等离子体聚焦离子束显微镜（PFIB）测试

等离子体聚焦离子束（PFIB）采用Xe（氙）作为离子源，其Xe源电流可达2500nA，在材料去除速率上显著高于传统的Ga-FIB。该设备采用双束配置并配备SEM实时成像系统，支持1000微米以内的大尺寸切片加工。

由于其离子电流比Ga源高出约38倍，PFIB适用于在SEM定位下进行大尺寸切割，并可在芯片热点位置实现精准的定点去层。在加工过程中，大尺寸样品可实现边切割边观察，极大地便利了分析测试工作。通过与Nano Probe、CAFM及EBSD等制备流程配合，该技术能够有效解决3D防撞TSV定点截面分析、MEMS结构无形截面分析、光芯片光路截面分析以及失效孤品去层分析等复杂应用需求。

**1. FIB的主要应用场景**

（1）FIB-SEM：利用FIB制备微纳米级样品截面，随后进行扫描电子显微镜（SEM）成像及能谱分析（EDS）。目标区域（ROI）的尺度要求在200nm至30μm之间，切样面的宽度通常控制在10μm以内。

（2）FIB-TEM：制备符合透射电子显微镜（TEM）观察要求的截面样品。适用样品包括薄膜、块体材料及微米级颗粒，涵盖陶瓷、金属等多种材质。

**2. FIB制样过程中可能引入的杂质元素**

制样过程中可能会引入W（钨）、C（碳）、Pt（铂）和Ga（镓）。其中，W、C和Pt主要用于保护待减薄区域，Ga则来源于离子源。对于不导电的样品，通常需要喷镀Au（金）或Pt（铂）以增强导电性，从而可能引入这两种元素。

**3. FIB制样对样品导电性的要求**

由于FIB制样是在SEM电子显微镜环境下进行的操作，样品必须具备良好的导电性，以确保能够清晰地观察到样品形貌，从而实现精准的定位与制样。

**4. FIB-TEM样品的制备流程**

（1）定位与保护：精准寻找目标位置（定位是关键步骤），并在表面喷镀Pt、W或C以保护目标区域。

（2）粗铣与U-cut：将目标位置前后的样品区域挖空，在保留目标区域后进行U-cut切割。

（3）转移与焊接：利用纳米机械手将薄片取出，并将其焊接至铜网上的样品柱上。

（4）精细减薄：对样品进行减薄处理，直至达到理想厚度后停止。