{"id":16990,"date":"2022-10-06T23:38:45","date_gmt":"2022-10-06T21:38:45","guid":{"rendered":"https:\/\/www.m-q.ch\/?p=16990"},"modified":"2022-10-06T16:42:10","modified_gmt":"2022-10-06T14:42:10","slug":"neues-weg-winkel-differenzinterferometer-der-zukunft-der-halbleiterindustrie-gewachsen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.m-q.ch\/de\/neues-weg-winkel-differenzinterferometer-der-zukunft-der-halbleiterindustrie-gewachsen\/","title":{"rendered":"Neues Weg-Winkel-Differenzinterferometer:\u00a0Der Zukunft der Halbleiterindustrie gewachsen"},"content":{"rendered":"
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Winzige Mikrochips und riesige 8K-Displays haben eines gemeinsam: Bei ihrer Herstellung muss mit Toleranzen im Pikometerbereich gearbeitet werden, was die eingesetzten Messverfahren immer wieder an die Grenzen des technisch Machbaren dr\u00e4ngt.
\n\u00a9 SIOS Messtechnik GmbH + \u00a9 nordroden \u2013 stock.adobe.com<\/figcaption><\/figure><\/p>\n

Hochempfindliche Messungen finden h\u00e4ufig nicht etwa unter idealen Laborbedingungen statt, sondern sind im industriellen Umfeld st\u00f6renden Umgebungseinfl\u00fcssen ausgesetzt, welche die Ergebnisse schnell verf\u00e4lschen. F\u00fcr Anwendungen wie diese entwickelt der deutsche Hersteller SIOS Messtechnik GmbH daher hochpr\u00e4zise Differenz\u00adinterferometer, die \u00fcber ultrastabile thermische und physikalische Eigenschaften verf\u00fcgen: Schwankende Parameter wie Temperatur, Luftdruck und -feuchte beeintr\u00e4chtigen die sehr hohe Mess\u00adgenauigkeit auch \u00fcber l\u00e4ngere Zeitr\u00e4ume nicht. Das neue und bisher einzigartige Weg-Winkel-Differenzinterferometer verbindet dabei die Vorteile der Differenz- mit denjenigen der bew\u00e4hrten Dreistrahlinterferometer und erm\u00f6glicht es, erstmals mehrere Freiheitsgrade sowohl langzeitstabil als auch synchron zu erfassen.<\/p>\n

Toleranzen im Nano- bis \u00adPikometerbereich<\/h3>\n

\u00abAn der High-Tech-Displaytechnologie, bei der ein Screen \u00fcber mehrere Millionen Pixel verf\u00fcgt, werden die aktuellen Herausforderungen der industriellen Messtechnik und der Halbleiterindustrie beispielhaft deutlich\u00bb, weiss Dr. Denis Dontsov, Gesch\u00e4ftsf\u00fchrer von SIOS Messtechnik. \u00abDie Anforderung an die Posi\u00adtioniergenauigkeit beim sogenannten Stitching, also dem Anreihen der einzelnen Strukturen im Herstellungsprozess, liegt bei etwa 45 nm pro Meter. Diese Gr\u00f6ssenordnung ist vergleichbar mit der perfekten Aufreihung von Kirschkernen auf der Gesamtfl\u00e4che Th\u00fcringens (etwas mehr als 16\u2009200 km2, Anm. d. Red.).\u00bb Die Halbleiterfertigung muss sich derselben Problematik stellen: Je kompakter und leistungsf\u00e4higer Chips werden, desto h\u00f6her steigen die Anforderungen an die Pr\u00e4zision der Fotolithografie als zentralen Fertigungsschritt. Aber auch Brechzahlmessungen in der Optikindustrie und Ausdehnungsmessungen von Werkstoffen erfordern immer akkuratere \u00adErgebnisse und erlauben nur noch Toleranzen im Nano- oder sogar Pikometerbereich.<\/p>\n

Zugleich erh\u00f6ht sich die Komplexit\u00e4t der einzelnen Messaufgaben wie z.B. Positionsregelungen von x-y-Tischen, Erfassung von thermischen Material\u00adausdehnungen, Untersuchungen des Kriech- und Driftverhaltens von Objekten, Brechzahlmessungen sowie hochgenaue L\u00e4ngen- und Winkelmessungen. Das Problem dabei: All diese Messungen finden in Produktionsumgebungen statt, die keine optimalen Laborbedingungen bieten k\u00f6nnen. Die verwendete Technik muss daher schwankende Umgebungseinfl\u00fcsse wie Temperatur, Luftdruck und -feuchte kompensieren k\u00f6nnen, ohne ihre Ergebnisse zu verf\u00e4lschen, um auch eine stabile Wiederholbarkeit von Mehrfachmessungen zu erm\u00f6glichen. Zu diesem Zweck nutzt SIOS hochpr\u00e4zise Differenzinterferometer, die eine 25-mal h\u00f6here Stabilit\u00e4t als vergleichbare Messsysteme erreichen.<\/p>\n

