| Zusammenfassung: |
In vielen Bereichen der Naturwissenschaft und Technik werden in zunehmendem Maße immer kleinere Strukturen mit Abmessungen im Mikrometer- und Nanometerbereich hergestellt und verwendet. Dabei ist es oft wichtig, z.B. für die Funktionsfähigkeit eines mikroelektronischen Bauelements, die geometrischen Abmessungen dieser Strukturen genau zu kennen. Für diese "dimensionelle" Messung der Mikro- und Nanostrukturen werden insbesondere mikroskopische Verfahren eingesetzt, man spricht von "Quantitativer Mikroskopie". Je nach Wechselwirkung mit den zu messenden Strukturen kann man die verwendeten mikroskopischen Verfahren in drei Gruppen einteilen: Mikroskopie mit optischer Strahlung, Mikroskopie mit Elektronen und die Rasterkraftmikroskopie. Alle diese Verfahren haben ihre speziellen Einsatzgebiete und ihre speziellen Vor- und Nachteile. Alle drei Verfahren liefern aufgrund ihrer unterschiedlichen Wechselwirkungsmechanismen unterschiedliche, sich ergänzende Aussagen. Daher ist für eine umfassende und zuverlässige Messung an Proben mit hohen Anforderungen an die Messgenauigkeit oft die Anwendung aller dieser Verfahren nötig. Für eine genaue dimensionelle Messung von Mikro- und Nanostrukturen sind mehrere Dinge entscheidend: Zunächst muss das Messsystem eine genaue Kontrolle der Messbedingungen erlauben, um eine gute Reproduzierbarkeit der Messergebnisse zu erreichen. Des weiteren muss die Skala der mikroskopischen Messungen auf die Einheit des internationalen Systems (SI) -das Meter- zurückgeführt sein, damit die Ergebnisse auch international vergleichbar sind. Darüber hinaus ist eine umfassende Analyse der Bildentstehung unter Berücksichtigung der physikalischen Eigenschaften des Messobjekts wichtig, um die geeigneten und richtigen Kriterien zur Auswertung der erzeugten Mikroskopbilder heranzuziehen. Gerade der letztgenannte Aspekt ist bei sehr kleinen Strukturen und bei Messungen mit kleinster Unsicherheit unumgänglich und stellt eine große Herausforderung dar. In diesem Beitrag werden die Einsatzmöglichkeiten und die derzeitigen Grenzen der verschiedenen mikroskopischen Systeme in der quantitativen Mikroskopie im Überblick aufgezeigt, wobei der Schwerpunkt bei der optischen Mikroskopie liegt. Darüber hinaus werden Ansätze zu einer Weiterentwicklung der optischen Mikroskopie skizziert, um die weiter wachsenden Anforderungen an diese Messtechnik erfüllen zu können. |
