ProScan gemotoriseerde XY-microscooptafels

Kies het bereik op basis van het volledige beeldvormingsgebied, de samplehouder en de benodigde vrije ruimte rond het monster. Configuraties H101A en H117 bieden een verplaatsing van ongeveer 114 × 76 mm voor wellplates en algemene microscopiemonsters, terwijl de H138A de X-verplaatsing vergroot tot 240 mm voor het scannen van meerdere objectglaasjes. De grotere H105-, H116- en H112-stages bieden respectievelijk 154 × 154 mm, 255 × 215 mm en 302 × 302 mm voor waferinspectie en inspectie van grote formaten. De totale bewegingsruimte kan groter zijn dan het nominale verplaatsingsgebied. Controleer daarom vóór de keuze van een stage het microscoopframe, de objectieven, de condensor en de omliggende apparatuur over de volledige XY-beweging.

De 1 mm-kogelomloopspindelconfiguratie legt de nadruk op positioneringsresolutie, terwijl de 2 mm-versie snellere beweging mogelijk maakt bij hetzelfde aantal motoromwentelingen. Geselecteerde H101A- en H117-stages combineren een 1 mm-spindel met een 400-stappenmotor voor toepassingen waarbij nauwkeurigheid centraal staat, of een 2 mm-spindel met een 200-stappenmotor wanneer scansnelheid belangrijker is. De juiste keuze hangt af van de objectiefvergroting, pixelgrootte, tegeloverlap en de afstand tussen acquisitiepunten. Een fijnere mechanische configuratie verkort de insteltijd niet automatisch; beoordeel daarom de volledige acquisitiecyclus in plaats van alleen de nominale maximumsnelheid te vergelijken.

Een stage met encoder heeft de voorkeur wanneer de toepassing closed-loop verificatie van de werkelijke XY-positie vereist. Voor compatibele configuraties zijn lineaire schaalopties van 0,1 µm of 0,05 µm beschikbaar, terwijl het totale assortiment typisch een herhaalbaarheid van minder dan 1 µm biedt. Encoderfeedback is vooral relevant voor timelapse-beeldvorming met meerdere posities, metrologie en workflows waarbij coördinaten herhaaldelijk vanuit verschillende richtingen worden benaderd. Voor routinematig scannen kan een stage zonder encoder volstaan wanneer de beweging een gecontroleerd pad volgt en individuele stagecorrectiegegevens worden toegepast. Houd wel rekening met de stijfheid van de montage, de monstermassa en de thermische omstandigheden, omdat die de prestaties van het complete systeem kunnen beïnvloeden.

Intelligent Scanning Technology gebruikt correctiegegevens die voor de individuele stage zijn gemeten en bij die stage zijn opgeslagen. De controller past deze informatie toe bij het berekenen van gevraagde bewegingen, wat metrische nauwkeurigheid en reproduceerbare plaatsing van tiles ondersteunt. Volledige mapping gebruikt een dichtere reeks metingen over het verplaatsingsgebied en wordt toegepast op grotere stages, zoals de H105-, H116- en H112-families. Dat is nuttig wanneer kleine positioneringsfouten zich kunnen opstapelen over een grote wafer of een samengesteld beeld. Het correctiesysteem ondersteunt de prestaties van de stage, maar kalibratie op applicatieniveau kan nog steeds nodig zijn om rekening te houden met de camera, optica, monstermontage en workflow voor beeldverwerking.

De gekozen stage moet passen bij het microscoopformaat, de interface van de substage en de beschikbare vrije ruimte rond het optische pad. Stages voor opgaande en inverse microscopen gebruiken verschillende mechanische configuraties, terwijl het flat-top ontwerp van de H101F het monster dicht bij het bovenste stageoppervlak positioneert om meer ruimte te creëren voor objectief en revolver. De volledige bewegende footprint moet worden gecontroleerd ten opzichte van het microscoopframe, de condensor, objectieven, kabels en eventuele incubatie- of probeerapparatuur. Daarnaast is een geschikte houder nodig voor de beoogde objectglaasjes, schaaltjes, platen of wafers. Instelbare XY-limieten kunnen de beweging vervolgens beperken waar de microscoop of geïnstalleerde accessoires het bruikbare verplaatsingsgebied verkleinen.

De stages worden bediend via de ProScan III-microscoopautomatiseringscontroller, die USB virtual COM- en RS232C-interfaces biedt. Seriële communicatie kan worden ingesteld op 9.600, 19.200, 38.400 of 115.200 baud, waardoor integratie met laboratoriumsoftware en OEM-besturingstoepassingen mogelijk is. Een software development kit en toegang via ASCII-commando’s ondersteunen integratie op maat wanneer geen standaard beeldvormingspakket wordt gebruikt. De controller kan de XY-stage coördineren met focusaandrijvingen, filterwielen, shutters en extra gemotoriseerde assen. Ook snelheid, acceleratie en aandrijfstroom kunnen worden geprogrammeerd om aan te sluiten op de mechanica van de stage, de monstermassa en het vereiste bewegingsprofiel.

De maximale snelheid is slechts één onderdeel van de beeldvormingscyclus en mag niet als enige maatstaf voor de doorvoer worden gebruikt. Het assortiment ondersteunt in geschikte configuraties stagesnelheden tot 300 mm/s, terwijl de spoed van de kogelomloopspindel, het motortype, de acceleratie-instellingen en de monstermassa de in de praktijk haalbare snelheid beïnvloeden. Bij korte bewegingen kunnen acceleratie, vertraging en insteltijd belangrijker zijn dan de topsnelheid. Een 2 mm-kogelomloopspindelconfiguratie kan sneller scannen ondersteunen dan een 1 mm-configuratie, terwijl stages met lineaire motor bedoeld zijn voor toepassingen die een hogere acceleratie vereisen. Schattingen van de doorvoer moeten rekening houden met de verplaatsingsafstand, instelcriteria, belichtingstijd, autofocuswerking en eventuele wijzigingen in filters of verlichting.