Tescan SOLARIS X™ 2: Giải pháp Plasma FIB-SEM cho cắt mặt cắt sâu và phân tích hỏng hóc các gói đóng gói điện tử tiên tiến

• Hệ thống Plasma FIB-SEM năng suất cao, cho phép tạo các mặt cắt diện tích lớn và mặt cắt sâu một cách hiệu quả.
• Xác định chính xác điểm kết thúc ở cấp nanomet bằng hình ảnh từ cột Triglav™ SEM tại điểm hội tụ giữa FIB và SEM.
• Mặt cắt không tạo giả ảnh nhờ công nghệ Rocking Stage và TRUE X-sectioning.
• Chuẩn bị TEM Lamella không sử dụng Ga với chùm ion Xe trơ, giúp phân tích không gây hư hại mẫu.

I. Những điểm tạo nên sự khác biệt của Tescan SOLARIS X™ 2

1.1 Hiệu suất cao ở mọi quy mô (Throughput at Every Scale)

Thực hiện tạo mặt cắt diện tích lớn với tốc độ cao nhờ Plasma FIB Xe có dòng chùm lên tới 3,3 µA – lý tưởng để phân tích các gói IC phức tạp và các thiết bị nhiều lớp xếp chồng.

1.2 Xác định điểm kết thúc với độ chính xác cao (Precision End-Pointing)

Xác định vị trí và bộc lộ các khuyết tật nằm dưới bề mặt với độ chính xác cấp nanomet tại điểm hội tụ FIB–SEM nhờ cột Triglav™ SEM.

1.3 Chuẩn bị mẫu không sử dụng Ga (Ga-Free Sample Preparation)

Bảo vệ các lớp và giao diện nhạy cảm của thiết bị bằng quá trình gia công với chùm ion Xe trơ, tạo ra các TEM Lamella nguyên vẹn, sẵn sàng cho phân tích STEM hoặc EDS.

1.4 Tự động hóa quy trình làm việc (Workflow Automation)

Giảm thời gian thiết lập và hạn chế sự khác biệt giữa các người vận hành thông qua căn chỉnh cột tự động cùng các thao tác được hướng dẫn trong giao diện người dùng Essence™.

1.5 Hiệu quả mở rộng theo nhu cầu (Scalable Efficiency)

Thực hiện mọi tác vụ từ gia công bóc tách thể tích lớn đến cô lập khuyết tật kích thước nhỏ trên cùng một hệ thống, mở rộng hiệu năng của Plasma FIB-SEM cho cả các ứng dụng quy mô lớn và quy mô nhỏ.

II. Các ứng dụng của Tescan SOLARIS X™ 2

2.1 Tescan SOLARIS X™ 2 trong khoa học vật liệu (Materials Science)

Gia công Plasma FIB chính xác kết hợp với phân tích 3D thể tích lớn cho nghiên cứu vật liệu tiên tiến

• Gia công chính xác với năng suất cao nhờ cột Plasma FIB Mistral™.
• Lý tưởng cho các quy trình yêu cầu tránh nhiễm bẩn ion Ga⁺.
• Chuẩn bị mẫu TEM nhanh chóng, đúng vị trí cần thiết để phục vụ các kỹ thuật đặc trưng vật liệu tiên tiến.

Đối với các phòng thí nghiệm khoa học vật liệu, Tescan SOLARIS X™ 2 kết hợp hai ưu điểm nổi bật: cột Plasma FIB Mistral™ có độ chính xác và năng suất cao, cùng khả năng chụp ảnh siêu phân giải của cột Triglav™ UHR-SEM. Sự kết hợp này đặc biệt phù hợp cho các quy trình gia công và đặc trưng vật liệu yêu cầu xử lý nhanh các thể tích mẫu lớn mà vẫn duy trì khả năng quan sát rõ các đặc trưng có kích thước rất nhỏ. Hệ thống cũng cho phép chuẩn bị mẫu TEM nhanh chóng tại đúng vị trí mong muốn và hỗ trợ các ứng dụng mà việc tránh nhiễm bẩn ion Ga⁺ là yêu cầu quan trọng.

