超大规模集成电路先进光刻理论与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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韦亚一 著

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• 光刻技术
• 集成电路
• 超大规模集成电路
• 半导体
• 先进制造
• 光刻原理
• 应用技术
• 纳米技术
• 微电子学
• 工艺流程

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030482686

版次：1

商品编码：11943675

包装：精装

开本：16开

出版时间：2016-06-01

用纸：胶版纸

页数：558

字数：780000

正文语种：中文

内容简介

　　光刻技术是所有微纳器件制造的核心技术。特别是在集成电路制造中，正是由于光刻技术的不断提高才使得摩尔定律（器件集成度每两年左右翻一番）得以继续。《超大规模集成电路先进光刻理论与应用》覆盖现代光刻技术的主要方面，包括设备、材料、仿真（计算光刻）和工艺，内容直接取材于国际先进集成电路制造技术，为了保证先进性，特别侧重于32nm节点以下的技术。书中引用了很多工艺实例，这些实例都是经过生产实际验证的，希望能对读者有所启发。《超大规模集成电路先进光刻理论与应用》可供高等院校的高年级本科生和研究生、集成电路设计和制造人员、微纳器件研发和制造工程师参考。

内页插图

目录

前言

第1章 光刻技术概述
1．1 半导体技术节点
1．2 集成电路的结构和光刻层
1．3 光刻工艺
1．4 曝光系统的分辨率和聚焦深度
1．4．1 分辨率
1．4．2 聚焦深度
1．4．3 调制传递函数
1．5 对设计的修正和版图数据流程
1．6 光刻工艺的评价标准
1．7 去胶返工
1．8 光刻工艺中缺陷的检测
1．8．1 旋涂后光刻薄膜中缺陷的检测
1．8．2 曝光后图形的缺陷检测
1．9 光刻工艺的成本
1．10 现代光刻工艺研发各部分的职责和协作
1．10．1 晶圆厂光刻内部的分工以及各单位之间的交叉和牵制
1．10．2 先导光刻工艺研发的模式
1．10．3 光刻与刻蚀的关系
参考文献

第2章 匀胶显影机及其应用
2．1 匀胶显影机的结构
2．2 匀胶显影流程的控制程序
2．3 匀胶显影机内的主要工艺单元
2．3．1 晶圆表面增粘处理
2．3．2 光刻胶旋涂单元
2．3．3 烘烤和冷却
2．3．4 边缘曝光
2．3．5 显影单元
2．4 清洗工艺单元
2．4．1 去离子水冲洗
2．4．2 晶圆背面清洗
2．5 匀胶显影机中的子系统
2．5．1 化学液体输送系统
2．5．2 匀胶显影机中的微环境和气流控制
2．5．3 废液收集系统
2．5．4 数据库系统
2．6 匀胶显影机性能的监测
2．6．1 胶厚的监测
2．6．2 旋涂后胶膜上颗粒的监测
2．6．3 显影后图形缺陷的监测
2．6．4 热盘温度的监测
2．7 集成于匀胶显影机中的在线测量单元
2．7．1 胶厚测量单元
2．7．2 胶膜缺陷的检测
2．7．3 使用高速相机原位监测工艺单元内的动态
2．8 匀胶显影机中的闭环工艺修正
2．9 匀胶显影设备安装后的接收测试
2．9．1 颗粒测试
2．9．2 增粘单元的验收
2．9．3 旋涂均匀性和稳定性的验收
2．9．4 显影的均匀性和稳定性测试
2．9．5 系统可靠性测试
2．9．6 产能测试
2．9．7 对机械手的要求
2．10 匀胶显影机的使用维护
参考文献

第3章 光刻机及其应用
3．1 投影式光刻机的工作原理
3．1．1 步进扫描式曝光
3．1．2 光刻机曝光的流程
3．1．3 曝光工作文件的设定
3．1．4 双工件台介绍
3．2 光刻机的光源及光路设计
……
第4章 光刻材料
第5章 掩模板及其管理
第6章 对准和套刻误差控制
第7章 光学邻近效应修正与计算光刻
第8章 光刻工艺的设定与监控
第9章 晶圆返工与光刻胶的清除
第10章 双重和多重光刻技术
第11章 极紫外（EUV）光刻技术
中英文光刻术语对照
彩图

