Untersuchungen für den industriellen Einsatz der Nanometerkoordinatenmesstechnik

URN urn:nbn:de:gbv:705-opus-20899
URL
Dokumentart: Dissertation
Institut: Institut für Automatisierungstechnik
Fakultät: Fakultät Maschinenbau
Hauptberichter: Rothe, H. (Prof. Dr.-Ing. habil)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 20.08.2009
Erstellungsjahr: 2009
Publikationsdatum:
SWD-Schlagwörter: Temperatur , Kraftmikroskopie
Freie Schlagwörter (Deutsch): AFM , Nanometrologie , Nanofilter
DDC-Sachgruppe: Ingenieurwissenschaften

Kurzfassung auf Deutsch:

Die Dissertation "Untersuchungen für den industriellen Einsatz der Nanometerkoordinatenmesstechnik" zeigt Lösungsmöglichkeiten für Probleme auf, die durch einen großflächigen Einsatz der Rasterkraftmikroskopie und durch die Nutzung von Prinzipien der Koordinatenmesstechnik entstehen. Hierzu wird zunächst der Stand der Technik von Produktion und ihrer Qualitätssicherung im Nanometerbereich und die zugehörige Richtlinienarbeit dargestellt. Als Beispiel für ein metrologisches System wird die Nanometerkoordinatenmessmaschine (NCMM) detailliert vorgestellt. --- Es werden verschiedene Ansätze zur Lösung thermischer Probleme anhand dieses Gerätes behandelt. Hierbei erfolgen nach einer umfassenden Analyse des Temperaturverhaltens konstruktive Maßnahmen zur Minimierung des Temperatureintrags sowie der Temperaturauswikung und eine Verbesserung der Wärmeabfuhr inklusive einer aktiven Regelung. Ferner werden mathematische Korrekturverfahren für Zwecke der Temperaturkompensation der Messdaten evaluiert. --- Nach einer Modifikation bzw. Ergänzung einer vorhandenen Optik werden Algorithmen zur automatischen Probe-Spitze-Annährung sowohl in vertikaler als auch lateraler Richtung implementiert. Zu diesem Zwecke wird ferner eine Zusatzoptik konstruiert und erprobt, welche im Austausch mit dem AFM in der Maschine eingesetzt werden kann. --- Nach einer Analyse der systemimmanenten Grenzen der AFM-Messung mit der NCMM werden Konsequenzen bzgl. Messgeschwindigkeiten und Messrichtungen ausgezeigt sowie die Genauigkeit des Gesamtsystems charakterisiert. --- Schließlich wird als konkrete Industrieanwendung die Messung sogenannter Nanofilter mit der NCMM vorgestellt. Die Arbeit endet mit einem Ausblick auf weitere Herausforderungen, die sich teilweise aus den aufgezeigten Entwicklungen ergeben haben.

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