Los procesos de alto vacío son la base de muchos pasos críticos en la producción de chips y semiconductores. En entornos altamente sensibles, en los que incluso las partículas más pequeñas pueden alterar los procesos o dañar los componentes, son esenciales la máxima precisión, pureza y repetibilidad. Festo ofrece soluciones de automatización que se adaptan exactamente a estos requisitos: tecnológicamente punteras, fiables y compatibles con las salas blancas.
Las aplicaciones típicas en alto vacío incluyen procesos como la deposición, el grabado o la implantación iónica. Suelen tener lugar en márgenes de presión entre 10-⁶ y 10-⁸ mbar y plantean las máximas exigencias en cuanto a resistencia del material, control de la temperatura, velocidad y precisión de repetición del control del gas de proceso. Con componentes innovadores y soluciones de sistema, Festo ayuda a sus clientes a garantizar la calidad de sus procesos, minimizar los tiempos de parada y alcanzar el máximo rendimiento. Ya se trate de válvulas de gas de temperatura estable, manipulación de obleas con bajo contenido de partículas o actuadores de bajo consumo, suministramos soluciones que pueden integrarse perfectamente en los sistemas existentes y, al mismo tiempo, ofrecen margen para un mayor desarrollo tecnológico.
La inundación con nitrógeno de los FOUP para obleas de 300 mm consiste en lavar el contenedor de transporte para evitar la oxidación y la contaminación por partículas. En los EFEM, se genera un flujo laminar que arrastra las partículas hacia abajo dentro del Módulo EFEM, garantizando así que no haya partículas en la oblea.
Nuestros productos: válvulas de alta eficiencia con tecnología piezoeléctrica como VEAD, VEFC, VEMD.
En la cámara de carga entre la zona atmosférica y el alto vacío, el llamado Load-Lock, a presión atmosférica, se introduce una oblea, se evacua y se coloca en la cámara de transferencia. Las obleas terminadas también se devuelven al EFEM de esta forma. Para ello, se vuelve a presurizar suavemente el Load-Lock. Las válvulas de Festo controlan con precisión el proceso de regeneración siguiendo curvas de presión predefinidas. Así se evitan turbulencias, tensiones térmicas y se reducen las cargas mecánicas.
Productos recomendados: válvula reguladora de caudal VEAD, regulador de caudal másico VEFC
Festo apuesta por un “pórtico invertido” para la manipulación de obleas entre el FOUP y el Load-Lock. Este robot cartesiano garantiza un movimiento seguro y rápido de las obleas en un entorno atmosférico. La solución ocupa poco espacio y es ideal para integrarla en los EFEM existentes.
Productos recomendados: eje eléctrico ELGD
Cada cámara de proceso tiene una o más cajas de gas asociadas. Es la parte del sistema en la que se controlan los gases de proceso necesarios o se fabrican mezclas de gases mediante válvulas de acero inoxidable de gran pureza.
Para esta aplicación, Festo ofrece válvulas especiales que cumplen los requisitos de espacio de instalación, vida útil y reproducibilidad de las velocidades de conmutación.
Productos recomendados: terminal de válvulas VTOC, válvula simple MH1
En los sistemas de deposición de capas atómicas (ALD), las exigencias a las válvulas de gas son especialmente elevadas. El proceso requiere, en el plazo de unos pocos milisegundos,una secuencia siempre idéntica con la máxima precisión de repetición: la introducción de los gases de proceso, seguida de un lavado con gas inerte. Las altas temperaturas de los fluidos gaseosos suponen una gran carga para la tecnología de válvulas. Como solución ideal para un proceso ALD repetible y estable, la válvula de respuesta rápida especial MH2 para el control piloto de las válvulas para fluidos está certificada para temperaturas ambiente de hasta 120 °C.
Productos recomendados: válvula de respuesta rápida MH2
El Wafer-Pin-Lift en alto vacío permite un posicionamiento de la oblea con pocas vibraciones dentro de la cámara de proceso, ya sea con un actuador o con 3 actuadores sincronizados. También es posible realizar el movimiento de posicionamiento del sustrato sin vibraciones con una precisión de hasta un micrómetro. Las soluciones neumáticas funcionan con bajas vibraciones y evitan así el llamado Wafer Walk. La ventaja de la solución de Festo es que el sistema reconoce la fuerza necesaria para levantar la oblea del ESC. Esto reduce significativamente el riesgo de microfisuras en la oblea o incluso su rotura completa. La solución neumática es más compacta que los sistemas eléctricos y reduce los componentes eléctricos cercanos a la cámara, como los motores, ya que el terminal de válvulas necesario y su control pueden colocarse a mayor distancia de la cámara de proceso.
Productos recomendados: terminal de válvulas VTEP, unidad de control CPX-E, sensor SDAT
La solución reduce de forma considerable las vibraciones al abrir y cerrar las válvulas de compuerta, también conocidas como válvulas de transferencia o de hendidura. El sistema permite un arranque y un frenado suaves sin afectar a la duración del ciclo. Las válvulas angulares (Angle valves) también pueden regularse eficazmente de este modo.
El Pedestal-Lift se utiliza sobre todo en sistemas de revestimiento. El sistema garantiza que el sustrato o la oblea en la cámara de proceso se alinee en la posición correcta en relación con el plasma y el showerhead.
Además de las soluciones eléctricas, también ofrecemos la opción de realizar la alineación con un actuador neumático. La ventaja es que las soluciones neumáticas suelen ocupar menos espacio y reducen el uso de fuentes de calor, como controladores del motor o motores.
