FIB聚焦离子束系统常见的应用场景

 系统及原理

双束聚焦离子束系统可简单地理解为是单束聚焦离子束和普通SEM之间的耦合。单束聚焦离子束系统包括离子源，离子光学柱，束描画系统，信号采集系统，样品台五大部分。离子束镜筒顶部为离子源，离子源上施加强大电场提取带正电荷离子，经静电透镜和偏转装置聚焦并偏转后实现样品可控扫描。样品加工采用加速离子轰击试样溅射表面原子的方法进行，而生成的二次电子及二次离子则由对应探测器进行采集及成像。

常见的双束设备是电子束垂直安装，离子束与电子束成一定夹角安装，如图所示。人们常把电子束与离子束在焦平面上的交线称为共心高度位置。使用时试样位于共心高度位置既可实现电子束成像又可进行离子束处理，且可通过试样台倾转将试样表面垂直于电子束或者离子束。

典型离子束显微镜主要由液态金属离子源与离子引出极，预聚焦极，聚焦极使用高压电源，电对中，消像散电子透镜，扫描线圈，二次粒子检测器，活动样品基座，真空系统，抗振动与磁场装置，电路控制板，电脑等硬件设备组成，如图所示：

外加电场于液态金属离子源，可使液态镓形成细小尖端，再加上负电场牵引尖端的镓，而导出镓离子束。在一般工作电压下，尖端电流密度约为10-4A/cm2，以电透镜聚焦，经过可变孔径光阑，决定离子束的大小，再经过二次聚焦以很小的束斑轰击样品表面，利用物理碰撞来达到切割的目的，离子束到达样品表面的束斑直径可达到7纳米。

设备部分应用

1 TEM制样

2 截面分析

3 芯片修补与线路修改

4 微纳结构制备

5 三维重构分析

6 原子探针样品制备

7 离子注入

8 光刻掩膜版修复