半导体腔体检漏检测

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2025-10-09  

半导体腔体检漏检测是评估半导体制造中真空或压力腔体密封性能的关键技术。该检测通过多种方法如氦质谱法和压力衰减法,测量泄漏率以确保设备完整性。检测要点包括高灵敏度、精度控制以及环境适应性,适用于高真空和特殊气体工况,保障半导体工艺的稳定性和安全性。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

氦质谱检漏测试:利用氦气作为示踪气体,通过质谱仪检测微小泄漏,灵敏度可达10-12 mbar·L/s,适用于高真空腔体的精确泄漏定位和定量分析,确保半导体设备密封可靠性。

压力衰减检漏测试:通过监测腔体内部压力随时间的变化,计算泄漏率,方法简单易行,适用于中低真空环境,常用于生产线快速筛查和定期维护检查。

气泡法检漏测试:将腔体浸入液体或涂抹发泡剂,观察气泡形成以定性检测泄漏点,成本较低,适用于粗略泄漏定位和现场初步评估,但灵敏度有限。

卤素检漏测试:使用卤素气体作为示踪剂,通过传感器检测泄漏,灵敏度较高,适用于特定气体环境下的腔体检漏,常用于制冷或特殊工艺设备。

氢质谱检漏测试:以氢气为示踪气体,利用质谱技术检测泄漏,具有高灵敏度和快速响应特点,适用于半导体高洁净度要求的腔体检测。

真空度保持测试:评估腔体在抽真空后压力保持能力,通过长时间监测压力变化判断密封性能,适用于真空系统长期稳定性验证。

泄漏率定量分析:结合数学模型和实测数据,计算精确泄漏率值,提供标准化报告,用于合规性评估和工艺优化参考。

密封件耐久性测试:模拟实际工况下的循环载荷,检验密封材料的老化和失效特性,确保腔体在长期使用中的密封可靠性。

温度循环泄漏测试:在高温和低温交替环境下进行检漏,评估热胀冷缩对密封性能的影响,适用于宽温区应用的半导体设备。

振动环境泄漏测试:在机械振动条件下检测泄漏,模拟运输或运行中的动态应力,验证腔体结构完整性和密封耐久性。

声学检漏测试:通过超声波传感器检测泄漏产生的声波信号,实现非接触式定位,适用于复杂结构腔体的快速巡检。

质谱仪校准测试:定期对检漏仪器进行标准气体校准,确保测量准确性和可追溯性,维护检测结果的可靠性和一致性。

检测范围

半导体反应腔:用于化学气相沉积或蚀刻工艺的密闭容器,需保持高真空或特定气体环境,泄漏会导致工艺污染和产品缺陷。

真空镀膜设备腔体:在半导体制造中用于薄膜沉积的真空腔,泄漏影响涂层均匀性和附着力,需定期检漏保障工艺质量。

蚀刻设备密封腔:容纳腐蚀性气体的工艺腔体,泄漏可能引发安全事故,检漏确保操作人员安全和设备寿命。

化学气相沉积腔:涉及高温高压反应的腔体,泄漏会导致反应气体逸散,影响薄膜生成效率和器件性能。

物理气相沉积腔:通过溅射或蒸发制备薄膜的真空腔,泄漏破坏真空度,导致沉积速率不稳定和杂质引入。

晶圆传输腔:连接不同工艺模块的过渡腔体,泄漏会引起颗粒污染或压力波动,影响晶圆处理精度。

负载锁腔:用于晶圆进出真空环境的缓冲腔,泄漏导致大气渗入,破坏主腔体真空完整性并增加能耗。

工艺模块集成腔体:多腔体系统中的密封单元,泄漏可能引发交叉污染,需整体检漏以确保系统协同工作。

真空阀门组件:控制气体流动的关键部件,泄漏影响系统密封性,检漏验证阀门开关过程中的密封耐久性。

密封法兰连接件:腔体之间的机械连接部分,泄漏常发生于接口处,检漏用于定位和修复薄弱环节。

高真空泵组腔体:维持系统真空度的泵送单元,泄漏降低抽气效率,需检漏优化系统性能和能耗。

特种气体输送腔:处理有毒或易燃气体的密闭容器,泄漏可能造成环境危害,检漏是安全合规的必要步骤。

检测标准

ASTM E499/E499M-2011《标准实践用于质谱仪检漏器测试》:规定了使用质谱仪进行泄漏检测的方法,包括校准、测试程序和灵敏度要求,适用于半导体腔体的高精度检漏。

ISO 3530:2019《真空技术-泄漏检测方法》:国际标准涵盖多种检漏技术,如氦质谱和压力衰减法,提供泄漏率计算和测试条件规范,确保结果可比性。

GB/T 12604.7-2015《无损检测 术语 泄漏检测》:中国国家标准定义了泄漏检测相关术语和方法分类,为半导体行业检漏提供统一技术语言。

ASTM E1603-2011《标准实践用于压力衰减检漏》:详细描述压力衰减法的测试步骤、仪器要求和数据分析,适用于中低压腔体的泄漏评估。

ISO 20484:2017《泄漏检测系统的校准和验证》:规定了检漏设备的校准流程和性能验证方法,确保测量准确性和国际互认。

GB/T 17712-2021《真空技术 泄漏检测方法通则》:中国标准概述泄漏检测的基本原则和适用场景,指导半导体设备检漏的实施和报告。

检测仪器

氦质谱检漏仪:采用质谱原理检测氦气泄漏的专用设备,灵敏度高达10-12 mbar·L/s,用于半导体腔体的高精度定量检漏和泄漏点定位。

压力传感器:测量腔体内部压力变化的电子器件,精度可达±0.5%满量程,在压力衰减测试中实时监控压力值,计算泄漏率。

真空计:用于监测真空系统压力的仪器,如皮拉尼计或电容薄膜计,在检漏过程中提供真空度数据,辅助判断密封状态。

流量计:测量气体流动速率的设备,精度高,适用于泄漏率定量分析,通过流量变化间接评估腔体密封性能。

数据采集系统:集成传感器和软件的平台,实时记录和处理检漏数据,实现自动化测试和报告生成,提高检测效率。

超声波检漏仪:通过检测泄漏产生的超声波信号进行定位,适用于非接触式快速巡检,在复杂腔体结构中辅助泄漏点识别。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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