In der Mikroelektronik verdoppeln sich die Transistorzahl und die Prozessor-Leistung alle 18 - 20 Monate bei gleichzeitiger Reduzierung der Chip-Abmessungen. Entsprechend wächst die Zahl der aus dem Chip geführten Kontakte („Bump-Kontakte“) z.B. von 64 Pins bei den in den 1980-er Jahren verwendeten Prozessoren auf mehr als 1.300 Bump-Kontakte bei modernen 64 Bit Prozessoren.
Für die 100 % Prüfung eines 300 mm Wafers mit mehreren Millionen Bump-Kontakten benötigt das aktuell schnellste Konfokal-Sensorsystem deutlich mehr als 1 Stunde. Aufgrund der künftig z.B. in Smartphones, Tablet-PCs, Notebooks, usw., rasant wachsenden Integrationsdichte sind die Bump-Durchmesser in den zurückliegenden Jahren von 100 µm auf heute 60 µm und weniger geschrumpft.
In den nächsten 5 Jahren werden die Bump-Durchmesser weiter auf 20 µm abnehmen. Für diese künftig in der Mikroelektronik eingesetzten Bumps sind noch keine Prüfsystemen mit einer akzeptablen Auflösung am Markt verfügbar. Entsprechend fordern Industrieanwender höchstpräzise und ultraschnelle optische Höchstleistungs-Sensoren für die in den Fertigungsprozess integrierte 3D Prozess- und Qualitätskontrolle von komplexen, hoch integrierten mikroelektronischen, mechatronischen oder medizinischen Produkten und Komponenten mit deutlich gesteigerter Messauflösung und Messgeschwindigkeit. Hier setzt das am 01.09.2013 von dem KMU-Unternehmen NanoFocus AG gestartete HICOS3D Projekt an.
Meilenstein für 3D-Sensoren zur Produktionsüberwachung in der Mikroelektronik erreicht
Zentrales Ziel des HICOS3D-Projektes ist die Entwicklung des weltweit schnellsten Höchstpräzisions-Sensorsystems für die direkt in den Produktionsprozess integrierte 3D-Qualitätskontrolle von komplexen mikroelektronischen, mikromechanischen, mechatronischen oder optischen Produkten und Komponenten. Im Vergleich zu dem bei Projektstart schnellsten optischen 3D-Sensor soll das neu im HICOS3D-Projekt geplante ultraschnelle Höchstpräzisions 3D-Sensorsystem zur Inline in den Produktionsprozess integrierten Qualitätskontrolle eine um Faktor 12 höhere Performance zur Verfügung stellen.
Die beiden am HICOS3D Projekt beteiligten Partner NanoFocus AG aus Oberhausen und EPCOS AG aus München konnten im Verlauf der ersten Projekthälfte die Realisierbarkeit der wesentlichen Projektziele erfolgreich in einem Testaufbau nachweisen. Das gilt insbesondere für die dynamischen Parameter der im HICOS3D Projekt entwickelten optischen Aktorkomponente.
In der jetzt laufenden zweiten Projekthälfte liegt der Fokus auf der Entwicklung von Demonstratoren für die hoch performante Aktorkomponente. Dann folgt die Integration in ein ultraschnelles Höchstpräzisions-3D-Sensorsystem. Darauf aufbauend sind Feldversuche vorgesehen, um die angestrebte Steigerung von Auflösung und Messgeschwindigkeit mit dem hochpräzisen Sensorsystem für die 3D-Qualitätskontrolle nachzuweisen.
Das geplante weltweit schnellste, für die industrielle 100 % Qualitätskontrolle in der Produktion einsetzbare Höchstpräzisions 3D-Sensorsystem wird einen wichtigen Beitrag sowohl zur Qualitätssicherung im Produktionsprozess als auch zur Entwicklung von neuen komplexen und hoch integrierten mikroelektronischen, mechatronischen, mikromechanischen und optischen Produkten bzw. Komponenten leisten.
Das HICOS3D Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung in der Förderinitiative „KMU-innovativ: Optische Technologien“ im Rahmen des Programms „Photonik Forschung Deutschland“ bis 31.08.2016 mit einem Betrag von rund 800.000 Euro gefördert.
Ansprechpartner
Dr. Johannes Frank
Telefon: 0208/62000-0
Mail: frank(at)nanofocus.de
NanoFocus AG
Lindnerstraße 98
46149 Oberhausen