O sistema de limpeza e descontaminação de plasma Ideal Vacuum PlasmaVAC P50W, com fonte de plasma remota, é comumente usado para preparação de amostras e substratos SEM, TEM, ALD e PVD

Nossos sistemas de limpeza e descontaminação de plasma Ideal Vacuum PlasmaVAC P50W são ideais para preparação de amostras de Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM) e Transmissão (TEM). A limpeza de plasma é uma etapa vital, pois remove contaminantes orgânicos das superfícies da amostra, melhorando a qualidade da imagem e a precisão da análise. A indústria de semicondutores usa SEM e TEM para identificar e analisar falhas em dispositivos transistores, mas em muitos casos a evidência da falha só é visível durante o teste in situ enquanto o dispositivo está funcionando em suas condições normais de operação. Para observar esses tipos de falhas, conexões elétricas e de resfriamento devem ser fornecidas ao dispositivo transistor enquanto ele estiver montado dentro do microscópio eletrônico. Com esses requisitos em mente, o P50W tem um tamanho de câmara de 16 x 16 x 16 polegadas com um volume espaçoso de 2,4 pés cúbicos e grandes portas de acesso a vácuo laterais. Uma placa de passagem para a porta lateral pode ser facilmente adicionada, que carrega todas as conexões elétricas e linhas de fornecimento de resfriamento para que todas essas peças possam ser descontaminadas em uma única etapa. Dessa forma, o estágio completo de teste in situ montado em uma porta lateral de vácuo é descontaminado e fica pronto para ser conectado ao seu SEM ou TEM, onde os dispositivos elétricos podem ser operados em condições normais e defeitos podem ser observados.

O PlasmaVAC P50W é ideal para remover contaminação por hidrocarbonetos de amostras e substratos usados em:

• Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)
• Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET)
• Espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS)
• Espectroscopia de raios X (EDX)
• Feixe de íons focado em crioplasma (Cryo-PFIB)
• Deposição de camada atômica (ALD)
• Deposição física de vapor (PVD)
• Litografia Ultravioleta Extrema (EUVL)

O PlasmaVAC P50W tem um descontaminador de radical de plasma de cátodo oco remoto feito pela XEI Scientific, Inc com o modelo Evactron E50 E-TC. Esta fonte oferece potência de RF entre 35 a 75 Watts a 13,56 MHz e inclui uma biblioteca de receitas testadas e opções para alterar a potência, os ciclos e a duração da limpeza. O Evactron E50 E-TC tem duas opções de entrada de gás: uma versão de filtro de entrada de gás de pureza ultra-alta (tamanho de poro de 3 nm) para atender aos requisitos rigorosos da diretiva SEMI F38-0699 da indústria de semicondutores e a versão de opção de filtro de precisão (tamanho de poro de 0,5 µm) para condições gerais de laboratório. Esses filtros em linha evitam a introdução de partículas de linhas de alimentação de gás no fluxo de plasma. Os gases alternativos que foram testados incluem O2, CDA, Ar/H2, Ar/O2, N2/H2 e N2. O uso de 100% H2 não é recomendado por razões de segurança.

Especificações do tratamento de superfície PlasmaVAC P50W :

• Fonte de Plasma Remota da XEI Scientific
• Modelo Evactron E50 E-TC
• Potência ajustável entre 35 a 75 Watts
• Máximo de 50 Watts de operação contínua
• Frequência RF a 13,56 MHz
• Duas opções de filtro de entrada de gás: tamanhos de poros de 3 nm e 0,5 µm
• Os tamanhos de poros de 3 nm seguem a diretiva SEMI F38-0699 da indústria de semicondutores
• Testado com gases O2, CDA, Ar/H2, Ar/O2, N2/H2 e N2.
• Controlador de interface de usuário Evactron dedicado
• Armazenamento de configurações do usuário
• Receitas, potência, ciclos e duração da limpeza
• Janela de visualização frontal
• Portas de vácuo de acesso lateral
• Turbo Aceleração
• Prateleira aquecida (60 °C) montada abaixo da fonte de plasma
• A distância da prateleira aquecida é ajustável em incrementos de 1 polegada
• 2 prateleiras de armazenamento HV com fendas adicionais

