Les procédés sous ultra-vide constituent la base de nombreuses étapes critiques de la fabrication de puces et de semi-conducteurs. Dans les environnements hautement sensibles, où même les particules les plus infimes peuvent perturber les procédés ou endommager les composants, une précision, une pureté et une répétabilité maximales sont essentielles. Festo propose pour cela des solutions d'automatisation qui répondent précisément à ces exigences - à la pointe de la technologie, fiables et résolument adaptées aux salles blanches.
Parmi les applications courantes sous ultra-vide, on trouve des procédés tels que le dépôt, la gravure ou l'implantation ionique. Elles sont généralement exécutées dans des plages de pression comprises entre 10-⁶ et 10-⁸ mbar et imposent des exigences très strictes en matière de résistance des matériaux, de régulation de la température, de rapidité et de répétabilité du contrôle des gaz de procédé. Avec des composants et des solutions système innovants, Festo aide ses clients à garantir la qualité de leurs procédés, à minimiser les temps d'arrêt et à obtenir les meilleurs rendements. Qu'il s'agisse de distributeurs de gaz thermorésistants, du transfert de wafers à faible émission de particules ou d'actionneurs à haute efficacité énergétique – nous fournissons des solutions qui s’intègrent parfaitement aux installations existantes tout en offrant un potentiel d’évolution technologique.
Le rinçage à l’azote des FOUP pour wafers de 300 mm consiste à purger le conteneur de transport afin d’éviter l’oxydation et la contamination particulaire. Dans le cas des EFEM, un débit laminaire est généré, ce qui entraîne les particules vers le bas à l'intérieur du module EFEM, garantissant ainsi l'absence de particules sur le wafer.
Nos produits : distributeurs à haut rendement avec technologie piézoélectrique comme VEAD, VEFC, VEMD.
Le sas entre la zone atmosphérique et l'ultra-vide, appelé Load-Lock, à la pression atmosphérique, un wafer est inséré,évacué puis placé dans la chambre de transfert. Les wafers traités reviennent ainsi dans l'EFEM. Pour ce faire, le Load-Lock est à nouveau soumis à une pression douce. Les distributeurs Festo contrôlent le procédé de régénération avec précision le long de courbes de pression prédéfinies. Ceci permet d'éviter les turbulences, les tensions thermiques et de réduire les sollicitations mécaniques.
Produits recommandés : régulateur de débit VEAD, régulateur de débit massique VEFC
Pour transférer les wafers entre le FOUP et le Load-Lock, Festo mise sur un « portique inversé ». Ce robot cartésien garantit le déplacement sûr et rapide des wafers dans un environnement atmosphérique. La solution est peu encombrante et idéale pour l'intégration dans les EFEM existants.
Produits recommandés : axe électrique ELGD
Chaque chambre de procédé possède une ou plusieurs boîtes à gaz associées. Il s'agit de la partie de l'installation dans laquelle les gaz de procédé nécessaires sont commandés ou des mélanges de gaz sont produits à l'aide de distributeurs en acier inoxydable ultra-propres.
Festo propose pour cette application des distributeurs spéciaux qui répondent aux exigences d'encombrement, de durée de vie et de reproductibilité des vitesses de commutation.
Produits recommandés : terminal de distributeurs VTOC, distributeur simple MH1
Dans les installations de dépôt de couches atomiques (ALD), les exigences imposées aux distributeurs de gaz sont particulièrement élevées. Le procédé exige, en quelques millisecondes, une exécution toujours identique avec une précision de répétabilité maximale : l’introduction des gaz de procédé, suivie du rinçage avec un gaz inerte. Les températures élevées des fluides gazeux représentent une contrainte importante pour la technologie des distributeurs. Solution idéale pour un procédé ALD répétitif et stable, le distributeur à commutation rapide spécial MH2 est certifié pour piloter les distributeurs de fluide à des températures ambiantes jusqu'à 120 °C.
Produits recommandés : distributeur à commutation rapide MH2
Le Pin-Lift du wafer sous ultra-vide permet un positionnement sans vibrations du wafer à l'intérieur de la chambre de procédé. Il est possible de travailler avec un actionneur ou 3 actionneurs synchronisés. Le mouvement de positionnement du substrat sans vibration est également possible avec une précision au micromètre près. Les solutions pneumatiques fonctionnent avec peu de vibrations et évitent ainsi le déplacement du wafer. L'avantage de la solution de Festo est la reconnaissance par le système de la force nécessaire pour soulever le wafer de l'ESC. Le risque de microfissures dans le wafer, voire de rupture complète, est ainsi considérablement réduit. La solution pneumatique est plus compacte que les systèmes électriques et réduit les composants électriques, comme les moteurs à proximité de la chambre, car le terminal de distributeurs nécessaire et sa commande peuvent être positionnés à une plus grande distance de la chambre de procédé.
Produits recommandés : terminal de distributeurs VTEP, commande CPX-E, capteur SDAT
Cette solution réduit considérablement les vibrations à l’ouverture et à la fermeture des Gate-Valves, également appelées distributeurs de transfert ou distributeurs à fente. Le système permet de démarrer et de freiner en douceur, sans compromettre le temps de cycle. Les distributeurs d'angle peuvent également être régulés efficacement de cette façon.
Le levage sur socle est disponible en particulier dans les installations de dépôt. Le système garantit que le substrat, ou le wafer, est correctement positionné dans la chambre de procédé par rapport au plasma et à la plaque de diffusion (showerhead).
Outre les solutions électriques, nous offrons la possibilité de réaliser l'alignement avec un actionneur pneumatique. Les solutions pneumatiques présentent l’avantage d’un encombrement réduit, tout en éliminant des sources de chaleur telles que le moteur ou le contrôleur de moteur.
