半導體制造與過程控制基礎

前言

　　眾所周知，半導體芯片是工業(yè)設備、航空航天、汽車電子、家用電器、各種計算機、手機等的核心器件，是不可缺少的。半導體芯片的制造過程和控制是一門復雜的工程科學技術，不經(jīng)過長期的理論積累、工程實踐，是不可能掌握其關鍵技術的，從而也就不能從零開始得以起步。它山之石，可以攻玉，本著這樣的思想，我們翻譯了這本《半導體制造與過程控制基礎》，希望對國內(nèi)同行能夠有所幫助?！　”緯?章將集成電路制造放在其歷史環(huán)境中討論，并給出了現(xiàn)代半導體制造的綜述；第2章將給出制造技術和過程流程的更廣泛綜述；第3章將討論各種過程監(jiān)控方法，包括那些專用于生產(chǎn)圓片的方法和專用設備（用以生產(chǎn)那些圓片）狀態(tài)度量的方法；第4章將重新溫習統(tǒng)計基礎；第5章將講解產(chǎn)出建模；第6章將集中討論統(tǒng)計過程控制（SPC）的使用以分析質量問題和提高產(chǎn)出；第7章將講解統(tǒng)計試驗設計；第8章將介紹過程建模概念；第9章和第10章將討論幾個高級的過程控制話題，包括批次、管理控制和過程及設備診斷?！　”緯神R俊婷負責全書統(tǒng)稿和審校工作，并負責第1-2章的翻譯，李虹負責第3-6章的翻譯，肖春虹負責第7-10章的翻譯.工作。另外，張武、李挺屹、孫鵬、周海泉、姚瓊、賀鵬程、肖琳、陳君、張輝、馬鳳華、么剛、趙利民、陳焱、任曉春、李蕾、王垮、李冬梅、吳璟等人參加了部分內(nèi)容的翻譯和校對工作，在此一并表示感謝。在翻譯過程中，我們得到了家人們的大辦支持，是他們的無私奉獻促成了本書的翻譯?！　×硗猓枰赋龅氖?，本書的內(nèi)容僅代表作者個人的觀點和見解，并不代表譯者及其所在單位的觀點和見解。另外，由于翻譯時間比較倉促，疏漏錯誤之處在所難免，敬請讀者諒解和指正。

內(nèi)容概要

　　《半導體制造與過程控制基礎》詳細地研究并闡述了在高產(chǎn)量制造環(huán)境中，電子材料和供料轉換為完善的集成電路和電子產(chǎn)品的過程和方法?！栋雽w制造與過程控制基礎》討論與微電子器件和電路的工業(yè)水平制造相關的問題，包括（但不限于）制造、過程控制、試驗設計、過程建模、產(chǎn)出建模和CIM（計算機集成制造）／CAM（計算機輔助制造）系統(tǒng)?！栋雽w制造與過程控制基礎》包括對基本制造概念理論和實踐的描述，以及一些案例分析、典型問題和建議的練習?！　　栋雽w制造與過程控制基礎》可作為相關專業(yè)研究生的教材，也可在半導體制造課程中使用?！栋雽w制造與過程控制基礎》也可作為半導體工業(yè)中實踐工程師和科研人員的參考書。

作者簡介

　　Gary S.May博士，是喬治亞理工大學電子和計算工程學院的教授，他是IEEE會員和制造工程師協(xié)會的資深會員。在IC計算機輔助制造領域.他發(fā)表了150多篇文章，并作了100多場技術講座?！　ostas J.Spanos博士，是加州大學伯克利分校工程學院主管研究的副主任，并是電子工程和計算機科學系的教授；他是IEEE會員，并在半導體制造領域發(fā)表了大量文章。

