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第1章 半导体制造引论 1

目标 1

引言 1

1.1历史的演进 1

1.1.1制造和质量控制 2

1.1.2半导体过程 4

1.1.3集成电路制造 6

1.2现代半导体制造 7

1.2.1单元过程 7

1.2.2处理次序 10

1.2.3信息流 11

1.2.4过程组织 12

1.3制造的目标 13

1.3.1成本 14

1.3.2质量 15

1.3.3变化性 15

1.3.4产出 16

1.3.5可靠性 16

1.4制造系统 17

1.4.1连续流程 18

1.4.2分立器件 19

1.5本书后续部分的概述 19

小结 20

问题 20

参考文献 21

第2章 技术纵览 23

目标 23

引言 23

2.1单元过程 23

2.1.1氧化 23

2.1.2照相 30

2.1.3蚀刻 42

2.1.4掺杂 46

2.1.5沉淀 52

2.1.6平面化 55

2.2过程集成 55

2.2.1双极型技术 56

2.2.2CMOS技术 59

2.2.3BiCMOS技术 65

2.2.4封装 67

小结 71

问题 71

参考文献 72

第3章 过程监控 73

目标 73

引言 73

3.1过程流程和主要度量点 73

3.2圆片状态度量 74

3.2.1空白薄膜 75

3.2.2模式化的薄膜 81

3.2.3粒子/缺陷检查 86

3.2.4电气测试 88

3.3设备状态测量 94

3.3.1热操作 95

3.3.2等离子操作 97

3.3.3平板印制操作 101

3.3.4注入 102

3.3.5平面化 103

小结 104

问题 104

参考文献 105

第4章 统计基础 107

目标 107

引言 107

4.1概率分布 108

4.1.1离散分布 108

4.1.2连续分布 112

4.1.3有用的近似法 115

4.2从正态分布中取样 116

4.2.1卡方分布 116

4.2.2t分布 117

4.2.3F分布 118

4.3估计 119

4.3.1对已知方差取样均值的置信区间 119

4.3.2对未知方差取样均值的置信区间 119

4.3.3方差的置信区间 120

4.3.4已知方差两个均值之间差的置信区间 120

4.3.5未知方差情况下两均值之差的置信区间 120

4.3.6两方差比率的置信区间 121

4.4假设检验 122

4.4.1已知方差的均值检验 122

4.4.2未知方差的均值检验 123

4.4.3方差的检验 125

小结 126

问题 126

参考文献 127

第5章 产出建模 128

目标 128

引言 128

5.1产出组成的定义 128

5.2功能性产出模型 129

5.2.1泊松模型 131

5.2.2Murphy产出积分 132

5.2.3负二项式模型 134

5.3功能性产出模型组成 135

5.3.1缺陷密度 135

5.3.2临界面积 137

5.3.3全局产出损失 137

5.4参数性产出 138

5.5产出仿真 140

5.5.1功能性产出仿真 140

5.5.2参数性产出仿真 144

5.6以设计为中心 147

5.6.1可接受性区域 148

5.6.2参数性产出优化 149

5.7过程导入和产出时间 149

小结 152

问题 152

参考文献 155

第6章 统计过程控制 156

目标 156

引言 156

6.1控制图表基础知识 156

6.2控制图表中的模式 159

6.3属性的控制图表 161

6.3.1不符合分值的控制图表 161

6.3.2缺陷的控制图表 166

6.3.3缺陷密度的控制图表 167

6.4变量的控制图表 168

6.4.1x和R的控制图表 170

6.4.2x和s的控制图表 174

6.4.3过程能力 177

6.4.4改进图表和可接受图表 179

6.4.5Cusum图表 180

6.4.6移动平均图表 184

6.5多元控制 187

6.5.1均值控制 188

6.5.2变化性的控制 191

6.6使用相关过程数据的SPC 192

6.6.1时间序列建模 192

6.6.2基于模型的SPC 193

小结 194

问题 195

参考文献 198

第7章 半导体制造的统计实验设计 199

目标 199

引言 199

7.1分布对比 199

7.2方差分析 202

7.2.1平方和 203

7.2.2ANOVA表 204

7.2.3随机块实验 209

7.2.4双向设计 212

7.3因子设计 217

7.3.1双水平因子设计 218

7.3.2部分因子 223

7.3.3因子分析 225

7.3.4高级设计 227

7.4田口（Taguchi）方法 229

7.4.1过程变量归类 230

7.4.2信噪比 231

7.4.3正交阵列 231

7.4.4数据分析 232

小结 234

问题 234

参考文献 236

第8章 半导体制造的过程建模 237

目标 237

引言 237

8.1回归模型 238

8.1.1单参数模型 238

8.1.2双参数模型 241

8.1.3多变量模型 245

8.1.4非线性回归 248

8.1.5回归图 249

8.2响应面法 250

8.2.1假设的成品率实例 251

8.2.2等离子体蚀刻实例 256

8.3调优 261

8.4主成分分析 265

8.5人工智能建模技术 269

8.5.1人工神经网络 269

8.5.2模糊逻辑 273

8.6过程优化 276

8.6.1Powe1l算法 276

8.6.2单纯形法 278

8.6.3遗传算法 280

8.6.4混合方法 282

8.6.5PECVD优化：一种情况研究 283

小结 284

问题 284

参考文献 288

第9章 半导体制造的高级过程控制 289

目标 289

引言 289

9.1常数项适应的RbR控制 290

9.1.1单变量方法 291

9.1.2多变量技术 297

9.1.3实际考虑 300

9.2完全适应模型的多变量控制 304

9.2.1借助基于模型SPC的过程扰动检测 305

9.2.2完全模型适应 306

9.2.3自动配方生成 308

9.2.4前馈控制模型 309

9.3监督控制 311

9.3.1完整适应模型的监督控制 311

9.3.2智能监督控制 317

小结 323

问题 324

参考文献 329

第10章 半导体制造的过程与设备的故障诊断 330

目标 330

引言 330

10.1算法化的方法 331

10.1.1Hippocrates 331

10.1.2基于测量的解释器 334

10.2专家系统 340

10.2.1参数化解释专家系统 341

10.2.2PEDX 344

10.3神经网络方法 346

10.3.1过程控制神经网络 346

10.3.2CVD诊断中的模式识别 348

10.4混合方法 350

10.4.1时间序列诊断 350

10.4.2混合专家系统 352

小结 361

问题 361

参考文献 362

附录 363

附录A 误差函数的一些性质 363

附录B 累积标准正态分布 365

附录C X2分布的百分点 368

附录D t分布的百分点 369

附录E F分布的百分点 370

附录F 用于构造变量控制表的因子 376