天游线路检测中心 使用 SIM 图像对红外截止滤光片进行三维缺陷分析

使用 SIM 图像进行 3D 观察

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。
通过扩展FIB截面样品制备方法，可以三维观察样品的内部结构。使用 FIB 的三维观察涉及以相等的间隔重复切片并收集每个切片的横截面图像。通过将获得的连续切片截面图像按顺序堆叠来重建三维图像（图1）。

图1 FIB三维观测测量原理

使用FIB的三维观察通常是通过同时具有扫描电子显微镜(SEM)和FIB功能的FIB-SEM进行，并将SEM图像用作观察图像。
然而，由于单束FIB JIB-4000PLUS（图2）是仅具有FIB功能的装置，因此使用作为FIB的观察图像的SIM图像（扫描离子显微镜图像）进行三维观察。
SIM图像具有与SEM图像不同的以下特征，并且可以在数万倍的放大倍数下以高对比度进行观察。由于通道对比度 (1) 和最外表面的观察 (2)，使用 SIM 图像进行三维观察在应用于工业产品（主要是金属材料）时特别有效。

[SIM 映像的功能]
① 与SEM图像相比，可以清楚地观察到沟道对比度。
② 与SEM图像相比，可以观察到更接近表面的情况。
③ 成分对比度与SEM图像不同。

图2 JIB-4000PLUS

红外截止滤光片缺陷分析

近年来，随着光学产品性能的提高，对光学薄膜的质量控制技术提出了更高的要求。其中，异物污染会显着降低产品性能，因此准确观察异物的形态对于调查异物产生原因并采取对策非常重要。通过使用 SIM 图像的三维观察，我们分析了具有氧化硅和氧化钛多层结构的红外 (IR) 截止滤光片的缺陷原因。
对红外截止滤光片上的四个缺陷进行三维观察。在进行三维观察之前，先观察缺陷的表面（图3）。从观察图像来看，缺陷A和B的表面形状为圆锥形，缺陷C为条纹状，缺陷D为盘状。图4和图5示出了缺陷A至D的三维重建图像。从三维重建图像中，缺陷A确认了多层膜中存在氧化硅异物，缺陷B和C确认了多层膜底层中存在氧化硅异物。此外，缺陷D是由于异物附着而造成的。到样品表面。
表面观察可以检查缺陷部分的样品表面形状，但是3D观察可以直观地确认有关异物的材料和位置的信息，因此可以看出3D观察是一种可以分析缺陷原因的测量方法。

图3 IR截止滤光片上缺陷的表面观察图像（SIM图像）

顶行：俯视观察，底行：倾斜观察。根据表面形状，缺陷A至D可分为三种类型：“圆锥状”、“条纹状”和“盘状”。

图4 红外截止滤光片上缺陷的三维重建图像（横截面观察图像）

白色部分：电介质多层膜的氧化钛、透明部分：电介质多层膜的氧化硅、蓝色部分：玻璃基板部分

图5 红外截止滤光片上缺陷的三维重建图像（透明显示的截面观察图像）

从三维重建图像中发现，缺陷A是多层膜中的异物，缺陷B和C是在玻璃基板上，缺陷D是样品表面上的异物。

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