書籍目錄

譯者序原書前言第1章 半導體制造引論目標引言1.1 歷史的演進1.1.1 制造和質量控制1.1.2 半導體過程1.1.3 集成電路制造1.2 現(xiàn)代半導體制造1.2.1 單元過程1.2.2 處理次序1.2.3 信息流1.2.4 過程組織1.3 制造的目標1.3.1 成本1.3.2 質量1.3.3 變化性1.3.4 產(chǎn)出1.3.5 可靠性1.4 制造系統(tǒng)1.4.1 連續(xù)流程1.4.2 分立器件1.5 本書后續(xù)部分的概述小結問題參考文獻第2章 技術縱覽目標引言2.1 單元過程2.1.1 氧化2.1.2 照相2.1.3 蝕刻2.1.4 摻雜2.1.5 沉淀2.1.6 平面化2.2 過程集成2.2.1 雙極型技術2.2.2 CMOS技術2.2.3 BiCMOS技術2.2.4 封裝小結問題參考文獻第3章 過程監(jiān)控目標引言3.1 過程流程和主要度量點3.2 圓片狀態(tài)度量3.2.1 空白薄膜3.2.2 模式化的薄膜3.2.3 粒子／缺陷檢查3.2.4 電氣測試3.3 設備狀態(tài)測量3.3.1 熱操作3.3.2 等離子操作3.3.3 平板印制操作3.3.4 注入3.3.5 平面化小結.問題參考文獻第4章 統(tǒng)計基礎目標引言4.1 概率分布4.1.1 離散分布4.1.2 連續(xù)分布4.1.3 有用的近似法4.2 從正態(tài)分布中取樣4.2.1 卡方分布4.2.2 t分布4.2.3 F分布4.3 估計4.3.1 對已知方差取樣均值的置信區(qū)間4.3.2 對未知方差取樣均值的置信區(qū)間4.3.3 方差的置信區(qū)間4.3.4 已知方差兩個均值之間差的置信區(qū)間4.3.5 未知方差情況下兩均值之差的置信區(qū)間4.3.6 兩方差比率的置信區(qū)間4.4 假設檢驗4.4.1 已知方差的均值檢驗4.4.2 未知方差的均值檢驗4.4.3 方差的檢驗小結問題參考文獻第5章 產(chǎn)出建模目標引言5.1 產(chǎn)出組成的定義5.2 功能性產(chǎn)出模型5.2.1 泊松模型5.2.2 Murphy產(chǎn)出積分5.2.3 負二項式模型5.3 功能性產(chǎn)出模型組成5.3.1 缺陷密度5.3.2 臨界面積5.3.3 全局產(chǎn)出損失5.4 參數(shù)性產(chǎn)出5.5 產(chǎn)出仿真5.5.1 功能性產(chǎn)出仿真5.5.2 參數(shù)性產(chǎn)出仿真5.6 以設計為中心5.6.1 可接受性區(qū)域5.6.2 參數(shù)性產(chǎn)出優(yōu)化5.7 過程導入和產(chǎn)出時間小結問題參考文獻第6章 統(tǒng)計過程控制目標引言6.1 控制圖表基礎知識6.2 控制圖表中的模式6.3 屬性的控制圖表6.3.1 不符合分值的控制圖表6.3.2 缺陷的控制圖表6.3.3 缺陷密度的控制圖表6.4 變量的控制圖表6.4.1 x和R的控制圖表6.4.2 x和s的控制圖表6.4.3 過程能力6.4.4 改進圖表和可接受圖表6.4.5 Cusum圖表6.4.6 移動平均圖表6.5 多元控制6.5.1 均值控制6.5.2 變化性的控制6.6 使用相關過程數(shù)據(jù)的SPC6.6.1 時間序列建模6.6.2 基于模型的SPC小結問題參考文獻第7章 半導體制造的統(tǒng)計實驗設計目標……第8章 半導體制造的過程建模第9章 半導體制造的高級過程控制第10章 半導體制造的過程與設備的故障診斷附錄

編輯推薦

　　《半導體制造與過程控制基礎》介紹給讀者們的是所有基本制造概念的理論和實踐知識。半導體制造和過程控制原理涵蓋了制造微電子器件和電路中涉及的所有問題，包括制造序列、過程控制、試驗設計、過程建模、產(chǎn)出建模和CIM／CAM系統(tǒng)?！　≡谥圃旌图夹g的綜述之后，《半導體制造與過程控制基礎》詳細講解了過程監(jiān)控方法，包括關注生產(chǎn)圓片的方法和關注用來制造圓片的設備狀態(tài)的方法。接下來，《半導體制造與過程控制基礎》講述了統(tǒng)計和產(chǎn)出建模的一些基本原理，這為統(tǒng)計過程控制如何用來分析質量并提高生產(chǎn)的詳細討論奠定了基礎?！　〗y(tǒng)計試驗設計的討論為讀者們提供了一種功能強大的方法，即系統(tǒng)地改變可控的過程條件并確定這些條件對輸出參數(shù)的影響，這些參數(shù)度量質量?！栋雽w制造與過程控制基礎》的作者們引入了過程建模的概念，包括幾個先進的過程控制專題，例如輪次、監(jiān)視控制以及過程和設備診斷。　　《半導體制造與過程控制基礎》涵蓋的主要內(nèi)容包括如下部分：　　將過程控制和半導體制造相結合：　　系統(tǒng)和軟件技術的獨特處理，以及整體制造系統(tǒng)的管理；　　章節(jié)中包括案例研究、樣本問題和給出的練習；　　教師的輔助材料包括圖的電子拷貝和一本教師手冊?！　⊙芯可降膶W生和工業(yè)實踐人員將從如下的詳細討論中獲益，即電子材料和供料如何轉換成完善的集成電路以及高產(chǎn)量制造環(huán)境中的電子產(chǎn)品。

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