微納(na)加(jia)工(gong)技術(shu)指尺(chi)度為亞毫米(mi)、微米(mi)和(he)(he)納(na)米(mi)量(liang)級(ji)元件(jian)以及(ji)由這些元件(jian)構(gou)成的部件(jian)或(huo)系(xi)統的優化(hua)設(she)計、加(jia)工(gong)、組裝、系(xi)統集成與應用技術(shu)，涉及(ji)領域廣(guang)、多學(xue)科(ke)交(jiao)叉融合，其最主要的發(fa)展(zhan)方(fang)向是微納(na)器件(jian)與系(xi)統（MEMS和(he)(he)NEMS）。微納(na)器件(jian)與系(xi)統是在(zai)集成電路制作上發(fa)展(zhan)的系(xi)列專用技術(shu)，研制微型傳感器、微型執行(xing)器等器件(jian)和(he)(he)系(xi)統，具有(you)微型化(hua)、批量(liang)化(hua)、成本低的鮮明(ming)特點，對現代生(sheng)(sheng)活、生(sheng)(sheng)產(chan)產(chan)生(sheng)(sheng)了(le)巨大的促進作用，并催生(sheng)(sheng)了(le)一批新興產(chan)業。
圖1. MEMS微型傳感器(qi)及微機械結構圖
微(wei)納加工技(ji)(ji)術(shu)是(shi)(shi)先進(jin)制造的(de)(de)重要(yao)組(zu)成部分(fen)，是(shi)(shi)衡(heng)量國家高端制造業(ye)(ye)水平(ping)的(de)(de)標志之一(yi)，具有多學科交(jiao)叉(cha)性和(he)制造要(yao)素極(ji)端性的(de)(de)特點，在推動科技(ji)(ji)進(jin)步、促進(jin)產(chan)業(ye)(ye)發(fa)展、拉動科技(ji)(ji)進(jin)步、保障國防安(an)全等(deng)方面都發(fa)揮(hui)著關(guan)鍵(jian)作用。微(wei)納加工技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)基本手段(duan)包括微(wei)納加工方法與(yu)材料科學方法兩(liang)種。很顯然，微(wei)納加工技(ji)(ji)術(shu)與(yu)微(wei)電子工藝技(ji)(ji)術(shu)有密切關(guan)系。
微(wei)納加工大致可以分為“自(zi)(zi)上(shang)而下(xia)(xia)”和“自(zi)(zi)下(xia)(xia)而上(shang)”兩類。“自(zi)(zi)上(shang)而下(xia)(xia)”是從(cong)(cong)宏觀對象出(chu)發，以光(guang)刻工藝(yi)為基礎，對材料(liao)或原料(liao)進行加工，最小結(jie)果尺寸(cun)和精度(du)通常(chang)由光(guang)刻或刻蝕環節的分辨(bian)力(li)決(jue)定。“自(zi)(zi)下(xia)(xia)而上(shang)”技術則(ze)是從(cong)(cong)微(wei)觀世界(jie)出(chu)發，通過控制原子、分子和其(qi)他納米(mi)對象的相互作用力(li)將各種單元構(gou)建在一起，形成微(wei)納結(jie)構(gou)與(yu)器件。
基于光(guang)(guang)刻(ke)工藝的(de)(de)(de)(de)微納加工技術主要包含以下過(guo)程：掩(yan)模（mask）制備、圖(tu)形(xing)形(xing)成(cheng)及轉(zhuan)移（涂(tu)膠、曝(pu)光(guang)(guang)、顯(xian)影(ying)）、薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)沉積、刻(ke)蝕、外延生長、氧化和摻(chan)雜等(deng)。在(zai)基片表面涂(tu)覆(fu)一(yi)層某種光(guang)(guang)敏介(jie)質的(de)(de)(de)(de)薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)（抗(kang)蝕膠），曝(pu)光(guang)(guang)系統把(ba)掩(yan)模板(ban)的(de)(de)(de)(de)圖(tu)形(xing)投射在(zai)（抗(kang)蝕膠）薄(bo)(bo)膜(mo)(mo)上(shang)，光(guang)(guang)（光(guang)(guang)子）的(de)(de)(de)(de)曝(pu)光(guang)(guang)過(guo)程是通過(guo)光(guang)(guang)化學作用使(shi)抗(kang)蝕膠發生光(guang)(guang)化學作用，形(xing)成(cheng)微細(xi)圖(tu)形(xing)的(de)(de)(de)(de)潛像(xiang)，再通過(guo)顯(xian)影(ying)過(guo)程使(shi)剩余的(de)(de)(de)(de)抗(kang)蝕膠層轉(zhuan)變成(cheng)具有(you)微細(xi)圖(tu)形(xing)的(de)(de)(de)(de)窗口，后(hou)續(xu)基于抗(kang)蝕膠圖(tu)案進行鍍膜(mo)(mo)、刻(ke)蝕等(deng)可進一(yi)步(bu)制作所(suo)需微納結構(gou)或(huo)器件。
