netX chip carriers lined up on a table.
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Blog : La fabrication de semi-conducteurs et ses machines

La crise qui touche actuellement les puces électroniques met l'industrie des semi-conducteurs face à l'un des plus grands défis de ces dernières décennies.

La tendance à la digitalisation signifie que presque tous les appareils modernes sont équipés de semi-conducteurs. Les puces hautement intégrées sont capables de traiter des informations numériques, ce qui fait que la demande de semi-conducteurs augmente d’année en année. Ils comptent toutefois parmi les produits les plus complexes qui soient, et leur production est à l’avenant, comme le montre l’image de droite, qui illustre les différentes étapes de leur fabrication.

La fabrication des semi-conducteurs s’effectue dans une usine dédiée et nécessite un large éventail de composants : plaquettes de silicium, masques photographiques, divers gaz et fluides. Des machines de fabrication spécifiques assurent la production des semi-conducteurs. Elles manipulent des atomes à l'aide de procédés de gravure, de dépôt et de lithographie, de manière à former des puces hautement intégrées sur une plaquette. La plaquette est ensuite découpée et afin de séparer les puces.

Outils pour machines de fabrication de semi-conducteurs

Les outils des machines de fabrication de semi-conducteurs sont des composants importants. Ils peuvent notamment être équipés du nouveau comX 51CA-RE\R de Hilscher, chargé d’assurer la communication EtherCAT. Selon la norme ETG.5003, des modules de communication peuvent être utilisés dans les outils suivants :

1 Systèmes de réduction des gaz

Les usines sont équipées de nombreuses pompes et systèmes de réduction qui d’une part traitent les gaz d'échappement et les sous-produits générés par le processus de fabrication, et d’autre part sont chargés de veiller à ce que l’environnement soit irréprochable pour les outils utilisés en salle blanche.

2 Générateurs DC et RF

Des générateurs DC et haute fréquence sont utilisés dans la production de semi-conducteurs pour réaliser les procédés chimiques et physiques à l’intérieur de la chambre de procédé (ex. : dépôt, gravure et nettoyage).

3 Régulateurs de débit massique

Plus de 100 gaz et certains fluides sont utilisés pour la production de semi-conducteurs. Ils sont maîtrisés au moyen d'un régulateur de débit massique.

4 Vannes de contrôle de procédé

Les vannes de contrôle de procédé sont généralement utilisées pour réguler la pression, le niveau de fluide, le débit de fluide ou la température dans une multitude d'applications industrielles. Elles participent également à la production de semi-conducteurs.

5 Ajustement RF

Dans les technologies haute fréquence, une impédance de charge non adaptée à la ligne électrique empêche le générateur de transmettre toute sa puissance à la charge. L’ajustement RF autorise un réglage précis des niveaux de puissance en quelques microsecondes. Dans la production de semi-conducteurs, c’est la garantie d'une transmission de puissance précise, pour plus de stabilité des procédés de production.

6 Pompes à prévidage

Dans la production de semi-conducteurs, des pompes à vide sont utilisées pour générer un vide ou un ultra-vide. Les pompes à vide sèches stabilisent les conditions du procédé.

7 Régulateurs de température

Lors de la gravure, le matériau solide est liquéfié par une solution chimique. Pour que le procédé fonctionne, la température doit être adéquate en permanence. On emploie donc des régulateurs de température pour prévenir tout écart susceptible de rendre les plaquettes inutilisables à l’issue de la gravure.

8 Turbopompes

Avec une turbopompe, la pression requise pour la génération d'un (ultra)vide est produite par des rotors à rotation rapide, ce qui conduit à des conditions de procédé extrêmement pures.

9 Manomètres à vide

La capacité à mesurer le vide avec une précision extrême est indispensable dans un souci de préservation des conditions de la salle blanche de fabrication des semi-conducteurs. On emploie par conséquent des manomètres à vide à différents moments du processus (séparation ou gravure, par exemple).

Construction de nouvelles usines

Outre la progression de la digitalisation, d’autres facteurs rendent indispensable la construction de nouvelles usines. La pénurie de semi-conducteurs, due à des tensions politiques ayant conduit à des défauts d'approvisionnement chez les fournisseurs de matières premières, fait actuellement les gros titres. Les catastrophes naturelles ont également causé d’importants arrêts de production, tandis que la pandémie de Covid-19 n’a fait qu’exacerber cette crise.

Les plus grands acteurs du secteur ont toutefois pris le problème à bras-le-corps et investissent des milliards dans la construction de nouvelles usines.

comX 51CA-RE\R

Avec le comX 51CA-RE\R, Hilscher répond au besoin d’agrandissement des installations de production existantes et de création de nouvelles capacités de production de semi-conducteurs. Les fabricants de machines peuvent s’appuyer sur les nombreuses années d'expérience de Hilscher avec EtherCAT, mais aussi sur la fiabilité du module comX.

  • Interface réseau esclave EtherCAT pour les périphériques des équipements de fabrication de semi-conducteurs
  • Développée conformément à la norme ETG.5003-1 (Common Device Profile)
  • Interface esclave complète avec connecteur réseau « intégré »
Liens
Four different embedded modules from Hilscher on a colorful background. The devices are slightly mirrored on the bottom.

Les modules embarqués de Hilscher constituent la solution idéale pour intégrer un bus de terrain ou une interface Ethernet temps réel à un dispositif d'automatisation compact. Ils permettent d'intégrer rapidement et facilement des dispositifs de terrain (entraînements, contrôleurs, etc.) à des systèmes automatisés.

L'industrie des semi-conducteurs fait confiance à des technologies de pointe pour la planification de nouvelles installations de production. Grâce au comX 51CA-RE\R, les constructeurs de machines peuvent enfin consacrer toute leur attention au développement de leurs applications lorsqu’ils conçoivent leurs outils pour l'industrie des semi-conducteurs.