Chemnitz, Deutschland, 12. April, 2023—Die 3D-Micromac AG, führender Anbieter von Lasermikrobearbeitungs- und Rolle-zu-Rolle-Lasersystemen für die Halbleiter-, Photovoltaik-, Glas- und Displayindustrie, stellte heute das Lasermikrobearbeitungssystem microPREP PRO FEMTO für die Hochgeschwindigkeits-Atomsondentomographie (APT) und Querschnittsprobenvorbereitung vor.

Das microPREP PRO FEMTO-System deckt einen wesentlichen Bedarf in der Materialanalyse auf atomarer Ebene. Mit dem integrierten Femtosekundenlaser und einem optimiertem optischen Aufbau ermöglicht das System eine mikrometergenaue Materialentfernung in wenigen Minuten anstatt vieler Stunden mit fokussiertem Ionenstrahl-Abtrag. Gleichzeitig werden mechanische und thermische Schäden an der Probe vermieden. Die microPREP PRO FEMTO erlaubt die Herstellung von APT-Mikroproben direkt aus dem Probenmaterial mithilfe automatisierter Workflows. Die dadurch frei werdenden FIB-Ressourcen können somit für abschließende Präparationsschritte verwendet werden, wie zum Beispiel das finale Fräsen und Polieren der Mikrospitzen.

Das Department Werkstoffwissenschaft der Montanuniversität Leoben, ein führendes Forschungsinstitut in den Bereichen Bergbau, Metallurgie und Materialwissenschaften, hat das erste microPREP PRO FEMTO-System gekauft und nutzt es für die Präparation von APT-Proben unterschiedlichster Materialien. Dr. Michael Tkadletz, Lehrstuhl für Funktionelle Materialien und Materialsysteme an der Montanuniversität Leoben, sagt: „APT ist eine entscheidende Technik für die wissensbasierte Entwicklung moderner Hochleistungswerkstoffe. Sie kann beispielsweise dazu beitragen, die Segregation von Verunreinigungen und Begleitelementen an Korngrenzen von ‚Grünen Stählen‘ zu untersuchen, die komplexe Elementverteilung innerhalb multifunktionaler Beschichtungen und Nanostrukturen aufzudecken oder die Auswirkungen lokaler chemischer Fluktuationen auf die Leistung von Materialien zur Energiespeicherung und –umwandlung zu untersuchen. Der größte Engpass für APT-Experimente ist jedoch die aufwändige und zeitraubende Probenvorbereitung. Die Femtosekundenlaser-Präparation mit der microPREP PRO FEMTO hilft, diesen Engpass zu überwinden, indem sie die Komplexität der Prozesse deutlich reduziert. Zugleich wird die Zeit bis zur fertigen Probe und die Nutzung des FIB deutlich verringert, während gleichzeitig die Anzahl der präparierten Proben im Vergleich zu einem Standard-Lift-Out-Verfahren erheblich gesteigert werden kann.”

Neue Ansätze für die APT-Probenvorbereitung

Herkömmlicherweise basieren APT-Probenvorbereitungsprozesse auf elektrolytischen oder ionenbasierten Workflows zum Abdünnen des Materials. Beide Arbeitsabläufe erfordern mechanische Vorbereitungsschritte, die die Probe mechanisch belasten, was sich auf die Gesamtqualität und das Ergebnis auswirken kann. Die Verwendung des FIB-Abtrags für den Präparationsprozess zur Vermeidung mechanischer Belastungen kann viele Stunden dauern und erfordert ein Herausheben der Probe, welches das Risiko einer Beschädigung mit sich bringt. Da FIB-Systeme kostspielig sind, bindet dieser Ansatz auch FIB-Ressourcen, die mit sehr hohen Betriebskosten für den Benutzer verbunden sind.

Einige Systeme kombinieren einen Laser für die Hochgeschwindigkeitsablation und einen FIB-Laser für die Endpolitur in einer einzelnen Plattform. Jedoch führt auch dieser Ansatz zu Kapazitätsengpässen, da immer nur ein Prozess genutzt werden kann. Da die Laservorbereitung große Materialmengen abträgt, wird außerdem die Partikelkontamination im Analysebereich von kombinierten Laser-/FIB-Werkzeugen zu einem größeren Problem. Die Entfernung der Partikel ist aufgrund der Vakuumbedingungen innerhalb der Prozesskammer schwierig. Kurzpulslaser können zudem große Wärmeeinflusszonen verursachen, die nicht nur die Probe beschädigen, sondern auch die Struktur der Probenspitzen verändern und so zu ungenauen Messergebnissen führen.

