聚(jù)焦離子(zǐ)束電鏡(jìng)測(cè)試將高能離子(zǐ)束用於(yú)材(cái)料微(wēi)納加工(gōng)(刻蝕、沈積
、切割)與SEM成像結(jié)合
，可實現截面制(zhì)備、透(tòu)射電鏡(jìng)(TEM)薄片加工(gōng)、電路修補與三(sān)維重構。但在加工(gōng)過程中易出現多(duō)種缺陷
，影響樣品質量與分析準確性
，必須針對性優化。
一(yī)、常(cháng)見(jiàn)加工(gōng)缺陷
溝槽側壁傾斜與波(bō)紋(wén)
離子(zǐ)束入射角與束流(liú)分布不均
，或樣品表面不平整(zhěng)
，會導(dǎo)致刻蝕溝槽側壁呈斜坡或出現週期性波(bō)紋(wén)，影響截面平直(zhí)度
。
表面損(sǔn)傷層與再沈積
高能離子(zǐ)轟擊產生晶格損(sǔn)傷、非晶化或雜質注入
；刻蝕產生的碎屑可能再沈積在側壁或底部
，遮蔽結(jié)構細(xì)節(jiē)
。
熱效應與熔化
高束流(liú)長(zhǎng)時間加工(gōng)會使(shǐ)局部溫(wēn)度升高，導(dǎo)致熱軟(ruǎn)化、熔化或相變，尤其對低(dī)熔點(diǎn)金屬
、聚(jù)合物及軟(ruǎn)材(cái)料影響顯(xiǎn)著。
過切與欠切
定(dìng)位不准或束流(liú)參數(shù)設(shè)置(zhì)不當(dāng)
，會切穿(chuān)目(mù)標(biāo)結(jié)構或殘留多(duō)余材(cái)料
，影響TEM薄片厚度均勻性。
沈積不均勻
在FIB沈積(如Pt
、C保護)過程中，氣體導(dǎo)入不均或束掃描模式不合適
，會導(dǎo)致保護層厚度不均，局部保護不足引(yǐn)發刻蝕損(sǔn)傷。
二、優化策略
合理(lǐ)選(xuǎn)擇離子(zǐ)束參數(shù)
粗加工(gōng)用較大束流(liú)提(tí)高效率
，精修用較小束流(liú)提(tí)高精度與表面質量。
採用交(jiāo)叉掃描或矩形光柵模式
，減少方向(xiàng)性條紋(wén)
。
控制(zhì)入射角與樣品台(tái)傾角
通過調整(zhěng)樣品台(tái)角度(常(cháng)用52°–54°進行截面加工(gōng))，可獲得(dé)較垂直(zhí)的側壁；加工(gōng)中可動態微(wēi)調傾角減少傾斜角累積
。
降低(dī)損(sǔn)傷與再沈積
使(shǐ)用低(dī)能量離子(zǐ)拋光(如5–10 keV清掃)去除損(sǔn)傷層與再沈積層
。
在刻蝕過程中引(yǐn)入氣體輔助(如XeF₂對Si的增強(qiáng)刻蝕)減少物理(lǐ)轟擊損(sǔn)傷
。
熱管(guǎn)理(lǐ)
高束流(liú)時分步加工(gōng)，中間停頓散熱；對熱敏樣品可採用低(dī)溫(wēn)樣品台(tái)。
優化掃描速度
，避免長(zhǎng)時間集中轟擊同一(yī)點(diǎn)。
精確定(dìng)位與厚度控制(zhì)
利用SEM實時成像與標(biāo)記定(dìng)位
，配合CAD/GUI路徑規(guī)划，提(tí)高切割精度
。
對TEM薄片厚度實時監控(如截面厚度測(cè)量)
，避免過薄或過厚。
沈積優化
調整(zhěng)氣體流(liú)量與束流(liú)匹配，採用脈衝沈積或交(jiāo)叉掃描，獲得(dé)均勻保護膜。
對關(guān)鍵區域可二次沈積修補薄弱點(diǎn)。
三(sān) 、質量驗證與後處理(lǐ)
加工(gōng)完(wán)成後用SEM高倍成像檢查側壁形貌與損(sǔn)傷層厚度。
對TEM樣品可做低(dī)能離子(zǐ)研磨或化學機(jī)械拋光進一(yī)步減薄與去除損(sǔn)傷
。
聚(jù)焦離子(zǐ)束電鏡(jìng)測(cè)試中常(cháng)見(jiàn)的加工(gōng)缺陷包(bāo)括側壁傾斜
、表面損(sǔn)傷
、熱效應、過切欠切與沈積不均。通過優化束流(liú)參數(shù)
、傾角控制(zhì)、低(dī)能清掃、熱管(guǎn)理(lǐ)及精確定(dìng)位，可顯(xiǎn)著提(tí)高加工(gōng)質量，獲得(dé)平整(zhěng)、無損(sǔn)傷的截面或納米結(jié)構
，為材(cái)料顯(xiǎn)微(wēi)結(jié)構分析與器件逆向(xiàng)工(gōng)程提(tí)供可靠樣品
。
更新(xīn)時間
：2025-12-22
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