JPS61140844A - 三次元構造観察装置 - Google Patents
三次元構造観察装置Info
- Publication number
- JPS61140844A JPS61140844A JP59262778A JP26277884A JPS61140844A JP S61140844 A JPS61140844 A JP S61140844A JP 59262778 A JP59262778 A JP 59262778A JP 26277884 A JP26277884 A JP 26277884A JP S61140844 A JPS61140844 A JP S61140844A
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- Japan
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- sample
- light beam
- scanning
- light beams
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/59—Transmissivity
- G01N21/5907—Densitometers
- G01N21/5911—Densitometers of the scanning type
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N2021/178—Methods for obtaining spatial resolution of the property being measured
- G01N2021/1782—In-depth resolution
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- Immunology (AREA)
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- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は、収束光ビームの走査と、透明試料を透過した
上記光ビームの強度の検出とによって、試料内部の構造
を観察する装置に係り、特に、試料内部の三次元的な構
造すなわち特定の断面における例えば傷などの存在を観
察する三次元構造観察装置に関するものである。
上記光ビームの強度の検出とによって、試料内部の構造
を観察する装置に係り、特に、試料内部の三次元的な構
造すなわち特定の断面における例えば傷などの存在を観
察する三次元構造観察装置に関するものである。
試料の二次元構造をｉｉｍする方法としては、従来、コ
ンフォーカル光学系を用いろものが提案さく２） れていて、この基本原理については、Ａｐｐｌ、、 Ｐ
ｈｙＳ。
ンフォーカル光学系を用いろものが提案さく２） れていて、この基本原理については、Ａｐｐｌ、、 Ｐ
ｈｙＳ。
Ｒ，２７，２１１（０１８２年）におけるｌｌａｍｊ、
］、ｔｏｎ及びＷｊ、１ｓｏｎによる“Ｔｈｒｅｅ−１
）ｊ、ｍｅｎｓｉｏｎａｌ、 ５ｕｒｆａｃｅ Ｍｅａ
ｓｕｒｅｍｅｎｔＵｓｊｎｇｔｈｅ （”、ｏｎｆｏｃ
ａｌ ５ｃａｎｎｊ、ｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ”と
題する文献において論じられている。
］、ｔｏｎ及びＷｊ、１ｓｏｎによる“Ｔｈｒｅｅ−１
）ｊ、ｍｅｎｓｉｏｎａｌ、 ５ｕｒｆａｃｅ Ｍｅａ
ｓｕｒｅｍｅｎｔＵｓｊｎｇｔｈｅ （”、ｏｎｆｏｃ
ａｌ ５ｃａｎｎｊ、ｎｇ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ”と
題する文献において論じられている。
従来のコンフォーカル光学系を用いた三次元構造観察装
置の原理構成の一例を第１図に示す。第１図において、
例えばレーザのような光源１からの平行光ビーム２を、
例えばミラー３を経てレンズ４に入射させることによっ
て試料５の内部の点６で集束させる。試料５を透過した
光ビームは、レンズ７によってピンホール８の位置で再
び収束され、ピンホール８を通過した光ビームは、光検
出器９に入射し、その強度が電気信号に変換されろ。光
検出器９からの電気信号は１例えば増幅器１０によって
増幅され、画像表示器１１へ画像信号として与えられる
。一方、試料５は、試料５の表面に平行な平面内で、試
料走査器１２及び１３によって走査されるが、これらの
走査信号は、画像表示器１１の画像走査制御ｃ１４及び
１５に与えられ、画像表示器１１は、試料５を走査した
場合の透過光ビームの強度の分布を、例えば濃淡画像と
して表示する。
置の原理構成の一例を第１図に示す。第１図において、
例えばレーザのような光源１からの平行光ビーム２を、
例えばミラー３を経てレンズ４に入射させることによっ
て試料５の内部の点６で集束させる。試料５を透過した
光ビームは、レンズ７によってピンホール８の位置で再
び収束され、ピンホール８を通過した光ビームは、光検
出器９に入射し、その強度が電気信号に変換されろ。光
検出器９からの電気信号は１例えば増幅器１０によって
