图解入门 半导体制造工艺基础精讲（第4版） (佐藤淳一)

内容简介

《图解入门——半导体制造工艺基础精讲（书第4版）》以图解的方式深入浅出地讲述了半导体制造工艺的各个技术环节。全书共分为12章，包括半导体制造工艺全貌、前段制程概述、清洗和干燥湿法工艺、离子注入和热处理工艺、光刻工艺、刻蚀工艺、成膜工艺、平坦化  （CMP）工艺、CMOS工艺流程、后段制程工艺概述、后段制程的趋势、半导体工艺的*新动向。

本书适合与半导体业务相关的人士、准备涉足半导体领域的人士、对半导体制造工艺感兴趣的职场人士和学生等阅读参考。

目录

前言

第1章  半导体制造工艺全貌/

1-1半导体工艺简介/

各种半导体产品/

为什么称为半导体工艺？/

1-2前段制程和后段制程的区别/

前段制程和后段制程的大区别/

晶圆厂的差异/

1-3循环型的前段制程半导体工艺/

什么是循环型工艺？/

几种基本的组合/

1-4前端工艺和后端工艺/

为何要分前端工艺和后端工艺？/

温度耐受的差异/

1-5什么是硅晶圆？/

为什么是硅？/

半导体的特性是什么？/

1-6硅晶圆是如何制造的？/

作为料的多晶硅的纯度是11个9/

缓慢拉起的单晶硅/

1-7硅的特性是什么？/

硅的同类有哪些？/

硅的特点/

1-8硅晶圆所需的洁净度/

硅晶圆和颗粒/

其他污染/

1-9硅晶圆在fab中的使用方法/

硅晶圆的实际应用/

不只用于产品制造的晶圆的使用方法/

防止生产线中的相互污染/

1-10晶圆的大直径化/

为什么要大直径化？/

从200mm至  300mm/

1-11与产品化相关的后段制程/

包装为什么是黑色的？/

封装的趋势/

1-12后段制程使用的工艺是什么?/

后段制程的流程/

后段制程工厂是什么样的？/

第2章  前段制程概述/

2-1追求微细化的前段制程工艺/

摩尔定律/

微细化是如何发展起来的？/

2-2批量制造芯片的前段制程/

批量生产的优点/

与  LCD  面板的比较/

2-3在没有“等待”的工艺中进行必要的检查和监控/

半导体工艺的思路/

监控的必要性/

2-4前段制程fab的全貌/

什么是洁净室？/

工厂需要哪些设备？/

2-5fab的生产线构成——什么是Bay方式？/

为什么选择Bay方式？/

实际生产线的运行/

2-6晶圆厂需要尽早提升良品率/

为什么要尽早启动？/

如何提高初期成品率？/

第3章  清洗和干燥湿法工艺/

3-1始终保持洁净的清洗工艺/

为什么每次都需要清洗？/

仅对表面进行清洗处理是不够的/

3-2清洗方法和机理/

清洗方法/

什么是声波清洗？/

3-3基础清洗——RCA清洗/

什么是RCA清洗？/

RCA清洗的挑战/

3-4新清洗方法的例子/

新的清洗方法/

未来的清洗方法/

3-5批量式和单片式之间的区别/

什么是批量式？/

什么是单片式？/

3-6吞吐量至关重要的清洗工艺/

清洗设备的吞吐量/

无载具清洗机/

3-7清洗后必不可少的干燥工艺/

什么是水渍？/

干燥方法/

3-8新的干燥工艺/

什么是马兰戈尼干燥？/

什么是罗塔戈尼干燥？/

3-9湿法工艺和干法清洗/

为什么是湿法工艺？/

完全干法清洗的尝试/

第4章  离子注入和热处理工艺/

4-1注入杂质的离子注入技术/

离子注入技术之前/

什么是离子注入？/

4-2需要高真空的离子注入工艺/

什么是离子注入机？/

离子束扫描是什么样子的？/

4-3用于不同目的的离子注入工艺/

各式各样的扩散层/

具有不同加速能量和束电流的离子注入工艺/

4-4离子注入后的晶格恢复处理/

