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ZEISS Crossbeam ファミリー3次元分析とサンプル加工をハイスループットで実現する FIB-SEM

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ZEISS Crossbeamは、高精細なイメージングと分析機能を兼ね備えたフィールドエミッションタイプの走査電子顕微鏡（FE-SEM）と、高効率加工が可能な次世代集束イオンビーム（FIB）の複合装置です。

ミリング、イメージングおよび 3次元分析を実施する上で、3D作業を動的に処理します。GEMINI電子光学系搭載で、SEM画像から正確なサンプル情報を抽出。イオンスカルプター FIBカラムならではの新しい FIB加工法を提案します。サンプルへのダメージを最低限に抑え、サンプルの質を最大限に高めると同時に、実験を高速化できます。

装置をカスタマイズすることで、TEMラメラの調製において高品質とハイスループットの両方を実現。Crossbeam 350の圧力可変機能を活用できる他、最も要件の厳しいサンプルの特性評価には、サンプルに最適なチャンバーサイズを選択できる Crossbeam 550が最適です。

研究所などの複数のユーザーが利用する施設で研究開発を行っている方々にも役立ちます。インパクトの大きい結果を得たいとお考えの場合は、Crossbeamのモジュラープラットフォームコンセプトにより、既存のシステムを必要に応じてアップグレードできます。

3次元分析とサンプル加工をハイスループットで実現する FIB-SEM

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

2

3

より簡単に、 インテリジェントに、 さらにインテグレートされたシステム

2Dと 3Dの両方で最高のサンプル観察力を実現ZEISS Crossbeamの GEMINI電子光学テクノロジーにより、あらゆるサンプルの高画質画像が得られます。より向上した S/N比と低加速電圧の 2つのメリットを生かして、さらなる高解像度と高コントラストを達成します。FIBの低電圧性能を用いて TEMラメラのような高品質サンプルを調製し、3Dでサンプルを包括的に特性評価できます。材料の純粋なコントラストが得られるユニークな Inlens EsB（エネルギー選択反射電子）検出器など、様々な検出器をご用意しています。チャンバーを高真空に保つだけでなく圧力可変の Crossbeam 350では、導電性の無い試料の測定もチャージコンペンセーターを活用すれば問題なく使用できます。

最高の 3D解像度を体験最高の 3D解像度ならびに等方性ボクセルサイズを持つ FIBトモグラフィーが実現する、精密かつ信頼のおける結果をご体験ください。Inlens EsB検出器により、深さ方向の分解能が 3 nm以下のプローブと画像が得られます。高速・精密なトモグラフィーで業界の最先端を行く Atlas 5を併用することで、Crossbeamの性能がアップします。また、ミリングしながら連続で断面イメージングを行い、時間を節約できます。トラッキング可能なボクセルサイズと画質制御用の自動ルーチンも強みの 1つです。さらに、Atlas 5の新しい統合 3D分析モジュールで、トモグラフィーの最中に EDSおよび EBSD分析を実行できます。

サンプル処理能力の向上ZEISS Crossbeamでは、GEMINI光学系と新しい FIB加工法を組み合わせました。イオンスカルプター FIBカラムの優れた低電圧性能によって、サンプルのアモルファス層へのダメージを最小限に抑えつつ、正確で迅速な結果が得られます。特に TEMラメラや難しいサンプルの調製にもこれらの利点を活用できます。さらに、FIBの高電流機能は、最大 100 nAの電流を用いて、FIBの解像度を損なうことなく時間を節約し、優れた FIBプロファイルを実現します。自動複数断面作製、またはユーザー設定のパターン加工を用いると、さらなる時間短縮が可能です。ルーチン作業の最適化により FIBソースの寿命と安定性が強化されるため、長時間の実験においてもそのメリットが得られます。

GEMINI電子光学テクノロジーにより高画質画像が得られます。

特に TEMラメラ調製では、イオンスカルプター FIBカラムの優れた低電圧性能を活用できます。

耐熱複合材料ニッケルサマリアをドープしたセリアで作成された固体酸化物燃料電池アノードの 3D 断層画像。

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33

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

https://zeiss.wistia.com/medias/hfx0qbt7jy

4

バックグラウンドテクノロジー

GEMINI光学テクノロジーの活用Crossbeamの電界放射型走査電子顕微鏡 （FE-SEM）カラムは、GEMINI電子光学テクノロジーに基づいています。長時間安定する SEMのアライメントや、プローブ電流や加速電圧等あらゆるシステムパラメータを簡単に調整できる点を実感していただけます。他の FE-SEMと異なり、GEMINI光学系では試料が磁場に曝されません。そのため広視野でも歪みのない高分解能のイメージングが可能となり、試料を傾けても光学パフォーマンスに影響しません。磁性体サンプルも容易にイメージングできます。

2基のカラムから選択• Crossbeam 350の GEMINI I VP カラムは、多様な試料や環境に柔軟に対応します。オプションの圧力可変（VP）機能により、ガスを放出する試料や帯電しやすい試料でも、優れた分析環境で in situ実験を行えます。

• ダブルコンデンサーシステムを備えるCrossbeam 550の GEMINI II カラムは、低加速電圧や大電流でも高解像を実現します。高ビーム電流での高分解能イメージングと高速解析に最適です。

