Volautomatisierte MEMS-Schwingungsanalyse in Reinraum: Polytec Micro System Analyzer nu met ISO-3-certificering en scriptautomatisering

(Copyright: Polytec GmbH)

Met de Micro System Analyzers (MSA-600, MSA-650 IRIS, MSA-100-3D) richt Polytec zich al jaren op contactloze karakterisering van MEMS-dynamiek en topografie – van enkelvoudige chips tot waferniveau op proefstations. De huidige uitbreiding combineert deze optische meettechniek met een gecertificeerde cleanroomconfiguratie en nieuwe automatiseringsfuncties die een volledig geautomatiseerde afhandeling van volledige wafermap in extern aangestuurde lab- en fab-workflows mogelijk maken.

Technische innovaties voor een breder toepassingsgebied

– Cleanroom-gecertificeerde configuratie: MSA Micro System Analyzers zijn beschikbaar in een uitvoering die gecertificeerd is volgens cleanroomklasse ISO 3 en daarmee geschikt voor veeleisende front-end processen.
– Geautomatiseerde wafermap-metingen: Het doel is de volledig automatische meting en evaluatie van alle devices op een wafer, inclusief resonantiefrequenties, kwaliteit en modi-vormen voor elk component.
– Script- en receptbesturing: In de Polytec PSV-software kunnen recepten worden gedefinieerd voor geautomatiseerde meetprocessen op enkelvoudige chips, die via scripts en externe besturing kunnen worden opgeschaald naar volledige wafermappen.
– Integratie in fab-workflows: Netwerkgebaseerde remote control maakt integratie mogelijk in fab-beheerde workflows, bijvoorbeeld via een PLC/SPS van de productielijn.
– De opstarttijd inclusief wafer-uitlijning en scriptconfiguratie bedraagt voor nieuwe devices of wafers doorgaans slechts ongeveer 20 minuten.
– De geautomatiseerde rasteruitlijning via beeldverwerking en de autofocus zorgen voor exact reproduceerbare meetomstandigheden en nauwkeurige meetresultaten voor elke chip en alle wafers.

Toepassingscontext: waferniveau-test van MEMS

De gevestigde aanpak voor de karakterisering van de dynamiek van MEMS-componenten op wafers maakt gebruik van een microscoopgebaseerd scanning-laser-Doppler-vibrometer-systeem op een (semi-)automatisch proefstation om resonanties, modi-vormen en procesvariaties contactloos te detecteren. De geautomatiseerde volgorde van grofpositionering, focus, contourherkenning, frequentie-sweep en modi-vorm-Scan kan nu met de nieuwe MSA-automatiseringsfuncties worden weergegeven als een volledig script- en receptgebaseerde meetcyclus voor elke positie op de wafermap.

Voorbeeld van een geautomatiseerde workflow

– Overdracht van een wafermap (coördinaten/devices) uit de fab-database.
– Automatische XYZ-positieering op de volgende chip, autofocus en rasteruitlijning via beeldverwerking.
– Snelle enkelepuntsmeting voor resonanties, gevolgd door een fijnfrequentie-sweep en optioneel een vlakke-modus-Scan.
– Terugkoppeling van de meetgegevens voor goed/fout-classificatie aan het fab-MES/PLC-systeem en statistische analyse over de gehele wafer.

Hogere productiviteit bij ontwikkeling en productie van MEMS

– Hogere doorvoer: Volledig geautomatiseerde meetreeksen verkorten de cyclustijd per chip tot enkele seconden en maken 100%-testen in serie mogelijk.
– Vroege uitsluiting van defecte devices: Waferniveau-testen vóór het losmaken sorteren defecte structuren vroegtijdig uit, waardoor stukkosten en afval worden verminderd.
– Betere modellering en procescontrole: Dichtere datasets over resonantiefrequenties en modi-vormen verbeteren de correlatie met FEM-modellen en de bewaking van procesdrift (met speciale teststructuren).
– Veilige integratie in cleanroom: De ISO-3-gecertificeerde uitvoering van de MSA-systemen vergemakkelijkt de kwalificatie in gereguleerde productieomgevingen en vermindert validatie-inspanningen.

Over de Micro System Analyzer

De Polytec Micro System Analyzers zijn optische meetsystemen voor de statische en dynamische 3D-karakterisering van MEMS en microstructuren – van laboratoriumopstellingen tot geïntegreerde waferniveau-metingen op proefstations. Ze combineren laser-Doppler-vibrometrie met hoogresolutie microscoopoptiek en ondersteunen frequenties van DC tot in het MHz- of GHz-bereik, inclusief in-plane- en out-of-plane-vibraties en IR-doorlichtmetingen bij ingekapselde structuren.