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L'électronique, une voie d'innovation pour la chimie 3 ­ Gaz industriels

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L'électronique, une voie d'innovation pour la chimie 3 ­ Gaz industriels

Aux "wet chemicals" et diverses familles de polymères, les gaz viennent compléter le panorama des produits chimiques utilisés dans l'industrie de la micro-électronique. Le marché mondial de ces gaz est estimé pour 2002 à plus de 3 milliards de dollars et se répartit entre les gaz atmosphériques (41 %) et les gaz de spécialités (59 %). Cinq acteurs ­ Air Products, Air Liquide, BOC, Matheson et Praxair ­ se partagent aujourd'hui plus de 90 % de ce marché dont la croissance est soutenue, en particulier, par le NF 3 .
Les gaz atmosphériques A l'instar de l'azote, les gaz atmosphériques sont principalement utilisés pour créer une zone inerte autour du process ou encore comme gaz vecteur. Leur production ne devrait pas croître significativement dans les années à venir même si des innovations sont encore à prévoir. Ainsi, Air Products s'est associée à Supercritical Systems pour développer l'utilisation de CO2 supercritique dans les étapes de "stripping" et même de développement de photoresists. Au-delà de son attrait écologique (pas de problème d'effluent), ce sont surtout sa grande diffusivité et sa tension superficielle de surface nulle qui font du CO2 supercritique une technologie prometteuse pour les prochaines générations de circuits imprimés (157 nm et inférieures). Les gaz de spécialités Les gaz de spécialités interviennent dans la majorité des étapes de fabrication des semi-conducteurs. Ils sont principalement issus de la chimie du fluor, du chlore et du silicium. Avec le précurseur de silicium, SiH4, les gaz de gravure et de nettoyage sont les plus importants. On trouve principalement des dérivés fluorés issus de l'HF comme le C2F6, CF4, C3F8 ou CHF3, ou des dérivés issus du F2 comme le SF6 ou le NF3. Ces gaz devraient maintenir une forte croissance notamment grâce au NF3 qui affiche une croissance à deux chiffres. Ce dernier, utilisé pour le nettoyage des cuves CVD, va voir passer sa consommation de moins de 200 tonnes en 1998 à un volume de près de 3 000 tonnes d'ici à 2010. Ce succès s'explique par les avantages écologiques que procure le NF3, mais surtout pour la réduction de coûts que son utilisation engendre (plus faible consommation de gaz). Air Products est aujourd'hui le producteur leader de NF3 avec une capacité dépassant 900 t/an, suivi de Kanto Denka avec près de 400 t/an et de Central Glass avec 300 t/an. Au-delà des gaz de gravure et de nettoyage, le WF6, principal gaz de déposition devrait voir sa consommation diminuer compte tenu de la substitution du tungstène par l'aluminium et surtout le cuivre. En terme d'innovation, l'accent est actuellement porté sur la purification de ces gaz pour atteindre des taux d'impuretés inférieurs à 150 ppt. Matheson a ainsi développé un instrument permettant d'obtenir un WF6 avec un grade "gigabit". Un des challenges de l'industrie des gaz pour l'électronique sera d'atteindre des niveaux de pureté toujours plus élevés tant au niveau des poussières, des traces de métaux que des traces d'eau afin de poursuivre la course à la miniaturisation. * A.Ungidos et F. Choplin (Première partie, "Photoresist et CMP", Info Chimie Magazine n°441 - Septembre 2002, p. 34)
(Deuxième partie, "Polymères "low k"", Info Chimie Magazine n°442 ­ Octobre 2002, p.32)
* Alcimed est une société de conseil en stratégie spécialisée dans la chimie, la santé, les biotechnologies, les cosmétiques et l'agroalimentaire. Contact :
Jean-Philippe Tridant-Bel
Tél. : 01 44 30 44 46

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