Halbleiter

Die Verarbeitung und Herstellung von Halbleitern erfordert unglaublich präzise Operationen, wobei die Geräte mit der höchsten Präzision Merkmale in der Größenordnung von Nanometern (das sind 10-9 Meter) aufweisen. Damit das fertige Produkt korrekt funktioniert, müssen potenzielle Verunreinigungen aus dem Fertigungssystem entfernt werden. Das bedeutet, dass so viel wie möglich von der im System vorhandenen Atmosphäre oder dem Gas entfernt werden muss, was voraussetzt, dass die Prozesse unter Vakuum durchgeführt werden. Die Bauteilgrößen werden im Laufe der Zeit immer kleiner (siehe Moore's Law), wodurch das Vakuum für den Halbleiterherstellungsprozess immer wichtiger wird.

Wie werden Halbleiter hergestellt? Es ist ein komplizierter Prozess mit vielen Schritten, bei dem Schaltungen auf einem Wafer aus halbleitendem Material (typischerweise Silizium) für eine bestimmte Anwendung erstellt werden (lesen Sie mehr über einen ASIC oder Application Specific Integrated Circuit). Ein Beispiel ist der Prozessor (zusammen mit vielen anderen Komponenten) in Ihrem Telefon oder Computer, den Sie zum Lesen dieses Artikels verwenden. Es gibt verschiedene Prozesse in der Halbleiterfertigung, die ein Vakuum erfordern, und sie können im Allgemeinen in zwei Kategorien unterteilt werden: Abscheidung und Strukturierung oder Lithografie.

Die Abscheidung erfolgt auf verschiedene Arten, darunter PVD (physikalische Gasphasenabscheidung), CVD (chemische Gasphasenabscheidung), LPCVD (chemische Gasphasenabscheidung bei niedrigem Druck), MBE (Molekularstrahlepitaxie) und ALD (Atomlagenabscheidung). Während bei der Abscheidung Materialien auf die Oberfläche des Halbleiters aufgebracht werden, werden sie bei der Lithografie wieder entfernt. Historisch gesehen wird ein Fotoresist-Material auf den Wafer aufgebracht und dann mit verschiedenen Prozessen weggeätzt; mehr über Fotoresist können Sie hier lesen.

Halbleiterfabriken sind riesig; sie können die Größe von vielen Fußballfeldern haben und produzieren Millionen von Chips pro Tag. Das bedeutet, dass die gesamte Ausrüstung sehr zuverlässig und genau sein muss, da ein Ausfall der Ausrüstung zu enormen finanziellen Verlusten führen kann. Darüber hinaus können die fertigen Halbleiterprodukte in kritischen Systemen eingesetzt werden, z. B. in einem Flugzeug, und Verunreinigungen im Herstellungsprozess können leicht zu einem vorzeitigen Ausfall des Bauteils führen. All dies unterstreicht die Bedeutung von zuverlässigen, genauen Vakuummessgeräten in diesen Halbleiterfertigungssystemen.

In der Vergangenheit wurden in Halbleiterfabriken aus verschiedenen Gründen Heißionen- und Nackt-Heißionen-Vakuummessgeräte aus Glas verwendet. Diese Messgeräte sind Wegwerfgeräte; es gibt keine Wartung (Reinigung), die durchgeführt werden kann, da die Messgeräte mit der Zeit verunreinigt werden, abgesehen von einem Entgasungsvorgang. Heiß-Ionen-Messgeräte sind auch viel anfälliger für Verunreinigungen, da es sich um ein heißes Filament handelt und nicht um ein kaltes (oder bei Raumtemperatur arbeitendes) Messgerät. In jüngerer Zeit haben Halbleiterfabriken begonnen, Kaltkathoden-Vakuum-Messgeräte einzusetzen, da sie kontaminationsresistenter sind und gereinigt und wieder in Betrieb genommen werden können.

Die gebräuchlichste Televac-Vakuummesslösung für die Halbleiterfertigung ist der MX200-Controller zusammen mit dem Konvektionsvakuummeter 4A für Grobvakuum von 1000 Torr bis 10-3 Torr und dem Kaltkathodenvakuummeter 7FC für die Messung von Hochvakuum von 10-2 bis 10-11 Torr. Der MX200 ist ein hochgradig konfigurierbarer Vakuum-Controller, der bis zu 10 Vakuummessgeräte steuert und eine Vielzahl von Kommunikationsoptionen zum Ablesen von Vakuummesswerten bietet, darunter 0 bis 10 V Analogausgänge, RS-232/RS-485-Kommunikation und EthernetIP-Kommunikation. Denken Sie daran, dass das Kaltkathoden-Vakuummeter gereinigt werden kann, wobei die Messgeräte in bestimmten Fällen jahrzehntelang in Betrieb bleiben, ohne ausgetauscht zu werden.

Produkte

Televac Vakuum-Controller Vakuum-Steuergerät Vakuum-Druckregler, MX200, Fredericks, 215 947 2500

MX200 Vakuum-Controller

- 1 × 10-11 Torr bis 1 ×104 Torr
- Steuerung von bis zu 10 Televac-Vakuummessgeräten
- Leicht ablesbares OLED-Display

Televac-Vakuummeter Konvektionsmessgerät pirani Vakuum-Messumformer

4A Konvektion

- 1 × 10-3 Torr bis 1000 Torr
- Ansprechzeit im Millisekundenbereich
- Kompakte, robuste Bauweise

Televac Vakuum-Manometer Kaltkathoden-Manometer, 7FC, 7FCS, The Fredericks Company, 215 947 2500

7FC Doppelinverses Magnetron Reinigbare Kaltkathode

- 1 × 10-11 Torr bis 1 × 10-2 Torr
- Reinigbar für längere Lebensdauer des Sensors
- Widerstandsfähig gegen Gaseinbrüche