ZEISS Crossbeam - 3D分析と試料作製を高いスループットで実現するFIB-SEM​
製品

ZEISS Crossbeam​

3D分析と試料作製を高いスループットで実現するFIB-SEM​

イメージングと分析性能を兼ね備えた高分解能電界放出型走査電子顕微鏡(FE-SEM)に、次世代集束イオンビーム(FIB)の処理能力を統合しました。研究所などの複数のユーザーが利用する施設で研究開発を行っている場合にも最適です。ZEISS Crossbeamのモジュラープラットフォームなら、大量の材料アブレーションにLaserFIBを使用するなど、増大するニーズに合わせて既存システムをアップグレードできます。ミリング、イメージングや3D解析において、CrossbeamがFIB使用時の作業をスピードアップさせます。

  • SEMで可能な限りの情報を獲得
  • FIBによる試料のスループット向上
  • FIB-SEM分析で最高レベルの3D分解能を実現

TEMラメラ作製

NanoSQUIDSの結晶構造の観察

  • この動画では、CrossbeamのTEMラメラ作成ワークフローにより、University of TuebingenのBenedikt Müller氏とNMI ReutlingenのClaus Burkhardt氏が、ドイツEberhard Karls University of TuebingenのR. Kleiner教授およびD. Koelle教授と協力し、イオンビームナノリソグラフィで作製したジョセフソン接合を持つNanoSQUIDSの結晶構造を観察する様子をご紹介します。
SEMで可能な限りの情報を獲得

SEMで可能な限りの情報を獲得

  • Gemini電子光学機器を使って高分解能SEM画像から試料の正確な情報を抽出​
  • 2Dの表面高感度画像や3Dトモグラフィーで Crossbeamの優れたSEM性能を発揮
  • 加速電圧が低くても高い分解能、コントラスト、SN比を実現
  • 様々な検出器を用いて試料の包括的な特性評価が可能。独自のInlens EsB検出器により純粋な材料コントラストが得られる
  • 帯電アーチファクトに邪魔されることなく非導電性の試料を観察可能
FIBによる試料のスループット向上​

FIBによる試料のスループット向上​

  • インテリジェントなFIBスキャンで材料をより早く正確に除去し、最大で実験時間を40%短縮​
  • Ion-sculptor FIBカラムが新たなFIB処理の方法を実現。試料へのダメージを最小限に抑え、試料の質を最大限高めると同時に実験を高速化 ​
  • FIB分解能を損なうことなく、最大100 nAの電流を用いて試料を正確かつ迅速に操作可能​
  • TEM試料調製には、Ion-sculptor FIBの低加速電圧機能を使用。アモルファス化による試料のダメージを最小限に抑えつつ、極薄試料を作製​
Crossbeamの集束イオンビームカラム、ZEISS Ion-sculptor
はんだの3Dトモグラフィー。本画像はイメージングとEDS分析を組み合わせたマルチモーダルなワークフローの一部。(画像幅38 µm)

はんだの3Dトモグラフィー。本画像はイメージングとEDS分析を組み合わせたマルチモーダルなワークフローの一部。(画像幅38 µm)

はんだの3Dトモグラフィー。本画像はイメージングとEDS分析を組み合わせたマルチモーダルなワークフローの一部。(画像幅38 µm)
はんだの3Dトモグラフィー。本画像はイメージングとEDS分析を組み合わせたマルチモーダルなワークフローの一部。(画像幅38 µm)

FIB-SEM分析で最高レベルの3D分解能を実現

  • EDSとEBSDの測定で3D解析のメリットを活用​
  • ミリング、イメージングや3D解析において、CrossbeamがFIB使用時の作業をスピードアップ​
  • 業界をリードする高速かつ正確なトモグラフィーを提供するZEISS Atlas 5パッケージで、Crossbeamの性能を拡張
  • Atlas 5の統合3D解析モジュールにより、トモグラフィーの最中にEDSやEBSD解析が可能
  • 業界屈指の等方性ボクセルサイズと最高レベルの3D分解能を有するFIB-SEMトモグラフィーで優れた結果を取得。Inlens EsB検出器は、深さ3 nm未満のプローブで、表面感度と材料コントラストの高い画像を取得可能
  • ミリングしながら連続セクショニング画像を収集し、時間を節約。トラッキング可能なボクセルサイズと画質制御のための自動ルーチンも強みの1つ

 

 

