Het kiezen van een leverancier van apparatuur voor de verwerking van wafers is een belangrijke beslissing voor halfgeleiderfabrikanten, onderzoekslaboratoria, verpakkingsbedrijven en verwerkers van geavanceerde materialen. De apparatuur die wordt gebruikt voor het snijden, slijpen, polijsten, reinigen, inspecteren, verlijmen, verdunnen en hanteren van wafers heeft een directe invloed op de processtabiliteit, de productkwaliteit, de productieopbrengst en de exploitatiekosten op lange termijn.
Een machine kan op basis van de basisspecificaties geschikt lijken, maar voor een betrouwbare waferverwerking is veel meer nodig dan alleen een lijst met technische parameters. De precisie van de apparatuur, de mechanische stabiliteit, de herhaalbaarheid van het proces, de softwarebesturing, de compatibiliteit van de gereedschappen, het beheer van verontreinigingen en de aftersalesondersteuning zijn allemaal van invloed op de vraag of het systeem in de daadwerkelijke productie consistent kan presteren.
Om deze reden moeten kopers niet alleen de machine zelf beoordelen, maar ook de technische expertise van de leverancier, zijn productie-ervaring, het kwaliteitscontrolesysteem en het vermogen om aan toekomstige productie-eisen te voldoen.
In dit artikel worden de belangrijkste factoren toegelicht waarmee rekening moet worden gehouden bij het vergelijken van leveranciers van apparatuur voor de verwerking van wafers voor de productie van precisiehalfgeleiders.
Waarom de keuze van een leverancier van apparatuur voor de verwerking van wafers belangrijk is
Halfgeleiderwafers zijn gevoelig voor mechanische krachten, trillingen, deeltjes, thermische spanning en beschadigingen door onzorgvuldige behandeling. Kleine procesafwijkingen kunnen defecten veroorzaken, zoals:
- Randafbrokkeling
- Wafer breuk
- Krasjes op het oppervlak
- Te grote variatie in de totale dikte
- Schering en inslag
- Deeltjesverontreiniging
- Ongelijkmatige materiaalafname
- Slecht randprofiel
- Verkeerde uitlijning
- Lage uitblijfratio
- Ongelijkmatige oppervlakteruwheid
Deze problemen worden niet altijd veroorzaakt door het materiaal van de wafer zelf. Ze kunnen ook het gevolg zijn van een gebrekkig ontwerp van de apparatuur, onstabiele bewegingsregeling, ontoereikende gereedschappen, ongeschikte procesparameters of onvoldoende opleiding van het bedienend personeel.
Een betrouwbare leverancier moet daarom meer bieden dan alleen hardware. De leverancier moet kennis hebben van wafermaterialen, procesrisico’s en productie-eisen.
De juiste leverancier van apparatuur kan een fabrikant helpen om:
- De procesopbrengst verbeteren
- Het aantal gebroken wafers verminderen
- Zorg voor maatvastheid
- Kwaliteit van de stuurvlakken
- De doorvoer verhogen
- De afhankelijkheid van operators verminderen
- De doorlooptijd van de procesontwikkeling verkorten
- De bedrijfstijd van apparatuur verbeteren
- Lagere onderhoudskosten
- Toekomstige productuitbreiding ondersteunen
De verkeerde leverancier kan een machine leveren die weliswaar aan de oorspronkelijke specificaties voldoet, maar onder langdurige productieomstandigheden geen stabiele resultaten oplevert.
1. Beoordeel de ervaring van de leverancier in de sector
De eerste stap is om vast te stellen of de leverancier daadwerkelijk ervaring heeft met de verwerking van halfgeleiders of precisiewafers.
Fabrikanten van industriële apparatuur voor algemeen gebruik beschikken wellicht over sterke vaardigheden op het gebied van mechanisch ontwerp, maar de verwerking van halfgeleiderwafers vereist gespecialiseerde kennis.
De leverancier dient inzicht te hebben in onderwerpen zoals:
- Omgang met breekbare wafers
- Ultradunne substraatdrager
- Deeltjesbeheersing
- Vlakheid en dikte-uniformiteit
- Schade aan de randen
- Geschiktheid voor cleanrooms
- Chemische bestendigheid
- Ontwerp van een vacuümspankop
- Oriëntatie van de wafer
- Geautomatiseerde uitlijning
- Traceerbaarheid van processen
- Verschillende halfgeleidermaterialen
Vraag de leverancier voor welke sectoren en toepassingen hij in het verleden ondersteuning heeft geboden.
Relevante ervaring kan onder meer bestaan uit:
- Verwerking van siliciumwafers
- Verwerking van siliciumcarbide-wafers
- Verwerking van saffierwafers
- Verwerking van glaswafers
- Galliumnitride-substraten
- Galliumarsenide-wafers
- Indiumfosfide-wafers
- Keramische substraten
- MEMS-productie
- Geavanceerde halfgeleiderverpakkingen
- Productie van optische substraten
Een leverancier die tot nu toe alleen dik metaal of conventionele glasonderdelen heeft verwerkt, is mogelijk niet op de hoogte van de risico’s die gepaard gaan met dunne, breekbare of hoogwaardige halfgeleiderwafers.
Vragen die je moet stellen
- Hoeveel jaar produceert u al apparatuur voor de verwerking van wafers?
- Welke wafermaterialen hebt u verwerkt?
- Welke waferformaten ondersteunen jullie systemen?
- Heeft u installaties in halfgeleiderfabrieken?
