원자 프로브 단층 촬영

48ab - 응용분야/시료/제품/리소스/문의하기

원자 프로브 단층 촬영을 통해 시료 구조와 원소 조성에 대한 원자 분해능 분석이 가능합니다. 시료 표면에서 개별 원자(이온으로)를 제거하고 질량 분석기로 식별 정보를 측정하는 이 기술은 분석을 위해 이온을 배출하는 날카로운 팁 형태의 시료가 필요합니다. FIB(집속 이온 빔) 밀링(milling)은 매우 정밀한 양의 물질을 제거할 수 있으므로 이러한 특정 유형의 시료 준비에 매우 적합합니다. DualBeam (FIB-SEM) 기기에서와 같이 주사전자현미경(SEM)과 함께 결합하면 밀링 공정을 시각적으로 실시간 모니터링할 수 있습니다.

APT sample preparation with a PFIB DualBeam

플라즈마 집속 이온 빔(PFIB)을 사용한 APT 샘플에 대한 거친 밀링과 리프트 아웃. 이미지(a-b)는 2.5µA FIB에 의해 대략적으로 밀링된 시료의 SEM이며, 한쪽과 아래쪽에 자유 J-컷이 완성됩니다. 이미지(c-f)는 여러 APT 시료에 대해 리프트가 하나인 리프트 아웃 프로세스의 FIB 이미지입니다.

APT 분석

우수한 APT 시료의 기초적인 기준은 다음과 같습니다.

위치 특이적 및 위치 특이적이지 않은 시료 준비 기능
일반적으로 팁 반경이 50nm 이하인 바늘 모양의 검체
팁의 균일한 원형 단면은 방사형의 대칭 전기장 생성
상당한 증발 이벤트가 발생하도록 테이퍼 각도 수정
검체 준비 중 팁의 손상 최소화(미세 구조 및 조성에 있어 바늘의 꼭대기 영역은 본래 시료를 나타내야 함)

Thermo Scientific DualBeam 기기는 고품질 APT 시료 준비를 위한 갈륨 FIB 및 플라즈마 FIB(PFIB) 밀링을 제공합니다. Thermo Scientific Helios Hydra DualBeam을 사용하여, 주어진 시료 밀링에 가장 적합한 이온을 결정하기 위해 다양한 플라즈마 이온 종(산소, 아르곤, 질소 또는 제논)을 동일한 기기 내에서 고유하게 적용할 수 있습니다. 또한 Thermo Scientific Autoscript 소프트웨어로 프로세스를 자동화할 수 있으므로 반복적인 시료 준비의 부담이 크게 줄어듭니다.

APT 반도체 분석

원자 프로브 단층 촬영(APT) 데이터 수집을 위해 준비된 얇고, 위치-특이적인 시료

반도체 장치의 축소로 인해 설계 프로세스에 보다 작은 아키텍처가 사용되므로, 더욱 높은 분해능의 특성 분석이 필요합니다. 원자 프로브 단층 촬영(Atom probe tomography, APT)은 매우 낮은 농도의 원소 조성과 함께 해당 구조를 검출, 시각화 및 분석을 가능케 하기 때문에 고급 반도체 분석에 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

그러나 APT는 고품질, 고수율 및 위치 특이적인 원자 프로브 팁의 준비를 필요로 합니다. 이들 팁에 적용되는 엄격한 기준으로 인해 이것은 매우 어려운 과제가 될 수 있습니다. 예를 들어, 바늘 모양의 검체는 팁 반경이 50nm 미만이고, 원형 대칭 전기장을 생성하기 위한 균일한 원형 단면, 증발 이벤트 발생을 위한 테이퍼 각도 교정, 그리고 준비 중에 팁에 발생하는 손상의 최소화가 필요합니다.

밀링을 실시간으로 모니터링하면서 매우 정확한 수량의 물질을 제거할 수 있으므로, DualBeam(FIB 및 주사전자현미경의 결합) 기술을 사용한 집속 이온 빔(FIB) 밀링은 이 특정 유형의 시료 준비에 이상적입니다. Thermo Fisher Scientific은 Thermo Scientific Atom Probe LX Software 및 Thermo Scientific Helios 5 FX DualBeam을 출시해왔으며, 이 새로운 시료 준비 기술은 원자 프로브 팁 밀링 공정을 자동화하여 신뢰성, 정밀도 및 반복 가능한 결과를 제공합니다.

이들 고품질 팁을 통해 인터페이스에서 에칭 관련 불순물(예: 불화물, 염화물), 기능 내 수소 분포, 게이트 산화물로의 중금속 확산, 에피 층에서 도펀트의 측면 확산과 같은 현상을 검출할 수 있습니다. 보다 자세한 내용은 Helios 5 FX DualBeam 제품 페이지를 참조하십시오.

리소스