本書是圍繞集成電路芯片發(fā)展和新一代信息產(chǎn)業(yè)技術(shù)領域（集成電路及專用設備）等重大需求，編著的集成電路芯片制程設備通識書籍。集成電路芯片作為信息時代的基石，是各國競相角逐的國之重器，也是一個國家高端制造能力的綜合體現(xiàn)。芯片制程設備位于集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的上游，貫穿芯片制造全過程，是決定產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)。本書首先介紹了集成電路芯片制程及其設備，并著重分析了芯片制程設備的國內(nèi)外市場環(huán)境；然后，針對具體工藝技術(shù)涉及的設備，詳細綜述了設備原理及市場情況；并對我國集成電路芯片制程設備的發(fā)展做了總結(jié)展望。本書可為制造業(yè)企業(yè)和研究機構(gòu)提供參考，也可供對集成電路芯片制程設備感興趣的讀者閱讀。
1.詳解300多種細分類別設備，闡述工作原理、發(fā)展歷程及國內(nèi)外市場情況，助力攻克設備核心技術(shù)，實現(xiàn)設備制造自主可控；
2.本書整理了集成電路芯片制程中的各種設備及其國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，包括晶圓制備設備、熱工藝設備、光刻設備、刻蝕設備、離子注入機、薄膜淀積設備、檢測設備、化學機械拋光設備及封裝設備，詳細介紹了每類設備的工作原理、發(fā)展歷程以及當前的國內(nèi)外市場情況，并對每類設備的國內(nèi)外代表性企業(yè)及其代表性產(chǎn)品進行了介紹，本書對集成電路芯片制程設備感興趣的讀者來說，是不錯的知識來源。
3.本書是清華大學和電子科大專家傾力打造之作，是作者從業(yè)幾十年科研研究和教學經(jīng)驗的結(jié)晶，內(nèi)容極具權(quán)威性。
我國已成為世界芯片消費大國，自2013年起，我國集成電路芯片的進口額連續(xù)數(shù)年超過原油，成為國內(nèi)大宗的進口商品，2020年芯片進口額達到了3684億美元，2021年芯片進口額達到近4326億美元。芯片長期依賴進口，除了與芯片設計、研發(fā)技術(shù)滯后有關(guān)，更關(guān)鍵的在于作為支柱的芯片制造技術(shù)被卡脖子。一個國家的芯片制造能力是體現(xiàn)國家集成電路乃至整個信息領域自主可控的關(guān)鍵，其中，芯片制程設備作為集成電路產(chǎn)業(yè)鏈的上游基礎和源動力，其技術(shù)更新和迭代更是支撐了整個集成電路產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展。根據(jù)集成電路行業(yè)內(nèi)一代設備、一代工藝、一代產(chǎn)品的經(jīng)驗，每開發(fā)一代新產(chǎn)品，每更新一代工藝制程，均需要新一代更為先進的芯片制程設備作為支撐�？梢哉f，要實現(xiàn)芯片的自主可控，必須要掌握先進的芯片制程設備技術(shù)。本書整理了集成電路芯片制程中的各種設備及其國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，包括晶圓制備設備、熱工藝設備、光刻設備、刻蝕設備、離子注入機、薄膜淀積設備、檢測設備、化學機械拋光設備及封裝設備，詳細介紹了每類設備的工作原理、發(fā)展歷程以及當前的國內(nèi)外市場情況，并對每類設備的國內(nèi)外代表性企業(yè)及其代表性產(chǎn)品進行了介紹，意在客觀陳述國內(nèi)的設備發(fā)展情況及當前與國外存在的一些差距。我們能夠看到，在國家的大力支持下，一大批國內(nèi)優(yōu)秀的設備廠商正在奮起直追，已掌握了部分核心技術(shù)，具備了一定規(guī)模和品牌知名度。但我們更應看到，目前我國芯片制程設備的國產(chǎn)化率仍然較低，整體國產(chǎn)化率低于20%，部分高端設備國產(chǎn)化率更是低于2%。設備國產(chǎn)化作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展自主可控的重要基石，勢必成為我國集成電路產(chǎn)業(yè)崛起的必然之路。因此未來5～10年，攻克設備核心技術(shù)、實現(xiàn)設備制造自主可控仍是我們的關(guān)鍵任務。非常感謝北京大學彭練矛院士、張志勇教授，盛美半導體設備（上海）股份有限公司王暉先生，中微半導體設備（上海）股份有限公司劉志強先生，上海微電子裝備（集團）股份有限公司沈滿華女士，聯(lián)華電子股份有限公司（新加坡）王潤順先生在本書編寫過程中給予的支持與幫助。本書的編寫得到了研究生鐘業(yè)奎、邱安美、賈鏡材、楊力豪、陳夢朝、程杰、陳浩林、莊洋、房昭會等的大力協(xié)助，他們協(xié)助查閱資料、輸入文字、插圖及校對等，在此向他們表示衷心的感謝。感謝電子科技大學國家集成電路產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺和四川省集成電路產(chǎn)教融合創(chuàng)新平臺對本書的編寫所提供的支持和幫助。受限于編者的學識水平，書中不妥之處在所難免，懇請同行專家和廣大讀者批評指正。
前 言
第1章 集成電路芯片制程簡介1
1.1 集成電路芯片概述1
1.1.1 集成電路芯片的發(fā)展1
