¿Qué factores determinan el mejor transductor de presión para semiconductores?

Este artículo se publicó originalmente el 9 de agosto de 2021 y se actualizó el 5 de junio de 2023.

La industria de los semiconductores afecta a casi todos los aspectos de nuestra vida actual. Su teléfono móvil, su ordenador, su televisor, su coche y cualquier otro dispositivo electrónico que utilice cada día dependen de las aplicaciones de los semiconductores para existir. Pero estas exigentes aplicaciones requieren equipos e instrumentos especializados de gran pureza para funcionar de forma segura, eficiente y adecuada.

Los transductores de presión (y los transmisores de presión, pero para simplificar, en este artículo me referiré a ellos como "transductores de presión") son cruciales para el proceso de los semiconductores, pero sólo si se fabrican de una determinada manera para soportar entornos peligrosos. ¿Cómo saber cuál es el mejor transductor de presión para semiconductores?

En este artículo, hablaré de lo que implica el proceso de aplicación de semiconductores y de cuál es el mejor transductor de presión para semiconductores que se puede utilizar en estos procesos, para que pueda encontrar el equipo adecuado para su aplicación.

El proceso semiconductor

Como ya sabrá, el proceso de los semiconductores implica la transformación muy 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 que se utilizarán en dispositivos electrónicos. Este proceso de producción debe llevarse a cabo en un entorno de sala blanca de gran pureza para evitar que los residuos dañen los circuitos.

Se espera que la industria mundial de semiconductores siga creciendo con fuerza en los próximos años, por lo que los proveedores de semiconductores se enfrentan al reto de mejorar la oferta para satisfacer la demanda, especialmente de materiales en tecnologías emergentes como la inteligencia artificial (IA), la conducción autónoma, el Internet de las Cosas (IoT) y el 5G, es decir, aumentar la densidad de transistores, mejorar la fiabilidad y reducir los costes de producción y compra.

Muchas aplicaciones necesitan el proceso de semiconductores, como el CVD (deposición química en fase vapor, o uso de un gas portador para diluir un gas tóxico), la fotolitografía, el grabado en seco, el grabado en húmedo y la limpieza de obleas. Pero la instrumentación de presión utilizada debe ser de cierta calidad para manejar estos delicados entornos.

Los equipos e instrumentos utilizados en estos procesos deben fabricarse de una determinada manera, por lo que vamos a hablar del tipo de transductor de presión que se necesita para la industria de semiconductores.

Factores críticos de los transductores de presión en aplicaciones de semiconductores

Hay muchos factores que hacen que un transductor de presión sea apropiado para un proceso semiconductor peligroso:

Control de la contaminación

Para reducir costes y aumentar el rendimiento, la fabricación de semiconductores se enfrenta continuamente al reto de aumentar la cantidad y densidad de los circuitos que caben en cada oblea. Esto se consigue reduciendo constantemente las características y patrones de la propia oblea, lo que suele denominarse tamaño mínimo de las características y se mide en nanómetros (nm).

A principios de la década de 1990, este tamaño mínimo era de 350 nm (aproximadamente ^1/250 de la anchura de un cabello humano). En 2021, ¡los procesos más finos se han reducido hasta 5 nm!

Para seguir fabricando patrones de circuitos cada vez más pequeños, es necesario un control exhaustivo de la contaminación durante el proceso de fabricación de semiconductores para evitar que incluso las partículas extrañas más pequeñas creen defectos y daños en las superficies expuestas de las obleas.

Superficies lisas

Los transductores de presión que miden y controlan los gases de pureza ultra alta utilizados en el proceso de semiconductores deben estar diseñados a propósito para no introducir ni atrapar partículas extrañas en el interior de sus cavidades. La parte de los transductores de presión expuesta a los gases UHP debe limpiarse a fondo y tener un servicio brillante y liso.

Las superficies lisas reducen la superficie expuesta al proceso y disminuyen la posibilidad de que la humedad o partículas extrañas se adhieran al servicio del instrumento durante la instalación y después de un uso repetido.

Material de alta calidad

El material utilizado en la construcción de los transductores de presión debe ser compatible con el medio del proceso y de una calidad extremadamente alta. Los grados de acero inoxidable 316L de alta pureza son los más utilizados para los transductores de presión debido a su alta resistencia a la corrosión, así como su resistencia a la fragilización por hidrógeno, que puede afectar a la seguridad a largo plazo, la repetibilidad y la estabilidad de los transductores de presión.

Homologaciones de seguridad

Además, los gases de los semiconductores pueden ser inflamables, tóxicos y explosivos, por lo que debe realizarse una cuidadosa selección de un transductor de presión con las aprobaciones adecuadas para seguridad intrínseca o ubicaciones no incendiarias, a fin de abordar los problemas de seguridad críticos.

No nos gusta presionarle, pero tenemos más información.

Ahora que conoce mejor las exigencias de las aplicaciones de semiconductores en sus instrumentos a presión, debería estar preparado para comprar. Estos procesos requieren instrumentos limpios de gran pureza y el máximo cuidado para garantizar que no se dañen los materiales.

Ashcroft ofrece el ZT12 y ZX12 para la industria de semiconductores. Las superficies de contacto de gas son todas de acero inoxidable 316L y electropulidas para minimizar el área de superficie y ayudar a eliminar las impurezas dentro del proceso.

Estos productos son compatibles con numerosos gases de proceso y demuestran una estabilidad extremadamente alta para la medición de procesos a largo plazo. El ZX12 cuenta con homologaciones ATEX e IECEX para zonas peligrosas.

La empresa matriz de Ashcroft Nagano Keiki fabrica sensores de presión utilizando estos procesos de semiconductores en la propia empresa, que es su industria más activa. Nagano Keiki ha vendido sus productos de pureza ultra alta durante más de 30 años, lo que les convierte en expertos en lo que necesitan los clientes de la industria de semiconductores.

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En Ashcroft, estamos comprometidos a ayudar a los clientes a seleccionar y obtener los instrumentos adecuados para sus necesidades. Ya sea que necesite ayuda para elegir los instrumentos para un nuevo proceso u operación, o si necesita algo personalizado para su aplicación específicalo tenemos cubierto.

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