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本书详细追述了半导体发展的历史并吸收了各种新技术资料，学术界和工业界对本书的评价都很高。全书共分20章，根据应用于半导体制造的主要技术分类来安排章节，包括与半导体制造相关的基础技术信息；总体流程图的工艺模型概况，用流程图将硅片制造的主要领域连接起来；具体讲解每一个主要工艺；集成电路装配和封装的后部工艺概况。此外，各章为读者提供了关于质量测量和故障排除的问题，这些都是会在硅片制造中遇到的实际问题。

第1章 半导体产业介绍
目标
1.1 引言
1.2 产业的发展
1.3 电路集成
1.4 集成电路制造
1.5 半导体趋势
1.6 电子时代
1.7 在半导体制造业中的职业
1.8 小结
第2章 半导体材料特性
目标
2.1 引言
2.2 原子结构
2.3 周期表
2.4 材料分类
2.5 硅
2.6 可选择的半导体材料
2.7 小结
第3章 器件技术
目标
3.1 引言
3.2 电路类型
3.3 无源元件结构
3.4 有源元件结构
3.5 CMOS器件的闩锁效应
3.6 集成电路产品
3.7 小结
第4章 硅和硅片制备
目标
4.1 引言
4.2 半导体级硅
4.3 晶体结构
4.4 晶向
4.5 单晶硅生长
4.6 硅中的晶体缺陷
4.7 硅片制备
4.8 质量测量
4.9 外延层
4.10 小结
第5章 半导体制造中的化学品
目标
5.1 引言
5.2 物质形态
5.3 材料的属性
5.4 工艺用化学品
5.5 小结
第6章 硅片制造中的沾污控制
目标
6.1 引言
6.2 沾污的类型
6.3 沾污的源与控制
6.4 硅片湿法清洗
6.5 小结
第7章 测量学和缺陷检查
目标
7.1 引言
7.2 集成电路测量学
7.3 质量测量
7.4 分析设备
7.5 小结
第8章 工艺腔内的气体控制
目标
8.1 引言
8.2 真空
8.3 真空泵
8.4 工艺腔内的气流
8.5 残气分析器
8.6 等离子体
8.7 工艺腔的沾污
8.8 小结
第9章 集成电路制造工艺概况
目标
9.1 引言
9.2 CMOS工艺流程
9.3 CMOS制作步骤
9.4 小结
第10章 氧化
目标
10.1 引言
10.2 氧化膜
10.3 热氧化生长
10.4 高温炉设备
10.5 卧式与立式炉
10.6 氧化工艺
10.7 质量测量
10.8 氧化检查及故障排除
10.9 小结
第11章 淀积
目标
11.1 引言
11.2 膜淀积
11.3 化学气相淀积
11.4 CVD淀积系统
11.5 介质及其性能
11.6 旋涂绝缘介质
11.7 外延
11.8 CVD质量测量
11.9 CVD检查及故障排除
11.10 小结
第12章 金属化
目标
12.1 引言
12.2 金属类型
12.3 金属淀积系统
12.4 金属化方案
12.5 金属化质量测量
12.6 金属化检查及故障排除
12.7 小结
第13章 光刻：气相成底膜到软烘
目标
13.1 引言
13.2 光刻工艺
13.3 光刻工艺的8个基本步骤
13.4 气相成底膜处理
13.5 旋转涂胶
13.6 软烘
13.7 光刻胶质量测量
13.8 光刻胶检查及故障排除
13.9 小结
第14章 光刻：对准和曝光
目标
14.1 引言
14.2 光学光刻
14.3 光刻设备
14.4 混合和匹配
14.5 对准和曝光质量测量
14.6 对准和曝光检查及故障排除
14.7 小结
第15章 光刻：光刻胶显影和先进的光刻技术
目标
15.1 引言
15.2 曝光后烘焙
15.3 显影
15.4 坚膜
15.5 显影检查
15.6 先进的光刻技术
15.7 显影质量测量
15.8 显影检查及故障排除
15.9 小结
第16章 刻蚀
目标
16.1 引言
16.2 刻蚀参数
16.3 干法刻蚀
16.4 等离子体刻蚀反应器
16.5 干法刻蚀的应用
16.6 湿法腐蚀
16.7 刻蚀技术的发展历程
16.8 去除光刻胶
16.9 刻蚀检查
16.10 刻蚀质量测量
16.11 干法刻蚀检查及故障排除
16.12 小结
第17章 离子注入
目标
17.1 引言
17.2 扩散
17.3 离子注入
17.4 离子注入机
17.5 离子注入在工艺集成中的发展趋势
17.6 离子注入质量测量
17.7 离子注入检查及故障排除
17.8 小结
第18章 化学机械平坦化
目标
18.1 引言
18.2 传统的平坦化技术
18.3 化学机械平坦化
18.4 CMP应用
18.5 CMP质量测量
18.6 CMP检查及故障排除
18.7 小结
第19章 硅片测试
目标
19.1 引言
19.2 硅片测试
19.3 测试质量测量
19.4 测试检查及故障排除
19.5 小结
第20章 装配与封装
目标
20.1 引言
20.2 传统装配
20.3 传统封装
20.4 先进的装配与封装
20.5 封装与装配质量测量
20.6 集成电路封装检查及故障排除
20.7 小结
附录A 化学品及安全性
附录B 净化间的沾污控制
附录C 单位
附录D 作为氧化层厚度函数的颜色
附录E 光刻胶化学的概要
附录F 刻蚀化学

