La litografía por haz de iones es la práctica de escanear un haz enfocado de iones de manera esquemática a lo largo de una superficie para crear estructuras muy pequeñas, como circuitos integrados u otras nanoestructuras . [1]
Se ha descubierto que la litografía por haz de iones es útil para transferir patrones de alta fidelidad en superficies tridimensionales. [2]
La litografía por haz de iones ofrece una mayor resolución de los patrones que la litografía por rayos ultravioleta, rayos X o haz de electrones porque estas partículas más pesadas tienen más momento. Esto le da al haz de iones una longitud de onda más pequeña que incluso un haz de electrones y, por lo tanto, casi no hay difracción. El momento también reduce la dispersión en el objetivo y en cualquier gas residual. También hay un efecto de radiación potencial reducido en las estructuras subyacentes sensibles en comparación con la litografía por rayos X y haz de electrones. [3]
La litografía por haz de iones, o litografía por proyección de iones, es similar a la litografía por haz de electrones , pero utiliza partículas cargadas mucho más pesadas, los iones . Además de que la difracción es despreciable, los iones se mueven en trayectorias más rectas que los electrones tanto a través del vacío como a través de la materia, por lo que parece haber un potencial para una resolución muy alta. Las partículas secundarias (electrones y átomos) tienen un alcance muy corto, debido a la menor velocidad de los iones. Por otro lado, las fuentes intensas son más difíciles de crear y se necesitan voltajes de aceleración más altos para un rango determinado. Debido a la mayor tasa de pérdida de energía, mayor energía de las partículas para un rango determinado y la ausencia de efectos de carga espacial significativos, el ruido de disparo tenderá a ser mayor.
Los iones que se mueven rápidamente interactúan con la materia de forma diferente a como lo hacen los electrones y, debido a su mayor momento, sus propiedades ópticas son diferentes. Tienen un alcance mucho más corto en la materia y se mueven más directamente a través de ella. A bajas energías, al final del alcance, pierden más de su energía en los núcleos atómicos, en lugar de en los átomos, de modo que los átomos se dislocan en lugar de ionizarse. Si los iones no se liberan de la resina, la dopan. La pérdida de energía en la materia sigue una curva de Bragg y tiene una dispersión estadística menor. Son ópticamente "más rígidos", requieren campos o distancias mayores para enfocarse o doblarse. El mayor momento resiste los efectos de la carga espacial.
Los aceleradores de partículas colisionadores han demostrado que es posible enfocar y dirigir partículas cargadas de alto momento con gran precisión.