DE19601731C2

DE19601731C2 - Mikroskop mit vergrößertem Verschiebebereich für scheibenförmige Objekte

Info

Publication number: DE19601731C2
Application number: DE19601731A
Authority: DE
Inventors: Karl Kragolnik
Original assignee: Leica AG Austria
Current assignee: Leica AG Austria
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 1998-02-26
Anticipated expiration: 2016-01-20
Also published as: DE19601731A1; US5812311A

Description

Die Erfindung betrifft ein Lichtmikroskop mit "C"-förmigem Stativ, welches zum Betrachter hin frei zugänglich ist und aus einem Bodenteil, 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 DE 35 21 047 C1 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 DE 90 04 328 U1 ist ein 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 Schwingungseinflüsse, 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.

Aus CH 650 341 A5 ist ein Mikroskop bekannt, das eine nicht-plane Ausnehmung im Querhaupt aufweist, um zur Vermeidung des Einbaus einer Tubuslinse einen Objektivrevolver in möglichst geringem Abstand zum Binokulargehäuse positionieren zu können.

Schließlich ist aus US 5 175 644 ein Mikroskop bekannt, welches austauschbare Querhäupter aufweist, um unterschiedlich dimensionierte Objekte untersuchen zu können.

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 einem Bodenteil 2, einem Vertikalteil 3 und einem Querhaupt 4. Auf dem Bodenteil 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 ein Einschnitt 10 im beobachterseitigen Bereich des Vertikalteils 3 vorgesehen. Dieser Einschnitt kann - von oben betrachtet - rechteckförmig sein. Von der Seite betrachtet stellt er sich 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 der Einschnitt 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 des Einschnitts 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 - Bodenteil
3 - Vertikalteil
4 - Querhaupt
5 - Objekttisch
6 - Objektiv-Baugruppe
7 - Okular-Baugruppe
8 - optische Achse
9 - Objekt
10 - Einschnitt 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

1. Mikroskop zur Untersuchung scheibenförmiger Objekte,
mit einem beobachterseitig offenen, C-förmig ausgebildeten Stativ (1), das einen Bodenteil (2), einen Vertikalteil (3) und ein eine Objektivbaugruppe (6) und eine Okularbaugruppe (7) tragendes Querhaupt (4) aufweist,
und mit einem horizontal verschiebbaren Objekttisch (5), der das zu untersuchende Objekt (9) trägt
wobei die Horizontalabmessungen des Objekttisches (5) größer als die Horizontalabmessungen des zu untersuchenden Objektes (9) sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Realisierung eines vergrößerten Verschiebebereiches des Objekttisches (5) unter Beibehaltung der Außenmaße des Mikroskops und einer ergonomischen Bedienposition des Beobachters (B) der Objekttisch (5) zum Vertikalteil (3) hin eine dem Vertikalteil (3) angepaßte Ausnehmung aufweist, in die der Vertikalteil (3) beim Verschieben des Objekttisches (5) zum Vertikalteil (3) hin in den Objekttisch (5) eindringt, und/oder daß der Vertikalteil (3) einen den zu untersuchenden Objekten (9) hinsichtlich ihrer Größe und Form angepaßten, horizontalen Einschnitt (10) aufweist, in den das zu untersuchende Objekt (9) beim Verschieben des Objekttisches (5) zum Vertikalteil (3) hin in den Vertikalteil (3) eindringt.

2. Mikroskop nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den zu untersuchenden Objekten (9) angepaßte, horizontale Einschnitt (10) im Vertikalteil (3) in seinem horizontalen Querschnitt spaltförmig und in vertikaler Draufsicht rechteckförmig ausgebildet ist.

3. Mikroskop nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vertikalteil (3) in seinem horizontalen Querschnitt sowie die dem Vertikalteil (3) angepaßte Ausnehmung im Objekttisch (5) rechteckförmig ausgebildet sind, wobei der Vertikalteil (3) im Bereich des Objekttisches (5) Führungsmittel zur Führung des Objekttisches (5) aufweist.