| Focused Ion Beam mit hochgeladenen Ionen und Edelgasen
Focused Ion Beam mit hochgeladenen Ionen und Edelgasen
Allgemeine Informationen
Ein Focused Ion Beam (Abk.: FIB; englisch für „fokussierter Ionenstrahl“) ist ein Gerät zur Oberflächenanalyse und – bearbeitung.
Allgemein versteht man unter einem Hochleistungs- FIB – System einen Ionenstrahl mit einem Durchmesser unter einem Mikrometer bei Stromdichten in der Größenordnung von 1 A cm-2 und entsprechenden Strömen von 10 pA bis 5 nA. Durch diese Werte konnte der Nutzen der FIB in vielen Bereichen der Grundlagenforschung, aber auch in industriellen Anwendungen erweitert werden. Eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten für FIB – Systeme sind bereits aus der Prozesstechnik von integrierten Schaltkreisen bekannt.
Prinzip
Der Ionenstrahl wird mit Hilfe elektrostatischer Linsen auf eine Fläche mit einem Durchmesser von einigen Nanometer fokussiert, dieser "Punkt" wird zeilenweise über die Oberflächen geführt. Dabei treten Sekundär-Elektronen aus der Oberfläche aus, die detektiert werden und eine Abbildung der Oberfläche ermöglichen. Daneben kann auch die Intensität des durch die Probe durchgehenden Strahles und des von der Probe reflektierten Strahles gemessen werden.
Im Gegensatz zum Elektronenstrahl ist die Wechselwirkung des Ionenstrahls mit der Oberfläche deutlich stärker und es kommt bei dem Abtasten zu Schäden an der Oberfläche durch einen Sputterprozess. Dies wird durch die Verwendung leichter Ionen wie Helium minimiert oder (bei Gallium beispielsweise) gezielt eingesetzt, um Materialien im Nanometermaßstab zu bearbeiten.
Das Verwenden eines FIB mit hochgeladenen Ionen und Edelgasen bringt entscheidende Vorteile mit sich. Dazu stellen die DREEBIT Ionenquellen eine geeignete Grundlage dar, um hochgeladene Ionen und Edelgasionen für einen HCI – FIB zu verwenden.
Vorteile von DREEBIT Ionenquellen in einem Focused Ion Beam System
- Arbeit mit geringen Teilchenströmen
- Verwendung verschiedener Ladungzuständen
- freie Wahl der kinetischen bzw. potenziellen Energie
- Individuelle Sensitivitäten gegenüber der Wechselwirkung
- Verwendung verschiedener Projektilen
- Protonen
- Edelgase (hoch und niedrig geladen)
- Hochgeladene Ionen praktisch aller Elemente
- Molekülfragmente
- Dotierung
- kurze Umrüstzeiten beim Übergang von einer Primärionensorte zu einer anderen
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SEM-Abbildung einer Silizionprobe die mit dem fokussierten Heliumstrahl aufgenommen wurde. Der erzielte Ionenstrahldurchmesser lag dabei im Submikrometerbereich.
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Anwendungen
- Designmodifikation
- Materialanalyse
- Defektcharakterisierung
- Maskensysthese und – reparatur
- Prozesskontrollfunktionen
- Systeme für hochauflösende Ionenmikroskope
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