Ultra-hochauflösendes Heterodyninterferometer mit Auflösungen im Pikometerbereich

• Antragsteller: Dr. Jens Flügge
• Fachliche Zuordnung: Messsysteme
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 449485254

Hochauflösende Interferometrie ist eine Schlüsselkomponente der hochpräzisen Fertigungsmesstechnik, der Lithografie für Halbleiterbauelemente und der Nanotechnologie sowie von großer Bedeutung auch für wissenschaftliche Fragestellungen. Durch die steigenden Genauigkeitsforderungen werden Interferometer mit Meßunsicherheiten im Sub-Angstöm Bereich benötigt. Um diese Genauigkeiten zu erreichen, müssen auch sekundäre Effekte, wie z.B. Winkelbewegungen von Verfahreinheiten im Bereich von Nanoradianten miterfasst werden. Für die Optimierung der Interferometer und zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit der Systeme selbst werden geeignete Messeinrichtungen benötigt, die mangels Alternativen, selbst mit hochgenauen Mehrachs-Interferometern ausgestattet sein müssen. Da die Bestimmung der Messunsicherheiten sehr komplex ist, sind SI-rückgeführte Messungen sehr herausfordernd, werden aber in Zukunft essentiell sein. Daher planen das HIT mit seiner langjährigen Expertise zur höchstauflösenden Interferometrie und die PTB als weltweit führendes Institut im Bereich der Rückführung dimensioneller Messgrößen mit Hilfe dieses Kooperationsprojektes sowohl verbesserte Interferometer zu entwickeln als auch eine Testplattform, um die Leistungsfähigkeit von höchstauflösenden Interferometern zuverlässig nachweisen zu können. Für die Verbesserung von Mehrachsinterferometern sind sowohl theoretische als auch experimentelle Arbeiten durchzuführen. Als Schwerpunkt sollen die Interpolationsnichtlinearitäten, die thermische Stabilität und Montagetechniken zur Verringerung von Justagetoleranzen untersucht werden. Um die theoretischen Erkenntnisse verifizieren zu können, wird eine in der PTB vorhandene Testplattform mit einer Verschiebeeinheit im Vakuum weiterentwickelt. Ein vorhandenes Interferometer zur Längenmessung muss um zusätzliche Winkelachsen erweitert werden und um eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Toleranzen beim Einbau von Prüflingen zu erreichen muss, die Bewegung der Verfahreinrichtung mit diesen Messmöglichkeiten präzise geregelt werden. Des weiteren wird die gesamte Vakuumkammer temperiert, um sowohl möglichst ideale Bedingungen für Untersuchungen und Vergleichsmessungen zu schaffen, als auch thermische Empfindlichkeiten nachweisen zu können.Insgesamt werden damit erstmals höchstauflösende Interferometer auf diesem Unsicherheitsniveau verglichen werden können, und somit Messunsicherheitsabschätzungen auf eine zuverlässigere Basis stellen. Die unterschiedlichen und teilweise komplementären Ansätze beider Partner bieten eine ausgezeichnete Möglichkeit, mögliche systematische Fehlerquellen zu identifizieren und zu eliminieren. Das Projekt wird die zu einem gewissen Grad komplementäre weltweit führende Expertise beider Partner gewinnbringen auszunutzen und entsprechend Synergien erzeugen. Diese wird durch regelmäßige extensive gegenseitige Forschungsaufenthalte und regelmäßigen wissenschaftlichen Austausch (online wie offline) weiter ausgebaut.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: China
• Partnerorganisation: National Natural Science Foundation of China
• Kooperationspartner: Professor Dr. Pengcheng Hu