• Inlens SEおよび Inlens EsBの同時イメージングにより、優れた凹凸および組成コントラストが得られます。つまり短時間でより多くの情報が取得できるようになります。

GEMINIレンズと従来型単極レンズ設計との磁場漏れの比較。サンプルに対する磁場の影響が最小限に抑えられるため、磁性材料の高分解能イメージングが可能になるだけでなく、傾斜した試料でもイオン電子ビームの最高のパフォーマンスが発揮されます。

ZEISS Crossbeam 350：シングルコンデンサーと 2つの Inlens検出器、VP機能を搭載した GEMINIカラム。

ZEISS Crossbeam 550：ダブルコンデンサーと 2つの Inlens検出器を装備した GEMINI II カラム。

磁界強度（任意単位）

単極レンズ

GEMINIレンズ

WD（mm）

コンデンサー

電磁式アパ―チャチェンジャー

スキャンコイル

試料

フィルターグリッド

対物レンズ

Inlens EsB 検出器

FE ガン

磁界レンズ

Inlens SE 検出器

静電レンズ

ビームブースター

ダブルコンデンサー

スキャンコイル

試料

フィルターグリッド

対物レンズ

Inlens EsB 検出器

FE-ガン

磁界レンズ

Inlens SE 検出器

静電レンズ

ビームブースター

44

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

5

Ga（ガリウム）ソース エミッション電流の調整特性。 サプレッサー電圧で全エミッション電流を 1.9 µA ～ 2.1 µA 間で調整。

ZEISS Crossbeam 550：傾斜角 54°に調整された FIBならびに FE-SEMカラム。

バックグラウンドテクノロジー

新しい FIB加工法 - 大規模なアブレーションからナノメートルの精度までイオンスカルプター FIBカラムの低電圧機能を使用して、サンプルの品質を最大限に高められます。繊細な試料のアモルファス化を最小限に抑えることで、高速プローブ電流交換の利点を活かして FIBアプリケーションを加速し、薄片化やポリッシング後に最良の結果が得られます。または高電流性能を活用して、高いガリウムイオンビーム電流で作業することにより、3D FIB-SEMアプリケーションのスピードを 2倍にすることもできます。これにより、画像取得中に安定性に優れた精密で再現可能な結果が得られます。カラムの設計により、1pAから 100nAまでの 5桁にわたるビーム電流を利用できる他、 最大 100 nAと大きなビーム電流により、除去およびミリングプロセスを素早くかつ正確に行えます。一方低電流では、 3 nm未満の非常に高い FIB解像度を実現できます。LMIS ガリウム源（液体金属イオン源）と呼ばれるガリウム集束イオンビームソースは、ターゲットエミッション電流である 2 µA で使用している場合、3000 µAh より寿命が長くなるように設計されています。長時間運転には、Crossbeamファミリーの自動 FIBエミッション回復機能もご利用いただけます。

2.40

2.30

2.20

2.10

2.00

1.90

1.500 35 70

1.60

1.70

1.80

2.50

200

400

600

800

1000

1200

1600

1800

2000

1400

FIBエミッション電流

[µA

]

サプレッサー電圧

[V

]

試料

Inlens EsB 検出器フィルターグリッド

Inlens SE検出器

SEM カラム

FIB カラム

ガリウムリザーバー

サプレッサーエクストラクター

コンデンサー差動排気アパ―チャ

ビーム定義アパ―チャブランカープレート

八極子対物レンズ

対物レンズ

ダブルコンデンサー

FE ガン

ビームブースター

抽出時間 [h]

サプレッサー [V] FIBエミッション [µA]

55

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

10 µm 10 µm

6

可能性を拓く

遠隔アプリケーションプログラミングインターフェイスによるカスタマイズ革新的な実験を行う場合、ご使用の電子顕微鏡のオペレーティングソフトウェアが提供する機能以上のものが必要となる場合があります。そのような場合に備え、Crossbeamのオープンプログラミングインターフェイスは、ほぼすべての顕微鏡パラメータにアクセスできるように設計されています。システム PCあるいは特定の遠隔ワークステーションのどちらから実行しても、リモート APIを使って、カスタムプログラムから電子 /イオン光学系、ステージ、真空システム、検出器、走査、イメージングを制御できます。

ZEISSは各種のプログラミング言語での付随資料やコード例、ご要望にお応えするテクニカルサポートを提供、 迅速に対応いたします。

サンプルを回転

ステージの x、yを動かしてサンプルの位置粗調整

サンプル位置の微調整

ミリング開始

レースミリングのワークフロー：特殊アプリケーション SmartLatheと APIインターフェイスを使用して実行。

レースミリングによる加工後の圧縮試験用ピラー：SEMトップビュー（左）、SEMサイドビュー（右）。

SEM ドリフト補整

FIB ドリフト 補整

66

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

30 µm 4 µm50 µm 10 µm

7

可能性を拓く

レーザー FIB のワークフローで、in situ 検査を強化in situ 検査では、3D の ROI（関心領域）の場所を突き止め、対象調整から材料のアブレーションを行い、3D イメージングと分析を行う必要があります。フェムト秒レーザーを ZEISS Crossbeam に追加し、超高速のサンプル調整を活用しましょう。