La précision de la température est déterminante dans de nombreux procédés de fabrication de semi-conducteurs. D’une part, le Wafer Chuck électrostatique (ESC) doit être chauffé avec une grande précision afin d’amener les wafers à la température requise pour garantir des procédés stables et sûrs. D'autre part, les parties de l'installation, comme le générateur de plasma ou la chambre de procédé, exigent un refroidissement pour pouvoir fonctionner efficacement sur la durée. Le distributeur VZXA régule efficacement les fluides de refroidissement et de chauffage entre -80 °C et +100 °C. Les distributeurs peuvent être utilisés de manière autonome ou sous forme de blocs de distributeurs spécifiques au client.
Produits recommandés : distributeur à siège incliné VZXA
Chaque chambre de procédé ainsi que le Load-Lock et la chambre de transfert sont pourvus d'un couvercle qui peut être ouvert si nécessaire. Le couvercle doit pouvoir s'ouvrir et se fermer en toute sécurité en cas de maintenance et d'entretien. Festo propose des solutions électriques et pneumatiques qui s'intègrent facilement dans les installations existantes. La technique de sécurité peut être ajoutée si nécessaire.
Relevez les défis de votre production de semi-conducteurs grâce à nos solutions d'automatisation sur mesure pour les applications sous vide. Vous pouvez ainsi stabiliser durablement vos procédés en cours tout en améliorant la qualité et la cadence et en maximisant le rendement.
Avec nos technologies, vous misez sur la qualité. Un choix payant face à la concurrence :
Dans notre article de blog « Réduire la consommation d'azote grâce aux distributeurs à technologie piézoélectrique », vous découvrirez comment VEFC et VEAD permettent de réduire jusqu'à 75 % la consommation d'azote lors du rinçage des FOUP. Ces distributeurs ont été spécialement conçus pour le dosage des gaz inertes et offrent des avantages, comme une dynamique élevée, une faible génération de particules et une longue durée de vie.
Dans la fabrication de semi-conducteurs, les procédés sous ultra-vide ainsi que les équipements de traitement en amont des wafers (WFE), tels que la déposition, l’implantation ionique ou la gravure à sec, imposent des exigences particulièrement élevées en matière de propreté, de dégazage et de fiabilité Nous proposons des solutions d'automatisation spécialement conçues à cet effet : des actionneurs, distributeurs et systèmes de transfert compatibles avec le vide, qui fonctionnent avec précision et en toute sécurité, même dans des conditions extrêmes - par exemple à haute température ou avec des fluides agressifs. Nos composants émettent peu de particules et peuvent être intégrés de manière flexible, même dans des espaces de montage réduits. Puisant dans notre riche expérience des semi-conducteurs, nous vous aidons à concevoir des procédés efficaces, reproductibles et à l'épreuve des dysfonctionnements.
Dans les procédés sous ultra-vide, le transfert en toute sécurité des gaz de procédé est essentielle. Les gaz sont généralement soit corrosifs, soit réactifs et toujours nocifs pour la santé. En règle générale, l'introduction précise avec la meilleure répétabilité possible est la clé du succès de chaque étape du procédé. Ceci s’applique indépendamment du fait qu’il s’agisse d’un gaz porteur, d’un gaz de nettoyage ou du gaz de procédé proprement dit, utilisé pour un processus de gravure ou un procédé ALD (Atomic Layer Deposition) hautement dynamique. Festo vous propose la solution idéale pour la régulation économique de vos distributeurs pneumatiques UHP, comme les modules de distribution de gaz classiques ou les distributeurs ALD pour les applications à haute température. Nous avons la technique de distributeur adaptée à chaque application.
La commande intelligente des distributeurs à fente, des Gate-Valves et des distributeurs de transfert permet, d’une part, de réduire largement les vibrations dans l’équipement et, d’autre part, de diminuer la génération de particules ainsi que le phénomène de décollement saccadé des particules. De plus, le joint d'étanchéité du distributeurest préservé. Outre les distributeurs à fente et de transfert, les distributeurs d'angle peuvent également faire l'objet d'une régulation pneumatique adaptée. Une autre application importante est la régénération des chambres à vide, comme les Load-Locks. Les contrôleurs de débit massique (MFC) économiques de Festo pour les gaz inertes régénèrent efficacement et en douceur.
Qu'il s'agisse de wafers de silicium 300 mm, de wafers SiC 150/200 mm ou de panneaux pour l'Advanced Packaging, nous proposons des solutions spécialisées pour le transfert des substrats. Le Pin-Lift pneumatique pour les chambres sous ultra-vide constitue une application centrale. Elle permet de déplacer les wafers en douceur de bout en bout ou de les positionner dans le procédé au micromètre près - avec une force régulée, un apport d'énergie minimal et sans contrôleur de moteur supplémentaire près de la chambre. D'autres solutions comprennent des systèmes de levage sur plateaux ainsi que des effecteurs terminaux de wafers compacts avec aligneurs intégrés pour un alignement précis dans un espace restreint.
Le contrôle précis de la température des gaz de procédé, des substrats et des composants de procédé est essentiel pour la qualité des procédés de revêtement et de gravure. L'augmentation des températures impose des défis toujours plus complexes aux fabricants de semi-conducteurs. Nous proposons à cet effet des solutions de thermorégulation intelligentes qui permettent par exemple de refroidir ou de thermoréguler efficacement et en toute sécurité les Wafer Chucks (plateaux électrostatiques / ESC), les chambres de procédé ou encore les sources de plasma ou les générateurs RF. Nos systèmes garantissent un contrôle fiable de la température – pour des procédés stables, un rendement accru et une durée de vie prolongée de vos installations.