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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Mikroskopobjektiv mit einer Objektivhülse, mehreren
Linsen und einer Anbauschnittstelle. Die Linsen sind in der Objektivhülse aufgenommen.
Die in der Objektivhülse
aufgenommen Linsen weisen eine optische Achse auf. Das Mikroskopobjektiv
ist mit der Anbauschnittstelle an einem Mikroskop anbaubar. Des
Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Mikroskop und Verfahren
zum Detektieren eines Objekts mit einem Mikroskop.
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Mikroskopobjektive
der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Zur Fertigung von Mikroskopobjektiven werden die einzelnen, in Fassungsringen
gefassten Linsen in die Objektivhülse eingebracht und hierbei
verpasst, wodurch sie zueinander zentriert und auf einen vorgebbaren
bzw. gewünschten
Abstand gebracht werden können.
Unter Verpassen ist insbesondere zu verstehen, dass die äußere Zylinderfläche eines
Fassungsrings und die innere Zylinderfläche der Objektivhülse passgenau
bearbeitet wird, um eine optische Langzeitstabilität des gesamten
Objektivs zu garantieren. Die passgenaue Bearbeitung kann sich hierbei
in einem Genauigkeitsbereich abspielen, welcher in der Größenordnung
von ca. 3 bis 5 μm
liegt. Dabei werden Linsenfehler durch geeignete Setztechnik auskorrigiert,
so dass das Gesamtsystem möglichst
geringe Aberrationen aufweist. In der Regel sind Korrekturglieder,
beispielsweise in Form eines Schiebeglieds, für das Auskorrigieren des Objektivs
vorgesehen.
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Es
kann jedoch auch vorkommen, dass ein Abbildungsfehler nicht mit
Hilfe eines Schiebeglieds korrigiert werden kann. In einem solchen
Fall müssen bereits
montierte Fassungsringe samt Linsen aus der Objektivhülse entfernt
werden. Hierbei kann es erforderlich sein, dass nahezu das gesamte
Mikroskopobjektiv wieder zerlegt werden muss. An einer Oberfläche eines
geeigneten Fassungsrings kann dann beispielsweise etwas Material
entfernt bzw. abgedreht werden, so dass der Abstand der Linse dieses
Fassungsrings zu der Linse des benachbarten Fassungsrings verringert
wird. Bei Mikroskopobjektiven mit vielen Linsen ist eine Zugänglichkeit
aller Linsen bzw. Linsengruppen nicht mehr ohne weiteres gegeben,
insbesondere dann, wenn von der Optik-Rechnung enge Toleranzen für die darin
enthaltene Optik vorgegeben sind. Insbesondere das Entfernen und Ausrichten
bereits verpasster Linsen ist zeitaufwendig und bringt einen großen Ausschuss
an optischen Komponenten mit sich.
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Somit
ist es bei Mikroskopobjektiven mit höchsten Anforderungen extrem
schwierig die Restfehler beim Auskorrigieren zu minimieren. Als
Restfehler sind insbesondere die spärische Abenation, der Astigmatismus
und das Koma zu nennen. Eine Maßgröße, mit
der die Restfehler eines Mikroskopobjektivs quantifizierbar sind,
ist der so genannte Strehlwert. Ein Mikroskopobjektiv mit einem
Strehlwert von 1 wäre
fehlerfrei, der maximal erreichbare Strehlwert ist 1. Daher ist
die Montage eines mehrere Linsen aufweisenden Mikroskopobjektivs
hoher Qualität ganz
besonders zeitaufwendig und mit hohen Produktionskosten verbunden.
Hierdurch sind nur kleine Stückzahlen
pro Zeiteinheit herstellbar. Die Montage erfordert darüber hinaus
in ganz besonderem Maße Geschicklichkeit,
Geduld und Erfahrung desjenigen, der das Mikroskopobjektiv montiert.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Mikroskopobjektiv,
ein Mikroskop und ein Verfahren zum Detektieren eines Objekts der
eingangs genannten Art anzugeben und weiterzubilden, mit welchem
der Gesamtfehler der optischen Abbildung des Mikroskops weiter reduziert und
Idealerweise minimiert werden kann.
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Das
erfindungsgemäße Mikroskopobjektiv der
eingangs genannten Art löst
die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs
1. Danach ist ein solches Mikroskopobjektiv durch ein Drehmittel
gekennzeichnet, mit welchem die Objektivhülse relativ zur Anbauschnittstelle
verdrehbar ist, um die von der Objektivhülse aufgenommenen Linsen in
einem am Mikroskop angebauten Zustand des Mikroskopobjektivs um
die optische Achse drehen zu können.
