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Licensed Unlicensed Requires Authentication Published by Oldenbourg Wissenschaftsverlag December 4, 2009

Selbstkalibrierung von Rasterkraftmikroskopen — Abbildung der Positionsabweichungen Self Calibration of SPM — Mapping the Errors of the Instrument

Min Xu , Thorsten Dziomba , Gaoliang Dai and Ludger Koenders
From the journal tm - Technisches Messen

Zusammenfassung

Ein Selbstkalibrierungsverfahren zur Abbildung der Positionsabweichungen in der x-y-Ebene und der Rechtwinkligkeitsabweichungen zwischen der z-Achse und der x-y-Ebene von Rasterkraftmikroskopen (engl. Scanning Force Microscopes, SFM) wurde entwickelt und angewendet. Das Verfahren zur Selbstkalibrierung hat Vorteile: einfacher Aufbau, und mit seiner Hilfe können sowohl Unregelmäßigkeiten von Maßverkörperungen als auch Abweichungen vom Idealverhalten von SFMs bestimmt und voneinander getrennt werden. Grenzen sind nur durch die Stabilität des Gerätes und der benutzten Probe gegeben. Zwei handelsübliche SFMs wurden unter Anwendung der vorgeschlagenen Methode untersucht. Die Ergebnisse eines dieser Geräte werden hier zur Illustration der Anwendung gezeigt. Die erzielten Ergebnisse stimmen gut mit denen überein, die klassische Kalibriermethoden mit hochgenauen Transfernormalen und messtechnischen Geräten lieferten. Das Selbstkalibrierungsverfahren bietet sich damit als eine wirkungsvolle Methode zur Abbildung weiterer Fehler von Rasterkraftmikroskopen an.

Abstract

A self calibration method has been employed for mapping the errors in the xy-plane and the squareness error between the z-axis and xy-plane of the SPMs. The self calibration method has advantages such as a rather simple calibration setup, being capable of extracting both artefact-related and SPM-related errors, and a high calibration performance only limited by the stability of the instruments. Two commercial SPMs have been investigated using the proposed method. The obtained results agree well with those obtained from classical calibration methods by means of highly accurate transfer standards and metrological devices. The self calibration method could be an effective complementary method for mapping additional errors of SPMs.


* Correspondence address: Physikalisch-Technische Bundesanstalt, AG 5.14 Schichtdicke und Nanostrukturen, Bundesallee 100, 38116 Braunschweig, Deutschland,

Published Online: 2009-12-04
Published in Print: 2009-10

© by Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München, Germany

Downloaded on 30.11.2022 from frontend.live.degruyter.dgbricks.com/document/doi/10.1524/teme.2009.0942/html
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