より正確なナノ3D計測
広域フラットスキャナを搭載し、メカニカル起因の測定誤差を排除した走査型プローブ顕微鏡システムAFM5500Mなら、ナノメートルレベルの凹凸構造やうねりを高精度に測定できます。カンチレバーの装着・交換、光軸調整の自動化により、オペレーターの負担を軽減し、SEM、各観察装置との座標リンケージを実現しました。
株式会社 日立ハイテク 中型プローブ顕微鏡システム（SPM） (AFM5500M)
中型プローブ顕微鏡システム（SPM）の特長
1．ここまで来た！AFMの自動化
・自動化による生産性の向上を追求
・オペレータ起因の測定誤差排除を追求
4インチ電動ステージ
カンチレバー自動交換
2．新開発のフラットスキャナで歪みなし！
・広域フラットスキャンメカニカル起因の測定誤差排除を追求
従来のAFMに使用されてきたチューブ型ピエゾスキャナは、円弧運動に起因する湾曲データに対し
て、ソフト補正をかけて平滑化処理を行っていました。
しかし、この補正によっても円弧運動の影響を除去しきれず、データに歪みが残る場合がありました。
AFM5500Mは、新開発のフラットスキャナを搭載することで、円弧運動の影響を受けない正確な測定
を実現しました。
観察試料：シリコン基板上のアモルファスシリコン薄膜
・高い垂直性
従来のAFMに使用されてきたスキャナは、垂直方向の伸縮動作を行う際、曲り（クロストーク）が
生じていました。それは、左右の形状差や映像の歪の原因です。
AFM5500Mでは、新開発された垂直方向にクロストークのないスキャナを搭載することで左右の歪が
ない正確な測定を実現しました。
観察試料：太陽電池テクスチャ構造（結晶方位により左右対称な立体構造）
* AFM5100N（オープンループ制御）使用時
3．装置をまたぐリンケージが同一視野で違うメニューの観察・分析を実現
・他の検査解析手法との親和性を追求
SEM－AFMに共通の座標リンケージホルダにより、同一視野の形状、構造、組成、物性の簡単・迅速
な観察・分析を実現しました。
・SEM-AFM同一視野観察例（試料：グラフェン/SiO2）
SEMとAFMの画像重ね合わせ：（株）アストロン製アプリケーション AZblend Ver.2.1使用
KFM（ケルビンプローブフォース顕微鏡）による形状像（AFM像）と電位像（KFM像）をSEM画像に
重ね合わせたデータです。
・SEMのコントラストの差が、AFM像よりグラフェン1層分の高さに相当することがわかります。
・グラフェンの層数等により表面電位（仕事関数）が違っていることがわかります。
・SEMのコントラストの起源を、AFMによる高精度3D形状計測と物性観察により追求できます。
今後も他の顕微鏡や検査装置とのリンケージを進めていきます。
◆仕様
AFM5500M ユニット
ステージ 精密電動ステージ
観察可能領域：100 mm （4インチ）全域
ストローク：XY ± 50 mm、Z ≥21 mm
最少ステップ：XY 2 µm、Z 0.04 µm
最大試料サイズ 直径：100 mm（4インチ相当）、厚み：20 mm
試料荷重：2 kg
走査範囲 200 µm x 200 µm x 15 µm
（XY：クローズドループ制御 / Z：変位センサー計測）
RMSノイズレベル* 0.04 nm 以下 （高分解能モード）
繰り返し再現性* XY: ≤15 nm(3σ、10 µmピッチ計測)/Z: ≤1 nm（3σ、100 nm 深さ計測）
XY直交度 ±0.5°
BOW* 2 nm/50 µm以下
検出系 光てこ方式（低コヒーレント光学系）
直上光学顕微鏡 ズーム倍率：x1 ～ x7
視野範囲：910 µm x 650 µm ～ 130 µm x 90 µm
モニタ倍率：x465 ～ x3,255（27インチモニタ）
除振台 卓上アクティブ除振台 500 mm (W) x 600 mm (D) x 84 mm (H) 、約28 kg
防音ボックス 750 mm (W) x 877 mm (D) x 1400 mm(H)、 約 237 kg
サイズ・重量 400 mm（W） x 526 mm（D） x 550 mm（H）、約 90 kg
