JP2001056437A - Laser microscope and operating method thereof - Google Patents

Laser microscope and operating method thereof

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JP2001056437A
JP2001056437A JP11233730A JP23373099A JP2001056437A JP 2001056437 A JP2001056437 A JP 2001056437A JP 11233730 A JP11233730 A JP 11233730A JP 23373099 A JP23373099 A JP 23373099A JP 2001056437 A JP2001056437 A JP 2001056437A
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JP
Japan
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sample
optical system
extreme ultraviolet
observation
ultraviolet laser
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JP11233730A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidekazu Takenaka
秀和 竹中
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce damage given to an observation sample by an extreme ultraviolet laser beam. SOLUTION: By this operating method, an object to be observed on the sample is specified first by using the visible light beam of a normal optical system and observed with high resolution by using the extreme ultraviolet laser beam of a confocal optical system after it is specified when the sample is observed by a ultraviolet laser confocal microscope 1.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ顕微鏡及び
その操作方法に関し、特に、極紫外線レーザを用いたレ
ーザ顕微鏡において、極紫外線レーザが観察試料に与え
るダメージを軽減することができるようにしたレーザ顕
微鏡及びその操作方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser microscope and a method of operating the same, and more particularly, to a laser microscope using an extreme ultraviolet laser, which is capable of reducing damage to an observation sample caused by the extreme ultraviolet laser. The present invention relates to a microscope and an operation method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】試料を観察する場合に利用される顕微鏡
として、例えば、光学顕微鏡、極紫外線レーザコンフォ
ーカル顕微鏡等が存在する。光学顕微鏡は、発振波長が
365nmのi線を使用している。一方、極紫外線レー
ザコンフォーカル顕微鏡は、発振波長が266nmの極
紫外線レーザを使用している。顕微鏡の分解能は使用す
る光の発振波長を短くすることにより向上するため、試
料をより高い分解能で観察する場合には、極紫外線レー
ザコンフォーカル顕微鏡が利用される。極紫外線レーザ
コンフォーカル顕微鏡の分解能は、理論上、光学顕微鏡
の分解能に比べて1.37倍向上する。
2. Description of the Related Art As microscopes used for observing a sample, for example, there are an optical microscope and an extreme ultraviolet laser confocal microscope. The optical microscope uses an i-line having an oscillation wavelength of 365 nm. On the other hand, an extreme ultraviolet laser confocal microscope uses an extreme ultraviolet laser having an oscillation wavelength of 266 nm. Since the resolution of the microscope is improved by shortening the oscillation wavelength of the light to be used, an extreme ultraviolet laser confocal microscope is used to observe the sample at a higher resolution. The resolution of an extreme ultraviolet laser confocal microscope is theoretically 1.37 times higher than the resolution of an optical microscope.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、極紫外
線レーザはi線等の長波長光に比べて光エネルギーが大
きいため、極紫外線レーザをi線と同じ出力で試料に照
射した場合、試料により大きなダメージを与えるという
課題があった。
However, since the extreme ultraviolet laser has larger light energy than long wavelength light such as i-line, when the extreme ultraviolet laser irradiates the sample with the same output as the i-line, the sample becomes larger. There was a problem of causing damage.

【0004】ここで、ダメージとは、例えば、極紫外線
レーザコンフォーカル顕微鏡を使用して、フォトレジス
トを塗布したシリコンウエハを観察した場合、極紫外線
レーザの走査範囲内でフォトレジストが蒸発してしまう
ことや金属薄膜を観察した場合、極紫外線レーザの走査
範囲内で輪郭が薄く残ってしまうことを指している。
Here, the damage means, for example, that when a silicon wafer coated with a photoresist is observed using an extreme ultraviolet laser confocal microscope, the photoresist evaporates within the scanning range of the extreme ultraviolet laser. That is, when a thin metal film is observed, the outline remains thin within the scanning range of the extreme ultraviolet laser.

【0005】また、上記の例のように、試料へのダメー
ジが顕著である場合、測定及び検査結果に悪影響を及ぼ
すばかりでなく、試料自体が再利用できなくなるという
課題があった。
Further, when the damage to the sample is remarkable as in the above-mentioned example, there is a problem that not only the measurement and inspection results are adversely affected but also the sample itself cannot be reused.