Crossbeamファミリー

可変圧力モードでは、低真空運転や、ガスを放出する試料や帯電しやすい試料のin situ実験を行うことができます。独自のGemini電子光学系とIon-sculptor FIBが、高品質イメージングとハイスループットを実現します。
ZEISS Crossbeam 350
ZEISS Crossbeam 350
最も要件の厳しい試料の作製や特性評価には、試料に最適なチャンバーサイズを選択します。Gemini 2電子光学系は、低加速電圧や大電流でも高い分解能を実現します。迅速な分析に必要とされる、高ビーム電流での高分解能イメージングに最適です。
ZEISS Crossbeam 550
ZEISS Crossbeam 550
大型材料のアブレーション・作製のための装置。エアロックに搭載されたフェムト秒レーザーがin situ研究をサポートし、チャンバー汚染を防止します。Crossbeam 350および550と組み合わせて使用することができます。深部にある内部組織に素早くアクセスし、アトムプローブなど、超大型または高アスペクト比構造の試料を作製可能です。
Crossbeamレーザー
Crossbeamレーザー
極低温条件下のTEMラメラの作製や大量イメージングのためのソリューションで、生理的環境に近い状態のイメージングが可能です。ワイドフィールド顕微鏡やレーザー顕微鏡、集束イオンビーム走査型電子顕微鏡と接続可能。同時に、多用途FIB-SEMの柔軟性があるのもメリットです。
Correlative Cryo Workflow
Correlative Cryo Workflow

Crossbeamによるワークフロー ​

レーザー、TEMラメラ作製、相関クライオのワークフローを調整するためのガイド付きワークフローを活用ください

この動画で、LaserFIBワークフローがレーザー処理の最適化・自動化にどのように役立つかをご覧ください。

Crossbeamレーザーのワークフロー

深部にある関心領域に素早くアクセスし、マルチスケールで相関ワークフローを実行。大量分析により、試料の特徴をより正確に取得します。EDSやEBSDなどの3Dイメージングや分析が可能です。半自動化装置により、時間の節約とスループットのさらなる向上が実現しました。

お手持ちの Crossbeamにフェムト秒レーザーを追加すれば、特定部位から超高速で試料を作製できます。FIB-SEMのチャンバーは清潔に保たれ、必要に応じて半自動化ワークフローで遠隔操作が可能です。

メリット:

  • 深部にある内部構造に素早くアクセス
  • 制御された真空環境でフェムト秒レーザーパルスを使用するため、ダメージと熱影響を最小限に抑える
  • レーザー作業を専用チャンバー内で行うことで、FIB-SEMのメインチャンバーと検出器を汚染から保護
  • レーザー処理、研磨、洗浄および集束イオンビームSEM用チャンバーへの試料の移動を自動化
  • TEMラメラ上の断面からピラー配列まで、複数の試料を作製し、様々な材料にプリインストールされたレシピを使用して効率的に作業
  • 素早いアクセス、最適化された作製、マルチスケール

    銅マイクロバンプとフリップチップを相互接続したマルチチップパッケージ、レーザによる破砕と集束イオンビームによる研磨を施した横断面、トレンチ深さ1.6 mm。

    素早いアクセス、最適化された作製、マルチスケール

    銅マイクロバンプとフリップチップを相互接続したマルチチップパッケージ、レーザによる破砕と集束イオンビームによる研磨を施した横断面、トレンチ深さ1.6 mm。

    1.素早いアクセス、最適化された作製、マルチスケール

    • PFIB(プラズマFIB)よりも数段速く、深部にある構造が明らかに
    • 制御された真空環境でフェムト秒レーザー処理を行うため、ダメージと熱の影響を受ける領域を最小限に抑える
    • レーザー処理から集束イオンビームを用いた分析までエアフリーのワークフローを維持する(環境ガスは窒素かアルゴンを選択)
    • 調整済みワークフローで、すでに入手している3D X線顕微鏡またはその他の外部データセットと関心領域を相関させる
    • 新しいバーストモードでアブレーションの速度とパフォーマンスを向上させる
  • ワークフローの自動化

    LaserFIBの詳細、レーザーチャンバーとレーザー光学系(右)、収束イオンビームSEMチャンバー(左)。

    ワークフローの自動化

    LaserFIBの詳細、レーザーチャンバーとレーザー光学系(右)、収束イオンビームSEMチャンバー(左)。

    2.ワークフローの自動化

    • 自動化されたシャトリングおよびレーザー処理によって、LaserFIBで複数の試料を作製する時間が短縮し、スループットが向上
    • システムを遠隔操作し、レーザー、電動搬送ロッド、さらにFIB-SEMを使用した無人自動実験が可能
    • ソフトウェアを1回クリックするだけで、レーザーとFIB-SEMの登録が完了
    • スクリプトによりワークフローの自動作成が可能になり、実験の効率がアップ
    • スクリプトを使用すれば、複数のレシピの組み合わせや、真空条件(窒素またはアルゴンガス)の有効化が可能に
  • 清潔さを保ち、スループットと使いやすさを確保

    銅にレーザー処理で3つの溝を作成。クロスジェットを行わなかった部位(上)と行った部位(下)。

    清潔さを保ち、スループットと使いやすさを確保

    銅にレーザー処理で3つの溝を作成。クロスジェットを行わなかった部位(上)と行った部位(下)。

    3.清潔さを保ち、スループットと使いやすさを確保

    • レーザー作業を専用チャンバー内で行うことで、FIB-SEMのメインチャンバーと検出器を汚染から保護
    • 保護ガラスウィンドウと高圧噴射法を活用。クロスジェット(窒素またはアルゴンのガス流)が、レーザー光学系の下の保護ガラスへに対するアブレーションした材料の堆積を防ぎ、レーザー処理中も清潔な状態を維持
    • レーザーは、特に複数部位の試料を作製する際に、溝の周囲に新たに堆積した材料を除去するのにも有用
  • 試料作製の新たな世界を開く

