聚焦离子束（聚焦离子束实验原理）

聚焦离子束

FIB是聚焦离子束的简称，聚焦离子束，它有两个主要作用，一是把液态金属离子源输出的离子束加速，聚焦之后用来轰击试样表面使其产生二次电子信号，从而得到试样表面电子像（与SEM相似）；二是通过强电流离子束剥离表面原子，从而完成微，纳级别的表面形貌处理。如果将化学气体反应系统与物理溅射方式配合使用，就可以达到选择性地剥离金属、氧化硅层或者沉积金属层。

聚焦离子束（聚焦离子束实验原理）

FIB的原理示意图及双束系统FIB的工作示意图

样品和电子束、离子束的几何学关系示意图

FIB的三大工作模式分别为：a成像、b切割、c沉积/增强刻蚀,见下图。

FIB的应用：该双束系统可实现离子束处理时电子束对整个处理过程进行实时监测。通过电子束成像分辨率较高（可达到0.7nm）原位观测试样截面及表面信息；通过电子束激发特征X射线分析试样截面及表面化学成分。用电子束引起的背散射电子，直接分析晶体取向。

聚焦离子束实验原理

由于层间介质的材料与钝化层材料种类基本相同，因此层间介质的去除也是类似的，也是主要分为干法腐蚀和湿法腐蚀两种。这里值得注意的是，聚焦离子束，FIB同样可以运用到失效分析的局部去层处理中。聚焦离子束系统是利用电子透镜将离子束聚焦成很小尺寸的纤维精细切割仪器，它由聚焦状态的离子探针对物体表面进行点状轰击。由于FIB也具有成像功能，所以在进行局部剥层之后也便于对失效点进行观察。

FIB技术的运用

FIB技术如今十分活跃在半导体集成电路领域。因为它在材料的刻蚀、沉积、注入、改变物化性能等方面具有显著优势，所以被很多内行人期待成为半导体集成电路领域最主要的加工手段。

FIB技术

现阶段FIB技术主要应用在以下方面：

1.光掩模的修补；

聚焦离子束FIBSEM扫描电镜

聚焦离子束（FIB）系统已经商业化生产了超过二十年时间，聚焦离子束，主要是为大型半导体制造商生产，也越来越多的为材料科学以及生物领域提供刻蚀方案，也用于特定位置的材料分析（site-specificanalysis）、沉积（deposition）和烧蚀（ablationofmaterials）。

FIB的装置类似于扫描电子显微镜（SEM）（之前分享过相关的视频，链接：sem）。SEM使用聚焦的电子束在腔室内对样品进行成像；与之不同，FIB系统使用可以在低电子束电流下运行的离子（通常为镓）的聚焦良好的离子束。用于成像或在高束流下进行特定位置的溅射。FIB也可以实现电子和离子束结合的系统，聚焦离子束，使用其中一束来研究特征。