FIB-SEM Service: Wartung und Instandhaltung

Austausch von Ionenquellen (FIB)

Sowohl Flüssigmetall-Ionenquellen, kurz LMIS (eng. Liquid Metal Ion Source), als auch Flüssigmetall-Legierungs-Ionenquellen, kurz LMAIS (eng. Liquid Metal Alloy Ion Source) besitzen eine eingeschränkte Lebensdauer und müssen ausgetauscht werden, nachdem sie leergelaufen sind bzw. einen Defekt erlitten haben.

Der Austausch einer Ionenquelle ist ein aufwendiger Prozess, der aus vielen kritischen Schritten besteht. Neben dem eigentlichen Ausbau der alten und dem Einbau der neuen Quelle ist es nötig, das Vakuum in der FIB-Säule zu brechen. Der Kontakt mit der Atmosphäre ist dabei einer der kritischsten Schritte in diesem Prozess. Partikel können sich im Bereich des Ultrahochvakuum (UHV) absetzen und beim Anlegen von Spannung zu Überschlägen führen, die sowohl Ionenquelle als auch Elektronik beschädigen können.

Häufig wird auch ein Ausheizen (eng. Bakeout) der Ionensäule nötig, um das gewünschte Vakuum nach dem Öffnen des UHV-Bereichs wieder erreichen zu können

Die Vielzahl der am Markt erhältlichen Materialien für Ionenquellen (z.B. Ga, AuSi, AuGeSi, etc.) macht das Anfahren und Stabilisieren der jeweiligen Quellen zu einer Aufgabe, die je nach System viel Praxiserfahrung bedarf.

Nach dem erfolgreichen Start einer Flüssigmetall-Ionenquelle muss das mechanische Alignment der FIB-Säule und anschließend das elektronische Alignment durchgeführt werden, damit der Nutzer des FIB-SEM Mikroskops wieder in die Lage versetzt wird, mit dem Instrument zu arbeiten.

Installation von FIB-SEM Systemen für Mikroskopie, Nanofabrikation und Lithografie

Wir unterstützen Sie bei der Installation von FIB-SEM Mikroskopen am Standort Ihrer Wahl. Vor der Installation begutachten wir die Räumlichkeiten und geben Ihnen das nötige Feedback, damit am Tag der Installation alle Tätigkeiten reibungslos durchgeführt werden können. In Zusammenarbeit mit unseren Partnern können wir ebenfalls Schwingungs- und Störungsmessungen durchführen, um festzustellen, ob der Standort für die Aufstellung des gewünschten Mikroskops geeignet ist oder ob zusätzlicher Aufwand betrieben werden muss. Wir begutachten ebenfalls die bereitgestellten Medienanschlüsse und geben Ihnen, wenn nötig, Tipps hinsichtlich räumlicher Platzierung und Dimensionierung.

Austausch von Feldemissionskathoden (FEG)

Rasterelektronenmikroskope (REM) und Systeme zur Elektronenlithografie (EBL) nutzen thermische Feldemissionskathoden, auch bekannt als Schottky-Emitter, um Strukturen mit einem fokussierten Elektronenstrahl zu schreiben. Diese REM-Quellen besitzen eine eingeschränkte Lebensdauer und sollten nach einer entsprechenden Anzahl Betriebsstunden bzw. nach einem Defekt ausgetauscht werden, um eine gute Leistungsfähigkeit des jeweiligen Systems zu gewährleisten.

Der Austausch einer thermischen Feldemissionskathode (eng. Field Emission Gun, kurz FEG) ist ein kritischer Prozess, bei dem Schäden an Emitter und Elektronik durch ungeschultes Personal entstehen können.

Das Vakuum, in welchem die Kathode arbeitet, ist in der Regel besser als das Vakuum von Ionenquellen. Das hat zur Folge, dass nach dem Öffnen der SEM-Säule ein Ausheizen immer nötig sein wird.

Das Anfahren einer Kathode erfolgt über das Anlegen eines Heizstroms an der Wolframspitze. Die Wolframspitze ist zudem mit einem Reservoir aus Zirconiumoxid beschichtet, welches die nötige Austrittsarbeit zur Erzeugung freier Elektronen verringert.

Umzug von FIB-SEM Mikroskopen

Wir können Sie unterstützen bei der Planung und Durchführung von Geräteumzügen. Ähnlich wie bei einer Installation werden Zielort, Transportweg und Medienanschlüsse unter die Lupe genommen, damit der Systemumzug reibungslos über die Bühne gehen kann.

