Triglav - новая глава в истории TESCAN

Triglav - модели 2016

Почти рекордное разрешение даже по меркам опытных пользователей

TESCAN предлагает новую электронную колону TriglavTM, которая представляет собой уникальную комбинацию иммерсионной оптики и режима «crossover-free», что обеспечивает ультравысокое разрешение при низких энергиях электронного пучка. Объективная линза однополюсного типа формирует магнитное поле вокруг образца, что существенно снижает оптические аберрации. Работа без кроссовера в колонне уменьшает эффект расталкивания пространственного заряда, что еще более оптимизирует параметры электронного пучка, обеспечивая превосходное разрешение. Детали поверхности образца удается наблюдать более реалистично, чем когда-либо прежде. Для аналитических приложений (EDS, WDS, EBSD) существует неиммерсионный режим, разрешение которого значительно улучшено благодаря технологии TriLensTM.

Ключевые особенности

  • TriLensTM — запатентованная конструкция электронной колонны, состоящей из трех линз, которые усовершенствованы и дополняют возможности друг друга, что обеспечивает существование нескольких режимов сканирования.
  • Уникальная комбинация электронной линзы сверх-высокого разрешения и режима «crossover-free» обеспечивают превосходное ультра-высокое пространственное разрешение 1 нм при 1 кэВ.
  • TriSETM: Три детектора вторичных электронов для наблюдения тончайших деталей поверхности.
  • TriBSETM: Три детектора отраженных электронов для наблюдения композиционного контраста с селекцией по углу рассеяния.
  • EquiPowerTM: Великолепная стабильность характеристик электронной колоны, что необходимо для длительных экспериментов, таких как FIB-SEM томография.
In-Beam SE 0.7 нм при 15 кэВ
SE (BDM) 1.0 нм при 1 кэВ
STEM 0.7 нм при 30 кэВ
XEIA3 - модель 2016 GAIA3 - модель 2016 MAIA3 - модель 2016

MAIA, GAIA, XEIA — модели микроскопов с ультра-высоким разрешением, благодаря новой колонне TriglavTM

TriLensTM

Три электронные линзы, различные режимы сканирования

TriLensTM — это объективная система, основанная на усовершенствованных сопряженных друг с другом трех объективных линзах: 1) линза для сверх-высокого разрешения (с углом раствора конуса 60°); 2) аналитическая линза; 3) промежуточная линза (IML). Комбинация этих трех линз приводит к появлению различных режимов сканирования.

Режим сверх-высокого разрешения (UHR)

Режим сверх-высокого пространственного разрешения при низких энергиях первичного пучка достигается благодаря комбинации иммерсионной оптики и режима «crossover-free». Работа без кроссовера в колонне уменьшает эффект расталкивания пространственного заряда, что еще более оптимизирует параметры электронного пучка, обеспечивая превосходное разрешение 1 нм при 1 кэВ. Режим UHR идеально подходит для анализа отказов в микроэлектронике, для исследований и характеризации наноматериалов, для образцов, которые не проводят электрический ток или очень чувствительны к воздействию пучка электронов.

Аналитический режим

Этот режим обеспечивается аналитической линзой и хорошо подходит для аналитических приложений, таких как EDS- или EBSD-анализ. Также в аналитическом режиме накапливаются электронные изображения в течение процессов FIB-травления, таких как изготовление поперечных сечений или FIB-SEM томография. Еще аналитический режим используется для получения высококачественных изображений топографии поверхности магнитных образцов.

Режим «Глубина резкости»

Если линзу сверх-высокого разрешения использовать в комбинации с промежуточной линзой (IML), то это позволит уменьшить апертурный угол с одновременным сохранением великолепного разрешения, и тем самым будет увеличена глубина резкости. Это обеспечивает дальнейшее расширение аналитических возможностей и необходимо для изучения чувствительных образцов с развитой топографией поверхности.

Режим широкого поля обзора

Промежуточная IML-линза реализует режим широкого поля обзора с минимизацией дисторсии по краям кадра.

Объективная система TriLensTM: (а) промежуточная линза (IML); (b) аналитическая линза; (с) линза сверх-высокого разрешения (UHR)

Объективная система TriLensTM: (а) промежуточная линза (IML); (b) аналитическая линза; (с) линза сверх-высокого разрешения (UHR)

Стандартный образец для теста на разрешение (золото на углероде). Наблюдение при 50 эВ с помощью детектора вторичных электронов для BDM, режим сканирования UHR (режим сверх-высокого разрешения), ширина поля обзора 1 мкм

TriSETM + TriBETM

Универсальная система детектирования

Компания TESCAN усовершенствовала не только электронно-оптическую колонну, но также и систему детектирования, что еще более расширяет возможности микроскопа. Предлагается несколько высокоэффективных детекторов, расположенных внутри колонны и в камере, для регистрации вторичных электронов, отраженных и прошедших электронов.

