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NanoAnalysis |博客
OmniProbe技术提示:3步优化FIB片层质量

26th2019年3月|作者:约翰·林赛博士

聚焦离子束(FIB)制备位点特异性透射电子显微镜(TEM)样品是一种成熟的方法。然而,制作好的透射电镜薄片的障碍仍然存在,在试图制备高质量的FIB样品时,常见的挑战(以及解决方案,如果你赶时间的话)是:

只需稍微调整一下工作流程,这些问题就可以得到缓解,从而大幅提高样品质量,并简化作业者的生命周期。

问我一个问题

约翰博士林赛
FIB产品经理

最小化垂落

当不同的材料以不同的速度研磨时,切割是一种人工制品。当硬结构材料(铣削速度较慢)高于或位于软材料(铣削速度较快)内部时,这种情况最为普遍,但当存在表面形貌或空隙(如裂纹)时也会发生。在横截面上,限制会妨碍良好的分析,在TEM薄片制备中,厚度变化是灾难性的。

左:图中显示了铣削一个典型的半导体器件(由硅基体上方的金属(钨)组成)时,抑制的有害影响。在横截面上,限制会在硅中产生伪影,当试图将样品稀释为电子透明度时,这些伪影的存在将导致样品解体。
正确的:如何设备应该看起来,铣削文物是存在的,但只在Pt层,而不是设备。

通过优化铣削方向,可以最大限度地减少切削。这通常意味着改变样品的方向,使均匀层首先被磨掉,这将产生较少的限制。在这个例子中,它需要反转样品,使硅层在钨之前研磨。在薄板提升过程中,可以使用OmniProbe具有在腔内旋转样品的能力。然而,在OmniProbe尖端上旋转180°将不会使样品倒转,因为所有的操作器都以相对于样品的角度安装。这个挑战可以通过旋转附在铅笔(探针)上的便利贴(薄片)来可视化(不需要FIB)。

用OmniProbe显示样品旋转180°的离子束图像序列

为实现样品倒置,可计算角度组合(探头和台),以创建无通风创建平面图样品(旋转90°的样品)的显微镜特定配方,将该配方与OmniPivot(TEM网格支架,可旋转网格而无需直接处理网格)相结合,产生样品倒置。结果是一个高质量的样品与最小的铣削人工制品。OmniProbe和OmniPivot的组合意味着几乎可以创建任何方向样本。

与上述相同的半导体器件,但在铣削前倒置。硅是不含人工制品的,通过极端X射线探测器获得的高分辨率EDS图可以识别钨通孔底部的氮。

减少离子束照射

由镓离子束和样品之间的相互作用造成的损伤是有很好的文献记载的。这种损伤包括不锈钢中的相变和薄膜中的晶粒长大。记录了优化的铣削参数以将这些影响最小化,但样品制备过程中离子束成像的影响常常被忽略。

为了尽量减少样品暴露在离子束下,抬升可以垂直于离子束完成(相对于电子束倾斜)。这对光束敏感的样品是有益的,因为:

  • 防止用离子束直接成像横截面
  • 该电子图像用于接触探头到片层,以提出
  • 电子束沉积可用于将薄片连接到探针和全栅

这种举升方法的挑战是将机械手的运动与倾斜样本X、Y、Z坐标相匹配,这是所有OmniProbes的标准特性。

优化样品厚度

在制备高质量TEM样品时面临的最后一个挑战是优化片层厚度。细化不足会浪费TEM和FIB时间,细化过度会破坏样品的浪费FIB和先前的样品分析。当薄层变薄时,有一系列的成像方法可用,但它们需要对样品和有经验的操作者的知识。

AZtec LayerProbe已被证明能够准确测量薄片厚度,包括离子束损伤和再沉积污染的细节,因此可以消除薄片变薄的“猜测”,并在昂贵的TEM分析之前保证样品质量。

用AZtec LayerProbe显示的TEM样品来自样品的不同部分,表明样品厚度、镓注入和铜再沉积。

有关如何用LayerProbe测量薄片厚度的详细信息,或了解更多有关这些应用的信息,请访问我们的bob综合app官网登录应用注释库.

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