3D Apprêtent Modélisant (3DSM) - Synthèse et Applications de la Modélisation 3D Extérieure par Carl Zeiss

Sujets Couverts

Quel est 3DSM ?
Avantages de 3DSM
Applications de 3DSM
3DSM en Sciences de la Vie
3DSM dans l'Électronique
3DSM dans les Médecines légales
3DSM dans l'Industrie
Lancer Le Logiciel 3DSM
L'Aspect de Surface Adjacente de 3DSM
3DSM et Mode Sous Tension
Profils et Zones de Mesure avec 3DSM
Limitations de 3DSM
L'Exactitude de 3DSM
Bilans d'Aspérité Dans 3DSM
Analyser des Empreintes de Percuteur Utilisant 3DSM
Résumé

Quel est 3DSM ?

Les microscopes électroniques de Lecture sont les outils grands pour la 2D inspection et métrologie d'une grande variété d'échantillons. Cependant, leurs capacités 3D sont toujours très limitées, particulièrement quand il s'agit de caractérisation extérieure quantitative. C'est le principal problème abordé par 3DSM.

3DSM est une application Pour PC capable de fournir à l'information topographique pour des échantillons examinés des microscopes électroniques de Carl Zeiss NTS équipés d'un AsB® ou d'un détecteur 4QBSD. L'application peut exécuter une reconstruction de la surface 3D basée sur les différents signes de segment d'AsB®/4QBSD, et conçoit le modèle 3D donnant droit de plusieurs différentes voies. 3DSM peut collaborer avec SmartSEM® en mode sous tension, pour la représentation 3D en temps réel. Il peut également fonctionner en mode autonome pour concevoir les fichiers projet archivés.

Avantages de 3DSM

3DSM tire profit de la possibilité d'utiliser un unique de la vue, balayé utilisant quatre signes de segment de détecteur. Cette méthode, appelée la méthode de multi-détecteur, emploie le principe de la « forme de l'ombrage ». Utilisant quatre images entrées, la graduation des gris-niveaux sur les objectifs topographiques sert de base à la géométrie extérieure locale calculatrice. Ceci mène des capacités de modèle et de donner droit à mesure extérieure continue.

L'algorithme étant à la base de 3DSM a plusieurs avantages par rapport aux méthodes classiques de reconstruction de la surface 3D basées sur 2 points de vue :

  • fonctionnement en temps réel (mode Sous Tension)
  • Temps Rapide de reconstruction (< 1="" second="">Pleine automatisation
  • Aucun matériel supplémentaire nécessaire (par exemple stade)
  • Performance De haute résolution
  • Compatibilité avec tout type de diode de 4 quadrants ou de système de 4 détecteurs
  • Travaux pour des surfaces lisses manquant des petits groupes perceptibles

Applications de 3DSM

3DSM a une vaste étendue des applications. Presque tout examiné jusqu'ici dans un SEM, gagne maintenant une troisième dimension, produisant des possibilités sans fin dans les domaines comme la biologie ou usinant le contrôle qualité. Les zones d'application principale sont cotées ci-dessous :

  • Les Sciences de la Vie
  • L'Électronique
  • Médecines légales
  • Industrie

3DSM en Sciences de la Vie

Les applications de 3DSM en sciences de la vie comprennent :

  • Biologie Cellulaire et de tissu
  • Surface de Particules et analyse de volume

3DSM dans l'Électronique

Les applications de 3DSM dans l'électronique comprennent :

  • Défaut et analyse de défaillance
  • Métrologie de Contrôle Par Retour De L'information pour la lithographie et les systèmes de BOBARD
  • analyse et reconnaissance de Nano-Empreinte

3DSM dans les Médecines légales

Les applications de 3DSM dans les médecines légales comprennent :

  • Analyse de Balle et d'arme à feu
  • Caractérisation de Preuve à la nano-échelle

3DSM dans l'Industrie

Les applications de 3DSM dans l'industrie comprennent :

  • Mesures de Rugosité
  • Analyse d'Usure

Lancer Le Logiciel 3DSM

Quand lancé pour la première fois, 3DSM affichera l'Écran d'accueil, avec une liste de contrôle du projet files.ality d'exemple dans l'usinage

Écran d'accueil 3DSM.

Un clic sur le fichier de listage récent de projet ouvrira le projet. Les screenshots suivants emploient le projet d'échantillon de Pyramide pour expliquer les fonctionnalités de base de la surface adjacente.

Vue de 3DSM après chargement d'un projet.