    シリコンの25のピラー配列(バーストモードで約30秒間レーザー加工し、ガリウム集束イオンビームで精密研磨された状態)。

    試料作製の新たな世界を開く

    シリコンの25のピラー配列(バーストモードで約30秒間レーザー加工し、ガリウム集束イオンビームで精密研磨された状態)。

    4.試料作製の新たな世界を開く

    • フェムト秒レーザーとガリウム集束イオンビームのメリットを組み合わせることで、巨大な横断面、TEMラメラおよびアトムプローブトモグラフィーの試料からピラー配列まで、幅広い試料を作製し、微細圧縮試験またはシンクロトロン顕微鏡検査およびナノCTを実施
    • フェムト秒レーザーを用いて、幅および深さが最大ミリメートル単位の極めて大きな断面を加工
    • 特許出願中の精密な深さのレーザー加工により、特定の材料層を除去
    • プリインストールしたレシピを使用するか、ワークフローを個別に定義すれば、効率的なレーザー処理に適したパラメータを簡単に見つけることが可能
自動試料作製によって加工したTEMラメラ配列(ラメラ幅:約20 µm)。Crossbeam 550
自動試料作製によって加工したTEMラメラ配列(ラメラ幅:約20 µm)。Crossbeam 550

自動試料作製によって加工したTEMラメラ配列(ラメラ幅:約20 µm)。Crossbeam 550

自動試料作製によって加工したTEMラメラ配列(ラメラ幅:約20 µm)。Crossbeam 550

TEMラメラ作製用ワークフロー

TEMラメラの作製は、ほとんどの集束イオンビームSEMユーザーにとって欠かせない作業です。ZEISSは、特定位置で作製するための自動ワークフローを提供し、これによって得られるラメラは、高分解能TEMおよびSTEMイメージング、原子分解能での分析に最適です。試料の関心領域に移動し、バルク試料から関心領域を含むTEMラメラを抽出してから、バルクミリングやトレンチングを行って、ピックアップと必要に応じて薄片化を行います。

  • 試料の関心領域(ROI)への自動ナビゲーション

    1.試料の関心領域(ROI)への自動ナビゲーション

    試料の関心領域(ROI)への自動ナビゲーション

    – 関心領域を探す手間をかけることなく、ワークフローを開始
    – エアロックのナビゲーションカメラを用いて試料の位置を特定
    – 統合ユーザーインターフェースにより関心領域に容易にナビゲート
    – SEMのひずみのない広視野を活用

    1.試料の関心領域(ROI)への自動ナビゲーション

    • ● 関心領域を探す手間をかけることなく、ワークフローを開始
    • ● エアロックのナビゲーションカメラを用いて試料の位置を特定
    • ● 統合ユーザーインターフェースにより関心領域に容易にナビゲート
    • ● SEMのひずみのない広視野を活用
  • 自動試料作製機能で作製。集束イオンビームによる作製およびイメージング。実視野:76.22 µm。

    2.自動試料作製(ASP)によるバルク試料のラメラ作製

    自動試料作製機能で作製。集束イオンビームによる作製およびイメージング。実視野:76.22 µm。

    – 簡単な3段階の工程で作製を開始:ASP
    – ドリフト補正、デポジション、ならびに粗加工および仕上げ加工などのレシピを定義
    – FIBカラムのイオン光学系によりハイスループットのワークフローが可能に
    – バッチの前処理を開始するためにレシピを複製し、必要なだけ繰り返すことが可能

    画像:ピックアップ直前の銅試料のラメラ。自動試料作製機能で作製。集束イオンビームによる作製およびイメージング。実視野:76.22 µm。

    ピックアップ直前の銅試料のラメラ。自動試料作製機能で作製。集束イオンビームによる作製およびイメージング。実視野:76.22 µm。

    2.自動試料作製(ASP)によるバルク試料のラメラ作製

    • ● 簡単な3段階の工程で作製を開始:ASP
    • ● ドリフト補正、デポジション、ならびに粗加工および仕上げ加工などのレシピを定義
    • ● FIBカラムのイオン光学系によりハイスループットのワークフローが可能に
    • ● バッチの前処理を開始するためにレシピを複製し、必要なだけ繰り返すことが可能
  • TEMラメラが付いたマイクロマニピュレーターの針がバルクからピックアップされています。

    3.ピックアップ

    TEMラメラが付いたマイクロマニピュレーターの針がバルクからピックアップされています。

    – マイクロマニピュレーターの先端にラメラを付ける
    – ラメラをバルクから切り出す
    – その後、ラメラがピックアップ可能な状態となり、TEMグリッドに移すことが可能