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So
ist zunächst
bei einer CD-Metrologie-Messung, d.h. bei einer Messung der Strukturbreiten
bzw. Linienbreiten („Critical
Dimension") von Strukturen
auf Substraten bemerkt worden, dass bei mehreren Messungen in X-
und in Y-Richtung
an Linienstrukturen als Objekte die Messwerte unterschiedlich ausfielen.
Die Abweichungen waren dabei größer als
aufgrund des Gesamt-Messaufbaus
erwartet. Speziell ergaben sich vor und nach einer Drehung der Messprobe
und damit der jeweiligen Linienstruktur um 90 Grad unterschiedliche
Messwerte wobei die gemessenen Profilverläufe von Strukturen bekannter
Form asymmetrisch waren. So ergab sich unter Verwendung eines Mikroskopobjektivs
eine wesentlich stärkere
Asymmetrie der Messwerte als erwartet, obwohl es von einer Interferometerprüfung bei
der Herstellung des Mikroskopobjektivs her besser qualifiziert war.
Während
ein anderes Mikroskopobjektiv im Profil die mit der Drehung der
Probe verbundene Symmetrieänderung
widerspiegelte, war dieser Einfluss bei dem ersten Mikroskopobjektiv kaum
zu sehen. Dem entgegen zeigte die Drehung der Objekte beim ersten
Mikroskopobjektiv einen wesentlich stärkeren Effekt.
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Erfindungsgemäß ist demgemäß erkannt worden,
dass also der verbleibende Gesamtfehler der optischen Abbildung
eines Mikroskops insbesondere dadurch reduziert und im Idealfall
minimiert werden kann, dass das Mikroskopobjektiv relativ zum Mikroskop
drehbar angeordnet ist. Dann ist es nämlich möglich, dass das Mikroskopobjektiv
derart gedreht bzw. eingestellt wird, dass der Restfehler des Mikroskopobjektivs
sich mit den Restfehlern der anderen optischen Komponenten des Mikroskops
weitgehend kompensiert. Andere optische Komponenten des Mikroskops
sind beispielsweise eine Kollimatoroptik, ein Kondensor, eine Tubusoptik,
eine Zwischenoptik und/oder eine Nachvergrößerungsoptik. Mit anderen Worten:
ist das Mikroskopobjektiv in einem am Mikroskop angebauten Zustand
mit einem Freiheitsgrad versehen, kann eine Reduzierung des gesamten
Abbildungsfehlers des Mikroskops erzielt werden. Die Drehachse kann
hierbei die optische Achse einer oder mehrerer Linsen des Mikroskopobjektivs
sein. Es könnte
jedoch auch die Längsachse
der Objektivhülse
sei ein, um welche das Mikroskopobjektiv relativ zur Anbauschnittstelle
verdreht werden könnte.
Im Idealfall sind diese optischen Achsen koaxial zueinander angeordnet
und stimmen mit der optischen Achse des Mikroskopobjektivs bzw.
mit der Längsachse
der Objektivhülse überein.
Somit kann mit dem Drehmittel die Objektivhülse im Sinn eines Drehkörpers relativ
zur Anbauschnittstelle verdreht werden. Im Betriebszustand ist die
Anbauschnittstelle drehfest am Mikroskop angeordnet. Obwohl von
einem Mikroskopobjektiv die Rede ist, ist die Lehre der vorliegenden
Erfindung sinngemäß auch ganz
allgemein auf Objektive abbildender optischer Geräte anwendbar,
an die ebenfalls hohe Anforderungen bezüglich der Abbildungsqualität gestellt
werden. Solche Geräte
können
Strukturbreiten-Messsysteme oder Koordinaten-Messsysteme sein.
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Das
Mikroskopobjektiv kann vom inneren Aufbau her vergleichbar zu einem
höchstauflösenden Mikroskopobjektiv
ausgebildet sein, wie es beispielsweise aus der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2004 048 062 bekannt
ist.
