DE19601731A1 - Mikroskop mit vergrößertem Verschiebebereich für scheibenförmige Objekte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Lichtmikroskop mit "C"-förmigem Stativ, welches zum Betrachter hin frei zugänglich ist und aus einer Grundplatte, einem Vertikalteil und einem Querhaupt besteht. Der Objekttisch für die Aufnahme von scheibenförmigen Objekten ist in x- und y-Richtung verstellbar.

Ein derartiges Mikroskop ist beispielsweise aus der DE-C1-35 21 047 bekannt. Lichtmikroskope dieser Art werden häufig zur Qualitätskontrolle in der Elektronikindustrie eingesetzt. Hauptsächlichstes Untersuchungsobjekt sind dabei dünne Scheiben aus Halbleitermaterial, die sogenannten Wafer.

Um die Zahl der integrierten Bauelemente auf einer Wafer-Scheibe zu vergrößern und damit die spezifischen Kosten zu senken, wurde der Wafer-Durchmesser in den letzten Jahren ständig vergrößert. Die mikroskopischen Untersuchungsobjekte mußten sich logischerweise diesem Trend anpassen. Die damit einhergehende Forderung nach immer größeren, ausladenderen Geräten führten zu Mikroskop- Konstruktionen, die zusätzliche Abstützungen benötigen, um die geforderte Stabilität des Systems zu garantieren.

Aus dem DE-U1-90 04 328 ist eine aufrechtes Mikroskop der eingangs genannten Art bekannt, das im beobachtungsseitigen Bereich eine Abstützung aufweist, so daß gewissermaßen eine "Portal"-Stativform resultiert. Eine derartige zusätzliche Abstützung vermindert zwar die störenden Deformations- und Schwingungseinflüs­ se, gleichzeitig schränkt sie aber das freie Manipulieren des Beobachters ein. Außerdem verhindert sie einen direkten und ungehinderten Blick des Beobachters, der seine ergonomische Bedienposition beizubehalten trachtet, auf das zu mikroskopierende Untersuchungsobjekt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei Mikroskopen der eingangs genannten Art, die nur einen geringen Fokusbereich benötigen und mit denen dünne, großflächige Objektpräparate beobachtet oder vermessen werden sollen, den x-y-Verschiebungsbereich zu erhöhen, um die komplette Fläche eines großdimensionierten Objektes beobachten zu können, ohne die Gefahr von mechanischen Instabilitäten im Mikroskopgehäuse befürchten zu müssen.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seiten-Ansicht eines erfindungsgemäßen Mikroskops;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Mikroskops;

Fig. 3 eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Mikroskops.

In Fig. 1 wird ein Mikroskop in Seiten-Ansicht gezeigt, das ein "C"-förmiges Stativ 1 aufweist. Das Stativ 1 setzt sich zusammen aus einer Grundplatte 2, einem Vertikalteil 3 und einem Querhaupt 4. Auf der Grundplatte 2 befindet sich ein Objekttisch 5, der ein scheibenförmiges Objekt 9 trägt. Das Querhaupt 4 trägt an der zum Beobachter B weisenden Stirnseite eine Okular-Baugruppe 7 und an seiner zum Objekt 9 weisenden Unterseite eine Objektiv-Baugruppe 6, wobei mit der Bezugsziffer 8 die optische Achse dargestellt ist. Der Objekttisch 5 kann in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen mittels eines Koaxialtriebes 11 verstellt werden, wobei die Verstellung in x-Richtung durch den Verstellschlitten 12 und die Verstellung in y-Richtung durch den Verstellschlitten 13 bewerkstelligt wird.

Das großflächige, scheibenförmige Objekt 9 - beispielsweise ein Wafer - ist in den Fig. 1 bzw. 2 derart positioniert, daß sein zum Beobachter B weisender Peripher-Bereich im Bereich der optischen Achse 8 liegt. Diese Stellung ist also dadurch gekennzeichnet, daß der geometrische Mittelpunkt des Objekttisches 5 in Nahdistanz zum Vertikalteil 3 steht. Man erkennt in den beiden Figuren, daß eine derartige Positionierung und eine derartige mikroskopische Untersuchung des peripheren Objekt-Bereiches nur möglich ist, weil in erfindungsgemäßer Weise das Objekt 9 gewissermaßen in den Vertikalteil 3 "eindringt". Zu diesem Zweck wurde eine Ausnehmung 10 im beobachterseitigen Bereich des Vertikalteils 3 vorge­ sehen. Diese Ausnehmung kann - von oben betrachtet - rechteckförmig sein. Von der Seite betrachtet stellt sich die Ausnehmung 10 spalt- oder schlitzförmig dar.

