JPH02300707A - 顕微鏡自動焦点装置 - Google Patents
顕微鏡自動焦点装置Info
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- JPH02300707A JPH02300707A JP12244189A JP12244189A JPH02300707A JP H02300707 A JPH02300707 A JP H02300707A JP 12244189 A JP12244189 A JP 12244189A JP 12244189 A JP12244189 A JP 12244189A JP H02300707 A JPH02300707 A JP H02300707A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 241001061264 Astragalus Species 0.000 description 1
- 235000006533 astragalus Nutrition 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は顕微鏡自動焦点装置に関し、特に半導体ウェー
ハ面や磁気ディスク面を観察する顕微鏡に適用しうる顕
微鏡自動焦点装置に関する。
ハ面や磁気ディスク面を観察する顕微鏡に適用しうる顕
微鏡自動焦点装置に関する。
従来の技術としては、例えば特公昭６１−８９０１０号
公報に示されている顕微鏡自動焦点装置がある。
公報に示されている顕微鏡自動焦点装置がある。
第６図は従来の顕微鏡自動焦点装置の一例を示すブロッ
ク図である。図において試料台６６に試料５５が載置さ
れ、試料５５上に対物レンズ５４が配置されている。光
源５１が縞パターン５３を照らし、縞パターン５３から
の光はハーフミラー５６を介して対物レンズ５４を通り
試料５５に照射される。試料５５で反射された光は対物
レンズ５４を通り一部が試料観察用イメージセンサ６２
に入射され、他の一部はハーフミラ−５７で反射されて
第１のイメージセンサ５６に入射され、残りの一部がハ
ーフミラ−５７で反射されてからさらにハーフミラ−５
８て反射されて第２のイメージセンサ６０に入射される
。第１．第２のイメージセンサ５９，６０には光電エレ
メント６コが設けられている。
ク図である。図において試料台６６に試料５５が載置さ
れ、試料５５上に対物レンズ５４が配置されている。光
源５１が縞パターン５３を照らし、縞パターン５３から
の光はハーフミラー５６を介して対物レンズ５４を通り
試料５５に照射される。試料５５で反射された光は対物
レンズ５４を通り一部が試料観察用イメージセンサ６２
に入射され、他の一部はハーフミラ−５７で反射されて
第１のイメージセンサ５６に入射され、残りの一部がハ
ーフミラ−５７で反射されてからさらにハーフミラ−５
８て反射されて第２のイメージセンサ６０に入射される
。第１．第２のイメージセンサ５９，６０には光電エレ
メント６コが設けられている。
ここで縞パターンマスク５２は、縞パターン５３を放射
線状にかつリング状に配列して形成する。
線状にかつリング状に配列して形成する。
また、検出用の第１．第２のイメージセンサ５９゜６０
には光電エレメント６１をリング状に配列する。また検
出用の第１．第２のイメージセンサ５９．６０は、対物
レンゲ５４の反射光の光軸方向の前後に位置をずらせて
配置しである。
には光電エレメント６１をリング状に配列する。また検
出用の第１．第２のイメージセンサ５９．６０は、対物
レンゲ５４の反射光の光軸方向の前後に位置をずらせて
配置しである。
第７図は、イメージセンサ５９，６０に縞パターン、が
結像したときな光電エレメント６１との位置関係を示す
図である。光電ニレメン１−６１て縞パターン５３の像
の明部７０．暗部７１の明暗情報を得る。第６図に示す
焦点ずれ演算回路６３により、第１−９第２のイメージ
センサ５９，６０間の関係から合焦点位置とのずれを求
め駆動回路６４によりステージ微動機構６５を駆動して
試料台６６を対物レンズ５４の光軸の方向に動かし焦点
合せを行う。
結像したときな光電エレメント６１との位置関係を示す
図である。光電ニレメン１−６１て縞パターン５３の像
の明部７０．暗部７１の明暗情報を得る。第６図に示す
焦点ずれ演算回路６３により、第１−９第２のイメージ
センサ５９，６０間の関係から合焦点位置とのずれを求