* 仕様値はシステム構成と設置環境によります。
AFM5500M 専用プローブステーション
RealTune® II* カンチレバー振幅、接触力、走査速度、およびフィードバックゲインの自動調整
操作画面 ナビゲーション機能、マルチレイヤー表示機能（測定/解析）、
3Dオーバーレイ機能、スキャン可動範囲/測定履歴表示機能、
データ解析バッチ処理機能、探針評価機能
X, Y, Z走査電圧 0～150 V
同時測定
（データポイント） 4画面（最大2,048 x 2,048）
2画面（最大4,096 x 4,096）
長方形スキャン 2:1、4:1、8:1、16:1、32:1、64:1、128:1、256:1、512:1、1,024:1
解析ソフトウェア 3次元表示機能、粗さ解析、断面解析、平均断面解析
装置制御機構 カンチレバー自動交換、自動光軸調節
サイズ・重量 340 mm (W) x 503 mm (D) x 550 mm (H) 、約 34 kg
電源 AC100 ～ 240 V ±10% 単相
測定モード 標準：AFM、DFM、PM（位相）、FFM
オプション：SIS形状、SIS物性、LM-FFM、VE-AFM、Adhesion、Current、
Pico-Current、SSRM、PRM、KFM、EFM（AC）、EFM（DC）、MFM、
SIS-ACCESS、SIS-QuantiMech
* RealTuneは、日立ハイテクサイエンスの日本、米国およびEUにおける登録商標です。
オプション：SEM-AFMリンケージシステム
日立ハイテク製
SEM対応機種
SU8240、SU8230（H36 mmタイプ）、SU8220（H29 mmタイプ） 試料ホルダサイズ 41 mm (W) x 28 mm (D) x 16 mm (H)
最大試料サイズ Φ20 mm x 7 mm
アライメント精度 ±10 µm（AFMアライメント精度）
1．ここまで来た！AFMの自動化
・自動化による生産性の向上を追求
・オペレータ起因の測定誤差排除を追求
4インチ電動ステージ |
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2．新開発のフラットスキャナで歪みなし！
・広域フラットスキャンメカニカル起因の測定誤差排除を追求
従来のAFMに使用されてきたチューブ型ピエゾスキャナは、円弧運動に起因する湾曲データに対し
て、ソフト補正をかけて平滑化処理を行っていました。
しかし、この補正によっても円弧運動の影響を除去しきれず、データに歪みが残る場合がありました。
AFM5500Mは、新開発のフラットスキャナを搭載することで、円弧運動の影響を受けない正確な測定
を実現しました。
観察試料：シリコン基板上のアモルファスシリコン薄膜
・高い垂直性
従来のAFMに使用されてきたスキャナは、垂直方向の伸縮動作を行う際、曲り（クロストーク）が
生じていました。それは、左右の形状差や映像の歪の原因です。
AFM5500Mでは、新開発された垂直方向にクロストークのないスキャナを搭載することで左右の歪が
ない正確な測定を実現しました。
観察試料：太陽電池テクスチャ構造（結晶方位により左右対称な立体構造）
* AFM5100N（オープンループ制御）使用時
3．装置をまたぐリンケージが同一視野で違うメニューの観察・分析を実現
・他の検査解析手法との親和性を追求
SEM－AFMに共通の座標リンケージホルダにより、同一視野の形状、構造、組成、物性の簡単・迅速
な観察・分析を実現しました。
・SEM-AFM同一視野観察例（試料：グラフェン/SiO2）
SEMとAFMの画像重ね合わせ：（株）アストロン製アプリケーション AZblend Ver.2.1使用
KFM（ケルビンプローブフォース顕微鏡）による形状像（AFM像）と電位像（KFM像）をSEM画像に
重ね合わせたデータです。
・SEMのコントラストの差が、AFM像よりグラフェン1層分の高さに相当することがわかります。
・グラフェンの層数等により表面電位（仕事関数）が違っていることがわかります。
・SEMのコントラストの起源を、AFMによる高精度3D形状計測と物性観察により追求できます。
