用于使用宽场显微镜确定样本的空间分辨高度信息的方法和宽场显微镜技术

本发明专利技术涉及一种宽场显微镜和一种使用宽场显微镜确定样本(14)的空间分辨高度信息的方法。所述宽场显微镜包括：照明源(1,52,53)，其布置在照明光束路径中；第一检测器单元(17,33)，用于检测在样本平面(P)中被照射的样本(14)的在观察光束路径中的宽场图像；调制器，用于在垂直于所述样本平面(P)的方向上对所述照明光束路径或所述观察光束路径进行色度调制；评估单元，用于确定所述宽场图像的每个像点中的色度共焦高度信息。所述方法包括以下步骤：使用照明光束路径中的宽带照明源(1)照明所述样本(14)；对所述照明光束路径或检测光束路径进行色度调制；从由所述检测光束路径中的所述样本反射或者确定的具有色度共焦分量的样本光检测至少一个宽场图像；依赖于所述色度调制，通过评估所述检测光束路径的色度共焦分量，从所述宽场图像逐像素地确定所述样本的高度信息。

A method for determining the spatial resolution height information of a sample with a wide field microscope and a wide field microscope

The present invention relates to a wide field microscope and a method for determining the spatial resolution height information of a sample (14) using a wide field microscope. The wide field microscope includes: light source (1,52,53), which is disposed in the illumination beam path; a first detector unit (17,33), for the detection in the sample plane (P) in the irradiated samples (14) were observed in the beam path in a wide field image; modulator used in perpendicular to the sample the plane (P) of the illumination beam path or the observation beam path for chroma modulation of the direction; evaluation unit for determining the wide field image of each image point in the confocal chroma height information. The method comprises the following steps: using broadband illumination source illumination beam path of the illumination of the sample (1) (14); the chroma modulation on the light path or detection beam path; from the sample reflected the detection beam path or determine the chroma component with confocal sample light detecting at least one wide field image; depending on the color modulation, chroma component of beam path confocal detection through the assessment, from the wide field image pixel to determine the height information of the sample.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于使用宽场显微镜确定样本的空间分辨高度信息的方法和宽场显微镜
本专利技术涉及一种用于使用宽场显微镜确定样本的空间分辨高度信息的方法和宽场显微镜。
技术介绍
样本的空间分辨高度信息的确定也被称为光学切片(OptischerSchnitt)。这种光学切片特别用在显微镜中，以测定样本的拓扑成像(Topographie)或者测量样品的表面特性例如粗糙度。为了表征技术表面，当今使用共焦显微镜作为标准方法。此时在大多数情况下，样本的抽样发生在所有三个空间方向，即涉及点扫描系统，其中光束在x/y方向上被引导到样本上方。为了导出高度信息，需要样本相对于检测器单元(在z方向上)的移动。从依赖于z位置的强度最大值，可以针对每个x-y位置导出高度信息以及因此导出拓扑成像。此外，这种方法的缺点是由用于3D拓扑成像的光栅扫描所需的时间长。另外，在样本主体和光学传感器之间存在固定的几何布置的xy扫描期间，外部碰撞或振动可能导致传感器头相对于样本主体的不受控制的移动，由此可能歪曲测量结果。为了避免z-光栅，使用了色度共焦原理。这里通常使用多色光源，所述多色光源通过色度作用的折射和/或衍射元件照明感兴趣的样本，由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用宽场显微镜确定样本(14)的空间分辨高度信息的方法，包括以下步骤：－使用照明光束路径中的宽带照明源(1)照明所述样本(14)；－对所述照明光束路径或检测光束路径进行色度调制；－从由所述样本在所述检测光束路径中反射或发射的具有色度共焦分量的样本光检测至少一个宽场图像；－依赖于所述色度调制，通过评估所述检测光束路径的色度共焦分量，从所述宽场图像逐像素地确定所述样本的高度信息。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.01 DE 102015210016.21.一种使用宽场显微镜确定样本(14)的空间分辨高度信息的方法，包括以下步骤：－使用照明光束路径中的宽带照明源(1)照明所述样本(14)；－对所述照明光束路径或检测光束路径进行色度调制；－从由所述样本在所述检测光束路径中反射或发射的具有色度共焦分量的样本光检测至少一个宽场图像；－依赖于所述色度调制，通过评估所述检测光束路径的色度共焦分量，从所述宽场图像逐像素地确定所述样本的高度信息。2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：－以第一色度调制布置检测第一图像；－与检测所述第一图像同时或延时地以第二色度调制布置检测第二图像；－确定每个像点的所述两个图像的强度信号比；－测定每个像点的所述样本(14)的高度值z(x，y)。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述强度信号由下式限定：Ii(x,y,z)＝∫dλ'P(x,y,λ')R(x,y,λ')Ti(x,y,λ')gλ[z(x,y)](λ[z(x,y)]-λ')式中：P(x,y,λ')表示光源和器件的光谱特性；R(x,y,λ')表示所述样本的光谱反射率；Ti(x,y,λ')表示色度调制；gλmax(λmax-λ)表示以λmax为参数的光谱器件响应函数；λmax＝λ[z(x,y)]表示在对应于高度函数的位置x,y处的最大反射波长；z(x,y)表示所述样本的所述高度函数。4.根据权利要求2或3所述的方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔穆特·利珀特，尼尔斯·兰霍斯，拉尔夫·内茨，拉尔夫·沃利斯彻斯基，
申请(专利权)人：卡尔蔡司显微镜有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE