Le LEXT OLS4500 est un microscope de recherche fonctionnant à l'échelle nanométrique. Il associe un microscope laser et un microscope à sonde à balayage pour pouvoir observer et mesurer avec un large éventail de grossissements (d'environ 50x à 1 000 000 x)

• De nouvelles solutions désormais possibles avec le microscope OLS4500
• Observation et mesure intégrées possibles avec le microscope OLS4500
• Six modes de mesure SPM avec des instructions faciles à suivre qui s'affichent à l'écran
• Un LSM permet une manipulation flexible de plusieurs échantillons
• Mesure sans contact de la rugosité de surface de micro zones
• Technologies de microscopie du OLS4500

De nouvelles solutions désormais possibles avec le OLS4500

Ne perd jamais la cible une fois qu'elle est capturée.

Passage de la méthode de grossissement à la méthode d'observation et vice versa grâce à la tourelle porte-objectifs rotative

Quatre objectifs allant d'un faible grossissement à un grossissement élevé sont installés sur la tourelle porte-objectifs rotative motorisée avec une unité SPM.Le basculement entre la méthode de grossissement à la méthode d'observation et vice versa se fait facilement de sorte que la cible observée reste dans le champ de vision. Le microscope OLS4500 effectue rapidement des recherches sur des textures de surface nanométriques.

Un large éventail de grossissements et diverses méthodes d’observation permettent de détecter facilement la cible observée.

Avec son large éventail de grossissements et ses diverses méthodes d’observation, associés à une technologie optique avancée, le microscope optique peut facilement localiser la cible observée. De plus, avec l'observation laser DIC (Differential Interference Contrast), il est possible de visualiser en temps réel des irrégularités de l'ordre du nanomètre dans une image.

Observation sur fond clair (motif IC)

Observation DIC

Observation laser DIC

Réduit le temps de travail entre le placement de l'échantillon et l'acquisition d’images.

Une fois que l'échantillon a été placé sur le microscope OLS4500, toutes les opérations ultérieures peuvent être réalisées sur le même microscope. La faculté de localiser rapidement et avec précision la cible observée avec le SPM se traduite par l’acquisition des images cibles dans une seule zone de balayage.

Une conception intégrée sur un seul microscope. En basculant du mode grossissement au mode observation, plus besoin d’enlever et de repositionner l'échantillon sur un autre microscope.

Le OLS4500 étant un système microscope optique laser doté d'une sonde intégrée, vous pouvez basculer entre les trois modes pour l'observation et l'évaluation sans devoir replacer l'échantillon. Chacun des microscopes intégrés est équipé d'un éventail de fonctions puissantes pour garantir un résultat optimal.

Des observations et des mesures faciles grâce au microscope OLS4500

【Trouver】Trouve immédiatement la zone d’intérêt

Le microscope OLS4500 peut localiser rapidement la zone d’intérêt grâce à ses diverses méthodes d'observation et de grossissement, en gardant l'objet dans le champ de vision.
Méthodes.

Une LED blanche est utilisée comme source lumineuse pour garantir des images en couleurs nettes et un excellent rendu des couleurs. Les quatre objectifs permettent différents grossissements, de faibles à élevés. Grâce à toutes ses fonctionnalités, le microscope optique OLS4500 est capable de réaliser des observations en fond clair (FC) - l'observation DIC (Differential Interference Contrast) la plus couramment utilisée pour la visualisation stéréoscopique de textures de surface fines en améliorant le contraste, mais aussi pour l'observation simplifiée par lumière polarisée (caractéristiques de polarisation de l'échantillon avec des couleurs différentes). Parmi ses autres fonctionnalités figure la HDR (plage dynamique étendue) qui synthétise plusieurs images capturées en faisant varier le temps d'exposition afin d'obtenir une luminosité équilibrée et une meilleure texture de l’image. Le microscope OLS4500 peut trouver rapidement la zone d’intérêt en utilisant différentes méthodes d’observation.

