JP2010525310A - サンプル表面を検査する分光画像形成方法及びシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】 サンプル表面の2次元マップを得るのに必要な時間を減少させることを可能にする、サンプル表面を検査する分光画像形成システムを提供すること。
【解決手段】 本発明はサンプル(1)の表面(2)を検査する分光画像形成方法及びシステムに関する。分光画像形成システムは、対物光学系(5)を備える顕微装置又は全体観察装置と、分光計を含む筐体(6)と、サンプル表面(2)上の走査領域を照明するために顕微装置又は全体観察装置の対物光学系(5)と分光計の間に設けられかつサンプル表面(2)を二方向XとYに走査できる走査手段(11)とを備える。発明によれば、励起ビーム(8)が走査領域上を走査している間、走査領域上で測定された発光ビーム(9)のエネルギーは検出手段(10)の画素について積分され、各画素線に対する平均分光データを生成し、記憶手段(12)が検出手段(10)に接続され、各画素線の前記平均分光データは記憶手段(12)に向かって転送され、前記記憶手段(12)はM本の画素線の平均分光データを記憶することができるメモリを備え、画像形成装置(13)が記憶手段(12)に接続され、M本の画素線の前記平均分光データは、走査領域の平均分光画像を得るために前記画像形成装置(13)に向かって同時に送られる。
【選択図】 図1
Description
発光を生み出すためにサンプル表面が励起ビームで照射され、
前記発光が集光されてエネルギーを有する発光ビームを形成し、
前記サンプル表面の分光画像を得るために前記発光ビームのエネルギーが測定される
第1のステップa)を含むサンプル表面を検査する分光画像形成方法に関する。
発明によれば、
前記第1のステップa)において、前記サンプル表面上の走査領域を照明しかつ前記走査領域上の前記発光ビームのエネルギーを測定するために前記励起ビームは前記サンプル表面上を二方向XとYに走査され、前記走査領域の平均分光画像を得るために前記発光ビームのエネルギーは前記励起ビームが前記走査領域上を走査している間に時間tの間積分され、
前記分光画像形成方法はさらに、
前記先行する第1のステップa)が前記サンプル表面の一つ又はいくつかの他の走査領域に対して繰り返され、各走査領域が少なくとも一つの他の走査領域に隣接する第2のステップb)と、
前記測定されたエネルギーにおいて一つ又はいくつかの情報が選択される第3のステップc)と、
少なくとも、選択された情報が前記走査領域内に検出されたとき、この一つ以上の走査領域がいくつかの更に小さな走査領域に分割される第4のステップd)と
を含み、
前記先行するステップa)ないしd)は少なくとも小分割走査領域に適用される。
前記発光ビームのエネルギーは、いくつかの垂直画素線といくつかの水平画素線を備える検出手段を用いて測定され、前記水平画素線の一つは読み出し線であり、各画素線はいくつかの画素を含み、前記第1のステップa)の測定工程は、
e)前記発光ビームの前記時間tの間積分されたエネルギーを受ける少なくとも一つの水平画素線の画素を分極し、前記少なくとも一つの水平画素線の各画素に蓄積された電荷量を発生させるステップと、
f)前記分極された水平画素線の全ての画素の前記電荷量を同時に前記読み出し線に向かって転送するステップと、
g)前記読み出し線の各画素の前記電荷量を、各電荷量を張力値に変換可能な電気デバイスに向かって転送するステップと
を含み、
前記ステップf)とg)が、前記画素の前記電荷量の転送速度を制御する、制御手段を備える記憶手段により制御され、
前記ステップg)の後に、前記読み出し線の各画素の前記張力値が前記記憶手段に記憶され、前記記憶手段はM本の水平画素線に対応する張力値量を記憶することができ、
前記走査領域の平均分光画像を得るためにM本の水平画素線に対応する前記記憶された張力値量は画像形成装置に向かって送られる。
前記第2のステップb)の間、前記第1のステップa)は前記サンプル表面の四つの走査領域に適用され、前記四つの走査領域は隣接し、
