
受电子束穿透能力限制,TEM观测对试样厚度、完整性、表面状态均有严格规范,这也让样品制备成为TEM表征过程中非常关键的环节。FIB-SEM双束系统是目前主流的TEM样本制备方案,芯明天N70压电马达凭借压电驱动的技术特性,对制样流程中样品姿态与倾斜角度可进行精准、稳定地控制,保障了刻蚀均匀性、样品规整度与最终成像质量,完美适配FIB-SEM体系下TEM样品制备的全流程工艺。
一
TEM样品制备
透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope,TEM)是材料科学、半导体、生命科学等领域不可或缺的分析工具。它利用高能电子束穿透超薄样品,实现原子级分辨率的成像与分析,可以观察晶格结构、界面缺陷、纳米析出相、位错等微观特征。
由于电子束在穿透样品时会发生散射,TEM成像对样品厚度要求很严苛。通常,用于TEM观测的样品厚度必须控制在5nm~500nm之间,高分辨成像甚至要求厚度在100nm以下。以半导体存储器器件为例,其TEM样品厚度一般需要做到10nm~100nm,并且需要将目标区域(可能仅几微米)从块体材料中精确提取出来。TEM分析的成效,不仅取决于电镜本身的性能,更依赖于能否制备出薄、准、无损伤的优质样品。薄,即厚度控制在几十纳米的标准以内;准,即能够精确定位到要截取的目标区域;无损伤,即制样过程不对结构造成破坏。
目前最主流的TEM样本制备技术是FIB-SEM双束系统(聚焦离子束+扫描电镜),其工作原理是利用电磁透镜将离子源产生的离子束聚焦后,以物理溅射的方式对样品进行精确的加工。SEM负责实时成像监控,提供高分辨率的导航画面;FIB则如同纳米手术刀,能够在指定区域进行切割和减薄,将其加工成TEM电子束可穿透的薄片。这种成像与加工同步进行的能力,非常适用于制备指定区域的TEM样品,例如:复杂结构样品、界面样品以及半导体器件的失效分析。
二
压电偏摆台:TEM样品制备中的角度操控核心
首先,在样品初始导航与定位阶段,FIB需要在复杂的样品表面迅速、精准地锁定目标微观区域,如芯片中的单个晶体管或特定缺陷。这一过程依赖样品台在X、Y、Z三个方向上的平移,以将目标区域移至电子束和离子束的同轴交点之下。

原位提取薄片是FIB制样的核心技术环节,操作需要在目标区域两侧用高能离子束挖出深槽,形成悬空的薄片,再将其剥离提取并进行最终减薄。在这个过程中,偏摆台的精确运动尤为关键:
1.当在目标区域挖槽时,需要利用偏摆台的偏摆运动对样品进行特定角度的倾斜,从而在样本目标区域的两侧精准刻出深度一致、侧壁陡直的凹槽,以便后续将薄片完整取下;
2.在将目标样本分离时,通过偏摆台进行角度调整,从而使离子束能对样本薄层进行切割分离;
3.在最终减薄阶段,压电偏摆台带动样品精确地倾斜至特定角度,使离子束均匀削薄,确保减薄的均匀性和最终薄区的平整度。

可以说,在TEM样品制备中,定位精度和角度控制能力直接决定了薄片质量。而压电偏摆台的高精度角度定位确保了取样过程的精准性,避免了因角度偏差导致的取样失败。
三
芯明天N70压电马达偏摆台
芯明天N70压电马达一维偏摆台,以0.001°高重复定位精度、±5°大行程、高稳定、易集成的核心优势,为半导体先进制程、纳米材料研发、精密失效分析等领域,提供高精度、高可靠的微纳定位解决方案。
1.精度高
N70压电偏摆台分辨率可达1 μrad,在TEM取出操作中,角度偏差小可避免样品碎裂,提升制样成功率。
2.高稳定性
压电陶瓷驱动,无机械摩擦,连续工作零漂移,满足TEM薄片长时间减薄成像采集需求。
3.真空兼容性
可选真空版本,兼容TEM、FIB-SEM样品舱的高真空环境。
4.易于集成
采用轻量化设计,结构小巧紧凑,标准化接口,可快速集成到各类FIB-SEM系统的样品台中。

技术参数
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型号 |
N70.U10E/K |
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运动方向 |
θx |
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集成传感器类型 |
光栅传感器/- |
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速度上限 |
3°/s |
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行程范围 |
±5° |
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水平中心负载能力 |
0.5kg |
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竖直中心负载能力 |
0.15kg |
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分辨率 |
1μrad/10μrad |
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重复定位精度 |
0.001°/- |
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工作温度 |
10~40℃ |
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储存温度 |
-10~40℃ |
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材质 |
钢、铝 |
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重量 |
135g/120g |
推荐控制器

E53.D1E-J小体积压电马达控制器专为驱动压电马达而设计,适用于驱动N70系列压电马达偏摆台,它是单通道闭环压电控制器,采用数字控制,24VDC供电,静态功耗小于5W,通信接口为TYPE-C、RS-422、RS-232。操作便捷,尺寸仅105×103×30.1mm^3,外观体积小巧,结构紧凑,易于集成。
更多详情欢迎致电芯明天0451-86268790、17051647888(微信同号)!