Este sistema P50W inclui uma bomba de desbaste multiestágios Edwards nXR60i e uma bomba turbo Pfeiffer HiPace 300 montada por baixo com controlador TC400. Seus recursos também incluem ventilação atmosférica e um medidor de magnetron invertido de cátodo frio e Pirani combinado Inficon MPG400 integrado. As medições de pressão de vácuo da câmara são exibidas por meio de um controlador de pressão montado no console, que também permite ao usuário controlar a velocidade da bomba turbo. Está incluída uma prateleira de placa aquecida montada no alto da câmara para limpeza de plasma ideal de dispositivos transistorizados ou wafers, onde a temperatura é controlada por um controlador separado montado no console e é limitada a um máximo de 60 °C para evitar riscos de queimaduras ao operador. A prateleira aquecida é instalada na distância ideal para limpeza de amostras SEM e TEM e é ajustável para cima ou para baixo em incrementos de 1 polegada para outras aplicações, conforme necessário. Duas prateleiras adicionais estão localizadas abaixo da prateleira aquecida para espaço adicional de armazenamento de alto vácuo. O sistema de limpeza de plasma remoto Evactron E50 E-TC é embutido no teto da câmara e um controlador de interface dedicado Evactron separado permite que o usuário varie facilmente todos os parâmetros de limpeza importantes e mantenha as receitas do usuário. A câmara possui uma porta articulada de aço inoxidável com uma janela de visualização e filtro de policarbonato embutido para proteger o usuário da radiação IR e UV gerada pelo arco de plasma. Este instrumento PlasmaVAC inclui um intertravamento que não permite que o sistema de limpeza de plasma opere acima de 1 Torr.

A opção de software AutoExplor permite que um usuário controle dispositivos de um computador remoto enquanto protege o sistema. O AutoExplor sequencia corretamente as bombas e opera automaticamente as válvulas corretas para uma determinada solicitação. O usuário pode programar pontos de ajuste de pressão e temperatura, taxas de rampa, tempos de imersão e ventilação. O software fornece streaming de dados gráficos em tempo real para que o usuário possa visualizar o comportamento do sistema. O AutoExplor mantém um cronograma interno de manutenção preventiva e notifica o usuário quando o serviço do sistema, como manutenção da bomba ou calibração do sensor, é devido. Isso ajuda a manter o sistema no desempenho operacional máximo. Ele também fornece mensagens de falha e erro junto com informações específicas de solução de problemas no caso de uma falha do dispositivo para que o problema possa ser corrigido o mais rápido possível.

A limpeza de plasma é uma técnica amplamente usada em microscopia, incluindo Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM), para preparar e descontaminar amostras. Ela remove efetivamente contaminantes orgânicos das superfícies das amostras, melhorando a qualidade da imagem e a precisão da análise. Veja como a limpeza de plasma funciona para amostras de SEM e TEM:

1. Princípio da limpeza de plasma
A limpeza de plasma usa plasma, um gás altamente ionizado, para remover contaminantes. O plasma é gerado pela aplicação de um campo eletromagnético de alta frequência a um gás de baixa pressão, comumente oxigênio, argônio ou hidrogênio. O processo cria íons, elétrons e espécies neutras que são altamente reativas.

2. Remoção de contaminantes

No processo de limpeza de plasma:

• Remoção física : Os íons energéticos no plasma bombardeiam a superfície da amostra, eliminando fisicamente os contaminantes.
• Reações Químicas : Espécies reativas no plasma podem interagir quimicamente com contaminantes. Por exemplo, radicais de oxigênio podem oxidar materiais orgânicos, transformando-os em compostos voláteis que são facilmente removidos.