2.2 Tescan SOLARIS X™ 2 trong chế tạo mẫu thử nghiệm ở kích thước nano (Nanoprototyping)

Chụp ảnh siêu phân giải và gia công chính xác ở kích thước nano trong cùng một kính hiển vi

Tescan SOLARIS X™ 2, khi được trang bị Nanoprototyping Toolbox, cung cấp đầy đủ các khả năng của hệ thống FIB-SEM dành cho chế tạo nguyên mẫu thiết bị ở kích thước nano — từ thiết kế đến kiểm tra — bằng cách kết hợp khả năng chụp ảnh UHR-SEM sử dụng quang học ngâm (Immersion optics) với công nghệ gia công Plasma FIB không sử dụng gallium, cho phép tạo ra, chỉnh sửa và phân tích các cấu trúc chức năng với độ rõ nét vượt trội đồng thời duy trì tính toàn vẹn của vật liệu.

Các lợi ích nổi bật

• Thiết kế và chế tạo các cấu trúc 2D/3D mới bằng cả chùm điện tử và chùm ion — từ cảm biến plasmonic đến các dây nano tự do (freestanding nanowires).
• Bảo toàn tính chất vật liệu và mở rộng quy mô chế tạo linh hoạt từ các cấu trúc kích thước nano đến các hình học ở cấp micromet. Plasma FIB sử dụng ion Xe không chứa gallium giúp loại bỏ nguy cơ nhiễm bẩn mà vẫn duy trì độ chính xác ở mọi kích thước cấu trúc.
• Kiểm tra và đặc trưng hóa các cấu trúc đã chế tạo với độ phân giải siêu cao bằng hệ thống Immersion-optics SEM, giúp xác nhận rằng hình ảnh quan sát phản ánh đúng cấu trúc thực của thiết bị chứ không phải các giả ảnh sinh ra trong quá trình gia công.
• Rút ngắn chu trình phát triển nguyên mẫu từ nhiều tuần xuống chỉ còn vài giờ bằng cách cắt mặt cắt các thiết bị ngay bên trong buồng máy (in-situ), phân tích liều chiếu, hình dạng hình học và tính chất vật liệu, sau đó nhanh chóng lặp lại quy trình mà không cần chuyển sang thiết bị khác.
• Tự động hóa toàn bộ các quy trình chế tạo nguyên mẫu, kể cả những quy trình phức tạp, thông qua Python API và công cụ tự động hóa dạng khối (block-based automation), không yêu cầu người dùng có kinh nghiệm lập trình.

Tescan SOLARIS X™ 2 mở rộng khả năng nghiên cứu ở kích thước nano bằng một môi trường FIB-SEM tích hợp hoàn chỉnh dành cho cả gia công và phân tích — một kính hiển vi, một phần mềm, khả năng kiểm soát toàn diện.

Hệ thống UHR-SEM sử dụng quang học ngâm cung cấp chất lượng hình ảnh cần thiết để phân giải những chi tiết cấu trúc nhỏ nhất, trong khi Plasma FIB sử dụng ion Xe không chứa gallium đảm bảo các thiết bị nguyên mẫu vẫn giữ nguyên các đặc tính vật liệu thực từ cấp nano đến cấp micromet.

Cho dù bạn đang chế tạo tinh thể quang tử (photonic crystals), phát triển nguyên mẫu ống dẫn sóng (waveguides) hay nghiên cứu các vật liệu lượng tử nhạy cảm với gallium, SOLARIS X™ 2 đều hỗ trợ quá trình đổi mới ở kích thước nano một cách nhanh chóng, linh hoạt và không gây nhiễm bẩn, đồng thời cung cấp chất lượng hình ảnh đủ cao để xác minh chính xác từng bước của quy trình.

2.3 Tescan SOLARIS X™ 2 trong lĩnh vực bán dẫn (Semiconductors)

Plasma FIB-SEM độ chính xác cao cho phân tích hỏng hóc vật lý và xác nhận quy trình

• Cắt mặt cắt sâu lên đến 1 mm để định vị khuyết tật ở cấp độ package.

