Sicherer Raum für Wafer

In der Halbleiterindustrie ist Exyte für seine Reinräume und kontrollierten Umgebungen bekannt. Aber manchmal ist sauber nicht genug. Manchmal benötigen Kunden einen Raum, der nicht einmal von elektromagnetischer Strahlung durchdrungen werden kann. Hier machen sich die Experten von Exyte Technology an die Arbeit. Das Ergebnis ihrer Kreativität und ihrer Bemühungen trägt dazu bei, die Technologieknoten von Halbleitern auf weniger als fünf Nanometer zu verkleinern. Dadurch werden die elektronischen Geräte noch leistungsfähiger und kompakter.

Der weiße Kasten, der in der Produktionshalle in Renningen, einer Stadt vor den Toren Stuttgarts, steht, könnte alles Mögliche sein. Ein überdimensionaler Kühlschrank? Das Modul einer Raumstation? Ein uralter Computer? Nicht ganz.

Bitte akzeptieren Sie Marketing-Cookies, um das Video anzusehen.

Cookies akzeptieren

Halbleiter werden in mehreren Schichten hergestellt, die mehrfach beschichtet, belichtet und geätzt werden. Die Grundlage ist ein Wafer: eine runde, flache Scheibe aus Silizium. Da Halbleiter extrem empfindlich sind und so klein geworden sind, dass sie in Nanometern gemessen werden (ein Nanometer ist der millionste Teil eines Millimeters, ein menschliches Haar ist zwischen 50.000 und 100.000 Nanometer dick), muss der Wafer makellos sein: "Schon ein Staubkorn kann ganze Produktionsprozesse stören", erklärt Fabian Ankele, technischer Produktmanager bei Exyte Technology.

Gloved hand holding a semiconductor wafer, used in microchip and electronic component manufacturing, with precise lines visible on its reflective surface.

Dank dieser "Kammer zur Abschirmung elektromagnetischer Interferenzen" für Rasterelektronenmikroskop-Anwendungen (ja, das ist ein langer Name, nennen wir es von nun an einfach Kammer) kann ein Exyte-Kunde jetzt perfekte Halbleiter herstellen, die noch kleiner, schneller und effizienter sind. Exyte hat die Kammer zusammen mit dem Kunden entwickelt, von der Vision bis zur perfekten Lösung.

Halbleiter werden in mehreren Schichten hergestellt, die mehrfach beschichtet, belichtet und geätzt werden. Die Grundlage ist ein Wafer: eine runde, flache Scheibe aus Silizium. Da Halbleiter extrem empfindlich sind und so klein geworden sind, dass sie in Nanometern gemessen werden (ein Nanometer ist der millionste Teil eines Millimeters, ein menschliches Haar ist zwischen 50.000 und 100.000 Nanometern dick), muss der Wafer makellos sein: "Schon ein Staubkorn kann ganze Produktionsprozesse stören", erklärt Fabian Ankele, Technischer Produktmanager bei Exyte Technology.

Fabian Ankele smiling in a high-tech industrial setting, wearing glasses, a patterned shirt, and sporting a long red beard, standing between two metal frames.

Der Reinraum im Reinraum

Und wie erkennt man solche kleinen Verunreinigungen oder Produktionsfehler? Mit einem Mikroskop. Doch im Nanobereich helfen Lupen nicht mehr weiter. Ein Elektronenmikroskop nutzt einen Elektronenstrahl, um eine Oberfläche abzutasten und Unregelmäßigkeiten zu erkennen. Aber wie Wafer ist auch ein Elektronenmikroskop extrem empfindlich. Es braucht eine kontrollierte Umgebung, in der seine Strahlen nicht abgelenkt oder durch irgendetwas unterbrochen werden. Und genau das bietet die Kammer von Exyte. Nichts dringt ein, was nicht da sein sollte. Nicht einmal akustische Signale oder Magnetfelder. Die Kammer ist gewissermaßen der Reinraum im Reinraum. Sauberer kann es kaum sein.

"Sie ist mehr oder weniger die einzige Kammer ihrer Art auf dem Markt.

Innerhalb der Abschirmkammer befindet sich eine zusätzliche Vakuumkammer. Diese wird auch dann aufrechterhalten, wenn die Wafer von Robotern eingelegt werden. "Das war vielleicht die größte Herausforderung. Wie halten wir das Vakuum aufrecht und halten die elektromagnetische Strahlung draußen, wenn etwas in die Kammer kommt?", fragt Steffen Kühnle, Mechanical Designer bei Exyte Technology. Dafür haben die Ingenieure in Renningen spezielle Schnittstellen entwickelt, die mit der Kammer verbunden sind. "Es ist sozusagen die einzige Kammer dieser Art auf dem Markt."

A gloved hand cleans a surface under UV light, revealing contamination, a process used to maintain cleanliness in controlled environments such as pharmaceuticals and electronics.

Fähigkeit zur Serienproduktion

Ein weiterer Vorteil der Exyte-Kammer gegenüber anderen Rasterelektronenmikroskop-Systemen ist, dass sie sehr viel Platz spart. "Unsere Kammer benötigt wirklich nur den Platz, den das Elektronenmikroskop benötigt. Das spart dem Kunden Platz und damit Geld", sagt Ankele. Unter Ausnutzung dieses Vorsprungs hat Exyte mit der Serienproduktion der Kammer begonnen.