Geschichte

50 Jahre Präzision
von Dr. Peter de Groot, Executive Director, F&E, Zygo Corporation

„Wir müssen Kriterien für den Namen des neuen Unternehmens festlegen", schlug Carl Zanoni vor. „Kurz, ohne unsere Namen oder Initialen... er muss jedoch in Fremdsprachen auszusprechen sein, wie etwa Kodak oder Xerox.“ Paul Forman und Carl nahmen jeweils ein Wörterbuch in die Hand. Paul begann von vorne und Carl von hinten. Carl fand „Zygo“, was so viel wie „Brücke oder „Verbindungsglied“ bedeutet und symbolisch für die Zusammenarbeit zwischen der akademischen und der industriellen Welt war, welche durch die zwei Hauptinvestoren, die Wesleyan University in New England und Canon in Japan, repräsentiert wurde. So fanden also Paul, Carl und Sol Laufer den Namen für ihr neues Unternehmen und am 23. Juni 1970 wurden die Zygo Corporation und ihr markenrechtlich geschütztes ZYGO®-Logo geboren.

Die Geschichte von ZYGO begann in drei Räumen im zweiten Obergeschoss eines Hauses in der High Street auf dem Campus der Wesleyan University in Middletown, Connecticut. In diesem ersten Sommer 1970 lud Sol jeden Tag die Klimaanlage aus seinem Zimmer in den Kofferraum von Pauls Volvo, um diese den Tag über im Haus in der High Street zu benutzen, und sie anschließend jeden Abend zurück nach Hause zu bringen. Erfolg erfordert kontinuierliche Expansion und nur drei Jahre nach der Unternehmensgründung zogen 16 ZYGO-Mitarbeiter in ein 93 Quadratmeter großes Gebäude in der anschaulichen ländlichen Gegend um die Nachbarstadt Middlefield. Heute umfasst der Unternehmenscampus in Middlefield 15.000 Quadratmeter mit 10 zusätzlichen Niederlassungen und Fertigungsstandorten weltweit, in welchen über 500 Mitarbeiter beschäftigt sind.

ZYGO wurde mit dem Ziel gegründet, optische Komponenten herzustellen, die weit über den Stand der Technik zu dieser Zeit hinausgingen. Wie Paul es ausdrückte: „Unsere Vision ist es, die besten zu sein, bei was immer wir tun.“ Eines der ersten großen Projekte unseres Unternehmens war eine Maschine für die Produktion asphärischer Linsen mit unerreichter Geschwindigkeit und Präzision. Die Maschine für die Fertigung von Asphären setzte Luftlager, eine steife Struktur zwischen der Schleifscheibe und dem Werkstück sowie eine innovative Computersteuerung mit geschlossenem Regelkreis ein. Die maschinengefertigte Oberfläche war so glatt, dass man kaum sehen konnte, dass sie nicht poliert war. Das Canon FD55 mm f/1.2 AL war das erste austauschbare 35-mm-SLR-Kameraobjektiv, welches ein asphärisches optisches Element einsetzte, um dank der Asphären-Maschine von ZYGO Schärfe bei maximaler Apertur zu erhalten.

Es war schon immer Priorität von ZYGO, optische Produktionseinrichtungen von Weltklasse zu errichten, um dort plane Oberflächen mit höchster Präzision zu fertigen.

ZYGO begann als Hersteller optischer Komponenten von unerreicht hoher Qualität. Diese Tradition wird mit diesen planaren Verstärkern für Hochenergie-Laser fortgeführt.
1980 erhielt ZYGO vom Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) den Auftrag, Planelemente für das NOVA-Laserprojekt zu fertigen. Die Möglichkeiten entwickelten sich immer weiter und 1997 vergab die LLNL National Ignition Facility für das größte jemals versuchte Laserfusionsprojekt einen Auftrag für Tausende messgerätetauglicher, flacher Optiken, einschließlich von Fenstern und Kristallen zur Laserverdopplung, an ZYGO. Dies führte zu einer umfassenden Expansion von ZYGOs Fähigkeiten im Bereich Polieren in den 1990er Jahren, wobei sondergefertigte Maschinen und Testeinrichtungen in Middlefield eingesetzt wurden. Heute ist ZYGO der führende Anbieter von High-Fluence-Optiken für die weltweit leistungsstärksten Laser.

