The increasing complexity of semiconductor device structures, along with the shrinking of structural dimensions, means that designing next-generation devices is more challenging and time-consuming than ever before. This, coupled with the fact that the number of technology and design options available is increasing, means a lower probability that any particular design will be commercially successful. As a result, device manufacturers need reliable tools for pathfinding that reduce the number of viable options available and help them implement solutions faster.

The complexity of considering all the chip, package, and system integration options that exist has made implementation an intimidating task. As a result, continuing evolution of the most advanced pathfinding capability has become a requirement in efficient semiconductor device design. Adding to this level of complexity are structures with multifaceted 3D architectures. Isolating defects or resolving material interfaces in a focused-ion-beam (FIB) cut structural cross-section requires highly precise preparation and subsequent scanning electron microscopy (SEM) or scanning transmission electron microscopy (STEM) imaging. Precision FIB editing tools can also perform microsurgery and nanoprototyping of new circuit designs. Finally, due to limited floorspace and budgets, labs are pushing to have multiple analysis options in a single system to get the most comprehensive data in the shortest possible time.

Thermo Fisher Scientific provides a full suite of analytical instruments that enable advanced R&D on innovative logic, memory, power and display device technologies. We offer the most advanced capability to perform high-end atomic-level research and prototyping, using STEM and FIB microscopy.

Semiconductor pathfinding and device development workflow examples

 

 

Style Sheet for Komodo Tabs

Techniques

Métrologie par TEM

Les routines de métrologie par TEM avancées et automatisées offrent une précision nettement supérieure à celle des méthodes manuelles. Cela permet aux utilisateurs de générer de grandes quantités de données statistiquement pertinentes, avec une spécificité de niveau inférieur à l’angström, qui est exempte de biais de l’opérateur.

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Analyse et imagerie par TEM des semi-conducteurs

Les microscopes électroniques à transmission Thermo Fisher Scientific offrent une analyse et une imagerie haute résolution des dispositifs semi-conducteurs, ce qui permet aux fabricants d’étalonner les ensembles d’outils, de diagnostiquer les mécanismes de défaillance et d’optimiser les rendements globaux des processus.

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Préparation des échantillons de dispositifs semi-conducteurs

Les systèmes DualBeam Thermo Scientific fournissent une préparation des échantillons par TEM précise pour l’analyse à l’échelle atomique des dispositifs semi-conducteurs. Les technologies d’automatisation et d’apprentissage automatique avancé produisent des échantillons de haute qualité, au bon emplacement, et à un faible coût par échantillon.

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Analyse et imagerie des semi-conducteurs

Thermo Fisher Scientific propose des microscopes électroniques à balayage pour chaque fonction d’un laboratoire de semi-conducteurs, des tâches d’imagerie générales aux techniques d’analyse de défaillances avancées nécessitant des mesures précises du contraste de tension.

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Isolement des pannes optiques

Les conceptions de plus en plus complexes compliquent l’isolement des pannes et des défauts dans la fabrication de semi-conducteurs. Les techniques d’isolement des pannes optiques vous permettent d’analyser les performances des dispositifs électriquement actifs pour localiser les défauts critiques qui provoquent une défaillance du dispositif.

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Isolement des pannes thermiques

Une répartition inégale de la dissipation d’énergie locale peut entraîner de grandes augmentations localisées de la température, ce qui entraîne une défaillance du dispositif. Nous proposons des solutions uniques pour l’isolement des pannes thermiques grâce à la thermographie infrarouge à verrouillage haute sensibilité (LIT).

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Édition de circuits

Des solutions de nanoprototypage et d’édition de circuits avancées et dédiées, qui associent de nouveaux systèmes de distribution de gaz à une large gamme de chimies et de technologies à faisceau d’ions focalisé, offrent un contrôle et une précision inégalés pour le développement de dispositifs semi-conducteurs.

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Nanosondage

À mesure que la complexité des dispositifs augmente, le nombre d’endroits où les défauts peuvent se cacher augmente également. Le nanosondage fournit la localisation précise des pannes électriques, ce qui est essentiel pour un flux de travail efficace d’analyse des défaillances par microscopie électronique à transmission.

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Ablation par laser des semi-conducteurs

L’ablation par laser permet la mouture à haut débit de dispositifs semi-conducteurs pour l’imagerie et l’analyse par microscopie électronique tout en conservant l’intégrité des échantillons. Accédez à des données 3D à grand volume et optimisez les conditions de mouture afin de les adapter au mieux à votre type d’échantillon.

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Préparation des échantillons par APT

La tomographie par sonde atomique (APT) fournit une analyse de composition 3D à résolution atomique des matériaux. La microscopie par faisceau d’ions focalisé (FIB) est une technique essentielle pour la préparation d’échantillons spécifique au site, orientée et de haute qualité pour la caractérisation de l’APT.

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Déstratification des dispositifs

La réduction de la taille des caractéristiques, ainsi que la conception et l’architecture avancées, donne lieu à une analyse des défaillances de plus en plus difficile pour les semi-conducteurs. La déstratification des dispositifs sans dommages est une technique essentielle pour la détection des pannes et défaillances électriques intégrées.

