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日立场发射电子显微镜 SU8600

Hitachi SU8600冷场电镜相比其它热场电镜,在拍摄易受电子束损伤的样品上,存在较大优势,如锂电池隔膜,和半导体光刻胶等样品。并且可与多种设备连用,如离子研磨、AFM,真空转移装置等:

A. 与原子力显微镜联用:实现同一品牌扫描电镜和原子力显微镜的坐标联用,两台设备可以独立工作,保证坐标共享精度优于10微米。原子力显微镜可以搭载EFM模块,在SU8600拍摄锂电池隔膜SEM影像以后,进行电性测量。

B. 与光学显微镜联用:可以与任意品牌型号的光学显微镜联用,两台设备可以独立工作,可以利用光学显微镜图片导航,并叠加电镜和光镜图片。

C. 与真空转移盒联用:实现同一品牌扫描电镜和真空转移盒联用,保证样品隔绝空气下制备和观察,避免样品受到空气污染(如锂电池行业样品),真空转移盒也可以扩展与AFM、离子研磨等联用。

 

a. 锂电池隔膜拍摄:着陆电压30V,底片放大倍率50K,使用减速功能拍摄,极低加速电压下的SEM图像能够显示最真实的形貌。

 

日立场发射电子显微镜 SU8600

 

日立场发射电子显微镜 SU8600

 

b. 光刻胶样品的冷场电镜观察:采用上探头减速模式,适合观察易受电子束损伤的样品。图片反映了样品表面细节,并且样品没有受到电子束损伤。

 

日立场发射电子显微镜 SU8600

 

日立场发射电子显微镜 SU8600

 

c.  Hitachi冷场电镜与真空转移盒连用:锂电池样品制备后,使用真空转移装置放入电镜观察,避免空气污染

 

日立场发射电子显微镜 SU8600

 

日立场发射电子显微镜 SU8600

 

1. 冷场电镜与热场电镜的区别:

场发射是在灯丝尖端施加电场,降低灯丝势垒,从而实现电子的发射。

冷场和热场的灯丝均是单晶钨蚀刻而成,区别是热场灯丝尖端有氧化锆镀层,所以热场灯丝较粗,发射出的电子束直径较粗,亮度小于冷场1个数量级,与冷场相比不利于高分辨,此外热场灯丝工艺复杂,价格高。

冷场是单纯场至发射,电子束直径小,电子发射密度高,电子能量分散小,非常有利于高分辨。

 

日立场发射电子显微镜 SU8600

 

2. 分辨率:

Hitachi SU8600可验收的二次电子分辨率是0.7nm@1kV,设备标配2个探测器:Upper/Lower探头,且独特的探头设计使得可以在3kV以下成BSE图像。

由于半导体样品有很多对电子束比较敏感,例如PR,所以成像观察时候的电压较小;而Hitachi可以在3KV下成BSE像,并能够将SE-BSE任意比例混合成像,在注重区分成分衬度的同时也兼顾成像能力。如下图:

a.光刻--显影--蚀刻后未去胶的半导体芯片pattern

 

日立场发射电子显微镜 SU8600

 

SU8600接收信号能力强,分辨率高,通过标配的Top/Upper探头观察激光发射器芯片,可以直接看见7nm的量子阱(样品直接裂片后拍摄,不喷金),传统观察量子阱需要做TEM试片分析:

 

日立场发射电子显微镜 SU8600

 

3. 搭配能谱仪:

由于EDS技术上的发展,目前市面上的EDS只需要pA级别的束流,SU8600最大束流可以达到22nA,完全满足EDS及EBSD的需求。而能谱的能量分辨率是由能谱本身决定,但是空间分辨率由电镜决定,低电压和小束流的条件下,空间分辨率更好,而低电压和小束流正是冷场的优势。

 

4. 真空度:

冷场电镜真空度更高,比热场电镜高一个量级,而真空度越高,越适合高分辨观察。SU8600电子枪真空度可以达到10-8Pa,只有日立有3个离子泵外加化学吸附泵,其他热场都是2个离子泵,没有化学吸附泵。

 

5. 防污染措施:样品交换仓设计

Hitachi SU8600标配样品交换仓,换样速度快,有助于提高工作效率,换样时间≤1分钟;且不需要大开仓,样品室不易受污染,便于SEM日后的维护保养。

 

日立场发射电子显微镜 SU8600

 

6操作保护:

Hitachi为自动防碰撞保护,仪器会根据样品高度卡死可移动角度,永远不会出现样品在Tilt或移动过程中造成碰撞探头的现象。其他家SEM是通过CCD观察操作,电镜是否安全依赖于操作员主观观察,具有操作风险。

 

7. 维护保养:

冷场电镜1根灯丝可保证5年以上寿命,物镜光阑4年(Hitachi配有独特的物镜光阑自清洁技术,可以明显提高仪器对污染的耐受力)。

热场电镜1根灯丝寿命1~2年,且更贵。

 

8. 环境耐受性:

Hitachi SU8600环境耐受性强,接地电阻小于100欧姆即可;欧美系SEM需要小于0.1欧姆。

 

9.市占率:

目前Hitachi SU8600已经是第三方实验室芯片分析的主流设备,如MA-tek,IST,Win-tech,广电计量等,都有Regulus8220/SU8600机型。12寸Fab厂更是将其作为FA实验室标配。

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