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ブレイクスルーを起こす先端製品のご提案半導体・MEMS プロセス装置

加工・観察装置
元素分析装置

RAITH(レイス)

マルチイオンFIB-SIMS装置

IONMASTER, VELION

Raith社は微細パターン形成やナノスケール構造作製に適した製品ラインナップを持っており、幅広い研究機関や産業界で利用されています。同社の液体金属合金イオン源(LMAIS)は、その特殊な幾何学的形状と金属ベースチップの高度な製造プロセスにより、長時間安定したビーム電流と極めて低いビーム位置ドリフトを実現し、FIBをリソグラフィーシステムの性能レベルまで進化させました。画期的なマルチイオン源FIB装置で、ナノリソグラフィ、イオン注入、複雑な3次元ナノ構造などのナノ加工、高解像度の軽元素イオン顕微鏡観察、極微量SIMS分析まで、1台で様々な機能を有した次世代システムです。

SERIES LINEUP

シリーズラインナップ

製品特徴

  画期的なマルチイオン源(LMAIS)テクノロジー

  本装置はLMAIS(液体金属合金イオン源)の採用より、複数種のイオンを1台で切り替えた次世代FIB装置です。サンプルのダメージを最小化する軽元素イオンから、スパッタ効率を高める重元素イオンを単一のイオン源に集約し、様々な用途に対応できます。また、長時間安定したビーム電流と極めて低い位置ドリフトも特徴です。

  ◆ 重元素イオン種(Ga、Bi、Au、Ge)
       ✓ 重量が重く、スパッタ収率も高いため、大面積加工や高感度のSIMS分析に適している
       ✓ 任意のイオン種の局所的なイオン注入が可能

  ◆軽元素イオン種(Li、Si)
       ✓ Gaコンタミ、ダメージのない微細加工
       ✓ 最小のビーム径であるLiビームで、ナノオーダーの高解像度観察
       ✓ SIMS分析時の負イオンのスパッタリング放出(O-、F-、CN-など)

マルチイオン 集束イオンビーム(FIB)機能

① 微細パターン形成・ナノスケール構造作製

  下図は、イオン種の異なるFIBでの、Au薄膜層へのオリゴマー配列を加工した結果を比較しています。
この構造は100nmの穴をわずか15nmの薄い壁を残して7つ蜜に並べるという、きわめて過酷な高アスペクト加工が求められます。従来のGaイオン源では30nmの壁が限界でしたが、He、Liイオンビームは極細のビーム径であるため、約15nmの壁が加工を実現しています。He FIBではビーム電流が小さいため、長時間加工ではドリフトが生じますが、マルチイオン源はビーム安定性が高く12,000個のオリゴマー作製に成功しました。

 

② 断面加工・観察・3D再構築

  構成を変更可能なマルチイオン源では、スパッタ収率の高い重元素ビームと、ほとんどエッチングしない軽元素ビームを選択できます。FIBのみで断面加工・観察・3D再構築が可能です。また、FIB鏡筒が試料直上に位置しており、ステージ傾斜も不要です。

 

③ イオン顕微鏡(SIM)観察

   従来のGaイオンFIBでは観察中に試料がスパッタリングされてしまいましたが、マルチイオンFIBでは、軽元素のイオンビームに切り替えるだけで、ほぼダメージレスの高解像観察が可能です。また、加速電圧を下げなくても侵入深度が浅く、どなたでも簡単に最表面の観察ができます。

 

※SEMは電子線、FIBはイオンビームを照射しており、観察像にはコントラストの違い等が生じます。

 

磁場セクター二次イオン質量分析(SIMS)

 SIMS分析(二次イオン質量分析法)とは、試料の表面に正・負イオン化の一次イオンビームを照射して、二次イオンの質量を分析することで、元素濃度を測定する分析法です。本装置では、半導体(Si, SiC, GaN)分野の極微量不純物・ドーパントの深さ方向分析に広く利用されている、磁場セクター型を採用しています。

◆本装置の磁場セクター型SIMSの特長
 ・高感度(ppm~ppbレベル)かつ、質量分解能が高く、極微量対象物の分析が可能
 ・水素・リチウムも含む、ウランまでの全元素、および同位体の分析が可能
 ・イオンビームスパッタリングを活用した、深さ方向の濃度プロファイル分析に対応
 ・測定対象元素に適した、マルチイオンビーム種(正イオン、負イオン)を自動選択
 ・手間のかかる正・負イオン切替時の光学系調整を自動化し、簡単操作・高速分析を実現   

  

 

■ラインナップ・オプション

FIB-SEM-SIMS複合機、ガスインジェクションなどのオプション・ラインナップもございます。

APPLICATION

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