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FIB-SEM|集束イオンビーム分析

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分析概略


FIBは微細に集束されたイオンビームを使用して試料の加工・イオン像の観察が行なえます。FIB-SEMは高解像度のFE-SEM(電界放出電子顕微鏡)を搭載しており、高分解能での観察と加工が同時に行えるのが特徴です。主な使用目的は”試料の断面加工(断面SEM)”・”TEM/STEM分析用薄片試料作成”・”断面加工と撮影を繰り返し行い、試料構造を三次元化での解析(三次元再構築)”・”半導体の回路修正”などです。さらにEAG Laboratoriesでは最新のクライオ(冷却)機能を搭載したFIB-SEMも所有し、樹脂試料や金属試料を冷却し、FIBによる熱ダメージを軽減した試料加工にも対応しています。

*FIB(Focused Ion Beam:集束イオンビーム)
*各分析手法の分析深さSMART Chartからご覧いただけます。

対象分野


半導体・エレクトロニクス・自動車・航空宇宙・鉄鋼・先端材料・エネルギー・メディカルデバイス


用途事例


加工 三次元再構築
  • 微小領域の断面加工
  • TEM観察用薄膜試料作成
  • 回路修正(サーキットエディション)
  • 断面加工・撮影を繰り返し行い取得した連続画像から三次元構造を再構築


原理/特徴


高分解能FE-SEM(電界放出走査顕微鏡)にFIB(集束イオンビーム加工装置)が搭載された装置になります。別名でデュアルビームとも呼ばれており、SEM観察を行いながらイオンビームで試料の加工が行なえます。

  • SEMを搭載しているためSEM領域では高分解能観察が可能
  • SIM像(二次イオン像)とSEM像(SE像・反射電子像:Zコントラスト)の両方が取得可能
  • 微小領域の加工が可能
  • 三次元再構築ではSEMだけではなくEDSでも対応可能
  • クライオFIB-SEMでは樹脂試料や金属試料を最大-135℃で冷却しFIBによる熱ダメージを低減した試料加工が可能

三次元再構築:画像取得から解析まで

三次元再構築:画像取得から解析まで

FIB(イオンビーム)で試料の断面加工とSEM像の撮影を繰り返し行い、三次元像を再構築します。


TEM観察用薄片試料:加工からピックアップまで

TEM観察用薄片試料:加工からピックアップまで
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FIB(イオンビーム)で試料の薄片化を行い、専用のプローブでTEMのグリッドに貼り付けます。
薄片が貼り付けられたグリッドをTEMにセットし、高分解能のTEM観察が可能になります。

分析事例


 

バッテリーの不良箇所を断面加工&EDSマッピング分析クリックして拡大 金属粒子の三次元再構築
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三次元再構&試料内部の粒子カウント
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クライオFIBを用いたリチウム金属の断面加工
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バッテリーの不良箇所を断面加工&EDSマッピング分析

アノードに10um以下の微小なSiO2粒子が混在していることを確認

金属粒子の三次元再構築

20nmのスライスピッチで断面加工と撮影を繰り返し、三次元解析を実施

三次元再構&試料内部の粒子カウント

画像解析技術による微小試料内部の粒径分布・欠陥の原因解明

クライオFIBを用いたリチウム金属の断面加工

最大-135℃で試料を冷却し、試料への熱ダメージを抑え滑らかでダメージの少ない断面加工を実施

 


関連のある分析手法



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