Mit neuer Inspektions-Generation: Warum das KLA-PICOSUN-FlexAL-System in der Chipfertigung anzieht

KLA adressiert mit dem PICOSUN-FlexAL-System einen kritischen Schritt in der Halbleiterfertigung: präzise Atomlagenabscheidung für komplexe 3D-Strukturen. Was die Anlage technisch bietet, für wen sie sich lohnt und wie sie sich in KLA’s Portfolio einordnet.

Verantwortlich: ad hoc news Fachredaktion Neuheiten & Launch. Vor der Veröffentlichung am 16.06.2026, 12:46 Uhr geprüft. Details im Impressum.

Mit dem PICOSUN-FlexAL-System zielt KLA auf einen besonders anspruchsvollen Prozessschritt in der modernen Chipfertigung: die extrem gleichmäßige Abscheidung ultradünner Schichten im Atomlagenbereich für Logik-, Speicher- und Power-Halbleiter. Die Produktlinie stammt aus der finnischen PICOSUN-Akquisition und wird unter dem KLA-Dach als modulare Plattform für forschungsnahe Pilotlinien und hochflexible Produktion vermarktet. Laut offizieller Produktbeschreibung handelt es sich um ein vollwertiges Atomic-Layer-Deposition-System, das sowohl thermische als auch plasmagestützte Prozesse unterstützt und mit Wafergrößen bis 300 Millimeter umgehen kann; die Anlage wird typischerweise in der Front-End-Fertigung, aber auch für Advanced-Packaging-Aufgaben eingesetzt. Die offizielle Produktseite von KLA beschreibt das FlexAL als flexible ALD-Plattform mit Fokus auf Forschung und Kleinserienfertigung. Für Investoren und Kunden ist das System vor allem dort relevant, wo Prozesstechnologie schnell angepasst werden muss, etwa bei neuen Materialkombinationen oder bei der Erprobung künftiger Technologie-Nodes.

Flexible ALD-Plattform für Forschung, Entwicklung und Pilotfertigung

Das PICOSUN-FlexAL-System ist als modulare ALD-Plattform konzipiert, die sich gezielt an Forschungslabore, Instituts-Fabs und produktionsnahe Pilotlinien richtet, die regelmäßig neue Prozesse evaluieren. Ein zentrales Merkmal ist die Kombination aus thermischer ALD und Plasma-Enhanced-ALD (PEALD) in einer Anlage, sodass Prozessingenieure je nach Materialsystem und Temperaturfenster den optimalen Ansatz wählen können. In der Praxis unterstützt die FlexAL-Plattform eine breite Palette an Präkursoren und Gasen, darunter Metalle, Oxide, Nitrate und Nitrid-Schichten, die für Gate-Stacks, Spacer, Diffusionsbarrieren oder Hardmasken im Logik- und Speicherbereich verwendet werden. Viele Forschungspartner nutzen das System außerdem zur Abscheidung neuartiger dielektrischer Schichten mit hoher Permittivität oder für ultradünne Schutzschichten auf 3D-NAND-Strukturen.

Ein weiterer Unterschied zu klassischen Produktionsanlagen liegt in der Geometrie und im Layout der FlexAL-Prozesskammer: Statt auf maximalen Durchsatz bei nur einem fest definierten Prozessfenster zu optimieren, betont KLA die einfache Umrüstbarkeit und die feine Kontrolle der Prozessparameter. Die Plattform erlaubt es, Temperatur, Pulsdauer, Purge-Zeiten und Plasma-Leistung sehr granular zu variieren, was insbesondere für Materialforschung und die Ermittlung neuer Prozessfenster entscheidend ist. In Kombination mit der Möglichkeit, auf Substrate bis 300 Millimeter zu gehen, entsteht ein Spannungsfeld, in dem sowohl universitäre Forschung als auch frühe Industrieprogramme bedient werden können. Viele Institute im europäischen und asiatischen Raum nutzen diesen Ansatz, um Ergebnisse aus dem 200-Millimeter-Labormaßstab später in eine 300-Millimeter-Fertigung zu übertragen.

