Bombas de suministro y retorno ultralimpias para la industria de los semiconductores

La microelectrónica ha avanzado a pasos agigantados. Los ordenadores de hace pocas décadas llenaban habitaciones enteras y costaban una fortuna. En cambio, hoy cualquier dispositivo electrónico de consumo, como un smartphone o una tablet, supera con creces la potencia computacional de aquellos equipos. Este desarrollo se debe a una serie de avances tecnológicos, y la reducción del tamaño de los semiconductores es sin duda uno de los principales. En la industria de los semiconductores, Canon Nanotechnologies es el líder tecnológico del mercado debido a la alta resolución y el bajo coste de propiedad de sus sistemas de litografía de nanoimpresión, en los que las bombas especiales de KNF desempeñan un importante papel.

Proceso de dispensación para las obleas de silicio

Canon Nanotechnologies ha desarrollado un proceso de impresión especial, por el cual una serie de gotas de fluido se coloca con la máxima precisión directamente sobre una oblea de silicio. Este proceso es comparable a la dispensación de inyección de tinta. El siguiente paso es colocar una plantilla transparente sobre el fluido, que rellena los capilares del cristal debido a que se ha optimizado su viscosidad, creando así el patrón deseado. A continuación se cura el líquido con una luz ultravioleta para que permanezca endurecido sobre la oblea de silicio.

En comparación con el proceso litográfico convencional para un dispositivo semiconductor, este proceso conlleva diversas ventajas. Normalmente, el fotoprotector se proyecta sobre la oblea y después se utiliza una fotomáscara para crear el patrón deseado. Sin embargo, usar una fotomáscara convencional limita el tamaño de la nanoestructura fabricada. Además, el proceso de proyectado genera una gran cantidad de residuos ya que centrifuga más del 99 % del fotoprotector.

Cuando las bombas de suministro y retorno estándar no son suficiente

Al eliminar el proyectado y optar por una colocación precisa y controlada de las series de gotas, el proceso de Canon Nanotechnologies necesita bombas para transportar el fluido por el sistema. Debido a que el fluido debe manejarse con especial atención y a que el proceso tiene lugar íntegramente en condiciones de limpieza extrema, los componentes utilizados en este proceso requieren mucho más cuidado. Esto se aplica en especial a las bombas que se utilizan. En total, el proceso exige varias bombas. Mientras una bomba de suministro y una bomba de retorno suministran el fluido al cabezal dispensador y lo retornan desde el mismo, una bomba de llenado envía el fluido al depósito de reserva y una bomba de vaciado y lo extrae de él.

Antes de que Canon Nanotechnologies utilizara las bombas de KNF para estas tareas, usaba bombas fabricadas íntegramente de PTFE. Sin embargo, estos equipos eran más bien caros y no estaban a la altura de los requisitos de rendimiento específicos. Insatisfecha con la situación, Canon Nanotechnologies comenzó a buscar un socio fiable capaz de desarrollar un sistema de bombeo que satisficiera mejor sus necesidades. Y en KNF por fin encontró lo que estaba buscando. Ese fue el inicio de una prolongada y estrecha relación entre las dos empresas.

En busca del mejor material para la bomba

Durante la búsqueda de la bomba de suministro y la bomba de retorno ideal, las bombas de diafragma se perfilaron rápidamente como la mejor solución. Este tipo de bomba no solo es extremadamente fiable y requiere muy poco mantenimiento, sino que además transporta los fluidos de manera cuidadosa, limpia y segura. Asimismo, con las bombas de diafragma de KNF se conseguía el caudal bajo y constante necesario para el proceso. Su diseño compacto resultó ser otra destacada ventaja más.

KNF se puso a buscar el material ideal para fabricarla. Lo más importante era que el material debía estar al 100 % libre de iones y extremadamente limpio, ya que incluso partículas de un tamaño de sub 20 nm pueden destruir el patrón. Estos requisitos extremos redujeron las opciones al PCTFE. Sin embargo, sus propiedades solo eran teóricas, ya que no se trataba de un material que KNF utilizara normalmente. «Siempre somos extremadamente precavidos al escoger materiales nuevos,» explicaba Paul Shaver, director de Ventas de MARCOM, en Canon Nanotechnologies. Por tanto, KNF envió muestras del material a Canon Nanotechnologies para que las sometiera a pruebas exhaustivas, tras las cuales la empresa aprobó el nuevo material.

El diseño modular permite personalizar los equipos rápidamente

KNF desarrolló una solución optimizada que satisface los requisitos de Canon Nanotechnologies y se basa en el PCTFE para mejorar el cabezal de la bomba. Además, partiendo de su propia experiencia en bombas de diafragma, KNF logró garantizar que la ruta húmeda del fluido tampoco contenía ionización. KNF sabe que una talla única no se adapta a todas las situaciones. El diseño modular único de nuestras soluciones permite a nuestros ingenieros montar cada bomba a partir de componentes clave individuales. KNF siempre colabora estrechamente con sus clientes a lo largo de todo el proceso de desarrollo, desde la idea inicial hasta el resultado final, con el objetivo de ofrecer la solución más inteligente para cada aplicación específica.

Las nuevas bombas de suministro y retorno aumentaron la fiabilidad y redujeron los costes

Las bombas de suministro y retorno a medida de KNF demostraron rápidamente que ofrecían diversas ventajas en comparación con las bombas utilizadas antes. Las bombas aumentaron el rendimiento en lo relativo a la limpieza y al caudal e hicieron que el proceso fuera más fiable, por lo que resultaba más rentable. Otra ventaja importante fue que las nuevas bombas ofrecen la misma fiabilidad (sino más) que el diseño anterior. El aumento de la fiabilidad es un factor importante porque el proceso tiene lugar en condiciones de limpieza extrema, lo cual dificulta el mantenimiento, requiere mucho tiempo y por ende resulta caro. «Maximizar la disponibilidad es una ventaja clave de nuestro equipo,» resume Paul Shaver al respecto de los requisitos de producción. Para los clientes de Canon Nanotechnologies, estos beneficios se traducen directamente en un menor coste de propiedad.

Las décadas de experiencia acumuladas colaborando con éxito con los más exitosos fabricantes de un gran número de mercados permite a KNF comprender y suministrar los componentes necesarios para estas aplicaciones vanguardistas. Los expertos de KNF estarán encantados de responder a las preguntas que pueda tener sobre su aplicación específica. Contáctenos.