【0006】そこで、本発明の目的は、極紫外線レーザ
を用いたレーザ顕微鏡において、極紫外線レーザが観察
試料に与えるダメージを軽減することができるようにし
たレーザ顕微鏡及びその操作方法を提供することにあ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a laser microscope using an extreme ultraviolet laser, which is capable of reducing damage to an observation sample caused by the extreme ultraviolet laser, and a method of operating the laser microscope. is there.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の一つの側面は、極紫外線レーザコンフォ
ーカル顕微鏡で試料を観察する場合、最初に試料上の観
察対象を通常光学系の可視光を使用して特定し、観察対
象を特定した後で、コンフォーカル光学系の極紫外線レ
ーザを使用してより高い分解能で観察対象を観察する。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, one aspect of the present invention is that, when observing a sample with an extreme ultraviolet laser confocal microscope, first, an object to be observed on the sample is usually optical system. After identifying the observation target using the visible light, the observation target is observed with higher resolution using the extreme ultraviolet laser of the confocal optical system.

【0008】これにより、試料への極紫外線レーザの照
射回数を必要最小限に抑えることができる。その結果、
極紫外線レーザが観察試料に与えるダメージを軽減させ
ることができる。
Thus, the number of times of irradiation of the sample with the extreme ultraviolet laser can be minimized. as a result,
Damage to the observation sample caused by the extreme ultraviolet laser can be reduced.

【0009】上記の目的を達成するために、本発明は、
上記レーザ顕微鏡の操作方法において、前記通常光学系
を使用して前記試料上の観察対象を特定する特定ステッ
プと、前記特定ステップで特定された前記試料上の観察
対象を前記コンフォーカル光学系を使用してより高い分
解能で観察する観察ステップとを含むことを特徴とす
る。
[0009] To achieve the above object, the present invention provides:
In the operating method of the laser microscope, a specifying step of specifying the observation target on the sample using the normal optical system, and using the confocal optical system to specify the observation target on the sample specified in the specifying step And observing with higher resolution.

【0010】上記本発明によれば、極紫外線レーザが観
察試料に与えるダメージを軽減させることができる。
According to the present invention, it is possible to reduce the damage that the extreme ultraviolet laser causes to the observation sample.

【0011】上記の目的を達成するために、本発明の別
の側面は、極紫外線レーザコンフォーカル顕微鏡で複数
の層から構成されている試料を観察する場合、最初に試
料上の観察対象を通常光学系を使用して特定し、観察対
象を特定した後で、ステージを高さ方向に一定のピッチ
で動かし、その都度、コンフォーカル光学系を使用して
観察対象を観察する。
In order to achieve the above object, another aspect of the present invention is to observe a sample composed of a plurality of layers with an extreme ultraviolet laser confocal microscope, first of all, an object to be observed on the sample is usually After specifying using the optical system and specifying the observation target, the stage is moved at a constant pitch in the height direction, and each time the observation target is observed using the confocal optical system.

【0012】これにより、複数の層から構成されている
試料を観察する場合において、焦点深度の違いから生じ
るコンフォーカル光学系による観察画像と通常光学系に
よる観察画像との違いを回避することができる。また、
観察試料に対して、必要最小限の回数しか極紫外線レー
ザを照射しないため、極紫外線レーザが観察試料に与え
るダメージを必要最小限に抑えることができる。
Thus, when observing a sample composed of a plurality of layers, it is possible to avoid a difference between an image observed by a confocal optical system and an image observed by a normal optical system due to a difference in depth of focus. . Also,
Since the observation sample is irradiated with the extreme ultraviolet laser only a minimum number of times, damage to the observation sample caused by the extreme ultraviolet laser can be suppressed to a minimum.

【0013】上記の目的を達成するために、本発明は、
上記レーザ顕微鏡の操作方法において、前記観察試料が
複数の層から構成されている場合、前記観察ステップで
前記ステージを高さ方向に一定のピッチで動かし、その
都度前記試料を観察することを特徴とする。
[0013] To achieve the above object, the present invention provides:
In the operating method of the laser microscope, when the observation sample is composed of a plurality of layers, the stage is moved at a constant pitch in the height direction in the observation step, and the sample is observed each time. I do.

【0014】上記本発明によれば、複数の層から構成さ
れている試料を観察する場合において、焦点深度の違い
から生じるコンフォーカル光学系による観察画像と通常
光学系による観察画像との違いを回避することができ
る。
According to the present invention, when observing a sample composed of a plurality of layers, it is possible to avoid a difference between an image observed by a confocal optical system and an image observed by a normal optical system due to a difference in depth of focus. can do.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形
態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, such embodiments do not limit the technical scope of the present invention.

