Preiswerte und flexible Vermessung von Mikrostrukturen

Fraunhofer-Vision präsentiert auf der Control 2002 das System MicroScan zur preiswerten und flexiblen Vermessung von Mikrostrukturen.

Mikrostrukturen verfügen über ein enormes Anwendungspotenzial in den verschiedensten technischen Bereichen: winzige Noppen entspiegeln Gläser und Kunststoffe oder lassen Schmutz von Oberflächen abperlen. Durch die Beschichtung von Flugzeugaußenflächen mit „Haifischhaut“-Folien werden Strömungswiderstände gesenkt und so Treibstoff gespart. Feine Näpfchen sorgen dafür, dass Bleche besser verarbeitet und lackiert werden können. Die Voraussetzungen dafür, die Mikrostrukturtechnik auf breiter Basis zu nutzen, werden ständig besser. Ihre ersten industriellen Einsätze erlebt sie im Automobilbau und in der optischen Industrie sowie bei der Herstellung von Druckköpfen für Tintenstrahldrucker.

Die Fertigung immer kleinerer Strukturen stellt auch an die Qualitätssicherung neue Anforderungen. Mit MicroScan wurde ein besonders kostengünstiges und leistungsfähiges System für die Prüfung mikrostrukturierter Oberflächen entwickelt.

MicroScan basiert auf der konfokalen Mikroskopie. Besonderheit dieses Systems ist die Verwendung eines Digital Micromirror Device (DMD)TM. Der DMD ist ein Halbleiterchip mit einer Matrix aus fast 800 000 Mikrospiegeln mit einer jeweiligen Kantenlänge von 16 µm. Jeder Spiegel kann individuell um plus oder minus zehn Grad verkippt und als einzelne optische Blende eingesetzt werden. Dadurch lässt sich das Mess-System flexibel an Messaufgaben anpassen, besitzt eine große laterale Schrittweite und zeichnet sich durch eine sehr gute Auflösung und eine hohe Messgeschwindigkeit aus. Ein weiterer Vorteil von MicroScan ist die Tatsache, dass mit dem DMD-Chip ein Produkt aus dem Massenmarkt zum Einsatz kommt, während es sich bei den in der konfokalen Mikroskopie eingesetzten mechanischen Komponenten bislang in der Regel um kostenintensive Speziallösungen aus Nischenmärkten handelte.

Der Prototyp von MicroScan wurde im Rahmen eines von der Europäischen Kommission geförderten Projekts am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie (IPT) Aachen in enger Zusammenarbeit mit internationalen Projektpartnern aus Forschung und Industrie entwickelt. Die Markteinführung des Mess-Systems durch einen der Projektpartner ist für das Jahr 2002 geplant.