Plasma für stabile Oberflächenprozesse in der Chipfertigung
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Wenn sich die europäische Halbleiterindustrie vom 10. bis 13. November 2026 auf der SEMICON Europa in München trifft, zeigt Plasmatreat in Halle C1, Stand 567, wie sich Oberflächen gezielt auf die Anforderungen nachfolgender Fertigungsschritte abstimmen lassen. Ob Die Attach, Wire Bonding, Hybrid Bonding, TCB, Underfill-, Molding- oder Encapsulation-Prozesse: Entscheidend für stabile Ergebnisse sind kontrollierte Oberflächenbedingungen, die Benetzung, Haftung, Kontaktbildung und Langzeitzuverlässigkeit zuverlässig unterstützen. Dafür kombiniert Plasmatreat unterschiedliche Plasmaverfahren, um organische Rückstände zu entfernen, Oxidschichten zu reduzieren, Benetzung und Haftung zu verbessern oder Oberflächeneigenschaften gezielt für nachfolgende Fertigungsschritte einzustellen. Besucher erleben am Messestand unter anderem die neue AURORA-Plasma Anlage für Niederdruckprozesse, die DBD-basierte GlowPlasma Technologie für homogene Waferbehandlung, spezialisierte Openair-Plasma Düsen für partikel- und potentialfreie Anwendungen sowie Verfahren zur trockenen Oxidreduktion metallischer Kontaktflächen.
In der Halbleiterfertigung entscheidet der Zustand der Oberfläche häufig über die Stabilität und Reproduzierbarkeit nachfolgender Fertigungsschritte. Je nach Anwendung müssen organische Rückstände entfernt, Oxidschichten reduziert, Benetzung und Haftung verbessert oder definierte Oberflächeneigenschaften eingestellt werden. Gleichzeitig steigen die Anforderungen an Prozesskontrolle, Automatisierung, Rückverfolgbarkeit und Reinraumtauglichkeit. Deshalb wird bei Plasmatreat für jede Anwendung die passende Plasmalösung auf Basis von Substratmaterial, Reinheitsanforderung, Prozessschritt und Produktionsumgebung ausgewählt. Ziel sind kontrollierte Oberflächenbedingungen, die stabile Prozessfenster, reproduzierbare Fertigungsergebnisse und hohe Ausbeuten unterstützen.
Die passende Plasmatechnologie für jede Prozessanforderung
Unterschiedliche Prozessschritte in der Halbleiterfertigung stellen unterschiedliche Anforderungen an die Oberfläche. Während bei Bonding- und Kontaktierungsprozessen die Entfernung organischer Rückstände oder Oxidschichten im Vordergrund steht, sind bei Underfill-, Molding- oder Encapsulation-Anwendungen häufig Benetzung, Haftung und Langzeitstabilität entscheidend.
Plasmatreat bietet dafür drei aufeinander abgestimmte Plasmatechnologien: Openair-Plasma für Atmosphärendruckprozesse, AURORA-Plasma für Niederdruckprozesse sowie PlasmaPlus für funktionale Oberflächenbeschichtungen. Innerhalb des Openair-Plasma Portfolios stehen spezialisierte Verfahren wie GlowPlasma für homogene Wafer- und Panel-Behandlungen, das REDOX-Tool für die gezielte Oxidreduktion und HydroPlasma für anspruchsvolle Reinigungsaufgaben zur Verfügung.
Je nach Anforderung werden Oberflächen gereinigt, aktiviert, oxidfrei vorbereitet oder durch funktionale Schichten gezielt modifiziert. Ziel ist nicht die Plasmabehandlung an sich, sondern die gezielte Einstellung reproduzierbarer Oberflächenbedingungen für den jeweiligen Prozessschritt. Dieser anwendungsorientierte Ansatz bildet die Grundlage für die Auswahl und Integration der jeweils geeigneten Lösung entlang der gesamten Chip- und Packaging-Wertschöpfungskette.
Premiere auf der SEMICON: AURORA-Plasma live im Betrieb
Erstmals präsentiert Plasmatreat auf der SEMICON Europa ein System der Produktfamilie AURORA-Plasma. Die GHz-Remote-Plasmatechnologie erzeugt das Plasma außerhalb des Prozessraums und ermöglicht so eine Behandlung ohne direkte Ionenbelastung bei niedriger Substrattemperatur. Die gleichmäßige Plasmaverteilung erreicht dreidimensionale Strukturen und komplexe Topografien ohne Shadow-Effekt. Dank ihrer Fine-Pitch-Fähigkeit eignet sich die Technologie auch für Strukturgrößen unter fünf Mikrometern. Verfügbar sind Lösungen für Wafer bis 300 Millimeter sowie entsprechend ausgelegte Systeme für Panels bis 900 × 900 Millimeter.
Am Messestand ist die automatisierte AURORA 450 live im Betrieb zu sehen. Ein Robotersystem übernimmt die Be- und Entladung mit Wafern und Leadframes. Damit demonstriert Plasmatreat die Integration des Niederdruck-Plasmaprozesses in automatisierte Abläufe der Serienfertigung.
