3D-Micromac präsentiert auf der SEMICON West bahnbrechende Entwicklungen in der Lasermikrobearbeitung für die Halbleiterfertigung und das Advanced Packaging

Leistungselektronik, magnetische Sensoren, MikroLEDs und Advanced Packaging gehören zu den unzähligen Anwendungen, die durch die Lasermikrobearbeitungslösungen von 3D-Micromac ermöglicht werden.

Chemnitz, 05. Juli 2023—Die 3D-Micromac AG, führender Anbieter von Lasermikrobearbeitungs- und Rolle-zu-Rolle-Lasersystemen für die Halbleiter-, Photovoltaik-, Glas- und Displaymärkte, wird neue Entwicklungen der Lasermikrobearbeitung für die Herstellung von Leistungsbauelementen, magnetischen Sensoren und MikroLEDs sowie für das Advanced Packaging von Halbleitern auf der SEMICON West vorstellen, die vom 11. bis 13. Juli 2023 in San Francisco stattfindet.

„Seit der Entwicklung des ersten funktionsfähigen Lasers vor mehr als 60 Jahren werden Laser in einer Vielzahl von Industriezweigen eingesetzt, so zum Beispiel in der Halbleiterindustrie beim Waferdicing, der Oberflächenstrukturierung, der Probenvorbereitung bis hin zum Abtragen oder Bohren. Als einer der führenden Anbieter in der Lasermikrobearbeitung bietet 3D-Micromac kosteneffiziente, skalierbare und vielseitige Produkte und Lösungen an, um die Bedürfnisse unserer Kunden von der Entwicklung und Prototypenherstellung bis hin zur Serienproduktion zu unterstützen. Wir freuen uns darauf, diese Lösungen nächste Woche auf der SEMICON West vorzustellen.“ so Uwe Wagner, CEO der 3D-Micromac AG.

Laser Annealing verbessert die Leistung von Leistungselektronischen Bauelementen

Nach Angaben von Yole Intelligence wird der Markt für Leistungsbauelemente aus Siliziumkarbid (SiC) eine jährliche Wachstumsrate (2021-2027) von mehr als 30 Prozent erzielen und im Jahr 2027 mehr als 6 Milliarden US-Dollar erreichen (1). Zu den Vorteilen von SiC-Leistungsbauelementen gehören die Steigerung der Leistungseffizienz und die Minimierung von Energieverlusten in Elektro- und Hybridfahrzeugen, Stromversorgungen sowie Solar- und Windwechselrichtern. Die Bildung von ohmschen Kontakten auf der Rückseite dieser Bauelemente nimmt eine Schlüsselrolle während der Entwicklung von SiC Leistungselektronik ein, um ihre elektrischen Charakteristiken und mechanische Stärke zu definieren.

3D-Micromacs microPRO™ XS OCF System ist für die ohmsche Kontaktbildung (OCF) in SiC-Leistungsbauelementen perfekt geeignet. Das System ist durch eine hohe Präzision und Wiederholgenauigkeit sowie einen geringen Wärmeeintrag in das Material gekennzeichnet. So wird eine thermische Beschädigung der Wafervorderseite verhindert, welche die Leistung des Bauelements beeinträchtigen könnte. Eine diodengepumpte Festkörperlaserquelle (DPSS) mit UV-Wellenlänge und Pulsdauern im Nanosekundenbereich in Verbindung mit einem Spotscanning-System bearbeiten die gesamte metallisierte Rückseite der SiC-Wafer. Dabei wird die Bildung großer Kohlenstoffcluster verhindert.

Neue Funktionen der microPRO XS OCF umfassen:

  • Ein Prozessfenster mit großer Energiedichte für eine konstante und stabile Durchlassspannung, was zu einer höheren Betriebszeit und einem höheren Ertrag führt
  • Ein spezielles Maschinendesign mit minimierter Stellfläche und reduzierten Betriebskosten
  • 200-mm-SiC-Wafer können ohne Stitching bearbeitet werden, wodurch die Entstehung von Totzonen vermieden wird, die sich negativ auf die Ausbeute und die Qualität der Bauteile auswirken können

Das microPRO™ XS OCF-System von 3D-Micromac eignet sich aufgrund seiner hohen Präzision und Wiederholgenauigkeit sowie der geringen Wärmeableitung ideal für die Herstellung von ohmschen Kontakten in SiC-Leistungsbauelementen. Dadurch werden thermische Schäden an der Wafervorderseite vermieden, die die Leistung der Bauelemente beeinträchtigen können.

Laser Annealing für die Serienproduktion von Magnetsensoren

Das Wachstum des Magnetsensormarktes wird durch den Bedarf an Positions-, Geschwindigkeits- und Winkelsensorik in Verbraucher- und Industrieanwendungen angetrieben. Anwendungsmöglichkeiten liegen unter anderem in Automobilen, Smartphones, Wearables und in der Robotik. Thermisches Annealing wurde ursprünglich dafür verwendet, um die Magnetowiderstandseffekte von Magnetsensoren zu maximieren. Dieser Ansatz erfordert jedoch mehrere Schritte zur Herstellung von Sensoren mit unterschiedlichen magnetischen Ausrichtungen, welche dann in ein Multichip-Gehäuse eingebaut oder als integrierte monolithische Gehäuse verarbeitet werden. Dies erhöht die Produktionskosten und die Zykluszeit erheblich.