Fond clair FC
Méthode d'observation la plus utilisée.
Image ayant un aspect naturel avec un rendu des couleurs
réaliste.Adapté à l’observation d’échantillons avec un contraste élevé.

DIC
Differential Interference Contrast
Améliore le contraste pour permettre une visualisation
stéréoscopique d'échantillons qui ne peuvent pas être observés avec FC. Adapté à la détection des défauts et des corps étrangers présents sur les échantillons avec des surfaces miroir, telles que les structures métalliques, les disques durs et les surfaces de plaquette polies.

Lumière polarisée simplifiée
Visualisation des propriétés de polarisation (par ex. indice de réfraction) des échantillons par lumière polarisée réfléchie (lumière avec une direction de vibrations spécifique). Adaptée à l'observation des surfaces métalliques, des minéraux et des matériaux semi-conducteurs.

HDR (plage dynamique étendue)
Observation équilibrée de régions lumineuses et sombres par la synthétisation de plusieurs images capturées avec
des temps d'exposition différents. Une observation fine est également
possible en amélioration la texture (conditions de surface).

Un LSM peut visualiser ce qui ne peut pas être observé avec un microscope optique.

Grâce à une lumière laser d’une longueur d’onde de 405 nm, des lentilles d'objectif à grande ouverture, des systèmes optiques confocaux et une résolution X - Y élevée, les objets non visibles peuvent être observés avec le microscope optique sur des images claires. Avec l'observation laser DIC, rend possible les nano-surfaces peuvent désormais être observées.

Observation sur fond clair
(matériaux étrangers sur plaque en verre)

Observation laser DIC

【Approche】Approche rapide et précise de la zone d’intérêt avec un SPM

Observation avec un grossissement progressif qui maintient l'objet dans un champ de vision

Quatre objectifs, allant d'un faible grossissement à un grossissement élevé, sont installés sur la tourelle porte-objectifs rotative motorisée avec l'unité SPM. Les modes d'observation en temps réel 50X et 100X avec le microscope optique ou le LSM placent la zone de balayage SPM au centre du champ. Il est possible de s'approcher précisément de la zone d’intérêt en paramétrant une marque cible sur la zone et en passant au mode de balayage de la sonde. L'image cible peut donc être obtenue avec un seul balayage SPM, ce qui améliore la productivité et réduit l'usure du cantilever.

Tous les opérateurs, même les novices, peuvent effectuer les tâches pré-observation SPM (installation du cantilever et réglage de la zone de balayage) en suivant les consignes affichées.

【Mesure avec une approche nanométrique】Mesure rapide avec des opérations simples

Nouvelle tête d'inspection SPM avec réduction du bruit

Nouvelle tête d’inspection de scanner SPM compacte

Le OLS4500 utilise une tête de scanner SPM montée sur une tourelle porte-objectifs. Puisque l'objectif et la pointe du cantilever sont en position coaxiale parfocale, le point d'observation ne sort pas du champ de vision même après avoir basculé en mode SPM. La nouvelle tête SPM compacte présente une meilleure rigidité ainsi qu’une réduction du bruit de l'image et une amélioration de la réactivité.

Navigateur pour agrandir la région tel que requis

La fonction de navigateur permet un visionnement plus proche de la région souhaitée dans une image acquise avec le mode de balayage de la sonde et en augmentant davantage le grossissement. L'image cible peut être obtenue en réglant simplement la région d'agrandissement à l'aide du curseur et en commençant le balayage de la sonde. La zone de balayage peut être paramétrée librement pour simplifier l'observation et les mesures.

Le navigateur agrandit une zone de 3,5 μm x 3,5 μm en une image de 10 μm x 10 μm

Analyses permettant de répondre aux différentes exigences

Mesure de courbure (trous de disque dur)

Les images acquises en mode de mesure SPM peuvent être analysées selon les exigences de différentes applications, et les résultats peuvent être exportés au format CSV. Le microscope OLS4500 est doté des fonctions d’analyse suivantes.

