De A à B sans oxygène

Article du 29 avril 2020 

Transporter des wafers sans oxygène

Qu’il s’agisse de capteurs et d’électronique pour les véhicules, de smartphones, de lampes à économie d’énergie ou de réfrigérateurs : les semiconducteurs sont indispensables dans de nombreux appareils électriques. Les wafers (de l’anglais – fine tranche de pain) jouent un rôle important dans la production de semiconducteurs. Les galettes d’environ un millimètre d’épaisseur servent de plaque de base pour les structures et les éléments électroniques tels que les circuits ou les revêtements photoélectriques. Les grands défis sont le transport et le stockage des wafers sans oxygène. La solution : un réservoir avec un apport permanent et constant en azote.

Pour être utilisés dans les capteurs, les ordinateurs, les robots culinaires et autres, les wafers sont obtenus à partir d’un bloc de matière première, appelé lingot, puis transformés en micropuces. Les galettes sont généralement faites d’un semi-métal, comme le silicium. La plus grande prudence s’impose dans l’usinage des semiconducteurs. Comme des éléments de l’ordre du micro ou même du nanomètre sont appliqués, aucune impureté, quelle qu’elle soit, ne peut se retrouver sur les galettes. Même un seul cheveu humain ou une seule pellicule peut rendre le produit final inutilisable. C’est pourquoi nous travaillons dans des conditions de propreté strictes dans une salle blanche.

Transport sans oxygène dans le FOUP

Une attention particulière est requise pour le transport des galettes d’une station de traitement à l’autre. Dès que les wafers entrent en contact avec l’oxygène, ils s’oxydent et deviennent inutilisables.

De A à B, les galettes sont transportées dans un Front Opening Unified Pod (acronyme : FOUP). Ce réservoir spécial est spécialement conçu pour le transport dans une salle blanche. Le FOUP est alimenté en permanence en azote et est donc exempt d’oxygène. Il est important que l’azote soit fourni de manière constante sur tout le laps de temps. Même de petites fluctuations peuvent détruire les galettes sensibles.

Apport constant en azote grâce au système N2 Purge

Festo propose le système N2 Purge pour un apport constant d’azote dans les réservoirs. Pour cette solution, un régulateur de débit pré-assemblé alimente en permanence le FOUP en azote inerte. Un distributeur piézoélectrique et un capteur de débit assurent un débit d’azote précis et économe en énergie grâce à une technique de régulation parfaitement adaptée.

Le système N2 Purge de Festo empêche l’oxygène d’oxyder les wafers.
Le système N2 Purge de Festo empêche l’oxygène d’oxyder les wafers.

En outre, la conception du distributeur piézoélectrique réduit le risque de contamination du flux de gaz par l’abrasion des particules. La valeur maximale est d’environ une particule de la taille de 0,1 micromètre par circuit alors que les solutions conventionnelles produisent cinq fois plus de particules. De cette manière, un apport constant en azote est assuré tout au long du processus.