Cleanroom vs. de SubFab: de belangrijkste redenen om af te stemmen

De cleanroom is gewoonlijk gevuld met een grote verscheidenheid aan procesgereedschappen van veel verschillende fabrikanten. Het assortiment vacuümpompen op gereedschap is enorm, de verscheidenheid en complexiteit van procesgereedschappen en bedieningsinterfaces in de cleanroom maken het leveren van vacuüm en ondersteuning ingewikkeld. Het beheer en de optimalisatie van het wagenpark is complexer, omdat de tools per proces gegroepeerd en geïsoleerd zijn.

Niet alle cleanroomgereedschappen vereisen echter vacuümpompen op het gereedschap, maar bijna alle gereedschappen vereisen vacuüm- en bestrijdingsdiensten in de SubFab. In tegenstelling tot de cleanroom is de SubFab meestal een grote open ruimte gevuld met vacuümpompen en bestrijdingssystemen, in veel gevallen van één fabrikant. Ja, dat is goed voor het wagenparkbeheer. Maar aanzienlijke variaties binnen het apparatuurpark weerspiegelen de complexiteit van de cleanroom. Vacuüm- en bestrijdingsapparatuur gedraagt zich verschillend van proces tot proces, afhankelijk van het type proces (afzetting, etsen of reiniging). Het nemen van slechte onderhoudsbeslissingen kan leiden tot inefficiëntie, stilstand en kritieke veiligheidsrisico's. Het wagenparkbeheer moet aandacht besteden aan details en deskundige ondersteuning, wat net zo belangrijk is als in de cleanroom. 

In de cleanroom betekent de fysieke beperkingen van de grote geïntegreerde procesapparatuur dat het onderhoud bijna altijd ter plaatse wordt uitgevoerd. Het onderhoud van procesapparatuur wordt gewoonlijk beheerd op basis van tijd of aantal, hoewel er recentelijk een toename is van voorspellende of op conditie gebaseerde analyses die onderhoudsbeslissingen aansturen.

Door de technologische vooruitgang van SubFab is de tussentijd tussen onderhoud van vacuüm- en bestrijdingsapparatuur veel langer geworden dan die van procesgereedschappen. Sommige kritieke pompen en bestrijdingssystemen worden regelmatig onderhouden, maar het onderhoud is vaak reactief – soms zelfs run-to-fail, met back-uppompen klaar. Dit verdunt het voordeel van de langere onderhoudsintervallen en kan leiden tot ongeplande stilstand van het gereedschap. 

De verschillen in de manier waarop vacuümapparatuur in cleanrooms en SubFab wordt bewaakt en gemeten, weerspiegelen de verschillende aspecten van het proces die ze aanpakken. In de kamer is het procesvacuüm van cruciaal belang en procestechnici bewaken voortdurend de vacuümniveaus, controleren op lekken en detecteren proceseindpunten. De meeste van deze vacuümsensoren zijn add-ons, die gewoonlijk niet intrinsiek in de proceshulpmiddelen zijn geïntegreerd. Frequente metingen en inspecties worden gebruikt om de procesprestaties te bevestigen. Het operationele paradigma van cleanrooms is inherent data-intensief.

Sensoren voor SubFab vacuümapparatuur zijn gewoonlijk geïntegreerd, met honderden relevante vacuüm- en bestrijdingsparameters die worden bewaakt en beschikbaar zijn via apparatuurregelaars. Dit kan gaan tot duizenden parameters voor de meest ingewikkelde apparatuur, zoals die welke EUV-lithografietools ondersteunen.  Dit is een belangrijke dataset die moet worden geïntegreerd met productieprocesgegevens. Maar in de SubFab moeten we nog ten volle profiteren van de inzichten die we uit deze gegevens kunnen halen. Smart Manufacturing-initiatieven maken nu gebruik van dit potentieel en we verwachten dat we de komende jaren de vruchten ervan zullen plukken.

Het creëren van geïntegreerde circuits vereist veel mensen met een breed scala aan vaardigheden en zowel theoretische als praktische kennis.  Deze vaardigheden variëren van natuurkunde en scheikunde, materiaalwetenschap, elektrotechniek en elektronica, mechanische techniek, regelsystemen en meer. De vereiste vaardigheden en mensen weerspiegelen opnieuw de verschillende aspecten van het proces dat in de cleanroom wordt uitgevoerd in vergelijking met de SubFab. In de cleanroom zijn operators, technici en ingenieurs zeer bekwaam – PhD's komen niet zelden voor.

Het personeel van SubFab op locatie is ook zeer bekwaam, vooral gezien de risico's van gevaarlijke materialen, maar omdat een groot deel van het onderhoud buiten de locatie wordt uitgevoerd, is er ook een leger van zeer bekwame technici en PhD-ingenieurs die achter de schermen van de service- en productiefaciliteiten werken. Deze kennis van proceschemie en vacuümfysica op PhD-niveau is cruciaal bij het ontwerpen van apparatuur en onderhoudsprocedures en, indien nodig, bij het oplossen van problemen ter plaatse. Aangezien een aanzienlijk deel van de domeinexpertise van SubFab off-site is gebaseerd, is de complexiteit van het onderhoud verborgen en worden mogelijkheden om de effectiviteit ervan te optimaliseren vaak over het hoofd gezien.