JIB-4000は高性能イオンカラムを搭載した集束イオンビーム加工観察装置(シングルビームFIB装置)です。加速したGaイオンビームを集束し試料に照射する事で、試料表面のSIM像観察、ミリング加工、カーボンやタングステンなどのデポジションが行えます。TEM観察のための薄膜試料や試料内部を観察するための断面試料の試料作製が可能です。SIM像はSEM像と比較して結晶方位の違いによるチャンネリングコントラストを顕著に観ることができます。多層メッキの断面や金属組織の評価に最適です。
特長
High Power FIBカラム
JIB-4000は、イオンビームの最大電流値が 60 nAのHigh Power FIBカラムを採用していますので、高速な加工が可能になりました。大電流での高速加工は、特に、大領域の加工に有効で、100 μｍ以上の観察用断面の作製を容易にします。
図1 100μm径のハンダバンプの断面試料作製と断面観察
親しみ易いFIB装置
JIB-4000は、High Power FIBカラムを使い易い操作性でまとめました。親しみ易いFIB装置をコンセプトに装置外観デザインとGUIデザインを設計していますので、FIB装置を使われた事のない方でも簡単に扱えるオープン化指向の装置です。また、装置サイズも業界最小クラスのコンパクトサイズですので、設置場所の選択範囲が広がります。
ツインステージ
JIB-4000は、バルク試料を扱うバルク試料モーターステージが標準装備されています。さらに、TEM用のチップオンホルダを直接挿入可能なサイドエントリーゴニオメータステージが追加可能です。バルク試料モーターステージは20 mm x 20 mmのバルク試料が全面観察でき、試料交換もエアロックチャンバを通して短時間に行えます。サイドエントリーゴニオメータステージはJEOL製TEMと共通ですので、チップオンホルダはJEOL製TEMと共用でき、FIB加工とTEM観察の繰り返しが容易に行えます。
左：バルク試料モーターステージ 右：エアロックシステム
図2 バルク試料モーターステージとエアロックチャンバ
図3 サイドエントリーゴニオメータステージとチップオンホルダ
豊富なアタッチメント
JIB-4000では、操作をサポートする様々なアタッチメントを揃えています。回路修正のアプリケーションに有効なCADナビゲーションシステムや特殊形状の加工に有効なベクタースキャンシステムなどがあります。JIB-4000は、適切なアタッチメントを追加して頂く事で、試料作製用途以外のアプリケーションにも対応可能です。
図4 ベクタースキャンシステムのGUI（左）、ベクタースキャンによる加工例 (右)
大気非曝露試料交換室
大気非曝露試料交換室によりグローブボックスのような装置を使って不活性ガス中で試料を作成した後、大気にさらすことなく試料交換室に移動し、FIBで観察・加工が可能です。
専用試料ホルダをグローブボックスから取り出し、FIBの試料交換室に移動します。その後、真空排気を行い、気密蓋に埋め込まれている真空弁を開き、中に閉じ込められている不活性ガスが排気されます。
応用例
ハイクオリティなTEM試料作製
JIBシリーズの高性能FIBカラムによりハイクオリティな薄膜試料を作製することが可能です。図5はGaイオンビームの加速電圧を 30 kVのみ(低加速電圧による仕上げ加工やArイオン照射を併用しない)で作製したSi(110)方位のSTEM明視野像(左)およびHAADF像を示します。
明視野像
HAADF像
図5 Si(110)のSTEM像(JEM-ARM200F)
仕様・オプション
FIB
| イオン源 | Ga液体金属イオン源 |
|---|---|
| 加速電圧 | 1～30kV (5 kVステップ) |
| 倍率 | ×60（視野探し用） ×200～×300,000 |
| 像分解能 | 5 nm (30 kV時) |
| 最大ビーム電流 | 60 nA (30 kv時) |
| 可動絞り | 12段（モータ駆動） |
| 最大ビーム電流 | イオンビーム加工形状 |
試料ステージ
| 試料ステージ |
バルク試料用5軸ゴニオメータステージ X:±11 mm Y:±15 mm Z:0.5 ～ －23 mm T:－5 ～ ＋60° R:360°エンドレス 最大試料サイズ: 28 ｍｍφ（高さ13 ｍｍ）、50 ｍｍφ（高さ2 ｍｍ） |
|---|
主なアタッチメント
ガスインジェクションシステム2 (IB-02100GIS2)
カーボンデポジションカートリッジ (IB-52110CDC2)
タングステンデポジションカートリッジ (IB-52120WDC2)
プラチナデポジションカートリッジ (IB-52130WDC2)
サイドエントリーゴニオメータステージ (IB-01040SEG)
プローブ電流検出システム (IB-04010PCD)
オペレーションパネル (IB-05010OP)
ステージナビゲーションシステム (IB-01200SNS)
FIB チップオンホルダ (EM-02210)
FIB バルク試料ホルダ (EM-02220)
FIB バルク試料ホルダ１ (EM-02560FBSH1)
FIB バルク試料ホルダ2 (EM-02570FBSH2)
FE-SEM 試料ホルダアダプタ (EM-02580FSHA)
シャトルリテーナEM-02280 (EM-02280)
大気中ピックアップシステム (EM-02230)
ギャラリー
動画
三次元観察（CCDイメージセンサー）
◆上のボックス内の再生ボタンをクリックするとムービーが始まります。 (1分24秒) ◆
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