在某些fe - sem的浸没/UHR模式下实现纳米尺度TKD映射

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近年来,纳米技术的大规模应用引发了扫描电子显微镜(SEM)的最高分辨率竞赛。实现终极空间分辨率的一种方法是使用磁浸没透镜。以前,浸入式镜头的使用使得定向映射不可能实现。这是因为透镜产生的磁场干扰了传输菊地模式(TKP)的收集和分析过程。这种干扰有两个主要组成部分:

  • 散射电子被限制在扫描电镜光轴周围的狭窄空间内(见下面的TKP“带场”)。
  • 菊池图案被磁场扭曲、旋转和移动。

首先,菊池信号被减小到一个从扫描电镜光轴扩展到10mm的区域。这种围绕光轴的电子约束意味着很少有散射电子会达到标准EBSD探测器,通常将其荧光粉屏放置在距离扫描电镜光轴大于15mm的地方。轴上跆拳道启用的技术OPTIMUS 2通过从扫描电镜光轴周围捕获菊池图案解决了这个问题。

其次,磁场在TKPs中产生的严重扭曲,使精确的波段探测变得不可能。为了纠正畸变并补偿tkp中的旋转和移位,我们开发了一种新的软件功能(正在申请专利),称为ESPRIT FIL TKD(全浸入式镜头TKD)。该功能易于校准,并已完全集成在自动地图采集过程中精灵2软件

FIL TKD功能与轴上TKD功能的结合使得高端fe - sem在超高分辨率模式下(即浸没镜头激活时)进行精确的方向映射成为可能。

图1a:在磁场存在下,使用轴上TKD几何结构获得的未校正传输菊地模式(TKP)
图1b:图1(左)使用FIL-TKD校正后的TKP
图1c:与图1(中)相比,在没有磁场的情况下,从同一颗粒获得的TKP,即浸没透镜不活动

在图2(*)所示的TKD结果中可以清楚地看到这种独特的HW和SW组合的最终结果或益处。模式质量图(左)定性地证明,当激活浸入式镜头(更清晰的特征)时,物理空间分辨率要高得多。在浸没透镜激活时获得的取向图中可以清楚地看到小于10 nm的颗粒/特征。

图2:20 nm Au薄膜上同一区域的原始轴上TKD图,无磁场即解析模式(上),有磁场即超高分辨率模式(下)。使用相同的探针电流、加速电压、TKD检测器设置和步长为3 nm的参数获得两幅图。比例尺表示100 nm。没有对方向映射应用数据清理。结果由丹麦DTU纳米实验室的Alice Da Silva Fanta提供。

(*)此处提供的结果应定性,而不是作为我们的TKD解决方案和/或特定品牌的sem的分辨率规格。相关sem的浸入式和非浸入式模式之间的TKD地图分辨率和索引质量差异可能因型号和/或制造商以及房间环境(例如温度、地面振动、声学等)而异。