澤攸 ZEM20：工業(yè)研發(fā)顯微表征平臺(tái)
在制造業(yè)的研發(fā)環(huán)節(jié)（如半導(dǎo)體、航空航天、醫(yī)療器械），對(duì)產(chǎn)品微觀結(jié)構(gòu)的超高分辨率表征與多維度分析是提升產(chǎn)品性能、突破技術(shù)瓶頸的關(guān)鍵。澤攸臺(tái)式掃描電子顯微鏡 ZEM20，憑借性能與強(qiáng)大的擴(kuò)展能力，成為工業(yè)研發(fā)的核心顯微表征平臺(tái)。
產(chǎn)品細(xì)節(jié)
ZEM20 采用工業(yè)級(jí)高穩(wěn)定性臺(tái)式結(jié)構(gòu)，機(jī)身外殼為 2mm 厚的不銹鋼板，表面經(jīng)過防腐蝕、防靜電處理，能適應(yīng)研發(fā)車間的復(fù)雜環(huán)境（如輕微化學(xué)腐蝕、靜電干擾）。操作界面支持工業(yè)級(jí)操作系統(tǒng)，具備權(quán)限管理功能，可設(shè)置研發(fā)人員、技術(shù)員、管理員等不同權(quán)限，保障實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的安全性與操作的規(guī)范性。樣品室為超大容積設(shè)計(jì)，最大可容納直徑 150mm、高度 100mm 的樣品，配備高精度六軸電動(dòng)樣品臺(tái)（X/Y/Z 軸移動(dòng)，傾斜、旋轉(zhuǎn)、擺動(dòng)），定位精度可達(dá) ±0.5μm，支持大尺寸樣品（如半導(dǎo)體晶圓、航空航天零部件）的多位置、多角度表征。設(shè)備集成高靈敏度二次電子探測器、背散射電子探測器、能量選擇背散射探測器（EBSD 專用），可同時(shí)獲取樣品的表面形貌、成分分布與晶體結(jié)構(gòu)信息；同時(shí)支持與能譜儀（EDS）、電子背散射衍射（EBSD）、聚焦離子束（FIB）的無縫集成，構(gòu)建 “形貌 - 成分 - 結(jié)構(gòu) - 加工" 一體化表征系統(tǒng)，滿足工業(yè)研發(fā)的全流程需求。此外，設(shè)備配備工業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理系統(tǒng)，可存儲(chǔ) 10 萬組以上的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并支持與企業(yè)研發(fā)管理平臺(tái)（PLM）對(duì)接，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的追溯、共享與分析。
產(chǎn)品性能
ZEM20 的性能達(dá)到工業(yè)級(jí) SEM 水平，二次電子圖像分辨率可達(dá) 1.5nm（30kV），低電壓（1kV）下分辨率 3.0nm，能清晰檢測半導(dǎo)體芯片的納米級(jí)電路（如 7nm 制程芯片的晶體管結(jié)構(gòu)）、航空航天材料的微觀缺陷（如鈦合金的納米級(jí)裂紋）。加速電壓范圍 0.5 - 20kV，調(diào)節(jié)精度 0.01kV，可根據(jù)不同材料（如半導(dǎo)體、金屬、陶瓷、高分子）選擇電壓，實(shí)現(xiàn)低損傷、高分辨率表征；放大倍數(shù)覆蓋 5 - 300000 倍，可從晶圓級(jí)宏觀觀察快速切換至納米級(jí)細(xì)節(jié)分析。設(shè)備具備高速掃描與高分辨率成像雙重模式：高速掃描模式（幀率 60 幀 / 秒）適合快速定位樣品缺陷，高分辨率模式（8192×6144 像素）適合精細(xì)表征。在工業(yè)研發(fā)中，支持原位實(shí)驗(yàn)功能，如原位加熱（-200℃至 600℃）、原位力學(xué)測試（拉伸、壓縮）、原位電學(xué)測試，可實(shí)時(shí)觀察產(chǎn)品在模擬使用環(huán)境下的微觀結(jié)構(gòu)變化（如芯片在高溫下的電路穩(wěn)定性、航空材料在受力下的缺陷擴(kuò)展）。此外，設(shè)備具備先進(jìn)的自動(dòng)化表征功能，可通過預(yù)設(shè)程序?qū)崿F(xiàn)多樣品、多位置的自動(dòng)檢測與數(shù)據(jù)分析，提升研發(fā)效率（如半導(dǎo)體晶圓的自動(dòng)缺陷檢測，每小時(shí)可檢測 100 個(gè)以上的芯片）。
