Due tipi di misura
Una fab di semiconduttori e il suo reparto test fanno due tipi di misura molto diversi. Il primo è la caratterizzazione elettrica del dispositivo stesso: curve corrente–tensione, dispersione, tensione di soglia, capacità, temporizzazione. È il lavoro di source-measure unit, analizzatori parametrici e sistemi di test automatico di produttori come Keysight, Keithley, Advantest e Teradyne. Questi strumenti impongono una tensione o una corrente e misurano l’altra grandezza, fino ai femtoampere, con taratura e software propri. Per questo lavoro non esiste un calcolatore generico su questo sito.
Il secondo tipo è la misura delle condizioni attorno al wafer e al dispositivo: temperatura, vuoto, pressione dei gas, umidità e vibrazioni. Si usano gli stessi sensori di qualsiasi industria di processo, ed è qui che tabelle di riferimento e conversioni di unità servono ogni giorno.
Temperatura: chuck, forni e camere climatiche
Prober e chuck termici mantengono il wafer a una temperatura impostata durante il test, spesso tra −40 e 150 °C o oltre. La temperatura del chuck si legge con termoresistenze al platino collegate a quattro fili, perché la resistenza dei cavi non entri nel risultato. Una PT100 legge 157,325 Ω a 150 °C; il calcolatore PT100 dà il valore e la tolleranza della classe dell’elemento a qualsiasi temperatura, il primo numero da conoscere quando due chuck non concordano.
I forni di diffusione e ossidazione lavorano attorno ai 1000 °C e oltre, dove si usano termocoppie platino-rodio dei tipi R, S e B. Il loro segnale è piccolo: una termocoppia tipo S dà 9,587 mV a 1000 °C e varia di soli 11,5 µV circa per grado, quindi un grado di errore sono pochi microvolt ai morsetti. Il calcolatore per termocoppie converte con compensazione del giunto freddo, e le pagine sul tipo S e sul tipo B riportano campi e classi di tolleranza.
I test di burn-in e di vita operativa ad alta temperatura sollecitano dispositivi alimentati in un forno. Una condizione di qualifica comune, descritta in JEDEC JESD22-A108, è di 1000 ore a una temperatura di giunzione di 125 °C o più. Le temperature del forno e dei package si registrano con termocoppie tipo K o T; il tipo K dà 5,124 mV a 125 °C. Al test serve la temperatura di giunzione, cioè la temperatura del package più il riscaldamento dovuto alla dissipazione del dispositivo stesso, e nessun sensore di temperatura la legge direttamente.
Vuoto e pressione: un problema di unità
In gran parte del settore le camere di processo si specificano in Torr e millitorr, altrove in pascal e millibar, e i gas d’impianto in psi, bar o kPa. Un Torr vale 133,322 Pa o 1,3332 mbar, quindi un processo a 100 mTorr è a 13,33 Pa. La sovrappressione delle camere bianche e l’aspirazione sono piccole pressioni differenziali in pascal o pollici d’acqua: 25 Pa valgono 0,1004 inH₂O. Il convertitore di unità di pressione mostra tutte e sedici le unità insieme.
Due avvertenze. Un manometro capacitivo misura la pressione direttamente, ma i vacuometri a conducibilità termica e a ionizzazione la ricavano da una proprietà del gas e leggono in modo diverso a seconda del gas; convertire le unità non lo corregge. E i vacuometri sono assoluti, mentre la maggior parte dei trasmettitori di pressione di linea è relativa all’atmosfera.
Umidità e vibrazioni
L’umidità della camera bianca è tenuta in una banda stretta perché influisce su scariche elettrostatiche, processi di resist e corrosione. Un ambiente a 22 °C e 45 % di umidità relativa ha un punto di rugiada di 9,5 °C; qualsiasi superficie più fredda, come una tubazione d’acqua refrigerata, raccoglierà condensa. Il calcolatore del punto di rugiada converte tra umidità relativa, punto di rugiada e umidità assoluta.
Gli strumenti di litografia e metrologia sono sensibili alle vibrazioni del pavimento, specificate come velocità RMS in micrometri al secondo per bande di terzo d’ottava; le curve generiche VC vanno da 50 µm/s (VC-A) a circa 3 µm/s (VC-E). I sensori forniscono un’accelerazione; il convertitore di vibrazioni converte tra accelerazione, velocità e spostamento a una data frequenza. Lavora su una sola frequenza, quindi aiuta a leggere una specifica o il datasheet di un sensore, non a valutare uno spettro misurato rispetto a un criterio.
Aggiornato il 11 ottobre 2026