Helios 5 – Kính hiển vi ion hội tụ kết hợp điện tử quét (FIB-SEM)

Chuẩn bị mẫu cho chụp ảnh TEM và STEM hoặc chụp cắt lớp đầu dò nguyên tử. Dễ dàng sử dụng với tính năng tự động hóa tiên tiến. Có khả năng mô tả đặc tính 3D dưới bề mặt chất lượng cao.

Chuẩn bị mẫu FIB

Thermo Scientific Helios 5 DualBeam mới được xây dựng dựa trên khả năng phân tích và chụp ảnh hiệu suất cao của dòng Helios DualBeam dẫn đầu ngành. Nó được thiết kế cẩn thận để đáp ứng nhu cầu của các nhà nghiên cứu và kỹ sư khoa học vật liệu đối với nhiều trường hợp sử dụng kính hiển vi ion hội tụ kết hợp điện tử quét (FIB-SEM) – ngay cả trên những mẫu thử thách nhất.

Helios 5 DualBeam xác định lại tiêu chuẩn về hình ảnh có độ phân giải cao với độ tương phản vật liệu cao; chuẩn bị mẫu chất lượng cao nhanh chóng, dễ dàng và chính xác cho chụp ảnh (S)TEM và chụp cắt lớp (APT) cũng như mô tả đặc tính 3D và dưới bề mặt chất lượng cao. Dựa trên những khả năng đã được chứng minh của dòng Helios DualBeam, những cải tiến bổ sung cho Helios 5 DualBeam mới được thiết kế để đảm bảo hệ thống được tối ưu hóa cho nhiều quy trình làm việc thủ công hoặc tự động. Những cải tiến đó bao gồm:

  • Dễ sử dụng hơn: Helios 5 DualBeam là DualBeam dễ tiếp cận nhất đối với người dùng ở mọi cấp độ trải nghiệm. Việc đào tạo người vận hành có thể giảm từ vài tháng xuống còn vài ngày và thiết kế hệ thống đang giúp tất cả người vận hành đạt được kết quả nhất quán, có thể lặp lại trên nhiều ứng dụng nâng cao.
  • Tăng năng suất: Khả năng tự động hóa nâng cao, cải tiến mạnh mẽ và ổn định trong phần mềm Helios 5 DualBeam và Thermo Scientific AutoTEM 5 có thể tăng đáng kể năng suất chuẩn bị mẫu bằng cách cho phép vận hành không cần giám sát và thậm chí hoạt động qua đêm.
  • Cải thiện thời gian cho kết quả: Helios 5 DualBeam hiện bao gồm FLASH, một khái niệm mới về điều chỉnh hình ảnh. Với kính hiển vi thông thường, mỗi lần người vận hành cần thu được hình ảnh, kính hiển vi phải được điều chỉnh cẩn thận bằng cách căn chỉnh lặp đi lặp lại. Với Helios 5 DualBeam, một cử chỉ đơn giản trên màn hình sẽ kích hoạt FLASH, tự động điều chỉnh các thông số này. Việc điều chỉnh tự động có thể cải thiện đáng kể thông lượng, chất lượng dữ liệu và đơn giản hóa việc thu được hình ảnh chất lượng cao.

Chuẩn bị mẫu TEM

Thermo Scientific Helios 5 DualBeam là thế hệ mới của dòng Helios DualBeam. Nó được thiết kế cẩn thận để đáp ứng nhu cầu của các nhà khoa học và kỹ sư, kết hợp cột điện tử Elstar cải tiến cho hình ảnh có độ phân giải cực cao và độ tương phản vật liệu cao với Cột Ion Tomahawk vượt trội để tạo ra mẫu chất lượng cao nhanh chóng, dễ dàng và chính xác sự chuẩn bị. Ngoài quang học điện tử và ion tiên tiến, Helios 5 DualBeam còn kết hợp một bộ công nghệ tiên tiến cho phép chuẩn bị mẫu chụp cắt lớp (APT) có độ phân giải cao và đơn giản và nhất quán, mô tả đặc tính 3D và dưới bề mặt chất lượng cao, ngay cả trên những mẫu khó nhất.

