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25.04.2012

Rasterelektronenmikroskop Auriga FIB-SEM mit UV-Laser

Erst lasern, dann mikroskopieren

Rasterelektronenmikroskop Auriga FIB-SEM mit UV-Laser

Um den interessanten Bereich einer Probe zu erreichen, müssen häufig die Materialschichten darüber entfernt werden. Dafür steht beispielsweise die Fokussierte Ionenstrahl-Technologie (Focused Ion Beam, FIB) zur Verfügung, die einen intensiven Strahl aus elektrisch geladenen Partikeln (Ionen) zum Abtragen des Materials nutzt. Auf dem Markt sind mehrere Systeme erhältlich, die SEM- und FIB-Technologie verbinden, zum Beispiel das Elektronenmikroskop Auriga FIB-SEM von Carl Zeiss NTS, Oberkochen. Die Kombination von Materialabtragung und elektronenmikroskopischer Untersuchung in einem einzigen Gerät soll die Arbeitsabläufe vereinfachen und die Gefahr einer Beeinträchtigung der Probe beim Wechsel zwischen verschiedenen Instrumenten verringern.

Viele für SEM-Analysen infrage kommende Strukturen sind unter relativ dicken Materialschichten verborgen. Deren Entfernung mit herkömmlichen Verfahren stellt die Nutzer vor Probleme: Mechanische Präparationsmethoden bergen ein hohes Risiko, die Probe zu beschädigen und unbrauchbar zu machen. Und ein fokussierter Ionenstrahl kann störende Substanzen nur langsam abtragen.

Eine Lösung bietet nun das neuartige System Auriga Laser, das neben SEM- und FIB-Werkzeugen einen gepulsten UV-Laser integriert. So sollen sich auch tief liegende Strukturen schnell und schonend freilegen und für eine elektronenmikroskopische Analyse präparieren lassen. Die Prozedur dauert nur wenige Minuten, wie Zeiss-Entwickler nach eigenen Angaben gemeinsam mit Forschern am Dresdener Fraunhofer-Institut für zerstörungsfreie Prüfung (IZFP) belegen konnten. Die Fraunhofer-Forscher, die die Technologie für das neue Produkt optimiert haben, untersuchten dazu eine Dünnschicht-Solarzelle vom Typ CIGS (Kupfer-Indium-Gallium-Arsenid), bei der die elektronischen Komponenten durch einen Epoxy-Haftstoff miteinander verleimt sind. Die Verbesserung solcher Kleber ist ein wichtiges Ziel bei der Entwicklung dünner und biegsamer Solarzellen.

Das Gerät besitzt eine separate Kammer für die Laserbehandlung, von der die Probe nach der Präparation sekundenschnell in die SEM-Einheit oder zu dem FIB-Tool transferiert werden kann. Bei manchen Proben ist nach dem Materialabtrag per Laserstrahl eine Nachbehandlung per FIB nöti, um die Oberfläche der bearbeiteten Struktur zu polieren. Während des Transfers bleibt die Probe stets unter Vakuum. Eine Software erlaubt es, mit dem Laser der Firma Trumpf beliebige Formen aus der Probe herauszuarbeiten.

Das System ermöglicht laut Hersteller neue Anwendungen der Rasterelektronenmikroskopie, da es schneller in die dritte Dimension vorstößt.

Carl Zeiss NTS GmbH
www.zeiss.com/microscopy
Halle 3, Stand 3302

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