増幅され、画像表示器１１へ画像信号として与えられる
。一方、試料５は、試料５の表面に平行な平面内で、試
料走査器１２及び１３によって走査されるが、これらの
走査信号は、画像表示器１１の画像走査制御ｃ１４及び
１５に与えられ、画像表示器１１は、試料５を走査した
場合の透過光ビームの強度の分布を、例えば濃淡画像と
して表示する。
この場合、ピンホール８によるコンフォーカル光学系の
効果によって、画像表示器１１は、収束点６を含む試料
表面に平行な断面内の透過率分布を表示する。従って、
試料表面に垂直な方向の試料走査器１６によって試料５
の内部における収束点の相対的な位置を寄化させ、上記
の操作を繰り返すことによって、試料５内部の二次元的
な構造を観察することができる。第２図は、試料５内部
に半透明及び不透明徴小物体が存在する場合の第１図の
装置における光検出器９の出力信号の例を示す。光ビー
ムの収束点を含む断面内に存在する微小物体１７及び１
−８については、その透過率に応じた画像信号が、それ
ぞれ、１７′及び１８′として得られる。上記以外の断
面に存在する微小物体１．９，２０．２１及び２２につ
いては、これらが光ビー１１中に含まれるような位置条
件の時、透過光ビームの強度は低下するので、それぞれ
、１．９’ 、２０’ 、２１’及び２２′のような画
像信号が得られる。このため、第２図の信号を用いて画
像表示すると、目的とする断面の構造情報１７及び１８
以外に、その他の断面の構造情報が重畳されたものとな
り、真の意味での二次元構造観察が困難であるという問
題がある。
効果によって、画像表示器１１は、収束点６を含む試料
表面に平行な断面内の透過率分布を表示する。従って、
試料表面に垂直な方向の試料走査器１６によって試料５
の内部における収束点の相対的な位置を寄化させ、上記
の操作を繰り返すことによって、試料５内部の二次元的
な構造を観察することができる。第２図は、試料５内部
に半透明及び不透明徴小物体が存在する場合の第１図の
装置における光検出器９の出力信号の例を示す。光ビー
ムの収束点を含む断面内に存在する微小物体１７及び１
−８については、その透過率に応じた画像信号が、それ
ぞれ、１７′及び１８′として得られる。上記以外の断
面に存在する微小物体１．９，２０．２１及び２２につ
いては、これらが光ビー１１中に含まれるような位置条
件の時、透過光ビームの強度は低下するので、それぞれ
、１．９’ 、２０’ 、２１’及び２２′のような画
像信号が得られる。このため、第２図の信号を用いて画
像表示すると、目的とする断面の構造情報１７及び１８
以外に、その他の断面の構造情報が重畳されたものとな
り、真の意味での二次元構造観察が困難であるという問
題がある。
本発明の目的は、透明試料内部の特定の断面における構
造情報を、他の断面とは明確に区別して観察できる三次
元構造［察装置を提供することにある。
造情報を、他の断面とは明確に区別して観察できる三次
元構造［察装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明においては、試料内
の異なった部分を通過する複数本の光ビームを用い、こ
れらによる透過率測定値の相関を求めることを特徴とし
ている。この特徴によって、試料内部の特定断面におけ
る構造を他の断面と区別して観察できる二次元構造観察
装置の提供が可能になる。
の異なった部分を通過する複数本の光ビームを用い、こ
れらによる透過率測定値の相関を求めることを特徴とし
ている。この特徴によって、試料内部の特定断面におけ
る構造を他の断面と区別して観察できる二次元構造観察
装置の提供が可能になる。
以下、本発明を図に基づいて詳述する。第３図は、本発
明の一実施例を示す。第３図において、例えばレーザの
ような光ｗ１からの平行光ビーム２を、例えばハーフミ
ラ−３−１及びミラー３−２によって２本の光ビーム２
−１及び２−２に分け、レンズ４に入射させることによ
って、双方の光ビームを試料５の内部の点６に集束させ
る。試料５を透過した光ビーム２−１及び２−２は、そ
れぞれ、光検出器９−１及び９−２によってその強度が
電気信号に変換され、増幅器１０−１及び１０−２によ
って増幅される。増幅器１０−１及び１０−２の出力は
、ダイオード２３．２４及び抵抗器２５で構成される最
大値検出回路に与えられ、この結果得られる光ビーム強
度の最大値は、両像表示器１１に画像信号として与えら
れる。一方、試料５は、試料走査器１２．１３及び１６
によって、試料５の表面に平行あるいは垂直な平面内で
二次元走査される。この場合、試料走査の代りに、複数
本の光ビームの全体を同様に走査してもよい。これらの
走査信号は、スイッチ２６及び２７によって選択され、
画像表示器１１の画像走査制御器１４及び１５に与えら
れる。この結果、画像表示器１］は、試料５の表面に平
行あるいは垂直な平面で試料５を走査した場合の透過光
ビーム゛の強度の最大値の変化を、伺えば濃淡画像とし
て表示する。
明の一実施例を示す。第３図において、例えばレーザの
ような光ｗ１からの平行光ビーム２を、例えばハーフミ
ラ−３−１及びミラー３−２によって２本の光ビーム２
−１及び２−２に分け、レンズ４に入射させることによ
