ПЛАЗМЕННЫЕ И ИОННО-ЛУЧЕВЫЕ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ОБРАЗЦОВ




Устройство плазменной очистки PC2000 Устройство для плазменной очистки PC2000 позволяет чистить одновременно образец и его держатель, что минимизирует, а в некоторых случаях исключает загрязнения неорганических образцов, анализируемых в SEM, TEM, STEM и/или AEM. Технология основана на воздействии на образец и его держатель плазмы реактивного газа, которая эффективно удаляет с поверхностей широкий ряд загрязнений. Процедура очистки может быть проведена перед введением образца в микроскоп путем установки стандартного держателя образца микроскопов в вакуумную камеру PC2000 ⌀8" х 4" через боковые или верхний порты или просто помещением образца в объем вакуумной камеры. Устройство может работать со стандартными держателями образцов микроскопов.

  • Может работать с держателями образцов TEM микроскопов бокового и верхнего вводов. Большая камера ⌀8" х 4" позволяет проводить очистку крупногабаритных предметов - пинцетов, устройств установки образцов, и т.п.;
  • Цифровые LCD дисплеи показывают уровни поступающей в плазму и отраженной мощностей в ваттах, величину смещения и давление в вакуумной камере;
  • Стандартное устройство поставляется с тремя портами, позволяющими одновременно проводить очистку нескольких образцов или ввести в камеру аналитические инструменты;
  • В качестве рабочих газов могут применяться Ar, O2, CF4, Cl2, CCl4, CF4 и другие газы и их смеси;
  • Уровень мощности может быть оптимизирован для каждого типа образца и рабочего газа для максимально эффективной очистки без опасения травления держателя образца или камеры;
  • Окно камеры позволяет наблюдать за процессом.

Устройство для плазменной очистки изготавливается по лицензии Argonne National Laboratory, патент США № 5,510,624, автор Dr.Nestor J.Zaluzec.


Устройство плазменного травления PE2000 Устройство для плазменного травления PE2000 предназначено для травления поверхности в плазме реактивного газа. Плазма может быть создана в среде до четырех рабочих газов и потребляет до 150 Вт при частоте 13.56 МГц. Это устройство идеально для лабораторного применения, когда может быть необходима обработка только одного образца с полным контролем каждого параметра процесса. Типичными применениями являются удаление фоторезиста, удаление BPSG, травление оксидных и нитридных слоев, обработка поверхности пластмасс и плазменная очистка. Вакуумная камера диаметром 200 мм позволяет работать с образцами размером до 150 мм в диаметре, а также с образцами неправильной формы. Полностью ручной контроль с цифровой индикацией параметров и встроенная система ВЧ согласования мощности генератора обеспечивает широкий диапазон рабочих параметров.

  • Ручной контроль с цифровой индикацией параметров делает возможной реализацию процессов в широком диапазоне уровней давления рабочего газа с неограниченными комбинациями рабочих газов включая кислород, фториды и хлориды;
  • Ввод газа, изготовленный из нержавеющей стали, обесречивает максимальную равномерность травления и наилучшую утилизацию рабочего газа;
  • Различные блокировки предотвращают неправильное включение и работу, обеспечивая безопасность работы и исправность устройства;
  • При среднем уровне мощности около 100 Вт могут быть реализованы высокие скорости травления - более 200 Å/min для оксидов и 500 Å/min для нитридов;
  • Все газоподводы и соединения изготовлены из коррозионно-стойкой нержавеющей стали;
  • Устройство поставляется с двумя ручными регуляторами расхода газа, но может быть поставлено и с электронными РРГ.