め駆動回路６４によりステージ微動機構６５を駆動して
試料台６６を対物レンズ５４の光軸の方向に動かし焦点
合せを行う。
上述した従来の顕微鏡自動焦点装置は、投影パターン全
体で焦点合せを行うために、試料面と対物レンズの光軸
の間に傾きが生じた場合には、試料面全体の焦点合ぜが
出きないという欠点があった。
体で焦点合せを行うために、試料面と対物レンズの光軸
の間に傾きが生じた場合には、試料面全体の焦点合ぜが
出きないという欠点があった。
本発明の顕微鏡自動焦点装置は、試料上に位置決めされ
た対物レンズと、同心円上に１２０６づつの位置に３つ
の光源側パターンを等配した投影パターンと、前記投影
パターンを前記対物レンズが合焦点位置にあるときに前
記試料上へ結像させるパターン投影光学系と、前記光源
側パターンと同一形状の光を透過する３つのマスク側パ
ターンを同心円上に１−２０°づつの位置に等配したパ
ターンマスクと、前記投影パターンからの光の前記試料
からの戻り光により前記マスク側パターン上に前記光源
側パターンを結像させる結像光学系と、この結像光学系
からの光の前記マスク側パターンそれぞれの透過量を測
定する３つの光電変換器と、前記試料の前記光源側のパ
ターンの結像それぞれと同じ方向を前記対物レンズの軸
方向に移動させる３つのＺ軸と、前記光電変換器それぞ
れが測定する光の透過量が最大となるように対応する前
記Ｚ軸を駆動するピーク保持駆動部とを含んで構成され
る。
た対物レンズと、同心円上に１２０６づつの位置に３つ
の光源側パターンを等配した投影パターンと、前記投影
パターンを前記対物レンズが合焦点位置にあるときに前
記試料上へ結像させるパターン投影光学系と、前記光源
側パターンと同一形状の光を透過する３つのマスク側パ
ターンを同心円上に１−２０°づつの位置に等配したパ
ターンマスクと、前記投影パターンからの光の前記試料
からの戻り光により前記マスク側パターン上に前記光源
側パターンを結像させる結像光学系と、この結像光学系
からの光の前記マスク側パターンそれぞれの透過量を測
定する３つの光電変換器と、前記試料の前記光源側のパ
ターンの結像それぞれと同じ方向を前記対物レンズの軸
方向に移動させる３つのＺ軸と、前記光電変換器それぞ
れが測定する光の透過量が最大となるように対応する前
記Ｚ軸を駆動するピーク保持駆動部とを含んで構成され
る。
次に、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
本実施例は、試料１上に位置決めした対物ｌ／ンズ２と
、照明光学系３により試料１を対物レンズ２を通して観
察する結像レンズ８を持つイメージセンサ９と、同心円
上に１２０°ずつ離して等分に配置された３つのパター
ンを持ち光源１ａにより照らされる投影パターン１１を
対物レンズ２を通して試料１へ結像するパターン投影光
学系４と、照明光学系３とパターン投影光学系４を切換
えるシャッタ一対６，７と、対物レンズからの戻光をパ
ターンマスク１３上へ結像する結像レンズ１２と、対物
レンズ２の光路をパターン投影光学系４．照明光学系３
．イメージセンサ９への光路またはパターンマスク１３
への光路へ分岐させる複数のハーフミラ−らと、パター
ンマスク１２上の３つのパターンを通過する光量測定用
光電変換器１４，１５，１．６と、試料１上の投影パタ
ーン］１の３つのパターン３１．．３２．３３と対応す
るＺ軸２１．．２２．２３とＺ軸ドライバー２０と、光
電変換器１．４，１５．１６の出力がピークとなるよう
にＺ軸を駆動するピーク保持駆動回路１．７，１８．１
９とを含んで構成される。シャッター６を閉じ照明光学
系光路３を閉じ、シャツ６一 ターフ開はパターン投影光学系４を開くと、投影パター
ン１】か対物レンズ２を通して試料１十へ結像する。
、照明光学系３により試料１を対物レンズ２を通して観
察する結像レンズ８を持つイメージセンサ９と、同心円
上に１２０°ずつ離して等分に配置された３つのパター
ンを持ち光源１ａにより照らされる投影パターン１１を
対物レンズ２を通して試料１へ結像するパターン投影光
学系４と、照明光学系３とパターン投影光学系４を切換
えるシャッタ一対６，７と、対物レンズからの戻光をパ
ターンマスク１３上へ結像する結像レンズ１２と、対物
レンズ２の光路をパターン投影光学系４．照明光学系３
．イメージセンサ９への光路またはパターンマスク１３
への光路へ分岐させる複数のハーフミラ−らと、パター
