包郵半導體集成電路制造手冊(第二版)

作者：Hwaiyu

出版社：電子工業出版社出版時間：2022-02-01

開本： 16開 頁數： 788

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版權信息
本書特色
內容簡介
目錄
作者簡介

半導體集成電路制造手冊(第二版) 版權信息

ISBN：9787121429408
條形碼：9787121429408 ; 978-7-121-42940-8
裝幀：一般膠版紙
冊數：暫無
重量：暫無
所屬分類：
工業技術
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電子通信

半導體集成電路制造手冊(第二版) 本書特色

*講解一流的半導體技術和制造工藝。 *由70多位國際專家撰寫。 *涵蓋集成電路芯片、MEMS、傳感器和其他電子器件的設計與制造過程的方方面面。

半導體集成電路制造手冊(第二版) 內容簡介

本書是一本綜合性很強的半導體集成電路制造方面的參考手冊，由70多位國際專家撰寫，并在其前一版的基礎上進行了全面的修訂與更新。本書內容涵蓋集成電路芯片、MEMS、傳感器和其他電子器件的設計與制造過程，相關技術的基礎知識和實際應用，以及對生產過程的計劃、實施和控制等運營管理方面的考慮。第二版新增了物聯網、工業物聯網、數據分析和智能制造等方面的內容，討論了半導體制造基礎、前道和后道工序、柔性復合電子技術、氣體和化學品及半導體工廠的操作、設備和設施的完整細節。

