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技術機関誌 SI NEWS日立ハイテクノロジーズ

日立ハイテクのコア技術である世界トップレベルの高輝度冷陰極電界放出型電子銃と新開発の電磁界重畳型複合対物レンズを搭載した、高性能FIB*1-SEM*2複合装置 「Ethos」を開発しました。
FIB-SEM複合装置は、試料の加工を行うFIBカラムと、高倍率で観察を行うSEMカラムを同一試料室に配置し、試料表面のみならず試料内部の特定箇所の微小な形状や構造を高倍率で解析することができます。半導体をはじめ、ナノテク、材料、医学・生物など幅広い分野において、試料の断面観察やTEM*3用の薄膜試料作製に活用されており、特に近年微細化が進む最先端デバイスや高機能ナノ材料においては、その微細構造や組成の観察・分析、欠陥の解析・評価を行う際に必要となる薄く均一で高品位なTEM用薄膜試料を作製する装置として重要な役割を担っています。
Ethosは、低加速電圧での高分解能SEM観察を可能とし、高品位なTEM用試料加工を実現するACE*4技術(FIBでの断面加工する際に発生する加工スジ*5を抑制する技術)を組み合わせることで、加工ダメージが小さく、加工断面が均一で高品位なTEM用薄膜試料作製を実現しています。
また、新開発の大容量試料室には、EDS*6やEBSD*7などの各分析装置に対応する多数のアクセサリーポートを設置するとともに、直径150 mmサイズの試料の全面加工観察ができる新開発の大型試料ステージを搭載しています。これにより、最先端半導体デバイスだけでなく生物組織から鉄鋼などの磁性材料まで、さまざまな試料の複合解析に対応しています。

*1
FIB:Focused Ion Beam(集束イオンビーム加工装置)
*2
SEM:Scanning Electron Microscope(走査電子顕微鏡)
*3
TEM:Transmission Electron Microscope(透過電子顕微鏡)
*4
ACE:Anti Curtaining Effect:(カーテン効果(加工スジ)抑制機能)
*5
加工スジ:FIBで加工を行う際、試料の構造や材質により加工レートが異なることが原因で表面に発生する凹凸
*6
EDS:Energy Dispersive x-ray Spectrometer(エネルギー分散型X線分析装置)
*7
EBSD:Electron Backscatter Diffraction(電子線後方散乱回折分析装置)

主な特長

  1. 高輝度冷陰極電界放出型電子銃と電磁界重畳型レンズにより高分解能観察を実現
  2. SEMカラム内に3つの検出器を搭載することで、二次電子による形状コントラストや反射電子による組成コントラストなど、複数のコントラストによる観察が可能
  3. 高電流密度FIBによる高速加工に対応
  4. さまざまなアプリケーションに対応できる大容量試料室と高安定・高精度ステージを搭載
  5. マイクロサンプリング®*やトリプルビーム®システム*による高品位TEM試料作製が可能

*オプション

写真:高性能FIB-SEM複合装置「Ethos」の外観

主な仕様

主な仕様
SEM光学系
電子源冷陰極電界放出形
加速電圧0.1~30 kV
分解能1.5 nm@1 kV, 0.7 nm@15 kV
FIB光学系
加速電圧0.5~30 kV
最大ビーム電流100 nA
分解能4.0 nm@30 kV
ステージ
駆動範囲X:0~155 mm,Y:0~155 mm,Z:0~16.5 mm,T:-10~59°,R:360°
*試料ホルダによりストロークに制約があります。
試料サイズ最大150 mm 径

「トリプルビーム®」は、株式会社日立ハイテクサイエンスの日本国内における登録商標です。
「マイクロサンプリング®」は、株式会社日立製作所の日本国内における登録商標です。

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