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内容简介

　　《微纳米加工技术及其应用（第3版）》集作者多年来的实践经验与研究成果，并结合近年来国际上的最新发展，综合介绍微纳米加工技术的基础，包括光学曝光技术、电子束曝光技术、聚焦离子束加工技术、扫描探针加工技术、微纳米尺度的复制技术、各种沉积法与刻蚀法图形转移技术、间接纳米加工技术与自组装纳米加工技术。对各种加工技术的介绍着重讲清原理，列举基本的工艺步骤，说明各种工艺条件的由来，并注意给出典型工艺参数；充分分析各种技术的优缺点及在应用过程中的注意事项；以大量图表与实例说明各种加工方法，避免烦琐的数学分析；并以专门一章介绍微纳米加工技术在现代高新技术领域的应用，包括超大规模集成电路技术、纳米电子技术、光电子技术、高密度磁存储技术、微机电系统技术、生物芯片技术和纳米技术。通过应用实例说明现代高新技术与微纳米加工技术的不可分割的关系，并演示如何灵活应用微纳米加工技术来推动这些领域的技术进步。
　　与国内外同类出版物的相比，《微纳米加工技术及其应用（第3版）》的显著特点是将用于超大规模集成电路生产、用于微机电系统制造与用于纳米技术研究的微纳米加工技术综合介绍，并加以比较。首次将微纳米加工归纳为平面工艺、探针工艺和模型工艺三种主要类型，突出了微纳米加工与传统加工技术的不同之处。全书既注重基础知识又兼顾微纳米加工领域近年来的最新进展，并列举大量参考文献与互联网链接网址，供进一步发掘详细信息与深入研究。因此不论是对初次涉足这一领域的大专院校的本科生或研究生，还是对已经有一定工作经验的专业科技人员，都具有很好的参考价值。

作者简介

　　崔铮，东南大学（原南京工学院）本科毕业（1981年），并获该校硕士（1984年）和博士（1988年）学位。1989年受英国科学与工程研究委员会访问研究基金全额资助（SERC Visiting Fellowship），到英国剑桥大学微电子研究中心做博士后研究。1993年到英国卢瑟福国家实验室微结构中心做高级研究员。1999年起任英国卢瑟福国家实验室微结构中心首席科学家（Principal Scientist）以及微系统技术中心负责人（Group Leader）。在英国工作的20年中，先后参加和主持各种科研项目25项，其中lO项为项目首席科学家。2004年当选为英国工程技术学会（IET）会士（Fellow）。先后独立与合作发表学术论文190余篇。2005年出版中文专著《微纳米加工技术及其应用》（高等教育出版社），2006年出版该书的英文版《Micro- Nanofabrication Technologies and Applications》（高等教育出版社，Springer），2008年出版英文专著《Nanofabrication：Principles. Capabilities and Limits》（Springer），2009年出版《微纳米加工技术及其应用》（第二版）（高等教育出版社）。自1994年以来开始与国内开展合作，先后受聘为国内多家科研单位与大学的客座研究员、客座教授。2002年受聘为中国科学院海外评审专家。2004年获中国科学院海外杰出学者（B类）基金。2007年参加中国科学院物理研究所纳米电子材料与器件海外合作团队。2009年9月入选中共中央组织部第二批“千人计划”（创新类），10月全职回国到中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所工作，创立了国内首个印刷电子技术研究中心。2011年1月创立苏州纳格光电科技有限公司，致力于将印刷电子技术推向产业化。2012年3月，领衔印刷电子技术研究中心科研团队集体编著了中国第一本印刷电子学方面的专著《印刷电子学：材料、技术及其应用》（高等教育出版社）。目前担任中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所印刷电子学研究部主任。

内页插图

目录

第1章 绪论
1.1 微纳米技术与微纳米加工技术
1.2 微纳米加工的基本过程与分类
1.3 本书的内容与结构
参考文献

第2章 光学曝光技术
2.1 引言
2.2 光学曝光方式与原理
2.2.1 掩模对准式曝光
2.2.2 投影式曝光
2.3 光学曝光的工艺过程
2.4 光刻胶的特性
2.4.1 光刻胶的一般特性
2.4.2 正型光刻胶与负型光刻胶的比较
2.4.3 化学放大胶
2.4.4 特殊光刻胶
2.5 光学掩模的设计与制作
2.6 短波长曝光技术
2.6.1 深紫外曝光技术
2.6.2 极紫外曝光技术
2.6.3 X射线曝光技术
2.7 大数值孔径与浸没式曝光技术
2.8 光学曝光分辨率增强技术
2.8.1 离轴照明技术
2.8.2 空间滤波技术
2.8.3 移相掩模技术
2.8.4 光学邻近效应校正技术
2.8.5 面向制造的掩模设计技术
2.8.6 光刻胶及其工艺技术
2.8.7 二重曝光与加工技术
2.9 光学曝光的计算机模拟技术
2.9.1 部分相干光成像理论
2.9.2 计算机模拟软件COMPARE
2.9.3 光学曝光质量的比较
2.10 其他光学曝光技术
2.10.1 近场光学曝光技术
2.10.2 干涉光学曝光技术
2.10.3 无掩模光学曝光技术
2.10.4 激光三维微成型技术
2.10.5 灰度曝光技术
2.11 厚胶曝光技术
2.11.1 传统光刻胶
2.11.2 SU-8光刻胶
2.12 LIGA技术
2.12.1 用于LIGA的X射线光源
2.12.2 X射线LIGA掩模
2.12.3 用于X射线LIGA的厚胶及其工艺
2.12.4 影响X射线LIGA图形精度的因素
参考文献

