JPH0540225A - 走査形顕微鏡 - Google Patents

走査形顕微鏡

Info

Publication number
JPH0540225A
JPH0540225A JP35526091A JP35526091A JPH0540225A JP H0540225 A JPH0540225 A JP H0540225A JP 35526091 A JP35526091 A JP 35526091A JP 35526091 A JP35526091 A JP 35526091A JP H0540225 A JPH0540225 A JP H0540225A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light source
light
reflector
optical unit
sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP35526091A
Other languages
English (en)
Inventor
Gerald Dr Soelkner
ゼルクナー ゲラルト
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JPH0540225A publication Critical patent/JPH0540225A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002Scanning microscopes
    • G02B21/0024Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/0052Optical details of the image generation
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/0004Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002Scanning microscopes
    • G02B21/0024Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/0052Optical details of the image generation
    • G02B21/0072Optical details of the image generation details concerning resolution or correction, including general design of CSOM objectives
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/12Reflex reflectors
    • G02B5/122Reflex reflectors cube corner, trihedral or triple reflector type

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 透過光運転方式の共焦点結像技術の使用が試
料の移動を必要としないような走査形レーザ顕微鏡を提
供する。 【構成】 光源Qと、光源光線LAを焦点面BEに集束
させ試料IC上に出た光線LA′を捕捉して検出器ユニ
ットDTへ供給し、共焦点特性を有する第1の光学ユニ
ットOL、L、BLと、光源光線LAの焦点F0を焦点
面BE内で移動させるための偏向ユニットSと、光源光
線LAのフォーカッシングに使われる第1の光学ユニッ
トの構成要素OLに対して焦点面BEが符号するように
配置された第2の光学ユニットKLと、光源光線の方向
において第2の光学ユニットKLの背後に配置された反
射器TPとを備え、反射器TPは第2の光学ユニットK
Lによって作られた光線束をその光線束自身に対して平
行に反射させるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は走査形顕微鏡に関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロデバイスおよびオプトエレクト
ロニクデバイスの開発および製造の全ての領域におい
て、サブマイクロメータのパターンを視覚的に判定し、
目標パターンからの偏差を測定し、そして高さ、幅また
は傾斜角のようなトポグラフィックパラメータを検出し
て評価し得るようにするために、走査形レーザ顕微鏡の
必要性が高まっている(例えば、刊行物“スキャンニン
グ(Scanning)”1985年発行、第7巻、第
88頁〜第96頁、および、1987年発行、第9巻、
第17頁〜第25頁、および、1988年発行、第10
巻、第157頁〜第162頁参照)。
【0003】従来の走査形レーザ顕微鏡の深度ディスク
リミネーション特性は共焦点結像方法を使用することに
よって明らかに改善することができる(刊行物“スキャ
ンニング(Scanning)”1985年発行、第7
巻、第79頁〜第87頁参照)。このような結像技術
は、レーザ焦点の領域から試料上に発せられた信号成分
だけが測定信号に寄与することを保証する。従って、測
定信号は試料の深度断面を作成し、深度分解能は使用さ
れたレーザ光線の波長の約0.7倍に相当する。
【0004】ところで、従来では、透過光運転方式の共
焦点結像技術を使用し得るようにするために、調査すべ
き試料をレーザ光線内で水平に移動させることを強制的
に行っていた。このような方法は、特に測定が非常に多
数の試料点の走査を必要としかつ作成された試料像が例
えば512×512の画素から構成されなければならな
い場合には、極端に時間が掛かる。
【0005】図4に概略的に示された従来の走査形レー
ザ顕微鏡は、主として、レーザ源Qと、光線拡大を行う
テレスコープTEと、音響光学変調器MOと、2個の高
精密形ガルバノメータミラーS1,S2を有する偏向ユ
ニットと、転向ミラーUSと、レーザ光線LAを走査す
べき試料IC上に集束させる対物レンズOLとから構成
されている。走査形レーザ顕微鏡は、さらに、レーザ光
線LAが対物レンズ瞳孔内に局部的に静止しそして回転
支点としての瞳孔による傾倒運動だけを行うことを保証
するために、図4には詳細に示されていないテレセント
リック光学系を備えている。さらに、走査形レーザ顕微
鏡は試料ICから反射された光線LA´を検出する検出
器DTを含んでいる。光線LA´は対物レンズOLによ
って平行光線にされ、偏向ユニットS1,S2を通過後
にビームスプリッターHSを使用して出射する。検出器
DTには、出射した光線束LA´を穴絞りBLの面内へ
集束させるレンズLが前置されている。共焦点光路に基
づいて、レーザ焦点の領域において試料IC上で反射し
た光線だけが検出器DTへ到達する(試料IC上のレー
ザ焦点および絞り開口部は光学的に結合した点を形成す
る)。焦点面の外から発せられた光線LA′′は測定信
号I(x、y)に寄与しない。というのは、この光線L
A´´は集束条件を満足せず、絞りBLによって阻止さ
れた光線であるからである。
【0006】反射光線LA´の強度に比例する検出器D
Tの出力信号I(x、y)は一般に増幅されて、試料I
C上のレーザ焦点の位置に応じて画像メモリBSP内へ
読込まれるか、もしくは像点の輝度を変調するためにデ
ィスプレイ装置MOへ与えられる。位置情報はこの場合
