Automatisierte Handhabung und Montage von anpassbaren AFM-Messspitzen

Abstract:
Aktuelle Prozesse der Mikro- und Nanofabrikation arbeiten mit zahlreichen Metrologieschritten auf der kritischen Größenordnung, um bestimmte Eigenschaften eines Bauteils zu garantieren. Insbesondere für die Herstellung von komplexen photonischen Komponenten sind neuartige 3D Visualisierungs- und Metrologiemethoden erforderlich. Mit sinkender Bauteilgröße sind hierbei Linienbreite und Wandrauhigkeiten von nanooptischen Strukturen die wichtigsten zu vermessenden Größen. Das Rasterkraftmikroskop (AFM) ist ein weitverbreitetes Instrument zur Charakterisierung von solchen nanoskaligen Strukturen, jedoch sind seitliche Messungen an senkrechten Strukturen bislang kaum möglich. Neuartige, austauschbare und anpassbare AFM-Spitzen - sogenannte NanoBits - können an konventionellen AFM-Cantilevern montiert werden und bieten somit eine vollkommen neue Möglichkeit zur Strukturierung von Form, Größe und Orientierung der Spitze, welches die Charakterisierung deutlich komplexerer Strukturen erlaubt als dies bislang möglich war. Um einen in-situ Wechsel der NanoBits zu ermöglichen, müssen diese freistehend und für den AFM-Cantilever zugänglich sein. Da dies im Herstellungsprozess nicht erreicht werden kann, ist eine anschließende robotische Magazinierung der NanoBits sinnvoll, wobei ein Magazin mit diversen Spitzenformen für unterschiedliche Scanmodi zusammengestellt werden kann.