Thông số kỹ thuật cho ngành bán dẫn

Helios 5 CX Helios 5HP Helios 5 UX Helios 5 HX Helios 5 FX
Chuẩn bị đặc biệt​ và chụp ảnh SEM XHR Chuẩn bị mẫu cuối cùng ​(TEM lamellae, APT) Chuẩn bị mẫu và hình ảnh STEM quy mô Angstrom​
SEM Độ phân giải 20 eV – 30 keV 20 eV – 30 keV​
Năng lượng  các ion hướng tới mẫu 0,6nm @ 15 keV
1,0 nm @ 1 keV
0,6 nm @ 2 keV
0,7 nm @ 1 keV
​ 1,0 nm @ 500 eV
STEM Độ phân giải @ 30 keV 0,7nm​ 0,6nm​ 0,3nm
Quy trình chuẩn bị FIB Loại bỏ vật liệu tối đa 100 nA 100 nA 65 nA
Mài mẫu lần cuối 2 kV 500 V
Chuẩn bị mẫu TEM Độ dày mẫu 50nm 15nm​ 7nm​
Tự động hóa KHÔNG
Xử lý mẫu Hành trình mẫu 110x110x65mm 100x100x65mm 150x150x10mm 100x100x20mm 100 x 100 x 20 mm
+ 5 axis (S)TEM Compustage
Loadlock Thủ công tự động Thủ công tự động Tự động​

Thông số kỹ thuật cho khoa học vật liệu

Helios 5 CX Helios 5 UC Helios 5 UX
Quang học ion Cột Ion Tomahawk HT với hiệu suất dòng điện cao vượt trội Cột ion Phoenix có hiệu suất dòng điện cao và điện áp thấp vượt trội​
Khoảng ion hội tụ 1 pA – 100 nA 1 pA – 65 nA
Dải điện áp tăng tốc 500V – 30kV 500V – 30kV
Chiều rộng trường ngang tối đa 0,9 mm tại điểm trùng tia 0,7 mm tại điểm trùng tia
Tuổi thọ nguồn tối thiểu 1.000 giờ 1.000 giờ
Bơm vi sai hai giai đoạn
Hiệu chỉnh thời gian bay (TOF)
Dải khẩu độ 15 vị trí
Bơm vi sai hai giai đoạn
Hiệu chỉnh thời gian bay (TOF) 
Dải khẩu độ 15 vị trí
Quang học điện tử Cột SEM phát xạ trường độ phân giải cực cao Elstar Cột SEM phát xạ trường có độ phân giải cực cao Elstar
Vật kính ngâm từ tính Vật kính ngâm từ tính
Súng phát xạ trường Schottky có độ ổn định cao để cung cấp dòng phân tích có độ phân giải cao ổn định Súng phát xạ trường Schottky có độ ổn định cao để cung cấp dòng phân tích có độ phân giải cao ổn định
Độ phân giải chùm tia điện tử Ở khoảng cách làm việc tối ưu (WD) 0,6 nm ở 30 kV STEM
0,6 nm ở 15 kV
1,0 nm ở 1 kV
0,9 nm ở 1 kV với chùm tia giảm tốc*
0,6 nm ở 30 kV STEM
0,7 nm ở 1 kV
1,0 nm ở 500 V (ICD)
Tại điểm trùng hợp 0,6 nm ở 15 kV
1,5 nm ở 1 kV với sự giảm tốc chùm tia* và DBS*
0,6 nm ở 15 kV
1,2 nm ở 1 kV
Khoảng tham số chùm electron Phạm vi dòng điện tử 0,8 pA đến 176 nA 0,8 pA đến 100 nA
Dải điện áp tăng tốc 200V – 30kV 350V – 30kV
Năng lượng ion hướng tới mẫu 20 eV – 30 keV 20 eV – 30 keV
Độ rộng trường ngang tối đa 2,3 mm ở 4 mm WD 2,3 mm ở 4 mm WD
Máy dò Đầu dò SE/BSE trong ống kính Elstar (TLD-SE, TLD-BSE)
Máy dò SE/BSE trong cột Elstar (ICD)*
Máy dò BSE trong cột Elstar (MD)*
Máy dò Everhart-Thornley SE (ETD)
Camera hồng ngoại để xem mẫu/cột
Máy dò ion và electron (ICE) trong buồng hiệu suất cao dành cho các ion thứ cấp (SI) và electron (SE)*
Camera Nav-Cam trong buồng Thermo Scientific để điều hướng mẫu*
Máy dò điện tử tán xạ ngược trạng thái rắn, điện áp thấp, độ tương phản cao, có định hướng, trạng thái rắn (DBS)*
Máy dò STEM 3+ có thể thu vào với các phân đoạn BF/ DF/ HAADF*
Đo dòng tia tích hợp
Bàn soi và mẫu Bàn soi Giai đoạn cơ giới 5 trục linh hoạt Bàn đạp cơ giới năm trục có độ chính xác cao với trục XYR được dẫn động bằng Piezo
phạm vi XY 110mm 150mm
phạm vi Z 65mm 10 mm
Vòng xoay 360° (vô tận) 360° (vô tận)
Phạm vi nghiêng -15° đến +90° -10° đến +60°
Chiều cao mẫu tối đa Khoảng hở 85 mm đến điểm tâm Khoảng hở 55 mm đến điểm tâm
Trọng lượng mẫu tối đa 500 g ở bất kỳ vị trí bàn soi nào
Lên đến 5 kg ở độ nghiêng 0° (áp dụng một số hạn chế)
500 g (bao gồm cả giá đỡ mẫu)
Cỡ mẫu tối đa 110 mm với góc xoay hoàn toàn (có thể lấy mẫu lớn hơn với góc quay hạn chế) 150 mm với góc xoay hoàn toàn (có thể lấy mẫu lớn hơn với góc quay hạn chế)
Xoay và nghiêng đồng tâm Xoay và nghiêng đồng tâm

