¿Qué manómetros se utilizan en la fabricación de semiconductores?

Los distintos sistemas de fabricación de semiconductores requieren diferentes tipos de manómetros, ya que varían los medios de proceso, los riesgos de contaminación y las condiciones de funcionamiento. Los manómetros industriales pueden ser adecuados para los servicios generales de la planta, mientras que los sistemas de suministro de gases de alta pureza y de líquidos corrosivos suelen requerir instrumentos especializados.

Elegir el manómetro adecuado contribuye a garantizar una medición fiable de la presión, al tiempo que se cumplen los requisitos de limpieza, compatibilidad química y rendimiento de cada aplicación. 

Leer este artículo para descubrir:

• Por qué las plantas de semiconductores utilizan diferentes tipos de manómetros
• En qué casos son adecuados los manómetros industriales para los servicios de la planta
• Cuando se necesitan manómetros de alta pureza para el suministro de gas
• ¿Qué manómetros se utilizan para líquidos corrosivos y agua ultrapura?
• Cómo contribuyen los presostatos al funcionamiento de los sistemas de suministro de gas
• Qué hay que tener en cuenta a la hora de elegir un manómetro para cada aplicación

¿Por qué se utilizan diferentes tipos de manómetros en las instalaciones de semiconductores?  

Las instalaciones de semiconductores utilizan diferentes manómetros, ya que no existe un único instrumento adecuado para todos los sistemas de aire, gas y líquido. Los requisitos dependen de lo que se mida, del grado de sensibilidad del proceso a la contaminación y de las condiciones a las que debe soportar el instrumento.

Hay tres ámbitos de aplicación habituales que ilustran estas diferencias:

• Sistemas de servicios de la planta: Los sistemas de aire de uso general y otros sistemas de servicios compatibles pueden utilizar manómetros industriales cuando no se requiera una construcción especializada de alta pureza.
• Suministro de gases de alta pureza: Los sistemas de gases de proceso pueden requerir instrumentos sometidos a una limpieza especial y a pruebas de estanqueidad para ayudar a prevenir la contaminación y mantener la integridad del sistema.
• Tratamiento de líquidos: Los sistemas de suministro de productos químicos corrosivos y de agua ultrapura pueden requerir materiales no metálicos en contacto con el fluido para resistir el ataque químico y reducir los riesgos de contaminación.

El instrumento adecuado depende de los requisitos del punto de medición concreto, y no simplemente de su ubicación dentro de la instalación.

¿En qué instalaciones de los servicios de apoyo de las plantas de semiconductores se utilizan los manómetros industriales?

Los manómetros industriales se utilizan habitualmente en los sistemas de servicios de las plantas de semiconductores, donde los fluidos son compatibles con los materiales en contacto con el fluido del manómetro y no es necesaria una construcción especializada de alta pureza.

El aire comprimido y otros sistemas de servicios generales contribuyen al buen funcionamiento de las operaciones de fabricación. Aunque es importante que la medición de la presión sea fiable, es posible que estas aplicaciones no tengan los mismos requisitos de control de la contaminación que el suministro de gases de proceso de alta pureza.

Por ejemplo, el manómetro Ashcroft® 8008S puede ser adecuado para aplicaciones industriales compatibles.

A la hora de elegir un manómetro para estos sistemas, hay que tener en cuenta lo siguiente:

• Compatibilidad con los medios: Compruebe que los materiales en contacto con el medio sean adecuados para el aire, el gas o el líquido que se va a medir.
• Condiciones de funcionamiento: Evalúe el rango de presión, la temperatura, la vibración y las fluctuaciones de presión.
• Requisitos de instalación: Comprueba la conexión de proceso, el tamaño de la boca y la configuración de montaje.

No todos los puntos de medición de presión de una planta de semiconductores requieren un manómetro de alta pureza. Sin embargo, solo se debe utilizar un manómetro industrial cuando sus materiales, su construcción y su rendimiento cumplan los requisitos de la aplicación específica.

El flujo de aire y la presurización de las salas blancas son necesidades de medición independientes que pueden requerir el uso de instrumentos de presión diferencial. Para obtener más información, consulta ¿Cómo se supervisan los sistemas de aire en la fabricación de semiconductores?.

¿Cuándo se necesitan manómetros de alta pureza en los sistemas de suministro de gas para semiconductores?

Los manómetros de alta pureza se utilizan en los sistemas de suministro de gas para semiconductores, en los que el control de la contaminación, la estanqueidad y la compatibilidad de los materiales son fundamentales para el rendimiento del proceso.

La fabricación de semiconductores depende de los gases de proceso para operaciones como la deposición, el grabado y la limpieza. Dependiendo del gas y de la aplicación, las partículas no deseadas, la humedad u otros contaminantes pueden afectar a la uniformidad del proceso y a la calidad del producto.

