La produzione di semiconduttori pone elevate esigenze alla tecnologia di misura della pressione. I sensori di pressione per questa applicazione, ad esempio, vengono utilizzati nella esecuzione UHP (“ultra high purity”). Questo articolo risponde alla domanda del perché tali strumenti di alta qualità sono necessari e quali proprietà devono avere.
Durante la produzione di semiconduttori, questi strumenti sono esposti a gas altamente aggressivi, tossici o addirittura piroforici, cioè gas infiammabili a temperatura ambiente. Questo vale, ad esempio, per la “deposizione chimica da vapore” (CVD), in cui il materiale dello strato viene depositato su un substrato di silicio. Date le delicate fasi del processo, l’intero processo di produzione dei microscopici circuiti dei moderni chip deve essere altamente puro. Inoltre, non ci deve essere alcun pericolo di fuga di gas.
Per le applicazioni nell’industria dei semiconduttori, WIKA ha sviluppato i sensori di pressione UHP della serie WU. Per quanto riguarda la sicurezza delle persone e dell’ambiente, così come per una produzione regolare, tre criteri sono critici per questi sensori:
I sensori di pressione UHP della serie WU di WIKA soddisfano i criteri delle applicazioni per la produzione di semiconduttori.
Purezza dei sensori di pressione
Durante la produzione di sensori di pressione UHP, il massimo livello di pulizia è essenziale per escludere la contaminazione. I trasmettitori per la produzione di semiconduttori sono quindi prodotti in una camera bianca secondo la norma ISO 5. Segue un doppio processo di pulizia per rimuovere i residui di produzione: prima con acqua distillata e poi con isopropanolo. Dopo l’asciugatura, segue un altro risciacquo, questa volta con gas ultrapuro. Lo strumento viene poi imbustato due volte: questo “doppio imballo” permette di introdurre i sensori di pressione in modo pulito nella camera bianca del cliente.
Tenuta stagna
L’intera famiglia di prodotti UHP ha tassi di perdita estremamente bassi. Questi sono ottenuti attraverso processi di saldatura orbitale attentamente controllati. Per dimostrarlo, tutti gli strumenti vengono sottoposti a una prova di tenuta in elio. Particolare attenzione viene prestata alla connessione tra i sensori di pressione UHP e l’applicazione, in particolare la sigillatura. Le guarnizioni polimeriche convenzionali sono fuori questione a causa dei requisiti di purezza. Esse produrrebbero gas e quindi contaminerebbero il processo. L’alternativa consiste in connessioni filettate con labbra di tenuta tra le quali viene posta una guarnizione metallica. Tale guarnizione è fatta di un materiale più morbido della connessione filettata stessa e quindi si adatta al contorno del labbro di tenuta. La connessione al processo è così sicura.
Materiale
A causa della purezza richiesta nella produzione di semiconduttori, i sensori di pressione UHP devono mantenere una qualità superficiale corrispondente. Ciò si ottiene utilizzando un acciaio inox particolarmente omogeneo e privo di inclusioni. Questo materiale, noto come “double melt”, ottiene le sue proprietà di alta qualità attraverso la fusione sotto vuoto. L’elettrolucidatura assicura una superficie liscia e uniforme dei pezzi bagnati. A questo scopo, i pezzi vengono posti in una soluzione elettrolitica e collegati come anodo. La reazione elettrochimica di questo processo ha un duplice effetto: porta alla rimozione del materiale, ottenendo una superficie con una rugosità superficiale media di ≤ 13 µm. Allo stesso tempo, si forma uno strato di ossido che passiva la superficie. Le parti in acciaio inossidabile mostrano così una maggiore resistenza alla corrosione e al pitting (corrosione per vaiolatura degli acciai inossidabili).
Per ulteriori informazioni sui nostri sensori di pressione UHP consultate il nostro sito internet WIKA.
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