Veilige ruimte voor wafers

In de halfgeleiderindustrie staat Exyte bekend om zijn cleanrooms en gecontroleerde omgevingen. Maar soms is clean niet genoeg. Soms hebben klanten een ruimte nodig waar zelfs geen elektromagnetische straling doorheen kan dringen. Dit is waar de experts van Exyte Technology aan de slag gaan. Het resultaat van hun creativiteit en inspanningen helpt om de technologieknooppunten van halfgeleiders te verkleinen tot minder dan vijf nanometer. Dit zal elektronische apparaten nog krachtiger en compacter maken.

De witte doos in de productiehal in Renningen, een stad net buiten Stuttgart, kan van alles zijn. Een te grote koelkast? De module van een ruimtestation? Een oude computer? Niet precies.

Accepteer marketingcookies om de video te bekijken.

Cookies accepteren

Halfgeleiders worden gefabriceerd in meerdere lagen die meerdere malen gecoat, belicht en geëtst worden. De basis is een wafer: een ronde, platte schijf gemaakt van silicium. Aangezien halfgeleiders extreem gevoelig zijn en zo klein zijn geworden dat ze gemeten worden in nanometers (een nanometer is het miljoenste deel van een millimeter, een menselijke haar is tussen de 50.000 en 100.000 nanometer dik), moet de wafer onberispelijk zijn. "Zelfs een stofdeeltje kan hele productieprocessen verstoren," legt Fabian Ankele uit, Technical Product Manager voor Exyte Technology.

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

Dankzij deze "elektromagnetische interferentie afschermingskamer" voor scanning electronen microscoop toepassingen (ja, dat is een lange naam, laten we het vanaf nu gewoon een kamer noemen), kan een klant van Exyte nu perfecte halfgeleiders produceren die nog kleiner, sneller en efficiënter zijn. Exyte ontwikkelde de kamer samen met de klant, van visie tot perfecte oplossing.

Halfgeleiders worden gefabriceerd in meerdere lagen die meerdere malen gecoat, belicht en geëtst worden. De basis is een wafer: een ronde, platte schijf gemaakt van silicium. Aangezien halfgeleiders extreem gevoelig zijn en zo klein zijn geworden dat ze gemeten worden in nanometers (een nanometer is het miljoenste deel van een millimeter, een menselijke haar is tussen de 50.000 en 100.000 nanometer dik), moet de wafer onberispelijk zijn. "Zelfs een stofdeeltje kan hele productieprocessen verstoren," legt Fabian Ankele uit, Technical Product Manager voor 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.

De cleanroom in de cleanroom

En hoe detecteer je zulke kleine verontreinigingen of productiefouten? Met een microscoop. Maar in het nanobereik zijn vergrootglazen niet langer nuttig. Een elektronenmicroscoop gebruikt een elektronenbundel om een oppervlak te scannen en eventuele onregelmatigheden op te sporen. Maar net als wafers is een elektronenmicroscoop extreem gevoelig. Hij heeft een gecontroleerde omgeving nodig waarin zijn stralen niet worden afgebogen of onderbroken door iets. En de kamer van Exyte biedt precies dat. Er komt niets binnen dat er niet hoort te zijn. Zelfs geen akoestische signalen of magnetische velden. De kamer is als het ware de cleanroom binnen de cleanroom. Schoner kan bijna niet.

"Het is min of meer de enige kamer in zijn soort die tot nu toe op de markt is."

Er is een extra vacuümkamer in de afgeschermde kamer. Deze wordt zelfs in stand gehouden wanneer de wafers door robots worden geplaatst. "Dat was misschien wel de grootste uitdaging. Hoe behouden we het vacuüm en houden we de elektromagnetische straling buiten wanneer er iets in de kamer komt?" vraagt Steffen Kühnle, mechanisch ontwerper bij Exyte Technology. Hiervoor ontwikkelden de ingenieurs in Renningen speciale interfaces die verbonden zijn met de kamer. "Het is min of meer de enige kamer in zijn soort op de markt tot nu toe."

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.

Geschikt voor serieproductie

Een ander voordeel van Exyte's kamer ten opzichte van andere scanning elektronenmicroscoopsystemen is dat het veel ruimte bespaart. "Onze kamer heeft echt alleen de ruimte nodig die de elektronenmicroscoop nodig heeft. Dat bespaart de klant ruimte en dus geld," zegt Ankele. Exyte maakte gebruik van deze voorsprong en begon met de serieproductie van de kamer.