Die Software spielt bei der FlexAL-Plattform eine doppelte Rolle: Einerseits dient sie der klassischen Automatisierung und Rezeptsteuerung, andererseits wird sie zunehmend zur Datenquelle für Prozessanalysen. Prozessrezepte lassen sich detailliert speichern, vergleichen und versionieren, wodurch sich Iterationen transparent nachvollziehen lassen. Gleichzeitig können relevante Prozessparameter exportiert und mit externen Analysetools korreliert werden, etwa mit Messdaten aus Ellipsometrie, Röntgenreflektometrie oder elektrischen Parametertests. Im Ergebnis ist das FlexAL-System weniger eine starre Fertigungsmaschine, sondern eher ein Werkzeugkasten für Prozessentwickler, die schnell auf neue Anforderungen reagieren müssen.

In der Praxis interessieren sich vor allem Foundry-nahe Entwicklungsabteilungen und Spezialanbieter für Sensoren, Leistungshalbleiter und MEMS-Strukturen für die FlexAL-Variante. Während klassische Massentools für einzelne Standardmaterialien optimiert sind, ist die FlexAL-Linie darauf ausgelegt, viele verschiedene Materialkombinationen nacheinander zu erproben, ohne dass lange Umbauzeiten anfallen. Das System unterstützt dabei unterschiedliche Substratformate und ist auch für 3D-Topografien geeignet, was es für die Integration von Through-Silicon-Vias und Stapelstrukturen attraktiv macht. Für KLA ergibt sich damit eine Brücke zwischen forschungsnahen Kunden und späteren High-Volume-Produktionssystemen, die oft von denselben Prozesskonzepten profitieren.

Die Kombination aus hoher Prozesskontrolle, modularer Architektur und der Ausrichtung auf Forschung und Pilotfertigung macht das FlexAL-System zu einem Bindeglied zwischen akademischer Materialforschung und der industriellen Halbleiterproduktion. Viele Chip-Designer sehen in solchen flexiblen Anlagen eine Voraussetzung, um die Zeitspanne zwischen dem ersten Materialkonzept und einem qualifizierten Prozess für mehrere Technologie-Nodes zu verkürzen. Gleichzeitig adressiert KLA damit einen Markt, in dem neben Halbleitern auch angrenzende Bereiche wie Optoelektronik, Batterieforschung oder Oberflächenmodifikation von medizinischen Komponenten von präziser Atomlagenabscheidung profitieren. In diesem Umfeld wird das FlexAL-System häufig mit zusätzlichen In-situ- oder Ex-situ-Messinstrumenten kombiniert, etwa spektroskopischer Ellipsometrie oder Rastersondenmikroskopie, um Wachstumsmechanismen im Detail zu verstehen.

Zum Launch der aktuellen FlexAL-Generation hat KLA insbesondere die Bedienbarkeit und Wartungsfreundlichkeit betont. Die Gehäuse- und Wartungszugänge wurden so gestaltet, dass Plasmaquellen, Dichtungen und Gasleitungen einfacher zugänglich sind, was Stillstandszeiten bei Präkursorwechseln oder routinemäßigen Checks verringern kann. Gleichzeitig stellt der Hersteller für die Plattform umfangreiche Applikationsnotizen und Referenzrezepte bereit, die neue Nutzer beim Einstieg unterstützen. Für viele kleinere Forschungsfabriken, die nicht über große Prozessteams verfügen, ist diese Art von Dokumentation entscheidend, um eine ALD-Anlage effizient zu betreiben. Auch Schulungen und Remote-Support-Angebote zählen für Betreiber zu den Argumenten, die bei der Auswahl einer solchen Spezialplattform den Ausschlag geben können.

