微电子工艺与装备技术  080902M04006H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业核心课 | 任课教师:夏洋,解婧,陈宝钦
授课时间: 星期四,第5、6、7 节
授课地点: 教一楼304
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16
课程编号: 080902M04006H 课时: 54 学分: 3.00
课程属性: 专业核心课 主讲教师:夏洋,解婧,陈宝钦 助教:赵丽莉,屈芙蓉
英文名称: Microelectronics Process and Equipment Technology 召集人:

教学目的、要求

当今世界的科技与民生离不开信息产业,信息产业离不开集成电路,集成电路离不开微纳米加工技术(Micro-Nano-Facturing)与相关设备。本课程为微电子学及半导体相关技术学科的集成电路工程专业核心课。因为集成电路具有多学科融合,多技术集成(真空、等离子体、精密光学、精密机械等),更新换代快等特点,而且仪器价格高昂、依赖进口,这已成为制约培养高端专业人才的瓶颈。所以本课程将从微电子制造关键装备的角度,对工艺技术的基本原理、途径、集成方法进行讲解。整套课程力求让学生在了解微电子制作基本原理与方法的基础上,紧密的联系生产实际,方便的理解这些原本复杂的工艺和流程,从而系统掌握半导体集成电路制造技术。

预修课程

半导体器件、半导体物理

教 材

《半导体制造技术》,[美] Michael Quirk, Julian Serda著,韩郑生等译,电子工业出版社,2009年7月

主要内容

内容提要:
第一部分:集成电路工艺技术与装备体系,相关知识课堂讲授,约31学时。
第二部分:微电子工艺与装备技术实验课,安排专项仪器装备实物操控及工艺探索实验室授课,约21学时。

第一章 泛半导体产业体系介绍
第1节 半导体制造概述及课程介绍;第2节 学习方法介绍;第3节 集成电路装备技术。(夏洋,3学时)
第二章 集成电路装备技术基础
第1节 集成电路通用工艺及装备介绍(材料、硅片、环境调控、氧化与掺杂);第2节 工艺设备及其内部气体控制(真空、等离子体);第3节 先进CMOS工艺集成体系、后道工艺及参数测试装备体系。(解婧,3学时)
第三章 光刻装备系统及掩模制造引论
第1节 微光刻与微纳米加工技术的发展历程;第2节 光掩制造技术与掩模版制造设备的应用技术;第3节 光学曝光分辨率增强技术与光波前工程。(陈宝钦,3学时)
第四章 版图设计工具及数据处理技术
第1节 集成电路版图设计工具L-EDIT图形编辑软件的应用技巧;第2节 任意角度与任意函数的微光刻图形数据处理技术;第3节 光学邻近效应与电子束曝光邻近效应校正数据处理技术。(陈宝钦,3学时)
第五章 电子束光刻装备技术及其应用
第1节 电子束光刻技术的应用;第2节 电子抗蚀剂的应用技术;第3节 纳米电子束直写中若干问题的讨论。(陈宝钦,3学时)
第六章 微纳光刻技术的发展与展望
第1节 下一代光刻技术与计算光刻技术与准备系统;第2节 传统和非传统的微纳米制造技术与准备系统;第3节 后摩尔时代的微纳光刻技术的展望与标准化技术体系。(陈宝钦,3学时)
第七章 薄膜生长设备及相关技术
第1节 蒸发、溅射等物理沉积技术的设备结构、工作机理及应用;第2节外延生长技术的设备结构、生长机理、影响因素及发展趋势;第3节 化学沉积技术的设备结构、原理、各种系统的发展历史及远景展望。(解婧,3学时)
第八章 刻蚀工艺设备及相关技术
第1节 刻蚀分类、特点、作用以及在集成电路制造工艺中的地位;第2节干法刻蚀机与相关技术;第3节 商业化装备与设备商详解。(解婧,3学时)
第九章 微电子装备实物解析与工艺探索实验课
第1节:光刻机实物解析及全流程工艺实验课;辅导员屈芙蓉老师,4学时;第2节:等离子体刻蚀设备(RIE)解析及全流程工艺实验课;辅导员赵丽莉老师,4学时;第3节:化学气相沉积设备解析(ALD)及全流程工艺实验课;辅导员卢维尔老师,4学时;第4节:物理气相沉积设备解析(PVD)及全流程工艺实验课;辅导员刘金虎老师,4学时;第5节:集成电路版图编辑实验课;辅导员李友老师,1学时;第6节:掩模版制造系统解析及工艺实验课;辅导员张卫红老师,1学时;第7节:微纳米制造装备及工艺实验课;辅导员张凯平老师,1学时;第8节:激光曝光及电子束曝光技术实验课;辅导员王冠亚老师,1学时;第9节:纳米电子束直写光刻技术实验课;辅导员牛洁斌老师,1学时。
(夏洋、陈宝钦、解婧,21学时,该实验课由夏洋老师、陈宝钦老师、解婧老师及各仪器对应的负责辅导员对学生分组授课、应用不同的仪器装备同时开展各项实验。)
第十章 MEMS体系与原位检测装备
第1节 常见MEMS器件、基本原理及体、表面微机械加工技术;第2节 应用需求与相关装备;第3节 材料与结构制备及实时在线原位检测与检测仪器装备;第4节 系统集成与商业化设备。(解婧,4学时)
第十一章 相关设备发展史与产业化进程
第1节 集成电路产业及设备体系发展史,技术进步、竞争与立身;第2节 常见问题;第3节 新技术发展与新原理设备。(夏洋,3学时)

参考文献

《微纳尺度制造工程》坎贝尔著(电子工业出版社 2011)
《微光刻与微纳加工技术》,陈宝钦,中国科学院微电子研究所(讲义、电子教案)。有关情况可以通过网络搜索了解。新版本完整的PPT电子教案可以按照如下地址:
http://yun.baidu.com/pcloud/album/info?query_uk=624946816&album_id=2248166757442936570直接进入百度云的《中国科学院微电子研究所陈宝钦》专集中(免费)下载。
《微纳米加工技术及其应用》第二版,崔铮著,2009.5,高等教育出版社
《光学投影曝光微纳加工技术》姚汉民,胡松等著,2006.12 北京工业大学出版社。
《纳米制造手册》纳米科学进展系列Handbook of Nanofabrication by Gary Wiederrecht 2011.4 科学出版社
《半导体制造技术导论》第二版(美)Hong Xiao(萧宏)杨银堂,段宝兴译,2012电子工业出版社