Boquillas de plasma para tratamiento superficial en semiconductores avanzados

Plasmatreat amplía su cartera de tecnología de plasma a presión atmosférica con dos nuevas boquillas desarrolladas específicamente para la producción de semiconductores y dispositivos electrónicos. Los sistemas están orientados a aplicaciones como el hybrid bonding, la integración de chiplets y el encapsulado a nivel de oblea (wafer-level packaging), donde se requieren superficies libres de óxidos, con alta energía superficial y bajo control de contaminación en entornos de sala limpia.

Preparación de superficies en la fabricación de semiconductores
Con la creciente miniaturización de los dispositivos y el aumento de la densidad de potencia, la preparación superficial se ha convertido en un factor crítico para el rendimiento del proceso. Los procesos de hybrid bonding y ensamblaje avanzado exigen sustratos libres de residuos orgánicos, óxidos, siliconas y polvo electrostático. Además, las superficies deben presentar alta humectabilidad para garantizar interfaces metalúrgicas y adhesivas fiables.

La tecnología de plasma a presión atmosférica de Plasmatreat se basa en un proceso seco, sin productos químicos y compatible con líneas de producción automatizadas. Utilizando aire comprimido o nitrógeno como gas de proceso, el plasma elimina contaminantes orgánicos e inorgánicos, reduce capas de óxido en línea y aumenta la energía superficial por encima de 72 mN/m. Este nivel de activación favorece procesos posteriores como el chip bonding, el wire bonding, el encapsulado y el recubrimiento conformal.

El tratamiento se realiza en pocos segundos y está diseñado para ofrecer condiciones reproducibles con baja generación de partículas, adecuadas para entornos de sala limpia.

PDW100: activación uniforme de grandes superficies
La boquilla DBD PDW100 amplía el ancho efectivo de tratamiento hasta 100 mm, frente a los 4–10 mm habituales en boquillas de plasma atmosférico convencionales. Esta geometría extendida permite la activación homogénea de sustratos de gran tamaño, incluidos procesos a nivel de panel.

El sistema está diseñado para proporcionar un plasma plano sin generación de partículas, cumpliendo con los requisitos de sala limpia y reduciendo el riesgo de defectos. La eliminación uniforme de residuos orgánicos y capas de óxido en grandes superficies contribuye a la estabilidad del proceso en aplicaciones de encapsulado a nivel de oblea y panel, donde la homogeneidad influye directamente en la integridad del bonding y el rendimiento eléctrico.

PFA10: tratamiento selectivo y sin potencial eléctrico
La boquilla PFA10 está diseñada para tratamientos de plasma localizados y selectivos. Su configuración sin potencial eléctrico reduce el riesgo de daños en estructuras sensibles de semiconductores.

Permite la eliminación precisa de residuos orgánicos y capas de óxido, así como la activación de superficies metálicas y poliméricas en zonas definidas. Esta capacidad es especialmente relevante en interfaces de hybrid bonding y aplicaciones de apilamiento de chips, donde el tratamiento debe limitarse estrictamente a áreas funcionales específicas.

Integración en línea y control de la contaminación
Ambas boquillas están diseñadas para su integración en línea en estaciones de tratamiento por plasma. El transporte de las obleas entre estaciones puede realizarse mediante sistemas sin contacto, lo que minimiza la abrasión mecánica y la generación de partículas.

La ausencia de compuestos orgánicos volátiles (COV) y de procesos químicos agresivos facilita la integración en entornos de sala limpia, incluidos los de clase 1. La arquitectura de proceso en seco también contribuye a la estabilidad de los tiempos de ciclo y a la reducción de requisitos asociados a la gestión de productos químicos.

Aplicaciones en la cadena de valor electrónica
Las nuevas boquillas amplían el alcance del plasma atmosférico en distintas etapas de la fabricación electrónica, entre ellas:

Según Stephan Gruber, Director Comercial de Plasmatreat Francia, la ampliación de la gama de boquillas permite un tratamiento superficial uniforme y libre de contaminación, esencial para conexiones eléctricas y mecánicas fiables, incluso en salas limpias de clase 1.

Con la introducción de las boquillas PDW100 y PFA10, Plasmatreat refuerza su oferta de procesos secos e integrables en línea para la ingeniería de superficies aplicada a la fabricación de semiconductores de próxima generación.

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