• 深部にある内部組織に素早くアクセス• 幅・深さがミリメートル単位までの極めて大きな断面の調整

• 超短レーザーパルスによるダメージと熱の影響範囲の最小化から得られる恩恵

• レーザー作業は専用チャンバーで行い、本体装置の不純物を回避

• X 線鏡検のデータセットから得た相関により、隠れた ROI を見つける

Crossbeam 350 レーザー。エアロックの中にフェムト秒レーザーが搭載されているため、レーザー加工中のチャンバーへの異物混入を防止します。

フェムト秒レーザーを用いて 30 秒未満で切断した、セラミックサンプルの幅 200 µm の断面。片面のクリアランスは 200 µm。このパターンは、サンプル材料断面のミクロ組織を調べる場合や、後に FIBトモグラフィーを行う場合の前調整に使うことができます。

レーザーのみでポリッシングした後の切断面の品質を示す、（左図と同様）金属合金サンプル断面の表面詳細。FIB ポリッシングは未実施。広い面に粒子構造と介在物が直接見える。

深さ 860 µm にある内部 ROI にアクセスするため、深くレーザー切断を行った電子サンプル（左）。レーザー前処理の後、すでに対象の組織が見えています。最小の時間で ROI エリア（右）のみを FIB ポリッシングし、マイクロバンプの精密な詳細を可視化することができた。

77

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

10 µm20 µm

8

可能性を拓く

簡単な TEM試料作製自動試料作製機能（ASP）を使用するだけで TEM試料を作製できます。ASPはピックアップまでに必要なステップすべてを含みます。

操作方法• TEM試料アイコンをクリックします。• 試料上に線を引き、ラメラ作製位置を決定します。

• 実行します。

複数の TEM試料を自動作製• モニタリングの必要なく、あらかじめ設定した場所で複数の TEM試料作製を実行します。

操作方法• TEMラメラの作製位置を決定し、プロセスリストへ転送します。

• 必要な TEM試料の数だけステップ 1を繰返すか、サンプルモードで ｢コピー＆ペースト ｣を実行します。

• プロセスリストを実行します。

シンプルな 3ステップの TEM試料作製ワークフロー（depo＝デポジション、DC＝ドリフト補整）。

X2サンプルホルダー。特許取得済の X²作製技法により、均一な厚みで安定した超薄試料（10 nm未満）をダメージなく作製できます。

自動作製された TEMラメラの配列。

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88

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

https://zeiss.wistia.com/medias/yftui70xgi

9

可能性を拓く

TEMラメラピックアップ用のマイクロマニピュレーターを選択TEMラメラの調製ワークフローを開始する際は、高いユーセントリック機能を備えた6軸ステージによって関心領域を素早く見つけることができます。サンプルを傾ける際も、作業距離に関係なく常にユーセントリック位置を維持します。サンプルを調製したら、次の手順ではマイクロマニピュレーターを使用します。

調製した TEMラメラは、バルクから素早く簡単にピックアップできます。柔軟性や操作の自由度、制御のしやすさや使いやすさなど、ニーズに応じてマイクロマニピュレーターを選択します。最終的な薄片化と低電圧ポリッシングに向け、グリッドにラメラを取り付けます。

高度なユーセントリック機能を備えた 6軸ステージによって、関心領域を素早く見つけることができます。サンプルを傾けても作業距離に関係なく常にユーセントリック位置を維持します。サンプルを調製した後、 TEMラメラをピックアップします。

選択したマイクロマニピュレーターは、ワークフローが最適化するよう設定されます。

マイクロマニピュレーターの針をラメラに取り付けバルクからピックアップ、TEMグリッドに取り付け、透過モードでさらに調査を行います （左から右へ）。

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99

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

https://zeiss.wistia.com/medias/178lkokcuk

10

可能性を拓く

TEMラメラの薄片化中もコントロールを維持最後のポリッシングは、TEMラメラの品質を決定する非常に重要なステップです。SEMで薄片のライブモニタリングを行うことで、希望する厚さを実現できます。イメージング中、「分割モード」では複数の検出器の信号を同時に利用できます。SE信号からラメラの厚さを判断し、再現性のある最終厚さを取得します。また、Inlens SE信号は表面の品質制御をサポートします。

超薄型ラメラの調製用に作られた X2 ホル ダーは、サンプルの可能性をさらに広げます。これは、湾曲する可能性のある異種材料やポリマーなど、困難なサンプルを扱う際に非常に役立ちます。

TEMラメラの薄片化中も確実にコントロールを維持できます。 SmartEPDを使用して、ラメラの厚さとポリッシングのエンドポイントを定量的に判断します。

特許取得済の X²作製技法により、均一な厚みで安定した超薄試料（10 nm未満）をダメージなく作製できます。

SmartEPDはオプションのソフトウェアモジ ュールです。TEMラメラの厚さを定量的に判断し、Inlens EsB検出器を用いて事前定義されたエンドポイントで薄片化プロセスを止められるようにします。

