聚焦离子束/电子束双束系统性能特点

Crossbeam 540聚焦离子束/电子束双束系统性能特点（VS FEI）

Crossbeam540是Carl Zeiss的zui双束加工平台，SEM平台采用的Gemini II镜筒设计，具有的高低电压分辨能力；静电透镜的设计，保证样品室内无漏磁，实现SEM和FIB镜筒的实时切割实时观察，FIB镜筒的分辨率在统计方法下可以达到3nm，束流稳定，满足微纳米加工的需求。其详细的性能特点如下：

1.全新设计的ZeissCapella离子枪，分辨率性能出色、稳定，寿命长，切割效率高

Capella是Zeiss公司zui新设计聚焦离子束离子枪，其具备以下几个突出的特点：

1.1 分辨率性能出色

统计法测试分辨率是目前所有带电粒子显微技术分辨率测定方法中zui为严谨和保守的分辨率测试方法，其本质是采用多点测试然后得到平均值作为分辨率参数，代表了离子枪分辨率的真实性能，而非采用某个特定点的分辨率，因为个别点不能代表离子枪的平均真实分辨率水平。

在统计法下，Capella的分辨率为3nm，优于其他厂家在相同测试方法下获得的离子枪分辨率参数（FEI的G3和Helios系列所有产品的离子枪在统计法下得到的离子束的分辨率为4nm）。

1.2 具备大束流快速切割能力，有效提高工作效率

Capellazui大离子束束流可达100nA，是目前可实现的离子枪束流中的zui大值。并且Capella离子枪对离子书的聚焦能力强，在100nA大束流条件下，其离子束仍然保持了非常好的束斑尺寸和聚焦性能，能够对样品进行快速高质量的切割和加工；而FEI的离子枪zui大束流是65nA，并且并不能保障zui大束流可用，切割效率低。

1.3 性能稳定，适合于长时间连续工作

Capella离子枪的稳定性好，离子源再生周期Reheat时间间隔长，为72h。在实际应用过程中，这个数据一般会远远超过72h。而FEI公司的离子枪的Reheat时间间隔约为50个小时。Reheat时间长给用户带来的zui直接好处是机器连续工作的可持续时间长，能够胜任需要长时间连续使用离子枪的工作。

1.4 离子源寿命长，节省更换离子源带来的耗材成本和Down机时间。

Capella离子源寿命为3000μAh，而FEI的离子源寿命仅为2000μAh。

2.高分辨实时切割实时观察能力

离子源的Ga离子束带正电荷，并且质量大，对磁场敏感，假如样品室内有磁场存在，Ga离子束会被磁场偏转，不能达到定点切割的目的。所以，在双束系统中，离子枪开启工作时，要求样品仓内不能有磁场存在。

Crossbeam540电子枪光路，物镜由一个高性能的电磁透镜和静电透镜复合而Gemini镜筒结构，该镜筒结构能够保障电子枪开启工作时，物镜下方无磁场泄露。因此，在任何加速电压和放大倍数下，电子束工作时，离子束流不会被电子枪外泄出来的磁场偏转，能保障离子束和电子同实时工作，实现电子束对离子束切割样品过程的实时高分辨观察，提高双束系统微纳米加工的度和加工效率，实现真正意义上的边切边看；总之，Crossbeam 540能够实现电子枪和离子枪在任何条件下能够同时工作，包括任何的探测器和高分辨加工和观察条件。

而其他厂家的电子枪镜筒设计物镜下方都有磁场泄露，电子枪开启后泄露的磁场会造成聚焦离子束的偏转。因此，双束系统工作时，特别是高分辨条件下，聚焦离子束与电子束需要轮流开启，离子束开启切一刀后关闭，再开启电子枪进行成像观察，观察完毕后电子枪关闭，离子枪再开启，如此循环。这种交替的工作方法一是会明显降低工作效率，二是电子枪关闭时，离子枪非常容易切过，从而错过样品中zui重要的细节。