掩(yan)模(mo)板是根據放大了(le)的(de)(de)(de)(de)原圖(tu)(tu)制(zhi)備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)帶(dai)有透(tou)明窗口的(de)(de)(de)(de)模(mo)板。例如(ru)，可(ke)以用平整的(de)(de)(de)(de)玻(bo)璃板，涂覆上金屬鉻薄膜，通過(guo)類似照(zhao)相制(zhi)版的(de)(de)(de)(de)方法制(zhi)備(bei)(bei)而成。具有微納圖(tu)(tu)形結構的(de)(de)(de)(de)掩(yan)模(mo)板通常使用電(dian)子束(shu)光(guang)刻機直接制(zhi)備(bei)(bei)，其制(zhi)作(zuo)過(guo)程就是典(dian)型的(de)(de)(de)(de)光(guang)刻工藝過(guo)程，包括金屬各(ge)層沉積(ji)、涂膠、電(dian)子束(shu)光(guang)刻、顯影、鉻層腐蝕及去膠等過(guo)程。由(you)于(yu)模(mo)板像素超(chao)多，用掃描(miao)式光(guang)刻機制(zhi)作(zuo)掩(yan)模(mo)板的(de)(de)(de)(de)速度相當慢，造(zao)價十分昂貴。
圖2. 光刻掩模板
曝(pu)(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)(guang)光(guang)(guang)(guang)(guang)刻是(shi)圖(tu)形形成的(de)(de)核心工藝(yi)過程，可分(fen)(fen)為正(zheng)膠工藝(yi)和負膠工藝(yi)（如圖(tu)3），采用(yong)相(xiang)同(tong)掩(yan)模板制(zhi)作(zuo)時，二者可獲得互補的(de)(de)圖(tu)形結構。另外(wai)(wai)，按(an)照不(bu)同(tong)工作(zuo)距離可分(fen)(fen)為接近(jin)式(shi)曝(pu)(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)(guang)、近(jin)貼式(shi)曝(pu)(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)(guang)（接觸(chu)曝(pu)(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)(guang)）和投射(she)(she)式(shi)光(guang)(guang)(guang)(guang)學曝(pu)(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)(guang)；按(an)照曝(pu)(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)(guang)系統的(de)(de)工作(zuo)光(guang)(guang)(guang)(guang)源又可分(fen)(fen)為紫(zi)外(wai)(wai)線(xian)(xian)曝(pu)(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)(guang)、X射(she)(she)線(xian)(xian)與及紫(zi)外(wai)(wai)線(xian)(xian)曝(pu)(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)(guang)、電子束(shu)(shu)與離子束(shu)(shu)曝(pu)(pu)(pu)(pu)光(guang)(guang)(guang)(guang)。此外(wai)(wai)，微(wei)納印(yin)刷技(ji)術(shu)（imprint lithography），如納米(mi)壓印(yin)技(ji)術(shu)，在納米(mi)結構及器(qi)件制(zhi)作(zuo)中也(ye)得到了(le)良好的(de)(de)發展，其高效的(de)(de)圖(tu)形復制(zhi)特點使之在工業界極具吸引力。卷對卷（Roll-to-Roll, R2R）滾軸壓印(yin)技(ji)術(shu)已經被(bei)產(chan)線(xian)(xian)廣(guang)泛采用(yong)。
圖3. 正膠光(guang)刻(ke)與負膠光(guang)刻(ke)工藝流程圖
圖4. R2R納(na)米壓(ya)印系統及壓(ya)印結(jie)構
基于(yu)掩(yan)模板圖形傳遞的(de)(de)光(guang)刻(ke)(ke)工藝(yi)可(ke)制作宏觀尺寸(cun)的(de)(de)微(wei)細(xi)結構，受(shou)光(guang)學衍(yan)射(she)的(de)(de)極(ji)限，僅適用(yong)于(yu)微(wei)米(mi)以上尺度的(de)(de)微(wei)細(xi)結構制作，部分優化的(de)(de)光(guang)刻(ke)(ke)工藝(yi)可(ke)能具有亞(ya)微(wei)米(mi)的(de)(de)加工能力(li)。例如，接觸式光(guang)刻(ke)(ke)的(de)(de)分辨率可(ke)能到達0.5μm，采用(yong)深紫外(wai)曝光(guang)光(guang)源(yuan)可(ke)能實(shi)現0.1μm。