硅积体电路制程的特征尺寸缩小到深次微米(deep submicron meter)，经历几个阶段，0.35μm、0.25μm、0.18μm、0.13μm，现阶段以达到0.10μm0.07μm。相关的制程、设备、材料或场务设施，都有革命性的更新和进步。微影照像是受到影响最大的制程。DRAM的电晶体的闸极结构和材料、工程。高介电常数材料使电容量保持够大。金属化制程、阻障层、内嵌、快闪、铁电记忆体结构等。高深宽比的干蚀刻制程需要高密度电浆；降低阻容延迟(RC delay)使用低介电常数材料和铜制程。新制程有双大马士革(dual damascene)、电镀(electro plating)、无电极电镀(electroless plating)和∕或金属有机化学气相沉积(MOCVD)。21世纪－奈米元件更制作出单电子电晶体。晶圆尺寸由8吋扩大到12吋，为的不止是提高良率、提高机器使用率；也考虑到生产力，节省工厂面积、还要兼顾人工学(ergonomics)和减少化学药液以利环保。

　　本书配合拙着电子材料、半导体制程设备、工业电子学构成一完整系列。期望给想从事半导体的同学和研究生，或和半导体制程相关行业的工程师、经理、教授、老师们一项便捷的参考。

作者简介

张劲燕

学历：
交通大学电子工程研究所博士

经历：
明新工专电子科副教授（或兼科主任）
逢甲大学电子系副教授
逢甲大学电机系副教授（或兼系主任）

现职：
逢甲大学电子系副教授

专长
　　半导体元件、物理
　　VLSI制程设备及厂务
　　奈米科技
　　积体电路构装

作者简介
序

第1章　微影照像 1
1.1　绪　论2
1.2　ULSI微影技术的延伸与极限6
1.3　提升光学微影制程的技术12
1.4　深次微米微影照像19
1.5　电子束微影技术30
1.6　光罩和图规35
1.7　阻剂和抗反射覆盖42
1.8　参考文献55
1.9　习　题58

第2章　低介电常数材料及其制程 59
2.1　绪　论60
2.2　低介电常数材料用于ULSI64
2.3　材料种类和演进69
2.4　金属前介电质73
2.5　含二氧化硅的介电质75
2.5.1　掺氟的二氧化硅（SiOF）　75
2.5.2　超微孔硅土　79
2.5.3　掺碳的二氧化硅　80
2.6　其他的无机低介电常数材料80
2.6.1　含氢的硅酸盐（HSQ）　81
2.6.2　含甲基的硅酸盐（MSQ）　82
2.6.3　黑钻石　83
2.6.4　混成有机硅氧烷高分子（HOSP）　84
2.6.5　氮化硼系　84
2.7　有机低介电常数材料85
2.7.1　芳香族碳氢化合物（SiLK）　85
2.7.2　掺氟的聚对二甲苯醚（FLARE）　87
2.7.3　苯并环丁烯（BCB）　88
2.7.4　氟化的非晶相碳（a-C：F）　88
2.7.5　含氟的聚对二甲苯（parylene－F，AF－4）　91
2.7.6　聚四氟乙烯（PTFE）　92
2.7.7　聚亚醯胺（polyimide）　92
2.7.8　聚芳烯醚（PAE）　94
2.8　特性量测、蚀刻96
2.9　参考文献98
2.10　习　题100

第3章　高介电常数材料制程 101
3.1　绪　论102
3.2　顺电和铁电材料104
3.3　钛酸锶钡和电容结构107
3.4　钛锆酸铅和钽酸铋锶铁电材料113
3.5　薄膜制作115
3.5.1　氧化钽薄膜的制作　115
3.5.2　钽酸铋锶薄膜的制作　116
3.5.3　铁电薄膜制作　117
3.6　铁电薄膜的可靠度和特性分析119
3.7　蚀刻制程121
3.8　参考文献122
3.9　习　题124

第4章　闸极工程技术 125
4.1　绪　论126
4.2　深次微米制程的闸极129
4.3　金属硅化物131
4.3.1　多晶硅金属硅化物　132
4.3.2　自行对齐金属硅化物制程　133
4.3.3　硅化物在VLSI的应用　137
4.4　闸极结构和技术139
4.4.1　双多晶硅闸极　139
4.4.2　多晶硅锗闸极技术　143
4.4.3　金属闸极制程　144
4.5　闸极介电层147
4.5.1　高介电常数（high K）材料　148
4.5.2　超薄氧化层　149
4.5.3　闸极介电层的量测　154
4.6　浅沟渠隔离156
4.7　浅接面和升起式源极汲极160
4.8　基板工程164
4.9　电浆制程损伤166
4.10　未来展望168
4.11　参考文献170
4.12　习　题171

