Massen-separierte fokussierte Ionenstrahlen
Das FIB System IMSA-100 wurde 1988 entwickelt, um extrem hohe Stromdichten von mehr als 10 A/cm-2 für diverse Ionenarten zu erreichen. Die ionenoptische Säule bestand aus einer Ga-LMIS oder alternativ einer LMAIS, zwei elektrostatischen Linsen, einem Oktupoldeflektor, einem ExB Massenseparationssystem, einem Austaster, zwei Stigmatoren und einem Sekundär- Elektronen/Ionen Detektions-system für die Probenabbildung.
Nach 12-jährigem erfolgreichen Betrieb wurde die Anlage modernisiert, da die Strahlparameter (besonder Ionenstrahldurcmesser ~ 200 nm) den neuen Anforderungen nicht mehr genügten. Die ionenoptische Säule einschließlich der Ansteuerung wurde durch eine FIB-Ionensäule vom Typ CANION Z31Mplus von Orsay Physics ebenfalls mit einem Massenseparator (ExB Filter) ersetzt, wobei viele der umfangreichen Optionen der IMSA-100 erhalten wurden.
Parameter des Systems IMSA-Orsay-Physics-FIB
Energiebereich
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10-30 keV (einfach geladen)
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Ionenarten
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Ga, Co, Nd, Ge, Au, Si, Er, Ni, Fe, Cr, B, In ...
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Strahlstrom
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0.001 - 22 nA
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Spotdurchmesser
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min 14 nm (Ga)
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Stromdichte
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>20 A/cm2
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Massenauflösung
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35
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Probengröße
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Wafer: bis zu 6" Masken: bis zu 7"
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Optionen
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- Spezialprobenhalter
- Heiztargets bis zu 500oC (2") sowie bis zu 700°C (1/2“)
- Probenkühlung bis 240 K (Peltier)
- in-situ elektrische Kontaktierung, 5-polig
- Probenkippung (Rotation) 360 °; Inkrement: 0 28°
- FIB gestützte Ätzung (XeF2)
- FIB gestützte Metallabscheidung (W; Au)
- Ladungsneutralisation durch Elektronendusche
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Probentisch
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Laserinterferometer gesteuerter x-y Tisch 160 x 160 mm2 Genauigkeit: < 50 nm
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Scanfeld
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max. 500 x 500 µm2 (energieabhängig) für größere Strukturen: stitching
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Daten input Format
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ASCII, AutoCAD (dxf), beliebige Graphiken (bmp)
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Abbildung und Oberflächenanalyse
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- Sekundärelektronen Detektion
- Strominduzierte Abbildung (IBIC, Spannungskontrast)
- Detektion Ionenstrahl induzierter akustischer Wellen
- in-situ CCD Kamera
- 2 Messkanäle für optische Methoden
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Schema der Ionenstrahlsäule IMSA – Orsay Physics
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