超微加工技术

【日本科技与经济会编辑的《第十三次技术预测讨论会论文集》】题：超微加工技术（作者日本大阪大学教授
难波进）
现在，超大规模集成电路所需要的一微米标准的程序加工技术已完成，但为把一微米标准加工纳入生产线，就需确立各种加工方面的亚微型加工技术，即数十毫微米领域的超微加工技术。各种超微加工技术目前进展情况是：电子束超微加工技术用电子束进行微加工的历史是很长的。六一年默伦施泰特教授依靠普通电子显微镜书写出零点五微米见方的字（最细线宽为五百埃），一厘米见方可写出四亿个字；八四年贝内金教授使用了最新的计算机控制的扫描式电子显微镜写出了零点二微米见方的字（最细线宽为二百埃）。一厘米见方约能写出二十五亿个字。可以说二十年的技术进步，已使数百埃的加工从物理游戏状态进入了工程技术领域。可见，电子束的聚焦已经达到数埃位，通过扫描式电子显微镜观看到原子已成可能，因此，亚微型领域微平面图象的描画就成了电子束微图复印术的独占舞台。现在，实际应用制造超大规模集成电路用的掩模，进而往硅片上直接蚀刻图象技术已逐渐走向实用化。离子束超微加工技术离子束微图复印术有两个方向。其一是使用零点一微米宽以下的微小点径离子束（即微离子束）的微图复印术。离子束与电子术微图复印术一样，是通过计算机控制描画出复杂的图形。所不同的是，电子束只有往保护层上描画图形的机能，而微离子束则在拥有描画图形机能的同时，还具有直接往晶片上注入离子引入杂质的机能和依靠离子蚀刻的加工机能。其二是使用平行的离子束簇射或相同的扫描离子束微图复印术。与Ｘ射线微图复印术一样，能进行图形的超精确描绘。这时，Ｘ射线只拥有往保护层上描绘图形的机能，而离子束除能描绘图形外，还能直接往晶片上注入离子和进行离子蚀刻，这些机能已运用到半导体工艺过程之中。由于离子束在固体中散射效应小，所以能描绘出比电子束更精良的图形，同时，对保护层的曝光灵敏度也很高。总之，微离子束具有描绘图象、引入杂质、图形加工等半导体工艺过程所必需的各种机能。Ｘ射线超微加工技术Ｘ射线微图复印术与光刻法在原理上相同。但是，由于利用的是代替光的波长短的软Ｘ射线（数埃到一百埃），就可以通过衍射摆脱物理界限。根据衍射界限同二次电子散射限的实验得知，波长二十埃到五十埃是最适于微图复印术的Ｘ射线。过去使用的是通过电子束的激励从金属靶发生的特性Ｘ射线。最近注意到从ＳＯＲ发出的Ｘ射线力量强、平行性好，正研究使其实用化。毫微米结构的实现如果把微微图复印术称作一微米尺寸的微图复印术，那么，最近研究的一百埃位的微图复印术就可以称作毫微米微图复印术。微微图复印术有一个微米障碍问题，而毫微米微图复印术则有个一百埃障碍的问题。
现在最需要微加工技术的是半导体工业。