前記第4のステップd)の間、少なくとも、選択された情報が前記四つの走査領域の前記少なくとも一つにおいて検出されれば、前記四つの走査領域の少なくとも一つは四つの更に小さな走査領域に分割され、
前記先行するステップa)ないしd)は前記四つの小分割走査領域に適用され、
前記ステップa)ないしg)は自動的に実現され、
前記ステップa)において、前記走査領域は前記励起ビームにより連続的に走査され、
サンプル表面を検査する前記分光画像形成方法はラマン特性を有するサンプル表面を検査するラマン画像形成方法であり、前記励起ビームはラマン散乱光を生み出すことができる単色光であり、前記ラマン散乱光は集光されてエネルギーを有するラマン散乱光ビームを形成し、前記エネルギーは、サンプル表面のラマン画像を得るためにフィルタリング及び測定される。
対物光学系を含む顕微装置又は全体観察装置と、
前記サンプル表面に入射しかつ発光を生み出す励起ビームを発生させることができる励起光源と、前記発光を集光してエネルギーを有する発光ビームを形成することができる集光手段と、前記サンプル表面の分光画像を得るために前記発光ビームのエネルギーを測定できる、少なくとも一つの画素線を備える検出手段とを備える分光計を含む筐体と、
前記顕微装置又は全体観察装置の前記対物光学系と前記分光計の間に設けられ、前記サンプル表面上の走査領域を照明するために前記励起ビームの光路中に設けられかつ二方向XとYに前記サンプル表面を走査できる走査手段と
を備えるサンプル表面を検査する分光画像形成システムに関する。
前記励起ビームが走査領域上を走査している間に、前記走査領域上で測定された前記発光ビームのエネルギーが前記検出手段の前記画素線の画素について積分されて各画素線に対する平均分光データを生成し、
記憶手段が前記検出手段に接続され、各画素線の前記平均分光データが前記記憶手段に向かって転送され、前記記憶手段はM本の画素線の平均分光データを記憶することができるメモリを備え、
画像形成装置が前記記憶手段に接続され、前記走査領域の平均分光画像を得るためにM本の画素線の前記平均分光データは前記画像形成装置に向かって同時に送られる。
前記記憶手段は前記画素線の前記平均分光データの転送速度を制御する制御手段を備え、
前記記憶手段はフィールドプログラマブル・ゲートアレイモジュール(FPGA)であり、
前記分光計は顕微装置又は全体観察装置に対する付属品であり、前記筐体は前記顕微装置又は全体観察装置に挿脱自在であり、
前記走査手段は二つのガルバノミラーを備え、
サンプル表面を検査する前記分光画像形成システムはラマン特性を有するサンプル表面を検査するラマン画像形成システムであり、前記分光計は、
ラマン散乱光を生み出すために前記サンプル表面を単色光ビームで照明することができる単色光源と、
前記ラマン散乱光を集光してエネルギーを有するラマン散乱光ビームを形成する集光手段と、
前記サンプル表面のラマン画像を得るために前記ラマン散乱光ビームのエネルギーをフィルタリング及び測定できるフィルタリング手段及び検出手段と
を備えるラマン分光計である。
e)発光ビーム9の時間tの間積分されたエネルギーを受ける少なくとも一つの水平画素線の画素を分極し、前記少なくとも一つの水平画素線の各画素に蓄積された電荷量を発生させるステップと、
f)読み出し線15に向かって前記分極された水平画素線の全ての画素の電荷量を同時に転送するステップと、
g)読み出し線15の各画素の電荷量を電気デバイス17に向かって転送するステップと
を含み、電気デバイス17は前記読み出し線の各電荷量を張力値に変換できる。
2 サンプル表面
3 走査領域
4 更に小さな走査領域
5 対物光学系
6 筐体
7 励起源
8 励起ビーム
9 発光ビーム
10 検出手段
11 走査手段
12 記憶手段
13 画像形成装置
14a 第1のガルバノミラー
14b 第2のガルバノミラー
15 読み出し線
16 画素のマトリックス
17 電気デバイス
18 観察装置
19 分光手段
20 光源
21 ミラー
22 フィルタリング手段
A1 直交走査軸
A2 直交走査軸
