TESCAN SOLARIS

Описание

Двулучевой сканирующий электронно-ионный микроскоп FIB-SEM со сверхвысоким разрешением для исследований и модификации образцов в области современных нанотехнологий.

TESCAN SOLARIS – это самодостаточный инструмент FIB-SEM для изготовления наноструктур и функциональных устройств микромасштаба, разработанных в нанотехнологических дисциплинах. TESCAN SOLARIS сочетает в себе прецизионную ионную колонну и электронную колонну с ультравысоким разрешением и иммерсионной оптикой TriLens™, что позволяет выполнять лабораторную модификацию материалов с помощью сфокусированного ионного пучка FIB (Focused Ion Beam) и получать СЭМ-изображения с ультравысоким разрешением.

Ионная колонна Orage™ с галлиевым ионным пучком была разработана для удовлетворения самых строгих требований к пробоподготовке с помощью сфокусированного ионного пучка. Благодаря высокому разрешению FIB, широкому диапазону токов ионного пучка и расширенным возможностям управления шаблонами с помощью программного модуля TESCAN DrawBeam™, ионная колонна Orage™ позволяет регулярно изготавливать структуры разного уровня сложности. Опциональные модули автоматизации, объединяющие операции в группы либо автоматически воспроизводящие заданную последовательность операций в нескольких участках образца, облегчают выполнение рутинных задач, таких как подготовка ламелей TEM или создание массивов структур.

Микроскоп TESCAN SOLARIS оснащен электронной колонной Triglav™, сочетающей в себе уникальную комбинацию иммерсионной оптики и режима crossover-free для получения изображений с ультравысоким разрешением во всем диапазоне энергий электронного пучка. Режим crossover-free — это режим, в котором нет уширения электронного пучка из-за эффекта расталкивания пространственного заряда, так как по ходу движения пучка нет кроссовера. Для проведения микроанализа и определения характеристик магнитных материалов, а также для наблюдения процесса FIB-модификации материалов в реальном времени доступен неиммерсионный аналитический режим. Внутрь электронной колонны Triglav™ встроены детекторы вторичных и обратно отраженных электронов. Также есть внутрикамерные детекторы вторичных и обратно отражённых электронов, помимо которых камера образцов может быть оснащена большим количеством других детекторов и аналитических аксессуаров, так как размер камеры образцов большой.

Процесс изготовления наноструктур с помощью TESCAN SOLARIS может быть усовершенствован благодаря использованию дополнительных систем инжектирования газов и широкого спектра прекурсоров для ионно-лучевого осаждения или селективного травления. Опциональный электростатический прерыватель пучка для электронной колонны позволяет создавать наноструктуры не только ионной литографией, но и электронной литографией.

Благодаря настраиваемому модульному программному обеспечению TESCAN Essence™ микроскоп TESCAN SOLARIS легко превращается из универсального многопользовательского устройства в оптимизированное решение «под ключ» для повторяющихся рабочих процессов в области нанотехнологий.

Модели микроскопов TESCAN SOLARIS называются SOLARIS GMH или SOLARIS GMU в зависимости от наличия режима низкого вакуума (подробнее во вкладке «Характеристики»).

Ключевые преимущества

Лучшие в своем классе характеристики ионного пучка
СЭМ-изображения ультравысокого разрешения с возможностью режима crossover-free
Микроскоп может выступать как устройство для прецизионного формирования наноструктур с помощью литографии как ионным, так и электронным пучками
Система инжектирования газов с различными прекурсорами
Увеличение внутреннего объема камеры для инспекции пластин размером 12”
Простой в использовании модульный программный интерфейс пользователя
Библиотека скриптов Python для создания пользовательских алгоритмов

Характеристики

Электронная колонна ультравысокого разрешения Triglav™ с иммерсионной оптикой и катодом Шоттки (* – опционально)

Запатентованный объектив с тремя линзами TriLens™, позволяющий получать SEM-изображения с ультравысоким разрешением, наличие аналитического (неиммерсионного) режима и режима crossover-free
Встроенные внутрь электронной колонны детектор вторичных электронов и приосевой детектор обратно отраженных электронов с фильтрацией по энергиям
Диапазон энергий электронного пучка, падающего на образеца: 200 эВ – 30 кэВ ( < 200 эВ с технологией торможения пучка BDT, Beam Deceleration Technology)
Для изменения тока пучка в качестве устройства смены апертур используется электромагнитная линза
Ток пучка электронов: 2 пА – 400 нА с непрерывной регулировкой
Максимальное поле обзора: 4.3 мм при WD = 5 мм, более 10 мм при макс. WD

Ионная колонна Orage™

Жидкометаллический источник ионов Ga⁺ (гарантированный срок службы 3000 мкАч)
30 пьезо-моторизованных апертур
Электростатический прерыватель пучка со встроенным цилиндром Фарадея
Диапазон энергий ионного пучка: 500 эВ – 30 кэВ
Ток пучка ионов: от < 1 пА до 100 нА
Максимальное поле обзора: 1 мм при 10 кэВ

