テスキャン テンサー

半導体分析のための精密分析4D-STEM装置

アプリケーションノート

TEMに破壊が訪れる

TESCAN TENSORのマルチモーダル、歳差アシスト4D-STEMテクノロジーにより、ひずみエンジニアリング、故障解析、プロセス開発を最適化できます。先端半導体デバイスの精密な構造および組成の特性評価を、より速く、正確な結果で実現します。

TEMに破壊が訪れる

アプリケーションノート

PCMデバイスの位相配向解析

相変化メモリモジュールのような最先端の半導体デバイスでは、TESCAN TENSORは精密な構造故障解析を可能にします。

PCMデバイスの位相配向解析

アプリケーションノート

5nm FinFET回路のひずみ解析

TESCAN TENSORは、5nm FinFET回路やGAAナノシートなどの複雑な半導体デバイスにおいて、広いサンプルエリアにわたって精密なひずみ測定を行うことができます。

5nm FinFET回路のひずみ解析

アプリケーションノート

4D-STEM用ハイブリッド・ピクセル直接検出器の利点

TENSORの開発において、TESCANのエンジニアは、4D-STEM測定に最適化された分析専用STEM装置を設計するために、白紙の状態からスタートしました。

4D-STEM用ハイブリッド・ピクセル直接検出器の利点

電子ビームプリセッションによるデータ品質の向上

ビーム歳差運動は、動的散乱を低減することで回折データの品質を向上させ、高精度で正確な測定を実現します。この向上は、FinFETやナノシートゲートオールアラウンドトランジスタにおける正確なひずみエンジニアリングや、酸化ハフニウムジルコニウム(HZO)や酸化インジウムガリウム亜鉛(IGZO)などの多相半導体材料の正確な位相配向解析に不可欠です。

4D-STEMデータセットの各ピクセルで回折パターンを取得する際に、傾斜電子ビームを高速に歳差運動させることで、収集データの動的散乱効果を低減し、より精密で正確な結果を得ることができます:

  • 回折パターンは、位相および方位マッピングのテンプレートマッチングに使用される、事前に計算された運動学的テンプレートとよりよく対応する。 
  • 収集された回折パターン中の回折スポットの数が増えると、位相および方位マッピングにおけるテンプレートマッチングの精度が向上する。 
  • 個々の回折スポットの強度が均一であればあるほど、その中心位置の決定精度が向上する。

完全自動化された顕微鏡アライメントによるシームレスなオペレーション

TESCAN TENSORでは、すべての顕微鏡アライメントが完全に自動化されているため、照明条件、ビーム走査、データ収集の頻繁な手動調整が不要です。電子ビームの歳差運動は試料表面と完全にアライメントされ、最適な空間分解能のための最小スポットサイズを保証します。

このレベルの自動化により、STEMイメージング、EDSマッピング、回折モードごとに、毎日、毎週、毎月の調整が不要になります。TESCAN TENSORは、異なる分析モード間の高速でシームレスな切り替えにより、常に最適な光学設定で高品質なデータ収集が可能です。

ひずみおよび欠陥解析のための簡易試験片傾斜法

TESCAN TENSORの自動化により、ゾーン軸に対する試料の傾きが直感的になり、ひずみ測定や欠陥イメージング(積層欠陥や転位など)のような複雑な作業が簡素化されます。これにより、セッション内の操作が合理化され、高度な半導体解析のための正確な測定が保証されます。

高速化された4D-STEMデータ収集とオンザフライ解析

TESCAN TENSORの高速ビームプリセッションは、撮影時間を最大10分の1に短縮し、4D-STEMデータセットを数時間ではなく数分で取得することを可能にします。

さらに、オンザフライ・データ処理により、データ収集セッション中に数分以内にマップを提供するため、大がかりなデータ転送や後処理が不要になります。これにより、分析ワークフローにおける迅速な意思決定が可能になります。