Bereits kurz nach der Gründung des Unternehmens stellte ZYGO das erste praxistaugliche Laser-Fizeau-Interferometer zur Prüfung optischer Komponenten als zusätzliche Produktlinie zur Ergänzung des Fertigungsgeschäfts vor. Die am 6. Dezember 1972 veröffentlichte Broschüre „Interferometer-System Modell GH“ beschreibt die einzigartigen Betriebsfunktionen des Produkts: austauschbare Referenzflächen, eine schnelle und einfache Inbetriebnahme, simultane Anzeige und Fotografie sowie einen uneingeschränkten Arbeitsbereich für die Prüfung. Das System konnte „... praktisch alle erforderlichen Messungen von beschichteten und unbeschichteten optischen Komponenten, Oberflächen und Systemen durchführen.“

1977 stellte ZYGO ZIPP – den ZYGO Interference Pattern Processor – als erste kommerziell verfügbare Methode zur quantitativen Interferogramm-Datenreduktion, entweder von einem auf einem Videomonitor angezeigten Interferenzmuster oder vom einem Polaroid®-Ausdruck, vor.

1989 war der Mark-IV-Laser-Fizeau bereits voll automatisiert mit Computersteuerung der Datenerfassung und -analyse mittels der HP-Windows-basierten MetroPro™-Software. Die Produktlinie für Laser-Interferometer hat sich seitdem weiterentwickelt und ist dank der Einführung der Asphären-Plattformen GPI™ und Verifire™ weiter gewachsen, welche Arbeits-Aperturen von 10 mm bis 800 mm abdecken und ZYGO zum Goldstandard für die optische Prüfung machen.

In den 1980er Jahren entschied ZYGO, die Herausforderung der Tischpositionierung bei anspruchsvollen Anwendungen mit Fotolithografie-Geräten zur Halbleiterfertigung anzugehen. Die grundlegende Technologie ist die heterodyne Sichtlinien-Laser-Interferometrie, welche den deutlichen Vorteil hoher Präzision bietet und gleichzeitig Abbe-Fehler fast vollständig eliminiert. In Zusammenarbeit mit strategischen Partnern stellte ZYGO das originale Axiom 2/20 vor und wurde zum wichtigsten Lieferant für Messsysteme für die Integration in den fortschrittlichsten Fotolithografiesystemen.

Das moderne ZMI-Produktprogramm führt dieses Erbe mit von ZYGO hergestellten, stabilisierten Lasern und firmeneigenen akusto-optischen Kristallmodulatoren, komplexen optischen Systemen für die simultane Überwachung der linearen Verschiebung, Neigungs- und Kippwinkel sowie Hochgeschwindigkeitselektronik, die Fadenkreuz- und Wafer-Tisch-Bewegungen mit Präzision im Nanometerbereich bei Geschwindigkeit von mehreren Metern pro Sekunde überwachen kann, fort.

Die frühen 1990er Jahre waren eine aufregende Zeit für die Entwicklung der Interferenzmikroskopie. Diese wurde lange als eine Technologie mit äußerst eingeschränkten Anwendungsbereichen für glatte optische oder polierte Metalloberflächen angesehen, bis neue Verfahren mit Weißlicht-Mikroskopen die Technik von diesen Beschränkungen befreite und somit die Messung fast jeder Oberflächenart ermöglichte. ZYGOs erstes Kohärenz-Scansystem, der NewView™ 100, maß gefräste, geschliffene oder stark texturierte Oberflächen sowie superpolierte Flächen mit Geschwindigkeit und Präzision. Anfang der 2000er war ZYGO Vorreiter beim Einsatz hochpräziser, berührungsloser Interferometrie für Automobilkomponenten, verbesserte hierdurch die Kraftstoffeffizienz und reduzierte die Luftverschmutzung in Produktionsumgebungen, welche zuvor als für solche Instrumente ungeeignet angesehen wurden. Die Produktlinie wuchs seitdem stetig weiter und es existiert nun eine Installationsbasis von Tausenden optischen Profilometern von ZYGO weltweit, welche Branchen von der Halbleiterfertigung bis zum Präzisionsfräsen bedienen.

