주사전자현미경 SU3800 / SU3900

사용하기 편한 다용도 고성능 현미경

히타치 하이테크놀로지즈의 주사전자현미경 SU3800/SU3900은 조작성과 확장성을 모두 갖췄습니다.
다양한 조작도 자동화하여 고성능을 효율적으로 활용할 수 있습니다.
다목적 대형 시료실을 탑재해 In-Situ 분석에도 대응했습니다.

특징 ①다목적 대형 시료실을 표준 탑재해 대형 시료 해석에 대응 ②다양한 자동 기능을 강화해 조작성을 더욱 진화시킴 ③해석 목적에 따른 검출기, 솔루션을 준비 주요 사양 지르콘 관찰・분석 예시 애플리케이션 갤러리 이온 밀링으로 가공면을 반복하여 관찰하는 방법

특징

①다목적 대형 시료실을 표준 탑재해 대형 시료 해석에 대응

■대형/중량 시료 대응 스테이지

위험성을 줄여주는 시료 교환 시퀀스
처리 능력을 향상시키는 시료 교환실
자유도를 높여주는 스테이지 이동 제한 해제 기능*
스테이지 이동의 안전성을 높여주는 챔버스코프

■가동 가능한 모든 영역을 서포트하고, 대형 시료의 모
든 영역 관찰을 실현한 SEM MAP

GUI에 연계한 챔버내 네비카메라 대응
관찰 가능한 모든 영역을 커버
360도 회전에 대응

②다양한 자동 기능을 강화해 조작성을 더욱 진화시킴

■마우스 하나로 오퍼레이션이 가능한 심플 GUI

■다양한 움직임 기능

자동 조정 알고리즘 개량대기 시간이 1/3 이하(*S-3700N 대비)
포커스 조정의 고정도화
독자적인 Intelligent Filament Technology(IFT)를 탑재

■복수의 영역을 폭넓게 관찰할 수 있게 해주는 Multi Zigzag

■취득 데이터에 따라 보고서 작성을 일괄 서포트하는 Report Creator

③해석 목적에 따른 검출기, 솔루션을 준비

■다양한 관찰 요구 사항에 대응하는 검출기

고감도 UVD*를 탑재하여 CL 관찰도 가능
고감도 반도체 반사 전자 검출기로 조성/요철 등 다양한 화상 전환 가능

■다목적 대형 시료실로 인해 풍부한 액세서리 탑재 가능

■SEM/EDS 인테그레이션 시스템 *

■STEM 홀더

■3차원 모델 표시・계측 웨어 Hitachi map 3D *

■화상 계측 소프트웨어 Image Pro®를 지원

*옵션

①다목적 대형 시료실을 표준 탑재해 대형 시료 해석에 대응

■대형/중량 시료 대응 스테이지

위험성을 줄여주는 시료 교환 시퀀스
GUI 상에서 시료 교환 시의 순서가 표시됩니다.사용자의 오작동에 의한 시료 접촉의 위험성 등을 피할 수 있습니다.높이를 확인하기 힘든 요철이 있는 시료나 대형 시료라도 안심하고 시료 교환이 가능합니다.

처리 능력을 향상시키는 시료 교환실※
시료 교환 장치를 장착해 시료실의 대기 노출없이 시료 교환이 가능해 처리 능력을 향상시킬 수 있습니다.

자유도를 높여주는 스테이지 이동 제한 해제 기능※
SU3800/SU3900은 스테이지 이동의 자유도를 높여주는 스테이지 이동 제한 해제 기능을 탑재할 수 있습니다.오퍼레이터의 판단을 바탕으로 자유롭게 스테이지를 이동시킬 수 있습니다.
※스테이지 이동 제한 해제 기능은 챔버스코프 탑재한 경우에 사용 가능합니다.
스테이지 이동의 안전성을 높여주는 챔버스코프※
챔버스코프는 시료실 내부를 모니터링하기 위한 장치입니다.적외선 카메라를 사용해 SEM 화상을 관찰하며 동시에 시료실 내부를 모니터링할 수 있습니다.보다 상세한 위치를 파악하기 위해 챔버스코프 화상의 확대나 관찰 위치의 이동도 가능해졌습니다.