    画像:ZEISS CrossbeamのTEMラメラ作製ワークフローの一部。TEMラメラが付いたマイクロマニピュレーターの針がバルクからピックアップされています。

    ZEISS CrossbeamのTEMラメラ作製ワークフローの一部。TEMラメラが付いたマイクロマニピュレーターの針がバルクからピックアップされています。

    3.ピックアップ

    • ● マイクロマニピュレーターの先端にラメラを付ける
    • ● ラメラをバルクから切り出す
    • ● その後、ラメラがピックアップ可能な状態となり、TEMグリッドに移すことが可能
  • 仕上げの薄片化後のシリコン試料のTEMラメラ

    4.薄片化:最終ステップは、TEMラメラの品質を決定するため非常に重要

    仕上げの薄片化後のシリコン試料のTEMラメラ

    – 本装置は、薄片化のライブモニタリングで希望の厚さにできるように設計されている
    – 2つの検出器シグナルを同時に使用してラメラの厚さを判断し、一方の検出器(SE検出器)で再現性の高い最終の厚さを得て、もう一方の検出器(Inlens SE検出器)で表面品質を制御する
    – アモルファス化を最小にして、高品質の試料を作製する

    画像:仕上げの薄片化後のシリコン試料のTEMラメラ

    仕上げの薄片化後のシリコン試料のTEMラメラ

    4.薄片化:最終ステップは、TEMラメラの品質を決定するため非常に重要

    • ● 本装置は、薄片化のライブモニタリングで希望の厚さにできるように設計されている
    • ● 2つの検出器シグナルを同時に使用してラメラの厚さを判断し、一方の検出器(SE検出器)で再現性の高い最終の厚さを得て、もう一方の検出器(Inlens SE検出器)で表面品質を制御する
    • ● アモルファス化を最小にして、高品質の試料を作製する

クライオ条件下でのTEMラメラ作製およびボリュームイメージング

極低温顕微鏡法では、生理的環境下に近い状態での細胞構造の観察が可能です。しかしながらユーザーは、試料作製、失透、アイスコンタミネーション、試料ロス、または複数のイメージング手法の相関といった複雑な課題に直面することになります。ZEISS Correlative Cryo Workflowは、ワイドフィールド顕微鏡、レーザー走査型顕微鏡、集束イオンビーム走査電子顕微鏡をシームレスに組み合わせ、使いやすい手順を構築します。ハードウェアもソフトウェアも、蛍光高分子の位置確認から高コントラストのクライオ電子線トモグラフィーイメージングおよびオングリッドラメラ薄片化まで、相関クライオ顕微鏡ワークフローのニーズに合わせて最適化されています。

  • 生理的環境に近い状態をイメージング

    生理的環境に近い状態をイメージング

    • ● マルチモーダルなイメージング手法を統合したシームレスなクライオワークフロー
    • ● 失透やアイスコンタミネーションから試料を保護
    • 高分解能蛍光イメージング
    • 高コントラストボリュームイメージングと3D再構成
    • ● クライオTEM使用時の標的オングリッドラメラ薄片化
    • ● 極低温から室温まで幅広く応用可能
  • シンプルなワークフローで研究に集中

    シンプルなワークフローで研究に集中

    相関クライオ顕微鏡ワークフローは、クライオ条件下で様々なイメージング手法の組み合わせを簡単に操作できます。このワークフローソリューションは、光学顕微鏡法と電子顕微鏡法を組み合わせ、ボリュームイメージングおよび効率的なTEMラメラ作製を可能にします。専用アクセサリがワークフローを簡素化し、顕微鏡間で低温試料を安全かつ簡単に搬送できます。ZEISS ZEN Connectによって、全ワークフローのデータ管理が保証され、データがコンテキスト内に保存されます。さらに、一連の処理ツールを使用することで、イメージング結果の処理を行うことができます。

  • 二重標識された酵母細胞(CNM67-tdTomatoおよびNUP-GFP)。LSM画像(左)とCrossbeam画像(右)。
    二重標識された酵母細胞(CNM67-tdTomatoおよびNUP-GFP)。LSM画像(左)とCrossbeam画像(右)。  M. Pilhofer, ETH Zürich, Switzerland
    M. Pilhofer, ETH Zürich, Switzerland

    二重標識された酵母細胞(CNM67-tdTomatoおよびNUP-GFP)。

    LSM画像(左)とCrossbeam画像(右)。

    二重標識された酵母細胞(CNM67-tdTomatoおよびNUP-GFP)。

    最高レベルのデータ品質を提供する優れたコンポーネント

    クライオに適合した対物レンズと高感度なAiryscan検出器を搭載したZEISS LSMシステムは、低ダメージの照射と一定の低温で試料の失透を防ぎながら、タンパク質や細胞構造を高分解能で検出することができます。さらに、ZEISS Crossbeam集束イオンビームSEMは、試料の重金属染色を必要とせず、高コントラストなボリュームイメージングを実現します。この2つのモダリティにより、その後TEM研究を行うかどうかに関わらず、細胞の超微細構造の包括的理解を可能にする有益な機能情報と構造的情報を得ることができます。