Los manómetros de alta pureza pueden requerir características que van más allá de las que presentan los instrumentos industriales estándar, entre ellas:

• Limpieza especializada: Ayuda a eliminar partículas, aceites y residuos de fabricación antes de la instalación.
• Prueba de estanqueidad: Comprueba la integridad del instrumento de acuerdo con los requisitos de prueba especificados.
• Superficies en contacto con el medio controladas: Ayuda a mitigar los riesgos de contaminación asociados a las superficies internas de los instrumentos.
• Conexiones compatibles: Permite su instalación en sistemas de suministro de gases de alta pureza.

El manómetro de alta pureza Ashcroft® HPX, por ejemplo, utiliza componentes en contacto con el fluido fabricados en acero inoxidable 316L y está diseñado para aplicaciones como tubos de gas, analizadores de gases de proceso y sistemas de gas a granel. El HPX se limpia en un entorno de clase 100 y se somete a pruebas de fugas con helio.

Un manómetro de acero inoxidable no es automáticamente adecuado para aplicaciones de alta pureza. Su limpieza, diseño, pruebas de estanqueidad y conexiones deben cumplir los requisitos del sistema. Para obtener más orientación sobre la selección, lea ¿Cómo se selecciona un manómetro UHP para aplicaciones de semiconductores?

¿Qué manómetros se utilizan en los sistemas de líquidos corrosivos y de agua ultrapura?

Los manómetros con piezas en contacto con el fluido fabricadas en fluoropolímero se utilizan a menudo en sistemas de líquidos corrosivos y de agua ultrapura para semiconductores, en los que la compatibilidad química y el control de la contaminación son aspectos importantes.

Las aplicaciones de procesamiento de líquidos pueden implicar el uso de productos químicos agresivos para la limpieza de obleas, el grabado en húmedo y otras etapas de fabricación. Estos medios pueden dañar los componentes metálicos incompatibles o introducir contaminantes no deseados.

Los fluoropolímeros, como el PTFE y el PFA, resisten muchos productos químicos agresivos y ayudan a reducir el contacto directo entre los medios de proceso y los componentes metálicos en contacto con el fluido. Por ejemplo, el manómetro anticorrosión Ashcroft® HPT utiliza componentes en contacto con el fluido de PTFE y PFA, y está diseñado para sistemas de transporte de productos químicos, la fabricación de obleas, aplicaciones de agua ultrapura y procesos de galvanoplastia.

Entre los aspectos importantes a tener en cuenta a la hora de elegir figuran:

• Compatibilidad química: Comprueba que los materiales en contacto con el líquido sean adecuados para la sustancia química y la concentración específicas.
• Riesgos de contaminación: Determina si la contaminación por iones metálicos podría afectar al proceso.
• Limitaciones de funcionamiento: Evaluar la presión, la temperatura y el riesgo de permeación química.

El hecho de que esté fabricado con fluoropolímero no garantiza su compatibilidad con todas las sustancias químicas. Tampoco se recomienda el uso del Ashcroft HPT en aplicaciones con gas o a altas temperaturas. Para conocer más detalles sobre este instrumento, lee la reseña del manómetro Ashcroft HPT.

¿Cómo se elige el manómetro adecuado para cada sistema de semiconductores?

Para elegir el manómetro adecuado, lo primero es identificar el sistema, los medios del proceso y los requisitos de medición. La siguiente tabla resume las aplicaciones más habituales y las características de los instrumentos que pueden resultar adecuadas.

Figura 1. Ejemplos de manómetros Ashcroft utilizados en sistemas de fabricación de semiconductores

Estos ejemplos ilustran aplicaciones típicas, no requisitos universales. La selección de los instrumentos debe basarse en los fluidos específicos, el rango de presión, la temperatura, las especificaciones de limpieza y las condiciones de instalación.

Antes de tomar una decisión definitiva, pregúntate:

• ¿Qué se está midiendo? Identifica los medios del proceso y confirma la compatibilidad de los materiales en contacto con el producto.
• ¿Qué medidas de control de la contaminación son necesarias? Determina si se requiere una limpieza especializada, pruebas de estanqueidad o materiales no metálicos en contacto con el fluido.
• ¿Qué función debe realizar el instrumento? Decida si la aplicación requiere una indicación de presión local, una señal de conmutación o ambas.
• ¿Cumplirá el instrumento con los requisitos de funcionamiento? Compruebe el rango de presión, la precisión, los límites de temperatura y las conexiones de proceso.

¿Quiere saber más?

La fabricación de semiconductores implica distintos requisitos de medición de presión en los sistemas de servicios de la planta, el suministro de gases de alta pureza y los sistemas de procesamiento de líquidos. Saber dónde resulta adecuado cada instrumento puede ayudarte a seleccionar un manómetro que garantice un funcionamiento fiable sin introducir una complejidad innecesaria.

Para obtener más información sobre cómo seleccionar instrumentos de medición de presión para tus aplicaciones de semiconductores, consulta nuestros recursos relacionados o póngase en contacto con un experto en productos de Ashcroft para que le ayude. Mientras tanto, descargue nuestra guía.