Ermöglicht TKD-Mapping auf der Nano-Scala im Immersionslinsen/UHR-Modus entsprechender FE-SEMs

Sehen Sie jedes Detail Ihrer nanostrukturierten Probe

Die aktuell massive Adaption von Nanotechnologie hat einen Wettlauf um die höchste Auflösung in der Rasterelektronenmikroskopie (REM) ausgelöst. Ein Ansatz, um die ultimative räumliche Auflösung zu erreichen, ist die Verwendung von magnetischen Immersionslinsen. Bis jetzt machte die Verwendung einer Immersionslinse ein Orientierungsmapping unmöglich. Dies liegt daran, dass das von der Linse erzeugte Magnetfeld die Aufnahme und Analyse der Transmission Kikuchi Pattern (TKP) stört. Die Interferenz besteht aus zwei Hauptkomponenten:

Die gestreuten Elektronen werden auf einen engen Bereich um die optische Achse des REM herum beschränkt (siehe TKP "mit Feld" unten).
Die Kikuchi-Pattern werden durch das Magnetfeld verzerrt, gedreht und verschoben.

Zum ersten Punkt: Das Kikuchi-Signal wird auf einen Bereich reduziert, der sich auf maximal 10mm Entfernung von der optischen Achse des REMs erstreckt. Diese Eingrenzung der Elektronen um die optische Achse bedeutet, dass nur sehr wenige gestreute Elektronen einen Standard-EBSD-Detektor , dessen Phosphorschirm in der Regeln in Entfernung von mehr als 15 mm von der optischen Achse des SEM platziert ist, erreichen können. Die durch OPTIMUS 2 ermöglichte On-Axis TKD-Technik löst dieses Problem, indem sie die Kikuchi-Muster rund um die optische REM-Achse erfasst.

Zum zweiten Punkt: Die starken Verzerrungen, die durch die Präsenz des Magnetfeldes in den TKPs entstehen, machen eine genaue Banderkennung unmöglich. Um die Verzerrungen zu korrigieren und die Rotationen und Verschiebungen in den TKPs auszugleichen, haben wir eine neue Software-Funktion (Patent angemeldet) namens ESPRIT FIL TKD (Full Immersion Lens TKD) entwickelt. Diese Option ist einfach zu kalibrieren und wurde vollständig in den automatischen Mappingprozess der ESPRIT 2 integriert.

Die Kombination aus FIL TKD-Software-Option und On-Axis TKD ermöglicht ein korrektes Orientierungsmapping auch mit High-End-FE-REMs im Ultra-High-Resolution-Modus, d.h. im aktivem Immersionslinsen-Modus.

Abb. 1a: Nicht korrigiertes Transmissions-Kikuchi-Muster (TKP), aufgenommen in On-Axis TKD-Geometrie mit aktivem Magnetfeld (Immersionslinse eingeschaltet)

Abb. 1b: TKP von Abb.1 (links) nach Korrektur mit FIL-TKD

Abb. 1c: Zum Vergleich mit Abb.1 (Mitte) - TKP aus dem gleichen Korn, aber ohne Magnetfeld, d.h. die Immersionslinse ist nicht aktiv

Das Resultat und die Vorteile dieser einzigartigen Kombination von HW & SW Optionen sind in den TKD-Ergebnissen in Abb. 2 (*) deutlich sichtbar. Die Pattern-Quality-Maps (links) zeigen, dass räumliche Auflösung bei der Aktivierung der Immersionslinse deutlich besser ist. Im Orientierungsmapping mit aktiver Immersionslinse sind Körner/Features feiner als 10 nm deutlich zu erkennen.

Kontaktieren Sie unsere Experten Erfahren Sie mehr über QUANTAX EBSD

Abb. 2: Unbearbeitete On-Axis-TKD-Mappings des selben Bereichs eines 20 nm Au-Dünnfilm ohne Magnetfeld im analytischer Modus (oben) und mit Magnetfeld im ultrahochauflösendem Modus (unten). Beide Mappings wurden mit den gleichen Parametern für Strahlstrom, Beschleunigungsspannung, TKD-Detektoreinstellungen und Schrittgröße (3 nm) aufgenommen. Die Skala stellt 100 nm dar. Auf die Orientierungsmappings wurde keine Datenbereinigung angewandt. Die Ergebnisse stammen von Alice Da Silva Fanta von DTU Nanolab in Dänemark.

_{(*) Die hier vorgestellten Ergebnisse sollten qualitativ und nicht als Spezifikation unserer TKD-Lösung und/oder als Spezifikation eines bestimmten REMs Herstellers betrachtet werden. Die TKD-Mappingauflösung und Indizierungsqualität kann zwischen Immersions- und Nicht-Immersion-Modi relevanter REMs je nach Modell und/oder Hersteller sowie Raumumgebung ( z. B. Temperatur, Bodenschwingungen, Akustik usw.) variieren.}