Dedizierte Femtosekundenlaser-Mikrobearbeitung

Im Gegensatz zu diesen anderen Ansätzen ist die microPREP PRO FEMTO eine dedizierte Lasermikrobearbeitungslösung, welche einen Femtosekundenlaser verwendet, um die hohe Geschwindigkeit, Genauigkeit, Kosteneffizienz und Vielseitigkeit zu bieten, die Forschungslabore und Universitäten für die APT-Probenvorbereitung und Querschnittsanalyse benötigen.

Die microPREP PRO FEMTO kann Proben präparieren, die nur bis zu zwei Mikrometer von der finalen Probengeometrie entfernt sind. Dadurch verringert sich die APT-Probenvorbereitungszeit im Vergleich zum reinen FIB-Abtrag von vielen Stunden auf nur wenige Minuten. Die Nutzung eines Femtosekundenlasers begrenzt die dabei entstehende Wärmeeinflusszone im Material auf wenige Nanometer im Vergleich zur Wärmeeinflusszone, die bei der Bearbeitung mit Pikosekundenlasern im Submikrometerbereich liegen kann. Zudem verfügt die microPREP PRO FEMTO über einen optimierten optischen Aufbau: Ein telezentrisches Objektiv ermöglicht eine höhere Präzision bei der Herstellung von APT-Mikrospitzen. Dies ist besonders wichtig für Probenfelder mit vielen APT-Säulen. Eine kurze Brennweite und ein kleiner Laserspot tragen ebenfalls zu höchster Präzision bei.

Zusätzlich ist die microPREP PRO FEMTO mit einem integrierten CO₂ Reinigungssystem ausgestattet, welches kontaktlos mit Druckluft und Trockeneis in normaler Atmosphäre arbeitet, um Partikel nach dem Laservorbereitungsprozess sicher von der Oberfläche zu entfernen.

Mehrere vordefinierte Workflows für eine Vielzahl von Anwendungsfällen erleichtern die Einrichtung und den Betrieb der microPREP PRO FEMTO zusätzlich.

„Da die Materialwissenschaft immer tiefer in den Sub-Nanometer- und atomaren Bereich vordringt, wächst die Nachfrage nach Atomsonden-Tomographie für hochauflösende und auf 3D-Bildgebung basierende Materialanalysen weiter. Die Vorfertigung von Mikrospitzen-Arrays für die APT-Probenpräparation unter Verwendung eines speziellen Femtosekunden-Laserablationssystems kann im Vergleich zu mechanischem Sägen, Fräsen oder Kurzpulslaserablation enorme Zeit- und Kosteneinsparungen mit sich bringen”, sagte Dr. Boris Arnold Rottwinkel, Produktmanager Mikrodiagnostik bei 3D-Micromac. „Durch unsere langjährige Expertise in der Lasermikrobearbeitung sowie bei der laserbasierten Probenvorbereitung kann 3D-Micromac mit der neuen microPREP PRO FEMTO Forschungslaboren und Universitäten einen äußerst günstigen, skalierbaren und vielseitigen Ansatz für die APT-spezifische Präparation anbieten, um deren wachsenden und anspruchsvolleren Bedarf an die Materialanalyse zu erfüllen.”

3D-Micromac wird die neue microPREP PRO FEMTO auf mehreren führenden internationalen Messen und Konferenzen zum Thema Mikroskopie präsentieren, unter anderem auf der Microscopy and Microanalysis (M&M) 2023 in Minneapolis, USA, der IMC’20 in Busan, Korea, und der ISTFA 2023 in Phoenix, USA.

Darüber hinaus wird Dr. Tkadletz von der Montanuniversität Leoben auf der 57. Metallographie-Konferenz (ASMET) in Leoben und auf dem 93. IUVSTA-Workshop in Seggau über die Vorteile der Verwendung der microPREP PRO FEMTO sprechen.

Weitere Informationen zur microPREP PRO FEMTO sind auf unserer englischsprachigen Webseite www.microPREP.pro zu finden.

Chemnitz, Deutschland, 6. Dezember 2022—Die 3D-Micromac AG, führender Anbieter von Lasermikrobearbeitungs- und Rolle-zu-Rolle-Lasersystemen für die Halbleiter-, Photovoltaik-, Glas- und Displayindustrie, gab heute den Abschluss einer gemeinsamen Entwicklungspartnerschaft (JDP) mit SCHOTT, einem international führenden Technologiekonzern und Pionier in der Entwicklung wegweisender Spezialgläser, bekannt. Ziel ist es, die Bearbeitungsleistung von SCHOTT RealView®-Wafern mit hohem Brechungsindex zu verbessern, die bei der Herstellung von Wellenleitern für Augmented-Reality- (AR) und Mixed-Reality-Headsets (MR) der nächsten Generation verwendet werden.

