MEMS Ringshutter für hochaperturige sub-mikroskalige Interferometrie mit dynamischer selektiver Apertur-Ausleuchtung (Mosaik)

• Antragsteller: Dr.-Ing. Mustaqim Siddi Que Iskhandar; Professor Dr.-Ing. Peter Lehmann
• Fachliche Zuordnung: Messsysteme ; Mikrosysteme
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 564674145

Das Vorhaben zielt auf die Optimierung von Simulation, Design und Fabrikation eines MEMS Ringshutters sowie dessen Integration und Anwendung in einem hoch-aperturigen (0.95 NA) Linnik-Interferometer ab, um frequenzselektive Beleuchtung zu ermöglichen. Über die Abbildung des Ringshutters in die Pupillenebene der Mikroskopobjektive kann diese partiell ausgeleuchtet werden, sodass Licht nur unter ausgewählten Einfallswinkeln in spezifizierten Sektoren auf die Probe trifft, was die Ortsfrequenzspektren der messbaren Interferogramme verändert. Da je nach Oberflächenstruktur unterschiedliche Ortsfrequenzen entscheidend für die Rekonstruktion der Topographie sind, kann das Signal zu Rausch Verhältnis auf diese Weise deutlich verbessert werden. Dies trifft vor allem auf anspruchsvolle Struktureigenschaften mit hohen Oberflächensteigungen und kleinen Gitterperioden zu. Der Ringshutter, welcher im hier skizzierten Messaufbau als Lichtmanipulator dient, wird dazu hinsichtlich seiner optischen Eigenschaften (insb. Transmission und Kontrast) durch Anpassungen in Design, Herstellungsprozess und Materialwahl optimiert. Es sollen im Rahmen des Projektes ideal geeignete Parameter (insb. Anzahl und Breite von Ringsektoren) zur vorteilhaften Zusammenstellung der Ortsfrequenzspektren bei Auswertung ausgewählter Referenzproben gefunden werden. Die Schaltgeschwindigkeit im µs-Bereich erlaubt eine schnelle dynamische Ansteuerung und somit das Messen mit unterschiedlichen Beleuchtungsaperturen in einem Tiefenscan. Um die Methodik zu entwickeln und bestmögliche Ergebnisse zu gewährleisten, muss der Ringshutter extrem genau im optischen Strahlengang des Interferometers justiert werden. Die elektronische Ansteuerung muss mit dem Messablauf synchronisiert werden und die Signalverarbeitungsalgorithmen müssen auf die veränderbaren Signalspektren angepasst werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Professor Dr. Hartmut Hillmer