Sensori capacitivi nel vuoto

TECHNOTE LT03-0021

Sensore capacitivo TechNote LT03-0021

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sommario

Questa nota tecnica descrive le considerazioni per l'uso sensori capacitivi in applicazioni sotto vuoto tra cui:

  • degassamento
  • Connettori passanti
  • Arcing a bassa pressione
  • Calore generato dalla sonda

Sensori capacitivi nel vuoto

degassamento

Il problema con degassamento.

Qualsiasi sostanza sottoposta ad alto vuoto ha il potenziale di rilasciare gas intrappolati. Questi gas possono causare ossidazione o contaminazione delle superfici nell'ambiente del vuoto. A seconda dell'applicazione, il degassamento può causare danni significativi al processo o all'apparecchiatura. I materiali ad alto vuoto nelle sonde e nei processi standard sono progettati per ridurre al minimo o eliminare il degassamento.

Materiali di costruzione della sonda che riducono al minimo la degassificazione

I materiali primari nella costruzione di sonde standard sono il corpo in metallo, resina epossidica, PEEK, conduttori e cavi. Le sonde compatibili con il vuoto sono costruite in acciaio inossidabile 303. L'epossidico nelle sonde è stato specificamente testato per applicazioni sotto vuoto che richiedono un basso degassamento. Il cablaggio della sonda standard utilizza una guaina in PTFE che è altamente stabile e produce poco degassamento. I conduttori all'interno del cavo e della sonda sono in rame argentato, privo di ossigeno (OFC).

Bakeout opzionale prima della spedizione

Tutte le sonde standard per applicazioni sotto vuoto vengono accuratamente pulite e sigillate in sacchetti di plastica prima della spedizione. Opzionalmente, le sonde compatibili con il vuoto possono essere sottoposte a un “bakeout”. In questo modo le sonde si cuociono a 80 ° C per diverse ore in un leggero vuoto. Durante il processo, l'umidità e i gas intrappolati vengono rimossi dalle sonde e gli idrocarburi vengono spinti dalle superfici. Le sonde vengono quindi appositamente imballate per ridurre al minimo la contaminazione.

Connettori passanti (accoppiatori)

Il collegamento attraverso la parete della camera del vuoto viene realizzato con giunti compatibili con il vuoto o feed-thrus.

Accoppiatore Lemo compatibile con il vuoto

Accoppiatore Lemo compatibile con il vuoto

Le sonde compatibili con il vuoto hanno cavi corti con piccoli connettori Lemo a 5 pin che si collegano al lato del vuoto di un accoppiatore sigillato Lemo (figura 1). Un cavo di prolunga collega l'esterno dell'accoppiatore al driver della sonda. Questi accoppiatori sono utili per 10-6 Torr (130 µPa) e hanno un tasso di perdita specificato di 10-6 mbar litri / secondo.

Per i vuoti più elevati, i cavi della sonda e del driver sono dotati di connettori di tipo Sub D a 9 pin per l'accoppiamento con un giunto ceramico, riempito in ceramica. Mentre questo resiste a un maggiore vuoto, il montaggio è più complicato e i connettori Sub D non forniscono lo stesso limite di tensione dei cavi rispetto ai connettori Lemo.

Arco a bassa tensione

La legge di Paschen si riferisce alla tensione alla quale il gas si rompe (ionizza) e si verificano archi tra due conduttori. La legge dice sostanzialmente che le caratteristiche di rottura di una lacuna sono una funzione del prodotto della pressione del gas e della distanza della lacuna. La relazione non è lineare.

Ciò significa che per un dato spazio tra i conduttori, l'arco si verificherà a tensioni più basse al diminuire della pressione. A pressioni molto basse la curva raggiunge il minimo e ricomincia ad aumentare. Quel punto minimo è di circa 300 V per l'aria. L'argon arriva fino a 150 V. Questo punto minimo si verifica intorno a 5 Torr (650 Pa), a seconda del materiale del conduttore e del tipo di gas.

Le sonde Lion Precision hanno uno spazio di circa 1 mm tra il corpo messo a terra e il conduttore attivo. Il potenziale massimo tra questi conduttori è inferiore a 100 V.
Le sonde Lion Precision standard non superano la tensione minima delle curve di Paschen e non si arcuano poiché la pressione viene ridotta attraverso il punto minimo sulla curva.

Calore generato dalla sonda

Le sonde capacitive consumano poca energia (40µW). Mostrano un aumento trascurabile della temperatura durante il funzionamento.

Configurazione

LINK UTILI

MISURA DELL'ALTEZZA Z PER LO STUDIO DEL CASO DI MICROSCOPI ELETTRONICI A SCANSIONE

RILEVAMENTO DELL'ALTEZZA Z PER IL STUDIO SUL CASO DI ISPEZIONE DEL WAFER DEL SEMICONDUTTORE POSTERIORE

STUDIO DI CASO DI SPESSORE AL WAFER AL SILICIO SEMI