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美国PIE等离子处理仪:SEM、FIB真空腔室及电镜样品/样品杆的最佳清洁方案

美国PIE等离子处理仪:SEM、FIB真空腔室及电镜样品/样品杆的最佳清洁方案 覃思科技
2025-02-28
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导读:PIE Scientific为TEM(透射电子显微镜)、SEM(扫描电子显微镜)和FIB(聚焦离子束)用户提供了两种等离子清洁与表面活化解决方案。
美国PIE Scientific为TEM(透射电镜)、SEM(扫描电镜)和FIB(聚焦离子束)用户提供了两种等离子清洁与表面活化解决方案

一. 台式等离子清洁仪
专为TEM样品SEM样品清洁儿设计


Tergeo-EM等离子清洁仪能够容纳两个TEM样品杆同时清洁;其腔室足够大,可容纳两个4英寸晶片。用户还可以直接将SEM样品、光阑、TEM载网等放入等离子腔内。

  • 在成像前去除透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)样品上的碳氢污染。

  • 在做扫描透射(STEM)成像后去除碳沉积。
  • 使透射电镜载网具有亲水性,适用于冷冻电镜(cryo-EM)应用。独特的温和下游模式和脉冲等离子体可以处理超薄碳膜和石墨烯载网,而不会损坏这些脆弱的载网。

  • 去除有机污染并原位激活TEM和SEM芯片表面,使液体池芯片表面具有亲水性。

  • 支持Thermo Fisher、JEOL和Hitachi的TEM样品杆、冷冻电镜自动装载盒、SEM样品台以及任何样品座上的常规TEM载网。



二. 原位下游等离子清洁系统
用于SEM、FIB和TEM系统的真空腔室清洁


  • 清除真空腔室壁上的碳氢化合物和氟碳化合物污染。

  • 在真空环境中原位清洁SEM和FIB样品,确保清洁后的样品不会暴露于空气中而再次受到污染。

  • 减少抽真空时间,提高真空度

TEM样品杆真空存储与泄漏检查


  • 保持样品杆干燥清洁,减少抽真空时间和降低污染

  • 对样品杆进行泄漏检查


去除碳烃污染对于扫描电镜(SEM)、聚焦离子束(FIB)和透射电镜(TEM)的成像质量至关重要


含碳烃类污染会降低图像的分辨率和对比度。

润滑油、真空脂、高蒸汽压聚合物以及光刻胶样品可能会将烃类污染引入SEM、FIB和TEM的样品腔室中。X射线光电子能谱(XPS)数据显示,一个清洁的样品表面在暴露于空气中仅一小时后,就会被空气中的烃类污染物所污染。对于高分辨率场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)中的低着陆能量高分辨率二次电子模式成像而言,二次电子主要来自于样品表面极薄的一层。如果样品表面被一层烃类污染物所覆盖,那么信号电子将主要来自于污染层,而不是我们感兴趣的材料。因此,污染会降低图像的对比度并导致图像分辨率下降。


含碳烃类污染会影响X射线材料成分分析
在X射线分析中,高强度的电子束会长时间照射样品表面。如果样品腔室受到烃类严重污染,那么在分析过程中就会产生碳沉积。这会导致检测到的碳含量高于材料实际的碳百分比。

碳氢化合物污染会影响电子光学性能
电子光学镜筒中的两个组件通常会受到高剂量的电子辐照。电子光阑用于限制电子束的角度,并通过截断高角度电子来控制电子束的电流。光阑还可以用作电子束遮断器。二次电子(SE)探测器用于收集发射出的二次电子信号。这两个组件并不位于电子光学镜筒的超高真空部分。如果样品室不干净,它们很容易受到严重的碳氢化合物污染积累。碳氢化合物不是良好的导体,它会在电子光学镜筒内部引起不稳定的荷电问题。因此,在进行长时间慢速扫描时,由于静电荷会在碳氢化合物层上积累,焦点和电子束位置可能会发生漂移。电子光学镜筒内部的局部电还会增加电子光学的像差,并降低电子光学的分辨率。
下游等离子在线远程清洁系统工作原理


可将一个远程等离子源(如EM-KLEEN或SEMI-KLEEN)连接到SEM和FIB腔室。用户关闭电子枪闸阀并关闭高压后,等离子清洁仪内的气体给料阀将以非常低的流量(小于30sccm)开始将工艺气体(通常为空气)引入等离子清洗机。射频能量将电离氧气或氢气,生成原子氧、原子氢和羟基。这些活性自由基随后将扩散到SEM或FIB腔室内,并与样品和腔室内的碳氢化合物污染发生反应。副产物通常是低蒸气压的气体物种,可轻易被真空泵抽走。远程等离子清洁仪可同时清洁样品和腔室



台式等离子清洁仪之下游清洁模式


可对SEM和TEM样品进行离线碳氢化合物污染清洁。可使用Tergeo-EM台式等离子清洁仪对样品进行预清洁。如果Tergeo-EM等离子清洁仪使用空气、Ar+O2或H2气体生成等离子,则自由基可有效清除样品表面的碳氢化合物污染。
Tergeo-EM等离子清洁仪是独特的TEM/SEM等离子清洁仪,在一个系统中支持两种清洁模式:直接浸没模式(常规高速清洁刻蚀)和下游柔和模式(脆弱、薄样品)。下游等离子清洁可用于清洁含有碳的脆弱样品,如石墨烯、类金刚石碳(DLC)、碳纳米管或具有非常薄涂层的样品。此外,独特的脉冲模式操作可生成极短的等离子脉冲,以进一步降低脆弱样品的等离子强度。专有的等离子传感器技术可实时监测和数字显示等离子强度,从而帮助用户为不同类型的样品设置正确的清洁方案。可选水蒸气等离子附件,样品表面可沉积高密度羟基官能团,适合超亲水应用场合,如:TEM载网、原位芯片、低温EM和原位TEM。
编辑:J.Su, Allen Yang
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