ОЖЕ-микроанализатор JAMP-9500F

JAMP-9500F - ОЖЕ-микроанализатор или ОЖЕ-микрозонд (JAMP - JEOL Auger Micro Probe) для исследования поверхности производства компании JEOL (Япония)

JEOL Ltd. - мировой лидер в производстве и разработке сканирующих (растровых) электронных микроскопов (РЭМ), просвечивающих электронных микроскопов (ПЭМ), анализаторов поверхности (ОЖЕ микроанализаторы, фотоэлектронные спектрометры, электронно-зондовые микроанализаторы EPMA), системы с фокусированным ионным пучком, масс-спектрометров, спектрометров ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и систем электронно-лучевой литографии для производства полупроводниковых приборов.

Оже-микроанализаторы с термополевой электронной пушкой обеспечивают получение информации о химсоставе образцов из малого информационного объёма, что определяет их высокие показатели по пространственному разрешению. Преимущество Оже-электронных микроанализаторов заключается в возможности исследования одномерных нанообъектов, а именно тонких (вплоть до одного монослоя) пленок, а также весьма высокая локальность анализа в латеральном направлении. Данные приборы в массивных образцах обеспечивают получение информации по элементному и химическому составу в областях глубиной до 1 нм и диаметром около 8 нм.

Метод Оже-электронной спектроскопии относится к числу методов анализа поверхности, поскольку глубина выхода Оже-электронов весьма мала (около 1 нм), и наряду с высокой поверхностной чувствительностью Оже-микроанализатор позволяет получать информацию о распределении элементов и их химическом состоянии как по поверхности (двумерное распределение или карта распределения элементного состава), так и в глубину путем ионного травления поверхности образца. Таким образом, путем послойного ионного травления поверхности образца может быть реализовано получение трехмерной информации о распределении элементного состава с разрешением 8 нм по поверхности и 1 нм в глубину.

Помимо стандартных методик Оже-микроанализа , современные Оже-микроанализаторы позволяют проводить не только элементный, но и химический анализ и получать профили распределения по глубине как чистых элементов, так и элементов в различных химических соединениях (причем каждый профиль от чистого элемента и от этого же элемента в соединении получают раздельно), и дифференцировать пики элементов в зависимости от их химического состояния методом деконволюции пиков и последующего факторного анализа благодаря весьма высокому спектральному разрешению электронного спектрометра (так, например, в модели JAMP-9500F разрешение электронного спектрометра достигает 0,05%).

Оже-микрозонд JAMP-9500F сочетает в себе свойства высокоточного Оже-анализатора с энергетическим разрешением (ΔE/E=0.05%) и хорошего растрового электронного микроскопа с разрешением во вторичных электронах не хуже 3 нм на 24-миллиметровом рабочем отрезке.

Использование термоэмиссионной электронной пушки и высокостабильной электронно-оптической колонны с максимальным током пучка 200 нА открывает широкие аналитические возможности для пользователя JAMP-9500F.

Такое удачное сочетание и продуманная конструкция наделяют прибор целым рядом уникальных свойств:
- возможность картирования по Оже-спектрам с пространственным разрешением не хуже 8 нм, что делает JAMP-9500F - настоящим нанозондом, не имеющем аналогов во всем мире;
- возможность травления образцов ионным пучком и исследования их структуры и состава по глубине;
- возможность исследования токонепроводящих материалов;
- возможность изучения локального фазового состава методами Оже-спектроскопии и дифракции отраженных электронов;
- возможность установки энергодисперсионного спектрометра (ЭДС) и проведения точного рентгеноского картирования легких элементов в ультравысоком вакууме (порядка 10-8 Па) без углеродной контаминации;
- возможность «холодного скола» образцов и изучения атомарно чистых поверхностей;
- возможность нагрева образцов до 600 градусов Цельсия;
и многое другое.

Основные технические характеристики JAMP-9500F:

Разрешение во вторичных электронах	3 нм (при 25 кВ, 10 пА)
Диаметр зонда для Оже-микроанализа	8 нм (при 25 кВ, 1 нА)
Тип электронной пушки	термрополевой катод Шоттки
Энергия электронного зонда	от 0,5 до 30 кэВ
Ток зонда	от 10 пА до 0,2 мкА
Увеличение	от 25 до 500 000 крат
Оже-спектрометр	полусферический электростатический анализатор
Разрешение по энергии Оже-спектрометра	от 0,05 до 0,6 %
Чувствительность Оже-спектрометра	840 000 имп/7 каналов*сек
Система детектирования Оже-спектрометра	многоканальный детектор
Ускоряющее напряжение ионной пушки	от 0,01 до 4 кВ
Ионный ток	2 мкА или более при 3 кВ и 0,03 мкА или более при 0,01 кВ
Функция нейтрализации поверхностного заряда на образце	встроена
Диапазон перемещения столика образцов	X: +/-10 мм,Y: +/-10 мм, Z: +/-6 мм, наклон: от 0 до 90 градусов, поворот: 360 градусов
Размер образца	20 мм диаметр, 5 мм толщина
Предельное давление в камере образцов	5х10-8 Па или менее
Отжиг колонны	система отжига встроена, отжиг автоматический
Изображения	спектры, профилирование по глубине, линейные профили, картирование в Оже-электронах, изображение во вторичных электронах

В данной модели пространственное разрешение улучшено с 35 нм (у JAMP-7810) до 8 нм (JAMP-9500F), т.е. почти в 6 раз. Это дает возможность визуализировать тончайшие слои полупроводниковых приборов на их поперечных срезах. Кроме того, данная модель имеет ускоряющее напряжение 30 кВ, что позволяет устанавливать приставку для энергодисперсионного рентгеновского микроанализа и EBSD детектор. 

Данный микроанализатор, по сути своей, является сверхвысоковакуумным аналитическим РЭМ, обладающим высоким разрешением во вторичных электронах, очень высоким разрешением в Оже-электронах, оснащенным спектрометром энергии электронов с очень высоким разрешением (до 0,05%), который позволяет осуществлять не только элементный, но и химический анализ (т.е. , например, различать кремний в окисле и кремний в чистом состоянии), что позволяет проводить тонкие исследования профилей концентрации элементов на границах раздела в многослойных полупроводниковых структурах.

Также новейший Оже-микроанализатор имеет гониометрический столик образцов с улучшенными функциями, оптимизированный для различных видов исследований, например, для глубинного профилирования (например, функция ионного травления с одновременным вращением образца для того, чтобы избежать селективного травления материала под ионным пучком). При профилировании с вращением столик с образцов может вращаться относительно любой выбранной точки на образце.

Похожая продукция