真空技术是支撑各行业的基础技术之一，其应用范围非常广泛，从食品工业到航天工业均受益于此，半导体产业也是如此。

真空技术是实用学科，需在实践中掌握。尽管其理论体系复杂，本书仍力求在保留理论框架的同时简化表述，

并尽量避免公式堆砌，以逻辑化、体系化的方式解读半导体真空技术。虽因篇幅限制有所取舍，

但希望能助力更多工程师学以致用。本书旨在搭建一座学习的桥梁，

通过“理论-案例-实践”的完整链条降低学习门槛，并填补半导体专用真空技术领域相关图书的空白。

本书面向半导体生产线的设备工程师和工艺工程师，以及高等院校半导体与集成电路相关专业的高年级本科生和研究生，

同时也适合资深从业者重温真空技术，对半导体设备供应商及其他产业链相关企业也有参考价值。

前言

第1章半导体制造设备和真空技术

1.1真空技术的战略地位2

1.2真空设备的系统3

1.2.1半导体真空设备的基本构造3

1.2.2工艺腔室的周边辅助设备6

1.3真空技术对半导体制造的重要性7

1.4半导体中的真空应用实例9

1.4.1刻蚀9

1.4.2CVD10

1.4.3PVD11

1.4.4热处理工艺设备12

1.4.5离子注入工艺13

第2章真空的理论和计算

2.1从托里拆利的实验开始16

2.2真空的单位——帕（Pa）、托（Torr）、毫巴（mbar）16

2.3真空理论的初步研究17

2.3.1真空度的概念17

2.3.2平均自由程19

2.3.3黏性流、中间流、分子流20

2.3.4PD值22

2.3.5气体流动与设备设计23

2.3.6湍流24

2.4真空计算——P（压力）、S（导通率）、Q（流量）26

2.4.1真空计算的基础26

2.4.2压力P26

2.4.3导通率S26

2.4.4流量Q27

2.5真空计算实例28

2.5.1腔室压力的计算28

2.5.2有效导通率29

2.5.3导通率与阻力30

2.5.4排气能力31

2.5.5腔室容积33

2.5.6泄漏量34

2.5.7总导通率34

第3章真空泵及其使用方法

3.1什么是真空泵37

3.2各种泵的原理和结构38

3.2.1油旋转泵38

3.2.2机械增压泵40

3.2.3湿式泵与干式泵43

3.2.4涡轮分子泵45

3.3低温泵48

3.3.1低温泵的结构及工作原理49

3.3.2低温泵的使用方法52

3.3.3补充内容54

3.4扩散泵56

3.5真空计算实例57

3.6背压泵59

第4章真空计及其使用方法

4.1关于真空计61

4.2各种真空计的原理和结构62

4.2.1U形管真空计62

4.2.2气体减压阀63

4.3热传导真空计64

4.3.1热电偶真空计64

4.3.2皮拉尼真空计65

4.4电容式真空计67

4.5复合真空计67

4.6离子真空计68

4.7彭宁真空计70

4.8真空计的使用注意事项71

第5章气体系统真空部件及其使用方法

5.1真空密封和O形密封圈74

5.2特氟隆胶带和法兰配管76

5.2.1特氟隆胶带76

5.2.2法兰配管76

5.3运动、传动部件79

5.3.1差动密封79

5.3.2波纹管80

5.3.3磁性密封件81

5.4阀门与压力调节设备82

5.4.1阀门82

5.4.2前级管道阀82

5.4.3气动操作阀83

5.4.4针形阀与止回阀84

5.5质量流量控制器84

5.5.1质量流量控制器的工作原理84

5.5.2转换因子的定义与计算86

5.5.3高分子气体的处理90

5.6配管接头类91

5.6.1Swagelok接头91

5.6.2VCR接头91

5.6.3VCO接头92

5.7过滤器93

5.8贯通接头94

第6章寻找泄漏源头

6.1泄漏检测97

6.2氦气泄漏检测仪的原理与使用方法99

6.2.1氦气泄漏检测仪99

6.2.2泄漏检测的技巧101

6.3其他泄漏检查方法102

第7章真空设备使用时的注意事项

第8章热处理设备和工艺

8.1热氧化膜生长108

8.1.1氧化膜的生长108

8.1.2热氧化膜的特征109

8.2退火与杂质激活110

8.2.1事例说明110

8.2.2主要目的111

8.2.3金属污染112

8.3低温化的问题113

第9章等离子体设备与工艺

9.1等离子体放电116

9.1.1放电现象的利用116

9.1.2辉光放电118

9.2等离子体装置的分类119

9.3ECR121

9.4鞘层123

第10章PVD设备与工艺

10.1PVD设备的工作原理127

10.2簇集工具128

10.3PVD工艺129

10.4PVD薄膜的构造131

10.5薄膜的评价132

10.5.1阶梯覆盖性132

10.5.2高温铝技术136

10.5.3配线的可靠性136

第11章CVD设备与工艺

11.1CVD概述139

11.2PECVD140

11.3薄膜的评价141

11.4HDP CVD143

第12章刻蚀设备与工艺

12.1刻蚀设备的作用146

12.2刻蚀气体148

12.3刻蚀作用的种类151

12.4形貌控制152

12.5问题点154

第13章离子注入设备与工艺

13.1离子注入设备的作用158

13.2离子的选择159

13.3离子的注入160

13.4热工程163

13.5离子注入设备的种类165

13.6问题点166

第14章工艺管理和检查测量设备

14.1粒子原位监控器169

14.2RGA 170