って、双方の光ビームを試料５の内部の点６に集束させ
る。試料５を透過した光ビーム２−１及び２−２は、そ
れぞれ、光検出器９−１及び９−２によってその強度が
電気信号に変換され、増幅器１０−１及び１０−２によ
って増幅される。増幅器１０−１及び１０−２の出力は
、ダイオード２３．２４及び抵抗器２５で構成される最
大値検出回路に与えられ、この結果得られる光ビーム強
度の最大値は、両像表示器１１に画像信号として与えら
れる。一方、試料５は、試料走査器１２．１３及び１６
によって、試料５の表面に平行あるいは垂直な平面内で
二次元走査される。この場合、試料走査の代りに、複数
本の光ビームの全体を同様に走査してもよい。これらの
走査信号は、スイッチ２６及び２７によって選択され、
画像表示器１１の画像走査制御器１４及び１５に与えら
れる。この結果、画像表示器１］は、試料５の表面に平
行あるいは垂直な平面で試料５を走査した場合の透過光
ビーム゛の強度の最大値の変化を、伺えば濃淡画像とし
て表示する。
この場合、上記の最大値を画像信号として用いることに
より、画像表示器１１は、収束点６を含む試料表面に平
行あるいは垂直な断面内の透過率分布を表示する。従っ
て、走査平面に垂直な方向の試料走査器１２，１３ある
いは１６によって試料５の内部における収束点の相対的
な位置を変化させ、上記の二次元走査を繰り返すことに
よって、試料５内部の壬次元的な構造を観、察すること
ができる。
より、画像表示器１１は、収束点６を含む試料表面に平
行あるいは垂直な断面内の透過率分布を表示する。従っ
て、走査平面に垂直な方向の試料走査器１２，１３ある
いは１６によって試料５の内部における収束点の相対的
な位置を変化させ、上記の二次元走査を繰り返すことに
よって、試料５内部の壬次元的な構造を観、察すること
ができる。
第４図は、試料５内部に、半透明及び不透明徴小物体が
、第２図の場合と同じ条件で存在し、光ビームの収束点
６を、矢印の方向に走査した場合の、第３図の装置にお
ける光検出器９−１の出力信号波形２８．光検出器９−
２の出力信号波形２９及びこれらを、それぞれ増幅し、
いずれか最大のものを選択した結果、すなわち画像表示
器１１へ与える画像信号波形３０の例を示す。この場合
、光ビームの収束点を含む断面内に存在する微小物体１
７及び１８については、光検出器９−１及び光検出器９
−２の双方において、その透過率に応じた出力信号が、
信号波形２８及び２９上の同一の位置に、それぞれ１７
′及び１８′として得られる。一方、上記以外の断面に
存在する微小物体１９，２０，２１及び２２については
、これらが、光ビーム２−１−あるいは光ビーム２−２
の収束点以外の部分に含まれるような位置条件の時、透
過光ビームの強度は低下するので、光検出器９−１及び
光検出器９−２の出力信号波形２８及び２９において、
１．９’ 、２０” 、２１“及び２２′の信号として
現れる。すなわち、光検出器９−１及び光検出器９−２
の出力信号波形において、目的とする断面に存在する微
小物体の信号は、同じ位置に現れ、その他の断面に存在
する微小物体に対応する信号は、それぞれの光検出器で
異なつた位−現れる。従って、両者の相関を取ることに
よって、目的とする面に存在する微小物体だけの信号を
取り出すことができる。具体的には、光検出器９−１及
び光検出器９−２の出力の最大値を求めると、その信号
は、信号波形３０のようになり、信号１７′及び１８１
で示されるように、目的とする収束点６を含む断面に存
在する微小物体の信号だけが取り出されていることがわ
かる。
、第２図の場合と同じ条件で存在し、光ビームの収束点
６を、矢印の方向に走査した場合の、第３図の装置にお
ける光検出器９−１の出力信号波形２８．光検出器９−
２の出力信号波形２９及びこれらを、それぞれ増幅し、
いずれか最大のものを選択した結果、すなわち画像表示
器１１へ与える画像信号波形３０の例を示す。この場合
、光ビームの収束点を含む断面内に存在する微小物体１
７及び１８については、光検出器９−１及び光検出器９
−２の双方において、その透過率に応じた出力信号が、
信号波形２８及び２９上の同一の位置に、それぞれ１７
′及び１８′として得られる。一方、上記以外の断面に
存在する微小物体１９，２０，２１及び２２については
、これらが、光ビーム２−１−あるいは光ビーム２−２
の収束点以外の部分に含まれるような位置条件の時、透
過光ビームの強度は低下するので、光検出器９−１及び
光検出器９−２の出力信号波形２８及び２９において、
１．９’ 、２０” 、２１“及び２２′の信号として
現れる。すなわち、光検出器９−１及び光検出器９−２
の出力信号波形において、目的とする断面に存在する微
小物体の信号は、同じ位置に現れ、その他の断面に存在
する微小物体に対応する信号は、それぞれの光検出器で
異なつた位−現れる。従って、両者の相関を取ることに
よって、目的とする面に存在する微小物体だけの信号を
取り出すことができる。具体的には、光検出器９−１及
び光検出器９−２の出力の最大値を求めると、その信号
は、信号波形３０のようになり、信号１７′及び１８１
で示されるように、目的とする収束点６を含む断面に存
