La production de semi-conducteurs impose des exigences élevées en mesure de pression. Les transducteurs de pression y sont, par exemple, déployés dans une conception UHP « ultra haute pureté ». Cet article explique pourquoi de tels instruments de haute qualité sont nécessaires et quelles propriétés ils doivent posséder.
Lors de la production de semi-conducteurs, les transducteurs de pression sont exposés à des gaz hautement agressifs, toxiques ou même pyrophoriques, c’est-à-dire des gaz inflammables à température ambiante. Cela s’applique, par exemple, au « dépôt chimique en phase vapeur » (CVD), dans lequel un matériau en couche est déposé sur un substrat de silicium. Compte tenu des étapes sensibles du process, l’ensemble du process de fabrication des circuits microscopiques des puces modernes doit être très pur. En outre, il ne doit pas y avoir de danger de fuite de gaz.
Pour les applications dans l’industrie des semi-conducteurs, WIKA a développé les transducteurs de pression UHP de la série WU. En ce qui concerne la sécurité des personnes et de l’environnement, ainsi que le bon déroulement de la production, trois critères sont essentiels pour ces capteurs :
Les transducteurs de pression UHP de la série WU de WIKA répondent aux critères d’application de la production de semi-conducteurs.
La pureté
Lors de la production de transducteurs de pression UHP, le plus haut niveau de propreté est essentiel afin d’exclure toute contamination. Les transducteurs destinés à la production de semi-conducteurs sont donc fabriqués dans une salle blanche conforme à la norme ISO 5. Ensuite, un double nettoyage est effectué pour éliminer les résidus de production : d’abord avec de l’eau distillée, puis avec de l’isopropanol. Après le séchage, un autre rinçage suit, cette fois avec du gaz ultra pur. L’instrument est ensuite mis dans un double sachet : Ce « double ensachage » permet d’introduire proprement les transducteurs de pression dans la salle blanche du client.
L’étanchéité
Toute la famille de produits UHP présente des taux de fuite extrêmement faibles. Ceux-ci sont obtenus grâce à des process de soudage orbital soigneusement contrôlés. Pour le prouver, tous les appareils subissent un test d’étanchéité à l’hélium. Une attention particulière est accordée à la connexion entre les transducteurs de pression UHP et l’application, notamment au niveau du joint. Les joints en polymère conventionnels ne sont définitivement pas adaptés en raison des exigences de pureté. Ils dégageraient des gaz et contamineraient ainsi le process. L’alternative consiste à utiliser des raccords filetés avec des lèvres d’étanchéité entre lesquelles est placé un joint métallique. Ce joint est fabriqué dans un matériau plus souple que le raccord fileté lui-même et s’adapte donc au contour de la lèvre d’étanchéité. Le raccordement au process est ainsi sécurisé.
Le matériau
En raison de la pureté requise dans la production de semi-conducteurs, les transducteurs de pression UHP doivent conserver une qualité de surface correspondante. Pour ce faire, on utilise un acier inoxydable particulièrement homogène et sans inclusion. Ce matériau, connu sous le nom de « double fusion », obtient ses propriétés de haute qualité en fondant sous vide. L’électropolissage garantit une surface lisse et uniforme des pièces en contact avec le produit. Pour ce faire, les pièces sont placées dans une solution électrolytique et connectées en tant qu’anode. La réaction électrochimique à ce procédé a un double effet : elle entraîne l’enlèvement de matière, ce qui donne une surface avec une rugosité moyenne de ≤ 13 µm. Dans le même temps, une couche d’oxyde se forme, qui passive la surface. Les pièces en acier inoxydable présentent ainsi une résistance accrue à la corrosion et aux piqûres.
Note
Vous trouverez de plus amples informations sur nos capteurs de pression UHP sur notre site WIKA. Si vous avez des questions, votre interlocuteur se fera un plaisir de vous aider.