【正文】 離子的傳輸率(Transmission)。Ans : 質(zhì)量分析器有扇型磁場(chǎng)式 (Magnetic sector)、四極柱式 (Quadrupole) 及飛行時(shí)間式 (TimeofFlight, TOF) 三種，其架構(gòu)示意圖如圖11257。特性 X光和歐傑電子之機(jī)制十分類似，當(dāng)原子的內(nèi)層電子受到外來(lái)能量源 (如：電子束、離子束或者光源等) 的激發(fā)而脫離原子時(shí)，原子的外層電子將很快的遷降至內(nèi)層電子的空穴並釋放出兩能階差能量。 ，可觀察的區(qū)域通常在100 μm以內(nèi)。Fig. 9 應(yīng)用穿透式電子顯微鏡的平面觀察來(lái)進(jìn)行商用產(chǎn)品分析，在部份元件材去除後，可以同時(shí)觀察多層材料的重疊影像，利用電子束的穿透力，同時(shí)搭配(a)明視野影像和(b)暗視野影像相互比較可以得知各層次之間的相對(duì)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，不需用傳統(tǒng)的化學(xué)溶液作逐次的層次去除即可一次取得相當(dāng)多的資料，同時(shí)省卻多次進(jìn)出顯微鏡的時(shí)間(Cooling/Heating/Variable Electrical Stressing)的試片基座，即可在顯微鏡內(nèi)同步觀察材料結(jié)構(gòu)的變化。Fig. 7 穿透式電子顯微鏡平面觀察單晶基片的結(jié)構(gòu)缺陷，(a)雙電子束明視野影像，在部份元件材料去除後，於矽基片上不易發(fā)現(xiàn)有差排產(chǎn)生，(b)將試片傾斜成繞射狀況為微弱電子束暗視野影像，可以加強(qiáng)差排的對(duì)比，容易確認(rèn)缺陷的位置。 Topography)觀察方面，對(duì)材料結(jié)構(gòu)有敏銳的分辨力：＊晶粒方向【等軸向(EquiAxial)，柱狀(Columnar)，優(yōu)選方向(Texture)，磊晶(Epitaxial)】－參見(jiàn)Fig. 2＊同質(zhì)異形結(jié)構(gòu)【非晶形矽(Amorphous Si)，複晶矽(Polycrystalline Si)，單晶矽(Single crystalline 穿透式電子顯微鏡分析時(shí)，通常是利用電子成像的繞射對(duì)比 (Diffraction Contrast)，作成明視野(Bright Field, BF)或暗視野(Dark Field, DF)影像，並配合繞射圖樣來(lái)進(jìn)行觀察。Ans：根據(jù)電子與物質(zhì)作用所產(chǎn)生的訊號(hào)，穿透式電子顯微鏡分析主要偵測(cè)的資料可分為三種：(Transmitted Electron)或彈性散射電子(Elastic Scattering Electron)成像，(Diffraction Pattern, DP)，來(lái)作微細(xì)組織和晶體結(jié)構(gòu)的研究， X光能譜分析儀(EDS)或電子能量散失分析儀(Electron Energy Loss在成像電子透鏡中距試片最近，故其對(duì)試片影像負(fù)第一次放大之責(zé)，對(duì)最後影像品質(zhì)的影響也最大。能量散佈分析儀主要是由擴(kuò)散鋰原子的矽晶接收器 ( Lithium Drifted Si pin diode, Si(Li) ) 為核心的固態(tài)偵測(cè)器，其中鋰是為了中和矽晶接收器中可能存在的其它雜質(zhì)，減少電子電洞對(duì) (ElectronHole Pairs ) 的再結(jié)合中心 ( Rebination Center )，使得偵測(cè)的效率準(zhǔn)確，由於此種偵測(cè)器必須要在低溫下操作，傳統(tǒng)機(jī)型係利用液態(tài)氮冷卻之，現(xiàn)在已有以冷凍邦浦冷卻的機(jī)型推出。各種單晶分析器具有特定的平面間距 (Interplanar Spacing)，不同的單晶材質(zhì)所能涵蓋的波長(zhǎng)範(fàn)圍不同，因此需慎重選擇適合的單晶分析器。圖633 以雷文生(Levenson)型,或稱間隔(Alternate)型為例,說(shuō)明向一圖形原理,此圖為概念圖圖11213 二次電子偵測(cè)器的位置及試片的方向圖11214 掃描式電子顯微鏡的影像訊號(hào)偵測(cè)和成像原理。答：所謂二次電子係指能量在 50 eV 以內(nèi)的電子，其產(chǎn)生率與試片的原子序 (Z) 無(wú)關(guān)，不同原子序的材料並不會(huì)有很大的對(duì)比差異，然而因?yàn)槠洚a(chǎn)生的位置在離試片表面 5 50 nm 以內(nèi)的深度，所以二次電子成像的對(duì)比通常與試片表面的高低形貌比較有關(guān)，以一個(gè)長(zhǎng)條形試片為例，試片以縱向?qū)χ鴤蓽y(cè)器 (請(qǐng)見(jiàn)圖11213) 可得到均勻的亮度，因?yàn)楫?dāng)電子束入射角度與試片表面的垂直方向成一夾角時(shí)，電子在試片內(nèi)的路徑將增加，二次電子的產(chǎn)生率也會(huì)隨之增加，影像的對(duì)比即隨夾角而改變，因此在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，試片基座必須具備傾斜和旋轉(zhuǎn)的功能，隨時(shí)能改變?cè)嚻^察的方向，以取得最佳的影像對(duì)比。