Halbleiterindustrie: Wenn nur sauber nicht sauber genug ist
Die Halbleiterindustrie schafft wahre Wunder der modernen Technik: mit Millionen von Transistoren auf unglaublich kleinem Raum sorgen Mikrochips für Rechenleistung und Speicher in unseren Smartphones, Tablets, Kühlschränken, Autos und vielem mehr. Da Halbleiter extrem klein sind, erfolgt ihre Herstellung in einer Nanogrößenordnung, was die Prozesse anfällig für äußere Einflüsse wie mikroskopisch kleine Schmutzpartikel oder Ionisierung macht. Aus diesem Grund hat sich Canon Nanotechnologies, Inc. für die Zusammenarbeit mit KNF entschieden. Gemeinsam wurden Flüssigkeitspumpen entwickelt, die auch diesen außergewöhnlichen Anforderungen gewachsen sind.
Flüssigkeitsmanagement für die Halbleiterindustrie
In der Welt der Mikroelektronik ist Canon Nanotechnologies ein führendes F&E-Unternehmen modernster Nanotechnologie für die Halbleiterfertigung. Während des von Canon Nanotechnologies entwickelten Prozesses werden kleine Flüssigkeitstropfen auf die Silicium-Wafers aufgebracht. Der Prozess ähnelt dem herkömmlichen Tintenstrahlverfahren, erfolgt jedoch in einer sehr kleinen Größenordnung. Die dort eingesetzte Flüssigkeit muss extrem rein sein und darf unter keinen Umständen ionisieren. Diese anspruchsvollen Anforderungen erfordern die Verwendung hochspezialisierter Geräte. Dabei liegt der spezielle Fokus auf Flüssigkeitspumpen, die die Flüssigkeit in diesem Prozess leiten.
Auf der Suche nach der idealen Flüssigkeitspumpe
Da die Flüssigkeit hochrein sein muss und nicht ionisieren darf, muss das Material für die Pumpen sorgfältig ausgewählt werden. Bei den zuvor verwendeten Pumpen handelte es sich um PTFE-Kreiselpumpen. Während KNF Membranpumpen in Bezug auf Förderleistung und schonende Handhabung der Flüssigkeit bereits eine bessere Alternative zu den Vorgängerpumpen darstellten, sollte ein noch reineres und vollständig ionenfreies Material gefunden werden. Dies lag auch daran, dass Canon Nanotechnologies die Anforderungen an die Ionenkontamination in den letzten Jahren verschärft hat. Nach umfangreicher Forschung ist die Wahl auf die Verwendung eines Polymers mit dem Namen PCTFE gefallen. Dieses Material ist in KNF Pumpen zuvor noch nicht verwendet worden.
Ein neues Material für die Industrie
Nach dem Vorschlag der Verwendung dieses neuen Materials, hat Canon Nanotechnologies einem gründlichen Test zugestimmt. Dies war erforderlich, da die Vorteile dieses Polymers in der Theorie groß waren, sich jedoch in der Praxis bewähren mussten. Nachdem die PCTFE-Probe mehrere Monate lang getestet wurde, hat sich die Überlegenheit des neuen Polymers über das bisher verwendete PTFE deutlich gezeigt. Damit konnte der Entwicklungsprozess der maßgeschneiderten Pumpen weitergehen.
Modularer Aufbauansatz beschleunigt den Entwicklungsprozess
Nach der Genehmigung des neuen Materials haben KNF Entwicklungsingenieure in sechs Monaten einen ersten Prototyp entwickelt. Dieser schnelle Entwicklungsprozess war nur aufgrund des modularen Vorgehens beim Design möglich. Während es sich bei dem PCTFE um ein neues Material für Flüssigkeitspumpen handelte, konnte der restliche Teil der Pumpe aus der Kombination von Pumpenkomponenten wie Motoren und Ventilen entwickelt werden. Diese wurden bereits getestet und in anderen Konfigurationen verwendet, was nicht nur die Entwicklungszeit deutlich verringert, sondern auch eine zuverlässige Pumpe für die Halbleiterindustrie hervorgebracht hat.
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