聚 焦離子束(Focus Ion Beam,FIB),具有許多獨特且重要的功能,已廣泛的應用於半導體工業上,其特性在於能將以往在半導體設計、製造、檢測及故障分析上許多困難、耗時或根本無法達成之問題一一解決。例如精密定點切面、晶粒大小分佈檢測、微線路分析及修理等。在微分析領域內,離子束研磨最先被用在穿透式電子顯微鏡之試片研磨上,其離子束為直徑1-2cm之氬離子,而直到液態金屬離子源發展之後,以鎵(Ga)為離子源的商用FIB才上市。FIB最早被使用在半導體業界之光罩修補,接著又被使用在導線之切斷或連結。之後,一系列的應用被開展出來,例如微線路分析及結構上之故障分析等等。目前已是半導體業使用之儀器中成長最快之一。
聚焦離子數的原理與掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM)相似,主要之差別在於FIB使用離子束作為照射源,而離子束比電子具大電量及質量,當其照設置固態樣品上時會造成一連串之狀汲極能量傳遞,而在是片表面發生氣化、離子化等現象而濺出中性原子、離子、電子及電磁波,當撞擊傳入試片較內部時亦會造成晶格破壞、原子混何等現象,最後入射離子可能植入試片內部。目前聚焦式離子束曝光系統在電阻膠上曝光的線寬可小到約10毫微米(參考Rau et al., N.(1998))。FIB的工作對象可以是電阻膠也可以是某些薄膜。這是因為有些薄膜在被離子撞擊後,它對腐蝕(etch)的抵抗力或被氧化的速率會改變。利用這種特性,我們可以直接在這些薄膜上用FIB來寫圖案。例如在氧化矽的薄膜上打入氫離子、氘離子或氦離子可增加它的腐蝕率,如果在這薄膜上打入矽離子則將會提高它的氧化率。