• Xác định điểm kết thúc với độ chính xác cấp nanomet tại điểm hội tụ FIB–SEM.

• Chuẩn bị lá mỏng TEM không sử dụng Ga cho các phân tích tiếp theo với độ tin cậy cao.

Tescan SOLARIS X™ 2 mở rộng khả năng phân tích hỏng hóc vật lý bằng FIB cho các kiến trúc thiết bị tiên tiến, bao gồm IC 2.5D và 3D, flip-chip và HBM modules. Kỹ sư có thể bộc lộ các đặc trưng nằm dưới bề mặt như vết nứt (cracks), lỗ rỗng (voids) và bong tách lớp (delaminations) với độ chính xác vượt trội, giúp xác định nguyên nhân gốc nhanh hơn và đảm bảo khả năng lặp lại trong kiểm soát quy trình sản xuất và R&D đóng gói bán dẫn.

2.4 Tescan SOLARIS X™ 2 trong thiết bị MEMS

Cắt mặt cắt chính xác và chụp ảnh độ phân giải cao cho các vi cấu trúc 3D phức tạp

• Gia công bằng Xe Plasma FIB cho phép tạo mặt cắt thể tích lớn với tốc độ cao.

• Đánh bóng không tạo giả ảnh nhờ công nghệ TRUE X-sectioning và Rocking Stage™.

• Phân tích không gây hư hại các cấu trúc cơ học kích thước micromet.

Đối với nghiên cứu và phân tích hỏng hóc MEMS, SOLARIS X™ 2 kết hợp Xe Plasma FIB dòng cao với công nghệ giảm giả ảnh để hiển thị chi tiết các giao diện chôn dưới bề mặt và các hình học vi cấu trúc.

Hệ thống hỗ trợ phát triển và đánh giá chất lượng các cảm biến, cơ cấu chấp hành (actuators) và các hệ vi cơ điện tử 3D khác, nơi độ chính xác gia công và mặt cắt sạch là yếu tố then chốt.

2.5 Tescan SOLARIS X™ 2 trong công nghệ hiển thị (Display Technologies)

FIB-SEM diện tích lớn để phân tích các lớp màng mỏng và cấu trúc đa lớp của màn hình

• Cắt mặt cắt năng suất cao cho MicroLED, OLED và TFT.

• Xác định điểm kết thúc chính xác trên các cấu trúc nhiều lớp phức tạp.

• Chụp ảnh đáng tin cậy đối với vật liệu dẫn điện và nhạy với chùm tia.

Đối với các nhà sản xuất màn hình và nhà nghiên cứu vật liệu, SOLARIS X™ 2 cho phép kiểm tra chi tiết mảng điểm ảnh (pixel arrays), giao diện tiếp xúc và các lớp encapsulation. Việc cắt sâu bằng ion Xe trơ giúp bảo toàn các cấu trúc màng mỏng tinh vi, đảm bảo quan sát chính xác các khuyết tật điện, quang học và cơ học trong các công nghệ hiển thị thế hệ mới.

2.6 Tescan SOLARIS X™ 2 trong thiết bị quang điện tử (Optoelectronics Devices)

Chụp ảnh độ phân giải cao và cắt mặt cắt cho các linh kiện quang học và quang tử

• Cắt mặt cắt sạch cho LED, VCSEL và laser diode.

• Chụp ảnh SEM độ tương phản cao để đánh giá các giao diện quang học.

• Gia công không sử dụng Ga giúp bảo toàn các lớp quang hoạt động và lớp phủ.

SOLARIS X™ 2 hỗ trợ phân tích cấu trúc và thành phần với độ chính xác cao cho các cụm lắp ráp quang điện tử phức tạp. Sự kết hợp giữa Xe Plasma FIB sắc nét và SEM nhạy cao cho phép kỹ sư nghiên cứu liên kết lớp, sự lan truyền khuyết tật và độ đồng trục cấu trúc trong các thiết bị quang tử và phát quang.

2.7 Tescan SOLARIS X™ 2 cho chuẩn bị TEM Lamella

Chuẩn bị mẫu hiệu quả, không sử dụng Ga cho phân tích TEM và STEM chất lượng cao

• Tự động làm TEM Lamella xuống dưới 100 nm.

