JPH09304703A - フォーカシング装置 - Google Patents
フォーカシング装置Info
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- JPH09304703A JPH09304703A JP12183896A JP12183896A JPH09304703A JP H09304703 A JPH09304703 A JP H09304703A JP 12183896 A JP12183896 A JP 12183896A JP 12183896 A JP12183896 A JP 12183896A JP H09304703 A JPH09304703 A JP H09304703A
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- sample
- stage
- observation point
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、試料面の観察点に対する合焦制御を
効率よく行うことができるフォーカシング装置を提供す
る。 【解決手段】ステージ１１上の試料１２面での任意の３
点１２１、１２２、１２３でのＸ、Ｙ座標情報およびこ
れら各点１２１、１２２、１２３での合焦位置に相当す
るＺ座標情報から試料１２面の仮想平面を数式化した平
面式を演算部１９により求め、その後、試料１２面の観
察点に対するＸ、Ｙ座標情報より、平面式に基づいて観
察点での試料１２面の傾き成分を補正したＺ座標情報を
求め、このＺ座標情報に基づいて試料１２面の観察点に
対する対物レンズ１４による合焦を制御する。
効率よく行うことができるフォーカシング装置を提供す
る。 【解決手段】ステージ１１上の試料１２面での任意の３
点１２１、１２２、１２３でのＸ、Ｙ座標情報およびこ
れら各点１２１、１２２、１２３での合焦位置に相当す
るＺ座標情報から試料１２面の仮想平面を数式化した平
面式を演算部１９により求め、その後、試料１２面の観
察点に対するＸ、Ｙ座標情報より、平面式に基づいて観
察点での試料１２面の傾き成分を補正したＺ座標情報を
求め、このＺ座標情報に基づいて試料１２面の観察点に
対する対物レンズ１４による合焦を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウェハなどの試料
面観察に用いられる顕微鏡のフォーカシング装置に関す
るものである。
面観察に用いられる顕微鏡のフォーカシング装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】ウェハなどの試料表面の観察には顕微鏡
が用いられているが、例えば、レーザ顕微鏡による共焦
点観察や焦点深度の非常に浅い高倍率の対物レンズを用
いて試料表面を観察するような場合、試料上の所定の位
置において合焦位置を探すには、観察者が対物レンズを
微小に上下させたり、試料を載置したステージを微小に
上下させながら合焦位置を求めるようにしている。
が用いられているが、例えば、レーザ顕微鏡による共焦
点観察や焦点深度の非常に浅い高倍率の対物レンズを用
いて試料表面を観察するような場合、試料上の所定の位
置において合焦位置を探すには、観察者が対物レンズを
微小に上下させたり、試料を載置したステージを微小に
上下させながら合焦位置を求めるようにしている。
【０００３】そして、このような操作により試料面上の
所定位置の合焦を求めた後、同じ試料について、今度は
別の位置を観察するような場合は、再び同じ操作を繰り
返して合焦位置を求めるようにしている。つまり、通
常、試料表面は、傾きを有していて、ステージの移動方
向と試料面が平行でないため、観察位置ごとに観察者は
合焦のための操作を行わなければならず、傾きが大きい
場合には、このための操作に多大の時間がかかるという
問題があった。
所定位置の合焦を求めた後、同じ試料について、今度は
別の位置を観察するような場合は、再び同じ操作を繰り
返して合焦位置を求めるようにしている。つまり、通
常、試料表面は、傾きを有していて、ステージの移動方
向と試料面が平行でないため、観察位置ごとに観察者は
合焦のための操作を行わなければならず、傾きが大きい
場合には、このための操作に多大の時間がかかるという
問題があった。
【０００４】このため、従来、このような合焦位置を自
動的に求めるオートフォーカス装置が考えられている
が、このような装置を使用する場合でも、例えば、ステ
ージそのものの傾きが大きく、ステージの移動方向と試
料面が平行度が著しくずれていると、オートフォーカス
の動作許容範囲から外れてることがあり、このような場
合は自動焦点制御ができず、上述した手動による操作に
切り替えなければならなかった。
動的に求めるオートフォーカス装置が考えられている
が、このような装置を使用する場合でも、例えば、ステ
ージそのものの傾きが大きく、ステージの移動方向と試
料面が平行度が著しくずれていると、オートフォーカス
の動作許容範囲から外れてることがあり、このような場
合は自動焦点制御ができず、上述した手動による操作に
切り替えなければならなかった。
【０００５】そこで、従来、ステージの傾きを調整する
ものとして、図５に示すように基台１上に複数のネジ３
を介してステージ２を載置し、これらネジ３の螺進量を
調整することで、ステージ２面の傾きを補正するように
