+7 812 220 20 80
Система инжектирования газа (GIS)
Система инжектирования газа (Gas Injection System, GIS) подаёт газы-прекурсоры в камеру двухлучевого сканирующего электронного микроскопа FIB-SEM. Газ направляется локально, в область, где сфокусированный электронный (SEM) или ионный (FIB) пучок взаимодействует с поверхностью образца. Молекулы прекурсора адсорбируются на поверхности и разлагаются под действием пучка и генерируемых им вторичных электронов.
Наличие системы инжектирования газа существенно расширяет функциональность FIB-SEM. Помимо удаления материала ионным распылением, прибор позволяет локально осаждать металлические, углеродные и диэлектрические слои, а также проводить химически селективное травление. Пространственное разрешение при этом составляет от единиц до десятков нанометров.
Наличие системы инжектирования газа существенно расширяет функциональность FIB-SEM. Помимо удаления материала ионным распылением, прибор позволяет локально осаждать металлические, углеродные и диэлектрические слои, а также проводить химически селективное травление. Пространственное разрешение при этом составляет от единиц до десятков нанометров.
Конструкция системы инжектирования газа (GIS)
GIS представляет собой модуль, который монтируется в штатный порт камеры FIB-SEM. Он объединяет хранение прекурсора, его дозированную подачу и прецизионное позиционирование сопла относительно точки пересечения пучков FIB и SEM.
Резервуар прекурсора
Прекурсор хранится в конденсированной фазе (твёрдой или жидкой) в герметичном резервуаре. Резервуар сменный, картриджного типа, что позволяет заменять прекурсор без необходимости разгерметизации камеры микроскопа. Материал резервуара подбирается с учётом химической активности прекурсора. Это особенно важно для галогенсодержащих соединений (XeF₂, I₂).
Система термостабилизации
Давление насыщенного пара прекурсора зависит от температуры. Поэтому от точности термостабилизации напрямую зависит воспроизводимость потока газа, а значит, скорость осаждения или травления. Система обеспечивает нагрев и поддержание температуры с точностью ± 0,1 °C.
Рабочий диапазон от комнатной температуры до 90 °C охватывает основные прекурсоры. Для соединений Pt, W и C требуется нагрев, а XeF₂ и I₂ обладают достаточным давлением пара уже при комнатной температуре.
Температура газовой магистрали поддерживается не ниже температуры резервуара, иначе прекурсор может конденсироваться в канале, вплоть до засорения сопла.
Рабочий диапазон от комнатной температуры до 90 °C охватывает основные прекурсоры. Для соединений Pt, W и C требуется нагрев, а XeF₂ и I₂ обладают достаточным давлением пара уже при комнатной температуре.
Температура газовой магистрали поддерживается не ниже температуры резервуара, иначе прекурсор может конденсироваться в канале, вплоть до засорения сопла.
Клапанная система
Запорный клапан отделяет резервуар от газовой магистрали и обеспечивает импульсный или непрерывный режим подачи. Клапан открывается только на время процесса, что исключает потери прекурсора и загрязнение камеры. Работа клапана синхронизирована с положением иглы: блокировка не допускает подачу газа при отведённом сопле.
Газовая магистраль и сопло
Газ из резервуара поступает по магистрали к игле (соплу), представляющей собой капилляр с внутренним диаметром порядка 0,3 мм. Геометрия сопла определяет пространственное распределение потока на поверхности образца:
- расстояние от среза сопла до поверхности (обычно 50–200 мкм) задаёт локальную плотность потока;
- угол наклона иглы к поверхности определяет асимметрию газового облака относительно точки обработки;
- положение среза относительно точки пересечения пучков должно быть таким, чтобы игла не затеняла ни ионный, ни электронный пучок и не мешала детекторам.
Механизм ввода и позиционирования
Игла вводится в рабочее положение только на время процесса, а в остальное время отводится в безопасное положение. Это исключает столкновение с образцом при перемещении и наклоне столика и не даёт игле перекрывать детекторы.
В системе используется пневматический привод:
В системе используется пневматический привод:
- ход ≥ 35 мм обеспечивает полный вывод иглы из рабочей зоны;
- повторяемость позиционирования ≤ 10 мкм гарантирует, что при каждом вводе сопло возвращается в одну и ту же точку относительно пучков. В таком случае условия подачи газа и, соответственно, результаты процесса воспроизводимы;
- концевые датчики фиксируют крайние положения и передают статус в систему управления.
Система управления
Контроллер GIS управляет нагревом, клапанами и приводом. Он полностью интегрирован в программное обеспечение сканирующих электронных микроскопов IQSCAN, что обеспечивает:
- управление вводом и выводом иглы, подачей газа и температурой из единого ПО;
- аппаратные и программные блокировки, например, запрет ввода иглы при опасной позиции столика или запрет открытия клапана при отведённой игле;
- синхронизацию подачи газа со сценариями обработки (паттернами осаждения и травления).
Технические характеристики
Система инжетирования газа (GIS) — запрос КП
Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь c политикой конфиденциальности