纳米精度表面制造在极大规模集成电路制造、高精度光学制造等诸多高技术领域都有重要的应用,为国防、国民经济和科学技术的发展提供了重要支撑。以集成电路(intergrated circuit,IC)为例,高精度晶圆加工和高精度光刻物镜加工是IC制造的两个关键技术。对晶圆表面制造而言,特征尺寸小于14 nm的制程要求直径300 mm的晶圆表面粗糙度Ra达到0.1 nm,材料厚度偏差需控制到30 nm量级,即直径的百亿分之一,且表面/亚表面没有裂纹、残余应力和划痕等损伤与缺陷;对光刻物镜而言,14 nm特征尺寸的光刻工艺采用波长为13.5 nm的极紫外光,其光刻系统光学零件需要全频段误差控制:低频面形误差(空间周期为1 mm到光学零件全口径)要求达到0.25 nm RMS,中频粗糙度误差(周期在1 μm~1 mm)要求约为0.2 nm RMS,高频粗糙度误差(周期小于1 μm)必须小于0.1 nm RMS。其他领域,如LED制造中的基片表面制造、高能激光器的反射镜制造等,其表面均要求亚纳米级的粗糙度(Ra小于0.2 nm)和纳米级的面形精度(RMS小于λ/50)。因此,高平整度、极低表面粗糙度、极少缺陷的光滑表面,是微电子、光电子和光学制造等领域的共同要求,特别是对于面形精度和表面粗糙度的要求接近物理极限,迫切需要纳米制造在原理、技术和方法上的突破。
以微米精度为代表的传统制造转向纳米/亚纳米精度制造时,相关理论基础将以分子物理、量子力学和表面/界面科学为主导。推进表面/亚表面损伤形成机制与控制方法、亚纳米精度表面制造中原子/分子迁移规律及对微观形貌的影响机制、宏微多尺度亚纳米精度一致收敛的生成机理及控制方法等关键科学问题的基础研究,对于揭示纳观甚至原子尺度的科学规律、推动纳米制造科学的发展具有重要意义。(www.xing528.com)
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