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

Kính hiển vi ion hội tụ kết hợp điện tử quét để chuẩn bị mẫu TEM bao gồm mô tả đặc tính 3D, cắt ngang và gia công vi mô.

Thiết bị ion hội tụ plasma

Helios 5 Plasma FIB (PFIB) DualBeam mang lại khả năng vượt trội cho các ứng dụng khoa học vật liệu và bán dẫn. Đối với các nhà nghiên cứu khoa học vật liệu, Helios 5 PFIB DualBeam cung cấp đặc tính 3D khối lượng lớn, chuẩn bị mẫu không chứa gali và gia công vi mô chính xác. Đối với các nhà sản xuất thiết bị bán dẫn, công nghệ đóng gói tiên tiến và thiết bị hiển thị, Helios 5 PFIB DualBeam mang đến khả năng khử hư hỏng, xử lý trên diện rộng, chuẩn bị mẫu nhanh và phân tích lỗi có độ chính xác cao.

Khoa học vật liệu

Helios 5 PFIB CXe DualBeam Helios 5 PFIB UXe DualBeam
Quang học điện tử
  • Cột SEM phát xạ trường có độ phân giải cực cao Elstar với:
    • Thấu kính vật kính từ ngâm
    • Súng phát xạ trường Schottky có độ ổn định cao để cung cấp dòng phân tích có độ phân giải cao ổn định
    • Công nghệ đơn sắc UC+
Độ phân giải chùm tia điện tử
  • Ở khoảng cách làm việc tối ưu (WD):
    • 0,7nm ở 1 kV
    • 1,0nm ở 500 V (ICD)
  • Tại điểm trùng nhau:
    • 0,6nm ở 15 kV
    • 1,2nm ở 1 kV
Khoảng tham số tia điện tử
  • Phạm vi dòng điện tử: 0,8 pA đến 100 nA
  • Dải điện áp tăng tốc: 200 V – 30 kV
  • Dải năng lượng hạ cánh: 20* eV – 30 keV
  • Độ rộng trường ngang tối đa: 2,3 mm ở 4 mm WD
Quang học ion
  • Cột PFIB hiệu suất cao với Xe+ Plasma kết hợp cảm ứng (ICP)
    • Phạm vi dòng tia ion: 1,5 pA đến 2,5 µA
    • Dải điện áp tăng tốc: 500 V – 30 kV
    • Độ rộng trường ngang tối đa: 0,9mm tại điểm trùng chùm tia
  • Độ phân giải chùm ion tại điểm trùng khớp
    • <20 nm ở 30 kV sử dụng phương pháp thống kê ưu tiên
    • <10 nm ở 30 kV sử dụng phương pháp cạnh chọn lọc
Máy dò
  • Đầu dò SE/BSE trong ống kính Elstar (TLD-SE, TLD-BSE)
  • Máy dò SE/BSE trong cột Elstar (ICD)*
  • Máy dò Everhart-Thornley SE (ETD)
  • Camera hồng ngoại để xem mẫu/cột
  • Máy dò chuyển đổi ion và điện tử (ICE) hiệu suất cao dành cho các ion thứ cấp (SI) và điện tử (SE)
  • Camera điều hướng mẫu Nav-Cam trong buồng*
  • Máy dò điện tử tán xạ ngược trạng thái rắn có hướng có điện áp thấp, độ tương phản cao (DBS)*
  • Đo dòng tia tích hợp
Bàn soi và mẫu Bàn soi cơ giới 5 trục linh hoạt:

  • Phạm vi XY: 110 mm
  • Phạm vi Z: 65 mm
  • Xoay: 360° (vô tận)
  • Phạm vi nghiêng: -38° đến +90°
  • Độ lặp lại XY: 3 μm
  • Chiều cao mẫu tối đa: Khoảng cách 85 mm đến điểm tâm
  • Trọng lượng mẫu tối đa ở độ nghiêng 0°: 5 kg (bao gồm cả giá đỡ mẫu)
  • Kích thước mẫu tối đa: 110 mm với góc xoay hoàn toàn (có thể lấy mẫu lớn hơn với góc quay hạn chế)
  • Xoay và nghiêng đồng tâm
Bàn soi cơ giới 5 trục có độ chính xác cao với trục XYR, dẫn động bằng áp điện

  • Phạm vi XY: 150 mm
  • Phạm vi Z: 10 mm
  • Xoay: 360° (vô tận)
  • Phạm vi nghiêng: -38° đến +60°
  • Độ lặp lại XY: 1 μm
  • Chiều cao mẫu tối đa: Khoảng hở 55 mm đến điểm tâm
  • Trọng lượng mẫu tối đa ở độ nghiêng 0°: 500 g (bao gồm cả giá đỡ mẫu)
  • Kích thước mẫu tối đa: 150 mm với góc xoay hoàn toàn (có thể lấy mẫu lớn hơn với góc quay hạn chế)
  • Xoay và nghiêng đồng tâm

