TESCAN TENSOR
精密分析型 4D-STEM 仪器用于半导体分析
白皮书
透射电镜的革命性创新
TESCAN TENSOR 的多模态、旋进辅助 4D-STEM 技术能助您推进应变工程、失效分析和工艺开发,更快、更准确地表征先进半导体器件的精细结构和成分。

应用案例
PCM 组件的相位与取向分析
对于相变存储器模块等先进的半导体器件,TESCAN TENSOR 可以进行精确的结构失效分析。

应用案例
5 纳米 FinFET 电路中的应变分析
TESCAN TENSOR 可以对复杂半导体器件(如 5 纳米 FinFET 电路或 GAA 纳米片)的大面积样品进行精确的应变测量。

应用案例
混合像素直接探测相机(用于 4D-STEM 成像)的优势
在开发 TENSOR 的过程中,TESCAN 的工程师们从一张白纸开始,设计出了一款专用分析型 STEM 仪器,该仪器针对 4D-STEM 测量进行了优化,其性能和可用性远远超出了对传统设计的改造。

电子束衍射功能 可提升数据质量
电子旋进通过减少动态散射来提高衍射数据的质量,从而实现高度精确的测量。这种改进对于 FinFET 和纳米片栅极周围晶体管中的精确应变工程以及多相半导体材料(如氧化铪锆(HZO)或氧化铟镓锌(IGZO))的精确相位取向分析至关重要。
在采集 4D-STEM 数据集每个像素的衍射图案时,倾斜电子束的快速前冲可减少采集数据中的动态散射效应,从而获得更精确、更准确的结果:
- 衍射图案能更好地与相位和方位映射中用于模板匹配的预计算运动模板相对应。
- 收集到的衍射图案中衍射点数量的增加,提高了相位和方位映射中模板匹配的准确性。
- 单个衍射光斑的强度更加均匀,从而提高了中心位置测定的精度,这对于应变和其他基于质量中心的应用至关重要。
显微镜自动对中功能实现无缝操作
在 TESCAN TENSOR 中,所有显微镜校准都是全自动的,无需频繁手动调整照明条件、束流扫描和数据采集。电子束旋进与样品表面完美对齐,确保了尽可能小的光斑尺寸,从而获得最佳的空间分辨率。
这种自动化程度意味着无需每天、每周或每月对不同的 STEM 成像、EDS 分布图或衍射模式进行调整。TESCAN TENSOR 可随时以最佳光学设置采集高质量数据,并在不同分析模式之间快速无缝切换。
简化样品倾转来应对应变和失效分析
TESCAN TENSOR 的自动化功能可直观地沿晶带轴倾转样品,简化例如应变测量或缺陷成像(如堆叠层错或位错)等复杂工作。这简化了一系列操作,确保先进半导体分析的精确测量。
加速 4D-STEM 数据采集和即时分析
TESCAN TENSOR 的高速电子旋进可将采集时间缩短 10 倍,从而使 4D-STEM 数据集的采集时间从几小时缩短到几分钟。
此外,在数据采集过程中,即时数据处理可在几分钟内提供分布图,无需进行大量的数据传输和后处理。这样就能在分析工作流程中更快地做出决策。
近超高真空样品条件下数据无衰减
TESCAN TENSOR 可确保对同一感兴趣区域进行可靠、可重复的测量,即使在用于 EDX(能量色散 X 射线光谱)分布图的高束流下,也不会因碳氢化合物污染而导致信号恶化。在近超高真空的工作条件下,可以防止碳氢化合物污染,并在多次分析中保持样品质量。
与传统系统不同的是,TESCAN TENSOR 无需使用液氮冷却就能维持这些条件,从而减少了系统停机时间,免去了其他所需低温循环。此外,它还能提供更安全的显微镜操作,操作员安全培训要求极低。这就实现了全天候不间断运行,最大限度地延长了半导体分析系统的正常运行时间。
提高通量,加快成果转化
TESCAN TENSOR 无需定期进行手动校准,并加快了数据采集速度,从而大大提高了通量。双 100 mm² SDD 传感器的集成提供了2.0 sr 的高信号收集固角,而100 kV 加速电压的使用则产生了卓越的 X 射线信号。
混合像素、直接电子衍射探测相机(Dectris Quadro)具有以下特点:
1. 高动态范围(~107);
2. 快速采集能力(高达 4,500 fps)
3. 在电子计数模式 下,对集衍射数据收集具有卓越的灵敏度。
这些功能结合在一起,可将多模态样品表征分析速度提高 10 倍。
TESCAN TENSOR 如何满足您的分析需求
性能只为结果
利用高速旋进辅助 4D-STEM 加速纳米级结构和成分分析。
进阶精度
有了增强的衍射数据质量和完美校准的显微镜光学镜组,就可以执行可靠的应变测量和相位-取向分析。
自动化与以样品为中心的操作界面
TESCAN Explore™ 视图界面和自动化工作流程大大节省了调整显微镜的时间,让您有更多的时间用来分析。
实时、交互式数据处理
即时数据处理功能,在数据采集过程中提供清晰、可操作的结果,方便您直接在显微镜上分析 4D-STEM 数据集。
不依赖操作员的可复制高质量
通过全自动校准和预设采集设置,始终获得可靠的结果,与用户的技术水平无关。
最小样品污染
借助近超高真空样品环境,可进行多种 STEM 分析测量,且不会造成样品损伤。
顺畅衔接现有流程
以标准格式无缝导出旋进辅助 4D-STEM 数据,轻松衔接到既定工作流程中。
快速培训新操作员
TENSOR 先进的自动化和直观的操作,便于新人快速上岗,或培训新用户。
TESCAN TENSOR
在先进半导体分析中的实际应用
22 纳米设备节点案例研究
TENSOR 使用放置在样品附近的双 100 mm² 探测器提供高质量的EDS 数据,使总收集固角达到 2.0 sr。100 keV 能量和 1 nm 光束尺寸下高达 10 nA 的电子束束流可在短短几分钟内捕获 EDS 图谱,而不是通常的半小时。
此外,TESCAN TENSOR 可在 STEM 成像模式和 EDS 分布图模式之间快速切换,无需手动对中,从而提高了这些常规测量的通量。