La temperatura exacta es crucial en muchos procesos de fabricación de semiconductores. Por un lado, el Wafer Chuck electrostático (ESC) debe calentarse con precisión para que las obleas alcancen la temperatura necesaria para unos procesos estables y seguros. Por otra parte, los componentes del sistema, como el generador de plasma o la cámara de proceso, necesitan refrigeración para funcionar de forma fiable a largo plazo. La válvula VZXA regula de forma fiable los fluidos de refrigeración y calefacción entre -80 °C y +100 °C. Las válvulas se pueden utilizar de forma flexible: como válvulas individuales o en bloques de válvulas personalizados.
Productos recomendados: válvula de asiento inclinado VZXA
Cada cámara de proceso, así como el Load-Lock y la cámara de transferencia, tienen una tapa que puede abrirse en caso necesario. La tapa debe poder abrirse y cerrarse con seguridad para los trabajos de mantenimiento o de asistencia técnica. Festo ofrece soluciones eléctricas y neumáticas que pueden integrarse de forma flexible en los sistemas existentes. En caso necesario, pueden completarse con la ingeniería de seguridad.
Supere los retos de su producción de semiconductores con nuestras soluciones de automatización personalizadas para aplicaciones de vacío. Esto le permite estabilizar de forma sostenible sus procesos actuales al tiempo que aumenta la calidad y los tiempos de ciclo y maximiza el rendimiento.
Con nuestras tecnologías, apuesta por una calidad que se traduce en ventajas competitivas rentables:
En el artículo de nuestro blog “Reduzca el consumo de nitrógeno gracias a las válvulas con tecnología piezoeléctrica”, podrá descubrir cómo puede reducir el consumo de nitrógeno hasta un 75% en el lavado de FOUPs conVEFC yVEAD. Estas válvulas han sido especialmente desarrolladas para la dosificación de gases inertes y ofrecen ventajas como una alta dinámica, baja generación de partículas y una larga vida útil.
En la producción de semiconductores, los procesos de alto vacío y los equipos de producción de obleas (WFE), como la deposición, la implantación iónica o el grabado en seco, exigen unos niveles de pureza, desgasificación y fiabilidad especialmente elevados. Ofrecemos soluciones de automatización especialmente desarrolladas para este fin: actuadores, válvulas y sistemas de manipulación compatibles con el vacío que funcionan con precisión y seguridad incluso en condiciones extremas, como altas temperaturas o fluidos agresivos. Nuestros componentes generan pocas partículas y pueden integrarse con flexibilidad incluso en espacios de instalación reducidos. Con nuestros muchos años de experiencia en la industria de semiconductores, le ayudamos a diseñar procesos eficaces, reproducibles y a prueba de fallos.
La manipulación segura de los gases de proceso es esencial en los procesos de alto vacío. Los gases implicados suelen ser corrosivos o reactivos y siempre perjudiciales para la salud. Por regla general, una introducción precisa con la mejor exactitud de repetición posible es la clave del éxito de la etapa de proceso correspondiente. Esto es válido independientemente de si se trata de un gas portador, un gas de limpieza o el propio gas de proceso para un proceso de grabado o un proceso ALD (deposición de capas atómicas) altamente dinámico. Festo le ofrece la solución adecuada para la regulación económica de sus válvulas neumáticas UHP, como los clásicos gas sticks o las válvulas ALD para aplicaciones de alta temperatura. Disponemos de la tecnología de válvulas adecuada para cada aplicación.
El control inteligente de las válvulas de hendidura, las válvulas de compuerta y las válvulas de transferencia reduce significativamente las vibraciones en la herramienta y también minimiza la generación de partículas y el “particle stuttering”. Esto también protege la junta de la válvula. Además de las válvulas de hendidura y de transferencia, las válvulas angulares (angle valves) también pueden regularse neumáticamente. Otra aplicación importante es la regeneración de cámaras de vacío, como los Load-Locks. Los económicos Mass Flow Controllers (MFC) de Festo para gases inertes regeneran de forma fiable y cuidadosa.
Tanto si se trata de obleas de silicio de 300 mm, obleas de SiC de 150/200 mm o paneles en Advanced Packaging, ofrecemos soluciones especializadas para la manipulación de sustratos. Nuestro Pin-Lift neumático es una aplicación central para cámaras de algo vacío. Esto permite mover suavemente las obleas de un extremo a otro o posicionarlas en el proceso a un nivel micrométrico, con una fuerza controlada, un aporte mínimo de energía y sin controladores del motor adicionales cerca de la cámara. Otras soluciones abarcan los sistemas elevadores de zócalo (Pedestal Lifts), así como eefectores finales compactos para obleas con alineadores integrados para una alineación precisa en espacios reducidos.
El control preciso de la temperatura de los gases de proceso, los sustratos y los componentes del proceso es crucial para la calidad de los procesos de revestimiento y grabado. El aumento de las temperaturas plantea retos cada vez mayores a los fabricantes de semiconductores. Ofrecemos soluciones inteligentes de control de la temperatura con las que, por ejemplo, se pueden refrigerar o atemperar de forma segura y eficaz Wafer Chucks (Electrostatic Chucks / ESC), cámaras de proceso o incluso fuentes de plasma o generadores de RF. Nuestros sistemas permiten un control fiable de la temperatura para conseguir procesos estables, un mayor rendimiento y una vida útil más larga de sus instalaciones.