NEWS & HIGHLIGHTS » Interview Stefan Schäfer, Kistler, über piezodynamische Kraftmessung in der Halbleiterfertigung Dem Moore‘schen Gesetz auf der Spur Seit Jahrzehnten entwickelt sich die Halbleiterindustrie gemäß dem Mooreschen Gesetz: Alle zwei Jahre verdoppelt sie die Leistungsfähigkeit von Mikrochips und legt so den Grundstein für immer ausgeklügeltere Informationstechnologien. Diese Schlüsselrolle soll sie auch in den kommenden Dekaden nicht ablegen. Jedoch kann die Leistungs - fähigkeit von Industrierobotern, Computern, Smartphones und smarten Haus- und Küchengeräten nur dann weiterhin exponentiell steigen, wenn die Halbleiterindustrie es schafft, ihre Produkte noch effizienter herzustellen. Stefan Schäfer, Product Manager bei Kistler, erklärt, wie Hersteller die Vorteile piezodynamischer Kraftüberwachung nutzen können, um Optimierungspotentiale in ihrer Produktion auszuschöpfen. EPP: Herr Schäfer, ein Blick in die Vergangenheit gibt dem Mooreschen Gesetz recht: Stolze Besitzer des ersten Mobiltelefons der Welt mussten ihr Handy zehn Stunden lang aufladen, um eine halbe Stunde zu telefonieren. Davon ist die Technik heutzutage – etwa 50 Jahre später – sprichwörtlich Lichtjahre entfernt. Das haben wir vor allem immer leistungsfähigeren Mikrochips zu verdanken. Wie hat sich die Herstellung dieser Chips über die Jahrzehnte verändert? Stefan Schäfer: Sie ist vor allem stetig komplexer geworden. Zusammen mit unseren Mobiltelefonen, Computern und Robotern sind über die Jahre auch die darin verbauten Chips geschrumpft. Hersteller mussten eine immer größere Zahl an Transistoren auf immer kleinerem Raum unterbringen, um deren Leistungsfähigkeit zu steigern. Gleichzeitig stieg – und steigt immer noch – der weltweite Bedarf für Halbleiter rasant an. Um diesen Bedarf zu decken, müssen Hersteller immer schneller produzieren. Das ist allerdings leichter gesagt als getan: Je kleiner die Chips sind, desto niedriger sind die Prozesskräfte, die bei deren Herstellung entstehen. Entsprechend schwierig gestaltet sich die Qualitätssicherung. Jedoch gilt weiterhin: Nur wenn Hersteller die auftretenden Kräfte im Produktionsprozess präzise messen und überwachen, sind sie in der Lage, mechanische Überbelastung und Beschädigung zu vermeiden und qualitativ hochwertige Produkte zu liefern. Bild: Kistler Stefan Schäfer im Interview über das Potential der piezodynamischen Kraftmessung für die Halbleiterfertigung EPP: Heutzutage sind Ausbringungsmengen von 50.000 Units pro Stunde in der Chipfertigung keine Seltenheit mehr. Diese Produktionsgeschwindigkeiten können Halbleiterhersteller nur dank hochdynamischen Pick-and-Place- 6 EPP » 09 | 2023
Mikrochips werden immer kleiner und deren Qualitätssicherung komplexer. Nur wenn Hersteller die auftretenden Kräfte im Produktionsprozess präzise messen und überwachen, sind sie in der Lage, mechanische Überbelastung und Beschädigung zu vermeiden und qualitativ hochwertige Produkte zu liefern Bild: Kistler Systemen erreichen. Wie wirkt sich deren Einsatz bei einer solch hohen Ausbringungsmenge auf den Produktionsprozess aus? Stefan Schäfer: Die Pick-and-Place- Systeme arbeiten in physikalischen Grenzbereichen – anders sind diese Ausbringungsmengen nicht zu realisieren. Grundsätzlich ist man bei der Auslegung der Systeme immer darauf bedacht, den mechanischen Stress auf den Chip zu minimieren, um so Mikrorisse zu vermeiden. Selbst wenn Hersteller ihr Pick-and-Place-System bei der Inbetriebnahme optimal einrichten, können sich im Laufe der Zeit Maschinenparameter durchaus ändern- etwa aufgrund eines hohen Materialverschleißes – und Mikrorisse verursachen. Herkömmliche Bildverarbeitungssysteme erkennen solche Mikrorisse im Chip allerdings oft nicht, sodass die Gefahr besteht, dass fehlerhafte Produkte die Qualitätskontrolle passieren. Durch den Einsatz piezoelektrischer Messtechnik können Hersteller diesem Szenario entgegenwirken. Meilensteine auf dem Weg zur Smart Factory Lösungen ‹ Prozessüberwachung durch zentrales KY Real-Time Monitoring ‹ Benutzerfreundlicher Library Manager für lokalen Zugriff auf globale Datenbank Koh Young Europe GmbH Industriegebiet Süd E4 63755 Alzenau Tel. 06188 9935663 E-Mail: europe@kohyoung.com www.kohyoung.com ‹ Verbesserung der Prozesse durch verifizierte Messdaten EPP » 09 | 2023 7
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