Par défaut, 3DSM affiche la Vue 3D principale de l'objectif, avec les quatre images entrées (bas), et des paramètres de base de reconstruction groupé en onglets (droits). Employez la souris pour diriger autour de l'application et pour explorer les images donnantes droit. La souris laissera tourner, changer de plan, et filtrer de la maille extérieure et des 2D images. Un menu contextuel est toujours disponible avec un clic droit, affichant les options les plus communes.

L'Aspect de Surface Adjacente de 3DSM

L'aspect de la surface adjacente 3DSM est conçu utilisant une technologie très flexible de connexion-hublot. Cette caractéristique technique permet à l'utilisateur de construire pratiquement n'importe quelle disposition d'application. Chaque hublot peut être entré au bassin dans l'un des d'autres hublots de document ou aux quatre Commissions latérales l'unes des. Les dispositions les plus utilisées généralement sont disponibles à un simple clic de la barre d'outils, comme affiché sur les images ci-dessous.

Vue Normale.

disposition de la vue 3D.

Disposition de Métrologie.

Disposition d'image de Puissance D'entrée.

Dispositions d'application de Prédéfinis fournies par la barre d'outils.

La surface 3D peut être explorée de plusieurs voies, s'échelonnant de la trompeur-couleur LUTs et des transparents de texture, surface-promenade et mouche-autour des modes. Quelques exemples classiques d'enquête de la surface 3D sont affichés ci-dessous.

Vue de transparent de Texture.

Vue d'Anaglyphe.

Transparent de Forme.

Mode Extérieur de promenade.

Exemples de la visualisation extérieure disponibles dans 3DSM.

3DSM et Mode Sous Tension

Le mode Sous Tension est un mode spécial, en lequel 3DSM connecte directement à SmartSEM®, le logiciel de gestion primaire pour des microscopes de NTS SEM. 3DSM saisira des cadres de chacun des quatre quadrants de détecteur directement, et exécute une reconstruction 3D en marche, chaque fois que un positionnement de cadre est rempli.

On lui informe pour faire fonctionner 3DSM et SmartSEM® en parallèle utilisant deux moniteurs ou un moniteur en format large. C'est parce que les deux applications devraient être visibles immédiatement afin d'assurer la simplicité d'utilisation maximum. Un arrangement optimal est d'utiliser un moniteur pour SmartSEM® et le second pour 3DSM.

Deux moniteurs sont recommendés pour faire fonctionner 3DSM en mode sous tension.

Avant Que commutant au mode sous tension, le SEM devrait être réglé pour afficher une image admissible utilisant les électrons rétrodiffusés. Ceci exige l'utilisation des distances de fonctionnement de l'ordre de 3… 15 millimètres et d'EHTs assurant le dépistage rétrodiffusé d'électron (dépend du type de diode de détecteur). Le Changement au mode sous tension est fait par un mouseclick unique. 3DSM réglera les paramètres restants automatiquement, et met à jour la reconstruction de la surface 3D après chaque cadre. Penchez-vous Simplement de retour et appréciez l'exposition !

Profils et Zones de Mesure Utilisant 3DSM

Une Fois Qu'une surface témoin a été reconstruite, un grand choix de mesures peuvent être exécutées. La forme la plus simple est métrologie d'unique-cote (mesure de profil). On lui informe fortement pour commuter à la disposition de métrologie, utilisant le bouton de barre d'outils, ou à l'option du menu. Puis, marquez les remarques de début et d'extrémité du profil, et l'hublot de Graphique affichera immédiatement la coupe transversale avec des statistiques mesurées.

La disposition de métrologie utilisée pour mesurer le profil d'un fil de discussion.

3DSM permet la performance des mesures de zone et de volume basées sur un polygone extérieur arbitrairement choisi. Le polygone peut être choisi sur la 2D Vue ou la Vue 3D, en définissant en mode interactif ses points d'intersection.

Zone et volume de Définition et de évaluation.

Sur l'achèvement, 3DSM prévoira automatiquement les 2D statistiques de zone et de volume 3D.

Limitations de 3DSM

La méthode extérieure de reconstruction étant à la base de 3DSM est la méthode de multi-détecteur, employant « forme le principe d'ombrage ». 3DSM utilise la graduation des gris-niveaux sur les quatre images entrées, pour dériver la géométrie extérieure locale. Ceci mène à un modèle extérieur quantitatif dans les conditions suivantes :

  • Les images de puissance d'entrée sont exemptes des artefacts tels que des effets de remplissage ou de perçage d'un tunnel
  • Les images de puissance d'entrée n'affichent pas l'effet de filature
  • L'échantillon est une surface continue, sans objectifs superposants

Des conditions indiquées ci-dessus, l'effet de filature peut poser des problèmes sur quelques classes des échantillons, affichant en particulier les pentes escarpées, ou les caractéristiques techniques verticales. Ce des moyens, celui les segments de détecteur ne peuvent être examinés du flux des électrons par la topographie extérieure locale.

