Entwicklung und Fertigung von Nano-Raunormalen

Zur Kalibrierung von Rasterkraftmikroskopen (RKM) bedarf es geeigneter Rauheitsnormale. Ziel der vorliegenden Arbeit ist, am Prinzip der Raunormale für das Tastschnittverfahren angelehnte Nano-Raunormale zu schaffen. Sie weisen gerichtete Profile auf, also Profile, die senkrecht zur Messrichtung konstant sind. Das in Messrichtung liegende Profil dient der Kalibrierung und wiederholt sich damit die Messung vom Startpunkt unabhängig ist. Entwickelt werden Nano-Raunormale mit einem Mittenrauwert Ra von 20 nm und Ra von 5 nm. Letzteres eignet sich besonders gut zum Einsatz im RKM, da es einen besonders kleinen Messbereich aufweist, der dem geringen Messbereich typischer RKM angepasst ist. Für die Nano-Raunormale werden zwei Konzepte verfolgt, eins mit und eins ohne Profilwiederholung. Für ein Ra von 20 nm wird eine Profilwiederholung angestrebt, bei einem Ra von 5 nm wird ein neues Konzept ohne Profilwiederholung entwickelt und verfolgt. Zur Fertigung der Nano-Raunormale wird das Nanoschleifen eingesetzt. Hierzu wird ein Werkzeug entwickelt und gebaut sowie die Arbeitsscheibe zur Fertigung der Nano-Raunormale angepasst. Ein geeigneter Werkstoff für die Nano-Raunormale wird ermittelt. Mit Hilfe von DoE wird das Nanoschleifen dahingehend untersucht die Prozessparameter zu bestimmen mit denen gerichtete Profile mit den zwei angestrebten Mittenrauwerten erzeugt werden können. Die so erzeugten Profile werden hinsichtlich ihrer Profilwiederholung bzw. Eignung für das neue Konzept der Nano-Raunormale analysiert. Um diese Analyse durchzuführen werden Auswerteverfahren entwickelt, die auf Kreuzkorrelation basieren.