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Métrologie par TEM

Les routines de métrologie par TEM avancées et automatisées offrent une précision nettement supérieure à celle des méthodes manuelles. Cela permet aux utilisateurs de générer de grandes quantités de données statistiquement pertinentes, avec une spécificité de niveau inférieur à l’angström, qui est exempte de biais de l’opérateur.

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Analyse et imagerie par TEM des semi-conducteurs

Les microscopes électroniques à transmission Thermo Fisher Scientific offrent une analyse et une imagerie haute résolution des dispositifs semi-conducteurs, ce qui permet aux fabricants d’étalonner les ensembles d’outils, de diagnostiquer les mécanismes de défaillance et d’optimiser les rendements globaux des processus.

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Préparation des échantillons de dispositifs semi-conducteurs

Les systèmes DualBeam Thermo Scientific fournissent une préparation des échantillons par TEM précise pour l’analyse à l’échelle atomique des dispositifs semi-conducteurs. Les technologies d’automatisation et d’apprentissage automatique avancé produisent des échantillons de haute qualité, au bon emplacement, et à un faible coût par échantillon.

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Analyse et imagerie des semi-conducteurs

Thermo Fisher Scientific propose des microscopes électroniques à balayage pour chaque fonction d’un laboratoire de semi-conducteurs, des tâches d’imagerie générales aux techniques d’analyse de défaillances avancées nécessitant des mesures précises du contraste de tension.

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Isolement des pannes optiques

Les conceptions de plus en plus complexes compliquent l’isolement des pannes et des défauts dans la fabrication de semi-conducteurs. Les techniques d’isolement des pannes optiques vous permettent d’analyser les performances des dispositifs électriquement actifs pour localiser les défauts critiques qui provoquent une défaillance du dispositif.

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Isolement des pannes thermiques

Une répartition inégale de la dissipation d’énergie locale peut entraîner de grandes augmentations localisées de la température, ce qui entraîne une défaillance du dispositif. Nous proposons des solutions uniques pour l’isolement des pannes thermiques grâce à la thermographie infrarouge à verrouillage haute sensibilité (LIT).

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Édition de circuits

Des solutions de nanoprototypage et d’édition de circuits avancées et dédiées, qui associent de nouveaux systèmes de distribution de gaz à une large gamme de chimies et de technologies à faisceau d’ions focalisé, offrent un contrôle et une précision inégalés pour le développement de dispositifs semi-conducteurs.

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Nanosondage

À mesure que la complexité des dispositifs augmente, le nombre d’endroits où les défauts peuvent se cacher augmente également. Le nanosondage fournit la localisation précise des pannes électriques, ce qui est essentiel pour un flux de travail efficace d’analyse des défaillances par microscopie électronique à transmission.

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Ablation par laser des semi-conducteurs

L’ablation par laser permet la mouture à haut débit de dispositifs semi-conducteurs pour l’imagerie et l’analyse par microscopie électronique tout en conservant l’intégrité des échantillons. Accédez à des données 3D à grand volume et optimisez les conditions de mouture afin de les adapter au mieux à votre type d’échantillon.

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Préparation des échantillons par APT

La tomographie par sonde atomique (APT) fournit une analyse de composition 3D à résolution atomique des matériaux. La microscopie par faisceau d’ions focalisé (FIB) est une technique essentielle pour la préparation d’échantillons spécifique au site, orientée et de haute qualité pour la caractérisation de l’APT.

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Déstratification des dispositifs

La réduction de la taille des caractéristiques, ainsi que la conception et l’architecture avancées, donne lieu à une analyse des défaillances de plus en plus difficile pour les semi-conducteurs. La déstratification des dispositifs sans dommages est une technique essentielle pour la détection des pannes et défaillances électriques intégrées.

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Samples


Caractérisation des dispositifs et matériaux semi-conducteurs

À mesure que les dispositifs semi-conducteurs rétrécissent et deviennent plus complexes, de nouvelles conceptions et structures sont nécessaires. Les flux de travaux d’analyse 3D à haute productivité peuvent raccourcir la durée de développement des dispositifs, optimiser le rendement et s’assurer que les dispositifs répondent aux besoins futurs de l’industrie.

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Products

Style Sheet for Instrument Cards Original

Spectra Ultra

  • New imaging and spectroscopy capabilities on the most beam sensitive materials
  • A leap forward in EDX detection with Ultra-X
  • Column designed to maintain sample integrity.