には偏向信号を発生するラスタ発生器SGが供給する。
このラスタ発生器SGには出力側にガルバノメータミラ
ーS1、S2に所属する駆動ユニットAS1、AS2な
らびにディスプレイ装置MOおよびメモリユニットBS
Pの対応する入力端が接続されている。
【0007】レーザ光線LAの高速偏向に基づいて、試
料表面の光学的特性(反射率)が短時間に走査され得
る。さらに、試料ICの容積の光学的特性を調査するた
めには、上述した走査形レーザ顕微鏡はあまり適してい
ない。というのは、偏光効果と屈折率または二重屈折等
の影響等は表面で反射した光線(顕微鏡の投射光運転方
式)の解析によって検出されないかまたは非常に僅かし
か検出されないからである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、透過光運転
方式の共焦点結像技術の使用が試料の移動を必要としな
いような走査形レーザ顕微鏡を提供することを課題とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明においては、光源と、光源光線を焦点面に集
束させ試料上に出た光線を捕捉して検出器ユニットへ供
給する、共焦点特性を有する第1の光学ユニットと、光
源光線の焦点を焦点面内で移動させるための偏向ユニッ
トと、光源光線のフォーカッシングに使われる第1の光
学ユニットの構成要素に対して焦点面が符合するように
配置された第2の光学ユニットと、光源光線の方向にお
いて第2の光学ユニットの背後に配置された反射器とを
備え、反射器は第2の光学ユニットによって作られた光
線束をその光線束自身に対して平行に反射させるもので
ある。
【0010】
【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
【0011】図1に概略的に示された本発明による走査
形レーザ顕微鏡は透過光運転方式の共焦点結像技術の使
用を可能し、それにより容積の光学的特性をも高い深度
分解能でもって測定することができる。レーザ探針を位
置決めするための高速偏向装置Sが使用されるので、光
線LA内で試料ICを水平移動させることは必要ない。
図1には本発明を説明するために重要な構成要素だけが
示されており、図4に基づいて既に説明した構成要素に
対しては同じ符号が付されている。光路をより一層明確
にするために、面状走査を行うために必要な第2の偏向
ミラーの図示は省略されている。
【0012】深度断面を作成するために、レーザ光線L
Aは対物レンズOLを使用し試料ICの表面に対して平
行に向く平面BE上に集束される。その場合、偏向ミラ
ーSの姿勢がこの平面BEにおけるレーザ焦点FO(測
定個所)の位置を規定する。試料ICの下方に配置され
た捕集(コレクター)レンズKLは、試料下面に発散し
て出たレーザ光線を束線化し、反射器として使用される
トリプルプリズムTP(キャッツアイ)またはトリプル
ミラーへ導入する役目を有している。これらの構成要素
は端面SFへ入る平行光線束を自分自身内で反射させ、
捕集レンズKLの焦点面BEと対物レンズOLの焦点面
BEとは重なっているので、レーザ光線LAは測定個所
領域を再び通過し、試料表面に発散して出る。ここでレ
ーザ光線LAは対物レンズOLによって捕捉されて偏向
ユニットS内で転向され、ビームスプリッターHSによ
って出射する。共焦点光路を実現するために、検出器D
TにはレンズLと穴絞りBLとが前置されている。
【0013】顕微鏡内の光路をより一層明確にするため
に、入進光線LAと帰光線LA´とは空間的に分離して
図示されている。実際上は両光線の非常に多くの強いラ
ップが観察され、それゆえこれらの光線は偏向ミラーS
上のほぼ同一面を照らし、そのために穴絞りBLの平面
内でのレンズLの焦点の移動は起こらない。
【0014】図2は90°の角度で互いに向けられた3
つの全反射面RF、RF´を備え反射器TPとして使わ
れるトリプルプリズム(キャッツアイもしくはコーナー
キューブ反射器)を示す。このトリプルプリズムは端面
SFが立方体対角線上に垂直に位置する立方体コーナー
の形状を有している。石英ガラスまたはBK7から製作
され場合によってはMgF2 によって被覆されたトリプ
ルプリズムは、光線束を入射角度に依存せずにその光線
束自身に対して平行に反射させる特性を有している。従
って、このようなタイプのプリズムを使用すると、走査
形レーザ顕微鏡の光路内での正確なアライメントが必要
とされない。端面SFの直径DSFは入射光線束の幅より
も大きいことだけが保証されなければならない。
【0015】図3に示されたトリプルミラー(再帰反射
器)は90°の角度で互いに直立する3つの個別ミラー
SP、SP´から構成されており、これらの個別ミラー
SP、SP´は高平坦度でもって製作され、互いに調整
されて安定なホルダーGH内に組込まれている。ミラー
SP、SP´自身は光学ガラス、硬質ガラスまたは石英
ガラスから構成され、鏡面として例えばSiO2 で覆わ
れたアルミニウムまたは金膜が使用される。トリプルミ
ラーは、特に、大きなスペクトル範囲から成る光線を反
射させ、偏光効果を示さず、レーザ光線に対する高い破
壊閾値を有し、重量が非常に僅かであるという利点を持
っている。
【0016】本発明は勿論上述した実施例に限定されな
い。即ち、レーザQと、変調ユニットMOとの代わり
に、パルス化レーザ源、特にピコセカンドレーザを使用
することは容易に可能である。
【0017】偏向ユニットとしては同様に音響光学反射
器と所謂多角形反射器とを使用することが出来る。
【0018】試料容積の光学特性を調査するために、偏
光光を使用することが必要な場合がある。走査形レーザ
顕微鏡はその場合に光路内に偏光子と検光子とを含んで
いる。
【0019】異なった深度の断面を作成するために、試
料ICを高さの調整可能なテーブル上に配置することは
有利である。本発明による走査形レーザ顕微鏡に適する
試料テーブルは例えば刊行物“スキャンニング(Sca
nning)”(1985年発行、第7巻、第67頁)
に記載されている。
【0020】対物レンズOLと捕集レンズKLとは必ず
しも同一の焦点距離を有する必要はない。重要なことは
それらの焦点面が符合していることである。
【0021】共焦点光路は種々の方法で実現することが
できる。このことは冒頭で述べた刊行物および特に刊行
物“スキャンニング(Scanning)”(1987
年発行、第9巻、第18頁)によって公知である走査形
レーザ顕微鏡に示されている。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、測定値の検出のために
必要な時間が極めて短縮され、さらに、試料の容積特性
を多数回調査することにより、走査光線は試料を2回通
過するため非常に大きい測定信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】共焦点光路(透過光運転方式)を有する本発明
による走査形レーザ顕微鏡を示す概略図である。
【図2】反射器の一例を示す概略図である。
【図3】反射器の他の例を示す概略図である。
【図4】共焦点光路(反射光運転方式)を有する従来の
走査形レーザ顕微鏡を示す概略図である。
【符号の説明】
Q レーザ源 L レンズ S 偏向ユニット OL 対物レンズ BL 穴絞り IC 試料 TP 反射器 KL 捕集レンズ DT 検出器 SF 端面 HS ビームスプリッター BE 面 FO レーザ焦点 LA レーザ光線 LA´ 反射光線

