在半導體制造業中,如集成電路的生產過程,許多關鍵的工藝步驟都是基于真空技術的。在硅加工過程中使用真空技術有幾個原因:
■ 真空允許對條件進行控制,因為它排除了硅晶片中的環境空氣,如反應氣體和粉塵。
■ 真空允許硅和氧化硅的異性蝕刻,這是對硅晶片表面形成圖案的基本工藝步驟。
■ 幾種基于真空的工藝允許所有類型的絕緣薄層和具有可控性的導電膜沉積在硅晶片上。
z*新研發的集成電路由固體硅制成,其z*大的特點是由于每個設備集成部件數量的不斷增加和圖案尺寸的不斷縮小,使得部件的性能也得到不斷的提高。在集成電路的開發過程中,戈登·E.摩爾曾預言,自 20 世紀 60 年代起,電路性能大約每兩年翻一番,這就是著名的摩爾定律 [35]。經過了世紀之交,集成電路的z*小結構(如微處理器和隨機存儲器)從1970 年的 10 μm 減少到 0.1 μm ,摩爾定律得到了充分的體現。在此期間,硅晶片的尺寸從 1" 直徑增加到 300 mm(~12"),提高了吞吐量并降低了成本。
通過引入300 mm 技術,所謂臨界尺寸,截止到此文本撰寫時(即2012 年)已經從 150 nm 縮小到 22 nm。憑借 300mm 的晶圓尺寸,生產技術也從開放式盒子(圖 8.2 左側)
轉變到封閉式小環境,即:晶圓在封閉式盒子里在生產現場中從一個工藝設備傳送到另一個(FOUP = 前端開啟式晶圓傳送盒,圖 8.2,右側)