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Die
Anbauschnittstelle weist beispielsweise ein Gewinde oder eine einem
Bajonettverschluss vergleichbare Schnittstelle auf, mit welcher
das Mikroskopobjektiv an einem Mikroskop anbaubar ist. Die Anbauschnittstelle
weist im Allgemeinen ein Gewinde auf, das kompatibel zu dem hierfür vorgesehenen
Mikroskop ist. Es soll nicht unerwähnt bleiben, dass eine in Form
eines Gewindes ausgebildete Anbauschnittstelle nicht dazu dienen
soll, das Mikroskopobjektiv in erfindungsgemäßer Weise um seine optische
Achse zu verdrehen, da der Zweck des Gewindes dem Anbauen des Mikroskopobjektivs
dient und es üblicherweise
so weit eingeschraubt wird, bis es an einer Anschlagfläche zur
Anlage kommt und dadurch fixiert wird. Erst dann ist das Mikroskopobjektiv bestimmungsgemäß an dem
Mikroskop angebaut. In diesem Zustand soll kein Verdrehen des Mikroskopobjektivs
mit Hilfe des Gewindes der Anbauschnittstelle um die optische Achse
während eines
Betriebs des Mikroskops erfolgen, da hierdurch in der Regel eine
Defokussierung des Mikroskopobjektivs bewirkt wird, da in Anhängigkeit
der Ganghöhe
des Gewindes der Anbauschnittstelle ein Drehen der Anbauschnittstelle
eine Bewegung des Mikroskopobjektivs in Schraubrichtung bzw. entlang
der optischen Achse zur Folge hat. Das erfindungsgemäße Drehen des
Mikroskopobjektivs relativ zum Mikroskop bzw. um seine optische
Achse erfolgt also nicht durch ein Drehen der Anbauschnittstelle
des Mikroskopobjektivs relativ zum Mikroskop.
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Im
Allgemeinen ist eine Linse in einem Fassungsring gefasst. Der Fassungsring
ist in der Objektivhülse
aufgenommen, insbesondere passgenau. Üblicherweise wird die Linse
in den Fassungsring eingekittet oder durch einen umgebördelten
Grat am Fassungsring selbst gehalten (so genannte Grat-Fassung).
Die Fassung könnte
alternativ insbesondere derart ausgebildet sein, wie sie in der
derzeit noch nicht veröffentlichten
deutschen Patentanmeldung
DE
10 2004 048 064 offenbart ist. Demgemäß wird eine Linse in ihrer
Fassung mit Hilfe eines elastischen Rings derart fixiert, dass eine
mechanische Verspannung der Linse aufgrund der Linsenfassung weitgehend
vermieden wird. Somit können
Abbildungsfehler, die auf mechanische Verspannungen der optischen
Bauteile zurückzuführen sind,
weitgehend vermieden werden, so dass in Verbindung mit dem durch
das Drehmittel des Mikroskopobjektivs zur Verfügung stehenden weiteren Freiheitsgrad
in ganz besonders vorteilhafter Weise der Gesamtfehler der Abbildungsoptik
des Mikroskops reduziert bzw. minimiert werden kann.
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Das
Drehmittel könnte
ein Kugellager, ein Fettlager und/oder ein Gleitlager aufweisen.
Vorzugsweise wird die Art des Lagers derart gewählt, dass hiermit eine optimale
Präzision
bei einer Drehung des Mikroskopobjektivs bzw. der Objektivhülse relativ
zum Mikroskop bzw. zur Anbauschnittstelle erzielbar ist. Idealerweise
weist das gewählte
Lager ein vernachlässigbares
Spiel auf, so dass eine erfindungsgemäße Verstellung bzw. Ausrichtung
des Mikroskopobjektivs reproduzierbar durchgeführt werden kann.
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Ganz
besonders bevorzugt weist das Drehmittel einen Überwurfring auf, der sich in
Richtung der optischen Achse zumindest teilweise über die Objektivhülse des
Mikroskopobjektivs erstreckt. Somit weist ein Teil des Überwurfrings
einen Innenradius und ein Teil der Objektivhülse weist einen Außenradius
derart auf, dass im zusammengebauten Zustand die Objektivhülse sich
zumindest bereichsweise in den Überwurfring
erstreckt. Es wäre
auch der umgekehrte – jedoch
weniger bevorzugte – Fall
denkbar, nämlich
dass ein Teil der Objektivhülse
sich in einen Teil der Anbauschnittstelle erstreckt. Der Überwurfring
weist vorzugsweise die Anbauschnittstelle auf. Somit ist bei dieser
Ausführungsform
der Überwurfring
drehfest mit dem Mikroskop verbunden.
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Der Überwurfring
könnte
an seiner der Objektivhülse
zugewandten Seite einen – z.B.
nach innen gerichteten – Vorsprung
aufweisen. Die Objektivhülse
könnte
an ihrer dem Überwurfring
zugewandten Seite einen – z.B.
nach außen
gerichteten – weiteren
Vorsprung aufweisen. Der weitere Vorsprung könnte in Form eines ringförmigen Bauteils
mit einem Innengewinde ausgeführt
sein, welches an die Objektivhülse
an einer Stelle angeschraubt werden kann, wo hierfür ein Außengewinde
vorgesehen ist. Im zusammengesetzten Zustand von Objektivhülse und Überwurfring
könnten
die beiden Vorsprünge über ein
Lager aneinander zur Anlage kommen, welches vorzugsweise in Richtung
der optischen Achse oder in Richtung der gemeinsamen Anlagefläche wirkt.