半導體集成電路制造手冊(第二版) 目錄

目錄
**部分半導體制造基礎
第1章可持續性的半導體制造――物聯網及人工智能的核心 2
1．1 引言 2
1．2 摩爾定律 2
1．2．1 FinFET擴展了摩爾定律 3
1．3 集成電路與設計 3
1．4 微芯片的制造方法 4
1．4．1 晶圓制造 5
1．4．2 前道工序處理 5
1．4．3 后道工序處理 8
1．5 先進技術 9
1．5．1 IoT、IIoT和CPS 9
1．5．2 物聯網要素系統或組織結構 9
1．5．3 物聯網生態系統或使用者 10
1．5．4 物聯網分類系統或合作伙伴 10
1．6 數據分析與人工智能 10
1．7 半導體的可持續性 11
1．8 結論 12
1．9 參考文獻 13
1．10 擴展閱讀 15
第2章納米技術和納米制造：從硅基到新型碳基材料及其他材料 17
2．1 引言 17
2．2 什么是納米技術 17
2．3 為什么納米技術如此重要 17
2．4 納米技術簡史 18
2．5 納米尺度制造的基本方法 19
2．6 納米計量技術 24
2．7 納米技術制造 25
2．8 應用和市場 25
2．9 影響力和管理 26
2．10 結論 26
2．11 參考文獻 27
2．12 擴展閱讀 31
第3章 FinFET的基本原理和納米尺度硅化物的新進展 32
3．1 引言 32
3．2 FinFET的基本原理 32
3．3 納米尺度硅化物的新進展 35
3．3．1 引言 35
3．3．2 納米尺度FinFET的硅化物接觸技術 36
3．3．3 Si納米線中硅化物的外延生長 42
3．4 結論 51
3．5 參考文獻 51
第4章微機電系統制造基礎：物聯網新興技術 54
4．1 微機電系統和微系統技術的定義 54
4．2 微系統技術的重要性 54
4．3 微系統技術基礎 55
4．3．1 微傳感器技術 55
4．3．2 微驅動器技術 56
4．3．3 用于微系統的材料 57
4．3．4 MEMS的設計工具 58
4．4 MEMS制造原理 58
4．4．1 前段微機械制造工藝 58
4．5 展望 67
4．6 結論 68
4．7 參考文獻 68
4．8 擴展閱讀 70
第5章高性能、低功耗、高可靠性三維集成電路的物理設計 71
5．1 引言 71
5．1．1 晶體管縮小的根本限制因素 71
5．1．2 導線互連的延遲和功耗的上升 72
5．1．3 什么是三維芯片 72
5．2 三維芯片的設計流程 73
5．3 三維芯片的物理設計面臨的挑戰 73
5．3．1 三維布局問題 73
5．3．2 三維時鐘樹 74
5．3．3 三維熱管理 74
5．3．4 三維電源管理 74
5．3．5 三維芯片的可靠性問題 75
5．4 三維芯片的物理設計方案 76
5．4．1 三維布局算法 76
5．4．2 三維時鐘樹綜合 76
5．4．3 三維芯片的散熱方案 77
5．4．4 三維芯片的電源網絡設計 77
5．4．5 三維電路的可靠性預測和優化 78
5．5 結論和展望 78
5．6 參考文獻 79
第二部分前道工序
第6章外延生長 84
6．1 引言 84
6．1．1 外延生長基礎 84
6．1．2 生長技術和設備 85
6．1．3 分子束外延 85
6．1．4 化學氣相沉積 87
6．1．5 化合物半導體的MOCVD工藝 88
6．1．6 外延工藝：概述 88
6．1．7 氮化鎵(GaN)的MOCVD工藝 91
6．1．8 GaN外延層材料的表征和分析 93
6．1．9 外延制造 96
6．1．10 管理程序 96
6．2 安全和環境健康 97
6．3 展望 97
6．4 結論 98
6．5 參考文獻 98
6．6 擴展閱讀 99
第7章熱處理工藝――退火、RTP及氧化 100
7．1 引言 100
7．2 熱處理 100
7．2．1 熱輸運 100
7．2．2 退火 103
7．2．3 擴散 103
7．2．4 致密/回流 104
7．2．5 硅化物 105
7．2．6 鈍化 105
7．2．7 缺陷 105
7．3 快速熱處理 106
7．3．1 RTP裝置 106
7．3．2 輻射性 107
7．3．3 加工效應 107
7．4 氧化 107
7．4．1 硅蝕坑 109
7．4．2 SiO2薄膜質量 109
7．4．3 濕氧氧化方法 109
7．4．4 激子氧化 109
7．4．5 缺陷 110
7．5 制造要點 111
7．5．1 擁有成本 111
7．5．2 統計過程控制 111
7．5．3 良率 112
7．6 結論 112
7．7 致謝 112
7．8 參考文獻 113
7．9 擴展閱讀 114
第8章光刻工藝 115
8．1 光刻工藝 115
8．1．1 襯底準備 115
8．1．2 光刻膠旋涂 116
8．1．3 涂膠后烘烤 116
8．1．4 對準和曝光 117
8．1．5 曝光后烘烤 118
8．1．6 顯影 119
8．2 光學光刻中圖像的形成 119
8．2．1 衍射 120
8．2．2 成像 121
8．2．3 部分相干性 122
8．2．4 像差與失焦 123
8．2．5 浸沒式光刻 124
8．3 光刻膠化學 125
8．3．1 曝光反應動力學 125
8．3．2 化學增強膠 125
8．3．3 溶解 127
8．4 線寬控制 129
8．5 套刻控制 131
8．6 光學光刻的限制 131
8．7 擴展閱讀 134
第9章刻蝕工藝 135
9．1 引言 135
9．2 濕法刻蝕 136
9．2．1 硅的各向同性濕法刻蝕 136
9．2．2 硅的各向異性濕法刻蝕 137
9．2．3 氧化硅和氮化硅的濕法刻蝕 138
9．2．4 金屬薄膜濕法刻蝕 138
9．3 干法刻蝕 138
9．3．1 基本等離子刻蝕系統 138
9．3．2 等離子體刻蝕機制 140
9．3．3 干法刻蝕系統 141
9．3．4 與干法刻蝕有關的問題 143
9．3．5 硅、氧化硅和氮化硅的干法刻蝕 144
9．3．6 III-V族半導體的刻蝕 145
9．3．7 其他材料的刻蝕 145
9．4 結論 146
9．5 致謝 146
9．6 參考文獻 146
9．7 擴展閱讀 147
第10章離子注入 148
10．1 綜述 148
10．1．1 離子注入定義 148
10．1．2 歷史 148
10．1．3 離子注入設備基本部件 148
10．2 現代離子注入設備綜述 149
10．2．1 大束流注入機 150
10．2．2 中束流注入機 150
10．2．3 高能注入機 151
10．3 離子注入應用 152
10．3．1 應用范圍 152
10．3．2 工藝挑戰和測量 154
10．4 展望 154
10．5 參考文獻 155
第11章物理氣相沉積 158
11．1 使用動機和關鍵屬性 158
11．2 PVD工藝的基本原理 158
11．3 真空蒸發 159
11．4 蒸發設備 161
