操作
离子源
与扫描和透射电子显微镜(SEM、 TEM),聚焦离子束系统 (FIB) 中的束由镓 (Ga) 离子组成。 形成束流结构的离子源自液态金属离子源 (LMIS)。在 Hitachi FB-2000A FIB 中,离子源是连接到 到镓储层。日立FB-2000A FIB中的加速电压可调; 然而,它始终在 30 kV 下运行。镓被证明是一种特殊的离子源 因为它不仅避免了与钨的相互作用,而且还提供了稳定的 室温下的离子流。
溅射
在离子束的影响下,样品表面内的原子被喷射 由于目标中的碰撞级联,从外层逃逸并进入 真空。这个过程称为溅射,以精确的方式进行 在国际情报局中。在实践中,图案是通过特殊的计算机辅助设计构建的 (CAD)程序。一旦选择了样本的区域,离子束就会被定位 基于 CAD 图的样品。
成像
从离子束-样品相互作用体积中发射的二次电子 (SE) 用于成像。当离子束扫描样品时,检测器同时 收集 SE。成像电子设备识别二次电子并同步 该信号与光束位置。显示样本形貌的差异 随着图像中不同对比度级别的变化。
标准5毫米工作距离下的图像分辨率可达5纳米。不导电 样本有时会出现问题并产生充电效应。标本充电 当样本材料无法消散光束粒子时就会发生这种情况,并且由此产生的 图像可能包含异常和/或高对比度区域。一般情况下,绝缘 区域显得暗淡,导电区域显得明亮。
需要注意的是,Hitachi FB-2000A FIB 是单光束 FIB;因此, 离子束是用于成像的溅射和二次电子的来源。 这是单束 FIB 的一个缺点,因为即使在非常低的束电流下,一些 铣削发生在成像过程中。
真空
与电子显微镜一样,FIB 在除去空气的真空下发挥作用 以及来自离子柱的污染物。高真空仪器内的真空环境 排除了对生物、油或任何含有的物质的直接检查 液体。样品在系统中使用前必须干燥。高能束相互作用 柱和样品室的表面上有空气和碳氢化合物,“粘贴” 色谱柱中部件的污染。这个过程最终会降低光学性能 显微镜和图像的质量。为此,所有标本和标本 支架必须保持清洁并应戴手套处理。
常用的真空系统由充油低真空泵组成,用于产生真空 液位足以运行油扩散泵 (DP) 以获得高真空。粗加工 泵将显微镜柱从大气抽至低真空。然后 DP 创建 FIB 在标准条件下运行所需的真空度越高。离子(或 ion-getter)泵用于色谱柱的喷枪区域。 DP并没有删除所有 喷枪/色谱柱区域中的气体。这些分子在离子泵中被电离并被捕获 在金属表面上,产生泵送作用。必须有足够的真空度 在激活离子泵之前。 Hitachi FB-2000A FIB 包含三个泵 地区。一个区域用于离子源和离子柱,另一个区域用于检测器 和标本,还有一个用于标本交换室。典型的真空吸尘器 是 1x10-8,1x10-6,和 1x10-4托,分别。
镜头和探测器
用于在 FIB 中研磨样品的镓离子的半径大 1000 倍 比电子的。为此,电子领域使用的电磁透镜 显微镜对离子束的影响很小。日立 FB-2000A FIB 使用 聚焦重 Ga 离子束的静电透镜。聚光透镜, 靠近枪,调节光束直径和电流。较低的或客观的 透镜,将光束定位并聚焦到样品上。
如前所述,二次电子是成像中使用的唯一成像信号 日立 FB-2000A FIB。 FIB 使用 Everhart-Thornley (ET) 次级的变体 电子探测器。束样本体积中也会产生二次离子 可用于成像;然而,密歇根理工学院的 Hitachi FB-2000A FIB 并不 有能力感知它们。
