Plasma­düsen für die Oberflächenbehandlung moderner Halbleiter

Plasmatreat erweitert sein Portfolio im Bereich Atmosphärendruckplasma um zwei neue Düsen, die speziell für die Halbleiter- und Elektronikproduktion entwickelt wurden. Die Systeme adressieren Anwendungen wie Hybridbonding, Chiplet-Integration und Wafer-Level-Encapsulation, bei denen oxidfreie, hochenergetische und kontaminationskontrollierte Oberflächen unter Reinraumbedingungen erforderlich sind.

Oberflächenvorbereitung in der Halbleiterfertigung
Mit zunehmender Miniaturisierung und steigenden Leistungsdichten wird die Oberflächenvorbereitung zu einem entscheidenden Faktor für die Ausbeute. Hybridbonding- und Advanced-Assembly-Prozesse erfordern Substrate, die frei von organischen Rückständen, Oxiden, Silikonen und elektrostatischem Staub sind. Gleichzeitig ist eine hohe Benetzbarkeit notwendig, um zuverlässige metallurgische und adhäsive Grenzflächen zu gewährleisten.

Die Atmosphärendruck-Plasmatechnologie von Plasmatreat basiert auf einem trockenen, chemikalienfreien und inlinefähigen Verfahren. Unter Verwendung von Druckluft oder Stickstoff als Prozessgas entfernt das Plasma organische und anorganische Verunreinigungen, reduziert Oxidschichten inline und erhöht die Oberflächenenergie auf Werte von über 72 mN/m. Dieses Energieniveau unterstützt nachgelagerte Prozesse wie Chipbonding, Drahtbonden, Verguss oder Conformal Coating.

Die Behandlung erfolgt innerhalb weniger Sekunden und ist auf reproduzierbare, partikelarme Prozessbedingungen im Reinraum ausgelegt.

PDW100: Homogene Aktivierung großer Substrate
Die DBD-Düse PDW100 erweitert die effektive Plasmabehandlungsbreite auf bis zu 100 mm, während konventionelle Atmosphärendruck-Plasmadüsen typischerweise 4 bis 10 mm abdecken. Diese größere Geometrie ermöglicht die gleichmäßige Aktivierung großflächiger Substrate, einschließlich Panel-Level-Anwendungen.

Das System ist darauf ausgelegt, ein planares Atmosphärendruckplasma ohne Partikelbildung bereitzustellen und damit Reinraumanforderungen zu erfüllen sowie das Defektrisiko zu reduzieren. Die homogene Entfernung organischer Rückstände und Oxidschichten auf großen Flächen trägt zur Prozessstabilität bei Wafer-Level- und Panel-Level-Packaging bei, wo die Gleichmäßigkeit die Bondintegrität und elektrische Performance beeinflusst.

PFA10: Selektive, potenzialfreie Mikrobehandlung
Die Düse PFA10 ist für lokal selektive Plasmabehandlungen konzipiert. Ihre potenzialfreie Auslegung reduziert das Risiko elektrischer Schädigungen empfindlicher Halbleiterstrukturen.

Sie ermöglicht die gezielte Entfernung organischer Rückstände und Oxidschichten sowie die Aktivierung metallischer und polymerer Oberflächen in definierten Bereichen. Diese Selektivität ist insbesondere für Hybridbonding-Schnittstellen und Chip-Stacking-Anwendungen relevant, bei denen die Behandlung präzise auf funktionale Zonen begrenzt sein muss.

Inline-Integration und Kontaminationskontrolle
Beide Düsen sind für die Inline-Integration in Plasmabehandlungsstationen ausgelegt. Der Transport der Wafer zwischen den Stationen kann über kontaktlose Handhabungssysteme erfolgen, wodurch mechanische Abrasion und Partikelbildung minimiert werden.

Der Verzicht auf flüchtige organische Verbindungen (VOC) und aggressive Nasschemie erleichtert die Integration in Reinraumumgebungen, einschließlich Klasse-1-Spezifikationen. Die trockene Prozessarchitektur unterstützt zudem stabile Taktzeiten und reduziert den Aufwand für das Chemikalienmanagement.

Anwendungen entlang der elektronischen Wertschöpfungskette
Die neuen Düsen erweitern den Einsatzbereich der Atmosphärendruck-Plasmatechnologie auf mehrere Fertigungsstufen, darunter:

Nach Angaben von Stephan Gruber, Vertriebsleiter von Plasmatreat Frankreich, ermöglicht die erweiterte Düsenpalette eine homogene und kontaminationskontrollierte Oberflächenbehandlung, die für zuverlässige elektrische und mechanische Verbindungen auch unter Reinraumbedingungen der Klasse 1 erforderlich ist.

Mit der Einführung der Düsen PDW100 und PFA10 erweitert Plasmatreat sein Portfolio an trockenen, inlinefähigen Verfahren zur Oberflächenfunktionalisierung für die Halbleiterfertigung der nächsten Generation.

www.plasmatreat.com