Semiconduttori

La lavorazione e la produzione di semiconduttori richiede operazioni di altissima precisione, con dispositivi di altissima precisione con caratteristiche dell'ordine dei nanometri (10-9 metri). Affinché il prodotto finito funzioni correttamente, i potenziali contaminanti devono essere rimossi dal sistema di produzione. Ciò significa rimuovere la maggior parte dell'atmosfera o del gas presente nel sistema, il che richiede che i processi siano eseguiti sotto vuoto. Le dimensioni delle caratteristiche continuano a ridursi nel tempo (vedi legge di Moore), rendendo il vuoto sempre più cruciale per il processo di produzione dei semiconduttori.

Come vengono prodotti i semiconduttori? È un processo complicato che coinvolge molte fasi in cui i circuiti vengono creati su un wafer di materiale semiconduttore (tipicamente silicio) per una specifica applicazione (per saperne di più su un ASIC o Application Specific Integrated Circuit). Un esempio è il processore (insieme a molti altri componenti) nel vostro telefono o computer che state usando per leggere questo articolo. Ci sono vari processi nella produzione di semiconduttori che richiedono il vuoto, e possono essere generalmente suddivisi in due categorie: deposizione e patterning o litografia.

La deposizione viene effettuata in vari modi, tra cui PVD (deposizione fisica del vapore), CVD (deposizione chimica del vapore), LPCVD (deposizione chimica del vapore a bassa pressione), MBE (epitassia del fascio molecolare) e ALD (deposizione dello strato atomico). Mentre la deposizione comporta l'aggiunta di materiali alla superficie del semiconduttore, la litografia comporta la loro rimozione. Storicamente un materiale fotoresistente viene aggiunto al wafer e poi inciso con vari processi; potete leggere di più sul fotoresist qui.

Le fabbriche di semiconduttori sono enormi; possono essere grandi come molti campi da calcio, producendo milioni di chip al giorno. Questo significa che tutte le attrezzature devono essere molto affidabili e precise, perché un guasto alle attrezzature può portare a enormi perdite finanziarie. Inoltre, i prodotti finiti a semiconduttore possono essere utilizzati in sistemi critici, ad esempio su un aereo, e i contaminanti presenti nel processo di produzione potrebbero facilmente portare ad un guasto prematuro del componente. Tutto ciò ribadisce l'importanza di misuratori del vuoto affidabili e precisi in questi sistemi di produzione di semiconduttori.

Storicamente i produttori di semiconduttori usavano i misuratori sottovuoto a ioni caldi di vetro e a ioni caldi nudi per una serie di motivi. Questi misuratori sono gettati via; non c'è manutenzione (pulizia) che possa essere fatta in quanto i misuratori si contaminano nel tempo se non con una procedura di degasaggio. I misuratori a ioni caldi sono anche molto più inclini alla contaminazione perché sono un filamento caldo invece che un misuratore di funzionamento a freddo (o a temperatura ambiente). Più recentemente, le fabbriche di semiconduttori hanno iniziato ad adottare i misuratori di vuoto a catodo freddo perché sono più resistenti alla contaminazione e possono essere puliti e rimessi in servizio.

La soluzione di misurazione del vuoto più comune di Televac per la produzione di semiconduttori è il controllore MX200 insieme al vacuometro a convezione 4A per il vuoto grezzo da 1000 Torr a 10-3 Torr, e il vacuometro a catodo freddo 7FC per la misurazione del vuoto elevato da 10-2 a 10-11 Torr. L'MX200 è un controllore di vuoto altamente configurabile, che controlla fino a 10 vacuometri e offre una varietà di opzioni di comunicazione per leggere le misure di vuoto, comprese le uscite analogiche da 0 a 10 V, le comunicazioni RS-232/RS-485 e le comunicazioni EthernetIP. Ricordate che il vacuometro a catodo freddo può essere pulito, con i manometri che rimangono in funzione in alcuni casi per decenni senza essere sostituiti.

Prodotti

Regolatore di vuoto Televac regolatore di vuoto unità di controllo del vuoto regolatore di pressione del vuoto, MX200, Fredericks, 215 947 2500

Controllore di vuoto MX200

- 1 × 10-11 Torr a 1 ×104 Torr
- Controllo fino a 10 vacuometri Televac
- Display OLED di facile lettura

Televac trasduttore di vuoto a convezione Televac pirani

Convezione 4A

- 1 × 10-3 Torr a 1000 Torr
- Tempo di risposta di millisecondi
- Design compatto e robusto

Manometro per vuoto Televac manometro a catodo freddo, 7FC, 7FCS, The Fredericks Company, 215 947 2500

7FC Doppio catodo freddo lavabile a catodo freddo a doppio magnete invertito 7FC

- 1 × 10-11 Torr a 1 × 10-2 Torr
- Pulibile per una maggiore durata del sensore
- Resistente agli spruzzi di gas