  • 低温機器のあるコアイメージング施設

    4.薄片化:最終ステップは、TEMラメラの品質を決定するため非常に重要

    低温機器のあるコアイメージング施設

    4.薄片化:最終ステップは、TEMラメラの品質を決定するため非常に重要

    イメージング施設の生産性を維持する多目的ソリューション

    本ワークフローで使用されるZEISS顕微鏡は、他のソリューションと異なり、クライオ顕微鏡法のみならず、室温にも応用できます。これは、顕微鏡が超低温実験で十分に活用されていない場合に特に有益となります。装置の超低温から室温使用への切り替えは簡単で、専門知識は必要ありません。この使用温度の柔軟さによって、実験により多くの時間を費やすことができます。さらに、使いやすいだけでなく、投資額をすぐに回収できるため、イメージング施設に多くのメリットをもたらします。

Crossbeamのバックグラウンドテクノロジー

2つの走査型電子顕微鏡用カラム、Gemini 1および2、集束イオンビーム用カラム、イオンスカルプターの詳細をすべて解説します。
表面高感度イメージング、強力な分析機能およびFIB加工の新たな手法についてご覧ください。

  • SEM電子光学系 ​

    2基のカラムから選択

    ZEISS CrossbeamのFE-SEMカラムは、すべてのFE-SEMと同様にGemini 1 VP電子光学系に基づいています。Crossbeam 350のGemini VPカラムにするかCrossbeam 550のGemini 2カラムにするかを決めることができます。

    電界放出型SEMは、高分解能イメージング用に設計されています。電界放出型SEMの性能の鍵となるのは、その電子光学系カラムです。Gemini技術は、すべてのZEISSのFE-SEMおよび集束イオンビームSEMに搭載されています。いかなる試料でも優れた分解能を発揮するようになっており、特に、低加速電圧で完全かつ効率的に検出するために、そして使いやすいように調節されています。

    Gemini光学系を特徴付ける3つの主要素

    • Gemini対物レンズの設計は、静電場と磁場を組み合わせることで、試料に与える磁場の影響を最小限に抑えながら、光学性能を最大限に高めます。これにより、磁性材料のように困難な試料であっても優れたイメージングが可能となります。
    • また、一体型ビーム減速機能を有するGeminiビームブースターテクノロジーが、小さなプローブサイズと高いSN比を保証します。
    • GeminiのInlens検出コンセプトは、二次電子(SE)と反射電子(BSE)を同時に検出することで、画像取得の時間を最小限にし、効率的かつ確実にシグナルを検出します。

    FIB-SEMアプリケーションにおけるメリット

    • 長時間安定するSEMのビームアライメントや、プローブ電流や加速電圧等あらゆるシステムパラメータを簡単に調整可能
    • ほとんど磁場影響のない光学系のおかげで、広視野でもひずみのない高分解能イメージングを実現
    • 電子光学性能に影響を及ぼすことなく、検体を傾けることが可能
    ZEISS Crossbeam 550:ダブルコンデンサーと2つのInlens検出器を装備したGemini IIカラム。
    ZEISS Crossbeam 550:ダブルコンデンサーと2つのInlens検出器を装備したGemini IIカラム。

    ZEISS Crossbeam 350:シングルコンデンサーと2つのInlens検出器、VP機能を搭載したGeminiカラム。

    Gemini 1 VP搭載Crossbeam 350

    • ✔ オプションの可変圧力(VP)モードにより、多目的環境における試料の柔軟性を最大化
    • ✔ ガスを放出する試料や帯電しやすい試料のin situ実験が可能​
    • ✔ Inlens EsB検出器を用いた独自のGemini材料コントラスト
    ZEISS Crossbeam 550:ダブルコンデンサーと2つのInlens検出器を装備したGemini IIカラム。
    ZEISS Crossbeam 550:ダブルコンデンサーと2つのInlens検出器を装備したGemini IIカラム。

    ZEISS Crossbeam 550:ダブルコンデンサーと2つのInlens検出器を装備したGemini IIカラム。

    Gemini 2搭載Crossbeam 550

    • ✔ ダブルコンデンサーシステムにより低加速電圧や大電流でも高分解能を実現
    • ✔ 高分解能イメージングと高速分析で、少ない時間でより多くの情報を取得
    • ✔ Inlens SEとEsBイメージングを同時に用いて独自のトポグラフィーと材料コントラストを取得
  • 高感度な表面イメージングの活用

    今日のSEMアプリケーションでは、標準として低い入射電圧での高分解能イメージングが必要とされており、以下の用途で不可欠となっています。

    • ビーム感受性の高い試料
    • 非導電性材料
    • 試料の深い位置からの不要なバックグラウンド信号を避け、純粋な試料表面の情報を取得する

    新しいGemini光学系は、低電圧および超低電圧での分解能とコントラスト向上のために最適化されており、搭載された高分解能ガンモードとオプションのTandem decelが特徴です。