用材講究
為滿足工業(yè)研發(fā)的長期穩(wěn)定性與可靠性需求，ZEM20 的核心部件選用頂級(jí)工業(yè)級(jí)材料與工藝。電子槍可選配場發(fā)射燈絲（W 或 CeB?），場發(fā)射燈絲具備超高亮度（亮度是鎢燈絲的 20 - 50 倍）、極長使用壽命（W 場發(fā)射燈絲可達(dá) 5000 小時(shí)，CeB?場發(fā)射燈絲可達(dá) 10000 小時(shí)）與極低的能量分散，能產(chǎn)生亞納米級(jí)的電子束，實(shí)現(xiàn)超高分辨率成像。透鏡系統(tǒng)采用無氧銅精密加工，配合多層超導(dǎo)鍍膜與水冷系統(tǒng)，電子束聚焦精度可達(dá) 0.1nm，且長期使用后聚焦穩(wěn)定性波動(dòng)小于 1%。樣品室內(nèi)部采用鈦合金材質(zhì)，經(jīng)過電解拋光與鈍化處理，表面粗糙度小于 0.05μm，減少電子散射與背景噪聲，同時(shí)具備優(yōu)異的抗腐蝕能力，可應(yīng)對(duì)工業(yè)研發(fā)中常見的酸性、堿性樣品（如航空材料的腐蝕產(chǎn)物分析）。樣品臺(tái)采用高強(qiáng)度鈦合金與碳纖維復(fù)合材質(zhì)，兼具高剛性與輕量化，定位精度可達(dá) ±0.5μm，且在長期使用（10000 次以上移動(dòng)）后定位誤差小于 1μm。探測器選用工業(yè)級(jí)高靈敏度、高穩(wěn)定性器件，信號(hào)采集效率高，噪聲低，在工業(yè)環(huán)境下（溫度 15 - 30℃，濕度 20% - 70%）信號(hào)穩(wěn)定性波動(dòng)小于 5%；內(nèi)部電路采用工業(yè)級(jí)抗干擾設(shè)計(jì)，能抵抗車間的電磁干擾與電壓波動(dòng)（±10%）。真空系統(tǒng)采用工業(yè)級(jí)三級(jí)真空泵（機(jī)械泵 + 分子泵 + 離子泵），真空度可達(dá)≤1×10??Pa，抽真空時(shí)間短（從常壓至超高真空≤5 分鐘），且具備真空保護(hù)與自動(dòng)恢復(fù)功能，減少因停電、漏氣等突發(fā)情況導(dǎo)致的設(shè)備損壞。
參數(shù)詳情
廣泛用途
在半導(dǎo)體芯片研發(fā)中，ZEM20 可用于檢測 7nm 及以下制程芯片的晶體管結(jié)構(gòu)、金屬互聯(lián)線缺陷，分析芯片在高溫、高壓下的性能穩(wěn)定性，助力先進(jìn)制程芯片的研發(fā)與制造；在航空航天材料研發(fā)中，能觀察鈦合金、復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)、纖維與基體的界面結(jié)合狀態(tài)，研究材料在高溫、疲勞載荷下的缺陷擴(kuò)展規(guī)律，提升航空航天零部件的可靠性與使用壽命；在醫(yī)療器械研發(fā)中，可檢測人工心臟的表面微觀結(jié)構(gòu)、植入式傳感器的封裝質(zhì)量，確保醫(yī)療產(chǎn)品的生物相容性與使用安全性；在新能源材料研發(fā)中，能觀察鋰電池電極材料的微觀形貌、電解液與電極的界面反應(yīng)，優(yōu)化電池性能，延長電池壽命；此外，在精密模具制造中，還能檢測模具型腔的納米級(jí)表面粗糙度、微小缺陷，助力高精度模具的研發(fā)與生產(chǎn)。
使用說明
