Die Confovis GmbH sorgt mit detaillierten Messdaten für umfangreiche Informationen zu der Prozess- und Produktqualität beim Laser-Dioden-Hersteller Lumics GmbH aus Berlin. Dieser brauchte für die Messung von Mikrostrukturen ein Messsystem, das schnell, zuverlässig und zerstörungsfrei unterschiedlichste Proben analysieren kann. Mit dem konfokalen Messsystem CLV150 können Oberflächenmerkmale, die im Mikro- und Nanometerbereich liegen, präzise spezifiziert, Fertigungsprozesse deutlich verbessert und die Qualität der gefertigten Dioden genauer überwacht werden — ganz zu Gunsten der Endkunden, die von erhöhter Leistung und Lebensdauer der Dioden profitieren.
Die Lumics GmbH entwickelt und produziert Hochleistungslaserdioden und Diodenlasermodule. Als eines der wenigen Unternehmen in der Branche verfügt es über eine eigene Chipfertigung. „Wir können individuell auf Kundenwünsche eingehen und entsprechende Dioden entwickeln und liefern“, so Alexander Kaebe, Prozess-Manager bei Lumics. Ein Hauptmarkt des Unternehmens ist der Medizinbereich. Dort werden die Module als OEM-Produkte in komplexen Geräten verbaut. Darüber hinaus bedient Lumics auch Anwendungen in der Materialbearbeitung und im Bereich Sensorik. Im Hinblick auf die Qualität erwarten die Kunden zuverlässige und langlebige Produkte. Dabei muss auch bei größeren Liefermengen über längere Zeiträume eine gleichbleibende Qualität gewährleistet sein. Die Qualitätskontrolle geht über alle Prozesse hinweg bis hin zum fertigen Produkt. Die Dioden bei Lumics werden einzeln getestet und durchlaufen eine 100%ige Qualitätskontrolle.
Messtechnik mit entscheidendem Vorteil
Nicht zuletzt durch den Aufbau eines neuen Produktionsbereiches, der Lithographie, ergab sich für das Unternehmen die Notwendigkeit der Anschaffung von entsprechender optischer Messtechnik, die die Qualitätskontrolle sowie die Prozessfehlersuche unterstützt. Dabei setzten die Berliner auf das hochpräzise optische Messverfahren von Confovis. Diese bietet mit seiner patentierten Konfokalmikroskopie basierend auf der Structured Illumination Microscopy (SIM) eine deutliche Alternative zu einer Vielzahl an gängigen Verfahren und Systemen. „Vor allem die Möglichkeit, schnell, genau und zerstörungsfrei messen zu können, war ein ausschlaggebender Punkt für die Entscheidung für das Messsystem von Confovis“, führt Herr Kaebe weiter aus. „Bisher waren viele verschiedene Messsysteme, wie REM, AFM, Mikroskope u.a. erforderlich, um die notwendigen Informationen zu erhalten. Nun können wir alles mit einem Messsystem lösen. “ Die Messung mit dem REM war bisher durch die Probenvorbereitung sehr aufwendig und nicht zerstörungsfrei. Bei der Vermessung der Strukturen durch vorhandene Mikroskope war die Auflösung nicht ausreichend, um Tiefen- und Dickenmessungen durchzuführen. Beide Problematiken konnten mit der Anschaffung des Confovis Messgerätes gelöst werden.
Hochauflösend, schnell und bestens für transparente Schichten geeignet
Mit dem ConfoSurf CLV150 kann Lumics nun Mikrostrukturen, insbesondere Strukturabmessungen, Oberflächenbeschaffenheiten und Dicken präzise messen und auswerten. Vor allem bei der Optimierung der Lackprozesse ist das optische Messsystem sehr hilfreich, da hier transparente Schichten erfasst werden müssen. Aufgrund der patentierten Messtechnologie kann Confovis spiegelnde Materialien und transparente Schichten zuverlässig messen. Für Lumics ergibt sich dadurch die Möglichkeit, mit sehr wenig Aufwand und zerstörungsfrei die Lackdicke und Beschaffenheit der Lackflanken zu beurteilen.
Mit einer vertikalen Auflösung von unter 3 nm, gemäß VDI 2655 zeigt sich das CLV150 als Messgerät für anspruchsvolle Messaufgaben. Je nach Anwendung besteht durch das konfokale Messverfahren die Möglichkeit, verschiedenste Oberflächenstrukturen hochpräzise zu messen und auszuwerten. Das ist dann notwendig, wenn beispielsweise die Rauheit profilbasiert nach DIN EN ISO 4287/4288 bzw. nach DIN EN ISO 13565 oder flächenbasiert nach DIN EN ISO 25178 gemessen und ausgewertet werden sollen.
Zerstörungsfrei messen im Prozess
Lumics kontrolliert beispielsweise Ätztiefen und Lackdicken einfach und schnell mit dem Confovis Messsystem. „Gerade dies ermöglicht uns, bei Ätzprozessen die Tiefe sehr genau zu bestimmen, ohne den Wafer vorher komplett zu entlacken und nach der Messung wieder neu zu belacken“, führt Alexander Kaebe aus. Die gemessenen Parameter werden mit den berechneten Sollwerten verglichen. Diese hängen stark von der Epitaxie der Substrate ab und müssen teilweise sehr individuell eingestellt werden. Dabei ist es hilfreich, mit dem CLV150 zwischen den Prozessschritten genau die Ätztiefen oder Beschichtungsdicken nachzumessen.
Das Messsystem bietet eine sehr intuitive Bedienung und erleichtert damit auch die Einarbeitung am Gerät. Die mit der Messsoftware ConfoVIZ® erfassten Messdaten werden anschließend in die Auswerte-Software MountainsMap© übertragen. Dort können u.a. für die Fehleranalyse schnell und unkompliziert Protokolle erstellt und angelegt werden. Damit unterstützt Confovis Kunden im Rahmen der Entwicklung und bei der Überwachung von Fertigungsprozessen.
„Wir verzeichnen bereits jetzt eine deutliche Verbesserung der Prozessanalyse dank der neuen Messtechnik“, sagt Kaebe. Dadurch wird die Qualität verbessert, was dem Endkunden vor allem im Hinblick auf Lebensdauer und Leistung zugutekommt. Auch konnte Lumics nach eigenen Angaben die Prozessausbeute stetig steigern. Für den neu geschaffenen Bereich Lithographie konnten Prozesse aktiv optimiert werden. Auch für weitere zukünftige Anwendungen, wie die Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit von zugekauften Materialien, sieht das Unternehmen mit dem Messsystem einen deutlichen Vorteil.
Über Lumics:
Die im Jahr 2000 gegründete Lumics GmbH ist einer der weltweit führenden Hersteller von fasergekoppelten Diodenlasermodulen und Hochleistungs-Diodenlasern im Bereich 750 nm bis 1960 nm für anspruchsvolle industrielle, medizinische und wissenschaftliche Anwendungen. Die Produktpalette umfasst eine umfangreiche Serie von kompakten fasergekoppelten Lasermodulen unterschiedlicher Größe mit Leistungen von wenigen Watt bis hin zu 750 W, die mit individuell konfigurierbaren Funktionen und Sensoren für die perfekte Anpassung an kundenspezifische Anforderung ausgerüstet werden können. Weiterhin werden Standard-Industrie-Gehäuse wie 14-Pin Butterfly bis 500 mW, 8-Pin MiniDIL bis 250 mW und 2-Pin TO220 Module bis 10W angeboten.
