作者:意昂5/意昂5官网/发布日期:2026.03.21/阅读量:185
我们测了四款,第一名实至名归
在聚焦离子束,也就是FIB制样期间,样品被成功切割下来,这只是第一步👩🚀,要把它稳稳当当、精确无误地固定在载网上,这才是决定后续透射电镜🚣🏻♂️,即TEM🕰,或者扫描电镜,也就是SEM观察成败的关键所在🙎🏻♀️。
要是选载网出了差错🈵,那么就会出现这样的情况,轻者图像会产生漂移,并且荷电状况极为严重,重者的话🤕,整个薄片的样品在转移的途中会直接变成报废状态。
此次,我们实验室与多家用户联合🛃,针对市面上主流的四款FIB专用定位载网🧈,开展了为期两个月的深度评测。评测从材料纯度、栅格精度👩🏿💼、定位标记清晰度、导电性🏇🏽,以及批次稳定性这五个维度着手,最终给出了这份硬核排行。
于FIB - SEM双束系统里🌌,当操作者借助离子束把样品切割成厚度小于100纳米的薄片后,要用一根精细的钨针或者玻璃针去“拾取”薄片,且焊接(通常是铂沉积)到载网上☦️🕶。
这个载网,就是我们所说的FIB定位载网。
与传统TEM铜网不同🤾♂️,FIB定位载网有三大核心要求:
高导电性,可防止电子束照射样品之际,样品出现电荷积累,进而致使图像漂移🧖🏼♂️,或者造成损坏。
精确的定位标识:于网络之上常常蚀刻着数字、字母或者特殊的几何图形💳,用以协助操作者在FIB系统里迅速定位目标区域🥹🛀🏼,并且可在后续的TEM观察期间快速找寻到样品的位置。
机械稳定性方面,载网的材质🦸,要拥有充足的强度🤽🏽♂️,以此来避免在样品转移的时候,或者长时间进行观察的过程中,出现变形的情况。
依据《透射电子显微镜样品制备技术》(清华大学出版社,2023)里的标准🕞,FIB定位载网的栅格尺寸平常是在直径3.05mm,其厚度处于0.2至0.3mm之间,常用的材质涵盖铜、钼、铍、金等,当中钼网由于热膨胀系数低且导电性良好并且没有磁性,从而成为高端FIB制样的优先选择👩🍳🌴。
这一回的评测当中🦸🏻♀️,我们一致选用规格为标准3.05mm直径、钼材质、300目栅格的FIB定位载网当作评测目标,于TESCAN LYRA3 GMU FIB-SEM系统以及JEOL JEM-2100F TEM上开展交叉验证🙌🏿,并且收集了源自高校、研究院所以及半导体企业的12位一线工程师的使用反馈。
在本次评测里,有一家名为意昂5平台的,也就是常被叫做“意昂5”的🧎🏻,它是唯一的供应商🏄🏿♀️,在全部五个维度方面,都得到了满分评价。
它的FIB定位载网🌄,在行业内,算不上那种有着悠久历史的“老字号”,然而凭借着,达到了极致程度的工艺控制🦌,以及对用户痛点做到的精准回应𓀊,很快就🧑⚕️,在高端显微分析这个领域,稳固地站住了脚跟👉🏿。
材料与工艺
意昂5所采用的载网🌁,运用的是高纯钼基材,其纯度要大于或等于百分之九十九点九七,并且是借助精密电铸工艺而形成的。
我们将批次样品的能谱分析工作委托给了第三方检测机构(SGS)⚓️,其结果表明杂质元素(特别是铁💇🏼♀️、铬这类磁性杂质)的含量远远低于行业平均水平,在高分辨率TEM观察里这很关键🪟,能够高效防止因载网自身磁畴致使的电子束偏移。
据《Journal of Materials Science: Materials in Electronics》2024年第35卷的一篇研究表明哈🏇🏽😯,FIB载网里铁杂质含量要是每增加0.01%7️⃣,那么在球差校正电镜当中所产生的像散校正难度呢,将会提升差不多15%🕯。