ンマスク１２上の３つのパターンを通過する光量測定用
光電変換器１４，１５，１．６と、試料１上の投影パタ
ーン］１の３つのパターン３１．．３２．３３と対応す
るＺ軸２１．．２２．２３とＺ軸ドライバー２０と、光
電変換器１．４，１５．１６の出力がピークとなるよう
にＺ軸を駆動するピーク保持駆動回路１．７，１８．１
９とを含んで構成される。シャッター６を閉じ照明光学
系光路３を閉じ、シャツ６一 ターフ開はパターン投影光学系４を開くと、投影パター
ン１】か対物レンズ２を通して試料１十へ結像する。
第２図に投影パターン１］の一例を示す。投影パターン
１１は同心円上に］２０°ごとにパターン３１．パター
ン３２．パターン３３か形成されている。投影パターン
１１からの光の試料１上での戻り反射光は、結像レンズ
１２によりパターンマスク１３上に結像する。
１１は同心円上に］２０°ごとにパターン３１．パター
ン３２．パターン３３か形成されている。投影パターン
１１からの光の試料１上での戻り反射光は、結像レンズ
１２によりパターンマスク１３上に結像する。
第３図は、パターンマスク］３と光電変換器１４、．１
５．１６の配置を示す。パターンマスク１３にはパター
ン３］、、３２．３３と同一形状の光を透過するパター
ン３１′、３２′、３３′が同心円上に１２０°の等分
ことにパターン３］、３２．３３からの戻り光の位置に
対応して配置され、光電変換器１４．１５．１６はパタ
ーン３１′とパターン３２′とパターン３３′からの透
過光量をモニターしている。光電変換器］、４．．１５
．１６がモニターする透過光量はそれぞれ投影パターン
］１のパターン３コ、パターン３２．パターン３３か試
料１上に像を結んだとき最大となる。第４図に、光電変
換器１４，１５．１６の出力の対物レンズ２の光軸方向
の試料１の位置との関係を示す。第５図に、投影パター
ン１１およびパターン３１，３２．３３の試料１上の像
である投影パターン１１′、パターン３１″、３２″、
３３″と２軸２１〜２３の位置関係を示す。第１図では
簡略化して記載しであるが、試料］は第６図に示すのと
同様に試料台に載置され、試料台はＺ軸２１〜２３によ
り３点支持され、Ｚ軸２１〜２３それぞれは試料台のそ
れぞれの支持点を対物レンズの軸方向に動かすことがで
きる。第５図に示すように試料１の中心に対してＺ軸２
１〜２３の支持点それぞれはパターン３ ］″、３２″
、３３″それぞれと同一半径上に位置する。
５．１６の配置を示す。パターンマスク１３にはパター
ン３］、、３２．３３と同一形状の光を透過するパター
ン３１′、３２′、３３′が同心円上に１２０°の等分
ことにパターン３］、３２．３３からの戻り光の位置に
対応して配置され、光電変換器１４．１５．１６はパタ
ーン３１′とパターン３２′とパターン３３′からの透
過光量をモニターしている。光電変換器］、４．．１５
．１６がモニターする透過光量はそれぞれ投影パターン
］１のパターン３コ、パターン３２．パターン３３か試
料１上に像を結んだとき最大となる。第４図に、光電変
換器１４，１５．１６の出力の対物レンズ２の光軸方向
の試料１の位置との関係を示す。第５図に、投影パター
ン１１およびパターン３１，３２．３３の試料１上の像
である投影パターン１１′、パターン３１″、３２″、
３３″と２軸２１〜２３の位置関係を示す。第１図では
簡略化して記載しであるが、試料］は第６図に示すのと
同様に試料台に載置され、試料台はＺ軸２１〜２３によ
り３点支持され、Ｚ軸２１〜２３それぞれは試料台のそ
れぞれの支持点を対物レンズの軸方向に動かすことがで
きる。第５図に示すように試料１の中心に対してＺ軸２
１〜２３の支持点それぞれはパターン３ ］″、３２″
、３３″それぞれと同一半径上に位置する。
パターン３１からの光を受ける光電変換器１４の出力が
ピークとなるようにピーク保持駆動回路］７によりドラ
イバー２０を使用してＺ軸２１を駆動する。例えは、Ｚ
軸２１による試料台の支持点を全ストローク移動させて
光電変換器］４の出力が最大になる位置を検出してから
、その位置に支持点か来るように２軸２１を駆動する。
ピークとなるようにピーク保持駆動回路］７によりドラ
イバー２０を使用してＺ軸２１を駆動する。例えは、Ｚ
軸２１による試料台の支持点を全ストローク移動させて
光電変換器］４の出力が最大になる位置を検出してから
、その位置に支持点か来るように２軸２１を駆動する。