11．4．1 余弦定律 162
11．5 蒸發沉積層及其性質 162
11．6 濺射 163
11．6．1 定義 163
11．6．2 原理 164
11．6．3 薄膜的微觀結構與力學性能 164
11．7 濺射設備 165
11．7．1 直流濺射 166
11．7．2 高頻/射頻濺射 167
11．7．3 自偏壓效應 167
11．7．4 偏壓濺射 167
11．7．5 反應濺射 168
11．7．6 磁控濺射 169
11．7．7 濺射系統的布局和部件 169
11．8 濺射沉積層 171
11．8．1 臺階覆蓋 171
11．8．2 脈沖激光沉積 172
11．8．3 結論和展望 173
11．9 參考文獻 173
第12章化學氣相沉積 174
12．1 引言 174
12．1．1 同相成核和異相成核 174
12．1．2 各種類型的CVD 175
12．1．3 結論 178
12．2 發展歷程 178
12．2．1 硅基微電子和其他領域中的CVD應用 178
12．2．2 其他材料 179
12．3 保形CVD薄膜及無空隙填充 179
12．3．1 基本問題 179
12．3．2 臺階覆蓋率 180
12．3．3 表面反應概率β 181
12．4 熱力學和動力學分析 181
12．4．1 熱力學機制 181
12．4．2 動力學機制 182
12．5 展望未來：新興電子材料 182
12．5．1 二維材料 182
12．5．2 氧化物和氮化物薄膜 183
12．5．3 結論 184
12．6 參考文獻 184
第13章原子層沉積 191
13．1 引言 191
13．1．1 ALD的基本原理 192
13．2 ALD的主要商業應用 192
13．3 ALD在前沿半導體制造中的應用 193
13．4 ALD的發展過程 193
13．4．1 建立溫度窗口 193
13．4．2 確保足夠的反應物輸運到表面 193
13．4．3 確保對反應區域進行充分的吹掃或抽離 194
13．5 選擇合適的ALD前驅體和反應物 194
13．6 硬件和流程的創新以提高ALD的生長速率 195
13．7 ALD過程中等離子體的應用 195
13．8 ALD過程中的硬件要求 196
13．9 原子層化學沉積的逆向過程：原子層刻蝕 196
13．10 參考文獻 196
13．11 擴展閱讀 197
第14章電化學沉積 198
14．1 引言 198
14．2 ECD的基本原理 198
14．2．1 電解沉積 198
14．2．2 無電沉積 200
14．3 電化學沉積的應用 201
14．3．1 銅互連 201
14．3．2 硅通孔 202
14．3．3 透膜電鍍 203
14．3．4 無電沉積 204
14．4 展望 205
14．5 結論 205
14．6 參考文獻 206
第15章化學機械拋光基礎 207
15．1 引言 207
15．2 如何理解化學機械拋光基礎的重要性 207
15．3 化學機械拋光的誕生 208
15．4 拋光和平坦化 209
15．5 化學機械拋光工藝流程 209
15．6 化學機械拋光工藝原理 210
15．7 化學機械拋光耗材 211
15．7．1 拋光液 211
15．7．2 拋光墊 214
15．7．3 拋光墊調節器 215
15．8 化學機械拋光與互連 216
15．9 化學機械拋光后道清洗 217
15．9．1 過濾器 218
15．9．2 工藝設備 218
15．10 結論 219
15．11 致謝 219
15．12 參考文獻 219
第16章 AFM計量 222
16．1 引言 222
16．2 計量：基礎和原理 223
16．2．1 測量系統的性能指標 223
16．2．2 新的測量系統指標和Fleet測量不確定度 224
16．2．3 混合計量 224
16．3 AFM技術與基礎 225
16．3．1 AFM掃描儀 225
16．3．2 形貌成像掃描模式 225
16．3．3 其他掃描模式 227
16．4 用于線上計量的自動化AFM 227
16．4．1 用于CD計量的CD-AFM 229
16．4．2 原子力輪廓儀 229
16．4．3 自動缺陷審查 230
16．4．4 用于掩模制造的線上AFM 231
16．5 維護和校準 231
16．6 結論 232
16．7 參考文獻 232
16．8 擴展閱讀 235
第三部分后道工序
第17章晶圓減薄和芯片切割 238
17．1 引言 238
17．2 減薄技術概要：研磨 238
17．2．1 研磨磨輪 239
17．2．2 研磨點 239
17．2．3 工藝質量 239
17．3 減薄工藝和設備 240
17．3．1 研磨部分 240
17．3．2 使用在線測量儀來控制厚度 240
17．3．3 清洗 240
17．4 減薄技術、應力釋放和其他要求 241
17．4．1 晶圓減薄 241
17．4．2 應力釋放 241
17．4．3 吸雜 242
17．4．4 非接觸式測量 242
17．4．5 在線系統 243
17．4．6 晶圓支撐系統 243
17．4．7 TAIKO工藝 243
17．5 分割技術概論及刀片切割 243
17．5．1 切割刀片 244
17．5．2 刀片切割的工藝要點 244
17．5．3 切割質量 244
17．6 分割工藝和設備 245
17．6．1 切割機類型 245
17．6．2 全自動切割機的基本功能 245
17．6．3 雙軸系統的應用 246
17．7 激光技術 247
17．7．1 激光燒蝕 247
17．7．2 低介電常數開槽 247
17．7．3 激光全切割 247
17．7．4 隱形切割 248
17．7．5 激光切割的潛在應用 248
17．8 先切割后研磨(DBG)和先隱形切割后研磨(SDBG) 249
17．8．1 先切割后研磨 249
17．8．2 先隱形切割后研磨 249
17．9 基于TSV的三維集成 250
17．9．1 三維集成的優勢 250
17．9．2 工藝集成 250
17．9．3 減薄的相關主題：邊緣修整、自動總厚度變化檢測和高水準清洗 251
17．9．4 TSV晶圓的分割方法 252
17．9．5 晶圓減薄對元器件特性的影響 253
17．10 參考文獻 254
第18章封裝 256
18．1 引言 256
18．1．1 電子封裝與組裝基礎 256
18．1．2 電子封裝預測 260
18．1．3 電子封裝行業 263
18．2 封裝技術 263
18．2．1 周圍陣列和面陣列封裝 264
18．2．2 芯片尺寸封裝 265
18．2．3 晶圓級封裝 265
18．2．4 埋置技術 265
18．2．5 更高集成度的封裝 267
18．3 晶圓級凸點和再布線技術 269
18．3．1 工藝技術 269
18．3．2 晶圓級凸點設備 280
18．3．3 材料 287