但利用(yong)這種光(guang)刻(ke)(ke)技(ji)(ji)術實(shi)現宏觀面積(ji)(ji)的(de)(de)納米(mi)/亞(ya)微(wei)米(mi)圖形結構的(de)(de)制作是(shi)可(ke)欲(yu)而不可(ke)求的(de)(de)。近(jin)年來，國內(nei)外(wai)很(hen)多學者相繼(ji)提出(chu)了(le)超衍(yan)射(she)極(ji)限光(guang)刻(ke)(ke)技(ji)(ji)術、周期減小光(guang)刻(ke)(ke)技(ji)(ji)術等，力(li)求通過曝光(guang)光(guang)刻(ke)(ke)技(ji)(ji)術實(shi)現大面積(ji)(ji)的(de)(de)亞(ya)微(wei)米(mi)結構制作，但這類(lei)新型的(de)(de)光(guang)刻(ke)(ke)技(ji)(ji)術尚處于(yu)實(shi)驗(yan)室(shi)研究(jiu)階段。
高精度的微(wei)(wei)細結構可(ke)以(yi)(yi)通(tong)(tong)過(guo)電子(zi)束(shu)(shu)(shu)直(zhi)(zhi)寫(xie)(xie)或激(ji)光(guang)(guang)直(zhi)(zhi)寫(xie)(xie)制作(zuo)(zuo)，這類光(guang)(guang)刻技術(shu)，像“寫(xie)(xie)字”一樣，通(tong)(tong)過(guo)控制聚(ju)焦電子(zi)束(shu)(shu)(shu)（光(guang)(guang)束(shu)(shu)(shu)）移動書寫(xie)(xie)圖案進(jin)行(xing)曝(pu)光(guang)(guang)，具有很高的曝(pu)光(guang)(guang)精度，但這兩(liang)種方法制作(zuo)(zuo)效率(lv)極低，尤其(qi)在(zai)大面積(ji)制作(zuo)(zuo)方面捉襟見肘，目(mu)前直(zhi)(zhi)寫(xie)(xie)光(guang)(guang)刻技術(shu)僅適(shi)用(yong)于小面積(ji)的微(wei)(wei)納(na)結構制作(zuo)(zuo)。近年來(lai)，三維浮雕微(wei)(wei)納(na)結構的需求越來(lai)越大，如(ru)閃耀光(guang)(guang)柵(zha)、菲(fei)涅(nie)爾透(tou)鏡(jing)、多臺階微(wei)(wei)光(guang)(guang)學元件(jian)等。據悉，蘋果公司新(xin)上市的手機產品中(zhong)人臉(lian)識別模塊就采(cai)用(yong)了多臺階微(wei)(wei)光(guang)(guang)學元件(jian)，以(yi)(yi)及(ji)當下如(ru)火(huo)如(ru)荼的無人駕駛技術(shu)中(zhong)激(ji)光(guang)(guang)雷(lei)達光(guang)(guang)學系統也用(yong)到(dao)了復雜的微(wei)(wei)光(guang)(guang)學元件(jian)。這類精密的微(wei)(wei)納(na)結構光(guang)(guang)學元件(jian)需采(cai)用(yong)灰度光(guang)(guang)刻技術(shu)進(jin)行(xing)制作(zuo)(zuo)。直(zhi)(zhi)寫(xie)(xie)技術(shu)，通(tong)(tong)過(guo)在(zai)光(guang)(guang)束(shu)(shu)(shu)移動過(guo)程中(zhong)進(jin)行(xing)相應的曝(pu)光(guang)(guang)能(neng)量調節，可(ke)以(yi)(yi)實現良好的灰度光(guang)(guang)刻能(neng)力。
圖4. 直寫系統及其制作的微納結構
通過(guo)光(guang)刻技術制作出的微納結(jie)構(gou)(gou)需進一步通過(guo)刻蝕或者鍍膜，才可獲得所需的結(jie)構(gou)(gou)或元件。
刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)技術（etching technique），是(shi)(shi)(shi)按照掩(yan)模圖形對(dui)襯(chen)底表面(mian)(mian)或(huo)(huo)(huo)表面(mian)(mian)覆蓋薄膜(mo)進行選擇性腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)或(huo)(huo)(huo)剝離的(de)(de)(de)(de)技術，可分為濕法(fa)(fa)(fa)刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)和干(gan)(gan)法(fa)(fa)(fa)刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)。濕法(fa)(fa)(fa)刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)最普遍、也(ye)是(shi)(shi)(shi)設備(bei)成本最低的(de)(de)(de)(de)刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)方(fang)法(fa)(fa)(fa)。