2003 stieß eine Gruppe talentierter Optikdesigner und Entwicklungstechniker von Corning zu ZYGO, um das Unternehmen zu gründen, das heute als die Electro-Optics Group mit Sitz in Irvine, Kalifornien bekannt ist. Die Projektgeschichte der E-O Group umfasst Beamline-Optiken für das erste laserbasierte Instrument für Hornhaut-Schneiden, ein 3D-Bildgebungssystem für Zähne sowie athermische polychromatische Abbildungsobjektive. Die E-O Group entwickelte eines der frühesten Beispiele eines Hochleistungs-Mixed-Reality-Systems – das Advanced Helmet Mounted Display (AHMD). – welches bei Flugsimulatoranwendungen eine computergenerierte Szenerie über die reale Umgebung einblendet. Zusätzlich zu diesen Erfolgen ist die ZYGO E-O Group heute der größte Lieferant für Teleskope in kompakten, weltraumgestützten Satelliten für die Erdbeobachtung.

Der Fortschritt beim Aufbau des Unternehmens ging nicht immer problemlos vonstatten. Wie viele andere High-Tech-Unternehmen stürzte auch ZYGO sich in den frühen 2000er Jahren mit der TeraOptix® Division in den Telekommunikations-Boom. Die Aktienpreise stiegen schnell in schwindelerregende Höhe und der Rentabilität sowie dem Wachstum schienen keine Grenzen gesetzt zu sein. Natürlich platzte diese Blase und sämtliche Ressourcen wurden für die Umstrukturierung und Genesung des Unternehmens eingesetzt. Eine andere Initiative, welche auf Front-End-Messtechnik für Halbleiter-Wafer ausgerichtet war, wurde 2008 mit der weltweiten Finanzkrise konfrontiert, bei der die Anschaffung größerer Sachwerte innerhalb der Branche stark abfiel und ZYGO diesen aggressiven Vorstoß auf ein bescheidenes OEM-Geschäft reduzieren musste. Diese Rückschläge halfen, ein widerstandsfähiges Unternehmen zu formen, das überlebt und wertvolle Lektionen gelernt hat.

Ab 2010 wurden die von ZYGO bedienten Märkte durch neue Chancen belebt und es war an der Zeit, die Produktprogramme zu verstärken und zu erweitern. ZYGOs Standard-Software der Branche, MetroPro™, wurde komplett überarbeitet und zur neuen Mx™-Plattform für alle interferometrischen Messprodukte aktualisiert. Das Nexview™-Interferenzmikroskop, das Vorzeigeprodukt des Unternehmens, erweiterte die Bandbreite der Anwendungen für berührungslose optische Messtechnik bei komplexen Strukturen deutlich, einschließlich der Oberfläche von additiv gefertigten Komponenten und teilweise transparenten Dünnschichtfolien.

Optische Profilometertechnologie von ZYGO bildet den Kern des neuen Compass™-Systems zur Messung von Mikro-Asphären für die Unterhaltungselektronik, wie unter anderem Mobiltelefonkameras und die neu aufkommenden immersiven Digital-Displays. Das neuste Laser-Fizeau-Interferometer mit abgestimmter Wellenlänge Verifire™ MST separiert mehrere Oberflächen für Dünnglasoptiken, während neue optische Prüfplattformen sowohl Software-Schwingungsminderung als auch dynamische „Single Shot“-Datenerfassung auf Grundlage digitaler Holographie bieten.

