Halvlederudstyr

Diffusionsovne spiller en vigtig rolle i halvlederproduktionen, hvor de udnytter præcise opvarmningsprocesser, der involverer stråle- og konvektionsopvarmning. Temperaturen i de forskellige zoner skal kontrolleres nøje, og det samme gælder temperaturgradienterne for at sikre en ensartet diffusion af urenheder i siliciumskiverne. Disse ovne styrer også omhyggeligt op- og nedkølingshastighederne for at forhindre termisk stress på waferne. Moderne diffusionsovne omfatter nu avancerede kontroller til overvågning af kritiske procesparametre i realtid, så man undgår procesfejl i denne kritiske fase af halvlederproduktionsprocessen.

En anden kritisk proces i produktionen af siliciumskiver er kendt som vapor deposition. Denne proces involverer termiske processer, der opvarmer kildematerialerne (kendt som forstadier) til en damptilstand og derefter lader dem kondensere på wafersubstratet. Denne metode muliggør præcise og kontrollerede tyndfilmsbelægninger til både siliciumwafere og optiske belægninger som f.eks. skærme og PV-arrays. Dampudfældningssystemer involverer forskellige trin, der hver især kræver præcis temperaturkontrol for at sikre ensartede udfældninger af høj kvalitet.

Siliciumwafere er meget skrøbelige, og der kræves præcis detektion for at registrere wafernes position og tilstedeværelse under waferoverførsel og også under automatisk på- og aflæsning. I de fleste tilfælde er installationspladsen meget begrænset, og alle detektionssensorer skal have en fleksibel montering og skal være nemme at indstille. En anden kritisk funktion er høj immunitet over for ekstern interferens, da sidstnævnte kan resultere i fejldetektion og høje skrotomkostninger.

Udstyr til rensning af siliciumskiver er afgørende i halvlederindustrien for at bevare skivernes renhed og integritet. Disse maskiner bruger en kombination af kemiske, mekaniske og ultrarene vandbaserede processer til at fjerne forurenende stoffer, partikler og organiske rester fra waferoverfladen. Udstyret omfatter typisk ultralydsbade, kemikalietanke, centrifuger og skrubbere, som alle er designet til at opnå en høj grad af renhed. Præcision er altafgørende, da selv de mindste urenheder kan påvirke halvledernes ydeevne. Rene wafere resulterer i forbedret udbytte og kvalitet, hvilket gør disse rengøringssystemer uundværlige i halvlederproduktionen.

Testudstyr til halvledere spiller en afgørende rolle i vurderingen af integrerede kredsløbs og halvlederes funktionalitet og ydeevne. Varmekomponenter er ofte integreret i testsystemer til forskellige formål. En primær funktion er temperaturtest, som udsætter halvlederenheden for forskellige temperaturområder for at evaluere dens ydeevne under forskellige driftsforhold.
Varmeelementer, som f.eks. modstandsvarmere eller Peltier-enheder, bruges til præcist at styre temperaturen på den enhed, der testes. Dette er afgørende, fordi mange halvlederenheder udviser forskellig adfærd ved forskellige temperaturer, og grundig testning ved ekstreme temperaturområder er nødvendig for at sikre pålidelighed.

Reflow-ovne bruges ofte til overflademonterede komponenter (SMT). Disse ovne bruger et transportsystem til at føre printkort gennem en omhyggeligt kontrolleret termisk profil. Ovnens præcise temperaturzoner smelter loddepastaen og skaber stærke elektriske forbindelser mellem komponenter og printkort. Denne proces sikrer pålidelighed og konsistens, hvilket gør den velegnet til elektronik med høj densitet og miniaturisering. Bølgelodning bruges derimod primært til komponenter med gennemgående huller. Den involverer en bølge af smeltet loddemetal, som printpladerne føres hen over.

Klimakamre bruges i vid udstrækning til test af halvledere og vurdering af pålidelighed. Disse kamre giver kontrollerede miljøer, hvor halvlederenheder udsættes for forskellige niveauer af temperatur og fugtighed for at afsløre eventuelle designfejl eller problemer med levetiden. Klimakamre kan også bruges som en del af et burn-in-system, hvor enhederne under test (DUT) også udsættes for både temperatur og elektrisk stress for at simulere en applikation i den virkelige verden. Ved at fremskynde visse fysiske fejl kan producenterne sikre, at det endelige produkt opfylder kundernes specifikationer under forskellige brugsforhold.