美國FEI Helios 5 CX DualBeam掃描電鏡

DualBeamTM 技術的突破性創新 – 更快速、更簡單



Helios 5 CX DualBeam 結合Thermo Scientific™AutoTEM™ 5 軟件，實現全自動原位 TEM 制樣。幫助不同經驗水平用戶獲取質量結果，制樣無需值守從而顯著提高工作效率。

使用Helios 5 CX DualBeam 系統和 AS&V4 軟件制備樣品表面用于三維數據采集。



主要優勢

。Tomahawk HT 離子鏡筒實現高質量、定點 TEM 和 APT 制樣

。可選 AutoTEM 5 軟件，實現、、全自動、無人值守、多點原位和非原位TEM樣品制備和橫截面加工

。 Elstar 電子鏡筒搭載 SmartAlign 和 FLASH 技術，可為任何經驗水平的用戶在最短時間內獲取納米尺度信息

。多達 6 個集成化鏡筒內及透鏡下探測器，采集優質、銳利、無荷電圖像，提供最完整的樣品信息

。可選 AS&V4 軟件，精確定位感興趣區域，獲取質量、多模態內部和三維信息

。小于 10 nm 復雜結構的快速、準確、精確加工和沉積

。高靈活度 110 mm 樣品臺和樣品倉 Nav-Cam 相機實現樣品處理和導航

。集成化樣品清潔管理和專用的 DCFI 和 Thermo Scientific SmartScan™ 等模式實現無偽影成像





分辨成像并獲取確的材料襯度

Helios 5 CX DualBeam 系統采用超高亮度電子槍，配置全新一代 UC +單色器技術，在電子束流高達 100 pA 條件下可將電子束能量擴展降至0.2 eV以下，因而可在低著陸能量下實現亞納米分辨率和表面靈敏度。創新的 Elstar 電子鏡筒為系統的分辨率成像性能奠定了基礎。無論是在 STEM 模式下以 30 keV來獲取結構信息，還是在較低的能量下從樣品表面獲取無荷電信息，系統可在泛的工作條件下提供的納米級細節。鏡筒內三重檢測技術和浸沒式模式可同時采集角度和能量選擇性 SE 和 BSE 圖像。無論是將樣品豎直或傾斜放置進行觀察，亦或是觀察樣品截面，都可確保快速獲取最詳細的納米級信息。附加的透鏡下探測器和電子束減速模式可確保快速、輕松地同時采集所有信號，以顯示材料表面或截面中的最小

特征。Elstar 鏡筒擁有多項設計可快速獲取準確且可重復的結果，如恒定功率透鏡（獲得更高熱穩定性）和靜電掃描（提供高偏轉性度和速度）。



Helios 5 CX DualBeam 引入創新的 SmartAlign 技術，無需再手動進行電子鏡筒對中，不僅極大程度減少了系統的維護工作量，而且提高了操作人員工作效率。通常，觀察不同材料要獲取結果，都需要進行電子束精調，精調步驟一般包括聚焦、透鏡居中和消像散等，精調的過程既困難又耗時。步驟一般包括聚焦、透鏡居中和消像散等，精調的過程既困難又耗時。為了解決這個問題，Helios 5 CX DualBeam 引入了新的精細圖像調節功能FLASH 技術。 借助 FLASH 技術，您只需要在圖形用戶界面中執行簡單的鼠標操作即可，該過程類似于對圖像進行聚焦，系統則“實時"進行消像散、透鏡居中和圖像聚焦。平均而言，FLASH 技術可以使獲得優化圖像所需的時間最多縮短 10 倍。

真實環境條件的樣品原位實驗

Helios 5 CX DualBeam 系統專為材料科學中挑戰性的材料微觀表征需求而設計，可配置全集成化、極快速 MEMS 熱臺 μHeater，在更接近真實環境的工作條件下進行樣品表征。系統結合了擴展的沉積和蝕刻功能、優化的樣品靈活性和控制能力，以及用于定制自動化的Thermo Scientific™ AutoScript 4™ 軟件，成為的 DualBeam 系統，所有這些都由賽默飛的專業應用和服務支持。


質量內部和三維信息

內部或三維表征有助于更好地理解樣品的結構和性質，Helios 5 CX DualBeam 系統選配 Thermo Scientific™ Auto Slice&View™4軟件，以質量、全自動地采集多種三維信息，其中，三維 BSE 圖像提供材料襯度，三維 EDS 提供成分信息，而三維 EBSD 提供顯微結構和晶體學信息。結合Thermo Scientific™ Avizo™軟件，Helios 5 CX DualBeam 系統，系統可為納米尺度的分辨、