在する微小物体の信号だけが取り出されていることがわ
かる。
すなわち、第４図の信号３０を用いて画像表示すると、
目的とする断面の構造を観察することができる。
目的とする断面の構造を観察することができる。
第３図は、光ビームが２本の場合であるが、同様な考え
方で、複数本の光ビームと、それぞれに対応する光検出
器及び増幅器と、それぞれの出力の最大値検出回路とを
用いることによって１．より確実な王次元構造ｗＲ察を
行うことが可能である。
方で、複数本の光ビームと、それぞれに対応する光検出
器及び増幅器と、それぞれの出力の最大値検出回路とを
用いることによって１．より確実な王次元構造ｗＲ察を
行うことが可能である。
また、本発明は、可視光だけでなく、紫外線あるいは赤
外線を用いることも可能である。例えば、波長０．８〜
１．２ μｍの近赤外線を用いることによって、シリコ
ン結晶中の三次元的な構造観察を行うことができる。
外線を用いることも可能である。例えば、波長０．８〜
１．２ μｍの近赤外線を用いることによって、シリコ
ン結晶中の三次元的な構造観察を行うことができる。
以上に述べたごとく１本発明によれば、透明試料中の特
定な断面の構造を、容易に、しかも能率良＜ａ察できる
三次元構造観察装置の提供が可能になる。
定な断面の構造を、容易に、しかも能率良＜ａ察できる
三次元構造観察装置の提供が可能になる。
第１図は、従来の原理に基づく三次元構造ｗｉ察装置の
基本構成図、第２図は、従来方法の原理説明図、第３図
は、本発明の一実施例を示す三次元構造観察装置の基本
構成図、第４図は１本発明の詳細な説明図である。 １・・・光源、２．２−１．２−２・・・光ビーム、３
゜３−２・・・ミラー、３−１・・・ハーフミラ−１４
・・・レンズ、５・・・試料、６・・・光ビームの収束
点、７・・・レンズ、８・・・ピンホール、９．９−１
．！１−２・・・光検出器、１０．１０−１．１０−２
・・・増幅器、１１・・・画像表示器、１２，１３，１
．６・・・試料走査器、１４，１５・・・画像走査制御
器、１．７，２０゜２１−・・・試料中に存在する不透
明徴小物体、］８゜１９．２２・・・試料中に存在する
不透明徴小物体、１．７’ 、１８’ 、１９’ 、２
０’ 、２１．’ 、２２’・・・従来方法における画
像信号の例、１７’、１８“。 １９“、２０“、２１”、２２”・・・本発明における
画像信号の例、２３．２４・・・ダイオード、２５・・
・抵抗器、２６．２７・・・走査方向切換スイッチ。 循 １ （２） 第 ３ 図 第 ４ 区 手 続 補 正 書 （方式）事件の表示 昭和５９年 特 許 願 第２６２７７８号発明
の名称 二次元構造観察装置 補正をする者 事件との関係 特 許 出 願 人名称（５１０）
株式会社 日 立 製 作 所代 理 人 居所〒１００ 東京都千代田区丸の内−丁目５番
１号株式会社 日 立 製 作 所 自 重 話 東 京２＋２−１１１１（大代表）補正命令
の日付 昭和６０年３月２６日補正の内容 １、本願明細書第３頁第１行目から同第４行目までを、
「れていて、この基本原理については、アプライド フ
ィジックス ビー２７，２１１−２１３ （１９８２年
） （Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 、Ｂ ２７ 。
基本構成図、第２図は、従来方法の原理説明図、第３図
は、本発明の一実施例を示す三次元構造観察装置の基本
構成図、第４図は１本発明の詳細な説明図である。 １・・・光源、２．２−１．２−２・・・光ビーム、３
゜３−２・・・ミラー、３−１・・・ハーフミラ−１４
・・・レンズ、５・・・試料、６・・・光ビームの収束
点、７・・・レンズ、８・・・ピンホール、９．９−１
．！１−２・・・光検出器、１０．１０−１．１０−２
・・・増幅器、１１・・・画像表示器、１２，１３，１
．６・・・試料走査器、１４，１５・・・画像走査制御
器、１．７，２０゜２１−・・・試料中に存在する不透
明徴小物体、］８゜１９．２２・・・試料中に存在する
不透明徴小物体、１．７’ 、１８’ 、１９’ 、２
０’ 、２１．’ 、２２’・・・従来方法における画
像信号の例、１７’、１８“。 １９“、２０“、２１”、２２”・・・本発明における
画像信号の例、２３．２４・・・ダイオード、２５・・
・抵抗器、２６．２７・・・走査方向切換スイッチ。 循 １ （２） 第 ３ 図 第 ４ 区 手 続 補 正 書 （方式）事件の表示 昭和５９年 特 許 願 第２６２７７８号発明
の名称 二次元構造観察装置 補正をする者 事件との関係 特 許 出 願 人名称（５１０）
株式会社 日 立 製 作 所代 理 人 居所〒１００ 東京都千代田区丸の内−丁目５番
１号株式会社 日 立 製 作 所 自 重 話 東 京２＋２−１１１１（大代表）補正命令
の日付 昭和６０年３月２６日補正の内容 １、本願明細書第３頁第１行目から同第４行目までを、
「れていて、この基本原理については、アプライド フ
ィジックス ビー２７，２１１−２１３ （１９８２年
） （Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 、Ｂ ２７ 。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、複数本の収束光ビームを発生させる光ビーム発生手