安裝時(shí)，需將 ZEM20 固定在研發(fā)車間的專用防震工作臺(tái)上，工作臺(tái)需具備承重能力≥500kg，且配備獨(dú)立的接地系統(tǒng)（接地電阻≤1Ω）。設(shè)備周圍需預(yù)留足夠空間（前后左右各≥1m），用于安裝擴(kuò)展附件（如 EDS、EBSD、FIB）與日常維護(hù)。連接設(shè)備電源、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)線路，由廠家專業(yè)工程師進(jìn)行設(shè)備安裝調(diào)試，包括真空系統(tǒng) leak 檢測、電子槍校準(zhǔn)、探測器靈敏度調(diào)試、工業(yè)對(duì)接測試等，調(diào)試完成后進(jìn)行性能驗(yàn)證（如分辨率測試、自動(dòng)化表征效率測試）。日常使用前，啟動(dòng)設(shè)備自檢程序，檢查真空系統(tǒng)、電子槍、樣品臺(tái)、探測器是否正常，若自檢異常，根據(jù)設(shè)備提示排查故障（如真空濾芯堵塞、樣品室門密封不良）。樣品制備需符合工業(yè)研發(fā)標(biāo)準(zhǔn)：半導(dǎo)體晶圓需進(jìn)行表面清潔與鈍化處理，去除光刻膠殘留與污染物；航空航天材料樣品需進(jìn)行精密切割與拋光，露出內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)；醫(yī)療器械樣品需進(jìn)行無菌處理，避免生物污染；原位實(shí)驗(yàn)樣品需特殊設(shè)計(jì)樣品支架，確保與原位附件的兼容性。將樣品安裝在六軸樣品臺(tái)上，放入樣品室，關(guān)閉樣品室門，啟動(dòng)真空系統(tǒng)，待真空度達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求。根據(jù)研發(fā)需求選擇實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑盒蚊脖碚鬟x用 SE 探測器，成分分析選用 BSE 探測器與 EDS，晶體結(jié)構(gòu)分析選用 EBSD，原位實(shí)驗(yàn)需連接相應(yīng)附件并設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)（如溫度程序、力學(xué)載荷、電學(xué)條件）。通過操作界面設(shè)置掃描參數(shù)（加速電壓、放大倍數(shù)、掃描速度、采樣點(diǎn)數(shù)），啟動(dòng)自動(dòng)表征程序，設(shè)備將按照預(yù)設(shè)坐標(biāo)與參數(shù)完成多位置檢測，并自動(dòng)生成分析報(bào)告（如缺陷位置、尺寸、數(shù)量統(tǒng)計(jì)）。實(shí)驗(yàn)過程中，可通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)查看實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并與研發(fā)管理平臺(tái)共享數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，關(guān)閉掃描程序與原位附件，待樣品室放氣后取出樣品，若使用了場發(fā)射電子槍，需按照說明書進(jìn)行燈絲保護(hù)（如降溫、充入保護(hù)氣體）。日常維護(hù)中，每周清潔一次防塵濾網(wǎng)與真空系統(tǒng)濾芯，每月檢查一次電子槍燈絲狀態(tài)與樣品臺(tái)定位精度，每季度進(jìn)行一次探測器校準(zhǔn)與真空系統(tǒng)維護(hù)，每年請(qǐng)廠家專業(yè)人員進(jìn)行一次全面性能驗(yàn)證與核心部件維護(hù)；設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，需立即停機(jī)，聯(lián)系廠家技術(shù)人員進(jìn)行檢修，嚴(yán)禁自行拆解核心部件（如電子槍、真空系統(tǒng)、探測器）。
技術(shù)參數(shù)
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