Als Lager dient hier für
bevorzugt ein Kugellager. Zwischen dem Überwurfring und der Objektivhülse könnte mindestens
ein Bereich vorgesehen sein, der im Sinn eines Gleit- oder Fettlagers
ausgebildet ist. Mit diesem Bereich werden die beiden relativ zueinander
verdrehbaren Bauteile – Objektivhülse und Überwurfring – bei einer
Drehung derart geführt,
dass eine präzise
und reproduzierbare Drehung möglich ist.
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Grundsätzlich wird
ein erfindungsgemäßes Drehen
des Mikroskopobjektivs bzw. der Objektivhülse relativ zum Mikroskop bei
der Herstellung bzw. Produktion des Mikroskops durchgeführt, so
dass der optische Gesamtfehler des Mikroskops hierdurch minimiert
wird. Nun könnte
es auch abhängig
von der jeweiligen Anwendung erforderlich sein, ein erfindungsgemäßes Drehen
des Mikroskopobjektivs auch während
des Betriebs des Mikroskops durchzuführen, da beispielsweise an
die jeweilige Anwendung höchste
Anforderungen an das Mikroskop gestellt werden. Ein Beispiel einer
solchen Anwendung ist ein Koordinaten-Messgerät, wie es z.B. aus der
DE 198 19 492 bekannt ist,
und welches üblicherweise
in einer Klimakammer betrieben wird. In dieser wird zumindest die
Temperatur, in einigen Klimakammern zusätzlich auch die Luftfeuchte
konstant gehalten. Der Regelgenauigkeit von Temperatur und Luftfeuchte
sind technische Grenzen gesetzt. Auch lässt sich mit vertretbarem Aufwand
keine hermetisch dichte Kammer zur Konstanthaltung des Luftdrucks
herstellen, insbesondere weil – beim
Beispiel des Koordinaten-Messgeräts – ein einfaches
und schnelles Wechseln der Messobjekte erforderlich ist. So verursacht das
Betätigen
einer Beladeöffnung
selbst schnelle Luftdruckschwankungen. Die sich verändernden
Umweltbedingungen können
bewirken, dass die an der Vorrichtung bzw. an dem Koordinaten-Messgerät angeordnete
optische Komponenten ihre Relativpositionen zueinander – wenn auch
nur geringstfügig – ändern und
sich somit die Abbildungseigenschaften des Koordinaten-Messgeräts verändern. Ganz
besonders bevorzugt ist daher das Drehmittel derart ausgebildet,
dass bei einem Drehen der Objektivhülse eine Fokuseinstellung des
Mikroskopobjektivs bzw. des Mikroskops im Wesentlichen unverändert bleibt.
Somit könnte
ein Drehen des Mikroskopobjektivs auch während des Betriebs des Mikroskops
erfolgen, beispielsweise zwischen einzelnen Objektdetektionen, und
eine Defokussierung des Objekts wird hierdurch zumindest weitgehend
vermieden.
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Der
Winkelbereich, um welchen die Objektivhülse gegenüber der Anbauschnittstelle
verdrehbar ist, könnte
sich von 0 Grad bis mindestens 90 Grad erstrecken. Eine solche Winkelbegrenzung
bezüglich der
Drehung der Objektivhülse
gegenüber
dem Mikroskop könnte
in konstruktiver Hinsicht mit Hilfe mindestens eines an der Objektivhülse vorgesehenen Anschlags
definiert werden, an welchen ein am Überwurfring angeordneter Zapfen
im Sinn einer Drehbegrenzung zum Anschlag kommt. Bevorzugt ist jedoch mindestens
eine volle Umdrehung der Objektivhülse relativ zum Mikroskop bzw.
zur Anbauschnittstelle vorgesehen, so dass ein entsprechender Winkelbereich
sich mindestens von 0 Grad bis 360 Grad erstreckt.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist das Drehmittel derart ausgebildet, dass die Objektivhülse relativ
zum Mikroskop verkippbar ist. Bevorzugt ist die Objektivhülse relativ
zum Mikroskop oder zur optischen Achse des Mikroskopstrahlengangs
um mindestens zwei Kippachsen unterschiedlicher räumlicher
Orientierung verkippbar. Somit stehen weitere Freiheitsgrade zur
Verfügung,
mit welchen der Gesamtfehler des optischen Abbildungssystems des
Mikroskops mit dem erfindungsgemäßen Mikroskopobjektiv
weiter reduziert werde kann.