Das JDP baut auf einer bereits seit mehreren Jahren bestehenden Geschäftsbeziehung zwischen den beiden Unternehmen auf und wird sich auf zwei Schlüsselbereiche konzentrieren: die Entwicklung eines speziellen Laserschneidverfahrens für SCHOTT RealView® Glaswafer und die Entwicklung einer Laser-Produktionsanlage. Ziel des zu entwickelnden Laserschneidverfahrens ist es, Glas mit einer verbesserten Kantenfestigkeit zu schneiden, was wiederum in verbesserten Produktionserträgen resultieren soll. Mit einem avisierten Durchsatz von fast 600 AR-Wellenleitern pro Stunde soll die zu entwickelnde Laser-Anlage die Herstellung von etwa fünf Millionen AR-Wellenleitern in einer 24/7-Produktion ermöglichen. Während der Laser-Mikrobearbeitungsprozess und das System für SCHOTT RealView® optimiert werden, wird 3D-Micromac die Kompatibilität mit anderen im Marktsegment eingesetzten Materialien sicherstellen, um das System auch weiteren Endkunden für andere Glasprodukte anbieten zu können.

Dr. Matthias Jotz, Head of Product Management für Augmented Reality bei SCHOTT, erklärt: „Hochbrechendes Glas ist eine Schlüsselkomponente, um ein optimales Sichtfeld und eine erstklassige Bildqualität für AR-Headsets zu erreichen und damit das ultimative Nutzererlebnis zu bieten. Um die Produktion unserer patentierten SCHOTT RealView® Produkte mit hohem Brechungsindex zu steigern, ist es entscheidend, dass wir mit den richtigen Anlagenlieferanten zusammenarbeiten, die unsere Produktionsziele mit entsprechenden Prozesslösungen unterstützen können. SCHOTT arbeitet seit vielen Jahren mit 3D-Micromac zusammen. Ihre Expertise in der Laser-Mikrobearbeitung macht sie zu einem idealen Partner für die Entwicklung einer speziellen Laserschneidtechnologie für unsere Augmented-Reality-Produkte.“

„3D-Micromac bietet bereits seit mehreren Jahren innovative Laserbearbeitungslösungen für den AR-Gerätemarkt an. Die strategische Partnerschaft mit SCHOTT, einem der führenden Hersteller von Spezialglas, wird uns als führenden Lösungsanbieter für diesen Markt mit hohem Wachstumspotenzial weiter positionieren“, so Uwe Wagner, CEO von 3D-Micromac. „Wir sind davon überzeugt, dass SCHOTTs starkes Know-how und Expertise in der Glasverarbeitung und Materialwissenschaft in Verbindung mit unserer Führungsrolle in der Lasermikrobearbeitung die Entwicklung neuer Prozesslösungen ermöglichen, welche die Biegefestigkeit von Glas mit hohem Brechungsindex verbessern können. Dies soll den Ertrag optimieren und gleichzeitig die Produktionskosten senken.“

Weitere Informationen über die innovativen Laserverfahren von 3D-Micromac für den Display- und Smart-Glas-Markt finden Sie unter: https://3d-micromac.com/laser-micromachining/markets/#glass-and-display-industry.

Chemnitz, 7. November 2022—Die 3D-Micromac AG, führender Anbieter von Lasermikrobearbeitungs- und Rolle-zu-Rolle-Lasersystemen für die Halbleiter-, Photovoltaik-, Glas- und Displayindustrie, gab heute bekannt, dass ein führender Anbieter von optischen Lösungen mehrere microMIRA™ Laser Lift-Off (LLO)-Systeme für die Produktion von MicroLED-Bauelementen erworben hat. Der Kunde wird die microMIRA-Systeme in Pilot- und Produktionslinien seiner hochmodernen Chipfabrik in Asien installieren.

Laser-Lift-Off ermöglicht kosteneffiziente Herstellung von MicroLEDs

MicroLEDs haben das Potenzial, die Display-Industrie zu revolutionieren. Sie warten mit einer Vielzahl von Vorteilen wie einem hervorragenden Betrachtungswinkel, einem hohen Dynamikbereich mit perfekter schwarzer Luminanz und hoher Helligkeit, einem großen Farbraum, schnellen Bildwiederholraten, einer lange Lebensdauer und einem geringen Stromverbrauch auf. Zu den möglichen Anwendungen gehören sehr große Displays für den Innen- und Außenbereich sowie hochauflösende Displays für Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) Wearables.