18．4 案例分析 292
18．4．1 僅含再布線的WLP(Biotronik、Micro System Engineering、Fraunhofer IZM) 292
18．4．2 高密度多芯片模塊封裝像素探測器系統(ATLAS聯盟) 293
18．4．3 SAW的芯片尺寸封裝 294
18．4．4 圖像傳感器的晶圓級封裝 295
18．5 光電子器件和MEMS的封裝 296
18．6 參考文獻 297
18．7 擴展閱讀 300
第19章鍵合的基本原理 301
19．1 引言 301
19．1．1 發展歷史與現狀 301
19．1．2 不同類型的引線鍵合工藝 301
19．2 引線鍵合設備 303
19．2．1 引線鍵合機的子系統 303
19．2．2 引線鍵合機系統的性能 305
19．3 引線鍵合過程 307
19．3．1 形成自由空氣球的過程 307
19．3．2 **鍵合工藝 308
19．3．3 第二鍵合工藝 310
19．3．4 焊環工藝 311
19．4 結論和展望 313
19．5 參考文獻 313
第20章互連的可靠性 315
20．1 引言 315
20．1．1 基礎概念 315
20．1．2 要求和標準 315
20．2 電遷移 316
20．3 應力遷移 318
20．4 介質擊穿 319
20．5 結論 320
20．6 參考文獻 321
20．7 擴展閱讀 324
第21章自動測試設備 325
21．1 自動測試設備簡介 325
21．2 ATE歷史 327
21．2．1 ATE分類 330
21．3 數字測試儀 330
21．3．1 數字測試 330
21．3．2 功能、結構和基于缺陷的測試 331
21．3．3 高速數字測試 332
21．3．4 確定性與非確定性行為 332
21．3．5 數字測試的基本設置 333
21．3．6 基于協議的測試 333
21．4 線性測試儀 333
21．4．1 線性器件測試 333
21．4．2 線性器件測試儀 333
21．4．3 線性器件測試的基本設置 334
21．5 混合信號測試儀 334
21．5．1 混合信號器件的基本模塊 334
21．6 存儲器測試儀 335
21．6．1 存儲器測試 335
21．6．2 存儲器測試的基本設置 336
21．7 閃存測試儀 336
21．7．1 閃存測試 336
21．7．2 閃存測試的基本設置(典型測試) 337
21．7．3 典型的生產測試流程 337
21．7．4 閃存測試面對的問題 337
21．7．5 閃存的發展趨勢 338
21．8 RF測試儀 338
21．8．1 RF器件測試 338
21．8．2 RF的構建模塊 338
21．8．3 系統級測試 339
21．9 SoC測試儀 339
21．9．1 SoC器件 339
21．9．2 SoC測試 340
21．9．3 SoC測試結構 341
21．10 老化測試儀 341
21．11 設計診斷設備 342
21．12 ATE市場規模 342
21．13 ATE的結構 343
21．13．1 數字測試儀的結構 344
21．13．2 線性器件測試儀的結構 346
21．13．3 混合信號測試儀的結構 346
21．13．4 存儲器測試儀的結構 348
21．14 閃存測試儀的結構 349
21．15 RF測試儀的結構 350
21．16 SoC測試儀的結構 350
21．17 DFT測試方法 351
21．18 基于云的DFT測試儀的出現 352
21．19 ATE規格 353
21．20 ATE的數據格式 354
21．21 制造商和ATE模型 355
21．21．1 Teradyne公司 355
21．21．2 Advantest公司 356
21．21．3 Xcerra公司 356
21．21．4 UniTest公司 356
21．21．5 FEI公司 357
21．21．6 Chroma ATE公司 357
21．21．7 National Instruments公司 357
21．21．8 SPEA公司 357
21．21．9 Aehr Test Systems公司 357
21．21．10 Micro Control公司 358
21．22 未來ATE的發展方向 358
21．22．1 測試成本 358
21．22．2 替代的測試方法(Dfx/BIST/SLT) 359
21．22．3 功率和熱管理 360
21．22．4 MEMS和傳感器測試 360
21．23 致謝 360
21．24 擴展閱讀 360
第四部分柔性技術、復合電子和大面積電子
第22章印刷電子器件：原理、材料、工藝及應用 364
22．1 印刷電子器件簡介 364
22．2 印刷電子器件：原理及基礎 364
22．3 用于印刷電子器件的材料 366
22．4 印刷電子器件的制造工藝 367
22．4．1 絲網印刷 367
22．4．2 凹版印刷 367
22．4．3 噴墨印刷 368
22．4．4 氣溶膠噴墨印刷 368
22．5 主要挑戰和潛在解決方案 369
22．6 應用案例 370
22．6．1 互連 370
22．6．2 有機發光二極管 371
22．6．3 超高頻射頻識別 372
22．7 結論 373
22．8 參考文獻 373
第23章柔性復合電子器件 376
23．1 引言 376
23．2 什么是柔性復合電子器件 376
23．3 為什么需要柔性復合電子器件 377
23．4 如何制造柔性復合電子器件 378
23．5 結論和展望 381
23．6 參考文獻 381
第24章柔性電子器件 383
24．1 柔性電子器件的應用 383
24．1．1 柔性顯示 383
24．1．2 柔性太陽能電池 383
24．1．3 柔性傳感器 383
24．1．4 柔性晶體管和CMOS電路 383
24．2 柔性電路的關鍵材料 384
24．2．1 基底材料 384
24．2．2 有機半導體及介電材料 385
24．2．3 二維材料 386
24．2．4 柔性導電材料 386
24．3 柔性電路制造技術 387
24．4 結論和展望 388
24．5 參考文獻 388
24．6 擴展閱讀 390
第25章射頻印刷電子：物聯網和智能皮膚應用的通信、傳感和能量收集 391
25．1 引言 391
25．2 印刷工藝和材料 391
25．2．1 噴墨印刷 391
25．2．2 3D打印 392
25．3 印刷射頻電路的應用 392
25．3．1 天線 393
25．3．2 傳感平臺 394
25．3．3 能量收集系統 398
25．4 結論 399
25．5 參考文獻 399
第26章納米電子器件和功率電子器件的印刷制造 401
26．1 引言 401
26．2 納米定向組裝和轉移 401
26．3 在功率電子器件中的應用 403
26．3．1 印刷高性能邏輯電路 403
