发明名称 用于大取样表面非破坏性测量之光学探针显微镜
摘要 光学探头显微镜(图2:200,500)包括转向成垂直方向的光纤(14)。光纤的探头(14.1)会发射光线到样品(35)的水平面上来测量。此平面和平坦度的差距吾人并不苛求。机械电子装置(31,32,33,34)将抖动运动传给光纤探头并加成到另一个机械电子装置以便将二次元的(21,22,23,24)水平扫瞄运动传给光纤探头。抖动运动的频率比扫瞄运动来得高。在连续的扫瞄之中,另一个装置(图1:36,37)可以从一个水平位置将样品本身移到另一个位置。显微镜300接收由样品表面传输或反射的光辐射。显微镜在光学影像位置侦测器(45)的表面上(图5:46.3)将此接收的光辐射形成(放大的)影像。此侦测器的表面和(放大的)影像比较起来为相当大的面积。由侦测器产生的电子信号(图5:41.5,42.1,43.1,44.1)加以处理(图6)以提供光纤探头之扫瞄和抖动位置的需要信息。而且其中之一的电子信号(57.3)会加以处理(图7)并回馈到垂直的推进器(图2:15)以维持样品表面和光纤探头固定的距离。
申请公布号 TW280928 申请公布日期 1996.07.11
申请号 TW084110778 申请日期 1995.10.13
申请人 电话电报股份有限公司 发明人 赫榭尔.玛契曼;洁.陶特曼
分类号 H01J3/14 主分类号 H01J3/14
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼;林敏生 台北巿南京东路二段一二五号七楼伟成第一大楼
主权项 1. 一种光学探针显微镜(200,500),包含:(a) 光纤探头(14.1)非常靠近物体的表面;(b) 第一个机械电子装置(31,32,33,34)接合到探头,可将抖动运动传给探头;(c) 第二个机械电子装置(21,22,23,24),接合到第一个装置,可将扫瞄运动传给探头,扫瞄运动的周期至少约为抖动运动的周期的100倍大;(d) 由于探头放出光辐射并照射在物体表面上,显微镜300就配置成接收由物体表面反射的光辐射;且(e) 光学影像位置侦测器(42)安排用来接收由于显微镜收到光辐射,再从显微镜传来的光学辐射,光学影像位置侦测器有连续的光电表面区(46.3),由显微镜聚焦的光幅射即在光电表面区上形成影像点(40),此像点的侧面尺寸比光电表面区的侧面尺寸要小约1/10左右,因此光学影像位置侦测器会由于来自显微镜的光辐射而输出电子信号(41.1,42.1,43.1,44.1),并表示出影像点的位置。2. 如申请专利范围第1项之光学探针显微镜,包含第三个机械电子装置(15)并接合到第一个装置,且将垂直运动传给探头。3. 如申请专利范围第1项或第2项之光学探针显微镜,包含了电子处理电路(50)接收光学影像位置侦测器的电子输出并送出电子输出以代表光纤探头的扫瞄运动和抖动运动。4. 如申请专利范围第3项之光学探针显微镜,包括连接到电子处理电路以接受其输出(57.3)的回馈电路,且此回馈电路会传送回馈信号给第三个机械电子装置,因此使得光纤的探头和物体表面维持一固定距离。5. 如申请专利范围第1项或第2项之光学探针显微镜,包括了可将水平位移传给物体的机构,此机构包含了支撑臂可连接到平板以承载物体。6. 一种使用具探头的光纤来检测物体主要表面的方法,包含的步骤有:(a) 将探头靠近主平面且将最初的光辐射导入光纤到达探头末端,因此光辐射照射在物体的主表面;(b) 在步骤(a)时抖动电压加到第一个机械电子装置,接合到探头,所以探头中会因而感应出抖动运动;(c) 在步骤(b)时将扫瞄电压加到第二个机械电子装置上,并接合到第一个装置,所以由于此扫瞄电压在探头中会感应出扫瞄运动,扫瞄运动的周期至少是抖动运动的1000倍大左右;且(d) 将第二个光辐射聚焦在连续的光电表面上成为光影像点(此第二个光辐射乃由于第一个光辐射照在物体上产生的),连续的光电表面其侧面尺寸至少约为光影像点侧面尺寸的10倍。7. 如申请专利范围第6项之方法,包含的步骤为:将垂直运动电压加到第三个机械电子装置,并接合到光纤上,因此垂直运动会由于垂直运动电压的加入而在步骤(a),(b),(c),(d)时于探头中感应出垂直运动。8. 如申请专利范围第7项之方法,更包含了步骤(e) 由于步骤(a)而侦测出来自物体主表面之光辐射的位置;且(f) 送出电子输出以代表其位置。9. 如申请专利范围第8项之方法,其中更包含了电性上处理步骤(f)的电子输出且送出电子输出以代表光纤探头的扫瞄位置和抖动位置。10. 如申请专利范围第9项之方法,其中更包含了发展及送出电子回馈信号给第三个机械电子装置,代表了探头和主平面之间的距离和固定距离的偏差,因此探头和主平面之间的距离会恢复为固定値。图示简单说明:图1为依照本发明的特定具体实施例之光学探头显微镜的立视图,部分并为截面图,光学探头显微镜包括精细扫瞄及粗略定位的装置;图2为图1中所显示的显微镜之水平精细扫瞄装置详细的描述立视图,部分并为截面图;图3为图2中之装置水平截面图的部分;图4为包含探头之光纤的末端部分之截面视图;图5为连续位置侦测器之立视截面图,在本发明的实际应用上很有用处;图6为依照本发明之实际应用的特定具体实施例中所使用的电子处理电路的方块图;且图7为依照本发明之实际应用的特定具体实施例中所使用
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