TESCAN TENSOR

반도체 분석을 위한 정밀 분석 4D-STEM 장비

애플리케이션 노트

TEM에 찾아온 혁신

테스캔 텐서의 멀티모달, 프리세션 지원 4D-STEM 기술로 스트레인 엔지니어링, 고장 분석 및 공정 개발을 최적화하세요. 첨단 반도체 소자의 정밀한 구조 및 구성 특성화를 더 빠르고 정확한 결과로 달성하세요.

TEM에 찾아온 혁신

애플리케이션 노트

PCM 디바이스의 위상 방향 분석

상변화 메모리 모듈과 같은 첨단 반도체 소자의 경우 TESCAN TENSOR를 사용하면 정밀한 구조적 고장 분석을 수행할 수 있습니다.

PCM 디바이스의 위상 방향 분석

애플리케이션 노트

5nm FinFET 회로의 변형률 분석

테스캔 텐서는 5nm FinFET 회로나 GAA 나노시트와 같은 복잡한 반도체 소자의 넓은 샘플 영역에서 정밀한 변형률 측정을 수행할 수 있습니다.

5nm FinFET 회로의 변형률 분석

애플리케이션 노트

4D-STEM용 하이브리드 픽셀 다이렉트 디텍터의 이점

TENSOR를 개발할 때 TESCAN 엔지니어들은 백지 상태에서 시작하여 기존 설계를 개조하는 것 이상의 성능과 사용성을 제공하는 4D-STEM 측정에 최적화된 전용 분석 STEM 장비를 설계했습니다.

4D-STEM용 하이브리드 픽셀 다이렉트 디텍터의 이점

전자빔 전처리로 데이터 품질 향상

빔 프리세션은 동적 산란을 줄여 회절 데이터 품질을 향상시켜 매우 정밀하고 정확한 측정을 가능하게 합니다. 이러한 개선은 핀펫(FinFET) 및 나노시트 게이트-올-어라운드 트랜지스터의 정밀한 스트레인 엔지니어링과 하프늄 지르코늄 산화물(HZO) 또는 인듐 갈륨 아연 산화물(IGZO) 같은 다상 반도체 재료의 정확한 상 배향 분석에 필수적입니다.

4D-STEM 데이터 세트의 각 픽셀에서 회절 패턴을 수집하는 동안 기울어진 전자 빔의 빠른 전진은 수집된 데이터의 동적 산란 효과를 감소시켜 보다 정밀하고 정확한 결과를 얻을 수 있습니다:

  • 회절 패턴은 위상 및 방향 매핑에서 템플릿 매칭에 사용되는 미리 계산된 운동학 템플릿과 더 잘 일치합니다. 
  • 수집된 회절 패턴의 회절 지점 수가 증가하면 위상 및 방향 매핑에서 템플릿 매칭의 정확도가 향상됩니다. 
  • 개별 회절점의 강도가 균일하면 중심 위치 결정의 정밀도가 높아지며, 이는 변형 및 기타 질량 중심 기반 애플리케이션에 매우 중요합니다.

원활한 작동을 위한 완전 자동화된 현미경 정렬

테스캔 텐서에서는 모든 현미경 정렬이 완전히 자동화되어 있어 조명 조건, 빔 스캐닝, 데이터 수집을 자주 수동으로 조정할 필요가 없습니다. 전자 빔의 프리세션이 시편 표면과 완벽하게 정렬되어 최적의 공간 해상도를 위해 가능한 가장 작은 스팟 크기를 보장합니다.

이 수준의 자동화는 다양한 STEM 이미징, EDS 매핑 또는 회절 모드에 대해 일일, 주간 또는 월간 조정이 필요하지 않음을 의미합니다. 테스캔 텐서는 항상 최적의 광학 설정에서 고품질 데이터를 수집할 준비가 되어 있으며, 다양한 분석 모드 간에 빠르고 원활하게 전환할 수 있습니다.

변형 및 결함 분석을 위한 간소화된 시편 기울이기

테스캔 텐서의 자동화를 통해 시편을 영역 축으로 직관적으로 기울일 수 있어 변형률 측정이나 결함 이미징(예: 스택 결함 또는 전위)과 같은 복잡한 작업을 간소화합니다. 이를 통해 세션 내 작업을 간소화하고 고급 반도체 분석을 위한 정확한 측정을 보장합니다.

가속화된 4D-STEM 데이터 수집 및 즉각적인 분석

테스캔 텐서의 고속 빔 프리세션은 획득 시간을 최대 10배까지 단축하여 4D-STEM 데이터 세트를 몇 시간이 아닌 몇 분 안에 캡처할 수 있습니다.

또한, 즉석 데이터 처리로 데이터 수집 세션 중에 몇 분 안에 지도를 제공하므로 광범위한 데이터 전송과 후처리가 필요하지 않습니다. 따라서 분석 워크플로우에서 더 빠른 의사결정을 내릴 수 있습니다.

