LCD中表面形貌检测方案(扫描探针)

中宇亿诚科技有限公司Join Honors Tech Co.，LTD Analyzing Large Surfaces using AFM Stitching 使用AFM拼接缝合技术分析大尺寸表面 摘要 本篇应用文章介绍了 Nanosurf Nanite AFM 脚本文件与 Nanosurf报告专家分析软件结合的全自动拼接缝合技术特点。LCD 面板上的 AFM测量作为一个例子，演示如何拼接能够简单高效的得到大尺寸表面区域的高分辨率形貌图像。 介绍 高分辨率成像技术例如 AFM 常常会受制于他们的最大扫描范围。当同时需要 AFM 高的侧向分辨率和一个大扫描范围时，图像拼接技术是一个解决方案。图像拼接常用于从批量制作的图片中生成一个单一的全景图像。在更先进的操作中，这项技术也能被用于结合批量 AFM 测量生成单一大图像。因此，大尺寸表面区域的 AFM 图像，例如1mmx1 mm 或 100 pm x 100um大小，能被简单的得到。 Nanosurf Nanite AFM 系统能全自动的测量和拼接所需要的图像。用户仅需要指定单个 AFM 图像大小和被测量区域的大小。然后 AFM 会执行好剩余的操作。测量完成后，图像被加载到 Nanosurf Report Expert后处理软件中，然后一起被拼接成一个单一图像。这个图像仍然包含所有的精密测量数据，因此能像其他AFM 图像一样具有所有的分析功能，包括高度和距离测量，粗糙度计算，颗粒和粒径分析，横截面分析，和3维成像功能。 LCD面板“像素”点成像 现代平板屏幕制造技术(等离子， TFT-LCD， OLED)都基于多层工艺方法制造小而复杂的三维表层结构。常规的光学显微镜一般达不到要求当涉及到在三维空间检验这种表层结构的完整性和品质。在亚微米级领域这是明显失败的分析方法。另一方面， AFM是完美的解决方案，可以测量亚微米精度的三维轮廓数据。使用拼接技术，现在AFM甚至能完成大表面区域测量，例如LCD面板。 图1是一幅LCD面板的光学显微镜图像，120倍放大。面板的一个像素相对应红色框包围的区域。这个区域，测量范围407 umx407um， 远远大于AFM正常能测试的面积，图1中小白框区域是AFM能测量的。图2是幅AFM实际测量图，针对白框区域。AFM比光学显微镜的优势显而易见-可获得高得多的分辨率，和可用的三维数据。 图1： LCD面板的光学显微镜图像。范围：660 pmx660pm， 使用Nanosurf easyScope 120倍放大得到。大的红色框围着的是一单个LCD像素。小的白色框对应的是AFM扫描范围能覆盖的区域。扫描结果见图2 图2：LCD面板典型的AFM扫描区域，在有限的扫描区域得到高分辨率的形貌数据。扫描范围74umx74um，如图1中白色框所示。 可是，对整个 LCD 像素成像需要大得多的扫描范围，比那些从单个 AFM 图像的扫描范围。 个解决这个障碍的方法是使用多样品区域的自动测量技术，接着拼接这些 AFM 图像结果。下面的例子是这种处理的可行性演示，说明如何在一个 LCD 面板上获得一个5×5矩阵的 AFM图像并将它们拼接在一起成为一个大图。这个处理过程使用的是带 ATS-A100 自动移动平台的 Nanosurf Nanite B AFM。 将 LCD 样品放置在移动平台上后， AFM 悬臂梁针尖定位在感兴趣的区域上，并开始拼接脚本程序(图3)。设定好设想的参数，AFM 系统自动的获得所有图像，保存所有测量文件，并发送这些到 Nanosurf Report Expert 软件中，这个程序的拼接模块一起拼接所有的文件(见图4)。图5为结果的3维图像，说明了如何严丝合缝的把众多单独的图像结合成一个图像。 甚至可以使用更多的单独 AFM 图像(10×10)拼接成更大的 LCD面板(560umx570um， 切掉毛边后)表面区域高分辨率形貌图，大小几乎与图1所示光学图像相同。这样不止一个 LCD 像素能被清楚的分辨。在LCD面板生产的质量控制中使用这种大型表面AFM数据，能提供关于单独微制造过程步骤的详细信息，并允许分批同意或拒绝大批量比生产。另外， AFM 测量提供的信息-特别是大面积拼接生成的 AFM 测量-能被用于调整生产参数为将来的大批量生产。