先进芯片的生产需要超高纯环境，从制造过程中使用的工艺气体到产品最终封装的各个环节，都必须满足严格的洁净要求。

先进芯片的生产需要超高纯环境，从制造过程中使用的工艺气体到产品最终封装的各个环节，都必须满足严格的洁净要求。超高纯（UHP）压力传感器和超高纯（UHP）压力表，例如威卡设计和制造的相关产品，在保障产品质量和生产安全方面发挥着至关重要的作用。

半导体行业是少数要求所有组件和设备均达到超高纯（UHP）标准，并且整个生产过程必须在专业洁净室内完成的行业之一。这是因为，即使环境中存在极微量的污染物，也可能导致芯片产生缺陷。

因此，制造过程中使用的仪表、工艺气体和化学溶剂——例如用于将各种材料沉积到硅晶圆表面的化学气相沉积（CVD）工艺——都必须达到超高纯标准。此外，许多工艺介质还具有强腐蚀性、高毒性，甚至具有自燃性（可在室温下自行燃烧）。因此，优异的密封性能不仅关系到产品质量，更是生产安全的重要保障。

半导体制造工厂中的压力仪表

压力表和压力传感器广泛应用于半导体制造过程的各个环节。这些仪表负责监测和控制溶剂、成膜气体（还原保护气）、清洁气体以及其他关键工艺介质的压力。然而，并非任何压力仪表或传感器都能满足半导体制造的严苛要求。为了保障产品质量、优化工艺流程，并保护人员及环境安全，应用于晶圆厂的压力仪表必须满足超高纯度和高密封性的三项关键要求。

  1. 超高纯材料选择与表面处理

腐蚀不仅会污染工艺过程，还可能导致介质泄漏；而粗糙的金属表面则容易形成微小缝隙，吸附杂质和污染物。为满足半导体制造对超高纯度的要求，威卡采用经过双重熔炼工艺——真空感应熔炼（VIM）和真空电弧重熔（VAR）——生产的高品质不锈钢材料，制备出组织高度均匀、几乎无夹杂物的合金，满足SEMI F20规范对超高纯半导体制造应用的要求。

随后，材料还需经过电解抛光处理，使表面尽可能光滑、均匀。该工艺将工件浸入电解液中，并作为阳极接入电路。电化学反应可带来两项关键优势：

  • 精细抛光材料表面，使平均表面粗糙度达到≤13µm。
  • 在表面形成致密氧化膜，实现钝化处理，进一步提升耐腐蚀性和抗点蚀能力。
  1. 高密封性焊接与连接

半导体制造过程中使用的工艺气体一旦泄漏，可能对人员和环境造成严重危害。因此，威卡采用经过严格控制的轨道焊接工艺，组装每一台超高纯传感器和超高纯压力表。随后，每台仪表均需进行氦气泄漏试验，其检测灵敏度比通用行业标准（EN837-1、ASME B40.100、ISO5171）高5,000倍，比水浴检漏或压降测试高1,000倍。

我们尤其重视仪表与工艺系统之间的连接部位，特别是密封区域。传统聚合物密封材料无法满足超高纯应用要求，因为其会释放挥发物，从而污染工艺介质。因此，威卡超高纯仪表采用金属面密封螺纹连接结构，在密封唇之间设置金属密封垫。密封垫采用比连接件更柔软的金属材料制成，在拧紧过程中，密封垫会在机械压力作用下贴合密封唇轮廓，形成可靠的金属对金属密封，实现优异的密封性能。

  1. 超高纯清洁与包装

为确保达到最高洁净度要求，威卡所有超高纯传感器和超高纯压力表均按照ISO5标准，在洁净室环境中完成制造。随后，产品还需经过双重清洁工艺，以彻底去除生产过程中产生的残留物。

  1. 首先，使用蒸馏水清洗仪表；随后，再使用异丙醇进行冲洗。异丙醇能够快速挥发，不会留下任何残留物。
  2. 待仪表完全干燥后，再使用氮气等超纯气体进行吹扫。

完成这一严格的清洁流程后，产品采用双层洁净包装，以确保其进入晶圆厂洁净室时不会引入任何污染物。

威卡超高纯压力仪表系列

为满足半导体制造的严苛应用要求，威卡提供高性能超高纯压力表和压力传感器。凭借耐腐蚀合金材料、电解抛光表面处理、高密封性焊接与连接工艺，以及超高纯清洁和包装流程，这些产品不仅能够有效保障人员与环境安全，还可提升工艺可靠性，帮助客户降低总体运营成本。

威卡超高纯压力传感器

WU系列超高纯传感器专为半导体制造应用而设计。

WU系列超高纯传感器专为半导体制造应用而设计。

作为威卡超高纯传感器产品系列，WU系列不仅性能可靠、结构坚固，而且采用极为紧凑的外形设计。虽然尺寸并非影响产品质量或安全性的决定性因素，但在半导体制造厂的新建或改造过程中，仪表尺寸往往是设备设计的重要考量。因此，寻找体积小巧的仪表，既能安装于狭小空间，又不会牺牲高精度、长期稳定性，或者集成显示、EtherCAT®通信功能等特性。 

