Vollautomatische nanorobotische Bestückung von mikroskaligen Magazinen im Rasterelektronenmikroskop

Abstract:
Mit zunehmender Miniaturisierung von Bauteilen in der Mikro- und Nanotechnologie steigen auch die Anforderungen an geeignete Charakterisierungsmethoden. Insbesondere im Bereich der optischen Bauteile ist die Entwicklung von metrologischen Methoden schwierig, da hier nicht nur eine hohe Ortsauflösung, sondern auch die Vermessung von komplexen Probengeometrien erforderlich ist. Eines der wichtigsten Instrumente zur Vermessung von Strukturen und Rauheiten auf sehr kleinen Größenordnungen ist das Rasterkraftmikroskop (RKM). Einen vielversprechenden Ansatz zur Erweiterung der bisherigen Fähigkeiten von RKMs stellen sogenannte NanoBits dar. Dies sind kleine Strukturen (ca. 3x5Mikrometer², 200nm dick), die als auswechselbare Messspitzen in einem konventionellen RKM dienen. Grundlegendes Prinzip ist, dass die NanoBits in-situ im RKM gewechselt werden können. Zu diesem Zweck müssen die NanoBits in Magazinen präpariert werden, sodass sie direkt dem RKM zugeführt werden können. Die Bestückung eines solchen Magazins stellt dabei jedoch aufgrund der geringen Größenordnung eine Herausforderung dar. Der entwickelte Montageprozess findet daher im Rasterelektronenmikroskop (REM) statt. Unter Einsatz einer speziellen Softwarelösung zur Steuerung und Bildverarbeitung ist ein vollständig automatisierter Montageprozess entwickelt worden.