Rasterelektronenmikroskopie

Das Rasterelektronenmikroskop (REM) ist das unverzichtbare Untersuchungsinstrument in der Fehler- & Schadensanalyse sowie Qualitätssicherung, sowohl an Werkstoffen als auch an Elektronik-Komponenten. Im Rahmen der Messung wird die Oberfläche der Probe mit einem fokussierten Elektronenstrahl abgetastet, der Abbildungen mit einer wesentlich höheren Auflösung gegenüber der Lichtmikroskopie erlaubt. Die Auflösung moderner Geräte reicht abhängig von der Ausstattung vom Mikrometerbereich bis in den einstelligen Nanometerbereich. Neben der Abbildung der Probenoberfläche können mittels Elektronenstrahlmikroanalyse (EDX) auch Elementanalysen zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung des Probenmaterials durchgeführt werden.

Der SGS-Standort in Dortmund verfügt über zwei Rasterelektronenmikroskope (REM), jeweils mit integrierter Elektronenstrahlmikroanalyse (EDX). Alle Geräte liefern Bilder und Spektren in digitaler Form und sind direkt in das EDV-Netzwerk am Standort eingebunden. Bei den Geräten handelt es sich um sogenannte Niedrigvakuum-Rasterelektronenmikroskope, die es ermöglichen, auch isolierende, nasse, ölige oder fettige Proben ohne Vorbehandlung direkt und mit gleichhoher Auflösung abzubilden und zu analysieren, wie präparierte Proben mit konventionellen Geräten. In konventionellen Geräten werden die Proben im Hochvakuum untersucht, sie müssen daher elektrisch leiten und dürfen nicht ausgasen.

Wir führen Prüfungen nach folgenden Standards im Rahmen unserer Akkreditierungen durch:
ASTM E 1508

Leistungsmerkmale FEI XL30 ESEM mit EDX-System:

  • Moden: Hochvakuum, LowVac (bis 1,3 mbar), ESEM (bis 26 mbar)
  • Detektoren: Standard SE, GSED, BSE (Elementauflösung 0,1 Z)
  • Röntgendetektor: UTW-Si-(Li)
  • Mikroanalyse: in allen Moden; Punktanalysen, Line-Scans, Multi-Element-Mapping, quantitative Analysen; alle Elemente einschl. Bor
  • Motorisierter Probentisch: (x, y, z, r, t), Fahrweg x, y: 100mm
  • Hochspannung: 0,2…30kV (kont.)
  • Vergrößerung: 5x…400.000x
  • Auflösung bei 30kV: 3,5nm in allen Moden
  • Präzise Längenmessung: in allen Richtungen in der x-y-Ebene

Leistungsmerkmale Hitachi S-3700N REM mit EDX-System EDAX GENESIS 2000:

  • Moden: Hochvakuum, low kV mode (Niederspannung U < 3 kV), natural mode (Niedervakuum 6-270 Pascal)
  • Detektoren: SE, 5-Segment RE Halbleiterdetektor
  • Röntgendetektor: S-UTW-Si-(Li)
  • Mikroanalyse: in allen Moden; Punktanalysen, Line-Scans, Multi-Element-Mapping, quantitative Analysen; alle Elemente einschl. Beryllium
  • Motorisierter Probentisch in 12"-Probenkammer: (x, y, z, r, t), Fahrweg x: 150 mm, Fahrweg y: 110 mm, Fahrweg z: 5-65 mm, max. 300 mm Durchmesser
  • Hochspannung: 0,3…30kV
  • Vergrößerung: 5x…300.000x
  • Auflösung bei 30 kV: 3,0 nm (Hochvakuum), 4,0 nm (Niedervakuum)

Beispiele für REM/EDX-Analysen:

  • Darstellung der detaillierten Morphologie und der Elementzusammensetzung nahezu beliebiger Oberflächen
  • Analyse der Elementzusammensetzung von Belägen auf Oberflächen (z.B. Korrosionsprodukte, Kontaminationen)
  • Vermessung der Schichtstärke dünner Schichtsysteme
  • Charakterisierung der Morphologie von Bruchflächen in Metallen und Polymeren
  • Aufnahme von Element-Maps zur Darstellung der lateralen Elementverteilung z.B. an metallischen Gefügen, Schichten oder Partikeln
  • Durchführung von Untersuchungen an Elektronik-Komponenten z.B. im Rahmen der destruktiven physikalischen Analytik (DPA)
  • Charakterisierung der Elementzusammensetzung partikulärer Rückstände im Rahmen der Restschmutzanalyrik (VDA 19)

 


REM-Aufnahme an einem fehlerhaften Tunneloxid einer FLASH-Speicherzelle 1

REM-Aufnahme an einem fehlerhaften Tunneloxid einer FLASH-Speicherzelle 2

Durchgeriebene Kontaktzone eines elektrischen Kontaktes

Geätzte Mikrostrukruren auf einem Si-Wafer

NiP-Beschichtung auf Al-Substrat in SE- und BSE-Kontrast

Dendriten an einer Lötstelle nach Reaktion mit einem schwefelhaltigen Öl

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SGS INSTITUT FRESENIUS GmbH
Joseph-von-Fraunhofer-Str. 13
44227 Dortmund
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