順次、パターン３１〜３３からの光を受ける光電変換器
１４〜１６の出力かピークとなるようにピーク保持駆動
回路１７〜１つと１へライバー２０によりＺ軸２１〜２
３を駆動して、投影パターン１１上のパターン３１，３
２．３３ての焦点合ぜを行う。
１４〜１６の出力かピークとなるようにピーク保持駆動
回路１７〜１つと１へライバー２０によりＺ軸２１〜２
３を駆動して、投影パターン１１上のパターン３１，３
２．３３ての焦点合ぜを行う。
本発明の顕微鏡自動焦点装置は、投影パターン上に１２
０６おきに配したパターンについて、それぞれか合焦点
となるように３本のＺ軸を駆動することで、試料に傾き
が生じていた場合でもこの傾きを補正して視野内での焦
点合わせが出きるという効果かある。
０６おきに配したパターンについて、それぞれか合焦点
となるように３本のＺ軸を駆動することで、試料に傾き
が生じていた場合でもこの傾きを補正して視野内での焦
点合わせが出きるという効果かある。
図面の簡単な説明
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
第１図に示ず投影パターン］］の一例を示す平面図、第
３図は第１図に示すパターンマスク１３と光電変換器］
、４．］、５．１６の配置関係−９＝ を示す平面図、第４図は第１図に示ず光電変換器］、４
．１５．１６の出力を示す図、第５図は第１図に示す試
料１と投影パターン１１上のパターン３］、、３２．３
３の結像とＺ軸２］−，２２，２３の関係を示す配置図
、第６図は従来の顕微鏡自動焦点装置を示すブロック図
、第７図は第６図に示す縞パターン５３と光電エレメン
ト６１との関係を示す図である。
第１図に示ず投影パターン］］の一例を示す平面図、第
３図は第１図に示すパターンマスク１３と光電変換器］
、４．］、５．１６の配置関係−９＝ を示す平面図、第４図は第１図に示ず光電変換器］、４
．１５．１６の出力を示す図、第５図は第１図に示す試
料１と投影パターン１１上のパターン３］、、３２．３
３の結像とＺ軸２］−，２２，２３の関係を示す配置図
、第６図は従来の顕微鏡自動焦点装置を示すブロック図
、第７図は第６図に示す縞パターン５３と光電エレメン
ト６１との関係を示す図である。
１・・試料、２・・・対物レンズ、３・・照明光学系、
４・・・パターン投影光学系、５・・・ハーフミラ−５
６，７・・・シャッター、８・・・結像レンズ、９・・
・イメージセンサ、１０・・・光源、１１・・・投影パ
ターン、１２・・・結像レンズ、１３・・・パターンマ
スク、１４．１．５，１．６・・・光電変換器、１７，
１８．１９・・・ピーク保持駆動回路、２０・・・ドラ
イバー、２１、．２２．２３・・・Ｚ軸、３１．３１′
、３１” 。
４・・・パターン投影光学系、５・・・ハーフミラ−５
６，７・・・シャッター、８・・・結像レンズ、９・・
・イメージセンサ、１０・・・光源、１１・・・投影パ
ターン、１２・・・結像レンズ、１３・・・パターンマ
スク、１４．１．５，１．６・・・光電変換器、１７，
１８．１９・・・ピーク保持駆動回路、２０・・・ドラ
イバー、２１、．２２．２３・・・Ｚ軸、３１．３１′
、３１” 。
３２．３２’ 、３２．３３．３３’ 、３３″・・・
パターン、５１・・光源、５２・・・縞パターンマスク
、５３・・縞パターン、５４・・・対物レンズ、５５・
・・試料、５６，５７．５８・・・ハーフミラ−５５つ
、６○・・イメージセンサ、６１・光電ニレメン１〜．
６２・・・試料観察用イメージセンサ、６３・・焦点ず
れ演算回路、６４・・・駆動回路、６５・・・微動スデ
ーシ、７０．７１・・・投影縞パターンの明部、暗部。
パターン、５１・・光源、５２・・・縞パターンマスク
、５３・・縞パターン、５４・・・対物レンズ、５５・
・・試料、５６，５７．５８・・・ハーフミラ−５５つ
、６○・・イメージセンサ、６１・光電ニレメン１〜．
６２・・・試料観察用イメージセンサ、６３・・焦点ず
れ演算回路、６４・・・駆動回路、６５・・・微動スデ
ーシ、７０．７１・・・投影縞パターンの明部、暗部。
Claims (1)
- 試料上に位置決めされた対物レンズと、同心円上に１２
０°づつの位置に３つの光源側パターンを等配した投影
パターンと、前記投影パターンを前記対物レンズが合焦
点位置にあるときに前記試料上へ結像させるパターン投
影光学系と、前記光源側パターンと同一形状の光を透過
する３つのマスク側パターンを同心円上に１２０°づつ
