DD263364A1 - Anordnung zum ausgleich unterschiedlicher objekttraegerdicken - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ausgleich unterschiedlicher Objekttraegerdicken fuer Beleuchtungseinrichtungen von Mikroskope, bei denen der Kondensor 9 an seinem, dem Objekttraeger 4, 15, 17 zugewandten Ende von einer Kapsel 8 umschlossen ist. Zwischen dem Kondensor 9 und der Innenflaeche der Kapsel 8 ist ein nach aussen allseitig abgeschlossener Raum mit konstantem Volumen vorhanden, der mit Immersionsfluessigkeit 12 vollstaendig ausgefuellt ist. Im Bereich der Frontlinse 10 des Kondensors 9 besitzt die Kapsel 8 eine planparallele Glasplatte 11 mit konstantem Abstand vom Objekttraeger 4, 15, 17. Die Dicke der Schicht der Immersionsfluessigkeit 12 zwischen der Frontlinse 10 des Kondensors 9 und der Glasplatte 11 ist in Abhaengigkeit von der Dicke des Objekttraegers 4, 15, 17 stetig veraenderbar. Fig. 1

Description

Objektträgers konstant ist, und daß die Schichtdicke der Immersionsflüssigkeit zwischen der Frontlinse des Kondensors und der planparallelen Glasplatte in Abhängigkeit von der Dicke des Objektträgers stetig veränderbar ist.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die kapsel einerseits starr mit dem, den Objektträger aufnehmenden Tischträger des Mikroskopes und andererseits flüssigkeitsdicht durch ein elastisches Zwischenelement, vorzugsweise in Form eines Faltenbalgs oder einer Hülse aus elastischem Werkstoff,, mit dem Gehäuse des Kondensors verbunden ist.

Gemäß der Erfindung erfolgt die Veränderung der Schichtdicke der über der Frontlinse des Kondensors befindlichen Immersionsflüssigkeit durch eine relative axiale Verschiebung der Kapsel mit der planparallelen Glasplatte gegenüber dem Kondensor. Zwischen der Glasplatte der Kapsel und der Objektträgerauflage, bzw. Objektträgerunterseite befindet sich ein geringer, konstanter Luftspalt. Bei Veränderung der Dicke des Objektträgers wird die Dicke der Immersionsschicht um den gleichen'Betrag so verändert, daß die Summe aus Objektträgerdicke und Dicke der Immersionsschicht konstant bleibt. Auf die Gesamtdicke, bestehend aus den Dicken von Objektträger, Luftspalt, Glasplatte und Immersionsschicht, ist der Korrektionszustand des Kondensors berechnet, wobei die optischen Daten der Immersionsflüssigkeit, die sich in der Kapsel

befindet, denen desObjektträgers angepaßt sind. · .

Um nun die Dicke der Flüssigkeitsschicht so zu verändern, daß die Fokusebene des Kondensors mit der Objektebene zusammenfällt und gleichzeitig die Gesamtdicke konstant bleibt, ist der Kondensor mit dem Objektiv des Mikroskopes fest verbunden. Wird der Objektträger gegen einen anderen mit einer anderen Dicke ausgewechselt, so wird bei feststehendem Mikroskoptisch mit der Objektivfokussierung gleichzeitig auch der Kondensor fokussiert.

Ist der Mikroskopaufbau so, daß das Objektiv und der Kondensor feststehen und die Fokussierung durch den Mikroskoptisch vorgenommen wird, so wird die Kapsel, die mit dem Tisch verbunden ist, relativ zum Kondensor so verschoben, daß bei gleichbleibendem Luftspalt zwischen Glasplatte und Objektträger sich die Dicke der Flüssigkeitsschicht vor der Frontlinse des Kondensors ändert.

Es tritt also jeweils eine Relativbewegung der Kombination Objektiv-Kondensor gegen die Kombination Objektträger bzw.

Mikroskoptisch-planparallele Glasplatte bzw. Kapsel auf. .

Durch die erfindungsgemäße Anordnung werden mit der Fokussierung auf das Objekt automatisch unterschiedliche Objektträgerdicken kompensiert und der Korrektionszustand des Mikroskopstrahlenganges weitestgehend beibehalten. Die Handhabung wird vereinfacht, da Kompensationsplatten und ein Ausmessen der Objektträger entfallen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem-Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1: 'schematisch die erfindungsgemäße Anordnung an einem Mikroskop. Fig.2und3: die Wirkungsweise bei unterschiedlichen Objektträgerdicken.