这使得 AFM 不仅是一种在工业质量控制过程中提供尽可能高分辨率的质量控制仪器，也是在产品研发和生产过程中有价值的优化工具。Nanosurf的自动运行功能，非常容易掌握，并具有很好的性价比，使得 Nanite 成为各种大小型工业质量控制进入二十一世纪的完美工具。 Caoy a rectangulor sreointoanew rssge 图3：Nanosurf控制软件中运行的拼接脚本程序。红框显示了拼接对话框要求用户提供基本参数用于拼接处理。 图4： Nanosurf Report Expert软件中的拼接模块界面。简单但功能强大的命令允许任何人运行拼接程序，并得到专业的结果。 X： 281 pm 图5：一幅拼接好的AFM三维图像。这幅图(对应图4得到的拼接结果)，200倍放大倍数，演示了使用NanosurfNanite B AFM和自动移动平台如何轻松获得高分辨率的三维数据。也演示了拼接结果是多么的严丝合缝。 图6： 个LCD面板的AFM拼接图像。这幅图(560um×570um；160倍放大倍率)是10×10幅图像的结果，此结果是使用Nanosurf Nanite B AFM扫描记录和拼接，并运用了Nanosurf 控制和报告软件的拼接功能。此结构在尺寸上与图1所示光学图片相近，但提供了更多的细节和三维数据。 使用仪器 所有测量均使用Nanosurf Nanite B(110um)AFM扫描头和ATS-A100自动移动平台。 电话：址：北京海淀区海淀路科城大大www.ihonors.com 地址：北京海淀区海淀路科城大厦电话：ww.ihonors.com Nanite 原子力显微镜系统是纳米测量和成像的完美工具。该系统提供三维数据。原子力显微镜测量是非破坏性的，无需制备样品。此外，机械运动平台允许批量的，预编程测量，使用大型花岗岩自动X/Y/Z样品台可测试尺寸达180mm样品的不同区域，用户甚至可以定制更大的移动样品台。Nanite设计灵活、操作简单，是您理想的全自动研究级AFM系统。瑞士Nanosurf公司，全球知名的专业研发扫描探针原子力显微镜制造商和技术服务供应商，在扫描探针原子力显微镜领域有超过15年的研发经验，一直致力于新型扫描探针原子力显微镜的创新性研发和制造。目前已推出新一代低噪音-快速扫描-超高稳定性的AFM 和大扫描范围Nanite AFM系统。瑞士Nanosurf公司承诺提供最高品质的服务和客户支持，同时还提供纳米技术的OEM 客户定制，外包等业务。技术参数：原子力显微镜测量模式: 接触式原子力显微镜，真正非接触式原子力显微镜，横向力/摩擦力显微镜（LFM），导电原子力显微镜，磁力显微镜（MFM），开尔文探针（Kelvin Probe），扫描热原子力显微镜（SThM），电容和静电力显微镜（EFM），高级的纳米光刻和纳米操作能力，音叉原子力显微镜，三维扫描成像。 ●  原子力显微镜扫描器最大测量范围：110um X & Y range，22um Z range ●  大尺寸样品台，全自动测量最大直径为160mm样品。 ●  PZT/Voice Coil双模式技术AFM ●  全自动运动平台，马达驱动 ●  专利批处理软件，自动图像拼接缝合技术，可以测量超大样品的三维形貌像 ●  先进的32-bit DSP控制器，专利反馈技术(扫描范围>10um时最高扫描20 Hz,消除爬行现象) ●  可以进行纳米压痕和划痕实验 ●  专利光学系统， XY闭环扫描技术 ●  独特开放性软硬件构架设计, 并开放所有源代码供您的二次开发主要特点：● 原子力显微镜扫描器最大测量范围：110um X & Y range，22um Z range● 大尺寸样品台，全自动测量最大直径为160mm样品。● PZT/Voice Coil双模式技术AFM● 全自动运动平台，马达驱动● 专利批处理软件，自动图像拼接缝合技术，可以测量超大样品的三维形貌像● 先进的32-bit DSP控制器，专利反馈技术(扫描范围>10um时最高扫描20 Hz,消除爬行现象)● 可以进行纳米压痕和划痕实验● 专利光学系统， XY闭环扫描技术● 独特开放性软硬件构架设计, 并开放所有源代码供您的二次开发