UHVに近い試料条件でもデータ劣化はない

TESCAN TENSORは、EDX(エネルギー分散型X線分光法)マッピングに使用される高ビーム電流下でも、炭化水素コンタミネーションによる信号の劣化を起こすことなく、同一測定対象領域からの信頼性の高い再現性のある測定を保証します。UHV(超高真空)に近いレベルで動作することにより、炭化水素コンタミネーションを防止し、複数回の分析にわたってサンプルの品質を維持します。

従来のシステムとは異なり、TESCAN TENSORは液体窒素で冷却することなくこの条件を維持するため、クライオサイクルに必要なシステムのダウンタイムを短縮することができます。さらに、より安全な顕微鏡操作を実現し、オペレーターの安全トレーニングの必要性を最小限に抑えます。これにより、24時間365日の連続稼動が可能となり、半導体分析におけるシステムの稼働時間を最大化します。

スループットの向上と結果の迅速化

TESCAN TENSORは、定期的な手動アライメントを不要にし、データ収集を高速化することで、スループットを大幅に向上させます。デュアル100 mm² SDD センサーの統合により、2.0 srの高い信号収集立体角を実現し、100 kVの加速電圧の使用により、優れたX線信号発生を実現します。

ハイブリッドピクセルの直接電子回折検出器(Dectris Quadro)は、高ダイナミックレンジ(~107)、高速収集(最高4,500 fps)、回折データ収集のための電子カウントモードを 使用した卓越した感度を提供します。

これらの特徴を組み合わせることで、マルチモーダルなサンプルの特性評価における分析速度を10倍向上させることができる。

TESCAN TENSORがお客様の分析ニーズに応える理由

目的主導のパフォーマンス 

目的主導のパフォーマンス 

高速歳差アシスト4D-STEMによるナノスケールの構造・組成解析の高速化。

次のレベル
精度 

ネクストレベルの精度 

強化された回折データ品質と完璧にアライメントされた顕微鏡光学系により、信頼性の高いひずみ測定と位相配向解析を行うことができます。 

自動化された、サンプルにフォーカスしたインターフェース 

自動化された、サンプルにフォーカスしたインターフェース 

TESCANのExploreTMインターフェースと自動化されたワークフローにより、分析により多くの時間を費やし、顕微鏡の調整に費やす時間を減らすことができます。

リアルタイム、インタラクティブなデータ処理 

リアルタイム、インタラクティブなデータ処理 

オンザフライのデータ処理により、顕微鏡で直接4D-STEMデータセットを解析し、データ収集中に明確で実用的な結果を提供します。

オペレーターに依存しない再現性 

オペレーターに依存しない再現性

完全に自動化されたアライメントとプリセットされた撮影設定により、ユーザーの熟練度に関係なく、常に信頼性の高い結果を得ることができます。

最小
サンプル
汚染 

最小限のサンプル汚染 

UHVに近いサンプル環境により、劣化することなく複数の分析STEM測定を実施。


既存のプロトコルへの統合

既存のプロトコルへの統合

歳差アシスト4D-STEMデータを標準フォーマットでシームレスにエクスポートし、既存のワークフローに簡単に統合できます。


新規オペレーターの迅速なトレーニング

新人オペレーターの迅速なトレーニング

TENSORの高度なオートメーションと直感的な操作により、新しいユーザーを迅速に導入し、トレーニングすることができます。

先進半導体分析におけるTESCAN TENSOR
の実世界でのアプリケーション

22nmデバイスノードのケーススタディ

100keVのエネルギーと1 nmのビームサイズで最大10 nAの電子ビーム電流により、通常30分かかるEDSマップをわずか数分で取得できます。  

さらに、TESCAN TENSORのSTEMイメージングとEDSマッピングの迅速な切り替えは、手作業によるアライメントを必要とせず、これらのルーチン測定のスループットを向上させます。 

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半導体デバイスのルーチン特性評価:3D NANDセルのケーススタディ

TESCAN TENSORのウィンドウレスEDSディテクターは、高ビーム電流と 100kVの加速を組み合わせることで、炭素、窒素、酸素のような軽元素でも強いシグナルを生成します。この能力は、3D NANDセルのような小型デバイスに特に有益です