Геометрия FIB-SEM

Точка пересечения пучков FIB и SEM на WD = 5 мм
Угол наклона столика образцов 55° в точке пересечения пучков FIB и SEM

Разрешение электронной колонны (* – опционально)

1,2 нм при 1 кэВ
0,9 нм при 1 кэВ (c опцией торможения пучка BDT) *
0,6 нм при 15 кэВ
0,5 нм при 30 кэВ с детектором STEM *

Разрешение ионной колонны

2,5 нм при 30 кэВ

Компуцентрический, моторизованный по 5-ти осям столик образцов (* – опционально)

Диапазон перемещения столика по осям X и Y: 130 мм
Диапазон перемещения столика по оси Z: 90 мм
Диапазон компуцентрического наклона: от – 60° до + 90°
Компуцентрическое вращение: 360° непрерывно
Максимальная высота образца: 90 мм (132 мм без опции вращения столика)
Столик образцов с расширенным диапазоном перемещений *

Примечание: диапазон перемещений зависит от высоты образца и от конфигурации установленных на камеру детекторов и аксессуаров

Вакуумная камера (* – опционально)

Внутренняя ширина: 340 мм
Внутренняя глубина: 315 мм
Количество портов 20+ (количество портов может быть изменено под задачи заказчика)
Тип подвески: активная электромагнитная
Увеличение внутреннего объема камеры для 6” и 8” пластин *
Увеличение внутреннего объема камеры для 6”, 8” и 12” пластин (со столиком образцов с расширенным диапазоном перемещений) *
Увеличение внутреннего объема камеры для размещения дополнительного рамановского микроскопа со спектрометром (RISE™) *
Инфракрасная камера обзора
Вторая инфракрасная камера обзора *
Интегрированная плазменная очистка камеры образцов (деконтаминатор)

Вакуум в камере образцов (* – опционально)

Режим высокого вакуума HighVac™: <9∙10^-3 Па (SOLARIS GMH работает только в режиме HighVac™)
Режим низкого вакуума UniVac™: 7 – 500 Па * (присутствует в SOLARIS GMU)
Типы насосов: все насосы безмасляные
Шлюз *

Детекторы и измерители (* – опционально)

Измеритель поглощенного тока, включающий в себя функцию датчика касания
Внутрикамерный детектор вторичных электронов типа Эверхарта-Торнли (SE)
Встроенный в электронную колонну детектор вторичных электронов (In-Beam SE)
Встроенный в электронную колонну приосевой детектор отражённых электронов с фильтрацией по энергиям (In-Beam f-BSE)
Встроенный в электронную колонну детектор отражённых электронов, рассеянных на средние углы (Mid-Angle BSE)
Выдвижной детектор отражённых электронов сцинтилляционного типа c шаттером, чувствительный в том числе в области низких энергий первичного пучка (LE-BSE)
Выдвижной детектор отражённых электронов сцинтилляционного типа (R-BSE)*
4-сегментный выдвижной полупроводниковый детектор отражённых электронов, чувствительный в том числе в области низких энергий первичного пучка (LE 4Q BSE) *
Сцинтилляционный детектор вторичных электронов для работы в режиме низкого вакуума (LVSTD) *
Детектор вторичных ионов (SITD) *
Выдвижной детектор отражённых электронов сцинтилляционного типа с водяным охлаждением, устойчив к высоким температурам < 800°C *
Выдвижной детектор отраженных электронов сцинтилляционного типа с Al-покрытием для одновременного детектирования BSE- и катодолюминесцентного излучения (Al-BSE) *
Выдвижной панхроматический детектор катодолюминесцентного излучения со спектральным диапазоном 350 – 650 нм *
Выдвижной панхроматический детектор катодолюминесцентного излучения со спектральным диапазоном 185 – 850 нм *
Выдвижной 4-х канальный детектор цветной катодолюминесценции Rainbow CL *
Выдвижной детектор прошедших электронов (R-STEM), изображения светлого поля (BF), тёмного поля (DF) и в рассеянных на большие углы электронах (HADF), держатель для 8 сеточек *
EDS – энергодисперсионный спектрометр (интегрированный продукт другого производителя) *
EBSD – анализ картин дифракции отражённых электронов (интегрированный продукт другого производителя) *
WDS – волнодисперсионный спектрометр (интегрированный продукт другого производителя) *
Интегрированный с FIB вторично-ионный масс-спектрометр (TOF-SIMS) *
Конфокальный рамановский микроскоп со спектрометром (RISETM) *

Система инжектирования газов (* – опционально)

Выдвижной OptiGIS™ с одним резервуаром; доступно до 3 OptiGIS™ на одной камере с возможностью выбора прекурсоров *
5-GIS *: GIS c 5-ю независимыми резервуарами и капиллярами для 5-ти прекурсоров, но занимающий при этом только один порт камеры микроскопа, моторизация по 3-м осям

Выбор прекурсоров (* – опционально)

Осаждение платины (Pt) *
Осаждение вольфрама (W) *
Осаждение углерода (С) *
Осаждение диэлектрика (SiO_x) *
Ускоренное травление (H₂O) *
Ускоренное травление (XeF₂) *
Запатентованные прекурсоры для процесса IC planar delayering (стравливание микросхем слой за слоем в планарной геометрии, а не традиционными поперечными кросс-секциями)
Другие прекурсоры по запросу *