После очистки образцы должны быть помещены в вакуумный контейнер для транспортировки к микроскопу. Держатели образцов могут храниться в этих контейнерах неопределенное время для предотвращения последующих новых загрязнений.Для откачки контейнеры устанавливаются на патрубках откачной станции. Откаченные контейнеры могут как оставаться под вакуумом, так и быть заполнены инертным газом, например, сухим азотом, оставаясь установленными на откачной станции.
PC2000 PE2000
Частота 13.56 МГц 13.56 МГц
Направленная мощность 1 - 150 Вт, регулируемая 1 - 150 Вт, регулируемая
Отраженная мощность Регулируемая, потенциометер Регулируемая, потенциометер
Смещение LED дисплей LED дисплей
Механический насос "Сухой" "Сухой"
Предельный вакуум 2х10-2 торр 2х10-2 торр
Время достижения предельного вакуума 30 с 30 с
Рабочее давление Типично 0.2 торр 0.02 - 0.2 торр
Датчик вакуума и дисплей Емкостной манометр и LED дисплей Емкостной манометр и LED дисплей
Подача рабочего газа Два игольчатых клапана Два игольчатых клапана
Вакуумная камера ⌀8" х 4", нержавеющая сталь ⌀8" х 4", кварц, опция - нержавеющая сталь
Порты Стандарт 2 порта для держателей образцов, 1 порт для наблюдения, опция - 3 порта для держателей образцов Для камеры из нержавеющей стали: Стандарт 2 порта для держателей образцов, 1 порт для наблюдения, опция - 3 порта для держателей образцов
Охлаждение Водяное Водяное
Габаритные размеры 22"W х 14"D х 18"H 20.25"W х 16"D х 15"H
Вес 50 фунтов без механического насоса 60 фунтов без механического насоса
Питание 110/220 В, 50/60 Гц, 1 фаза, 10/5 А 110/220 В, 50/60 Гц, 1 фаза, 10/5 А
Гарантия 2 года 1 год
Сертификации FCC, CE FCC
Дополнительные приспособления №№
Адаптер для держателя образца JEOL с боковым вводом (для 100CX) PC150-01J
Адаптер для держателей образца JEOL с боковым вводом (1210, 1220, 1230, 2010, 2010F, 3010, 3000F и 4010) PC150-01J2010
Адаптер для держателя образца Philips с боковым вводом PC150-01P
Адаптер для держателя образца Zeiss с боковым вводом PC150-01Z
Адаптер для держателя образца Hitachi с боковым вводом PC150-01H
Адаптер для держателя образца LEO с боковым вводом PC150-01L
Адаптер для держателя образца Topcon с боковым вводом PC150-01T
Адаптер для держателя образца для заказчика PC150-01B
Адаптер для держателя образца Hitachi с верхним вводом PC150-03H
Адаптер для держателя образца VG с верхним вводом PC150-03VG
Адаптер для других держателей образца с верхним вводом PC150-03XX
Вакуумный контейнер для хранения держателей JEOL с боковым вводом PC150-02J
Вакуумный контейнер для хранения держателей JEOL с боковым вводом (1210, 1220, 1230, 2010, 2010F, 3010, 3000F и 4010) PC150-02J2010
Вакуумный контейнер для хранения держателей Philips с боковым вводом PC150-02P
Вакуумный контейнер для хранения держателей Zeiss с боковым вводом PC150-02Z
Вакуумный контейнер для хранения держателей Hitachi с боковым вводом PC150-02H
Вакуумный контейнер для хранения держателей Topcon с боковым вводом PC150-02T
Вакуумный контейнер для хранения держателей LEO с боковым вводом PC150-02L
Заглушка порта для адаптера держателя образца JEOL (для 100CX) PC150-04J
Заглушка порта для адаптера держателей JEOL (1210, 1220, 1230, 2010, 2010F, 3010, 3000F и 4010)
Заглушка порта для адаптера держателей Philips PC150-04P
Заглушка порта для адаптера держателей Zeiss PC150-04Z
Заглушка порта для адаптера держателей Hitachi PC150-04H
Заглушка порта для адаптера держателей LEO PC150-03L
Заглушка порта для адаптера держателей Topcon PC150-03T
Прокладки вакуумной камеры (две на камеру) BJG8
Вакуумный стенд для откачки держателей PC2000-VPS
Для PE2000
Камера из нержавеющей стали с портом наблюдения взамен кварцевой камеры PE2000-003/02-80171-01
Прокладки вакуумной камеры (две на камеру) только для кварцевой камеры BJG8/0570-008
Кварцевая камера (⌀8" х 5") PE2000-001/02-80169-01
Высокочастотный экран для кварцевой камеры PE2000-002/02-80170-01

