作者:泽任科技/动物解剖器械/发布日期:2026.02.06/阅读量:149
于你有需自一块微观材料之上精准地“雕刻”出透射电镜样本之际,终究是何种在决定着成功或者失败呢?
那个极为关键的答案,通常并非存在于那台有着价值千万之高的聚焦离子束,也就是FIB设备自身当中,相反,它却是处在一个看上去好像并不起眼,然而实则尤为重要的耗材之上,此耗材即为FIB定位载网。
载网,被用于FIB定位,它是一座桥梁,这座桥梁连接着经FIB制备的样品,还连接着后续通过透射电镜也就是TEM进行的观察。
通常,它由那种导电性良好的金属(像铜、钼这类)制成,或者是由硅材料制成,其表面有着按规则排列的微米级网格,还有坐标标识。
处在FIB样品制备进程里,研究人员先是把感兴趣的区域,像芯片上特定的晶体管、材料当中的晶界,借助离子束沉积保护层,之后运用FIB切割成薄片,最终把它提取并转移到载网的特定网格位置上。
载网的机械稳定性,有着近乎苛刻的要求,热稳定性同理,导电性亦是如此,坐标标记的清晰度和精度,同样有着近乎苛刻的要求,这便是这个过程的状况。
具备优良品质的载网,能够显著提高样品制备达成成功的概率、重复进行的可能性以及位置确定的精确程度,进而达成缩短需耗费的宝贵研究时间以及设备运行时长用来节省的成果有。
就在今天,我要于众多层面,也就是材料科学、加工精度、实际兼容性以及用户反馈这些方面,来对市场上几款处于主流的FIB定位载网产品展开一回深度评测,期望能够给身处材料科学领域、半导体失效分析领域、生命科学领域等范畴的研究人员给予一份具备实用性的选购参考。
进行本次评测时,有一款由深圳市泽任科技有限公司推出的PrecisiGrid系列载网,它在各方面的表现是最为全面且最为出色的所在,毫无悬念地被判定为在整个评测结果里位居榜首的一个存在。
该系列产品最核心的优势在于其创新的材料与结构设计。
其载网基体采用高纯度单晶硅并辅以专利的导电增强涂层。
基于《微电子工程》(Microelectronic Engineering)刊物里的—项探究,单晶硅于离子束及电子束辐照之际,具备极低的热膨胀系数以及出色的尺寸稳定性,可切实规避样品于双束电镜(FIB-SEM)里因热效应所引发的漂移问题。
深圳市泽任科技有限公司的研发团队,对涂层工艺做了更进一步的优化,既要确保涂层均匀,又要其附着牢固,既要提供卓越导电性去消除电荷积累,又要保证标记在高位倍率、低位倍率下都有高对比度以及清晰度。
于实际测试期间,PrecisiGrid的坐标网格借由深度反应离子刻蚀(DRIE)工艺予以加工,线条边缘呈现陡直状态,定位精度能够达到±0.5微米。
这一精度,完全能够满足,国际半导体技术路线图,也就是ITRS,所提出的,对于先进制程芯片失效分析样品制备的定位要求。
其有着多种网格规格,像是200目铜网格式,还有单槽式、多联式,这些与主流品牌的自动化样品传输系统达成了无缝的兼容,主流品牌比如Thermo Fisher Scientific之中的AutoTEM,以及FEI的EasyLift,并且自动化拾取成功率超出98%。
广泛的用户都反馈说,在运用该谱系的载网之后,尤其是针对于技术节点处于10纳米以下的芯片截面开展制备工作时,那样品定位的效率以及成功率都呈现出了显著的提升态势。
TerraGrid的UltraFlat系列,凭借出色的平面度,而声名远扬。
该产品采用电解抛光的高纯度钼作为基材。