EDS分析は、システムの自動ワークフローにシームレスに統合される4D-STEM位相・配向マッピング(ACOM)によってさらに強化することができ、ユーザーの労力を最小限に抑えて特性評価を強化することができます。 

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多相ナノデバイスにおける粒度分布:3D-NANDデバイスのケーススタディ

TESCAN TENSORは、複雑な多相デバイスの粒度分布分析を簡素化します。高速ビームプリセッションとリアルタイムデータ処理により、相と結晶粒構造の迅速で正確な決定が可能です。

 従来のTEM/STEM装置と比較して、わずかな時間で結果を得ることができます。 

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4D-STEMによる故障解析の強化:相変化メモリのケーススタディ

相変化メモリモジュールのような最先端の半導体デバイスでは、TESCAN TENSORは精密な構造故障解析を可能にします。層やビアにおけるゲルマニウム剥離やアモルファス化などの欠陥を明確に特定することで、故障箇所を自信を持って診断し、対処することができます。

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半導体デバイスにおける2次元ひずみ解析:5nm FinFET回路のケーススタディ

TESCAN TENSORは、5nm FinFET回路やGAAナノシートなどの複雑な半導体デバイスにおいて、広いサンプルエリアにわたって精密なひずみ測定を行うことができます。精密なビームプリセッションアライメント、制限のないデータ取得速度、独自のひずみ計算アルゴリズムにより、高い精度と精度が保証され、ひずみエンジニアリングの最適化とデバイス性能の向上に貢献します。 

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半導体分析用TESCAN TENSORの主な利点

TESCAN TENSORは、半導体デバイスの特性評価の精度、効率、再現性を高めるために設計された包括的な分析機能セットを提供します。

標準的な分析技術

明視野(BF)、暗視野(DF)、高角度環状暗視野(HAADF)STEMイメージング、精密EDS(エネルギー分散型分光法)元素マッピングを含む強力なイメージングモードをご利用いただけます。

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新しい特性評価能力

歳差アシスト4D-STEMによる高度な電子回折技術を活用して、精密なひずみと位相のマッピングを行い、半導体分析に新たな道を開きます。

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データ品質の向上

電子ビームの歳差運動と100kVの加速電圧を組み合わせることで、回折とEDSのデータ品質が向上し、より正確で詳細な測定が可能になります。

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インタラクティブなリアルタイム操作

オンザフライ・データ処理により、測定プロセス中にすでに結果が得られているため、即座の解釈と迅速な意思決定が可能です。

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マルチモーダル結果までの時間を短縮

迅速なデータ取得と分析モード間のシームレスな切り替えにより、スループットが向上し、包括的なサンプル特性評価に必要な時間が短縮されます。

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再現性と一貫性

あらかじめ定義されたデータ収集プリセットにより、オペレーターの経験レベルに関係なく、再現性のある結果を高い歩留まりで得ることができます。

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妥協のない信頼性

顕微鏡のアライメントを完全自動化することで、ユーザーの介入を必要とせずに最適な結果を保証し、常に安定したパフォーマンスを実現します。

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サンプルの劣化を最小限に抑える

UHV(超高真空)に近い条件は、炭化水素コンタミネーションを防ぎ、複数の大電流測定にわたってサンプルの完全性を維持します。

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TESCAN TENSORで半導体特性評価を向上させましょう

TESCAN TENSORは、高度な電子回折技術から得られる構造的洞察を取り入れることで、ルーチンのマルチモーダルキャラクタリゼーションに変革をもたらします。

自動顕微鏡アライメント、STEMモードとEDSモードの高速切り替え、ポストプロセッシングを不要にするリアルタイムデータ解析により、分析をスピードアップします。ビームプリセッションにより高品質な回折データが得られ、測定精度がさらに向上します。

TESCAN TENSORは、合理化されたワークフロー、事前定義された光学設定、使いやすいインターフェースにより、すべてのユーザーが高度なSTEM測定を利用できるようにします。 


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