Was ist Plasmawürfeln?

Siliziumwafer

Das Wafer-Dicing ist der letzte Schritt im Halbleiterherstellungsprozess, bei dem Siliziumwafer in einzelne Chips (auch Dies genannt) getrennt werden. Bei herkömmlichen Methoden werden Diamantklingen oder Laser verwendet, um entlang der Trennwege zwischen den Chips zu schneiden und diese vom Wafer zu trennen. Beim Plasma-Dicing wird ein Trockenätzverfahren eingesetzt, um das Material in den Dicing-Straßen durch Fluorplasma wegzuätzen und so den Trenneffekt zu erzielen. Mit der Weiterentwicklung der Halbleitertechnologie verlangt der Markt zunehmend nach kleineren, dünneren und komplexeren Chips. Das Plasmaschneiden ersetzt nach und nach herkömmliche Diamanttrennscheiben und Laserlösungen, da es die Ausbeute, die Produktionskapazität und die Designflexibilität verbessern kann und wird zur ersten Wahl der Halbleiterindustrie.

Trotz seiner zahlreichen Vorteile bringt das Plasmaschneiden auch Herausforderungen mit sich. Der komplexe Prozess erfordert hochpräzise Geräte und erfahrene Bediener, um ein genaues und stabiles Würfeln zu gewährleisten. Darüber hinaus stellen die hohe Temperatur und Energie des Plasmastrahls höhere Anforderungen an die Umgebungskontrolle und Sicherheitsvorkehrungen, was die Schwierigkeit und Kosten seiner Anwendung erhöht.

Das Plasmaschneiden kann die Effizienz der Chipproduktion und die Chipausbeute pro einzelnem Wafer erheblich verbessern. Diamanttrennscheiben und Laserschneiden erfordern das Schneiden entlang der Ritzlinien nacheinander, während beim Plasmaschneiden alle Ritzlinien gleichzeitig bearbeitet werden können, was die Produktionseffizienz von Chips erheblich verbessert. Beim Plasma-Dicing gibt es keine physische Einschränkung durch die Breite einer Diamantklinge oder die Größe eines Laserpunkts und kann die Dicing-Straßen schmaler machen, sodass mehr Chips aus einem einzelnen Wafer geschnitten werden können. Diese Schneidmethode befreit das Wafer-Layout von den Einschränkungen eines geradlinigen Schneidpfads und ermöglicht eine größere Flexibilität bei der Gestaltung von Chipform und -größe. Dadurch wird die Waferfläche vollständig ausgenutzt und die Situation vermieden, dass die Waferfläche für das mechanische Zerteilen geopfert werden musste. Dies erhöht die Chipausbeute insbesondere bei kleinen Chips deutlich.

Durch mechanisches Schneiden oder Laserablation können Ablagerungen und Partikelverunreinigungen auf der Waferoberfläche zurückbleiben, die sich selbst bei sorgfältiger Reinigung nur schwer vollständig entfernen lassen. Aufgrund der chemischen Natur des Plasmaschneidens entstehen nur gasförmige Nebenprodukte, die mit einer Vakuumpumpe entfernt werden können, wodurch sichergestellt wird, dass die Waferoberfläche sauber bleibt. Diese saubere, nicht mechanische Kontakttrennung eignet sich besonders für fragile Geräte wie MEMS. Es gibt keine mechanischen Kräfte, die den Wafer in Schwingungen versetzen und die Sensorelemente beschädigen könnten, und es gibt keine Partikel, die zwischen den Komponenten stecken bleiben und deren Bewegung beeinträchtigen könnten.

Trotz seiner zahlreichen Vorteile bringt das Plasmaschneiden auch Herausforderungen mit sich. Der komplexe Prozess erfordert hochpräzise Geräte und erfahrene Bediener, um ein genaues und stabiles Würfeln zu gewährleisten. Darüber hinaus stellen die hohe Temperatur und Energie des Plasmastrahls höhere Anforderungen an die Umgebungskontrolle und Sicherheitsvorkehrungen, was die Schwierigkeit und Kosten seiner Anwendung erhöht.