大(da)部份的(de)(de)(de)(de)濕刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)液均是(shi)(shi)(shi)各向(xiang)同(tong)性的(de)(de)(de)(de)，換言(yan)之(zhi)，對(dui)刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)接觸點之(zhi)任(ren)何方(fang)向(xiang)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)度并無明顯差異。然而(er)自1970年(nian)代起，報道了許多有關堿性或(huo)(huo)(huo)有機(ji)溶液腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)單晶(jing)硅的(de)(de)(de)(de)文章，其特點是(shi)(shi)(shi)不同(tong)的(de)(de)(de)(de)硅晶(jing)面(mian)(mian)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)率(lv)(lv)相差極(ji)大(da)，尤其是(shi)(shi)(shi)<111>方(fang)向(xiang)，足足比<100>或(huo)(huo)(huo)是(shi)(shi)(shi)<110>方(fang)向(xiang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)率(lv)(lv)小(xiao)一到(dao)兩(liang)(liang)個數量(liang)級！因(yin)此，腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)速(su)率(lv)(lv)最慢的(de)(de)(de)(de)晶(jing)面(mian)(mian)，往往便是(shi)(shi)(shi)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)后留(liu)下的(de)(de)(de)(de)特定面(mian)(mian)。干(gan)(gan)法(fa)(fa)(fa)刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)利用等離子(zi)(zi)體 (plasma) 來(lai)進行半導(dao)體薄膜(mo)材料的(de)(de)(de)(de)刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)加(jia)(jia)工。其中等離子(zi)(zi)體必須在真空度約10至0.001 Torr 的(de)(de)(de)(de)環境下，才有可能(neng)被(bei)激發出來(lai)；而(er)干(gan)(gan)刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)采用的(de)(de)(de)(de)氣體，或(huo)(huo)(huo)轟(hong)擊(ji)質量(liang)頗巨，或(huo)(huo)(huo)化學(xue)活性極(ji)高，均能(neng)達成刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)。其最重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)優點是(shi)(shi)(shi)能(neng)兼顧邊緣側向(xiang)侵蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)現象極(ji)微(wei)與高刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)率(lv)(lv)兩(liang)(liang)種優點。干(gan)(gan)法(fa)(fa)(fa)刻(ke)(ke)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)能(neng)夠滿足亞(ya)微(wei)米/納(na)米線(xian)寬制(zhi)程技術的(de)(de)(de)(de)要求(qiu)，且在微(wei)納(na)加(jia)(jia)工技術中被(bei)大(da)量(liang)使用。
近(jin)年(nian)來，激(ji)光(guang)(guang)技(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)飛(fei)速(su)發展使(shi)的(de)(de)激(ji)光(guang)(guang)蝕(shi)刻(ke)技(ji)(ji)術(shu)孕育(yu)而生(sheng)，類似(si)于(yu)激(ji)光(guang)(guang)直(zhi)(zhi)寫技(ji)(ji)術(shu)，激(ji)光(guang)(guang)蝕(shi)刻(ke)技(ji)(ji)術(shu)通過控(kong)制(zhi)聚(ju)焦的(de)(de)高能短波/脈(mo)沖激(ji)光(guang)(guang)束直(zhi)(zhi)接在基材(cai)上燒蝕(shi)材(cai)料(liao)并“雕刻(ke)”出(chu)微細結(jie)(jie)構。它不但能夠實現(xian)傳統意義的(de)(de)薄膜蝕(shi)刻(ke)，而且可(ke)以(yi)用(yong)(yong)(yong)來實現(xian)三維(wei)的(de)(de)微結(jie)(jie)構制(zhi)作(zuo)(zuo)。