前言/序言

印刷之术，微雕之境：探寻半导体工业的精密脉络 在这个信息爆炸的时代，我们的生活无时无刻不被各种电子设备所包围，从掌中的智能手机到翱翔天际的无人机，再到驱动大数据中心的高性能服务器，其核心的算力都源于那一个个微小却蕴含无穷奥秘的芯片。而制造这些芯片的精密度，早已超越了寻常肉眼所能及的范畴，进入了一个近乎“原子级别”的雕刻领域。本书《印刷之术，微雕之境》正是聚焦于此，深入剖析支撑现代半导体工业发展的关键技术——光刻（Photolithography），并以此为切入点，探讨其背后蕴含的深刻理论，以及在实际应用中如何不断突破极限，推动产业向前发展。 光刻，顾名思义，是一种利用光来“印刷”图案的技术。然而，在微观世界的芯片制造中，这门“印刷术”远非简单的墨水涂抹。它是一场集光学、化学、物理、材料科学以及精密机械工程于一体的尖端科学技术。想象一下，我们需要在比头发丝直径还要细小无数倍的硅片表面，精确地“绘制”出层层叠叠、结构复杂的三维电路图。光刻技术正是实现这一宏伟工程的核心驱动力。 本书将从光刻的基本原理入手，逐步揭示其演进的脉络。我们首先会深入理解“衍射”、“干涉”等光学现象在光刻过程中的关键作用。为何需要高数值孔径（NA）的透镜？为何需要使用更短波长的光源？这些问题的答案都与如何克服衍射极限，实现更高分辨率的图案转移息息相关。我们将详细介绍光刻光源的发展历程，从早期的紫外光源（如g线、i线），到更先进的深紫外（DUV）光源（如KrF、ArF），再到当前和未来的极端紫外（EUV）光源。每一种光源的引入，都标志着半导体制造工艺的一次飞跃，它直接决定了芯片上晶体管的最小尺寸，也就是我们常说的制程节点。 当然，光刻并不仅仅依赖于光源。光刻胶（Photoresist）作为一种对特定波长的光敏感的化学材料，是承载光信号并将其转化为物理图案的关键媒介。本书将详尽阐述不同类型光刻胶的化学结构、感光机理及其在显影过程中的行为。从传统的正性光刻胶到负性光刻胶，再到为DUV和EUV光刻量身定制的化学放大胶（Chemically Amplified Resist, CAR），我们将分析它们各自的优缺点，以及在不同工艺条件下的适用性。光刻胶的性能，如分辨率、灵敏度、抗蚀刻能力等，直接影响着最终芯片的良率和性能。 随着集成电路的不断小型化，仅仅依靠改善光源和光刻胶已经难以满足日益严苛的精度要求。因此，光学增强技术应运而生。本书将重点介绍掩模版（Mask/Reticle）的设计与制造，以及如何通过掩模版制作技术（如电子束曝光）实现纳米级别的精确图形。更重要的是，我们将深入探讨光学邻近效应修正（Optical Proximity Correction, OPC）和图案化掩模版（Phase Shift Mask, PSM）等先进技术。OPC通过对掩模版上的图形进行有针对性的“修改”，补偿光刻过程中因衍射和干涉引起的图案畸变，确保最终在硅片上形成的目标图形与设计一致。PSM则利用相位差来增强图案的对比度，进一步提高分辨率。这些技术的引入，使得在现有光学系统的基础上，能够制造出更小的特征尺寸。 在追求极致精度的道路上，浸没式光刻（Immersion Lithography）无疑是另一个里程碑式的技术突破。本书将详细解释浸没式光刻的原理，即在透镜和晶圆之间引入一种高折射率的介质（通常是超纯水），显著增加系统的数值孔径，从而大幅提升分辨率。我们将分析浸没式光刻在水滴控制、液滴管理、材料兼容性等方面所面临的挑战，以及行业为解决这些问题所付出的努力。 当然，光刻不仅仅是“印”出图案，它更是连接前道（Front-end）和后道（Back-end）工艺的关键节点。本书将适时地穿插介绍光刻工艺在整个芯片制造流程中的位置，它与薄膜沉积、刻蚀（Etching）、离子注入等其他工艺步骤如何紧密配合，共同构建出复杂的三维集成电路结构。例如，光刻出的图形最终需要通过刻蚀技术“转移”到硅片上，刻蚀的精度和选择性直接影响着光刻图形的保真度。 除了前文提到的DUV和EUV光刻，本书还将展望下一代光刻技术的发展方向。虽然EUV光刻技术已经开始投入大规模生产，但其高昂的成本和复杂性仍然是业界关注的焦点。本书将探讨多重曝光（Multi-patterning）等辅助技术，以及纳米压印（Nanoimprint Lithography）、电子束直接写入（Electron Beam Direct Writing, EBDW）等潜在的替代或补充技术。我们将分析这些技术的理论可行性、工程挑战以及它们在未来芯片制造中可能扮演的角色。 本书的写作旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解光刻技术是如何从基础的光学原理出发，通过不断的理论创新和工程实践，发展成为支撑现代半导体工业的基石。我们力求将复杂的科学概念以清晰易懂的方式呈现，并结合实际应用中的案例和挑战，展现出这门“印刷之术”所蕴含的非凡智慧和工程魅力。读者将能从中体会到，每一个微小的晶体管背后，都凝聚着无数科学家和工程师的辛勤付出与不懈探索，他们如同精雕细琢的工匠，在微观世界里创造着信息时代的奇迹。

