$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
מיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) הוא כלי רב עוצמה ורב-תכליתי למחקרי שטח ננומטריים ללכידת תמונות טופוגרפיה תלת-ממדיות של דגימות. עם זאת, בשל תפוקת ההדמיה המוגבלת שלהם, AFMs לא אומצו באופן נרחב למטרות בדיקה בקנה מידה גדול. חוקרים פיתחו מערכות AFM מהירות להקלטת סרטוני תהליך דינמי בתגובות כימיות וביולוגיות בקצב של עשרות פריימים לשנייה, במחיר של שטח הדמיה קטן של עד כמה מיקרומטרים רבועים. לעומת זאת, בדיקת מבנים ננו-מיוצרים בקנה מידה גדול, כגון פרוסות מוליכים למחצה, דורשת הדמיה ברזולוציה מרחבית ננומטרית של דגימה סטטית על פני מאות סנטימטרים רבועים עם פרודוקטיביות גבוהה. מערכות מיקוד אוטומטי קונבנציונליות משתמשות בגשושית פסיבית יחידה עם מערכת הטיית אלומה אופטית, שיכולה לאסוף רק פיקסל אחד בכל פעם במהלך דימות AFM, וכתוצאה מכך תפוקת הדמיה נמוכה. עבודה זו עושה שימוש במערך של מכלים פעילים עם חיישנים פיאזו-התנגדותיים משובצים ומפעילים תרמומכניים, המאפשרים הפעלה סימולטנית מרובת קנטיליוור בפעולה מקבילית להגדלת תפוקת ההדמיה. בשילוב עם ננו-מיקומים בעלי טווח גדול ואלגוריתמי בקרה מתאימים, ניתן לשלוט בנפרד בכל כלי כדי ללכוד תמונות AFM מרובות. בעזרת אלגוריתמים מבוססי נתונים לאחר עיבוד, ניתן לתפור את התמונות זו לזו, ולבצע זיהוי פגמים על ידי השוואתן לגיאומטריה הרצויה. מאמר זה מציג עקרונות של AFM מותאם אישית באמצעות מערכי cantilever פעיל, ואחריו דיון על שיקולי ניסוי מעשי עבור יישומי בדיקה. תמונות נבחרות לדוגמה של סורגי כיול סיליקון, גרפיט פירוליטי בעל אוריינטציה גבוהה ומסיכות ליתוגרפיה אולטרה סגולות קיצוניות מצולמות באמצעות מערך של ארבעה מכלים פעילים ("קוואטרו") עם מרחק הפרדת קצה של 125 מיקרומטר. עם אינטגרציה הנדסית רבה יותר, כלי הדמיה בקנה מידה גדול ובעל תפוקה גבוהה זה יכול לספק נתונים מטרולוגיים תלת-ממדיים עבור מסכות אולטרה סגולות קיצוניות (EUV), בדיקת פלנריזציה מכנית כימית (CMP), ניתוח כשלים, תצוגות, מדידות צעדים של סרט דק, מתים למדידת חספוס וחריצי אטם גז יבש חרוטים בלייזר.