8.1 介绍

在半导体制造业中，如集成电路的生产过程，许多关键的工 艺步骤都是基于真空技术的。在硅加工过程中使用真空技术 有几个原因：

• 真空允许对条件进行控制，因为它排除了硅晶片中的环境 气氛，如反应气体和粉尘。
• 真空允许硅和氧化硅的异性蚀刻，这是对硅晶片表面形成 图案的基本工艺步骤。
• 几种基于真空的工艺允许所有类型的绝缘薄层和具有可控 性的导电膜沉积在硅晶片上。

最新研发的集成电路由固体硅制成，其最大的特点是由于每 个设备集成部件数量的不断增加和图案尺寸的不断缩小， 使 得部件的性能也得到不断的提高。在集成电路的开发过程 中，戈登·E.摩尔曾预言，自 20 世纪 60 年代起， 电路性能大 约每两年翻一番，这就是著名的摩尔定律 [35]。 经过了世纪 之交，集成电路的最小结构(如微处理器和随机存储器)从 1970 年的 10 μm 减少到 0.1 μm ， 摩尔定律得到了充分的体 现。在此期间，硅晶片的尺寸从 1" 直径增加到 300 mm (~12")，提高了生产量并降低了成本。

图 8.1: 摩尔定律 (由 Intel 和 AMD 微处理器中的晶体管数量记录)

通过引入300 mm 技术，所谓临界尺寸，截止到此文本撰写 时(即2012 年)已经从 150 nm 缩小到 22 nm。 凭借 300 mm 的晶圆尺寸，生产技术也从开放式盒子(图 8.2 左侧) 转变到封闭式小环境， 即:在生产现场中晶圆通过封闭式盒 子里从一个工艺设备传送到另一个工艺设计中(FOUP = 前 端开启式晶圆传送盒，图 8.2，右侧)。

图 8.2: 使用盒子(左)和 FOUP (右) 的晶圆传送