什么是硅晶格？/

杂质子的作用/

4-5各种热处理工艺/

恢复晶格的方法/

用什么方法进行热处理？/

4-6的激光退火工艺/

什么是激光退火设备？/

激光退火和RTA之间的区别是什么？/

4-7LSI制造和热预算/

什么是杂质的分布曲线？/

半导体材料的耐热性和热预算/

第5章  光刻工艺/

5-1复制图形的光刻工艺/

什么是光刻工艺？/

光刻工艺流程/

光刻是减法工艺/

5-2光刻工艺的本质就是照相/

与日光照相相同的接触式曝光/

缩小投影的好处/

5-3推动微细化的曝光技术的演变/

分辨率和焦深/

光源和曝光设备的历史/

5-4掩膜版和防尘薄膜/

什么是掩膜版？/

什么是防尘薄膜？/

套刻/

5-5相当于相纸的光刻胶/

光刻胶种类/

感光机理/

什么是化学放大光刻胶？/

5-6涂布光刻胶膜的涂胶机/

光刻胶涂布工艺/

光刻胶涂布的实际情况/

5-7曝光后必需的显影工艺/

显影机理/

实际的显影工艺和设备/

5-8去除不要的光刻胶灰化工艺/

灰化工艺的机理/

灰化工艺和设备/

5-9浸液曝光技术现状/

为什么要使用浸液？/

浸液式曝光技术的理与问题/

5-10什么是双重图形？/

浸液的极限是什么？/

多种方法的双重图形技术/

5-11追求进一步微细化的EUV  技术/

什么是  EUV曝光技术？/

EUV  技术的挑战与展望/

5-12纳米压印技术/

什么是纳米压印技术？/

与光刻的比较/

纳米压印分类/

纳米压印的可能性/

第6章  刻蚀工艺/

6-1刻蚀工艺流程和刻蚀偏差/

刻蚀工艺流程是什么？/

刻蚀偏差是什么？/

6-2方法多样的刻蚀工艺/

适应各种材料/

适应各种形状/

6-3刻蚀工艺中不可或缺的等离子体/

等离子体生成机理/

离子体电势/

6-4RF（射频）施加方式有什么不同？/

什么是干法刻蚀设备？/

阴极耦合的优点/

6-5各向异性的机理/

什么是刻蚀反应？/

利用侧壁保护效果/

6-6干法刻蚀工艺的挑战/

针对新材料的刻蚀工艺/

什么是深槽刻蚀？/

第7章  成膜工艺/

7-1LSI功能不可或缺的成膜工艺/

LSI和成膜/

LSI  剖面所看到的薄膜形成示例/

7-2方法多样的成膜工艺/

各种成膜方法/

成膜的参数/

7-3受基底形状影响的成膜工艺/

适应什么样的形状？/

成膜机理/

7-4直接氧化晶圆的氧化工艺/

为什么是氧化硅膜？/

硅热氧化机理/

7-5热CVD和等离子体CVD/

热CVD工艺的机理/

什么是等离子CVD法？/

7-6金属膜所需要的溅射工艺/

溅射的理/

溅射方法的优点和缺点/

7-7Cu（铜）布线不可缺少的电镀工艺/

为什么要使用电镀法？/

电镀工艺的挑战/

7-8Low-k（低介电常数）膜所使用的涂布工艺/

为什么要使用涂布工艺？/

涂布工艺的挑战/

7-9High-k栅极堆叠工艺/

栅极材料的历史/

High-k栅极堆叠技术/

ALD工艺基础/

7-10Cu/Low-k工艺/

为什么使用Cu/Low-k？/

从成膜的角度来看，Cu/Low-k的挑战/

第8章  平坦化（CMP）工艺/

8-1多层布线不可或缺的CMP工艺/

为什么使用CMP工艺？/

到CMP为止的工艺流程/

8-2采用先进光刻技术的CMP工艺/

拯救焦深下降的CMP/

需要  CMP的工序/

8-3回归湿法工艺的CMP设备/

CMP设备是什么样的?/

与其他半导体工艺设备相比的CMP设备/

8-4消耗品多的CMP工艺/

有什么样的消耗品?/

需要的性质是什么/

8-5CMP的平坦化机理/