• Ion Xe trơ giúp ngăn cấy ion và nhiễm bẩn mẫu.

• Tối ưu cho việc bộc lộ mục tiêu nằm dưới bề mặt trong các thiết bị phức tạp.

Với Xe Plasma FIB độ phân giải cao và khả năng điều khiển chùm tia chính xác, SOLARIS X™ 2 đơn giản hóa quy trình chuẩn bị mẫu TEM cho các ứng dụng bán dẫn và khoa học vật liệu. Quy trình không sử dụng Ga loại bỏ nguy cơ nhiễm bẩn và bảo toàn tính toàn vẹn vi cấu trúc thực của mẫu, đảm bảo kết quả đặc trưng chính xác trong các nghiên cứu STEM, EDS và EBSD.

2.8 Tescan SOLARIS X™ 2 trong khoa học sự sống (Life Science)

Khám phá các cấu trúc sinh học trên thể tích lớn mà không làm mất đi các chi tiết ở kích thước nano.

Tescan SOLARIS X™ 2 kết hợp hệ thống SEM siêu phân giải sử dụng immersion optics với Xe Plasma FIB công suất cao, mang đến các mặt cắt sạch cùng những quy trình làm việc tiên tiến ở cả nhiệt độ phòng và điều kiện đông lạnh (cryo) dành cho nghiên cứu khoa học sự sống.

Các ưu điểm nổi bật

• Độ tương phản và độ phân giải vượt trội ở điện áp gia tốc thấp (low-kV) đối với các mẫu sinh học nhạy cảm.
• Loại bỏ vật liệu khối nhanh chóng và tạo các mặt cắt lớn, sạch nhờ công nghệ MISTRAL™ Plasma FIB.
• Các quy trình cryo và tương quan đa kỹ thuật (correlative workflows) tiên tiến: định vị mục tiêu bằng tín hiệu huỳnh quang và thao tác chính xác với TEM Lamella, đáp ứng các ứng dụng khoa học sự sống có yêu cầu cao.
• Hoàn thiện bề mặt với độ chính xác cao để đạt chất lượng dữ liệu tối đa: bước đánh bóng cuối nhẹ nhàng tạo ra bề mặt nhẵn, giảm thiểu hư hại, phục vụ tái tạo ảnh 3D có độ trung thực cao và các phân tích tiếp theo.

III. Tescan TEM AutoPrep™ Pro

TỰ ĐỘNG HÓA GIÚP TĂNG NĂNG SUẤT

TEM AutoPrep™ Pro được tích hợp trên nền tảng Tescan SOLARIS X™ 2, tự động hóa quá trình chuẩn bị TEM Lamella từ bước tạo rãnh (trenching) đến làm mỏng cuối cùng với mức can thiệp thủ công tối thiểu.

Khi kết hợp với Tescan EXLO™, quá trình chuẩn bị và quá trình lấy mẫu (extraction) được thực hiện song song nhằm tối đa hóa hiệu quả sử dụng chùm tia, giảm thời gian xử lý và tạo ra các kết quả có chất lượng cao, đồng nhất.

Người vận hành được hỗ trợ bởi quy trình tự động có hướng dẫn, hệ thống điều khiển cơ giới có độ chính xác cao và khả năng quan sát hình ảnh theo thời gian thực ngay trong giao diện người dùng Essence™.

Chức năng căn chỉnh tự động cùng các điều khiển trực quan giúp giảm thời gian thiết lập và hạn chế sự khác biệt giữa các người vận hành, biến SOLARIS X™ 2 kết hợp với Tescan TEM AutoPrep™ Pro trở thành một giải pháp có khả năng mở rộng, năng suất cao và đảm bảo khả năng lặp lại trong quá trình chuẩn bị mẫu TEM.

Source: Tổng hợp từ tescan.com

Chi tiết sản phẩm:  Tescan SOLARIS X 2 - Kính hiển vi điện tử quét chùm ion hội tụ Plasma FIB-SEM