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Helios NanoLab 460F1 的半导体应用

缩短获取有用数据的时间并降低拥有成本

Helios NanoLab™ 460F1 包含 EasyLift Nanomanipulator,可通过直观、集成的 UI 来支持更高的透射电子显微镜 (TEM) 样品提取成品率。它还采用 MultiChem 气体输送系统来优化射束辅助沉积或蚀刻。两种系统均基于多年来在原位样品提取和气体辅助 FIB/SEM 领域的应用知识及专长而设计和构建。除了简化高级失效分析和 TEM 样品制备的过程外,EasyLift 和 MultiChem 还可以提高操作员的信心和一致性,从而降低与耗材使用相关的拥有成本。利用 Helios 460F1 系统,探索实验室能够产生高对比度、高分辨率的 STEM 图像,从而缩短“获取有用数据的时间”,进而减少对独立 S/TEM 系统的需求。在等待实验室产生新工艺或材料鉴定数据上花费的每一小时或每一天,都可能会对新产品的上市造成延误。凭借在 DualBeam 内快速产生高质量、可操作的 30 kV STEM 图像这一能力,即可为您的实验室带来明显的优势。




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世界最先进的 DualBeam 平台,用于半导体探索和工艺开发实验室内的成像、分析以及 TEM 样品制备。

Helios Nanolab 460F1 集行业领先的最高分辨率 Elstar+UC SEM 与最先进的 Tomahawk FIB 于一身,旨在提供一流的成像和铣削性能。在这一经过现场证明的第三代 Helios 平台的基础之上,增添了最先进的原位提取和样品处理组件、创新的多气体输送系统、全新的高分辨率低电压 STEM 探测器,以及可自定义的配方,从而造就了当今功能最强大、最灵活的失效分析仪器。

切片成像

采用 UC 单色仪技术的创新 Elstar 电子柱为系统前所未有的高分辨率成像能力奠定了基础。这样一来,在最佳工作距离和双射束重合位置分别将会带来丝毫不受影响的 0.6 nm 和 0.8 nm SEM 分辨率。高分辨率、低损害电子束成像对于大块样品内的缺陷或结构问题检测以及超薄 TEM 薄片样品上的终点检测至关重要。此外,以极低的着陆能量操作也非常重要,这有利于最大限度减少敏感材料(例如低介电质或光刻胶)上射束诱发的损伤。

缩短数据产生时间

新 Flipstage 3 和 STEM III 检测器的结合不仅为反面片层制备(对于为 STEM 或 TEM 制作高质量的超薄样品非常重要)提供支持,还提供能够缩短“获取有用数据的时间”的新功能。新 Flipstage 3 额外增加了一个旋转轴,能够帮助 SEM 在片层两面进行终点检测,并让操作员能够在几乎无限制的位置范围内制作反面或正面样品。随着片层厚度不断变小,单独 S/TEM 系统(通常在 80 或 120 kV 以上的电压下运行)的较高能量只与样品中的极少材料相互作用。样品越来越薄,因此,电子束加速电压必须越来越低,才能让电子与样品中的不同材料相互作用。经证明,对比以前 Dualbeam 系统中的 STEM 探测器,与 30 kV 电子束相结合的全新 STEM III 检测器设计对材料具有更高的灵敏度以及相似的原子量。它能够在 Dualbeam 中通过低电压 STEM 图像完成失效分析工作,无需将成品样品暴露在环境空气之中,从而缩短获取数据的时间,并减少使用单独 S/TEM 系统的需要。

图 1:32 nm 逻辑设备的 30 kV 明场图像
图 2:32 nm 逻辑设备的 30 kV 暗场 1 图像
图 3:32 nm 逻辑设备的 30 kV 明场图像
图 4:在同步采集期间收集的多个 STEM 探测器部分的彩色图像

更高的通量

对于为方式探索或亚 28 nm 流程开发提供支持的半导体失效分析实验室,他们需要制作高质量、于特定位置的 TEM 薄片样品,而这一要求带来了独特的挑战和机会。这些样品必须超薄,片层厚度通常需等于或小于设计节点,以便从结果分析中去除相邻结构。此外,样品还必须尽可能接近于“无伪影”,以在 S/TEM 或 TEM 中正确诊断和计量。最后,为了支持任何新产品的快速开发和工艺爬坡,TEM 薄片样品制作流程必须比以往更快、更一致。因此,创新技术和自动化需要提高超薄 TEM 样品制作的速度,并降低制作难度。

Helios NanoLab 460F1 能够在完全正确的位置制作厚度低于 20 nm 的 TEM 薄片样品,最大限度减少制备过程中的伪影,并提供比以往产品高得多的通量。在新 MD 和 ICD BSE 检测器的支持下,图像的分辨率和对比度更高,这让操作员能够准确且更加快速地确定片层每一面的正确终点。在大部分情况下,可以在 90 分钟内制作出亚 20 nm 的高质量片层,并为 S/TEM 成像做好准备(根据特定样品类型)。

通过改用获得专利的反面样品制备流程,Helios 460F1 能够制作比自上而下的传统方法更宽(达 5-10 um 宽)、更薄(达 15 nm 或以下)的样品。460F1 利用新的机动化 Flipstage 3,在通过 FEI 的集成 EasyLift Nanomanipulator 将样品提升后,可快速反转样品。

通过 Dualbeam 中分辨率最高、功能最强大的 FIB - Tomahawk FIB,可将样品损失降到最小。结合 Tomahawk 的小尺寸光斑和高灵敏度的 ICE 检测器(二级电子/二级离子检测器),操作员能够通过镓束执行低电压最终清洁。这消除了由于较高电压 FIB 光刻而导致的晶体损失,从而为 TEM 制作出高质量、几乎“无伪影”的样品。

特定于客户的方法以 FEI 创建、经预先测试的方法为基础,可确保在多个操作员之间实现一致的 TEM 薄片样品质量和通量。Helios 460F1 将为将来依赖于 FEI iFast™ 自动化软件的自动日常预防性维护程序提供支持,以确保每天达到最佳的系统性能。集合这些功能,无论操作员技能水平如何,都能以一致方式跨多个工具制作超薄片层。

特色产品

Auto-LX

将原位提取 TEM 薄片样品并转移到 TEM 网格这一过程实现完全自动化,使实验室效率最多提高 15%。

iFAST 自动化平台

iFast 是一种可视脚本编写软件,能够实现大量仪器控制命令和成像任务的自动化。

Cell Navigator

像谚语中所说自动大海(内存阵列)捞针(器件),速度远超替代技术。

图像

 

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