Physikalisch-Technische Bundesanstalt

• Sensor-Objektiv mit Lichtzeigerdetektion
• Sensor-Objektiv mit Piezolever-Modul
• Sensor-Objektiv mit "tuning-fork"-Modul
• Messkopf zur kombinierten Rastersonden- und Interferenzmikroskopie
• Zusammengesetzte Cantilever-Tastspitzen (ACP-Taster)

Hochauflösende Antastsysteme

Das Ziel der Entwicklung von SPM-basierten Antastsystemen (SPM: scanning probe microscope) in der PTB ist der Aufbau und die Optimierung dieser Messköpfe für den Einsatz in der dimensionellen Nanometrologie. Natürlich sind die beschriebenen Sensorsysteme nicht nur für nanometrologische Anwendungen einsetzbar, sondern generell für die Rastersondenmikroskopie und Mikrokoordinatenmesstechnik von Interesse.
Neben den metrologisch wichtigen Eigenschaften wie Stabilität, Empfindlichkeit und Rauschverhalten sind verschiedene weitere Aspekte in die Geräteentwicklung eingeflossen:

• Kombination der SPM-Messköpfe mit optischen Mikroskopen: Hier reicht die Funktion der Optik von der Visualisierung des Messbereichs bis hin zu quantitativen dimensionellen oder analytischen Messungen.
• Einsatz verschiedener Detektionsprinzipien: Dabei wird die Bewegung und Position der Messspitze entweder mit einem externen optischen Verfahren oder über ein intrinsisches elektrisches Messprinzip gemessen.
• Einsatz unterschiedlicher Materialien der Messspitzen: neben Silizium- und Silizium-Nitrid-Spitzen werden in aktuellen Entwicklungen auch spezielle Diamantspitzen angewendet.

Bild 1: Prinzipschema eines Rasterkraftmikroskops (SFM) mit Cantileversonde und Lichtzeigerdetektion