Устройство реактивного ионного травления RIE2000 Устройства для реактивного ионного травления RIE2000 и RIE3000 разработаны специально для анизотропного травления микроэлектронных структур. Эти лабораторные приборы предназначены для симуляции работы большого производственного оборудования при разработке технологий и для проведения пилотных производственных процессов. RIE2000 и RIE3000 имеют откачную систему на базе турбомолекулярного насоса, позволяющего достичь предельного вакуума ниже 10-6 торр, обеспечивающее чистую остаточную атмосферу и высокую степень анизотропности травления из-за низкого содержания остаточных газов и отсутствия подтравливания.

Модель RIE2000 имеет два ручных игольчатых клапана для подачи рабочих газов, которые могут быть заменены двумя электронными регуляторами расхода газа. Модель RIE3000 может быть поставлена с до пяти электронных регуляторов расхода газа; в этом случае контроллер регуляторов расхода газа установлен в отдельном блоке.

Подложки до ⌀6" и нерегулярной формы могут быть обработаны в камере ⌀8". Подача газа или смеси газов в объем камеры осуществляется через кольцевой газораспределитель, обеспечивающий высокие равномерность травления и утилизацию рабочего газа. Все газовые линии, фиттинги, клапана изготовлены из коррозионно-стойкой нержавеющей стали.

При относительно невысокой мощности порядка 100 Вт реализуются достаточно высокие скорости травления - до 200 Å/мин для оксидов и до 500Å/мин для нитридов.
RIE2000 RIE3000
Частота 13.56 МГц 13.56 МГц
Направленная мощность 1 - 200 Вт, регулируемая 1 - 200 Вт, регулируемая
Отраженная мощность Регулируемая, потенциометер Регулируемая, потенциометер
Смещение LED дисплей LED дисплей
Таймер Автоматическое прерывание процесса в установленный период времени в диапазоне 0 - 99:59:59 Автоматическое прерывание процесса в установленный период времени в диапазоне 0 - 99:59:59
Механический насос "Сухой" "Сухой"
Турбомолекулярный насос 70-80 л/с 70-80 л/с
Предельный вакуум менее 10-6 торр менее 10-6 торр
Рабочее давление 0.02 - 0.2 торр 0.02 - 0.2 торр
Датчик вакуума и дисплей Комбинированный Пирани - магетронный датчик и LED дисплей Комбинированный Пирани - магетронный датчик и LED дисплей
Подача рабочего газа Два игольчатых клапана, опция - два электронных регулятора расхода газа До пяти электронных регуляторов расхода газа
Вакуумная камера ⌀8" х 4", нержавеющая сталь ⌀8" х 4", кварц, опция - нержавеющая сталь
Порты Стандарт 2 порта для держателей образцов, 1 порт для наблюдения, опция - 3 порта для держателей образцов Для камеры из нержавеющей стали: Стандарт 2 порта для держателей образцов, 1 порт для наблюдения, опция - 3 порта для держателей образцов
Охлаждение Водяное Водяное
Габаритные размеры 20.25"W х 16"D х 15"H 20.25"W х 16"D х 15"H
Вес 60 фунтов без механического насоса 60 фунтов без механического насоса
Питание 115 В 60 Гц, 1 фаза, 10 А; 230 В 50 Гц, 1 фаза, 5 А 115 В 60 Гц, 1 фаза, 10 А, 230 В 50 Гц, 1 фаза, 5 А
Гарантия 1 год 1 год
Дополнительные приспособления №№
Кварцевая камера ⌀8" х 5" RIE2000-001
Высокочастотный экран для кварцевой камеры RIE2000-002
Камера из нержавеющей стали с портом наблюдения RIE2000-003
Один регулятор расхода газа с одноканальным контроллером RIE2000-005
Два регулятора расхода газа с четырехканальным контроллером RIE2000-006
Датчик с холодным катодом для камеры из нержавеющей стали RIE2000-003 RIE2000-008
Электронный регулятор расхода газа 0550-014
Одноканальный контроллер регулятора расхода газа 0550-020
Четырехканальный контроллер регулятора расхода газа 0550-010