Chất bán dẫn

Helios 5 PFIB CXe DualBeam Helios 5 PFIB UXe DualBeam Helios 5 PFIB HXe DualBeam
Ứng dụng Đóng gói và trưng bày nâng cao R&D và phân tích lỗi Phân tích lỗi bộ nhớ nâng cao Phân tích lỗi logic nâng cao
Quang học điện tử
  • Cột SEM phát xạ trường có độ phân giải cực cao Elstar với:
    • Thấu kính vật kính từ ngâm
    • Súng phát xạ trường Schottky có độ ổn định cao để cung cấp dòng phân tích có độ phân giải cao ổn định
    • Công nghệ đơn sắc UC+
Độ phân giải chùm tia điện tử
  • Ở khoảng cách làm việc (WD):
    • 0,7nm ở 1 kV
    • 1,2nm ở 1 kV
  • Tại điểm trùng nhau:
  • 0,6nm ở 15 kV
  • Công nghệ đơn sắc UC+
Quang học ion
  • Cột PFIB hiệu suất cao với Xe+ Plasma kết hợp cảm ứng (ICP)
    • Phạm vi dòng tia ion: 1,5 pA đến 2,5 µA
    • Dải điện áp tăng tốc: 500 V – 30 kV
    • Độ rộng trường ngang tối đa: 0,9mm tại điểm trùng chùm tia
  • Độ phân giải chùm ion tại điểm trùng khớp
    • <20 nm ở 30 kV sử dụng phương pháp thống kê ưu tiên
    • <10 nm ở 30 kV sử dụng phương pháp cạnh chọn lọc
Bàn soi và mẫu Bàn soi cơ giới 5 trục linh hoạt:

  • Phạm vi XY: 110 mm
  • Phạm vi Z: 65 mm
  • Xoay: 360° (vô tận)
  • Phạm vi nghiêng: -38° đến +90°
  • Độ lặp lại XY: 3 μm
  • Chiều cao mẫu tối đa: Khoảng cách 85 mm đến điểm tâm
  • Trọng lượng mẫu tối đa ở độ nghiêng 0°: 5 kg (bao gồm cả giá đỡ mẫu)
  • Kích thước mẫu tối đa: 110 mm với góc xoay hoàn toàn (có thể lấy mẫu lớn hơn với góc quay hạn chế)
  • Xoay và nghiêng đồng tâm
  • Tùy chọn Khóa tải QuickLoader của Thermo Scientific
Bàn soi cơ giới 5 trục có độ chính xác cao với trục XYR, dẫn động bằng áp điện

  • Phạm vi XY: 150 mm
  • Phạm vi Z: 10 mm
  • Xoay: 360° (vô tận)
  • Phạm vi nghiêng: -38° đến +60°
  • Độ lặp lại XY: 1 μm
  • Chiều cao mẫu tối đa: Khoảng hở 55 mm đến điểm tâm
  • Trọng lượng mẫu tối đa ở độ nghiêng 0°: 500 g (bao gồm cả giá đỡ mẫu)
  • Kích thước mẫu tối đa: 150 mm với góc xoay hoàn toàn (có thể lấy mẫu lớn hơn với góc quay hạn chế)
  • Xoay và nghiêng đồng tâm
  • Tùy chọn Loadlock tự động
  • Tùy chọn Khóa tải QuickLoader của Thermo Scientific
Bàn soi UHR 5 trục, được điều khiển hoàn toàn bằng Piezo

  • Phạm vi XY: 100 mm
  • Tùy chọn Loadlock tự động
  • Cỡ mẫu tối đa: đường kính 70 mm với hành trình hoàn toàn
  • Các loại mẫu: miếng wafer, bộ phận đóng gói, lưới TEM, miếng wafer nguyên khối lên đến 100 mm
  • Camera NavCam+

Tính năng chính của khoa học vật liệu

Chuẩn bị mẫu STEM và TEM không chứa gali

Chuẩn bị mẫu TEM và APT chất lượng cao, không chứa gali nhờ cột PFIB mới cho phép mài mẫu lần cuối 500 V Xe+ và mang lại hiệu suất vượt trội ở mọi điều kiện vận hành.

Tự động hóa nâng cao

Chuẩn bị và cắt ngang mẫu TEM in-situ nhanh nhất và dễ dàng nhất, tự động bằng cách sử dụng Phần mềm AutoTEM 5 tùy chọn.

Cột plasma xenon FIB thế hệ tiếp theo 2.5 μA

Dung tích cao và chất lượng cao, mô tả đặc tính 3D, cắt ngang và tạo cấu trúc rất nhỏ có liên quan về mặt thống kê bằng cách sử dụng cột FIB Plasma Xenon 2,5 μA (PFIB) thế hệ tiếp theo.

Thông tin 3D và dưới bề mặt đa phương thức

Truy cập thông tin 3D và dưới bề mặt đa phương thức, chất lượng cao với khả năng nhắm mục tiêu chính xác đến khu vực quan tâm bằng cách sử dụng Phần mềm Auto Slice & View 4 (AS&V4) tùy chọn.

