本书以集成电路领域中的等离子体刻蚀为切入点，介绍了等离子体基础知识、基于等离子体的刻蚀技术、等离子体刻蚀设备及其在集成电路中的应用。全书共8章，内容包括集成电路简介、等离子体基本原理、集成电路制造中的等离子体刻蚀工艺、集成电路封装中的等离子体刻蚀工艺、等离子体刻蚀机、等离子体测试和表征、等离子体仿真、颗粒控制和量产。本书对从事等离子体刻蚀基础研究和集成电路工厂产品刻蚀工艺调试的人员均有一定的参考价值。
赵晋荣，北京北方华创微电子装备有限公司董事长，教授级高工，北京学者。赵晋荣同志从事集成电路装备行业37年，主导实施了多项国家科技攻关项目，项目成果填补多项国内空白。曾获得国家科技进步二等奖、国家科技重大专项“突出贡献奖”、“北京市劳动模范”等多项荣誉，入选国家百千万人才工程、科技北京百名领军人才等多项人才计划。
第1章 集成电路简介 1
1.1 集成电路简史 1
1.1.1 什么是集成电路 1
1.1.2 集成电路发展简史 1
1.1.3 集成电路产业的分工和发展 5
1.1.4 集成电路产业垂直分工历程 6
1.2 集成电路分类 6
1.2.1 存储器IC 7
1.2.2 微元件IC 8
1.2.3 模拟IC 8
1.2.4 逻辑IC 9
1.3 集成电路未来的挑战 9
参考文献 10
第2章 等离子体基本原理 11
2.1 等离子体的基本概念 11
2.1.1 等离子体的定义 11
2.1.2 等离子体的参数空间 12
2.1.3 等离子体的描述方法 13
2.1.4 等离子体的关键特征和参量 14
2.1.5 等离子体判据 17
2.1.6 等离子体鞘层 18
2.2 集成电路常用的等离子体产生方式 20
2.2.1 容性耦合等离子体 20
2.2.2 感性耦合等离子体 24
2.2.3 电子回旋共振等离子体 30
参考文献 31
第3章 集成电路制造中的等离子体刻蚀工艺 33
3.1 等离子体刻蚀的发展 33
3.1.1 传统等离子体刻蚀 35
3.1.2 脉冲等离子体刻蚀 36
3.1.3 原子层刻蚀 37
3.2 前道工艺 38
3.2.1 浅沟槽隔离（STI）刻蚀 39
3.2.2 多晶硅栅极（Gate）刻蚀 42
3.2.3 侧墙（Spacer）刻蚀 44
3.3 中道工艺及后道工艺 45
3.3.1 接触孔和通孔及介质沟槽刻蚀 46
3.3.2 钨栓和钨栅极刻蚀 53
3.3.3 铝线刻蚀和铝垫刻蚀 55
3.3.4 氮化钛刻蚀 60
3.3.5 干法去胶及钝化 62
参考文献 63
第4章 集成电路封装中的等离子体刻蚀工艺 65
4.1 先进封装中的等离子体表面处理 65
4.1.1 去除残胶 66
4.1.2 去除残留金属 66
4.1.3 改善润湿性 67
4.1.4 提高表面结合力 67
4.2 先进封装中的等离子体硅刻蚀 68
4.2.1 硅整面减薄工艺 68
4.2.2 硅通孔刻蚀工艺 69
4.2.3 等离子体切割工艺 72
4.2.4 扇出型封装中的硅刻蚀工艺 73
4.3 先进封装中的聚合物刻蚀 74
4.4 先进封装中翘曲片的等离子体处理方法 75
参考文献 76
第5章 等离子体刻蚀机 78
5.1 等离子体刻蚀机软硬件结构 78
5.1.1 传输系统 78
5.1.2 真空控制系统 81
5.1.3 射频系统 83
5.1.4 温度控制系统 84
5.1.5 附属设备 85
5.1.6 整机控制系统 85
5.2 关键结构的设计 86
5.2.1 反应腔 86
5.2.2 静电卡盘 88
5.2.3 匀流板 90
5.3 等离子体刻蚀机工艺参数简介 90
5.4 等离子体刻蚀机工艺结果评价指标 91
5.4.1 刻蚀形貌 91
5.4.2 刻蚀速率 96
5.4.3 刻蚀均匀性 96
5.4.4 选择比 99
5.4.5 其他工艺结果评价指标 99
参考文献 100
第6章 等离子体测试和表征 102
6.1 等离子体密度和能量诊断技术 102
6.1.1 静电探针等离子体诊断 102
6.1.2 离子能量分析仪等离子体诊断 108
6.2 光学发射光谱终点检测技术 112
6.2.1 终点检测原理 112
6.2.2 终点检测系统介绍 112
6.2.3 光学发射光谱检测技术在等离子体刻蚀中的应用 113
6.3 激光干涉终点检测技术 117
6.3.1 激光干涉原理 117
6.3.2 IEP算法介绍 119
参考文献 121
第7章 等离子体仿真 123
7.1 刻蚀机涉及的物理场 123
7.1.1 等离子体场 123
7.1.2 电磁场 131
7.1.3 流场 132
7.1.4 温度场 133
7.1.5 化学反应 136
7.1.6 各物理场之间的耦合 137
7.2 多物理场仿真技术 139
7.2.1 多物理场仿真技术简介 139
7.2.2 仿真分析基本流程 141
7.2.3 相关仿真案例 146
参考文献 154
第8章 颗粒控制和量产 155
8.1 缺陷和颗粒介绍 155
8.2 缺陷和颗粒问题带来的影响 156
8.3 缺陷和颗粒污染控制手段 157
8.3.1 刻蚀机传输模块的颗粒缺陷和颗粒控制 157
8.3.2 刻蚀机工艺模块的颗粒缺陷和颗粒控制 161
8.4 提高刻蚀量产稳定性的方法 162
参考文献 164
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