Verbesserung der 3D-Messgenauigkeit bei der Prüfung von MST-Bauteilen mittels Weißlichtinterferometrie. Teilvorhaben. Schlussbericht. Verbundprojekt: Prüfung und Bewertung geometrischer Merkmale in der Mikrosystemtechnik. Laufzeit des Vorhabens: 01.01.2005 - 30.06.2008
(Deutsch)
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1. Stand: Unzureichende Untersuchungen zur Messunsicherheit (3D-Messgenauigkeit) bei der Weißlichtinterferometrie. 2. Zielsetzung: Analyse der Weißlichtinterferometrie sowie Erarbeitung von Lösungsmöglichkeiten. Insbesondere Untersuchung von spiegelnden, geneigten und gekrümmten Oberflächen sowie Objekte mit Kantenstrukturen. 3. Methode: Literaturrecherche, Untersuchung der idealen Signalentstehung, experimentelle Analyse der Defizite, Charakterisierung der Messabweichungen, Modellbildung, numerische Simulationen, Erarbeitung von Lösungsmöglichkeiten, Umsetzung von Lösungen in Kooperation mit den Projektpartnern. 4. Ergebnis: An spiegelnden, geneigten und gekrümmten Oberflächen sowie an Objekten mit Kantenstrukturen wurden Messabweichungen festgestellt. Die Analyse der Ursachen erfolgte anhand von einer Modellbildung und numerischen Simulationen. Dies führte zu einem tiefergehenden Verständnis der nicht idealen Signalentstehung und den Ursachen der Defizite. Auf der Basis weiterer Simulationen konnten Lösungsmöglichkeiten aufgezeigt werden. Es wurde eine hardwareseitige Lösung zur Reduktion der Messabweichungen an spiegelnden, geneigten und gekrümmten Oberflächen auf Basis einer speziell angepassten Tubuslinse vorgeschlagen, wodurch eine Verbesserung der 3D-Messgenauigkeit erreicht werden konnte. Weiterhin konnte durch Simulation gezeigt werden, dass die bei der weißlichtinterferometrischen Topografiemessung von Stufenobjekten auftretenden Überschwinger prinzipbedingt sind und sich somit nicht vermeiden lassen. Das Wellenlängenspektrum der Lichtquelle stellt dabei einen interessanten Freiheitsparameter dar. Durch neue Auswertealgorithmen ist eine Identifikation von Überschwingern an Kanten möglich. Die entwickelten Lösungen zur Verbesserung der 3D-Messgenauigkeit an schwer zu messenden Objekten konnten am Demonstrator erfolgreich getestet werden. Die Implementierung der Lösungen erfolgte in Kooperation mit den Projektpartnern. 5. Schlussfolgerung/Anwendungsmöglichkeiten: Ursachen der Defizite konnten gefunden werden. Die Lösungen wurden erfolgreich in einem Weißlichtinterferometrie-Demonstrator umgesetzt.
Verbesserung der 3D-Messgenauigkeit bei der Prüfung von MST-Bauteilen mittels Weißlichtinterferometrie. Teilvorhaben. Schlussbericht. Verbundprojekt: Prüfung und Bewertung geometrischer Merkmale in der Mikrosystemtechnik. Laufzeit des Vorhabens: 01.01.2005 - 30.06.2008