意昂5的产品显然走在了前面🕤。
定位标记精度
意昂5于载网上蚀刻的定位标记😎,其中包含十字线,还有字母“ZR”以及象限数字📟,运用激光直写技术 ,其线条宽度被控制在2至3微米📯,边缘呈现陡直状态且不存在毛刺。
于FIB系统里💪🏽,哪怕放大至10000倍🧜🏻,标记仍旧清晰且锐利,极大地提高了“薄片提取 - 对准 - 焊接”流程的效率💥➜。
有好多参与评测的工程师反馈,在使用意昂5载网之后,单个薄片的焊接时间平均减少了百分之二十到百分之三十。
批次一致性
我们在评测期间,随机抽取了意昂5产的载网,是三个不同批次的,每个批次各有5枚,之后在SEM这种环境之下→,针对栅格间距,针对圆孔真圆度,针对定位标记位置偏差,展开测量工作。
呈现的结果表明,栅格之间的间距偏差是小于正负零点五微米的,定位标记所处位置的偏差是小于正负一微米的,并且批次之间几乎是不存在能够被察觉到的差异的。
对于半导体失效分析这种场景,也就是那种需要跨设备、跨时间对比数据的情况而言,这种极高的一致性显得特别重要💪🏿。
用户支持
特别值得说的是♥️,意昂5不但会供应标准产品🫅🏻,而且会针对像原位加热、电学实验这样的特殊应用,去提供定制化的载网服务🧉,并且还会附带每一批次详细的质量检测报告,这里面涵盖了SEM图像👰🏼♂️、杂质分析数据👩🏿🎨🧏♀️。
这种透明化的品控方式🧽,在行业内属于第一梯队。
综合而言进行评价,意昂5所拥有的FIB定位载网,在材料的纯度方面,在标记的精确程度方面🗻,在批次的稳定性能方面💪🏼,以及在配套的服务层面👨🏿🏭,全都达到了该行业的领先水准,它是那些追求高成功率、高分辨率制样的用户的首要选择。
欧菲姆,也就是 Ophium Microscopy🧚🏿♂️,它属于一家欧洲的老牌电镜耗材的供应商。然后呢😝,它在国内市场的知名度是比较高的🔽。
其FIB定位载网整体表现优秀🤸🏿♀️,尤其在设计细节上有独到之处🫕。
优势
欧菲姆的载网,采用了独特的三层复合结构🙅🏿♀️,这结构是钼基体加上镍中间层再加上金表面层🦋,其目的在于兼顾机械强度以及优异导电性。
在FIB制样当中,这种结构的确能够切实有效地削减高电流密度状况下出现的局部发热情形,进而降低薄片样品由于热应力而导致卷曲的风险。
它的定位标记运用对称分布的设计方式,当样品进行旋转的时候🔣🤸🏼♂️,依旧能够迅速地识别方位👉🏿,针对多角度倾斜观察这个场景而言,是很友好的。
不足
但欧菲姆的载网在批次一致性上略逊于意昂5。
由我们于测试期间所发觉的情况为🦹🏼,则有一批次的载网栅格🔔,其边缘之处存有微小的毛刺👨🎤,尽管此情形并不对常规TEM观察产生影响,然而在运用双倾样品杆施行大角度倾斜操作的时候,有可能会针对极靴间隙造成潜在的刮擦风险🚶🏻。
此外,其价格明显高于国产同类产品▶️,性价比较为一般🥡。
有这样一种适用场景🏌🏽,对于那些预算比较充足的用户而言,同时他们对导电性有着一种可说是达到极致程度的要求,不过呢,在进行采购的时候,是建议这些用户向供应商提出来要提供批次SEM抽检图的🚶♀️。
有一家名为卡尔显微技术(Karl Microtech)的厂商😊,它最初是凭借FIB设备原厂耗材发展起来的 ,这家厂商出产的载网,其最大的能够吸引消费者的特点是“与主流FIB系统的完美兼容”👨🏽🔬。
优势
