Semiconductor
Instrumentos de presión para la fabricación de semiconductores
Se espera que el importante crecimiento de la industria mundial de semiconductores en los últimos años continúe hasta 2021 y más allá. Entre los factores clave que contribuyen a ello se encuentran el aumento de la incorporación de la microelectrónica en los dispositivos eléctricos y electrónicos, la inteligencia artificial, el IoT (Internet de las cosas) y la expansión de las iniciativas de la Industria 4.0. A medida que se producen estos cambios, los proveedores de semiconductores se enfrentan al reto de mejorar la oferta para satisfacer la demanda, es decir, aumentar la densidad de transistores, mejorar la fiabilidad y, por supuesto, reducir los costes de producción y compra.
Ashcroft está listo y dispuesto a ayudar a los fabricantes de semiconductores a asumir y superar este reto. Equipados con una amplia experiencia específica en la industria, tenemos los conocimientos y habilidades para ayudar a desarrollar, diseñar, fabricar y probar los instrumentos y equipos necesarios para la producción de semiconductores de alta calidad.
Ofrecemos diversos productos de medición de la presión, incluidos transmisores con nuestra tecnología de detección CVD ultraestable patentada, aptospara su uso en aplicaciones de fabricación de semiconductores. Las prestaciones de nuestros productos van acompañadas de homologaciones de seguridad mundiales y un legado de rendimiento en las aplicaciones de semiconductores más críticas.
En las herramientas de semiconductores, el panel de gas controla el flujo de gas en la cámara de proceso. Los transductores de presión se instalan en el interior del panel de gas, en cada una de las varillas de gas, para controlar la salida de presión del regulador de presión. Esta posición les permite enviar señales que ajustan el funcionamiento del sistema con mayor precisión, exactitud y rapidez, lo que se traduce en un mejor funcionamiento general del sistema.
Algunos de los gases utilizados en aplicaciones de semiconductores son tóxicos, inflamables y peligrosos para quienes los manipulan. Estos peligros requieren la aprobación de lugares peligrosos ATEX e IECEx para muchos productos. Ashcroft y Nagano Keiki Co. Ltd. de Japón (nuestra empresa matriz) producen anualmente más de 100.000 transmisores de presión y manómetros diseñados y fabricados para su uso seguro en aplicaciones de la industria de semiconductores.
El hidrógeno es uno de los gases portadores más utilizados en el suministro de gases UHP. La manipulación segura del hidrógeno requiere la aplicación de medidas de protección que mitiguen el riesgo de incendio o explosión. Los métodos preferidos incluyen la seguridad intrínseca y las homologaciones antichispas. Un factor crítico a tener en cuenta es el efecto de la fragilización por hidrógeno. La estabilidad y repetibilidad de los transmisores y manómetros de presión dependen de sus mecanismos de medición (directamente ligados a la metalurgia y su resistencia a la fragilización). Los transmisores y manómetros Ashcroft de alta pureza utilizan acero inoxidable austenítico 316L de alta pureza, que ha demostrado mitigar los efectos de la fragilización por hidrógeno.
La cantidad de presión necesaria para evitar que los contaminantes se infiltren en las salas blancas y otros espacios limpios es muy específica. Una presión demasiado baja provoca la entrada de partículas no deseadas, mientras que una presión demasiado alta provoca un movimiento excesivo del aire y un derroche de energía. Los transductores y manómetros de presión integrados en el equipo de tratamiento del aire deben ser extremadamente sensibles, precisos y fiables.
El proceso de fabricación de semiconductores implica la transformación altamente compleja de una oblea de silicio virgen en dispositivos microelectrónicos discretos. Se desarrolla un diseño de circuito y un patrón, que luego se graban en la oblea. A continuación, las obleas pueden dividirse en circuitos individuales para su uso en dispositivos electrónicos. La fabricación de semiconductores se enfrenta continuamente al reto de aumentar la cantidad y densidad de los circuitos que caben en cada oblea. El grabado húmedo utiliza productos químicos agresivos para realizar la microfabricación.
El proceso de grabado en seco, incluido el grabado iónico reactivo (RIE), se utiliza habitualmente para formar orificios de contacto en patrones de obleas de silicio. Utiliza gases reactivos como fluorocarbonos, oxígeno, cloro y tricloruro de boro. Se trata de un proceso similar al grabado en seco para eliminar la capa fotorresistente (sensible a la luz) de la oblea. La limpieza por plasma utiliza gases de oxígeno o flúor, y es importante controlar el caudal de estos gases, que requieren una medición precisa de la presión.
El proceso de deposición química en fase vapor (CVD) en la industria de semiconductores implica el uso de un gas portador, como nitrógeno u oxígeno, para diluir un gas tóxico, como fosfina u óxido nitroso. Los gases semiconductores pueden ser inflamables, tóxicos y explosivos, por lo que debe realizarse una cuidadosa selección de un transductor de presión con las aprobaciones apropiadas para seguridad intrínseca o ubicaciones no incendiarias a fin de abordar los problemas de seguridad críticos.
El agua ultrapura se trata con los niveles más altos de pureza para todos los tipos de contaminantes, y el agua desionizada tiene todas las partículas orgánicas y gases disueltos eliminados. Los procesos de semiconductores, como la limpieza de obleas, requieren agua ultrapura y desionizada para evitar la contaminación en la aplicación por partículas extrañas que creen defectos y dañen las superficies expuestas de las obleas.