- Kunt u voorbeelden van toepassingen geven?
- Heeft u apparatuur geleverd voor onderzoek, proefproductie of massaproductie?
- Kunt u monsters van klanten verwerken voordat ze tot aankoop overgaan?
2. Controleer de procesgeschiktheid van de apparatuur
De apparatuur moet zijn afgestemd op het beoogde productieproces.
Apparatuur voor de verwerking van wafers kan worden gebruikt voor:
- Wafersnijden
- Het snijden van wafers
- Kantslijpen
- Vlak slijpen
- Lappen
- Polijsten
- Chemisch-mechanisch polijsten
- Reiniging van wafers
- Centrifugeren
- Waferbonding
- Tijdelijke hechting
- Losmaken
- Laserboren
- Wafeltjes uitsnijden
- Bewerking van doorvoergaten
- Diktemeting
- Oppervlakte-inspectie
- Sorteren van wafers
- Geautomatiseerde verwerking
Een leverancier kan zijn machine weliswaar omschrijven als geschikt voor de verwerking van wafers, maar kopers moeten de specifieke procesgrenzen zelf controleren.
Zo is een slijpmachine die is ontworpen voor dikke siliciumwafers wellicht niet geschikt voor ultradunne glaswafers. Een snijzaag die goed presteert bij silicium, heeft mogelijk andere spindels, zaagbladen, koelsystemen en procesparameters nodig voor siliciumcarbide of saffier.
De leverancier dient het volgende vast te stellen:
- Ondersteunde procestypen
- Minimale en maximale diameter van de wafer
- Minimale en maximale dikte van de wafer
- Ondersteunde wafervormen
- Maximale verwerkingsbelasting
- Beschikbare spiltoerental
- Bereik van de voedingssnelheid
- Compatibiliteit van gereedschap
- Nauwkeurigheid van het proces
- Doorvoer
- Automatiseringsgraad
De apparatuur moet, waar mogelijk, worden getest met de daadwerkelijke materialen van de koper.
3. Beoordeling van precisie, nauwkeurigheid en herhaalbaarheid
Precisieapparatuur mag niet uitsluitend worden beoordeeld op basis van de maximale theoretische nauwkeurigheid.
Er moet rekening worden gehouden met drie verschillende concepten:
Nauwkeurigheid
Nauwkeurigheid geeft aan in hoeverre de uitkomst van de apparatuur overeenkomt met de streefwaarde.
Als een wafer bijvoorbeeld wordt bewerkt tot een beoogde dikte van 500 μm, geeft de nauwkeurigheid aan in hoeverre de uiteindelijke dikte bij die beoogde dikte in de buurt ligt.
Herhaalbaarheid
Herhaalbaarheid geeft aan of de machine onder dezelfde omstandigheden herhaaldelijk hetzelfde resultaat kan opleveren.
Een systeem kan tijdens een demonstratie weliswaar één uitstekende wafer produceren, maar toch wisselende prestaties leveren tijdens de continue productie.
Reproduceerbaarheid
Reproduceerbaarheid geeft aan of vergelijkbare resultaten kunnen worden behaald in:
- Verschillende exploitanten
- Verschillende machines
- Verschillende partijen
- Verschillende productiedagen
- Verschillende voorzieningen
Bij de productie van halfgeleiders is herhaalbaarheid vaak belangrijker dan eenmalige topprestaties.
Belangrijke parameters om te beoordelen
Afhankelijk van de apparatuur moeten kopers mogelijk het volgende beoordelen:
- Positioneringsnauwkeurigheid
- Herhaalbaarheid van de positionering
- Spilafwijking
- Rechtheid van het podium
- Rotatienauwkeurigheid
- Uitlijning van gereedschap
- Vlakheid van de klauw
- Vacuümstabiliteit
- Temperatuurstabiliteit
- Uniformiteit van de materiaalafname
- Uniformiteit van de dikte
- Nauwkeurigheid van het randprofiel
- Regeling van de snijdiepte
- Zaagsnede-breedte
- Oppervlakteruwheid
- Totale diktevariatie
- Boog
- Warp
De leverancier dient testrapporten of procesgegevens te verstrekken, in plaats van alleen maar te vermelden dat de apparatuur “zeer nauwkeurig” is.”
4. Beoordeling van het mechanisch ontwerp en de structurele stabiliteit
Mechanische stabiliteit is essentieel voor de nauwkeurige bewerking van wafers.
Trillingen van apparatuur, vervorming van constructies en thermische uitzetting kunnen van invloed zijn op:
- Oppervlakteafwerking
- Snijkwaliteit
- Randafbrokkeling
- Diktecontrole
- Levensduur van het gereedschap
- Uitlijningsnauwkeurigheid
- Herhaalbaarheid van het proces
Een stabiel machineplatform moet het volgende omvatten:
- Stevige machineconstructie
- Trillingsarm spindelontwerp
- Precisie-lineaire geleidingen
- Betrouwbare componenten voor bewegingsbesturing
- Goede isolatie tegen trillingen van buitenaf
- Gecontroleerde thermische uitzetting
- Betrouwbare vacuümopspanningen
- Nauwkeurige positionering van gereedschap
Voor toepassingen die een hoge nauwkeurigheid vereisen, doen kopers er goed aan te informeren naar:
- Materiaal van het machineonderstel
- Trillingsisolatie
- Spindellagers
- Decorontwerp
- Structurele simulatie
- Thermische compensatie
- Kalibratieprocedures
Een zware machine is niet automatisch een stabiele machine. Het volledige mechanische en besturingssysteem moet zo worden ontworpen dat procesvariaties tot een minimum worden beperkt.
