Bericht Vom Silizium zum Die: So werden aus Wafern im Reinraum Chips

[ScOuRgE_]

Wer mehr darüber erfahren will, dem sei dieses einführende und sehr verständliche Fachbuch ans Herz gelegt:

http://www.springer.com/de/book/9783834813350

Interessanter Artikel. Ja, diese gelbstichigen Labore sind echt schlimm für die Augen und fürs Gemüt - nach vielen Laborstunden bekommt man einen Laborkoller

Das ist tatsächlich immer wieder merkwürdig. Manche Leute sind ja schon nach ein paar Minuten kollabiert und mussten aus dem Reinraum getragen werden. Ich persönlich merke überhaupt nichts davon. Hat offensichtlich genetische Ursachen.

 

[DerNiemand]

Ich selber bin noch nicht kollabiert, aber nach 8h pausenlos im Labor hat man schonmal einen Brummschädel, aber so schlimm, dass ich zusammenklappe ist es bei weitem nicht

Deshalb: Pausen einlegen, bevor man unkonzentriert wird!

 

[Hyparion]

Da muss ich mich nach Jahren des Nurlesens doch tatsächlich endlich mal anmelden... Um Danke für so einen Artikel zu sagen!
Ich finde es wie meine Vorredner auch sehr gut, solche Themen mal etwas tiefgreifender zu erörtern. Da fühlt man sich fachlich doch direkt gut aufgehoben

An die Pumpenfraktion mal die Frage eines interessierten Laien: Nach euren Aussagen scheint eine "simple" Drehschieberpumpe in Kombination mit einer Kryopumpe zum Aufbau eines (Ultra-)Hochvakkuums ausreichend zu sein. In der Theorie lese ich aber auch immer wieder vom Einsatz einer Turbomolukularpumpe zwischen den beiden oben erwähnten. Kommt ihr in euren Systemen tatsächlich ohne aus?

Danke und Grüße

Da muss ich mich nach wahrscheinlich zehn Jahren Forenabstinenz doch auch mal wieder melden. Danke für den Artikel!
Turbomolekularpumpen müssen eingesetzt werden, wenn noch ein gewisser Volumenstrom bewältigt werden muss. Grundsätzlich kann ein Ultrahochvakuum auch nur mit Drehschieberpumpe und Getter erreicht werden. Ich z.B. arbeite mit hochauflösenden Flugzeitmassenspektrometern, in die wir absichtlich kleinste Mengen eines Kollisionsgases einbringen. Um diese erhöhte Gasmenge ausbringen zu können, arbeiten zwischen Drehschieberpumpe und Getter immer bis zu drei Turbomolekularpumpen,

Grüße

 

[scf-since1904]

Super Artikel - vielen Dank!
Sehr gut geschrieben - die Grundlagen versteht man so endlich mal! War für mich immer wir eine black box..

 

[konkretor]

sehr schöner Artikel, gerne mehr davon

 

[saebel]

sehr guter, ausführlich recherchierter Artikel. Bitte mehr Artikel dieser Art. Ihr könnt von mir aus dafür an z.B. Smartphone Tests quantitativ gerne weniger bringen und dafür mehr der Netzteiltests die sich auch wirklich die verbaute Technik anschauen. Wegen solcher Artikel unterstütze ich euch.
Danke!

 

[tdklaus]

Zu den Pumpenfragen: in der Chipproduktion werden meist (unterstützt von ölfreien mechanischen Vorpumpen) Turbo- oder Kryopumpen verwendet. Turbos wenn's nicht auf das letzte bißchen Ultrahochvakuum ankommt oder wenn Gase im Spiel sind, die beim Regenerieren der Kryos Probleme machen würden- Wasserstoff, zum Beispiel, oder auch wo viel Gas zu pumpen ist, zB in den Ladeschleusen. Getterpumpen werden wegen ihrer geringen Kapazität nur in Sonderfällen ganz nahe am Wafer eingesetzt.
Typisches Endvakuum einer Sputteranlage: mittlere 10E-9 mbar - die sieht sie aber meist nur einmal, beim Abnahmetest ;-)

 

[HardRockDude]

Warum ist das unter "Tests" kategorisiert? Für solche erstklassigen Artikel könnt ihr wirklich eine neue Kategorie aufmachen und sie ganz oben anpinnen. Das lockt Leser aus dem ganzen Internet an

Ansonsten geht dieser Bericht, der unter Tests zu finden ist, sofort unter - und jetzt kommt alte Kritik - dank des weiterhin komischen Menüdesigns: Unter "Ticker" findet man nur neues, hier verschwinden also interessante Dinge nach recht kurzer Zeit. Unter "Tests" erwartet man Tests, und unter "Themen" findet man nur Hashtags. Eure Notizen und Berichte finden gar keinen Platz.

Als ihr das Design damals umgestellt habt hagelte es Kritik, wie es bei Umstellungen auch typisch ist, doch auch viel konstruktive. Inzwischen ist einiges abgehallt und man hat sich gewöhnt, aber ehrlich gesagt ist es immer noch eine Katastrophe.

 

[Syrato]

@CB toller Artikel, wäre wirklich super, wenn 1 bis 3 solcher Artikel pro Woche kommen könnten (von mir aus auch einer pro Tag 😀 ). Liest sich wirklich gut. Weiter so!