• Profil (mesure du facteur de courbure, mesure de l'angle inclus)
• Rugosité
• Topographie (aire, surface, volume, hauteur, histogramme, ratio de support)
• Pas (ligne, aire)
• Analyse des particules (en option)

Six modes de mesure SPM avec affichage des consignes faciles à suivre

Mode contact

Ce mode balaie statiquement la zone de paramétrage par le cantilever tout en maintenant la force de répulsion constante entre le cantilever et l'échantillon afin de visualiser les informations de hauteur. Il peut également être utilisé pour mesurer la courbe de force.

Film métallique fin

Mode dynamique

Ce mode fait vibrer le cantilever à une fréquence proche de la fréquence de résonance et contrôle la distance dans la direction Z afin de maintenir l'amplitude de vibration constante et de visualiser la hauteur de l'échantillon. Il convient à des échantillons aux surfaces souples, tels que des polymères ou des matériaux visqueux.

Surface en aluminium

Mode phase

Ce mode détecte les retards de phase dans la vibration du cantilever lors du balayage en mode dynamique. Il peut observer les différences de propriétés physiques à la surface de l'échantillon.

Film polymère

Mode actif

Ce mode applique une tension de polarisation à l'échantillon afin de détecter et d'observer le courant circulant entre le cantilever et l'échantillon. Il peut également être utilisé pour les mesures I/V.

Échantillon de motifs de SiO2 sur un substrat de Si. La région en jaune sur l'image de la hauteur (à gauche) est SiO2. Elle est affichée en bleu (région sans courant) dans l'image en cours (à droite). Ces images montrent qu'un substrat présente des régions sans courant.

Mode potentiel de surface (KFM)

Ce mode applique une tension c.a. à travers le cantilever conducteur, détecte la force électrostatique entre le cantilever et l'échantillon et visualise le potentiel électrique à la surface de l'échantillon. Il est également appelé « mode Kelvin Force Microscope » (KFM).

Échantillon de bande magnétique. L'image du potentiel de surface montre que la différence de potentiel de plusieurs centaines de mV est répartie sur la surface de l'échantillon. Cette répartition est considérée comme reflétant la présence d'irrégularités dans la couche de lubrification à la surface de la bande.

Mode force magnétique (MFM)

Ce mode balaie la zone définie avec un cantilever magnétisé en mode phase et détecte les retards de phase dans la vibration du cantilever, puis visualise l'information magnétique à la surface de l'échantillon. Il est également appelé « mode Microscope à force magnétique » (MFM).

Échantillon de disque dur. L'image montre la répartition des propriétés magnétiques.

Un LSM permet de manipuler de manière flexible plusieurs échantillons.

Imagerie de pentes allant jusqu'à 85°

Avec ses lentilles dédiées dotées de larges ouvertures numériques et son système optique dédié aux performances supérieures à celles d'un laser 405 nm, le microscope OLS4500 est capable de mesurer avec fiabilité des échantillons à angles aigus autrefois impossibles à mesurer.

LEXT-Lentilles d’objectif dédiées

Rasoir avec un angle aigu

Mesures haute résolution de micro profils

La lumière laser d’une longueur d'onde de 405 nm et la lentille de grande ouverture offrent une résolution X-Y de 0,12 μm. Le microscope OLS4500 est ainsi capable de mesurer la surface d'un échantillon submicronique. L’échelle linéaire très précise et la technologie de détection d'intensité Olympus renforcent le caractère haute définition des images pour des mesures précises de hauteurs submicroniques à plusieurs centaines de microns. De plus, le microscope OLS4500 est capable de garantir à la fois la « précision », qui indique la proximité d'une valeur de mesure de sa vraie valeur, et la « répétabilité », qui indique le degré de variations parmi des mesures répétées de valeurs. Ces deux caractéristiques démontrent la performance de l'outil de mesure.

