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Halbleiterproduktion

Halbleiterproduktion

Viele Produktionsprozesse im Elektronik- und Halbleitersektor erfordern geschlossene Verfahrensabläufe bei genau einzuhaltenden Taupunkten der Raumluft.

Unkontrolliert hohe Feuchtigkeit verursacht erhebliche Schäden und Störungen durch Korrosion der Schaltkreise, Kondensation bei einer Mikrochip-Oberfläche und unerwünschtes Verkleben von Kleinbauteilen sowie Fehlfunktionen innerhalb der Fertigungslinie. Um das optimale Klima für diese Prozesse in den Trocken- und Reinräumen bereitzustellen, werden Munters Systementfeuchter eingesetzt.

Feuchtigkeitsregelung verhindert:

  • Korrosion der Schaltkreise

  • Kondensation auf der Mikrochip-Oberfläche

  • Materialzersetzung

  • Ungewolltes Verkleben von Komponenten und Leiterplatten

Somit ist die Feuchtigkeitsregelung unabdingbar bei den folgenden Einsatzgebieten:

Fertigungslinien

Bei der Produktion von Halbleitern und integrierten Schaltungen, hat überschüssige Feuchtigkeit eine nachteilige Auswirkung auf die Verklebungsprozesse und erzeugt so vermehrt Defekte. Photosensitve Polymerbauteile, genannt Photoresits, werden benutzt, um Schaltkreise beim Ätzen von Leiterplattenoberflächen zu schützen. Aufgrund ihrer hygroskopischen Eigenschaft absorbieren sie Feuchtigkeit, was zu einer Unterbrechung oder Überbrückung der Schaltkreise führt und damit zu Fehlfunktionen im Schaltkreis.

Wafer-Produktion

Bei der Wafer-Produktion sprühen die Prozessautomaten (Spinner) sogenannte Entwicklerlösung auf die Wafer-Oberflächen. Dies,  verursacht ein sofortiges Verdampfen des Lösungsmittels auf dem Wafer. Dabei wird die Oberfläche gekühlt und es besteht das Risiko der unerwünschten Wasserdampfkondensation auf der Wafer-Oberfläche. Dieses zusätzliche Wasser auf dem Wafer verändert die Eigenschaften des Entwicklers. Der Widerstand absorbiert ebenso Feuchtigkeit, was wiederum zu einer Ausdehnung der Polymeroberfläche des Wafers führen kann. Die Regelung der relativen Feuchte unterbindet das Kondensationsrisiko beim plötzlichen Abkühlen unter der Wafer-Oberfläche Fehlfunktionen und Ausschuss lassen sich somit sicher vermeiden.

Photolitohografische Räume

Bei überhöhter Feuchtigkeit innerhalb eines photolithographischen Raums adsorbiert das Silicium Feuchtigkeit. Das führt zu ungenauem Verkleben der Photoresistenten und in der Folge zu Spannungsbrüchen und Oberflächendefekten.

Schnelleres Vakuumherstellen durch Pumpen

Falls das Feuchtigkeitsniveau zu hoch ist, sind Vakuumkomponenten wie Kryopumpen träger und langsamer, aufgrund der hohen Wasserdampfbeladung. Wenn die relative Feuchte reduziert ist, erhöht sich die Geschwindigkeit der Batch-Prozesse wieder, was zu verbesserter Produktivität führt.

Zum Schutz von EPI Ausrüstung

Wasserdampf oder Feuchtigkeit kondensiert auf gekühlten Oberflächen von epitaxinen Materialien (Kristallwachstum auf bestimmten Werkstoffen). Dadurch korrodieren die Komponenten, was zu Ausfällen und verlangsamten Prozessen führt.

Zusätzlich zu der Schaffung eines optimalen Klimas bietet Munters eine große Bandbreite an zeolithischen Produkten zur Abgasreinigung von flüchtigen organischen Verbindungen an. Bei der Halbleiterherstellung entstehen Abgase, die mit VOC's belastet sind. VOC's sind gesundheitsschädlich und ein Abreinigen wird verlangt. Ein Zeolith-Rotor-Konzentrator kann durch effektives Konzentrieren der VOC's die Kosten erheblich senken.

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Für die Halbleiterindustrie mit 24h-Produktion ist der Hauptvorteil der Verwendung eines Rotor-Konzentrators die hohe Verlässlichkeit. Dies geschieht durch stetige Abgasströme mit minimalen Druckschwankungen und bei erheblichen Betriebskostensenkungen. Munters Systeme konzentrieren große Abgasvolumenströme mit niedrigen Belastungen an VOC's zu kleineren Volumenströmen mit höheren Belastungen, die effizient und kosteneffektiv in einem thermischen Oxidierer zerstört werden können. Der Druckabfall durch das System ist sehr niedrig, wodurch die Betriebskosten der Abgasbehandlung signifikant gesenkt werden können.

Munters Zeolith-Konzentrator-Systeme sind führend in der Abreinigungstechnik von VOC's. Mehr als 200 Systeme sind gegenwärtig bei namhaften Unternehmen der Halbleiterindustrie im Einsatz.

Munters ist ein Vorreiter in der Entwicklung der hydrophoben zeolithischen VOC-Adsorption. Munters VOC-Reinigungssysteme erreichen mehr als 95% VOC DER (Destruction Removal Efficiency) bei gleichzeitig reduzierten Treibstoffkosten von bis zu 30-50%, verglichen mit thermischen Oxidieren, die als Einzelgerät arbeiten.

Fallstudien

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