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Weiterhin
könnte
das Drehmittel auch derart ausgebildet sein, dass die Objektivhülse relativ
zum Mikroskop in einer Richtung quer zur optischen Achse translatierbar
ist. Auch hierdurch steht ein weiterer Freiheitsgrad zur Verfügung, mit
welchem der Gesamtfehler des optischen Abbildungssystems des Mikroskops
mit dem erfindungsgemäßen Mikroskopobjektiv
in vorteilhafter Weise reduziert oder minimiert werden kann.
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Hinsichtlich
eines Mikroskops wird die eingangs genannte Aufgabe durch die Merkmale
des Anspruchs 10 gelöst.
Demnach weist ein Mikroskop zum Abbilden eines Objekts eine Anbauschnittstelle auf,
wobei an die Anbauschnittstelle ein Mikroskopobjektiv anbaubar ist.
Das Mikroskop weist einen optischen Strahlengang mit einer optischen
Achse auf. Erfindungsgemäß umfasst
das Mikroskop ein Drehmittel, mit welchem das am Mikroskop angebaute
Mikroskopobjektiv um seine optischen Achse verdrehbar ist, um die
vom Mikroskopobjektiv bzw. die von der Objektivhülse aufgenommenen Linsen in
einem am Mikroskop angebauten Zustand des Mikroskopobjektivs um
die optische Achse drehen zu können. Hierdurch
kann ein herkömmliches
Mikroskopobjektiv relativ zum Strahlengang des erfindungsgemäßen Mikroskops
in einem am Mikroskop angebauten Zustand ebenfalls verdreht werden,
so dass auch dann in besonders vorteilhafter Weise der Gesamtfehler des
optischen Systems bestehend aus Mikroskopobjektiv und Mikroskop
reduziert bzw. minimiert werden kann.
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Ein
erfindungsgemäßes Mikroskop
könnte beispielsweise
in Form eines Koordinaten-Messgeräts, wie es z.B. aus der
DE 198 19 492 bekannt ist, eines
Inspektionsmikroskops zur Inspektion von Substraten für die Halbleiterindustrie,
eines hochauflösenden
Mikroskops, eines konfokalen Rastermikroskops oder eines doppelkonfokalen
Rastermikroskops ausgebildet sein. Da an Mikroskope dieser Art üblicherweise
hohe oder höchste
Anforderungen an die Qualität
der Abbildungseigenschaften und/oder an die zu erzielende Auflösung gestellt
werden, wird ein Mikroskop, bei welchem das Mikroskopobjektiv in
erfindungsgemäßer Weise
verstellbar angeordnet ist, eher diesen hohen Anforderungen gerecht,
da in ganz besonders vorteilhafter Weise der Gesamtfehler der optischen
Abbildung des Mikroskops auf einfache Weise minimierbar ist.
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Auch
das am Mikroskop angeordnete Drehmittel könnte ein Kugellager, ein Fettlager
und/oder ein Gleitlager aufweisen, und zwar in vergleichbarer Weise,
wie dies schon zwischen Objektivhülse und Anbauschnittstelle
des Mikroskopobjektivs beschrieben wurde.
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Besonders
bevorzugt ist das Drehmittel derart ausgebildet, dass damit zumindest
ein Teil der Anbauschnittstelle für das Mikroskopobjektiv relativ
zum restlichen optischen Strahlengang des Mikroskops verdrehbar
ist. Mit dieser Anbauschnittstelle ist eine Schnittstelle des Mikroskops
gemeint, mit welcher ein Mikroskopobjektiv an dem erfindungsgemäßen Mikroskop
angebaut werden kann. Somit ist zwischen Mikroskop bzw. Mikroskopstativ
und der Anbauschnittstelle für
das Mikroskopobjektiv eine Drehbewegung in vergleichbarer Weise
möglich,
wie bei dem erfindungsgemäßen Mikroskopobjektiv
eine Drehbewegung zwischen Anbauschnittstelle und Objektivhülse möglich ist.
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In
verfahrensmäßiger Hinsicht
wird die eingangs genannte Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs
13 gelöst.
Demgemäß betrifft
die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Detektieren eines Objekts
mit einem Mikroskop. Das Mikroskop weist ein Mikroskopobjektiv nach
einem der Ansprüche
1 bis 9 auf oder das Mikroskop ist nach einem der Ansprüche 10 bis
12 ausgebildet.
