集成电路制造三维结构光学光刻技术

可实现制造技术

被称为制造科学的许多东西都可应用在很大范围内的产品和尺寸比
例上。密切相关的制造能力和质量控制无论在军事上还是在民用市场都
会随着产品的类型和规格的不同而有很大改变。在某种材料(例如：飞
机涡轮发动机叶片的磨光金属表面)上完成的微型表面加工与制造相似
尺寸下的MEMS器件部分(例如：亚微米级的微型加速计)是完全不同的。
类似地，生产纳晶体材料与制造分子电子产品也是完全不一样的。在这
一章，委员会考虑了一些制造产品的总的方面及某些特殊的方面，这些
产品的性能取决于结构、材料、还有微米或纳米尺寸下的化学特性。

应用于军事上的材料、零部件、子系统、系统以及平台主要从工业
上购买。很少是由国防部制造的军事硬件。因此，用于军事方面的工业
制造是·十分重要的。这一点适用于合金、天线、雷达、导弹以及飞机
等这些现代军事武器，但更适用于微纳米技术所制造的硬件。图4-1总
结了不同的单元在寻求、维修、使用军事硬件方面所起的作用。

集成电路的制造是一个自上而下的过程，其起始点是一个平面晶片
，在这个表面定义图案并且经过添加(薄膜淀积和生长)或去除(蚀刻)工
艺而成。这些已经发展成为非常精密的企业，可以低成本，大批量生产
极其复杂(约1亿个晶121体管)可靠的电路。然而，这会有很多限制。其
中一个就是将基于光学的光刻技术扩展至纳米尺寸，这个尺寸比紫外线
的光学波长小很多。另一方面是使用在ICs上材料的限制。纳米技术委
员会正在调查研究基于各种材料的不同技术，但能否把这些技术不同的
处理要求协调在一起还不很明朗。

纳米尺度下的自组装是一种完全不同的制造方法。它利用分子和分
子间力来定义原子、纳米和微米结构。自组装依靠适当的方向和控制，
这些是在工艺的各个阶段由子单元或以积木的方式预编程所完成的，如
包含在子单元中的识别元素。晶体生长是一个精细的、大范围次序自组
装的范例。生存物种证明了具有交互功能的、复杂的三维结构是有可能
的。由上而下(光刻和图形转化)和由下而上(自组装)的方法结合在一起
为把当前的差距过渡到这些范例提供了一种方法。

这些不可调和的原材料问题来自于不同的设备和子系统的个体最优
化，还有在很小的比例上类似组装工艺到自动组装线。在这里，由上而
下(拾取和放置)和由下而上，  自组装激励方法(DNA辅助)都正处于大
量的调查研究中。

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