Reinraum für die Chip-Herstellung: Darauf kommt es an

Alarmsysteme, Herzschrittmacher, Smartphones und Industrieroboter haben eines gemeinsam: Sie sind auf Mikrochips angewiesen. Ohne diese Chips funktionieren weder lebensrettende medizinische Geräte noch die Industrie 4.0. Dabei ist grundlegend, dass die Chip-Herstellung im Reinraum erfolgt. Jetzt soll der European Chips Act der Europäischen Kommission die Produktionskapazitäten für Halbleiter in Europa steigern. Stabilere Lieferketten und eine geringere Importabhängigkeit sind das Ziel. Daraus ergeben sich für kleine und mittlere Unternehmen (KMU) neue Herausforderungen und Möglichkeiten. Mit dem modularen item Systembaukasten können Sie die hohen Reinheits- und Funktionsanforderungen in der Halbleiterfertigung optimal berücksichtigen. Erfahren Sie hier mehr zu den Lösungen von item für die Halbleiterindustrie.

Der European Chips Act stellt für die europäische Halbleiterindustrie entscheidende Weichen. Er soll zu sichereren Lieferketten und einer größeren Unabhängigkeit gegenüber außereuropäischen Staaten führen. Aktuell stammen nur 10 % der weltweit produzierten Mikrochips aus Europa. Es ist das Ziel des Gesetzes, diesen Anteil bis 2030 zu verdoppeln. Hierfür werden 43 Milliarden Euro eingesetzt und Innovationen in Entwicklung, Herstellung und Verpackung gefördert. Ein investitionsfreundliches Umfeld soll zu neuen Produktionsanlagen führen. Stabile Lieferketten, erweiterte Produktionskapazitäten und neue Arbeitsplätze stehen im Mittelpunkt des Gesetzes. Weitere Details finden Sie im Factsheet der Europäischen Kommission.

Asien und die USA dominieren den Weltmarkt für Halbleiter. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, muss Europa seine Industrie vor Produktionsausfällen schützen. Der EU Chips Act unterstützt KMU ausdrücklich: Deren Innovationskraft und Produktionskapazitäten werden gestärkt. KMU bieten häufig spezialisierte und flexible Lösungen an, was sie für die Halbleiterindustrie so wertvoll macht. Denn es sind gerade diese Eigenschaften, die zu Innovationen führen.

Die Halbleiterindustrie wird mit dem EU Chips Act auf Wachstumskurs gebracht. Kleine und mittlere Unternehmen sollten ihre Chance nutzen. Doch die Produktionsbedingungen für die Chip-Herstellung im Reinraum müssen stimmen. Sonst bleibt der Erfolg in diesem hochdynamischen Markt aus. Reinräume spielen für die Chip-Herstellung eine zentrale Rolle: Um eine hohe Qualität bei der Halbleiterfertigung im Reinraum zu gewährleisten, ist ein sauberer und partikelarmer Raum ein Muss. Bereits kleinste Verunreinigungen können teure Produktionsausfälle verursachen.

Ob Zeiss, ASML, Infineon oder Intel: Modernste Reinraumtechnik wird von großen Herstellern und Zulieferern eingesetzt. Sie möchten mit Ihrem KMU in die Halbleiterfertigung einsteigen oder Ihre Kapazitäten erweitern? Dann führt an der Investition in eine geeignete Reinraumausstattung kein Weg vorbei. Kevin Haas, Reinraumexperte bei item, sieht vor dem Hintergrund des EU Chips Act folgende Herausforderungen: „Bezüglich der Anforderungen in der Halbleiterindustrie herrschen teilweise noch sehr unterschiedliche Auffassungen vor. Es sind lediglich die allgemeinen Reinraumanforderungen bekannt. Um die Wachstumsprognosen realisieren zu können, sind Reinraum-Lösungen mit höchsten Qualitätsansprüchen erforderlich.“ Hinzu kommen die immer kleiner werdenden Abstände von einzelnen Leiterbahnen. Sie befinden sich im Nanometerbereich, sodass die Spezifikationen und Fertigungstoleranzen in der Halbleiterproduktion zunehmend enger werden.

