聚焦离子束技术
定义：把离子束集中在亚微米乃至纳米量级上，利用偏转系统与加速系统控制离子束的扫描运动来检测分析微纳米图形并对微纳米结构进行无掩模处理。
离子源：液态金属镓
应用：掩模板修复、电路修正、失效分析、透射电子显微镜样品制备、三维结构直写等方面。
基本组成：离子源、电子透镜、扫描电极、二次粒子探测器、多轴多向移动的样品台、真空系统。
聚焦离子束与SEM一样，通过偏转系统控制离子束在样品表面进行光栅式扫描，同时由信号探测器接受被激发出来的二次电子或二次离子等信号，从而得到样品表面的形貌图像。FIB激发的二次电子信号强度除了与表面形貌有关外，还因样品的晶体取向、原子质量有明显的不同。
FIB获得的图像SEM获得的表面形貌包含的信息更为丰富。
FIB可以分析薄膜材料每层厚度，也可以用作成分分析。
FIB+EDS 可以做三维成分分析。
刻蚀和切割是聚焦离子束技术的最大作用。FIB控制偏转系统对离子束扫描路径和扫描区域进行偏转，以根据所设图案对所设计结构进行刻蚀。
在刻蚀过程中，溅射溢出的颗粒大部分被真空泵抽走，但有部分会掉落在被刻蚀区域附近，这一过程成为再沉积。再沉积会对临近的结构形成填埋，因此在刻蚀多个相邻的结构时，通常采用并行的模式，以减小再沉积的影响。
聚焦离子束在微纳米结构加工制造中的实际应用中，由于FIB自身的特点和被加工材料等因素的影响，最终加工制造出来的微纳米结构有时也会出现一些缺陷，其中包括:
1.倾斜侧壁
聚焦后的束斑中，离子呈高斯分布，距离束斑中心越近，离子相对个数越多。若离子束以单个像素点蚀刻轰击试样，则会在锥形截面轮廓上产生孔洞。随刻蚀深度增大，截面锥度会逐渐降低至饱和。由于材料与其晶体取向的差异，其截面一般具有~4度锥度。
要想得到与样品表面完全垂直的截面，通常采用将样品人为倾斜特定的角度，以弥补截面与离子束入射角度之间的偏差。另外，还可以采用侧向入射的方式进行切割，通过定义刻蚀图案来控制截面与表面的角度，灵活地加工出形状更加复杂的三维微纳米结构。
2.窗帘结构
聚焦离子束加工样品截面时，另外一个需要关注的问题是截面的平整度，有时会在截面上出现竖直条纹，被称为窗帘结构。窗帘结构的形成与聚焦离子束切割固有的倾斜侧壁密切相关，当样品表面有形貌起伏或成分差异时，会产生刻蚀速率的差异，就会形成窗帘结构。
对于表面形貌起伏造成窗帘结构的问题，解决方法一般是采用FIB辅助化学气相沉积的方法在试样表面生长保护层来平整试样表面；还可通过改变离子束入射方向在无起伏表面上进行切割来避免其效应。对成分差异导致窗帘结构可采用摇摆切割方式实现离子束多角度入射消除。
3.非均匀刻蚀
聚焦离子束能够直接、快速地对微纳米平面图形结构进行加工与制造，而对非晶体材料或者单质单晶材料进行FIB刻蚀往往能够获得很光滑的轮过形状与底面，而对多晶材料及多元化合物材料而言，因各晶粒取向的差异，不同晶粒区域刻蚀速率会有所不同，往往表现为非均匀刻蚀且底面不平。
对于多晶材料刻蚀出现的非均匀性加工缺陷，可以通过增大离子束扫描每点的停留时间来加以改善。聚焦离子束轰击固体材料时，固体材料的原子被溅射逸出的过程中，部分原子会落回样品表面，该过程称为再沉积。增大离子束在每点的停留时间，再沉积的影响就会增强，再沉积的原子落入凹陷处的几率更高，可以起到平坦化的作用，从而改善刻蚀底面的平整性。
气体辅助刻蚀可以大大提高刻蚀速率，减少再沉积，提高深宽比极限。（离子束辅助沉积）
聚焦离子束辅助沉积实际上是利用高能离子束辐照诱导特定区域发生化学气相沉积反应，有时也称为离子束诱导沉积。
由于辅助沉积过程中，离子束不断地轰击样品表面，刻蚀与沉积的过程并存。
因此，应严格控制束流密度。
刻蚀技术
微电子过程中刻蚀工艺一般多被用作微纳图形结构传递的手段，即把光刻，压印或者电子束曝光等获得的微纳图形结构由光刻胶传递至功能材料的表面。
一、刻蚀的表征：
1. 刻蚀速率，目标材料单位时间内刻蚀的深度。
2. 择比也叫抗刻蚀比，是刻蚀过程中掩模与刻蚀衬底材料的刻蚀速率之比。
3. 方向性或各向异性度，是掩模图形中暴露位置下方的衬底材料在不同方向上刻蚀速率的比。
4. 蚀刻深宽比是指蚀刻某一具体图形时图的特征尺寸与其所能蚀刻的相应最大深度之间的比值，它体现了蚀刻对各向异性蚀刻的保留。
5. 刻蚀粗糙度，包括边壁的粗糙度和刻蚀位置底面的粗糙度，能反映出刻蚀的均匀性和稳定性。
6. 关键尺寸。
7. 最小特征线宽。
8. 均匀性。
9. 可重复性。
二、离子束刻蚀
离子束刻蚀作为一个纯物理过程可以应用在任何物质上，所以离子束刻蚀掩模与衬底之间不能存在太大的选择比而无法达到更深的刻蚀效果。
为了克服离子束刻蚀中出现的问题，引入了化学反应机制，离子轰击与化学反应结合的反应离子刻蚀（RIBE）和化学辅助离子束刻蚀（CAIBE）。
在RIBE中，离子定向轰击保证了离子与目标材料的化学反应具有很好的方向性，因而使RIBE同样具有较高的各向异性能力；另外还能强化表面所吸附气体分子与表面材料的化学反应，从而成倍的提高了对目标材料的刻蚀速度，同时大大提高了刻蚀的选择比，使得大深宽比的图形刻蚀成为可能。
离子束刻蚀过程中刻蚀速率受入射离子的能量，束流密度，离子入射角度，材料成分和温度以及气体和材料的化学反应状态和速率等多种因素的影响、刻蚀生成物，物理及化学功能的强弱比例，材料的类型以及电子的中和度。
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