26．3．2 印刷功率電子器件的三維互連 405
26．4 參考文獻 405
第27章柔性電子中的三維互連 409
27．1 引言 409
27．2 納米定向組裝技術 409
27．3 三維互連制造工藝 410
27．4 材料特性 412
27．5 電學特性 412
27．6 工藝適用范圍 413
27．7 與其他技術的比較 413
27．8 參考文獻 414
第28章噴墨印刷觸摸傳感器材料 416
28．1 引言 416
28．2 材料和工藝優化 417
28．3 加成工藝參數 422
28．3．1 溫度 422
28．3．2 墨滴間距 422
28．3．3 預處理 423
28．3．4 黏度和波形編輯 423
28．4 觸摸屏顯示器 425
28．4．1 觸摸傳感器的布局 425
28．4．2 觸摸傳感器印刷材料 425
28．4．3 觸摸傳感器的印刷過程 426
28．4．4 觸摸傳感器的電容性能 426
28．5 結論 430
28．6 致謝 430
28．7 參考文獻 430
28．8 擴展閱讀 431
第29章平板與柔性顯示器技術 432
29．1 引言 432
29．2 顯示器技術相關術語的定義 432
29．3 顯示器技術的基礎與原理 434
29．3．1 顯示質量 434
29．3．2 顯示器的基本結構和特征 435
29．3．3 各種顯示器技術的比較 439
29．4 顯示器的制造工藝 441
29．4．1 薄膜工藝 441
29．4．2 厚膜工藝 441
29．4．3 顯示單元形成工藝 441
29．4．4 老化和測試工藝 441
29．5 未來趨勢和結論 442
29．5．1 技術趨勢 442
29．5．2 應用趨勢 443
29．5．3 結論 443
29．6 擴展閱讀 444
第30章光伏基礎知識、制造、安裝和運營 445
30．1 引言 445
30．1．1 太陽能的概念 445
30．1．2 為何選擇太陽能 445
30．1．3 全球太陽能市場概況 445
30．2 光伏發電的基本原理 446
30．2．1 光伏產品的基本概念 446
30．2．2 如何制作太陽能電池 448
30．2．3 太陽能電池板的制造 451
30．2．4 太陽能電池板的類型 453
30．3 光伏電站 454
30．3．1 如何設計太陽能系統 454
30．3．2 設計軟件和工具 454
30．3．3 建設太陽能系統 455
30．3．4 安裝太陽能系統 455
30．4 維護和操作 456
30．4．1 工廠維護 456
30．4．2 大型光伏電站的高級維護和運行 457
30．5 光伏發電的未來前景 458
30．6 參考文獻 458
第五部分氣體與化學品
第31章氣體供應系統 460
31．1 引言 460
31．2 氣體供應系統設計原則 462
31．2．1 無泄漏系統 464
31．2．2 無死區系統 465
31．2．3 無顆粒系統 466
31．2．4 水分作為雜質的特殊性質 466
31．2．5 表面鈍化 468
31．2．6 流體力學 469
31．2．7 機臺連接閥布局 469
31．3 材料 470
31．3．1 管道 470
31．3．2 閥門 472
31．3．3 機械連接 473
31．3．4 過濾器 474
31．3．5 單向閥 474
31．4 安裝規范 474
31．4．1 安全 475
31．4．2 質量保證 475
31．4．3 材料的儲存和處理 475
31．4．4 部件安裝 475
31．4．5 吹掃和焊接氣體 476
31．4．6 管道焊接準備 476
31．4．7 管道焊接 476
31．4．8 焊接的評估標準 476
31．4．9 驗證標準 476
31．5 質量保證 476
31．6 驗證 477
31．6．1 氦檢測試 478
31．6．2 水/氧分析 479
31．6．3 顆粒物測試 479
31．7 驗收/調試 480
31．8 機臺連接 480
31．9 系統運行和維護 481
31．10 參考文獻 481
31．11 擴展閱讀 481
第32章超純水的基本原理 483
32．1 引言 483
32．1．1 超純水系統 483
32．1．2 超純水的質量規格 484
32．1．3 原水來源 486
32．2 超純水制備 487
32．2．1 預處理 487
32．2．2 一次處理系統 488
32．2．3 拋光回路 488
32．3 超純水分配系統 489
32．4 分析方法與技術 490
32．4．1 在線分析測量部分 490
32．5 超純水應用于半導體行業所面臨的挑戰 494
32．5．1 質量方面 494
32．5．2 產能方面 497
32．5．3 用水管理方面 498
32．6 如何獲得高質量超純水的一些建議 498
32．7 致謝 499
32．8 參考文獻 499
第33章工藝化學品的使用和處置 501
33．1 引言 501
33．2 重大化學危害術語和符號 501
33．2．1 安全數據表(SDS) 502
33．2．2 國際危險性標識 503
33．2．3 美國國家消防協會菱形危險標識 503
33．3 半導體制程中所使用的工藝化學品 503
33．3．1 水基化學品 504
33．3．2 溶劑 505
33．3．3 化學機械平坦化漿料 506
33．4 工藝化學品和漿料的常規處理方法 506
33．5 物流運輸 508
33．6 分析驗證 508
33．7 廢棄物處理 509
33．8 結論 509
33．9 致謝 509
33．10 參考文獻 509
33．11 擴展閱讀 509
第34章過濾 511
34．1 化學品過濾 511
34．1．1 化學品過濾：過濾器構造 511
34．1．2 化學品過濾：效果 513
34．1．3 化學品過濾：使用注意事項 515
34．2 超純水過濾 515
34．3 光刻過濾 516
34．4 化學機械拋光過濾 517
34．5 氣體過濾 518
34．5．1 氣體過濾：過濾器構造 518
34．5．2 氣體過濾：效果 519
34．6 過濾作為缺陷分析工具的應用 521
34．7 參考文獻 522
第35章化學品和研磨液處理系統 523
35．1 引言 523
35．2 重要條款 524
35．3 化學品和研磨液處理系統的歷史 524
35．3．1 成本 524
35．3．2 安全 524
35．3．3 純度 524
35．3．4 重復性 524
35．4 化學品和研磨液處理設備 525
35．4．1 高純度化學品分配系統 525
35．4．2 化學混合系統 529
35．4．3 研磨液系統 531
35．5 系統純度 533
35．5．1 離子污染 533
35．5．2 顆粒污染 534
35．5．3 污染源 534
35．6 結論 534
35．7 致謝 535
35．8 參考文獻 535
