超高分辨场发射扫描电子显微镜SU8600系列
随着快速数据采集和数据处理技术的发展，电子显微镜进入了一个不仅重视数据质量，而且重视其采集过程的时代。SU8600系列秉承了Regulus8200系列的高质量图像、大束流分析及长时间稳定运行的冷场成像技术，同时还大大提升了高通量、自动数据获取能力。
自动电子光学调节
自动化数据采集，更高的检测效率。
采用高精度的压电样品台 可提高导航、回溯及大范围连续成像的准确性。
搭载日立的新型高亮冷场发射电子源，即使在低加速电压下也可获得超高分辨的图像。
基于ExB的高效率信号采集系统
多种新型电子探测器 和丰富的选配项，满足更多的观测需求。
原生支持双显示器，提供灵活、高效的操作空间。
6通道同时显示与保存，实现快速的多信号观测与采集。带来更多信息。
单次扫描最高支持40 Kx30 K的超高像素*
最新日立高新技术公司于1972年正式推出冷场发射电子源,大大提升了观察分辨率。这些年来,我们一直专注于技术创新,从未止步。仪器采用最新型电子枪,在高亮度区域也可以稳定发射电子束。SU8600系列即使在低加速电压下,也可以获得高信噪比的图像,同时仪器支持长时间测试以及大电流分析。
SEM电子枪性能比较
| 冷场发射电子源 | 热场发射电子源 | |
| 电子束直径(nm) | 5 | 20 |
| 能量范围(eV) | 0.2~0.3 | 0.6~1.0 |
| 亮度(A/cm2/sr) | 108 | 1078 |
在物镜上方形成正交电场和磁场(ExBField)后,无需改变入射电子的运动轨迹,即可高效检测二次电子。因此,即使导入极小的探针电流也可以获得高信噪比和高衬度的图像。
电场和磁场对入射电子的影响
电场(E)和磁场(B)效应(F)相互抵消,入射电子不会发生偏转,可直接通过ExB区域。
磁场对二次电子的影响
二次电子的移动方向与入射电子相反,在电场和磁场的共同作用下，使二次电子向二次电子探测器方向偏转,由此可实现二次电子的高效检测。
信号混合&分离功能是日立高新技术公司产品的一大显著特征。通过调节物镜中控制电极的电压来控制到达探测器的电子(二次电子或背散射电子)。用户可以获得二次电子与背散射电子的混合像,轻松获取所需要的信息。
SE模
背散射电子被控制电极捕获,因此只有样品产生的二次电子被检测到。
LA-BSE模
通过调节控制电极的电压值来控制从样品中激发出的二次电子的检出量。 检测背散射电子撞击控制电极所产生的二次电子。
● 采用高亮度、高稳定的新型冷场发射电子枪,以实现超高分辨观察。
● 多种新型探测器可供选择,以应对不同的应用场景。(IMD,CLD,PD-BSED,OCD)
上面三幅图是由3个探测器在0.8kV同时获取。
(左)在UD图像中,可以观察到金属氧化物颗粒及表面碳的细微结构。
(中)IMD图像显示有微小的轻元素材料分布在金属氧化物颗粒上。
(右)TD图像增强了元素对比度,可以看到金属氧化物颗粒上覆盖着另一薄层轻元素材料。
样品:锂电池电极材料
样品提供:DAINEN MATERIALCO..Ltd.
奥井一先生
EMFlowCreator允许客户创建连续图像采集的自动化工作流程。
EMFlowCreator将不同的SEM功能定义为图形化的模块,如设置放大倍率、移动样品位置、调节焦距和明暗对比度等。
用户可以通过简单的鼠标拖拽,将这些模块按逻辑顺序组成一个工作程序。经过调试和确认后,该程序便可以在每次调用时自动获得高质量、重现性好的图像数据。
EM FlowCreator的用户界面
*
EM Flow Creator的工作流程举例
拍摄半导体器件的缺陷:1.自动设置SEM观察条件，并移动至基准位置。
2.自动读取CSV文件记录的坐标位置,并据此移动到SRAMmat区域的一角。
3.自动读取CSV文件记录的坐标位置,移动到缺陷点并更改放大倍率。
*高精度坐标移动需要使用压电陶瓷样品台
电位衬度图像是半导体器件缺陷可视化的有效方法之一。上面的图像是5nm制程的SRAM区域中的Contact plug观察实例，左图为使用O.5kV,UD探测器拍摄的w的连接层，右图为使用O.3kV,TD探测器减速模式拍摄的Co-W的连接层。选择合适的SEM观察条件可极大的提升特定样品中目标信息的获取效率,如:调节着陆电压、切换合适的探测器和探测条件等。
左图:3D NAND截面整体像
右图:局部放大图像。在1.5kV的低加速电压条件下,背散射电子信号能够明显的显示出氧化硅层和氮化硅层的衬度差别。
左图:可观察到Fin-FET的内部结构。由于使用了新型的OCD探测器,即使拍照时间不到1秒,也仍然可以观察到清晰的结构图像。
右图:局部放大,正常扫描速度所获得的图像,显示出非常优秀的信噪比。
以上为0.8kV电压条件下观察RHO型沸石的实例。左图为颗粒整体的形貌,右图为放大图像,颗粒表面细微的台阶结构清晰可见。低电压观察对于减少电子束损伤和获取表面形状信息较为有效。
样品提供:日本工业技术综合研究所上村佳大先生
左图:排列整齐的氧化铁自组装磁性纳米颗粒
右图:x800k倍局部放大图像,可清晰的观察直径12nm颗粒表面的细微结构。
样祥品 提供:Electrical Computer Engineering dlepartmentNational Universly of Singapon
