Con los sistemas « Micro System Analyzer» (MSA-600, MSA-650 IRIS, MSA-100-3D), Polytec lleva años dedicándose a la caracterización sin contacto de la dinámica y la topografía de los MEMS, desde chips individuales hasta mediciones a nivel de oblea en estaciones de sonda. La última mejora combina esta tecnología de medición óptica con una configuración certificada para sala limpia y nuevas funciones de automatización que permiten el procesamiento totalmente automatizado de mapas completos de obleas dentro de flujos de trabajo de laboratorio y de fábrica gestionados externamente.
Nuevas características técnicas para ampliar el Range de aplicaciones
- Configuración certificada para sala limpia: Los sistemas MSA Micro System Analyzerestán disponibles en una configuración certificada según la clase de sala limpia ISO 3, lo que los hace adecuados para procesos de front-end exigentes.
- Medición automatizada de mapas de oblea: El objetivo es la medición y evaluación totalmente automatizadas de todos los dispositivos de una oblea, incluidas las frecuencias de resonancia, los factores de calidad y los modos inherentes de cada componente.
- Control mediante scripts y recetas: Dentro del software PSV de Polytec, se pueden definir recetas para secuencias de medición automatizadas a nivel de cada chip individual, que luego se pueden ampliar a mapas completos de obleas VIA scripts y controladores externos.
- Integración en los flujos de trabajo de la fábrica: El control remoto basado en red permite la integración en los flujos de trabajo gestionados por la fábrica, por ejemplo, VIA un PLC de la línea de producción.
- El tiempo de configuración, incluyendo la alineación de la oblea y la configuración de scripts, suele ser de solo unos 20 minutos para dispositivos u obleas nuevos.
- La alineación automatizada de la rejilla mediante procesamiento de imágenes y enfoque automático garantiza unas condiciones de medición reproducibles con precisión y resultados exactos para cada chip en todas las obleas.
Contexto de aplicación: Prueba a nivel de oblea de MEMS
El enfoque consolidado para caracterizar la dinámica de los dispositivos MEMS a nivel de oblea utiliza un sistema de vibrómetro láser basado en microscopio, montado en una estación de sonda semiautomática, para capturar sin contacto resonancias, modos inherentes y variaciones del proceso. La secuencia automatizada de posicionamiento aproximado, enfoque, detección de contornos, barrido de frecuencias y escaneo del modo inherente puede implementarse ahora utilizando las nuevas funciones de automatización de MSA como un ciclo de medición totalmente basado en scripts y recetas para cada posición del 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 XYZ al siguiente chip, enfoque automático y alineación de la cuadrícula VIA procesamiento de imágenes.
- RaMedición de un solo punto (pid) para la detección de resonancia, seguida de un barrido de frecuencia de alta resolución y un escaneo opcional del modo inherente en el área.
- Envío de los datos de medición para la clasificación de «bueno/malo» al sistema MES/PLC de la fábrica y evaluación estadística de toda la oblea.
Mayor productividad en el desarrollo y la fabricación de MEMS
- Mayor rendimiento: las secuencias de medición automatizadas reducen el tiempo de ciclo por chip a segundos, lo que permite realizar pruebas al 100 % en un contexto de producción.
- Eliminación temprana de dispositivos defectuosos: La prueba a nivel de oblea previa al corte por diamante permite descartar las estructuras defectuosas en una fase temprana, reduciendo así los costes unitarios y las tasas de desechos.
- Mejor control de modelos y proceso: Los conjuntos de datos más densos sobre frecuencias de resonancia y modos inherentes mejoran la correlación con los modelos FEM y permiten supervisar la deriva del proceso (mediante estructuras de prueba específicas).
- Integración fiable en sala limpia: La configuración de los sistemas MSA, certificada según la norma ISO 3, simplifica la cualificación en entornos de producción regulados y reduce el esfuerzo necesario para la validación.
Acerca de los sistemas « Micro System Analyzer»
Los sistemas « Polytec » Micro System Analyzerson plataformas de medición óptica para la caracterización 3D estática y dinámica de MEMS y microestructuras, desde configuraciones de laboratorio hasta la medición integrada a nivel de oblea en estaciones de sonda. Combinan la vibrometría láser Doppler con óptica de microscopio de alta resolución y admiten frecuencias desde CC hasta el rango de MHz y GHz, incluyendo vibraciones en el plano y fuera del plano, así como mediciones de transmisión infrarroja para estructuras encapsuladas.
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