高性能FIB-SEM系统 Ethos NX5000
高性能与高灵活性兼备
“Ethos”采用日立高新的核心技术--高亮度冷场发射电子枪及新研发的电磁复合透镜，不但可以在低加速电压下实现高分辨观察，还可以在FIB加工时实现实时观察。
SEM镜筒内标配3个探测器，可同时观察到二次电子信号的形貌像以及背散射电子信号的成分衬度像；可非常方便的帮助FIB找寻到纳米尺度的目标物，对其观察以及加工分析。
另外，全新设计的超大样品仓设置了多个附件接口，可安装EDS*1和EBSD*2等各种分析仪器。而且NX5000标配超大防振样品台，可全面加工并观察最大直径为150mm的样品。
因此，它不仅可以用于先进半导体器件的检测，而且还可以用于从生物到钢铁磁性材料等各种样品的综合分析。
*1 Energy Dispersive x-ray Spectrometer（能谱仪（EDS））
*2 Electron Backscatter Diffraction（电子背散射衍射（EBSD））
特点
核心理念
1. 搭载两种透镜模式的高性能SEM镜筒
- HR模式下可实现高分辨观察（半内透镜）
- FF模式下可实现高精度加工终点检测（Timesharing Mode）
2. 高通量加工
- 可通过高电流密度FIB实现快速加工（最大束流100nA）
- 用户可根据自身需求设定加工步骤
3. Micro Sampling System*3
- 运用ACE技术（加工位置调整）抑制Curtaining效应
- 控制离子束的入射角度，制备厚度均匀的薄膜样品
4. 实现低损伤加工的Triple Beam System*3
- 采用低加速（Ar/Xe）离子束，实现低损伤加工
- 去除镓污染
5. 样品仓与样品台适用于各种样品分析
- 多接口样品仓（大小接口）
- 超大防振样品台（150 mm□）
*3 选配
高性能SEM镜筒
Ethos搭载的SEM配有两种透镜模式。HR模式可将样品置于透镜磁场之中，实现样品的高分辨观察。FF模式可在最短10nsec内切换FIB照射与SEM观察。用户可在高速帧频下观察SEM图像的同时，进行FIB加工，因此，可轻松判断截面的加工终点。NX5000采用电磁复合透镜，即使在FF模式下也可保持高分辨观察。
高分辨SEM观察实例
高性能FIB镜筒
通过高电流密度FIB可实现快速加工、广域加工、多处自动加工等
分时扫描模式
在FIB、Ar/Xe离子束照射时，可实时或分时观察SEM图像
■ 分时扫描模式可在最适当的位置停止加工
■ Cut & See模式可实现高分辨SEM观察
■ 实时加工模式是加工时间优先的FIB加工模式
采用Cut & See模式可实现三维重构
FOV：20 μm
Cut & See：200张
Slice pitch：20 nm
SEM加速电压：1.5 kV
固体氧化物燃料电池的燃料极（Ni-YSZ）
样品提供：东京大学 生产技术研究所
鹿园直毅 教授
抑制FIB加工损伤的高质量TEM样品制备
采用低加速氩离子束以及高电流密度FIB，可实现快速加工、广域加工以及多处自动加工等
在2kV低加速电压下进行FIB加工时，观察Ga+离子照射造成的样品损伤（红色箭头）（图a）
然后，在1kV低加速电压下进行氩离子研磨，消除FIB加工产生的损伤层后，可以清晰观察到晶格像。
在制备极薄样品时，必须采用广域且低损伤的加工方法。
Ethos采用样品加工位置调整与低加速氩离子束精加工相结合的ACE技术，可制备出高质量的TEM薄膜样品。
ACE: Anti Curtaining Effect
Triple Beam System（氩气/氙气）
GUI设计进一步提升了视觉美观和响应速度
4种信号可供选择
■ In-Column探测器（SED×1、BSE×2）与样品仓SE探测器可同时采集信号
■ 搭载各SEM光学系统的Beam条件保存与读取功能
■ 可根据不同观察需求（形貌/成分），选择适合的探测器
■ 每种探测器均可实现对比度、亮度等个性设置、保存与输出
建立多样化的加工模式与定序
登录和输出各种加工模式/观察条件
■ 拖拽即可简单建立加工/观察定序
■ 各加工模式与程序加工均可自由编辑与登录
■ 可通过输出当前的程序加工，简单完成加工设置
■ 可通过读取当前的定序，大大简化重复操作
■ 可通过复制并编辑定序，进一步提高扩展性与灵活性
通过运用各种加工模式，灵活设置加工范围
■ 加工模式支持矩形、圆形、三角形、平行四边形、倾斜加工、Bit-map加工等
■ 应用加工支持横截面加工以及TEM样品制备
■ Vector Scan*3可根据向量信息显示加工范围，完成精准定位。而且，图像(bmp)转换成向量后，也可继续进行样品加工
■ 搭载各种离子束照射位置补偿功能（漂移校正功能），可实现高精度加工
*3 选配
超大样品仓支持各种用途
■ 配置支持高分辨观察的防振样品台
■ 设置多种接口，可加装更多的选配附件，实现多种样品加工、观察以及分析
规格
| 项目 | 内容 | |
|---|---|---|
| FIB | 二次电子像分辨率（C.P） | 4 nm @ 30 kV、60 nm @ 2 kV |
| 加速电压 | 0.5 kV – 30 kV | |
| 探针电流范围 | 0.05 pA – 100 nA | |
| 离子源 | GA液体金属离子源 | |
| SEM | 二次电子像分辨率（C.P） | 1.5 nm @ 1 kV、0.7 nm @ 15 kV |
| 加速电压 | 0.1 kV – 30 kV | |
| 探针电流范围 | 5 pA – 10 nA | |
| 电子枪 | 冷场场发射电子枪 | |
| 标准探测器 | In-Column二次电子探测器 SE（U） In-Column背散射电子探测器 BSE（U） In-Column背散射电子探测器 BSE（L） Chamber二次电子探测器 SE（L） |
|
| 驱动范围 （5轴反馈控制） |
X | 155 mm |
| Y | 155 mm | |
| Z | 16.5 mm | |
| R | 0 - 360° 旋转 | |
| T | -10～59° | |
| 样品尺寸 | 最大直径 150 mm | |
| 选配 | Ar/Xe离子束系统 Micro Sampling System 气体注入系统（双室或三室贮气筒）
连续自动加工软件 连续A-TEM2 各种样品杆 EDS（能谱仪） EBSD（电子背散射衍射） |
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