飛(fei)秒高峰值(zhi)功(gong)率激(ji)光(guang)(guang)于(yu)有(you)機聚(ju)合(he)物的(de)(de)介(jie)質的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)具有(you)很多科學(xue)上很吸引人(ren)注目的(de)(de)特點(dian)，其中，雙光(guang)(guang)子作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)下的(de)(de)聚(ju)合(he)作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)（two-photon polymerization, 2PP）已被成功(gong)運(yun)用(yong)(yong)(yong)于(yu)三維(wei)納米(mi)結(jie)(jie)構制(zhi)作(zuo)(zuo)，可(ke)以(yi)制(zhi)作(zuo)(zuo)出(chu)非常復雜、特殊的(de)(de)三維(wei)微細結(jie)(jie)構。
圖5. 利用2PP激光蝕刻加工的三維光子晶體
在微電(dian)子(zi)與(yu)光電(dian)子(zi)集成(cheng)(cheng)中，薄(bo)膜(mo)(mo)的(de)形成(cheng)(cheng)方法(fa)(fa)(fa)(fa)主要有(you)兩(liang)大類，及(ji)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)和外延(yan)生長。沉(chen)(chen)積(ji)(ji)技術分(fen)為物(wu)(wu)理沉(chen)(chen)積(ji)(ji)、化(hua)(hua)學(xue)(xue)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)和混合(he)方法(fa)(fa)(fa)(fa)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)。蒸(zheng)發沉(chen)(chen)積(ji)(ji)（熱(re)蒸(zheng)發、電(dian)子(zi)束蒸(zheng)發）和濺射沉(chen)(chen)積(ji)(ji)是典型的(de)物(wu)(wu)理方法(fa)(fa)(fa)(fa)；化(hua)(hua)學(xue)(xue)氣相(xiang)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)是典型的(de)化(hua)(hua)學(xue)(xue)方法(fa)(fa)(fa)(fa)；等離子(zi)體(ti)增強(qiang)化(hua)(hua)學(xue)(xue)氣相(xiang)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)是物(wu)(wu)理與(yu)化(hua)(hua)學(xue)(xue)方法(fa)(fa)(fa)(fa)相(xiang)結(jie)(jie)合(he)的(de)混合(he)方法(fa)(fa)(fa)(fa)。薄(bo)膜(mo)(mo)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)過程，通常(chang)生成(cheng)(cheng)的(de)是非晶膜(mo)(mo)和多晶膜(mo)(mo)，沉(chen)(chen)積(ji)(ji)部位和晶態結(jie)(jie)構(gou)(gou)都(dou)是隨機的(de)，而沒有(you)固(gu)定的(de)晶態結(jie)(jie)構(gou)(gou)。外延(yan)生長實(shi)質(zhi)上是材料科學(xue)(xue)的(de)薄(bo)膜(mo)(mo)加工方法(fa)(fa)(fa)(fa)，其含義(yi)是：在一個單(dan)晶的(de)襯底(di)上，定向地生長出與(yu)基(ji)底(di)晶態結(jie)(jie)構(gou)(gou)相(xiang)同(tong)或相(xiang)似的(de)晶態薄(bo)層。其他薄(bo)膜(mo)(mo)成(cheng)(cheng)膜(mo)(mo)方法(fa)(fa)(fa)(fa)，如電(dian)化(hua)(hua)學(xue)(xue)沉(chen)(chen)積(ji)(ji)、脈沖激光沉(chen)(chen)積(ji)(ji)法(fa)(fa)(fa)(fa)、溶膠(jiao)(jiao)凝(ning)膠(jiao)(jiao)法(fa)(fa)(fa)(fa)、自組裝法(fa)(fa)(fa)(fa)等，也都(dou)廣泛(fan)用于微納制(zhi)作工藝(yi)中。
