150 internationale Experten bei CAM-Workshop in Halle

Mehr als 150 internationale Experten aus 14 Ländern, davon rund zwei Drittel aus der Industrie, kamen am 26./27. April am Center für angewandte Mikrodiagnostik CAM des Fraunhofer-Instituts für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen in Halle (Saale) zusammen. Sie diskutierten neue Mikrostrukturdiagnostik-Methoden für die Sicherung der Zuverlässigkeit von Mikroelektronik-Bauelementen. Gleichzeitig wurden erste Ergebnisse des europäischen Forschungsprojekts SAM³ zu innovativen Fehleranalytik-Verfahren für hochintegrierte Elektroniksysteme präsentiert.

CAM-Workshop Zuverlässigkeit Mikroelektronik
© Fraunhofer IMWS/Michael Deutsch
Zum Workshop gehörte auch eine Ausstellung mit neustem Diagnostik-Equipment.

In diesem Projekt arbeitet das Fraunhofer CAM seit Oktober 2015 mit Unternehmen wie Infineon, Bosch, STMicroelectronics, Thales sowie weiteren Partnern aus Frankreich und Deutschland an neuen Methoden und Techniken für die Diagnostik hochintegrierter »System-in-Package«-Komponenten, die verschiedene Funktionen mit Hilfe moderner 3D-Aufbau- und Verbindungstechniken in einem einzigen Chipgehäuse kombinieren. Die Sicherung der Zuverlässigkeit solcher moderner und leistungsfähiger »More-than-Moore« (MtM)-Elektroniksysteme stellt durch die Kombination verschiedener Materialien, Chipkomponenten und Verbindungstechniken enorme Anforderungen an die Qualitätssicherung und die dafür benötigte Mikrostrukturdiagnostik.

Die beteiligten System- und Halbleiterhersteller, Messtechnikanbieter und Forschungsinstitute wollen im Projekt, das von der EU und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert wird und ein Volumen von 10,7 Millionen Euro hat,  die Fehlerlokalisierung, die Fehlerpräparation und die Diagnostik beispielsweise durch weiterentwickelte Ultraschallmikroskopieverfahren, neue laserbasierte Methoden zur Defektfreilegung sowie verbesserte Rastersondenmikroskope beschleunigen.

Im CAM-Workshop wurden dazu beispielsweise neue Anwendungen höchstauflösender akustischer Mikroskopieverfahren, die auf der Analyse der Ultraschallausbreitung basieren, für die Fehlerlokalisation in Elektronikkomponenten präsentiert. Weiterhin wurde ein Prototyp für ein Nanoprobing-System mit integriertem EBAC-Verstärker vorgestellt. Mit dieser Methode können kleinste Verlustströme in den Transistorstrukturen hochintegrierter Schaltungen mit höchster Präzision gemessen und mittels elektronenmikroskopischer Verfahren direkt abgebildet werden. Wichtig für die Fehleranalyse an komplexen Elektroniksystemen sind auch genaue Präparationsverfahren. Hier liefern Kombinationen von Laser- und Ionenstrahltechniken vielversprechende neue Ansätze zur Erhöhung von Präzision und Geschwindigkeit.

Wenn die Arbeiten im SAM3-Projekt, das bis 30. September 2018 läuft, weiterhin erfolgreich sind, können durch leistungsfähigere Methoden zur Fehleranalyse die Entwicklungsgeschwindigkeit und zugleich die Zuverlässigkeit und Qualität von MtM-Elektroniksystemen erheblich gesteigert werden. Ein besseres Verständnis der Ursachen für Bauteildefekte ebnet zudem den Weg für den Einsatz hochintegrierter Mikroelektronik in Bereichen wie der Automobilindustrie, in denen aus Sicherheitsgründen eine Null-Fehler-Strategie verfolgt wird.

Auch im weiteren Programm des Workshops stand die Weiterentwicklung von Diagnostikmethoden und -geräten im Mittelpunkt. Die Keynotes präsentierten Ingrid de Wolf vom Interuniversity Microelectronics Centre (IMEC) in Leuven, Belgien, die einen Überblick zu 3D-Aufbau- und Verbindungstechniken der Mikroelektronik gab, sowie Jörg Krinke von der Robert Bosch GmbH, der auf Herausforderungen bei Multi-Chip-Modulen einging.

»Unser Workshop, der zum sechsten Mal in Halle stattfand, hat deutlich gemacht, wie wichtig die Rolle von Zuverlässigkeitsanalysen und Fehlerdiagnostik für die Weiterentwicklung der Mikroelektronik ist. Das große Interesse der Teilnehmer aus der Industrie, über das ich mich besonders freue, unterstreicht das. Ich denke, wir haben erneut wichtige Impulse gegeben, um die Wettbewerbsfähigkeit vor allem der europäischen Hersteller zu unterstützen«, sagte Frank Altmann, Leiter der Gruppe »Diagnostik Halbleitertechnologien« am Fraunhofer CAM und Organisator der Tagung, zum Abschluss. Im nächsten Jahr wird der CAM-Workshop voraussichtlich am 25/26. April stattfinden.