Instruction manual

Rev. B MultiMode SPM Instruction Manual 9
Chapter 15 Calibration, Maintenance, Troubleshooting and
Warranty 271
15.1 SPM Calibration Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
15.1.1 Theory Behind Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
15.1.2 Calibration References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
15.2 Calibration Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
15.2.1 Check Scanner Parameter Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
15.2.2 Align Calibration Reference . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281
15.2.3 Set Realtime Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
15.2.4 Set Up SPM for Contact AFM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
15.3 Check Sample Orthogonality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
15.3.1 Measure Orthogonality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
15.3.2 Adjust Sample Orthogonality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
15.4 Linearity Correction Procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
15.4.1 Adjust Mag0 and Arg. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
15.4.2 Adjusting Fast Mag1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287
15.4.3 Adjust Slow Mag1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
15.5 X-Y Calibration using Capture Calibration and Autocalibration . . . . . 289
15.5.1 Capture Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
15.6 Autocalibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
15.7 Fine-tuning for X-Y Calibration. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
15.7.1 Prepare System for Fine-Tuning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
15.7.2 Measure Horizontally at 440V Scan Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
15.7.3 Measure Vertically at 440V Scan Size. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296
15.7.4 Measure Horizontally at 150V Scan Size . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
15.7.5 Measure Vertically at 150V Scan Size. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298
15.7.6 Change Scan angle and Repeat Calibration Routines . . . . . . . . . . . . . . . . 298
15.8 Calibrating Z. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
15.8.1 Engage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
15.8.2 Capture and Correct an Image . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
15.8.3 Measure Vertical Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
15.8.4 Correct Z Sensitivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
15.8.5 Recheck Z-axis Measuring Accuracy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
15.8.6 Calculate Retracted and Extended Offset Deratings . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
15.8.7 Finding a Pit with an A Scanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
15.9 Calibration of A Scanners for Atomic-scale Measurement . . . . . . . 306
15.9.1 Prepare Sample . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306
15.10 Quick Guide to Piezo Tube Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
15.10.1 Linearize Scanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
15.10.2 Run Autocalibration Software (Factory Operation) . . . . . . . . . . . . . . . . 310
15.10.3 Fine Tune the X-Y Scanner . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 310
15.10.4 Calibrate the Z Piezo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
15.11 Contact AFM Troubleshooting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
15.11.1 False engagement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
15.11.2 Head appears engaged but does not track surface features . . . . . . . . . . . 314