聚焦離子束顯微鏡簡稱FIB,掃描電子顯微鏡簡稱SEM,將二者功能相結合形成一種新型顯微鏡,即聚焦離子束掃描電子顯微鏡,簡稱FIB-SEM,也稱為雙束聚焦離子束顯微鏡。聚焦離子束掃描電子顯微鏡集聚焦離子束顯微鏡、掃描電子顯微鏡二者的優點于一體,同時擁有成像、加工、分析等功能,應用范圍大幅拓寬。
聚焦離子束顯微鏡的成像襯度大但成像分辨率較低,而掃描電子顯微鏡的成像分辨率高但成像襯度較低,將二者相結合可優勢互補,大幅提升成像清晰度。聚焦離子束顯微鏡可對材料進行切割、剝離、沉積、蝕刻、離子注入等操作,因此聚焦離子束掃描電子顯微鏡可以在高分辨率下對材料實時觀察,進行高精度、超微細材料加工。目前,聚焦離子束掃描電子顯微鏡是實現納米加工的重要儀器。
20世紀80年代中后期,首臺聚焦離子束掃描電子顯微鏡被研發問世,90年代進入商業化發展階段。目前,商業化的聚焦離子束顯微鏡主要包括單束聚焦離子束顯微鏡與雙束聚焦離子束顯微鏡兩大類,由于雙束聚焦離子束顯微鏡性能明顯優于單束聚焦離子束顯微鏡,因此聚焦離子束掃描電子顯微鏡是市場主流產品,在較多情況下,市場上所稱的聚焦離子束顯微鏡即聚焦離子束掃描電子顯微鏡。
新思界
行業分析人士表示,在全球市場中,聚焦離子束掃描電子顯微鏡生產商主要有美國賽默飛世爾(Thermo Fisher)、德國卡爾•蔡司(Carl Zeiss AG)、日本日立(Hitachi)、日本電子株式會社(JEOL)、捷克泰思肯(Tescan)等。與國外企業相比,我國聚焦離子束掃描電子顯微鏡行業在核心技術掌握、高端產品生產方面實力較弱,無法滿足日益提高的國內市場需求。
我國“十四五”國家重點研發計劃“基礎科研條件與重大科學儀器設備研發”重點專項中提出,針對集成電路芯片設計修正和失效分析、樣品3D重構、透射電鏡樣品制備等微納尺度檢測需求,開發具有自主知識產權、性能穩定可靠、核心部件全部國產化的聚焦離子束/電子束雙束顯微鏡。在國家政策的推動下,我國聚焦離子束掃描電子顯微鏡行業技術有望不斷進步。