Hohe Durchsatz­geschwindigkeiten mit großer Zuverlässigkeit

Erfolgsgeschichte Temperaturkontrolle

Temperaturkontrolle bei der Halbleiterproduktion

Als Spin-off der Firma ASM entwickelt und produziert das nieder­ländische Unternehmen Levitech Maschinen für die Halbleiter­industrie. Um kleinere Strukturen und eine höhere Einheitlichkeit bei Halbleitern erreichen zu können, die vom Markt gefordert werden, musste der Maschinen­bauer neue Methoden der Wärme­übertragung umsetzen. Hierfür sind eine schnellere Temperatur­korrektur und vor allem eine genauere Steuerung Voraussetzung. Deshalb suchte Levitech nach einer Alternative für die Steuerung des thermischen Prozesses seiner Levitor-Maschine. Mit JUMO fand das Unternehmen aus dem niederländischen Almere den Partner, mit dem die Lösung umgesetzt werden konnte.

Aufgabenstellung

Der Reaktor für die Wafer-Herstellung besteht aus 2 Graphitscheiben, die entsprechend der Prozesstemperatur beheizt  werden. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, müssen diese spezifische Eigenschaften aufweisen. Mithilfe von Gas schwebt der Wafer während des Prozesses zwischen den beiden Scheiben, ohne diese zu berühren. Um die erforderliche Temperatur von 1.200 °C erreichen zu können, werden spezielle Heizelemente von Kanthal® verwendet.

Das Ziel war innovative Methoden der Wärmeübertragung anzuwenden zu können. Diese ermöglichen, dass der Wafer sehr schnell erhitzt und auch sehr schnell wieder abgekühlt wird. Auf beiden Seiten des Wafers befindet sich eine gleichmäßige Öffnung von 0,15 mm, die für eine sehr effiziente Wärmeleitfähigkeit sorgt. Der Wafer wird innerhalb von Sekunden auf die
Temperatur der Graphitscheiben erhitzt. Diese werden mit einer spezifischen Heizungssteuerung kontrolliert.


Levitor-Maschine für die Halbleiterproduktion von Levitech

Lösungsansatz

Für die Heizungssteurung kommt ein Thyristorleistungssteller von JUMO zum Einsatz. Der JUMO TYA 201 steuert den gewünschten Strom sowie die Spannung des Kanthal®-Heizelements in jeder Temperaturphase und stellt so den präzisen Temperaturverlauf des Prozesses sicher. Dieses System ermöglicht, dass die Wafer bei einer optimalen und immer identischen Temperatur gefertigt werden.


Wafer im Levitech Levitor

Ein Wafer im Levitech Levitor

Erhitzter Wafer im Levitor von Levitech

Der Wafer im Wärmeprozess des Levitors von Levitech

Projektergebnis

Aufgrund der Eigenschaften des JUMO TYA 201 Thyristor­leistungsstellers konnte der Wunsch nach einer genaueren Steuerung und einer schnelleren Temperatur­korrektur umgesetzt werden. Dadurch können nun die innovativen Methoden der Wärme­übertragung bei der Halbleiter­produktion angewendet werden. So erfüllt Levitech die Markt­anforderungen und erhöht zugleich die Durchsatz­geschwindigkeit.