Motif linéaire et dans l'espace 0,12 μm

(MPLAPON50XLEXT)
STEP Hauteur standard Type B, PTB-5, Institut für Mikroelektronik, Allemagne, détection 6 nm de la mesure de la hauteur

Dénomination de toute zone de capture d'image à partir d'une zone étendue

Bien que le champ de vision de l'image à fort grossissement soit généralement étroit, la fonction d'assemblage du microscope OLS4500 peut fournir des données d'image avec une haute résolution et un large champ de vision en assemblant jusqu'à 625 images. L'image à champ étendu ainsi obtenue peut faire l'objet d'un affichage 3D et de mesures 3D.

Mesure sans contact de la rugosité de surface de micro zones

Permet de mesurer la rugosité de surface en plus de la rugosité linéaire

Parce que la taille et le poids des produits industriels ne cessent de diminuer, les pièces qui les composent font également l'objet d'une miniaturisation. Cette tendance à la micro miniaturisation des composants réaffirme l'importance des mesures de la rugosité de surface et de la géométrie. Se faisant l’écho de cette évolution du marché, l'ISO a ajouté le LSM et l'AFM à la liste des instruments de mesure de textures de surface en 3D (ISO 25178-6). La mesure de la rugosité de surface sans contact est ainsi reconnue comme étant une norme d'évaluation officielle, tout comme la jauge traditionnelle de rugosité de surface par contact. Le microscope OLS4500 est livré avec des paramètres de rugosité conformes à la norme ISO.

Mesure de la rugosité de surface afin de capturer des informations détaillées

Une mesure de la rugosité de surface sans contact permet d'obtenir la rugosité plane ainsi que la rugosité de ligne. La mesure de la rugosité plane peut également identifier la distribution et les propriétés de la rugosité dans la région définie, de sorte qu'elles puissent être réunies à l'image 3D à des fins d’évaluation. Le microscope OLS4500 peut mesurer la rugosité de surface à l’aide de la fonction LSM ou de la fonction SPM. Ces deux fonctions peuvent être sélectionnées selon les propriétés de l'échantillon ou l'objectif de l'observation.

Mesure de la rugosité plane avec un LSM
(105 μm x 105 μm) Plot de connexion

Mesure de la rugosité plane avec un SPM
(10 μm x 10 μm)

Paramètres LEXT du OLS4500

Compatibilité des paramètres

Le microscope OLS4500 est livré avec les mêmes paramètres de profil de surface que les jauges de rugosité de surface de contact. Il offre un fonctionnement et des résultats de mesure compatibles.

Prêt pour les paramètres de la prochaine génération

Le microscope OLS4500 est livré avec des paramètres de rugosité (3D) conformes à la norme ISO 25178. Grâce à l'évaluation de la zone plane, des analyses très fiables sont possibles.

Technologies de microscopie du OLS4500

Principes et fonctionnalités du microscope optique

L'observation sur fond clair peut fournir des informations sur les couleurs. Points par jet d'encre.

L'image obtenue au microscope optique avec le spectre de lumière visible (longueur d’onde de 400 à 800 nm) permet de faire des observations avec des grossissements pouvant atteindre environ 1000x. Le microscope optique permet d'observer un échantillon en couleur, de mettre en valeur la texture de surface en basculant le mode observation, et d'observer des substances en tirant avantage de leurs propriétés (propriété de polarisation). Le microscope OLS4500 peut appliquer les méthodes d’observation suivantes.

• Observation sur fond clair
  Méthode d'observation la plus utilisée.Forme une image à partir de la lumière réfléchie par la surface de l'échantillon.
• Observation en contraste interférentiel différencié (DIC)
  Visualisation en 3D des irrégularités de surfaces fines en renforçant le contraste.
• Observation de la lumière polarisée simplifiée
  Visualise la propriété de polarisation de l'échantillon en à l’aide d’une lumière polarisée incidente (lumière avec une direction de vibration spécifique)

Principes et caractéristiques du microscope à balayage laser

Le LSM (microscope à balayage laser) facilite les observations et les mesures submicroniques.

