Ионно-лучевая литография — это метод сканирования сфокусированного пучка ионов в определенном порядке по поверхности с целью создания очень маленьких структур, таких как интегральные схемы или другие наноструктуры . [1]
Было обнаружено, что ионно-лучевая литография полезна для переноса высококачественных рисунков на трехмерные поверхности. [2]
Ионно-лучевая литография обеспечивает более высокое разрешение рисунка, чем УФ-, рентгеновская или электронно-лучевая литография, потому что эти более тяжелые частицы имеют больший импульс. Это дает ионному пучку меньшую длину волны , чем даже электронный пучок, и, следовательно, почти отсутствие дифракции. Импульс также уменьшает рассеяние в мишени и в любом остаточном газе. Также существует сниженный потенциальный радиационный эффект на чувствительные базовые структуры по сравнению с рентгеновской и электронно-лучевой литографией. [3]
Ионно-лучевая литография, или ионно-проекционная литография, похожа на электронно-лучевую литографию , но использует гораздо более тяжелые заряженные частицы, ионы . Помимо того, что дифракция незначительна, ионы движутся по более прямым траекториям, чем электроны, как через вакуум, так и через вещество, поэтому, по-видимому, существует потенциал для очень высокого разрешения. Вторичные частицы (электроны и атомы) имеют очень короткий радиус действия из-за более низкой скорости ионов. С другой стороны, интенсивные источники сложнее изготовить, и для данного диапазона требуются более высокие ускоряющие напряжения. Из-за более высокой скорости потери энергии, более высокой энергии частиц для данного диапазона и отсутствия значительных эффектов пространственного заряда, дробовой шум будет иметь тенденцию быть больше.
Быстро движущиеся ионы взаимодействуют с веществом иначе, чем электроны, и из-за их более высокого импульса их оптические свойства отличаются. Они имеют гораздо меньший пробег в веществе и движутся по нему более прямолинейно. При низких энергиях, в конце пробега, они теряют больше своей энергии атомным ядрам, а не атомам, так что атомы смещаются, а не ионизируются. Если ионы не рассеиваются из резиста, они легируют его. Потеря энергии в веществе следует кривой Брэгга и имеет меньший статистический разброс. Они более «жесткие» оптически, им требуются большие поля или расстояния для фокусировки или изгиба. Более высокий импульс сопротивляется эффектам пространственного заряда.
Ускорители частиц коллайдера показали, что можно фокусировать и направлять заряженные частицы с высоким импульсом с очень большой точностью.