5. Controleer de afmetingen van de wafer en de compatibiliteit van de materialen
Verschillende wafermaterialen vereisen verschillende processtrategieën.
Silicium
Silicium wordt op grote schaal verwerkt en is relatief goed bekend. Dunne siliciumwafers blijven echter gevoelig voor scheuren en breuken.
Siliciumcarbide
SiC is aanzienlijk harder dan silicium en stelt hogere eisen aan snijgereedschap, slijpschijven, het spindelvermogen en het koelvloeistofbeheer.
Saffier
Saffier is hard en broos. Onjuist slijpen of schuren kan leiden tot afbrokkeling, scheuren of een trage bewerkingssnelheid.
Glas
Glaswafers zijn gevoelig voor beschadigingen aan de randen en microscheurtjes. De samenstelling van het glas kan ook van invloed zijn op het boren, slijpen en de thermische bewerking.
Galliumarsenide en indiumfosfide
Deze materialen zijn kwetsbaarder dan silicium en vereisen mogelijk minder mechanische kracht, een speciale behandeling en strengere veiligheidsmaatregelen.
Keramische substraten
Voor keramische wafers kunnen verschillende snijgereedschappen, stofafzuigingssystemen en methoden voor oppervlakteondersteuning nodig zijn.
De leverancier moet begrijpen hoe het proces bij verschillende materialen verandert.
Belangrijke compatibiliteitsfactoren zijn onder meer:
- Materiaal voor gereedschap
- Keuze van zaagblad of slijpschijf
- Soort koelvloeistof
- Snijsnelheid
- Toevoersnelheid
- Ontwerp van een vacuümspankop
- Chemische bestendigheid
- Deeltjesopvang
- Methode voor het ondersteunen van wafers
- Reinigingsprocedure
Kopers moeten er niet zomaar van uitgaan dat apparatuur die voor één bepaald wafermateriaal is ontwikkeld, automatisch ook alle andere materialen kan verwerken.
6. Beoordeling van de waferbehandeling en het ontwerp van de spaninrichting
Schade aan wafers ontstaat vaak tijdens het laden, lossen, vervoeren of vastklemmen, en niet zozeer tijdens de eigenlijke bewerkingsstap.
Systemen voor de verwerking van wafers moeten het volgende tot een minimum beperken:
- Puntbelasting
- Randcontact
- Krassen aan de achterkant
- Slippage
- Vacuümsporen
- Deeltjesoverdracht
- Verkeerde uitlijning van de wafer
- Breuk tijdens het vervoer
Vereisten voor vacuümspankoppen
Een goed ontworpen boorkop moet het volgende bieden:
- Uniforme waferhouder
- Stabiele vacuümverdeling
- Voldoende houdkracht
- Geringe verontreiniging van het oppervlak
- Hoge vlakheid
- Compatibiliteit met dunne wafers
- Eenvoudig schoon te maken
- Minimale deeltjesvorming
Mogelijke materialen voor de spaninrichting zijn onder meer:
- Poreus keramiek
- Aluminiumoxidekeramiek
- Keramiek van siliciumcarbide
- Metaal met beschermende coating
- Kwarts
- Materialen op basis van polymeren
De keuze hangt af van de procestemperatuur, de blootstelling aan chemicaliën, de eisen aan de vlakheid en de verontreinigingsgrenzen.
Voor dunne of kwetsbare wafers kan het systeem het volgende vereisen:
- Ondersteuning voor het gehele gebied
- Tijdelijke hechting aan de drager
- Hantering met randgreep
- Vacuümregeling met lage belasting
- Gecontroleerd versnellen en afremmen
De leverancier van de apparatuur moet kunnen uitleggen hoe zijn hanteringsmethode de wafer beschermt.
7. Controleer of gereedschappen en verbruiksartikelen compatibel zijn
De prestaties van apparatuur voor de verwerking van wafers zijn in hoge mate afhankelijk van verbruiksartikelen.
Typische verbruiksartikelen zijn onder meer:
- Snijmessen
- Slijpschijven
- Polijstschijven
- Suspensies
- Koelmiddelen
- Schoonmaakmiddelen
- Bevestigingstape
- Tape met UV-activering
- Dragerfolies
- Filters
- Vacuümverzegelingen
- Beschermingsvoorzieningen
Kopers moeten nagaan of voor de apparatuur merkgebonden verbruiksartikelen nodig zijn.
Eigen systemen kunnen weliswaar stabiele prestaties leveren, maar ze kunnen ook de exploitatiekosten verhogen en de afhankelijkheid van de toeleveringsketen vergroten.
Vraag het aan de leverancier:
- Kunnen verbruiksartikelen van andere fabrikanten worden gebruikt?
- Welke merken verbruiksartikelen zijn compatibel?
- Zijn verbruiksartikelen ter plaatse verkrijgbaar?
- Wat is de verwachte levensduur?
- Hoe vaak moeten gereedschappen worden vervangen?
- Wordt de slijtage van het gereedschap automatisch gecontroleerd?
- Is voor de apparatuur een leveranciersspecifieke softwareautorisatie vereist?
De leverancier moet ook procesoptimalisatie voor verschillende verbruiksartikelen ondersteunen.
8. Automatisering en softwarefuncties beoordelen
Automatisering kan de consistentie, de doorvoer en de traceerbaarheid verbeteren.
