看圖讀懂半導體製造裝置
活動訊息
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內容簡介
清華大學動力機械工程學系教授 羅丞曜 審訂
得半導體得天下？
要想站上世界的頂端，就一定要了解什麼是半導體！
半導體可謂現在電子產業的大腦，從電腦、手機、汽車到資料中心伺服器，其中具備的智慧型功能全都要靠半導體才得以完成，範圍廣布通信、醫療保健、運輸、教育等，因此半導體可說是資訊化社會不可或缺的核心要素！
半導體被稱為是「產業的米糧、原油」，可見其地位之重要
臺灣半導體產業掌握了全球的科技，不僅薪資傲人，產業搶才甚至擴及到了高中職！
但，到底什麼是半導體？半導體又是如何製造而成的呢？
本書詳盡解說了製造半導體的主要裝置，並介紹半導體所有製程及其與使用裝置的關係，從實踐觀點專業分析半導體製造的整體架構，輔以圖解進行細部解析，幫助讀者建立系統化知識，深入了解裝置的構造、動作原理及性能。
目錄
前言
第1章 概觀半導體製程
1-1 前段製程與後段製程
前段製程安裝元件、配線；後段製程進行組裝、選別、檢驗等8
1-2 元件形成製程(前段製程 FEOL) 1
從晶圓洗淨、氧化到閘極氧化層之形成12
1-3 元件形成製程(前段製程 FEOL) 2
閘極多結晶矽之形成到埋設接觸孔16
1-4 配線形成製程(前段製程 BEOL)
將電晶體等以金屬配線、接續後形成迴路20
1-5 晶圓電路檢查製程
確認埋入晶圓內晶片迴路特性，判定其優、劣24
1-6 組裝製程(後段製程)
將優質的晶片與外埠端子連接，用薄膜來保護晶片26
1-7 選別、檢驗製程(後段製程)
逐個檢查已完成之LSI電力特性、尺寸、外觀28
Column新材料、新技術持續登場29
1-8 製造流程與所使用之裝置
各元件構成零組件之流程概觀30
第2章 前段製程(洗淨 ~ 曝後烤)之主要製程與裝置
2-1 洗淨 1
一般使用藥劑之化學性清除方法40
2-2 洗淨 2
晶圓洗淨技術與新興洗淨技術43
2-3 乾燥
晶圓處理後務必要水洗、乾燥45
2-4 氧化
將晶圓矽表面轉換為矽氧化層47
2-5 化學氣相沈積(CVD) 1
讓反應瓦斯進行化學反應，沉積出膜49
2-6 化學氣相沈積(CVD) 2
ALD與Cat-CVD52
2-7 光阻蝕劑塗佈
圖形(pattern)加工前之光阻蝕劑塗佈54
2-8 預烤
將光阻蝕劑稍微加熱56
2-9 曝光 1
步進機(stepper) 、掃描機(scanner)、液浸曝光裝置57
2-10 曝光 2
EUV與圖形解析度提升技術59
2-11 曝光 3
電子束曝光裝置62
Column曝光裝置方式63
2-12 顯像．曝後烤
在光阻蝕劑上製作圖形，燒刻64
第3章 前段製程(乾式蝕刻~金屬鍍膜) 之主要製程與裝置
3-1 乾式蝕刻 1
反應性離子蝕刻裝置 72
3-2 乾式蝕刻 2
非等向性蝕刻與等向性蝕刻74
3-3 抗蝕劑剝離．灰化
去除不要之光阻蝕劑76
3-4 CMP
表面研磨、平坦化78
3-5 濕式蝕刻
整體蝕刻之主要用途80
Column矽化物技術82
3-6 不純物質(雜參)導入裝置 1
離子佈植83
Column離子佈植光罩84
3-7 不純物質(雜參)導入裝置 2
新的不純物質導入技術85
3-8 氧化層蝕刻(反蝕刻)
閘極側璧以自我對準方式形成絕緣膜87
3-9 PVD(物理氣相沉積)裝置 1
濺鍍88
3-10 PVD(物理氣相沉積)裝置 2
各種PVD技術91
3-11 熱處理(退火)
非活性氣體中之晶圓熱處理93
3-12 鍍膜
將配線用的銅金屬做全面性的鍍膜95
3-13 其他技術．裝置 1
磊晶沉積、熱擴散97
3-14 其他技術．裝置 2
絕緣膜塗佈、奈米壓印99
第4章 後段製程(切割~接合) 之主要製程與裝置
4-1 封裝 1
封裝的種類與特徵108
4-2 封裝 2
從實裝技術來看半導體封裝的趨勢112
Column為何需要高密度實裝技術115
4-3 LSI後段製程方法
將LSI裝置以封裝方法收?116
4-4 研磨
薄化矽晶圓118
4-5 切割
將矽晶圓分割為單個積體電路120
Column藉由超純水洗淨破壞半導體晶片的靜電123
4-6 黏晶
將分割後的半導體晶片搭載於封裝基板124
4-7 打線接合
將分割後的半導體晶片與外部電力連接126
Column未來的新型態打線接合技術129
4-8 無接線接合
將半導體晶片與外部電力以無接線方式接合130
第5章 後段製程(樹脂封裝、端子加工、檢查)之主要製程與裝置
5-1 樹脂封裝 1
導線架型封裝之傳送模塑樹脂封裝裝置140
Column為何無鉛對環境保護來說是必要的？142
5-2 樹脂封裝 2
僅有基板單邊設有縫細，可以樹脂封裝金屬方式注入樹脂144
5-3 導線架式封裝端子加工
鍍、導線成形裝置146
5-4 BGA式封裝端子加工
附有球型、封裝切斷．分離152
5-5 標記(Marking)
於封裝產品上標記姓名與地址154
5-6 無接線接合中具有代表性之後段製程製造方法案例
TBGA與FCBGA 156
5-7 3D晶片堆疊構裝
晶片堆疊之高密度、高性能化160
Column何謂半導體~機器組合系統之統合設計163
5-8 晶圓階段之封裝
後段製程中，直接以擴散製程製造晶圓的方式
Column裸晶封裝所需要的KGD167
5-9 半導體檢查製程
LSI檢查168
索引 176
序／導讀
序
21世紀的今日，資訊化的浪潮正衝擊整個世界。
使用個人電腦的網際網路、以行動電話為代表的行動儀器等，皆以相當快的速度普及，從資訊與家電業的茁壯，資訊化的波浪已拍打著業界與一般的社會活動，甚至於個人的生活，而使人感受深切。
另外，作為網路中每一個要角的電子儀器，也隨著日益多功能化、高性能化而逐漸的塑造出另一個新貌，成為更具智慧且更為複雜的系統。
之所以能夠出現這種電子儀器，或者使電子儀器帶來進步，其基石則為作為核心主角的關鍵元件─半導體以及藉由半導體而開花結果的「積體電路（IC）」。
半導體就如同「米」或「原油」一般，已廣泛地滲透於整個社會，而成為現代社會的主要支柱之一。但除了一部份人士之外，相信絕大部分的人都尚未清楚了解半導體的實體。
因此，依據本人長期在半導體產業中接觸的經驗與體驗，嘗試編寫這本書，希望能使更多的人能夠對半導體（IC）有更深一層的認識。
當所有的相關技術皆已深具基礎之後，才有可能在專門技術上深耕，「彙集各種技術」之後，才能夠誕生半導體。本書中的內容至少已掌握這一原則，也希望能夠作為對半導體已具有一定基礎者的參考資料。
最後，對於執筆本書編寫之際給予熱誠鼓勵的朋友們一併上謝忱。
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