Anwendung der FIB fur Materialwissenschaft und Fehleranalyse

摘要

In der Entwicklung, Fertigung und Fehleranalyse von Mikroelektronik wurde die Focused Ion Beam (FIB) Technologie in den letzten Jahren zu einem unerlasslichen Werkzeug. Da mit dem lonenstrahl je nach der Verwendung von Reaktionsgasen leitende oder isolierende Strukturen von etwa 20 nm bis 100 mm effizient hergestellt, modifiziert oder abgetragen werden konnen, eroffnen FIBs neue Moglichkeiten in der Materialwissenschaft, insbesondere auch die in der Mikro- und Nanotechnik unerlassliche Zielpraparation von TEM-Lamellen. Dabei konnen auch Proben mit Phasen extrem unterschiedlicher Harte ohne Verschmierung oder Erzeugung von Artefakten prapariert werden, wobei die Amorphisierung einiger Atomlagen durch den lonenstrahl beachtet werden muss. Mit der Kombination einer Elektronen- und lonensaule in einem modernen Dual-Beam-FIB werden eventuelle Storungen minimiert. Nach einer Beschreibung der speziellen Eigenschaften des lonenstrahls und des FIB-Aufbaus berichten wir uber eine Auswahl von Anwendungen in der Material- und Biowissenschaft sowie der Mikro- und Nanoelektronik.The Focused Ion Beam (FIB) technology has become an indispensable tool in the development, manufacture, and failure analysis of microelectronic devices in recent years. Since the ion beam allows to manufacture, modify or etch conducting or insulating structures of about 20 nm to 100 mu m in an efficient way, depending on the use of reaction gases, FIB's open up new prospects in materials science and, in particular, the target preparation of TEM lamellae which is indispensable in the micro- and nanotechnologies. In this context, FIB technology also makes it possible to prepare samples with phases of extremely different hardnesses without smearing or producing artifacts, but it has to be noted that the ion beam amorphizes some atomic layers at the surface. A combination of an electron column and an ion column within an advanced dual beam FIB will minimize possible defects. We first provide a description of the specific properties of the ion beam and the FIB set-up and will then report about a range of applications in materials- and bio-science as well as in micro- and nanoelectronics.