电容材料表面钽涂层断裂的SEM观察。上图为UD、TD双通道同时获取的图像,可同时记录表面及成分信息。
上图为拟南芥子叶超薄切片的背散射电子图像。
采用2kV的低加速电压,得到了类似TEM像的图像。
使用能量过滤的BSE信号,可清晰的观察到囊体膜等超微结构(右图)。
样品提供:环境资源科学研究中心,理化学研究所 丰冈公德先生
左图是视野约为60um,单次扫描采集的大鼠超薄切片样品高像素图像。
将黄色矩形区域图像进行简单的数字放大,得到中图。将中图的黄框内容继续进行数字放大,得到右图。
右图相当于左原图像数字放大12倍,依然可以清晰确认到神经细胞的细胞器等的内部构造。
SU8600单次扫描支持高达40,960x30,720像素"的高分辨率图像,如上所示,可以获得大视野、高像素图像。
以上为0.8kV电压条件下观察RHO型沸石的实例。左图为颗粒整体的形貌,右图为放大图像,颗粒表面细微的台阶结构清晰可见。低电压观察对于减少电子束损伤和获取表面形状信息较为有效。
样品提供:日本工业技术综合研究所上村佳大先生
左图:排列整齐的氧化铁自组装磁性纳米颗粒
右图:x800k倍局部放大图像,可清晰的观察直径12nm颗粒表面的细微结构。
样祥品 提供:Electrical Computer Engineering dlepartmentNational Universly of Singapon
电容材料表面钽涂层断裂的SEM观察。上图为UD、TD双通道同时获取的图像,可同时记录表面及成分信息。
1,2,4或6通道信号可在同一个显示器上同时显示,可切换内容包括SEM各探测器以及样品室相机和导航相机。
可以通过使用两个显示器来扩展工作空间,可定制的用户界面以提高工作效率。
可安装样品室内置式导航相机。
自动拍摄样品台的图像,并传输到SEMMAP画面上，方便导航观察位置,快速切换观察区域。
实时监测样品室内情况,在多附件的复杂情况下确保样品安全移动。可切换彩色/黑白。
样品交换室可插入最大直径为150mm的样品。样品室有多个EDS安装接口。
(照片包含选配项)
*选配
| 电子光学系统 | 二次电子分辨率 | 0.6 nm@15 kV | |
| 0.7 nm@1 kV(1) | |||
| 放大倍率 | 20~2,000,000 x | ||
| 电子枪 | 内置冷场发射电子枪及阳极加热器 | ||
| 加速电压 | 0.5~30 kV | ||
| 着陆电压(*1) | 0.01~20 kV | ||
| 祥品台 | 马达驱动轴 | 5轴电动机驱动 | |
| 移动范围 | X | 0~110mm | |
| Y | 0~110mm | ||
| Z | 1.5~40mm | ||
| T | -5~70° | ||
| R | 360° | ||
| 样品室 | 样品尺寸 | 最大直径:150mm | |
| 探测器 | 标配探测器 | 上探测器(UD)(ExB过滤:SE/BSE可切换信号) | |
| 下探测器(LD) | |||
| 选配探测器(*2) | 顶探测器(TD) | ||
| 镜筒内背散射电子探测器(IMD) | |||
| 闪烁体背散射电子探测器(OCD) | |||
| 半导体背散射电子探测器(PD-BSED) | |||
| 阴极荧光探测器(CLD) | |||
| STEM 探测器 | |||
| 选配附件(*3) | X射线能谱仪(EDS) | ||
| 电子背散射衍射探测器(EBSD) | |||
| 图像显示模式 | 大窗口显示模式 | 1,280x960像素 | |
| 单图像显示模式 | 800x600像素 | ||
| 双图像显示模式 | 800x600像素,或使用双显示器1.280x960像素 | ||
| 四图像显示模式 | 640x480 像素 | ||
| 六图像显示模式 | 640x480像素(使用双显示器) | ||
| 拍摄像素 | 640480 1,280960 2,5601,920 5,1203,840 10,2407,680 20,48015,360(*2)40,960x30,720(*2) | ||
| 体积与重量(*4 | 主机 | 1,130(W)x1,100(D)x1,750(H)mm,约660kg | |
| EOC单元 | 710(W)x710(D)x1,210(H)mm,约260 kg | ||
| 重块 | 200(W)x160(D)x140(H)mm,约25 kg | ||
| 安装条件 | 室温 | 15~25℃ | |
| 湿度 | 低于60%(RH)(无结露) | ||
| 电源(主机) | AC100 V10 %,4kVA | ||
| 电源(CT-6020) | AC100 V10 %,1.5kVA | ||
| 接地 | 100Ω或以下 | ||
| 冷却循环水 | 推荐使用专用冷却循环水装置(*5) | ||
| 真空泵 | 干泵(*5) | ||
| 空压机(*6) | 600~800 kPa | ||
(*1)减速模式下
(*2)选配
(*3)可安装的分析仪探测器。
(*4)重量为标准主机重量,不包含选配项。
(*5)客户提供
(*6)与客户设备连接时
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