Dal 10 al 13 novembre Plasmatreat sarà a SEMICON Europa, a Monaco di Baviera (stand 567, padiglione C1). Porterà una serie di processi al plasma pensati per un problema che nel back-end dei semiconduttori pesa più di quanto appaia: lo stato della superficie prima di ogni fase di lavorazione. Die attach, wire bonding, hybrid bonding, thermo-compression bonding, underfill, molding e incapsulamento chiedono condizioni superficiali diverse. Tutte però devono essere definite e ripetibili. Se restano residui organici, film di ossido sottili o un’energia superficiale insufficiente, il risultato è una bagnabilità irregolare, un’adesione debole, contatti instabili e problemi di affidabilità nel lungo periodo.
L’azienda di Steinhagen presenterà in fiera quattro soluzioni. La prima è il nuovo sistema AURORA-Plasma per i processi a bassa pressione. La seconda è la tecnologia GlowPlasma, basata su scarica a barriera dielettrica (DBD), per trattare i wafer in modo omogeneo. Ci saranno poi getti Openair-Plasma pensati per applicazioni senza particelle e senza potenziale elettrico, e un processo di riduzione a secco degli ossidi sulle superfici metalliche di contatto.
Tre piattaforme, una scelta guidata dal processo
Il punto di partenza è che non esiste un plasma adatto a tutto. Nel bonding e nelle interconnessioni conta soprattutto eliminare contaminanti organici e ossidi. In underfill, molding e incapsulamento contano invece la bagnabilità, l’adesione e la tenuta nel tempo dell’interfaccia. A questo si sommano richieste crescenti di controllo di processo, automazione, tracciabilità e compatibilità con la camera bianca. Per questo la tecnologia si sceglie in base al materiale del substrato, al grado di purezza richiesto, alla fase di processo e all’ambiente produttivo.
Il portafoglio poggia su tre piattaforme complementari. Openair-Plasma lavora a pressione atmosferica e si inserisce in linea nei processi aperti. Serve per pulizia, attivazione e riduzione localizzata degli ossidi subito prima della fase successiva. Comprende varianti specializzate: GlowPlasma per wafer e panel, il REDOX-Tool per ridurre gli ossidi in modo mirato e HydroPlasma per i contaminanti organici e inorganici più difficili da rimuovere. AURORA-Plasma lavora in camera a bassa pressione. Si usa quando serve un trattamento uniforme su tutta la superficie, con geometrie complesse, materiali sensibili e finestre di processo strette. Oltre a pulizia e attivazione permette pulizia fine, modifiche superficiali leggere e alcuni processi di etching. PlasmaPlus, infine, deposita strati funzionali ultrasottili, nell’ordine dei nanometri: promotori di adesione, barriere, protezione dalla corrosione o bagnabilità definita. Entra in gioco quando pulizia, attivazione e riduzione degli ossidi non bastano.
AURORA 450, il plasma remoto in una linea automatizzata
La vera novità dello stand è il debutto a SEMICON di un sistema della famiglia AURORA-Plasma. Usa una sorgente remota che opera nella gamma dei GHz. Il plasma si forma fuori dalla camera di processo. Così il substrato non subisce il bombardamento ionico diretto e resta a bassa temperatura. Il plasma si distribuisce in modo uniforme e raggiunge strutture tridimensionali e topografie complesse senza effetto ombra. La capacità fine-pitch rende la tecnologia adatta anche a geometrie sotto i cinque micrometri. Esistono soluzioni per wafer fino a 300 mm e sistemi per panel fino a 900 × 900 mm, un formato pensato per il panel-level packaging.
In fiera l’AURORA 450 funzionerà dal vivo, con carico e scarico robotizzati di wafer e leadframe. Il messaggio è che un processo a bassa pressione può entrare in un flusso di produzione di massa automatizzato.
Movimentazione senza contatto e plasma atmosferico
Il secondo dimostratore è il sistema XPlanar di Beckhoff, che riprende il concetto già mostrato all’edizione 2025. Sposta i wafer da una stazione all’altra senza contatto meccanico, quindi senza abrasione. Integra due getti al plasma atmosferico sviluppati per i semiconduttori. Il PDW100 sfrutta la tecnologia GlowPlasma a scarica DBD e pulisce e attiva in modo omogeneo l’intera superficie di wafer e panel sensibili. Il suo design a zero particelle lo rende adatto alle camere bianche ISO Classe 4. Il PFA10 interviene invece in modo localizzato su bond pad, die e substrati.
Il trattamento avviene subito prima delle fasi critiche. Rimuove le impurità organiche e rende ripetibili bagnabilità e adesione, così le interfacce restano stabili per i successivi passaggi di bonding e packaging. Il trasporto senza contatto, unito al plasma, permette un flusso di materiale continuo e con poca contaminazione.
Plasmatreat mostrerà poi dal vivo la riduzione degli ossidi a pressione atmosferica su superfici in rame. Il processo REDOX è secco e selettivo e non richiede chimica a umido. Riduce lo strato di ossido subito prima della giunzione e favorisce bagnabilità, formazione del contatto e tenuta delle connessioni elettriche, termiche e meccaniche. Allo stand si potranno vedere anche le misure che provano che i getti sono privi di potenziale elettrico. È una condizione necessaria per usarli su componenti elettronici sensibili.
Controllo di processo e tracciabilità
Sul fronte del controllo, la Plasma Control Unit (PCU) sorveglia in continuo i parametri di processo. Gestisce le ricette, monitora in tempo reale e registra dati documentabili. Questo rende più semplice portare un processo qualificato dallo sviluppo alla preserie e poi alla produzione di massa, e migliora la tracciabilità. Le interfacce standard SECS/GEM, SMEMA, Profinet ed EtherCAT permettono di collegare i sistemi alle linee automatizzate e ai sistemi di automazione e supervisione già presenti in fabbrica.
«Nella produzione di semiconduttori non esiste una tecnologia al plasma che vada bene per tutte le applicazioni», spiega Nico Coenen, Global Director Electronics Markets di Plasmatreat. «La chiave è controllare con precisione lo stato della superficie prima di ogni fase di processo. Per questo combiniamo Openair-Plasma, AURORA-Plasma e PlasmaPlus con processi specializzati come GlowPlasma, REDOX-Tool e HydroPlasma. Così costruiamo una soluzione su misura per ogni applicazione, dai processi a livello di wafer fino al packaging e al back-end».
Per chi gestisce linee di assemblaggio e packaging avanzato, la preparazione della superficie diventa una variabile di processo da controllare, documentare e integrare nell’automazione di fabbrica, non più un passaggio accessorio. Il plasma remoto a bassa temperatura, la riduzione degli ossidi senza chimica a umido e i getti senza particelle e senza potenziale rispondono a vincoli concreti di resa, affidabilità delle interconnessioni e compatibilità con la camera bianca.
