Erweiterte Nutzung von Tiefeneinstellnormalen für optische Oberflächenmessverfahren

Die Oberfläche von Normalen, die zur Kalibrierung oder Verifizierung von optisch messenden Oberflächenmessgeräten eingesetzt werden, muss je nach Messverfahren für eine optimale Funktion des Messverfahrens eine angepasste Feinstruktur aufweisen. So darf die Oberfläche für eine interferometrische Kalibrierung nicht zu rau sein, anderseits benötigen andere Mikroskopieverfahren eine gewisse Feinstruktur der Oberfläche, um diese noch richtig abbilden zu können.

In einer Kooperation zwischen einem Messgerätehersteller (Alicona Imaging), einem Normalhersteller (Halle-Präzisionskalibriernormale) und der PTB wurde ein Tiefeneinstellnormal soweit modifiziert, dass es nun für eine größere Anzahl von optischen Oberflächenmessverfahren eingesetzt werden kann, aber dennoch interferometrisch kalibriert werden kann. Durch ein extrem feinwirkendes „Sandstrahlverfahren“ wurde die Rauheit der Oberfläche von S_z = 15 nm auf S_z = 50 nm erhöht. Mit diesem Wert kann die Oberfläche sowohl noch interferometrisch kalibriert als auch mit anderen Mikroskopieverfahren, z B. der Fokusvariation, noch gut abgebildet werden. Dies ist für die Kalibrierung derartiger Geräte eine wesentliche Voraussetzung.

Abb. 1a: Rille eines Tiefeneinstellnormals mit einer Nominaltiefe von 0,75 µm, Drehriefen mit einer Rauheit Sz ca. 15 nm	Abb. 1b: Dieselbe Rille wie in Bild 1a nach dem Aufrauprozess, Rauheit Sz ca. 50 nm

Die hier erfolgten Untersuchungen sind der Ausgangspunkt für weitere Entwicklungen in dem BMBF-Projekt „Optassyst“, in dem die Messunsicherheit von optischen Oberflächenmessgeräten unter Berücksichtigung der Oberflächenmodifikation für die industrielle Praxis ermittelt werden soll.