Analisi delle vibrazioni MEMS completamente automatizzata in ambiente sterile: Polytec Micro System Analyzer ora con certificazione ISO-3 e automazione degli script

(Copyright: Polytec GmbH)

Con gli Micro System Analyzern (MSA-600, MSA-650 IRIS, MSA-100-3D), Polytec si rivolge da anni alla caratterizzazione senza contatto della dinamica e della topografia dei MEMS – dal singolo chip al livello wafer su stazioni di prova. L'attuale ampliamento combina questa tecnologia di misurazione ottica con una configurazione certificata per ambienti puliti e nuove funzioni di automazione, che consentono di eseguire in modo completamente automatico mappe di wafer complete in flussi di lavoro di laboratorio e fabbrica controllati esternamente.

Novità tecniche per un campo di applicazione più ampio

– Configurazione certificata per ambienti puliti: gli MSA Micro System Analyzer sono disponibili in una versione certificata secondo la classe di pulizia ISO 3, rendendoli adatti a processi front-end complessi.
– Misurazione automatizzata di mappe di wafer: l'obiettivo è la misurazione e l'analisi completamente automatica di tutti i dispositivi di un wafer, comprese frequenze di risonanza, qualità e forme delle modalità per ogni elemento.
– Controllo tramite script e ricette: nel software Polytec PSV, è possibile definire ricette per sequenze di misurazione automatizzate a livello di singolo chip, scalabili tramite script e controlli esterni su mappe di wafer complete.
– Integrazione nei flussi di lavoro di fabbrica: il controllo remoto basato su rete permette di integrare in flussi di lavoro gestiti in fabbrica, ad esempio tramite un PLC/SPS della linea di produzione.
– Il tempo di configurazione, inclusi allineamento del wafer e configurazione degli script, è tipicamente di circa 20 minuti per nuovi dispositivi o wafer.
– L'allineamento automatico a griglia tramite elaborazione delle immagini e l'autofocus garantiscono condizioni di misurazione riproducibili con precisione e risultati accurati per ogni chip e tutti i wafer.

Contesto di applicazione: test a livello di wafer dei MEMS

Il metodo consolidato per la caratterizzazione della dinamica degli elementi MEMS sul wafer utilizza un sistema di vibrometri laser Doppler a scansione microscopica su una stazione di prova (semi-)automatica, per catturare senza contatto risonanze, forme delle modalità e variazioni di processo. La sequenza automatizzata di posizionamento grossolano, messa a fuoco, riconoscimento dei contorni, sweep di frequenza e scansione delle forme delle modalità può ora essere rappresentata con le nuove funzioni di automazione MSA come un ciclo di misurazione completamente scriptato e basato su ricette per ogni posizione sulla mappa del wafer.

Esempio di un flusso di lavoro automatizzato

– Trasmissione di una mappa di wafer (coordinate/dispositivi) dal database di fabbrica.
– Posizionamento automatico XYZ sul chip successivo, autofocus e allineamento a griglia tramite elaborazione delle immagini.
– Misurazione rapida in un punto per la ricerca di risonanza, seguita da sweep di frequenza dettagliato e opzionale scansione della forma delle modalità.
– Ritorno dei dati di misurazione per la classificazione Buono/Cattivo al sistema MES/PLC di fabbrica e analisi statistica su tutto il wafer.

Maggiore produttività nello sviluppo e nella produzione di MEMS

– Maggiore throughput: sequenze di misurazione completamente automatizzate riducono il tempo di ciclo per chip a secondi e consentono test al 100% in produzione di serie.
– Esclusione precoce di dispositivi difettosi: i test a livello di wafer prima dell'estrazione separano le strutture difettose in anticipo, riducendo i costi unitari e gli scarti.
– Migliore controllo dei modelli e dei processi: dataset più densi di frequenze di risonanza e forme delle modalità migliorano la correlazione con i modelli FEM e il monitoraggio delle deriva di processo (con strutture di test speciali).
– Integrazione sicura in ambienti puliti: la versione certificata ISO-3 dei sistemi MSA facilita la qualificazione in ambienti di produzione regolamentati e riduce gli sforzi di validazione.

Informazioni sul Micro System Analyzer

I Polytec Micro System Analyzer sono piattaforme di misurazione ottica per la caratterizzazione statica e dinamica 3D di MEMS e microstrutture – dalla configurazione di laboratorio alla misurazione integrata a livello di wafer su stazioni di prova. Combinano vibrometria laser Doppler con ottica microscopica ad alta risoluzione e supportano frequenze da DC fino all'MHz o GHz, incluse vibrazioni in-plane e out-of-plane, nonché misurazioni a infrarossi tramite illuminazione traslucida di strutture incapsulate.