Een sterk geautomatiseerd systeem is echter niet per definitie beter. De mate van automatisering moet in verhouding staan tot het productievolume, de vaardigheden van de operators en de complexiteit van het proces.
Nuttige software en automatiseringsfuncties kunnen onder meer zijn:
- Automatisch laden van wafers
- Centreren van wafers
- Patroonherkenning
- Automatische uitlijning
- Opslag van recepten
- Parametervergrendeling
- Tracering via barcode
- Monitoring van de levensduur van gereedschap
- Alarmgeschiedenis
- Registratie van procesgegevens
- Statistische procescontrole
- Diagnose op afstand
- Monitoring van de status van apparatuur
- Integratie van fabriekssystemen
In productieomgevingen kan het nodig zijn dat de apparatuur communiceert met:
- Productie-uitvoeringssystemen
- Automatiseringssystemen voor apparatuur
- Fabriekshostsystemen
- Platforms voor gegevensverzameling
- Kwaliteitsmanagementsystemen
Kopers moeten nagaan of de leverancier standaardcommunicatie-interfaces ondersteunt of alleen eigen protocollen.
Vragen over software
- Hoeveel procesrecepten kunnen er worden opgeslagen?
- Kunnen gebruikersrechten worden beheerd?
- Worden proceswijzigingen vastgelegd?
- Kunnen productiegegevens worden geëxporteerd?
- Is ondersteuning op afstand beschikbaar?
- Kan de software worden aangepast?
- Zijn updates inbegrepen?
- Hoe wordt cyberbeveiliging beheerd?
- Kan het systeem worden geïntegreerd met bestaande fabriekssoftware?
De bruikbaarheid van de software moet tijdens een demonstratie van de apparatuur worden beoordeeld.
9. Beoordeling van verontreiniging en geschiktheid voor cleanrooms
Apparatuur voor de verwerking van halfgeleiderwafers moet zo worden ontworpen dat verontreiniging tot een minimum wordt beperkt.
Mogelijke bronnen van verontreiniging zijn onder meer:
- Smeermiddelen
- Slijtage van gereedschap
- Metaaldeeltjes
- Polymeerdeeltjes
- Slijpresten
- Chemische resten
- Omgang met mensen
- Luchtstroom
- Terugstroming in het vacuümsysteem
De leverancier dient uit te leggen hoe verontreiniging wordt beheerst.
Belangrijke ontwerpkenmerken kunnen onder meer zijn:
- Materialen die geschikt zijn voor cleanrooms
- Afgesloten verwerkingsruimte
- Luchtstroom met HEPA-filter
- Chemisch bestendige oppervlakken
- Eenvoudig te reinigen kamerontwerp
- Deeltjesopvang
- Gescheiden elektrische en proceszones
- Gecontroleerde uitlaat
- Reiniging van vacuümsystemen
- Kabels en afdichtingen die niet losraken
Wat reinigingsapparatuur betreft, moeten kopers ook het volgende beoordelen:
- Kwaliteit van het spoelwater
- Levering van chemicaliën
- Beheersing van kruisbesmetting
- Droogprestaties
- Ontwerp van de afvoer
- Chemische veiligheid
- Reinheid van de proceskamer
Het vereiste reinheidsniveau hangt af van het feit of de apparatuur wordt gebruikt voor onderzoek, de productie van substraten, front-end-verwerking of geavanceerde verpakking.
10. Controleer de procesbewaking en kwaliteitscontrole
Moderne precisieapparatuur moet functies voor procesbewaking bieden.
Afhankelijk van het proces kan de monitoring het volgende omvatten:
- Spilbelasting
- Motorstroom
- Vacuümdruk
- Temperatuur van de spanklem
- Koelvloeistofstroom
- Slijtage van gereedschap
- Snijkracht
- Slijpkracht
- Verwerkingstijd
- Dikte van de wafer
- Positie op het podium
- Trilling
- Chemische concentratie
- Deeltjestelling
Door monitoring kan procesafwijking worden opgespoord voordat deze tot grote aantallen defecte wafers leidt.
De leverancier moet bovendien beschikken over een eigen kwaliteitscontrolesysteem voor de productie van apparatuur.
Vraag naar:
- Inspectie van binnenkomende onderdelen
- Inspectie van mechanische assemblages
- Elektrische tests
- Kalibratie
- Procesverificatie
- Fabrieksacceptatietests
- Eindcontrole
- Traceerbaarheid van apparatuur
- Beheersing van afwijkingen
De apparatuur dient te worden geleverd met de bijbehorende documentatie, waaronder kalibratie- en inspectiedocumenten.
11. Aanvraag voor de verwerking van monsters en demonstratietests
Een praktische proefopdracht is een van de meest effectieve manieren om een leverancier te beoordelen.
De koper dient representatieve wafers te leveren die een goed beeld geven van de beoogde toepassing.
De monsters moeten het volgende bevatten:
- Wafermateriaal
- Diameter van de wafer
- Dikte van de wafer
- Toestand van het oppervlak
- Randvoorwaarde
- Patroonstructuur
- Vereiste procesdoelstelling
Bij de demonstratie mogen niet uitsluitend door de leverancier geselecteerde, ideale testwafers worden gebruikt.