Аксессуары (* – опционально)

Полностью интегрированный XYZ-наноманипулятор *
Наноманипуляторы других производителей по запросу *
Электростатический прерыватель электронного пучка *
Создание потока медленных электронов для нейтрализации заряда в процессе FIB-травления *
Пьезо-шаттер для защиты EDS в процессе FIB-травления *

Система сканирования

Независимые системы сканирования для FIB и SEM

Время выдержки: 20 нс – 10 мс на пиксель, регулируется ступенчато или непрерывно
Варианты сканирования: полный кадр, выделенная область, сканирование по линии и в точке
Сдвиг и вращение области сканирования, коррекция наклона поверхности образца
Аккумулирование линий или кадров
DrawBeam™: программный модуль для создания векторных шаблонов для литографии ионным пучком, цифро-аналоговый преобразователь 16-бит

Получение изображений (* – опционально)

Максимальный размер кадра: 16k x 16k пикселей
Соотношение сторон изображения: 1:1, 4:3 и 2:1
Сшивка изображений, размер панорам не ограничен (требуется программный модуль Image Snapper) *
Одновременное накопление сигналов с нескольких каналов детектирования (вплоть до 8 каналов)
Псевдоокрашивание изображений и микширование многоканальных сигналов
Множество форматов изображений, включая TIFF, PNG, BMP, JPEG и GIF
Глубина градаций серого (динамический диапазон): 8 или 16 бит

В связи с непрерывной работой по улучшению продукции компания TESCAN оставляет за собой право изменять приведённые выше характеристики

ПО

TESCAN Essence™

Настраиваемый графический интерфейс
Многопользовательский интерфейс с учетными записями с настраиваемым уровнем доступа
Панель быстрого поиска окон интерфейса
Отмена последней команды / Возврат последней команды
Отображение одного, двух, четырех или шести изображений одновременно в реальном времени
Многоканальное цветное живое изображение

Автоматические и полуавтоматические процедуры

Контроль эмиссии электронного и ионного пучков
Центрирование электронной пушки
Авто контраст/яркость, автофокус
In-Flight Beam Tracing™ (технология контроля и оптимизации рабочих характеристик и параметров пучков в реальном времени)
Оптимизация тока электронного пучка для выбранного диаметра электронного пучка, и наоборот
Оптимизация распределения тока вдоль профиля ионного пучка
Автоматическая процедура совмещения пучков FIB и SEM
Позиционирование и контроль температуры форсунки GIS

Программные модули Essence™ (* – опционально)

Измерения (расстояния; периметры и площади кругов, эллипсов, квадратов и полей неправильной формы, калибровка размера точки, экспорт измерений для статистической обработки и другие функции), контроль допусков
Обработка изображений (коррекция яркости/контраста, улучшение резкости, подавление шумов, сглаживание и увеличение четкости, дифференциальный контраст, коррекция тени, адаптивные фильтры, быстрое Фурье-преобразование и др. функции)
Предустановки
Гистограмма и шкала оттенков (LUT)
SharkSEM ™ Basic (удаленный контроль)
3D-модель схемы коллизий
Площадь объекта (выделение на снимке объектов с близким уровнем серого и измерение площади, занимаемой этими объектами)
Позиционер (навигация по образцу в соответствии с шаблоном, в качестве которого может выступать СЭМ-изображение, изображение с оптического микроскопа, фотография образца)
Draw Beam Expert (программный модуль для создания векторных шаблонов для литографии ионным и электронным пучками)
Таймер выключения
FIB-SEM томография *
FIB-SEM томография (расширенная версия) *
Автоматизация этапов создания ламелей (AutoSlicer) *
CORAL™ (корреляционная микроскопия для удобной навигации и совмещения СЭМ-снимков со снимками сторонних устройств, например, с оптических микроскопов) *
Draw Beam Automate (программный модуль для создания векторных шаблонов для литографии ионным и электронным пучками с расширенными возможностями автоматизации) *
Сшивка изображений (автоматический процесс накопления изображений и их сшивки) *
Sample Observer (обозреватель образца для создания видеоряда из серии СЭМ-снимков, автоматически накопленных через заданный промежуток времени) *
SharkSEM™ Advanced (создание пользовательских алгоритмов, библиотека скриптов Python) *
Расширенная самодиагностика *
Программа-клиент Synopsys (расширение модуля Позиционер, которое совмещает данные макета из внешнего ПО Avalon MaskView c изображениями СЭМ или FIB через удаленное соединение; в основном предназначено для анализа неисправностей полупроводниковых устройств) *
TESCAN Flow™ (обработка данных в режиме offline) *

Фото

Документы

Двулучевые сканирующие электронно-ионные микроскопы. Области и возможности применения

2.6 Мб

TESCAN SOLARIS_App Note_Ga FIB TEM sample preparation from a 10 nm FinFET device

1.2 Мб

Назад к списку