したもの、あるいは、図６に示すように基台１上に複数
のボルト４を介してステージ２を取り付けるとともに、
このボルト４による取り付け状態を複数のネジ５の螺進
量により調整することでステージ２面の傾きを補正する
ようにしたものなどがある。
ものとして、図５に示すように基台１上に複数のネジ３
を介してステージ２を載置し、これらネジ３の螺進量を
調整することで、ステージ２面の傾きを補正するように
したもの、あるいは、図６に示すように基台１上に複数
のボルト４を介してステージ２を取り付けるとともに、
このボルト４による取り付け状態を複数のネジ５の螺進
量により調整することでステージ２面の傾きを補正する
ようにしたものなどがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
ステージ２の面の傾き調整を精度よく実現するには、ス
テージ２全体の組み立て部品の高度な加工精度が要求さ
れるばかりか、組み立て技術、調整技術も必要とするた
めコスト的に高価なものになるという問題があった。ま
た、このようにしてステージ面の傾き調整を精度よく行
ったとしても、試料面そのものに傾きがあるような場合
は、再度上述したステージの移動方向と試料面が平行に
なるような面倒な傾き調整を必要とする問題点があっ
た。
ステージ２の面の傾き調整を精度よく実現するには、ス
テージ２全体の組み立て部品の高度な加工精度が要求さ
れるばかりか、組み立て技術、調整技術も必要とするた
めコスト的に高価なものになるという問題があった。ま
た、このようにしてステージ面の傾き調整を精度よく行
ったとしても、試料面そのものに傾きがあるような場合
は、再度上述したステージの移動方向と試料面が平行に
なるような面倒な傾き調整を必要とする問題点があっ
た。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、試料面の観察点に対する合焦制御を効率よく行うこ
とができるフォーカシング装置を提供することを目的と
する。
で、試料面の観察点に対する合焦制御を効率よく行うこ
とができるフォーカシング装置を提供することを目的と
する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
試料を載置するステージと、前記試料面またはステージ
面での複数の任意位置に対するＸ、Ｙ座標情報およびこ
れら複数の任意位置での合焦位置に相当するＺ座標情報
から前記試料面またはステージ面の仮想平面を数式化し
た平面式を求める第１の演算手段と、前記試料面の任意
の観察点に対するＸ、Ｙ座標情報より前記平面式に基づ
いて前記観察点での試料面またはステージ面の傾き成分
を補正したＺ座標情報を生成する第２の演算手段と、こ
の第２の演算手段で生成されたＺ座標情報に基づいて前
記試料面の観察点に対する合焦を制御する制御手段によ
り構成している。
試料を載置するステージと、前記試料面またはステージ
面での複数の任意位置に対するＸ、Ｙ座標情報およびこ
れら複数の任意位置での合焦位置に相当するＺ座標情報
から前記試料面またはステージ面の仮想平面を数式化し
た平面式を求める第１の演算手段と、前記試料面の任意
の観察点に対するＸ、Ｙ座標情報より前記平面式に基づ
いて前記観察点での試料面またはステージ面の傾き成分
を補正したＺ座標情報を生成する第２の演算手段と、こ
の第２の演算手段で生成されたＺ座標情報に基づいて前
記試料面の観察点に対する合焦を制御する制御手段によ
り構成している。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載にお
いて、制御手段は、前記第２の演算手段で生成されたＺ
座標情報に前回の合焦制御の際のＺ座標情報を考慮して
前記試料面の観察点に対する合焦を制御するようにして
いる。
いて、制御手段は、前記第２の演算手段で生成されたＺ
座標情報に前回の合焦制御の際のＺ座標情報を考慮して
前記試料面の観察点に対する合焦を制御するようにして
いる。
【００１０】請求項３記載の発明は、ステージと、この
ステージ上に載置される平行度、平面度が確保されたゲ
ージと、このゲージ面での複数の任意位置に対するＸ、
Ｙ座標情報およびこれら複数の任意位置での合焦位置に
相当するＺ座標情報から前記ゲージ面の仮想平面を数式
化した平面式を求める第１の演算手段と、前記ステージ
上に前記ゲージに代って載置される試料面の任意の観察
点に対するＸ、Ｙ座標情報より前記平面式に基づいて前
記観察点でのステージ面の傾き成分を補正したＺ座標情
報を生成する第２の演算手段と、この第２の演算手段で
生成されたＺ座標情報に基づいて前記試料面の観察点に
対する合焦を制御する制御手段により構成している。
ステージ上に載置される平行度、平面度が確保されたゲ
ージと、このゲージ面での複数の任意位置に対するＸ、
Ｙ座標情報およびこれら複数の任意位置での合焦位置に
相当するＺ座標情報から前記ゲージ面の仮想平面を数式
化した平面式を求める第１の演算手段と、前記ステージ
上に前記ゲージに代って載置される試料面の任意の観察
点に対するＸ、Ｙ座標情報より前記平面式に基づいて前
記観察点でのステージ面の傾き成分を補正したＺ座標情
報を生成する第２の演算手段と、この第２の演算手段で
生成されたＺ座標情報に基づいて前記試料面の観察点に
対する合焦を制御する制御手段により構成している。
【００１１】この結果、請求項１記載の発明によれば、
ステージまたは試料面での複数の任意位置に対するＸ、
