FIB-SEM聚焦离子束显微镜
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发布时间：2024-12-21 14:19
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时间：2024-12-25 09:55
FIB-SEM聚焦离子束显微镜
一、基础知识
FIB-SEM(Scanning Electron Microscope-Focused Ion Beam)，又称为双束电镜（DB, Dual Beam），它集电子束与离子束于一体，具备沉积、加工与成像三大功能。一台高级配置的DB-FIB设备还配备有EDS/Nanoprobe/机械手/冷冻系统等工具，可用于微区成分形貌分析、电性测试、TEM样品制备、敏感材料冷冻分析等高级应用，功能十分强大。
电子束成像—SEM：电子束成像原理基于强电场，将灯丝（如金属钨）上的电子汇聚、聚焦后，形成束斑并加速，最终通过透镜系统聚焦于样品表面。高速电子与样品原子相互作用，释放出二次电子、X射线、背散射电子等信号，通过探测器收集并转换为数字信号，形成灰白图像。
气体注入系统—GIS：气体注入系统用于辅助沉积或切割过程。通过气体针注入如铂、钨、碳、XeF2、绝缘材料等，以保护样品表面、辅助沉积或实现切割。在IC（集成电路）制备中，铂、钨、碳可用于电路连接，而XeF2和绝缘材料用于刻蚀硅或作为绝缘层。
离子束切割-FIB：离子束切割功能通过高压大电流加速离子撞击样品表面，实现物理性破坏，完成切割任务。金属镓（Ga）常用于离子源，因其稳定性好、熔点低、抗氧化能力强。在切割过程中，电子束与离子束同时工作，样品需保持与离子束垂直，确保切割精度。
二、应用案例
定位切割：在SEM下找到目标区域，共焦调整样品角度，确保样品与FIB探针垂直。
沉积保护层：在FIB模式下扫描图像，标记切割区域，进行保护层沉积。
粗挖：选择目标区域，用大束流进行粗挖，形成接近保护层的视野槽。根据需求调整挖槽形状和大小，确保后续精修操作的视野清晰。
精修截面：使用小束流对切割后的截面进行精细处理，确保截面平整，以便高质量成像。
成像：完成精修后，调整电子束参数，低电压、小电流拍摄截面图片，得到高分辨率的截面形貌图。
完成切割样品表面图展示：经过上述过程，最终得到的样品表面图呈现出高清晰度的截面形貌，满足各种微观结构分析需求。
