赛默飞Metrios 6扫描透射电子显微镜（(S)TEM）

发布时间：2023年06月

全自动、高生产率的半导体计量工作流程

Thermo Scientific Metrios 6 （S）TEM 是新一代全自动计量解决方案，可提高生产率和数据质量，适用于大批量 TEM 计量。Metrios 6 （S）TEM 具有全新设计的硬件和基于机器学习的功能，与上一代解决方案相比，生产率平均提高了 20%。

Metrios 6 （S）TEM 包括新的智能载物台、Ultra-X EDS 探测器、高亮度 X-CFEG 源选项和智能自动化软件。这种组合通过数据完整性、快速元素分析和免配方自动化提高了生产力，可实现可扩展的实验室操作和资源优化。

赛默飞世尔科技 Metrios 6 TEM：全自动透射电子显微镜

人工智能、边缘计算、自动驾驶汽车和其他先进应用正在推动半导体领域前所未有的投资和创新。

提高生产力和数据完整性

全新设计的 Smart Stage 和新的 Ultra-X EDS 检测系统可实现更高的样品通量。这些功能可将 TEM 计量性能提高约 15%，并将 EDS 元素分析速度提高 2 倍。Smart Stage 支持全自动样品加载和精确导航至感兴趣区域 （ROI）。新的恒定功率镜头可在不到 20 分钟的时间内实现高压切换，从而提高工具可用性。 

压电驱动的智能载物台倾斜运动和 Thermo Scientific 智能自动化软件增强了数据完整性，以确保尽可能高质量的 （S）TEM 成像。这种独特的硬件和软件组合提供了无与伦比的倾斜精度和精确的运动。智能自动化软件包括智能自动区域轴 （Smart AZA） 对准、智能倾斜和工具准备。智能 AZA 将高阶硅区轴（例如 Si<130>）对齐到定义的 ROI 中。智能倾斜可自动将 3D NAND 平面样品对准光束，确保精确的计量分析。工具准备保持关键的工具对齐，以获得高质量的数据和强大的 TEM 自动化。

使用Smart Stage自动上样

使用Smart Stage进行自动样品加载。

使用 Smart Stage 自动导航样品

使用Smart Stage进行自动样品导航。

使用 Smart Stage 实现自动 ROI 导航

使用 Smart Stage 进行自动 ROI 导航。

智能载物台的精确“点击居中”运动

使用智能载物台进行精确的“点击居中”运动。

快速元素分析

配备 Ultra-X EDS 探测器的 Metrios 6 （S）TEM 将 EDS 检测提升到高通量解决方案的新水平。先进的 Ultra-X EDS 探测器提供 4.45 srad 立体角，与上一代探测器相比，数据采集效率至少高出 2 倍。这样可以在更短的时间内收集数据，同时保持光束敏感样品的完整性。除了这些功能之外，Ultra-X 还通过最干净的 EDS 光谱（<1% 杂散峰）开启了新的 EDS 分析机会。

使用 Ultra-X 进行自动元素映射

使用 Ultra-X 进行自动元素映射。

使用 Ultra-X 探测器的 3D NAND 存储单元 EDS 映射。

GAA晶体管“叉片”结构的EDS图由Ultra-X探测器产生。

用于 （S）TEM 计量的免配方自动化

无配方、全自动化利用机器学习算法大幅减少每个新工艺或样品类型的自动化设置时间，从而提供易用性和可扩展性。特定应用的智能自动化支持多种半导体器件类型，例如全环绕栅极 （GAA）、DRAM 和 3D NAND。新的基于 Web 的分段器和对象检测算法将设备结构的模型训练速度提高了 50 倍。此外，智能自动化是可扩展的，以满足未来先进的半导体研发和制造要求。

GAA晶体管“叉片”结构的全自动（S）TEM成像（左）和硅沟道和剩余牺牲硅锗的全自动计量（右）。

Metrios 6 （S）TEM 的技术亮点

• 五轴压电驱动的智能载物台，最小XYZ步长为≤20 pm

• Ultra-X 探测器提供高灵敏度、无窗口的 EDS 检测，具有高立体角和高清洁度。

• 三透镜聚光镜系统，带有辐合角和照明区域大小的指示器，可定量测量电子剂量和照明条件

• S-CORR探头校正器在60 kV下提供亚Ångström成像分辨率，并在光学稳定性方面提高了一个数量级

• S-CORR校正器可同时校正所有加速电压的A5

• 灵活的高压范围：60–200 kV

• 可选择能量分辨率为 <0.4 eV 的超稳定、高亮度肖特基场发射枪 （X-FEG） 或超高亮度冷场发射枪 （X-CFEG）

• 智能自动化软件允许在 <4 小时内为选定的工作流程设置新的自动化程序

• α-倾斜下测角仪软件控制;倾斜范围 ±40 度，用于高精度双倾斜支架

• 使用 Thermo Scientific Velox 软件进行 EDS 定量分析，可动态校正支架阴影作为倾斜度的函数

• 专为Smart Stage设计的新型高精度双倾斜支架

• 保证 TEM 和 STEM 模式计量精度，失真和放大倍率校准的综合误差小于 0.75%

产量斜坡和计量学

提高半导体良率和加速生产爬坡可能具有挑战性。半导体器件的 3D 复杂性日益增加，对高质量 TEM 测量数据产生了前所未有的需求。Metrios 6 （S）TEM 具有最先进的硬件和基于机器学习的自动化软件，用于参考计量和过程监控。该解决方案旨在帮助半导体实验室提高样品通量和大容量数据采集，以提高生产率并加快产量。

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物理和化学表征

开发现代半导体器件需要对原子级缺陷进行物理、结构和元素表征，并特别考虑电子束敏感材料。Metrios 6 （S）TEM 支持灵活的成像和表征工作流程，可实现准确的根本原因分析和更快的工艺开发。在对光束敏感的材料上工作取决于提高数据收集效率和最小的电子束暴露，以保持数据完整性。Metrios 6 （S）TEM 具有 Ultra-X EDS 检测系统和快速高压开关，可快速表征半导体器件的物理和元素。

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存储设备计量与分析

制造先进的存储设备，如3D NAND和DRAM，需要对隐藏在高纵横比结构中的小尺寸、关键尺寸进行大批量、精密的TEM计量。Metrios 6 （S）TEM 具有完全自动化的工作流程，可为高级存储设备结构提供高生产率、高质量的参考计量和缺陷分析。

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仅供研究使用。不可用于诊断程序。

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注：该产品未在中华人民共和国食品药品监督管理部门申请医疗器械注册和备案，不可用于临床诊断或治疗等相关用途