Halbautomatisches 300mm Wafer Test System

• Fachliche Zuordnung: Elektrotechnik und Informationstechnik
• Förderung: Förderung in 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 495657714

Der Schwerpunkt der wissenschaftlichen Arbeiten des Lehrstuhls für Schaltungsentwurf der TU München ist die Integration von Sensoren mit Ausleseschaltungen und die dadurch erzielten Verbesserungen der Sensoreigenschaften. Eine größere Zahl von Sensoren integriert auf einem Siliziumwafer oder -waferstück und die dazugehörigen Ausleseschaltungen können ein wesentlich umfangreicheres Bild der zu messenden Sensor- bzw. Umweltparameter ermöglichen als dies über Einzelsensoren möglich ist. Um die Vorteile derartiger Multi-Sensor Systeme zu demonstrieren ist es erforderlich, die Sensorik mit integrierten Schaltungen möglichst auf einem Stück Silizium gemeinsam als System on Chip oder System in Chip-Scale-Flip-Chip Package zu integrieren. Am Lehrstuhl für Schaltungsentwurf werden Schaltungs- und Sensorsystemkonzepte entworfen, überprüft, und über Partner (z.B. ZEITlab der TUM – siehe Abschnitt 3.2) und Halbleiterfoundries (Auftragshersteller wie Global Foundries und XFAB) gefertigt. Diese Schaltungen müssen anschließend unter möglichst anwendungsnahen Randbedingung - aufgrund von Fertigungsschwankungen auch statistisch - bezüglich ihrer elektrischen Eigenschaften getestet werden. Dazu ist in einigen Fällen auch ein Trimmen der Schaltungen notwendig. Für diese Charakterisierungen und Anpassungen wird Messequipment benötigt, dass sowohl einen gewissen Durchsatz an zu messenden Schaltungen als auch eine möglichst flexible Veränderung der Umgebungsbedingungen (wie z.B. Temperatur oder mechanischer Verspannung) und der elektrischen Randbedingungen (wie z.B. der Versorgungsspannung) ermöglicht. Kern des Antrages ist ein 300 mm Waferprober, der für die Zwecke der Sensorik mit speziellen messtechnischen Fähigkeiten wie extern zugeführter temperierter Luft, der Benetzung mit Flüssigkeiten und dem Anbringen einer definierten Verspannung auf den zu vermessenden Wafern ausgestattet werden soll. Zudem soll dieser Waferprober mit Manipulatoren für elektrische Messungen und speziell angepassten Messgeräten für genaue Datenerfassung (aufgrund der Sensoreigenschaften induzierte Ströme, Spannungen und deren zeitlicher Verlauf) der zu untersuchenden Schaltungen ausgestattet werden. Da die auf dem Wafer integrierten Schaltungen häufig nur mit unzureichender Genauigkeit gefertigt werden können, soll hier ein Halbautomat für höheren Messdurchsatz sowie zusätzlich ein Laser zum Trimmen der Schaltungsparameter eingesetzt werden. Weiterhin soll der Messplatz mit den für sensorische Anwendungen notwendigen Messgeräten ausgestattet werden, wie sie in derzeit bereits aktiven, beantragten und absehbaren zukünftigen Sensorprojekten nötig werden. Da derzeit an der TUM ein neues Schwerpunktthema Nanosensorik (auch mit neuen Professuren) aufgebaut wird, ist der Messaufbau zudem gut ausgerüstet, um hier innerhalb dieses Schwerpunkts lehrstuhlübergreifend und im Rahmen des fakultätseigenen ZEITlab andere Forschergruppen in ihrer messtechnischen Arbeit zu unterstützen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Halbautomatisches 300mm Wafer Test System
• Gerätegruppe: 2780 Spezielle Meß- und Prüfgeräte für Halbleiter und Röhren (außer 620-659)
• Antragstellende Institution: Technische Universität München (TUM)
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Ralf Brederlow