EM TIC 3X离子束铣床
的新兴市场TIC 3X是一种宽离子束铣削单元，用于制备样品横截面以及用于扫描电子显微镜的平面样品(扫描电镜)、光学显微镜(LM)、微观结构分析(EDS、WDS、Auger、EBSD)和原子力显微镜(AFM)调查。该仪器配备了三重离子束系统，可以在室温或低温下处理几乎任何材料的大表面积。
的新兴市场TIC 3X是一个模块化系统，可以灵活地配置不同的阶段，以适应不同的应用:
- 标准阶段:准备各种不同尺寸、形状和材料的样品
- 冷却阶段:防止热冷却敏感样品被过热破坏
- 多个样本阶段:连续准备至少三个样本，无需用户交互，保证高水平的样本吞吐量。
- 旋转台:用于平面研磨或离子束抛光
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离子束刻蚀法
离子束刻蚀，也称为离子束铣削或离子铣削，是最广泛使用的刻蚀方法，制备固体样品用于扫描电子显微镜(扫描电镜)应用程序。在此过程中，样品材料在高真空室中被高能氩离子束轰击。材料的顶层被高能离子去除，以获得无缺陷的样品表面。离子能量和铣削角度取决于相应的应用，并可相应调整。也可以通过最后的离子抛光工艺来提高机械抛光表面的质量。样品的表面可以用离子研磨技术进行清洁、抛光和增强对比度。这些技术用于获得高分辨率扫描电镜用于各种应用的图像，如失效分析和执行表面敏感分析，如EBSD材料表征。
介绍了EM TIC 3X独特的三离子束系统的工作原理
三重离子源新兴市场TIC 3X由三个独立的可控鞍场离子枪组成。离子能量可在1至10kev之间调节。离子源将被注入工艺气体，最好是氩气。在阳极上施加高电压(1至10kv)。阴极和温内尔特柱均为地电势。由于阳极和阴极之间的电场，工艺气体将被电离(Ar+)和等离子体点燃。带正电荷的离子将加速向阴极移动并产生电子。这种轰击导致阴极的磨损。带负电荷的电子将加速向阳极，与气体原子碰撞并产生离子。由于阳极和温内尔特圆柱(鞍场)之间的电场形状，两束离子束产生并向两个阴极加速。 One beam is blocked by the (blind) rear side cathode. The other beam will be led through the beam exit at the front side cathode. The energy of the ions coming out matches the acceleration voltage.
离子束刻蚀制备横截面样品
制作扫描电子显微镜的截面(扫描电镜)，用边缘锐利的掩模覆盖样品，在掩模上方只露出50-100µm的样品材料。三束离子束在掩模边缘的中心相交，撞击裸露的材料并将其去除，以产生表面质量高的样品截面。离子枪的设计开发了300 μm/小时的铣削速率(Si 10 kV, 3.5 mA, 100 μm)。这种独特的技术以高材料去除率产生大于4 × 1毫米的巨大横截面积，以实现高质量的表面光洁度。
离子束刻蚀制备平面样品
对于平面铣削(或离子束抛光)，使用旋转工作台。由于炮组件和额外的横向移动的样品，一个均匀的，高质量的区域直径大于25毫米可以制备。
这种制备过程用于清洁、抛光或增强机械或化学抛光表面的对比度，目的是去除细划痕、研磨材料和涂抹工件。
用EM TIC 3X离子束铣床抛光的样品示例
锌钢:与钢相比，锌非常柔软，在机械抛光过程中会被涂抹。离子铣削是分析镀锌钢板锌层厚度的一种常用技术。在使用了新兴市场TIC 3X，可以观察到一个干净的蚀刻表面。锌层无伪影，晶粒结构和界面层清晰可见。
撞击焊:带有焊锡凸点的半导体结构是一种非常柔软的材料，很少使用传统的机械抛光成功制备。离子束铣削是制备此类样品的首选方法。为了避免焊料凸点中单个组件的收缩，样品采用液氮保护，并在离子铣削过程中保持冷却。结果表明，焊点表面光滑、干净，且结构细节易于识别。