Chuẩn bị mẫu chất lượng cao

Chuẩn bị mẫu tại địa điểm cụ thể để phân tích (S)TEM và APT bằng cách sử dụng Cột Ion Tomahawk Thermo Scientific công suất cao hoặc Cột Ion Thermo Scientific Phoenix với hiệu suất điện áp thấp

Hoàn toàn tự động

Nhanh chóng và dễ dàng, hoàn toàn tự động, không cần giám sát, chuẩn bị và cắt ngang mẫu TEM in situ phần mềm AutoTEM 5 (tùy chọn)

Thời gian ngắn nhất để đạt được thông tin ở cấp độ nano

Dành cho người dùng ở mọi cấp độ kinh nghiệm sử dụng Cột điện tử Thermo Scientific Elstar tốt nhất với công nghệ Thermo Scientific SmartAlign và FLASH.

Công nghệ đơn sắc UC+ thế hệ tiếp theo

Tiết lộ những chi tiết đẹp nhất với công nghệ đơn sắc UC+ thế hệ tiếp theo với dòng điện cao hơn, mang lại hiệu suất dưới nanomet ở mức năng lượng thấp.

Thông tin mẫu đầy đủ

Độ tương phản sắc nét và miễn phí thu được từ tối đa sáu máy dò tích hợp trong cột và dưới ống kính.

Phân tích 3D

Thông tin 3D và dưới bề mặt đa phương thức, chất lượng cao với khả năng nhắm mục tiêu chính xác theo vùng quan tâm bằng cách sử dụng Phần mềm Thermo Scientific Auto Slice & View 4 (AS&V4) tùy chọn .

Tạo mẫu nano nhanh

Phay và lắng đọng nhanh, chính xác và chính xác các cấu trúc phức tạp với kích thước tới hạn dưới 10 nm.

Điều hướng mẫu chính xác

Phù hợp với nhu cầu ứng dụng riêng lẻ nhờ độ ổn định và độ chính xác cao của bệ đo áp điện 150 mm hoặc tính linh hoạt của bệ đỡ 110 mm, cũng như Camera điều hướng khoa học nhiệt trong buồng.

Tạo ảnh không gây nhiễu

Dựa trên quản lý độ sạch mẫu tích hợp và các chế độ chụp ảnh chuyên dụng như Chế độ DCFI và SmartScan.

Hình ảnh STEM

Cấu hình Thermo Scientific Helios 5 FX mang đến quy trình làm việc năng suất cao với khả năng STEM độc đáo, in situ , độ phân giải 3Å.