第3章 电子束曝光技术
3.1 引言
3.2 电子光学原理
3.2.1 电子透镜
3.2.2 电子枪
3.2.3 电子光学像差
3.3 电子束曝光系统
3.4 电子束曝光图形的设计与数据格式
3.4.1 设计中的注意事项
3.4.2 中间数据格式
3.4.3 Auto CAD数据格式
……

第4章 聚焦离子束加工技术
第5章 扫描探针加工技术
第6章 复制技术
第7章 沉积法图形转移技术
第8章 刻蚀法图形转移技术
第9章 间接纳米加工技术
第10章 自组装纳米加工技术
第11章 微纳米加工技术的应用

前言/序言

　　记得1994年夏天我第一次回国，到成都参加中国科学院青年学者学术讨论会，会议的主题是光学技术在微细加工中的应用。那时的微细加工还主要集中在半导体集成电路工艺技术领域。在那次学术讨论会上我介绍了我在英国从事的有关0.35V，m集成电路光学曝光技术的研究。国内同行的专家都感叹国内外发展水平的差距，却又无能为力。中国由于长期以来受到西方先进工业国家的封锁与禁运，西方只把落后的或淘汰的微细加工设备卖给中国。虽然国家投入大量资金与人力，自主开发包括光学曝光机、电子束曝光系统与聚焦离子束加工系统等微细加工设备，但性能与可靠性总是与国外设备有差距.而且从样机研制到推广使用，中间还有很大距离。所以，中国的微细加工技术发展与应用同国外相比差距是太大了。而当时的形势是韩国与中国台湾地区正在超过日本，成为亚洲半导体集成电路加工生产的主要基地。中国大陆地区若不奋起直追，就可能在这一高科技领域越加落后。1995年我在国内《科学》杂志上撰文，系统介绍了光学、电子束、离子束与x射线曝光技术在超大规模集成电路加工方面的应用（VLSI微细加工技术，科学，1995年第3期），希望能对国内微细加工技术的发展有所启发。值得欣慰的是中国在过去的10年中，尤其是最近几年已疾步赶上来。一方面是国力强盛了，另一方面是西方工业国家为打入中国市场已开放了先进微细加工设备对中国的出口。这10年中，我每年都回国讲学或进行合作研究，亲眼目睹了中国一些大学与研究所相继建立起具有与国外一流水平实验室相媲美的微细加工基础设施，装备了先进的微细加工设备。中国的半导体集成电路生产企业也已跻身世界前五大公司的行列。除了微电子与集成电路工业的发展外，中国在微系统MEMS（micro- electro- mechanical system）技术的开发研究方面也与国外水平不相上下。微细加工技术已经不仅限于集成电路加工，而且被应用到更广泛的MEMS技术、微流体技术、微光学技术与生物芯片技术。最近两年蓬勃发展的纳米技术更是将微细加工技术提到了对纳米科技发展举足轻重的地位。微细加工技术已经扩展成为微纳米加工技术，成为当今微纳米研究与产业化不可缺少的手段。中国已经下决心在微纳米技术领域赶上和超过国际先进水平，在国家雄厚的财力支持下，购置了先进的微纳米加工设备，建立起先进的实验基础，但这些先进设备都需要由人来操作使用，使其发挥最大效益。另外，微纳米结构器件的功能或特性与其加工成型技术密切相关，任何从事微纳米技术研究或开发的科技人员都应同时具备相应的微纳米加工技术知识。这些年来通过回国讲学与合作研究，我深深感到国内科技人员与即将投身这一领域的大学在校本科生、研究生需要一本全面介绍微纳米加工技术基础与国外最新发展的读物。我本人也一直希望将我多年来从事微纳米加工技术研究的经验与所学所知传授他人。高等教育出版社向海外学者发出的邀请终于圆了我这个梦。作为一名中国自己培养的工学博士，这本书也是我回报祖国培育之恩的一份心意。
　　近年来随着微纳米技术的蓬勃发展，国外介绍微纳米加工技术的专业出版物也陆续出现。但这些书或者专述集成电路微加工技术，或者专述微系统MEMS的微加工技术，而面向纳米科技的纳米加工技术尚无任何出版物系统加以介绍。我力求在本书中同时介绍超大规模集成电路的加工技术、MEMS的加工技术以及纳米加工技术。这一方面反映了当今科技多领域互相借鉴、互相交叉渗透的发展趋势，另一方面也是我本人这些年来工作实践的真实点结。我于1989年在英国国家科学与工程研究委员会（SERC）的访问研究基金资助下，来到英国剑桥大学卡文迪许实验室（Cavendish Laboratory）微电子研究中心作博士后研究。一开始从事的是液态金属离子源与聚焦离子束技术的研究，随后又参加了电子束曝光技术的欧共体研究计划。1993年受聘于英国卢瑟福国家实验室（Ruther ford Appleton Laboratory）微结构中心，参加了超大规模集成电路光学曝光技术的欧共体研究计划。1996年到1998年间主持了一项欧共体关于电子束纳米曝光与化学放大抗蚀剂技术的研究。1998年后开始转向微系统MEMS技术的研究，并主持了欧洲的一个微系统技术中心（Competence Centre for Microactuators and Non-silicon Microsystems），因此开始有机会接触各种用于MEMS的加工技术。这些技术，包括我在这些领域的研究成果，都反映在本书之中。这也是我能够独立完成本书的原因，而不是像其他同类书籍那样由多名作者联合撰写。当然，我本人的经验与知识是有限的，不可能也不敢妄称在所有书中所介绍的技术方面都是专家，因此希望广大读者与专家学者对书中可能出现的谬误之处给予批评指正。书中对每一种微纳米加工技术的介绍也难免挂一漏万，好在每章之后都附有相关的参考文献，可供读者进一步深入研究与探讨。
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