第5章　金属连线技术 173
5.1　绪　论174
5.2　铝和阻障金属175
5.3　物理气相沉积181
5.3.1　蒸镀　181
5.3.2　溅镀　181
5.4　先进的物理气相沉积183
5.4.1　过泸式的高垂直方向性溅镀　183
5.4.2　离子化的溅镀技术　183
5.4.3　提高薄膜迁移率的溅镀技术　184
5.4.4　活性离子溅镀　186
5.5　化学气相沉积187
5.5.1　低压化学气相沉积　188
5.5.2　电子回旋共振化学气相沉积　193
5.5.3　金属有机化学气相沉积　195
5.6　参考文献199
5.7　习　题200

第6章　铜制程 201
6.1　绪　论202
6.2　铜制程的优缺点204
6.3　铜制程应用于ULSI208
6.4　扩散阻障层及其制作216
6.4.1　离子化金属电浆　219
6.4.2　磁控溅镀　222
6.4.3　金属有机化学气相沉积　223
6.5　铜晶种层及其制作224
6.5.1　离子化金属电浆　224
6.5.2　金属有机化学气相沉积　225
6.5.3　无电极电镀　226
6.6　电镀铜231
6.7　其他沉积铜的方法237
6.7.1　金属有机化学气相沉积　237
6.7.2　选择性沉积　239
6.7.3　指向性溅镀　242
6.7.4　干式填洞法　245
6.7.5　电子回旋共振电浆溅镀混合法　246
6.7.6　雷射退火回流法　246
6.7.7　铜合金化制程　247
6.8　铜的蚀刻249
6.8.1　湿式蚀刻　249
6.8.2　干式蚀刻　249
6.8.3　化学机械研磨　250
6.9　制程难题和化学机械研磨251
6.10　环保对策255
6.11　参考文献262
6.12　习　题264

第7章　高密度电浆干蚀刻267
7.1　绪　论268
7.2　高密度电浆源269
7.3　电子回旋共振（ECR）蚀刻276
7.3.1　物理机制　278
7.3.2　微波系统　281
7.3.3　蚀刻机系统　287
7.4　感应耦合式电浆（ICP）蚀刻296
7.4.1　蚀刻机系统　298
7.4.2　静电吸盘　302
7.4.3　电脑模拟和控制　303
7.5　电浆特性检测306
7.5.1　兰牟尔探针　306
7.5.2　毫米波干涉仪　309
7.5.3　离子能量分析仪　309
7.5.4　光谱量测与分析　309
7.5.5　温度量测　319
7.6　制程监督和终点侦测310
7.6.1　雷射干涉仪和雷射反射　311
7.6.2　光发射光谱术　311
7.6.3　质谱仪　313
7.7　晶圆电浆洗净314
7.8　参考文献317
7.9　习　题319

第8章　半导体记忆体元件 321
8.1　绪　论322
8.2　制程技术发展的趋势324
8.3　DRAM的电容器328
8.3.1　沟槽电容　333
8.3.2　堆叠电容　336
8.3.3　制程整合　339
8.4　内嵌式DRAM340
8.5　快闪记忆体349
8.5.1　记忆胞结构　350
8.5.2　记忆体阵列　361
8.6　铁电记忆体369
8.7　参考文献376
8.8　习　题378

第9章　十二吋晶圆 379
9.1　绪　论380
9.2　晶圆的品质规格382
9.3　晶圆切片抛光和清洗383
9.4　晶圆洗净384
9.5　晶圆回收390
9.6　自动化391
9.7　离子植入393
9.8　参考文献397
9.9　习　题398

第10章　半导体奈米元件 399
10.1　绪　论400
10.2　奈米科技在半导体402
10.3　奈米材料405
10.4　奈米电子元件的制作和应用408
10.5　单电子电晶体411
10.6　扫描探针量测419
10.7　参考文献425
10.8　习　题426

第11章　厂务设施 427
11.1　绪　论428
11.2　洁净室430
11.3　化学污染及化学空气过泸器435
11.4　迷你环境和局部洁净化438
11.5　传输设备系统443
11.6　气　体445
11.7　质流控制器447
11.8　超纯水448
11.8.1　高效率逆渗透系统（HERO）　449
11.8.2　电极游离化　450
11.9　地震灾害及对策453
11.10　参考文献459
11.11　习　题460
索　引463