3D-Micromacs neue Laser-Probenpräparationsplattform eignet sich für ganze Halbleiterwafer und System-Level-Fehleranalysen

Chemnitz, Deutschland, 13. November 2025 —

3D-Micromac AG, Branchenführer in der Laser-Mikrobearbeitung und bei Rolle-zu-Roll-Lasersystemen für die Photovoltaik-, Medizintechnik-, Halbleiter- und Elektronikindustrie, hat heute microPREP® L vorgestellt — die neueste Erweiterung der microPREP-Produktfamilie von laserbasierten Probenpräparationssystemen. Sie unterstützt die Bearbeitung von Proben aller Größen bis hin zu kompletten 300-mm-Wafern sowie System-Level-Boards. Die neue Plattform ermöglicht schnelle, präzise, reproduzierbare und zerstörungsfreie Materialabtragung im industriellen Maßstab und bietet erhebliche Produktivitätsgewinne bei Fehleranalyse, Prozessentwicklung und Qualitätssicherung in der Halbleiter- und Elektronikindustrie. Mehrere Proben können an verschiedenen Positionen auf Wafern oder System-Level-Boards innerhalb eines einzigen Workflows präpariert werden — ohne Prozessneustarts.

Das neue microPREP L System wird auf der Konferenz International Symposium for Testing and Failure Analysis (ISTFA) vom 16. bis 20. November in Pasadena, Kalifornien, vorgestellt. Besucher sind eingeladen, 3D-Micromac am Stand 318 zu besuchen und mit Unternehmensvertretern über diese wegweisende Technologie zu sprechen.

Engpässe in der Probenpräparation überwinden

Die Probenpräparation bleibt einer der zeit- und kostenintensivsten Schritte in der Halbleiter-Fehleranalyse. Herkömmliche Methoden wie mechanisches Polieren und Focused-Ion-Beam-(FIB)-Fräsen verfehlen die strengen Anforderungen moderner Anwendungen. Mechanisches Polieren verursacht mechanische Belastung an der Probe und kann Qualität und Ausbeute beeinträchtigen. Das FIB-Polishing ist durch begrenzte Abtragsraten, sehr kleine Proben, hohe Betriebskosten und den Bedarf an hochqualifizierten Bedienern eingeschränkt und daher für großformatige oder produktionsnahe Einsätze kaum praktikabel.

Integrierte Probenpräparationssysteme, die Laser und FIB in einer Plattform kombinieren, erzeugen Kapazitätsengpässe, da immer nur eine Funktion gleichzeitig aktiv sein kann. Zudem ist in diesen Systemen Partikelkontamination nicht ausgeschlossen, was die Integrität der Probe und nachgelagerter Analysen gefährden kann.

microPREP L: Die  skalierbare Alternative

Im Gegensatz zu hybriden Plattformen ist microPREP L ein reines Laser-Mikrobearbeitungssystem, das Präzision, Geschwindigkeit und Skalierbarkeit der Probengröße ohne Kompromisse liefert. Durch selektive Laserablation und eine neu integrierte Prozessüberwachung in Echtzeit ermöglicht das System mikrometergenaue Zielansteuerung und zerstörungsfreie Materialabtragung — selbst bei großen und komplexen Aufbauten wie Advanced-Semiconductor-Packages, System-Level-Boards und kompletten 12-Zoll-Wafern.

Durch die Unterstützung der Präparation ohne Zerschneiden der Probe bleibt die Bauteilintegrität erhalten, was die Fehlerlokalisierung und -analyse beschleunigt. Diese Fähigkeiten ermöglichen zudem die Verlagerung der Fehleranalyse vom Labor in die Fertigungsumgebung, wo eine schnelle Ursachenanalyse entscheidend für Ertrag und Anlagenverfügbarkeit ist.

Im direkten Vergleich mit anderen Probenbearbeitungsmethoden zur Fehleranalyse bietet das neue microPREP L-System eine Vielzahl von Vorteilen.

Zentrale Merkmale und Vorteile

• Skalierung der Probengröße: Unterstützt die Bearbeitung von kompletten Wafern bis 12 Zoll (300 mm) und großen Board-Level-Bauteilen — für Fehleranalysen in Labor und Fertigung. Zukünftige Maschinengenerationen werden für noch größere Proben ausgelegt sein.
• Selektive Laserablation: Präzise, lokal begrenzte Materialabtragung ohne Zerstörung oder Beschädigung der Area-of-Interest.
• In-situ-Prozessüberwachung:In-situ-Tiefenmessung und vollständige Ablationskontrolle gewährleisten hohe Genauigkeit, reduzieren Nacharbeit und verbessern die Gesamtausbeute in Fehleranalyse-Workflows.
• Automatisierte Workflows: Ausgelegt auf hohen Durchsatz und reproduzierbaren Betrieb mit minimalem Bedieneraufwand.
• Effizienz bei Multi-Sample-Workflows: Durch die Verarbeitung deutlich größerer Proben lassen sich mehrere Proben direkt auf Wafern oder System-Level-Boards in einem einzigen Workflow präparieren.
• FIB/SEM-Workflow-Integration: Verlagert die Volumenabtrag auf das Lasersystem und optimiert so die Nutzung nachgelagerter Werkzeuge.
• Anpassbare Prozessrezepte:Flexibel für diverse Materialien und Geometrien einsetzbar.

Deutliche Produktivitätsgewinne

In Benchmark-Tests konnte ein einzelner Bediener mit einem microPREP L-System bis zu 32 Proben an einem Arbeitstag vorbereiten — genug, um bis zu sieben Plasma-FIB-Systeme auszulasten — und den Durchsatz deutlich zu steigern sowie die Gesamtdauer der Präparation bis zur fertigen Probe zu verkürzen. In einem weiteren Fall benötigte eine Aufgabe im miroPREP L-System nur 23 Minuten, während sie mit herkömmlichen Gallium-FIB-Systemen bis zu sechs Monate gedauert hätte.

„Mit der zunehmenden Komplexität von Halbleiterbauelementen durch heterogene Integration, mehrlagige Architekturen und kürzere Entwicklungszyklen reichen traditionelle Methoden der Probenpräparation für die fortgeschrittene Prozessentwicklung und Fehleranalyse nicht mehr aus“, erklärt Uwe Wagner, CEO der 3D-Micromac AG. „Unser neues microPREP L System adressiert diese Herausforderungen direkt, indem es schnelle, präzise und beschädigungsfreie Probenpräparation auf Wafer- und Systemebene ermöglicht. Mit seiner unübertroffenen Skalierbarkeit und automatisierten Workflows ist das microPREP L-System darauf ausgelegt, die sich wandelnden Anforderungen der fortgeschrittenen Halbleiter-Probenpräparation in Forschung und Entwicklung sowie Produktion zu erfüllen.“