Analyse de vibrations MEMS entièrement automatisée en salle blanche : Polytec Micro System Analyzer désormais certifié ISO-3 avec automatisation par script

(Droits d'auteur : Polytec GmbH)

Avec les analyseurs de micro-systèmes (MSA-600, MSA-650 IRIS, MSA-100-3D), Polytec s'adresse depuis des années à la caractérisation sans contact de la dynamique et de la topographie des MEMS – du seul die au niveau de la plaquette sur des stations d'échantillonnage. La dernière extension combine cette technique de mesure optique avec une configuration certifiée pour les salles blanches ainsi que de nouvelles fonctions d'automatisation, permettant un traitement entièrement automatique de cartes complètes de plaquettes dans des flux de travail en laboratoire et en usine contrôlés de manière externe.

Nouveautés techniques pour un spectre d'application plus large

– Configuration certifiée pour les salles blanches : Les analyseurs de micro-systèmes MSA sont disponibles dans une version certifiée conforme à la classe ISO 3, adaptée aux processus front-end exigeants.
– Mesure automatisée de la carte de plaquettes : L'objectif est la mesure et l'évaluation entièrement automatiques de tous les dispositifs d'une plaquette, y compris les fréquences de résonance, la qualité et la forme des modes pour chaque composant.
– Contrôle par script et recettes : Dans le logiciel Polytec PSV, il est possible de définir des recettes pour des processus de mesure automatisés au niveau du seul die, qui peuvent être étendus à des cartes de plaquettes complètes via des scripts et des contrôles externes.
– Intégration dans les flux de travail en usine : La commande à distance basée sur le réseau permet l'intégration dans des flux de travail gérés en usine, par exemple via un PLC/SPS de la ligne de production.
– Le temps de mise en service, y compris l'alignement de la plaquette et la configuration du script, ne prend généralement qu'environ 20 minutes pour de nouveaux dispositifs ou plaquettes.
– L'alignement automatisé par grille via traitement d'image et la mise au point automatique garantissent des conditions de mesure reproductibles avec précision et des résultats précis pour chaque die et chaque plaquette.

Contexte d'application : Test au niveau de la plaquette pour les MEMS

La méthode établie pour la caractérisation de la dynamique des composants MEMS sur la plaquette utilise un système de vibromètres laser Doppler à balayage basé sur un microscope, en mode (semi-)automatique, sur une station d'échantillonnage pour détecter sans contact les résonances, les formes de mode et les variations de processus. La séquence automatisée de positionnement grossier, de mise au point, de détection de contour, de balayage de fréquence et de scan de la forme de mode peut désormais être entièrement représentée par un cycle de mesure basé sur scripts et recettes, pour chaque position sur la carte de la plaquette, grâce aux nouvelles fonctions d'automatisation MSA.

Exemple d'un flux de travail automatisé

– Transfert d'une carte de plaquette (coordonnées/dispositifs) depuis la base de données de la fabrication.
– Positionnement automatique XYZ sur le prochain die, mise au point automatique et alignement de la grille via traitement d'image.
– Mesure rapide en un point pour rechercher la résonance, puis balayage de fréquence fin et scan optionnel de la forme de mode.
– Retour des données de mesure pour la classification Bon/Mauvais au système MES/PLC côté usine et analyse statistique sur toute la plaquette.

Productivité accrue dans le développement et la fabrication de MEMS

– Débit plus élevé : Les séquences de mesure entièrement automatisées réduisent le temps de cycle par die à quelques secondes et permettent des tests à 100 % en série.
– Détection précoce des dispositifs défectueux : Les tests au niveau de la plaquette avant la séparation trient rapidement les structures défectueuses, réduisant ainsi les coûts unitaires et le rebus.
– Meilleur contrôle des modèles et des processus : Des jeux de données plus denses sur les fréquences de résonance et les formes de mode améliorent la corrélation avec les modèles FEM et la surveillance de la dérive du processus (avec des structures de test spécifiques).
– Intégration sûre en salle blanche : La version certifiée ISO-3 des systèmes MSA facilite la qualification dans des environnements de production réglementés et réduit les efforts de validation.

À propos du Micro System Analyzer

Les Polytec Micro System Analyzers sont des plates-formes de mesure optiques pour la caractérisation statique et dynamique 3D des MEMS et microstructures – du montage en laboratoire à la mesure intégrée au niveau de la plaquette sur des stations d'échantillonnage. Ils combinent la vibrométrie laser Doppler avec une optique microscopique à haute résolution et supportent des fréquences de DC jusqu'aux plages MHz ou GHz, y compris les vibrations in-plane et out-of-plane ainsi que les mesures par transmission infrarouge pour les structures encapsulées.