 

[pet0r#mp3]

Guten Morgen, auch ich wollte nur meinen Dank aussprechen für diesen wirklich sehr guten Artikel!

 

[Autokiller677]

Ich selber bin noch nicht kollabiert, aber nach 8h pausenlos im Labor hat man schonmal einen Brummschädel, aber so schlimm, dass ich zusammenklappe ist es bei weitem nicht

Deshalb: Pausen einlegen, bevor man unkonzentriert wird!

Soweit ich weiß, sind 8h am Stück im Reinraum (oder sogar generell im Labor) auch verboten.

Ich hab einen ähnlichen Prozess mal im Praktikum gemacht, nur haben wir einfache MOSFETs zusammengeschustert. Da war die Anweisung, dass niemand länger als 4h im Reinraum sein darf. Deshalb sind wir (und auch unser Betreuer) bei den längeren Wartezeiten immer raus - und je nachdem, welcher Ätzschritt gerade dran ist, oder ob man halt 2h auf ein Vakuum wartet, lohnt sich das schon - auch wenn man sich dafür wieder komplett neu Einkleiden muss.

Auf jeden Fall ein schöner Artikel, der mich gerade lebhaft an dieses Praktikum erinnert. War auf jeden Fall eine coole Sache, auch wenn am Ende bei uns von ein paar Hundert Mosfets genau einer funktioniert hat, die Inverter waren sogar alle tot Naja.

Kenne auch ein paar Leute, die dann bei der Masterarbeit da weiter gemacht haben, aber täglich mit HF und co. hantieren muss ich doch nicht haben, auch wenn die Sicherheitsmaßnahmen zumindest hier in Deutschland schon sehr hoch sind. Das mulmige Gefühl bleibt irgendwie trotzdem immer.

 

[_Cloud_]

Super gemacht durch die heizelemente auch kein artikel der 200 seiten hat

gut beschrieben und schöne bilder.

ja das wir hier im low end bereich der chip herstellung sind sollte jedem klar sein! 1970-1985 ca war das high end?
100er scheibchen, der Masken preis ist auch hammer ist bezahlbar
wen man sich das andre ende anschaut SoC GPU und CPU herstellung sind das welten xD

ab erst ma würden jetzt ja so was wie mainboard chips radio SoC oder sensoren fürs auto kommen im 2 Artikel
160-90 nm mit 100 bis 200 scheiben fragt doch ma bei bosch an die bauen doch ihr neues werk in leipzieg xD
evtl dürft ihr in eins ihrer alten rein bauen ja viele sensoren und co für alle.

würde mich freuen öfter so was auf cb zu lesen!

Ergänzung (9. August 2017)

Interessanter Artikel. Ja, diese gelbstichigen Labore sind echt schlimm für die Augen und fürs Gemüt - nach vielen Laborstunden bekommt man einen Laborkoller
-10^7mbar finde ich jetzt nicht soooo niedrig, unsere Maschienen schaffen um die 6.5*10^-8 mbar. Hier aber durch eine Drehschieberpumpe, Stickstofffalle und zwei Iongetter-Pumpen.

Mit was wird die Kryopumpe betrieben? Muss ja wohl flüssiges Helium sein?

Und HF ist echt ein ekliges Zeug.

kann ja nur helium sein

stickstoff kommt bei weitem nicht so tief.

zumahl helium mitlerweile auch kein ding mehr ist selbst die OC jungs haben sich da schon rangetraut

 

[N0Thing]

Danke für diesen Artikel, als Einstieg in die Materie lesenswert. Wäre cool, wenn in Folgeartikeln auch aktuellere Verfahren beschrieben werden. Hoffentlich bekommt ihr irgendwann eine Einladung zu Infineon oder Globalfoundries in Dresden. :-)

 

[Autokiller677]

kann ja nur helium sein

stickstoff kommt bei weitem nicht so tief.

zumahl helium mitlerweile auch kein ding mehr ist selbst die OC jungs haben sich da schon rangetraut

Helium an sich ist kein Ding, klar. Nur halt verdammt teuer im Vergleich zu Stickstoff

Und dann bleibt die Frage, ob man mit Helium4 hinkommt oder zu 3/4 Mischkryos muss. Bei den Mischkryos wird es dann preislich echt schlimm.

 

[_Cloud_]

stickstoff kann Kostenlos sein wen die Temp nicht reicht

aber ja du hast recht die anlage wird auch immer teurer wegen isolation der strecke etc

 

[Tho]

Echt schön geschriebener Artikel, gerne mehr davon

 

[Unlimited1980]

Bin begeistert, toller Artikel! Bitte mehr davon!

 

[Thomas B.]

Vielen Dank für das Feedback! Freut mich, dass der Artikel gut ankommt

Ich habe noch eines der fertigen Mikroheizelemente bekommen - leider wurde die Vorderseite beim Transport etwas verkratzt und die Kamera stößt bei dem kleinen Die allmählich an ihre Grenzen.



Auf dem Foto der Vorderseite sieht man die feinen Metalllinien unter einer schützenden Polymerschicht. Die Rückseite des Wafers ist im Bereich des Heizelements mit KOH-Ätzen auf 70 µm Silizium reduziert worden.

 

[4to cka3al]

Mehr davon!

 

[St3ppenWoLF]

Ein fabelhafter Artikel, bitte mehr davon