Ｙ座標情報およびこれら複数の任意位置での合焦位置に
相当するＺ座標情報から試料面またはステージ面の仮想
平面を数式化した平面式を予め求めておき、試料面の任
意の観察点に対するＸ、Ｙ座標情報より、予め用意され
ている平面式に基づいて観察点でのステージまたは試料
面の傾き成分を補正したＺ座標情報をさらに求め、この
Ｚ座標情報に基づいて試料面の観察点に対する合焦を制
御するようにしているので、試料面の観察点に対する合
焦制御を効率よく行うことができる。
ステージまたは試料面での複数の任意位置に対するＸ、
Ｙ座標情報およびこれら複数の任意位置での合焦位置に
相当するＺ座標情報から試料面またはステージ面の仮想
平面を数式化した平面式を予め求めておき、試料面の任
意の観察点に対するＸ、Ｙ座標情報より、予め用意され
ている平面式に基づいて観察点でのステージまたは試料
面の傾き成分を補正したＺ座標情報をさらに求め、この
Ｚ座標情報に基づいて試料面の観察点に対する合焦を制
御するようにしているので、試料面の観察点に対する合
焦制御を効率よく行うことができる。
【００１２】また、請求項２記載の発明によれば、今回
得られたＺ座標情報に前回の合焦制御の際のＺ座標情報
を考慮して試料面の観察点に対する合焦を制御するよう
にしているので、合焦のための動作をリセットすること
なく、連続して実行することができ、さらに効率のよい
合焦制御を実現できる。
得られたＺ座標情報に前回の合焦制御の際のＺ座標情報
を考慮して試料面の観察点に対する合焦を制御するよう
にしているので、合焦のための動作をリセットすること
なく、連続して実行することができ、さらに効率のよい
合焦制御を実現できる。
【００１３】また、請求項３記載の発明によれば、ステ
ージ上に載置される平行度、平面度が確保されたゲージ
面での複数の任意位置に対するＸ、Ｙ座標情報およびこ
れら複数の任意位置での合焦位置に相当するＺ座標情報
からゲージ面の仮想平面を数式化した平面式を予め求め
ておき、ステージ上にゲージに代って載置される試料面
の任意の観察点に対するＸ、Ｙ座標情報より、予め用意
されている平面式に基づいてゲージ面に対応するステー
ジ面の傾き成分を補正したＺ座標情報を求め、このＺ座
標情報に基づいて試料面の観察点に対する合焦を制御す
るようにしているので、ステージ面に傾きがあっても、
これを補正して試料面の観察点に対する合焦制御を効率
よく行うことができる。
ージ上に載置される平行度、平面度が確保されたゲージ
面での複数の任意位置に対するＸ、Ｙ座標情報およびこ
れら複数の任意位置での合焦位置に相当するＺ座標情報
からゲージ面の仮想平面を数式化した平面式を予め求め
ておき、ステージ上にゲージに代って載置される試料面
の任意の観察点に対するＸ、Ｙ座標情報より、予め用意
されている平面式に基づいてゲージ面に対応するステー
ジ面の傾き成分を補正したＺ座標情報を求め、このＺ座
標情報に基づいて試料面の観察点に対する合焦を制御す
るようにしているので、ステージ面に傾きがあっても、
これを補正して試料面の観察点に対する合焦制御を効率
よく行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従い説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明が適用されるフォ
ーカシング装置の概略構成を示している。図において、
１１はステージで、このステージ１１は、Ｘ方向に移動
するＸ方向ステージ１１１とＹ方向に移動するＹ方向ス
テード１１２からなっている。そして、このようなステ
ージ１１上に試料１２を載置し、Ｘ方向ステージ１１１
およびＹ方向ステード１１２をそれぞれＸ、Ｙ方向に駆
動することで、試料１２をＸ、Ｙ方向に平行移動できる
ようにしている。
に従い説明する。 （第１の実施の形態）図１は、本発明が適用されるフォ
ーカシング装置の概略構成を示している。図において、
１１はステージで、このステージ１１は、Ｘ方向に移動
するＸ方向ステージ１１１とＹ方向に移動するＹ方向ス
テード１１２からなっている。そして、このようなステ
ージ１１上に試料１２を載置し、Ｘ方向ステージ１１１
およびＹ方向ステード１１２をそれぞれＸ、Ｙ方向に駆
動することで、試料１２をＸ、Ｙ方向に平行移動できる
ようにしている。
【００１５】ステージ１１上の試料１２に対向して対物
レンズ保持部１３を配置している。この対物レンズ保持
部１３には、倍率の異なる複数の対物レンズ１４を設け
ていて、これら対物レンズ１４を選択的に光軸上に位置
させることができるようになっている。
レンズ保持部１３を配置している。この対物レンズ保持
部１３には、倍率の異なる複数の対物レンズ１４を設け
ていて、これら対物レンズ１４を選択的に光軸上に位置
させることができるようになっている。
【００１６】また、対物レンズ保持部１３には、Ｚ方向
駆動部１５を接続し、このＺ方向駆動部１５に動作制御
部１６を接続していて、この動作制御部１６の制御指令
によりＺ方向駆動部１５を介して対物レンズ１４をステ
ージ１１に対向するＺ方向に垂直移動できるようにして
いる。
駆動部１５を接続し、このＺ方向駆動部１５に動作制御
部１６を接続していて、この動作制御部１６の制御指令
によりＺ方向駆動部１５を介して対物レンズ１４をステ
ージ１１に対向するＺ方向に垂直移動できるようにして
いる。
【００１７】一方、ステージ１１のＸ方向ステージ１１