    • 高分解能ガンモードでは、一次エネルギー幅が30%減少し、色収差を最小限に抑えることで画像の解像度を向上させます。
    オプションのTandem decelを使った最大5 kVの試料バイアスでは、低加速電圧で優れたイメージング能力がさらに向上します。
    オプションのTandem decelを使った最大5 kVの試料バイアスでは、低加速電圧で優れたイメージング能力がさらに向上します。

    オプションのTandem decelを使った最大5 kVの試料バイアスでは、低加速電圧で優れたイメージング能力がさらに向上します。

    オプションのTandem decelを使った最大5 kVの試料バイアスでは、低加速電圧で優れたイメージング能力がさらに向上します。

    Tandem decelの仕組み

    2段階の減速モードであるTandem decelは、ビームブースターテクノロジーと試料に印加される高い負のバイアス電圧を組み合わせています。一次電子ビームの電子が減速し、それによりランディングエネルギーが効果的に減速します。Crossbeam 350/550に搭載されたTandem decelは、2つの異なるモードで使用できます。50~100 Vの可変負バイアス電圧では、画像のコントラストが向上し、また1~5 kVという低い負のバイアス電圧でも画像の解像度を向上させることができます。

  • ダブルコンデンサーと2つのInlens検出器を装備したGemini IIカラムおよび傾斜角54°に調整されたFIBカラム搭載ZEISS Crossbeam 550。
    ダブルコンデンサーと2つのInlens検出器を装備したGemini IIカラムおよび傾斜角54°に調整されたFIBカラム搭載ZEISS Crossbeam 550。

    ダブルコンデンサーと2つのInlens検出器を装備したGemini IIカラムおよび傾斜角54°に調整されたFIBカラム搭載ZEISS Crossbeam 550。

    ダブルコンデンサーと2つのInlens検出器を装備したGemini IIカラムおよび傾斜角54°に調整されたFIBカラム搭載ZEISS Crossbeam 550。

    新しいFIB加工法

    Ion-sculptor FIBカラムは、機械加工の精度を損なうことなくFIB作業をスピードアップさせ、いかなる試料でもその低電圧性能を活用できます。

    Crossbeamファミリーには、ハイスループットのための大電流と試料の高品質確保のための優れた低電圧の機能を備えたIon-sculptor次世代集束イオンビームカラムが搭載されています。

    • Ion-sculptor FIBカラムの低電圧機能を使用して、試料の品質を最大限向上
    • 検体のアモルファス化を最小限に抑え、薄片化後に優れた結果を取得
    • 正確で再現性のある結果を、最も安定した形で取得
    • 高速のプローブ電流交換でFIB使用時の作業を高速化
    • 最大100 nAのビーム電流によるハイスループット加工
    • 3 nm未満の優れたFIB分解能を実現
    • Crossbeamファミリーは、長時間実験用の自動FIBエミッション回復機能を搭載
ナノパターニングなどのためのフレネルゾーンプレート。

材料科学におけるアプリケーション

新しい材料を開発し、その物理的・化学的特性を理解および調整しましょう。ナノサイエンス、エンジニアリング、エネルギー材料などのアプリケーション例を紹介します。Crossbeamがどのように試料の作製、イメージング、解析を2Dおよび3Dでサポートできるかをご覧ください。​

 

キャプション:ナノパターニングなどのためのフレネルゾーンプレート。

材料科学におけるアプリケーション

エンジニアリング材料

Crossbeamのフェムト秒レーザーを用いて全自動で加工した高エントロピー合金のピラー配列を調べるため、圧縮試験の配列をバッチ作製。
高エントロピー合金
電池端子に使用する銀/ニッケル/銅の階層構造の断面をFIBで作製し、すべての検出器を用いて1 kVで同時にクアッドモードでイメージング。左上から時計回りに右下へ:Inlens SE、SE、Inlens EsB、Inlens SEとSEの組み合わせ。試料ご提供:D. Willer, MPA Stuttgart, DE
多層金属
レーザー加工用のプリインストールレシピにより、効率的に作業ができます:銅試料の粗い溝。この大型の溝(寸法:mm)は、除去率が非常に高いものの表面仕上げが粗いラフプレカットに使用されます。精密カットと研磨はその後に行われます。
Crossbeamレーザーで取得。
銅の粗い溝
レーザー加工用のプリインストールレシピにより、効率的に作業ができます:鋼鉄試料の研磨溝。粗い溝と細かい溝を加工した後、研磨することで最終的に最適な側壁品質を得ることができます。これにより、金属試料の微細構造が明らかになります。Crossbeamレーザーで取得。
鋼の研磨溝

