Qualitätsüberwachung in der Fertigung von Mikrooptiken
Immer wenn Bilder in Pixel aufgeteilt werden, sei es bei der Projektion oder bei der Detektion, werden Foto- oder Leuchtdioden verwendet. Diese erfordern jedoch immer eine zusätzliche Elektronik, so dass die Fläche jedes Pixels nicht ausschließlich durch die Diode, sondern durch den gesamten Bauraum aller notwendigen Teile bestimmt wird. Das Verhältnis von Diodengröße zu Gesamtgröße wird als Füllfaktor bezeichnet und ist ein entscheidendes Kriterium für die Signalqualität und das Signal-Rausch-Verhältnis in Kameras. Ein hoher Füllfaktor kann daher entweder durch die Reduzierung zusätzlicher Bauteile oder durch die Fokussierung des Lichts erreicht werden.
Die Integration mehrerer Funktionen in einem Gerät, z. B. die Integration von Fingerabdrucksensoren in Displays, macht es erforderlich, das Licht auf komplexen Wegen von und zu verschiedenen Orten innerhalb eines einzigen Geräts zu leiten. Dies kann durch die Kombination von Filtern und Linsen in sehr dichten Gehäusen geschehen, die vom menschlichen Auge nicht mehr erkannt werden können. Auf diese Weise ermöglichen Mikrolinsen neue Technologien und Anwendungen sowie einen wesentlich effizienteren Bau von Fotodioden und Projektoren.
Die Stärke dieser kleinen Linsen liegt jedoch nicht nur im Ersatz klassischer Optiken: Wafer-Level-Optiken sind überhaupt erst denkbar, weil Optiken heute im Mikrometerbereich hergestellt werden können. Dabei werden die Linsen direkt mit industriell erprobten Halbleitertechnologien hergestellt. In einigen Fällen geht dieser Ansatz sogar so weit, dass Licht den elektrischen Strom in integrierten Halbleitern ersetzt. Der großflächige Einsatz dieser miniaturisierten Strukturen und deren starke Abhängigkeit von der exakten Einhaltung der gewünschten Form erfordert die Überwachung der Prozessqualität. Neben der Materialzusammensetzung ist auch die Form der Linsen entscheidend für deren optische Eigenschaften. Aufgrund der langen Messzeiten sind taktile Messverfahren nur bedingt geeignet, so dass eine Alternative gefunden werden muss.
Optische Systeme scheitern nicht selten daran, dass Mikrolinsen transparent sind und Interferenz und Brechung erzeugen. Die konfokalen Mikroskope von Solarius zeichnen sich dadurch aus, dass sie im Gegensatz zu vielen anderen Systemen auf dem Markt in der Lage sind, diese diffizilen Oberflächen frei von Aberrationen und Artefakten abzubilden.
Optical systems often fail because microlenses are transparent and generate interference and refraction. Solarius confocal microscopes are notable for their ability, unlike many other systems on the market, to image these diffcult surfaces free of aberrations.
The SEMI wafer processing user interface provides visualization and functionality for wafer handling and metrology workflows. It allows teaching of multi project grid based recipes for wafer and panel shaped substrates, definitiontion of specification limits and the displaying of quality relevant results, taking into account the individual role rights of the current users.
Displays intelligenter Geräte
Fast jedes Smartphone verfügt heute über einen Fingerabdruckscanner im Display. Dabei handelt es sich entweder um Ultraschall- oder optisch-kapazitive Scanner. Während Smartphones und andere Wearables mit OLED-Bildschirmen optisch-kapazitive Scanner bevorzugen, sind Ultraschall-Scanner hingegen einfach und kostengünstig zu implementieren. In Displays machen Fingerabdruckscanner zusätzliche Funktionen innerhalb der bereits komplexen Struktur moderner Displays erforderlich. Um verschiedene Funktionen wie die Anzeige von Informationen mit demselben Bildschirm, der einen Fingerabdruck liest, zu verbinden, sind komplexe Mikrolinsen- und Filterstrukturen erforderlich, die zuverlässig hergestellt werden müssen. Die 3D-Messtechnik von Solarius ermöglicht die Prüfung von Mikrolinsen in großen Stückzahlen während des gesamten Fertigungsprozesses.
QA-relevante Parameter
Durchmesser, Kantenlänge, Krümmung und Elliptizität bestimmen die Form einer Linse und damit ihre optischen Eigenschaften. Aufgrund des transmittierenden Verhaltens von Glas gestaltet sich die direkte Messung dieser Oberflächen mit optischen Technologien schwierig. Mit den robusten und hochdynamischen konfokalen Sensoren sowie intelligenten Bildverarbeitungslösungen von Solarius lassen sich jedoch auch diese anspruchsvollen Oberflächen problemlos und nanometergenau vermessen.
Aufgrund ihrer hohen Anzahl, Dichte und geringen Größe ist es unwirtschaftlich und in der Regel technisch unmöglich, Mikrolinsen in Arrays auszurichten. Daher muss die Ausrichtung der Linsen während der Produktion erfolgen. Aus der Verkippung jeder einzelnen Linse kann auf die optische Achse und damit auf die Ausrichtung geschlossen werden. Durch die Nähe der Solarius Messsysteme zur Produktionsumgebung sind kurzfristige Prozessanpassungen möglich, die den Produktionsausschuss minimieren.
Mikrolinsen für Sensorgeräte werden in großen Mengen in Halbleiterprozessen auf Wafern hergestellt. Doch selbst in Produktionslinien, die höchste Anforderungen an die Sauberkeit erfüllen, kann nie ganz ausgeschlossen werden, dass Partikel Verunreinigungen verursachen. Auch lokale Verformungen von Mikrolinsen wie Vertiefungen oder Risse haben einen erheblichen Einfluss auf die Funktion der Bauteile. Die Solarius Messtechnik kann Verunreinigungen und Defekte mit Größen deutlich unter einem Mikrometer erkennen und ermöglicht so die Einhaltung eines hohen Qualitätsstandards.
