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10个半导体制造(晶圆厂)干泵应用常见问题

发布时间:2026年09月23日作者:MICROWAY关键词:

Q1:什么是半导体真空泵?有什么用途?

半导体真空泵是从真空泵的应用行业角度进行划分的。不同行业对真空泵应用的要求不同。半导体真空泵是半导体生产设备中的核心真空获得装置,主要用于为芯片制造的关键工序提供洁净、稳定且符合高真空标准的环境。


Q2:哪些半导体制造工艺需要应用真空泵?

集成电路是半导体最大的分支,集成电路(芯片)制造可划分为15个主要工艺,其中11个工艺需要在真空环境中进行,也就是需要真空泵的直接参与,约占整个制造工序的70%。

需要真空泵的半导体制造工艺:

晶圆拉晶、Load Lock、氧化、CVD/PVD/ETCH/离子注入、外延、光刻、退火、封装


Q3:半导体真空泵分类

首先明确一点,半导体制造属于高精密高洁净生产,因此只能使用干式真空泵,简称干泵。所以,半导体真空泵默认指代干泵。

根据工作原理不同,半导体干泵分为干式螺杆真空泵、罗茨真空泵、爪泵、涡旋真空泵。

根据真空度不同,半导体干泵分为中真空真空泵(螺杆真空泵、罗茨真空泵、爪泵)和高真空真空泵(分子泵、低温泵、涡旋泵)。

根据体积及组合方式,半导体干泵分为单泵和机组(螺杆-罗茨真空泵机组,爪泵-罗茨真空泵机组等)。机组的抽气能力更大,真空度稳定性更好,一般使用在薄膜沉积、刻蚀等工艺。

 

Q4:半导体真空泵处理的工艺介质有哪些

第一个:粉尘类。CVD镀膜工艺中有大量硅粉尘。

第二个:气体类。硅源气体:硅烷 SiH₄、二氯硅烷 DCS、三氯硅烷 TCS、TEOS(正硅酸乙酯) 用来长多晶硅、氧化硅介质层,PECVD、LPCVD、ALD 工艺用。

金属 / 金属化合物气源:钨源 WF₆、钛源 TiCl₄,用来沉积钨、钛金属导电层。

氮源:氨气 NH₃,长氮化硅阻挡层。

Q5:半导体真空泵的技术壁垒有哪些?为什么半导体真空泵最难?

干式真空泵技术壁垒高,体现在:材质与可靠性要求严苛(如Y₂O₃涂层工艺设备被日本垄断)、核心部件与加工精度存在瓶颈(如转子动平衡需达G1.0级,高精度传感器90%依赖日美)、冷却系统与温度管控难题、以及市场验证与供应链壁垒(Fab厂验证周期长达1-2年)。

 

Q6:薄膜沉积环节为什么是半导体工艺中对真空泵需求最大的环节?

薄膜沉积是晶圆制造流程中真空泵需求的核心环节,其对真空泵的需求占比高达整体市场的30%,需求集中在气体分压的精准控制上,以保障薄膜均匀性和芯片性能一致性。

不同CVD技术对真空度要求不同:低压化学气相沉积(LPCVD)需维持10⁻³Pa的高真空,普遍采用罗茨泵与分子泵组合;等离子体增强化学气相沉积(PECVD)通常在10⁻¹Pa的中真空下运行,干式罗茨泵是主流适配设备,其在PECVD整机设备中的成本占比可达12.7%。

 

Q7:半导体真空泵品牌有哪些

国外真空泵品牌:EDWARDS、BUSH(含普发)、EBara、大阪、岛津、ULAC、Leybold

国产真空泵品牌:MICROWA迈科微、汉钟、通嘉、中科仪(有批量应用的真空泵厂家)

 

Q8:中国半导体真空泵市场现状

中国是最大的也是增长最快的半导体设备市场,但是晶圆厂用到半导体干泵被国外真空泵品牌所垄断。综合多个市场调研机构数据,中国半导体真空泵85%的市场份额是国外品牌,其中最大的是英国的EDWARDS,在行业内的认可度非常高,市场份额也是最大的。

国产半导体真空泵市场份额最大的是中科仪,中科院研究所改制而来,技术实力强。在国产替代趋势下,产品已经批量交付部分晶圆厂。迈科微、汉钟、通嘉也有若干半导体干泵订单,总体市场份额可忽略不计。

 

Q9:国产半导体干泵主要应用在哪些制造工艺?

半导体制造工艺根据难易程度可分为清洁制程、中等制程、严苛制程。以MICROWAY迈科微为例,国产半导体干泵已经通过清洁制程、中等制程的工艺验证,并形成订单。在严苛制程工艺中,国产干泵缺少可靠性验证。

 

Q10:一个晶圆厂需要多少台真空泵?

以月产4万片12英寸晶圆的工厂为例,真空泵配置以干式真空泵为基础(总量达2000台)、以分子泵为核心高真空组件(500台)、以低温泵为高端工艺补充(50台);

干泵高度集中于核心制程:刻蚀环节占比40%,薄膜沉积环节占比30%,二者合计占干泵总量的七成;

 

 

 

 

 

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