Назначение
Комплексы аппаратно-программные Solver Pipe (далее - комплексы) предназначены для измерений геометрических расстояний на поверхности нанотехнологических и конструкционных материалов действующего оборудования методами атомно-силовой микроскопии в атмосферных условиях в диапазоне линейных размеров от 300 нм до 100 мкм при атмосферных условиях.
Комплексы предназначены для использования в условиях учебных учреждений, научных лабораторий и в условиях промышленных предприятий различного профиля.
Описание
Принцип действия комплексов основан на сканировании поверхности методом ощупывания чувствительным датчиком - кантилевером. Комплексы обеспечивают работу в режиме атомно-силового микроскопа (АСМ) с использованием различных методик зондовой микроскопии. АСМ реализует принцип измерений силы, действующей на острие микрозонда со стороны исследуемой поверхности, как проводящих, так и диэлектрических сред. Поддерживая с помощью обратной связи постоянной силу взаимодействия между микрозондом и поверхностью образца, регистрируют положение острия микрозонда, что позволяет получить трехмерное изображение топографии поверхности.
В состав комплексов входит измерительная АСМ головка, платформа позиционирования, электронный блок (контроллер сканирования) и управляющий персональный компьютер.
В качестве зонда в АСМ используется чувствительный элемент - кантилевер, который представляет собой кремниевый монокристалл, на котором сформирована балочная структура с острием в виде микроиглы.
Сканирование в диапазоне линейных размеров от 3*10’7 до 10-4 м обеспечивается с помощью пьезосканера. Конструкция блока подвода и сканирования обеспечивает ручной и автоматический подвод зонда к образцу; установку АСМ головки на платформу позиционирования без дополнительных приспособлений; простую процедуру замены и установки кантилевера.
Комплексы позволяют проводить сканирование зондом на воздухе.
Управление процессом измерений осуществляется от контроллера и РС совместимого компьютера с помощью программного обеспечения. Управляющие сигналы от СЗМ контроллера поступают в измерительную головку. Управление СЗМ контроллером осуществляется с помощью компьютерного программного обеспечения посредством интерфейса USB 2.0. При помощи программного обеспечения осуществляется настройка прибора, оптимизация его параметров, управление режимами работы, выполнение сканирования, обработка результатов измерений и их хранение.
Конструктивно комплексы выполнены в виде настольных приборов с отдельно устанавливаемым компьютером.
Область применения - лабораторные и промышленные исследования трехмерной топологии и параметров рельефа в нанометровом диапазоне методом сканирования зондовым датчиком поверхности объекта. Комплексы могут применяться в микро-, опто-, наноэлектронике, нанотехнологии, микромеханике, создании наноструктурных материалов, запоминающих сред, химии и химической технологии, металлургии, в лабораториях промышленных предприятий, научно-исследовательских и учебных организаций. Комплекс предназначен для использования в условиях учебных учреждений, научных лабораторий и в условиях промышленных предприятий различного профиля.
Рис. 1. Общий вид аппаратно-программного комплекса Solver Pipe
В состав комплекса входит специализированное программное обеспечение, идентификационные данные которого приведены в таблице 1.
Таблица 1.
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | № версии ПО | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма) | Алгоритм вычисления идентификатора ПО |
| ПО «NOVA» | XY Calibration. dll ZCalibration.dll | P9 | 9eb48340c656f5e545923ec839d60040 081da6dd16f81d05ba3c54e1de1a0f0f | Программа md5sum |
Защита программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Таблица 2
| Наименование параметра | Значение |
| Диапазон сканирования по оси Z , мкм | от 0 до 10 |
| Диапазон сканирования по осям X и Y, мкм | От 0,3 до 100 |
| Предел допускаемой погрешности измерений по осям: X и Y (диапазон - 100 мкм, при количестве пикселей - 2048), нм Z (диапазон - 10 мкм, при количестве пикселей - 2048), нм | 50 5 |
| Угол между осью Z и нормалью к плоскости XY не более, градус | +5 |
| Угол между осями сканирования X и Y, градус | 90+2 |
| Диапазон перемещения в плоскости XY не менее, мм | 50x50 |
| Диапазон перемещения по оси Z не менее, мм | 30 |
| Диапазон изменения наклона измерительной головки относительно нормали к поверхности образца | от минус 12 градусов, до плюс 12 градусов |
| Установка на образце под углом к горизонту, градус | от 0 до 180 |
| Габаритные размеры (ДхШхВ), не более, мм | 400x250x10 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист руководства по эксплуатации методом печати.
Комплектность
Комплекс аппаратно-программный Solver Pipe в составе:
Измерительная АСМ головка 1 шт
Платформа позиционирования 1 шт
Платформа установочная (крепежная) с притяжными ремнями 1 шт
Персональный компьютер (ПК) с видеомонитором и интерфейсным соединительным кабелем 1 шт
Пинцет для установки кантилевера 1 шт
Программное обеспечение “NOVA” 1 шт
Поверка
осуществляется по документу МП 48404-11 «Комплексы аппаратно-программные Solver Pipe.
Методика поверки», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС» в ноябре 2011 года.
Основными средствами поверки являются:
Мера периода и высоты линейная TGQ1 с характеристиками, приведенными в таблице 3. Таблица 3
| Наименование | Значение |
| Номинальное значение шага периодической структуры меры, мкм | 3,00 |
| Допустимое отклонение от номинального значения шага периодической структуры не более, мкм | ± 0,01 |
| Значение высоты выступов в шаговых структурах меры, нм | 20 |
| Пределы допускаемых значений абсолютной погрешности определения высоты выступов в шаговых структурах не более, нм | ±2 |
Мера периода и высоты линейная TGZ3 с характеристиками, приведенными в таблице 4. Таблица 4
| Наименование | Значение |
| Номинальное значение шага периодической структуры меры, мкм | 3,00 |
| Допустимое отклонение от номинального значения шага периодической структуры не более, мкм | ± 0,01 |
| Значение высоты выступов в шаговой структуре меры, нм | 520 |
| Пределы допускаемых значений абсолютной погрешности определения высоты выступов в шаговой структуре не более, нм | ±20 |
Мера периода линейно-угловая TGG1 с характеристиками, приведенными в таблице 5. Таблица 5
| Наименование | Значение |
| Номинальное значение периода структуры меры, мкм | 3,00 |
| Допустимое отклонение от номинального значения шага шаговой структуры, не более, мкм | ± 0,01 |
| Угол в сечении при вершине треугольного профиля, градус | 50±20 |
Сведения о методах измерений
Руководство по эксплуатации. Разделы 8-10.
Нормативные документы
«Комплексы аппаратно-программные Solver Pipe. Технические условия»
ШАРП.401163.001 ТУ
Рекомендации к применению
выполнении работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям
