聚焦离子双束显微镜（FIB-SEM） 发布时间：2024-08-06
设备概览
金鉴实验室配备了三台高性能的聚焦离子束扫描电子显微镜（FIB-SEM），型号分别为Zeiss Auriga Compact、FEI Helios Nanolab 450S和FEI Scios2。这些设备均配备了先进的X-Max大面积晶体电制冷能谱探头，专为轻元素分析设计，测试条件可达到≤127eV (Mn Ka 20,000cps)，覆盖元素范围从Be4至Pu94，适用于Si晶体，活区面积达20mm²。
技术基础
FIB-SEM双束系统通过集成气体沉积装置、纳米操纵仪、多种探测器以及可控制的样品台等附件，实现了微区成像、加工、分析和操纵的一体化。这种技术已广泛应用于半导体、材料科学、生命科学和地质学等多个领域。
技术规格
Zeiss Auriga Compact FIB-SEM的主要技术参数包括：
FEI Helios Nanolab 450S的特点在于：
使用FIB进行样品切割，SEM进行缺陷定位和成像
可切割出30-50nm的薄片，配合EDS/EELS探测器进行TEM/STEM成像和化学性质分析
设备的高通量和高分辨率使其成为TEM制样、成像和分析的理想选择
技术参数：
FEI Scios2的特点包括：
超高分辨率聚焦离子束扫描电子显微镜，适用于高质量样品制备和3D表征
结合Thermo Scientific AutoTEM 4软件和赛默飞世尔科技的应用专业知识，简化了S/TEM样品的制备流程
FIB技术注意事项
样品尺寸应为5×5×1cm，过大样品需切割
样品需具备导电性，不导电样品需喷金处理
切割深度不得超过10微米
应用领域
金鉴实验室提供的Dual Beam FIB-SEM服务，覆盖了材料失效分析、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三维成像分析等。
制样流程
TEM样品制备流程包括：
1. 粗挖：使用较大束流定位目标区域
2. 细挖：使用较小束流修整薄片至所需厚度
3. U-CUT：在I-beam上剪断样品底部和侧面
4. 提样：使用纳米手将薄片焊接到Grid上
5. 剪薄：使用小束流均匀剪薄样品
6. 清洗：清除样品表面的不定型层
微观截面截取与观察
FIB-SEM技术允许对材料进行纵向加工，观察内部形貌，如键合线、芯片金道和支架镀层的截面，以分析和改善产品工艺。
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。
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。
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-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！
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
材料沉积
利用电子束或离子束分解金属有机气体化合物，实现在样品特定区域的材料沉积，如Pt点阵或直线，可用于修改器件电路。