Wie Fig. 1 zeigt, befindet sich am Stativ 1 eines Mikroskopes ein Objektiv 2, mit welchem ein Objekt 3 auf einem Objektträger 4 beobachtet wird. Der Objektträger 4 liegt auf einem beweglichen Tisch 5 des Mikroskopes, welcher auf dem durch einen Fokussiertrieb 6 in Richtung der optischen Achse bewegbaren Tischträger 7 angeordnet ist. Die Fokussierung des Objektives 2 auf das Objekt 3 durch eine axiale Verschiebung des Tischträgers 7 mit dem Tisch 5 und dem Objektträger 4 relativ zum Stativ 1 und damit auch zum Objektiv 2. In fester Verbindung mit dem Tischträger 7 steht die Kapsel 8, welche den Kondensor 9 der Beleuchtungseinrichtung des Mikroskopes zum Objektträger 4 hin umschließt. Die Kapsel 8 besitzt, zwischen Frontlinse 10 des Kondensors 9 und Objektträger 4 gelegen, als Abschluß eine planparallele Glasplatte 11 und ist im Tischträger 7 so einjustiert, daß zwischen der Glasplatte 11 und der dem Kondensor 9 zugewandten Fläche des Objektträgers 4 ein konstanter geringer Luftspalt 14 vorhanden ist. Im Zwischenraum zwischen der Kapsel 8 und dem Kondensor 9, welcher stets ein konstantes Volumen besitzt, befindet sich eine Immersionsflüssigkeit 12, welche vorzugsweise die gleichen optischen Daten besitzt, wie der Objektträger 4. Der Zwischenraum istvbllständig mit der Immersionsflüssigkeit 12 gefüllt. Die Kapsel 8 ist flüssigkeitsdicht durch ein elastisches Zwischenelement 13, z. B. durch einen Faltenbalg (Fig. 1) oder eine geeignete Hülse aus elastischem Werkstoff mit dem Gehäuse des Kondensors9 verbunden.

Wird beim Fokussieren durch den Fokussiertrieb 6 der TischträgeT 7 axial verschoben, so bewegt sich die Kapsel 8 mit der Glasplatte 11 relativ zum Kondensor 9.

Dadurch ändert sich die Dicke der Schicht der Immersionsflüssigkeit 12 zwischen der Glasplatte 11 und der Frontlinse des Kondensors 9. Die dadurch bedingte Volumenverschiebung der Immersionsflüssigkeit 12 wird durch das Zwischenelement 13 ausgeglichen. Die Größe des Luftspaltes 14 zwischen Glasplatte 11 und Objektträger 4 bleibt konstant. '.

In den Fig. 2 und 3 ist der Ausgleich der Objektträgerdicken in seiner Wirkungsweise dargestellt, wobei Fig. 2 die Verhältnisse bei der Anwendung eines relativ dicken Objektträgers 15 darstellt. Zwischen dem Objektiv 2 und dem Kondensor 9 befinden sich der Objektträger. 15, der konstante Luftspalt 14, die Glasplatte 11 und eine Schicht 16 bestimmter Dicke d der Immersionsflüssigkeit 12. Der Kondensor 9 ist zum Objektiv 2 so justiert, daß deren Fokusebenen in der Ebene des Objektes 3 zusammenfallen. Die Gesamtdicke e = a + b + c + d ist in die Korrekturrechnung des Kondensors 9 mit einbezogen, wobei a die Dicke des Objektträgers 15, bdie Dicke des Luftspaltes 14, c die Dicke der Glasplatte 11 und d die Dicke der Schicht 16 der Immersionsflüssigkeit 12 sind.

Wird nun der Objektträger 15 gegen einen dünneren Objektträger 17 ausgewechselt (Fig. 3), behalten Objektiv 2 und Kondensor 9 ihre Position zueinander bei. Der Objektträger 17 wird durch Verstellung des Tischträgers 7 (Fig. 1) soweit angehoben, bis das Objekt 3 in der Fokusebene des Objektives 2 liegt. Da nun gemäß der Anordnung nach Fig. 1 die Unterseite des Objektträgers 17 zu der Glasplatte 11 einen feststehenden Luftspalt 14 der Dicke b hat, wird auch die Kapsel 8 mit der Glasplatte 11 entsprechend angehoben. Dadurch vergrößert sieh gleichzeitig die Dicke d der Immersionsflüssigkeit 12 auf-d' der Schicht 18 zwischen der Frontlinse 10 des Kondensors 9 und der Glasplatte 11 um den Betrag, um welchen der Objektträger 17 bei der Fokussierung angehoben, d. h. gegen das Objektiv 2 hin verschoben we/den muß. Da die Dicke b des Luftspaltes 14 und die Dicke c der Glasplatte 11 konstant sind und die Dicke d' (Schicht 18) der Immersionsflüssigkeit 12 um den gleichen Betrag zunimmt, wie die Dicken a' des Objektträgers 17 gegenüber der Dicke a des Objektträger 15 abgenommen hat, bleibt die Gesamtdicke e insgesamt konstant.

Bei annähernd gleichen optischen Daten der Immersionsflüssigkeit 12 und des Objektträgers bleibt die Gesamtdicke konstant und damit auch der Korrekturzustand der gesamten Abbildung des Mikroskopes.

