Análisis de vibraciones MEMS totalmente automatizado en sala limpia: Polytec Micro System Analyzer ahora con certificación ISO-3 y automatización de scripts

(Copyright: Polytec GmbH)

Con los analizadores de micro sistemas (MSA-600, MSA-650 IRIS, MSA-100-3D), Polytec ha abordado durante años la caracterización sin contacto de la dinámica y topografía de MEMS, desde dispositivos individuales hasta niveles de obleas en estaciones de prueba. La actualización actual combina esta tecnología de medición óptica con una configuración certificada en salas limpias y nuevas funciones de automatización, que permiten realizar de forma completamente automática mapas completos de obleas en flujos de trabajo externos en laboratorios y fábricas.

Novedades técnicas para un espectro de aplicaciones más amplio

– Configuración certificada en salas limpias: Los analizadores de micro sistemas MSA están disponibles en una versión certificada según la clase de limpieza ISO 3, y por lo tanto aptos para procesos front-end exigentes.
– Medición automatizada de mapas de oblejas: El objetivo es la medición y evaluación totalmente automáticas de todos los dispositivos de una oblea, incluyendo frecuencias de resonancia, calidad y formas de modo para cada elemento.
– Control mediante scripts y recetas: En el software Polytec PSV, se pueden definir recetas para procesos de medición automatizados a nivel de dispositivos individuales, que se pueden escalar a mapas completos de obleas mediante scripts y controles externos.
– Integración en flujos de trabajo de fábrica: El control remoto basado en red permite integrarse en flujos de trabajo gestionados por la fábrica, por ejemplo, a través de un PLC/SPS de la línea de producción.
– El tiempo de configuración, incluyendo alineación de la oblea y configuración de scripts, suele ser de aproximadamente 20 minutos para nuevos dispositivos o obleas.
– La alineación automática en cuadrícula mediante procesamiento de imágenes y el enfoque automático garantizan condiciones de medición exactamente reproducibles y resultados precisos para cada dispositivo y toda la oblea.

Contexto de aplicación: prueba a nivel de oblea de MEMS

El enfoque establecido para caracterizar la dinámica de componentes MEMS en la oblea utiliza un sistema de vibrometría láser de escaneo basado en microscopio en una estación de prueba (semi)automática, para captar resonancias, formas de modo y variaciones de proceso sin contacto. La secuencia automatizada de posicionamiento grueso, enfoque, detección de contornos, barrido de frecuencia y escaneo de formas de modo ahora puede representarse con las nuevas funciones de automatización MSA como un ciclo de medición completamente basado en scripts y recetas para cada posición en el mapa de la oblea.

Ejemplo de un flujo de trabajo automatizado

– Transferencia de un mapa de oblea (coordenadas/dispositivos) desde la base de datos de la fábrica.
– Posicionamiento automático en XYZ en el siguiente dispositivo, enfoque automático y alineación en cuadrícula mediante procesamiento de imágenes.
– Medición rápida en un solo punto para búsqueda de resonancia, seguida de barrido de frecuencia de resolución fina y escaneo opcional de la forma de modo.
– Retroalimentación de los datos de medición para clasificación Apto/No Apto al sistema MES/PLC de la fábrica y análisis estadístico en toda la oblea.

Mayor productividad en desarrollo y fabricación de MEMS

– Mayor rendimiento: Las secuencias de medición totalmente automatizadas acortan el tiempo de ciclo por dispositivo a segundos y permiten pruebas al 100% en un contexto de serie.
– Eliminación temprana de dispositivos defectuosos: Las pruebas a nivel de oblea antes de separar los dispositivos permiten descartar estructuras defectuosas de forma temprana, reduciendo costos por unidad y desperdicio.
– Mejor control del modelo y del proceso: Datos más densos sobre frecuencias de resonancia y formas de modo mejoran la correlación con modelos FEM y la supervisión de deriva del proceso (con estructuras de prueba especiales).
– Integración segura en salas limpias: La versión certificada ISO-3 de los sistemas MSA facilita la calificación en entornos de producción regulados y reduce el esfuerzo de validación.

Sobre el Micro System Analyzer

Los analizadores de micro sistemas Polytec son plataformas de medición óptica para la caracterización estática y dinámica en 3D de MEMS y microestructuras, desde configuraciones de laboratorio hasta medición integrada a nivel de oblea en estaciones de prueba. Combinan vibrometría láser Doppler con óptica de microscopio de alta resolución y soportan frecuencias desde DC hasta MHz o GHz, incluyendo vibraciones en plano y fuera de plano, así como mediciones por luz infrarroja en estructuras encapsuladas.