Les semi-conducteurs sont un élément essentiel de notre monde moderne et joueront un rôle décisif à l'avenir. Ils constituent la base du développement de technologies telles que les smartphones, les ordinateurs, les véhicules électriques, les énergies renouvelables et l'intelligence artificielle. La régulation de température joue un rôle décisif dans la production de semi-conducteurs pour répondre aux exigences les plus élevées en matière de précision et d'efficacité. Pour surmonter les défis rencontrés dans la fabrication de micropuces, LAUDA propose des solutions innovantes de régulation de température.
Les wafers constituent le fondement de l'électronique moderne. Ces fines tranches de matériau semi-conducteur de haute pureté, comme le silicium, sont utilisées comme base pour la fabrication de micropuces. La qualité et la pureté des wafers sont cruciales pour la performance des composants montés sur ceux-ci.
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Vous êtes à la recherche d’un système de régulation de température adapté à votre application dans l’industrie des semi-conducteurs ? Alors prenez contact avec nous dès maintenant. Ensemble, nous trouverons la solution adaptée à votre application.
En lithographie, la lumière UV brille à travers un masque et est réduite pour créer un motif microscopique sur le wafer grâce à l'utilisation de photoréserve. Les matériaux se dilatent lorsqu'ils sont chauffés et se contractent lorsqu'ils sont refroidis. Cela s'applique également aux photomasques, aux lentilles d'exposition et aux wafers en lithographie. Même de légères variations de température peuvent modifier les dimensions de la structure sur un wafer, ce qui peut entraîner des variations dimensionnelles affectant la précision et la répétabilité des motifs projetés.
La génération d'un faisceau laser est produite par une énorme quantité d'énergie, qui doit être régulée sous forme de chaleur résiduelle. Des refroidisseurs à recirculation fiables tels que les unités LAUDA Ultracool empêchent la surchauffe du module laser.
> LAUDA est votre partenaire pour le refroidissement du générateur laser.
La précision des platines porte-wafer et des systèmes de mesure peut être affectée par le fonctionnement et la génération de chaleur qui en résulte. Une régulation de température précise est nécessaire pour éviter la dilatation thermique et garantir que la précision de positionnement soit maintenue dans la gamme du nanomètre.
> LAUDA est votre partenaire pour le refroidissement de la platine porte-wafer.
En raison des puissances de rayonnement élevées et de l'absorption élevée des optiques, le système doit être fortement refroidi pour maintenir une température constante. Dans les systèmes de lithographie plus anciens, des lentilles sont utilisées, dans les plus récents, des miroirs. Grâce aux appareils LAUDA compacts, la déformation des optiques et des miroirs est contrée, ce qui est indispensable pour la réalisation précise de l'exposition.
> LAUDA est votre partenaire pour le refroidissement des lentilles / miroirs.
Les pompes turbomoléculaires utilisées dans de nombreuses applications se composent de pales rotatives qui fonctionnent à des vitesses extrêmement élevées afin de créer un vide poussé. Ces pompes génèrent de la chaleur par frottement, ce qui peut causer des dommages ou une perte de performance sans refroidissement approprié. Le refroidissement des pompes à vide aide à maintenir la température de fonctionnement dans les limites spécifiées, ce qui est essentiel pour maintenir le vide requis ainsi que l'efficacité et la fiabilité.
> LAUDA est votre partenaire pour le refroidissement de la pompe à vide.
Dans la production de semi-conducteurs, la gravure plasma est un composant principal pour l'enlèvement de matière dans la séquence de fabrication. La gravure plasma, également connue sous le nom de gravure sèche, est un processus dans lequel les wafers sont exposés au plasma dans une chambre de gravure sous vide. Les wafers sont bombardés par les ions du plasma pour enlever le matériau. La température du plasma influence la vitesse et l'efficacité du processus de gravure. Dans la production de semi-conducteurs, il est important de contrôler la température du plasma avec une haute précision, car les wafers sont traités dans la gamme du micromètre et du nanomètre. Même de légères variations de température peuvent entraîner des changements significatifs dans la taille et la forme des structures gravées. LAUDA propose le Semistat spécialement conçu pour ce processus sensible.
