Molekulární zátěž, mikrosystémová technika, nové materiály: Čistý prostor v mikrotechnologii před velkými výzvami

Zmenšení struktur a zvýšené požadavky na bezpečnost výrobků vedou k tomu, že v polovodičové výrobě v čistém prostoru platí stále přísnější pravidla a musí být sledována. Zvláštní výzvy pro čistou výrobu představují také budoucí technologie, jako jsou OLED nebo MEMS. Vysoce kvalifikovaní řečníci z Infineonu, Mercku a Bosche analyzují tyto aspekty na kongresu Cleanzone 21. a 22. října ve Frankfurtu nad Mohanem. Kromě toho kongres pokrývá celou škálu aktuálních hlavních témat v čistém prostoru od plánování a výstavby po provoz a oslovuje všechny odvětví, která vyrábějí za kontrolovaných podmínek.

Airborne Molecular Contamination

V polovodičovém průmyslu stále platí Mooreův zákon, který předpokládá zdvojnásobení výpočetního výkonu každé dva roky. Podmínkou je konstantní zmenšování součástek. To znamená přísnější předpisy týkající se čistoty vzduchu v čistém prostoru, protože je třeba filtrovat stále více a menší částice.

Kromě částic hraje v polovodičové výrobě stále důležitější roli kontaminace na molekulární úrovni, takzvaná Airborne Molecular Contamination (AMC). Patří sem například výpary kyselin, zásad, rozpouštědel nebo křemíku. Tyto molekuly nejsou zachycovány klasickými čidly částic, mohou však způsobit škody na mikroelektronických součástkách, například korozí, jako je tomu u kyselin a zásad, nebo tím, že jako izolátory přerušují elektrický obvod, například u silikonů. Jak by měl vypadat monitorovací systém pro AMC, popisuje Christoph Hocke, Staff Engineer z Infineonu, ve svém příspěvku „Čistý prostor – Monitoring za podmínek vysoce automatizované polovodičové výroby“ na kongresu Cleanzone. Zde dává první pohled na téma: „Kvalitativní a kvantitativní znalost obsahu částic a zejména AMC ve vzduchu v čistém prostoru je důležitá pro zvládnutí technologických výzev při výrobě stále menších struktur čipů. V poslední době se zaměření stále více přesouvá na AMC, protože částicové nečistoty jsou nyní poměrně dobře rozpoznány a zvládnuty. Rozmanitost AMC také vede k různým účinkům v polovodičové výrobě, například ke změnám na fotolacích nebo k korozním efektům na metalizovaných vrstvách. Některé AMC mají přímý vliv na úspěšnost výroby a jsou proto parametry ovlivňující kvalitu, které je třeba průběžně sledovat. Pouze tak lze včas odhalit negativní dopady na kvalitu produktu. Podle konkrétního použití je třeba zvolit optimální monitorovací strategii, například metody měření, počet měřicích míst, počet měření na jedno místo, investiční a provozní náklady atd.“

Chytré senzory a nové materiály

Polovodičový průmysl rovněž spoléhá na inovativní aplikace, nové materiály a rozrůznění technologií. Příklady jsou chytré čipy, na nichž jsou jak senzory, tak příslušné obvody pro zpracování signálů. Jedním z předních výrobců takových polovodičů je automobilový dodavatel Bosch. O výzvách výroby hovoří Dr. Kilian Bilger, ředitel microsystémových technologií v Bosch, ve svém příspěvku „MEMS - senzory pro internet věcí“ na kongresu Cleanzone. Vyjadřuje se k vysokým očekáváním, která jsou na MEMS kladena: „Úspěšný příběh MEMS senzory lze načrtnout ve třech vlnách: Nejprve byly MEMS od roku 1995 vyvíjeny v Bosch pro automobilový průmysl a našly uplatnění v airbagových systémech, ESP a v řízení motoru. Druhá vlna začala v roce 2005 s senzory pro spotřebitelské aplikace a v současnosti převzala roli tahouna ve vývoji nových technologií v mikrosystémové technice. Kritéria úspěchu jsou zde především náklady, velikost a spotřeba energie. Budoucí senzory budou inteligentní a budou propojeny přes internet. Chytré senzory jsou klíčovou součástí nových aplikací v internetu věcí a službách.“ Kromě toho polovodičový průmysl vkládá velké naděje do nových materiálů, především s cílem zlepšit energetickou účinnost. Na kongresu Cleanzone analyzuje Dr. Manfred Weigand, vedoucí strategického marketingu OLED ve společnosti Merck, ve svém příspěvku „OLED – technologie budoucnosti“ velké výzvy, které představuje organický světelný zdroj na bázi uhlíkových sloučenin pro výrobu v čistém prostoru.

Na mezinárodním odborném veletrhu s kongresem Cleanzone se 21. a 22. října 2014 ve Frankfurtu nad Mohanem setkají uživatelé a výrobci technologií pro čisté prostory. Mezinárodní setkání odvětví je určeno všem odvětvím, která vyrábějí v čistém prostoru, a pokrývá spektrum od plánování a výstavby po provoz čistého prostoru.