Die ZYGO Extreme Precision Optics (EPO) Division wurde 2010 von früheren ASML-Mitarbeitern in Richmond, Kalifornien gegründet. EPO produziert einige der präzisesten optischen Komponenten der Welt, von EUV-Projektionslinsen für die Lithografie bis zu den Testmassen für das Laser-Interferometer-Gravitationswellen-Observatorium (LIGO).

Die anhaltende Nachfrage der Branche für Halbleiter-Fotolithografie bot der Precision Positioning Systems Group 2013 die Chance, eine neue Produktlinie auf Grundlage innovativer, heterodyner optischer Encoder vorzustellen, welche Probleme mit Luftturbulenzen bei Halbleiter-Fotolithografiesystemen lösen sollte. ZYGOs neuer glasfaserbasierter interferometrischer Positionssensor ZPS, der bis zu 64 Kanäle für die absolute Abstandsmessung mit Rauschpegeln von 10 pm/Hz und Drift von nur einigen Nanometern pro Tag bietet, wird bei den adaptiven Optiken fortschrittlicher Synchrotron-Quellen für die Röntgenstrahlaufbereitung in Echtzeit eingesetzt.

Nachdem die Gründer des Unternehmens sich zur Ruhe gesetzt hatten, war es für ZYGO an der Zeit, nach einer neuen Generation von Führungskräften zu suchen und sich für die Zukunft aufzustellen. 2014 wurde ZYGO Teil der Ultra Precision Technologies Division von AMETEK. Die UPT Division umfasst die Schwesterunternehmen im Bereich Messtechnik Taylor Hobson, Solartron, Reichert und Creaform sowie die Marktführer für Präzisions-Engineering Precitech, Sterling Ultra Precision und TMC. ZYGOs Tradition wird aufbauend auf einem robusten Fundament mit neuen Produkten und Innovationen fortgeführt, wobei für beide Seiten vorteilhafte Kooperationen mit den neuen AMETEK-Schwesterunternehmen eingegangen werden.

Bereits von Beginn an basierte der Geschäftsplan von ZYGO auf der Ambition, komplizierte Probleme in Bereichen mit bisher ungedecktem, kritischem Bedarf der Branche anzugehen. In Sols Worten: „Wir können es schaffen... Es gibt keine Grenzen, keine Einschränkungen.“ Dies erfordert die Rekrutierung hochqualifizierter Mitarbeiter, wie unter anderem führender Ingenieure, welche neue Lösungen vom Konzept bis zur Produkteinführung leiten können. Die Patentliteratur enthält über 8.200 Bezüge auf ZYGOs Portfolio von 375 erteilten US-Patenten. Wissenschaftliche Fachschriften, Lehrbücher und Konferenzberichte enthalten Hunderte von ZYGO-Mitarbeitern verfasste Aufsätze, Buchkapital und Review-Artikel. Wissenschaftler von ZYGO sind in Fachgesellschaften, Normenausschüssen, universitären Kollaborationen und im Bereich von Fachpublikationen der Disziplinen Optik und Präzisionsfertigung aktiv.

Von seinen bescheidenen Anfängen hat sich das Unternehmen zu einer anerkannten Institution im Bereich der Präzisionsfertigung von Optiken und interferometrischen Messtechnik entwickelt. Der Name ZYGO ist zum Synonym für Instrumente, welche Form und Textur von Oberflächen messen können, und optische Komponenten und Systemen geworden, welche den Maßstab für moderne Technologien darstellen. ZYGO ist zudem der Idee treu geblieben, eine Brücke zwischen internationalen Märkten und Kompetenzzentren weltweit zu schlagen. Die Mission des Unternehmens ist auch weiterhin „den Kundenerfolg durch innovative, optische und messtechnische Präzisionslösungen zu ermöglichen“. In genau diesem Sinne gehen wir auch die vor uns liegenden Herausforderungen an. Es ist fast unglaublich, dass wir uns nach 50 Jahren immer noch so fühlen, als hätten wir gerade erst begonnen.

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