Hiệu suất dưới nanomet ở mức năng lượng thấp

Tiết lộ những chi tiết đẹp nhất bằng cách sử dụng Cột Điện tử Elstar tốt nhất trong phân khúc với công nghệ đơn sắc UC+ dòng điện cao, cho phép hiệu suất dưới nanomet ở mức năng lượng thấp.

Thông tin mẫu đầy đủ

Thông tin mẫu đầy đủ nhất với độ tương phản sắc nét, tinh tế và miễn phí thu được từ tối đa sáu máy dò tích hợp trong cột và dưới ống kính.

Khả năng nâng cao

Các khả năng tiên tiến nhất dành cho quá trình lắng đọng và ăn mòn do chùm tia điện tử và ion gây ra trên hệ thống FIB/SEM với Hệ thống phân phối khí Thermo Scientific MultiChem hoặc GIS tùy chọn.

Tạo ảnh không gây nhiễu

Hình ảnh không có tạp chất dựa trên quản lý độ sạch mẫu tích hợp và các chế độ hình ảnh chuyên dụng như Chế độ SmartScan™ và DCFI.

Thời gian ngắn để có được thông tin ở cấp độ nano

Thời gian ngắn nhất để có được thông tin ở cấp độ nano dành cho người dùng ở mọi cấp độ kinh nghiệm với công nghệ SmartAlign và FLASH.

Điều hướng mẫu chính xác

Điều hướng mẫu chính xác phù hợp với nhu cầu ứng dụng riêng lẻ nhờ độ ổn định và độ chính xác cao của bàn mẫu Piezo 150 mm và Nav-Cam tùy chọn trong buồng.

Tính năng chính của ngành bán dẫn

Xử lý thiết bị bán dẫn

Sự kết hợp giữa hóa học Dx và chùm FIB plasma cung cấp quy trình phân tích lỗi, dành riêng cho từng quy trình logic nâng cao, 3D NAND và DRAM.

Cắt ngang diện tích lớn, tốc độ cao

Cột PFIB xenon 2,5 μA thế hệ tiếp theo cung cấp thông lượng cao, chất lượng cao, mô tả đặc tính 3D, mặt cắt ngang và vi cơ khí có liên quan về mặt thống kê.

Chuẩn bị mẫu TEM

Thực hiện chuẩn bị mẫu TEM phẳng, mặt cắt ngang, từ trên xuống và đảo ngược, chất lượng cao, một lớp bằng cách kết hợp quy trình giải mã PFIB và quy trình làm việc được hướng dẫn bởi Thermo Scientific.

Hiệu suất SEM dưới nanomet, năng lượng thấp

Tiết lộ những chi tiết đẹp nhất bằng cách sử dụng Cột Điện tử Elstar tốt nhất trong phân khúc với công nghệ đơn sắc UC+ dòng điện cao, cho phép hiệu suất dưới nanomet ở mức năng lượng thấp.

Tự động hóa nâng cao

Tiến hành xử lý tự động tại điểm cuối. Công nghệ SmartAlign và FLASH tạo ra thông tin ở cấp độ nano trong thời gian ngắn cho người dùng ở mọi cấp độ kinh nghiệm.

Thông tin mẫu đầy đủ

Thu được thông tin mẫu đầy đủ nhất với độ tương phản sắc nét, tinh tế từ tối đa 6 máy dò tích hợp trong cột và dưới ống kính.

Tạo ảnh không gây nhiễu

Có được hình ảnh không bị nhiễu bằng tính năng tự động mài mòn in-situ và các chế độ hình ảnh chuyên dụng như chế độ SmartScan và DCFI.

Điều hướng mẫu chính xác

Trải nghiệm điều hướng mẫu chính xác phù hợp với nhu cầu ứng dụng riêng lẻ từ cấu hình bệ mẫu có động cơ 5 trục linh hoạt và các tùy chọn bệ mẫu có độ phân giải cực cao.

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.

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.

Nâng cao chất lượng đóng gói chất bán dẫn

Hiệu suất, hiệu quả sử dụng năng lượng, diện tích và chi phí đang thúc đẩy các phương pháp tích hợp và đổi mới mới trong việc đóng gói thiết bị bán dẫn tiên tiến.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Phá hủy bằng laser

Phá hủy bằng laser cung cấp khả năng phay thông lượng cao cho các thiết bị bán dẫn để chụp ảnh và phân tích bằng kính hiển vi điện tử, trong khi vẫn bảo toàn tính toàn vẹn của mẫu. Truy cập dữ liệu 3D khối lượng lớn và tối ưu hóa điều kiện nghiền để phù hợp nhất với loại mẫu của bạn.

Kiểm tra đặc tính điện tử của cấu trúc vật liệu nano

Khi độ phức tạp của thiết bị tăng lên thì số lượng vị trí lỗi cũng tăng theo. Kiểm tra nano cung cấp khả năng định vị chính xác các lỗi điện, điều này rất quan trọng đối với quy trình phân tích lỗi bằng kính hiển vi điện tử truyền qua hiệu quả.

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.