半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)用圧力表與應(yīng)用環(huán)境

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)通常需要使用高精度、高潔凈度、耐腐蝕的壓力表，以滿足其精密制造工藝和嚴(yán)苛生產(chǎn)環(huán)境的要求。具體如下：

按類型分類：

數(shù)字壓力表：如長野福田的半導(dǎo)體行業(yè)專用小型數(shù)字壓力表 ZT67，體積小巧（30mm 見方），顯示清晰，有 BA、UC 等級可選擇，測壓范圍廣（-0.1~1MPa、0~1MPa 等多種范圍可選），可用于半導(dǎo)體設(shè)備真空室、干燥泵、氣體供給線等部位。

電接點壓力表：例如麥克傳感器的 MPM802UHP 型超高純電接點壓力表，適用于半導(dǎo)體行業(yè)高純氣體壓力監(jiān)測，可在壓力達到設(shè)定值時發(fā)出電信號，實現(xiàn)壓力的控制和報警功能，常用于需要對壓力進行精確控制的場合。

超高純壓力表：雅斯科的 Ashcroft^{®} 50mm/63mm HPX 超高純壓力表，經(jīng)過超聲波清洗，不銹鋼結(jié)構(gòu)和接液元件適用于半導(dǎo)體工業(yè)氣體應(yīng)用，能滿足超高純度氣體輸送系統(tǒng)的測量需求。

按材質(zhì)分類：

不銹鋼壓力表：由于半導(dǎo)體生產(chǎn)過程中涉及多種氣體和液體，部分具有腐蝕性，因此常使用 316L 不銹鋼材質(zhì)的壓力表。如雅斯科的部分壓力表采用高純度奧氏體 316L 不銹鋼，可減輕氫脆影響，且接液部件為 316L 不銹鋼的壓力表能適應(yīng)多種腐蝕性介質(zhì)。

氟聚合物涂層壓力表：對于一些特殊腐蝕性氣體或液體的測量，會使用帶有氟聚合物（PTFE/PFA）涂層的壓力表，其具有良好的耐腐蝕性和化學(xué)穩(wěn)定性，可有效保護壓力表內(nèi)部部件不受腐蝕。

按特性分類：

高潔凈度壓力表：半導(dǎo)體生產(chǎn)對環(huán)境潔凈度要求很高，壓力表需經(jīng)過特殊處理，如每臺產(chǎn)品都經(jīng)過泄漏檢測（>5 x 10^{-11} mbar L/s）以及雙重包裝處理等，確保完整性和潔凈度，像雅斯科的部分壓力表在 100 級潔凈室中組裝和包裝。

高精度壓力表：半導(dǎo)體工藝對壓力控制精度要求嚴(yán)格，通常需要精度較高的壓力表，如 Ashcroft ^{®} ZT/ZX 系列高純壓力傳感器基于 CVD 傳感元件平臺，可提供 ±1.0% 滿量程精度（參考溫度為 23°C）。

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)用壓力表的應(yīng)用環(huán)境極為嚴(yán)苛，需適應(yīng)高精度、高潔凈度、強腐蝕性及復(fù)雜介質(zhì)等多重要求，具體可從以下幾個關(guān)鍵維度分析：

一、超高潔凈度環(huán)境

潔凈室標(biāo)準(zhǔn)：半導(dǎo)體生產(chǎn)多在 Class 1~100 級潔凈室（每立方英尺空氣中粒徑≥0.5μm 的粒子數(shù)≤100 個）中進行，壓力表需滿足嚴(yán)格的潔凈要求：

表面無殘留污染物：需經(jīng)過超聲波清洗、脫脂處理，避免粒子脫落污染晶圓或工藝氣體。

密封性能優(yōu)異：泄漏率需控制在極低水平（通常≤5×10?11 mbar?L/s），防止外部雜質(zhì)滲入氣體管路。

二、腐蝕性與特殊介質(zhì)環(huán)境

接觸介質(zhì)特性：半導(dǎo)體工藝中涉及多種腐蝕性氣體（如氯氣、氟化氫）、高純化學(xué)品（如硫酸、氨水）及高溫蒸汽，因此壓力表需具備：

耐腐蝕性材質(zhì)：接液部件多采用 316L 不銹鋼（抗氫脆、耐酸堿）、PTFE/PFA（氟聚合物，耐強腐蝕），部分更高要求的產(chǎn)品還會進行表面鈍化處理（如電解拋光）。

兼容性設(shè)計：避免與介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，例如測量氨氣時需避免銅材質(zhì)（會生成易爆的氮化銅）。

典型應(yīng)用：濕法刻蝕設(shè)備的化學(xué)品輸送管路、廢氣處理系統(tǒng)的壓力監(jiān)控。

三、寬壓力范圍與高精度控制需求

壓力區(qū)間跨度大：涵蓋從超高真空（如離子注入機，壓力低至 10?? Pa）到高壓（如氣體鋼瓶輸送，壓力可達 10MPa 以上）的測量需求，壓力表需在不同區(qū)間內(nèi)保持穩(wěn)定精度（通常要求 ±0.1%~±1% FS）。

動態(tài)壓力環(huán)境：部分工藝（如快速熱退火）中壓力會快速波動，要求壓力表響應(yīng)速度快（毫秒級），避免滯后導(dǎo)致工藝偏差。

應(yīng)用場景：真空系統(tǒng)（分子泵、擴散泵）的壓力調(diào)節(jié)、氣體流量控制器（MFC）的壓力配套監(jiān)測。

四、強電磁干擾與振動環(huán)境

電磁兼容性（EMC）：半導(dǎo)體設(shè)備（如射頻濺射機、等離子刻蝕機）會產(chǎn)生強電磁輻射，壓力表需通過 EMC 認證（如 CE、FCC），確保在高頻電磁場中測量數(shù)據(jù)穩(wěn)定，不受干擾。

抗振動性能：設(shè)備運行（如真空泵、機械臂運動）會產(chǎn)生持續(xù)振動，壓力表需具備抗震結(jié)構(gòu)（如充液阻尼、彈性元件加固），避免指針或電子元件因振動損壞，測量精度下降。

五、高溫或低溫環(huán)境

溫度波動范圍廣：部分工藝環(huán)節(jié)（如薄膜沉積腔室）溫度可達 300~1000℃，而氣體輸送管路可能處于常溫或低溫（如液化氣體存儲），壓力表需：

耐溫范圍寬：通常要求 - 40℃~125℃（部分高溫型號可達 200℃以上）。

總結(jié)

半導(dǎo)體用壓力表的應(yīng)用環(huán)境核心是“精密化”—— 既要耐受腐蝕性、高溫、強電磁等惡劣條件，又要在超高潔凈環(huán)境中保持高精度、低污染，因此其設(shè)計需針對半導(dǎo)體工藝的特殊性進行定制化優(yōu)化，是保障芯片制造良率的關(guān)鍵輔助設(shè)備之一。