Die Preisgestaltung für ein voll ausgestattetes PICOSUN-FlexAL-System hängt stark von Konfiguration, Wafergröße und integrierten Plasmaoptionen ab und wird von KLA üblicherweise im Rahmen individueller Angebote kommuniziert; in der öffentlichen Kommunikation finden sich daher keine verbindlichen Listenpreise. Brancheninsider gehen bei vergleichbaren Forschungslösungen von Gesamtinvestitionen im einstelligen bis niedrigen zweistelligen Millionenbereich in US-Dollar aus, je nach Umfang der Peripherie und der Anzahl der Prozesskammern. Neben der Grundanlage spielen dabei auch Gasversorgung, Abgasbehandlung und eventuell ergänzende Metrologie eine Rolle für die Gesamtkosten. Für Forschungseinrichtungen fließen in die Budgetplanung zudem oft Förderprogramme oder Industriekooperationen ein, die die Anschaffung solcher Systeme erleichtern können.

Während der Vertriebsschwerpunkt klar im Heimatmarkt der Halbleiterfertigung liegt - also in Asien, den USA und ausgewählten europäischen Standorten mit F&E-Fabs -, ist das System nicht als klassisches Serienprodukt für breite Industriekunden konzipiert. Vielmehr tritt KLA hier als Technologiepartner auf, der gemeinsam mit Kunden Prozesse entwickelt und diese später auf größere Produktionswerkzeuge überträgt. In der Lieferkette der Chipindustrie ist eine solche Rolle strategisch, weil sie früh in künftige Technologien Einblick verschafft und KLA gleichzeitig die Möglichkeit bietet, die eigenen Prozessüberwachungs- und Inspektionslösungen in ein Gesamtpaket einzubetten. Für Betreiber kann das bedeuten, dass ALD-Prozesse, Inline-Metrologie und Defektinspektion von Anfang an aufeinander abgestimmt sind.

Für den US-Markt und wichtige asiatische Regionen wie Taiwan, Südkorea oder Japan bietet KLA neben der reinen Hardware auch Serviceverträge, Ersatzteilpakete und Prozessunterstützung über die gesamte Lebensdauer der Anlage an. Gerade bei forschungsnahen Kunden ist die Fähigkeit, neue Rezepte zu entwickeln und spezifische Fragestellungen - etwa zur Conformality in High-Aspect-Ratio-Strukturen - zu adressieren, ein zentrales Verkaufsargument. Die FlexAL-Plattform ist insofern nicht nur ein einmalig zu beschaffendes Gut, sondern Ausgangspunkt für eine meist mehrjährige Zusammenarbeit zwischen Betreiber und Hersteller. Je nach Auslastung und strategischer Ausrichtung können Kunden die Anlage später auch als Brücke in kleine Serienfertigungen nutzen, bevor ein möglicher Übergang auf rein produktionsorientierte Tools erfolgt.

In jüngeren Fachbeiträgen wird hervorgehoben, dass ALD-Werkzeuge wie das FlexAL zunehmend auch in Bereichen jenseits der klassischen CMOS-Logik eingesetzt werden. Dazu zählen Wide-Bandgap-Leistungshalbleiter auf Basis von SiC oder GaN, wo ultradünne dielektrische Schichten und Passivierungen einen direkten Einfluss auf Zuverlässigkeit und Schaltverhalten haben. Auch im Packaging-Umfeld, etwa bei Wafer-Level-Packaging oder RDL-Strukturen, können dünne ALD-Schichten helfen, Korrosion zu verhindern oder mechanische Stabilität zu sichern. Fachpublikationen zur Integration von ALD in Power- und MEMS-Prozesse nennen PICOSUN-FlexAL-Anlagen regelmäßig als Referenzplattform, wenn es um die Evaluierung neuer Materialstacks im Labormaßstab geht. Ein Branchenüberblick in einem Fachmagazin hebt dabei insbesondere die Rolle solcher flexiblen ALD-Systeme für die beschleunigte Entwicklung von Hochvolumenprozessen hervor.

