FIB SEM | Helios 5 EXL | Thermo Fisher Scientific

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에너지 효율이 높은 고성능 전자 소자에 대한 수요는 점점 더 작고 밀도가 높은 형상과 복잡한 3D 구조를 가진 첨단 소자의 개발을 주도하고 있습니다. 이러한 최첨단 마이크로프로세서, 메모리 소자 및 기타 제품의 빠른 생산은 매우 어려우며 소자 깊숙한 곳에 묻혀 있는 형상에 대한 고해상도 원자 규모의 분석이 필요합니다. 투과전자현미경 분석(TEM)은 이러한 종류의 분석을 위한 첨단 기술로 점점 더 자리잡아가고 있으며 집속 이온 빔(FIB) 밀링으로 생성된 고품질 시료에 의존하고 있습니다.

Thermo Scientific Helios 5 EXL DualBeam은 반도체 산업에서 TEM 시료 준비의 어려움을 해결하도록 설계된 300mm 전체 웨이퍼 집속 이온 빔 주사전자현미경(FIB-SEM)입니다. Helios 5 EXL DualBeam은 sub-5nm, gate-all-around 기술 등을 포함하는 오늘날 가장 진보된 프로세스 노드를 위해 시료를 준비할 수 있습니다.

시료 처리량과 생산성 극대화

첨단 머신 러닝 및 폐쇄 루프 엔드 포인팅을 활용하는 Helios 5 EXL DualBeam은 향상된 절단 배치(cut placement) 정밀도를 제공하며 가장 까다로운 시료에서도 고품질 라멜라를 지속적으로 추출할 수 있습니다.

첨단 머신 러닝 자동화 기능으로 초박막 TEM 시료 생성 루틴과 일관성을 유지할 수 있으며, 나노미터 미만의 분해능으로 더 많은 인터페이스, 필름, 프로파일을 측정하고 나노미터 미만의 뛰어난 통찰력을 제공합니다. Helios 5 EXL DualBeam은 웨이퍼 및 결함 탐색과 레시피 정의 및 실행을 하나의 완전 통합형 프로그램으로 결합하여 효율적이고 일관된 TEM 시료 준비 워크플로우를 보장합니다. 이 자동화 기능은 도구 대 작업자 비율을 높여 시료 처리량 및 기술 리소스 생산성을 극대화합니다.

TEM image of a gate-all-around transistor.

Si/SiGe gate-all-around(GAA) fin의 TEM 이미지

TEM cross-section of a transistor gate along a nanowire.

나노와이어를 따라 있는 게이트 단면의 TEM 이미지.

주요 특징

자동 TEM 시료 준비 소프트웨어

Thermo Scientific AutoTEM 5 소프트웨어는 웨이퍼 및 결함 탐색과 레시피 정의 및 실행 기능을 하나의 완전 통합형 프로그램으로 결합하여 다양한 수준의 전문 지식을 가진 작업자 간의 효율성과 일관성을 보장합니다. AutoTEM 소프트웨어는 TEM 시료 준비를 간소화하여 사용자가 도립(inverted), 플랜-뷰(plan-view) 및 탑-다운(top-down) TEM 시료 준비 워크플로우를 위해 멀티-사이트(multi-site) 작업을 쉽게 스케쥴할 수 있습니다.

반복할 수 있고 자동화된 증착 및 에칭

자동 TEM 준비를 지원하기 위해 특별히 개발된 Thermo Scientific MultiChem Gas Delivery 시스템은 뛰어나게 일관된 증착 및 에칭 기능을 제공하며 자동화 응용분야에 활용할 수 있습니다. 위치 사전 설정이 저장된 전동식 주입 바늘은 시료 표면으로 최적화된, 재현성 있는 가스 전달을 위해 정확하게 배치될 수 있습니다. 또한 MultiChem 가스 공급 시스템은 서비스성을 고려하여 도구 가동 시간을 극대화합니다.