Installation und Integration von Gasinjektionssystemen (GIS)

Sie wollen ein Gasinjektionssystem nachrüsten oder verfügen bereits über ein GIS? Wir können Sie bei der Neuinstallation, Integration bzw. der Demontage unterstützen. Wir richten für Sie die entsprechende Arbeitsposition ein, egal ob Einzel- oder Multi-GIS. Zudem Wechseln wir für Sie bei Bedarf die Gas-Precursor-Reservoire. Wir besitzen insbesondere Erfahrung mit Gasinjektionssystemen der Marke Zeiss und Orsay Physics.

Austausch von Verbrauchsmaterialien

Die Benutzung von FIB-SEM Mikroskopen führt mit der Zeit zum Verschleiß bzw. zur Kontamination bestimmter Bauteile. Diese Bauteile gilt es nach Überschreiten der Lebensdauer bzw. nach festgestelltem Defekt auszutauschen. Zu den Verbrauchsmaterialien zählen unter anderem Aperturen, Mehrlochblenden, Wasserfilter, Dichtungen und ähnliches.

Remote-Support und Fehleranalyse an FIB-SEM Mikroskopen

Eine effektive Fehleranalyse wird durch die Fernwartung wesentlich erleichtert. Dabei lässt sich das Ausmaß des Fehlers schnell abschätzen. Bei einfachen Fehlern kann dieser per Remote-Support behoben werden. In schwierigeren Fällen lässt sich dank Fernwartung ein Einsatz vor Ort beim Kunden genauer planen.

Wartung des Vakuumsystems

Um die Funktionsfähigkeit des Vakuumsystems aufrechtzuerhalten, müssen regelmäßig Wartungen durchgeführt werden. Bei Primär- bzw. Vorvakuumpumpen können Dichtungen verschleißen, Ölfilter volllaufen (sofern nicht ölfreie Pumpe) bzw. Kondenswasserbildung auftreten. Nicht fachgemäße Vakuumverbindungen können zu Mikrolecken führen, die eine umfangreiche Fehleranalyse bedürfen und Komponenten des FIB-SEM Mikroskops beschädigen können.

Turbomolekularpumpen (TMP) besitzen eine begrenzte Lebensdauer, die von vielen Faktoren abhängig sein kann. So können zu hohe Druckstöße, ein schlechtes Vorvakuum und eine hohe Dauerlast zur Verkürzung der Lebensdauer führen.

Bei FIB-SEM Mikroskopen sorgen Ionengetterpumpen (IGP) für das benötigte Ultrahochvakuum (UHV). Die korrekte Einstellung der Controller hat dabei maßgeblich Einfluss auf die Qualität des Säulenvakuums, so können häufige Umschaltungen der IGP-Hochspannung zu Sprüngen im UHV führen.

Pirani- und Penning-Messröhren unterstützen die Kontrolle des Vakuumsystems und ermöglichen das digitale Auslesen der Drücke. Die Fehlfunktion einer Messröhre kann die Nutzung des Systems wesentlich beeinträchtigen.

Wartung und Reparatur von Kühlaggregaten

Kühlung und Temperaturstabilität sind wichtige Faktoren beim Betrieb von Zweistrahlsystemen. Ohne entsprechende Kühlung würde es beispielsweise in der Objektivlinse zu einer Temperaturdrift kommen, die sich negativ auf die Driftstabilität des Strahls auswirkt. Geräte für Lithografie werden häufig in einem Gehäuse platziert, welches über einen eigenen Kühler verfügt, damit die Möglichkeit einer Temperaturdrift geringgehalten wird.

Prädiktive Instandhaltung von Zweistrahlmikroskopen

Um Stillstandzeiten geringhalten und die Leistungsfähigkeit des Systems gewährleisten zu können, muss der Zustand Ihres FIB-SEM Mikroskops laufend verfolgt werden. Nur so kann vor dem Eintreten eines Fehlers festgestellt werden, dass eine bestimmte Komponente ausgetauscht werden muss.

Unser Angebot für prädiktive Instandhaltung richtet sich nach dem jeweiligen System und kann von Routinekontrollen in regelmäßigen Zeitabständen bis hin zu Software-Lösungen für die Dauerüberwachung wichtiger Parameter reichen.