용어의 정의

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집속 이온빔 나노제조(focused ion beam lithography)의 기본적인 방법은 전자빔 리소그래피(e-beam lithography)와 크게 다르지 않다. 다른점은 전자빔 대신 이온빔을 사용한다는 점이다. 이온의 발생장치는 일반적으로 텅스텐을 뾰족하게 만들어 사용하며 갈륨(Ga)과 같은 물질이 코팅되어 있다. 발생된 이온은 질량분리기(mass separator)를 통과하며 특정한 종류의 이온만이 선택되어 사용되며 이온빔을 원하는 방향으로 보내기 위하여 정전렌즈(electrostatic lens)가 붙어있다. 보통 10∼200keV 정도의 범위에 있는 이온빔이 사용된다. 이온은 전자에 비하여 훨씬 더 무거운 질량을 가지고 있는데, 이로 인하여 전자보다 침투하는 깊이도 훨씬 더 작아지게 된다. 이는 기판으로부터 되돌아오는 산란을 줄여주고 얇은 감광막을 쓸 수 있도록 하여 준다. 이 방법의 가장 큰 단점은 쓰기속도에 있다. 전자빔 리소그래피와 같이 모든 패턴을 빔을 조사하여 만들어야 될 뿐만 아니라, 이온빔의 밀도는 전자빔 밀도의 0.1∼0.01 정도이므로 전자빔 리소그래피보다 더 느려지게 된다.
따라서 이온빔은 실제로 리소그래피 보다는 다른 용도에 더 많이 쓰인다. 예를 들면 부분적으로 불순물을 섞는 일(implantation doping)이나, 의도적으로 손상(damage)를 만들어낼 때, 이온빔에 의한 물질 증착(deposition) 또는 이온빔을 사용하여 직접 물질을 깎아내는 건식에칭(dry etching)공정 등에 사용된다. 이러한 방법들은 집속 이온빔이 꼭 필요한 것 들이다. 현재 이온빔의 응용을 위해 연구되고 있는 분야로는 X-선 리소그래피를 위한 마스크의 제조와 수리, 양자 장치 제조, 스캐닝 프로브 팁(scanning probe tip)의 수리, 생체 분자의 미세 수술 등이 있다.