通过 FIB 和 SIM 图像制备横截面样品的对比 |应用说明|日本日本株式会社

IB2020-04

FIB（聚焦离子束）

聚焦离子束 (FIB) 是一种应用聚焦 Ga 离子束的加工和观察设备。
可以创建横截面样品以使用 SEM、STEM 或 TEM 进行观察。
亚微米以下的高加工位置精度，对于制备用于半导体器件等的故障分析的样品是有效的。此外，可以使用SIM（扫描离子显微镜）图像检测和观察用离子束扫描样品时发射的二次电子。
一般来说，SIM 图像与 SEM 图像具有不同的对比度。可以清晰地观察通道对比度，从而有效地观察金属结构。

图1 JEOL FIB 产品阵容
左：JIB-4700F，右：JIB-4000PLUS

使用 FIB 制备横截面样品的特点

使用 FIB 制备横截面样品与使用宽离子束的 CP（横截面抛光机）方法不同，在样品较多的情况下，不需要抛光等预处理；只需将样本固定在样本架中即可^※，可以在样品表面的任何位置制造。此外，由于FIB铣削仅在要制备横截面样品的区域进行，因此可以轻松快速地制备。
(*如果样品是绝缘材料，需要进行导电处理。)

图2 使用FIB制备横截面样品的特点

FIB 可以以高位置精度制备横截面样本，对于失效分析应用特别有效。

SIM图像的对比度特征

SIM图像的对比度具有以下三个特征。
① 在晶体样品中，离子束的沟道现象产生反映晶体取向的强烈对比度（沟道对比度）。
② 由于离子束比电子束更浅地穿透样品，因此可以观察到样品的最外层表面。
③ 离子束产生二次电子的过程与电子束不同，导致其成分对比度与SEM图像不同。
由于上述特性，一般可以用SIM图像来获得高对比度图像，如图3中CCD传感器横截面的SIM图像和SEM图像的比较所示。