Obciążenie molekularne, mikrosystemtechnik, nowe materiały: czysta przestrzeń w mikrotechnice stoi przed wielkimi wyzwaniami

Międzynarodowy Kongres Cleanzone analizuje najważniejsze tematy w czystym pomieszczeniu

Zmniejszanie struktur i rosnące wymagania dotyczące bezpieczeństwa produktów prowadzą do tego, że w produkcji półprzewodników w czystym pomieszczeniu obowiązują coraz bardziej rygorystyczne zasady i muszą być monitorowane. Szczególne wyzwania dla czystej produkcji stanowią również technologie przyszłości, takie jak OLED czy MEMS. Wysokiej klasy prelegenci z Infineon, Merck i Bosch analizują te aspekty podczas Kongresu Cleanzone, który odbędzie się 21 i 22 października we Frankfurcie nad Menem. Ponadto kongres obejmuje pełen zakres aktualnych najważniejszych tematów w czystym pomieszczeniu, od planowania i budowy po eksploatację, i skierowany jest do wszystkich branż, które produkują w warunkach kontrolowanych.

Zanieczyszczenia molekularne w powietrzu

Wciąż obowiązuje w przemyśle półprzewodnikowym prawo Moore’a, które zakłada podwajanie mocy obliczeniowej co dwa lata. Warunkiem tego jest stałe zmniejszanie rozmiarów elementów. Dla produkcji w czystym pomieszczeniu oznacza to bardziej rygorystyczne przepisy dotyczące czystości powietrza, ponieważ coraz więcej i coraz mniejsze cząstki muszą być filtrowane.

Oprócz cząstek, w produkcji półprzewodników odgrywają coraz ważniejszą rolę zanieczyszczenia na poziomie molekularnym, tzw. zanieczyszczenia powietrzne molekularne (AMC). Do nich należą na przykład odparowania kwasów, zasad, rozpuszczalników czy krzemianów. Te cząsteczki nie są wykrywane przez klasyczne liczniki cząstek, ale mogą stanowić zagrożenie dla mikroelektronicznych elementów, na przykład poprzez korozję, jak w przypadku kwasów i zasad, lub poprzez to, że jak w przypadku silikonów, jako izolatory przerywają obwód elektryczny. Jak powinna wyglądać system monitorowania AMC, wyjaśnia Christoph Hocke, Staff Engineer z Infineon, w swoim wystąpieniu na kongresie „Monitorowanie czystego pomieszczenia w warunkach wysoce zautomatyzowanej produkcji półprzewodników”. Przedstawia on wstępny wgląd w temat: „Znajomość jakościowa i ilościowa zawartości cząstek i szczególnie AMC w powietrzu w czystym pomieszczeniu jest ważna dla opanowania technologicznych wyzwań związanych z produkcją coraz mniejszych struktur układów scalonych. Ostatnio coraz bardziej skupiamy się na AMC, ponieważ cząstkowe zanieczyszczenia są już dość dobrze rozpoznane i kontrolowane. Różnorodność AMC prowadzi również do różnych efektów w produkcji półprzewodników, np. zmiany na warstwach fotolaków lub efekty korozji na warstwach metalizowanych. Niektóre AMC mają bezpośredni wpływ na sukces produkcji i są zatem parametrami istotnymi z punktu widzenia jakości, które należy monitorować na bieżąco. Tylko w ten sposób można wcześnie wykryć negatywne skutki dla jakości produktu. W zależności od zastosowania, należy wybrać optymalną strategię monitorowania, obejmującą np. metody pomiarowe, liczbę punktów pomiarowych, liczbę pomiarów na punkt, koszty inwestycji i eksploatacji itp.”

Inteligentne czujniki i nowe materiały

Przemysł półprzewodników stawia również na innowacyjne zastosowania, nowe materiały i rozwój technologii. Przykładami są inteligentne układy scalone, na których znajdują się zarówno czujniki, jak i odpowiednie układy przetwarzania sygnałów. Jednym z wiodących na świecie producentów takich półprzewodników jest firma Bosch, dostawca dla przemysłu motoryzacyjnego. O wyzwaniach związanych z produkcją mówi Dr Kilian Bilger, Director Microsystem Technologies z Bosch, podczas swojego wystąpienia na kongresie Cleanzone zatytułowanego „MEMS - czujniki dla internetu rzeczy”. Opisując wysokie oczekiwania wobec MEMS, stwierdza: „Historia sukcesu czujników MEMS można podzielić na trzy fale: Pierwsza fala rozpoczęła się w Bosch w 1995 roku, kiedy to MEMS były rozwijane dla branży motoryzacyjnej i znalazły zastosowanie w systemach poduszek powietrznych, ESP oraz w sterowaniu silnikiem. Druga fala rozpoczęła się w 2005 roku od czujników dla zastosowań konsumenckich i obecnie pełni rolę napędową w rozwoju nowych technologii w mikroelektronice. Kryteriami sukcesu są tutaj głównie koszty, rozmiar i zużycie energii. Przyszłe systemy czujników będą inteligentne i będą łączone przez internet. Inteligentne systemy czujników są kluczowym elementem dla nowych zastosowań w internecie rzeczy i usług.” Ponadto przemysł półprzewodników pokłada wielkie nadzieje w nowych materiałach, zwłaszcza w kontekście poprawy efektywności energetycznej. Podczas kongresu Cleanzone Dr Manfred Weigand, Head OLED Strategic Marketing Lighting z Merck, w swoim wystąpieniu „OLED – technologia przyszłości”, analizuje wielkie wyzwania, jakie stawia produkcja źródeł światła z organicznych związków w czystym pomieszczeniu.

Na międzynarodowe targi branżowe z kongresem Cleanzone przyjeżdżają 21 i 22 października 2014 roku we Frankfurcie nad Menem użytkownicy i producenci technologii czystych pomieszczeń. Międzynarodowe spotkanie branżowe skierowane jest do wszystkich przemysłów, które produkują w czystym pomieszczeniu, i obejmuje zakres od planowania i budowy po eksploatację czystego pomieszczenia.