上海伯东SRG旋转转子真空计的测量原理和性能特点

离子真空计与电容真空计在真空干燥固化 ( Vacuum Dry, VCD) 及半导体离子植入 (Implantation) 制程中, 易受温度, 制程物质污染的影响, 面临被污染和失真等问题, 导致测量值不准确和制程不稳定. 上海伯东代理德国 PH-Instruments 旋转转子真空计(Spinning Rotor Gauge, SRG) 作为更稳定, 更精确且更具抗污染能力的替代方案,旋转转子真空计在严苛的制程环境中能提供卓越的性能, 有效提升制程可靠性和产品良率.

离子真空计的污染与测量失真

a. 灯丝降解与涂层污染: 制程污染物可能会分解并在灯丝或栅极表面形成固体涂层. 这种污染可能导致灯丝烧毁, 发射电流降低, 或抑制离子收集, 从而导致完全故障.

b. 溅射效应: 此现象会使电极材料脱落, 导致读数不一致和不准确, 并污染制程腔体.

c. 反应性腐蚀: 制程气体与传感器材料发生化学反应, 导致传感器随时间腐蚀和分解, 造成不可逆的破坏.

电容真空计易受制程污染物和温度影响

电容式真空计膜片本质上容易受到机械性能的任何物理或化学改变的影响. 温度引起的测量误差, 制程反应性气体与腐蚀, 冷凝与沉积, 颗粒积聚, 皆会直接影响膜片的行为, 进而影响电容测量.

上海伯东 SRG 旋转转子真空计高精度测量原理

SRG 旋转转子真空计是一种高精度且稳定的真空测量技术, 核心感测组件是一个小型磁悬浮的钢球, 透过管件连接到真空系统内. 在测量周期中, 这个球由一个可分离的驱动组件加速到精确定义的转速 (每秒数百转).

一旦达到所需速度, 驱动线圈断电, 让球自由旋转, 周围气体分子对球体表面施加的压力 (分子阻力) 会使其减速. 撷取线圈测量这个减速速率, 计算精确压力. 压力较高时, 较高的气体密度导致较大的分子阻力, 减速较快; 而较低的压力导致阻力减小, 减速时间较长. 压力与钢球旋转之减速率成正比.

P = Constant * D

P: 压力; Constant: 常数, 与钢球半径相关; D: 钢球旋转减速率

上海伯东 SRG 旋转转子真空计性能特点

一 、固有的抗污染性和坚固设计: 德国 PH-Instruments 超过20年设计制造 SRG 经验, 推出全金属传感器设计以及真空内部没有电气穿透件的 DosiTorr 真空计, 对机械应力和腐蚀性介质具有独特的抵抗力. 唯一暴露在真空中的部分是管中的钢球. 这种坚固的设计使其比热灯丝或精细膜片显著不易受污染.

二、高精度和长期稳定性: SRG 旋转转子真空计以其高精度而闻名, 表现出卓越的长期稳定性, 一些报告显示校准系数在 20年内变化小于 0.2%.

下图为初期使用离子真空计 Ion gauge 受到制程气体影响, 压力值失真明显飘移不稳定; 替换为 SRG 旋转转子真空计后, 稳定测量制程真空压力.

上图: 使用离子真空计与旋转转子真空计在同一制程腔体比较趋势, 旋转转子真空计表现稳定的测量

上海伯东 SRG 旋转转子真空计为先进制造中的严苛测量应用提供解决方案

计量和校准标准: 几十年来,SRG 旋转转子真空计一直被计量和校准实验室信赖为真空校准的精密传递标准. 它们提供 NIST 可追溯性, 确保关键应用所需的测量一致性和可靠性. 这种能力使其可以在制程腔体中进行现场使用, 以确保高真空计读数的准确性和制程机台之间的一致性, 从而实现可重复的制程结果与高稼动率.

SRG 旋转转子真空计具有「NIST可追溯性」, 表示其在计量校正上的优越性. 如果 SRG 足够准确和稳定以校准其他高真空计, 那么它本身就具备了更苛刻的直接制程测量所需的质量.

SRG 旋转转子真空计不仅仅定位为传统真空计的替代品, 而是作为确保先进制造制程中计量完整性的基础技术. 透过提供高度准确和稳定的测量, SRG 旋转转子真空计能够实现更严格的制程控制, 减少变异性, 提高半导体制造, 镀膜, 显示面板, 光伏等高精密应用中的良率和产品质量.