Helios 5 PFIB DualBeam

  • Gallium-free STEM and TEM sample preparation
  • Multi-modal subsurface and 3D information
  • Next-generation 2.5 μA xenon plasma FIB column

Helios 5 HX/Helios 5 UX/Helios 5 FX DualBeam

  • Fully automated, high-quality, ultra-thin TEM sample preparation
  • High throughput, high resolution subsurface and 3D characterization
  • Rapid nanoprototyping capabilities

Talos F200E TEM

  • High-quality (S)TEM imaging of semiconductor and microelectronic devices
  • Precise, high-speed chemical characterization with EDS
  • Dedicated semiconductor-related applications

Metrios AX TEM

  • Automation options to support quality, consistency, metrology, and reduced OPEX
  • Leverages machine learning for superior autofunctions and feature recognition
  • Workflows for both in-situ and ex-situ lamella preparation
Thermo Scientific Scios 2 plasma focused ion beam scanning electron microscope (DualBeam)

Scios 3 FIB-SEM

  • Full support of magnetic and non-conductive samples
  • High throughput subsurface and 3D characterization
  • Advanced ease of use and automation capabilities

ExSolve WTP DualBeam

  • Can prepare site-specific, 20 nm thick lamellae on whole wafers up to 300 mm in diameter
  • Addresses needs requiring automated, high-throughput sampling at advanced technology nodes
Thermo Scientific Verios 5 XHR scanning electron microscope (SEM)

Verios 5 XHR SEM

  • Monochromated SEM for sub-nanometer resolution over the full 1 keV to 30 keV energy range
  • Easy access to beam landing energies as low as 20 eV
  • Excellent stability with piezo stage as standard
Thermo Scientific Quattro E scanning electron microscope (SEM)

Quattro ESEM

  • Ultra-versatile high-resolution FEG SEM with unique environmental capability (ESEM)
  • Observe all information from all samples with simultaneous SE and BSE imaging in every mode of operation
Thermo Scientific Apreo 2 scanning electron microscope (SEM)

Apreo 2 SEM

  • High-performance SEM for all-round nanometer or sub-nanometer resolution
  • In-column T1 backscatter detector for sensitive, TV-rate materials contrast
  • Excellent performance at long working distance (10 mm)

VolumeScope 2 SEM

  • Isotropic 3D data from large volumes
  • High contrast and resolution in high and low vacuum modes
  • Simple switch between normal SEM use and serial block-face imaging

Phenom ProX G6 Desktop SEM

  • High performance desktop SEM with integrated EDS detector
  • Resolution <6 nm (SE) and <8 nm (BSE); magnification up to 350,000x
  • Optional SE detector

Centrios HX Circuit Edit System

  • Cutting-edge circuit editing for sub 7nm advanced semiconductor
  • Unparalleled milling precision and control with low landing energy
  • Advanced navigation and ion beam placement accuracy

Centrios CE

  • High-performance circuit editing for 14-nm and above design rules
  • Superior milling precision and control
  • Advanced navigation and ion beam placement accuracy

ELITE System

  • Electrical defect localization
  • Thermal mapping
  • Advanced packaging analysis

nProber IV

  • Localize transistor and BEOL faults
  • Thermal nanoprobing (-40°C to 150°C)
  • Semi-automated operation

Hyperion II System

  • Atomic Force Probing
  • Localize transistor faults
  • Integrated PicoCurrent (CAFM)

Meridian S System

  • Fault Diagnostic with Active Probe Technology
  • Static laser stimulation (SLS / OBIRCH) and photon emission options
  • Supports both micro-probing and probe card device stimulation

Meridian WS-DP System

  • High-sensitivity, low-noise, low-voltage photon emission detection with broadband DBX or InGaAs camera systems
  • Multi-wavelength laser scanning microscope for scan chain analysis, frequency mapping, transistor probing and isolation of faults

Meridian 7 System

  • Dynamic Optical Fault Isolation for 10nm node and below
  • High resolution visible and Infrared light
  • High-yield sample preparation to 5μm widely available

Meridian IV System

  • High sensitivity extended-wavelength DBX photon emission detection
  • Standard InGaAs photon emission detection
  • Laser Scanning Microscope with multiple wavelength options

NEXS Software

  • Auto-syncs position/magnification between NEXS and Circuit Edit system for a more seamless user experience
  • Connects to most Thermo Scientific tools used for EFA, PFA and Circuit Edit space

AutoTEM 5

  • Fully automated in situ S/TEM sample preparation
  • Support of top-down, planar and inverted geometry
  • Highly configurable workflow
  • Easy to use, intuitive user interface
Thermo Scientific Auto Slice and View 4.0 serial section electron microscopy software

Auto Slice and View 4.0 Software

  • Automated serial sectioning for DualBeam
  • Multi-modal data acquisition (SEM, EDS, EBSD)
  • On-the-fly editing capabilities
  • Edge based cut placement
Thermo Scientific Maps electron microscopy software

Maps Software

  • Acquire high-resolution images over large areas
  • Easily find regions of interest
  • Automate image acquisition process
  • Correlate data from different sources

Avizo Software
Materials Science

  • Support for multi-data/multi-view, multi-channel, time series, very large data
  • Advanced multi-mode 2D/3D automatic registration
  • Artifact reduction algorithms

iFast Software

  • Macro recorder for faster recipe creating
  • Runner for unattended overnight operation
  • Alignment tools: Image recognition and edge finding
Thermo Scientific Inspect 3D tomography software

Inspect 3D Software

  • Image processing tools and filters for cross-correlation
  • Feature tracking for image alignment
  • Algebraic reconstruction technique for iterative projection comparison
Style Sheet to change H2 style to p with em-h2-header class

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