评分☆☆☆☆☆

我之前对集成电路的了解，大多停留在芯片设计和功能层面，对于“如何制造”一直知之甚少。《超大规模集成电路先进光刻理论与应用》这本书，彻底颠覆了我之前模糊的认知，让我得以窥见芯片制造的核心奥秘。光刻技术，这个名字听起来就充满科技感，而这本书则将其复杂性层层剥开，展现在我眼前。 从书名可以看出，它聚焦于“先进光刻”，这意味着它不仅仅是基础知识的罗列，而是对当前及未来半导体制造至关重要技术的深度剖析。我尤其对书中关于“超大规模”的理解感到震撼，它意味着我们将探讨如何以纳米甚至亚纳米的精度来刻画电路。书中对各种先进光刻技术，例如浸没式光刻、多重曝光技术（如SADP，Self-Aligned Double Patterning）以及最前沿的EUV（Extreme Ultraviolet）光刻的理论基础和实现细节进行了详细阐述。 我非常喜欢书中对光学原理的讲解，例如衍射、干涉、焦深等，这些基础知识在光刻过程中起着决定性作用。作者通过生动形象的比喻和精密的数学推导，让我能够理解光是如何被控制来“打印”出如此微小的图形的。此外，书中还探讨了光刻胶的材料科学、曝光系统的设计、掩模版的制作等一系列相关技术，让我看到一个复杂而精密的光刻系统是如何协同工作的。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一名对半导体制造“外围”技术怀有强烈兴趣的科技爱好者来说，《超大规模集成电路先进光刻理论与应用》无疑打开了一扇新世界的大门。我一直对芯片如何被制造出来充满好奇，而光刻技术无疑是其中最令人着迷的环节。这本书的深度和广度都超出了我的预期。 书中对光刻原理的讲解，从经典的成像理论到现代的衍射控制，层层递进，让我对光如何“画出”纳米级别的电路有了更直观的认识。尤其是当读到关于先进光刻技术的部分，比如浸没式光刻、多重曝光，以及最前沿的EUV光刻，书中对这些技术的物理限制、材料选择、设备要求以及工艺优化都做了极其详尽的阐述。作者在解释复杂概念时，经常会运用大量的图表和示意图，这使得原本抽象的理论变得生动易懂。 我特别喜欢书中关于光刻胶（Photoresist）的章节，它详细介绍了不同类型光刻胶的化学原理、曝光机制以及显影过程，并结合实际应用分析了它们在提高分辨率和降低缺陷方面的作用。这部分内容让我对光刻胶这种“一次性”但至关重要的材料有了全新的认识，也理解了为什么在不同光刻技术下需要使用不同特性的光刻胶。