Importancia de la medición de la presión en la fabricación de semiconductores
En la actualidad, las operaciones de fabricación de semiconductores dependen del suministro preciso y exacto de gases de pureza ultra alta (UHP), que requieren niveles de pureza superiores al 99,9995% y un control estricto de las partículas dispersas y la humedad. Dada la importancia de los sistemas de suministro de gases UHP, las tecnologías de medición y control utilizadas para su distribución deben ofrecer un rendimiento de alta precisión y exactitud al tiempo que mantienen una limpieza absoluta dentro del sistema. Los materiales de construcción deben permanecer inertes en contacto con los gases UHP, minimizar el riesgo de volumen atrapado (muerto) y evitar el desprendimiento y el atrapamiento de partículas.
Aunque son esenciales para la fabricación de los semiconductores modernos, la toxicidad e inflamabilidad de los gases UHP plantean riesgos significativos para la salud y el bienestar de quienes los manipulan. Por este motivo, algunos dispositivos utilizados en operaciones con semiconductores deben cumplir especificaciones y normas de integridad de fugas y ubicaciones peligrosas (por ejemplo, ATEX e IECEx) para garantizar la seguridad de los usuarios.
Instrumentos de presión Ashcroft para la fabricación de semiconductores
Transmisores de alta pureza ZT y manómetros de alta pureza HPX
Nuestros transmisores de presión ZT/ZX y manómetros HPX están especialmente diseñados para su uso en aplicaciones de semiconductores. Estos productos incorporan piezas húmedas de acero inoxidable 316L electropulido y racores modulares y soldables compatibles con VCR con volúmenes muertos mínimos. Tienen diseños compactos que se adaptan a configuraciones de montaje de mayor densidad dentro de cajas de gas y sistemas de suministro de gas. La ZX11 incluye homologaciones ATEC e IECEx para ubicaciones peligrosas.
Transductor de presión ZL91, transductor de presión ZL92 y Manómetro presión HPT - 63 mm
El transductor de presión Ashcroft ZL91 está construido con partes húmedas de fluoropolímero (PTFE/PFA) que minimizan la elución de iones metálicos. Su diseño compacto ayuda a reducir la contaminación y mantener la pureza de su fluido de proceso. Este transductor es muy adecuado para instalaciones y equipos de agua ultrapura/desionizada, equipos de limpieza para semiconductores y aplicaciones de estación húmeda.
El transductor de presión Ashcroft ZL92 está diseñado para su uso en procesos de semiconductores que requieren piezas húmedas de PTFE/PFA para mejorar la compatibilidad química para su uso en gases y fluidos corrosivos, incluyendo ácido fluorhídrico u otros ácidos agresivos. Un diafragma de aislamiento secundario y un diseño de venteo aíslan el elemento sensor cerámico de gases y líquidos corrosivos, lo que prolonga la vida útil del transductor. Este transductor funciona bien en equipos de limpieza de semiconductores, grabado húmedo y sistemas de suministro de productos químicos.
El Ashcroft 63 mm HPT ofrece un rendimiento y una fiabilidad excepcionales para los sistemas de suministro de productos químicos en las industrias de fabricación de semiconductores y electrónica. Está sometido a pruebas de fugas de nitrógeno para garantizar una integridad superior, mientras que su diseño compacto es ideal para instalaciones en espacios limitados. El manómetro está fabricado con piezas húmedas de fluoropolímero, lo que lo hace compatible con procesos que utilizan fluidos corrosivos o no contaminantes. En procesos no contaminantes, las piezas húmedas evitan la elución de iones metálicos, lo que resulta perfecto para procesos con agua ultrapura o desionizada.
Transmisores y transductores de presión de bajo diferencial para salas y espacios limpios
Muchos de nuestros transductores de presión diferencial -incluidos los DXLdp, CXLdp, AXLdp y GC30- están integrados con tecnología Si-GlasⓇ, que les ayuda a adaptarse a las necesidades de supervisión y control altamente críticas de las aplicaciones de presión diferencial ultrabaja. Los rangos de presión tan bajos como 0,05 pulg H2O (12,5 Pa) permiten el control más estricto a presiones increíblemente bajas.
Nuestros manómetros de la serie 1130 están diseñados para su incorporación en cajas de guantes, equipos de manipulación de obleas y paneles murales con rangos de presión diferencial tan bajos como 0,6 pulg. de H2O (150 Pa).
Preguntas frecuentes
¿Existen otras escalas y opciones de esfera para los manómetros HPX?
Sí, otras unidades de presión, rangos o diales personalizados pueden ser acomodados bajo petición, pero pueden estar sujetos a cantidades mínimas.
¿Existen otras conexiones de presión disponibles en los transmisores de presión ZT/ZX?
Bajo pedido, se pueden suministrar otros accesorios de presión (como racores para soldar/tubo o VCO), pero pueden estar sujetos a cantidades mínimas.
¿Cómo se envasan los productos Ashcroft de alta pureza?
Todos los instrumentos de alta pureza ZT/ZX y HPX se embalan en dos (2) bolsas de plástico (PE) purgadas con nitrógeno.
Confíe en los expertos de Ashcroft
En Ashcroft, estamos aquí para ayudarle a identificar la instrumentación de presión y temperatura adecuada. Hemos diseñado instrumentos de medición de presión para grabado con agua ultrapura y desionizada, panel de gas y sistemas de suministro de gas para aplicaciones de semiconductores.