※옵션

■가동 가능한 모든 영역을 서포트하고, 대형 시료의 모든 영역 관찰을 실현한 SEM MAP

GUI에 연계한 챔버내 네비카메라 대응
GUI에 연계한 SEM MAP은 챔버내 네비카메라이면서 보다 넓은 각도를 가진 카메라 내비게이션※을 실현했습니다. SEM MAP 상에서 관찰 목적 위치를 지정해 임의의 위치에 원활하게 이동할 수 있습니다.광역 카메라 내비게이션 시스템으로 촬영한 화상이나 외부 화상을 사용하여 화상 위를 자유자재로 줌 인/아웃해 넓은 시야의 컬러 화상에서 고배율 SEM 이미지로 전환할 수 있습니다.

※옵션

관찰 가능한 모든 영역을 커버
화상연결(파노라마) 대응으로 광역 SEM MAP을 실현했습니다.관찰 영역은 직경 127mm(SU3800)/직경 200mm(SU3900)이며, 스테이지 회전과 연동해 대형 시료의 최대 관찰 영역으로 이동할 수 있습니다.

360도 회전에 대응
시료와 검출기의 위치 관계를 파악하기 쉬운 GUI로 인해 회전에 따른 조작도 원활하게 관찰 위치로 이동할 수 있습니다.요철이 심한 시료의 관찰/분석에서도 SEM MAP을 보며 스테이지나 스캔 방향을 회전시켜 그림자의 영향 등을 피할 수 있습니다.

②다양한 자동 기능을 강화해 조작성을 더욱 진화시킴

■마우스 하나로 오퍼레이션이 가능한 심플 GUI

화면을 터치하듯 클릭만으로 간단한 조작을 실현한 심플 GUI를 탑재했습니다.

마우스 조작만으로 스테이지 이동에서 관찰까지 대응 가능
터치 패널 조작에도 대응 가능
메인 윈도우는 해상도 1280x960으로 대형화
표시 모드를 전환하여 서로 다른 두 종류의 신호를 동시에 표시/촬영 가능

■다양한 자동 기능

자동 조정 알고리즘 개량대기 시간이 1/3 이하(※S-3700N 대비)
시료 세팅 종료 후, 전자 빔 조사부터 각종 화상 조정이 자동화되어 있어 관찰을 시작한 후 바로 시료 이미지를 얻을 수 있습니다.새로이 설계된 알고리즘에 따른 고속 자동 기능으로 화상 자동 조정 기능 실행 시의 대기 시간을 기존 대비 1/3 이하로 단축했습니다.복잡한 화상 조정이 없으며, 높은 처리 능력으로 데이터를 얻을 수 있습니다.

새로운 알고리즘에 따른 포커스 조정의 고정도화
자동 포커스 조정의 알고리즘을 개량하여 기존에 조정하기 어려웠던 평탄한 시료라도 양호한 화상을 쉽게 얻을 수 있습니다.

독자적인 Intelligent Filament Technology(IFT)를 탑재

필라멘트의 상태를 자동으로 감시・제어해 필라멘트의 사용 연한 증가를 실현.
필라멘트의 교환 시기를 표시하는 모니터링 기능을 탑재했습니다.

기존에는 대응이 힘들었던 장시간의 연속 관찰이나 입자 해석 등의 광역 분석에도 안심하고 사용할 수 있습니다.

■복수의 영역을 폭넓게 관찰할 수 있게 해주는 Multi Zigzag ※

Zigzag 기능은 연속된 시야를 자동으로 얻을 수 있습니다.Multi Zgzag는 시료대 위의 여러 위치에서 Zigzag 설정이 가능하여, 여러 장의 고배율 화상을 서로 다른 시야로 촬영할 수 있고, 취득한 화상을 Viewer 기능으로 연결해 광역 화상을 작성할 수 있습니다.

※옵션

취득 데이터에 따라 보고서 작성을 일괄 서포트하는 Report Creator
Report Creator는 SEM 이미지뿐 아니라, EDS 데이터나 CCD 카메라 화상 등 취득한 화상을 한번에 보고서로 작성할 수 있습니다.작성한 보고서는 Microsoft Office® 형식에 대응하며, 저장이 가능합니다.저장한 데이터는 Microsoft Office® 형식으로 편집이 가능합니다.

③해석 목적에 따른 검출기, 솔루션을 준비

■다양한 관찰 요구 사항에 대응하는 검출기

고감도 UVD를 탑재하여, CL 관찰도 가능
SU3800/SU3900은 고감도 UVD를 탑재했습니다.UVD는 바이어스 전극에 의해 가속된 2차 전자와 잔류 가스 분자의 충돌에 의해 발생한 빛을 검출해 2차 전자 정보를 가진 화상이나 CL 정보를 취득할 수 있습니다.