Die microVEGA™ xMR von 3D-Micromac bietet Hochdurchsatz-Laserannealing für die Herstellung monolithischer Magnetsensoren. In dem hochflexiblem microVEGA xMR System können sowohl Riesenmagnetowiderstands- (GMR) als auch Tunnelmagnetowiderstandssensoren (TMR) bearbeitet werden. Die magnetische Ausrichtung, die Sensorposition und die Sensorabmessungen sind einfach anzupassen. Das macht das microVEGA xMR System zu einer idealen Lösung für die Produktion magnetischer Sensoren. Mit der Plattform der aktuellen Generation bietet das System einen extrem hohen Durchsatz von bis zu 500.000 Sensoren pro Stunde. Neue Entwicklungen, darunter ein neues Strahlpositionierungssystem, werden noch höhere Durchsatzraten ermöglichen.

TMR-Sensorwafer, die mit der microVEGA xMR von 3D-Micromac bearbeitet wurden.

Laserbasierte Probenverarbeitung beschleunigt Mikrostrukturdiagnostik und Fehleranalyse

Das Schneiden und Präparieren von Proben aus Halbleiterwafern, Chips (Dies) und Baugruppen (Packages) für die Mikrostruktur- und Fehleranalyse ist ein wesentlicher, aber auch zeit- und kostenaufwendiger Bearbeitungsschritt. Die Mikrobearbeitung mit fokussiertem Ionenstrahl (FIB) kann viele Stunden dauern, um eine typische Probe vorzubereiten. Zusätzlich ist es mit dem FIB Prozess nur möglich, sehr kleine Proben zu bearbeiten. Man verschwendet wertvolle FIB-Zeit mit dem Erzeugen spezieller Geometrien, die für Querschnittsabbildungen benötigt werden. Der Abtrag tieferer oder breiterer Geometrien ist dabei durch die begrenzte Abtragsrate stark eingeschränkt.

3D-Micromacs microPREP™ PRO ermöglicht die laserbasierte Probenpräparation für eine Vielzahl von Anwendungen. Es ergänzt damit bestehende Herangehensweisen, indem ein großer Teil der Probenvorbereitung anstatt mit dem FIB nun mit dem Laser präpariert werden. Der Einsatz des FIB-beschränkt sich dann auf das abschließende Polieren der Probe. Dadurch verkürzt die microPREP PRO die Zeit bis zur finalen Probe erheblich, in vielen Fällen sogar auf weniger als eine Stunde.

Neue Halbleiteranwendungen für die microPREP PRO beinhalten das Vorbereiten von Chunks und Wedding-Cake-Strukturen für die Mikro-/Nano-Röntgentomografie, die Herstellung von Querschnitten und das Abtragen von Schichten zur Freilegung von Drähten. Die microPREP PRO unterstützt zusätzlich die Herstellung von MikroLEDs, indem das Herausheben defekter Mikro-LEDs für die anschließende Prüfung und Fehleranalyse ermöglicht wird.

3D-Micromac hat kürzlich das neue microPREP PRO FEMTO System vorgestellt, welches mit einer Femtosekundenlaserquelle und einem optimierten optischen Aufbau ausgestattet ist. Das System ermöglicht die Hochgeschwindigkeits-Atomsondentomographie (APT). Die microPREP PRO FEMTO verringert die APT Probenvorbereitungszeit von mehreren nur Stunden auf nur wenige Minuten mit Millimetergenauigkeit, während gleichzeitig thermische Schäden an der Probe vermieden werden.

Probenvorbereitung eines Chips mit dem microPREP PRO von 3D-Micromac, um Zugang zu den Drähten für die anschließende Fehleranalyse (FA) zu erhalten. Der Laser wird verwendet, um die Abdeckung zu entfernen und Zugang zu den einzelnen Merkmalen zu erlangen. Der microPREP PRO kann auch zum Trennen dieser Verbindungen verwendet werden, um zusätzliche FA-Tests an Bauteilen durchzuführen.

Besuchen Sie 3D-Micromac auf der SEMICON West

Besucher der SEMICON West, die mehr über 3D-Micromac und unsere Lösungen für die Lasermikrobearbeitung erfahren möchten, sind eingeladen, uns auf der Semicon West 2023 zu besuchen. 3D-Micromac ist vom 11. bis 13. Juli in San Francisco in der Südhalle des Moscone Center am Stand 1064 zu finden.

Referenzen

(1) Power SiC 2022 Report, Yole Intelligence, March 2022, https://www.yolegroup.com/product/report/power-sic-2022/

Über die 3D-Micromac AG

Die im Jahr 2002 gegründete 3D-Micromac AG ist der führende Spezialist für Lasermikrobearbeitung. Das Unternehmen steht für leistungsfähige, anwenderfreundliche und zukunftsorientierte Prozesse mit größter Produktionseffizienz.

3D-Micromac entwickelt Verfahren, Maschinen und komplette Anlagen auf höchstem technischen und technologischen Niveau. Die Systeme kommen in vielen Hightech-Branchen weltweit erfolgreich zum Einsatz, zum Beispiel in der Photovoltaik-, Halbleiter-, Glas- und Display-Industrie als auch in der Mikrodiagnostik und der Medizintechnik. Für weitere Informationen besuchen Sie bitte unsere Website unter http://www.3d-micromac.com.

Kontakt

3D-Micromac AG

Mandy Gebhardt
Teamleiterin Marketing und Öffentlichkeitsarbeit

Tel: +49 371 40043-922