Dans une salle blanche, la moindre particule ou trace de contamination peut dégrader le rendement et entraîner des arrêts coûteux. Dans les réseaux de gaz et de produits chimiques, la pression doit donc être mesurée avec une précision maximale et dans des conditions d’ultra haute pureté. Les instruments de pression UHP – transducteurs et manomètres – jouent ici un rôle central : ils sécurisent l’alimentation en gaz, stabilisent les process et contribuent au respect des exigences SEMI.

WIKA développe depuis de nombreuses années des solutions de mesure dédiées à l’industrie des semi-conducteurs, en combinant haute pureté, matériaux adaptés aux gaz corrosifs et étanchéité durable.

Pourquoi les instruments de pression UHP sont indispensables

Dans les installations de semi-conducteurs, les mêmes gaz peuvent être utilisés comme gaz de process, gaz vecteur ou gaz de purge. Quelle que soit l’application, les instruments de pression doivent répondre à plusieurs contraintes :

  • pureté extrême (jusqu’au niveau ppb)
  • compatibilité avec des gaz corrosifs, toxiques ou inflammables
  • volumes morts minimisés et très bonnes propriétés de rinçage
  • tests d’étanchéité à l’hélium jusqu’à 10⁻⁹ mbar · l/s

Les instruments de pression UHP sont donc conçus suivant des règles beaucoup plus strictes que pour des instruments industriels standard : choix des matériaux, conception mécanique, soudage et nettoyage.

1. Matériaux et état de surface des instruments de pression UHP

Les parties en contact avec le fluide sont généralement réalisées en acier inoxydable 316L à très faible teneur en soufre, voire en aciers refondus VIM/VAR pour certains modèles. Ces nuances allient résistance à la corrosion, bonne propriété pour la soudure et stabilité mécanique.

Les surfaces internes sont ensuite électropolies pour réduire au minimum la rugosité. Des valeurs typiques de Ra ≤ 0,13 μm (conformément à SEMI F19) améliorent le comportement au rinçage, raccourcissent les temps de mise en route et limitent les risques de contamination croisée entre process.

Certains transducteurs de pression UHP utilisent en complément une technologie de couche mince sur alliage spécial afin d’assurer une dérive minimale et une excellente stabilité à long terme, même avec des cycles thermiques fréquents.

2. Soudures d’enceinte et raccordements étanches

En UHP, chaque soudure et chaque raccord est une zone critique potentielle. L’objectif est d’empêcher toute entrée d’air ou d’humidité, ainsi que toute fuite de gaz de process.

Les instruments de pression UHP WIKA reposent sur :

  • des corps entièrement soudés avec un nombre de soudures limité
  • des process de soudage orbital contrôlés et documentés
  • des raccordements compatibles VCR® et autres raccords UHP
  • un contrôle d’étanchéité à l’hélium pour chaque appareil, selon les normes SEMI

Cette conception garantit une mesure de pression fiable, y compris pour des gaz sensibles comme le chlore, le silane ou d’autres gaz spéciaux.

3. Nettoyage UHP et conditionnement en salle blanche

Après l’usinage et le soudage, les instruments de pression UHP sont soumis à des séquences de nettoyage multi-étapes (dégraissage, rinçage, séchage) afin d’éliminer particules et résidus. Les opérations finales d’assemblage, de test et de conditionnement ont lieu en salle blanche, souvent en classe 100 (ISO 5) ou mieux.

Les instruments sont ensuite livrés avec bouchons de protection et double ensachage propre, avec traçabilité claire. L’utilisateur peut ainsi intégrer l’instrument dans son système UHP en limitant les opérations de nettoyage supplémentaires.

Transducteurs de pression UHP WIKA pour les semi-conducteurs

Transducteurs de pression UHP de la série WU. Ils répondent aux exigences des applications dans le domaine de la fabrication de semi-conducteurs.

