230 Prakt. Met. Sonderband 30 (1999)
Zielpräparation
Die Zielpräparation einer TEM-Probe mit dem FIB erfordert folgende Schritte:
|. Mechanische Vorpräparation
2. Aufkleben der Probe auf einen Kupferring
3. Einbau in das FIB
4. Entfernen von großen Probenvolumina mit maximalem Strahlstrom (10 nA, 30 kV)
5. Feinschliff mit niedrigem Strahlstrom (70 pA, 30 kV)
6. Reinigung der Probenoberflächen mit niedriger Beschleunigungsspannung (6kV)
Die Abbildungseigenschaften eines Ionenstrahlmikroskops eignen sich zum Auffinden des
gewünschten Zielpunkts. Die Möglichkeiten eines FIB gehen allerdings weit über die Mikroskopie
hinaus. Im Gegensatz zu einem Rasterelektronenmikroskop resultiert jede Abbildung durch ein FIB
in einem Materialabtrag. Durch die Wechselwirkung des Ionenstrahls mit der Probenoberfläche
werden Atome der Probe als Sekundärionen oder Neutralteilchen abgetragen. Bei Verwendung von
sehr geringen Ionenstromdichten, die für hohe Abbildungsauflösung verwendet werden, beschränkt
sich der Abtrag auf wenige Atomlagen. Es ist allerdings auch möglich, über die Wahl geeigneter
Blenden hohe Strahlströme einzustellen und somit gezielt Material der Probe abzutragen. Bei dem
verwendeten Gerät kann der Strahlstrom zwischen 1 pA und 10 nA variiert werden. Die
Stromdichte (Strom pro bestrahlter Fläche) ergibt sich aus der verwendeten Vergrößerung.
Bild 1: Beispiel der Präparation eines Querschliffs an Hand einer Kupferdünnschicht
Bild 1 zeigt einen Querschliff durch eine Kupferdünnschicht, die auf einem thermisch oxidierten
Siliziumwafer und einer Siliziumnitrid Diffusionsbarriere durch einen Sputterprozel3 abgeschieden
wurde. Bei einer Probenkippung von 0 Grad wurde durch hohe Probenstrome ein Graben in der
Probe erzeugt. Anschließend wurde die obere Lochkante mit einem niedrigeren Probenstrom poliert
(analog zur Verwendung von feinerem Schleifpapier). Dabei wurde der Ionenstrahl in Form einer
Linie lateral gerastert und gegen die Kante bewegt. Somit wurden nach und nach Schichten der
Kante abgetragen. Anschließend wurde die Probe um 45 Grad vom Betrachter weg gekippt, um eine