2 種類の測定
半導体のファブと試験フロアでは、まったく異なる 2 種類の測定を行います。1 つはデバイス自体の電気的特性評価で、電流–電圧特性、リーク、しきい値電圧、容量、タイミングなどです。これは Keysight、Keithley、Advantest、Teradyne などのソースメジャーユニット、パラメータアナライザ、自動試験装置の仕事です。これらの装置は電圧か電流を印加してもう一方をフェムトアンペアまで測定し、独自の校正とソフトウェアを備えています。この分野の汎用計算ツールはこのサイトにはありません。
もう 1 つは、ウェーハとデバイスを取り巻く条件、つまり温度、真空、ガス圧力、湿度、振動の測定です。ここではあらゆるプロセス産業と同じセンサが使われ、基準表や単位換算が毎日必要になります。
温度：チャック、炉、オーブン
プローバとサーマルチャックは、試験中のウェーハを設定温度に保ちます。一般に −40〜150 °C、あるいはそれ以上です。チャック温度は、リード線抵抗が結果に入らないよう 4 線式で接続した白金測温抵抗体で読み取ります。PT100 は 150 °C で 157.325 Ω です。PT100 計算機は任意の温度で値と素子クラスの許容差を示します。2 台のチャックの値が合わないとき、最初に知るべき数字です。
拡散炉と酸化炉は 1000 °C 前後かそれ以上で運転され、R、S、B の白金ロジウム熱電対が使われます。出力は小さく、S 熱電対は 1000 °C で 9.587 mV、1 度あたりの変化はわずか約 11.5 µV です。1 度の誤差は端子で数マイクロボルトにすぎません。熱電対計算機は冷接点補償付きで換算し、S 熱電対と B 熱電対のページでは範囲と許容差クラスを示しています。
バーンインと高温動作寿命試験では、通電したデバイスをオーブン内でストレスにさらします。JEDEC JESD22-A108 に記載された一般的な認定条件は、接合温度 125 °C 以上で 1000 時間です。オーブンとケースの温度は K または T 熱電対で記録し、K 熱電対は 125 °C で 5.124 mV です。試験に必要なのは接合温度、つまりケース温度にデバイス自身の消費電力による上昇を加えた値であり、それを直接読める温度センサはありません。
真空と圧力：単位の問題
プロセスチャンバは業界の多くで Torr とミリトール、それ以外ではパスカルとミリバールで規定され、設備ガスは psi、bar、kPa で表されます。1 Torr は 133.322 Pa、1.3332 mbar なので、100 mTorr のプロセスは 13.33 Pa です。クリーンルームの陽圧と排気はパスカルまたは水柱インチの小さな差圧で、25 Pa は 0.1004 inH₂O です。圧力単位換算ツールは 16 単位すべてを一度に表示します。
注意点が 2 つあります。静電容量型真空計は圧力を直接測りますが、熱伝導型と電離型の真空計はガスの性質から圧力を推定するため、ガスの種類によって指示が変わります。単位換算ではこれは補正できません。また真空計は絶対圧ですが、配管圧力の伝送器の多くは大気基準のゲージ圧です。
湿度と振動
クリーンルームの湿度は、静電気放電、レジスト工程、腐食に影響するため狭い範囲に保たれます。22 °C、相対湿度 45 % の部屋の露点は 9.5 °C で、冷水配管などそれより冷たい表面には結露が生じます。露点計算機は相対湿度、露点、絶対湿度を相互に換算します。
露光装置と計測装置は床振動に敏感です。床振動は 1/3 オクターブバンドごとの RMS 速度（µm/s）で規定され、汎用の VC 曲線は 50 µm/s（VC-A）から約 3 µm/s（VC-E）まであります。センサは加速度を出力します。振動換算ツールは指定した周波数で加速度、速度、変位を相互に換算します。扱うのは単一周波数なので、仕様書やセンサのデータシートを読むのには役立ちますが、測定したスペクトルを基準に照らして評価することはできません。
更新日：2026年10月11日