Da großdimensionierte Objekte auch Objekttische analoger Größe bedingen, ergeben sich bei einer Verstellung des Objekttischs 5 in x-Richtung mittels des Verstellschlittens 12 sehr bald geometrische "Engpässe". Erfindungsgemäß wird hierzu vorgeschlagen, den Objekttisch 5 mit einer Ausnehmung zu versehen, so daß der geometrische Mittelpunkt des Tisches 5 möglichst nahe an den Vertikalteil 3 des Stativs 1 herangefahren werden kann. Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann diese Ausnehmung "U"-förmig sein, so daß der Objekttisch 5 in seinem zum Vertikalteil 3 weisenden Teilbereich gabelförmig gestaltet ist. In Fig. 1 erkennt man den linken "U"-Schenkel 14b und in Fig. 2 den rechten "U"-Schenkel 14a des Tisches 5. Es ist möglich, daß beide erfindungsgemäßen Ausnehmungen - also die Ausnehmung 10 im Vertikalteil 3 und die Ausnehmung in dem Objekttisch 5, die zur Ausbildung der beiden "U"- Schenkel 14a bzw. 14b führt - in einem Gerät in Kombination verwirklicht sind. Es ist indes auch möglich, daß lediglich eine der beiden Ausnehmungen jeweils in einem Gerät realisiert ist.

In Fig. 3 ist in Draufsicht das in den Fig. 1 bzw. 2 dargestellte Mikroskop gezeigt, wobei alle vier extremen Verfahr-Positionen des Objektes 9 dargestellt sind. Der Verstellschlitten 13 für die y-Richtung trägt das Objekt 9, das sich - vom Beobachter B aus betrachtet - hinten rechts befindet. Es kann längs des Schlittens 13 bis in die auch gezeichnete Position: hinten-links verfahren werden. Verschiebt man den Verstellschlitten 13 mittels des Verstellschlittens 12 für die X-Richtung zum Beobachter B hin, so ergeben sich die beiden anderen Extrempositionen: vorne-links bzw. vorne-rechts. Man erkennt, daß unter Beibehaltung bisheriger Mikroskop-Geräteabmessungen und ohne Beeinträchtigung der ergonomischen Sitzposition des Beobachters B großflächige Wafer ganzflächig vermessen werden können.

Es liegt im Rahmen der vorliegenden Erfindung, die Querschnittsgeometrie der Ausnehmung 10 im Vertikalteil 3 objektspezifisch zu gestalten, ohne eine Beeinträchtigung der Stabilität des Gesamtsystems in Kauf nehmen zu müssen. Ebenso ist auch die konkrete Raumform der Ausnehmung des Objekttisches 5 in seinem zum Vertikalteil 3 weisenden Bereich variabel; beispielsweise kann sie auch asymmetrisch sein.

Bezugszeichenliste

B Beobachter
1 "C"-förmiges Stativ
2 Grundplatte
3 Vertikalteil
4 Querhaupt
5 Objekttisch
6 Objekt-Baugruppe
7 Okular-Baugruppe
8 optische Achse
9 Objekt
10 Ausnehmung in (3)
11 Koaxialtrieb für (5)
12 x-Verstellschlitten von (5)
13 y-Verstellschlitten von (5)
14a (rechter) "U"-Schenkel von (5)
14b (linker) "U"-Schenkel von (5)

Claims (6)

1. Mikroskop mit "C"-förmigem, beobachterseitig offenem Stativ (1), bestehend aus einer einen Objekttisch (5) aufweisenden Grundplatte (2), einem Vertikalteil (3) und einem eine Objektiv- und eine Okular-Baugruppe (6 und 7) aufweisenden Querhaupt (4), dadurch gekennzeichnet, daß es zur Realisierung eines vergrößerten x-y-Verschiebebereichs eines großflächigen, scheibenförmigen, mikroskopischen Objektes (9) unter Beibehaltung der Außenmaße eines Mikroskops und einer ergonomischen Bedienposition eines Beobachters (B)

• a) in seinem Vertikalteil (3) eine objektgrößen- und objektform-spezifische Ausnehmung (10) und/oder
• b) im zum Vertikalteil (3) weisenden Bereich des Objekttisches (5) eine vertikal­ teil-spezifische Ausnehmung aufweist, so daß das geometrische Zentrum des Objekttisches (5) näher an den Vertikalteil (3) heranbewegbar ist.

2. Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als mikroskopisches Objekt (9) ein Wafer vorgesehen ist.

3. Mikroskop nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (10) im Vertikalteil (3) im Querschnitt spaltförmig und in Draufsicht rechteckförmig ist.

4. Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung im Objekttisch (5) "U"-förmig ist, wobei die beiden "U"-Schenke (14a, 14b) des Tisches (5) in Nahbereichs-Stellung zum Vertikalteil (3) diesen gabelförmig umgreifen.

5. Mikroskop nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (10) im Vertikalteil (3) derart dimensioniert ist, daß sie sowohl ein scheibenförmiges Objekt (9) als auch einen - gegebenenfalls mit einer Ausnehmung versehenen - Objekttisch (5) in dessen Nahbereichs-Stellung zum Vertikalteil (3) teilweise aufzunehmen vermag.

6. Mikroskop nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die "U"-Schenkel (14a bzw. 14b) im Bereich des Vertikalteils (3) mit zusätzlichen Führungsmitteln versehen sind.