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Qualitätsüberwachung für eine perfekte Oberflächenbehandlung in der Halbleiterherstellung

Halbleiter sind heutzutage Mangelware und die Nachfrage reißt nicht ab. Schnelligkeit in der Herstellung von Halbleiterbauteilen ist folglich genauso wichtig wie Präzision in der Produktion und Qualität des Produktes. Deshalb ist ein vollautomatisiertes und nach Marktanforderungen aufgebautes Inline-System zur selektiven Vorbehandlung mit Openair-Plasma notwendig, um Fertigungszeiten zu optimieren. Die Kunden profitieren somit von einer flexibel anpassbaren, potentialfreien Hochgeschwindigkeitsbehandlung.

In der Halbleiterindustrie wurde bislang für viele Anwendungen Vakuumplasma eingesetzt. Im Gegensatz dazu ermöglicht das Openair-Plasma-Verfahren einen schnellen Inline-Prozess zur Vorbehandlung unter atmosphärischen Bedingungen. Das Verfahren eignet sich für Oberflächenbehandlungen wie Feinstreinigung, Aktivierung und Plasmabeschichtung. Diese Technologie ist im Bereich der Halbleiterherstellung vielfältig nutzbar, zum Beispiel ermöglicht sie bei den Leadframe- und Packaging-Prozessen eine Mikrofeinstreinigung und ersetzt somit die Vakuumkammer bei der Produktion von Chipverpackungen auf effiziente und kostengünstige Weise.

Weitere Einsatzbereiche finden sich im Wire- und Die-Bonding, dem Thermal-Compress-Bonding sowie dem Pre-Molding. Um sich an Geschwindigkeitsvorgaben seitens der Kunden zu halten, wird eine Plasma Treatment Unit (PTU) mit einem „Dual-lane-concept“ eingesetzt. So werden Bauteile parallel auf zwei Förderbändern innerhalb eines Systems behandelt. Diese PTU kann inline, auf definierten Ablagevorrichtungen 8 bis 128 Bauteile für den nachfolgenden Thermal-Compress-Bonding-Prozess selektiv vorbehandeln und ist auf den maximalen Durchsatz ausgelegt.

Die auf den spezifischen prozesstechnischen Ablauf der Halbleiterfertigung ausgelegte PTU lässt sich nahtlos in Produktionslinien integrieren. Sie bietet verschiedene Kinematik- und Automatisierungsoptionen wie etwa das passgenaue Handling von Baugruppen und Bauteilen und erlaubt die effiziente Oberflächenbehandlung. Um möglichst hohe Taktzeiten garantieren zu können, wurde bereits während der Konzeptionsphase ganzheitlich entwickelt und mehrere Prozessschritte auf einmal berücksichtigt und zielgenau umgesetzt. So wurde z.B. das Dual-lane-concept spezifisch für die Hochgeschwindigkeitsbehandlung von bis zu 1,5m/sec entwickelt. Das Dual-lane-concept eignet sich grundsätzlich für verschiedene Anwendungen. Das System ist auf JEDEC Trays als auch auf Leadframes ausgelegt. Es verfügt über unterschiedliche, der Taktzeit entsprechenden Bearbeitungskonzepte, wobei die Kommunikation innerhalb der Fertigungslinie über die Standard-Equipment-Interface-Protokollschnittstelle in der Halbleiterindustrie, SECS/GEM erfolgt.

Zusätzlich werden alle Arbeitsschritte in der PTU aufgezeichnet und durch das Auslesen von Barcodes auf den Chips die Rückverfolgbarkeit der Behandlung sichergestellt. Hierbei wird u.a. festgehalten, wo genau die einzelnen Bauelemente selektiv und ob beispielsweise nur die Oberseite eines Bauteils mit Plasma behandelt wurde.

Firma:
Plasmatreat GmbH
Ihr Ansprechpartner:
Nico Coenen
Kontakt per E-Mail:
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