超高分辨场发射扫描电子显微镜 SU8600系列
特点
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最新日立高新技术公司于1972年正式推出冷场发射电子源,大大提升了观察分辨率。
核心技术(冷场发射电子源)
这些年来,我们一直专注于技术创新,从未止步。仪器采用最新型电子枪,在高亮度区域也可以稳定发射电子束*。SU8600系列即使在低加速电压下,也可以获得高信噪比的图像,同时仪器支持长时间测试以及大电流分析。冷场发射灯丝尖端

SEM电子枪性能比较
在物镜上方形成正交电场和磁场(ExB Field)后,无需改变入射电子的运动轨迹,即可高效检测二次电子。因此,即使导入极小的探针电流也可以获得高信噪比和高衬度的图像。核心技术(ExB)
电场和磁场对入射电子的影响

电场(E)和磁场(B)效应(F)相互抵消,入射电子不会发生偏转,可直接通过ExB区域。
磁场对二次电子的影响

二次电子的移动方向与入射电子相反,在电场和磁场的共同作用下,
使二次电子向二次电子探测器方向偏转,由此可实现二次电子的高效检测。信号混合&分离功能是日立高新技术公司产品的一大显著特征。通过调节物镜中控制电极的电压核心技术(SuperExB)
来控制到达探测器的电子(二次电子或背散射电子)。用户可以获得二次电子与背散射电子的混合像,轻松获取所需要的信息SE模式

背散射电子被控制电极捕获,因此只有样品产生的二次电子被检测到
LA-BSE模式

通过调节控制电极的电压值来控制从样品中激发出的二次电子的检出量。检测背散射电子撞击控制电极所产生的二次电子
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- 采用高亮度、高稳定的新型冷场发射电子枪,以实现超高分辨观察。
- 多种新型探测器可供选择,以应对不同的应用场景。
(IMD, CLD, PD-BSED, OCD)
*选配
日立的高亮度电子源可保证了即使在超低着陆电压下,也可获得超高分辨的图像。超高分辨成像


0.8 kV电压条件下观察RHO型沸石的实例。左图为颗粒整体的形貌,右图为放大图像,颗粒表面细微的台阶结构清晰可见。低电压观察对于减少电子束损伤和获取表面形状信息较为有效。
样品提供:日本工业技术综合研究所 上村 佳大 先生
高衬度的低加速电压背散射图像
3D NAND截面观察;
在低加速电压条件下,背散射电子信号能够明显的显示出氧化硅层和氮化硅层的衬度差别。
3D NAND截面观察(加速电压:1.5kV) 快速BSE图像:新型闪烁体背散射电子探测器(OCD)
由于使用了新型的OCD探测器,即使扫描时间不到1秒,也仍然可以观察到Fin-FET清晰的深层结构图像.
5纳米制程SRAM的内部结构观察
(加速电压:30kV,扫描时间<1秒) -
EM Flow Creator 允许客户创建连续图像采集的自动化工作流程。EM Flow Creator将不同的SEM功能定义为图形化的模块,如设置放大倍率、移动样品位置、调节焦距和明暗对比度等。用户可以通过简单的鼠标拖拽,将这些模块按逻辑顺序组成一个工作程序。经过调试和确认后,该程序便可以在每次调用时自动获得高质量、重现性好的图像数据。
先进的自动化功能
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支持双显示器,6通道同时显示
灵活的用户界面和样品室配置
1,2,4 或6通道信号可在同一个显示器上同时显示,可切换内容包括SEM各探测器以及样品室相机和导航相机。
可以通过使用两个显示器来扩展工作空间,可定制的用户界面以提高工作效率
可安装样品室内置式导航相机。导航相机*
自动拍摄样品台的图像,并传输到SEM MAP画面上,方便导航观察位置,快速切换观察区域。
*选配
实时监测样品室内情况,在多附件的复杂情况下确保样品安全移动。可切换彩色/黑白。样品室相机*
*选配
样品室和接口
样品交换室可插入最大直径为150 mm的样品。样品室有多个EDS安装接口。(照片包含选配项)