UHV에 가까운 샘플 조건에서 데이터 저하 없음

테스캔 텐서는 EDX(에너지 분산형 X-선 분광법) 매핑에 사용되는 높은 빔 전류에서도 탄화수소 오염으로 인한 신호 저하 없이 동일한 관심 영역에서 신뢰할 수 있고 반복 가능한 측정을 보장합니다. UHV(초고진공)에 가까운 수준에서 작동하여 탄화수소 오염을 방지하고 여러 분석 수행에서 샘플 품질을 보존합니다.

기존 시스템과 달리 TESCAN TENSOR는 액체 질소로 냉각하지 않고도 이러한 조건을 유지하므로 냉동 사이클이 필요한 경우 시스템 가동 중단 시간이 줄어듭니다. 또한 더 안전한 현미경 작동을 제공하고 작업자 안전 교육 요구 사항을 최소화합니다. 따라서 24시간 연중무휴 중단 없이 작동할 수 있어 반도체 분석을 위한 시스템 가동 시간을 극대화할 수 있습니다.

향상된 처리량과 빠른 결과

테스캔 텐서는 정기적인 수동 정렬이 필요없고 데이터 수집을 가속화하여 처리량을 크게 향상시킵니다. 듀얼 100mm² SDD 센서의 통합으로 2.0 sr의 높은 신호 수집 솔리드 각도를 제공하며 100kV 가속 전압을 사용하여 우수한 X-선 신호를 생성합니다.

하이브리드 픽셀, 직접 전자 회절 검출기 (Dectris Quadro)는 회절 데이터 수집을 위해 전자 카운팅 모드를 사용하여 높은 동적 범위(~107), 빠른 획득(최대 4,500fps ), 탁월한 감도를 제공합니다.

이러한 기능을 결합하면 멀티모달 샘플 특성화를 위한 분석 속도가 10배 빨라집니다.

테스캔 텐서가 분석 요구 사항을 충족하는 방법

목적 중심의 성능 

목적 중심의 성능 

고속 프리세션 지원 4D-STEM을 사용하여 나노 규모 구조 및 구성 분석을 가속화합니다.

다음 단계
정밀도 

한 차원 높은 정밀도 

향상된 회절 데이터 품질과 완벽하게 정렬된 현미경 광학으로 신뢰할 수 있는 변형률 측정 및 위상 방향 분석을 수행합니다. 

자동화된 샘플 중심 인터페이스 

자동화된 샘플 중심 인터페이스 

TESCAN의 ExploreTM 인터페이스와 자동화된 워크플로우 덕분에 현미경 조정에 소요되는 시간을 줄이고 분석에 더 많은 시간을 할애할 수 있습니다.

실시간 대화형 데이터 처리 

실시간 대화형 데이터 처리 

즉석 데이터 처리를 통해 현미경에서 직접 4D-STEM 데이터 세트를 분석하여 데이터 수집 중에 명확하고 실행 가능한 결과를 제공합니다.

운영자 의존성 없는 재현성 

운영자 의존성 없는 재현성

사용자의 기술 수준과 관계없이 완전 자동화된 정렬과 사전 설정된 촬영 설정으로 일관되게 신뢰할 수 있는 결과를 얻을 수 있습니다.

최소
샘플
오염 

샘플 오염 최소화 

UHV에 가까운 시료 환경 덕분에 성능 저하 없이 여러 분석 STEM 측정을 수행할 수 있습니다.

기존 프로토콜에
통합하기

기존 프로토콜에 통합

프리세션 지원 4D-STEM 데이터를 표준 포맷으로 원활하게 내보내 기존 워크플로에 쉽게 통합할 수 있습니다.

신규
운영자를 위한 빠른 교육

신규 운영자의 빠른 교육

TENSOR의 고급 자동화와 직관적인 조작 덕분에 신규 사용자를 빠르게 온보딩하고 교육할 수 있습니다.

고급 반도체 분석에서 TESCAN TENSOR의 실제 적용

22nm 디바이스 노드 사례 연구

TENSOR는 샘플 근처에 배치된 듀얼 100mm² 검출기를 사용하여 총 수집 고체 각도가 2.0 sr인 고품질 EDS 데이터를 제공합니다. 100keV 에너지와 1nm 빔 크기에서 최대 10nA의 전자 빔 전류를 사용하면 일반적인 30분이 걸리는 것과 달리 단 몇 분 만에 EDS 맵을 캡처할 수 있습니다.  

또한 수동 정렬 없이 STEM 이미징과 EDS 매핑을 빠르게 전환할 수 있는 TESCAN TENSOR는 이러한 일상적인 측정의 처리량을 향상시킵니다. 

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반도체 소자의 일상적인 특성 분석: 3D 낸드 셀 사례 연구

테스캔텐서의 윈도우리스 EDS 검출기는 높은 빔 전류와 100kV 가속도가 결합되어 탄소, 질소, 산소와 같은 가벼운 원소에도 강력한 신호를 생성합니다. 이 기능은 3D 낸드 셀과 같은 소형 디바이스에 특히 유용합니다.