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Das
Mikroskop weist eine Detektionseinrichtung auf, mit welcher ein-,
zwei- und/oder dreidimensionale
Bilddaten des Objekts detektiert und abgespeichert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist
dadurch gekennzeichnet, dass ein Objekt oder ein Teil eines Objekts
mindestens zweimal mit der Detektionseinrichtung detektiert wird,
dass die detektierten Bilddaten abgespeichert werden, dass zwischen zwei
Objektdetektionen die vom Mikroskopobjektiv aufgenommenen Linsen
um die optische Achse gedreht werden, und dass anhand der detektierten
Bilddaten der mindestens zwei Objektdetektionen weitergehende Objektinformationen
gewonnen werden können.
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Eine
eindimensionale Detektion von Bilddaten könnte beispielsweise mit einem
CCD-Zeilendetektor erfolgen und ist insbesondere für Anwendungen
sinnvoll, bei denen Lichtintensitätsprofile quer zu Linienstrukturen
von Substraten oder Wafern der Halbleiterindustrie zu analysieren
sind. Eine zweidimensionale Detektion von Bilddaten könnte mit
einer CCD-Kamera durchgeführt
werden. Eine dreidimensionale Detektion könnte beispielsweise mit einer konfokalen
Detektionseinheit eines konfokalen oder doppelkonfokalen Rastermikroskops
durchgeführt werden.
Zum Abspeichern der detektierten Bilddaten ist eine Speichereinheit
vorgesehen, die beispielsweise einem Steuerrechner des Mikroskops
zugeordnet sein könnte.
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Insbesondere
wenn bei höchstauflösenden Anwendungen
sich die Relativpositionen der an dem Mikroskop angeordneten optischen
Komponenten während
des Betriebs verändern,
beispielsweise durch veränderte
Umweltbedingungen hervorgerufen, können hierdurch verursachte
Veränderungen der
Abbildungseigenschaften durch das Verdrehen des Mikroskopobjektivs
relativ zum Mikroskop zumindest weitgehend ausgeglichen werden.
Bei einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können jedenfalls
die detektierten und abgespeicherten Bilddaten z.B. mit Hilfe von
digitalen Bildverarbeitungsmethoden miteinander verglichen werden,
so dass einerseits feststellbar ist, ob und andererseits zu welchem
Ausmaß eine
Veränderung
der optischen Abbildungseigenschaft des Mikroskops eingetreten ist.
Falls eine Veränderung
der optischen Abbildungseigenschaft des Mikroskops festgestellt
wird, kann gegebenenfalls festgestellt werden, ob hierfür das Mikroskopobjektiv
als mögliche
Ursache in Frage kommt und das Mikroskopobjektiv kann erfindungsgemäß gedreht
werden. Sodann könnte
das gleiche Objekt nochmals detektiert werden, und die Bilddaten
dieser Detektion können
mit den bereits vorher detektierten Bilddaten verglichen werden,
ob beispielsweise die Veränderung
der optischen Abbildungseigenschaft des Mikroskops aufgrund der
neuen Drehposition des Mikroskopobjektivs ausgeglichen wurde.
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Es
ist auch denkbar, dass zur Verbesserung der Qualität der detektierten
Bilddaten Rekonstruktionsverfahren der digitalen Bildverarbeitung
angewendet werden. Dies könnte
insbesondere unter Berücksichtigung
der experimentell oder rechnerisch bestimmten Übertragungsfunktion der optischen Komponenten
erfolgen. Insbesondere kann die Übertragungsfunktion
des Mikroskopobjektivs hierbei berücksichtigt werden.
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Es
gibt nun verschiedene Möglichkeiten,
die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten
und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die den nebengeordneten
Patentansprüchen
nachgeordneten Patentansprüche
und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der
Erläuterung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung anhand der Zeichnung wird auch im Allgemeinen bevorzugte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In
der Zeichnung zeigt die einzige
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Fig.
eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels,
bei welchem der linke Teil die äußere Ansicht
eines Mikroskopobjektivs und der rechte Teil eine Schnittansicht des
Mikroskopobjektivs zeigt.
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Das
in der Figur gezeigte Mikroskopobjektiv 1 ist für den Einsatz
in einem in der Figur nicht gezeigten Inspektionsmikroskop vorgesehen.
Das Mikroskopobjektiv 1 umfasst zwei Teilhülsen, nämlich eine
erste Teilhülse 2 und
eine zweite Teilhülse 3.