应用案例
半导体器件
5 nm制程SRAM的电位衬度观察
电位衬度图像是半导体器件缺陷可视化的有效方法之一。
上面的图像是5 nm制程的SRAM区域中的Contact plug观察实例,左图为使用0.5 kV,UD探测器拍摄的W的连接层, 右图为使用0.3 kV,TD探测器减速模式拍摄的Co-W的连接层。
选择合适的SEM观察条件可极大的提升特定样品中目标信息的获取效率,如:调节着陆电压、切换合适的探测器和探测条件等。
5 nm制程SRAM内部结构观察
左图:可观察到Fin-FET的内部结构。由于使用了新型的OCD探测器,即使拍照时间不到1秒,也仍然可以观察到清晰的结构图像。
右图:局部放大,正常扫描速度所获得的图像,显示出非常优秀的信噪比
3D NAND截面观察
左图:3D NAND截面整体像
右图:局部放大图像。在1.5kV的低加速电压条件下,背散射电子信号能够明显的显示出氧化硅层和氮化硅层的衬度差别。
材料科学
RHO型沸石表面微结构
样品提供:日本工业技术综合研究所 上村 佳大先生
以上为0.8 kV电压条件下观察RHO型沸石的实例。左图为颗粒整体的形貌,右图为放大图像,颗粒表面细微的台阶结构清晰可见。
低电压观察对于减少电子束损伤和获取表面形状信息较为有效
自组装氧化铁(Fe3O4)磁性纳米颗粒
样品提供: Electrical Computer Engineer department, National University of Singapore
左图:排列整齐的氧化铁自组装磁性纳米颗粒
右图:x800k倍局部放大图像,可清晰的观察直径12 nm颗粒表面的细微结构。
电容材料的表面结构和成分组
电容材料表面钽涂层断裂的SEM观察。上图为UD、TD双通道同时获取的图像,可同时记录表面及成分信息。
生命科学
拟南芥子叶的超微结构
样品提供: 环境资源科学研究中心,理化学研究所 丰冈 公德先生
上图为拟南芥子叶超薄切片的背散射电子图像。采用2 kV的低加速电压,得到了类似 TEM像的图像。使用能量过滤的BSE信号,可清晰的观察到囊体膜等超微结构(右图)
大鼠大脑皮层大视野/高像素图像
左上图是视野约为60 μm,单次扫描采集的大鼠超薄切片样品高像素图像。
将黄色矩形区域图像进行简单的数字放大,得到左下图。将左下图的黄框内容继续进行数字放大,得到右下图。
右下图相当于左上原图像数字放大12倍,依然可以清晰确认到神经细胞的细胞器等的内部构造。
SU8600单次扫描支持高达 40,960 x 30,720 像素 (*)
的高分辨率图像,如上所示,可以获得大视野、高像素图像。
样品提供:自然科学研究机构,生理学研究所,
电子显微镜室 洼田 芳之先生
*选配
规格
| 机型 | SU8600 系列 | |
|---|---|---|
| 电子光学系统 | 二次电子像分辨率 | 0.6 nm@15 kV |
| 0.7 nm@1 kV * | ||
| 放大倍率 | 20 to 2,000,000 x | |
| 电子枪 | 冷场发射电子源,支持柔性闪烁功能,包含阳极烘烤系统。 | |
| 加速电压 | 0.5 to 30 kV | |
| 着陆电压 * | 0.01 to 20 kV | |
| 探测器 | (部分为选配项) | 上探测器(UD) |
| UD ExB能量过滤器,包含SE/BSE信号混合功能 | ||
| 下探测器(LD) | ||
| 顶探测器(TD) | ||
| TD能量过滤器 | ||
| 镜筒内背散射电子探测器(IMD) | ||
| 半导体式背散射电子探测器 (PD-BSED) | ||
| 新型闪烁体式背散射电子探测器(OCD) | ||
| 阴极荧光探测器(CLD) | ||
| 扫描透射探测器(STEM Detector) | ||
| 附件 | (部分为选配项) | 导航相机、样品室相机、X射线能谱仪(EDS)、背散射电子衍射探测器(EBSD) |
| 软件 | (部分为选配项) | EM Flow Creater、HD Capture(最高 40,960×30,720 像素) |
| 样品台 | 马达驱动轴 | 5轴马达驱动(X/Y/R/Z/T) |
| 马达驱动轴 | X:0~110 mm | |
| Y:0~110 mm | ||
| Z:1.5~40 mm | ||
| T:-5~70° | ||
| R:360° | ||
| 样品室 | 样品尺寸 | 最大直径:150 mm |
* 减速模式下
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