【0016】図1は、本発明を適用した極紫外線レーザ
コンフォーカル顕微鏡1の一実施の形態の構成を示す図
である。極紫外線レーザコンフォーカル顕微鏡1にはハ
ロゲンランプ(図示せず)を光源とする落射照明系(通
常光学系)が搭載されている。図示せぬハロゲンランプ
から射出された可視光は、電動XYZステージ2上に設置
された試料(図示せず)に照射され、その反射光が接眼
レンズ6及び可視光用カラーCCD(Charge Coupled Devic
e)カメラ14に入射される。オペレータは、接眼レンズ
6を使って電動XYZステージ2上の試料を観察すること
ができる。また、極紫外線レーザコンフォーカル顕微鏡
1には、極紫外線レーザ光源7を有するコンフォーカル
光学系が搭載されており、これら2つの光学系を適宜切
り替えて試料を観察する。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an embodiment of an extreme ultraviolet laser confocal microscope 1 to which the present invention is applied. The extreme ultraviolet laser confocal microscope 1 is equipped with an epi-illumination system (normal optical system) using a halogen lamp (not shown) as a light source. Visible light emitted from a halogen lamp (not shown) is applied to a sample (not shown) installed on the motorized XYZ stage 2, and the reflected light is reflected by the eyepiece 6 and a visible light color CCD (Charge Coupled Device).
e) The light enters the camera 14. The operator can observe the sample on the electric XYZ stage 2 using the eyepiece 6. Further, the confocal optical system having the extreme ultraviolet laser light source 7 is mounted on the extreme ultraviolet laser confocal microscope 1, and the sample is observed by appropriately switching these two optical systems.

【0017】電動XYZステージ2は電動化されており、
所定の範囲でX方向(横方向)、Y方向(縦方向)及び
Z方向(高さ方向)に動かすことができる。電動回転レ
ボルバ3には、可視光用対物レンズ4(10倍、40倍
及び100倍)及び極紫外線用対物レンズ5(100
倍)が取り付けられており、電動回転レボルバ3自身を
回転させることにより、所望の対物レンズに切り替え
る。尚、XYZステージ2及び回転レボルバ3は、必ずし
も電動化されている必要はなく、手動で動くようになさ
れていても良い。
The electric XYZ stage 2 is motorized,
It can be moved in the X direction (horizontal direction), the Y direction (vertical direction) and the Z direction (height direction) within a predetermined range. The electric rotating revolver 3 includes a visible light objective lens 4 (10 ×, 40 ×, and 100 ×) and an extreme ultraviolet objective lens 5 (100 ×
) Is mounted, and by rotating the electric rotary revolver 3 itself, switching to a desired objective lens is performed. Note that the XYZ stage 2 and the rotary revolver 3 do not necessarily need to be electrically driven, and may be manually operated.

【0018】極紫外線レーザ光源7から射出された極紫
外線レーザは、極紫外線レーザ用光路8を通って、コン
フォーカルユニット9内に導入される。コンフォーカル
ユニット9は、コンフォーカル光学系の各部品で構成さ
れている。コンフォーカルユニット9は、ケーブル11
を介してコンフォーカルユニットコントローラ10に接
続されており、コンフォーカルユニットコントローラ1
0により制御されている。コンフォーカルユニットコン
トローラ10は、ケーブル12を介してパーソナルコン
ピュータ16に接続されており、パーソナルコンピュー
タ16により制御されている。
The extreme ultraviolet laser emitted from the extreme ultraviolet laser light source 7 is introduced into the confocal unit 9 through the extreme ultraviolet laser light path 8. The confocal unit 9 is composed of components of a confocal optical system. The confocal unit 9 includes a cable 11
Is connected to the confocal unit controller 10 via the
It is controlled by 0. The confocal unit controller 10 is connected to a personal computer 16 via a cable 12, and is controlled by the personal computer 16.

【0019】オートフォーカスユニット13は、オート
フォーカスで焦点を合わせるためのユニットで、コンフ
ォーカルユニット9の上に取り付けられる。可視光用カ
ラーCCDカメラ14は、ケーブル15を介してパーソナ
ルコンピュータ16に接続されている。可視光用カラー
CCDカメラ14は、入射された可視光(反射光)を電気
信号(画像信号)に変換し、画像信号をケーブル15を
介してパーソナルコンピュータ16に供給し、パーソナ
ルコンピュータ16上の表示部29に画像を表示させ
る。
The autofocus unit 13 is a unit for focusing by autofocus, and is mounted on the confocal unit 9. The visible light color CCD camera 14 is connected to a personal computer 16 via a cable 15. Color for visible light
The CCD camera 14 converts the incident visible light (reflected light) into an electric signal (image signal), supplies the image signal to the personal computer 16 via the cable 15, and displays the image on the display unit 29 on the personal computer 16. Is displayed.