评分☆☆☆☆☆

拿到《超大规模集成电路先进光刻理论与应用》这本书，我最先被它厚重的体积和扎实的排版吸引。作为一个在集成电路设计领域摸爬滚打多年的工程师，我深知光刻技术的重要性，但很多时候，理论的深度和实际应用之间的鸿沟总是难以跨越。这本书恰恰弥补了这一遗憾。它不仅仅是理论的堆砌，更像是为我们提供了一个清晰的路线图。 书中关于多重曝光（Multiple Patterning）技术的讨论，从双重曝光到多重浸没式光刻，再到更为先进的自对齐多重曝光（SADP）等，每一个环节都涉及到了复杂的工艺流程和精密的控制。作者在解释这些技术时，非常注重其背后的物理极限和工程挑战，例如，对于极紫外光（EUV）光刻，书中详细介绍了其光源的复杂性、光学系统的反射性以及对材料的高要求，这让我对EUV技术从“听闻”到“理解”有了质的飞跃。同时，作者在讨论每种技术时，都会引申出其在不同工艺节点上的应用案例，并分析其优缺点，这对于我们选择和优化光刻工艺具有极大的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

我是一名在半导体行业工作多年的工艺工程师，光刻工艺一直是我的核心工作范畴。因此，《超大规模集成电路先进光刻理论与应用》这本书的出现，对我来说，简直就是及时雨。市场上关于光刻技术的书籍不少，但能够同时兼顾理论深度与实际应用，并涵盖最前沿技术的，屈指可数。 这本书在理论层面，对光传播、衍射、干涉等基础光学原理的推导非常扎实，这对于理解更高阶的光刻技术至关重要。我特别欣赏书中对计算光刻（Computational Lithography）的详细介绍，包括OPC（Optical Proximity Correction）、SFF（Source-to-Source Feature）等先进修正算法的原理和实现方式。这些技术在突破光学极限、实现更高分辨率的过程中扮演着关键角色。 在应用层面，本书对浸没式光刻、多重曝光（Multi-Patterning）以及EUV（Extreme Ultraviolet）光刻的讲解，都结合了大量的工程实践和数据分析。例如，在讨论EUV光刻时，书中不仅分析了其光源的复杂性（如LPP光源）和光学系统的反射特性，还深入探讨了EUV光刻胶的开发挑战，以及其在集成电路制造中的应用前景和面临的瓶颈。这些内容对于我们这些一线工程师来说，具有极高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

这部著作《超大规模集成电路先进光刻理论与应用》确实是一部深入探讨半导体制造核心技术的巨著。我一直对集成电路产业的发展充满好奇，尤其是芯片制造的每一个环节。光刻技术作为其中最关键、也最具技术挑战的环节，其重要性不言而喻。在我看来，从基础理论的推演，到各种先进光刻技术的原理剖析，再到这些技术在实际生产中的应用，本书都给予了极其详尽的解读。 我尤其欣赏的是书中对衍射光学、波动光学等基本物理原理的严谨阐述，这为理解后续复杂的光刻工艺奠定了坚实的基础。例如，在讨论EUV光刻时，作者深入剖析了其工作波长带来的独特挑战，包括光源的产生与控制、反射式光学系统的设计以及光刻胶的响应特性等等。同时，书中对于计算光刻（Computational Lithography）的篇幅也让我印象深刻，例如，MOEMS（Maskless Optical Electromagnetic lithography）、OPC（Optical Proximity Correction）和RET（Resolution Enhancement Techniques）等技术，其原理、算法和在实际中的应用都得到了细致的讲解。书中对这些理论的讲解，往往能与实际的制造流程紧密结合，使我能够更清晰地理解理论是如何指导实践的。

评分☆☆☆☆☆

基本概念还行，深度解析还欠缺，已经不错了

评分☆☆☆☆☆

很好

评分☆☆☆☆☆

不错，理论与实际都有，涵盖面广

评分☆☆☆☆☆

讲解蛮详尽的一本书，想了解半导体曝光工艺的可以看看

评分☆☆☆☆☆

东西不错的，期待下次合作

评分☆☆☆☆☆

很好的一本书，与实际理论很符合。

评分☆☆☆☆☆

专业级的好书，这个领域人手一本。填补了这一领域的空白，强烈推荐

评分☆☆☆☆☆

很好 很给力 京东快速特别快

评分☆☆☆☆☆

非常好。非常好。非常好。非常好。非常好。