Anlagenbauer automatisiert Produktion von Wafern
Siliziumscheiben dünner als Papier

Deutsche Anlagenbauer holen auf. Bei der Entwicklung einer Produktionsanlage sind einem baden-württembergischen Unternehmen jetzt wichtige Fortschritte gelungen. Mit der neuen Produktionsanlage können hauchdünne Siliziumscheiben gefertigt werden, was bislang nur japanischen Firmen gelang.

HB STUTTGART. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt haben die in Baden- Württemberg ansässigen Unternehmen BLE Laboratory Equipment und Schiller eine Produktionsanlage entwickelt, mit der feinste Schichten auf bis zu 120 Wafer pro Stunde bearbeitet werden können. Das Verfahren ermöglicht erstmals die Herstellung von ultradünnen Wafern mit einer Schichtdicke von 70 bis 300 Mikrometern. Dank einer neuartigen Handhabungstechnik werden die papierdünnen Wafer-Scheiben automatisch zu den verschiedenen Arbeitsstationen transportiert.

Wafer sind Siliziumscheiben, die zur Chip-Produktion hauchdünn mit lichtempfindlichen Lacken beschichtet werden. Die Schaltstrukturen auf den Chips entstehen durch mehrfaches Auftragen, Belichten und Fixieren der Lackschichten. Mikroprozessoren wie man sie etwa aus dem Personalcomputer kennt, arbeiten bisher mit einer Schichtdicke von zirka 800 Mikrometern.

Während BLE die Gesamtanlage namens Acrobat konzipierte und Steuerungen entwickelte, schuf Sieghard Schiller eine Lösung für das Handling verschieden dünner Wafer. Mit einem Vakuumsystem werden sie schnell, präzise, vibrations- und erschütterungsarm bewegt.

Die neuen Siliziumplättchen, die nur noch halb so dick sind wie Papier, sind geeignet für ein breites Anwendungsspektrum: Besonders gefragt sind sie bei Chipkarten-Herstellern. Das spröde Material Silizium könnte als hauchdünne Schicht in äußerst biegsame Karten integriert werden. Ein weiteres Einsatzfeld sind Sensoren in der Automobilindustrie. Dünne Chips eignen sich hier besonders gut, da sie weniger temperaturempfindlich sind. Aber auch in Verkaufsverpackungen zwecks Kennzeichnung und bei der Etikettierung von Textilien sind besonders dünne Mikrochips notwendig.

Thomas Kaufmann, Gruppenleiter Halbleiterherstellung beim Fraunhofer für Produktionstechnik und Automatisierung-Institut der Fraunhofer Gesellschaft, sieht gute Perspektiven für Technologien wie Acrobat: "Die Durchlaufzeit ist mit 120 Wafern pro Stunde hoch, ein modularer Aufbau erleichtert den Einsatz für unterschiedliche Anwendungsfelder", urteilt er.

Außerdem kann die Anlage an Produktionsplanungs- und Steuerungssysteme angeschlossen werden. Das heißt, sie meldet sich beispielsweise beim Fabrikinformationssystem, wenn Chemikalien zur Neige gehen und bestellt Nachschub. Vorteilhaft seien auch die kurzen Rüstzeiten. "Die Termintreue ist extrem wichtig, da die Hersteller in der Regel in die Just-in-time-Konzepte der Automobilbauer eingebunden sind", erklärt Kaufmann.

In Anlagen wie Acrobat sind Kühl- und Heizplatten integriert sowie so genannte Spin-Module. Das sind Drehscheiben, die den Lack mit 10 000 Umdrehungen pro Minute auf dem Silizium-Rohling verteilen. Probleme bereitete bislang die Handhabung der dünn geschliffenen beschichteten 8-Zoll- Scheiben, die absolut vibrationsfrei erfolgen muss. Die neuen Vakuumgreifer lösen diese Schwierigkeit. Was sich simpel anhört, stellt bei den extrem dünnen Wafern hohe Ansprüche an die Feinmotorik der automatischen Helfer: "Sie sind dünn wie eine Folie, dürfen sich aber nicht biegen, da sonst ein Einlegen in verschiedene Prozessmodule nicht möglich ist", sagt Franz Richter, Vorstandsvorsitzender von Süss Microtec.

Der Produzent von Anlagen für die Wafer-Produktion hat BLE und dessen Verfahren gekauft. Die patentierte "Achillesferse-Technik" will Richter nun mit der eigenen Produktreihe von Süss Microtec zusammenführen. Damit ist Süss Microtec in Europa bei einem Umsatz von über 200 Mill. Euro alleiniger Anbieter solcher Anlagen, auf die sich bislang vor allem japanische Hersteller spezialisiert hatten.

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