金鉴检测
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聚焦离子束显微镜(FIB-SEM)发布时间:2016-02-15 13:40:00


FIB 双束聚焦离子束显微镜

设备型号Zeiss Auriga Compact


聚焦离子束(FIB)与扫描电子显微镜(SEM)耦合成为FIB-SEM双束系统后,通过结合相应的气体沉积装置,纳米操纵仪,各种探测器及可控的样品台等附件成为一个集微区成像、加工、分析、操纵于一体的分析仪器。其应用范围也已经从半导体行业拓展至材料科学、生命科学和地质学等众多领域。为方便客户对材料进行深入的失效分析及研究,金鉴实验室现推出Dual Beam FIB-SEM业务,并介绍Dual Beam FIB-SEM在材料科学领域的一些典型应用,包括透射电镜( TEM)样品制备,材料微观截面截取与观察、样品微观刻蚀与沉积以及材料三维成像及分析等。



金鉴实验室FIB-SEM技术参数:   

AURIGA Compact

主机台

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-50nA

加速电压

0.1-30kV

1-30kV

电子枪

肖特基热场发射型

Ga液态金属离子源(LMIS)

气体注入系统

 

a)最多为5通道的多通道气体注入器

(Pt,C,W,I2,Au,SiOX,XeF2以及要求的其它前驱体)

b)带有集成式局部电荷中和系统的最多为4通道的多通道气体注入器.

以及/或者配备原位清洁装置(可使用所有的标准探头)

c)只有一个前驱体的单通道气体注入器系统(Pt气体)

d)全自动和气动式可伸缩气体注入器系统,可用作局部电荷中和或原位样品清洁装置

(可以使用所有的高真空标准探测器)

 

 

探测器

 

In-lens:高效环形in-lens二次电子探测器

Chamber:ET二次电子探测器

 

 


聚焦离子束技术(FIB)注意事项:

1)样品大小5×5×1cm,当样品过大需切割取样。

2)样品需导电,不导电样品必须能喷金增加导电性。
3)切割深度必须小于10微米。


金鉴实验室FIB-SEM技术及应用:


1.FIB透射样品制备流程

对比与传统的电解双喷,离子减薄方式制备TEM样品,FIB可实现快速定点制样,获得高质量TEM样品。

FIB透射样品制备流程


最终减薄TEM样品结果:

TEM样品结果


2.材料微观截面截取与观察

SEM仅能观察材料表面信息,聚焦离子束的加入可以对材料纵向加工观察材料内部形貌,通过对膜层内部厚度监控以及对缺陷失效分析改善产品工艺,从根部解决产品失效问题。

1)FIB切割键合线

利用FIB对键合线进行截面制样,不仅可以观察到截面晶格形貌,还可掌控镀层结构与厚度。

FIB切割键合线

FIB切割键合线


2)FIB切割芯片金道

金鉴实验室FIB-SEM产品工艺异常或调整后通过FIB获取膜层剖面对各膜层检查以及厚度的测量检测工艺稳定性。

FIB切割芯片金道

FIB切割芯片金道




3)FIB切割支架镀层

利用FIB切割支架镀层,避免了传统切片模式导致的金属延展、碎屑填充、厚度偏差大的弊端,高分辨率的电镜下,镀层晶格形貌、内部缺陷一览无遗。

FIB切割支架镀层



FIB-SEM扫描电镜下观察支架镀层截面形貌,镀层界限明显、结构及晶格形貌清晰,尺寸测量准确。此款支架在常规镀镍层上方镀铜,普通制样方法极其容易忽略此层结构,轻则造成判断失误,重则造成责任纠纷,经济损失!

支架镀层截面


FIB-SEM扫描电镜下观察支架镀层截面形貌。此款支架在镀铜层下方镀有约30纳米的镍层,在FIB-SEM下依然清晰可测!内部结构、基材或镀层的晶格、镀层缺陷清晰明了,给客户和供应商解决争论焦点,减少复测次数与支出。


4)FIB其他领域定点、图形化切割

 FIB其他领域定点、图形化切割

FIB其他领域定点、图形化切割

3. 诱导沉积材料
利用电子束或离子束将金属有机气体化合物分解,从而可在样品的特定区域进行材料沉积。本系统沉积的材料为Pt,沉积的图形有点阵,直线等,利用系统沉积金属材料的功能,可对器件电路进行相应的修改,更改电路功能。

沉积材料

线路修改


4.材料的三位相貌表征

 


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