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源(Q)と、 光源光線(LA)を焦点面(BE)に集束させ試料(I
    C)上に出た光線(LA´)を捕捉して検出器ユニット
    (DT)へ供給する、共焦点特性を有する第1の光学ユ
    ニット(OL、L、BL)と、 前記光源光線(LA)の焦点(FO)を前記焦点面(B
    E)内で移動させるための偏向ユニット(S)と、 前記光源光線(LA)のフォーカッシングに使われる前
    記第1の光学ユニットの構成要素(OL)に対して焦点
    面(BE)が符合するように配置された第2の光学ユニ
    ット(KL)と、 前記光源光線の方向において前記第2の光学ユニット
    (KL)の背後に配置された反射器(TP)とを備え、
    前記反射器(TP)は前記第2の光学ユニット(KL)
    によって作られた光線束をその光線束自身に対して平行
    に反射させることを特徴とする走査形顕微鏡。
  2. 【請求項2】 反射器(TP)は90°の角度で互いに
    向けられた3つのプリズム面(RF、RF´)を有する
    ことを特徴とする請求項1記載の走査形顕微鏡。
  3. 【請求項3】 反射器(TP)としてプリズムが用いら
    れ、プリズムは立方体コーナーの形状を有し、端面(S
    F)が立方体対角線に対して垂直に向けられていること
    を特徴とする請求項1または2記載の走査形顕微鏡。
  4. 【請求項4】 反射器(TP)は90°の角度で互いに
    向けられた3つのミラー面(SP、SP´)を有するこ
    とを特徴とする請求項1記載の走査形顕微鏡。
  5. 【請求項5】 光源としてパルス状光線を放射する光源
    (Q、MO)が用いられることを特徴とする請求項1な
    いし4の1つに記載の走査形顕微鏡。
  6. 【請求項6】 光源(Q)としてレーザが用いられるこ
    とを特徴とする請求項1ないし5の1つに記載の走査形
    顕微鏡。
JP35526091A 1990-12-21 1991-12-20 走査形顕微鏡 Withdrawn JPH0540225A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4041435 1990-12-21
DE4041435.3 1990-12-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0540225A true JPH0540225A (ja) 1993-02-19

