JPH03285147A - 顕微赤外測定装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フーリエ変換赤外分光光度計（ＦＴ−ＩＲ）
と組み合わされる顕微赤外測定装置に関する。

［従来技術］ 近年、ＦＴ−ＩＲと組み合わせた顕微赤外測定において
、微小部分での薄膜測定か分析対象になってきている。

ところが、従来の顕微赤外を用いｔ：反射測定は、試料
に対し小さな入射角を用いているので、金属表面上の薄
膜を測定するには感度が低く、良いスペクトルが得られ
なかった。この様な問題点を解決する装置が、例えば、
第２４回応用スペクトロメトリー要旨集ｌＡ１１ｒ顕微
鏡偏光反射システムの開発と応用」に提案されている。

第２図（ａ）は、この要旨集に提案されている装置の全
体の構成を示し、第２図（ｂ）は同図（ａ）において１
点鎖線で囲まれた試料の周囲の拡大断面図である。第２
図（ａ）、（ｂ）において、図示しない光源から発生し
、干渉計（図示外）を経て偏光子（図示外）を通過した
赤外光１０１は、カセグレン方式の集光鏡１０２を介し
て、試料１０３に入射する。試料１０３は試料ステージ
１０４上に設置した直立する試料ホルダ１０５に取り付
けられている。試料１０３で反射された赤外光１０１は
、カセグレン方式の対物鏡１０６を通りアパーチャ１０
７を経た後、切換え鏡１０９を介して検出器１１０に入
り、検出される。そして、試料１０３の観察は試料ステ
ージに対向して配置されたモニタースコープ１１１で行
われる。

なお、１１２は通常測定の際の試料観察用の光学系であ
る。

［発明が解決しようとする課題］ この提案された装置によって、反射測定を高感度で行う
ことができるが、試料観察にモニタースコープ１１１を
使用していることから判るように、赤外光と同軸の観察
光学系１１２によって直接、測定部位を確認することが
できない。即ち、モニタースコープ１１１によって観察
している試料表面上のどの部位に赤外光が入射している
かは不明であり、赤外光による測定部位を確認すること
がてきないという問題点がある。

本発明は、この点に鑑みてなされたものであり、反射測
定を高感度で行うことかでき、しかも測定部位を観察用
光学系によって直接確認できる顕微赤外測定装置を提供
することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するため、本発明は、フーリエ変換赤外
分光光度計と組み合わされる顕微赤外測定装置であって
、試料からの赤外光を赤外光検出器へ向けて集光するた
めの対物レンズと、対物レンズの光軸に対して一定の傾
きで試料を配置するようにした試料ステージと、試料面
に対して赤外光を大きな入射角で入射させて対物レンズ
へ向けて反射させるようにした赤外光入射光学系と、試
料面に対し可視光を赤外光よりも小さな入射角で入射さ
せて対物レンズに向けて反射させるようにした可視光照
明光学系と、前記対物レンズと赤外光検出器との間の光
路に配置される可視光による試料面観察光学系とを設け
たことを特徴としている。

［作用〕 一定の傾きで配置された試料面に対し、赤外光を大きな
入射角で入射させて対物レンズへ向けて反射させ、そし
て、試料面に対し照明用可視光を赤外光よりも小さな入
射角で入射させて対物レンズに向けて反射させることに
より、測定部位を観察用光学系によって直接確認できる
。

［実施例コ 第１図は本発明を実施した顕微赤外測定装置の一例を示
す光学図である。

図中、ｌは透過測定時に使用するカセグレン方式の集光
鏡、２はカセグレン方式の反射対物レンズ、３は図示外
の干渉計からの赤外光、４は透過測定、反射測定の切換
えに使用する切換え鏡、５ａ、５ｂは赤外光３を試料８
に向けて導くための反射鏡、６は赤外光を試料表面へ集
光するための楕円面鏡、７は試料８に楕円面鏡６を経な
いで直接照射される赤外光をカットするマスク、９は反
射対物レンズ２（図示しない顕微鏡筒）の光軸に対して
例えば３０度の角度で試料８を保持する試卓４ステージ
、１０は試料ステージ９を左右（矢印Ａの方向）に移動
させるためのマイクロメータヘッド、１１．１２は試料
８のＸ軸方向（矢印Ｘ方向）移動７Ｙ軸方向（紙面に垂
直な方向）移動用のマイクロメータヘットである。これ
ら１１１２のマイクロメータヘッドを操作することによ
り、試料８は、反射対物レンズ２の光軸に対して例えば
３０度傾斜した面内で試料８を移動させ、試料面上の測
定点を上記光軸上に設定し得るように（ｈ成されている
。１３は試料面を照明するための６１視光源、１４は測
定領域を限定するアパーチャ、１５は反射赤外光、１６
は可視光光路である。アパーチャ１４の上方には、第２
図（ａ）と同様の赤外光検出器及び観察用の光学系が配
置されている。

