Innovationen für die nächste Generation der Halbleiterfertigung
Innovationen für die nächste Generation der Halbleiterfertigung
Masroor Malik
Die rasante Entwicklung intelligenter Technologien hat dazu geführt, dass Halbleiter zunehmend kleiner und kleiner werden müssen – von Mikroelektronik bis hin zum atomaren Maßstab. Diese weitreichenden Entwicklungen im Zuge der Digitalisierung in der Branche standen auch auf der Agenda der Messe SEMICON West in Kalifornien/USA. Moderne Technologien wie künstliche Intelligenz und Big Data zählen zu den wichtigsten Wachstumstreibern – und gehen gleichzeitig mit der Herausforderung einher, immer mehr Leistung auf immer kleinere Flächen zu packen. Damit wird auch die Herstellung dieser Halbleiterchips immer komplexer.
Bei der Entwicklung der nächsten Generation fortschrittlicher Technologien müssen viele unterschiedliche Faktoren berücksichtigt werden. Beispielsweise muss die Leistungsfähigkeit neuer Produkte kontinuierlich gesteigert und das Design verbessert werden, während gleichzeitig die Reduzierung der Gesamtbetriebskosten nach wie vor im Mittelpunkt des Interesses steht. Im Rahmen der Konferenz wurden auch die immer strengeren Anforderungen sowie die zunehmende Bedeutung einer zuverlässigen Prozesskontrolle in Anwendungen mit hohen Temperaturen und großen Durchflussmengen angesprochen.
Mit der neuen Generation an hochleistungsfähigen Halbleiterkomponenten gewinnen Faktoren wie schnellere Reaktionsfähigkeit, verbesserte Komponentenzuverlässigkeit und eine hochgenaue Feinchemie immer mehr an Bedeutung.
Fortschrittliche Halbleiterfertigung der Zukunft
Der Trend hin zu „Smart Everything“ hält in der Branche weiterhin an – und das wird sich auf absehbare Zeit auch bei den im Rahmen der SEMICON vorgestellten Innovationen widerspiegeln. Angesichts der immer kleineren, dünneren und schnelleren Geräte spielt Präzision eine immer größere Rolle.
Auch unabhängig von den Betriebsbedingungen muss die Systemausrüstung eine hochgenaue und saubere Bereitstellung und Dosierung von Chemikalien ermöglichen – und das selbst bei anspruchsvollsten Betriebsbedingungen. Um wettbewerbsfähig zu bleiben und die wachsende Nachfrage zu erfüllen, müssen die Prozessparameter an jeder Stelle im Produktionsprozess genau ausgesteuert werden.
Von der Quelle bis zum Auslass muss eine umfassende thermische Kontrolle sichergestellt sowie Verunreinigungen vermieden werden. In der Gasbox kommt es vor allem auf die Möglichkeit an, die Chemikalienbereitstellung passgenau umstellen zu können. Am Einsatzort müssen auch bei hohen Temperaturen eine präzise Bereitstellung, eine höhere Dosiergenauigkeit sowie eine saubere Handhabung gewährleistet sein. Am Ablass sollte der Schwerpunkt auf der Spülung überschüssiger Chemikalien bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung optimaler Druckbedingungen liegen.
Mit geeigneten praktischen Schulungen und Tools können Sie Ihre Produktionsziele noch einfacher umsetzen. Gleichzeitig profitieren Ihre Mitarbeiter von optimalen und sicheren Prozessen – in einer schnelllebigen Branche, in der es keinerlei Spielraum für Fehler gibt.
Warum Kapazitäten bei neuen Qualitätsstandards so wichtig sind
Bei der SEMICON hat sich deutlich gezeigt, dass die Prioritäten in der Welt der intelligenten Technologien anders gelagert werden müssen. Besonders die wachsende Nachfrage nach einer höheren Geräteleistung stand bei der Konferenz im Vordergrund, was für neue Werkstoffe und Methoden in der Waferproduktion spricht.
Bei der nächsten Generation wird auch die Reinheit eine immer wichtigere Rolle spielen. Für innovative und leistungsfähigere Komponenten müssen neue Kapazitäten im Produktionsprozess geschaffen werden, was für Einzelunternehmen mitunter sehr kostspielig werden kann. Hier bietet sich unter Umständen die Zusammenarbeit mit Komponentenherstellern an, die mit ihren Reinraumkapazitäten neue Qualitätsstandards und plötzliche Nachfragespitzen abdecken können. Mit höheren Kapazitäten kann das Risiko potenzieller Produktionsausfälle reduziert werden und die Endprodukte sind schneller am Markt verfügbar. Durch die Reduzierung von Engpässen rückt das Ziel von „Smart Everything“ immer mehr in greifbare Nähe.
Höhere Produktionsleistung bei verbessertem Kontaminationsschutz
Ebenso wie luftübertragene Verunreinigungen können auch Kreuzkontaminationen durch flüchtige Gase zu einer Gefahr werden. Ventile, die eine reibungslose Umstellung zwischen unterschiedlichen Chemikalien ermöglichen, sind in diesem Bereich sehr gefragt, da sie Kontaminationen vermeiden und für eine verbesserte Durchflusskontrolle sorgen. Ventile für ultrahochreine Anwendungen ermöglichen eine effektive Absperrung, einen feuchtigkeitsfreien Durchfluss sowie maximale Gasreinheit. Sie können wiederholt zwischen unterschiedlichen Gasströmen hin- und herschalten, sorgen für kürzere Spülzeiten und reduzieren Ausfälle, da keine unnötigen Rekalibrierungen erforderlich sind.
Durch eine einwandfreie Installation wird über den gesamten Fertigungsprozess maximale Sauberkeit gewährleistet. Beim Einsatz mit toxischen und korrosiven Flüssigkeiten müssen die Komponenten im Zusammenspiel für eine leckagefreie Abdichtung sorgen. In diesem Zusammenhang empfiehlt sich ein umfassendes Trainingsprogramm mit praktischen Tipps und Best Practices rund um die Installation und Instandhaltung.
Zuverlässigkeit: Der schmale Grat zwischen Auftragserfüllung und Geschäftsausfall
Als weiterer wichtiger Trend wurde bei der SEMICON die wachsende Nachfrage nach höheren Temperaturen bei neuen Anwendungen ausgemacht. In vielen Vorträgen wurde thematisiert, dass Halbleiter immer höheren Temperaturen standhalten können müssen, um die jeweiligen anwendungsbedingten Anforderungen zu erfüllen. Aus diesem Grund muss ein stärkerer Fokus auf die Komponentenzuverlässigkeit bei anspruchsvollen Betriebsbedingungen gelegt werden.
Komponenten in der Halbleiterfertigung müssen in der Lage sein, sowohl hochkorrosiven und toxischen Stoffen als auch hohen Temperaturen standzuhalten. Bei hohen Temperaturen kann es jedoch zu einer Blockierung der Gasversorgung und damit zu einer beeinträchtigen Leistungsfähigkeit kommen. Letztendlich kann hierdurch ein Austausch der Komponenten erforderlich sein, was zu Anlagenstillständen und Produktionsausfällen führt.
Während die Systeme zunehmend komplexer und anspruchsvoller werden, müssen sich Hersteller auf eine verbesserte Zuverlässigkeit und optimierte Prozesskontrolle konzentrieren, um die Leistungsfähigkeit ihrer Anlagen zu steigern. Mit Blick auf den Trend hin zu „Smart Everything“ müssen alle Systeme stets zuverlässig arbeiten, um nachhaltig hohe Qualitätsstandards einzuhalten und die steigenden Anforderungen abzudecken.