Kiểm soát quá trình bằng kính hiển vi điện tử

Ngành công nghiệp hiện đại đòi hỏi năng suất cao với chất lượng vượt trội, sự cân bằng được duy trì thông qua kiểm soát quy trình mạnh mẽ. Các công cụ SEM và TEM với phần mềm tự động hóa chuyên dụng cung cấp thông tin nhanh chóng, đa quy mô để theo dõi và cải tiến quy trình.

Kiểm soát chất lượng và phân tích lỗi

Kiểm soát và đảm bảo chất lượng là rất cần thiết trong ngành công nghiệp hiện đại. Thermo Fisher cung cấp một loạt các công cụ EM và quang phổ để phân tích lỗi ở nhiều quy mô và đa phương thức, cho phép đưa ra các quyết định đáng tin cậy và sáng suốt để kiểm soát và cải tiến quy trình.

Nghiên cứu vật liệu cơ bản

Các vật liệu mới được nghiên cứu ở quy mô ngày càng nhỏ hơn để kiểm soát tối đa các tính chất vật lý và hóa học của chúng. Kính hiển vi điện tử cung cấp cho các nhà nghiên cứu cái nhìn sâu sắc về nhiều đặc tính vật liệu ở quy mô vi mô đến nano.

Nghiên cứu và phát triển chất bán dẫn

Sự phức tạp ngày càng tăng của cấu trúc thiết bị bán dẫn, cùng với việc thu hẹp kích thước cấu trúc, có nghĩa là việc thiết kế các thiết bị thế hệ tiếp theo phức tạp và tốn thời gian hơn. Điều này, cùng với thực tế là số lượng các lựa chọn công nghệ và thiết kế sẵn có ngày càng tăng, có nghĩa là xác suất thành công về mặt thương mại của bất kỳ thiết kế cụ thể nào sẽ thấp hơn. Do đó, các nhà sản xuất thiết bị cần các thiết bị đáng tin cậy để giúp giảm số lượng tùy chọn khả thi có sẵn và giúp họ triển khai giải pháp nhanh hơn.

Đo lường bán dẫn

Thermo Fisher Scientific cung cấp bộ sản phẩm thế hệ mới với khả năng phân tích tiên tiến dành cho đo lường và kiểm tra chất bán dẫn. Các giải pháp này được thiết kế để giúp tăng năng suất trong các phòng thí nghiệm chế tạo chất bán dẫn bằng cách cải thiện khả năng kiểm soát chất lượng và năng suất trong sản xuất các thiết bị logic, 3D NAND, DRAM, analog, nguồn và hiển thị.

Phân tích lỗi bán dẫn

Các thiết bị phân tích nâng cao có thể phát hiện bất kỳ lỗi điện ảnh hưởng đến năng suất, độ tin cậy hoặc hiệu suất. Do đó, có thể giảm thời gian và chi phí liên quan đến việc cách ly lỗi điện bằng cách trích xuất nhanh chóng dữ liệu lỗi toàn diện từ mẫu.

Phân tích đặc tính vật liệu bán dẫn

Việc mô tả đặc tính nâng cao của thiết bị giúp đạt được hiệu suất cần thiết, dự đoán và kiểm soát các đặc tính cấu trúc, vật lý và hóa học, cũng như liên hệ dữ liệu mô tả đặc tính với kết quả kiểm tra tham số

Thiết bị điện bán dẫn

Việc phát hiện và khoanh các vùng bị rò rỉ là rất quan trọng để đáp ứng các tiêu chuẩn về độ tin cậy. Việc phát hiện sớm có thể chỉ ra khiếm khuyết tinh thể trong chất nền hoặc lớp biểu bì, cầu nối kim loại hoặc hạt.

Công nghệ hiển thị bán dẫn

Công nghệ hiển thị đang phát triển để cải thiện chất lượng hiển thị và hiệu suất chuyển đổi ánh sáng.

Chuẩn bị mẫu (S)TEM

Kính hiển vi DualBeam cho phép chuẩn bị các mẫu siêu mỏng, chất lượng cao để phân tích (S)TEM. Nhờ tự động hóa nâng cao, người dùng ở mọi cấp độ kinh nghiệm đều có thể đạt được kết quả tối ưu nhất đối với nhiều loại vật liệu.