本书旨在介绍半导体集成电路产业中的新工具和技术，以便提高读者在工作过程中理解与使用相同或类似工具的能力。全书在细节上覆盖了用于亚0.25 um（0.18 um及以下）工艺的新技术，通过描述早期的工具和工艺来阐明现代技术的发展。书中包括铜互连、化学机械平坦化（CMP）、低k介质工艺、浅槽隔离（STI）、深紫外化学放大光刻胶、步进与扫描系统、具有双大马士革的铜金属化等。书中还解释了产业变化漫长历史中的所有工艺和设备，以及工艺需求和设备性能的技术关系，并给出了设备潜在性能与最佳制造所需工艺参数之间的折中。

本书特色：
在工艺章节（第10章至第18章）中讨论了关于设备和工艺的质量测量及故障排除问题，在硅片制造中会遇到这些问题
全书通过大量生动的图表和具体翔实的数据来解释技术性内容，为读者提供了视觉支持，以掌握抽象的概念和原理
每章最后有小结、关键术语、相关设备供应商网站和复习题
附录中给出了关于安全性和技术信息等颇有价值的内容


前言
当人类进入电气时代和20世纪前期以真空电子管为主导的电子时代，导体和绝缘材料是人们的“宠物”，半导体就像一只被人遗忘的“丑小鸭”。到了20世纪后期发展最快的产业是硅基集成电路，半导体集成电路产业不仅自身迅速成长，还带动了一批其他产业的崛起和完善，例如计算机、通信、航天、精密机械等。超纯、超净、超精细、超大规模等概念对我们的生活产生着巨大的影响。例如，我们现在饮用的纯净水、医护人员的净化服、纳米技术、巨型计算机等都源于半导体集成电路研制。半导体集成电路几乎无处不在，只是常常隐藏在各种漂亮的外壳内。在微电子技术中占主导地位的半导体已经成长为世人瞩目的“白天鹅”。将这一时期称为硅时代就是对半导体最佳的认同。 
  我们国家的半导体集成电路研究几乎和世界同时起步。但是经过几十年的风雨与磨难，现在才终于迎来产业大发展的春天。国家制定了发展微电子技术的各项优惠政策，与国际接轨的集成电路制造厂纷纷成立，海外学子开始回流，国内许多其他专业的学生也在向微电子专业靠拢。这预示着中国半导体集成电路产业的明天必将灿烂辉煌。 
本书追述了半导体集成电路的发展历史，详细描述了集成电路制造的全过程，即硅片制备、硅片制造、硅片测试/拣选、装配和封装以及终测。具有大量精美的图片、图表及具体详实的数据。对立志从事微电子技术工作，而又未能实际体验集成电路制造过程的人来说，它无疑是一位良师益友。即使是正在从事集成电路制造的工程技术人员，也一定会认为它是非常具有价值的参考书。作者在前言中叙述了各章节的主要内容，这里不再赘述。 
为了使本书能和广大读者尽快见面，中国科学院微电子中心的一些研究员和研究生参加了本书的翻译工作。参加本书翻译工作的有韩郑生、欧文、杜寰、杨荣、丁明正、李科、武荣刚、白国斌、赵洪辰、林钢、南铮、李庆华、刘奎伟、汤仙明、王志玮、程超、连军等。参加本书审校工作的研究员有韩郑生、海潮和、徐秋霞、扈焕章、周小茵和汪锁发。此外，非常感谢周玉梅研究员将本书介绍给译者。
鉴于译者水平有限，在翻译过程中难免有疏漏之处，恳请广大读者不吝赐教。 