１には、Ｘ座標検出部１７を接続し、Ｙ方向ステージ１
１２には、Ｙ座標検出部１８を接続している。Ｘ座標検
出部１７は、試料１２上の観察位置に対するＸ座標検出
を、Ｙ座標検出部１８は、試料１２上の観察位置に対す
るＹ座標検出をそれぞれ検出するものである。そして、
これらＸ座標検出部１７およびＹ座標検出部１８には、
演算部１９を接続し、これらＸ座標検出部１７およびＹ
座標検出部１８からのＸ、Ｙ座標情報を演算部１９に与
えるようにしている。
１には、Ｘ座標検出部１７を接続し、Ｙ方向ステージ１
１２には、Ｙ座標検出部１８を接続している。Ｘ座標検
出部１７は、試料１２上の観察位置に対するＸ座標検出
を、Ｙ座標検出部１８は、試料１２上の観察位置に対す
るＹ座標検出をそれぞれ検出するものである。そして、
これらＸ座標検出部１７およびＹ座標検出部１８には、
演算部１９を接続し、これらＸ座標検出部１７およびＹ
座標検出部１８からのＸ、Ｙ座標情報を演算部１９に与
えるようにしている。
【００１８】また、演算部１９には、Ｚ座標検出部２０
を接続している。このＺ座標検出部２０は、動作制御部
１６に接続していて、対物レンズ保持部１３をＺ軸方向
に移動した際の試料１２面に対する対物レンズ１４の合
焦位置に相当するＺ座標を検出し、この座標情報を演算
部１９に与えるようにしている。
を接続している。このＺ座標検出部２０は、動作制御部
１６に接続していて、対物レンズ保持部１３をＺ軸方向
に移動した際の試料１２面に対する対物レンズ１４の合
焦位置に相当するＺ座標を検出し、この座標情報を演算
部１９に与えるようにしている。
【００１９】また、演算部１９は、試料１２面の複数の
任意位置を対物レンズ１４に対応させた時のＸ座標検出
部１７、Ｙ座標検出部１８からのＸ、Ｙ座標情報と、こ
れら複数の任意位置に対応するＸ、Ｙ座標での対物レン
ズ１４の合焦位置に相当するＺ座標検出部２０のＺ座標
情報から仮想平面を数式化した平面式を求めるようにし
ている。ここでのＺ座標情報を得るための対物レンズ１
４の合焦位置は、手動操作、またはオートフォーカス機
能により求めるようにしている。
任意位置を対物レンズ１４に対応させた時のＸ座標検出
部１７、Ｙ座標検出部１８からのＸ、Ｙ座標情報と、こ
れら複数の任意位置に対応するＸ、Ｙ座標での対物レン
ズ１４の合焦位置に相当するＺ座標検出部２０のＺ座標
情報から仮想平面を数式化した平面式を求めるようにし
ている。ここでのＺ座標情報を得るための対物レンズ１
４の合焦位置は、手動操作、またはオートフォーカス機
能により求めるようにしている。
【００２０】具体的には、試料１２面の観測位置は、最
低３箇所で、それぞれが互いに離れていることが望まし
い。そして、図２に示すように試料１２面上の任意の３
点１２１、１２２、１２３を対物レンズ１４に対応させ
た際の、それぞれの座標情報が 点１２１（Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ0 ） 点１２２（Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ） 点１２３（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ） で与えられたとすると、これら３点から仮想平面の数式
化により、下記の平面式を求め、この数式をメモリ１９
１に記憶するようにしている。
低３箇所で、それぞれが互いに離れていることが望まし
い。そして、図２に示すように試料１２面上の任意の３
点１２１、１２２、１２３を対物レンズ１４に対応させ
た際の、それぞれの座標情報が 点１２１（Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ0 ） 点１２２（Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1 ） 点１２３（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ） で与えられたとすると、これら３点から仮想平面の数式
化により、下記の平面式を求め、この数式をメモリ１９
１に記憶するようにしている。
【００２１】 ａｘ＋ｂｙ＋ｃｚ＋ｄ＝０ …（１） ここで、ａ、ｂ、ｃのうち少なくとも１つは０でない。
また、演算部１９は、任意の観測点でのＸ座標検出部１
７、Ｙ座標検出部１８からＸ、Ｙ座標情報が与えられる
と、上述の平面式から、観測点での試料１２面の傾き成
分を補正したＺ軸方向の座標位置を一義的に決定する。
そして、このＺ軸方向の座標情報を動作制御部１６に与
え、Ｚ方向駆動部１５により対物レンズ１４をステージ
１１面に対向するＺ方向に所定の座標位置まで移動する
ようにしている。
また、演算部１９は、任意の観測点でのＸ座標検出部１
７、Ｙ座標検出部１８からＸ、Ｙ座標情報が与えられる
と、上述の平面式から、観測点での試料１２面の傾き成
分を補正したＺ軸方向の座標位置を一義的に決定する。
そして、このＺ軸方向の座標情報を動作制御部１６に与
え、Ｚ方向駆動部１５により対物レンズ１４をステージ
１１面に対向するＺ方向に所定の座標位置まで移動する
ようにしている。
【００２２】なお、上述では、試料１２面での測定位置
を３箇所としたが、この時十分多くの位置を測定すれ
ば、最小自乗法などの統計的手段により、さらに実際に
近い平面式を決定することができる。
を３箇所としたが、この時十分多くの位置を測定すれ
ば、最小自乗法などの統計的手段により、さらに実際に
