在半導體技術(shù)步入納米時(shí)代之后，納米尺度制造業(yè)得到了飛速發(fā)展，其中納米加工是納米制造業(yè)中最核心的組成部分，納米加工中最有代表性的手段是聚焦離子束。近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的聚焦離子束技術(shù)（FIB）采用高強度聚焦離子束納米加工材料，并結合掃描電鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）三維原子探針（APT）分析電鏡技術(shù)已成為納米級分析，制造的主要手段。現已在新材料和半導體集成電路等領(lǐng)域得到廣泛的應用。

電子顯微鏡

我們先來(lái)了解一下什么是電子顯微鏡？

電子顯微鏡根據其構造及使用方式的不同，可以分為透射式，掃描式，反射式，發(fā)射式電子顯微鏡，根據它們的工作原理及應用領(lǐng)域和它們所要求的差異來(lái)進(jìn)行選擇。電子顯微鏡是根據電子光學(xué)原理，用電子束和電子透鏡代替光束和光學(xué)透鏡，使物質(zhì)的細微結構在級高的放大倍數下成像的儀器。

近年來(lái)電鏡的研究與制造取得了長(cháng)足的進(jìn)步：電鏡分辨率越來(lái)越高，透射電鏡點(diǎn)分辨率高達0.1-0.2nm，晶格分辨率已達約0.1nm。利用電鏡已可直接觀(guān)測原子像。

掃描電子顯微鏡（SEM）

掃描電子顯微鏡是介于透射電子顯微鏡和光學(xué)顯微鏡（OM）之間的一種觀(guān)察方法。用聚焦后的極窄高能電子束掃描試樣，利用電子束和物質(zhì)之間的作用激發(fā)出多種物理信息并進(jìn)行采集，放大和重新成像，從而實(shí)現物質(zhì)微觀(guān)形貌表征。新式掃描電子顯微鏡分辨率高達0.05nm；放大倍數可達百萬(wàn)倍或更高的連續可調；且景深較大、視野開(kāi)闊、成像立體效果良好。另外結合掃描電子顯微鏡等分析儀器可實(shí)現在觀(guān)測微觀(guān)形貌時(shí)對物質(zhì)微區成分的分析。掃描電子顯微鏡廣泛地應用于巖土，石墨，陶瓷和納米材料的研究中。

雙束聚焦離子束-掃描電子顯微鏡（FIB-SEM）

而今天所介紹的；“雙束電鏡" Dual Beam Focused Ion Beam（FIB）是雙束聚焦離子束掃描電子顯微鏡的簡(jiǎn)稱(chēng)，是在掃描電鏡的基礎上加裝了離子束系統，機械臂（Easy lift）和氣體注入系統（GIS）等配件。

雙束的主要作用有兩個(gè)：

1）成像：

把液態(tài)金屬離子源輸出的離子束加速，聚焦之后用來(lái)轟擊試樣表面使其產(chǎn)生二次電子信號，從而得到試樣表面電子像（與SEM相似）；

2）加工：

聚焦離子束系統中的離子束是由液態(tài)離子源在強電場(chǎng)的作用下拉出帶正電荷的離子，再經(jīng)靜電透鏡、多級偏轉裝置最終聚焦而成，從而完成微納級別的表面形貌處理。如果將化學(xué)氣體反應系統與物理濺射方式配合使用，就可以達到選擇性地剝離金屬、氧化硅層或者沉積金屬層。