聚焦离子束系统操作要点及常见问题

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1、聚焦离子束系统操作要点及常见问题聚焦离子束系统操作介绍本章以FEIHelios600为例介绍聚焦离子束系统的操作要点，Helios600为扫描电镜和聚焦离子束结合的“双束系统”，在实际使用中，在装入样品后首先利用电子束观察，并在样品上寻找到感兴趣的区域，然后通过聚焦离子束对该区域进行精确加工，或配合特定的气体注入系统进行精确沉积或刻蚀，另外结合能谱可以获得样品成分方面的信息，结合EBSD可以得到样品晶体结构方面的信息，结合纳米操纵仪可以对样品进行微纳尺度的操纵等。本章首先给出Helios600双束系统

2、的操作流程，接下来按照操作顺序分节对每一个操作环节中常见的问题进行具体介绍，首先介绍各种不同类型的样品准备的方法和应该注意的问题，接着介绍用电子束成像的过程和技巧，包括样品的寻找，特征点的选择和图像质量的调整等，然后介绍离子束加工和气体沉积的方法和策略，最后介绍各种附件的功能原理和使用方法等。FIB操作流程装样1.准备好样品后，按照桌上实验记录表上要求，认真检查实验前检查项目和打开腔门前检查项目后点击vent，真空腔充氮气2.待真空腔图标变为灰色时，缓缓拉开腔门放置样品，并检查记录表上放置样品检查项

3、目；-63.等待样品腔真空度＜9×10mbar方可开始实验;实验1.SEM成像a)激活电子束窗口，点击beamon按钮，待beamon按钮变成黄色后，根据材料选择合适的加速电压和束流值，点击暂停按钮，即可得到SEM图像；b)低倍下按住鼠标中键拖动，改变X、Y坐标找到样品；c)调整焦距，象散，明暗度，对比度等得到较好的图像；d)在较高倍数下（2-3K），在样品不同位置调整焦距，根据WD确定样品最高点，在样品最高点调焦清晰后点击linkZtoFWD按钮；（注：此时Z值与WD值统一）2.调整Eucentr

4、icHight位置a)电子束beamshift清零，电子束图像打开状态，在2-3K放大倍数下，在样品上找到一个特征点将其移至屏幕中央；（若屏幕中心的十字没有显示，shift+F5使其显示）b)在样品台工具栏将Z设为4.16mm，点击goto，升高样品台，在样品台上升的过程中，如果系统提醒relink，则需要重新调整焦距后，再点击relink，继续升高样品台至4.16；c)倾转样品台至7°，激活CCD窗口用鼠标中键拖动使特征点回到屏幕中央；d)样品台回到0°，检查特征点是否回到屏幕中央，如果偏离>5-1

5、0μm，则双击特征点回到屏幕中央，重复步骤c)；（重复时可选择更大的倾转角度）e)倾转样品台至52°确认特征点在屏幕中间；3.FIB加工a)激活离子束窗口，将离子束beamshift清零，点击beamon按钮，如果离子束处于sleep状态，则点击weakup（需要等beamon旁边的进度条完全变绿，也可以在调整EucentricHight位置前点击），根据需要选择合适的加速电压和束流后点击暂停按钮，得到离子束图像；b)在离子束窗口，按住shift+左键将2.a）中特征点拖动至屏幕中央；（如果两个窗口的

6、图像不能对中，则需要重新检查共心高度）c)选择合适加工的样品位置，打开pattern栏，根据加工需要选择合适的pattern类型，编辑pattern尺寸等参数，并在application-value中选择Si；d)根据加工尺寸和精度要求选择束流，在加工位置附近调焦，调象散；快扫一帧图像，确认pattern的位置后，点击开始加工；*4.GISa)调整好EucentricHight位置后，在Gasinjection栏，右键加热相应的气体；b)在需要沉积的样品部分画上pattern，并在applicatio

7、n-value中选择pt-dep，；c)根据沉积尺寸选择束流，在沉积位置附近调焦，调象散；快扫一帧图像，确认pattern的位置后；d)锁定样品台，进针，点击开始沉积；e)沉积结束后，在电子束窗口快扫一帧，如果满足要求则退针，关闭气体加热，解锁样品台；取样1.样品台倾转角度回到0°，双束beamshift归零，关闭离子束，电子束，此时link解除，将样品台高度降至0；2.按照实验记录表检查实验完成栏的检查项目，确认后，点击vent，待真空腔图标变成灰色时，看着CCD，缓慢拉开真空腔门，取出样品后关上

8、腔门，点击pump，待真空腔图标变为绿色后方可离开实验室；4.1样品准备聚焦离子束加工的样品要求类似扫描电镜样品，基本原则为干净、干燥、无磁性、无毒。首先因为电镜需要在真空条件下才能正常工作，而如果样品表面有油污或者样品含有水分会对电镜的真空系统造成影响，另一方面电镜观察的是样品的表面相貌，如果样品表面没有处理干净，附着物会掩盖表面细微的形貌从而影响图像的质量；其次由于扫描电镜的镜筒为电磁透镜因此如果样品具有磁性的会对电镜的磁场产生影响；最后由于使用电镜