近い平面式を決定することができる。
【００２３】次に、このように構成したフォーカシング
装置の動作を図３のフローチャートにより説明する。ま
ず、ステップ３０１で、予め図２に示すように試料１２
面上の任意の３点１２１、１２２、１２３において、そ
れぞれの座標（Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ0 ）（Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1
）（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）を測定し、ステップ３０２
で、これら３点から仮想平面の数式化により（１）式の
平面式を求め、ステップ３０３で、この平面式をメモリ
１９１に記憶する。
装置の動作を図３のフローチャートにより説明する。ま
ず、ステップ３０１で、予め図２に示すように試料１２
面上の任意の３点１２１、１２２、１２３において、そ
れぞれの座標（Ｘ0 ，Ｙ0 ，Ｚ0 ）（Ｘ1 ，Ｙ1 ，Ｚ1
）（Ｘ2 ，Ｙ2 ，Ｚ2 ）を測定し、ステップ３０２
で、これら３点から仮想平面の数式化により（１）式の
平面式を求め、ステップ３０３で、この平面式をメモリ
１９１に記憶する。
【００２４】そして、ステップ３０４で、ステージ１１
のＸ、Ｙ座標を初期位置にリセットするとともに、Ｚ座
標も対物レンズ１４を合焦位置付近まで移動させ、Ｚ座
標の基準を設定する。
のＸ、Ｙ座標を初期位置にリセットするとともに、Ｚ座
標も対物レンズ１４を合焦位置付近まで移動させ、Ｚ座
標の基準を設定する。
【００２５】この状態から、図２に示す試料１２面の観
察点１２４を対物レンズ１４に対応する位置まで移動す
ると、この時の観察点１２４でのＸ3 、Ｙ3 座標情報が
Ｘ座標検出部１７、Ｙ座標検出部１８から演算部１９に
与えられる。すると、ステップ３０５で、演算部１９で
は、メモリ１９１に記憶した（１）式の平面式から、観
察点１２４での試料１２面の傾き成分を補正したＺ3 座
標を一義的に決定する。
察点１２４を対物レンズ１４に対応する位置まで移動す
ると、この時の観察点１２４でのＸ3 、Ｙ3 座標情報が
Ｘ座標検出部１７、Ｙ座標検出部１８から演算部１９に
与えられる。すると、ステップ３０５で、演算部１９で
は、メモリ１９１に記憶した（１）式の平面式から、観
察点１２４での試料１２面の傾き成分を補正したＺ3 座
標を一義的に決定する。
【００２６】そして、このＺ3 座標情報を動作制御部１
６に与えると、ステップ３０６で、対物レンズ１４の開
口径（ＷＤ）を考慮した移動情報を生成し、さらに、ス
テップ３０７で、動作制御部１６からの移動情報を対物
レンズ駆動部１５に与え、ステップ３０８で、対物レン
ズ保持部１３を駆動することにより、ステップ３０９
で、対物レンズ１４をＺ3 座標情報に相当する観察点１
２４の合焦位置付近まで移動する。
６に与えると、ステップ３０６で、対物レンズ１４の開
口径（ＷＤ）を考慮した移動情報を生成し、さらに、ス
テップ３０７で、動作制御部１６からの移動情報を対物
レンズ駆動部１５に与え、ステップ３０８で、対物レン
ズ保持部１３を駆動することにより、ステップ３０９
で、対物レンズ１４をＺ3 座標情報に相当する観察点１
２４の合焦位置付近まで移動する。
【００２７】次いでステップ３１０で、観察者は、観察
像を見ながら対物レンズ１４を試料１２面に対し垂直方
向に微小な移動操作を行い、合焦位置を得るようにな
る。この時、オートフォーカス機能を使用すれば、容易
に合焦を得られる。
像を見ながら対物レンズ１４を試料１２面に対し垂直方
向に微小な移動操作を行い、合焦位置を得るようにな
る。この時、オートフォーカス機能を使用すれば、容易
に合焦を得られる。
【００２８】また、対物レンズ１４の微小移動操作によ
るＺ3'座標情報は、Ｚ座標検出部２０にフィードバック
されている。次に、連続して図２に示す試料１２面の観
察点１２５を対物レンズ１４に対応する位置まで移動す
ると、この時の観察点１２５でのＸ4 、Ｙ4 座標情報が
Ｘ座標検出部１７、Ｙ座標検出部１８から演算部１９に
与えられ、この演算部１９によりメモリ１９１に記憶し
た（１）式の平面式から観測点１２５での試料１２面の
傾き成分を補正したＺ4 座標を一義的に決定する。する
と、今度は、動作制御部１６では、Ｚ4 座標情報に、さ
らに上述の対物レンズ１４の微小移動操作によるＺ3'座
標情報を考慮して対物レンズ１４の移動に必要な移動情
報を生成し、この移動情報を対物レンズ駆動部１５に与
えて、対物レンズ保持部１３を駆動することにより、対
物レンズ１４を観察点１２５の合焦位置まで移動する。
るＺ3'座標情報は、Ｚ座標検出部２０にフィードバック
されている。次に、連続して図２に示す試料１２面の観
察点１２５を対物レンズ１４に対応する位置まで移動す
ると、この時の観察点１２５でのＸ4 、Ｙ4 座標情報が
Ｘ座標検出部１７、Ｙ座標検出部１８から演算部１９に
与えられ、この演算部１９によりメモリ１９１に記憶し
た（１）式の平面式から観測点１２５での試料１２面の
傾き成分を補正したＺ4 座標を一義的に決定する。する
と、今度は、動作制御部１６では、Ｚ4 座標情報に、さ
らに上述の対物レンズ１４の微小移動操作によるＺ3'座
標情報を考慮して対物レンズ１４の移動に必要な移動情
報を生成し、この移動情報を対物レンズ駆動部１５に与