段と、前記複数本の光ビームを、試料内の任意の収束点
で相互に交叉するように、入射せしめ得る光ビーム入射
手段と、前記試料を透過した前記光ビームの各々につい
て光ビーム強度を別個に検出する透過光ビーム強度検出
手段と、前記光ビーム強度検出手段によつて得られる複
数の光ビーム強度検出値の内、最大のものを求める最大
値抽出手段と前記試料若しくは前記複数本の光ビームの
全体を三次元空間で走査する走査手段と、前記走査と同
期させて透過光ビーム強度分布を画像として表示する画
像表示手段とを具備し、前記画像表示手段へ与える画像
信号は、前記複数の透過光ビーム強度の内最大のものを
用いることによつて、試料内の三次元構造を観察する如
く構成したことを特徴とする三次元構造観察装置。 ２、前記走査手段を試料表面に平行な二次元走査により
、試料表面から特定の深さにある試料表面に平行な断面
内の構造を観察する如く構成したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の三次元構造観察装置。 ３、前記走査手段を、試料表面に垂直な二次元走査によ
り、試料表面に垂直な特定の断面内の構造を観察する如
く構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の三次元構造観察装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59262778A JPS61140844A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 三次元構造観察装置 |
| US06/807,686 US4702607A (en) | 1984-12-14 | 1985-12-11 | Three-dimensional structure viewer and method of viewing three-dimensional structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59262778A JPS61140844A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 三次元構造観察装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61140844A true JPS61140844A (ja) | 1986-06-27 |
Family
ID=17380463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59262778A Pending JPS61140844A (ja) | 1984-12-14 | 1984-12-14 | 三次元構造観察装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4702607A (ja) |
| JP (1) | JPS61140844A (ja) |
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| WO1992015864A1 (en) * | 1991-03-06 | 1992-09-17 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of automatically detecting defects of object to be inspected |
| US5223855A (en) * | 1989-03-01 | 1993-06-29 | Kyocera Corporation | Thermal head for a printer |
| US5223856A (en) * | 1990-08-07 | 1993-06-29 | Kyocera Corporation | Thermal head |
| US5285216A (en) * | 1989-09-27 | 1994-02-08 | Kyocera Corporation | Thermal head |
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| JP2003521717A (ja) * | 2000-02-04 | 2003-07-15 | ソシエテ ノヴァテク ソシエテ アノニム | 認証方法の工程と、そのための読取り装置、および、それに適合する識別手段 |
| JP2006244234A (ja) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Fujitsu Ltd | 内部構造画像取得装置、内部構造画像取得方法および内部構造画像取得プログラム |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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