SPP 1159:  Neue Strategien der Mess- und Prüftechnik für die Produktion von Mikrosystemen und Nanostrukturen

• Fachliche Zuordnung: Informatik, System- und Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2004 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5472016

Ziel des Schwerpunktprogramms ist die Entwicklung und Bereitstellung neuer wissenschaftlich fundierter Strategien und Methoden für die Definition von Kenngrößen zur Beschreibung der Funktionsanforderungen an Bauteile und Oberflächen, für die zielgerechte Auswahl des wirtschaftlich und technisch angemessenen Messverfahrens, für den Ablauf der Messung, die Berücksichtigung wirkender Einflüsse bis hin zur Auswertung und Darstellung der Messergebnisse zur Anwendung in der industriellen Fertigung. Eingeschlossen sind Kalibrierverfahren und werkstattgerechte Normale. Damit können verfügbare Messprinzipien in der Produktion von Mikrosystemen und Präzisionsbauteilen mit Nanostrukturen so eingesetzt werden, dass in standardisierten Mess- und Prüfverfahren funktionsorientierte, aussagekräftige, rückführbare Ergebnisse ermittelt werden. In den Projekten des Schwerpunktprogramms werden Grundsätze, Prinzipien und Regeln für Messgrößendefinitionen, Messabläufe und Gestaltung von Elementen der prüftechnischen Kette erforscht und die Ergebnisse in anwendungsgerechten Tests verifiziert.
Aus folgenden Themenbereichen werden Projekte bearbeitet:
-- neue Ansätze für Systeme geometrischer Merkmale unter dem Aspekt des in der Mikro- und Nanomesstechnik beobachtbaren Ineinanderübergehens von Maßabweichungen, Formabweichungen, Welligkeit und Rauheit
-- neue produktionsumfeldgerechte Analyse-, Aus- und Bewertungsverfahren für geometrische und nichtgeometrische Merkmale und Kenngrößen
-- neue Tolerierungsgrundsätze und -systeme, die an Funktionen orientierte Toleranzen zulassen
-- Fusion von Messinformationen aus unterschiedlichen Messverfahren zur Beurteilung der Funktionstauglichkeit des zu prüfenden Werkstückes oder der zu prüfenden Struktur
-- Regeln für die Gestaltung und den Aufbau frei skalierbarer, übertragbarer Normale und für fertigungsumgebungsgerechte Kalibrierverfahren sowie experimentelle Erprobung
-- modulare Modellierung der Messwertermittlung für das Aufstellen von Messunsicherheitsbudgets und das Ermitteln von Messunsicherheiten
-- Modellierung von Mess- und Prüfprozessen für die Simulation von Messabläufen zur Gewinnung von Anwendungs- oder Einstellparametern (z.B. zur Berücksichtigung von Werkstoffeigenschaften oder Ableitung der Messgerätejustierung)