【0020】次に、パーソナルコンピュータ16の構成
について説明する。図2はパーソナルコンピュータ16
の構成例を示している。図2に示すように、入力部2
1、CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory)ドライ
ブ22、フロッピーディスクドライブ23、インタフェ
ース部24、CPU(Central Processing Unit)25、ハー
ドディスク26、ROM(Read Only Memory)27、VRAM(Vi
deo Random Access Memory)28及び表示部29は、バ
ス30を介して接続されている。
Next, the configuration of the personal computer 16 will be described. FIG. 2 shows a personal computer 16.
Is shown. As shown in FIG.
1. CD-ROM (Compact Disk-Read Only Memory) drive 22, floppy disk drive 23, interface unit 24, CPU (Central Processing Unit) 25, hard disk 26, ROM (Read Only Memory) 27, VRAM (Vi
The deo random access memory 28 and the display unit 29 are connected via a bus 30.

【0021】電源が投入されると、CPU25はROM27に
予め記憶されているブートプログラム(起動用プログラ
ム)をバス30を介して読み出し、実行する。次に、CP
U25はハードディスク26に予め記憶されているシス
テムプログラム(OS)をバス30を介して読み出し、実行
する。これにより、システム動作に必要な初期化が終了
し、CPU25は入力部21から供給される入力信号(コ
マンド)を待つ。オペレータが入力部21を操作してコ
マンドを入力すると、CPU25はそのコマンドに対応し
た処理を実行する。
When the power is turned on, the CPU 25 reads a boot program (starting program) stored in the ROM 27 in advance via the bus 30 and executes it. Next, CP
The U 25 reads out a system program (OS) stored in the hard disk 26 in advance via the bus 30 and executes it. Thereby, initialization necessary for system operation is completed, and the CPU 25 waits for an input signal (command) supplied from the input unit 21. When the operator operates the input unit 21 to input a command, the CPU 25 executes a process corresponding to the command.

【0022】CD-ROMドライブ22には、適宜CD-ROM31
が挿入され、必要なデータが読み出される。フロッピー
ディスクドライブ23には、適宜フロッピーディスク3
2が挿入され、必要なデータが読み出される。
The CD-ROM drive 22 has a CD-ROM 31 as appropriate.
Is inserted, and necessary data is read. In the floppy disk drive 23, a floppy disk 3
2 is inserted, and necessary data is read.

【0023】可視光用カラーCCDカメラ14から出力さ
れた画像信号は、ケーブル15を介してパーソナルコン
ピュータ16内のインタフェース部24に供給される。
インタフェース部24に供給された画像信号は、バス3
0を介してVRAM28に供給され、格納される。VRAM28
に格納された画像信号は、適宜読み出され、表示部29
に表示される。
An image signal output from the visible light color CCD camera 14 is supplied to an interface unit 24 in a personal computer 16 via a cable 15.
The image signal supplied to the interface unit 24 is
0 to the VRAM 28 and stored. VRAM28
The image signal stored in the display section 29 is read out as appropriate.
Will be displayed.

【0024】次に、極紫外線レーザが観察試料に与える
ダメージの軽減方法について、図3及び図4のフローチ
ャートを参照しながら説明する。図3及び図4は、極紫
外線レーザコンフォーカル顕微鏡1の操作手順を示すた
めのフローチャートである。
Next, a method for reducing the damage caused by the extreme ultraviolet laser to the observation sample will be described with reference to the flowcharts of FIGS. FIG. 3 and FIG. 4 are flowcharts showing the operation procedure of the extreme ultraviolet laser confocal microscope 1.

【0025】極紫外線レーザコンフォーカル顕微鏡1を
利用して試料を観察する場合において、試料上の観察対
象の特定には、通常光学系の可視光を使用する。このよ
うに、観察対象の特定に可視光を使用することにより、
観察試料に対して、必要以上に極紫外線レーザを照射し
なくても済むことになる。その結果、極紫外線レーザが
観察試料に与えるダメージを軽減させることができる。
When observing a sample using the extreme ultraviolet laser confocal microscope 1, the visible light of an optical system is usually used to specify the observation target on the sample. In this way, by using visible light to identify the observation target,
It is not necessary to irradiate the observation sample with an extreme ultraviolet laser more than necessary. As a result, damage to the observation sample caused by the extreme ultraviolet laser can be reduced.

【0026】先ず、オペレータは、電動XYZステージ2
上に試料をセットし、可視光用対物レンズ4(10倍)
で試料を観察(ステップS1)し、試料上の観察対象が
視野中心に存在するか否かを判定する(ステップS
2)。ステップS2において、試料上の観察対象が視野
中心に存在しないと判定された場合、試料上の観察対象
が視野中心に来るように、電動XYZステージ2の位置を
調整する。
First, the operator operates the electric XYZ stage 2
Set the sample on the top and use a visible light objective lens 4 (10x)
To observe the sample (step S1), and determine whether the observation target on the sample exists at the center of the visual field (step S1).
2). If it is determined in step S2 that the observation target on the sample is not located at the center of the visual field, the position of the electric XYZ stage 2 is adjusted so that the observation target on the sample is located at the center of the visual field.