5 µm

SE2InLens

1010

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

11

可能性を拓く

ZEISS Atlas 5 – マルチスケールにおける課題を克服Atlas 5のサンプルを中心とした相関環境を用いて、マルチスケールでのマルチモデルの画像を作成します。パワフルで直感的なハードウェアとソフトウェアのパッケージにより Crossbeamの性能がアップし、 能率的なナビゲーションで、あらゆるソースからの画像を相関できます。例えば、ZEISS X 線顕微鏡からの X 線ボリュームデータを利用して、試料内部領域を対象に Crossbeam で分析します。Atlas 5のハイスループットと大面積自動イメージング機能のメリットを最大限ご活用ください。この独自のワークフローにより、サンプルへの理解がより深まります。材料研究からライフサイエンス分野まで、モジュール構成の Atlas 5は日々のニーズに応じたマルチな使用が可能です。

Snマトリックス中の、Cuと Ag 粒子を含む無鉛はんだのトモグラフィーデータ。SEM画像（上）および EDSマップ（下）ZEISS FIB-SEMならびに Atlas 5解析を用いて、それぞれ 1.8 kVおよび 6 kVで同じサンプル位置から取得しました。 サンプルご提供：M. Cantoni, EPFL Lausanne, Switzerland.

Crossbeam にお勧めのモジュール• NPVE（Nanopatterning & Visualization

Engine）：加工形状やパラメータを完全制御したナノ加工の実行。

• 3Dトモグラフィー：自動試料作製機能付きの高精度 3D FIB-SEMトモグラフィー取得エンジンに、Crossbeamをグレードアップします。10 nm以下の等方性ボクセルサイズの解像度を持つ、数千枚の画像からなる 3D画像データを自動で取得します。独自のサンプルトラッキング技術により、長時間でも均一のスライス厚みのデータ取得が可能です。オートフォーカスならびにオート非点補正アルゴリズムにより、安定した画質の画像が得られます。

• アナリティクス：3D EDS / 3D EBSD分析 を高解像度 FIB-SEMトモグラフィー収集に追加。イメージングとマッピングの条件を別々に特定します。改良型取得エンジンを使用して、取得中に解析とイメージングの条件を自動的に切替えます。柔軟なビジュアライゼーションにより、SEM 画像を見ながら、同時に元素マップを処理することができ ます。

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1111

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

https://zeiss.wistia.com/medias/nq7o4bcpdbhttps://zeiss.wistia.com/medias/l3ki7lm0ur

20 µm

12

可能性を拓く

ファーストミルで材料除去をスピードアップミリング速度は、ターゲット材料、結晶格子配向、イオン電流、ミリング形状などの複数の要因によって変化します。スキャン方式は材料除去速度に大きく影響し、 ミリング中、サンプルはミリング方式に応じて形状が変わります。この変化も同様にミリング速度に影響します。一般的に、ミリング様式にはラインとフレームの 2つがあります。前者はイオンドーズ量が 1回のパスでライン毎に与えられ、 後者はトータルドーズ量に達するまで、複数回、フレーム全体がミリングされます。ラインミリングでのサンプル表面の局所的変化は、ミリング条件を急激に変えますが、この効果は材料除去のスピードアップに活用できます。ラインミリングは、スピード面ではフレームミリングよりも優れていますが、溝の大部分がリデポで覆われるため、断面の視野が制限されます。特定の断面深度が要求される場合、あらかじめ実験しておく必要があり手間がかかります。新たに導入されたスキャン方式であるファーストミルでは、角度に依存するスパッタリング効果を利用することでミリング速度がアップしました。ファーストミルでは通常のラインミリングよりもミリングが最大 40 %速くなります。通常の断面作製か、TEM 試料作製ワークフローウィザードで該当チェックボックスを有効にするだけの簡単操作です。

シリコンでのミリング方式の比較。従来のミリング方式での材料除去（左）には 10分 54秒を要し、ファーストミルでは同じ量の材料除去が 7分 21秒で完了（右）。

1212

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

2 µm

13

可能性を拓く

ToF-SIMSによりハイスループットな 3D分析を実現2次イオン質量分析法（SIMS）は、同位体元素を判別する能力に加え、優れた感度と質量分解能を備えた表面分析手段として確立された技法です。ToF-SIMS（飛行時間型2次イオン質量分析）を Crossbeamに追加することで、FIB-SEMに独自の解析機能がもたらされます。

利点：• ppmレベルの原子および分子イオンの同時検出

• 軽元素の解析（リチウムなど）• 同位体元素の分析• 分析マッピングと深さプロファイリング• 横方向で 35 nm、深さ方向で 20 nmを上回る優れた分解能

• ROI（関心領域）からの信号の事後回復

SIMSの動作原理：Ga集束イオンビーム（青）は、サンプル表面の上数 nmから材料を除去します。異なるスパッタイ オン種（ライトグレーとダークグレー）が収集され、 ToF-SIMS検出器に転送されます。

上：較正された BAM L200サンプルの Al（27 u）マップ。FOV は 2 µm。下：緑の枠内領域のラインプロファイル。幅と間隔が 33.75 nm あるラインが、明瞭に分解できます（矢印）。

