聚焦离子束显微镜简称FIB,扫描电子显微镜简称SEM,将二者功能相结合形成一种新型显微镜,即聚焦离子束扫描电子显微镜,简称FIB-SEM,也称为双束聚焦离子束显微镜。聚焦离子束扫描电子显微镜集聚焦离子束显微镜、扫描电子显微镜二者的优点于一体,同时拥有成像、加工、分析等功能,应用范围大幅拓宽。
聚焦离子束显微镜的成像衬度大但成像分辨率较低,而扫描电子显微镜的成像分辨率高但成像衬度较低,将二者相结合可优势互补,大幅提升成像清晰度。聚焦离子束显微镜可对材料进行切割、剥离、沉积、蚀刻、离子注入等操作,因此聚焦离子束扫描电子显微镜可以在高分辨率下对材料实时观察,进行高精度、超微细材料加工。目前,聚焦离子束扫描电子显微镜是实现纳米加工的重要仪器。
20世纪80年代中后期,首台聚焦离子束扫描电子显微镜被研发问世,90年代进入商业化发展阶段。目前,商业化的聚焦离子束显微镜主要包括单束聚焦离子束显微镜与双束聚焦离子束显微镜两大类,由于双束聚焦离子束显微镜性能明显优于单束聚焦离子束显微镜,因此聚焦离子束扫描电子显微镜是市场主流产品,在较多情况下,市场上所称的聚焦离子束显微镜即聚焦离子束扫描电子显微镜。
新思界
行业分析人士表示,在全球市场中,聚焦离子束扫描电子显微镜生产商主要有美国赛默飞世尔(Thermo Fisher)、德国卡尔•蔡司(Carl Zeiss AG)、日本日立(Hitachi)、日本电子株式会社(JEOL)、捷克泰思肯(Tescan)等。与国外企业相比,我国聚焦离子束扫描电子显微镜行业在核心技术掌握、高端产品生产方面实力较弱,无法满足日益提高的国内市场需求。
我国“十四五”国家重点研发计划“基础科研条件与重大科学仪器设备研发”重点专项中提出,针对集成电路芯片设计修正和失效分析、样品3D重构、透射电镜样品制备等微纳尺度检测需求,开发具有自主知识产权、性能稳定可靠、核心部件全部国产化的聚焦离子束/电子束双束显微镜。在国家政策的推动下,我国聚焦离子束扫描电子显微镜行业技术有望不断进步。