Sekundäre Plasmaoberflächenbehandlung für empfindliche Elektronik

Was ist Sekundärplasma?

Sekundärplasma bietet zwei zusätzliche Modi: Downstream-Sekundärplasma und ionenfreies Plasma (IFP). Sekundärplasma wird typischerweise verwendet, wenn eine weniger intensive Plasmaexposition gewünscht ist oder die Probe empfindlich gegenüber bestimmten Bestandteilen eines Primärplasmas ist. Downstream-Sekundärplasma ist eine schonendere, aber ähnliche Alternative zum Primärplasma.

Downstream-Sekundärplasma für empfindliche Elektronik

Downstream-Sekundärplasma enthält dieselben Arten von aktiven Spezies wie eine Primärentladung, jedoch mit geringerer kinetischer Energie. Die Konfiguration basiert auf dem Transfer der aktiven Spezies (Ionen, Elektronen, Radikale und Nebenprodukte) von einer vorgelagerten Primärentladung in eine sekundäre Prozesskammer oder einen Probenplatzierungsbereich. Das sekundäre nachgeschaltete Plasma wird durch die diffundierten Ionen und Elektronen initiiert und durch zusätzliches Prozessgas in der sekundären Kammer aufrechterhalten. Diese Konfiguration stützt sich sowohl auf physikalische als auch auf chemische Plasmamekanismen. Sie hat den Vorteil einer relativ schonenden Plasmabehandlung, jedoch kann es bei den Anwendungen zu einer mangelnden Gleichmäßigkeit der Behandlung kommen.

Ionenfreies Plasma (IFP) für extrem empfindliche Bauelemente

Ionenfreies Plasma (IFP) ist ein rein chemisches Plasma, das sowohl frei von Ionen ist, die für die physikalische Komponente verantwortlich sind, als auch von Photonen. Der IFP-Prozess besteht darin, aktive Spezies stromaufwärts des Probenbearbeitungsbereichs zu erzeugen und diese dann durch eine Gasleitvorrichtung zu leiten. Die Gasleitvorrichtung entfernt Ionen, Elektronen und Photonen, sodass nur die durch das Plasma erzeugten freien Radikale und Nebenprodukte den Probenbereich erreichen, um dort eine chemisch reaktive Plasmabehandlung durchzuführen. Durch die Entfernung von Ionen und Licht entfallen die Bedenken bei der Bearbeitung extrem empfindlicher Bauelemente, da es zu keinem Ionenbeschuss oder einer UV-Lichtexposition der Probe kommt.

Zu den spezifischen Anwendungsbereichen der IFP-Technologie gehören Fälle, in denen die Exposition gegenüber aktiven Spezies in einem herkömmlichen Primärplasma aufgrund von Empfindlichkeit gegenüber Ionenbeschuss oder UV-Licht zu Schäden führen kann. Insbesondere Geräte wie vorprogrammierte ASICs oder Speicherbausteine sowie CMOS-Bilddetektoren erfordern unter Umständen einen neuartigen Ansatz für die Plasmabehandlung – die Isolierung und Nutzung spezifischer Komponenten innerhalb des Plasmas. Der neu definierte Sekundärmodus des IFP-Plasmas hat erfolgreiche Anwendungen ermöglicht, bei denen traditionellere Plasmakonfigurationen versagt haben. Der IFP-Plasma-Ansatz ist zwar für die meisten herkömmlichen Verpackungsanwendungen nicht erforderlich, hat sich jedoch als Schlüsseltechnologie für fortschrittliche Speicherkomponenten und Hybridverpackungen erwiesen. Weitere Plasma-Anwendungen mit ähnlichen Schadensrisiken, die von einem IFP-Plasma profitieren, sind: vorprogrammierte ASICs, die anfällig für Löschvorgänge sind, CMOS-Bilddetektoren, Dünnschichtsubstrate mit Bondpad-Dicken, die empfindlich gegenüber Sputtering sind, sowie Flip-Chip- und Wafer-Level-Bauteile.

Anwendungen für die fortschrittliche Elektronikfertigung

Die Qualifizierung und Implementierung eines Plasmaprozesses stützt sich in den meisten Fällen auf uns vertraute Konfigurationen, wobei ein gerichteter Direktplasmamodus genutzt wird, der zur Prozessoptimierung auf Ionen, Elektronen und freie Radikale einer bestimmten Gaschemie setzt. Es setzt sich zunehmend die Erkenntnis durch, dass traditionelle Methoden und Konfigurationen, die für neue, fortschrittliche Speicherkomponenten nicht geeignet sind, nun von einem neu definierten Plasmamodus profitieren können. Dieser Plasmamodus, der frei von Elektronen, Ionen und Licht ist, aber reich an chemisch reaktiven Spezies und Fähigkeiten ist, die über das bisher Verfügbare hinausgehen, könnte die Antwort auf die Herausforderungen sein, denen wir uns jetzt und in den kommenden Jahren stellen müssen.

Auswahl des richtigen Plasmabehandlungssystems

Wenn Sie weitere Unterstützung bei der Auswahl des für Ihren Prozess geeigneten Plasmamodus benötigen, kontaktieren Sie uns bitte unter [email protected].