ボロン添加シリコンの SIMSスペクトル。10 および 11 u のピークは、ホウ素の 2 つの同位体元素に対応します。10Bの濃度は 4.2 ppm未満です。

左：AlAs GaAsマルチレイヤ―システム断面の SEM 画像。AlAsの層の厚さは 10 nmです。右：対応する SIM深さプロファイル。上 11層の 27 uでアルミニウム信号を示しています。

Primary Ion Beam

Secondary Ions

1313

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

500 nm500 nm

14

可能性を拓く

GEMINIの新たな光学テクノロジー：高感度な表面イメージングの活用低いランディングエネルギーでの高分解能イメージングは、SEMアプリケーションの標準となりました。ビームダメージを受けやすいサンプルや絶縁材料だけでなく、サンプルの深い層からの不要なバックグラウンド信号を避け、純粋な表面情報を得る際にも求められます。最新光学設計の導入により、GEMINI光学系の SEMイメージングパフォーマンスは低加速および超低加速電圧下において劇的に改善されました。新たに導入した技術の 1つである高解像度ガンモードにより、1次ビームエネルギー幅は 30%まで減少し、 解像度向上の決め手となりました。さらに 2ステップ減速モード、いわゆる Tandem Decelが GEMINIカラムの斬新な光学デザインと共に導入されました。ZEISS FE-SEMの電子光学カラムは、ビームブースターテクノロジー設計による一体型ビーム減速機能を搭載しています。さらに今回新たに追加された外部サンプルバイアスによって、低加速電圧での解像度とコントラストが格段に向上しました。1 次電子ビームを減速する高い負のバイアス電圧がサンプルへ印加され、それによりランディングエネルギーが効果的に減速します。Elanding = Eprimary -Ebias.Tandem Decelモードは 2種類のアプリケーションモードで使用できます。1つは 50 V～ 100 Vの可変負バイアス電圧の印加によるコントラストの増幅用、そしてもう 1つは 1 kV、2 kV、3 kVあるいは 5 kVの 4種固定負バイアス電圧の印加により、低加速電圧での分解能を向上させます。

サンプルバイアスはオプションの Tandem Decel機能を使って最大 5 kVの電圧を印加し、それによって低加速電圧でのGEMINIレンズによるイメージングをさらに向上させます。

分離用の特殊分子層に囲まれた無数の神経、髄鞘が見られる脳組織サンプル。Tandem Decel未使用時（左）と使用時（右）の 1 kVの画像。バイアス印加により、髄鞘が明確に見えます。サンプルご提供： M. Cantoni, EPFL Lausanne, CH。

9つの試料を載せる Tandem Decelサンプルホルダー。

スキャンコイル

試料

対物レンズ

磁界レンズ

Inlens SE 検出器

静電レンズ

1414

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

15

可能性を拓く

Crossbeam を最大限に活用エアロックに搭載されたオプションのナビゲーションカメラを使用することで、試料中の目的位置に移動する時間を大幅に削減でき、 また試料の色が分かるので、快適な視野探しが可能です。統合ユーザーインターフェースにより ROIを容易に発見できます。大型エアロックを選択すると、最大で直径 8インチまでのウエハーが扱え、サンプル交換が迅速に行えます。

Crossbeam 550は 2 種類のチャンバーサイズ構成から選択可能で、高い柔軟性を保証します。大型チャンバーにより、Crossbeamの広範囲に渡るイメージング、分析ならびにサンプル調整機能のカスタマイズが実現します。最大 5つの異なるガスを選択できるマルチチャンネルインジェクションシステム（GIS）や最大 2つのシングル GISで Crossbeamを構成できます。

大型チャンバーでは、例えば aSTEM（環状型走査型透過電子顕微鏡）検出器、環状型反射電子検出器ならびにローカルチャージコンペンセーション等、3種類の空気圧駆動式アクセサリーの同時装着が可能です。

エアロックのナビゲーションカメラで、見たい箇所を素早く簡単に見つけることができます。

2つの Uni-GISユニットを搭載した Crossbeamは、最適なアクセス角度で最適なデポジションを実現できます。

STEM検出器を使って透過モードで高分解能の画像を撮影。明視野から高角環状暗視野まで、あらゆるコントラストメカニズムを利用します。

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1515

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

https://zeiss.wistia.com/medias/dkzjrrhywv

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多様なアプリケーションに的確に対応

典型的なアプリケーション／サンプル タスク ZEISS Crossbeam の機能

クロスセクショニング 断面の高分解能画像を取得し、表面近傍の情報を集めます。 Crossbeamではサンプル評価用に様々な検出器の取り付けが可能です。同時により多くの情報を得るために、最大 4つの検出器の信号を同時に取得できます。GEMINIレンズはサンプルを磁場に曝さないよう設計されており、 広範囲に渡って歪みのない画像が得られます。50k x 40kピクセルまでのフレーム解像度との組み合わせで、Crossbeamは広領域マッピングアプリケーションに理想的なツールです。