【0027】ステップS2において、試料上の観察対象
が視野中心に存在すると判定された場合、電動回転レボ
ルバ3を回転させ、可視光用対物レンズ4(40倍)で
試料を観察(ステップS3)し、試料上の観察対象が視
野中心に存在するか否かを判定する(ステップS4)。
ステップS4において、試料上の観察対象が視野中心に
存在しないと判定された場合、試料上の観察対象が視野
中心に来るように、電動XYZステージ2の位置を調整す
る。
If it is determined in step S2 that the object to be observed on the sample exists at the center of the visual field, the motor-driven rotary revolver 3 is rotated, and the sample is observed with the visible light objective lens 4 (40 ×) (step S3). Then, it is determined whether or not the observation target on the sample exists at the center of the visual field (step S4).
If it is determined in step S4 that the observation target on the sample is not located at the center of the visual field, the position of the electric XYZ stage 2 is adjusted so that the observation target on the sample is located at the center of the visual field.

【0028】ステップS4において、試料上の観察対象
が視野中心に存在すると判定された場合、電動回転レボ
ルバ3を回転させ、可視光用対物レンズ4(100倍)
で試料を観察(ステップS5)し、試料上の観察対象が
視野中心に存在するか否かを判定する(ステップS
6)。このように、可視光用対物レンズ4の最高倍率
(100倍)を極紫外線用対物レンズ5の最高倍率(1
00倍)と合わせておくことにより、可視光用対物レン
ズ4から極紫外線用対物レンズ5に切り替えたときの取
得画像の倍率の違い(視野の広さの違い)を回避するこ
とができる。
In step S4, when it is determined that the observation target on the sample exists at the center of the visual field, the electric rotary revolver 3 is rotated, and the visible light objective lens 4 (100 ×)
To observe the sample (step S5), and determine whether the observation target on the sample exists at the center of the visual field (step S5).
6). As described above, the maximum magnification (100 times) of the objective lens 4 for visible light is changed to the maximum magnification (1 times) of the objective lens 5 for extreme ultraviolet.
00), it is possible to avoid a difference in the magnification of the acquired image (a difference in the field of view) when the objective lens 4 for visible light is switched to the objective lens 5 for extreme ultraviolet.

【0029】ステップS6において、試料上の観察対象
が視野中心に存在しないと判定された場合、試料上の観
察対象が視野中心に来るように、電動XYZステージ2の
位置を調整する。ステップS6において、試料上の観察
対象が視野中心に存在すると判定された場合、可視光用
カラーCCDカメラ14で観察対象の画像を1枚取得する
(ステップS7)。可視光用カラーCCDカメラ14で取
得された画像信号は、ケーブル15を介してパーソナル
コンピュータ16に供給され、表示部29に表示され
る。
If it is determined in step S6 that the observation target on the sample is not at the center of the visual field, the position of the motorized XYZ stage 2 is adjusted so that the observation target on the sample is at the center of the visual field. If it is determined in step S6 that the observation target on the sample exists at the center of the visual field, one image of the observation target is acquired by the visible light color CCD camera 14 (step S7). The image signal obtained by the visible light color CCD camera 14 is supplied to the personal computer 16 via the cable 15 and displayed on the display unit 29.

【0030】次に、オペレータは観察対象を更に高倍率
で観察するか否かを判断する(ステップS8)。尚、こ
こで、観察対象を更に高倍率で観察する場合には、コン
フォーカル光学系のガルバノスキャナズーム機能が利用
される。そのため、観察対象を更に高倍率で観察する場
合、オペレータは入力部21を操作してガルバノスキャ
ナズーム機能をONにする(ステップS9)。
Next, the operator determines whether or not to observe the observation target at a higher magnification (step S8). Here, when observing the observation target at a higher magnification, the galvano scanner zoom function of the confocal optical system is used. Therefore, when observing the observation target at a higher magnification, the operator operates the input unit 21 to turn on the galvano scanner zoom function (step S9).