三維表征和分析提供的工作流程解決方案。



電子光學

? Elstar 超高分辨場發射掃描鏡筒，配有：

– 浸沒式電磁物鏡

– 高穩定性的肖特基場發射電子槍，用于提供穩定高分辨率分析電流

? SmartAlign：自動合軸技術

? 帶極靴保護的 60 度雙物鏡透鏡，支持傾斜較大的樣品

? 自動加熱式光闌，可確保清潔和無接觸式更換光闌孔

? 靜電掃描，提高偏轉線性度和速度

? Thermo Scientific™ ConstantPower™ 透鏡技術，獲得更高熱穩定性

? 集成快速電子束閘*

? 電子束減速，樣品臺偏壓 0 V 到 -4 kV*

? 電子源壽命至少 12 個月





電子束參數

? 電子束流范圍：0.8 pA - 176 nA

? 加速電壓范圍：200 V - 30 kV

? 著陸能量范圍： 20 eV * - 30 keV

? 水平視場寬度：4 mm 工作距離下為 2.3 mm離子光學

電子束分辨率

? 在工作距離下：

– 30 kV 下STEM 0.6 nm

– 15 kV 下 0.6 nm

– 1 kV 下 1.0 nm

– 1 kV 下 0.9 nm (電子束減速模式) *

? 在束重合點：

– 15 kV 下 0.6 nm

– 1 kV 下 1.5 nm(電子束減速模式 * 及 DBS 探測器*）





Tomahawk HT 離子鏡筒，的大束流性能

? 離子束流范圍：1 pA – 100 nA

? 加速電壓范圍：500 V - 30 kV

? 兩級差分抽吸

? 飛行時間（TOF）校準

? 15 孔光闌

? 水平視場寬度：在束重合點處為 0.9 mm

? 離子源壽命至少 1,000 小時

離子束分辨率（在重合點處）

– 30 kV下 4.0 nm（采用統計方法）

– 30 kV下 2.5 nm（采用選邊法）





探測器

? Elstar 透鏡內 SE/BSE 探測系統（TLD-SE、TLD-BSE）

? Elstar 鏡筒內 SE/BSE 探測系統（ICD） *

? Elstar 鏡筒內 BSE 探測系統（MD） *

? Everhart-Thornley 二次電子探測器（ETD）

? 樣品室紅外 CCD 相機，用于樣品臺高度觀察

? 高性能電子及離子探測器（ICE），用于采集二次電子和二次離子*

? 樣品室內 Nav-Cam 相機，用于樣品導航 *

? 可伸縮式低電壓、高襯度、定向固態背散射電子探測器（DBS）*

? 可伸縮 STEM 3+ 分割式探測器(BF、DF、HAADF) *

? 集成電子束流測量

樣品臺和樣品

高度靈活的五軸電動樣品臺：

? XY 范圍：110 mm

? Z 范圍：65 mm

? 旋轉：360°（連續）

? 傾斜范圍：-15° 到 +90°

? 樣品高度：與優中心點間隔 85 mm

? 樣品質量：任意位置處為 500 g（包括樣品托）；0°傾斜時可達 5kg；

? 樣品尺寸：可沿 X、Y 軸旋轉時直徑為 110mm（若樣品超出此限值，則樣品臺行程和旋轉會受限）

? 同心旋轉和傾斜





真空系統

? 無油的真空系統

? 樣品倉真空（高真空）：
? 抽氣時間：
? 電子束和離子束重合點在分析工作距離處（ 4 mm SEM ）

? 端口：21 個

? 內寬：379 mm

? 集成等離子清洗

樣品托

? 標準多功能樣品托，以方式直接安裝到樣品臺上，可容納 18 個標準樣品托架（φ12 mm）、3 個預傾斜樣品托、2 個垂直和2 個預傾斜側排托架（38° 和 90°），樣品安裝無需工具

? Vise 樣品托可夾持不規則、大或中的樣品到樣品臺上

? 各種晶片和定制化樣品托可按要求提供*





圖像處理器

? 駐留時間范圍：25 納秒 – 25 毫秒/像素

? 65000× 65000 像素

? 文件類型：TIFF (8 位、16 位、24 位)、BMP 或 JPEG 標配

? SmartSCAN™ (256 幀平均或積分、線積分和平均法、跨行掃描)

? DCFI (漂移補償幀積分)

