微电子工艺与装备技术

课程编码：180093080903P2005H 英文名称：Microelectronics Process and Equipment Technology 课时：50 学分：2.50 课程属性：专业核心课 主讲教师：夏洋等

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。

半导体器件、半导体物理

第一章 泛半导体产业体系介绍 3学时 夏洋
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
第二章 集成电路装备技术基础 3学时 卢维尔
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
第三章 光刻装备系统及掩模制造引论 3学时 夏洋
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
第四章 版图设计工具及数据处理技术 3学时 夏洋
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
第五章 电子束光刻装备技术及其应用 3学时 夏洋
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
第六章 微纳光刻技术的发展与展望 3学时 夏洋
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
第七章 薄膜生长设备及相关技术 3学时 卢维尔
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
第八章 刻蚀工艺设备及相关技术 3学时 卢维尔
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
第九章 MEMS体系与原位检测装备 3学时 卢维尔
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
第十章 全流程实体考察实验课 4学时 夏洋
第1节 集成电路版图编辑实验课
第2节 掩模版制造系统解析及工艺实验课
第3节 微纳米制造装备及工艺实验课
第4节 激光曝光及电子束曝光技术实验课
第5节 纳米电子束直写光刻技术实验课
第十一章 光刻机实物解析及全流程工艺实验课 4学时 夏洋
第1节 光刻工艺演示
第2节 匀胶工艺调试（正光刻胶及负光刻胶）
第3节 曝光工艺调试及对准工艺调试
第4节 不同光刻胶对比工艺调试及检测
第十二章 等离子体刻蚀设备（RIE）解析及全流程工艺实验课 4学时 卢维尔
第1节 刻蚀机拆解及原理剖析
第2节 刻蚀工艺参数调试
第3节 刻蚀掩膜制备及刻蚀工艺调试
第4节 刻蚀参数对比验证及检测
第十三章 化学气相沉积设备解析（ALD）及全流程工艺实验课 4学时 卢维尔
第1节 PVD装备拆解及原理剖析
第2节 靶材安装及工艺调试
第3节 等离子体启辉观测及工艺调试
第4节 工艺参数调试及样件观测
第十四章 物理气相沉积设备解析（PVD）及全流程工艺实验课 4学时 卢维尔
第1节 ALD装备拆解及原理剖析
第2节 前驱体装配及放样
第3节 成膜工艺参数调试及真空周期计数
第4节 样品观测及问题分析
第十五章 相关设备发展史与产业化进程 3学时 夏洋
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，男，博士，研究员。2017年因集成电路实践教学荣获四年一度的中国科学院教育教学成果奖特等奖，以及中国科学院朱李月华优秀教师奖。在中科院微电子研究所长期从事超大规模集成电路研究，现任中国科学院微电子研究所副总工，曾任两届国家自然基金委信息科学部专家，国家973咨询专家组专家，现任国家纳米标准委员会委员及微纳加工工作组组长。现为国家02科技重大专项“32nm以下设备关键技术研究及创新设备技术探索”项目负责人；国家科技重大专项财政部评审专家、国家科学技术奖评审专家、国家知识产权局首届特邀监督员。作为国家重大专项“新原理设备”负责人，成功成功研发了原子层沉积系统等设备，在国内外期刊上发表文章50余篇，申请专利30余项，培养博士和硕士研究生20余名。

卢维尔，博士，副研究员。2012年6月获中科院理化所博士学位；2012年7月进入中科院微电子所微电子仪器设备研发中心，长期从事微纳材料、结构器件及相关设备的研究工作。曾作为国家重大科技专项、北京市科技计划、中科院仪器研制、国家重点研发计划重大仪器设备研制等多项任务的负责人或研究骨干，设计并研制了系列原创型双腔快速原子层沉积设备及配套工艺；曾研制双光束脉冲激光沉积系统及脉冲化学气相沉积石墨烯制备系统；作为02专项子课题“原子层薄膜沉积系统”课题骨干，开发了国内首套8英寸ALD样机及相应的全套薄膜沉积工艺，并于此开展开放型合作，实现了专利成果转让、企业新产品开发及销售；已在相关领域国际期刊会议发表文章20余篇，授权发明专利25项。