چکيده مقالهسيستمهاي باريکه يوني متمرکز به صورت تجاري در حدود 10 سال است که توليد ميشوند. در ابتدا کاربرد آنها فقط در صنعت نيمههادي بوده است. اين دستگاه بيشتر شبيه دستگاه ميکروسکوپي الکتروني روبشي عمل ميکند با اين تفاوت که در دستگاههاي FIB به جاي اشعه الکتروني از اشعه يونهاي گاليم استفاده ميشود.
باریکه یونی متمرکز (FIB) سيستمهاي باریکه یونی متمرکز به صورت تجاري در حدود 10 سال است که توليد ميشوند. در ابتدا کاربرد آنها فقط در صنعت نيمههادي بوده است. این دستگاه بیشتر شبيه دستگاه میکروسکوپی الکترونی روبشی عمل ميکند با اين تفاوت که در دستگاههاي FIB به جاي اشعه الکتروني از اشعه يونهاي گاليم استفاده ميشود.دستگاه FIB در جريانهاي پايين اشعه يونهاي گاليم براي تصويربرداري و در جريانهاي بالاي يونهاي گاليم براي اهداف بخصوصي مانند ماشينکاري و يا پاشش اتمي استفاده ميشود. همانطور که در شکل (1) مشاهده ميشود اشعه يونهاي Ga به سطح نمونه برخورد ميکند و مقداري از اتمهاي سطحي را به صورت يونهاي مثبت يا منفي و يا به صورت اتمهاي خنثي از سطح خارج ميکند. همچنین از برخورد اشعه یونهای گالیم با سطح الکترونهاي ثانويه توليد ميشود[1].
شكل 1- شماتیکی از عملکرد دستگاه FIB
از سيگنالهاي ناشي از يونهاي خارج شده از سطح و يا الکترونهاي ثانويه براي تصوير برداري استفاده ميشود. در جريانهاي پايين مقدار کمي از ماده از سطح خارج و کنده ميشود. بنابراين ميتوان تصاويري با قدرت تفکيک چند نانومتر بدست آورد. در جريانهاي بالاتر نيز مقدار زيادي از سطح کنده ميشود و ميتوان براي ماشينکاري مواد در مقياس زير ميکرومتر استفاده کرد.در نمونههاي نارسانا از يک تفنگ الکتروني کم انرژي براي خنثيسازي استفاده ميشود. در اين حالت همچنين ميتوان نمونههاي نارسانا را بدون پوششدهي و رسانا کردن تصويربرداري و يا ماشينکاري کرد.
شکل(2) شماتیکی از ساختمان دستگاه FIB
قابل ذکر است که در دستگاه هاي SEM پوششدهي نمونههاي نارسانا براي تصويربرداري مورد نياز ميباشد. علاوه بر اشعه يوني اوليه، ميتوان از اشعه يونهاي ديگر نيز بر روي نمونه استفاده کرد. اين گازها ميتوانند با اشعه گاليم اوليه واکنش داده و به عنوان اچ کننده انتخابی سطح به کار روند و يا براي رسوبدهي مواد رسانا و يا نارسانا توسط اشعه يونهاي اوليه به کار روند.تا به امروز بيشترين کاربرد دستگاه FIB در صنعت نيمههادي بوده است. برخي از اين کاربردها عبارتند از : آناليز عيوب، بهسازي مدار، تعمير ماسکها و آماده سازي نمونههاي TEM.امروزه FIBها قدرت تفکيک بالايي دارند و ميتوان از آنها براي ماشينکاري نمونهها به صورت درجا استفاده کرده و همچنين در حین ماشینکاری از نمونه تصويربرداري کرد. علاوه بر کاربردهاي FIB در نيمههاديها اين دستگاه در علم مواد نيز کاربردهاي بسيار زيادي دارد. از قبيل اندازهگيري رشد ترک، تغيير فرم کامپوزيتهاي زمينه فلزي، چسبندگي پوششهاي پليمري و غيرهقابليتهاي دستگاه FIB در نيمههاديها و مهندسي مواد: [2]1- اچ کردن به کمک گازهاي XeF و XeCl 2- رسوبدهي فلزات3- ماشينکاري مواد تا قدرت تفکيک چند ده نانومتر4- تصويرگيري از سطوح با استفاده از الکترونها و يونهاي ثانويه( اين تصاوير ميتوانند با تصاوير SEM رقابت داشته باشند).5- تصويرگيري از کنتراست دانهها بدون اچ کردن ماده 6- بررسي وضعيت شيميايي سطوح به خصوص در مطالعات خوردگي 7-مقطع زني و تصوير برداري از سطوح مراجع: 1- http://www.fibics.com2- http://www.iisb.fraunhofer.de
ضمیمه1- لیست مدل های جدید دستگاه FIB