고감도 반도체 반사 전자 검출기로 조성/요철 등 다양한 화상 전환 가능

4분할+1소자 디자인을 채용해 소자별로 연산을 수행해 조성 이미지나 3D 이미지, 시료의 회전 없이 4 방향에서 요철 이미지를 관찰할 수 있습니다.슬림화, 고감도화된 검출기로, 고분석능/고S/N화를 실현합니다.

■다목적 대형 시료실로 인해 풍부한 액세서리 탑재 가능

대형 다목적 대응 챔버를 표준 탑재했습니다.In-Situ 분석에도 대응합니다.

■SEM/EDS 인테그레이션 시스템※

SU3800/SU3900을 위해 새롭게 개발된 SEM/EDS 인테그레이션 시스템은 SEM 측에서 해석 위치의 결정, 조건 설정, 분석, 리포트와 일련의 조작을 하나로 합쳤습니다.SEM 측에서 모든 것을 컨트롤해 처리 능력을 향상시켜 오퍼레이터의 부담을 덜어줍니다.

■STEM 홀더(옵션)

투과 전자 이미지를 관찰할 수 있습니다.
신규 개발 STEM 홀더와 고감도 저진공 2차 전자 검출기(UVD)를
함께 사용하면 투과 전자 이미지를 손쉽게 얻을 수 있습니다.
박막 시료 및 생체 샘플 관찰에 유용합니다.

시료: CNT
가속 전압: 30kV
관찰 신호: STEM 이미지
배율: x30,000

시료: 좌골신경 절편
가속 전압: 30kV
관찰 신호: STEM 이미지
배율: x10,000

■3차원 모델 표시・계측 웨어 Hitachi map 3D

Hitachi map 3D는 SU3800/SU3900에 탑재된 4분할 반사 전자 검출기로 얻은 서로 다른 방향의 4개의 SEM 이미지를 연산하여 3D 모델을 구축합니다.2점 간의 높이, 크기 계측이나, 부피 측정, 간이 표면 거칠기(면 거칠기, 선 거칠기) 등의 계측이 가능합니다.4개의 SEM 화상은 한번에 검출되므로 시료 경사, 여러 화면 간의 시야를 맞출 필요가 없습니다.

■화상 계측 소프트웨어 Image-Pro®를 지원

SU3800/SU3900은 미국 Media Cybernetics사의 화상 처리 소프트웨어 Image-Pro®에 SEM 화상을 전송하는 기능인 IPI를 탑재했습니다.한 번 클릭으로 SEM 화상으로부터 다양한 기능을 가진 계측 소프트웨어로 데이터를 옮길 수 있습니다.

주요 사양

항목		SU3800	SU3900
2차 전자 분해능		3.0nm(가속 전압 30kV, WD=5mm, 고진공 모드)
2차 전자 분해능		15.0nm(가속 전압 1kV, WD=5mm, 고진공 모드）
반사 전자 분해능		4.0nm(가속 전압 30kV, WD=5mm, 저진공 모드)
관찰 배율		×5~×300,000(사진 배율*1)
관찰 배율		×7~×800,000(실제 표시 배율*2)
가속 전압		0.3kV~30kV
저진공도 설정		6~650 Pa
이미지 시프트		±50µm(WD=10mm)
최대 시료 크기		직경 200mm	직경 300mm
시료 스테이지	X	0~100mm	0~150mm
	Y	0~50mm	0~150mm
	Z	5~65mm	5~85mm
	R	360° 연속
	T	－20°~+90°
	최대 관찰 가능 범위	직경 130mm(R 병용)	직경 200mm(R 병용)
	최대 관찰 가능 높이	80mm(WD=10mm)	130mm(WD=10mm)
	모터 드라이브	5축 모터 구동
전자 광학계	전자총	프리 센터드 카트리지 타입 텅스텐 헤어핀 필라멘트
	대물 렌즈 조리개	4공 가동 조리개
	검출계	2차 전자 검출기, 고감도 반도체 반사 전자 검출기
	EDX 분석 WD	WD=10mm(T.O.A=35°)
화상 표시	자동 축 조정 기능	자동 빔 조정(AFS→ABA→AFC→ABCC)
		자동 광축 조정(커런트 얼라이먼트)
		자동 빔 밝기
	자동 화상 조정 기능	자동 밝기&대비 조정(ABCC)
		자동 포커스 조정(AFC)
		자동 비점수차 & 포커스(ASF)
		자동 필라멘트 새터레이션(AFS)
		자동 빔 얼라이먼트(ABA)
		자동 시작(HV–N→ABCC→AFC)
조작 보조 기능		래스터 로테이션, 다이내믹 포커스, 화질 개선 기능, 데이터 입력(2점 간 계측, 각도 계측, 문자), 프리셋 배율, 스테이지 위치 내비게이션 기능(SEM MAP), 빔 마킹 기능
옵션		■하드웨어: 트랙볼, 조이스틱, 조작 패널, 컴프레서, 고감도 저진공 검출기(UVD), 챔버스코프, 카메라 내비게이션 시스템 ■소프트웨어: SEM Data Manager, 외부 통신 인터페이스, 3D-Capture, 스테이지 이동 제한 해제 기능, EDS 인테그레이션
옵션(외부 장치)		에너지 분산형 X선 분석 장치(EDS), 파장 분산형 X선 분석 장치(WDS), 각종 외부 스테이지(가열 스테이지, 냉각 스테이지, 인장 스테이지)

