Semiconductor equipment

I forni a diffusione svolgono un ruolo fondamentale nella produzione di semiconduttori, utilizzando processi di riscaldamento precisi che coinvolgono il riscaldamento radiante e a convezione. La temperatura nelle diverse zone deve essere strettamente controllata, così come i gradienti di temperatura, per garantire una diffusione uniforme delle impurità nei wafer di silicio. Questi forni gestiscono anche con attenzione i tassi di aumento e di diminuzione della temperatura per evitare stress termici sui wafer. I moderni forni di diffusione includono controlli avanzati per monitorare i parametri critici in tempo reale, evitando così difetti di processo in questa fase critica della produzione dei semiconduttori.

Un altro processo critico nella produzione di wafer di silicio è noto come deposizione da vapore. Questo processo prevede processi termici che riscaldano i materiali di partenza (noti come precursori) allo stato di vapore e poi li fanno condensare sul substrato del wafer. Questo metodo consente di ottenere rivestimenti a film sottile precisi e controllati sia per i wafer di silicio che per i rivestimenti ottici come i display e gli array fotovoltaici. I sistemi di deposizione da vapore prevedono varie fasi, ognuna delle quali richiede un preciso controllo della temperatura per garantire deposizioni uniformi e di alta qualità.

I wafer di silicio sono molto fragili ed è necessario un rilevamento preciso per individuare la posizione e la presenza dei wafer durante il trasferimento dei wafer e anche durante le operazioni di carico e scarico automatico. Nella maggior parte dei casi, lo spazio di installazione è molto limitato e i sensori di rilevamento devono avere un montaggio flessibile e devono essere facilmente regolabili. Un'altra caratteristica critica è l'elevata immunità alle interferenze esterne, che potrebbero causare errori di rilevamento e alti costi di scarto.

Le apparecchiature per la pulizia dei wafer di silicio sono essenziali nell'industria dei semiconduttori per mantenere la purezza e l'integrità dei wafer. Queste macchine utilizzano una combinazione di processi chimici, meccanici e a base di acqua ultrapura per rimuovere contaminanti, particelle e residui organici dalla superficie dei wafer. L'apparecchiatura comprende in genere bagni a ultrasuoni, serbatoi chimici, asciugatrici e scrubber, tutti progettati per raggiungere un elevato livello di pulizia. La precisione è fondamentale, poiché anche le più piccole impurità possono influire sulle prestazioni dei semiconduttori. I wafer puliti migliorano la resa e la qualità, rendendo questi sistemi di pulizia indispensabili nella produzione di semiconduttori.

Le apparecchiature di prova per semiconduttori svolgono un ruolo fondamentale nella valutazione della funzionalità e delle prestazioni dei circuiti integrati e dei dispositivi a semiconduttore. I componenti di riscaldamento sono spesso integrati nei sistemi di test per vari scopi. Una funzione primaria è il test della temperatura, che sottopone il dispositivo a semiconduttore a diversi intervalli di temperatura per valutarne le prestazioni in varie condizioni operative.
Gli elementi di riscaldamento, come i riscaldatori resistivi o i dispositivi Peltier, sono utilizzati per controllare con precisione la temperatura del dispositivo in prova. Si tratta di un aspetto cruciale, perché molti dispositivi a semiconduttore presentano comportamenti diversi a temperature diverse e per garantire l'affidabilità è necessario eseguire test approfonditi a intervalli di temperatura estremi.

I forni di rifusione sono comunemente utilizzati per i componenti con tecnologia a montaggio superficiale (SMT). Questi forni utilizzano un sistema di trasporto per far passare i PCB attraverso un profilo termico attentamente controllato. Le precise zone di temperatura del forno fondono la pasta saldante, creando forti connessioni elettriche tra i componenti e i PCB. Questo processo garantisce affidabilità e coerenza, rendendolo adatto all'elettronica ad alta densità e miniaturizzata. La saldatura a onda, invece, è utilizzata principalmente per i componenti a foro passante. Si tratta di un'onda di saldatura fusa su cui vengono fatti passare i PCB.

Le camere climatiche sono ampiamente utilizzate nei test sui semiconduttori e nella valutazione dell'affidabilità. Queste camere forniscono ambienti controllati in cui i dispositivi a semiconduttore sono sottoposti a diversi livelli di temperatura e umidità per evidenziare eventuali difetti di progettazione o problemi di durata. Le camere climatiche possono essere utilizzate anche come parte di un sistema di burn-in, in cui i dispositivi in prova (DUT) vengono sottoposti a temperature e sollecitazioni elettriche per simulare un'applicazione reale. Accelerando alcune fisiche di guasto, i produttori possono garantire che il prodotto finale soddisfi le specifiche del cliente in diverse condizioni d'uso.