真空泵是半导体制造的关键部件
思瀚产业研究院    2025-07-02

（1）先进制造和科研广泛依赖真空技术

与日常生活的大气环境相比，真空是指将特定空间内的气体排出，使得该空间的气压低于一个大气压（1.01325×105 帕）的状态。在真空状态下，单位体积中的气体分子数大量减少，气体分子之间、气体分子与其它粒子之间的相互碰撞也随之减少。

真空环境能减少杂质渗入和干扰，实现洁净的生产和科学研究环境。生产领域，真空环境用于避免杂质对材料和成品的污染，提升产品的质量和稳定性；科研领域，真空环境用于避免杂质对实验数据的影响，提升实验结果的准确性与一致性。真空的上述特性使得真空技术及真空仪器设备被广泛应用于先进制造和科研领域中。

半导体、光电器件、电子器件、薄膜制备、表面科学等不同应用场景对真空环境的要求各不相同。根据真空压强范围不同，可将真空划分为低真空、中真空、高真空、超高真空和极高真空等不同真空区域。

（2）不同真空度通过真空泵实现

真空泵根据可工作的压强范围具体分为干式真空泵（105~10-1pa）、分子泵（5~10-6pa）、离子泵（10-2~10-10pa）等。为实现特定的真空度，需采用不同的真空泵种逐级抽气。例如：为使工作环境达到 10-1~10-5pa 的高真空度范围，需由干式真空泵（可直接连接大气）与分子泵（不可直接连接大气）串联工作，即先以干式真空泵作为前级泵将工作环境抽至中低真空（105pa-10-1pa），之后分子泵启动将工作环境进一步抽至目标真空度范围。

（3）真空泵是半导体制造的关键部件

一套完整的半导体生产系统，通常主要由工艺腔室、装载系统、晶圆传送系统、气体输送系统、设备冷却系统、设备加热系统、控制管理系统、真空系统等构成。其中，真空系统主要由真空泵、真空阀、真空表计与真空管道等组成，分别用于真空获得、真空检漏、真空测量。

真空泵是半导体制造真空系统的核心关键部件，集成电路产业 15个主要工艺环节中的 11 个需要使用真空泵实现真空环境的获得，占比超过 70%。

集成电路生产工艺为微观加工工艺，任何细微的尘埃或气体都会造成工艺缺陷，并通过上百乃至上千道工序放大，影响晶圆性能和良率。因此，集成电路生产需要高度可靠并稳定的洁净真空环境，以确保生产过程中产品不受杂质污染或扰动的影响。随着集成电路制程逐渐向先进工艺演进，制造的精细度和复杂度显著提升，对洁净真空环境的要求也更加苛刻，越来越多的工序需要移入真空环境中进行，且每道工序所需要的真空泵的数量和技术要求越来越高。

例如当先进工艺演进到 7nm 时，必须使用 EUV 光刻技术，与传统光刻技术不同的是，EUV 光刻技术必须在真空环境中才能实现。

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