1.1.2 集成電路的未來發(fā)展趨勢4
1.2 集成電路芯片工藝流程5
1.2.1 集成電路芯片前道制程
工藝6
1.2.2 集成電路芯片后道制程
工藝9
1.3 全球集成電路芯片制程設備市場
總體概述10
1.3.1 國外市場分析11
1.3.2 國內(nèi)市場分析15
1.3.3 半導體設備行業(yè)發(fā)展前景
展望19
參考文獻20
第2章 晶圓制備設備23
2.1 單晶生長設備23
2.1.1 單晶生長設備原理24
2.1.2 單晶生長設備發(fā)展26
2.1.3 單晶生長設備國內(nèi)外市場
分析26
2.2 晶片切割設備30
2.2.1 晶片切割設備原理31
2.2.2 晶片切割設備發(fā)展32
2.2.3 晶片切割設備國內(nèi)外市場
分析32
2.3 晶圓清洗設備37
2.3.1 晶圓清洗設備原理37
2.3.2 晶圓清洗設備發(fā)展39
2.3.3 晶圓清洗設備市場分析41
2.4 本章小結(jié)46
參考文獻47
第3章 熱工藝設備50
3.1 熱氧化相關(guān)原理50
3.2 擴散相關(guān)原理53
3.3 退火相關(guān)原理55
3.4 熱工藝設備結(jié)構(gòu)及原理55
3.4.1 立式爐55
3.4.2 臥式爐58
3.4.3 快速熱處理設備61
3.5 國內(nèi)外市場分析63
3.5.1 熱工藝設備市場概述63
3.5.2 國外相關(guān)設備概述65
3.5.3 國內(nèi)相關(guān)設備概述66
3.6 本章小結(jié)68
參考文獻69
第4章 光刻及光刻設備71
4.1 光刻原理71
4.2 光刻耗材74
4.2.1 光刻膠74
4.2.2 顯影液75
4.2.3 掩模版75
4.3 光刻機分類76
4.4 光刻機原理77
4.5 光刻機演變史79
4.5.1 國外光刻機發(fā)展史80
4.5.2 中國光刻機發(fā)展史81
目錄一本書讀懂芯片制程設備 4.6 國內(nèi)外市場分析83
4.6.1 國外相關(guān)設備概述84
4.6.2 國內(nèi)光刻市場概述88
4.7 本章小結(jié)89
參考文獻90
第5章 刻蝕設備94
5.1 原理介紹94
5.1.1 濕法刻蝕原理95
5.1.2 干法刻蝕原理97
5.2 刻蝕設備99
5.2.1 干法刻蝕設備原理99
5.2.2 干法刻蝕設備發(fā)展104
5.3 國內(nèi)外市場分析107
5.3.1 刻蝕設備市場概述108
5.3.2 國外刻蝕設備市場分析109
5.3.3 國內(nèi)刻蝕設備市場分析114
5.4 本章小結(jié)119
參考文獻119
第6章 離子注入機122
6.1 離子注入相關(guān)原理122
6.2 離子注入設備結(jié)構(gòu)125
6.3 國內(nèi)外市場分析133
6.3.1 離子注入設備市場概述133
6.3.2 國外相關(guān)設備概述134
6.3.3 國內(nèi)相關(guān)設備概述136
6.4 本章小結(jié)137
參考文獻137
第7章 薄膜淀積設備140
7.1 原理介紹140
7.1.1 物理氣相淀積141
7.1.2 化學氣相淀積146
7.2 設備發(fā)展155
7.2.1 物理氣相淀積設備155
7.2.2 化學氣相淀積設備156
7.3 國內(nèi)外市場分析157
7.3.1 薄膜淀積設備市場概述157
7.3.2 國外主要淀積設備160
7.3.3 國內(nèi)主要淀積設備169
7.4 本章小結(jié)174
參考文獻175
第8章 集成電路檢測設備177
8.1 檢測原理178
8.1.1 前道量檢測178
8.1.2 后道檢測188
8.2 國內(nèi)外市場分析193
8.2.1 檢測設備市場分析193
8.2.2 國外檢測設備龍頭企業(yè)
及其設備介紹195
8.2.3 國內(nèi)檢測設備龍頭企業(yè)
及其設備介紹211
8.3 本章小結(jié)212
參考文獻212
第9章 化學機械拋光設備215
9.1 化學機械拋光設備原理215
9.2 化學機械拋光設備發(fā)展216
9.3 化學機械拋光設備與耗材
市場分析217
9.3.1 CMP設備市場分析217
9.3.2 CMP耗材市場分析221
9.4 本章小結(jié)224
參考文獻224
第10章 集成電路封裝設備226
10.1 封裝工藝流程226
10.2 封裝工藝發(fā)展229
10.3 國內(nèi)外市場分析233
10.3.1 半導體芯片封裝設備
市場分析233
10.3.2 國外封裝設備龍頭企業(yè)
及其設備介紹235
10.3.3 國內(nèi)封裝設備龍頭企業(yè)及
其設備介紹246
10.4 本章小結(jié)248
參考文獻248
后記251
4.6.1 國外相關(guān)設備概述81
4.6.2 國內(nèi)光刻市場概述86
4.7 本章小結(jié)87
參考文獻88
第5章 刻蝕設備92
5.1 原理介紹92
5.1.1 濕法刻蝕原理93
5.1.2 干法刻蝕原理95
5.2 刻蝕設備97
5.2.1 干法刻蝕設備原理97
5.2.2 干法刻蝕設備發(fā)展102
5.3 國內(nèi)外市場分析106
5.3.1 刻蝕設備市場概述106
5.3.2 國外刻蝕設備市場分析107
5.3.3 國內(nèi)刻蝕設備市場分析
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