Устройство ионно-лучевого осаждения тонких пленок и травления IBS/e Для получения высококачественного изображения и проведения анализа образцов методами электронной микроскопии высокого разрешения, поверхность образца должна быть покрыта мелкозернистой токопроводящей сверхтонкой пленкой. Образцы, исследуемые методами низковольтной сканирующей электронной микроскопии (SEM), часто должны быть покрыты проводящей пленкой для улучшения контраста изображения и исключения зарядовых эффектов. Сверхтонкие пленки на поверхности образца, исследуемого методами AFM и STM, нужны для снижения поверхностного сопротивления образца, закреплении на поверхности образца малых частиц и снижения искажений, возникающих при взаимодействии зонда с поверхностью образца. Подобные тонкие пленки часто должны быть осаждены на поверхности образца без сопутствующего традиционным методам осаждения тонких пленок в вакууме (термическим испарением или плазменным распылением) нагрева поверхности образца.

Модель IBS/e - высоковакуумная установка для нанесения тонких пленок, разработанная для нанесения прецизионных тонких проводящих пленок на образцы, подлежащие анализу методами электронной микроскопии. Пленки осаждаются в высоком вакууме с помощью двух ионных источников, генерирующих направленные на распыляемую мишень ионные пучки, которые распыляют мишень. Распыленный материал мишени осаждается на поверхность образца, образуя тонкую пленку. Исключительно тонкие, сплошные металлические или углеродные пленки растут на холодной поверхности образца не изменяя и не разрушая деликатные поверхностные объекты. Практически любой материал может быть осажден этим методом в виде тонкой пленки с прецизионным контролем ее толщины в процессе осаждения. Установленный дополнительно третий ионный источник, направленный на образец, позволяет проводить процессы ионно-лучевого травления поверхности образца а с напуском в вакуумную камеру реактивного газа и процессы реактивного травления. Травление улучшает контраст изображения на образцах поперечного сечения и может выявить интересные аспекты различных биологических образцов.

Возможность получения проводящих сплошных аморфных тонких пленок на поверхности образца делает IBS/e идеальным устройством для обеспечения методик электронной микроскопии высокого разрешения.

IBS/e deposited film comparisonБазовые ионные источники, установленные в Модели IBS/e - источники с седловидным полем, работающие в режиме разрядных напряжений до 10 кВ и генерируюшие направленный узкий пучок высокоэнергетичных ионов рабочего газа (обычно аргона) с диаметром на мишени порядка 3 мм и плотностью ионного тока до 15 мА/см2. Рабочий газ подается в каждый ионный источник с помощью ручного игольчатого натекателя. Энергия распыленных частиц материала мишени менее 40 эВ, и при достаточно низком рабочем вакууме (6 -8)х10-5 торр на поверхности образца растет тонкая совершенная пленка распыляемого материала.

