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Verfahren zur optischen Profilometrie

Jochen Oberreiter

Durch den immer weiter voranschreitenden Trend zur Miniaturisierung von technischen Produkten sowie der stetigen Erhöhung der Taktzyklen in der Fertigung von Bauteilen ist es für eine Beibehaltung des Qualitätsniveaus unabdingbar, einerseits immer genauere und schnellere Alternativen zu der lange vorherrschenden visuellen Beurteilung zu entwickeln, andererseits die Methoden auf die neuen geometrischen Eigenschaften der Bauteile anzupassen.

Die vorliegende Arbeit konzentriert sich auf die Vermessung von (semi-)reflektierenden Oberflächenstrukturen von Halbleiterbauteilen im Mikrometerbereich unter teils sehr restriktiven Bedingungen einschließlich Messverfahren und Messgeschwindigkeit.

Das vorgestellte Verfahren nutzt einen handelsüblichen Lesekopf eines CD- bzw. DVD-Laufwerks aus der Computer- und Unterhaltungselektronik als Low-Cost-Sensor. Der Vorteil der Verwendung dieser Leseköpfe für Messzwecke besteht in der Verfügbarkeit eines präzisen optischen Messsystems zu einem sehr niedrigen Preis und in fast beliebiger Stückzahl. Ein Nachteil dieser Sensoren zeigt sich bei notwendig werdenden Modifikationen, diese sind aufgrund der kompakten Bauweise sehr aufwändig bis nicht realisierbar.

Die Ergebnisse der Vermessungen von integrierten Schaltungen werden vorgestellt und Einsatzbereiche und Grenzen des Messverfahrens diskutiert.

Schlagwörter: Messtechnik, Lesekopf, Ball Grid Array, Profilometrie, Oberfläche, Optoelektronik, Scanner, Laser, CD

01. Oktober 2015

Abbildung 1: Messprinzip Abbildung 2: Ausschnitt aus dem Messresultat eines 'Ball Grid Arrays'