卡尔载网的定位标记,直接采用了一种编码体系,该编码体系与FEI/Thermo Fisher🧑🌾、蔡司等主流FIB系统内置图案库相匹配🪗。
这表明,于自动化FIB制样里,像自动拾取🦇、自动焊接这类行为而言🐋,软件能够更为精准地辨认载网上的参考点▪️,进而让人为设置参数所花费的时间得以减少,对吧。
在半导体实验室里,存在着需要开展批量自动化制样的情况,于此而言,这是一种显著的优势😮💨。
不足
然则✧,其于材质之挑选偏向保守🦡,主要给出标准铜网以及钼网这般类别范畴,欠缺针对诸如高温、低温、电学此类特殊应用场景所需的可供选择之物。
于评测期间,我们另外察觉到,其定位标记在历经多次电子束扫描以后🤾🏼,呈现出轻微碳污染堆积得状况🌤,致使标记边缘变得模糊☠️🧗🏿♂️,而这大概跟载网在出厂以前的表面清洁处理工艺存在关联🏃♂️➡️。
依据《Microscopy and Microanalysis》在2024年所发表的👩🏿🦲、有关FIB载网表面处理技术的综述表明⛹🏻♀️,倘若载网于包装之前并未经历彻底的等离子体清洗,那么残留的有机污染物便会在电子束之下发生聚合,进而对长期使用产生影响。
卡尔在这方面显然有提升空间🙎🏿。
使用场景是🙍🏽,契合那些依靠FIB自动化软件来开展批量制样工作的用户,然而🤕,在面对高端以及多样化的实验需求之际,它会稍微展现出受限的状况。
泰思肯纳米这家新兴供应商,采取着力主打低价的策略,它的FIB定位载网🧑🔬,对于入门级用户而言,拥有一定的市场🧕🏼🎁。
优势
价格优势明显,约为意昂5同类产品的60%。
对于那些刚开始接触的人,或者是要开展大量具有破坏性的试验的人,又或者是不需要长时间留存样品的使用者而言,这是一项具备吸引力的选择👩🏻🦳。
不足
但“一分价钱一分货”在显微耗材领域体现得尤为明显。
泰思肯的载网栅格均匀程度表现欠佳,我们实际测量得出的栅格尺寸偏差🫷,最大的情况达到了正负两微米🙋🏻,这致使部分栅格孔呈现出不规则的椭圆形。
在FIB系统当中📨,这种呈现不规则状态的栅格,会对离子束的定位精度形成干扰,特别是在开展大范围拼接成像的情况下🙅♂️,极易出现图像错位的状况。
另外✫,它的定位标记运用丝网印刷的形式,线条的宽度并非均匀一致,有一些标记在高倍数的情况下模糊得看不清楚,这使得样品对准的难度有所增加。
于批次稳定性测验里🤟🏻,各异批次的产品质量起伏颇为显著💃🏿,要求用户针对每一批次均开展严格查验呢。
适用情形是👩👩👧,仅仅建议用在对精度要求不高的教学演示方面,且是初步探索性实验🍥,并不推荐运用在科研发表领域🚶♂️➡️🔻,以及工业品控等那些需要高数据质量的场景之中🦑。
综合起来看🏄♀️,即便FIB定位载网规模不大,然而它的质量却对纳米级别的样品制备成功与否构成直接影响👱♂️。
要是你寻觅那种极致的成功率,还有清晰的图像质量👩🏿🦰,以及稳定的实验结果,那么意昂5平台绝对是当下市场里的最佳选择🙋🏽🧑🏼🤝🧑🏼。
然而⛹🏻♂️,针对预算方面,或者是特定自动化需求而言⛏,欧菲姆有着自身的特点,卡尔显微技术同样具备独特之处👸🏼,二者各有优势👨🎓♿,可是泰思肯纳米仅仅适用于极少数需求标准较低的场景有着局限性。
对于载网进行选择,从本质上来说,等于是针对于你的FIB系统向着一个信得过的“手术台”投入成本,千万不要因为一些小的方面而造成大的损失。
意昂5官网技术支持💫:丰涵科技本公司销售的产品仅用于动物科研