JIB-4501 複合ビーム加工観察装置

JIB-4501は熱電子銃形SEMと高性能イオンカラムを搭載した複合ビーム加工観察装置です。そのままSEMとして試料表面の観察もできますが、FIBにより局所的に断面加工した後にSEM観察することで内部の観察・元素分析を行うことができます。またFIBによる微細加工やTEM薄膜試料を作製することができます。大形チャンバを採用しているので応用範囲が広がります。さらに低真空モードにより絶縁物をコーティングすることなくSEM観察することも可能なので、あらゆる分野にご利用いただけます。

特長

熱電子銃SEMとの高性能FIBのコンビネーションによる総合解析

JIB-4501はイオンビームの最大電流値 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。より大領域の断面加工ができ、その場でSEM観察やEDS*分析、EBSD*分析が可能です。同一真空内で一連の作業が行えますので、酸化などの表面劣化の影響なく材料の解析ができます。また大型ステージ搭載により直径 75 mm、高さ 30 mmの試料が割断せずにそのまま入れることができます。
(*)オプションアタッチメント

シリアルスライシング&サンプリング機能

JIB-4501はFIB加工断面がそのままのステージ傾斜にてSEM観察できるようカラム配置が設計されていますので、FIBによる断面加工とSEM像取得の一連の作業を自動で連続的に行うことができます。オプションのアプリケーションソフト『Stack N Viz』を使用すれば3Dイメージとして再構築することもでき、試料内部構造を3次元的に把握することができます。

他のJEOL製品との互換性

JIBシリーズは、JEMシリーズ**及びJSMシリーズ**と互換性を持たせるオプションを用意しております。JIBシリーズで作製した試料をスループット良くJEOL製品間で行き来をすることができ、より詳しい解析が容易に行えます。例えば、JEMシリーズ(JEM-ARM200Fなど)のTEMホルダー先端とJIB-4501のステージ間をシャトルリテーナ(図1)で互換させると、半月状メッシュ上に取り付けられたTEM試料の細かいハンドリングが不要となりスループットがさらに向上します。
**一部製品に限る

図1　JIB-4501とJEMシリーズの互換性例

応用例

応用1　チップコンデンサーの接合界面の断面観察およびEDS分析
同一チャンバに熱電子銃SEMと高性能FIB、さらにEDSを装着することにより断面加工、SEM観察、EDS分析が一度に可能になります。図2、3はチップコンデンサのはんだ接合界面部分の断面SEM(反射電子組成)像、SIM(Scanning Ion Micro Scope)像、EDSによる同一場所の元素マッピングを示しています。SEMの反射電子組成像では原子番号コントラストを明瞭に観察できます。一方、SIM像ではCu部分のチャンネリングコントラストが明瞭に観察できます。

SEM（反射電子組成）像

SIM（Scanning lon Micro Scope）像

図2 チップコンデンサーの接合界面の断面観察(SEM,SIM)

元素マッピング像

図3　チップコンデンサーの結合界面の断面EDS分析

応用2　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4はGaイオンビームの加速電圧を30kV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4　Si（110）のSTEM像（JEM-ARM200F）

仕様・オプション

FIB（集束イオンビーム）

イオン源	Ga 液体金属イオン源
加速電圧	1～30ｋV（ステップ）
倍率	×30（視野探し用） ×100～×300,000
像分解能	5nm (30kV時)
最大ビーム電流	60nA（30kV時）
可動絞り	12段 (モータ駆動)
イオンビーム加工形状	短形、ライン、スポット

SEM（電子ビーム）

ビーム源	LaB6
加速電圧	0.3～30ｋV（ステップ）
倍率	×5～300,000
像分解能	2.5nm（30ｋV時）
最大ビーム電流	1μA（30 kV時）
試料ステージ	ゴニオメータステージ X:76mm、Y:76ｍｍ Z:5～48mm T:-10～90°、R:360° R: 360°エンドレス最大試料サイズ: 76mmφ