Вращающийся держатель образца позволяет получить пленки с равномерным распределением по толщине в пределах размеров обычных образцов электронной микроскопии. Образец может как вращаться с регулируемой скоростью в одном направлении, так и осциллировать вокруг оси вращения, а также изменять угол относительно нормали к поверхности мишени (преимущественному направлению распространения распыленного материала) при осаждении пленки или к направлению ионного пучка при травлении в диапазоне -99о - 0 - +99о. Наклон образца может быть как фиксированным, так и осциллирующим в процессе осаждения пленки или травления поверхности. Напряжение разряда и ток разряда ионных источников индицируются на LCD дисплее, скорость осаждения пленки контролируется стандартным кварцевым измерителем скорости осаждения тонких пленок.

На стандартном держателе образца можно закрепить подложку ⌀2" или несколько стандартных держателей образца SEM и TEM. Есть возможность установки держателя образца диаметром до 4".

Откачная система установки на базе турбомолекулярного насоса позволяет быстро достичь вакуума в диапазоне 10-7 торр и обеспечить осаждение безкислородных покрытий без необходимости применения криогенных ловушек.

IBS with Kaufman ion sourceАльтернативным является ионный источник Кауфмана, генерирующий ионный пучок размером примерно 10 х 10 мм с энергией в диапазоне от 100 до 1000 эВ и током пучка до 10 - 14 мА. Низкая энергия ионов и высокие плотности тока на достаточно большой площади позволяют (а) реализовать как низкие, так и высокие скорости осаждения пленок и (б) снизить уровень наведенных радиационных дефектов при травлении поверхностей. Объемный заряд ионного пучка может быть нейтрализован, а нейтрализованный ионный пучок позволяет эффективно распылять и травить диэлектрические материалы. Источник может генерировать дефокусированный или фокусированный ионные пучки, что дает пользователю возможность выбора между высокими скоростями распыления и большей обрабатываемой поверхностью. На рисунке слева показана Модель IBS/e с блоком питания ионного источника Кауфмана и четырехканальным контроллером электронных регуляторов расхода газа.

Модель IBS/e может быть поставлена по требованию заказчика с различными комбинациями вышеописанных ионных источников (см. Спецификации), а также с электронными регуляторами расхода газа вместо ручных игольчатых натекателей.
Стандартные конфигурации IBS/e
IBS/e-DD Включает два высоковольтных ионных источника, установленных в портах напыления. Применяется для низкоскоростного осаждения тонких пленок для SEM высокого разрешения.
IBS/e-DDE Включает два высоковольтных ионных источника, установленных в портах напыления и один высоковольтный ионный источник в порту травления. Применяется для низкоскоростного осаждения тонких пленок для SEM высокого разрешения и для травления и ионной полировки образцов.
IBS/e-DE То же, что и IBS/e-DDE, но только с одним ионным источником для осаждения пленок. Скорость осаждения в два раза меньше, чем у Модели IBS/e-DDE.
IBS/e-KDCDUAL Это конфигурация с двумя ионными источниками Кауфмана - один установлен в верхнем порту осаждения, второй - в порту травления. Источник питания, переключаемый между двумя ионными источниками, установлен отдельно. Применяется для осаждения пленок как с высокими, так и с низкими скоростями и для ионного травления и полировки образцов. Низкоэнергетичный пучок ионов с электронной компенсацией объемного заряда позволяет наносить пленки и травить поверхности как электропроводящих, так и диэлектрических материалов. Равномерное осаждение пленок и травление реализуется на большей площади образца, чем при применении высоковольтных ионных источников.
Возможны опции только с одним ионным источником, с фокусированным или коллимированным ионным пучком (только для источника Кауфмана), с дополнительной подачей реактивного газа в объем вакуумной камеры, и др.