エネルギー材料

老朽化した固体酸化物形電解セルのEDS分析と組み合わせた集束イオンビームSEM 3Dトモグラフィー(関心領域の辺長:38 µm)。試料ご提供: M. Cantoni, EPFL Lausanne, CH.
固体酸化物形電解セル
太陽電池の効率を高めることが知られているアルカリ元素の微量濃度の検査。CIGS(セレン化銅インジウムガリウム)太陽電池(左):擬色表示した横断面のSEM画像(上から下へ):ZnO: Al(青)、ZnO(灰色)、CdS(黃)、CIGS(紫)、Mo(緑)、ガラス基質(灰色)、画像幅2,12 µm。SIMSマップ(右)。​
SIMSで観察したCIGS太陽電池​

ナノマテリアル​

FIBによってシリコンマスタースタンプ上に作製されたナノ流体工学的チャンネルの詳細:蛇行形状のチャンネル(画像幅55 µm)。試料ご提供:I. Fernández-Cuesta, INF Hamburg, Germany
マイクロ・ナノ流体力学
CrossbeamおよびAtlas 5 NPVE Advancedを用いた、篩形状領域プレートのナノ成型。Atlas 5で単一の32k × 24kピクセル画像を獲得。
篩域プレート​
Crossbeamレーザーで作製されたシリコンの試料。
オンビーム誘起デポジションで特定の部位をマークし、作製。まず、レーザー加工でバルクからピラーを分離する。次に、集束イオンビームによるミリングで試料を形成する。
アトムプローブトモグラフィー(APT)
市販の3D NAND試料から取得した集束イオンビームSEMトモグラフィーデータセット。

電子機器および半導体分野におけるアプリケーション

電子機器と半導体領域製造分野におけるCrossbeamのアプリケーションをご覧ください。

電子機器および半導体分野におけるアプリケーション
市販の3D NAND試料から取得した集束イオンビームSEMトモグラフィーデータセット。
市販の3D NAND試料から取得した集束イオンビームSEMトモグラフィーデータセット。

3D NAND – 集束イオンビームSEMトモグラフィー​

Crossbeam 550とAtlas 5の3Dトモグラフィーモジュールを用いて取得した市販の3D NAND試料の集束イオンビームSEMトモグラフィーデータセット。試料を開梱し、最上部のワード線まで機械的に研磨。サイズ2 x 1.5 x 0.7 µm3の仮想サブボリューム。上側デッキから下側デッキへの転移領域のデータセットから抽出。再構成ボクセルサイズ:4 x 4 x 4 nm3

すべてCrossbeam 550で実施した絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)デバイスの分析
すべてCrossbeam 550で実施した絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)デバイスの分析

パワーエレクトロニクス – 絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)デバイスの分析

すべてCrossbeam 550で実施した絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)デバイスの分析。ラメラの明視野30 kV STEM-in-SEM画像と、Crossbeamで明らかになったEDX元素マッピングを組み合わせると、結晶性Siの析出が確認できた。

左:レーザー加工とFIB研磨によって調製された3D IC。右:マイクロバンプの反射電子像。
左:レーザー加工とFIB研磨によって調製された3D IC。右:マイクロバンプの反射電子像。

3Dスタックダイのインターコネクト分析

Crossbeamレーザーは、860 µmの深さにある3D集積回路の直径25 µmのCuピラーマイクロバンプとBEOL構造の高品質断面を高速で取得します。結果は1時間以内に得られます。左:レーザー加工とFIB研磨によって調製された3D IC。右:マイクロバンプの反射電子像。

アトムプローブトモグラフィーによる3Dの原子レベル解析は、Crossbeamのフェムト秒レーザーによる迅速な堀の作製と、低電圧でのイオンミリングによる先端研ぎ出し中のライブSEMイメージングによるエンドポインティングを可能にします。​
アトムプローブトモグラフィーによる3Dの原子レベル解析は、Crossbeamのフェムト秒レーザーによる迅速な堀の作製と、低電圧でのイオンミリングによる先端研ぎ出し中のライブSEMイメージングによるエンドポインティングを可能にします。​

アトムプローブの試料作製​

アトムプローブトモグラフィーによる3Dの原子レベル解析は、Crossbeamのフェムト秒レーザーによる迅速な堀の作製と、低電圧でのイオンミリングによる先端研ぎ出し中のライブSEMイメージングによるエンドポインティングを可能にします。

ピクセルサイズ5 x 5 x 8 nmの10.080 zセクションからなる、線虫の3D画像

ライフサイエンス研究におけるアプリケーション

ライフサイエンス研究の様々な領域におけるCrossbeamのアプリケーションをご覧ください。

ライフサイエンス研究におけるアプリケーション

細胞生物学 – HeLa細胞

単一細胞における様々な細胞コンパートメントの研究。個々のHeLa細胞を培養皿で培養し、化学的に固定して、EPONに樹脂包埋。ボクセルサイズ5 x 5 x 8 nm、Inlens EsB検出、1400スライス。ORS Dragonfly Proによる3Dビジュアライゼーション。ご提供:A. Steyer and Y. Schwab, EMBL, Heidelberg, DE

神経科学 – 脳切片

Atlas 5の3D トモグラフィーを用いた、脳切片の大容量ミリングとイメージング。大電流により、最大幅150 µmにおよぶ広視野の高速ミリングおよびイメージングが可能。 描かれた脳の領域は視野幅75 μm、20 nAのビーム電流でミリング。ご提供:C. Genoud, FMI Basel, CH