えて、対物レンズ保持部１３を駆動することにより、対
物レンズ１４を観察点１２５の合焦位置まで移動する。
【００２９】従って、このようにすれば、ステージ１１
上の試料１２面での任意の３点１２１、１２２、１２３
でのＸ、Ｙ座標情報およびこれら各点１２１、１２２、
１２３での合焦位置に相当するＺ座標情報から試料１２
面の仮想平面を数式化した平面式を演算部１９により求
め、その後、試料１２面の観察点１２４に対するＸ、Ｙ
座標情報より、平面式に基づいて観察点１２４での試料
１２面の傾き成分を補正したＺ座標情報を求め、このＺ
座標情報に基づいて試料１２面の観察点に対する対物レ
ンズ１４による合焦を制御するようにしているので、試
料１２面の観察点１２４に対する合焦制御を効率よく行
うことができる。
上の試料１２面での任意の３点１２１、１２２、１２３
でのＸ、Ｙ座標情報およびこれら各点１２１、１２２、
１２３での合焦位置に相当するＺ座標情報から試料１２
面の仮想平面を数式化した平面式を演算部１９により求
め、その後、試料１２面の観察点１２４に対するＸ、Ｙ
座標情報より、平面式に基づいて観察点１２４での試料
１２面の傾き成分を補正したＺ座標情報を求め、このＺ
座標情報に基づいて試料１２面の観察点に対する対物レ
ンズ１４による合焦を制御するようにしているので、試
料１２面の観察点１２４に対する合焦制御を効率よく行
うことができる。
【００３０】また、２回目からは今回のＺ座標情報と前
回の対物レンズ１４の微小移動による座標情報を考慮し
て対物レンズ１４の移動に必要な移動情報を決定するよ
うにしているので、対物レンズ１４を原点位置に戻すこ
となく、つまり、リセット動作することなく、次の合焦
位置に移動させることができ、連続しての試料観察を効
率よく行うことができる。 （第２の実施の形態）第１の実施の形態では、試料１２
面の傾き成分を補正する場合を述べたが、この第２の実
施の形態では、ステージ１１面の傾き成分を補正するよ
うにしている。
回の対物レンズ１４の微小移動による座標情報を考慮し
て対物レンズ１４の移動に必要な移動情報を決定するよ
うにしているので、対物レンズ１４を原点位置に戻すこ
となく、つまり、リセット動作することなく、次の合焦
位置に移動させることができ、連続しての試料観察を効
率よく行うことができる。 （第２の実施の形態）第１の実施の形態では、試料１２
面の傾き成分を補正する場合を述べたが、この第２の実
施の形態では、ステージ１１面の傾き成分を補正するよ
うにしている。
【００３１】この場合、第１の実施の形態に用いた図１
は、そのまま援用するものとする。このような構成にお
いて、ステージ１１上に図４に示すようなゲージ２１を
載置する。このゲージ２１は、高精度で平行度、平面度
が確保されていて、このようなゲージ２１面上の任意の
３点２２１、２２２、２２３において、それぞれの座標
情報が 点２２１（Ｘ10，Ｙ10，Ｚ10） 点２２２（Ｘ11，Ｙ11，Ｚ11） 点２２３（Ｘ12，Ｙ12，Ｚ12） で与えられたとすると、これら３点から仮想平面の数式
化により、（１）式の平面式を求め、この数式をメモリ
１９１に記憶する。
は、そのまま援用するものとする。このような構成にお
いて、ステージ１１上に図４に示すようなゲージ２１を
載置する。このゲージ２１は、高精度で平行度、平面度
が確保されていて、このようなゲージ２１面上の任意の
３点２２１、２２２、２２３において、それぞれの座標
情報が 点２２１（Ｘ10，Ｙ10，Ｚ10） 点２２２（Ｘ11，Ｙ11，Ｚ11） 点２２３（Ｘ12，Ｙ12，Ｚ12） で与えられたとすると、これら３点から仮想平面の数式
化により、（１）式の平面式を求め、この数式をメモリ
１９１に記憶する。
【００３２】この場合、ゲージ２１は、高精度で平行
度、平面度が確保されているので、ゲージ２１面の３点
から求められた平面式は、ステージ１１面での平面式を
表すことにもなる。
度、平面度が確保されているので、ゲージ２１面の３点
から求められた平面式は、ステージ１１面での平面式を
表すことにもなる。
【００３３】これにより、その後は、この時の平面式か
ら、任意の観測点でのステージ１１面の傾き成分を補正
したＺ軸方向の座標位置が一義的に決定されるようにな
るので、ステージ１１上のゲージ２１を試料１２に置き
換えることにより、第１の実施の形態で述べたと同様に
して試料１２面の任意の観察位置での合焦を効率よく制
御できるようになる。
ら、任意の観測点でのステージ１１面の傾き成分を補正
したＺ軸方向の座標位置が一義的に決定されるようにな
るので、ステージ１１上のゲージ２１を試料１２に置き
換えることにより、第１の実施の形態で述べたと同様に
して試料１２面の任意の観察位置での合焦を効率よく制
御できるようになる。
【００３４】従って、このようにすれば、ステージ１１
上に載置した、高精度で平行度、平面度が確保されたゲ
ージ２１面での任意の各点２２１、２２２、２２３での
Ｘ、Ｙ座標情報およびこれら各点２２１、２２２、２２
３での合焦位置に相当するＺ座標情報からゲージ２１面
の仮想平面を数式化した平面式を求め、その後、ステー
ジ１１上にゲージ２１に代って載置される試料１２面の
観察点に対するＸ、Ｙ座標情報より、平面式に基づいて
ゲージ２１面に対応するステージ１１面の傾き成分を補
正したＺ座標情報を求め、このＺ座標情報に基づいて試
料１２面の観察点に対する合焦を制御するようにしてい
るので、ステージ１１面に傾きがあっても、これを補正