Die Integration der PICOSUN-Produktfamilie in das Portfolio von KLA erweitert die Position des Unternehmens deutlich über Inspektions- und Metrologiewerkzeuge hinaus. Während KLA traditionell für Defektinspektion, Overlay-Messung und Prozesskontrolle bekannt war, deckt das Unternehmen mit ALD-Systemen nun auch einen aktiven Prozessschritt in der Fertigung ab. Das eröffnet Zugänge zu Kundenprojekten in einem frühen Stadium der Anlagen- und Prozessplanung. Gerade bei Next-Generation-Transistorarchitekturen wie Gate-All-Around-FETs oder vertikalen NAND-Strukturen ist die enge Verzahnung zwischen Prozessschritt und Mess-/Inspektionslösungen ein Wettbewerbsvorteil, da sie die Lernkurve im Ramp-up verkürzen kann.

Im Ergebnis handelt es sich beim PICOSUN-FlexAL-System um ein typisches B2B-Produkt der Halbleiterfertigung, das zwar abseits des Massenkonsumentenmarktes agiert, aber im Hintergrund wichtige Weichen für die Weiterentwicklung der Chiptechnologie stellt. Je weiter Logik-, Speicher- und Power-Halbleiter in Richtung komplexerer 3D-Strukturen und neuer Materialien gehen, desto stärker steigen die Anforderungen an präzise, wiederholbare und prozessnahe Abscheidungsverfahren. KLA positioniert sich mit FlexAL genau in diesem Feld und ergänzt seine bestehenden Werkzeuge um eine Plattform, die von vielen Forschungseinrichtungen und Entwicklungsabteilungen als Ausgangspunkt für künftige Fertigungsprozesse genutzt wird. Für Anwender bedeutet das, dass sie mit einem Anbieter sowohl Prozessentwicklung als auch die dazugehörige Mess- und Inspektionstechnik aus einer Hand beziehen können.

Auf Unternehmensebene reiht sich die FlexAL-Plattform in eine Serie von Zukäufen und Portfolioerweiterungen ein, mit denen KLA seine Rolle als Ausrüster der weltweiten Halbleiterindustrie ausbaut. Die Gesellschaft ist an der NASDAQ in den USA gelistet und profitiert von der wachsenden Nachfrage nach Fertigungs- und Prozesskontrolllösungen im Zuge globaler Investitionen in neue Fabs. Die Aktie von KLA Corporation (US4824801009) notiert aktuell an der NASDAQ in US-Dollar, wobei der Kurs von der allgemeinen Entwicklung im Halbleiterzyklus und den Investitionsplänen großer Foundries beeinflusst wird; ein aktueller Überblick zur Kursentwicklung findet sich etwa in einer Analyse auf der Website eines großen US-Börsenportals, das die Performance der wichtigsten Halbleiterwerte zusammenfasst. Eine aktuelle Kursübersicht zu KLA mit Chart und Kennzahlen stellt beispielsweise MarketWatch bereit.

Technik-Steckdaten zum KLA PICOSUN-FlexAL-System

• Produkt: PICOSUN-FlexAL-System
• Hersteller: KLA Corporation
• Kategorie: Neuheit/Launch - ALD-Prozessanlage für Forschung und Pilotfertigung
• Markteinführung: laufende Generation seit der Integration von PICOSUN in das KLA-Portfolio, sukzessive Produktpflege in den letzten Jahren
• UVP / Preis: nicht öffentlich kommuniziert, branchenüblich projektspezifische Preise im einstelligen bis niedrigen zweistelligen Millionenbereich in US-Dollar je nach Konfiguration
• Verfügbarkeit: Direktvertrieb von KLA, Schwerpunkt auf Halbleiter-F&E-Standorte in Asien, Nordamerika und Europa
• Zielgruppe: Halbleiterhersteller, Foundries, F&E-Fabs, Universitäten und Institute mit Reinraumkapazitäten
• Besonderheit / USP: kombinierte thermische und Plasma-ALD-Plattform mit modularer Architektur, ausgelegt auf flexible Prozessentwicklung und Pilotfertigung mit Substraten bis 300 Millimeter

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