【0031】ガルバノスキャナズーム機能がONにされる
と、表示部29の画面上に、例えば、図5に示すような
倍率に対応した枠42が表示される(ステップS1
0)。枠42はガルバノスキャナズームの倍率に対応し
た画像領域を示しており、表示部29の画面内を移動す
ることができる。オペレータは入力部21を操作して枠
42を試料41の観察対象上の所望の位置に移動させ
(ステップS11)、枠42の位置が適切であるか否か
を判断する(ステップS12)。
When the galvano scanner zoom function is turned on, a frame 42 corresponding to the magnification as shown in FIG. 5, for example, is displayed on the screen of the display unit 29 (step S1).
0). A frame 42 indicates an image area corresponding to the magnification of the galvano scanner zoom, and can move within the screen of the display unit 29. The operator operates the input unit 21 to move the frame 42 to a desired position on the observation target of the sample 41 (step S11), and determines whether the position of the frame 42 is appropriate (step S12).

【0032】ステップS12において、枠42の位置が
適切でないと判断された場合、枠42を再度移動させ、
所望の位置に来るようにする。ステップS8において、
観察対象を更に高倍率で観察しないと判断された場合、
上記ステップS9乃至ステップS12はスキップされ
る。
If it is determined in step S12 that the position of the frame 42 is not appropriate, the frame 42 is moved again,
So that it is in the desired position. In step S8,
If it is determined that the observation target is not observed at a higher magnification,
Steps S9 to S12 are skipped.

【0033】枠42を観察対象上の所望の位置にセット
した状態で、コンフォーカル光学系による観察を開始す
る。電動回転レボルバ3を回転させて、可視光用対物レ
ンズ4(100倍)から極紫外線用対物レンズ5(10
0倍)に切り替える(ステップS13)。
With the frame 42 set at a desired position on the observation object, observation with the confocal optical system is started. By rotating the electric rotary revolver 3, the objective lens for visible light 4 (100 times) is moved from the objective lens for extreme ultraviolet 5 (10 times).
(Step S13).

【0034】ところで、コンフォーカル光学系による観
察を実行する上で、通常光学系による観察画像とコンフ
ォーカル光学系による観察画像の違いが問題になること
がある。通常光学系による観察画像とコンフォーカル光
学系による観察画像に違いが生じるのは、通常光学系の
焦点深度とコンフォーカル光学系の焦点深度とが異なる
からである。
Incidentally, in performing the observation by the confocal optical system, a difference between the observation image by the normal optical system and the observation image by the confocal optical system may cause a problem. The difference between the observation image by the normal optical system and the observation image by the confocal optical system occurs because the focal depth of the normal optical system differs from the focal depth of the confocal optical system.

【0035】通常光学系による観察画像とコンフォーカ
ル光学系による観察画像の違いについて、図6及び図7
を参照しながら説明する。図6(B)は試料51の断面
図を示しており、図6(A)は通常光学系による試料5
1の観察画像の一例を示している。図7(B)は試料5
1の断面図を示しており、図7(A)はコンフォーカル
光学系による試料51の観察画像の一例を示している。
尚、試料51は3層構造をなしている。
FIGS. 6 and 7 show the difference between the image observed by the ordinary optical system and the image observed by the confocal optical system.
This will be described with reference to FIG. FIG. 6B is a cross-sectional view of the sample 51, and FIG.
1 shows an example of one observation image. FIG. 7 (B) shows sample 5.
1 is a cross-sectional view, and FIG. 7A shows an example of an observation image of the sample 51 by the confocal optical system.
The sample 51 has a three-layer structure.

【0036】通常光学系では焦点深度が深いため、図6
に示すように、試料51の第1層51a乃至第3層51
c全てを観察することができる。一方、コンフォーカル
光学系では焦点深度が浅いため、試料51の焦点に位置
する第2層51bは観察することができるが、その上下
の層である第1層51a及び第3層51cは観察するこ
とができない。
In an ordinary optical system, since the depth of focus is deep, FIG.
As shown in the figure, the first layer 51a to the third layer 51 of the sample 51
c All can be observed. On the other hand, in the confocal optical system, since the depth of focus is shallow, the second layer 51b located at the focal point of the sample 51 can be observed, but the first and third layers 51a and 51c above and below it are observed. Can not do.

【0037】このように、Z方向(高さ方向)に複数層
の構造を有する試料を通常光学系とコンフォーカル光学
系とで観察した場合、焦点深度の違いから異なる観察画
像が得られる。ここで、通常光学系とコンフォーカル光
学系とで得られる画像の違いを確認しようと、電動XYZ
ステージ2をZ方向(高さ方向)に何度も動かして、画
像取得を繰り返せば、試料に対して極紫外線レーザを無
用に照射することになり、極紫外線レーザによるダメー
ジを促進することになる。
As described above, when a sample having a structure of a plurality of layers in the Z direction (height direction) is observed with the ordinary optical system and the confocal optical system, different observation images are obtained due to the difference in the depth of focus. Here, in order to confirm the difference between the images obtained by the normal optical system and the confocal optical system,
If the stage 2 is moved many times in the Z direction (height direction) and image acquisition is repeated, the sample is unnecessarily irradiated with the extreme ultraviolet laser, and the damage by the extreme ultraviolet laser is promoted. .