Anforderungen an die x-y-Positionierung gemeistert<\/h3>\n

Die steigende Nachfrage nach passenden L\u00f6sungen insbesondere f\u00fcr die x-y-Positionierung forderte das Know-how der Messtechnikspezialisten von SIOS allerdings noch weiter heraus. So sollten auch \u00fcber gr\u00f6ssere Distanzen langzeitstabile Messungen von mehreren Freiheitsgraden simultan erm\u00f6glicht werden. Um dies zu realisieren, kombinierten sie ihr hochpr\u00e4zises Dreistrahlinterferometer SP 5000 TR, das auf simultane Weg- und Winkelmessungen ausgelegt ist, mit dem Differenzinterferometer SP 5000 DI, um von dessen Langzeitstabilit\u00e4t zu profitieren. Mit dem Weg-Winkel-Differenzinterferometer SP 5000 TR-DI entwickelte SIOS somit das weltweit einzige System, das Weg und Winkel mithilfe von zweimal drei Laserstrahlen hochsynchron und\u00a0\u2013 dank der Kompensation der Umweltfaktoren \u2013 zugleich ultrastabil erfasst. \u00abDas neue SP 5000 TR-DI ist nun in der Lage, nicht nur winzigste Bewegungen, sondern auch kleinste Verkippungen \u00fcber gr\u00f6ssere Bereiche hinweg zu erfassen, ohne dass die Ergebnisse thermischen und physikalischen Umwelteinfl\u00fcssen unterliegen\u00bb, erkl\u00e4rt Dr. Dontsov.<\/p>\n

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Dreistrahl\u00ad-Laserinterferometer SP 5000 TR f\u00fcr simultane und genaue L\u00e4ngen-, Nick- und Gierwinkelmessungen.
\n\u00a9 SIOS Messtechnik GmbH<\/figcaption><\/figure>\n

Die ultrastabilen und zugleich schnellen Weg-Winkel-Differenzinterferometer verf\u00fcgen f\u00fcr jeden der drei Messstrahlen zus\u00e4tzlich \u00fcber einen Referenzstrahl. \u00abDie insgesamt sechs Laserstrahlen werden parallel aus dem Sensorkopf herausgef\u00fchrt und treffen auf einen flexiblen und einen statischen Reflektor. Auf diese Weise kann ein Grossteil der Strecke zwischen Interferometer und Messort optisch kompensiert werden. Die eigentliche Messung konzentriert sich auf die L\u00e4ngendifferenz zwischen Mess- und Referenzstrahlen, sodass Umwelteinfl\u00fcsse, die das Ergebnis beeintr\u00e4chtigen k\u00f6nnten, nur auf diesen kleinen Messbereich wirken k\u00f6nnen. Dank der hochsymmetrischen Konstruktion des Sen\u00adsorkopfes ist daher auch eine gr\u00f6ssere Entfernung zwischen Sensor und Messobjekt m\u00f6glich, ohne Verf\u00e4lschungen des Ergebnisses in Kauf nehmen zu m\u00fcssen. Zudem sind die alle Differenzinterferometer mit langzeitstabilen Sensoren ausgestattet, die \u00fcber eine Temperaturempfindlichkeit von <20 nm\/K verf\u00fcgen.<\/p>\n

Passgenaue Differenzinterferometer f\u00fcr vielf\u00e4ltige Messaufgaben<\/h3>\n

F\u00fcr komplexere, mehrachsige Messaufbauten k\u00f6nnen einfach mehrere Differenzinterferometer miteinander kombiniert und mit nur einer Steuerungseinheit betrieben werden. Die korrekte Ausrichtung der Messanordnung gestaltet sich dabei dank integrierter optischer Justierhilfen auch \u00fcber einige Meter und Achsen hinweg schnell und unkompliziert. Dank des Baukastenprinzips, bei dem die unterschiedlichen Komponenten und Ausf\u00fchrungen miteinander kompatibel sind, kann SIOS generell flexibel auf indivi\u00adduelle Messaufgaben reagieren und etwa Optiken, Hardware oder Schnittstellen innerhalb kurzer Zeit anwendungsspezifisch anpassen. \u00abDabei bleibt es nicht immer bei Einzell\u00f6sungen: Wie das neue Weg-Winkel-Differenzinterferometer SP 5000 TR-DI ist ein grosser Teil unseres Produktsortiments aufgrund von individuellen Kundenanfragen entstanden\u00bb, res\u00fcmiert Dr. Dontsov. n<\/p>\n<\/section>\n

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SIOS Mess\u00adtechnik GmbH<\/h3>\n

Die SIOS Messtechnik GmbH mit Sitz im th\u00fcringischen Ilmenau wurde 1991 gegr\u00fcndet. Besondere Schwerpunkte des Unternehmens liegen in den Bereichen Pr\u00e4zisionsmesstechnik, im Eich- und Kalibrierwesen, im Maschinenbau zur pr\u00e4zisen Vermessung oder Positionierung, in der Optikindustrie, in der Halbleiterindustrie, in der Medizintechnik, in der Nanomesstechnik und den Geowissenschaften. Vorwiegend bildet das interferometrische Messprinzip die Grundlage der Messsysteme, die vom Unternehmen hergestellt werden.<\/p>\n

>\u2009www.sios-precision.com<\/a><\/p>\n<\/blockquote>\n<\/section>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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