CLK1 第1のクロック
CLK2 第2のクロック
Claims (12)
- 発光を生み出すためにサンプル表面(2)が励起ビーム(8)で照射され、
前記発光が集光されてエネルギーを有する発光ビーム(9)を形成し、
前記サンプル表面(2)の分光画像を得るために前記発光ビーム(9)のエネルギーが測定される
第1のステップa)を含むサンプル(1)の表面(2)を検査する分光画像形成方法であって、
前記第1のステップa)において、前記サンプル表面(2)上の走査領域(3)を照明しかつ前記走査領域(3)上の前記発光ビーム(9)のエネルギーを測定するために前記励起ビーム(8)は前記サンプル表面(2)上を二方向XとYに走査され、前記走査領域(3)の平均分光画像を得るために前記発光ビーム(9)のエネルギーは前記励起ビーム(8)が前記走査領域(3)上を走査している間に時間tの間積分され、
前記分光画像形成方法はさらに、
前記先行する第1のステップa)が前記サンプル表面(2)の一つ又はいくつかの他の走査領域(3)に対して繰り返され、各走査領域(3)が少なくとも一つの他の走査領域(3)に隣接する第2のステップb)と、
前記測定されたエネルギーにおいて一つ又はいくつかの情報が選択される第3のステップc)と、
少なくとも、選択された情報が前記走査領域(3)内に検出されれば、一つ以上の走査領域(3)がいくつかの更に小さな走査領域(4)に分割される第4のステップd)と
を含み、
前記先行するステップa)ないしd)は少なくとも小分割走査領域(4)に適用される
ことを特徴とするサンプル(1)の表面(2)を検査する分光画像形成方法。 - 前記発光ビーム(9)のエネルギーは、いくつかの垂直画素線といくつかの水平画素線を備える検出手段(10)を用いて測定され、前記水平画素線の一つは読み出し線(15)であり、各画素線はいくつかの画素を含み、前記第1のステップa)の測定工程は、
e)前記発光ビーム(9)の前記時間tの間積分されたエネルギーを受ける少なくとも一つの水平画素線の画素を分極し、前記少なくとも一つの水平画素線の各画素に蓄積された電荷量を発生させるステップと、
f)前記分極された水平画素線の全ての画素の前記電荷量を同時に前記読み出し線(15)に向かって転送するステップと、
g)前記読み出し線(15)の各画素の前記電荷量を、各電荷量を張力値に変換可能な電気デバイス(17)に向かって転送するステップと
を含む請求項1に記載のサンプル(1)の表面(2)を検査する分光画像形成方法であって、
前記ステップf)とg)が、前記画素の前記電荷量の転送速度を制御する、制御手段を備える記憶手段(12)により制御され、
前記ステップg)の後に、前記読み出し線(15)の各画素の前記張力値が前記記憶手段(12)に記憶され、前記記憶手段(12)はM本の水平画素線に対応する張力値量を記憶することができ、
前記走査領域(3)の平均分光画像を得るためにM本の水平画素線に対応する前記記憶された張力値量は画像形成装置(13)に向かって送られる
ことを特徴とするサンプル(1)の表面(2)を検査する分光画像形成方法。 - 前記第2のステップb)の期間中、前記第1のステップa)は前記サンプル表面(2)の四つの走査領域(3)に適用され、前記四つの走査領域(3)は隣接し、
前記第4のステップd)の間、選択された情報が前記四つの走査領域(3)の少なくとも一つの走査領域(3)において検出されたとき、前記四つの走査領域(3)の前記少なくとも一つの走査領域(3)は四つの更に小さな走査領域(4)に分割され、
前記先行するステップa)ないしd)は前記四つの小分割走査領域(4)に適用される
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のサンプル(1)の表面(2)を検査する分光画像形成方法。 - 前記ステップa)ないしg)は自動的に実現されることを特徴とする請求項1ないし3に記載のサンプル(1)の表面(2)を検査する分光画像形成方法。
- 前記ステップa)において、前記走査領域(3)は前記励起ビーム(8)により連続的に走査されることを特徴とする請求項1ないし4に記載のサンプル(1)の表面(2)を検査する分光画像形成方法。
