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Mikrolinsen

Formpräzision von Mikrolinsen sicherstellen

In allen Bereichen, in denen die Lichthomogenisierung und präzise Strahlformung von Licht eine Rolle spielt, bieten Mikrooptiken die Möglichkeit, Komponenten zu verkleinern, Produktionskosten zu senken und die Leistung des Endproduktes zu erhöhen. Miniaturisierung, hohe Funktionalität und Optimierung von Packaging-Prozessen sind die entscheidenden Stichpunkte, wenn es um den Einsatz von Mikrooptiken geht.

Die Leistungsfähigkeit von Mikrolinsen und Mikrolinsenarrays hängt entscheidend von den optischen Eigenschaften ab, die durch die Formgenauigkeit der Linsen bestimmt werden. Um Defekte zu erkennen oder Entwicklungs- und Produktionsprozesse in der Mikrolinsenproduktion zu optimieren, ist daher der Einsatz einer passenden Messtechnik unerlässlich.

Eingesetztes Messsystem:

Echte 3D-Daten, zerstörungsfreie und präzise Messungen

In der Entwicklung und Produktion von Mikrooptiken sind spezielle Messtechnologien notwendig. Weder die Messlösungen der Halbleiterindustrie noch die der klassischen Optikfertigung können allein die Anforderungen der waferbasierten Mikrooptik erfüllen. Messungen mit Interferometern, wie sie für klassische Linsen verwendet werden, können die kleinskaligen Profile von Mikrolinsen nicht verlässlich darstellen. Taktile Messsysteme können keine dreidimensionalen Informationen über die Form und die Struktur der Mikrolinsen auf dem Array liefern. Ebenso ist die Auflösung taktiler Messsysteme aufgrund der geringen Probengröße und den Einschränkungen der Nadelgeometrie zu begrenzt. Darüber hinaus ist mit der Abtastung die Gefahr der Beschädigung der Probe verbunden.

Mit dem konfokalen 3D-Messsystem µsurf custom von NanoFocus können Mikrolinsenarrays schnell, präzise und zerstörungsfrei zu verschiedenen Zeitpunkten des Herstellungs- und Bearbeitungsprozesses geprüft werden.

Die µsurf-Technologie erzeugt echte 3D-Daten, die eine höhere Aussagekraft als 2D-Bilddaten haben und damit prozesstechnisch wertvolle Ergebnisse liefern. Die hohe Wiederholgenauigkeit und Reproduzierbarkeit der Messergebnisse der Systeme garantieren verlässliche und stabile Messdaten. Eine vorherige Probenvorbereitung ist nicht notwendig. Vor allem aber bietet die NanoFocus-Messtechnik bietet, im Gegensatz zu anderen Messtechnologien, die Möglichkeit eines vollständigen Wafermappings und automatisierbarer Messabläufe.

Messung und Analyse:

Wafermapping, vollautomatisierte Messung und Analyse

Mikrolinsen von geringer Größe sind schwierig zu produzieren und zu charakterisieren. Bei Durchmessern von unter 100 Mikrometern ist das Messen der Struktur und Form der Linsen eine Herausforderung. Die Formpräzision der Linsenprofile, definiert durch den Krümmungsradius und die konische Konstante, eine hochgenaue Positionierung der Linsen auf Mikrolinsenarrays ebenso wie die Maßhaltigkeit der Wafer sind Aspekte, die bestimmt werden müssen.

Durch die vollflächige Messung ganzer Mikrolinsenarrays wird ein dichtes Messgitter erreicht, das die Identifikation und Detektion defekter Mikrolinsen auf dem gesamten Wafer ermöglicht. Bei automatisierten Messungen ganzer Mikrolinsenarrays spielen die Autofokus- und die Stitchingfunktionen eine entscheidende Rolle. Dank der Autofokusfunktion benötigt das µsurf-System keiner Fokussierungseinstellung oder manuellen Anpassung für die Messung der einzelnen Mikrolinsen. Der Messkopf fährt definierte Messpositionen an und startet nach der Autofokussierung automatisch die Messung.

Das Wafermapping wird ebenso durch die in der NanoFocus-Software integrierte Stitchingfunktion, das heißt die Verknüpfung benachbarter Messfelder zu einem geschlossenen Datensatz, unterstützt. Die Software ermöglicht ebenso Wafermap-Importe und die Nutzung einer Datenbank.