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.“

Our laser micromachining system microPREP PRO is constantly evolving. With the feedback of microPREP PRO users, we are always working on new workflows, recipes, and accessories. In our free microPREP PRO update webinar, we give you an overview of the latest updates for the microPREP PRO system. And, of course, we explain how these updates can facilitate your lab work. The main focus of the November 2022 edition is:

Custom Shape 2.0:

Learn how to put together your own custom shapes for the preparation of your samples

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❌ without the need for a CAD program Improved Box

Improved Box Milling Workflow:

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This microPREP™ PRO update webinar is suited for you if:

• you already have an idea of what a microPREP PRO is used for OR
• you are using a microPREP PRO system already in your lab OR
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Chemnitz, 25. November 2020 +++ Die 3D-Micromac AG, international führender Anbieter für Systeme in der Lasermikrobearbeitung und Rolle-zu-Rolle-Laserbearbeitung, stellt das erste industrielle Produktionssystem für selektives Laser-Annealing in der Magnet-Sensor-Fertigung vor. Mit der microVEGA xMR lassen sich sowohl GMR (Giant Magnetoresistance)- als auch TMR (Tunnel Magnetoresistance)-Sensoren bearbeiten. Die Vorteile des microVEGA xMR-Systems liegen in einer sehr kosteneffizienten Fertigung monolithisch integrierter Sensorchips in nur einem Produktionsschritt. Dies wird möglich durch den Einsatz eines On-the-Fly-Laserspots, der in Geometrie und Pulsenergie flexibel an verschiedene Magnetsensoren adaptierbar ist. Die Anpassung an Sensor-Positionen und ‑Abmessungen sowie verschiedene Magnetfeldorientierungen ist allein durch Ändern von Rezepten möglich. All dies macht das Laser-Pinning-System von 3D-Micromac zu einem idealen Werkzeug für die Magnet-Sensor-Bearbeitung. Bei Crocus Technology, dem führenden Hersteller von TMR-Sensoren, ist ein microVEGA xMR-System bereits erfolgreich im Einsatz. Das kalifornische Unternehmen konnte damit die Produktivität in seiner Fertigung signifikant steigern.

Höhere Packungsdichte bei gleichzeitig verbesserter Sensor-Qualität

Gegenüber herkömmlichen Annealing-Verfahren in der Magnet-Sensor-Produktion zeichnet sich die in der microVEGA xMR genutzte Technologie unter anderem durch eine höhere Präzision aus und erlaubt so die Verarbeitung von kleineren Strukturen. Die hervorragende Selektivität des Kurzpuls-Lasers erlaubt eine deutliche Verringerung der Abstände zwischen den Sensoren und zur Auswerteelektronik, wodurch sich die Anzahl der Bauelemente pro Wafer signifikant erhöhen lässt. Die sehr ausgezeichnete Energie-Homogenität und die Wiederholgenauigkeit verbessern die Qualität der Sensoren. Die Genauigkeit bei der Ausrichtung der Magnetfeldrichtung beträgt ±0,010° – ein weiteres wichtiges Kriterium für die Herstellung sensitiver Sensoren.

Kosteneffizientere Fertigung von Magnet-Sensoren

Mit der microVEGA xMR lassen sich auf einem einzigen Sensorchip unterschiedliche Referenzmagnetfeld-Richtungen realisieren („Pinning Prozess“) – und dies in einem einzigen Fertigungsschritt. Der magnetoresistive Effekt bei GMR- und TMR-Sensoren wird durch das gezielte Ausrichten magnetischer Schichten erreicht. Bisher erfolgt dies durch ein globales Magnetfeld bei gleichzeitiger Erwärmung des gesamten Wafers. Dieser Ansatz erfordert jedoch eine aufwendige Prozesskette bis zum fertigen Sensor in einem Multi-Chip-Package. Durch das selektive Erwärmen mit dem Laserspot werden im Sub-ms-Takt die Sensoren im monolithischen Chip-Package ausgerichtet. Das neue Annealing-Verfahren ist besonders selektiv und schnell – bis zu 500.000 Sensoren pro Stunde können bei einem typischen Wafer Design bearbeitet werden. Alle System-Parameter wie Puls-Energie, Sensor-Dimensionen, Abstand zwischen Sensoren und magnetische Feldstärke lassen sich rein rezeptbasiert einstellen. Die Flexibilität in Kombination mit der hohen Präzision und Wiederholgenauigkeit des Tools bewirkt eine Yield-Steigerung für bereits in Produktion befindliche Produkte und gibt den Entwicklern eine viel größere Design-Freiheit für die Sensoren.