第六部分操作、設備與設施
第36章良率管理 538
36．1 引言 538
36．1．1 良率管理 538
36．1．2 良率部門的角色 538
36．2 良率管理的基本原則 538
36．2．1 定義產量、履行測試 538
36．2．2 系統良率、隨機良率 540
36．2．3 缺陷和良率：良率模型 541
36．2．4 可變性：參數化良率損失 541
36．2．5 良率和可靠性 541
36．3 方法：缺陷、數據挖掘和增強 542
36．3．1 缺陷控制 542
36．3．2 數據挖掘 542
36．3．3 機臺和反應倉特征 543
36．3．4 實驗設計：分批次 543
36．3．5 工藝變更審查委員會 543
36．3．6 偏差預防 543
36．3．7 偏差控制 544
36．4 軟件 544
36．4．1 MES、SPC和 APC 軟件 544
36．4．2 良率管理軟件 544
36．5 結論和展望 545
36．6 參考文獻 545
36．7 擴展閱讀 545
第37章計算機集成制造和工廠自動化 547
37．1 引言 547
37．1．1 工廠自動化 547
37．1．2 工廠自動化的驅動因素 547
37．2 半導體工廠的軟件 548
37．2．1 工廠控制軟件 548
37．2．2 質量控制軟件 549
37．3 半導體自動物料搬運系統 550
37．3．1 晶圓盒 550
37．3．2 運輸系統 551
37．3．3 存儲系統 552
37．4 AMHS的設計 552
37．4．1 仿真 552
37．4．2 工藝設備布局方法論 552
37．4．3 AMHS布局方法論 554
37．5 業務考慮 555
37．5．1 性能需求 555
37．5．2 擁有成本 556
37．6 展望 556
37．7 擴展閱讀 557
第38章制造執行系統(MES)基礎 558
38．1 制造執行系統(MES)的角色和作用 558
38．2 半導體行業MES的演化 559
38．3 MES的范圍和功能 560
38．3．1 MES核心和平臺 561
38．3．2 MES 功能模塊 562
38．4 現代MES特征與基礎 565
38．4．1 性能 566
38．4．2 可伸縮性 566
38．4．3 可擴展性 566
38．4．4 模塊化 566
38．4．5 邏輯分散化 566
38．4．6 現代技術 567
38．4．7 集成 567
38．4．8 這些特征的重要性 568
38．5 MES項目的考慮因素 569
38．5．1 未開發地區 569
38．5．2 取代現有的MES 569
38．5．3 無紙化 569
38．5．4 能力和伙伴 570
38．5．5 商業案例 570
38．6 擴展閱讀 570
第39章先進工藝控制 572
39．1 引言 572
39．2 統計過程控制(SPC) 572
39．2．1 R2R控制 573
39．2．2 R2R控制模式的注意事項 574
39．3 故障檢測和分類 576
39．4 虛擬度量 577
39．5 展望 578
39．6 參考文獻 579
第40章空氣分子污染 581
40．1 概述空氣分子污染的化學污染與擴散 581
40．2 AMC分類與效應 581
40．2．1 AMC分類 582
40．2．2 AMC效應 584
40．3 AMC控制注意事項 584
40．3．1 AMC控制系統概述 585
40．4 實施AMC控制 586
40．4．1 AMC*佳控制的三步方法 586
40．5 氣相空氣過濾原理 586
40．5．1 吸附 586
40．5．2 化學吸附 587
40．6 干洗空氣過濾介質 588
40．6．1 吸附劑/化學吸附劑 588
40．6．2 吸附劑裝填非織造布 588
40．6．3 珠狀活性炭 590
40．6．4 離子交換器 590
40．6．5 擠壓碳復合材料 591
40．6．6 黏合介質面板 591
40．7 化學過濾設備設計 593
40．7．1 化學過濾器 593
40．7．2 化學過濾設備 593
40．8 AMC監控 594
40．8．1 沖擊器和吸附管 595
40．8．2 反應性監測 595
40．9 AMC控制應用領域 597
40．9．1 HVAC系統設計 597
40．9．2 AMC應用領域 598
40．10 AMC控制規范和標準 599
40．10．1 SEMI標準 599
40．10．2 國際半導體技術路線圖 599
40．10．3 ISO標準14644-8 604
40．11 規定AMC控制系統 604
40．11．1 去除效率規范 605
40．11．2 污染物限值規范 605
40．11．3 使用壽命規范 606
40．11．4 標準化實驗結果規范 607
40．12 *終考慮 607
40．13 結論 608
40．14 參考文獻 609
40．15 附錄：縮寫詞 611
第41章潔凈室環境中的ESD控制 612
41．1 半導體潔凈室中的靜電電荷 612
41．2 潔凈室電荷引起的問題 612
41．2．1 污染 612
41．2．2 靜電損傷 614
41．2．3 電磁干擾和晶圓處理錯誤 616
41．3 靜電電荷的產生 618
41．4 絕緣體與導體 619
41．4．1 導電材料 619
41．4．2 耗散材料 619
41．4．3 絕緣材料 619
41．5 潔凈室靜電管理 619
41．5．1 一般原則 619
41．5．2 導體和絕緣體 621
41．5．3 接地 621
41．5．4 空氣離子化 622
41．6 空氣離子化對靜電電荷的控制 622
41．6．1 電暈電離 622
41．6．2 光電電離 624
41．6．3 α電離 624
41．7 靜電測量 625
41．7．1 電場的測量 625
41．7．2 離子發生器性能的測量 625
41．7．3 ESD感應EMI的測量 625
41．8 空氣離子發生器的應用 626
41．8．1 常見的應用 626
41．8．2 劇烈放電的應用 627
41．9 結論 628
41．10 參考文獻 628
第42章真空系統 630
42．1 引言 630
42．2 真空泵 630
42．2．1 泵基礎 630
42．2．2 泵送速度和增強器 630
42．2．3 泵與應用的匹配 630
42．2．4 渦輪分子泵 631
42．2．5 低溫泵 631
42．2．6 干式泵 632
42．3 使用點減排 633
42．3．1 減排基礎 633
42．3．2 將減排技術與應用相匹配 633
42．3．3 濕法洗滌器 634
42．3．4 濾筒技術 634
42．3．5 濕-熱減排 635
42．3．6 等離子體減排 635
42．3．7 燃燒減排 636
42．3．8 氣體回收 637
42．4 結論和展望 637
42．5 致謝 638
42．6 參考文獻 638
