[SEM]走査電子顕微鏡法

SEM:Scanning Electron Microscopy

装置外観

特徴

SEMは、電子線を試料に当てた際に試料から出てくる電子の情報を基に、試料の凹凸や組成の違いによるコントラストを得ることができる手法です。

  • 簡単な操作で高倍率観察(50万倍程度まで)が可能
  • 二次電子(Secondary Electron;SE)像、反射電子(BackScattered Electron;BSE)像、透過電子(Transmitted Electron;TE)像の観察が可能
  • 加速電圧0.1~30kVの範囲で観察が可能
  • 最大6インチまで装置に搬入可能(装置による)
  • SEMにオプションを組み合わせることにより、様々な情報を得ることが可能
  • EDX検出器による元素分析が可能
  • 電子線誘起電流(EBIC)を測定し、半導体の接合位置・形状を評価
  • 電子後方散乱回折(EBSD)法により、結晶情報を取得可能
  • FIB加工とSEM観察の繰り返しにより、立体的な構造情報を取得可能(Slice & View)
  • 冷却観察・雰囲気制御観察

適用例

  • 試料表面観察
  • 試料断面観察
  • 故障解析
  • 膜厚測定
  • 粒径測定

原理

試料に電子を当て、試料表面から放出される二次電子・反射電子・試料を透過した透過電子(要薄片化)の像を得ることができます。

加速電圧や材料により入射電子の拡がり方が異なり、それに伴い、観察している深さ(電子が出てくる深さ)も変わります。したがって、目的によって最適な加速電圧を選定する必要があります

加速電圧の違いによる拡散領域(μm)

電子線と物質との相互作用

データ例

二次電子像:片栗粉

  • 最表面情報が優れている
  • 高い分解能を得ることができる
  • 電位コントラストが優れている
二次電子像:片栗粉

反射電子像:W/Cr多層膜

  • 組成情報が優れている
  • エッジコントラストが小さい
  • チャージアップの影響が少ない
反射電子像:W/Cr多層膜

透過電子(SEM-STEM)像:有機EL素子

  • わずかな密度差や組成差のコントラスト像を得ることができる
透過電子(SEM-STEM)像:有機EL素子

クライオ-反射電子像:リキッドファンデーション

  • 液体やゲル状サンプルを評価できる
クライオ-反射電子像:リキッドファンデーション

データ形式

  • TIFFファイル
  • JPEGファイル

仕様

搬入可能試料サイズ アウトレンズSEM 直径150mmφ×高さ50mm程度 ※装置・形状による
インレンズSEM 5mm×7mm×高さ4mm程度
観察可能領域 アウトレンズSEM 100mm×100mm程度
インレンズSEM 7mm×4mm程度
検出深さ 二次電子10nm以内
反射電子数nm~数μm 程度(構成元素、加速電圧による)
分解能 0.4nm(加速電圧30kV)、0.9nm(加速電圧1.0kV)
倍率 30~500,000倍程度

必要情報

  1. 目的/測定内容
  2. 試料情報
    (1)数量・予備試料の有無など
    (2)形状・組成・破壊可否・コーティングの可否など、層構造・膜厚など(断面観察の場合)
    (3)注意事項
  3. 納期
    (1)ご希望の速報納期
    (2)注意事項
  4. その他の留意点

注意点

以下の場合、評価に悪い影響を及ぼす恐れがあります。

  • 磁性材料
  • 蒸発するもの(融点の低いサンプル)
  • 絶縁性材料(導電処理により観察可能)

[SEM]走査電子顕微鏡法の分析事例はこちらからご覧ください。

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