Claims (2)

1. Anordnung zum Ausgleich unterschiedlicher Objektträgerdicken für Beleuchtungseinrichtungen von Mikroskopen, welche mit einem Kondensator im Beleuchtungsstrahlengang ausgerüstet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (9) an seinem, dem Objektträger (4; 15; 17) zugewandten Ende von einer Kapsel (8) derartig umschlossen ist, daß zwischen dem Kondensor (9) und der Innenfläche der Kapsel (8) ein nach außen allseitig abgeschlossener Raum mit konstantem Volumen vorhanden ist, der mit Immersionsflüssigkeit (12) vollständig ausgefüllt ist, daß die Kapsel (8) im Bereich vor der Frontlinse (10) des Kondensors (9) eine planparallele Glasplatte (11) besitzt, deren Luftabstand (14) von der dem Kondensor (9) zugewandten Fläche des Objektträgers (4; 15; 17) konstant ist, und daß die Schichtdicke der Immersionsflüssigkeit (12) zwischen der Frontlinse (10) des Kondensors (9) und der planparallelen Glasplatte (11) in Abhängigkeit von der Dicke des Objektträgers (4; 15; 17) stetig veränderbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapsel (8) einerseits starr mit dem, den Objektträger (4) aufnehmenden Tischträger (7) des Mikroskopes und andererseits flüssigkeitsdicht durch ein elastisches Zwischenelement (13), vorzugsweise in Form eines Faltenbalgs oder einer Hülse aus elastischem Werkstoff, mit dem Gehäuse des Kondensors (9) verbunden ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Ausgleich unterschiedlicher Objektträgerdicken für Beleuchtungseinrichtungen von Mikroskopen, vorzugsweise zur Anwendung bei der Maskenvermessung in der Halbleiterindustrie.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Allgemein werden Kondensoren der Beleuchtungseinrichtungen von Mikroskopen für Objektträger einer Dicke von 0,9-1,3 mm so ausgelegt, daß die Abbildungsfehler des gesamten Mikroskopstrahlenganges für eine mittlere Objektträgerdicke von z. B. 1,1 mm ein Minimum darstellen. Abweichungen von dieser Dicke führen prinzipiell zu Abbildungsfehlem. Zur Beseitigung von Aberrationen im Beleuchtungsstrahlengang, die durch die Verwendung von Objektträgern unterschiedlicher Dicke entstehen, wird nach der DE-OS 2946544 ein Kondensor benutzt, der mit einer auswechselbaren, objektseitig angeordneten Planparallelplatte entsprechender Dicke ausgerüstet ist, die in den Korrektionszustand des Kondensors eingerechnet ist. Die Dicke dieser Planparallelplatten wird von der Dicke der verwendeten unterschiedlichen Objektträger bestimmt und soll deren Dickendifferenzen ausgleichen. Eine gleiche Methode des Dickenausgleiches ist aus der EP-PS 0100475.bekannt.

Nachteilig ist jedoch, daß der Ausgleich nur für vorher bekannte Objektträgerdicken benutzt werden kann und für jede verwendete Objektträgerdicke eine entsprechend dicke Planparallelplatte als Ausgleichselement vorgesehen werden muß. Insbesondere für Anwendungsfälle, bei denen eine hohe Abbildungsqualität des Kondensors verlangt wird und bei denen häufiger Objektträgerwechsel mit unterschiedlichen Dicken auftritt, ist diese Methode des Ausgleichsplattenwechsels sehr aufwendig und unzumutbar.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen und vor allem den Arbeitsaufwand beim Objektträgerwechsel durch Vereinfachung der Kompensation unterschiedlicher Objektträgerdicken zu verringern und somit den Gebrauchswert der Mikroskope zu erhöhen.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Ausgleich unterschiedlicher Objektträgerdicken bei Mikroskopen zu schaffen, mit welcher ohne Änderung des sphärischen Korrekturzustandes des optischen Abbildungssystems und ohne Nachfokussierung bei Verwendung von Objektträgern unterschiedlicher Dicke stets eine konstante Fokuslage der Beleuchtung in der Objektebene des Mikroskopes erreicht wird. Dabei soll auch vermieden werden, daß der Objektträger mit Immersionsflüssigkeit in Berührung kommt;

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Anordnung zum Ausgleich unterschiedlicher Objektträgerdicken für Beleuchtungseinrichtungen von Mikroskopen, welche mit einem Kondensor im Beleuchtungsstrahlengang ausgerüstet ist, dadurch gelöst, daß der Kondensor an seinem, dem Objektträger zugewandten Ende von einer Kapsel derartig umschlossen ist, daß zwischen dem Kondensor und der Innenfläche der Kapsel ein nach außen allseitig abgeschlossener Raum mit konstantem Volumen vorhanden ist, der mit Immersionsflüssigkeit vollständig ausgefüllt ist, daß die Kapsel im Bereich vor der Frontlinse des Kondensors eine planparallele Glasplatte besitzt, deren Luftabstand von der dem Kondensor zugewandten Fläche des