在这篇文章中,您可以了解到如何通过使用EM TIC 3X离子束研磨抛光仪的离子束蚀刻工艺来优化样品的制备质量。
EM TIC 3X离子束研磨抛光仪
EM TIC 3X是一种非聚焦离子束研磨设备,可用于制备截面和平面样品,用于扫描电子显微镜(SEM)、光学显微镜(LM)、微结构分析(EDS、WDS、Auger、EBSD)和原子力显微镜(AFM)研究中。该仪器配备了三离子束系统,可以在室温或低温下加工绝大多数材料,得到大面积表面。
离子束蚀刻工艺
离子束蚀刻,又称离子束研磨或离子研磨,是一种为扫描电子显微镜(SEM)应用准备固态样本时最常用的蚀刻工艺。在蚀刻过程中,高能氩离子束会在高真空室中轰击样品。材料的顶层被高能离子去除,呈现出无缺陷的样品表面。离子能量和研磨角度根据不同的应用,可以进行相应的调整。EM TIC 3X也可以通过离子抛光工艺改善样品机械抛光表面质量。样本表面可通过离子研磨工艺进行清洁、抛光并提高其对比度。该技术可用于获得高分辨率的SEM图像,满足各种应用需求(如故障分析),进行表面灵敏分析(如EBSD)。
EM TIC 3X独特的三离子束系统工作原理
EM TIC 3X的三离子源由三把独立的可控鞍形场离子枪组成,离子能量在1到10keV之间可调。离子源中需要输入工作气体,最好是氩气。然后,向阳极上施加一个高电压(1到10千伏),阴极和韦氏帽接地。由于阳极和阴极之间存在电场,工作气体将被电离(Ar+),等离子体被点燃。带正电的离子将被加速推向阴极,并产生电子,这种轰击会磨损阴极。带负电的电子将被加速推向阳极,与气体原子碰撞并产生离子。受阳极和韦氏帽之间的电场形状(马鞍场)影响,两组离子束将产生,并加速向两个阴极移动。其中一束被(盲)后侧阴极阻挡,而另一束将通过前侧阴极的出口射出,其离子的能量与加速电压相匹配。
图2:EM TIC 3X的三离子束系统
图3:离子源工作原理
通过离子束刻蚀制备横截面样品
制备扫描电子显微镜(SEM)的样品横截面时,使用一个边缘锋利的挡板遮盖样品,将50–100 µm样品材料暴露在挡板之上。三组离子束在挡板边缘的中心位置相交,轰击露出的部分并将其去除,以此制备一个高质量的样品横截面。该设备离子枪的研磨速度可达每小时300 μm(Si 10 kV, 3.5 mA, 100 μm)。这种独特的技术具备优秀的材料去除率,可制备面积大于4×1 mm的高质量样品横截面。
图4:EM TIC 3X制备横截面样品
离子束蚀刻制备平面样品
平面研磨(或离子束抛光)中使用的是旋转样品台。由于三组离子束聚焦一点,并且样本可进行横向移动,因此能够制备出直径大于25 mm的均匀、高质量的区域。
该制备工艺可用于清洁、抛光或增强机械或化学抛光表面的对比度,去除细小的划痕、研磨材料和涂抹伪影。
图5:EM TIC 3X进行离子束抛光
EM TIC 3X离子束研磨抛光仪的抛光样本实例
钢材表面锌镀层:
与钢材基底相比,锌镀层相对较软,在机械抛光时会嵌入杂质。离子研磨工艺是一种用于分析镀锌钢上锌层的厚度的技术手段。通过使用EM TIC 3X制备样品,可观察到一个干净的蚀刻表面。锌层没有伪影,晶粒结构以及界面层都清晰可见。
图6:EM TIC 3X制备的钢材表面锌镀层样品,蚀刻表面非常干净。
焊接点:
带有焊接点的半导体结构是一种非常柔软的材料,较难通过传统的机械抛光工艺制备样品。离子束研磨是制备这种样品的首选方法。为了避免焊接点中的各个部件收缩,在离子研磨过程中,样品会受液氮保护保持低温。结果显示:样品表面光滑干净,焊接点中的结构细节易于识别。
图7:EM TIC 3X对焊接点进行离子束抛光。结果显示:表面光滑,结构细节易于识别。
相关产品
EM TIC 3X三离子束切割仪
关于徕卡显微系统
更多
显微课堂 | 深度解析:K-means VS. PhenoGraph-Leiden 聚类算法
厂商
2024.09.03
邀请函 | 徕卡邀您相约中华医学会第二十八次全国眼科学术大会
厂商
2024.09.02
徕卡175周年:膜片钳技术简介
厂商
2024.09.02
显微课堂 | 使用安装框架进行光片样品准备
厂商
2024.09.02