Der Herstellungsprozess von MicroLEDs ist jedoch wesentlich komplexer als der von LCDs und OLEDs. Es müssen mehrere technische Herausforderungen überwunden werden, bevor MicroLEDs auf dem Massenmarkt erhältlich sind. Eine dieser Herausforderungen besteht darin, die verarbeiteten MicroLEDs von einem Spender- oder Wachstumssubstrat (z. B. Saphir) abzulösen und auf ein Zwischensubstrat zu übertragen, um sie anschließend zu testen. Um eine Wiederverwendung zu ermöglichen, darf das teure Wachstumssubstrat dabei nicht beschädigt werden. Das microMIRA-System von 3D-Micromac löst genau diese Aufgabe mit überdurchschnittlicher Performance.

Das microMIRA-System von 3D-Micromac ermöglicht ein äußerst gleichmäßiges, kraftfreies Liften verschiedener Schichten auf großflächigen Substraten bei hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten. Teure und umweltbelastende nasschemische Verfahren können dadurch vermieden werden. Ausgestattet mit einem einzigartigen Strahlführungssystem ermöglicht die modulare Maschinen-Plattform die Integration von verschiedenen Laserquellen, Wellenlängen und Strahlengängen. Dadurch können unterschiedlichste Kundenanforderungen erfüllt werden. Das System ist in der Lage, verschiedene Substratmaterialien und -größen zu bearbeiten. Dabei werden Bearbeitungsgeschwindigkeiten (einschließlich Handling) von bis zu 60 Acht-Zoll-Wafern pro Stunde erreicht.

Uwe Wagner, CEO von 3D-Micromac: „Dieser Auftrag über mehrere Systeme ist ein Beweis für unsere Fähigkeit, innovative und leistungsfähige Lasermikrobearbeitungslösungen für industrielle Anwendungen zu liefern, die sowohl vorhandene als auch neue Märkte bedienen. Der Auftrag stellt einen wichtigen Meilenstein für 3D-Micromac dar, da wir unser Produktangebot und unsere Dienstleistungen für die Display-Industrie weiter ausbauen – einschließlich interessanter neuer Display-Technologien wie MicroLEDs. Bis heute hat 3D-Micromac mehr als zehn Laserbearbeitungssysteme für MicroLED-Anwendungen verkauft, darunter unser branchenweit führendes microMIRA Laser-Lift-Off-System sowie unsere kürzlich eingeführte microCETI™-Mikrobearbeitungsplattform.“

Das microMIRA LLO-System wird von Elektronikherstellern weltweit seit Jahren erfolgreich in der Massenproduktion eingesetzt. Neben dem Lift-Off von Galliumnitrid (GaN) von Glas- und Saphirsubstraten bei der Herstellung von MicroLED-Displays kann das microMIRA-System auch für die Trennung von Schichtsystemen in der Halbleiter- und Sensorherstellung sowie für das Laserannealing und die Kristallisierung bei der Oberflächenmodifikation eingesetzt werden.

Weitere Informationen über microMIRA, einschließlich unseres neuesten Whitepapers „Lasertechnologien für die MicroLED-Produktion“, finden Sie unter: https://3d-micromac.de/laser-mikrobearbeitung/produkte/micromira-laser-lift-off-system

Laser micromachining – the solution for everything!? Can any laser source machine any material? Which accuracies can be achieved with a laser micromachining system such as the microPREP PRO? And what do you need to watch out for in order to achieve best results?

This free webinar will bust some of the most common laser micromachining myths and give you hands-on advices on how-to handle. Amongst others the following topics will be covered:

• Which materials and material combinations can be processed by laser?
• How can contamination be prevented while working with lasers?
• Which laser sources are available?
• Which laser source is best suited for my application?
• What kind of micromachining is possible with the microPREP PRO? What are the limits?
• How accurate can you work while using lasers?

You can now watch the recording of this webinar online.

With climate change being a concern for many around the world, huge efforts have been made over the years to find and establish other sources of energy than burning coal and oil. Solar cells are among the first to cross one’s mind when thinking about alternative energy sources. One approach is the CIGS solar cell (copper indium gallium selenide) that can be manufactured on flexible thin-films.

The webinar will give you insights in:

• The driving forces behind the processing of flexible solar cells
• The requirements on laser sources, beam path, and production equipment
• Laser scribing in process steps P1, P2, P3 and P4
• The benefits of 3D-Micromac’s microFLEX platform for 24/7 production