Optisches Vermessen von Mikrosystemen in Abhängigkeit von der Beleuchtungsfarbe

Abstract:
Die Kernkompetenz des Instituts für Mikrotechnik (IMT) liegt seit vielen Jahren in der Entwicklung, Herstellung und Montage verschiedener Mikrosysteme. Ein wesentlicher Aspekt während des Herstellungsprozesses solcher Systeme ist, möglichst genaue Informationen über die geometrischen Abmessungen der Mikrostrukturen zu erhalten, da diese die Funktion des montierten Systems maßgeblich beeinflussen. Deshalb ist das Messen mikrotechnisch hergestellter Strukturen schon seit längerem Gegenstand der ingenieurswissenschaftlichen Diskussion. Generell ist das Messen derartiger Strukturen problematisch. Sowohl taktile als auch optische Messsysteme (wie das in dieser Arbeit betrachtete) weisen Vor- bzw. Nachteile auf. Neben den geringen Abmessungen der Systeme erschwert ein schwieriges Handling die Vermessung. Darüber hinaus kommen bei der Herstellung unterschiedliche Materialien zum Einsatz. Die Folge sind wechselnde Oberflächen und variierende optische Eigenschaften, welche speziell eine exakte optische Messung zusätzlich behindern. Um Mikrostrukturen mittels optischer Messtechnik und Bildverarbeitungsalgorithmen präzise messen zu können, ist ein hoher Kontrast zwischen Strukturen und Substrat nötig. Der Kontrast definiert sich über die Auflösung der Intensitätsdifferenz zwischen benachbarten Bildpunkten. Darüber hinaus hängt er von den physikalischen Eigenschaften des Lichtes ab, welches die zu messenden Strukturen beleuchtet. Dabei gilt, dass eine dem Material angepasste Beleuchtung zu einem hohen Kontrast führt und somit die Messung der Strukturen unterstützt werden kann. Der Zusammenhang zwischen Kontrast und Beleuchtungsfarbe wurde am IMT im Hinblick auf das optische Messen von Mikrostrukturen analysiert. In dieser Arbeit präsentieren wir die Ergebnisse zu diesen Untersuchungen.