Balayage XY haute résolution d'un microscope laser (image copie d'écran)

La résolution plane X-Y d'un microscope optique dépend grandement de la longueur d’onde de la lumière utilisée. Le LSM utilise une lumière à faible longueur d’onde de sorte que la résolution plane X-Y est supérieure à celle d'un microscope traditionnel qui utilise la lumière visible. Le microscope OLS4500 intègre une lumière laser avec une longueur d’onde courte (405 nm) et une large ouverture dédiée. objectif et système optique confocal pour obtenir une résolution plane X-Y de 0,12 μm. Sa fonction de balayage XY, qui utilise un scanner 2D Olympus d'origine, assure un balayage de haute résolution de 4096 x 4096 pixels (max.).

Capacité à mesurer de plus grandes hauteurs

Mesure de différence par pas

Le LSM utilise une lumière laser semi-conducteur à courte longueur d’onde et un système optique confocal pour détecter les images mises au point, tout en éliminant les images floues. Combiné à une échelle linéaire très précise, il permet d'obtenir une imagerie haute définition pour prendre des mesures 3D précises.

Principes et caractéristiques d'un microscope à sonde à balayage

Un SPM (microscope à sonde à balayage) observe le monde à l'échelle du nanomètre

Principes d'un microscope à sonde

SPM est le nom générique des microscopes qui effectuent des observations 3D d'échantillons en approchant une petite sonde, d’une courbure de pointe d'environ 10 nm, vers la surface de l'échantillon et en balayant l'échantillon tout en détectant les interactions dynamiques et électriques entre la sonde et l'échantillon. Un des SPM typiques est l'AFM (microscope à force atomique) qui produit des images de la texture de surface de l'échantillon en détectant les forces attractives et répulsives entre la sonde et la surface de l'échantillon. Une observation à l'échelle du nanomètre permet de saisir finement la texture de surface.

Observation nanométrique par balayage du cantilever

Pas optique du capteur du SPM

Le microscope OLS4500 utilise un système de levier optique capable de détecter la micro déviation (déplacement) du cantilever portant la sonde sur la pointe avec une haute sensibilité. En réfléchissant le faisceau laser à l'arrière du cantilever et en l'entraînant selon l'axe Z à l'aide d'un dispositif piezo, le faisceau atteint le point spécifié sur le photodétecteur pour que le système puisse lire un minuscule déplacement dans la direction Z.

Différents modes d'imagerie des textures de surface et des propriétés physiques

Film polymère

Le mode sonde à balayage intègre différents modes d'observation de la texture et de mesure de la surface d'un échantillon, ainsi que d'analyse des propriétés physiques. Le microscope OLS4500 offre les modes suivants.

• Mode contact ： visualisation de la texture de surface (surface dure)
• Mode dynamique  visualisation de la texture de surface (surface molle, surface visqueuse)
• Mode phase ： visualisation des différences physiques à la surface de l'échantillon.
• Mode actif* ： détection et visualisation du courant circulant entre la sonde et l'échantillon.
• Mode potentiel de surface (KFM)* ： visualisation du potentiel électrique à la surface de l'échantillon.
• Mode force magnétique (MFM)* ： visualisation des données magnétiques à la surface de l'échantillon.
  * En option.

Cantilever : la clé pour avoir une image haute définition et de qualité

La sonde est placée sur la pointe d'un cantilever de type feuille d'environ 100 à 200 μm de long. La constante du ressort et la fréquence de résonance du cantilever sont choisies en fonction des caractéristiques de l'échantillon. Étant donné que la sonde s'use après des balayages répétés, la pointe du cantilever doit être remplacée régulièrement ou lorsque nécessaire.

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