【0038】上述のような操作を回避するために、以下
の手順で操作を行う。図4のフローチャートに戻り、オ
ペレータは、焦点位置を変えて複数枚の画像を取得する
か否かを判断する(ステップS14)。焦点位置を変え
て複数枚の画像を取得すると判断した場合、オペレータ
は、先ず、オートフォーカスで焦点の合う位置を観察対
象の最上部または最下部に固定し、そこから電動XYZス
テージ2をZ方向(高さ方向)に一定のピッチで動か
し、その都度、画像を1枚取得し、取得した画像をパー
ソナルコンピュータ16に供給し、VRAM28に記憶させ
る(ステップS15)。
In order to avoid the above operation, the operation is performed in the following procedure. Returning to the flowchart of FIG. 4, the operator determines whether to change the focal position and acquire a plurality of images (step S14). If it is determined that a plurality of images are to be acquired by changing the focal position, the operator first fixes the in-focus position to the uppermost or lowermost part of the observation target by autofocusing, and then moves the electric XYZ stage 2 in the Z direction. The camera is moved at a constant pitch (in the height direction), one image is acquired each time, and the acquired image is supplied to the personal computer 16 and stored in the VRAM 28 (step S15).

【0039】これにより、コンフォーカル光学系で複数
層の構造を有する試料を観察する場合においても、必要
最小限の回数しか画像取得を行わないので、極紫外線レ
ーザが試料に与えるダメージを最小限に抑えることがで
きる。
Thus, even when observing a sample having a structure of a plurality of layers with a confocal optical system, the image is acquired only a minimum number of times, so that the damage caused by the extreme ultraviolet laser to the sample is minimized. Can be suppressed.

【0040】また、VRAM28に記憶させた各画像を読み
出して、例えば、図8に示すように、第2層51bと第
3層51cのみを表示(図8(A))させたり、第1層
51aと第2層51bのみを表示(図8(B))させた
りすることも可能である。さらに、図8(C)に示すよ
うに、第1層51a乃至第3層51cを重ね合わせて表
示することにより、通常光学系による観察画像と同じ画
像を取得することも可能である。
Further, each image stored in the VRAM 28 is read out to display only the second layer 51b and the third layer 51c (FIG. 8A), as shown in FIG. It is also possible to display only the first layer 51a and the second layer 51b (FIG. 8B). Further, as shown in FIG. 8C, by superimposing and displaying the first to third layers 51a to 51c, it is possible to obtain the same image as the image observed by the normal optical system.

【0041】ステップS14において、焦点位置を変え
て複数枚の画像を取得しないと判断した場合、オートフ
ォーカスで決定された焦点位置で画像を1枚取得(ステ
ップS16)し、操作は終了される。
If it is determined in step S14 that a plurality of images are not to be acquired by changing the focal position, one image is acquired at the focal position determined by the auto focus (step S16), and the operation is terminated.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、極紫外線
レーザコンフォーカル顕微鏡で試料を観察する場合、最
初に試料上の観察対象を通常光学系の可視光を使用して
特定し、観察対象を特定した後で、コンフォーカル光学
系の極紫外線レーザを使用してより高い分解能で観察対
象を観察するようにしたので、試料への極紫外線レーザ
の照射回数を必要最小限に抑えることができる。その結
果、極紫外線レーザが観察試料に与えるダメージを軽減
させることができる。
As described above, according to the present invention, when observing a sample with an extreme ultraviolet laser confocal microscope, first, an observation target on the sample is specified by using visible light of an ordinary optical system, and the observation is performed. After identifying the target, the observation target is observed at a higher resolution using the extreme ultraviolet laser of the confocal optical system, so that the number of irradiation of the sample with the extreme ultraviolet laser can be minimized. it can. As a result, damage to the observation sample caused by the extreme ultraviolet laser can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用した極紫外線レーザコンフォーカ
ル顕微鏡1の一実施の形態の構成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an extreme ultraviolet laser confocal microscope 1 according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のパーソナルコンピュータ16の構成例を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a personal computer 16 in FIG.

【図3】試料に与えるダメージを軽減するための操作手
順を説明するためのフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart illustrating an operation procedure for reducing damage to a sample.

【図4】図3に続くフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart following FIG. 3;

【図5】ガルバノスキャナズーム機能をONにした場合に
表示される枠を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a frame displayed when a galvano scanner zoom function is turned on.