Đặc tính vật liệu 3D

Việc phát triển vật liệu thường đòi hỏi phải mô tả đặc tính 3D ở nhiều quy mô. Thiết bị DualBeam cho phép phân chia hàng loạt khối lượng lớn và tạo ảnh SEM tiếp theo ở quy mô nanomet, có thể được xử lý thành bản tái tạo 3D chất lượng cao của mẫu.

Tạo mẫu tại tỷ lệ nano

Khi công nghệ phát triển, nhu cầu về các thiết bị và cấu trúc tỉ mỉ ở bảng mạch ngày càng tăng. Quá trình tạo mẫu tại tỷ lệ nano với các thiết bị DualBeam giúp bạn nhanh chóng thiết kế, tạo ra và kiểm tra các mẫu thử nghiệm ở mức micro và nano.

Chuẩn bị mẫu APT

Chụp cắt lớp (APT) cung cấp phân tích thành phần 3D với độ phân giải nguyên tử của các vật liệu. Ion hội tụ (FIB) là một kỹ thuật cần thiết để chuẩn bị mẫu chất lượng cao, có định hướng và định vị cụ thể cho việc đặc điểm hóa của APT.

Mặt cắt ngang

Mặt cắt ngang cung cấp thêm thông tin chi tiết bằng cách tiết lộ cấu trúc dưới bề mặt. Thiết bị DualBeam ion hội tụ tối ưu cho mặt cắt ngang chất lượng cao. Với tính năng tự động hóa, có thể xử lý mẫu với năng suất cao không cần giám sát.

Thử nghiệm in situ

Cần phải quan sát trực tiếp, theo thời gian thực các thay đổi cấu trúc vi mô bằng kính hiển vi điện tử để hiểu các nguyên tắc cơ bản của các quá trình động như kết tinh lại, phát triển hạt và chuyển pha trong quá trình gia nhiệt, làm lạnh và thấm ướt

Phân tích đa quy mô

Các vật liệu mới phải được phân tích ở độ phân giải cao hơn trong khi vẫn giữ được lượng lớn hơn của mẫu. Phân tích đa quy mô cho phép tương quan giữa các công cụ và phương thức hình ảnh khác nhau như X-quang microCT, DualBeam, Laser PFIB, SEM và TEM.

Chỉnh sửa mạch điện tử

Các giải pháp tạo mẫu nano và chỉnh sửa mạch chuyên dụng, tiên tiến, kết hợp các hệ thống phân phối khí mới với danh mục hóa học lớn và công nghệ chùm ion hội tụ, mang lại khả năng kiểm soát và độ chính xác tuyệt vời cho việc phát triển thiết bị bán dẫn.

Phân tích và Hình ảnh TEM

Kính hiển vi điện tử truyền qua Thermo Scientific cung cấp hình ảnh và phân tích độ phân giải cao của các thiết bị bán dẫn, cho phép nhà sản xuất hiệu chỉnh bộ công cụ, chẩn đoán cơ chế hỏng hóc và tối ưu hóa năng suất quy trình tổng thể.

Chuẩn bị mẫu TEM

Hệ thống Thermo Scientific DualBeam cung cấp khả năng chuẩn bị mẫu TEM chính xác để phân tích các thiết bị bán dẫn ở quy mô nguyên tử. Công nghệ tự động hóa và máy học tiên tiến tạo ra các mẫu chất lượng cao, ở đúng vị trí và chi phí cho mỗi mẫu thấp.

Đo lường SEM

Thermo Fisher Scientific cung cấp kính hiển vi điện tử quét cho mọi chức năng của phòng thí nghiệm bán dẫn, từ các tác vụ tạo ảnh thông thường đến các kỹ thuật phân tích lỗi nâng cao yêu cầu đo độ tương phản điện áp chính xác.

Loại bỏ lớp vật liệu

Việc thu nhỏ kích thước tính năng, cùng với thiết kế và kiến ​​trúc tiên tiến, dẫn đến việc phân tích lỗi ngày càng khó khăn đối với chất bán dẫn. Loại bỏ lớp vật liệu mà không gây hư hỏng là một kỹ thuật quan trọng để phát hiện các sự cố.