SEM用スパッタコーティングは通常、金、金/パラジウム、白金、銀、クロム、イリジウムなどの金属の極薄層を、非導電性または導電性の低い試料上に塗布する。
このコーティングの目的は、試料の帯電を防ぎ、二次電子の放出を増加させることでS/N比を向上させることである。
スパッタ膜の厚さは一般に2~20 nmである。
スパッタ膜厚に関する5つの重要な洞察
1.膜厚範囲
走査型電子顕微鏡(SEM)で使用されるスパッタ膜の標準的な膜厚は2~20 nmである。
この範囲は、コーティングが試料の微細なディテールを不明瞭にしない程度に薄く、十分な導電性を提供し帯電を防止するのに十分な厚さを確保するために選択される。
2.具体例
SC7640スパッタコーターを用いて、6インチウェーハに3 nmの金/パラジウムをコーティングし、精密な装置でさらに薄いコーティング(3 nmまで)が可能であることを実証した。
TEM画像では、スパッタされた2 nmの白金薄膜が観察され、高分解能イメージングに適した非常に薄いコーティングが可能であることが示された。
3.膜厚の計算
干渉計を用いた実験により、Au/Pdコーティングの厚さを計算する公式が得られた:[Th = 7.5 I t \text{ (angstroms)} ] ここで、( Th )はオングストローム単位の厚さ、( I )はmA単位の電流、( t )は分単位の時間である。
この式は特定の条件下(V = 2.5KV、ターゲットから試料までの距離 = 50mm)で適用できる。
4.コーティングの均一性と精度
高真空、不活性ガス環境、膜厚モニターなどの機能を備えたハイエンド・スパッタ・ コータは、1 nmという薄膜の成膜が可能である。
これらの高精度ツールは、微細なディテールも重要なEBSD分析など、高分解能を必要とするアプリケーションに不可欠です。
5.コーティング膜厚がイメージングに与える影響
高分解能(<5 nm)のSEMでは、10-20 nmのコーティング厚は試料の細部を不明瞭にし始める可能性がある。
そのため、サンプルの表面形状の完全性を維持するためには、より薄いコーティングが好まれます。
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