Ongoing trends in precision metrology, particularly in nanopositioning and nanomeasuring technology
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Head of the Department of Precision Measurement at the Institute of Process Measurement and Sensor Technology, Technische Universität Ilmenau and Spokesperson of the Kompetenzzentrum Nanopositionier- und Nanomessmaschine, Technische Universität Ilmenau
Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Process Measurement and Sensor Technology, PF 100 565, 98684 Ilmenau, Tel.: +49 3677 69 5050, Fax: +49 3677 69 5052
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Institute of Process Measurement and Sensor Technology at the Technische Universität Ilmenau, Special Fields: Digital filters, Optical interference force measurement technology, Metrology, Nanopositioning and nanomeasuring technology
Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Process Measurement and Sensor Technology, PF 100 565, 98684 Ilmenau, Tel.: +49 3677 69 1452, Fax: +49 3677 69 1412
Institute of Process Measurement and Sensor Technology at the Technische Universität Ilmenau, Special Fields: Nanopositioning and Nanomeasuring Technology; Nanoprobing; Nanotools
Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Process Measurement and Sensor Technology, PF 100 565, 98684 Ilmenau, Tel.: +49 3677 69 3442, Fax: +49 3677 69 1412
Institute of Process Measurement and Sensor Technology at the Technische Universität Ilmenau, Special Fields: Nanopositioning and Nanomeasuring Technology; Scanning Probe Microscopy
Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Process Measurement and Sensor Technology, PF 100 565, 98684 Ilmenau, Tel.: +49 3677 69 5049, Fax: +49 3677 69 5052
Institute of Process Measurement and Sensor Technology at the Technische Universität Ilmenau, Special Fields: Nanomeasuring Technology; Software Development (C#); Data Visualization
Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Process Measurement and Sensor Technology, PF 100 565, 98684 Ilmenau, Tel.: +49 3677 69 1809, Fax: +49 3677 69 1412
Institute of Process Measurement and Sensor Technology at the Technische Universität Ilmenau, Special Fields: Nanopositioning and Nanomeasurement Technology; Force Measurement and Weighing Technology
Technische Universität Ilmenau, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Process Measurement and Sensor Technology, PF 100 565, 98684 Ilmenau, Tel.: +49 3677 69 2824, Fax: +49 3677 69 1412
Abstract
Continuing engineering progress in precision fabrication technologies, especially in the diversified micro- and nanotechnology, stimulates the advance in precision metrology, particularly in nanopositioning and nanomeasuring technology. Structures reach atomic dimensions, and becoming more and more complex. Consequently, measurements are required – to an increasing extend – of larger surface regions and sidewalls with higher aspect ratios as well as fully 3D micro- and nano-structures.
Therefore, the resolution of nanomeasuring machines approaches the picometre level and the frequency stability of the laser sources the range of 10–10 to provide multiscale accuracy. Area-measuring optical sensors provide vast amount of data (> 5 Tbyte). Lateral highly resolved measurements are only possible by tip-based AFM single point probes but are extremely time consuming. Here, adaptive intelligent algorithms for optimum hierarchical measurement strategies are necessary. Multisenor instrumentation and multiparameter characterization provide additional challenges also in profoundly parallel data processing.
Zusammenfassung
Der anhaltende ingenieurtechnische Fortschritt in den Präzisionsfertigungstechnologien, speziell in den mannigfaltigen Mikro- und Nanotechnologien, stimuliert den Fortschritt in der Präzisionsmesstechnik, insbesondere der Nanopositionier- und Nanomesstechnik. Strukturen erreichen atomare Abmessungen, und werden immer komplexer. Infolgedessen werden Messungen zunehmend in immer größeren Regionen und mit immer größeren Aspektverhältnissen bis zu vollständigen 3D-Mikro- und Nanostrukturen erforderlich.
Deshalb erreicht die Auflösung von Nanopositionier- und Nanomessmaschinen bereits den Pikometer-Level und die Frequenzstabilität der Laserquellen den Bereich von 10–10, um multiskalige Genauigkeit zu ermöglichen. Optische Flächensensoren liefern enorme Datenmengen (> 5 Tbyte). Lateral hochauflösende Messungen sind nur mit spitzenbasierten AFM-Sensoren möglich aber extrem zeitaufwändig. Hier werden adaptive, intelligente Algorithmen für optimale hierarchische Messstrategien benötigt. Multisensorinstrumentation und Multiparametercharakterisierung bedeuten zusätzliche Herausforderungen, auch in hochgradig paralleler Signalverarbeitung.
About the authors
Head of the Department of Precision Measurement at the Institute of Process Measurement and Sensor Technology, Technische Universität Ilmenau and Spokesperson of the Kompetenzzentrum Nanopositionier- und Nanomessmaschine, Technische Universität Ilmenau
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©2015 Walter de Gruyter Berlin/Boston
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- Frontmatter
- Editorial
- 58. Ilmenauer Wissenschaftliches Kolloquium – Nanomesstechnik und Prozessmesstechnik
- Beiträge
- Challenges in nanometrology: high precision measurement of position and size
- Ongoing trends in precision metrology, particularly in nanopositioning and nanomeasuring technology
- High-resolution fiber-coupled interferometric point sensor for micro- and nano-metrology
- Ein kompakter Tastschnittsensor als Teil eines Multi-Sensor-Systems für Nanomessmaschinen
- Minimalinvasives, doppelt fasergekoppeltes Laserhygrometer für die schnelle in-situ Gasanalyse mit Absorptionslängen im Millimeterbereich
- Analyse, physikbasierte Modellierung und Systemidentifikation von Waagen nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kraftkompensation (EMK)
- Einsatzblock mit einer Mehrfachfixpunktzelle für einen Temperatur-Blockkalibrator
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