Thermostats de process thermoélectrique de −20 à 90 °C pour l'industrie des semi-conducteurs :
Autres avantages des équipements thermoélectriques à température constante
Le dépôt chimique en phase vapeur d'organométalliques (MOCVD) est une technologie clé dans la fabrication de LED, de lasers, de transistors et de cellules solaires. Dans ce processus, des couches monocristallines extrêmement fines sont appliquées sur un wafer. Le processus de revêtement se produit dans une chambre de réacteur à des températures supérieures à 1 000 °C, ce qui nécessite une dissipation thermique efficace. La température des pompes turbomoléculaires pour la génération du vide et des bulleurs contenant les précurseurs gazeux doit également être maintenue constante. LAUDA propose une gamme étendue de produits pour les diverses tâches de régulation de température d'un système MOCVD.
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CMP – un processus de lissage de surface combinant des processus chimiques et mécaniques
Dans les différentes étapes de production d'une micropuce, la surface du wafer doit être lissée à la perfection. Les fabricants de puces utilisent un processus appelé planarisation mécano-chimique (CMP) pour y parvenir. Le CMP enlève et planarize l'excès de matériau à l'avant du wafer en exerçant des forces de pression avec précision à l'arrière du wafer et en pressant l'avant contre un pad rotatif fait d'un matériau spécial qui contient également une combinaison de produits chimiques et d'abrasifs. Afin de garantir la précision de ce processus, la température du fluide de polissage doit être contrôlée avec précision et la chaleur résultante doit être dissipée du pad de ponçage, c'est là qu'interviennent les équipements de température constante LAUDA. Une régulation de température précise est essentielle pour maintenir la qualité et la fiabilité du processus CMP.
Une régulation de température correcte garantit que les produits chimiques de nettoyage fonctionnent efficacement et que l'intégrité du wafer n'est pas compromise.
Au début du processus CMP, les composants de polissage doivent être portés à la bonne température de processus. Ensuite, la température doit être maintenue constante pendant le processus afin de garantir la sécurité du processus et d'éviter les contraintes des wafers. La puissance de chauffage élevée des installations LAUDA ITHW permet d'atteindre rapidement la température de processus d'environ 40 °C. Pendant le processus, une puissance de refroidissement élevée est nécessaire pour dissiper l'apport de chaleur élevé généré par le processus de ponçage.
Une température optimale est nécessaire pour garantir le taux de réaction et l'efficacité du matériau de slurry.
> LAUDA est votre partenaire aussi bien pour la régulation de température du plateau de polissage que du slurry de polissage.
Nettoyage de wafers – élimination des contaminants chimiques et particulaires sans altérer ou endommager la surface du wafer ou le substrat.
Le nettoyage des wafers est essentiel pour garantir un taux de rendement élevé dans la production de semi-conducteurs, car plus d'un tiers de toutes les étapes de fabrication sont consacrées au nettoyage seul.
Jusqu'à 200 étapes de nettoyage peuvent être nécessaires pour les puces mémoire de pointe, telles qu'une DRAM 20 nm Node.
La technologie de régulation de température est essentielle pour garantir qu'une température constante soit maintenue pendant le nettoyage afin d'optimiser l'efficacité et l'efficience du processus de nettoyage. Notre technologie avancée de régulation de température minimise le risque de contamination et améliore la fiabilité des produits semi-conducteurs en garantissant une température de processus stable qui maintient l'intégrité des wafers et assure la meilleure préparation pour les étapes de production ultérieures.
Régulation de température des bains de lavage
Régulation de température du processus pour prévenir les contraintes sur les wafers et maintenir le fluide de lavage à une température parfaite.
> LAUDA est votre partenaire pour la régulation de température du fluide de lavage.
Dans le monde de la fabrication de semi-conducteurs, les systèmes de traitement thermique rapide (RTP) jouent un rôle vital dans la production de composants électroniques de haute qualité. Le RTP est un processus dans lequel les wafers sont exposés à des changements de température extrêmement rapides et contrôlés afin d'induire des modifications chimiques et physiques spécifiques dans le matériau. La technologie de régulation de température doit être extrêmement précise pour adapter correctement les propriétés du matériau semi-conducteur. L'efficacité et la qualité de ces processus dépendent largement de la performance de la technologie de régulation de température. Afin de répondre aux exigences complexes des profils de température, les systèmes RTP utilisent une technologie sophistiquée de régulation de température qui intègre également des systèmes de chauffage et de refroidissement.
Les éléments chauffants dans les systèmes RTP doivent être capables d'atteindre et de maintenir des températures élevées allant jusqu'à 1 200 °C en quelques secondes seulement.
Tout aussi important que le processus de chauffage est le refroidissement contrôlé des wafers après qu'ils aient été chauffés jusqu'à 1 200 °C pendant une courte période. À cette fin, les unités de régulation de température dynamiques telles que la série LAUDA Integral permettent une dissipation thermique rapide sans compromettre la qualité du wafer.
