• 한국정밀공학회지
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• 제24권8호통권197호
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• pp.108-115
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• 2007

3D nano-scale manufacturing is an important aspect of advanced manufacturing technology. A key element in ability to view, fabricate, and in some cases operate micro-devices is the availability of tightly focused particle beams, particularly of photons, electrons, and ions. The use of ions is the only way to fabricate directly micro-/ nano-scale structures. It has been utilized as a direct-write method for lithography, implantation, and milling of functional devices. The simulation of ion beam induced physical and chemical phenomena based on sound mathematical models associated with simulation methods is presented for 3D micro-/nanofabrication. The results obtained from experimental investigation and characteristics of ion beam induced direct fabrication will be discussed.

• 한국정밀공학회지
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• 제24권10호
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• pp.109-116
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• 2007

Focused ion beams are a potential tool for micro/nano structure fabrication while several problems still have to be overcome. Redeposition of sputtered atoms limits the accurate fabrication of micro/nano structures. The challenge lies in accurately controlling the focused ion beam to fabricate various arbitrary curved shapes. In this paper a basic approach for the focused ion beam induced direct fabricate of fundamental features is presented. This approach is based on the topography simulation which naturally considers the redeposition of sputtered atoms and sputtered yield changes. Fundamental features such as trapezoidal, circular and triangular were fabricated with this approach using single or multiple pass box milling. The beam diameter(FWHM) and maximum current density are 68 nm and $0.8 A/cm^2$, respectively. The experimental investigations show that the fabricated shape is well suited for the pre-designed fundamental features. The characteristics of ion beam induced direct fabrication and shape formation will be discussed.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.71-75
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• 2006

The application of focused ion beam (FIB) technology in micro/nano machining has become increasingly popular. Its usage in micro/nano machining has advantages over contemporary photolithography or other micro/nano machining technologies such as small feature resolution, the ability to process without masks and being accommodating for a variety of materials and geometries. The target of this paper is the analysis of FIB sputtering process according to tilt angle, dwell time and overlap for application of 3D micro and pattern fabrication and to find the effective beam scanning conditions using Taguchi method. Therefore we make the conclusions that tilt angle is dominant parameter for sputtering yield. Burr size is reduced as tilt angle is higher.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.581-584
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• 2005

Ion beam processing is one of the key technologies to realize mastless and resistless sub 50nm nano fabrication. Unwanted effects, however, may occur since an energetic ion can interact with a target surface in various ways. Depending on the ion energy, the interaction can be swelling, deposition, sputtering, re-deposition, implantation, damage, backscattering and nuclear reaction. Sputtering is the fundamental mechanisms in ion beam induced direct patterning. Re-deposition and backscattering are unwanted mechanisms to avoid. Therefore understanding of ion beam-solid interaction should be advanced for further ion beam related research. In this paper we simulate some important interaction mechanisms between energetic incident ions and solid surfaces and the results are compared with experimental data. The simulation results are agreed well with experimental data.

• 한국재료학회지
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• 제10권1호
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• pp.77-82
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• 2000

1 keV $Ar^+$ 이온빔을 이용하여 polytetrafluoroethylene (PTFE)의 표면을 개질하고 그 위에 $5000\;{\AA}$의 구리 박막을 이온빔 스퍼터링법을 이용하여 증착하였다. 이온빔 조사에 의하여 PTFE의 표면에는 cone이 형성되며 cone의 높이는 이온 조사량이 증가함에 따라 점차로 증가함을 알 수 있었다. x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) 분석을 통하여 조사된 PTFE의 표면에서는 이온 조사량이 증가함에 따라 Fls peak의 강도가 감소하며 이는 F 원자의 선택적인 스퍼터링에 기인한 것으로 생각된다. 또한 이온 조사에 의해 생성된 불안정한 사슬들은 crosslinking에 의하여 새로운 C-F 계열의 결합들을 생성하였다. 이온빔 스퍼터링법에 의하여 증착된 구리 박막은 PTFE 표면의 cone을 따라 균일하게 증착되며 PTFE의 표면 거칠기가 증가함에 따라 (111) 방향으로 우선 성장함을 알 수 있었다. 증착된 구리 박막의 비저항은 개질전 PTFE의 $2.7{\mu}{\Omega}cm$에서 $1{\tiems}10^{16}/\textrm{cm}^2$의 이온 조사량으로 개질된 PTFE의 $4.3{\mu}{\Omega}cm$까지 이온 조사량에 따라 점차로 증가하였다. $1{\tiems}10^{17}/\textrm{cm}^2$의 이온 조사량으로 개질된 PTFE 위에 증착된 구리 박막의 갑작스런 비저항 증가는 구리 박막의 단락에 의한 것으로 보인다.

• 한국재료학회지
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• 제5권2호
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• pp.239-245
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• 1995

단일 이온원을 사용하는 이온빔 스퍼터링법을 이용하여 Mn-Zn페라이트 박막을 증착하였다. 기판은 1000$\AA$의 산화막이 입혀진 실리콘 웨이퍼를 사용하고 타깃은 (110)Mn-Zn 페라이트 단결정위에 Fe 금속선을 부착한 모자이크 타깃을 사용하엿다. 산소의 유입없이 성장된 박막은 금속선으로부터 스퍼터링된 금속이온들에 의해 상대적인 산소결핍을 나타내어 Wustite 구조를 가졌으며, 이를 해결하기 위해 기판주위로 산소를 유입시켜 증착시킨 결과(111) 우선배향성을 가지는 스피넬 페라이트 상의 박막을 얻을 수 있었다.박막의 성장속도는 이온빔 인출전압, 이온빔 입사각이 증가할수록 감소하였고, 기판과 타깃과의 거리가 멀어질수록 감소하였다. 낮은 이온빔 인출전압에서는 인출전압의 증가에 따라서 박막의 결정화가 향상되었지만, 매우 높은 인출전압에서는 이차이온의 에너지가 너무 높아 박막에 손상을 가하게 되므로 인출전압이 증가할수록 박막의 결정화는 오히려 저하되었다. 스피넬 구조를 가지는 페라이트 박막들은 페리자성을 나타내었으며 박막면에 평행한 방향으로 자화용이축을 가졌다.

• 한국자기학회지
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• 제17권6호
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• pp.221-225
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• 2007

[ $Co_{73}Pt_{27}-TiO_2$ ] 수직자기 기록매체에 대해 집속이온빔(FIB)을 이용한 $Ga^+$ 이온 조사에 따른 자기적 특성의 변화를 조사하였다. $Ga^+$ 이온 도즈량을 $1\times10^{15}ions/cm^2$에서 $30\times10^{15}ions/cm^2$까지 증가시켰을 때 도즈량 $20\times10^{15}ions/cm^2$ 이상에서 수직자기이방성 및 강자성 특성이 사라지는 것이 관찰되었으며, 이는 스퍼터링 효과에 따른 수직자기 기록층의 두께 감소보다는 $Ga^+$ 이온 주입에 따른 수직자기 기록매체내의 조성 분포의 변화에 따른 것으로 보인다. $Ga^+$ 이온 조사법을 이용하며 $70\times70nm^2,\;100\times100nm^2$ 크기의 자기구조체 패턴을 형성하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2008년도 추계학술발표대회 및 제15회 신소재 심포지엄
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• pp.27.1-27.1
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• 2008

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.535-536
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• 2006

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2006년도 제30회 학술논문발표회 초록집
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• pp.112-112
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• 2006