Für die Herstellung von Wafern hat die Organisation SEMI verschiedene Leitfäden erstellt. Der Umgang mit diesen Richtlinien ist in der Halbleiterindustrie allerdings sehr unterschiedlich. Grundsätzlich sollten Sie die folgenden Anforderungen beachten:

• Vermeidung von Korrosion und Kontamination: Nutzen Sie rostfreie Komponenten.
• Vermeidung von Verunreinigungen durch gasförmige Stoffe: Sorgen Sie für minimale Ausgasung.
• Keine Staubablagerungen durch leicht zu reinigende Oberflächen: Hohe Reinheit ist Pflicht.
• Anpassung an flexible Produktionsanforderungen: Eine kontinuierliche Umgestaltung muss möglich sein.
• Schutz vor elektrostatischer Entladung: Etablieren Sie sorgfältigen ESD-Schutz.

In der Halbleiterfertigung sind die Anforderungen sehr hoch. Häufig variieren sie – abhängig von den spezifischen Anforderungen des Unternehmens und den Fertigungsschritten. Eine einheitliche Norm für die Regelung aller Anforderungen gibt es nicht. Ebenso wenig wie Vorgaben, aus welchem Material Verbinder und Kunststoffe gefertigt sein dürfen. Bei der Materialauswahl sollten Sie immer darauf achten, dass die Ausschussquote möglichst niedrig bleibt. Setzen Sie keine Materialien ein, die Korrosion oder Verunreinigung im Reinraum verursachen. Nutzen Sie eloxiertes Aluminium, Edelstahl oder Glas. So sorgen Sie für einen hohen First Pass Yield (FPY). Mit FPY wird der Anteil der Produkte bezeichnet, die den Produktionsprozess im ersten Durchlauf ohne Nacharbeit oder Reparatur erfolgreich durchlaufen. Ein hoher FPY ist entscheidend, um die Effizienz zu erhöhen und Kosten zu senken.

Kontamination durch Kleinstpartikel darf bei der Halbleiterfertigung im Reinraum nicht passieren: Das Ziel ist eine Nullfehlerproduktion. Dafür müssen zahlreiche Maßnahmen zuverlässig ineinandergreifen. Zertifizierte und auf Ihre Anforderungen abgestimmte Komponenten sind die Lösung. Der item Systembaukasten setzt genau hier an: Mit ihm konstruieren Sie Reinräume, die der DIN EN ISO 14644-1 entsprechen. Realisieren Sie Reinraum-Lösungen für höchste Präzision in der Chip- und Waferherstellung – wie z.B. Arbeitsplätze, Kabinen und Einhausungen. Dank einer umfangreichen Auswahl an Profilen und Zubehör können Sie Ihre Lösung genau in der gewünschten Form und Größe umsetzen. Ergonomie und ESD-Schutz kommen im Reinraum ebenfalls nicht zu kurz.  

Diese Beispiele für Komponenten und Lösungen verschaffen Ihnen einen ersten Einblick über die Möglichkeiten des item Systembaukastens:

• Modulares Einfasssystem X 8
• Anschlussfertige Filter-Fan-Unit 1200×600
• Reinraum-Teilumhausung mit mehreren Filter-Fan-Units
• Laminar Flow Box mit höhenverstellbarem Arbeitstisch

Für den Bau reinigungsfreundlicher Maschinenrahmen sind die item Aluminiumprofile X und XMS perfekt geeignet. Sie zeichnen sich durch geschlossene Außenflächen und einen minimalen Kantenradius aus. Weitere Vorteile: Kabel können in den Profilen verlegt werden und es gibt so wenig offene Nuten wie nötig. Die glatte Profiloberfläche ist leicht zu reinigen und unempfindlich gegenüber Reinigungsmitteln. Zusätzlich werden Partikelablagerungen verhindert. Auf Basis des modularen Einfasssystems für bündige Flächen bauen Sie reinraumgerechte Wände und Decken.

In der modernen Wirtschaft ist die Halbleiterindustrie eine treibende Kraft. Für KMU bietet sich mit der Investition in geeignete Reinraumtechnik und den Fördermitteln des EU Chips Act eine ideale Möglichkeit. So können auch kleinere Unternehmen wettbewerbsfähig bleiben. Nutzen Sie Ihre Chance: Schaffen Sie die Grundlage für eine effiziente Halbleiterfertigung im Reinraum. Mit dem item Systembaukasten entwickeln Sie passende Lösungen für die Chip-Herstellung. Die Komponenten sind flexibel einsetzbar und leicht zu montieren. Damit verfügen Sie über die ideale Basis, um die hohen Anforderungen für die Chip-Herstellung im Reinraum zu erfüllen. Zusätzlich profitieren Sie von einer hohen Lieferfähigkeit sowie von Komponenten in konstant hoher Qualität.