3. Aplicação em SEM e TEM

Para amostras SEM:

• Descontaminação : a limpeza por plasma remove resíduos orgânicos, como impressões digitais, óleos e partículas transportadas pelo ar, que podem obscurecer detalhes ou interferir nos feixes de elétrons.
• Melhoria na geração de imagens : ao limpar a superfície, o tratamento com plasma reduz os efeitos de carga e melhora a resolução e o contraste das imagens SEM e TEM.
• Resolução e contraste aprimorados : uma superfície de amostra limpa permite melhor interação entre os elétrons e a amostra, o que é essencial para obter imagens de alta resolução e alto contraste em SEM e TEM.
• Preparação para revestimento : geralmente é usado antes da aplicação de revestimentos condutores em amostras não condutoras, garantindo que o revestimento adira bem e seja uniforme.

4. Vantagens de usar a limpeza de plasma

• Suave com as amostras : diferentemente dos métodos de limpeza química, a limpeza por plasma geralmente não destrutiva para a superfície da amostra.
• Rápido e eficiente : o processo pode levar de alguns minutos a uma hora, dependendo do nível de contaminação e do tamanho da amostra.
• Versátil : eficaz em uma variedade de materiais, incluindo metais, cerâmicas e amostras biológicas.

Microscópios eletrônicos, particularmente Microscópios Eletrônicos de Varredura (SEM) e Microscópios Eletrônicos de Transmissão (TEM), são ferramentas vitais na indústria de semicondutores para identificar e analisar falhas em dispositivos transistores. A capacidade desses microscópios de fornecer imagens de alta resolução na nanoescala permite o exame detalhado de materiais, estruturas e dispositivos semicondutores. Veja como os microscópios eletrônicos são usados neste contexto:


1. Imagem de alta resolução

• SEM : SEMs são usados para visualizar a topografia e composição da superfície de dispositivos transistores. Eles podem identificar defeitos de superfície, variações de espessura de camada e anormalidades estruturais que podem levar à falha do transistor. O modo de elétron retroespalhado (BSE) pode diferenciar entre materiais com base no contraste do número atômico, o que é útil para inspecionar a composição e distribuição de materiais no dispositivo.
• TEM : TEM fornece resolução ainda maior que SEM e pode gerar imagens no nível atômico. Isso é crucial para visualizar estruturas internas dos transistores, como defeitos de rede cristalina, deslocamentos e anomalias de interface entre diferentes materiais.

2. Análise de falhas

• Análise de Defeitos : Microscópios eletrônicos podem detectar e analisar defeitos que não são visíveis com microscópios menos potentes. Isso inclui vazios, rachaduras e inclusões de material estranho dentro do transistor.
• Análise de materiais : os recursos de espectrometria de raios X por dispersão de energia (EDX) em microscópios eletrônicos podem ser usados para realizar análises elementares e confirmar a composição química dos materiais. Isso ajuda a entender problemas como contaminação ou degradação de materiais.

3. Localização de falhas

• Edição e depuração de circuitos : sistemas Focused Ion Beam (FIB), geralmente combinados com SEM, são usados para edição de circuitos e análise de falhas. Eles podem moer materiais em locais específicos para expor as seções internas de um transistor ou para reparar e modificar circuitos na escala nanométrica.
• Seccionamento Físico : Para defeitos ou falhas internas, o FIB pode ser usado para cortar seções transversais dos dispositivos. Essas seções transversais podem então ser imageadas sob SEM ou TEM para analisar as estruturas de camada e a qualidade da interface.

4. Caracterização Elétrica

• Contraste de Voltagem em SEM : Esta técnica é usada para identificar atividade elétrica em dispositivos semicondutores. Ela pode mostrar quais partes do transistor são eletricamente ativas e quais não são, indicando áreas potenciais de falha.

5. Teste dinâmico

• Testes in situ : Alguns microscópios eletrônicos são equipados para realizar testes elétricos in situ, onde o dispositivo pode ser observado sob condições operacionais. Isso pode ser instrumental na identificação de mecanismos de falha dinâmica, como eletromigração ou degradação térmica.