첨단 시료 준비를 위한 정밀한 FIB 밀링

Helios 5 EXL DualBeam에는 혁신적으로 낮은 kV 성능과 최첨단 TEM 시료 준비를 제공하는 Thermo Scientific Phoenix Ion Column이 포함되어 있습니다.

자동 정렬, 고분해능, 일관된 결과

고성능 Thermo Scientific Elstar Electron Column은 향상된 분해능과 TEM 시료 엔드 포인팅을 제공하는 고유한 UC 모노크로메이트(monochromatic) 기술을 특징으로 합니다. 새로운 SEM 자동 정렬은 여러 도구와 작업자 간의 일관된 결과를 보장합니다.

자동 시료 조작 및 리프트 기능

TEM 시료를 들어올리고 그리드로 이동하는 직관적인 방법을 사용하는 Thermo Scientific EasyLift Nanomanipulator는 기존 또는 초박형 TEM 라멜라를 간단하고 일관되게 생성하기 위해 낮은 드리프트와 높은 정밀성을 제공합니다. EasyLift Nanomanipulator는 매우 정확하고 사용이 간편하며 전동식으로 회전을 빠르게 수행할 수 있으므로 고속의 도립(inverted) 또는 플랜-뷰(plan-view) 시료 준비에 이상적입니다.

팹(fab)-호환가능한 자동 FOUP 로더 (AFL) 옵션

옵션인 자동화된 FOUP 로더(AFL)를 사용하면 Helios 5 EXL DualBeam을 반도체 웨이퍼 팹(fab) 내부에 배치할 수 있습니다. 웨이퍼 프로세스 라인(near-line)에 가까우므로 실험실 기반의 분할된 웨이퍼 조각 분석에 비해 최대 3배 빨리 중요한 정보를 제공하여 새로운 프로세스 개발을 가속하고 고용량 생산에 대한 수율 곡선을 가속할 수 있습니다.

사양

Thermo Scientific Phoenix 이온 컬럼	갈륨 집속 이온 빔 최대 65 nA 최대 빔 전류 높은 품질의 시료 준비를 위한 저전압(500 V) 성능 일치 지점 및 30 kV에서 이온 빔 분해능 선호하는 통계적 방법을 사용하여 4.0 nm 이온 소스 수명: 1,000 시간 보장
Thermo Scientific Elstar 전자 컬럼	초고분해능 액침 렌즈 전계 방출 SEM(FESEM) 컬럼 UC+ 모노크로메이터 기술을 특징으로 하는 초안정성 Schottky 전계 방출 건 전자 빔 분해능: 1.0 nm @ 15 kV 0.9 nm @ 1 kV 전자 소스 수명: 12개월
가스 공급	Thermo Scientific MultiChem 가스 공급 시스템 최대 6가지 개별 화학물질을 위한 슬롯 단일 가스 주입 시스템 최대 3개의 독립된 GIS 장치를 위한 포트(port)
검출기	Elstar 렌즈내(in-lens) SE 검출기(TLD-SE) Elstar 렌즈내(in-lens) BSE 검출기(TLD-BSE) 2차 이온(SI)과 전자(SE)를 위한 고성능 이온 변환 및 전자(ICE) 검출기
시료 핸들링	EFEM을 통한 300 mm FOUP 자동 처리 (GEM300 준수) 300mm, 200mm, 150mm 웨이퍼 수동 로딩
추가 옵션	920µm 시야의 광학 현미경 BF/DF/HAADF 세그먼트가 있는 30kV STEM 검출기 Oxford EDS CAD 탐색 호환성 (NEXS 및 Synopsys Camelot) Thermo Scientific iFast 소프트웨어 반도체 웨이퍼 탐색 (옵션) KLARF 1.2 및 1.8 표준에 기반한 통합형 결함 탐색 사용자 정의 웨이퍼 맵 및 사이트 플랜