译者再版序
　　2014年6月24日国务院在北京正式发布《国家集成电路产业发展推进纲要》，这是继2000年国务院18号文《鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策》和2011年国务院4号文《关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知》后，国家对集成电路产业支持最重要的政策。这也充分说明电子产品已成为国民经济的支柱产业，半导体集成电路和器件正是这一产业的核心。制造半导体集成电路和器件的技术也是衡量国家科技发展水平的重要标志之一。
　　本书自出版到现在，半导体集成电路也按照摩尔定律继续前进到了14 nm的技术节点，虽然引入了一些新技术，摩尔定律也从一维的“More Moore”修改为三维的“More Moore、More than Moore、Beyond CMOS”。但是本书的内容仍可作为微电子学专业的基础性工艺教材和实用参考书。
　　展望未来，在相当长的时期内CMOS集成电路在半导体领域的霸主地位不会动摇，它会继续遵循摩尔定律，特征尺寸沿着按比例缩小规律继续前进；另一个发展方向是将射频（RF）、声、光、磁、压力等物理信号与CMOS IC集成在一起，即所谓片上系统集成（SoC），可以想像SoC技术将前途无量；此外，由半导体制造技术派生出的新的学科领域，例如微电子机械系统（MEMS）等技术的研究与应用正方兴未艾。
　　本书翻译版自2004年出版以来已多次重印，在此期间我们收到一些读者反馈的修改意见，在此表示衷心感谢。在核对勘误的过程中，我们还注意到原英文版的一些疏漏，也已进行了更正。恳请广大读者对书中的错误继续给予指正。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　译者
2015年4月12日于北京



前言 
教材以简单的假设为开始：作为教师，我们需要教给学生和半导体制造厂雇员相关的微芯片技术。遗憾的是，在半导体产业，技术的变化是以月而不是以年为单位计的。我们的挑战是写一本相关书籍，它不能到出版发行时就过时。带着这种心理，我们研究材料并应用于所写的章节和创作的艺术品中。遵循着摩尔定律的快速节奏，本书中的技术素材最多仅有18到24个月。这使得我们可以与整个半导体产业令人晕眩变化的技术节点保持同步。 
本书是为两年制大专或四年制大学技术专业的学生所写的，也可以作为公司和技术培训课程的实际参考书和标准教材。希望学生了解高中化学、物理和数学知识。章节围绕应用于半导体制造的主要技术来安排。 
本书的组织
我们的目标是实现三个目的： 1. 帮助技术学生掌握用于制造半导体器件的基本技术。 2. 介绍微芯片制造中许多挑战的一部分。 3. 满满地灌输给读者半导体制造概念化的简单的正确评价。 
首先，第1章到第8章介绍半导体制造相关的全部基础技术信息。第9章介绍工艺模型概况，用流程图将硅片制造的主要领域连接起来。第10章到第19章覆盖制造厂中的每一个主要工艺。最后，第20章提供集成电路装配和封装的后道工艺概况。在工艺章节（第10至20章）讲述关键工艺技术，接下来是支持这些技术需要的各种设备设计。每个工艺章节都将关于质量测量和故障排除问题总结出来提供给学生，这些是在硅片制造中每天都会遇到的难题。 在细节上覆盖用于亚0.25 mm工艺的最新技术。包括化学机械平坦化（CMP）、浅槽隔离（STI）、深紫外化学放大光刻胶、步进与扫描系统、具有双大马士革的铜金属化以及向具有多腔集成设备的工艺集成的普遍转移。
贯穿全书，解释了产业变化漫长历史中的所有工艺和设备。描述早期的工具和工艺以阐明现在技术的发展。在一些例子中，最近的设备和早期的工具之间的联系显而易见，而在另外一些例子中，变化是惊人的。 教授、学生以及本书的其他读者可将关于本书的评论和问题按下列网址发给作者：http://www.smtbook.com 。我们渴望任何有助于提高半导体制造教育的信息交流。

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