FIB-SEM トモグラフィー 連続断面加工を行い、サンプルのイメージングおよび 3D構築 を行います。

Inlens EsB検出器ではわずか数ナノメートル以下まで深さ方向の情報を減らすことができるため、最高の組成コントラストを持つ高感度な表面画像が得られます。集束イオンビームでのミリング中に使用すると、長時間を要する実験をスピードアップできます。長時間の無人トモグラフィーを可能にする高度なソフトウェア ソリューションによって、信頼性が高く正確な結果が短時間で得られます。

ライフサイエンス分野での FIB-SEM トモグラフィー

サンプル断面の高分解能画像を取得し、形態解析のための大容 量トモグラフィーを実行します。

バイオサンプルの 3D情報取得領域の 3D構築とイメージング。

3D分析 サンプルの化学的ならびに結晶学的なミクロ構造を研究します。 Crossbeamはサンプルの 3D EDSならびに 3D EBSD分析に最も優れたツールです。3Dデータシート自動取得用に各種パッケージを提供しています。

TEM用試料作製 TEM/STEM用薄片試料を作製します。 Crossbeamでは、1つまたは複数の TEM試料作製の包括的なソリューションを提供しています。イオンスカルプター FIBカラムの低電圧性能により、高品質なラメラを調製し、繊細な試料のアモルファス化を回避できます。3ステップワークフローによって自動的に作成が始まります。高品質なラメラを調製するには、最後の薄片化時に特許取得済の X2サンプルホルダーをご利用ください。エンドポイント検出ソフトウェアを使うと正確なラメラの厚さ情報が得られます。

ナノパターニング FIB（または SEM）ならびに各種ガスによる新規構造の作製や既 存構造の修正が可能です。

リアルタイムで SEMを完全に制御しながら FIB加工作業を実行します。ミリング形状を選択して FIB画像上に描き、パラメータを設定して加工を開始します。使いやすくデザインされたソフトウェアにより、経験の浅いユーザーでも最高の結果が得られます。難しい加工タスクの場合、ソフトウェアから SEM、FIB、GISのすべての関連パラメータへアクセスでき、1つ 1つのオブジェクトに対し FIB加工ストラテジーを割り当てられます。 FIB 露光作業をオフラインで計画、作成できます。

電池またはポリマーの高感度表面分析 固体表面の最初の数原子数層の組成を特性評価します。 ToF-SIMS分光計を追加すると、リチウムなどの微量元素を分析、同位体元素を検出し、最小35 nmの横方向分析分解能で元素マッピングと深さプロファイリングを実行できます。

スピーディで高品質の in situ 検査 深部にある内部組織の場所を素早く突き止めてアクセス。 Crossbeam にフェムト秒レーザーを追加し、ZEISS Atlas 5 の相関ワークスペースの GUI を用いて、隠れた ROI を見つけます。例えば、X 線マイクロアナライザー（XRM）のデータセットを用い、フェムト秒レーザーで素早く安全に材料のアブレーションを行います。

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

100 nm

2 µm2 µm10 µm

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螺旋加工のライブ画像：SE像（左）、Inlens SE像（右）。

ナノパターニング SEMイメージング

クロスセクショニングと 3D分析

ZEISS Crossbeamのアプリケーション例

Tandem Decelを使用し、FIB-SEMのコインシデンス ポイントでの 1 kVで撮影したアルミナナノ粒子。難しいサンプルでの高分解能な高感度表面イメージングの例です。

リチウムイオンバッテリーの LiMn2O4 正極材。断面をクローズアップすると、Inlens SE画像で表面情報が、Inlens EsB画像では独自の純粋な組成コントラストが確認できます。EDSマップからランタン（赤色）とマンガン（緑色）の分散がわかります（左から右へ）。

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› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

https://zeiss.wistia.com/medias/aw1avv98onhttps://zeiss.wistia.com/medias/wea2ggxowq

10 µm 10 µm

20 µm 1 µm10 µm

10 µm

18

ZEISS Crossbeamのアプリケーション例

FIBによってシリコンマスタースタンプ上に作製されたナノ流体流路（左）。詳細：蛇行形状流路（中央）。入口と出口は漏斗形状（右）。サンプルご提供：I. Fernández-Cuesta, INF Hamburg, Germany.

ナノパターニング

ミリング

ハイエントロピー合金への溝加工。サイズは 25 µm x 15 µm、65 nAボックス加工でミリング時間 3分（右）、30 nAボックス加工で 11分（左）。

シリコンへの溝加工。サイズは 100 x 30 x 25 µm³、FIB電流100 nA使用でミリング時間 10分。

レースミリング加工後の圧縮試験用ピラー。

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

10 µm

200 nm

50 µm2 µm

1 nm 200 µm

19

ZEISS Crossbeamのアプリケーション例

ピックアップ直前の銅サンプルのラメラ。自動試料作製機能で加工。FIBによる加工およびイメージング。

STEM

熱影響を受けた X2CrNi18-10鋼の粒子境界での炭化クロム：FIB-SEMにおける STEM BF（左）、EDS Crマップ（右）。

フェムト秒レーザーによる半円形の銅グリッド上の H バー法ラメラ調整。左のラメラは幅 400 µm、奥行 215 µm で、上端の厚さは約 20 µm。レーザーを使用して、34 秒でカット。最終的な薄片化のため FIB による除去を要した材料の量は、極めて少なくなっています。