して試料１２面の観察点に対する合焦制御を効率よく行
うことができる。
上に載置した、高精度で平行度、平面度が確保されたゲ
ージ２１面での任意の各点２２１、２２２、２２３での
Ｘ、Ｙ座標情報およびこれら各点２２１、２２２、２２
３での合焦位置に相当するＺ座標情報からゲージ２１面
の仮想平面を数式化した平面式を求め、その後、ステー
ジ１１上にゲージ２１に代って載置される試料１２面の
観察点に対するＸ、Ｙ座標情報より、平面式に基づいて
ゲージ２１面に対応するステージ１１面の傾き成分を補
正したＺ座標情報を求め、このＺ座標情報に基づいて試
料１２面の観察点に対する合焦を制御するようにしてい
るので、ステージ１１面に傾きがあっても、これを補正
して試料１２面の観察点に対する合焦制御を効率よく行
うことができる。
【００３５】なお、第２の実施の形態では、ステージ１
１面の傾き成分を補正するのに、高精度で平行度、平面
度のゲージ２１を用いるようにしたが、このようなゲー
ジ２１を使用することなく、ステージ１１面上を直接観
察して平面式を求め、ステージ１１面上の傾き成分を補
正するようにもできる。この時、ステージ１１面はゲー
ジ２１に比べて平行度、平面度が低いので、実際に近い
平面式を決定するために、十分多くの位置を観測点とし
て設定することが好ましい。
１面の傾き成分を補正するのに、高精度で平行度、平面
度のゲージ２１を用いるようにしたが、このようなゲー
ジ２１を使用することなく、ステージ１１面上を直接観
察して平面式を求め、ステージ１１面上の傾き成分を補
正するようにもできる。この時、ステージ１１面はゲー
ジ２１に比べて平行度、平面度が低いので、実際に近い
平面式を決定するために、十分多くの位置を観測点とし
て設定することが好ましい。
【００３６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、試
料面の観察点に対する合焦制御を効率よく行うことがで
きる。また、複数の観察点に対する合焦を制御を動作の
リセットを行うことなく、連続して実行できる。さら
に、ステージ面に傾きがあったような場合も、この傾き
を補正して合焦制御を効率よく行うことができる。
料面の観察点に対する合焦制御を効率よく行うことがで
きる。また、複数の観察点に対する合焦を制御を動作の
リセットを行うことなく、連続して実行できる。さら
に、ステージ面に傾きがあったような場合も、この傾き
を補正して合焦制御を効率よく行うことができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す
図。
図。
【図２】第１の実施の形態の試料上の任意の点を示す
図。
図。
【図３】第１の実施の形態の動作を説明するためのフロ
ーチャート。
ーチャート。
【図４】本発明の第２の実施の形態に用いられるゲージ
上の任意の点を示す図。
上の任意の点を示す図。
【図５】従来のステージの傾き調整機構の一例の概略構
成を示す図。
成を示す図。
【図６】従来のステージの傾き調整機構の他の例の概略
構成を示す図。
構成を示す図。
１１…ステージ、 １１１…Ｘ方向ステージ、 １１２…Ｙ方向ステード、 １２…試料、 １２１〜１２５、２２１〜２２３…観察点、 １３…対物レンズ保持部、 １４…対物レンズ、 １５…Ｚ方向駆動部、 １６…動作制御部、 １７…Ｘ座標検出部、 １８…Ｙ座標検出部、 １９…演算部、 １９１…メモリ、 ２０…Ｚ座標検出部、 ２１…ゲージ。
Claims (3)
- 【請求項１】 試料を載置するステージと、 前記試料面またはステージ面での複数の任意位置に対す
るＸ、Ｙ座標情報およびこれら複数の任意位置での合焦
位置に相当するＺ座標情報から前記試料面またはステー
ジ面の仮想平面を数式化した平面式を求める第１の演算
手段と、 前記試料面の任意の観察点に対するＸ、Ｙ座標情報より
前記平面式に基づいて前記観察点での試料面またはステ
ージ面の傾き成分を補正したＺ座標情報を生成する第２
の演算手段と、 この第２の演算手段で生成されたＺ座標情報に基づいて
前記試料面の観察点に対する合焦を制御する制御手段と
を具備したことを特徴とするフォーカシング装置。 - 【請求項２】 制御手段は、前記第２の演算手段で生成
されたＺ座標情報に前回の合焦制御の際のＺ座標情報を
考慮して前記試料面の観察点に対する合焦を制御するこ
とを特徴とする請求項１記載のフォーカシング装置。 - 【請求項３】 ステージと、 このステージ上に載置される平行度、平面度が確保され
たゲージと、 このゲージ面での複数の任意位置に対するＸ、Ｙ座標情
報およびこれら複数の任意位置での合焦位置に相当する
Ｚ座標情報から前記ゲージ面の仮想平面を数式化した平
面式を求める第１の演算手段と、 前記ステージ上に前記ゲージに代って載置される試料面
の任意の観察点に対するＸ、Ｙ座標情報より前記平面式
に基づいて前記観察点でのステージ面の傾き成分を補正
したＺ座標情報を生成する第２の演算手段と、 この第２の演算手段で生成されたＺ座標情報に基づいて
前記試料面の観察点に対する合焦を制御する制御手段と
