聚焦離子雙束顯微鏡（FIB-SEM） 發布時間：2024-06-03 16:41:24
一、設備型號
三臺FIB-SEM，分別是Zeiss Auriga Compact FIB-SEM、FEI Helios Nanolab 450S、FEI Scios2。
先進的X-Max大面積晶體電制冷能譜探頭，提供輕元素分辨率, 并給出測試條件≤127eV (Mn Ka 20,000cps) 元素范圍：Be4-Pu94 Si晶體, 20mm2活區。
二、原理
聚焦離子束(Focused Ion Beam，FIB)與掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM)耦合成為FIB-SEM雙束系統后，通過結合相應的氣體沉積裝置，納米操縱儀，各種探測器及可控的樣品臺等附件成為一個集微區成像、加工、分析、操縱于一體的分析儀器。其應用范圍也已經從半導體行業拓展至材料科學、生命科學和地質學等眾多領域。
三、技術參數
金鑒實驗室蔡司Zeiss Auriga Compact FIB-SEM技術參數：
AURIGA Compact 主機臺 | FESEM | FIB |
分辨率 |
0.9nm at 30kV 1.2nm at 15kV and optimum WD 2.5nm at 1kV and optimum WD
| 5nm(30kV,1pA) |
放大倍率 | 12x-1000kx | 600x-500kx |
束流 | 4pA-100nA | 1pA-20nA |
加速電壓 | 0.1-30kV | 1-30kV |
電子槍 | 肖特基熱場發射型 | Ga液態金屬離子源(LMIS) |
金鑒實驗室FEI Helios Nanolab 450S 特點：
用FIB切割樣品，然后用SEM對缺陷進行定位和成像。
使用FIB可以切一樣品薄片厚度（30-50nm），取出以后，然后用帶有EDS/EELS探測器的TEM/STEM對其成像同時測量其化學性質。
Helios NanoLab 450S是高通量、高分辨率TEM制樣、成像和分析的理想選擇。
其獨有的可翻轉樣品臺和原位STEM探測器可以在幾秒鐘內從制樣模式翻轉到樣品成像模式，且無需破真空或將樣品暴露在環境中。
金鑒實驗室FEI Helios Nanolab 450S FIB-SEM技術參數：
金鑒實驗室FEI Scios2特點：
超高分辨率聚焦離子束掃描電子顯微鏡，可進行高質量樣品制備和3D表征。通過將Scios 2 DualBeam的最新技術創新與可選配的、易使用的、全面的 Thermo Scientific AutoTEM 4軟件以及賽默飛世爾科技的應用專業知識相結合，可快速方便地制備用于多種材料的現場指定高分辨率 S/TEM樣品。
金鑒實驗室FEI Scios2 FIB-SEM技術參數：
電子束分辨率，最佳工作距離
? 在 30 keV (STEM) 下，為 0.7 nm
? 在 1 keV 下，為 1.4 nm
? 1 keV 時為 1.2 nm，配備電子束減速*
電子束參數空間
? 電子束電流范圍 ：1 pA - 400 nA
? 實際著陸能量范圍 ：20* eV - 30 keV
? 加速電壓范圍 ：200 V - 30 kV
靈活的5軸電動載物臺
? XY 范圍 ：110 mm
? Z 范圍 ：65 mm
? 旋轉 ：360?（無窮）
? 傾斜范圍 ：-15? 至 +90?
? XY 重復性 ：3 μm
四、聚焦離子束技術（FIB）注意事項：
（1）樣品大小5×5×1cm，當樣品過大需切割取樣；
（2）樣品需導電，不導電樣品必須能噴金增加導電性；
（3）切割深度必須小于10微米。
五、金鑒實驗室FIB-SEM技術及應用：
為方便客戶對材料進行深入的失效分析及研究，金鑒實驗室現推出Dual Beam FIB-SEM業務，并介紹Dual Beam FIB-SEM在材料科學領域的一些典型應用，包括透射電鏡( TEM)樣品制備，材料微觀截面截取與觀察、樣品微觀刻蝕與沉積以及材料三維成像及分析等。
1.一般的tem制樣就成主要包括
1.1 粗挖
利用較束流（一般選用30na）挖到目標區域兩側
1.2 細挖
利用較小束流（一般選用3na）把薄片修至1-1.5nm
1.3 U-CUT
0°在I-beam上把樣品的底部和側面剪斷
1.4 提樣
使用納米手將薄片提出并焊接到Grid上
1.5 剪薄
使用30Kv 0.5na-10pa之間的小束流兩側均勻剪薄
1.6 清洗
對樣品進行不定型層的清洗，清除不定型層
2.材料微觀截面截取與觀察
SEM僅能觀察材料表面信息，聚焦離子束的加入可以對材料縱向加工觀察材料內部形貌，通過對膜層內部厚度監控以及對缺陷失效分析改善產品工藝，從根部解決產品失效問題。
（1）FIB切割鍵合線
利用FIB對鍵合線進行截面制樣，不僅可以觀察到截面晶格形貌，還可掌控鍍層結構與厚度。
（2）FIB切割芯片金道
金鑒實驗室FIB-SEM產品工藝異?；蛘{整后通過FIB獲取膜層剖面對各膜層檢查以及厚度的測量檢測工藝穩定性。
（3）FIB切割支架鍍層
利用FIB切割支架鍍層，避免了傳統切片模式導致的金屬延展、碎屑填充、厚度偏差大的弊端，高分辨率的電鏡下，鍍層晶格形貌、內部缺陷一覽無遺。
FIB-SEM掃描電鏡下觀察支架鍍層截面形貌，鍍層界限明顯、結構及晶格形貌清晰，尺寸測量準確。此款支架在常規鍍鎳層上方鍍銅，普通制樣方法極其容易忽略此層結構，輕則造成判斷失誤，重則造成責任糾紛，經濟損失！
FIB-SEM掃描電鏡下觀察支架鍍層截面形貌。此款支架在鍍銅層下方鍍有約30納米的鎳層，在FIB-SEM下依然清晰可測！內部結構、基材或鍍層的晶格、鍍層缺陷清晰明了，給客戶和供應商解決爭論焦點，減少復測次數與支出。
（4）FIB其他領域定點、圖形化切割
3. 誘導沉積材料
利用電子束或離子束將金屬有機氣體化合物分解，從而可在樣品的特定區域進行材料沉積。本系統沉積的材料為Pt，沉積的圖形有點陣，直線等，利用系統沉積金屬材料的功能，可對器件電路進行相應的修改，更改電路功能。
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