Pour éviter l'erreur de filature, de grandes distances de fonctionnement peuvent être choisies, ayant pour résultat une plus grande cornière d'acceptation rétrodiffusée d'électron. Cependant, quelques structures avec dominer les caractéristiques techniques verticales peuvent ne pas être faisables pour reconstruire d'une façon quantitative.

L'Exactitude de 3DSM

3DSM permet la reconstruction de surface de spécimen de SEM avec une haute résolution et une exactitude, mais seulement à condition que les signes de puissance d'entrée contiennent un signe calme accomplissant la distribution rétrodiffusée d'électron. Les paramètres pour le système peuvent être spécifiés comme suit :

  • On estime que l'erreur verticale Maximum de reconstruction est en-dessous de 10%. Ceci s'applique seulement pour des images sans artefacts de signe tels que la filature, le remplissage, les effets d'arête, Etc.
  • La cornière Maximum de reconstruction est à la charge de la distance de fonctionnement et du diamètre de diode. Pour la distance de fonctionnement 6 millimètres et diamètres de diode 10 millimètres la cornière maximum sont autour de 60°. Si la pente dépasse cette limite, alors la filature de détecteur se produit et l'erreur verticale 10 % maximum ne peut pas être garantie.
  • La définition Transversale et l'erreur transversale maximale de reconstruction sont limitées seulement par définition de SEM et erreur transversale d'image.
  • Le temps de Reconstruction est estimé d'être ci-dessous 1000ms pour la taille 1024x768 de saisie avec la texture extérieure.

Les images de Puissance D'entrée des quadrants de détecteur sont l'état principal pour la reconstruction extérieure quantitative réussie. Il est facile compenser La Plupart Des artefacts (tels que le remplissage) la préparation des échantillons correcte et en utilisant des conditions de travail optimales de SEM. La seule erreur inévitable d'image est filature, se produisant pour les pentes escarpées de spécimen. En pareil cas la reconstruction et la visualisation extérieures sont encore possibles, mais la contrainte 10% maximum d'erreur ne peut pas être garantie. Pour des classes des échantillons contenant les pentes escarpées, 3DSM ne peut pas être considéré comme outil de mesure.

Bilans d'Aspérité Dans 3DSM

La rugosité de Mesure avec la précision de nanomètre n'a jamais été plus facile dans le SEM. Les données Statistiques au sujet du profil actuel sélecté avec le bilan de rugosité sont disponibles dans les propriétés tableau de Métrologie. Cette information est actualisée automatiquement en mode sous tension après chaque cadre, et quand l'utilisateur change en mode interactif le profil sélecté.

Le bilan d'aspérité Est une fonctionnalité intégrée dans 3DSM.

Analyser des Empreintes de Percuteur Utilisant 3DSM

Une de beaucoup d'applications de 3DSM analyse des empreintes de percuteur laissées sur des balles. L'objectif est d'apparier les inscriptions caractéristiques sur des balles, de conclure si elles ont été allumées par le même canon, ou pour appareiller un canon avec une balle. Jusqu'ici, ce type de recherche a été exécuté principalement dans le 2D. Les microscopes électroniques de lecture de Carl Zeiss NTS avec 3DSM ajoutent une cote neuve entière à cette zone. Le niveau de certitude de l'analyse de balle augmente de manière significative grâce à la possibilité de comparer les empreintes d'une façon volumétrique, plutôt que seulement le 2D contour.

Une empreinte du percuteur laissé sur une balle.

3DSM permet la performance de la métrologie sur l'empreinte les deux dans la 2D, et dans 3D, augmentant de manière significative le niveau de certitude du verdict.

Résumé

3DSM ajoute un niveau neuf entier à la microscopie électronique de balayage en permettant à des échantillons d'être examinés dans trois cotes presque en temps réel. Il n'y a aucun autre besoin de stade compliqué inclinant des procédures. Trouvez Simplement un objectif d'intérêt, commutez au mode Sous Tension et appréciez l'exposition !

Source : « 3DSM - Surface 3D Modélisant » par Carl Zeiss

Pour plus d'informations sur cette source, rendez visite s'il vous plaît à Carl Zeiss.

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

Last Update: 14. June 2013 04:06

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