3D-Micromac stellt laserbasierte Lösung zur effizienten Probenvorbereitung für Halbleiter und Fehleranalyse vor

Die microPREP™ 2.0 bietet im Vergleich zu herkömmlichen Methoden zur mikrodiagnostischen Probenvorbereitung erhebliche Zeit- und Kostenersparnisse

Chemnitz, 9. Juli 2018 – Die 3D-Micromac AG, der führende Anbieter für Systeme in der Lasermikrobearbeitung und Rolle-zu-Rolle-Laserbearbeitung für die Photovoltaikindustrie, die Medizintechnik und die Elektronikfertigung, gab heute die Markteinführung des Laserablationssystem microPREP 2.0 zur Semicon West 2018 bekannt. Das Lasersystem wird für die Vorbereitung von Materialproben aus Metallen, Halbleitern, Keramiken und Verbundmaterialien in der Mikrostrukturdiagnostik eingesetzt und kann direkt in vorhandene Arbeitsabläufe zur Fehleranalyse (FA) integriert werden.

Die microPREP 2.0 wurde in enger Kooperation mit dem Fraunhofer Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS entwickelt. Das System erweitert vorhandene Ansätze zur Probenvorbereitung beispielsweise mit fokussiertem Ionenstrahl (FIB) durch eine Mikrobearbeitung mittels Laser und erreicht damit eine bis zu 10.000-fache Abtragsrate – im Vergleich zum FIB – mit erheblich niedrigere Betriebskosten (CoO).

Probenvorbereitung mittels Laser gewährleistet schnelle und kostengünstige Fehleranalyse von Halbleiter-Bauteilen

Das Schneiden und Vorbereiten von Proben aus Halbleiterwafern und -chips zur Mikrostrukturdiagnose und Fehleranalyse ist ein zwingend erforderlicher, aber zeitraubender und kostspieliger Schritt. Heute wird in der Halbleiter- und Elektronikfertigung primär die FIB-Mikrobearbeitung zur Probenvorbereitung eingesetzt, wobei die Herstellung einer typischen Probe mehrere Stunden beanspruchen kann. Weiterhin eignet sich die FIB-Bearbeitung nur für sehr kleine Probengrößen. Zur Herstellung von TEM-Lamellen oder voluminösen Strukturen, wie sie für Querschnittsaufnahmen im Rasterelektronenmikroskop benötigt werden, wird durch die begrenzte Abtragsgeschwindigkeit kostbare FIB-Zeit verschwendet.

Die microPREP 2.0 von 3D-Micromac beschleunigt diese kritischen Schritte um ein Vielfaches. Da ein Großteil der Probenvorbereitung mittels Laserbearbeitung erfolgt und der Ionenstrahl je nach Anwendung nur zum finalen Polieren verwendet wird oder auch ganz entfallen kann. Die benötigte Zeit verringert sich bis zur finalen Probe in vielen Fällen auf unter eine Stunde.

Das System kann für verschiedene Präparationsmethoden innerhalb der Halbleiter-Industrie eingesetzt werden, einschließlich der Bearbeitung in einer festen Bezugsebene (in-plane), Querschnittsanalysen, 3D-Geometrien (beispielsweise zur Diagnose von elektrischen Verbindungen und 3D-Chip-Strukturen) und zum Schneiden von Konturen (für komplexe Untersuchungen kompletter Bauteile). Die Probenvorbereitung in der microPREP 2.0 erfolgt dabei mit Halterungen, wie sie in den üblichen Geräten zur Fehleranalyse verwendet werden – dies bedeutet eine zusätzliche Benutzerfreundlichkeit und Zeitersparnis.

Die Vorteile der microPREP 2.0 umfassen:

  • Eine im Vergleich zum klassischen Ansatz deutlich erhöhte Abtragsrate
  • Erheblich niedrigere Betriebskosten (verglichen mit einem klassischen FIB-Ansatz)
  • Einen hohen Automatisierungsgrad durch eine rezeptbasierte Probenbearbeitung

Die schonende Bearbeitung mittels Pikosekundenlaser verursacht durch Multiphotonenabsorption nahezu keine Strukturschäden in der Probe und stellt konstante Prozessfenster sicher. Eine elementare Verunreinigung des Probenmaterials findet nicht statt.

Das autarke Lasersystem überzeugt durch einen modularen Aufbau mit kompakter Grundfläche. Im Vergleich zu herkömmlichen Probenvorbereitungssystemen können größere Proben mit Präzision im Mikrometerbereich bearbeitet werden. Dadurch wird es erstmals möglich, mehrere Proben auf einem Chip oder Bauteil im selben Arbeitsgang vorzubereiten oder unterschiedliche Proben für diverse Analyseverfahren gleichzeitig zu erzeugen. Die Herstellung von Proben mit komplexen bzw. 3D-Strukturen wird ebenfalls ermöglicht, beispielsweise Through Silicon Vias (TSV) oder auch vollständige Systems-in-Package (SiP).

„Dieses vom TÜV Süd ausgezeichnete Gerät bringt eine nie dagewesene Flexibilität in die Probenvorbereitung. Wir vom Fraunhofer IMWS benötigen bei der Probenvorbereitung unbedingt zielgerichtete, artefaktfreie und äußerst zuverlässige Arbeitsabläufe, um unseren Industriekunden umfassende Mikrostrukturdiagnosen zu gewährleisten. Die für unterschiedliche Verfahren, wie beispielsweise SEM-Inspektion, Röntgenmikroskopie, Atomsonden-Tomographie und Mikromechanik-Analysen konzipierte microPREP wurde gemeinsam mit 3D-Micromac entwickelt, um Lücken in Arbeitsabläufen der Probenvorbereitung zu schließen“, sagt Thomas Höche vom Fraunhofer IMWS.

Vergangenen Monat erhielten die 3D-Micromac AG und das Fraunhofer IMWS für ihre Zusammenarbeit bei der Entwicklung der microPREP 2.0 den prestigeträchtigen Innovationspreis des TÜV SÜD. Dieser jährlich verliehene Preis zeichnet die erfolgreiche Kooperation zwischen kleinen oder mittelständigen Unternehmen und Forschungsinstituten aus. Der Preis wird vom TÜV SÜD vergeben, der als führendes technisches Serviceunternehmen mit Industrie- und Mobilitätssegmenten sowie Zertifizierungsbehörden zusammenarbeitet.

„Die zunehmende Komplexität in der Mikroelektronik-Fertigung treibt die Notwendigkeit für schnellere, zuverlässigere und kosteneffektive Verfahren zur artefaktfreien Probenvorbereitung im Mikrometerbereich weiter voran“, sagt Jan Klinger, Chief Sales Officer der 3D-Micromac AG. „Aufbauend auf unserem weitreichenden Know-how in der Lasermikrobearbeitung kann 3D-Micromac jetzt eine optimale Lösung für die Probenvorbereitung anbieten. Durch die Auslagerung ressourcenintensiver und zeitraubender Prozesse in unser schnelles und einfach zu bedienendes microPREP-Lasersystem versetzen wir unseren Kunden schneller in die Lage, fertigungskritische Fehler zu identifizieren, abzustellen und den Ertrag zu optimieren.“

Weitere Informationen zur microPREP 2.0 sind unter microPREP-Lasersystem erhältlich.

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 40043-26
E-Mail: gebhardt@3d-micromac.com