発生生物学 – 線虫

Atlas 5により、最高の解像度と信頼性で生物の形態全体を3Dで理解できるようになります。データセットは、ピクセルサイズ5 x 5 x 8 nmの10.080 zセクションからなる、線虫の大容量3D画像を示しています。線虫を高圧凍結し、EPONで凍結置換しました。虫の体内の最小構造も非常に簡単に特定できます。ご提供:A. Steyer and Y. Schwab, EMBL Heidelberg, DE; and S. Markert and C. Stigloher, University of Wuerzburg, DE

アクセサリ

ビジュアライゼーションおよび解析ソフトウェア:ZEISS推奨Dragonfly Pro

ビジュアライゼーションおよび解析ソフトウェア:ZEISS推奨Dragonfly Pro

ORS Dragonfly Proは、X線、FIB-SEM、SEMなどの各種技術で取得された3Dデータを先進的に解析・ビジュアライゼーションするソフトウェアソリューションです。ORS Dragonfly ProはZEISSだけが提供している機能であり、直感的かつ完全にカスタマイズ可能なツールキットを利用して、大規模な3Dグレースケールデータのビジュアライゼーションと解析が可能となります。Dragonfly Proでは、3Dデータのナビゲーション、注釈機能、ビデオ制作などのメディアファイル作成が可能です。画像処理、セグメンテーション、オブジェクト解析により、結果を定量化することができます。

ToF-SIMS導入によりハイスループットな3D分析を実現​

ToF-SIMS導入によりハイスループットな3D分析を実現​

ToF-SIMS(飛行時間型2次イオン質量分析)をCrossbeam 350またはCrossbeam 550に追加することで、微量元素、軽元素(例:リチウム)および同位元素の分析が可能です。高感度で包括的な3D分析をご活用ください。元素マッピングおよび深さプロファイリングを実行できます。ppmレベルの原子および分子イオンの同時検出が可能で、横方向で35 nm、深さ方向で20 nmを上回る優れた分解能を実現します。事後に関心領域から信号を取得します。

 

ダウンロード

    • ZEISS Crossbeam ファミリー

      3 次元分析とサンプル加工をハイスループットで実現する FIB-SEM

      ページ: 25
      ファイルサイズ: 9 MB
    • 工業用セラミックス研究のためのZEISS顕微鏡ソリューション

      先端セラミックス設計のための2D、3D、4Dソリューション

      ページ: 19
      ファイルサイズ: 1 MB
    • Identify, Access, Prepare, Analyze Your Sample with Precise Navigational Guidance

      ページ: 2
      ファイルサイズ: 651 KB
    • Reduced Energy Consumption

      Optimized Operating Efficiency

      ページ: 2
      ファイルサイズ: 340 KB
    • ZEISS Crossbeam Family

      Introducing ToF-SIMS enables High Throughput in 3D Analysis

      ページ: 2
      ファイルサイズ: 1 MB
    • ZEISS Crossbeam laser FIB-SEM

      Rapidly access site-specific features buried deeply within IC packages

      ページ: 2
      ファイルサイズ: 1 MB
    • ZEISS ORS Dragonfly

      Outstanding 3D visualization with best-in-class graphics

      ページ: 2
      ファイルサイズ: 689 KB
    • 鉄鋼・その他の金属のための

      ZEISS 顕微鏡ソリューション

      ページ: 20
      ファイルサイズ: 12 MB
    • Correlation of Two-Photon in Vivo Imaging and FIB-SEM Microscopy

      ページ: 6
      ファイルサイズ: 1 MB
    • High Throughput Imaging with

      ZEISS Crossbeam 550

      ページ: 5
      ファイルサイズ: 1 MB
    • Targeted Sample Preparation with ZEISS Crossbeam laser

      ページ: 7
      ファイルサイズ: 3 MB
    • EBSD 解析のための試料調製

      LaserFIB が実現する迅速な材料加工

      ページ: 7
      ファイルサイズ: 6 MB
    • FIB-SEM Investigations of the Microstructure of CIGS Solar Cells

      ZEISS Crossbeam

      ページ: 7
      ファイルサイズ: 1 MB
    • X² STEM Lamella Preparation from Multi-composite Organic Electronic Devices with ZEISS FIB-SEMs

      ページ: 6
      ファイルサイズ: 883 KB
    • ZEISS Crossbeam Family

      High Resolution STEM and EDS Study of Chromium Depletion in Stainless Steel

      ページ: 5
      ファイルサイズ: 1 MB
    • ZEISS Microscopy Solutions for Geoscience

      Understanding the fundamental processes that shape the universe expressed at the smallest of scales

      ページ: 9
      ファイルサイズ: 15 MB
    • ZEISS Microscopy Solutions for Oil & Gas

      Understanding reservoir behavior with pore scale analysis

      ページ: 8
      ファイルサイズ: 7 MB

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