の位置に等配したパターンマスクと、前記投影パターン
からの光の前記試料からの戻り光により前記マスク側パ
ターン上に前記光源側パターンを結像させる結像光学系
と、この結像光学系からの光の前記マスク側パターンそ
れぞれの透過量を測定する３つの光電変換器と、前記試
料の前記光源側のパターンの結像それぞれと同じ方向を
前記対物レンズの軸方向に移動させる３つのＺ軸と、前
記光電変換器それぞれが測定する光の透過量が最大とな
るように対応する前記Ｚ軸を駆動するピーク保持駆動部
とを含むことを特徴とする顕微鏡自動焦点装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12244189A JPH02300707A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 顕微鏡自動焦点装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12244189A JPH02300707A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 顕微鏡自動焦点装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02300707A true JPH02300707A (ja) | 1990-12-12 |
Family
ID=14835925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12244189A Pending JPH02300707A (ja) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | 顕微鏡自動焦点装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02300707A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04110960U (ja) * | 1991-01-25 | 1992-09-25 | 日本分光株式会社 | 顕微赤外スペクトル測定装置 |
| US6124967A (en) * | 1994-03-02 | 2000-09-26 | Nidek Co., Ltd. | Apparatus for observing an object |
| JP2010128330A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Mitsutoyo Corp | オートフォーカス装置 |
| DE112015000627B4 (de) | 2014-03-05 | 2022-02-03 | Hitachi High-Tech Corporation | Mikrospektroskopische Vorrichtung |
-
1989
- 1989-05-15 JP JP12244189A patent/JPH02300707A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04110960U (ja) * | 1991-01-25 | 1992-09-25 | 日本分光株式会社 | 顕微赤外スペクトル測定装置 |
| US6124967A (en) * | 1994-03-02 | 2000-09-26 | Nidek Co., Ltd. | Apparatus for observing an object |
| JP2010128330A (ja) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Mitsutoyo Corp | オートフォーカス装置 |
| CN101750712A (zh) * | 2008-11-28 | 2010-06-23 | 株式会社三丰 | 自动聚焦装置 |
| DE112015000627B4 (de) | 2014-03-05 | 2022-02-03 | Hitachi High-Tech Corporation | Mikrospektroskopische Vorrichtung |
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