卓上型高解像度FE-SEM

FE-SEM00

10nm@1keVの分解能、可変加速電圧は0.5~2keV

Keysight社(旧アジレント・テクノロジー・米)が独自に開発したFE電子銃、静電式レンズを搭載したミニチュア式ビームカラムにより業界初の卓上型FE-SEMが実現しました。

特許技術によりFE-SEMの小型化に成功

ヒステリシス効果をもつ従来型の電磁レンズに代わり、独自に開発したミニチュア静電式レンズを採用したことにより、一般のSEMで採用されている高さ500~800mm程度あるビームカラムを幅85mm、高さ38mmまで小型化することに成功しました。煩わしい調整作業もなく、安定した再現性の高い観察像を取得することができます。

8500Bに搭載したショットキー電界放出型電子銃は、高輝度性、極小光源を兼ね備え、高いS/N比と高分解能を実現しています。また、エネルギー拡散を低く抑えたことで低加速電圧時の焦点調整が優れています。

2次電子、反射電子の検出モードに加え、 4分割マルチチャンネルプレート検出器が可能にしたトポグラフィックモードで表面形状を正確かつ立体的にとらえることができます。

スライド 1

低加速電圧イメージングで高解像度を実現

20keVの加速電圧で観察した
銅メッシュ上のカーボン膜
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SEMでは1次電子を照射して観察を行いますが、サンプルが非導電体の場合は電子の逃げ途がないため、サンプルが帯電(チャージアップ)してしまい、観察像が一部真っ白になったり、乱れたりしてしまいます。これを防ぐため、従来は導電性の膜でサンプルをコーティングし電子の逃げ途を作る方法が取られますが、コーティングがサンプル表面の微細形状を覆い隠してしまい、正確な表面性状を観察することは困難でした。

1keVの加速電圧で観察した
銅メッシュ上のカーボン膜
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低加速電圧によるイメージングでは、サンプル表面の帯電を抑えることができ、高加速電圧をかけた時に起こるようなサンプル内部の余分な情報を拾うこともありません。これにより真の表面形状のみをとらえることが可能になりました。
また、エネルギーを下げたことで、2次電子の生成率が向上し、偏りのないくっきりとした像を得る事できます。

さらに高エネルギーの電子ビームと異なり、低加速電圧による電子ビームならサンプルへのダメージを低減もしくは分散させることができます。

スライド 1

サンプルをセットして5分で測定開始

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サンプルステージ

サンプルの準備はシンプルで時間もかかりません。小型のチャンバーを採用し、真空引きに要する準備時間は3分、観察イメージを表示するまでわずか5分です。
一方でサンプルは最大で100mmx60mm、厚さ30mmの大きさまで対応しており、ステージはプログラムによる動作も可能です。決められた座標への移動、スキャン、位置の保存ができるので、連続して多数の試料を観察しなければならない時も効率よく作業が行えます。
顕微鏡本体はレーザープリンターほどの大きさで重量は87㎏です。AC100V電源のみで作動し、窒素や冷却水など特別な設備も要りません。

ソフトウェアGUI

GUI

視野に収まらない観察像を合成し1枚の画像に合成することが可能です。
(下記はイメージ画像のため、実際の合成画像と異なります)img-mix

元素分析機能(オプション)

オプションのEDS(エネルギー分散型分光)システムはシリコンドリフトX線検出器、マルチチャンネルデジタルアナライザー、ソフトウェアから構成されます。任意のポイント(単数もしくは複数)や選択したエリアの定量的な元素分析を容易に行うことができます。また、ユーザー定義のリージョンマップを設定したり、ラインスキャンにも対応しています。
これにより炭素のような軽い元素からアメリシウムまでの元素を検出でき、全ての結果はリアルタイムで表示されます。付属のツールセットを使いデータの収集や表示、分析も容易に行えます。

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紹介動画

アプリケーション

半導体 バイオマテリアル MEMSデバイス
メディカルデバイス ナノテクノロジー ポリマー

仕様

性能
ビーム電圧 0.5 ~ 2keV
ビーム電流 0.2 ~ 1.0nA
分解能 10nm以下 (1keV 時)
倍率 250~20 万倍
視野領域 1 x 1 mm(最大)
電子銃 ショットキー電界放出型
検出モード 2次電子、反射電子、トポグラフィック
試料
試料サイズ 100 x 60 mm
試料厚さ 30 mm
観察可能範囲 50 x 30 mm(最大)
真空システム
真空度 1e – 4 Torr
ターボポンプ 80L /sec
UHVポンプ イオンポンプ
寸法、重量
顕微鏡本体 581(W)x 670(D)x469(H) mm、87 kg
ポンプユニット 203(W)x 254(D)x203(H) mm、4 kg
設置環境
電源 100 – 240 Vac、50/60 Hz
動作温度 15 ~ 30℃
動作湿度 20 ~ 80% RH
窒素/冷却水 不要

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