FIB-SEM с плазменной пушкой в качестве источника ионов Xe+ и электронной колонной сверхвысокого разрешения
Микроскоп TESCAN SOLARIS X расширяет возможности FIB-анализа физических отказов корпусированных микроэлектромеханических и оптоэлектронных устройств благодаря мощной плазменной ионной пушке i-FIB+™ Xe, которая позволяет изготавливать кросс-секции глубокие и широкие (вплоть до ширины 1 мм). Комбинация высокопроизводительной ионной пушки i-FIB+™ Xe с современным поколением иммерсионной электронной колонны Triglav™, оснащенной трёхлинзовым объективом TriLens™, привлекательна с точки зрения не только изготовления, но и изучения полученных кросс-секций.
Модификация микросхем с помощью плазменной пушки в качестве источника ионов Xe+ позволяет стравливать большие объемы материала без недостатков, присущих традиционным методам послойного препарирования микросхем, которые зачастую занимают много времени, разрушительны для всей микросхемы в целом (а не только для вскрываемого участка), зависят от квалификации оператора и могут вызывать нежелательные механические/тепловые артефакты. Степень имплантации ионов Xe+ и глубина их проникновения в материал образца значительно меньше, чем у ионов Ga+. Кроме того, инертная природа ионов Xe+ предотвращает образование интерметаллических соединений с материалом образца, которые в противном случае могут приводить к изменениям физико-химических свойств образца и препятствовать последующим тестовым электрическим измерениям вскрытых областей.
Микроскоп TESCAN SOLARIS X оснащен электронной колонной Triglav™, в которой используется запатентованный объектив TriLens™, состоящий из трех линз. Этот иммерсионный объектив ультравысокого разрешения идеально подходит для получения СЭМ-изображений немагнитных образцов и чувствительных к электронному пучку образцов при низких энергиях электронного пучка. Неиммерсионный аналитический режим работы микроскопа позволяет получать СЭМ-изображения с высоким разрешением, проводить мониторинг FIB-операций в реальном времени и иметь широкое поле обзора для бесшовной, быстрой и простой навигации по образцу. Третья объективная линза формирует различные режимы получения изображений (например, режим с расширенной глубиной резкости) и оптимизирует форму электронного пятна при больших токах электронного пучка. Система детекторов, встроенных внутрь колонны, включает в себя три SE-детектора TriSE™ и три BSE-детектора TriBE™, что позволяет оптимизировать методы контрастирования благодаря селекции вторичных и обратно отражённых электронов по углам рассеяния и таким образом получать больше информации об исследуемом образце. Кроме того, чувствительность сигнала обратно отражённых электронов к самым тонким приповерхностным структурам образца может быть повышена за счет фильтрации отражённых электронов по энергиям.
Графический пользовательский интерфейс TESCAN Essence™, который включает в себя программный модуль для создания векторных шаблонов для литографии ионным пучком DrawBeam™ FIB, может быть настроен для конкретных рабочих процессов с учетом навыков и/или предпочтений пользователя. Кроме того, выбор программных модулей, мастеров настройки и рецептов для выстраивания логической последовательности операций делает работу с FIB-SEM простой и понятной как для начинающих, так и для опытных пользователей.
Модели микроскопов TESCAN SOLARIS X называются SOLARIS X GMH или SOLARIS X GMU в зависимости от наличия режима низкого вакуума (подробнее во вкладке «Характеристики»).
Ключевые преимущества- Изготовление безартефактных поперечных сечений большой площади для анализа физических отказов изделий, созданных по передовым технологиям сборки
- Изготовление с помощью ионной колонны больших поперечных сечений вплоть до 1 мм в ширину
- Получение СЭМ-изображений с низким уровнем шумов и быстрым временем накопления даже при низких энергиях пучка электронов. Образец может быть наклонён
- СЭМ-мониторинг FIB-операций в реальном времени для точного определения момента их окончания, мониторинг происходит в точке совмещения пучков FIB и SEM
- Встроенные внутрь электронной колонны детекторы вторичных и обратно отражённых электронов TriSE™ и TriBE™ с селекцией по углам рассеяния и по энергиям
- Эффективные методы и рецепты, которые позволяют с использованием FIB-пучка с большим током изготовить поперечное сечение быстро, и при этом без артефактов. Есть рецепты в том числе для композитных образцов (OLED- и TFT-дисплеи, MEMS-устройства, изолирующие диэлектрики)
- Простой в использовании модульный пользовательский интерфейс 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
- 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
- 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) *
- Запатентованный объектив с тремя линзами TriLens™, позволяющий получать SEM-изображения с ультравысоким разрешением, также в наличии аналитический (неиммерсионный) режим и режим crossover-free
- Встроенные внутрь электронной колонны детектор вторичных электронов и приосевой детектор обратно отражённых электронов с фильтрацией по энергиям
- Диапазон энергий электронного пучка, падающего на образец: 200 эВ – 30 кэВ (< 50 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
- Источник ионов: плазменная пушка, генерирующая ионы ксенона Xe+ (типа ECR), время жизни источника не ограничено
- 30 пьезо-моторизованных апертур
- Электростатический прерыватель пучка со встроенным цилиндром Фарадея
- Диапазон энергий ионного пучка: 3 кэВ – 30 кэВ
- Ток пучка ионов: 1 пА –3 мкА
- Максимальное поле обзора: 1 мм
- Точка пересечения пучков FIB и SEM на WD = 5 мм
- Угол наклона столика образцов 55° в точке пересечения пучков FIB и SEM
- 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 *
- 12 нм при 30 кэВ
- 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 *
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 рамановского микроскопа со спектрометром (RISE™) *
- Инфракрасная камера обзора
- Вторая инфракрасная камера обзора *
- Интегрированная плазменная очистка камеры образцов (деконтаминатор)
- Режим высокого вакуума HighVac™: < 9 ∙ 10-3 Па (SOLARIS X GMH работает только в режиме HighVac™)
- Режим низкого вакуума UniVac™: 7 – 500 Па * (присутствует в SOLARIS X GMU)
- Типы насосов: все насосы безмасляные
- Шлюз *
- 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 отраженных электронов с фильтрацией по энергиям (In-Beam f-BSE)
- Встроенный в электронную колонну детектор отражённых электронов, рассеянных на средние углы (Mid-angel BSE)
- Сцинтилляционный детектор вторичных электронов для работы в режиме низкого вакуума (LVSTD) *
- Детектор вторичных ионов (SITD) *
- Выдвижной детектор отраженных электронов сцинтилляционного типа c шаттером для защиты от FIB, 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) *
- Выдвижной детектор отраженных 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) *
- 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
- Осаждение платины (Pt) *
- Осаждение вольфрама (W) *
- Осаждение углерода (С) *
- Осаждение диэлектрика (SiOx) *
- 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 *
- Полностью интегрированный XYZ-наноманипулятор *
- Опция Rocking Stage (качающийся столик) для создания кросс-секций, на поверхности которых нет артефакта «занавески»
- Набор кремниевых масок True-X для создания безартефактных поперечных сечений
- Наноманипуляторы других производителей по запросу *
- Создание потока медленных электронов для нейтрализации заряда в процессе FIB-травления *
- Пьезо-шаттер для защиты EDS в процессе FIB-травления *
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
- 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