Tijdens de test te verzamelen gegevens
Beoordeel, afhankelijk van de apparatuur, het volgende:
- Verwerkingstijd
- Wafer breuk
- Randafbrokkeling
- Snijkwaliteit
- Uniformiteit van de dikte
- Oppervlakteruwheid
- Schering en inslag
- Deeltjesniveau
- Slijtage van gereedschap
- Ingrijpen door de operator
- Herhaalbaarheid van het proces
Het is beter om meerdere wafers te testen dan slechts één monster.
Een demonstratie met één wafer laat mogelijk het volgende niet zien:
- Procesafwijking
- Slijtage van gereedschap
- Verwarming
- Instabiliteit van verbruiksartikelen
- Fouten bij het laden
- Problemen met de herhaalbaarheid
Bij belangrijke investeringen kunnen kopers een proef in productiesituatie uitvoeren met meerdere opeenvolgende partijen.
12. Beoordeel de mogelijkheden voor het aanpassen van apparatuur
De standaarduitrusting voldoet mogelijk niet aan alle procesvereisten.
Aanpassing kan nodig zijn voor:
- Afwijkende waferdiameters
- Rechthoekige substraten
- Speciale draagwafers
- Ultradunne wafers
- Ongebruikelijke materialen voor wafers
- Aangepaste inkepinggeometrie
- Speciale chemische processen
- Omgevingen met een laag deeltjesgehalte
- Speciale automatiseringsinterfaces
- Verwerking bij hoge temperaturen
- Geïntegreerde inspectie
Een goede leverancier moet het verschil kunnen maken tussen praktische aanpassingen en onnodige herontwerpen.
Vraag de leverancier om uitleg:
- Welke onderdelen kunnen worden aangepast?
- Hoeveel extra ontwikkelingstijd is er nodig?
- Is er maatwerksoftware beschikbaar?
- Blijven op maat gemaakte onderdelen geschikt voor onderhoud?
- Kunnen reserveonderdelen op lange termijn worden geleverd?
- Wordt het op maat gemaakte systeem vóór verzending grondig getest?
Aanpassingen moeten duidelijk in de technische overeenkomst worden vastgelegd.
13. Vergelijk de productiecapaciteit en de doorlooptijd
De levertijd van apparatuur kan van invloed zijn op de uitbreiding van de fabriek, de ontwikkeling van nieuwe producten en toezeggingen aan klanten.
Kopers dienen het volgende te controleren:
- Standaard productietermijn
- Levertijd voor maatwerk
- Testschema in de fabriek
- Levertijd
- Installatietijd
- Kwalificatietijd
- Levertijd van reserveonderdelen
Zeer korte levertijden kunnen erop wijzen dat de apparatuur standaard is en al op voorraad is. Ze kunnen er ook op wijzen dat er onvoldoende tijd is uitgetrokken voor het testen.
Zeer lange doorlooptijden kunnen een risico voor het project vormen.
De leverancier dient een realistisch projectplan te verstrekken met mijlpalen zoals:
- Technische bevestiging
- Goedkeuring van het ontwerp
- Inkoop van onderdelen
- Mechanische assemblage
- Elektrische integratie
- Softwaretesten
- Procescontrole
- Fabriekskeuring
- Verpakking en verzending
- Installatie
- Goedkeuring van de locatie
14. Controleer certificeringen en naleving van veiligheidsvoorschriften
Apparatuur moet voldoen aan de veiligheids- en wettelijke voorschriften van de doelmarkt.
Afhankelijk van het land en de toepassing moeten kopers mogelijk rekening houden met het volgende:
- Elektrische veiligheid
- Mechanische veiligheid
- Chemische veiligheid
- Laserveiligheid
- Druksystemen
- Uitlaatvoorschriften
- Noodstop
- Vergrendelingssystemen
- Elektromagnetische compatibiliteit
- Eisen voor cleanrooms
Mogelijke certificeringen en normen kunnen betrekking hebben op:
- CE-conformiteit
- SEMI-veiligheidsrichtlijnen
- ISO-kwaliteitssystemen
- Normen voor elektrische besturingen
- Normen voor laserveiligheid
- Lokale fabrieksvoorschriften
De leverancier dient de volledige veiligheidsdocumentatie te verstrekken.
Dit kan het volgende omvatten:
- Risicobeoordeling
- Elektrische tekeningen
- Beschrijving van het veiligheidscircuit
- Informatie over chemische compatibiliteit
- Laserclassificatie
- Noodprocedures
- Onderhoudsinstructies
Naleving van veiligheidsvoorschriften mag niet worden beschouwd als een kwestie die pas in de laatste fase aan de orde komt.
15. Evaluatie van installatie, opleiding en procesondersteuning
De prestaties van de apparatuur zijn afhankelijk van een correcte installatie en bediening.
De leverancier dient het volgende te verstrekken:
- Ondersteuning bij de installatie
- Machine waterpas zetten
- Richtlijnen voor het aansluiten van nutsvoorzieningen
- Kalibratie
- Procesinstellingen
- Opleiding van operators
- Opleiding onderhoud
- Documentatie
- Ondersteuning bij de eerste productiefase
De opleiding moet meer omvatten dan alleen de basisbediening van de machine.
Een volledig opleidingsprogramma kan het volgende omvatten:
- Recepten bedenken
- Vervanging van gereedschap
- Selectie van verbruiksartikelen
- Alarmbehandeling
- Preventief onderhoud
- Kalibratie
- Schoonmaken
- Veiligheid
- Gegevensbeheer
- Basisprobleemoplossing
Bij complexe waferprocessen is ondersteuning door applicatie-ingenieurs van bijzonder groot belang.