この様な構成において、反射測定を行う際、図示しない
光源からの赤外光３は、干渉＝１（図示外）を経て偏光
子（図示外）を通過した後に、光路に挿入されている切
換え鏡４によって上方に反射されて、平面鏡５ａ、５ｂ
、楕円面鏡６を経て、試料ステージ９上の試料８面に集
光される。楕円面鏡６からの赤外光３は、反射対物レン
ズ２の光軸に対して例えば４０度の傾きをもっている。

従って、試料面に対して、８０度の入射角を持つ高感度
反射を形作り、試料８面からの反射光１５は反射対物レ
ンズ２に対して傾き２０度の角度で入射する。

この反射対物レンズ２は凹面鏡と凸面鏡からなり、反射
対物レンズ２の光軸から約１０度の範囲で入射する光は
凸面鏡によって蹴られ、結像に寄与しない。一方、周辺
光束の最大入射角は約３０度であるため、反射対物レン
ズ２に対して２０度の傾きで入ってくる高感度反射光１
５は、略対物レンズ２の片側の中心に一致する。そして
、反射対物レンズ２に入射した赤外光３は、赤外光光路
１５を通ってアパーチャ１４の位置に結像し、検出器１
１０に到達する。

一方、光源１３からの可視光は、試料８面に対し赤外光
よりも小さな入射角で入射し、対物レンズ２に向けて反
射される。そして、反射対物レンズ２に入射した反射可
視光は、主として可視光光路１６を通ってアパーチャ１
４の位置に試料の可視像を結像し、観察用光学系１１２
に到達する。

そのため、アパーチャ１４の位置に結像した試料像を観
察用光学系１１２て観察することができる。その試料像
にアパーチャ１４の開口を合わせれば、その開口を介し
て観察される領域からの赤外光のみが検出器１１０へ到
達することになり、赤外光の測定領域を設定することが
できる。

なお、赤外光３を導入、集光させる平面鏡５ａ。

５ｂ、楕円面鏡６は、それぞれ、楕円面鏡、放物面鏡で
構成してもよい。

なお、切換え鏡４を含む赤外光導入集光部と、照明装置
と、マイクロメータヘッドを含む試料ステージを取り除
き、透過測定用の試料ステージを取り付ければ、集光鏡
１及び対物レンズ２を使用して透過測定を行うことがで
きる。

［効果］ 以上詳述した如く、本発明によれば、対物レンズの光軸
に対して傾斜して配置された試料面に対し、赤外光を大
きな入射角で入射させて対物レンズへ向けて反射させ、
そして、その試料面に対し照明用可視光を赤外光よりも
小さな入射角で入射させて対物レンズに向けて反射させ
るようにしたため、反射７１Ｐｌ定を高感度で行うこと
かでき、しかも測定部位を観察用光学系によって直接確
認できる顕微赤外測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した顕微赤外測定装置の一例を示
す光学図、第２図は従来例を示す光学図である。 １．１０２：集光鏡 ２：反射対物レンズ ３．１０１：赤外光 ４．１０９：切換え鏡 ５：平面反射鏡　　６．楕円面鏡 ７：マスク ８　１０３：試料 ９１０４・試料ステージ １０　１１．１２＋マイクロメータヘッド１３：照明装
置　１４．１０７：アバ−チャ１５　： ０５ １１０　。 １１１　＝ １１２　＝ 反射赤外光　１６：可視光光路 試料ホルダ　１０６．対物鏡 検出器 モニタースコープ 観察光学系

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. フーリエ変換赤外分光光度計と組み合わされる顕微赤外
   測定装置であって、試料からの赤外光を赤外光検出器へ
   向けて集光するための対物レンズと、対物レンズの光軸
   に対して一定の傾きで試料を配置するようにした試料ス
   テージと、試料面に対して赤外光を大きな入射角で入射
   させて対物レンズへ向けて反射させるようにした赤外光
   入射光学系と、試料面に対し可視光を赤外光よりも小さ
   な入射角で入射させて対物レンズに向けて反射させるよ
   うにした可視光照明光学系と、前記対物レンズと赤外光
   検出器との間の光路に配置される可視光による試料面観
   察光学系とを設けたことを特徴とする顕微赤外測定装置
   。