多結晶シリコンのラメラのイオンスカルプター 5kV画像。 低電圧での高イメージング品質により、ラメラ中央部の正確な薄片化が可能となります。

配向のシリコン、TEM内の FIBラメラの STEM画像。シリコンダンベルと双晶境界がはっきりと確認できる。TEMラメラは、ZEISS Crossbeam 550のイオンスカルプターFIBと低電圧薄片化で調製。画像ご提供：C. Downing, CRANN Institute, Trinity College, Dublin, Ireland. （Nion UltraSTEM 200で観察）。

ハイエントロピー合金に全自動で加工した、圧縮試験用ピラー配列｡

TEM用試料作製 複数サンプルの加工

レーザー FIB 加工

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

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単細胞内の異なる細胞コンパートメントの観察。個々の HeLa細胞を培養皿で増殖させ、化学的に固定し、EPONに樹脂を埋め込みました。ボクセルサイズ 5 x 5 x 8 nm、Inlens EsB検出、1400 箇所。ORS Dragonfly Proによる 3Dビジュアライゼーション。サンプルご提供：A. Steyer and Y. Schwab, EMBL, Heidelberg, DE.

発生生物学 – C.elegans 微生物学 – トリパノソーマ

ZEISS Crossbeamのアプリケーション例

細胞生物学 – HeLa細胞 細胞生物学 – 藻類 神経科学 – 脳部

寄生虫ブルーストリパノソーマの超微細構造の観察。細胞を高圧凍結し、EPONで凍結置換しました。z で～ 8 µm の厚さに相当する 800 z セクションの取得。x/y のピクセルサイズは 5 nm。サンプルご提供：S. Vaughan, Oxford Brookes University, Research Group ’Cell biology of Trypanosomes’, UK.

最高の解像度と信頼性を有する 3Dで生物全体の形態を理解できます。データセットは、ピクセルサイズ 5 x 5 x 8 nmの 10.080 zセクションから成る C.elegansの大容量 3Dを示しています。線虫を高圧凍結し、EPONで凍結置換しました。虫内の最小構造も、非常に簡単に特定できます。サンプルご提供：A. Steyer and Y. Schwab, EMBL Heidelberg, DE; and S. Markert and C. Stigloher, University of Wuerzburg, DE.

クライオ FIB-SEM画像シリーズで取得した、ガラス化エミリアニア・ハクスレイ円石藻の 3D再現。3D再現は、未成熟な円石（黄）、発生時の状態（青）と脂肪体（赤）の円石を示しています。サンプルご提供：L. Bertinetti, Max-Planck Institute of Colloids and Interfaces, Potsdam, DE and A. Scheffel, Max-Planck Institute Plant Physiology, Potsdam, DE.

ZEISS Atlas 5 の 3D モジュールを用いた、脳部の大容量ミリングとイメージング。大電流により、最大幅 150 µm におよぶ広視野の高速ミリングおよびイメージングが可能。脳画像は視野幅 75 µm、20 nA のビーム電流でミリング。サンプルご提供：C. Genoud, FMI Basel, CH.

FIB – ライフサイエンス分野でのトモグラフィー

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› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

https://zeiss.wistia.com/medias/nuu0xn4xrzhttps://zeiss.wistia.com/medias/gfcrcjatcr%20https://zeiss.wistia.com/medias/ja0z71dqnuhttps://zeiss.wistia.com/medias/1lnm7hcspt%20

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オプション1. 集束イオンビーム（FIB）カラム2. 絶縁サンプルのイオンビーム加工を可能にする電子フラッドガン

