Pompe di mandata e ritorno ultrapulite per l’industria dei semiconduttori

La microelettronica ha fatto molta strada. I computer dei decenni passati riempivano intere stanze e costavano una fortuna, ma oggi sono superati in termini di potenza di calcolo dall'elettronica di consumo quotidiana come gli smartphone o i tablet. Questo sviluppo si basa su una serie di progressi tecnologici. Il ridimensionamento dei semiconduttori è senza dubbio uno dei più importanti. All'interno dell'industria dei semiconduttori, Canon Nanotechnologies è il leader del mercato e della tecnologia per i sistemi di litografia nanoimprint ad alta risoluzione e a basso costo di proprietà. Qui, le pompe speciali di KNF giocano un ruolo importante.

Processo di erogazione per wafer di silicio

Lo speciale processo di impronta è sviluppato da Canon Nanotechnologies. Durante questo processo, matrici di piccole gocce di fluido vengono posizionate con precisione e direttamente su un wafer di silicio. Questo processo di erogazione può essere paragonato all'erogazione a getto d'inchiostro. Nella fase successiva, un modello trasparente viene posto direttamente sul liquido. Grazie alla viscosità ottimizzata, il liquido riempie i capillari nel vetro creando il modello desiderato. Grazie alla luce UV, il liquido polimerizza e rimane indurito sul wafer di silicio.

Rispetto al processo di litografia convenzionale per un dispositivo semiconduttore, questo processo offre diversi vantaggi. Normalmente, il fotoresistente viene filato sul wafer e poi viene usata una fotomaschera per creare il modello desiderato. Tuttavia, l'uso di una fotomaschera convenzionale pone dei limiti ottici alla dimensione della nanostruttura prodotta. Inoltre, il processo di spin coating provoca molto spreco facendo girare più del 99% del fotoresistente.

Quando le pompe di mandata e di ritorno standard non sono sufficienti

Eliminando lo spin coating e procedendo al posizionamento attento e controllato delle matrici di gocce, il processo di Canon Nanotechnologies richiede pompe che trasportino il fluido all'interno del sistema. Poiché la manipolazione del fluido richiede precauzioni speciali e poiché l'intero processo avviene in condizioni estremamente pulite, i componenti utilizzati in questo processo richiedono molta cura. Ciò è particolarmente vero per le pompe coinvolte. In totale, il processo si basa su diverse pompe. Mentre una pompa di mandata e una pompa di ritorno forniscono e restituiscono il fluido alla testa di erogazione, una pompa di riempimento e una pompa di scarico forniscono e scaricano il fluido da un serbatoio di riserva.

Prima che le pompe KNF fossero utilizzate per questi compiti, Canon Nanotechnologies si affidava a pompe centrifughe interamente in PTFE. Ma non solo erano piuttosto costose, ma non soddisfacevano nemmeno i requisiti specifici di prestazione. Non contenta dello status quo Canon Nanotechnologies ha cercato un partner affidabile per sviluppare un sistema di pompe che si allineasse meglio alle proprie esigenze. Alla fine, ha trovato in KNF quello che stava cercando. Questo è stato il punto di partenza di una stretta relazione di lunga data tra le due aziende.

La ricerca del miglior materiale possibile per le pompe

Alla ricerca della pompa di mandata e della pompa di ritorno ideali, le pompe a membrana si sono rapidamente evolute come la soluzione preferita. Essendo estremamente affidabili e richiedendo una manutenzione minima, questo tipo di pompa trasporta i fluidi in modo molto delicato, pulito e sicuro. Inoltre, con le pompe a membrana KNF, è stato possibile ottenere la portata bassa ma costante desiderata, necessaria per il processo. La realizzazione compatta costituiva un altro considerevole vantaggio.

KNF ha avviato la ricerca del materiale per la realizzazione della pompa ideale. La cosa più importante è che il materiale doveva essere completamente privo di ioni. Inoltre, doveva essere estremamente pulito, poiché anche le particelle di dimensioni inferiori a 20 nm possono distruggere il modello. Questi requisiti estremi hanno ristretto la scelta al PCTFE. Nonostante le proprietà fossero eccellenti sulla carta, non era un materiale standard utilizzato da KNF. “Nel selezionare nuovi materiali siamo estremamente attenti", spiega Paul Shaver, Direttore Vendite e MARCOM di Canon Nanotechnologies. KNF, quindi, ha inviato campioni del materiale a Canon Nanotechnologies per test rigorosi, che hanno poi portato all'approvazione del nuovo materiale.

Il design modulare consente una rapida personalizzazione

KNF ha sviluppato una soluzione ottimizzata, che soddisfa i requisiti di Canon Nanotechnologies, utilizzando il PCTFE per la testa della pompa migliorata. Basandosi sull'esperienza di KNF nella tecnologia della membrana, KNF è stata in grado di assicurare che anche il percorso bagnato del fluido fosse privo di ionizzazione. KNF è consapevole che una soluzione possa non essere adattata a tutto. Il design modulare unico delle nostre soluzioni consente ai nostri ingegneri di assemblare ogni pompa partendo da singoli componenti chiave. KNF collabora sempre strettamente con i nostri clienti durante l'intero processo di sviluppo – dall'idea iniziale al risultato finale – per creare la soluzione più intelligente per ogni specifica applicazione.

Le nuove pompe di mandata e di ritorno incrementano l'affidabilità e riducono i costi

Le pompe di mandata e di ritorno su misura di KNF hanno presto dimostrato i loro vantaggi rispetto alle pompe precedentemente utilizzate. L'aumento delle prestazioni delle pompe, in termini di pulizia e portata, ha reso il processo più affidabile e quindi più conveniente. Un altro vantaggio significativo è stato che le nuove pompe offrono la stessa (se non migliore) affidabilità del design precedente. Il miglioramento dell'affidabilità è un fattore significativo poiché il processo si svolge in condizioni di estrema pulizia, rendendo la manutenzione difficile, dispendiosa in termini di tempo e quindi costosa. "Massimizzare i tempi di attività costituisce un vantaggio chiave delle nostre attrezzature", riassume Paul Shaver sui requisiti di produzione. Per i clienti di Canon Nanotechnologies, questi vantaggi si traducono direttamente in un costo di proprietà ridotto.

Decenni di esperienza acquisita nella collaborazione di successo con i produttori leader in una vasta gamma di mercati consentono a KNF di comprendere e fornire i componenti necessari per soddisfare queste applicazioni all'avanguardia. I nostri esperti KNF sono lieti di rispondere alle vostre domande sulla vostra specifica applicazione. Contattateci.