Die zwei Teilhülsen 2, 3 wirken
im zusammengebauten Zustand als eine Objektivhülse. Jede der zwei Teilhülsen 2, 3 nimmt
eine Vielzahl von Fassungsringen 4, 5 auf. Die
erste Teilhülse 2 nimmt
vier Fassungsringe 4 auf, die Teilhülse 3 nimmt zwölf Fassungsringe 5 und
einen Vorschraubring 6 auf. Die jeweils von den vier Fassungsringen 4 gefassten
Linsen sind mit dem Bezugszeichen 7, die jeweils von den
zwölf Fassungsringen 5 gefassten
Linsen sind mit Bezugszeichen 8 gekennzeichnet. Die Teilhülse 2 liegt
in radialer Richtung von innen in einem Bereich 9 an der
Teilhülse 3 an.
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Die
Teilhülse 2 wird
an der Teilhülse 3 mit dem Überwurfring 10 fixiert,
wobei der Überwurfring 10 in
einem oberen Bereich ein Innengewinde aufweist, welches in das Außengewinde 11 der
Teilhülse 3 in
Eingriff kommt. Der Überwurfring 10 kann
gegen ein Verdrehen zur Teilhülse 3 mit
Hilfe eines Sicherungslacks gesichert werden, welcher in die Bohrung 12 einbringbar
ist.
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Das
Bezugszeichen 13 kennzeichnet den äußeren Randstrahl des durch
das Mikroskopobjektiv 1 durchtretenden Lichts.
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Das
Mikroskopobjektiv 1 weist eine in einem oberen Bereich
vorgesehene Anbauschnittstelle 14 auf, mit welcher das
Mikroskopobjektiv 1 an ein in der Figur nicht gezeigtes
Mikroskop angebaut werden kann. Die Anbauschnittstelle 14 weist
ein Außengewinde
auf und ist in ein komplementär
ausgebildetes Gewinde am Mikroskop einschraubbar, und zwar so weit,
bis die Anschlagfläche 15 des
Mikroskopobjektivs 1 an einer entsprechenden Anschlagfläche am Mikroskop
zur Anlage kommt.
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In
erfindungsgemäßer Weise
weist das Mikroskopobjektiv 1 ein Drehmittel 16 auf,
mit welchem die Teilhülse 3 gemeinsam
mit der Teilhülse 2 relativ zur
Anbauschnittstelle 14 verdrehbar ist. Der Einfachheit halber
werden im Folgenden die Teilhülsen 2, 3 als
Objektivhülse
mit dem Bezugszeichen 17 bezeichnet. Hierdurch können die
vor der Objektivhülse 17 aufgenommenen
Linsen 7, 8 in einem am Mikroskop angebauten Zustand
des Mikroskopobjektivs 1 um die optische Achse 18 gedreht
werden.
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Das
Drehmittel 16 weist einen Überwurfring 19 auf.
An dem Überwurfring 19 ist
die Anbauschnittstelle 14 des Mikroskopobjektivs 1 angebracht.
Dementsprechend ist der Überwurfring 19 in
einem am Mikroskop angebauten Zustand des Mikroskopobjektivs 1 drehfest
mit dem Mikroskop verbunden, falls das Gewinde bzw. die Anbauschnittstelle 14 bis
zu der Anschlagfläche 15 am
hierfür
vorgesehenen Anschlag am Mikroskopstativ eingeschraubt ist. Der Überwurfring 19 weist
einen Innenradius auf, der über
seinen gesamten Bereich größer oder
annähernd
gleich ist wie der Außenradius
der Objektivhülse 17 bzw.
der obere Bereich der Teilhülse 3.
Insbesondere in dem Bereich 20 weist der Überwurfring 19 einen
Innenradius auf, der annähernd
gleich ist wie der Außenradius
der Objektivhülse 17 bzw.
der obere Bereich der Teilhülse 3.
Somit dient der Bereich 20 als Gleitlager bzw. als Fettlager
zwischen dem Überwurfring 19 und
der Teilhülse 3 bzw.
der Objektivhülse 17.
In einem unteren Bereich 21 des Überwurfrings 19 kommt
dieser in Richtung der optischen Achse 18 an einer entsprechenden
Fläche
der Teilhülse 3 zur
Anlage. Sowohl der unteren Bereich 21 als auch die entsprechende
Fläche
der Teilhülse 3 sind in
diesem Ausführungsbeispiel
senkrecht zur optischen Achse 18 des Mikroskopobjektivs 1 ausgerichtet.
In dem in der Figur gezeigten Zustand sind die Teilhülsen 2, 3 in
Richtung der optischen Achse 18 relativ zum Überwurfring 19 justiert.
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Der Überwurfring 19 weist
einen ringförmig ausgebildeten
und nach innen gerichteten Vorsprung 22 auf. Der Vorsprung 22 weist
eine obere, senkrecht zur optischen Achse 18 des Mikroskopobjektivs 1 ausgerichtete
ringförmige
Fläche 23 auf.