TriSETM — утроенное детектирование вторичных электронов (SE) — обеспечивает изображения практически без шумов, для тщательного описания топографии поверхности образцов и наблюдения тончайших деталей поверхности. Каждый режим сканирования — будь то для сверх-высокого разрешения, аналитический или режим торможения заряда — сопровождается своим SE-детектором, электроды которого к тому же расположены в таком месте в камере микроскопа, которое наилучшим образом подходит для регистрации данного вида сигнала. TriBETM — утроенное детектирование отраженных электронов (BSE) — используется для селекции BSE-электронов по углу выхода, что выявляет тонкие вариации композиционного контраста. Выдвижной детектор отраженных электронов In-Chamber BSE размещается между образцом и полюсным наконечником, регистрирует рассеянные на широкие углы BSE-электроны, что обеспечивает как композиционный, так и топографический контраст; также детектор In-Chamber BSE пригоден для изучения образцов малой контрастности. Детектор Mid-Angle BSE внутри колонны формирует объемные нешумные изображения композиционного контраста. Детектор In-Beam BSE внутри колонны регистрирует отраженные электроны, распространяющиеся вдоль оси колонны, что создает изображения только материального контраста, без влияния рельефа поверхности.

Наблюдение истинной топографии поверхности образца. Каждый из режимов — режим торможения пучка электронов BDM (а); режим сверх-высокого разрешения UHR (б); аналитический режим (в) — сопровождается своим детектором вторичных электронов, который расположен в наилучшем месте в камере для регистрации данного вида сигнала и наблюдения тонких деталей поверхности образцов

Продуманная геометрия расположения детекторов отраженных электронов позволяет выполнять селекцию BSE-электронов по углу выхода: детектор In-Beam BSE (а) регистрирует электроны, распространяющиеся вдоль оси колонны, что приводит к наблюдению только Z-контраста на поверхности образца, без влияния рельефа; детектор Mid-Angle BSE (б) формирует объемный Z-контраст; детектор In-Chamber BSE (c) демонстрирует как композиционный, так и топографический контраст.

TriSETM — уникальная тройная система детекторов вторичных электронов (SE)

  • In-Chamber SE - для топографического контраста
  • In-Beam SE - для сверх-высокого разрешения и улучшенной чувствительности к тонким структурам поверхности
  • SE (BDM) - детектирование вторичных электронов в режиме торможения электронного пучка (BDM)

TriBETM — уникальная тройная система детекторов отраженных электронов (BSE)

  • In-Chamber BSE (выдвижной) - для детектирования BSE-электронов, рассеянных в сторону от оси колонны, что обеспечивает как композиционный, так и топографический контраст. Детектор In-Chamber BSE удобен для образцов с низким уровнем Z-контраста, для полированных образцов.
  • Mid-Angle BSE - для регистрации BSE-электронов, рассеянных под средними углами. Детектор Mid-Angle BSE чувствителен в основном к Z-контрасту, но также и к топографическому контрасту, детектор удобен при работе с очень малыми рабочими расстояниями (WD).
  • In-Beam BSE - для регистрации BSE-электронов, распространяющихся вдоль оси колонны. Детектор формирует только композиционный контраст, без влияния рельефа, и наилучшим образом подходит для работы с очень малыми рабочими расстояниями (WD)

Примеры применения

Электронная колонна TriglavTM демонстрирует прекрасные характеристики во всем диапазоне ускоряющих напряжений, однако наиболее выигрышным становится использование TriglavTM при низких энергиях пучка электронов, и это означает, что новая колонна — это идеальный выбор для наблюдения деликатных образцов, чувствительных к воздействию электронного пучка, таких как:

  • диэлектрические материалы типа low-k,
  • фоторезисты,
  • материалы, не проводящие электрический ток,
  • биологические образцы без какого-либо напыления токопроводящего слоя

In-Chamber SE

In-Beam SE

In-Chamber BSE

Mid-Angle BSE

In-Beam BSE

Образец нитрида кремния с серебряным контактом, наблюдение при 5 кэВ с помощью следующих детекторов: 1) In-Chamber SE, что подчеркивает топографический контраст и нет особой чувствительности к эффекту зарядки; 2) In-Beam SE, что демонстрирует превосходное разрешение; 3) In-Chamber BSE собирает отраженные на широкие углы BSE-электроны, что формирует одновременно топографический и композиционный контраст; 4) Mid-Angle BSE для Z-контраста, усредненного по всему объему взаимодействия электронного пучка с образцом; 5) In-Beam BSE для сбора отраженных электронов, рассеянных на большой угол (распространяющихся вдоль оси колонны) для формирования композиционного контраста, собранного с самых тонких приповерхностных слоев.

Режим торможения пучка электронов (BDM)

Когда активирован режим торможения пучка электронов (BDM), система детектирования проводит селекцию между сигналом вторичных и отраженных электронов, причем собирает одновременно оба сигнала. В режиме BDM удается достичь превосходного разрешения при очень низких энергиях приземления первичных электронов, что обеспечивает наилучшую чувствительность к тонким деталям поверхности образца и наилучший контраст (как топографический, так и композиционный).

In-Beam BSE

Система детектирования собирает одновременно SE- и BSE-сигналы в режиме торможения пучка электронов (BDM): а) детектор SE (BDM); b) детектор BSE (BDM); с) образец, на который подан потенциал смещения

Частички олова на углероде, наблюдаемые в режиме BDM при 1 кэВ с использованием детектора SE (BDM), формирующего информацию о рельефе образца. Вдоль границ частиц виден краевой эффект, типичный для изображений во вторичных электронах

Частички олова на углероде, наблюдаемые в режиме BDM при 1 кэВ с использованием детектора BSE (BDM), визуализирующего различия в составах между объектами образца