3. 絶縁サンプルの SEMイメージングと解析を可能にするローカルチャージコンペンセーション

4. 優れた空間分解能を持つ質量同時検出用の引き込み式 ToF-SIMS分光計

5. 1フランジで最大 5種類のガス取り付けが可能なマルチチャンネルガスインジェクションシステム（GIS）

フレキシブルな構成選択

6. 高角度のサンプルアクセスを目的としたUni-GIS、2つのシステムが設定可能

7. サンプルの取り扱いおよびプロービングマニピュレーター

8. 高分解能透過イメージング用環状 STEM、または角度が限られる材料を効率良く特性評価できる aBSD4検出器

9. 大規模アブレーション用フェムト秒レーザー

10. 効率的な高速サンプル移送を可能にするナビゲーションカメラ内蔵の高速排気エアーロックシステム（幅 80 mmまたは200 mm）

その他のオプション機器• 凹凸情報を含まず、独自の組成コントラストを持つ高分解能イメージング用 Inlens EsB検出器

• 2次電子イメージングと 2次イオンイメージング用 SESI検出器

• 高度なトモグラフィー、加工および EDSと EBSD3D解析用 Atlas 5

• プラズマクリーナー• SEM用静電ビームブランカー• サンプルに適した低加速電圧で、分解能とコントラストを増幅させる Tandem Decel。

• 分析用検出器：EDS、WDS、EBSD• 34インチの 21:9型ワイドスクリーンモニター

› 要約

› 特長

› アプリケーション

› システム構成

› 技術仕様

› サービス

22

技術仕様

ZEISS Crossbeam 350 ZEISS Crossbeam 550

SEM ショットキー エミッター ショットキー エミッター

1.7 nm @ 1 kV 1.4 nm @ 1 kV

1.5 nm @ 1 kV （Tandem Decel使用） 1.2 nm @ 1 kV （Tandem Decel使用）

1.9 nm @ 200 V（Tandem Decel 使用） 1.6 nm @ 200 V（Tandem Decel使用）

0.9 nm @ 15 kV 0.7 nm @ 15 kV

0.7 nm @ 30 kV（STEMモード） 0.6 nm @ 30 kV（STEMモード）

2.3 nm @ 1 kV（WD 5 mm） 1.8 nm @ 1 kV（WD 5 mm）

1.7 nm @ 1 kV（Tandem Decel使用、WD 5 mm） 1.3 nm @ 1 kV（Tandem Decel使用、WD 5 mm）

1.1 nm @ 15 kV（WD 5 mm） 0.9 nm @ 15 kV（WD 5 mm）

2.3 nm @ 20 kV & 10 nA（WD 5 mm） 2.3 nm @ 20 kV & 10 nA（WD 5mm）

ビーム電流：5 pA ～ 100 nA ビーム電流：10 pA ～ 100 nA

FIB 液体金属イオン源（LMIS）：寿命 3000 µAh 液体金属イオン源（LMIS）：寿命 3000 µAh

分解能：3 nm @ 30 kV（統計法） 分解能：3 nm @ 30 kV（統計法）

分解能：120 nm @ 1 kV & 10 pA（オプション） 分解能：120 nm @ 1 kV & 10 pA

検出器 Inlens SE、Inlens EsB、VPSE（圧力可変モード用 2次電子検出器）、 SESI （2次電子 /2次イオン）、aSTEM（透過電子検出器）、aBSD（反射電子検出器）

Inlens SE、Inlens EsB、ETD（Everhard-Thornley2次電子検出）、 SESI（2次電子 /2次イオン）、aSTEM（透過電子検出器）、aBSD（反射電子検出）、 CL（カソードルミネッセンス検出器）

チャンバーサイズとポート 標準 18基のポート

標準 18基のポート

ラージサイズ 22基のポート

ステージ X / Y = 100 mm X/Y = 100 mm X / Y = 153 mm

Z = 50 mm, Z‘ = 13 mm Z = 50 mm, Z‘ = 13 mm Z = 50 mm, Z‘ = 20 mm

T = –4° ～ 70°, R = 360° T = –4° ～ 70°, R = 360° T = –15° ～ 70°, R = 360°

帯電制御 フラッドガン フラッドガン

局所帯電除去装置 局所帯電除去装置

圧力可変 –

ガス Uni-GIS：Pt, C, SiOx, W, H2O Uni-GIS：Pt, C, SiOx, W, H2O

Multi-GIS：Pt, C, W, Au, H2O, SiOX, XeF2 Multi-GIS：Pt, C, W, Au, H2O, SiOX, XeF2

› 要約

› 特長

› アプリケーション

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› サービス

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技術仕様

引き込み式 ToF-SIMS 分光器

検出限界 シリコン内のホウ素 < 4,2 ppm

横方向の分解能 < 35 nm

質量電荷比 1-500 Th

質量分解能 m/Δm > 500 FWTM

深さ方向の分解能 < 20nm AlAs/GaAs マルチレイヤ―システム

フェムト秒レーザー

種別 DPSS

波長（λ） 515 nm（緑）

光学系 テレセントリック

パルス持続時間

>> www.zeiss.com/microservice

文字通り信頼のおけるサービス

ZEISS 顕微鏡システムがお客様の最も重要なツールのひとつであると考え、私たちはお使いの機器が常に最適な状態であるようサポートします。私たちにとって大切なのはお客様の出される結果です。豊富な経験と知識を持つ ZEISS の専門家により多岐にわたるサービスを通じて、長い期間にわたってサポートいたします。私たちの願いはお客様がお使いの顕微鏡から期待しうる最高の結果を出されることです。

修理、メンテナンス、最適化お使いの顕微鏡を常に最適な状態に保ちます。ZEISS 保守サービス契約によりダウンタイムを減らし、システムの性能改善により最高の結果を得ることが可能となります。さまざまなオプションと点検作業内容を含んだ幅広いレンジからサービス契約をお選びいただけます。ニーズに合わせてお客様専用のサービスプログラムの選択が可能となっております。

オンデマンドサービスも勿論、受け付けております。ご要望にあわせて遠隔メンテナンスソフトウェアを通して、あるいは現場で直接、ZEISS サービスエンジニアが問題を分析し解決します。

ご使用中の顕微鏡システムを強化ZEISS 顕微鏡システムは各種アップデートに対応できるように設計されており、オープンインターフェイスで常に最高のレベルを保つことが可能となっております。結果的に作業はより効率的になり、更なるアップデートの可能性が加わることによって顕微鏡の生産性とライフタイムを伸ばすことが可能です。

ZEISS のサービスによって最適化された顕微鏡システムの パフォーマンスは改善され、大きなメリットを生み出します。

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| バージョン

3.3

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11-

2019

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