普雷斯顿公式/

实际的CMP机理/

8-6应用于Cu/Low-k的CMP工艺/

双大马士革技术的背景/

双大马士革的流程是什么？/

8-7课题堆积如山的CMP工艺/

CMP的缺陷是什么？/

CMP的图形（Pattern）依赖性/

第9章  CMOS工艺流程/

9-1什么是CMOS？/

CMOS的必要性/

CMOS的基本结构/

9-2CMOS的效果/

什么是反相器？/

CMOS反相器的工作理/

9-3CMOS结构制造（之一）器件间隔离区域/

什么是器件间隔离？/

从LOCOS到  STI/

实际的流程是什么？/

间隙填充的沉积技术/

9-4CMOS结构制造（之二）阱形成/

什么是阱？/

实际的流程是什么样？/

9-5晶体管形成（之一）栅极形成/

什么是栅极？/

自对准工艺/

实际的流程是什么样？/

9-6晶体管形成（之二）源极/漏极/

什么是源极和漏极？/

实际流程是什么样？/

9-7电极形成（钨塞形成）/

什么是钨塞？/

实际流程是什么样？/

被称为循环型的因/

9-8后端工艺/

为什么需要多层布线？/

多层布线的实际情况/

第10章  后段制程工艺概述/

10-1去除不良品的晶圆测试/

淘汰不良品的意义是什么?/

什么是晶圆测试？/

10-2使晶圆变薄的减薄工艺/

减薄的意义是什么?/

减薄工艺是什么？/

10-3切割出芯片的划片/

如何切割晶圆？/

半切割和全切割/

10-4粘贴芯片/

什么是贴片？/

贴片方法/

10-5电气连接的引线键合/

与引线框架的连接/

引线键合的机理/

10-6封装芯片的注塑/

注塑工艺的流程/

树脂注入和固化/

10-7产品的打标和引线成形/

什么是打标？/

什么是引线成形？/

10-8终检验流程/

后段制程的检验流程是什么？/

什么是老化系统？/

终检查/

第11章  后段制程的趋势/

11-1连接时没有引线的无引线键合/

什么是  TAB？/

什么是  FCB？/

11-2无须引线框架的  BGA/

没有引线框架的意义是什么？/

什么是植球？/

11-3旨在实现多功能的  SiP/

什么是  SiP？/

从封装技术来看  SiP/

11-4真实芯片尺寸的晶圆级封装/

什么是晶圆级封装？/

晶圆级封装的流程/

OSAT  是什么？后段制程fab的趋势/

第12章  半导体工艺的动向/

12-1路线图和“路线图外”/

什么是半导体技术路线图？/

那段历史如何？/

一味微细化的休止符/

什么是“路线图外”？/

12-2站在十字路口的半导体工艺微细化/

硅的微细化极限/

各种路线的梳理/

什么是技术助推器？/

从其他的视角看/

12-3More  Moore所必需的NGL/

微细化的极限/

该级别的光刻胶形状是什么样？/

NGL的候选技术是哪一个？/

双重图形的定位/

延长寿命的策略/

其他候选/

12-4EUV技术趋势/

EUV设备上的巨大差异/

光刻胶工艺是什么？/

未来的发展是什么？/

12-5450mm晶圆趋势/

晶圆大口径化的历史/

晶圆450mm化的来历/

实际的障碍/

硅晶片的世代交替/

12-6半导体晶圆厂的多样化/

晶圆厂的终点站/

旧生产线向More  than  Moore的转向/

晶圆厂未来的课题/

12-7贯通芯片的  TSV（Through  Silicon  Via）/

深槽刻蚀的必要性/

实际的TSV流程/

12-8对抗More  Moore的三维封装/

三维封装的流程/

从Scaling规则看三维封装/

什么是Chiplet？