【図6】通常光学系による観察画像の一例を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing an example of an observation image obtained by a normal optical system.

【図7】コンフォーカル光学系による観察画像の一例を
示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an image observed by a confocal optical system.

【図8】観察画像の表示方法を説明するための図であ
る。
FIG. 8 is a diagram for explaining a method of displaying an observation image.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 極紫外線レーザコンフォーカル顕微鏡 2 電動XYZステージ 3 電動回転レボルバ 4 可視光用対物レンズ 5 極紫外線用対物レンズ 6 接眼レンズ 7 極紫外線レーザ光源 8 極紫外線レーザ用光路 9 コンフォーカルユニット 10 コンフォーカルユニットコントローラ 13 オートフォーカスユニット 14 可視光用カラーCCDカメラ 16 パーソナルコンピュータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Extreme ultraviolet laser confocal microscope 2 Electric XYZ stage 3 Electric rotating revolver 4 Objective lens for visible light 5 Objective lens for extreme ultraviolet 6 Eyepiece 7 Extreme ultraviolet laser light source 8 Optical path for extreme ultraviolet laser 9 Confocal unit 10 Confocal unit controller 13 Auto Focus Unit 14 Color CCD Camera for Visible Light 16 Personal Computer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 観察試料が設置されるステージと、 前記試料上の観察対象を特定するときに使用される通常
光学系と、 前記通常光学系により特定された観察対象をより高い分
解能で観察するときに使用されるコンフォーカル光学系
とを備えることを特徴とするレーザ顕微鏡。
1. A stage on which an observation sample is placed, a normal optical system used for specifying an observation target on the sample, and an observation target specified by the normal optical system are observed with higher resolution. And a confocal optical system that is sometimes used.
【請求項2】 前記通常光学系は、可視光を射出する可
視光源と、前記可視光用対物レンズとを有し、 前記コンフォーカル光学系は、極紫外線レーザを射出す
る極紫外線レーザ光源と、前記極紫外線レーザ用対物レ
ンズとを有することを特徴とする請求項1に記載のレー
ザ顕微鏡。
2. The normal optical system includes a visible light source that emits visible light, and the visible light objective lens. The confocal optical system includes an extreme ultraviolet laser light source that emits an extreme ultraviolet laser, The laser microscope according to claim 1, further comprising the extreme ultraviolet laser objective lens.
【請求項3】 前記可視光用対物レンズの最高倍率と前
記極紫外線レーザ用対物レンズの最高倍率は同一である
ことを特徴とする請求項2に記載のレーザ顕微鏡。
3. The laser microscope according to claim 2, wherein the maximum magnification of the objective lens for visible light and the maximum magnification of the objective lens for extreme ultraviolet laser are the same.
【請求項4】 前記試料に照射された前記可視光または
前記極紫外線レーザの反射光を検出し、画像信号に変換
する変換手段と、 前記変換手段により生成された画像信号を表示する表示
手段とをさらに備えることを特徴とする請求項2または
3に記載のレーザ顕微鏡。
4. A conversion means for detecting the visible light or the reflected light of the extreme ultraviolet laser applied to the sample and converting the detected light into an image signal; and a display means for displaying the image signal generated by the conversion means. The laser microscope according to claim 2, further comprising:
【請求項5】 請求項1乃至4に記載のレーザ顕微鏡の
操作方法において、 前記通常光学系を使用して前記試料上の観察対象を特定
する特定ステップと、 前記特定ステップで特定された前記試料上の観察対象を
前記コンフォーカル光学系を使用してより高い分解能で
観察する観察ステップとを含むことを特徴とするレーザ
顕微鏡の操作方法。
5. The method for operating a laser microscope according to claim 1, wherein a specifying step of specifying an observation target on the sample using the normal optical system, and the sample specified in the specifying step An observation step of observing the observation object at a higher resolution using the confocal optical system.
【請求項6】 前記観察試料が複数の層から構成されて
いる場合、前記観察ステップで前記ステージを高さ方向
に一定のピッチで動かし、その都度前記試料を観察する
ことを特徴とする請求項5に記載のレーザ顕微鏡の操作
方法。
6. When the observation sample is composed of a plurality of layers, the stage is moved at a constant pitch in the height direction in the observation step, and the sample is observed each time. 6. The operation method of the laser microscope according to 5.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003145459A (en) * 2001-11-08 2003-05-20 Suruga Seiki Kk Micro-manipulator, and impact transmitting method thereof
JP2008022890A (en) * 2006-07-18 2008-02-07 Pentax Corp Endoscope system for enlarging observation

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