  • WUC-1x系列包括WUC-10（单端式）、WUC-15（穿流式）和WU-16（组装式表面安装型）。该系列是目前市场上尺寸最紧凑的超高纯传感器。
  • WU-2x系列包括WU-20（单端式）、WU-25（穿流式）和WU-26（组装式表面安装型）。该系列先进的压力传感器已获得ATEX和IECEx Zone 2认证，可广泛应用于室内外危险区域，为严苛工况提供可靠的压力测量解决方案。
  • WUD-2x系列在保留WU-2x系列全部性能优势的基础上，新增可旋转LED显示屏，无论安装方向如何，都能轻松读取测量值。这款结构紧凑的超高纯传感器特别适用于工艺设备的气体分配系统（On-tool Gas Distribution System）。其配备的两个可编程开关输出，可根据具体应用需求实现灵活的监测与控制。
  • WUD-2x-E系列在WU-2x和WUD-2x系列成熟设计的基础上，进一步集成了EtherCAT®通信功能。EtherCAT®是大型自动化控制与仪表系统广泛采用的实时工业通信协议。产品配备两个RJ45接口，可实现网络冗余连接，进一步提升工艺过程的可靠性。

威卡超高纯压力表

威卡美国公司是全球领先的超高纯波登管压力表制造商之一。所有产品均在位于乔治亚州劳伦斯维尔生产基地的100级洁净室内完成制造、组装、校准和包装，确保满足半导体行业严苛的洁净度要求。

332.54-UHP和230.15型超高纯压力表

332.54-UHP和230.15型超高纯压力表

  • 230.15和230.25型超高纯压力表的所有接液部件——包括波登管、表座、过程连接件以及机芯——均采用电解抛光316L（230.15）或316L VIM/VAR（230.25）不锈钢制造。表壳及各种面密封过程连接件同样采用电解抛光不锈钢制造（203.25型号表壳采用304不锈钢）。两款产品均可选配兼容VCR®（Vacuum Coupling Radiation）面密封接头，实现超高密封性能的过程连接。
  • 230.15-851通过内置电接点（簧片触点）开关，进一步拓展了超高纯压力表的应用功能。230.25w-851.3的功能更加丰富，可配置最多两个开关触点及电气输出信号。两款产品均可通过拆下表窗并调节指针位置，快速、便捷地设定开关动作点。 
  • 332.54-UHP是威卡精度最高的超高纯压力表。其测量精度最高可达量程的±0.25%（符合ASME B.40.1 3A级），不仅适用于高精度压力测量，还可作为标准测试压力表，用于校准其他压力测量仪表。

HYDRA系列

超高纯HYDRA-Gauge和HYDRA-Sensor

超高纯HYDRA-Gauge和HYDRA-Sensor

威卡与半导体行业前沿企业联合开发了获得专利的HYDRA双膜片系统。HYDRA-Gauges和HYDRA-Sensors采用隔膜密封冗余设计，为工艺过程提供更高等级的安全保障和可靠性。当主密封失效时，辅助密封能够有效阻止半导体级系统填充液进入工艺介质，从而避免工艺污染。所有接液部件均采用全氟烷氧基树脂（PFA）制造。这种高性能氟聚合物具有优异的耐腐蚀性能、耐高温性能以及出色的化学稳定性。

其他特性：

  • HYDRA-Gauge：为方便现场读取，即使安装完成后，压力表仍可实现360°旋转，便于从任意角度查看读数。
  • HYDRA-Sensor：该产品将高性能S-20型压力变送器与HYDRA双膜片系统相结合，在实现高精度测量的同时，进一步提升了系统安全性。此外，还可选配可拆卸显示器，以满足现场显示需求。

UHP半导体行业压力测量解决方案

威卡为半导体行业提供丰富的高品质不锈钢超高纯压力传感器和压力表。所有产品均在100级洁净室内完成制造、氦气检漏测试、校准及双层洁净包装，确保满足超高纯应用对可靠性和洁净度的严苛要求。此外，威卡还提供适用于半导体行业的配套产品，例如GCS-1气瓶称重系统。如需进一步了解这些产品以及其他适用于UHP应用的可靠测量解决方案，请联系威卡中国。

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本文提及的产品
• WU-20/WU-25/WU-26型超高纯传感器
• WUD-20/WUD-25/WUD-26型超高纯传感器，带集成显示屏和可选开关触点
• WUD-20-E/WUD-25-E/WUD-26-E型超高纯传感器，带集成显示屏和EtherCAT®通信功能
• WUC-10/WUC-15/WUC-16型超高纯传感器
• 230.15和230.25不锈钢波登管压力表，超高纯（UHP）系列
• 带簧片开关的不锈钢波登管压力表230.15-851，超高纯（UHP）系列
• 带最多2个簧片开关和电气输出信号的不锈钢波登管压力表230.25w-851.3，超高纯（UHP）系列
• 332.54-UHP型不锈钢波登管压力表，检验测试压力表 
• HYDRA-Gauge超高纯压力表
• HYDRA-Sensor超高纯传感器
• GCS-1气体重量测量仪