Family

ID=6421191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35526091A Withdrawn JPH0540225A (ja) 1990-12-21 1991-12-20 走査形顕微鏡

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0492292A3 (ja)
JP (1) JPH0540225A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005180939A (ja) * 2003-12-16 2005-07-07 Lasertec Corp 光学装置、検査装置及び検査方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19748552C2 (de) * 1997-11-04 1999-10-28 Bruker Analytik Gmbh Auflichtmikroskop
DE102016115827A1 (de) * 2016-08-25 2018-03-01 Nanofocus Ag Verfahren und Vorrichtung zur optischen Oberflächenmessung mit Hilfe eines chromatisch konfokalen Sensors
US11662646B2 (en) * 2017-02-05 2023-05-30 Kla Corporation Inspection and metrology using broadband infrared radiation

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3715152A (en) * 1971-01-19 1973-02-06 W Gunter Multiple-pass reimaging optical system
US5035476A (en) * 1990-06-15 1991-07-30 Hamamatsu Photonics K.K. Confocal laser scanning transmission microscope

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005180939A (ja) * 2003-12-16 2005-07-07 Lasertec Corp 光学装置、検査装置及び検査方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0492292A2 (de) 1992-07-01
EP0492292A3 (en) 1992-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107941763B (zh) 一种共轴三维受激辐射损耗超分辨显微成像方法和装置
US6020591A (en) Two-photon microscopy with plane wave illumination
JP3794703B2 (ja) マクロ走査対物レンズを用いた蛍光撮像システム
US7633053B2 (en) Microscope, particularly a laser scanning microscope with adaptive optical arrangement
EP0564178B1 (en) Scanning confocal microscope
US5225671A (en) Confocal optical apparatus
US7355710B2 (en) Optical system and method for exciting and measuring fluorescence on or in samples treated with fluorescent pigments
CN103543135B (zh) 一种基于荧光寿命分布的纳米精度光斑对准方法和装置
US5589936A (en) Optical measuring apparatus for measuring physichemical properties
JP4920918B2 (ja) 位相フィルタ、光学装置及びラスタ顕微鏡
JP2004038139A (ja) 顕微鏡内への光線連結のための装置
US6867915B2 (en) Microscope for reflected-light and transmitted-light microscopy
JPH11119106A (ja) レーザ走査型顕微鏡
CN112485232B (zh) 基于一维暗斑分时照明的亚十纳米定位测向方法和装置
JPH05508031A (ja) 透過光および反射光の画像化のための装置および方法
JPH0540225A (ja) 走査形顕微鏡
EP1278091B1 (en) Image pickup device
JP3338626B2 (ja) 表面プラズモン共鳴を利用した測定装置
JPH01188816A (ja) 分光型走査顕微鏡
JP3917705B2 (ja) 走査型光学顕微鏡
JP2950004B2 (ja) 共焦点レーザ顕微鏡
JP3597946B2 (ja) シングルパルスオートコリレータ
JP2734786B2 (ja) 光エコー顕微鏡
JPH07139931A (ja) レーザ走査顕微鏡のレーザ照射装置
JPH05296842A (ja) 偏光共焦点走査顕微鏡

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19990311