Maschinen für die Halbleiterindustrie

Diffusionsöfen spielen bei der Halbleiterherstellung eine wichtige Rolle, da sie präzise Heizverfahren mit Strahlungs- und Konvektionsheizung verwenden. Die Temperatur in den verschiedenen Zonen muss genau kontrolliert werden, ebenso wie die Temperaturgradienten, um eine gleichmäßige Diffusion von Verunreinigungen in die Siliziumscheiben zu gewährleisten. Diese Öfen steuern auch sorgfältig die Temperaturanstiegs- und Abkühlungsraten, um eine thermische Belastung der Wafer zu vermeiden. Moderne Diffusionsöfen verfügen heute über fortschrittliche Steuerungen zur Überwachung kritischer Prozessparameter in Echtzeit, wodurch Prozessfehler in dieser kritischen Phase des Halbleiterherstellungsprozesses vermieden werden können.

Ein weiterer kritischer Prozess in der Silizium-Wafer-Produktion ist die so genannte Aufdampfung. Dieses Verfahren umfasst thermische Prozesse, bei denen die Ausgangsstoffe (die so genannten Precursoren) in einen Dampfzustand gebracht werden und dann auf dem Wafersubstrat kondensieren. Diese Methode ermöglicht präzise und kontrollierte Dünnschichtbeschichtungen sowohl für Siliziumwafer als auch für optische Beschichtungen wie Displays und PV-Arrays. Dampfabscheidungssysteme umfassen verschiedene Stufen, die jeweils eine präzise Temperaturkontrolle erfordern, um gleichmäßige und hochwertige Abscheidungen zu gewährleisten.

Siliziumwafer sind sehr zerbrechlich, und eine präzise Erkennung ist erforderlich, um die Position und das Vorhandensein der Wafer während des Transfers und auch während automatischer Be- und Entladevorgänge zu erkennen. In den meisten Fällen ist der Einbauraum sehr begrenzt, und die Erkennungssensoren müssen flexibel montiert und leicht eingestellt werden können. Eine weitere kritische Eigenschaft ist die hohe Immunität gegenüber externen Störungen, da letztere zu Fehldetektionen und hohen Ausschusskosten führen können.

Anlagen zur Reinigung von Siliziumwafern sind in der Halbleiterindustrie unerlässlich, um die Reinheit und Unversehrtheit der Wafer zu erhalten. Diese Anlagen nutzen eine Kombination aus chemischen, mechanischen und auf Reinstwasser basierenden Verfahren, um Verunreinigungen, Partikel und organische Rückstände von der Waferoberfläche zu entfernen. Die Anlagen umfassen in der Regel Ultraschallbäder, Chemikalientanks, Schleudertrockner und Wäscher, die alle darauf ausgelegt sind, ein hohes Maß an Sauberkeit zu erreichen. Präzision ist das A und O, denn selbst kleinste Verunreinigungen können die Leistung der Halbleiter beeinträchtigen. Saubere Wafer führen zu höheren Erträgen und besserer Qualität und machen diese Reinigungssysteme in der Halbleiterherstellung unverzichtbar.

Halbleitertestgeräte spielen eine entscheidende Rolle bei der Bewertung der Funktionalität und Leistung von integrierten Schaltungen und Halbleitergeräten. Heizkomponenten werden häufig zu verschiedenen Zwecken in Prüfsysteme integriert. Eine Hauptfunktion ist die Temperaturprüfung, bei der das Halbleiterbauelement verschiedenen Temperaturbereichen ausgesetzt wird, um seine Leistung unter verschiedenen Betriebsbedingungen zu bewerten.
Heizelemente, wie z. B. Widerstandsheizer oder Peltier-Geräte, werden zur präzisen Steuerung der Temperatur des zu prüfenden Bauteils verwendet. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da viele Halbleiterbauelemente bei verschiedenen Temperaturen ein unterschiedliches Verhalten zeigen und eine gründliche Prüfung in extremen Temperaturbereichen notwendig ist, um die Zuverlässigkeit zu gewährleisten.

Reflow-Öfen werden üblicherweise für SMT-Bauteile (Surface Mount Technology) verwendet. Diese Öfen verwenden ein Fördersystem, um Leiterplatten durch ein sorgfältig kontrolliertes Wärmeprofil zu führen. Die präzisen Temperaturzonen des Ofens schmelzen die Lötpaste und schaffen so feste elektrische Verbindungen zwischen Bauteilen und Leiterplatten. Dieses Verfahren gewährleistet Zuverlässigkeit und Konsistenz und eignet sich daher für hochdichte und miniaturisierte Elektronik. Das Wellenlöten hingegen wird hauptsächlich für durchkontaktierte Bauteile verwendet. Bei diesem Verfahren wird eine Welle aus geschmolzenem Lot über die Leiterplatten geführt.

Klimakammern werden häufig bei der Prüfung von Halbleitern und der Bewertung ihrer Zuverlässigkeit eingesetzt. Diese Kammern bieten kontrollierte Umgebungen, in denen Halbleiterbauelemente verschiedenen Temperatur- und Feuchtigkeitsniveaus ausgesetzt werden, um etwaige Konstruktionsfehler oder Lebensdauerprobleme aufzudecken. Klimakammern können auch als Teil eines Burn-in-Systems verwendet werden, bei dem die zu prüfenden Bauelemente sowohl Temperatur- als auch elektrischen Belastungen ausgesetzt werden, um eine reale Anwendung zu simulieren. Durch die Beschleunigung bestimmter physikalischer Fehlerquellen können die Hersteller sicherstellen, dass das Endprodukt die Kundenspezifikationen unter verschiedenen Einsatzbedingungen erfüllt.