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Con la expansión de la capacidad global de producción de chips y los avances en los procesos de empaquetado, la fabricación de semiconductores exige requisitos cada vez más estrictos de limpieza, hermeticidad y entornos de vacío. Incluso la fuga más pequeña en los equipos puede provocar tiempos de inactividad en la línea de producción, una reducción del rendimiento e incluso pérdidas significativas. Por lo tanto, los detectores de fugas de helio, como un producto de uso común, Equipo de prueba de hermeticidad de alta sensibilidad En la industria, se han convertido en un instrumento clave indispensable en fábricas de obleas, plantas de envasado y mantenimiento de sistemas de litografía y vacío.
Bowei proporcionará un análisis en profundidad desde las perspectivas de las razones de aplicación, las ventajas de detección, los principios de funcionamiento y los criterios de selección, lo que le ayudará a comprender rápidamente el valor de los equipos de detección de fugas de helio.
¿Por qué la fabricación de semiconductores depende especialmente de la detección de fugas de helio?
La fabricación de semiconductores implica un gran número de estructuras selladas, como cámaras de vacío, sistemas de refrigeración, gasoductos, sistemas de litografía EUV y equipos de envasado. Cualquier fuga puede causar:
⚠ Disminución del nivel de vacío → afecta la estabilidad de los procesos de litografía, deposición y grabado.
⚠ Intrusión de partículas en el entorno de producción → lo que provoca un aumento de las tasas de defectos en las obleas
⚠ Cambios en las proporciones de mezcla de gases → lo que resulta en tasas de grabado y calidad de deposición no controladas
⚠ Envejecimiento acelerado de los equipos y mayores costos de mantenimiento
Las moléculas de helio son pequeñas, altamente inertes, presentan una baja concentración de fondo y se difunden rápidamente, lo que las convierte en un gas trazador ideal. Por lo tanto, la detección de fugas de helio se ha convertido prácticamente en un procedimiento estándar en la industria de los semiconductores.
Ventajas clave de los detectores de fugas de helio
| Artículo de comparación | Detección de fugas de helio | Método tradicional de burbujas | Método de caída de presión |
| Exactitud | Nivel de 10^-10 mbar·L/s | Bajo | Medio |
| Velocidad en el sitio | Rápido | Lento | Medio |
| Adecuado para sistema de vacío | ✔ Altamente compatible | ✘ No aplicable | ✔ |
| Pruebas destructivas | No | Sí | No |
| Compatibilidad de semiconductores | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐ | ⭐⭐⭐ |
Resumen de ventajas:
Sensibilidad de detección hasta el nivel de nanogramos
Capaz de detectar fugas extremadamente pequeñas, adecuado para la fabricación de chips de alta gama.
Admite detección en línea, lo que reduce el tiempo de inactividad
Utiliza un gas inerte seguro que no afecta la estructura del equipo.
Análisis del principio de detección de los detectores de fugas de helio
Común detectores de fugas de helio utilizar espectrometría de masas para la detección, con el siguiente proceso simplificado:
Se introduce una determinada concentración de gas helio en el dispositivo bajo prueba.
El instrumento extrae una muestra de gas utilizando una bomba de vacío.
La unidad de análisis de espectrometría de masas separa e identifica moléculas de helio.
La tasa y la ubicación de la fuga se determinan en función de la concentración de helio.
Los métodos de detección incluyen:
Modo de vacío: alta precisión, adecuado para cámaras y equipos de procesamiento de obleas.
Modo Sniffer: Más flexible para la detección y localización de fugas en el sitio.
Método de acumulación: Adecuado para cámaras grandes o procesos de detección de baja velocidad.
Criterios clave de selección para detectores de fugas de helio
| Dimensión de selección | Puntos de enfoque recomendados |
| Sensibilidad | ≥10^-9 mbar·L/s, adecuado para uso en línea de producción |
| Velocidad de bombeo | Cuanto más grande, más rápido; mejora la eficiencia de detección |
| Modo de detección | Admite modo dual de vacío y olfateo |
| Gestión de acceso | Capacidad para registrar datos, cumpliendo con los requisitos de auditoría de las fábricas de obleas |
| Compatibilidad de interfaz | Capacidad de integración de sistemas PLC/Ethernet/automatización |
💡 Cuanto más avanzado sea el proceso de fabricación de chips, mayores serán los requisitos de sensibilidad para la detección de fugas. Por ello, los fabricantes de alta gama prefieren soluciones de detección de fugas mediante espectrometría de masas de alta sensibilidad.
Escenarios de aplicación industrial y estudios de caso
Las aplicaciones típicas de la detección de fugas de helio en el campo de los semiconductores incluyen:
Prueba de sellado de cámara de vacío de máquina de litografía EUV/DUV
Detección de fugas de vacío en sistemas de grabado PECVD, ALD y Etch
Detección de fugas en circuitos de agua de refrigeración de equipos de pulido CMP
Detección de fugas en tuberías de suministro de gas de alta pureza
Mantenimiento e inspección de equipos de envasado, corte y prueba
Muchas fundiciones de obleas han incorporado la prueba de fugas de helio como un paso obligatorio en sus ciclos de mantenimiento de equipos para garantizar la estabilidad de la línea de producción.
Resumen
Gracias a su alta sensibilidad, rápida localización de fugas, adaptabilidad a entornos de vacío y características de seguridad y estabilidad, los detectores de fugas de helio se han convertido en una parte integral del sistema de pruebas de fabricación de semiconductores, siendo una herramienta crucial para garantizar el rendimiento del proceso y la operación estable de la línea de producción. A medida que se desarrollan los nodos de proceso avanzados, la demanda de equipos de detección de fugas de helio seguirá creciendo.
Si estás considerando una Solución de detección de fugas de helio Para su fábrica, laboratorio o adquisición de equipos, se recomienda seleccionar un modelo adecuado en función de sus requisitos de prueba reales, la escala del sistema de vacío y los procedimientos de mantenimiento.