Fókuszált ionsugaras megmunkálás

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Fókuszált ionsugaras megmunkálás"

Boglárka Székely
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 FEI Quanta 3D SEM/FIB Fókuszált ionsugaras megmunkálás Dankházi Zoltán március 1

2 FIB = Focused Ion Beam (Fókuszált ionnyaláb) Miből áll egy SEM/FIB berendezés? elektron oszlop ion oszlop gáz injektorok detektor CDEM (SE, SI) 2

3 Dual-Beam System Kétsugaras mikroszkóp 19 mm 10 mm Elektron nyaláb függőlegesen ionnyaláb 52 o -ot zár be a függőlegessel Hogy a FIB merőlegesen lássa a mintát, dönteni kell azt 52 o -kal Két nyaláb koincidenciája 3

be a függőlegessel Hogy a FIB merőlegesen lássa a

4 LMIS = Liquid Metal Ion Source (Folyékony fémion forrás) Leggyakrabban használt fém ion FIB készülékekben: Ga + Miért Ga +? Alacsony olvadáspont (T olv = 29,8 o C) Minimális kölcsönhatás a volfrám tűvel Nem illékony, alacsony gőznyomás Kicsi felületi feszültség Kellően viszkózus Könnyen túlhűthető (a Ga hetekig folyékony marad) 4

Alacsony olvadáspont (T olv = 29,8 o C) Minimális kölcsönhatás a volfrám tűvel Nem

5 LMIS = Liquid Metal Ion Source (Folyékony fémion forrás) Hogyan működik? Ga folyadék megnedvesíti a W tűt tű átmérője: 2-5 μm 10 8 V/cm mező pontforrássá formázza a Ga-ot 2-5 nm átmérővel Kihúzófeszültség ionizálja az atomokat és elindítja a Ga áramot (10 8 A/cm 2 ) Alacsony emisszió: 1-3 μa kisebb energia-szórás, stabilabb nyaláb Fűtő tekercsek W tű Ga tartály Kihúzó feszültség elektródái A nyalábban: ionok, semleges atomok, töltött fürtök (minél nagyobb áram, annál több) A Ga fogy! Ha már nem tartható fenn a nyaláb újra kell melegíteni, növelni a kihúzó- feszültséget vagy cserélni a Ga tartályt; átlagos élettartam: 400 óra 5

elindítja a Ga áramot (10 8 A/cm 2 ) Alacsony emisszió: 1-3 μa kisebb energia-szórás, stabilabb nyaláb Fűtő tekercsek W tű Ga tartály Kihúzó feszültség

6 Ion oszop LIMS Kondenzor lencse Toronyban a gyorsító feszültség: 2-30 kv Két lencse általában: kondenzor és objektív Kondenzor lencse formázza a nyalábot Objektív lencse fókuszálja a nyalábot a mintára Az ionáram apertúrákkal állítható 1.5 pa-től 65 na-ig Objektív lencse Munkatávolság nagy: 19 mm (elektron nyaláb esetében 10 mm) Ion oszlop 6

fókuszálja a nyalábot a mintára Az ionáram apertúrákkal állítható 1.

Ion nyaláb anyag kölcsönhatása (ion-atom ütközés) vákuum minta primer ion szekunder elektronok szekunder ion továbbá töltött vagy semleges porlasztott részecskék,

7 Ion nyaláb anyag kölcsönhatása (ion-atom ütközés) vákuum minta primer ion szekunder elektronok szekunder ion továbbá töltött vagy semleges porlasztott részecskék, fürtök, röntgen fotonok. Mélység: nm (30 kev) Porlasztás ionnyalábbal implantált ion Kellően nagy áramú ion nyalábbal a minta anyaga hatékonyan eltávolítható. 7

8 Mit lehet az ionnyalábbal tenni? Képalkotás - CDEM - Continuous Dynode Electron Multiplier (Folytonos dinódájú elektron sokszorozó) SE, SI (secondary electron, ion) - ETD (Everhart-Thornley Detector ) Gázkémia Keresztmetszeti minták készítése TEM minta készítés Tomográfia (3D megjelenítés) Maratás bitmap maszkkal 8

elektron sokszorozó) SE, SI (secondary electron, ion) - ETD (Everhart-Thornley

CVD Chemical Vapour Deposition (Gázkémia) Különböző anyagokat (szén, szigetelő vegyület, platina) választhatunk le a minta felületére nanométeres

Nanolitográfia Védi a mintát az ionnyalábbal történő megmunkálás során (pontosabb vonalak) Hogy működik?

9 CVD Chemical Vapour Deposition (Gázkémia) Különböző anyagokat (szén, szigetelő vegyület, platina) választhatunk le a minta felületére nanométeres mérettartományban. Prekurzor molekulák Ion nyaláb Illékony termékek Miért jó? Nanolitográfia Védi a mintát az ionnyalábbal történő megmunkálás során (pontosabb vonalak) Hogy működik? A tű megközelíti a mintát ( μm) Prekurzor gázt juttat a felületre Az ion nyaláb pásztázza a felületet, hatására a prekurzor elbomlik illékony molekulákra és a felületére szánt anyagra A leválasztott anyag a felületen marad Minta Párologtatott réteg 9

10 Keresztmetszet készítése Ion oszop Elektron oszop Asztal 52 -kal döntve Keresztmetszet 10

11 Felületre párologtatott platina réteg 11

12 Keresztmetszet készítése 12

13 Keresztmetszet készítése 13

14 Keresztmetszet készítése 14

15 Keresztmetszet készítése 15

16 Keresztmetszet készítése 16

17 Érintő bemetszés EBSD vizsgálathoz 17

18 Mikropillar (Cu) készítés 18

19 Mikropillar (Cu) készítés 19

20 Mikropillar (Cu) készítés 20

21 Mikropillar (Cu) készítés 21

22 Mikropillar (Cu) készítés 22

23 Mikropillar (Cu) készítés 23

24 Mikropillar (Cu) készítés 24

25 Minta készítése TEM vizsgálathoz 25

26 Minta készítése TEM vizsgálathoz 26

27 Minta készítése TEM vizsgálathoz 27

28 Minta készítése TEM vizsgálathoz 28

29 Minta készítése TEM vizsgálathoz 29

30 Minta készítése TEM vizsgálathoz 30

31 Minta készítése TEM vizsgálathoz 31

32 Minta készítése TEM vizsgálathoz 32

33 Minta készítése TEM vizsgálathoz 33

34 Tomográfia (Slice And View) 34

35 Tomográfia (Slice And View) 35

36 Maratás szürkeárnyalatos bitmap maszkkal (Si) 36

37 37

38 38

39 39

40 40

41 41

42 42

43 Köszönöm a figyelmet!

Hasonló dokumentumok

Fókuszált ionsugaras megmunkálás

1 FEI Quanta 3D SEM/FIB Fókuszált ionsugaras megmunkálás Ratter Kitti 2011. január 19-21. 2 FIB = Focused Ion Beam (Fókuszált ionnyaláb) Miből áll egy SEM/FIB berendezés? elektron oszlop ion oszlop gáz