原子力顯微鏡入射能量 ( E0 )、入射角及電子束的大小。穿透式電顯微鏡電子的加速電壓 (亦即波長(zhǎng)) 。入射能量的決定在於取得最好的歐傑訊號(hào)對(duì)雜訊的比值( S/N )，而非歐傑電子訊號(hào)的絕對(duì)值。一般說(shuō)來(lái)，歐傑電子能夠穿過(guò)材質(zhì)而未損其能量的脫離深度 (Escape Depth) 約在表面 30 埃 以內(nèi)，所以歐傑電子能譜儀便成為分析材料表面化學(xué)成份的重要工具，其動(dòng)能多在 20 ~ 2500 eV 之間，此深度和能量與一次粒子 (如入射電子束) 的能量無(wú)關(guān)。前者乃為元素的特性 X 光，常見(jiàn)的能量散佈分析儀、波長(zhǎng)散佈分析儀就是分析這種特性 X 光以鑑定成份，後者反應(yīng)中被激發(fā)而脫離原子束縛離開試片表面的另一電子即為歐傑電子，此電子同樣具有代表該原子特性的能量，因此分析歐傑電子亦可得材料成份的資訊。 (4) 聚焦式離子束顯微鏡聚焦式離子束顯微鏡的系統(tǒng)是利用電透鏡將離子束聚焦成非常小尺寸的顯微切割儀，目前商用系統(tǒng)的粒子束為液相金屬離子源 (Liquid Metal Ion Source, LMIS)，金屬材質(zhì)為鎵(Gallium, Ga)，因?yàn)殒壴鼐哂械腿埸c(diǎn)、低蒸氣壓、及良好的抗氧化力；典型的離子束顯微鏡包括液相金屬離子源、電透鏡、掃描電極、二次粒子偵測(cè)器、57軸向移動(dòng)的試片基座、真空系統(tǒng)、抗振動(dòng)和磁場(chǎng)的裝置、電子控制面板、和電腦等硬體設(shè)備，外加電場(chǎng) (Suppressor) 於液相金屬離子源 可使液態(tài)鎵形成細(xì)小尖端，再加上負(fù)電場(chǎng) (Extractor) 牽引尖端的鎵，而導(dǎo)出鎵離子束，在一般工作電壓下，尖端電流密度約為1 埃108 Amp/cm2，以電透鏡聚焦，經(jīng)過(guò)一連串變化孔徑 (Automatic Variable Aperture, AVA)可決定離子束的大小，再經(jīng)過(guò)二次聚焦至試片表面，利用物理碰撞來(lái)達(dá)到切割之目的。 B : 比例常數(shù)，~ 1 (4) 波長(zhǎng)散佈像差 (Chromatic Aberration)－因?yàn)殡娮拥牟ㄩL(zhǎng)會(huì)隨著加速電壓或透鏡電流不穩(wěn)而改變，也可能與試片作非彈性碰撞喪失能量，所以電磁透鏡的焦距變化與入射電子能量有關(guān)，可以據(jù)此導(dǎo)出影像模糊的半徑與波長(zhǎng)散佈像差係成正比。 (2) 球面像差 (Spherical Aberration)－這是來(lái)自物鏡的缺陷，不易校正。但是反過(guò)來(lái)說(shuō)，也因?yàn)榇┩甘诫娮语@微鏡分析具有穿透材料的能力，是作為產(chǎn)品逆向分析 (Reverse Engineering) 非常有利的工具。 穿透式電子顯微鏡分析時(shí)，通常是利用電子成像的繞射對(duì)比 (DiffractionContrast)，作成明視野 (Bright Field, BF) 或暗視野 (Dark Field, DF) 影像，並配合繞射圖樣來(lái)進(jìn)行觀察。Spectroscope, EELS) 作化學(xué)成份分析。 1. 無(wú)法看到試片表面的微細(xì)結(jié)構(gòu) 當(dāng)NA越大時(shí)，表示透鏡系統(tǒng)的品質(zhì)越高，s越小，也就是解析度越好；在實(shí)際的限制上， um，s大約為 x um/ = um；而為了要提高解析度，也可以將試片浸泡在折射率較高的介質(zhì)中，例如：油類 (n = )、水 (n = )，讓 s 值變小。s criterion)，解析度 (s) 可以用以下的公式來(lái)表示：(1) n 是介質(zhì)的折射率 θ是物鏡與試片間的半夾角 NA (Numerical Aperature) 表示透鏡系統(tǒng)的解析度和所形成的影像亮度的一組數(shù)值 關(guān)於試片被穿透的深度，多決定於入射粒子束的能量及入射的角度，而各種儀器所偵測(cè)得到的訊號(hào)強(qiáng)度則必須決定於二次粒子所產(chǎn)出的效率和偵測(cè)器的敏銳度；一般來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)分析儀器的影像解析度與帶電粒子束的加速電壓（或稱波長(zhǎng)）和透鏡系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，息息相關(guān)，而成份分析儀器的化學(xué)濃度偵測(cè)極限則多與粒子束的大小（或分析區(qū)域的尺寸)和偵測(cè)的方式有關(guān)；表1111中概略列