WIKA propose plusieurs gammes de transducteurs de pression ultra haute pureté dédiés à l’industrie des semi-conducteurs :

  • Transducteurs UHP compacts WUC-10 / WUC-15 / WUC-16 – particulièrement adaptés aux zones à risque d’explosion, avec surfaces électropolies conformes SEMI et excellente compatibilité EMC.
  • Transducteurs UHP WU-20 / WU-25 / WU-26 – combinant design numérique moderne et sortie de type analogique. La référence au vide, la compensation active en température et la suppression du bruit de signal assurent une très grande précision et une stabilité à long terme.
  • Transducteurs UHP WUD-20 / WUD-25 / WUD-26 et WUD-2x-E – instruments ultra compacts, également disponibles avec interface EtherCAT® et fonctions de diagnostic étendues (statut, température, redondance de câblage), pour une intégration facile dans les équipements les plus récents.

Leur empreinte réduite permet de les intégrer aisément dans des panneaux de gaz ou des armoires de distribution très denses.

Manomètres UHP et systèmes HYDRA

Manomètres modèles 332.54-UHP et 230.15 UHP

Pour un contrôle visuel rapide, les manomètres UHP restent indispensables. Ils complètent la mesure électronique dans de nombreux points du réseau :

  • Manomètres UHP en acier inoxydable – conçus pour les gaz ultra purs et les media agressifs, avec raccords compatibles VCR® et test d’étanchéité à l’hélium pour les applications de semi-conducteurs.
  • Systèmes de pression HYDRA-Gauge et HYDRA-Sensor – solutions complètes avec double membrane brevetée et parties en contact avec le fluide en PFA pour la distribution de produits chimiques liquides dans les fabs. Elles associent compatibilité UHP côté process et robustesse côté capteur.

    Manomètres UHP HYDRA-Gauge et HYDRA-Sensor

En combinant transducteurs UHP, manomètres et systèmes HYDRA, WIKA couvre l’ensemble des besoins de mesure de pression dans l’industrie des semi-conducteurs.

 

 

De la valeur mesurée à la valeur ajoutée

 

Au-delà de la mesure de pression elle-même, les usines de semi-conducteurs exploitent de plus en plus ces données.
Au sein de plateformes IIoT, de stratégies de maintenance prédictive et de systèmes d’alarme avancés.

Les instruments de pression UHP à interface numérique fournissent des informations supplémentaires, température, état, diagnostic. Ces informations facilitent l’analyse des dérives du process et la réduction des temps d’arrêt.

Avec son expertise globale en instrumentation UHP, WIKA accompagne les acteurs de l’industrie des semi-conducteurs, de la définition des besoins jusqu’à l’intégration des capteurs dans les équipements.

FAQ

1. Qu’est-ce qui différencie un instrument de pression UHP d’un instrument standard ?

Tout d’abord, un instrument de pression UHP utilise des matériaux spécifiques, 316L faible soufre et alliages spéciaux.
Ensuite, il offre des surfaces électropolies très lisses, des soudures contrôlées et des tests d’étanchéité à l’hélium individuels.
Pour finir, il est nettoyé et conditionné en salle blanche pour ne pas contaminer le système de gaz.
 

2. Quand choisir un transducteur de pression UHP plutôt qu’un manomètre ?

Le transducteur de pression UHP est privilégié lorsque l’on a besoin d’un signal de sortie.
Pour la régulation, la surveillance à distance ou l’intégration dans une plateforme IIoT.

Le manomètre UHP est idéal pour une lecture locale. Pour une redondance ou une vérification visuelle rapide sur le panneau de gaz.

3. Les instruments de pression UHP peuvent-ils être utilisés avec des gaz corrosifs ?

Oui, cependant il faut vérifier la compatibilité matériau/fluides.
Les instruments de pression UHP WIKA sont conçus pour des gaz spéciaux et corrosifs.
Les instruments utilisent des matériaux et traitements de surface adaptés aux exigences de l’industrie des semi-conducteurs.