微(wei)(wei)(wei)(wei)納(na)(na)(na)(na)測(ce)試與表(biao)征(zheng)技(ji)(ji)(ji)術是微(wei)(wei)(wei)(wei)納(na)(na)(na)(na)加工技(ji)(ji)(ji)術的(de)(de)(de)基(ji)礎與前提，它包(bao)括在微(wei)(wei)(wei)(wei)納(na)(na)(na)(na)器件的(de)(de)(de)設(she)計、制(zhi)造(zao)和(he)系統(tong)(tong)集成(cheng)(cheng)過程中，對(dui)各種(zhong)參(can)(can)量進行微(wei)(wei)(wei)(wei)米/納(na)(na)(na)(na)米檢測(ce)的(de)(de)(de)技(ji)(ji)(ji)術。微(wei)(wei)(wei)(wei)米測(ce)量主要(yao)服務(wu)于精(jing)密制(zhi)造(zao)和(he)微(wei)(wei)(wei)(wei)加工技(ji)(ji)(ji)術，目標(biao)是獲得微(wei)(wei)(wei)(wei)米級(ji)測(ce)量精(jing)度(du)，或表(biao)征(zheng)微(wei)(wei)(wei)(wei)結構的(de)(de)(de)幾何、機械及力學特(te)性；納(na)(na)(na)(na)米測(ce)量則(ze)主要(yao)服務(wu)于材(cai)料(liao)工程和(he)納(na)(na)(na)(na)米科學，特(te)別是納(na)(na)(na)(na)米材(cai)料(liao)，目標(biao)是獲得材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)結構、地貌和(he)成(cheng)(cheng)分的(de)(de)(de)信息。在半導體領域人們(men)所關心的(de)(de)(de)與尺寸(cun)測(ce)量有關的(de)(de)(de)參(can)(can)數(shu)主要(yao)包(bao)括：特(te)征(zheng)尺寸(cun)或線寬、重合(he)度(du)、薄膜的(de)(de)(de)厚度(du)和(he)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)糙度(du)等等。未(wei)來，微(wei)(wei)(wei)(wei)納(na)(na)(na)(na)測(ce)試與表(biao)征(zheng)技(ji)(ji)(ji)術正朝著從(cong)二維(wei)到(dao)(dao)三維(wei)、從(cong)表(biao)面(mian)到(dao)(dao)內部、從(cong)靜(jing)態到(dao)(dao)動態、從(cong)單參(can)(can)量到(dao)(dao)多參(can)(can)量耦合(he)、從(cong)封裝(zhuang)前到(dao)(dao)封裝(zhuang)后的(de)(de)(de)方向發展(zhan)。探索新的(de)(de)(de)測(ce)量原理、測(ce)試方法和(he)表(biao)征(zheng)技(ji)(ji)(ji)術，發展(zhan)微(wei)(wei)(wei)(wei)納(na)(na)(na)(na)加工及制(zhi)造(zao)實(shi)時(shi)在線測(ce)試方法和(he)微(wei)(wei)(wei)(wei)納(na)(na)(na)(na)器件質(zhi)量快(kuai)速檢測(ce)系統(tong)(tong)已成(cheng)(cheng)為了微(wei)(wei)(wei)(wei)納(na)(na)(na)(na)測(ce)試與表(biao)征(zheng)的(de)(de)(de)主要(yao)發展(zhan)趨勢。
不(bu)同(tong)的(de)(de)表(biao)面(mian)微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)納(na)結構可以呈現出相應的(de)(de)功(gong)能(neng)(neng)，隨著科技(ji)的(de)(de)發展(zhan)(zhan)，不(bu)同(tong)功(gong)能(neng)(neng)的(de)(de)微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)納(na)結構及(ji)(ji)器(qi)件(jian)將會得到更多的(de)(de)應用。目前表(biao)面(mian)功(gong)能(neng)(neng)微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)納(na)結構及(ji)(ji)器(qi)件(jian)，諸如超材料、超表(biao)面(mian)等充滿“神(shen)奇”力量的(de)(de)結構或器(qi)件(jian)，的(de)(de)發展(zhan)(zhan)仍(reng)受到微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)納(na)加工技(ji)術(shu)的(de)(de)限制。因此，研究功(gong)能(neng)(neng)微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)納(na)結構及(ji)(ji)器(qi)件(jian)需要從微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)納(na)結構的(de)(de)加工技(ji)術(shu)方(fang)面(mian)進行廣泛深入的(de)(de)研究，提高(gao)微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)納(na)加工技(ji)術(shu)的(de)(de)加工能(neng)(neng)力和效率(lv)是(shi)未來微(wei)(wei)(wei)(wei)(wei)納(na)結構及(ji)(ji)器(qi)件(jian)研究的(de)(de)重(zhong)點方(fang)向。