42．7 擴展閱讀 638
第43章射頻等離子體工藝的控制 639
43．1 引言 639
43．2 等離子體產生和工藝控制基礎 639
43．2．1 電感耦合等離子體源 639
43．2．2 電子回旋共振等離子體源 641
43．2．3 電容耦合等離子體源 641
43．2．4 磁等離子體源 643
43．2．5 電感耦合等離子體與電容耦合等離子體 644
43．3 工藝控制和診斷 644
43．3．1 等離子體室的射頻計量 647
43．3．2 朗繆爾探針 648
43．3．3 光發射光譜法 649
43．3．4 能量分析儀 649
43．3．5 電弧檢測和電弧緩解 650
43．4 先進的等離子體工藝控制 651
43．4．1 雙頻驅動等離子體源 652
43．4．2 脈沖調制RF等離子體源 652
43．4．3 調整離子能量分布函數的方法 654
43．4．4 射頻脈沖源阻抗調諧 655
43．4．5 控制均勻性效應的射頻機制 657
43．5 干法刻蝕工藝的特性 658
43．6 結論和展望 659
43．7 參考文獻 660
第44章集成電路制造設備部件清洗技術：基礎與應用 665
44．1 外包部件清洗的歷史觀 665
44．1．1 引言 666
44．2 過去、現在和將來的技術/應用 666
44．3 設備部件清洗技術基礎和應用 667
44．3．1 按晶圓廠模塊劃分的部件清洗工藝和技術 668
44．3．2 污染源 670
44．4 部件表面處理技術及其對工藝性能的影響 675
44．4．1 雙絲電弧噴涂在PVD/金屬濺射中的應用 675
44．4．2 TWAS熱噴涂工藝 675
44．4．3 熱噴涂在刻蝕工藝中的應用 676
44．5 等離子噴涂工藝 676
44．6 結論 676
44．7 致謝 676
44．8 參考文獻 677
第45章因危害增長及嚴格監管而使設備設計面臨的挑戰 678
45．1 引言：“產品合規性之謎” 678
45．1．1 重中之重：先進的設備設計 679
45．1．2 當今的評價方法：虛假的安全感 680
45．1．3 工程部技能：成功的先決條件 680
45．2 產品合規性的基礎：“必須做什么?” 681
45．2．1 “合理預見的誤用”造成的危害 681
45．2．2 你的設備究竟有多少危害 682
45．2．3 各種識別危害的風險評估 683
45．2．4 國際標準提供“經驗教訓” 684
45．3 工程部建議：“我們如何做得更好?” 686
45．3．1 他們在學校需要教什么：“一門新的工程課程” 686
45．3．2 需要更好的MoC協議 687
45．3．3 在維護/服務任務中更多地關注設計 688
45．3．4 更多地關注記錄風險評估 689
45．3．5 高級工程設計程序 690
45．4 結論：“解謎” 692
45．4．1 維護/服務任務的功能安全工程設計 692
45．4．2 先進的工程設計程序可以幫助縮小知識差距 693
45．4．3 記錄性能指標的新安全性 693
45．5 參考文獻 694
第46章潔凈室設計和建造 699
46．1 引言 699
46．2 潔凈室標準和分類 699
46．3 潔凈室的種類 701
46．4 氣流布局和模式 703
46．4．1 單向氣流 703
46．4．2 湍流氣流 704
46．5 換氣 704
46．6 潔凈室要素 705
46．7 天花板系統 706
46．8 墻壁系統 706
46．9 地板系統 706
46．10 環境要求 706
46．10．1 排氣系統 707
46．10．2 補充空氣系統 707
46．10．3 再循環空氣系統 707
46．10．4 溫度控制 708
46．10．5 濕度控制 708
46．10．6 氣壓差 708
46．11 工藝污染控制 709
46．11．1 空氣過濾 709
46．11．2 預防 709
46．11．3 隔離 709
46．11．4 清除 709
46．12 振動和噪聲控制 709
46．13 磁通量和電磁通量 710
46．14 空氣和表面的靜電荷 710
46．15 生命安全 711
46．16 計算流體動力學(CFD) 711
46．17 潔凈室設計和施工 712
46．17．1 微環境舞廳式布局技術說明(示例) 712
46．17．2 氣流系統技術說明(示例) 713
46．17．3 天花板網格技術說明(示例) 715
46．17．4 潔凈室照明技術說明(示例) 716
46．17．5 潔凈室墻、窗、門和地板(示例) 716
46．17．6 *終調整和認證測試(示例) 718
46．17．7 潔凈室施工協議(示例) 721
46．18 擴展閱讀 726
46．19 專業組織 727
第47章振動與噪聲設計 728
47．1 引言 728
47．1．1 振動和噪聲源概述 728
47．1．2 振動和噪聲敏感區域與設備 728
47．2 測量方法和準則 729
47．2．1 測量方法 729
47．2．2 準則――基于設備的準則和一般準則 731
47．2．3 準則――通用振動準則 731
47．2．4 準則――地板動力剛度要求 732
47．2．5 其他形式的準則 733
47．2．6 廣義和工具噪聲準則 733
47．3 振動和噪聲源 733
47．3．1 現場振動源 733
47．3．2 室內振動源 734
47．3．3 噪聲源 735
47．4 地基和結構設計 735
47．4．1 土壤和地基設計(與環境和當地資源有關) 735
47．4．2 工藝層 735
47．5 機械、電氣、管道(MEP)設計中的振動和噪聲控制 739
47．5．1 MEP系統布局 739
47．5．2 空氣循環系統 740
47．5．3 其他機械設備(空氣處理器、壓縮機、液壓泵、真空泵、冷卻塔等)
及一般注意事項 741
47．5．4 管道和管路系統 741
47．5．5 中央公用設施建筑、輔助建筑及設備堆放場 742
47．5．6 電氣設備(柴油發電機、CPS和UPS系統、變壓器) 742
47．5．7 機械動態平衡要求 743
47．5．8 隔振硬件 743
47．6 噪聲設計 746
47．6．1 室內噪聲設計 746
47．6．2 機械室內外噪聲設計 747
47．7 生產工具連接 748
47．7．1 工具布局 748
47．7．2 預置工具架設計 748
47．7．3 主動工具架設計 749
47．7．4 連接設備的振動和噪聲控制 749
47．8 設備振動測量的目的和時間 749
47．9 成熟的振動和噪聲環境 750
47．10 未來趨勢及特殊情況 750
47．10．1 微電子設施 750
47．10．2 平板顯示設備(LCD-TFT) 750
47．10．3 納米技術和其他先進的物理設備 750
47．11 致謝 751
47．12 參考文獻 751

