Interferometer charakterisieren Mikrostrukturen

Abstract:
Durch die fortschreitende technische Entwicklung etablieren sich im Bereich der Mikrotechnik immer kleinere Strukturbreiten. Um eine hohe Qualität bei der Herstellung zu ermöglichen, müssen sowohl dynamische Messgrößen, wie Resonanzfrequenzen von freigestellten Strukturen oder als auch geometrische Abmessungen hochgenau und reproduzierbar gemessen werden. Laserinterferometrische Messverfahren verbinden eine hohe Längenauflösung mit einem großen Messbereich und bieten deshalb gute Voraussetzungen für Anwendungen in der Mikrotechnik. So lassen sich dynamische Kenngrößen mit einem Laservibrometer genau und berührungslos erfassen. Die Topografie eines solchen Systems kann mit der Nanopositionier- und Nanomessmaschine und verschiedenen Antastsystemen sehr präzise ermittelt werden. Der berührungslos arbeitende Nano Vibration Analyzer besteht aus einem laserinterferometrischen Vibrometer mit einem technischen Mikroskop. Die Grundlage des Vibrometers bildet das Michelson-Interferometer. Durch die Lichtwellenleiterkopplung wird ein relativ kleiner Sensor, der frei von thermischen Einflüssen des Lasers ist, realisiert. In Verbindung mit einem technischen Mikroskop entsteht ein leistungsfähiger Aufbau zur Längen- und Schwingungsmessung an MEMS, Mikroobjekten und Cantilevern. Das Gerät zeichnet eine hohe Wegauflösung von 5 pm sowie ein messbarer Frequenz-bereich von 0 bis 5 MHz aus. Durch wechselbare Objektive lässt sich der Laserspotdurchmesser und der Arbeitsabstand zum Objekt variieren. Ein universelles Gerät zur Topografieanalyse von Mikrostrukturen und MEMS ist die Nanopositionier- und Nanomessmaschine NMM-1. Durch die hohe Auflösung von 0,1 nm in einem Messbereich von 25 mm x 25 mm x 5 mm und die Möglichkeit, verschiedene Antastsysteme zu integrieren, können 2D- und 3D-Messungen in diesem sehr großen Messbereich durchgeführt werden.