今後も他の顕微鏡や検査装置とのリンケージを進めていきます。
◆仕様
AFM5500M ユニット
| ステージ | 精密電動ステージ 観察可能領域：100 mm （4インチ）全域 ストローク：XY ± 50 mm、Z ≥21 mm 最少ステップ：XY 2 µm、Z 0.04 µm |
| 最大試料サイズ | 直径：100 mm（4インチ相当）、厚み：20 mm 試料荷重：2 kg |
| 走査範囲 | 200 µm x 200 µm x 15 µm （XY：クローズドループ制御 / Z：変位センサー計測） |
| RMSノイズレベル* | 0.04 nm 以下 （高分解能モード） |
| 繰り返し再現性* | XY: ≤15 nm(3σ、10 µmピッチ計測)/Z: ≤1 nm（3σ、100 nm 深さ計測） |
| XY直交度 | ±0.5° |
| BOW* | 2 nm/50 µm以下 |
| 検出系 | 光てこ方式（低コヒーレント光学系） |
| 直上光学顕微鏡 | ズーム倍率：x1 ～ x7 視野範囲：910 µm x 650 µm ～ 130 µm x 90 µm モニタ倍率：x465 ～ x3,255（27インチモニタ） |
| 除振台 | 卓上アクティブ除振台 500 mm (W) x 600 mm (D) x 84 mm (H) 、約28 kg |
| 防音ボックス | 750 mm (W) x 877 mm (D) x 1400 mm(H)、 約 237 kg |
| サイズ・重量 | 400 mm（W） x 526 mm（D） x 550 mm（H）、約 90 kg |
* 仕様値はシステム構成と設置環境によります。
AFM5500M 専用プローブステーション
| RealTune® II* | カンチレバー振幅、接触力、走査速度、およびフィードバックゲインの自動調整 |
| 操作画面 | ナビゲーション機能、マルチレイヤー表示機能（測定/解析）、 3Dオーバーレイ機能、スキャン可動範囲/測定履歴表示機能、 データ解析バッチ処理機能、探針評価機能 |
| X, Y, Z走査電圧 | 0～150 V |
| 同時測定 （データポイント） | 4画面（最大2,048 x 2,048） 2画面（最大4,096 x 4,096） |
| 長方形スキャン | 2:1、4:1、8:1、16:1、32:1、64:1、128:1、256:1、512:1、1,024:1 |
| 解析ソフトウェア | 3次元表示機能、粗さ解析、断面解析、平均断面解析 |
| 装置制御機構 | カンチレバー自動交換、自動光軸調節 |
| サイズ・重量 | 340 mm (W) x 503 mm (D) x 550 mm (H) 、約 34 kg |
| 電源 | AC100 ～ 240 V ±10% 単相 |
| 測定モード | 標準：AFM、DFM、PM（位相）、FFM オプション：SIS形状、SIS物性、LM-FFM、VE-AFM、Adhesion、Current、 Pico-Current、SSRM、PRM、KFM、EFM（AC）、EFM（DC）、MFM、 SIS-ACCESS、SIS-QuantiMech |
* RealTuneは、日立ハイテクサイエンスの日本、米国およびEUにおける登録商標です。
オプション：SEM-AFMリンケージシステム
日立ハイテク製 SEM対応機種 | SU8240、SU8230（H36 mmタイプ）、SU8220（H29 mmタイプ） |
| 試料ホルダサイズ | 41 mm (W) x 28 mm (D) x 16 mm (H) |
| 最大試料サイズ | Φ20 mm x 7 mm |
| アライメント精度 | ±10 µm（AFMアライメント精度） |
Contact
中型プローブ顕微鏡システム（SPM）に関するお問い合わせ
出展企業情報
- 企業名
- 株式会社 日立ハイテク
- 企業PR
- 高級精密理科学機器（電子光学機器・分析機器）、計測検査機器、半導体関連機器、産業機器、医用機器の製造 ・ 販売 ・ 開発研究、およびそれに附帯する製品 ・ 部品の加工委託、保守 ・ サービス、周辺機器の仕入 ・ 販売