De leverancier moet kunnen helpen bij het optimaliseren van:
- Keuze van gereedschap
- Toevoersnelheid
- Toerental van de spil
- Vacuümniveau
- Koelvloeistofstroom
- Slijpdruk
- Polijsttijd
- Reinigingsvolgorde
- Omgaan met parameters
16. Onderzoek de mogelijkheden op het gebied van aftersales-service
Klantenservice is een cruciaal onderdeel van de beoordeling van apparatuur.
Zelfs machines van hoge kwaliteit hebben onderhoud, reserveonderdelen en technische ondersteuning nodig.
Belangrijke vragen zijn onder meer:
- Waar zijn de servicetechnici gestationeerd?
- Wat is de gebruikelijke reactietijd?
- Is diagnose op afstand mogelijk?
- Zijn er onderhoudscontracten beschikbaar?
- Wordt er ondersteuning in het weekend of bij noodgevallen geboden?
- Welke reserveonderdelen zijn op voorraad?
- Hoe lang blijven reserveonderdelen verkrijgbaar?
- Kunnen lokale technici worden opgeleid?
- Zijn software-updates inbegrepen?
- Wat valt er onder de garantie?
De koper moet nagaan of de leverancier zich baseert op:
- Technici rechtstreeks vanuit de fabriek
- Lokale servicecentra
- Distributeurs
- Technici van externe bedrijven
Een lage aankoopprijs kan uiteindelijk duur uitvallen als voor elk onderhoudsprobleem een internationale reis nodig is.
17. Bereken de totale eigendomskosten
De prijs van de apparatuur vormt slechts een deel van de totale kosten.
Kopers moeten het volgende berekenen:
- Aankoopprijs
- Verzending
- Installatie
- Fabrieksaanpassingen
- Hulpprogramma's
- Gereedschap
- Verbruiksartikelen
- Onderhoud
- Reserveonderdelen
- Softwarelicenties
- Training
- Stilstandtijd
- Arbeid
- Opbrengstverlies
- Energieverbruik
Een goedkopere machine kan het volgende hebben:
- Kortere levensduur van het gereedschap
- Hogere kosten voor verbruiksartikelen
- Lagere doorvoercapaciteit
- Meer ingrijpen door de operator
- Hoger breukpercentage
- Langere onderhoudsonderbrekingen
Een duurdere machine kan door een hogere opbrengst, grotere stabiliteit en meer automatisering uiteindelijk goedkoper uitvallen.
Voorbeeld van een kostenvergelijking
| Kostenfactor | Leverancier A | Leverancier B |
|---|---|---|
| Aankoopprijs van apparatuur | Omlaag | Hoger |
| Installatiekosten | Matig | Inbegrepen |
| Kosten van verbruiksartikelen | Hoog | Matig |
| Levensduur van het gereedschap | Kort | Lang |
| Doorvoer | Matig | Hoog |
| Reactie van de klantenservice | Langzaam | Snel |
| Procesopbrengst | Onbekend | Geverifieerd |
| Beschikbaarheid van reserveonderdelen | Beperkt | Lokale voorraad |
Bij de vergelijking van leveranciers moet daarom zowel rekening worden gehouden met de initiële kosten als met de kosten op lange termijn.
18. Referenties en bestaande installaties bekijken
Klantreferenties bieden nuttige informatie over de daadwerkelijke prestaties van apparatuur.
Vraag om referenties van klanten met vergelijkbare:
- Materialen voor wafers
- Afmetingen van wafers
- Productievolumes
- Procesvereisten
- Geografische locaties
Nuttige vragen voor referentieklanten zijn onder meer:
- Is de machine op tijd geleverd?
- Voldeden de specificaties aan de gestelde eisen?
- Is de installatie succesvol voltooid?
- Hoe stabiel is het proces?
- Hoe vaak valt de apparatuur uit?
- Hoe snel reageert de leverancier?
- Zijn reserveonderdelen gemakkelijk te verkrijgen?
- Heeft de leverancier bijgedragen aan procesverbetering?
- Zou de klant nog eens iets kopen?
Het kan zijn dat leveranciers niet alle namen van klanten kunnen bekendmaken vanwege geheimhoudingsovereenkomsten. Ze zouden echter wel algemene informatie over de installatie of goedgekeurde referenties moeten kunnen verstrekken.
19. Stel een gedetailleerde technische overeenkomst op
Alvorens een bestelling te plaatsen, dienen alle belangrijke vereisten te worden vastgelegd in een schriftelijke technische overeenkomst.
In de overeenkomst moet het volgende worden vastgelegd:
- Model van de apparatuur
- Procesaanvraag
- Wafermateriaal
- Afmetingen van de wafer
- Dikte van de wafer
- Vereiste nauwkeurigheid
- Vereiste herhaalbaarheid
- Doorvoer
- Automatiseringsgraad
- Softwarefuncties
- Hulpprogramma's
- Veiligheidseisen
- Accessoires
- Verbruiksartikelen
- Acceptatiecriteria
- Training
- Installatie
- Garantie
- Leveringsschema
Termen als “hoge nauwkeurigheid”, “laag deeltjesgehalte” of “goede oppervlaktekwaliteit” moeten worden vermeden, tenzij ze worden onderbouwd door meetbare criteria.