系統控制

? 64 位 GUI（Windows® 10,）、鍵盤、光學鼠標

? 可同時激活多達 4 個視圖，分別顯示不同束圖像和/或信號，真彩信號混合

? 本地語言支持：請與當地 Thermo Fisher 銷售代表聯系確認可用語言包

? 兩臺 24 英寸寬屏顯示器 1920 x 1200，用于系統GUI和全屏圖像觀察

? 顯微鏡控制和支持計算機無縫共享一套鍵盤、鼠標和顯示器

? Joystick 操縱桿*

? 多功能控制板*

? 遠程控制和成像*





支持軟件

? “Beam per view"圖形用戶界面，可同步激活多達4 個視圖

? Thermo Scientific™ SPI™（同步FIB加工和SEM成像）、iSPI™（間歇式SEM成像和FIB加工）、iRTM™（集成化實施監測）和 FIB 浸入模式，用于高級、實時SEM和FIB過程監測和端點測量

? 支持的圖形：直線、矩形、多邊形、圓形、圓環、截面、清潔截面

? 直接導入BMP文件或流文件進行三維刻蝕和沉積

? 材料文件支持“最短循環時間"、束調諧和獨立重疊

? 圖像配準支持導入圖像進行樣

品導航

? 光學圖像上的樣品導航配件*

? GIS（氣體注入系統）解決方案：

– 單個GIS：多達 5 個獨立單元，用于增強蝕刻或沉積

– Thermo Scientific™ MultiChem™：在同一單元上有多達 6 種化學選項，用于蝕刻和沉積控制

? GIS – 束化學選項

– 鉑沉積

– 鎢沉積

– 碳沉積

– 絕緣體沉積II

– 金沉積

– Thermo Scientific™ Enhanced Etch™ （碘、）

– 絕緣體優化的蝕刻(XeF2)

– Thermo Scientific™ Delineation Etch™ （）

– 選擇性碳刻蝕（）

– 空坩堝，用于經批準的用戶提供的材料

– 更多束化學選項可按要求提供

? Thermo Scientific™ EasyLift™ 系統用于精確原位樣品操縱

? FIB 荷電中和器

? 分析：EDS、EBSD、WDS

? Thermo Scientific™ QuickLoader™

軟件選項*

? Thermo Scientific™ AutoTEM™ 軟件，用于自動化 S/TEM 制樣

? Thermo Scientific™ AutoScript™ 4 軟件，雙束自動化套件

? Thermo Scientific™ Maps™ 軟件，用于大區域的自動圖像采集、拼接和關聯

? Thermo Scientific™ NanoBuilder™ 系統：基于CAD (GDSII) 的專有解決方案，用于復雜結構FIB 和束沉積優化的納米原型制備

? AS&V4 軟件：自動化連續刻蝕和觀察，采集連續切片圖像、EDS 或EBSD 圖像進行三維重建

? Avizo 三維重建及分析軟件

? CAD 導航

? 基于 Web 的數據庫軟件

? 高級圖像分析軟件



Thermo Scientific Helios 5 D ualBeam 產品系列憑借其的聚焦離子束和電子束性能、專有軟件、自動化和易用性特征，重新定義了樣品制備和三維表征的標準。

Thermo Scientifc™ Helios™ 5 CX DualBeam 系統屬于業界的 Helios DualBeam 系列的第五代產品，專為滿足科學家和工程師的各類分析及研究需求而設計，它將創新的 Thermo Scientific™ Elstar™ 電子鏡筒和的 Thermo Scientifc™ Tomahawk™ 離子鏡筒有機結合，前者可實現分辨率成像和材料襯度，而后者可實現速、、確的高質量樣品制備。系統不僅配置的電子和離子光學系統，還采用了一系列的技術，可實現簡單一致的高分辨率 S/TEM 和原子探針斷層掃描（APT）樣品制備，以及質量的內部和三維表征，即使在挑戰性的樣品上也表現出色。



質量、超薄 TEM 制樣

科學家和工程師不斷面臨新的挑戰，需要對具有更小特征的日益復雜的樣品進行高度局部化表征。Helios 5 CX DualBeam 系統的創新結合最易于使用、面的 Thermo Scientific 專業應用知識，可快速輕松地定位制備各類材料的高分辨S/TEM樣品。為了獲得高質量

的結果，需要使用低能離子進行精拋，以限度地減少樣品的表面損傷。Tomahawk HT 聚焦離子束（FIB）鏡筒不僅可以在高電壓下進行高分辨率成像和刻蝕，而且具有良好的低電壓性能，可以制備高質量的 TEM 薄片。