半导体器件的常规表征:3D NAND 单元案例研究
TESCAN TENSOR 的无窗 EDS 探测器与高束流和100 kV 加速电压相结合,即使是碳、氮和氧等轻元素也能产生强烈的信号。这种能力对于3D NAND 单元等小型器件尤为有利。
4D-STEM 相位和取向映射 (ACOM) 可以进一步增强 EDS 分析,它可以无缝集成到系统的自动工作流程中,使用户只需花费最少的精力就能提高表征能力。

多相纳米器件中的晶粒尺寸分布:3D-NAND 器件案例研究
TESCAN TENSOR 简化了复杂多相器件中的粒度分布分析。其快速电子旋进和实时数据处理功能可快速、准确地确定相和晶粒结构。
与传统的 TEM/STEM 仪器相比,只需很短的时间就能获得结果。

利用 4D-STEM 加强失效分析:相变记忆案例研究
对于相变存储器模块等先进半导体器件,TESCAN TENSOR 可以进行精确的结构失效分析。通过明确识别层和通孔中的锗分离或非晶化等缺陷,您可以自信地诊断和解决故障点。

半导体器件中的二维应变分析:5 纳米 FinFET 电路案例研究
TESCAN TENSOR 可以对复杂半导体器件(如 5 纳米 FinFET 电路或 GAA 纳米片)的大面积样品进行精确的应变测量。精确的电子束旋进排列、不受限制的数据采集速度以及专有的应变计算算法确保了高精度和高准确性,有助于优化应力工程和提高器件性能。

用于半导体分析的 TESCAN TENSOR 的主要优势
TESCAN TENSOR 提供一套全面的分析功能,旨在提高半导体器件表征的准确性、效率和可重复性。
标准分析技术
功能强大的成像模式包括明场 (BF)、暗场 (DF) 和高角度环形暗场 (HAADF) STEM 成像,以及精确的 EDS(能量色散光谱)元素绘图。

新的表征能力
先进的电子衍射技术和旋进辅助 4D-STEM 提供了精确的应变和相位分布图像,为半导体分析开辟新的途径。

提高数据质量
电子束旋进与 100 kV 的加速电压相结合,提高了衍射和 EDS 数据的质量,使测量更加精确和详细。

互动和实时操作
即时数据处理功能可在测量过程中提供测量结果,从而实现即时分析和快速决策。

更快获得多模态结果
快速的数据采集和分析模式之间的无缝切换提高了通量,减少了进行全面样品表征所需的时间。

可重现性和一致性
无论操作员的经验水平如何,通过预定义的数据采集设置都能确保重现高产量的结果。

无懈可击的可靠性
显微镜全自动对中功能保证了最佳结果,无需用户干预,确保每次都能获得一致的性能。

样品损伤极少
近超高真空条件可防止碳氢化合物污染,在多次大束流测量中保持样品的完整性。

使用 TESCAN TENSOR 提升您的半导体表征能力
TESCAN TENSOR 结合了先进电子衍射技术的结构洞察力,从而改变了常规的多模态表征方法。
通过显微镜自动对中功能、STEM 和 EDS 模式之间的快速切换以及无需后处理的实时数据分析,可加快分析速度。电子旋进确保了高质量的衍射数据,进一步提高了测量精度。
TESCAN TENSOR 通过简化的工作流程、预定义的光学设置和易于使用的界面,让所有用户都能进行先进的 STEM 测量,使您的实验室能够更快、更多地取得成果,并对结果更有信心。
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