Các nhà sản xuất chất bán dẫn đang phải đối mặt với các vấn đề dai dẳng về vết trầy xước, vỡ và nhiễm bẩn trong quá trình xử lý tấm bán dẫn giờ đây có thể đã có một giải pháp đột phá. Một công nghệ mới hứa hẹn sẽ biến đổi việc vận chuyển tấm bán dẫn bằng quy trình xử lý "không tiếp xúc" thực sự, có khả năng cải thiện hiệu suất đồng thời giảm chi phí sản xuất.

Dụng cụ kẹp wafer LEVI thể hiện một cách tiếp cận sáng tạo để truyền wafer có độ tinh khiết cao, sử dụng các nguyên tắc bám dính không tiếp xúc bằng sóng siêu âm. Cốt lõi của nó là một tấm rung được thiết kế đặc biệt hoạt động ở tần số cực cao, tạo ra thứ mà các nhà khoa học gọi là "hiệu ứng màng nén" - một màng không khí được điều áp giữa tấm và bề mặt wafer.

Các lỗ siêu nhỏ trên tấm rung tạo ra lực hút nhẹ nhàng kéo tấm bán dẫn về phía tấm, đồng thời màng không khí đồng thời ngăn chặn sự tiếp xúc vật lý. Sự cân bằng tinh tế giữa lực hút và áp suất không khí cho phép xử lý hoàn toàn không tiếp xúc, loại bỏ các nguồn gây hư hỏng tấm bán dẫn truyền thống.

Các cuộc trình diễn vận hành cho thấy hệ thống LEVI được gắn trên các cánh tay robot thực hiện các thao tác trên tấm bán dẫn chính xác, bao gồm xoay 45 độ và các chu kỳ đặt lặp đi lặp lại. Đáng chú ý, dụng cụ kẹp vẫn duy trì hoạt động không tiếp xúc nhất quán ngay cả khi lấy các tấm bán dẫn từ các hốc sâu đến milimet, cho thấy khả năng thích ứng vượt trội trong các môi trường phức tạp.

Hệ thống giải quyết ba yếu tố gây ô nhiễm nghiêm trọng trong quá trình xử lý tấm bán dẫn:

1. Loại bỏ các chất gây ô nhiễm trong không khí:
   Không giống như kẹp Bernoulli thông thường yêu cầu tuyển nổi không khí, hệ thống LEVI hoạt động mà không có luồng không khí, loại bỏ đường lây nhiễm lớn.
2. Ngăn chặn sự phân tán hạt:
   Các phương pháp tuyển nổi không khí truyền thống thường làm xáo trộn các hạt trong phòng sạch; phương pháp không tiếp xúc sẽ loại bỏ hoàn toàn rủi ro này.
3. Loại bỏ ô nhiễm dựa trên liên hệ:
   Bằng cách tránh tiếp xúc vật lý, hệ thống sẽ ngăn chặn việc truyền chất gây ô nhiễm bề mặt hoặc các khuyết tật do xử lý.

Ngoài việc kiểm soát ô nhiễm, công nghệ này còn giảm đáng kể rủi ro hư hỏng cơ học thông qua:

• Ứng dụng lực lượng phân tán:
  Nhiều điểm bám dính ngăn chặn sự tập trung ứng suất có thể dẫn đến vết nứt hoặc gãy ở các tấm bán dẫn mỏng manh.
• Loại bỏ căng thẳng tiếp xúc:
  Việc hoàn toàn không tiếp xúc vật lý sẽ loại bỏ mọi nguy cơ trầy xước hoặc hư hỏng liên quan đến áp suất thường gặp trong các hệ thống xử lý thông thường.

Khi bao bì bán dẫn phát triển theo hướng nền thủy tinh - với những công ty dẫn đầu ngành như Intel đang tích cực phát triển các chất thay thế nền hữu cơ - công nghệ LEVI cho thấy khả năng thích ứng đầy hứa hẹn. Việc triển khai sớm cho thấy hiệu quả tương đương trong việc xử lý các chất nền thủy tinh dễ vỡ trong khi vẫn duy trì được lợi ích ngăn ngừa ô nhiễm và hư hỏng như nhau.

Tiến bộ công nghệ này xuất hiện khi các nhà sản xuất phải đối mặt với áp lực ngày càng tăng trong việc cải thiện năng suất đồng thời quản lý các chất nền mỏng hơn, tinh tế hơn trong các ứng dụng đóng gói tiên tiến. Phương pháp không tiếp xúc có thể đưa ra giải pháp cho nhiều thách thức dai dẳng trong chế tạo chất bán dẫn và các lĩnh vực sản xuất chính xác có liên quan.