離子真空計與電容真空計在真空干燥固化 ( Vacuum Dry, VCD) 及半導體離子注入 (Implantation) 制程中, 易受溫度, 制程物質污染的影響, 面臨被污染和失真等問題, 導致測量值不準確和制程不穩定. 上海伯東代理德國 PH-Instruments 旋轉轉子真空計 (Spinning Rotor Gauge, SRG) 作為更穩定, 更精確且更具抗污染能力的替代方案, 旋轉轉子真空計在嚴苛的制程環境中能提供卓越的性能, 有效提升制程可靠性和產品良率.
離子真空計的污染與測量失真
a. 燈絲降解與涂層污染: 制程污染物可能會分解并在燈絲或柵極表面形成固體涂層. 這種污染可能導致燈絲燒毀, 發射電流降低, 或抑制離子收集, 從而導致完全故障.
b. 濺射效應: 此現象會使電極材料脫落, 導致讀數不一致和不準確, 并污染制程腔體.
c. 反應性腐蝕: 制程氣體與傳感器材料發生化學反應, 導致傳感器隨時間腐蝕和分解, 造成不可逆的破壞.
電容真空計易受制程污染物和溫度影響
電容式真空計膜片本質上容易受到機械性能的任何物理或化學改變的影響. 溫度引起的測量誤差, 制程反應性氣體與腐蝕, 冷凝與沉積, 顆粒積聚, 皆會直接影響膜片的行為, 進而影響電容測量.
上海伯東 SRG 旋轉轉子真空計高精度測量原理
SRG 旋轉轉子真空計是一種高精度且穩定的真空測量技術, 核心感測組件是一個小型磁懸浮的鋼球, 透過管件連接到真空系統內. 在測量周期中, 這個球由一個可分離的驅動組件加速到精確定義的轉速 (每秒數百轉).
一旦達到所需速度, 驅動線圈斷電, 讓球自由旋轉, 周圍氣體分子對球體表面施加的壓力 (分子阻力) 會使其減速. 擷取線圈測量這個減速速率, 計算精確壓力. 壓力較高時, 較高的氣體密度導致較大的分子阻力, 減速較快; 而較低的壓力導致阻力減小, 減速時間較長. 壓力與鋼球旋轉之減速率成正比.
P = Constant * D
P: 壓力; Constant: 常數, 與鋼球半徑相關; D: 鋼球旋轉減速率
上海伯東 SRG 旋轉轉子真空計性能特點
一 、固有的抗污染性和堅固設計: 德國 PH-Instruments 超過20年設計制造 SRG 經驗, 推出全金屬傳感器設計以及真空內部沒有電氣穿透件的 DosiTorr 真空計, 對機械應力和腐蝕性介質具有獨特的抵抗力. 唯一暴露在真空中的部分是管中的鋼球. 這種堅固的設計使其比熱燈絲或精細膜片顯著不易受污染.
二、高精度和長期穩定性: SRG 旋轉轉子真空計以其高精度而聞名, 表現出卓越的長期穩定性, 一些報告顯示校準系數在 20年內變化小于 0.2%. 下圖為初期使用離子真空計 Ion gauge 受到制程氣體影響, 壓力值失真明顯飄移不穩定; 替換為 SRG 旋轉轉子真空計 后, 穩定測量制程真空壓力.
上圖: 使用離子真空計與旋轉轉子真空計在同一制程腔體比較趨勢, 旋轉轉子真空計表現穩定的測量
上海伯東 SRG 旋轉轉子真空計為先進制造中的嚴苛測量應用提供解決方案
計量和校準標準: 幾十年來, SRG 旋轉轉子真空計一直被計量和校準實驗室信賴為真空校準的精密傳遞標準. 它們提供 NIST 可追溯性, 確保關鍵應用所需的測量一致性和可靠性. 這種能力使其可以在制程腔體中進行現場使用, 以確保高真空計讀數的準確性和制程機臺之間的一致性, 從而實現可重復的制程結果與高稼動率.
SRG 旋轉轉子真空計具有「NIST可追溯性」, 表示其在計量校正上的優越性. 如果 SRG 足夠準確和穩定以校準其他高真空計, 那么它本身就具備了更苛刻的直接制程測量所需的質量.
上海伯東 SRG 旋轉轉子真空計不僅僅定位為傳統真空計的替代品, 而是作為確保先進制造制程中計量完整性的基礎技術. 透過提供高度準確和穩定的測量, SRG 旋轉轉子真空計能夠實現更嚴格的制程控制, 減少變異性, 提高半導體制造, 鍍膜, 顯示面板, 光伏等高精密應用中的良率和產品質量.
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SRG 旋轉轉子真空計測量原理