を具備したことを特徴とするフォーカシング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12183896A JPH09304703A (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | フォーカシング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12183896A JPH09304703A (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | フォーカシング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09304703A true JPH09304703A (ja) | 1997-11-28 |
Family
ID=14821191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12183896A Withdrawn JPH09304703A (ja) | 1996-05-16 | 1996-05-16 | フォーカシング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09304703A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001022147A1 (fr) * | 1999-09-24 | 2001-03-29 | Olympus Optical Co., Ltd. | Systeme de transfert d'image a microscope |
| JP2006308709A (ja) * | 2005-04-27 | 2006-11-09 | Tohoku Univ | 顕微鏡ステージ、および、焦点位置計測装置と共焦点顕微鏡システム |
| JP2007121183A (ja) * | 2005-10-31 | 2007-05-17 | Hioki Ee Corp | 回路基板検査装置 |
| JP2007248501A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-27 | Horon:Kk | フォーカス調整方法およびフォーカス調整装置 |
| JP2009086317A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Fujifilm Corp | 一眼レフ型撮影装置および一眼レフ型撮影装置の調整方法 |
| JP2009198525A (ja) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Yokogawa Electric Corp | 創薬スクリーニング装置 |
| JP2011145645A (ja) * | 2009-12-18 | 2011-07-28 | Ihi Corp | 顕微鏡装置及び標本撮影方法 |
| US8422127B2 (en) | 2005-03-17 | 2013-04-16 | Hamamatsu Photonics K.K. | Microscopic image capturing device |
| JP2013524291A (ja) * | 2010-04-15 | 2013-06-17 | モレキュラー マシーンズ アンド インダストリーズ アクチエンゲゼルシャフト | マイクロ操作ツールを無衝突で位置決めする方法 |
| JP2014006391A (ja) * | 2012-06-25 | 2014-01-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 顕微鏡撮像装置及び顕微鏡撮像方法 |
| JP2017107103A (ja) * | 2015-12-10 | 2017-06-15 | キヤノン株式会社 | 顕微鏡システム |
| JP2017107106A (ja) * | 2015-12-10 | 2017-06-15 | キヤノン株式会社 | 顕微鏡システムおよびその制御方法 |
| JP2018533070A (ja) * | 2015-10-19 | 2018-11-08 | モレキュラー デバイシーズ， エルエルシー | フォトルミネセンス撮像のための徹照ベースの自動フォーカシングを備えた顕微鏡システム |
| CN112748563A (zh) * | 2021-01-14 | 2021-05-04 | 桂林优利特医疗电子有限公司 | 一种基于柔性铰链调焦的电子显微模块 |
| JP2022044688A (ja) * | 2015-10-19 | 2022-03-17 | モレキュラー デバイシーズ， エルエルシー | フォトルミネセンス撮像のための徹照ベースの自動フォーカシングを備えた顕微鏡システム |
-
1996
- 1996-05-16 JP JP12183896A patent/JPH09304703A/ja not_active Withdrawn
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US9104200B2 (en) | 2010-04-15 | 2015-08-11 | Mmi Ag | Method for the collision-free positioning of a micromanipulator tool |
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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: 20030805 |