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme

Projekte

• 3D-Mikrokalibrierstrukturen und Referenzflächen zur quantitativen Analyse der Topographie von mikrostrukturierten Membranen (Antragsteller Koenders, Ludger ;  Kranzmann, Axel )
• 3D-Mikrokalibrierstrukturen und Referenzflächen zur quantitativen Analyse der Topographie von mikrostrukturierten Membranen (Antragsteller Koenders, Ludger )
• Automatisierte Segmentierung, Registrierung und Fusion von Messpunktwolken zur Prüfung von Mikrobauteilen mit Standardgeometrie Elementen (Antragsteller Weckenmann, Albert )
• Einfluss des Werkstücks auf hochgenaue Koordinatenmessungen mit optischen Abstandssensoren (Antragsteller Neuschaefer-Rube, Ulrich )
• Einsatz moderner Filterverfahren in der Rauheitsmesstechnik zur Verbesserung der Vergleichbarkeit von Oberflächen-Kenngrößen in der Fertigungsmesstechnik (Antragsteller Krüger-Sehm, Rolf )
• Entwicklung einer Messstrategie zur Ermittlung und Prüfung funktionsorientierter Toleranzen von Mirkogetrieben auf Basis von Prüfstandsversuchen (Antragsteller Albers, Albert )
• Entwicklung einer Strategie zur produktionsbegleitenden Messung in der Silizium- Mikromechanik auf der Basis von Teststrukturen - STRATEST (Antragsteller Dötzel, Wolfram )
• Funktionsbezogene Bewertung von Nanorauheiten auf fertigungsrelevanten Oberflächen durch Streulichtmessverfahren - Phase III (Antragsteller Tünnermann, Andreas )
• Grundlagenuntersuchung zur Wirkungsweise von Einflüssen auf das Messergebnis in der Mikro- und Nanoprüftechnik (Weiterförderung des Projekts "Modellierung für die praxisgerechte Messunsicherheitsermittlung in der Mikro- und Nanoprüftechnik") (Antragsteller Weckenmann, Albert )
• Grundlagenuntersuchungen zur modellgestützten Messunsicherheitsanalyse für die Rauheitsbestimmung mittels Interferenzmikroskopie (Antragsteller Krüger-Sehm, Rolf )
• Grundlagenuntersuchungen zur modellgestützten Messunsicherheitsanalyse für die Rauheitsbestimmung mittels Interferenzmikroskopie (Antragsteller Bichmann, Stephan ;  Krüger-Sehm, Rolf )
• Haftfestigkeitsprognose bei Mikrobeschichtungen mittels Ultraschallmikroskopie (Antragsteller Pfeifer, Tilo )
• Heißprägen multifunktionaler Kalibriernormale für bildverarbeitende Mikroskope zum Messen von Mikrosystemen und Nanostrukturen (Antragsteller Reithmeier, Eduard )
• Heißprägen multifunktionaler Kalibriernormale für bildverarbeitende Mikroskope zum Messen von Mikrosystemen und Nanostrukturen (Antragsteller Frühauf, Joachim )
• Hochgenaue Geometriebestimmung von Mikrobauteilen mit Computertomographie (CT) - Genauigkeitssteigerung durch moderne Rekonstruktions- und adaptive Messverfahren (Antragsteller Goebbels, Jürgen ;  Neuschaefer-Rube, Ulrich )
• Integration von Funktionsprüfung und dimensioneller Messtechnik zu einer optimierten Qualitätssicherungsstrategie für Mikroverzahnungen (Antragstellerinnen / Antragsteller Albers, Albert ;  Lanza, Gisela )
• Intervallmethoden zur Bewertung unsicherer Messinformation bei toleranzbehafteten Modellen in der Produktion mikromechanischer Systeme (Antragsteller Hofer, Eberhard P. )
• Messmethodik für die Produktion von vertikalen und lateralen Nanostrukturen der Mikro- und Nanoelektronik (Antragsteller Schwalke, Udo )
• Modellierung kohärenter Streulicht-Messprozesse für deterministische Nanostrukturen und stochastische Oberflächendefekte im Mikrometerbereich (Antragsteller Goch, Gert ;  Simon, Sven )
• Modellierung kohärenter Streulicht-Messprozesse für deterministische Nanostrukturen und stochastische Oberflächendefekte im Mikrometerbereich (Antragsteller Simon, Sven )
• Multiskalige Mess-, Steuer- und Regelungstechnik für die Prüfung von Mikro- und Nano-Systemen in der Produktion (Antragsteller Sawodny, Oliver )
• Neuartige Mess- und Prüfverfahren zur Ermittlung der Bondfestigkeit von Full-Wafer-Verbindungen (Antragsteller Woias, Peter )
• Neuartige räumlich strukturierte Testproben für die Bestimmung der Abbildungsqualität und die Kalibrierung der Längenskala in der Rastersondenmikroskopie (2) (Antragsteller Unger, Ph.D., Wolfgang )
• Neue Kalibrierstrategien für die fertigungsnahe Ermittlung mechanischer Eigenschaften von Mikrosystemen (MikroKal) (Antragsteller Osten, Wolfgang ;  Paul, Oliver )
• Neue multiskalige Mess-, Steuer- und Prüfstrategien für die Prüfung von Mikro- und Nanosystemen in Produktion (Antragsteller Osten, Wolfgang ;  Sawodny, Oliver ;  Westkämper, Engelbert )
• Neue multiskalige Mess- und Prüfstrategien für die Produktion von Mikrosystemen (Antragsteller Westkämper, Engelbert )
• Parallelisierte taktile Messtechnik für Mikrostrukturen (Antragsteller Tutsch, Rainer )
• Parallelisierte taktile Messtechnik für Mikrostrukturen (Antragsteller Büttgenbach, Stephanus ;  Tutsch, Rainer )
• Publikation zum Schwerpunktprogramm 1159: Neue Strategien der Mess- und Prüftechnik für die Produktion von Mikrosystemen und Nanostrukturen (StraMNano) (Antragsteller Weckenmann, Albert )
• Vergleichbare Messergebenisse bei der Messung nicht-geometrischer Größen (Hydrophilie von mikroskopischen Bereichen) in der Mikrotechnik durch Bereitstellung von validierten Verfahren und Referenzproben (Antragsteller Unger, Ph.D., Wolfgang )
• Vergleichbare Messergebenisse bei der Messung nicht-geometrischer Größen (Hydrophilie von mikroskopischen Bereichen) in der Mikrotechnik durch Bereitstellung von validierten Verfahren und Referenzproben (Antragsteller Schmidt, Martin )
• Vermeidung von Fehlantastungen an MikroStrukturen durch Erkennung von Fremdpartikeln mittels spektraler Dekomposition (Antragsteller Linß, Gerhard )

• Sprecher: Professor Dr.-Ing. Albert Weckenmann