FIB
focused ion beam
集束イオンビームとは、イオンを電界で加速したビームを細く絞ったもの。
集束イオンビームは、微細加工、蒸着、観察などの用途に用いられる。
微細加工用のFIB装置では、ガリウム(Ga)イオンビームが用いられており、集束イオンビームを当てて試料表面の原子をはじきとばすこと(スパッタリング現象)によって試料を削っている。
集束イオンビームは数100nmから数nmまで絞ることができるので、ナノ領域での加工が可能である。加速電圧と電流密度が高いほど加工速度も速くなるが、加工表面近傍のダメージ層も厚くなってしまう。また、はじき飛ばされた原子は、周辺に再堆積(リデポジション)する。
集束イオンビームによる蒸着には、直接蒸着法と集束イオンビームアシスト蒸着法の2つがある。
直接蒸着法:Cu,Al,Auなどの金属を低エネルギーのイオンビームにして、試料に蒸着させる蒸着法。
集束イオンビームアシスト蒸着法:試料表面に吸着したガスがイオンビームにより分解することを利用した化学気相堆積(CVD: chemical vapor deposition)法。蒸着される元素はイオンビームの種類ではなく、導入されるガスの種類によって決まり、Pt, W, Au, Cなどが一般的。
集束イオンビームを用いてSIM(Scanning Ion Microscope:走査イオン顕微鏡)像を観測することができる。SIMとは、イオンビームを試料に照射させたときに飛び出してくる2次電子を測定することにより試料表面の様子を観測する方法である。集束イオンビームを用いてエッチングをした試料を、同じ装置でSIM像を観測するといったことができる。