Litografia por feixe de íons é a prática de varrer um feixe focalizado de íons de maneira padronizada sobre uma superfície com o objetivo de criar estruturas muito pequenas, como circuitos integrados ou outras nanoestruturasF. Watt∗, A. A. Bettiol, J. A. Van Kan, E. J. Teo and M. B. H. Breese http://www.ciba.nus.edu.sg/publications/files/pbw/pbw2005_1.pdf "Ion Beam Lithography and Nanofabrication: a Review"], The Guardian, London, 17 December 2004. Retrieved on 2011-03-03.
Detalhes A litografia por feixe de íons demonstrou ser útil para transferir padrões de alta fidelidade em superfícies tridimensionais.Dhara Parikh, Barry Craver, Hatem N. Nounu, Fu-On Fong, and John C. Wolfe, "Nanoscale Pattern Definition on Nonplanar Surfaces Using Ion Beam Proximity Lithography and Conformal Plasma-Deposited Resist", Journal of Microelectromechanical Systems, vol. 17, no. 3, June 2008
A litografia por feixe de íons oferece padronização (patterning) de maior resolução do que a litografia por UV, raios X e feixe de elétrons, porque essas partículas mais pesadas possuem maior momento (quantidade de movimento). Isso confere ao feixe de íons um comprimento de onda menor até mesmo que o de um feixe de elétrons e, portanto, praticamente nenhuma difração.
O maior momento também reduz o espalhamento (scattering) no material-alvo e em qualquer gás residual. Além disso, há um potencial reduzido de efeitos de radiação sobre estruturas subjacentes sensíveis quando comparado à litografia por raios X e por feixe de elétrons.
A litografia por feixe de íons, ou litografia por projeção de íons, é semelhante à litografia por feixe de elétrons, mas utiliza partículas carregadas muito mais pesadas, os íons.
Além de a difração ser desprezível, os íons se deslocam em trajetórias mais retas do que os elétrons, tanto no vácuo quanto na matéria, o que sugere potencial para uma resolução muito alta. As partículas secundárias (elétrons e átomos) possuem alcance muito curto, devido à menor velocidade dos íons.
Por outro lado, fontes intensas são mais difíceis de produzir, e são necessárias tensões de aceleração mais altas para alcançar um determinado alcance. Devido à maior taxa de perda de energia, à necessidade de maior energia das partículas para um mesmo alcance e à ausência de efeitos significativos de carga espacial, o ruído estatístico (shot noise) tende a ser maior.
Íons em movimento rápido interagem com a matéria de forma diferente dos elétrons e, devido ao seu maior momento (quantidade de movimento), suas propriedades ópticas também são diferentes. Eles têm um alcance muito menor na matéria e atravessam-na de maneira mais retilínea.
Em baixas energias, no final do seu alcance, perdem uma parte maior de sua energia para os núcleos atômicos, em vez de para os átomos como um todo, de modo que os átomos são deslocados (desalojados) em vez de ionizados. Se os íons não se difundirem para fora do resist (material sensível usado na litografia), eles podem dopá-lo.
A perda de energia na matéria segue uma curva de Bragg e apresenta menor dispersão estatística. Opticamente, eles são mais ‘rígidos’, exigindo campos ou distâncias maiores para serem focalizados ou desviados. O maior momento também resiste aos efeitos de carga espacial.
Aceleradores de partículas do tipo colisor demonstraram que é possível focalizar e direcionar partículas carregadas de alto momento com altíssima precisão.
Ver também
Litografia por feixe de elétrons Litografia por imersão Litografia por Raios X Fotolitografia
Referências
Categoria:Fotolitografia Categoria:Litografia