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半導體集成電路制造手冊(第二版) 作者簡介

Hwaiyu Geng，美國加利福尼亞州亞美智庫(Amica Research)的創始人及負責人，致力于推動先進及綠色制造設計與工程，曾任職于美國Westinghouse Electric Corporation、Applied Materials、Hewlett-Packard和Intel等公司。他擁有超過40年的國際高科技工程設計與建設、制造工程和管理等經驗。他在許多國際會議上發表了技術論文，并在清華大學、北京大學、北京科技大學、中國科學院微電子研究所、上海交通大學、同濟大學、浙江大學、臺灣大學等高校和科研機構主持了有關物聯網、大數據及數據中心的交流講座。Hwaiyu Geng，美國加利福尼亞州亞美智庫(Amica Research)的創始人及負責人，致力于推動先進及綠色制造設計與工程，曾任職于美國Westinghouse Electric Corporation、Applied Materials、Hewlett-Packard和Intel等公司。他擁有超過40年的國際高科技工程設計與建設、制造工程和管理等經驗。他在許多國際會議上發表了技術論文，并在清華大學、北京大學、北京科技大學、中國科學院微電子研究所、上海交通大學、同濟大學、浙江大學、臺灣大學等高校和科研機構主持了有關物聯網、大數據及數據中心的交流講座。

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