共焦点顕微鏡/干渉計のスペシャリスト

FAQ

よくある質問

共焦点(顕微鏡)とはどのようなものですか?

光源から出た光を対象物に照射します。この対象物から反射した光を、受光素子に入射することで、(顕微鏡の対物レンズ位置)-(対象物)間の距離と光量の関係が得られます。このとき、受光素子の前にピンホールやスリットを通した光を入射させるため、焦点深度が狭くなり焦点が外れた反射光の殆どを遮断します。

これを顕微鏡の視野全域で行います。次に徐々に(顕微鏡の対物レンズ位置)-(対象物)間の距離を変化させ、光量が最も強い高さ位置を得ます。つまり、反射した光量が最も強い時のレンズ高さの位置を、視野全体に対して繋ぐことで3次元形状を得ることができる装置です。

一般的な光学顕微鏡と比べ、焦点深度が浅いため、シャープな情報を得ることができます。そのため、インダストリアル製品やバイオなど、複雑な形をした測定物によく用いられる手段です。球面や急な傾斜面を持った測定物には有効な手段と言われています。

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干渉計とはどのようなものですか?

光波の特性を基とした干渉現象を利用して、距離を測定する装置です。光源の光は2つの光路に分岐し、1つの光を参照面に照射します。もう1方の光は対象面に照射します。この2つの面からの反射光は再び重ね合わせた際、視野の中で2つの光路の長さが異なった場所は干渉縞となって現れます。

参照面と対象面の光路差が波長の整数倍の場合は干渉した光は明るくなり、光路差が波長の整数倍から波長の半分ずれている場合は干渉光は暗くなります。つまり、表面粗さなどで場所によって光路差が一定でない場合には明暗の干渉縞が観察されますので、この干渉縞を計算することで、表面の形状が得られる方式です。

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共焦点と干渉計を1台に搭載しているようですが、どのように使い分けるのでしょうか?また、切り替えは簡単ですか?

上記説明にありますように、干渉計は表面の形状を非常に精度良く測定できる測定方法です。しかし、これは平面の面粗さを測定する目的には最適です。逆に共焦点顕微鏡は、測定精度は干渉計に及びませんが、レンズやプリズムをはじめとした微細構造を持った形状測定には、干渉計にはない威力を発揮します。

つまり、PLu2300は平面の表面粗さも、微細構造体も、最適な測定方法で最高の結果を得ることができます。干渉モードと共焦点モードの切り替えは、それぞれ専用の対物レンズに切り替え、ソフトウエア上でその対物レンズを選択するだけで、自動的にソフトウエアが処理しますので、オペレーターはどちらのモードを使うか気にする必要は殆どありません。

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測定対象物の素材・色・柔らかさ・表面状態などは測定結果に影響しますか?

先ず、どちらの測定モードも光学式ですので非接触で測定します。したがって素材の硬さは測定結果に影響しません。また、基本的に素材の色が黒色や透明体でも測定は可能です。実際にもこの特長を活かし、透明体の測定では膜厚分布の測定機能も装備しています。

しかし、どちらのモードも測定対象物からの反射光を利用して測定するため、僅かな反射光もない吸収体などは困難なケースもあります。しかし、表面に適度な粗さがある場合は、測定対象物からの反射光が拡散するため、非常に急な傾斜面でも測定が可能となります。

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測定対象物に対する測定領域はどのくらいですか?

測定領域は使用する対物レンズに依存します。例えば、共焦点顕微鏡用の5倍の対物レンズを使用した場合の視野は、2.546×1.909mmです。また、同じく150倍の対物レンズを使用すると、0.084×0.063mmとかなり微小領域での測定となります。干渉計用の対物レンズでは、5.093×3.818mm~0.253×0.190mmとなります。

しかし、PLu2300では、1視野での測定領域が不足する場合に備えて、XY方向に視野で測定した結果を繋ぎ合わせて、視野を拡大する機能を装備していますので、大きな領域の測定も可能としています。

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測定繰返し精度はどのくらいですか?

共焦点モードと干渉モードでは繰返し精度が異なります。共焦点モードでは最小2nmの繰返し精度で測定することができます。また、干渉モードでは、更に精度が高く最小0.1nmの繰返し精度を実現します。このようにPLu2300では何れの測定モードでも10nm以下の測定を可能としました。

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測定時間は長いのではないでしょうか?

共焦点モードも干渉モードも非常に高速に測定することができます。具体的なスピードは測定する高さや取り込む画像数によって異なります。詳しくは、弊社までお問い合わせください。

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測定対象物が傾いた状態での測定や傾斜面の測定をすることができますか?

測定する際には、測定対象物から反射した光が対物レンズに戻らなければなりません。PLu2300は反射光を効率よく検出することで、最大で71°までの急傾斜面に対応します。また、ソフトウエアには傾き補正機能が装備されていますので、傾いた測定対象物を測定後に水平に補正することが可能です。

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ソフトウエアにはどのような機能がありますか?また操作性は難しいのではないですか?

PLu2300には多種多様な機能が装備されています。主な機能としては、傾き補正・各種フィルタ処理・各種表示切替機能・拡大機能・距離/角度測定機能などです。

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精度を保つために特別なサービスはありますか?

PLu2300のようにナノスケールで測定する装置は、お客様にとっても非常に重要な設備となります。弊社では、お使いいただいている装置の性能を維持するために、定期的な点検・校正サービスを行っております。精度確認もトレーサビリティーの取れた標準サンプルで行いますので、安心して長期間ご利用いただけます。

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