聚焦離子束電鏡測試將高能離子束用于材料微納加工(刻蝕、沉積、切割)與SEM成像結合，可實現(xiàn)截面制備、透射電鏡(TEM)薄片加工、電路修補與三維重構。但在加工過程中易出現(xiàn)多種缺陷，影響樣品質量與分析準確性，必須針對性優(yōu)化。
一、常見加工缺陷?
溝槽側壁傾斜與波紋?
離子束入射角與束流分布不均，或樣品表面不平整，會導致刻蝕溝槽側壁呈斜坡或出現(xiàn)周期性波紋，影響截面平直度。
表面損傷層與再沉積?
高能離子轟擊產(chǎn)生晶格損傷、非晶化或雜質注入；刻蝕產(chǎn)生的碎屑可能再沉積在側壁或底部，遮蔽結構細節(jié)。
熱效應與熔化?
高束流長時間加工會使局部溫度升高，導致熱軟化、熔化或相變，尤其對低熔點金屬、聚合物及軟材料影響顯著。
過切與欠切?
定位不準或束流參數(shù)設置不當，會切穿目標結構或殘留多余材料，影響TEM薄片厚度均勻性。
沉積不均勻?
在FIB沉積(如Pt、C保護)過程中，氣體導入不均或束掃描模式不合適，會導致保護層厚度不均，局部保護不足引發(fā)刻蝕損傷。
二、優(yōu)化策略?
合理選擇離子束參數(shù)?
粗加工用較大束流提高效率，精修用較小束流提高精度與表面質量。
采用交叉掃描或矩形光柵模式，減少方向性條紋。
控制入射角與樣品臺傾角?
通過調整樣品臺角度(常用52°–54°進行截面加工)，可獲得較垂直的側壁；加工中可動態(tài)微調傾角減少傾斜角累積。
降低損傷與再沉積?
使用低能量離子拋光(如5–10 keV清掃)去除損傷層與再沉積層。
在刻蝕過程中引入氣體輔助(如XeF?對Si的增強刻蝕)減少物理轟擊損傷。
熱管理?
高束流時分步加工，中間停頓散熱；對熱敏樣品可采用低溫樣品臺。
優(yōu)化掃描速度，避免長時間集中轟擊同一點。
精確定位與厚度控制?
利用SEM實時成像與標記定位，配合CAD/GUI路徑規(guī)劃，提高切割精度。
對TEM薄片厚度實時監(jiān)控(如截面厚度測量)，避免過薄或過厚。
沉積優(yōu)化?
調整氣體流量與束流匹配，采用脈沖沉積或交叉掃描，獲得均勻保護膜。
對關鍵區(qū)域可二次沉積修補薄弱點。
三、質量驗證與后處理?
加工完成后用SEM高倍成像檢查側壁形貌與損傷層厚度。
對TEM樣品可做低能離子研磨或化學機械拋光進一步減薄與去除損傷。
聚焦離子束電鏡測試中常見的加工缺陷包括側壁傾斜、表面損傷、熱效應、過切欠切與沉積不均。通過優(yōu)化束流參數(shù)、傾角控制、低能清掃、熱管理及精確定位，可顯著提高加工質量，獲得平整、無損傷的截面或納米結構，為材料顯微結構分析與器件逆向工程提供可靠樣品。
更新時間：2025-12-22
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