聚焦离子束显微镜(FIB)机台和测试方法简介
工作原理
聚焦离子束显微镜(FIB)的利用镓(Ga)金属作为离子源，再加上负电场 (Extractor) 牵引尖端细小的镓原子，而导出镓离子束再以电透镜聚焦，经过一连串可变孔径光阑，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，利用物理碰撞来进行特定图案的加工，一般单粒子束的FIB(Single Beam FIB)，可以提供材料切割、沉积金属、蚀刻金属和选择性蚀刻氧化层等功能。若结合场发射式电子显微镜进行实时观测，即所谓的双粒子束FIB(Dual Beam FIB)
技术参数：
加速电压：FIB：1~40kV，SEM：0.5~30kV
分辨率：FIB：5nm，SEM：1nm (at 15kV)
放大倍率：FIB：60～250,000倍，SEM：70～2,000倍（低倍率模式），250～800,000倍（高倍率模式）
基本应用：
精细切割，利用粒子的物理碰撞来达到切割的目的
选择性的材料蒸镀，以离子束的能量分解有机金属蒸汽或气相绝缘材料，在局部区域作导体或非导体的沉积，可供金属和氧化层的沉积
高分辨扫描电镜，SEM的高分辨图像保证高精密的终点探测，利用即时的FIB图像实现Section-View的功能可以显示截面的轮廓图
制备透射电镜（TEM）样品
配备EDX可进行样品元素组分半定量测量
应用案例：
案例一，精细切割及材料蒸镀：
图1为利用聚焦离子束系统在素玻璃上分别进行镓离子精细切割及钨离子镀膜的图形。
案例二，截面分析
用聚焦離子束在特定位置作截面断层，可以直观的进行材料的截面结构形态的定点分析，观察结构是否存在缺陷等异常。
图2为利用聚焦离子束系统对导电粒子进行分析的案例。要分析图中的导电粒子在压合前的情况，利用常用的手工裂片方法无法进行样品制备。通过聚焦离子束系统可以进行精确的定位加工，对导电粒子球心做截面分析。结果清晰的展示了导电粒子的截面组成。
案例三，透射电镜样品制备
透射电镜样品制备时，样品观察区域的厚度需减薄至100納米以下。聚焦离子束技术的特点是从试样中直接切取可供透射电镜或高分辨电镜研究的薄膜。将待观察的区域从样品上挖出，利用聚焦离子束轰击样品特定微区的两侧，直至形成100纳米左右的“薄墙”，该“薄墙”上保留了欲观察的器件结构，如图3所示。利用其微加工和定位功能辅助透射电镜制样，大大缩短了透射电镜样品制备时间，提高了制样精确度和成功率。结合掃描电镜/透射电镜/X射线能谱仪等可在微米、纳米尺度进行微区剖面形貌、结构和组分分析，极大地支持了微纳米器件工艺评价和失效分析工作。