- サンプル(1)の表面(2)を検査する前記分光画像形成方法はラマン特性を有するサンプル(1)の表面(2)を検査するラマン画像形成方法であり、前記励起ビーム(8)はラマン散乱光を生み出すことができる単色光であり、前記ラマン散乱光は集光されてエネルギーを有するラマン散乱光ビーム(9)を形成し、前記エネルギーは、サンプル表面(2)のラマン画像を得るためにフィルタリング及び測定されることを特徴とする請求項1ないし5に記載のサンプル(1)の表面(2)を検査する分光画像形成方法。
- 対物光学系(5)を含む顕微装置又は全体観察装置と、
前記サンプル表面(2)に入射しかつ発光を生み出す励起ビーム(8)を発生させることができる励起光源(7)と、前記発光を集光してエネルギーを有する発光ビーム(9)を形成することができる集光手段と、前記サンプル表面(2)の分光画像を得るために前記発光ビーム(9)のエネルギーを測定できる、少なくとも一つの画素線を備える検出手段(10)とを備える分光計を含む筐体(6)と、
前記顕微装置又は全体観察装置の前記対物光学系(5)と前記分光計の間に設けられ、前記サンプル表面(2)上の走査領域(3)を照明するために前記励起ビーム(8)の光路中に設けられかつ二方向XとYに前記サンプル表面(2)を走査できる走査手段(11)と
を備えるサンプル(1)の表面(2)を検査する分光画像形成システムであって、
前記励起ビーム(8)が走査領域(3)上を走査している間に、前記走査領域(3)上で測定された前記発光ビーム(9)のエネルギーが前記検出手段(10)の前記少なくとも一つの画素線の画素について積分されて前記画素線に対する平均分光データを生成し、
記憶手段(12)が前記検出手段(10)に接続され、各画素線の前記平均分光データが前記記憶手段(12)に向かって転送され、前記記憶手段(12)はM本の画素線の平均分光データを記憶することができるメモリを備え、
画像形成装置(13)が前記記憶手段(12)に接続され、前記走査領域(3)の平均分光画像を得るためにM本の画素線の前記平均分光データは前記画像形成装置(13)に向かって同時に送られる
ことを特徴とするサンプル(1)の表面(2)を検査する分光画像形成システム。 - 前記記憶手段(12)は前記画素線の前記平均分光データの転送速度を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項7に記載のサンプル(1)の表面(2)を検査する分光画像形成システム。
- 前記記憶手段(12)はフィールドプログラマブル・ゲートアレイモジュール(FPGA)であることを特徴とする請求項7又は8に記載のサンプル(1)の表面(2)を検査する分光画像形成システム。
- 前記分光計は顕微装置又は全体観察装置に対する付属品であり、前記筐体(6)は前記顕微装置又は全体観察装置に挿脱自在であることを特徴とする請求項7ないし9に記載のサンプル(1)の表面(2)を検査する分光画像形成システム。
- 前記走査手段(11)は二つのガルバノミラー(14a、14b)を備えることを特徴とする請求項7ないし10に記載のサンプル(1)の表面(2)を検査する分光画像形成システム。
- サンプル(1)の表面(2)を検査する前記分光画像形成システムはラマン特性を有するサンプル(1)の表面(2)を検査するラマン画像形成システムであり、前記分光計は、
ラマン散乱光を生み出すために前記サンプル表面(2)を単色光ビーム(8)で照明することができる単色光(7)源と、
前記ラマン散乱光を集光してエネルギーを有するラマン散乱光ビーム(9)を形成する集光手段と、
前記サンプル表面のラマン画像を得るために前記ラマン散乱光ビーム(9)のエネルギーをフィルタリング及び測定できるフィルタリング手段(22)及び検出手段(10)と
を備えるラマン分光計である
ことを特徴とする請求項7ないし11に記載のサンプル(1)の表面(2)を検査する分光画像形成システム。
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