Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Weiterentwicklung der Rasterelektronenmikroskopie zur Nutzung für dreidimensionale Oberflächenrekonstruktionen.
Dabei wird detailliert auf Möglichkeiten zur Neugestaltung des Detektorsystems
eingegangen, um den Wirkungsgrad und den rekonstruierbaren Flankenwinkel
von Messobjekten deutlich zu steigern.
Nach einer kurzen Einführung in die Funktionsprinzipien der Rasterelektronenmikroskopie
werden mögliche 3D-Rekonstruktionsmethoden unter Verwendung
dieser Technik beschrieben. Da die verbesserte photometrische Methode
das größte Potential bietet, soll sie in dieser Arbeit analysiert und infolgedessen
weiterentwickelt werden. Dem herausgestellten Optimierungspotential
wird sowohl mit Anpassungen der Methodik als auch mit Modifikationen am
verwendeten System begegnet. Dazu zählen unter anderem ein optimales Beschichtungsverfahren, eine 2D-Kalibrierstrategie, die Erweiterung des Systems
auf vier Sekundärelektronendetektoren, die Einführung einer Signalkombination,
die Abschirmung des Linsensystems und die Installation eines angepassten
Kollektorgitters. Die bestmögliche Geometrie des Gitters in Bezug auf den Wirkungsgrad und die Feldverteilung sowie die bestmöglichen Betriebsparameter
aller Anbauten werden mit einer detaillierten FEM-Simulation bestimmt. Des
Weiteren wird - nicht zuletzt für den Anwendungsfall als signaloptimierendes
Element - in der REM-Probenkammer eine elektronenabsorbierende Oberflächenstrukturierung mit Hilfe von weiteren Simulationen und Versuchsreihen
entwickelt.
Zur Demonstration der Fähigkeiten des modifizierten Systems werden im Abschluss
der Arbeit Kugelnormale und biologische Messobjekte rekonstruiert.
Durch eine Steigerung des maximal rekonstruierbaren Flankenwinkels im Gegensatz zu früheren Umsetzungen zeigt sich, dass die Modifikationen die gewünschten Effekte erzielen.
Aktualisiert: 2019-11-07
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