Différents éléments doivent être refroidis pendant le processus de découpe de wafers pour éviter les dommages thermiques et garantir la haute qualité des puces. Certains éléments pouvant nécessiter un refroidissement comprennent :
Surface du wafer : Le refroidissement prévient les dommages thermiques et les défauts pendant le processus de découpe.
Découpe à lame : Le refroidissement réduit la chaleur de frottement et prolonge la durée de vie de la lame de scie.
Composants du système : Maintient la performance de la machine en refroidissant les pièces chauffées telles que les moteurs et les broches.
Jet de liquide de refroidissement : Dissipe la chaleur et évacue les particules. Particulièrement important pour la découpe à lame.
Systèmes de découpe laser : Les composants laser nécessitent un refroidissement pour maintenir l'efficacité et la précision. Les systèmes de découpe modernes disposent de régulateurs de température sophistiqués pour un processus de découpe efficace et de haute qualité.
Les exigences de refroidissement spécifiques peuvent varier en fonction du processus de découpe utilisé et doivent être adaptées pour maintenir l'intégrité et la pureté du wafer. Les systèmes de découpe modernes intègrent des régulateurs de température complexes pour répondre à ces exigences.
Les systèmes de test de puces utilisent des équipements de température constante pour conditionner thermiquement les puces pendant le processus de test. Cela signifie que les puces sont chauffées à des températures spécifiques pour observer leur comportement de fonctionnement dans différentes conditions thermiques. Les scénarios spécifiques où des équipements de température constante sont nécessaires comprennent :
Tests de cycles de température : Pendant ces tests, les puces sont chauffées et refroidies de manière répétée pour déterminer comment elles se comportent dans des conditions de dilatation et de contraction thermiques.
Tests de rodage : Ce sont des tests de contrainte où les puces sont testées à des températures plus élevées pendant des périodes prolongées.
Tests à froid et à chaud : Les puces sont exposées à des températures extrêmes qui dépassent les températures de fonctionnement normales afin de déterminer leurs limites de fonctionnement.
Assurance et contrôle qualité : Pendant la phase de production, les fabricants doivent s'assurer que chaque puce répond aux exigences pertinentes. Les équipements de température constante sont utilisés pour garantir l'environnement de température constant et contrôlé nécessaire à des résultats de test précis et reproductibles.
La régulation de température est essentielle pour garantir que les puces fonctionnent de manière fiable dans divers environnements, en particulier dans les applications où les fluctuations de température sont courantes, telles que l'automobile, l'aérospatiale et l'électronique grand public. Les systèmes modernes de régulation de température doivent être extrêmement précis et capables de réagir rapidement aux changements afin de garantir que les cycles de test restent efficaces et efficients.
Tests de température CPU – Systèmes de refroidissement pour des normes d'assurance qualité élevées
L'industrie des semi-conducteurs établit les normes les plus élevées en matière de précision et de fiabilité, en particulier lorsqu'il s'agit d'assurance qualité des CPU. Une fois fabriquées, ces puces puissantes doivent subir une série de tests exigeants pour garantir qu'elles fonctionnent correctement dans différentes conditions. Un aspect crucial de ce processus est constitué par les tests de température effectués dans des chambres climatiques spécialement conçues. Ces chambres utilisent des technologies de refroidissement innovantes pour créer des conditions de test de précision constantes.
Les CPU sont montés directement sur des dissipateurs thermiques Peltier, qui servent d'unités de refroidissement primaires. Cette technologie garantit une régulation de température extrêmement précise, essentielle pour la production de résultats de test significatifs. Afin de contre-refroidir ces unités de refroidissement primaires, des refroidisseurs à recirculation refroidis par air sont utilisés comme unités de refroidissement secondaires pour plusieurs chambres climatiques. Ces systèmes fournissent l'eau de refroidissement nécessaire et garantissent que les conditions de test restent stables sur de longues périodes. La haute fiabilité et durabilité des refroidisseurs à recirculation LAUDA sont cruciales pour garantir le bon déroulement des procédures de test.
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Selon le principe du « Modular Engineering », les installations de LAUDA sont conçues et construites exactement selon les souhaits des clients : axées sur le processus, sur mesure et précises, dans le respect des normes de sécurité strictes.
Vous trouverez dans notre nouvelle brochure les appareils et les solutions que nous pouvons vous proposer dans le domaine de l'industrie des semi-conducteurs.
Répondez à quelques questions et nous élaborerons pour vous, lors des prochaines étapes, votre solution de thermorégulation individualisée.
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