CleanroomProcesses

15. November 2023
Raum: Raum 1
09:30:00
-
10:00:00 Uhr
Reinraumbasierte Prozesszuverlässigkeit & Ausbeute

Thema dieses Vortrags ist der Aspekt des Einflusses von AMC auf die Prozesssicherheit und die Prozessausbeute. Aktuelle Reinräume werden nach den Aspekten des besten Prozessflusses konstruiert, mit dem Hauptfokus auf die Erfüllung der Prozessfenster-Bedingungen, Prozesstool-Servicefreundlichkeit und -Zugänglichkeit, logistisch optimierte Wege zwischen den Prozessschritten und Kosten- und Flächenoptimierung bei der Gebäudeauslegung. AMC können Produktionsprozesse aber empfindlich stören, entweder als

  • Ausbeuteminderung
  • Unzulässige Produktkontamination
  • Korrosion von Anlagenteilen, der Lüftungsanlage oder von Endprodukten
  • Produktionsausfälle (unscheduled Downtime)
  • Toxische Wirkung auf Reinraumarbeitskräfte

Wie z.B. die Semiconductor Equipment and Materials International (SEMI®) anmerkt, müssen die Kosten und die Komplexität der Herstellung wertvoller und wertschöpfender Halbleiter-Technologien mitberücksichtigt werden. Der Aufbau einer hochmodernen Fertigungsanlage mit den Hunderten von üblicherweise benötigten Halbleiterfertigungsgeräten kann rund 15 Milliarden Euro kosten. Eine einzige Halbleiterfertigungsanlage besteht typischerweise aus Millionen von Artikeln, und in einer typischen Fabrik können mehrere hundert Geräte untergebracht sein. Darüber hinaus erfordert die Herstellung von Halbleiterwafern nach Schätzungen von SEMI etwa 500 hochspezialisierte Prozesschemikalien.

Die Anzahl der in den Produktionsprozessen verwendeten Elemente des Periodensystems stieg von Ende der 1980er Jahre bis heute rasant von ca. 13 (incl. Germanium, Silizium, Kohlenstoff, Sauerstoff, Kupfer, Gold, etc.) bis auf >70 (wie vorher, plus andere Halbedelmetalle und Edelmetalle, Übergangsmetalle, Fluor, Brom, etc.). In vielen Fällen basieren diese Prozesse, Geräte und Anlagen auf den einzigartigen Eigenschaften von Substanzen wie z.B. PFAS, die inzwischen von den Medien und der Öffentlichkeit geächtet werden.

Nach dem Gesetz von Moore verdoppelt sich die Leistung von Halbleiterchips alle 18 Monate bei gleichzeitiger Halbierung der Chipkosten, wobei gleichzeitig ein Shrink-Prozess der Lithographie um 30% pro Jahr stattfindet, um mehr Chipausbeute pro Wafer zu erzielen.

Die ersten AMC-Filter wurden in den 1980er Jahren entwickelt, um die aus den Nassbädern entweichenden organischen Lösemittel aus der Reinraumluft zu entfernen. Vor 40 Jahren war die gesamte Prozesstechnologie zur Herstellung von Halbleitern noch fast komplett auf Nasstechnologien in dedizierten Reinräumen basiert – im Jahr 2023 sind dagegen nur wenige dedizierte Nassprozesse übriggeblieben. Dazugekommen sind jedoch in großer Anzahl Plasma-basierte Trockenätz-, CVD-, ALD-, PVD-, Lithographie-Prozesse, die auf Prozesschemikalien basieren, auf deren toxische, korrosive, filmbildende und andere negative Eigenschaften neue AMC-Filter noch zugeschnitten werden müssen. Wir haben uns eingehend mit den Chemikalien und Prozessen beschäftigt und entwickeln entsprechende Filtermedien um Mitarbeiter, Prozesse, Ausbeute, Maschinen und Installationen zu schützen.

Haupt-Referent*in:
Mann+Hummel Molecular GmbH