*1 127mm×95mm(4×5 사진 크기)를 표시 크기로 하여 배율을 규정.

*2 509.8mm×286.7mm(1,920×1,080의 화상 표시)를 표시 크기로 하여 배율을 규정.

지르콘 관찰・분석 예시

SEM을 사용한 발광재 평가 - 고감도 UVD를 탑재한 SU3800/SU3900으로 발광체 조성을 뚜렷하게 가시화

형광체나 LED의 질화 갈륨(GaN) 기판 등 SEM을 사용한 발광재를 평가할 때, 일반적으로 반사 전자 검출기를 이용해 반사 전자를 관찰하면서 시료 안의 조성 분포를 확인합니다.그러나 대부분의 경우, 관찰한 상의 contrast가 낮아 미묘한 농도의 차이를 확인하기가 어렵다는 과제가 있습니다.

고감도 UVD*를 탑재한 SU3800/SU3900의 경우, 바이어스 전극을 통해 가속된 전자선이 시료 안의 다른 전자와 부딪쳐 방출된 2차 전자와 잔류 가스 분자의 충돌로 발생한 빛을 검출해 CL 정보를 얻을 수 있습니다.
발광체의 조성을 뚜렷하게 가시화하여 발광 자체를 더욱 분명히 관찰할 수 있습니다.

*옵션

광물의 관찰・분석 예

지르콘 결정을 동일 시야에서 관찰한 결과를 보여줍니다.BSE상에서는 지르코늄 농도의 작은 차이를 가시화하는 것이 어렵습니다.반면 CL상에서는 어두운 영역이 지르코니움의 농도가 짙은 영역이라는 것을 확인할 수 있습니다.

그뿐만 아니라 동일 시야를 EDS로 분석해 다방면적 평가를 할 수 있습니다.

애플리케이션 갤러리

금속 재료

세라믹 재료

전자 부품

바이오/의약품

이온 밀링으로 가공면을 반복하여 관찰하는 방법

이온 밀링 홀더 링키지 -시료를 이온 밀링 홀더에서 떼어내지 않고, 가공 상황을 반복해서 관찰 가능

전자 부품의 단면을 관찰할 때, 전자 부품을 이온 밀링으로 전처리를 하여 그 단면을 관찰하는 경우 가공이 부족하다고 판명되는 경우가 많습니다.기존에는 시료를 이온 밀링 홀더에서 떼어내어 관찰했기 때문에 동일 시료를 사용해 다시 가공할 수 없다는 큰 과제가 있었습니다.

SU3800/SU3900에서 이온 밀링 장치 ArBlade5000을 사용하면 이온 밀링 홀더가 그대로 들어 있는 attachment를 사용하여 단면 가공을 반복하면서 관찰할 수 있습니다.
시료를 홀더에서 떼어낼 필요가 없기 때문에 원하는 단면이 나올 때까지 몇 번이고 동일 시료로 이온 밀링 처리를 하여 관찰할 수 있습니다.단면 가공에서 관찰까지 원활한 작업진행으로 관찰 효율을 큰 폭으로 높일 수 있습니다.

전자 부품의 관찰 예

기계 연마 후 이온 밀링 처리를 통해 만들어 낸 전자 부품 단면의 관찰 예입니다.
(a)는 뚜렷한 결정 contrast를 통해 쌓여 있는 Cu도금 층을 확인할 수 있습니다.
(b)에서는 Cu도금/납땜 경계면 부분의 합금층이나 Pb프리 납땜의 입자 경계 부분에 분포하는 Ag 입자를 뚜렷하게 확인할 수 있습니다.