Arbeitsbedingungen auszugleichen. Der einzige unvermeidbare Bildfehler ist das Beschatten und tritt für steile Probenmaterialsteigungen auf. In solchen Fällen sind Oberflächenrekonstruktion und Sichtbarmachung noch möglich, aber die 10% maximale Fehlerbeschränkung kann nicht garantiert werden. Für Klassen von den Proben, die steile Steigungen enthalten, kann 3DSM kein Messgerät gehalten werden.

Oberflächenrauigkeit Bewertungen in 3DSM

Messende Rauheit mit nmpräzision ist nie in SEM einfacher gewesen. Statistische Daten über das aktuell ausgewählte Profil zusammen mit Rauheitsbewertung sind in den Metrologieeigenschaften Tab erhältlich. Diese Informationen werden automatisch im Livemodus nach jedem Feld aktualisiert und wenn der Benutzer interaktiv das ausgewählte Profil ändert.

Oberflächenrauigkeitsbewertung ist ein eingebautes Merkmal in 3DSM.

Analysieren von Schlagbolzen-Impressen Unter Verwendung 3DSM

Eine vieler Anwendungen von 3DSM analysiert die Schlagbolzenimpressen, die auf Kugeln gelassen werden. Das Ziel ist, die charakteristischen Markierungen auf Kugeln übereinzustimmen, zu schließen, ob sie durch das gleiche Gewehr abgefeuert wurden, oder ein Gewehr mit einer Kugel zusammenzupassen. Bis jetzt ist dieses Baumuster der Forschung Haupt- in 2D durchgeführt worden. Scannenelektronenmikroskope Carl Zeisss NTS zusammen mit 3DSM fügen eine ganze neue Abmessung diesem Bereich hinzu. Das Sicherheitsniveau der Kugelanalyse erhöht beträchtlich dank die Möglichkeit des Vergleichens der Impressen in einer volumetrischen Art, eher als nur der 2D Entwurf.

Ein Impressum des Schlagbolzens gelassen auf eine Kugel.

3DSM erlaubt die Leistung von Metrologie auf dem Impressum beide in 2D und in 3D und beträchtlich erhöht das Sicherheitsniveau des Urteilsspruches.

Zusammenfassung

3DSM fügt eine ganze neue Stufe Rasterelektronenmikroskopie hinzu, indem es erlaubt, dass Proben in drei Abmessungen fast in der Istzeit geprüft werden. Es gibt keinen weiteren Bedarf an der schwierigen Stufe, die Prozeduren kippt. Finden Sie Einfach eine Nachricht von Zinsen, schalten Sie zum Livemodus und genießen Sie die Show!

Quelle: „3DSM - Formende Oberfläche 3D“ durch Carl Zeiss

Zu mehr Information über diese Quelle, besuchen Sie bitte Carl Zeiss.

Date Added: Nov 17, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:12

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