Voorstel voor een checklist voor leveranciersbeoordeling
| Beoordelingsgebied | Belangrijke vragen |
| Ervaring in de sector | Heeft de leverancier ervaring met halfgeleiderwafers en soortgelijke materialen? |
| Procescapaciteit | Kan de apparatuur precies het vereiste proces uitvoeren? |
| Compatibiliteit met wafers | Is het geschikt voor het vereiste materiaal, de vereiste afmetingen en de vereiste dikte? |
| Nauwkeurigheid | Kan de machine voldoen aan de vereiste afmetingen en oppervlakte-eisen? |
| Herhaalbaarheid | Kan het de resultaten over meerdere wafers en batches heen consistent houden? |
| Mechanische stabiliteit | Is het systeem ontworpen om trillingen en thermische afwijkingen te beheersen? |
| Verwerking van wafers | Hoe worden kwetsbare en dunne wafers beschermd? |
| Gereedschap | Zijn compatibele gereedschappen en verbruiksartikelen direct leverbaar? |
| Automatisering | Ondersteunt de software receptbeheer en traceerbaarheid? |
| Controle op vervuiling | Is het systeem geschikt voor het vereiste cleanroomniveau? |
| Kwaliteitscontrole | Levert de leverancier test- en kalibratieverslagen? |
| Maatwerk | Kan het systeem worden aangepast aan speciale eisen? |
| Steekproefonderzoek | Kan de leverancier echte wafers van klanten verwerken? |
| Service | Wordt technische ondersteuning ter plaatse of op afstand geboden? |
| Reserveonderdelen | Zijn cruciale onderdelen op voorraad en op lange termijn leverbaar? |
| Training | Zijn opleidingen op het gebied van bediening, processen en onderhoud inbegrepen? |
| Veiligheid | Voldoet de machine aan de vereiste normen? |
| Totale kosten | Wat zijn de verwachte exploitatiekosten op lange termijn? |
| Bronvermeldingen | Kan de leverancier relevante klantreferenties verstrekken? |
| Acceptatiecriteria | Zijn alle prestatie-eisen meetbaar en gedocumenteerd? |
Aandachtspunten bij het beoordelen van een leverancier van waferapparatuur
Kopers moeten op hun hoede zijn wanneer een leverancier:
- Weigert monsters van klanten te verwerken
- Bevat uitsluitend theoretische specificaties
- Kan de beperkingen van het proces niet uitleggen
- Vermijdt het bespreken van herhaalbaarheid
- Bevat geen schriftelijke acceptatiecriteria
- Bevat geen relevante referenties op het gebied van waferverwerking
- Kalibratiegegevens kunnen niet worden verstrekt
- Hangt volledig af van merkgebonden verbruiksartikelen
- Biedt beperkte ondersteuning op het gebied van reserveonderdelen
- Bevat onduidelijke garantievoorwaarden
- Kan de beheersing van verontreiniging niet uitleggen
- Belooft perfecte resultaten voor elk materiaal
- Biedt een ongewoon lage prijs zonder technische onderbouwing
- Ik kan geen volledige documentatie verstrekken
- Stelt geen gedetailleerde vragen over de aanvraag van de koper
Een serieuze leverancier van apparatuur zou veel technische vragen moeten stellen voordat hij een machine aanbeveelt.
Vragen die kopers aan potentiële leveranciers moeten stellen
Een praktische vragenlijst voor leveranciers kan het volgende bevatten:
- Welke wafermaterialen kunnen met uw apparatuur worden verwerkt?
- Welke wafeldiameters worden ondersteund?
- Wat is de minimale dikte van een wafer?
- Welke positioneringsnauwkeurigheid kan worden gegarandeerd?
- Welke herhaalbaarheid kan worden gegarandeerd?
- Wat is de verwachte productiecapaciteit?
- Welke verbruiksartikelen zijn nodig?
- Kunnen tools van derden worden gebruikt?
- Welke inspectiesystemen zijn geïntegreerd?
- Hoe wordt de uitlijning van wafers uitgevoerd?
- Hoe wordt het breken van wafers voorkomen?
- Hoe wordt verontreiniging beheerst?
- Kunnen productiegegevens worden vastgelegd en geëxporteerd?
- Kan de software worden geïntegreerd met een fabriekssysteem?
- Kunt u onze proefwafers bewerken?
- Wat zijn de criteria voor de fabrieksacceptatie?
- Welke installatieprogramma's zijn nodig?
- Welke opleiding voor operators is inbegrepen?
- Hoe lang is de garantieperiode?
- Welke reserveonderdelen moeten samen met de apparatuur worden aangeschaft?
- Wat is de gebruikelijke reactietijd van de klantenservice?
- Hoe lang blijven reserveonderdelen verkrijgbaar?
- Kan de apparatuur op maat worden gemaakt?
- Welke veiligheidscertificaten zijn er?
- Kunt u referenties van vergelijkbare klanten verstrekken?
Aanbevolen evaluatieproces
Een gestructureerd evaluatieproces vermindert het inkooprisico.
Stap 1: De toepassing definiëren
Verduidelijk:
- Wafermateriaal
- Afmetingen van de wafer
- Dikte van de wafer
- Procesdoelstelling
- Vereiste nauwkeurigheid
- Vereiste doorvoercapaciteit
- Niveau van netheid
- Automatiseringsvereiste
Stap 2: Stel een shortlist van leveranciers op
Kies leveranciers met relevante ervaring in de sector en met de betreffende toepassing.
Stap 3: Een technische vragenlijst versturen
Gebruik voor alle leveranciers dezelfde vragenlijst, zodat u ze gemakkelijker kunt vergelijken.
Stap 4: Technische voorstellen beoordelen
Vergelijk zowel de standaardspecificaties als de toepassingsspecifieke oplossingen.
