装置概要・原理と基本性能

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コンタミネーションの発生原理と弊害

 

● なぜコンタミネーションが発生するのか?

contamination
試料表面に堆積したコンタミネーション

アウトガス等で試料表面が炭化水素系ガス分子に覆われる

       

電子ビーム(一次電子)を試料に照射すると試料から二次電子(<50eV)が発生

       

二次電子が試料表面近傍のガス分子を分解

       

分解されたカーボンが試料表面で重合・堆積

contamination_001 contamination_002 contamination_003

 

● コンタミネーションによる弊害

≪試料汚染≫

■ 像コントラストや分解能の低下
  (特に極表面観察時の低加速電圧や、コントラストが得づらい平坦な試料において顕著)
■ コンタミ付着による試料最表面の形態変化、偽信号の生成
■ EDX,EELS等の元素分析や、EBSDのような表面敏感な分析の弊害


≪光学系コンポーネント汚染≫

■ 検出器の検出効率・感度の低下
■ アパーチャー汚染によるビーム電流の変動・光学系分解能の低下
■ 鏡筒内汚染によるビームドリフト・フォーカス変動・収差
■ 光学系(X線・EUVミラー, 回折格子,FZPなど)の反射率や透過率の低下

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汚染された試料
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汚染されたコンポーネント

 

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ダウンストリーム式プラズマクリーニング原理
※以下ではEM-KLEEN(リモートタイプ)をベースにしますが、Tergeo(卓上タイプ)も同様です。ただし、TergeoのImmersionモードは除く。
プラズマソースを真空チャンバーに設置

ソース内でプラズマを発生させ
ラジカル種(O, O3, OH, H)を生成

ソース内のラジカル種が真空チャンバー内に拡散
(ダウンストリーム)

ラジカルはハイドロカーボンガス分子と
化学的に反応(アッシング)し、
水分子などとなって真空ポンプでチャンバー外に排出
down_stream

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基本性能

 

● Turbo DischargeTM テクノロジー

 高出力ICP(Inductively Coupled Plasma) プラズマ技術により、高効率かつ高真空レンジでのプラズマクリーニングが可能です。
 特に高真空領域でのプラズマ効率およびダウンストリームクリーニングにおけるラジカル種の生成スピードを大幅に向上させます。
 画期的なTurbo DischageTMプラズマソース設計技術は米国特許庁の認可を受けています。

 

● プラズマ発光強度センサー内蔵(プラズマ診断)

 安価なプラズマ装置にはプラズマ診断機能が無く、オペレーターがプラズマ強度を視認するしかありませんが、人の目はダイナミックレンジを自動で調整するため、定量的な診断は出来ません。
 内蔵センサーは、定量的にプラズマ発光強度を診断することで、より詳細にレシピを最適化することが可能で、一貫したクリーニング結果を得ることが出来ます。
pie_plasma_sensor

 

● 真空ゲージ内蔵

 MEMS加工技術による小型熱伝対真空系を内蔵
 1e-4Torr ~ 760Torrまで測定可能  

 

● 内部温度センサと冷却ファン

 プラズマクリーニング中はプラズマソース内が発熱しますが、真空環境のため通常はクーリングができず、オーバーヒートすることがあります。EM-KLEENは内部に温度センサと冷却ファンを持ち、プラズマソースが60度を超えない様に監視・制御を行います。  

 

● 外部電極構造により微量金属汚染を低減

 内部電極のプラズマシステムでは金属電極にRFが印加され、この場合、電場が電極端で強くなるエッジ効果により、一様性を得ることは難しく、また内部電極がスパッタリングされることで、試料の金属汚染が問題になります。
 本製品では、電極を石英ガラスチューブの外部に配置することで、試料の金属汚染を極めて低減します。  

 

● タッチパネルスクリーンと直観的なI/F

● レシピ登録・管理

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● RF出力 0~75W可変 @13.56Mz

 

● オート制御

 独自のプラズマ点火アルゴリズムにより、レシピを選択・実行するだけで、自動でクリ―ニングプロセスを実行します。

 

● 自動インピーダンスマッチング機能(EM-KLEENを除く)

 効率良くプラズマを発生させるためには、RF電源とプラズマソース間のインピーダンスマッチング(整合)が必要ですが、手動によるインピーダンスマッチングは慣れが必要で面倒な作業です。自動マッチング機能は、確実で素早い自動整合を行い、安定したプラズマを発生します。

 

● オートガス流量制御

 熱式流量計と電子流量制御弁によるマスフローコントロール。
 応答速度 0~50sccm

 

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