Kontaktlose Waferbewegung und Plasmaprozesse unter Atmosphärendruck
Das XPlanar-Demosystem von Beckhoff verbindet kontaktlose Waferbewegung mit integrierter Plasmabehandlung unter Atmosphärendruck. Es transportiert Wafer berührungslos zwischen den Prozessstationen und vermeidet dadurch mechanischen Abrieb. Zum Einsatz kommen die für Halbleiteranwendungen entwickelten Plasmadüsen PDW100 und PFA10. Die Demonstration führt das bereits auf der SEMICON Europa 2025 vorgestellte XPlanar-Konzept weiter.
Die DBD-basierte PDW100 repräsentiert die GlowPlasma-Technologie für die homogene, flächige Reinigung und Aktivierung empfindlicher Wafer- und Panel-Oberflächen. Als ZERO-Partikel-Düse ist sie für Reinräume der ISO-Klasse 4 ausgelegt. Die PFA10 ermöglicht dagegen die lokale Behandlung von Bondpads, Dies und Substraten.
Die Plasma-Behandlung erfolgt unmittelbar vor kritischen Fertigungsschritten und unterstützt die Entfernung organischer Verunreinigungen sowie die Einstellung reproduzierbarer Benetzungs- und Haftungseigenschaften. Dadurch entstehen stabile Grenzflächen und reproduzierbare Voraussetzungen für nachfolgende Bonding- und Packaging-Prozesse. Gleichzeitig demonstriert Plasmatreat, wie sich atmosphärische Plasma-Prozesse in automatisierte Fertigungsumgebungen integrieren lassen. Die Kombination aus kontaktlosem Transport und Plasma-Behandlung zeigt einen durchgängigen, kontaminationsarmen Materialfluss für anspruchsvolle Halbleiteranwendungen.
Oxidreduktion auf metallischen Kontaktflächen
Wie sich Oxidschichten gezielt und reproduzierbar entfernen lassen, zeigt Plasmatreat in einer Live-Demonstration zur Oxidreduktion unter Atmosphärendruck. Am Beispiel von Kupferoberflächen wird sichtbar, wie Oxidschichten trocken, selektiv und ohne nasschemische Vorbehandlung für nachfolgende Fertigungsschritte vorbereitet werden können.
Für Bonding-, Kontaktierungs- und Packaging-Prozesse sind kontrollierte Oberflächenbedingungen eine wesentliche Voraussetzung für stabile elektrische, thermische und mechanische Verbindungen. Das REDOX-Verfahren reduziert Oxidschichten unmittelbar vor dem Fügeschritt und unterstützt dadurch Benetzung, Kontaktbildung und Prozessstabilität.
Gleichzeitig demonstriert Plasmatreat die Potentialfreiheit der eingesetzten Plasma-Düsen. Fachbesucher können die Messungen direkt am Stand nachvollziehen und bewerten, wie sich die Technologie auch für empfindliche elektronische Bauteile und anspruchsvolle Halbleiteranwendungen einsetzen lässt.
Prozesskontrolle und Rückverfolgbarkeit für die Serienfertigung
Für qualitätskritische Halbleiterprozesse sind nicht nur die Plasmabehandlung selbst, sondern auch stabile Prozessbedingungen und eine lückenlose Rückverfolgbarkeit entscheidend. Deshalb zeigt Plasmatreat auf der SEMICON Europa auch aktuelle Steuerungs- und Überwachungsmöglichkeiten.
Die Plasma Control Unit (PCU) überwacht kontinuierlich relevante Prozessparameter und unterstützt eine reproduzierbare Prozessführung über die gesamte Fertigungslaufzeit. Rezepturverwaltung, Echtzeitüberwachung und dokumentierbare Prozessdaten erleichtern die Übertragung qualifizierter Prozesse aus Entwicklung und Pilotfertigung in die Serienproduktion. Gleichzeitig verbessert sie die Rückverfolgbarkeit in qualitätskritischen Fertigungsumgebungen.
Über standardisierte Industrieschnittstellen wie SECS/GEM, SMEMA, Profinet oder EtherCAT lassen sich die Systeme in automatisierte Produktionslinien integrieren und an bestehende Fabrikautomatisierungs- und Monitoring-Systeme anbinden. Damit verbindet Plasmatreat Oberflächenbehandlung, Prozesskontrolle und Automatisierung zu einem durchgängigen Fertigungskonzept. Die Kombination aus Plasmaquelle, PCU und Düsen- und Niederdrucktechnologie unterstützt stabile Prozessfenster, reproduzierbare Ergebnisse und hohe Yield-Raten in der Halbleiterfertigung.
„In der Halbleiterfertigung gibt es nicht die eine Plasmatechnologie für alle Anwendungen“, erklärt Nico Coenen, Global Director Electronics Markets bei Plasmatreat. „Entscheidend ist, den Oberflächenzustand vor dem jeweiligen Prozessschritt kontrolliert einzustellen. Deshalb kombinieren wir Openair-Plasma, AURORA-Plasma und PlasmaPlus mit spezialisierten Verfahren wie GlowPlasma, REDOX-Tool und HydroPlasma zu einer auf die Anwendung abgestimmten Lösung. So unterstützen wir unsere Kunden von wafernahen Prozessen bis zu Packaging- und Backend-Anwendungen.“