芯片制造 半導(dǎo)體工藝與設(shè)備

第1章導(dǎo)論1
1.1集成電路的發(fā)展歷史1
1.1.1世界上第一個集成電路1
1.1.2摩爾定律5
1.1.3集成電路的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律與節(jié)點(diǎn)7
1.1.4摩爾定律的終結(jié)或超摩爾時代11
1.2集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展15
1.2.1集成電路產(chǎn)業(yè)鏈15
1.2.2晶圓代工17
1.2.3集成電路產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變遷17
參考文獻(xiàn)20

第2章集成電路制造工藝及生產(chǎn)線22
2.1集成電路制造技術(shù)22
2.1.1芯片制造22
2.1.2工藝劃分25
2.1.3工藝技術(shù)路線25
2.2集成電路生產(chǎn)線發(fā)展的歷程與設(shè)計27
2.2.1國外集成電路生產(chǎn)線發(fā)展情況27
2.2.2國內(nèi)集成電路生產(chǎn)線發(fā)展情況29
2.2.3集成電路生產(chǎn)線的工藝設(shè)計30
2.3集成電路生產(chǎn)線的潔凈系統(tǒng)32
2.3.1潔凈室系統(tǒng)32
2.3.2空調(diào)系統(tǒng)33
2.3.3循環(huán)冷卻水系統(tǒng)35
2.3.4真空系統(tǒng)36
2.3.5排氣系統(tǒng)37
2.4集成電路生產(chǎn)線的發(fā)展趨勢38
參考文獻(xiàn)39

第3章晶圓制備與加工41
3.1簡介41
3.2硅材料42
3.2.1為什么使用硅材料42
3.2.2晶體結(jié)構(gòu)與晶向42
3.3晶圓制備44
3.3.1直拉法與直拉單晶爐45
3.3.2區(qū)熔法與區(qū)熔單晶爐46
3.4晶圓加工與設(shè)備48
3.4.1滾磨49
3.4.2切斷50
3.4.3切片51
3.4.4硅片退火54
3.4.5倒角55
3.4.6研磨55
3.4.7拋光57
3.4.8清洗與包裝59
參考文獻(xiàn)60

第4章加熱工藝與設(shè)備61
4.1簡介61
4.2加熱單項工藝62
4.2.1氧化工藝62
4.2.2擴(kuò)散工藝64
4.2.3退火工藝65
4.3加熱工藝的硬件設(shè)備66
4.3.1擴(kuò)散設(shè)備66
4.3.2高壓氧化爐69
4.3.3快速退火處理設(shè)備70
參考文獻(xiàn)73

第5章光刻工藝與設(shè)備74
5.1簡介74
5.2光刻工藝75
5.3光掩模與光刻膠材料77
5.3.1光掩模的發(fā)展77
5.3.2光掩模基板材料78
5.3.3勻膠鉻版光掩模79
5.3.4移相光掩模80
5.3.5極紫外光掩模81
5.3.6光刻膠82
5.3.7光刻膠配套試劑83
5.4光刻設(shè)備84
5.4.1光刻技術(shù)的發(fā)展歷程84
5.4.2接觸/接近式光刻機(jī)86
5.4.3步進(jìn)重復(fù)光刻機(jī)87
5.4.4步進(jìn)掃描光刻機(jī)89
5.4.5浸沒式光刻機(jī)92
5.4.6極紫外光刻機(jī)93
5.4.7電子束光刻系統(tǒng)95
5.4.8納米電子束直寫系統(tǒng)96
5.4.9晶圓片勻膠顯影設(shè)備98
5.4.10濕法去膠系統(tǒng)101
參考文獻(xiàn)103

第6章刻蝕工藝及設(shè)備105
6.1簡介105
6.2刻蝕工藝106
6.2.1濕法刻蝕和清洗106
6.2.2干法刻蝕和清洗 108
6.3濕法刻蝕與清洗設(shè)備110
6.3.1槽式晶圓片清洗機(jī)110
6.3.2槽式晶圓片刻蝕機(jī)112
6.3.3單晶圓片濕法設(shè)備113
6.3.4單晶圓片清洗設(shè)備114
6.3.5單晶圓片刻蝕設(shè)備116
6.4干法刻蝕設(shè)備117
6.4.1等離子體刻蝕設(shè)備的分類117
6.4.2等離子體刻蝕設(shè)備120
6.4.3反應(yīng)離子刻蝕設(shè)備122
6.4.4磁場增強(qiáng)反應(yīng)離子刻蝕設(shè)備123
6.4.5電容耦合等離子體刻蝕設(shè)備125
6.4.6電感耦合等離子體刻蝕設(shè)備127
參考文獻(xiàn)129

第7章離子注入工藝及設(shè)備131
7.1簡介131
7.2離子注入工藝132
7.2.1基本原理132
7.2.2離子注入主要參數(shù)135
7.3離子注入設(shè)備137
7.3.1基本結(jié)構(gòu)137
7.3.2設(shè)備技術(shù)指標(biāo)145
7.4損傷修復(fù)148
參考文獻(xiàn)148

第8章薄膜生長工藝及設(shè)備149
8.1簡介149
8.2薄膜生長工藝151
8.2.1物理氣相沉積及濺射工藝151
8.2.2化學(xué)氣相沉積工藝152
8.2.3原子層沉積工藝152
8.2.4外延工藝154
8.3薄膜生長設(shè)備154
8.3.1真空蒸鍍設(shè)備154
8.3.2直流物理氣相沉積設(shè)備156
8.3.3射頻物理氣相沉積設(shè)備158
8.3.4磁控濺射設(shè)備159
8.3.5離子化物理氣相沉積設(shè)備161
8.3.6常壓化學(xué)氣相沉積設(shè)備163
8.3.7低壓化學(xué)氣相沉積設(shè)備164
8.3.8等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積設(shè)備164
8.3.9原子層沉積設(shè)備165
8.3.10分子束外延系統(tǒng)167
8.3.11氣相外延系統(tǒng)168
8.3.12液相外延系統(tǒng)169
參考文獻(xiàn)171

第9章封裝工藝及設(shè)備172
9.1簡介172
9.2芯片級封裝173
9.2.1圓片減薄機(jī)173
9.2.2砂輪劃片機(jī)174
9.2.3激光劃片機(jī)178
9.3元器件級封裝181
9.3.1粘片機(jī)181
9.3.2引線鍵合機(jī)182
9.4板卡級封裝185
9.4.1塑封機(jī)185
9.4.2電鍍及浸焊生產(chǎn)線186
9.4.3切筋成型機(jī)187
9.4.4激光打印設(shè)備187
參考文獻(xiàn)188