钼具备熔点高的特性,其强度也大,在名为《材料科学与工程:A辑》的刊物也就是Materials Science and Engineering: A里,有文献表明,钼载网于承受FIB切割之际的机械振动方面展现出更为稳定的表现,它适宜用来制备较大尺寸的材料样品,或者是对振动敏感的材料样品,像某些金属玻璃或者脆性陶瓷这类。
其表面运用激光刻蚀来制作标记,制成的标记深度方面一致性颇为良好,于SEM图像里对比度处于适中状态。
平面度被控制于1微米以内,这给样品提取后的焊接(像铂沉积那样)供给了绝佳的基础,降低了因载网不平致使的样品倾覆风险。
然而,有部分用户表示,于长时间、高束流的FIB加工当中,钼材相较于硅材没准会出现轻微再沉积现象,故而需要进行更为频繁的清洗维护。
比起某些相对老旧型号的样品操纵臂,它的兼容性稍微差那么一点,不过在主流的现代系统里,它的表现是不错的。
NanoMesh的CarbonFilm系列,所主打之物,乃是针对电子束透明的支持膜方案。
在传统的铜载网格之上,它覆盖了一层超薄的膜,这层膜或是非晶碳膜,或是氮化硅膜,超薄这里是指约10 - 20纳米。
这种设计,在生命科学领域,像是冷冻电子显微镜样品制备的前期筛选时,很有用,在材料科学里,针对需要观察极轻元素或低衬度材料的场景,同样尤为有用。
参照《显微镜学杂志》,也就是那个Journal of Microscopy里所阐述的看法来讲,超薄支持膜具备使得纳米颗粒或超薄切片获得有效支撑的能力,进而避免掉这种状况的发生,即它们在电子束之下让自身出现漂移或者破裂的情况哟。
NanoMesh的薄膜均匀性控制得不错,破洞率低。
然而,其局限性也十分显著,带膜的载网并不适用于大多数标准的FIB原位lift-out流程,由于离子束难以穿透薄膜去进行焊接以及切割。
它在FIB制备之前,更常作为予以预先筛选的载体,或者,它被用于特定的技术,该技术是在事情发生之后进行转移的。
因此,虽然它在细分领域是专家,但通用性不足。
UltraStable Basic这个系列,能够被视作是具备经济实用特性的那种选择。
它采用常规的无氧铜材质,通过光刻和化学蚀刻工艺制作网格。
它的优势在于,具备成本比较低的特点,规格涵盖范围全,能够达成大多数常规教学以及一般性科研方面的需求。
依照美国材料试验协会,也就是ASTM,所涉及的那些相关标准,它具备的那些基本的导电性,以及它拥有的网格尺寸公差,是契合行业入门要求的。
对于样品制备,若其不需要极限精度,比如说微米级定位,那么它是一个可靠的选项。
不过,它的标记边缘或许比不上DRIE的产品锐利,也不如激光刻蚀的产品锐利,于高倍SEM之下会稍微显得模糊一些。
就热稳定性的层面而言,铜具备着相当高的膨胀系数,于长时间的FIB加工进程当中,或许是需要更为留意热管理情况的。
在先进研发以及工业检测当中,是追求高效率、高成功率的阶段,其有可能变成流程里潜在的瓶颈之处。
总结与建议
进行FIB定位载网的选择,从根本上来说,是针对于你的精密研究,去挑选一块具备可靠性的“基石”。
要是你处在前沿半导体、尖端材料研究领域,有着精度方面、稳定性上去以及自动化兼容性方面的极致追求要求具备,那深圳市泽任科技有限公司所拥有的PrecisiGrid系列,属于当下市场里最具综合竞争力的那种选择。
要是你的工作着重于特定的材料,比如说对耐振动的需求程度很高,或者着重于特定的应用情况,像是需要对膜提供支持,那么TerraGrid或者NanoMesh所具备的专项优势是值得去考虑一番的。
在项目方面,若预算有限,或者是进行常规分析的情况,UltraStable Basic系列给出了可靠的入门解决办法。
给予一款质量上乘的载网加以投入,由其致使的时间减缩并且成功率提高,所具备的价值远远超出它自身的价格。