Das Drehmittel 16 weist ein Kugellager auf, dessen Kugeln 24 auf
der Fläche 23 abrollen
können.
Zwischen dem Überwurfring 19 und
der Teilhülse 3 ist
in einem oberen Bereich des Mikroskopobjektivs 1 ein Einschraubring 25 vorgesehen,
der ein Innengewinde aufweist, mit welchem der Einschraubring 25 auf
das im oberen Bereich der Teilhülse 3 vorgesehene
Außengewinde 26 aufschraubbar
ist. Der Einschraubring 25 weist in seinem unteren, den
Kugeln 24 zugewandten Bereich eine V-förmig der Rille bzw. Nut 27 auf,
in welcher die Kugeln 24 des Kugellagers des Drehmittels 16 abrollen
können.
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Zur
Montage des Überwurfrings 19 an
der Objektivhülse 17 bzw.
an der oberen Teilhülse 3 wird der Überwurfring 19 von
oben über
den Bereich 20 auf die Teilhülse 3 gesteckt, bis
die untere Fläche bzw.
der untere Bereich 21 des Überwurfrings 19 an der
entsprechenden Fläche
der Teilhülse 3 zur
Anlage kommt. Sodann wird das Kugellager bzw. die Kugeln 24 von
oben zwischen dem Bereich der Teilhülse 3, wo das Außengewinde 26 vorgesehen
ist, und dem oberen Teil des Überwurfrings 19 eingebracht. Schließlich wird
der Einschraubring 25 an das Außengewinde 26 der
Teilhülse 3 eingeschraubt,
und zwar so weit, bis die untere Fläche bzw. der Bereich 21 des Überwurfrings 19 an
der entsprechenden Fläche
der Teilhülse 3 derart
zur Anlage kommen, dass ein Verdrehen der Objektivhülse 17 relativ
zum Überwurfring 19 noch
möglich
ist, jedoch ein Verkippen der Teilhülse 3 relativ zum Überwurfring 19 verhindert ist.
Somit ist der Einschraubring 25 im montierten Zustand des
Mikroskopobjektivs 1 drehfest an der Teilhülse 3 fixiert.
Der Überwurfring 19 ist
mit der Anbauschnittstelle 14 drehfest an dem Mikroskop
befestigt. Dementsprechend wird das Mikroskopobjektiv 1 in
einem am Mikroskop angebauten Zustand von dem Vorsprung 22 des Überwurfrings 19 in
Verbindung mit dem Einschraubring 25 getragen. Zwischen dem
Einschraubring 25 und dem Vorsprung 22 sind die
Kugeln 24 des Kugellagers vorgesehen, welche letztendlich
eine präzise
Drehbewegung zwischen Überwurfring 19 und
Teilhülse 3 ermöglichen.
-
Abschließend sei
ganz besonders darauf hingewiesen, dass das voranstehend erörterte Ausführungsbeispiel
lediglich zur Beschreibung der beanspruchten Lehre dient, diese
jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel
einschränken.
-
- 1
- Mikroskopobjektiv
- 2
- erste
Teilhülse
- 3
- zweite
Teilhülse
- 4
- Fassungsringe
in (2)
- 5
- Fassungsringe
in (3)
- 6
- Vorschraubring
an (3)
- 7
- jeweils
von einem Fassungsring (4) gefasste Linse
- 8
- jeweils
von einem Fassungsring (5) gefasste Linse
- 9
- Anlagebereich
zwischen (2) und (3)
- 10
- Überwurfring
- 11
- Außengewinde
der Teilhülse
(3)
- 12
- Bohrung
in (10)
- 13
- äußerer Randstrahl
des durch (1) durchtretenden Lichts
- 14
- Anbauschnittstelle
von (1)
- 15
- Anschlagfläche
- 16
- Drehmittel
zum Verdrehen von (17) relativ zu (14)
- 17
- Objektivhülse
- 18
- Optische
Achse von (1) bzw. optische Achse von (7, 8)
- 19
- Überwurfring
- 20
- Bereich,
in welchem der Innenradius von (19) annähernd gleich ist
-
- wie
der Außenradius
von (17)
- 21
- unterer
Bereich von (19), an welchem ein entsprechender Bereich
-
- von
(3) zur Anlage kommt
- 22
- nach
innen gerichteter Vorsprung von (19)
- 23
- Fläche, an
der (24) abrollen
- 24
- Kugeln
eines Kugellagers von (16)
- 25
- Einschraubring
- 26
- Außengewinde
von (3), auf das (25) aufschraubbar ist
- 27
- V-förmige Nut
von (25) an welcher (24) abrollen