Спецификации


Типичные материалы распыляемых мишеней Cr, W, Ta, Pt, Ir, C,
Au, Au/Pd, Pd, Ag
Режимы работы DEPO - режим осаждения пленки,
ETCH - режим травления образца,
LAS - работа с держателем образца ⌀4"
Габаритные размеры Базовый блок 19"H x 28"W x 30"D без механического насоса
Вес 120 фунтов
Питание 110 В 15 А, 220 В 7.5 А, 1 фаза, 50/60 Гц
Вакуумная система
Предварительная откачка "Сухой" механический насос
Высоковакуумная откачка Турбомолекулярный насос 250 л/с
Предельный вакуум Менее 5х10-7 торр
Вакуумный датчик Комбинированный, Пирани и холодный катод
Ионный источник с седловидным полем
Разрядное напряжение 0 - 10 000 В
Разрядный ток 3 - 5 мА
Выходная апертура ⌀2.3 мм
Ионный источник Кауфмана
Энергия ионов 100 - 1000 эВ
Ток пучка до 14 мА
Выходная апертура 10 х 10 мм
Возможность фокусировки пучка Да
Контроль процесса осаждения пленок Стандартный кварцевый монитор скорости осаждения и толщины тонких пленок
Привод держателя образца
Диапазон углов наклона в режиме осаждения пленки и травления 0 - +/-99o
Размеры Стандартный ⌀2", опция ⌀4"
Диапазон углов наклона для держателя образца ⌀4" 0 - +/-17o
Скорость вращения держателя образца Регулируемая в диапазоне 0 - 40 об/мин
Режим изменения угла наклона Фиксированный и осциллирующий в заданном диапазоне
Режим вращения держателя Непрерывный и осциллирующий



Модель PTR2000Модель PTR2000 - устройство для утоньшения и улучшения качества поверхности образцов, предварительно подвергнутых FIB обработке или полировке на приспособлении TRIPODTM, воздействием извлеченных из плазмы разряда ионов очень низких энергий (т.н. Plasma TrimmingTM процесс). После FIB обработки образец в модифицированном держателе FortressTM переносится в цилиндрический Модели PTR2000, и этот цилиндр вводится через вакуумный порт в устройство плазменной очистки образцов (на рисунке слева - в PC2000). Зажигается плазма и на образец подается отрицательное смещение от внешнего программируемого источника питания.

Модель PTR2000 и PC2000 Это смещение вытягивает ионы из плазмы и ускоряет их к поверхности образца, а геометрия электрического поля вблизи образца такова, что ионы движутся по криволинейным траекториям и падают на поверхность образца почти нормально.

Электрическое поле Модель PTR2000 Напряжение смещения (до 500 В) и время обработки (до 24 часов) программируются для четырехступенчатого процесса. В процессе обработки программа выполнения может быть приостановлена и вновь запущена в любой точке процесса. Для плазмы с высоким потенциалом образец устанавливается немного внутри цилиндрического держателя, который, таким образом, экранирует образец от распыленного плазмой материала окружающих компонентов, правда, ионный ток при этом несколько уменьшается. Модифицированный держатель FortressTM покрыт графитовой краской чтобы снизить его распыление и переосаждение распыленного материала на образец.

После обработки в Модели PTR2000 и PC2000 Низкоэнергетичные ионы удаляют нарушения поверхности, введенные предварительной FIB обработкой или полировкой с TRIPODTM, так что известный контраст "соль с перцем", видимый на BF и HREM изображениях, пропадает и получается изображение с однородным фоном.

При наличии соответствующих адаптеров Модель PTR2000 может быть использована с любым устройством плазменной очистки. Обработанные образцы хранятся в контейнере SampleSaverTM для защиты от возможных загрязнений и окисления.

Стандартная комплектация:

  • Plasma TrimmingTM цилиндр и программируемый источник питания/контроллер;
  • Вакуумный ввод;
  • Модифицированный держатель FortressTM - 5 шт;
  • Модель SS100 SampleSaverTM с держателем образцов SS100-FIB;
  • Держатель FortressTM Sample Loader;
  • Графитовая краска и кисточка.



VECOR 101 Duranzo Aisle, Irvine, CA92606, USA
Phone: +1-949-394-4466 * Fax: +1-949-451-6813 * E-mail: info@vecorus.com