EDS 분석은 시스템의 자동화된 워크플로에 원활하게 통합되는 4D-STEM 위상 및 방향 매핑(ACOM)으로 더욱 강화할 수 있으므로 최소한의 사용자 노력으로 특성화를 향상시킬 수 있습니다. 

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다상 나노 디바이스의 입자 크기 분포: 3D-NAND 디바이스 사례 연구

테스캔 텐서는 복잡한 다상 디바이스의 입자 크기 분포 분석을 간소화합니다. 빠른 빔 전진 및 실시간 데이터 처리를 통해 위상 및 입자 구조를 빠르고 정확하게 결정할 수 있습니다.

 적층된 V낸드 디바이스의 넓은 영역에서 기존 TEM/STEM 장비에 비해 훨씬 짧은 시간 내에 결과를 제공합니다. 

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4D-STEM으로 고장 분석 향상: 상변화 메모리 사례 연구

상변화 메모리 모듈과 같은 첨단 반도체 디바이스의 경우 TESCAN TENSOR를 사용하면 정밀한 구조적 불량 분석을 수행할 수 있습니다. 레이어와 비아의 게르마늄 분리 또는 비정질화와 같은 결함을 명확하게 식별하여 자신 있게 고장 지점을 진단하고 해결할 수 있습니다.

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반도체 소자의 2D 스트레인 분석: 5nm FinFET 회로 사례 연구

테스캔 텐서는 5nm FinFET 회로 또는 GAA 나노시트와 같은 복잡한 반도체 소자의 넓은 샘플 영역에서 정밀한 스트레인 측정을 수행할 수 있습니다. 정밀한 빔 전처리 정렬, 무제한 데이터 수집 속도, 독점적인 스트레인 계산 알고리즘은 높은 정확도와 정밀도를 보장하여 스트레인 엔지니어링을 최적화하고 디바이스 성능을 개선하는 데 도움을 줍니다. 

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반도체 분석을 위한 TESCAN TENSOR의 주요 이점

테스캔 텐서는 반도체 디바이스 특성 분석의 정확성, 효율성 및 재현성을 향상시키기 위해 설계된 포괄적인 분석 기능을 제공합니다.

표준 분석 기법

정밀한 EDS(에너지 분산 분광법) 원소 매핑과 함께 브라이트 필드(BF), 다크 필드(DF), 하이 앵글 환형 암시야(HAADF) STEM 이미징을 포함한 강력한 이미징 모드의 이점을 누리세요.

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새로운 특성화 기능

정밀한 변형 및 위상 매핑을 위해 프리세션 지원 4D-STEM과 함께 고급 전자 회절 기술을 활용하여 반도체 분석의 새로운 길을 열어보세요.

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향상된 데이터 품질

전자빔 프리세션은 100kV 가속 전압과 결합하여 회절 및 EDS 데이터 품질을 개선하여 보다 정확하고 상세한 측정을 가능하게 합니다.

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대화형 실시간 운영

즉석 데이터 처리를 통해 측정 프로세스 중에 이미 결과를 제공하므로 즉각적인 해석과 신속한 의사 결정이 가능합니다.

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멀티모달 결과 도출 시간 단축

신속한 데이터 수집과 분석 모드 간의 원활한 전환으로 처리량이 증가하여 포괄적인 시료 특성 분석에 필요한 시간이 단축됩니다.

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재현성 및 일관성

사전 정의된 데이터 수집 프리셋은 작업자의 경험 수준에 관계없이 높은 수율로 재현 가능한 결과를 보장합니다.

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타협하지 않는 신뢰성

현미경 정렬을 완전 자동화하여 사용자의 개입 없이도 최적의 결과를 보장하고 매번 일관된 성능을 보장합니다.

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샘플 열화 최소화

초고진공(UHV) 조건은 탄화수소 오염을 방지하여 여러 번의 고전류 측정에서 시료 무결성을 유지합니다.

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테스캔 텐서를 통한 반도체 특성화 향상

테스캔 텐서는 고급 전자 회절 기술을 통해 얻은 구조적 통찰력을 통합하여 일상적인 멀티모달 특성 분석을 혁신합니다. 이 시스템은 위상 방향 매핑 및 변형률 측정을 위한 향상된 정확도, 정밀도 및 재현성을 제공합니다.

자동화된 현미경 정렬, STEM 및 EDS 모드 간의 빠른 전환, 후처리가 필요 없는 실시간 데이터 분석으로 분석 속도를 높입니다. 빔 프리세션은 고품질 회절 데이터를 보장하여 측정 정밀도를 더욱 높여줍니다.

간소화된 워크플로, 사전 정의된 광학 설정, 사용하기 쉬운 인터페이스를 통해 모든 사용자가 고급 STEM 측정에 액세스할 수 있으므로 실험실에서 더 많은 것을 더 빨리, 더 많이, 더 확실하게 결과를 얻을 수 있습니다. 

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키사이트의 글로벌 팀은 반도체 및 IC 패키징 불량 분석을 위한 TESCAN FIB-SEM 및 솔루션에 대한 질문에 답변할 준비가 되어 있습니다.