Stap 5: Voer steekproeven uit
Gebruik representatieve wafers van klanten en meetbare acceptatiecriteria.
Stap 6: Bezoek de leverancier
Controleer, indien mogelijk:
- Productiefaciliteit
- Montageproces
- Kwaliteitscontroleafdeling
- Demonstratieapparatuur
- Voorraad reserveonderdelen
- Technisch team
Stap 7: Vergelijk de totale kosten
Houd rekening met langdurig gebruik, verbruiksartikelen, onderhoud en stilstand.
Stap 8: De technische overeenkomst afronden
Leg alle prestatiedoelstellingen en acceptatiemethoden vast.
Stap 9: Voer de fabrieksacceptatietests uit
Controleer of de apparatuur naar behoren functioneert vóór verzending.
Stap 10: Voer de opleveringstests uit
Controleer de werking na de installatie bij de koper ter plaatse.
Conclusie
Om een leverancier van apparatuur voor de verwerking van wafers te beoordelen, is meer nodig dan alleen het vergelijken van de prijs en de basisspecificaties van de machines.
De precisieproductie van halfgeleiders is afhankelijk van de nauwkeurigheid van de apparatuur, de herhaalbaarheid, de processtabiliteit, de waferverwerking, de beheersing van verontreiniging, de softwarefuncties en de langdurige serviceondersteuning. Kopers moeten ook nagaan of de leverancier inzicht heeft in het specifieke wafermateriaal en het daaropvolgende productieproces.
Een betrouwbare leverancier moet kunnen aantonen dat hij over daadwerkelijke praktijkervaring beschikt, representatieve monsters van klanten kan verwerken, meetbare prestatiegegevens kan verstrekken en ondersteuning kan bieden bij de installatie, opleiding en toekomstige procesoptimalisatie.
Door gebruik te maken van een gestructureerd leveranciersbeoordelingsproces kunnen fabrikanten inkooprisico’s verminderen, de opbrengst van wafers verbeteren en een stabielere productielijn voor precisieproductie opzetten.
Veelgestelde vragen
Wat is de belangrijkste factor bij de keuze van apparatuur voor de verwerking van wafers?
Er is niet één enkele factor. Het belangrijkste is of de apparatuur herhaaldelijk het vereiste procesresultaat kan behalen met het daadwerkelijke wafermateriaal en onder de daadwerkelijke productieomstandigheden van de koper.
Moeten kopers altijd kiezen voor de apparatuur met de hoogste nauwkeurigheid?
Nee. De nauwkeurigheid moet aansluiten bij de daadwerkelijke toepassingsvereisten. Een extreem hoge precisie kan de kosten van de apparatuur verhogen zonder dat dit extra productiewaarde oplevert.
Waarom is de verwerking van monsters belangrijk?
Door het verwerken van monsters kan worden vastgesteld of de apparatuur geschikt is voor het daadwerkelijke wafermateriaal en voldoet aan de eisen inzake dikte en kwaliteit. Daarnaast helpt dit om problemen met afbrokkeling, breuk, verontreiniging of herhaalbaarheid aan het licht te brengen.
Wat is het verschil tussen nauwkeurigheid en herhaalbaarheid?
De nauwkeurigheid geeft aan hoe dicht een resultaat bij de streefwaarde ligt. De herhaalbaarheid geeft aan of hetzelfde resultaat consistent kan worden behaald gedurende meerdere verwerkingscycli.
Moeten merkgebonden verbruiksartikelen worden vermeden?
Dat is niet altijd het geval. Merkgebonden verbruiksartikelen leveren weliswaar stabiele resultaten op, maar kopers moeten rekening houden met de prijs, de beschikbaarheid, de levertijd en het risico op leveringsproblemen op de lange termijn.
Hoe moeten leveranciers van waferapparatuur met elkaar worden vergeleken?
Leveranciers moeten worden vergeleken aan de hand van dezelfde technische vragenlijst, dezelfde monsterwafers, dezelfde acceptatiecriteria en hetzelfde totaalkostenmodel.
Wat moet er allemaal worden meegenomen bij de acceptatietests van apparatuur?
Bij de acceptatietests moeten de machinefuncties, veiligheidssystemen, procesnauwkeurigheid, herhaalbaarheid, doorvoercapaciteit, waferkwaliteit, softwarefuncties en de vereiste documentatie worden getoetst.
Is lokale service na verkoop noodzakelijk?
Lokale ondersteuning is van groot belang voor productieapparatuur, omdat hierdoor stilstandtijd kan worden beperkt. Wanneer lokale service niet beschikbaar is, dient de leverancier te zorgen voor betrouwbare diagnose op afstand, ondersteuning bij het leveren van reserveonderdelen en duidelijke procedures voor het afhandelen van meldingen.
Kan één machine silicium-, SiC-, saffier- en glaswafers bewerken?
Sommige machineplatforms zijn geschikt voor meerdere materialen, maar het kan nodig zijn om de gereedschappen, het spindelvermogen, de procesparameters, de koelvloeistof, het ontwerp van de spaninrichting en de maatregelen ter voorkoming van verontreiniging aan te passen.
Hoe kunnen kopers het risico bij de aankoop van apparatuur beperken?
Tot de beste methoden behoren gedetailleerde technische specificaties, de verwerking van monsters, leveranciersaudits, meetbare acceptatiecriteria, fabrieksproeven en een duidelijke serviceovereenkomst.