Die kritischen Produktionsanlagen in den so genannten Fabs müssen zuverlässig und wartungsfreundlich sein, um Ausfallzeiten auf ein Minimum zu reduzieren. Laird Thermal Systems bietet maßgeschneiderte Kühl- und Temperiersysteme für die Halbleiterfertigung.

Hochpräzise Temperaturregelung

Die kundenspezifischen Flüssigkeitskühlsysteme von Laird Thermal Systems sind speziell dafür ausgelegt, Geräte in präzisen Temperaturbereichen zu halten. Die Systeme umfassen unter anderem Wärmetauscher, Pumpen, Sensoren, Peltier-Module, Peltier-Kühlbaugruppen, thermoelektrische Kühler, Kompressoren, Durchfluss- und Temperaturregler.

Die erforderliche Kühlleistung für Werkzeuge in der Halbleiterfertigung kann von einigen hundert Watt (thermoelektrische Umlaufkühlsysteme (Chiller) und Systeme mit Kompressor) bis zu einigen hundert Kilowatt (Flüssig/Flüssig-Kühlsysteme) mit Temperaturregelbereichen von -80 °C bis 150 °C reichen. Die meisten Anwendungen benötigen jedoch nur einen Temperatursollwert. Bei der Endabnahme des Chips muss jedoch eine Temperaturwechselbeanspruchung vorgesehen werden. In diesem Fall müssen verschiedene Solltemperaturen mit einem einzigen Temperiersystem erreicht und gehalten werden können. Werkzeughersteller benötigen aufgrund der hochpräzisen Prozesse eine sehr stabile Temperaturumgebung. Die Stabilitätsanforderungen liegen hier typischerweise im Bereich von 0,1 K (z.B. beim Ätzen) bis 0,001 K (z.B. bei der Lithographie) bei Kühlleistungen von einigen Kilowatt.

Tiefe Temperaturen gefordert

In Halbleiterfertigungsanlagen werden die kundenspezifischen, mehrstufigen, kompressorbasierten Chiller von Laird Thermal Systems eingesetzt, wenn sehr tiefe Temperaturen erreicht werden müssen. Um die Anforderungen zu erfüllen, müssen Standard-Chiller oft modifiziert werden, manchmal sogar mit einem wassergekühlten Kondensator.

Die Flüssig-Flüssig-Kühlsysteme von Laird Thermal Systems arbeiten bei Temperaturen nahe der Umgebungstemperatur und funktionieren wie ein Flüssig-Flüssig-Wärmetauscher. Wir bieten auch kostengünstige Peltier-Kühlsysteme im 19-Zoll-Format für jede Anwendung.

Was die kundenspezifischen Kühlsysteme von Laird Thermal Systems so einzigartig macht, ist die Verwendung eines wassergekühlten Verdampfers anstelle eines luftgekühlten. Das macht Lüfter überflüssig und sorgt für einen geräuscharmen Betrieb. Noch wichtiger ist jedoch die Möglichkeit, die Wärme über das bestehende allgemeine Kühlwassersystem der Fabrik abzuführen. So muss sie nicht an die klimatisierte Umgebungsluft abgegeben werden.

Alle Kühl- und Temperiersysteme erfüllen die Anforderungen der „Semiconductor Equipment and Materials International“-Organisation (SEMI) nach den SEMI-Standards S2 bzw. F47 einschließlich Erdbebensicherheit. Sie können in der Nähe des Produktionswerkzeugs aufgestellt oder in einem Blindboden bzw. in einem Unterboden versteckt werden. Die Systeme können auch so konfiguriert werden, dass sie Reinraumanforderungen erfüllen.

Kompetenz in anspruchsvollen Umgebungen

Die Halbleiterfertigung ist eine der anspruchsvollsten Anwendungen für die Auslegung und den Bau von Flüssigkeitskühlsystemen. Hier müssen nicht nur bei der Auswahl der Komponenten, sondern auch beim gesamten Flüssigkeitskühlsystem und seiner Integration mit den Halbleiterwerkzeugen alle Aspekte sorgfältig berücksichtigt werden. Zu den Herausforderungen auf Systemebene gehören die Art der Wärmeübertragung auf der Steuer- und Wärmeableitseite, Materialkompatibilität, Ventilsteuerung, Sauberkeit, Bauraumoptimierung, SEMI-Konformität und Wartbarkeit. All diese Aspekte müssen gegeneinander abgewogen werden, um die Anschaffungs- und Betriebskosten zu optimieren.

Laird Thermal Systems bietet Engineering-Dienstleistungen mit globaler Präsenz, die Konzeption, thermische Modellierung, mechanisches und elektrisches Design und schnelles Prototyping vor Ort unterstützen. Darüber hinaus bieten wir Validierungstests an, um die einzigartigen Qualitätsstandards der Halbleiterindustrie zu erfüllen. Zur Maximierung der Verfügbarkeit kann die Halbleiterausrüstung mit hochentwickelten Temperaturreglern von Laird Thermal Systems mit Überwachungs- und Berichtsfunktionen ergänzt werden.

Hauptmerkmale der Flüssigkeitskühlsysteme von Laird Thermal Systems in der Halbleiterfertigung

• Schutz des Werkzeugprozesses vor chemischen Reaktionen durch Vermeidung unbekannter Materialmischungen in den benetzten Teilen.
• Erreichen einer stabilen Temperatur unabhängig von Schwankungen der Anlagenwassertemperatur.
• Erreichen einer Temperatur über oder unter der Anlagenwassertemperatur.
• Erfüllung unterschiedlicher Temperatur- oder Fluidanforderungen in einem Werkzeug mit einem Mehrkreis-Flüssigkeitskühlsystem.

Halbleiterfertigungsumgebungen stellen hohe Anforderungen an die Auslegung flüssigkeitsbasierter Kühlsysteme.

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