計測機器
レーザー・フォーカル・プロファイラ
回折限界300nmまで小さく集光したレーザースポット径を
10nmの精度で計測する超精密ビームプロファイラが登場。
拡大光学系を用いることなく、焦点面におけるスポット径や
二次元強度分布をダイレクトに計測します。
- 製品の特長
- 主な性能と仕様
概要
フォトダイオード上に成膜した厚さ100 nmの金属薄膜を使ったナイフエッジ式ビームプロファイラです。レーザーを高NAレンズで集光した場合でも、光とナイフエッジが干渉しないため、回折限界の300 nmまで小さく絞り込んだレーザースポットの強度プロファイルを正確に計測できます。金属薄膜には、さまざまなサイズのピンホールもパターニングされており、集光スポットをラスタースキャンすることで、スポットの二次元強度分布も取得可能です。
拡大光学系を用いる従来のビーム径計測では、光学系由来の収差の影響が避けられず、焦点面における実際のビーム径は分からないままでした。このレーザーフォーカルプロファイラで真のビーム径を正確に計測することで、レーザーを用いた微細加工や各種計測の性能や精度、信頼性のさらなる向上を実現できます。
極薄ナイフエッジによる強度プロファイル測定
レーザースポットをセンサ上に集光し、マスク領域(金属薄膜領域)から開口領域(センサ領域)へとスキャンしながらフォトダイオードの電圧値を測定し、ナイフエッジプロファイルを測定します。得られたビームプロファイルを誤差関数でフィッティングすることで、レーザースポットのFWHMビーム径や1/e2ビーム径などを評価します。ラインビーム線幅評価機能も搭載しています。
レーザーフォーカルプロファイラはピエゾステージで駆動させるため、測定精度10 nmという高い精度を発揮します。回折限界の300 nmまで小さく絞り込んだレーザースポットの計測はもちろん、数十ミクロンという大きなサイズのビーム径も問題なく測定できます。
ピンホールを用いた二次元強度分布測定
金属薄膜に形成されたピンホールパターンをピエゾステージでラスター走査することで、レーザースポットの二次元強度分布を可視化できます。スポット形状の歪みや異方性、リング状ビーム、多焦点ビームなど、一次元プロファイルでは把握しにくい光学特性を解析できます。ピンホールサイズは最小50 nmからさまざまなサイズが用意されており、ビームサイズに合わせて選択可能です。
なお、ピンホールで得ている信号は、その点の強度ではなく、ピンホール面積で平均された強度であるため、本来の分布をピンホール形状でぼかしたもの(「強度分布」と「ピンホール透過関数」の畳み込み)が計測されます。本製品の付属ソフトウェアでは、ピンホールサイズを考慮したデコンボリューション(逆畳み込み)機能を搭載しており、計測結果から本来のビームサイズを再計算することが可能です。
主な性能と仕様
| 主な性能 | 仕様 |
|---|---|
| レーザースポットサイズ評価適⽤範囲 | 300 nm ‒ 50,000 nm |
| 測定精度 | ≦ 10 nm |
| 適⽤対物レンズ | 仕様 |
|---|---|
| 作動距離(W.D.) | 0.2 mm以上 |
| 開⼝数(NA) | 0.01 - 1.7 |
| センサー部の仕様 | 仕様 |
|---|---|
| 感度領域 ・標準仕様 ・UV仕様 ・NIR仕様 |
・400 nm ‒ 1100 nm ・190 nm ‒ 1100 nm(近日中リリース予定) ・900 nm ‒ 1700 nm(近日中リリース予定) |
| マスク材料 | クロム(Cr) |
| ピンホールサイズ(分解能) ・標準仕様 ・オプション |
・Φ100 nm, Φ200 nm, Φ500 nm, Φ1,000 nm, Φ5 μm, Φ10 μm, Φ50 μm ・Φ50 nmを追加 ※計測対象に合わせてサイズを選択して使用できます。 |
| 耐光性 ・CWレーザー ・パルスレーザー 100 ps 以上 ・パルスレーザー 20 ps 以下 |
・1 MW/cm2 ・11 MW/cm2 (ピークパワー密度) ・0.02 J/cm2 (ピークフルエンス) |
| 走査機構 | ピエゾステージ (クローズドループ制御) |
| 走査範囲 | X : 100 μm、Y : 100 μm |
| 走査分解能 | ≦ 2 nm |
| ソフトウェアの仕様 | 仕様 |
|---|---|
| 動作環境 | Windows 11 |
| 測定機能 | ・ナイフエッジ法によるレーザースポット径評価 ・ピンホール・ラスタースキャンによる光強度分布測定およびスポット径評価 ・ナイフエッジ法によるラインビームの線幅評価 |
| 解析機能 | ・誤差関数およびガウス関数フィッティングによるスポット径・線幅評価 ・デコンボリューション計算による精度向上 |
装置構成
| センサー部および⾛査機構 | 仕様 |
|---|---|
| サイズ | 100 mm (W)× 100 mm (D) × 25 mm (H) |
| 重量 | 0.5 kg |
| 電源コントーラ | 仕様 |
|---|---|
| サイズ | 235 mm (W) × 380 mm (D) × 140 mm (H) |
| 重量 | 6 kg |
| ユーティリティ | AC 100V, 1A 50H/60Hz |
| ノートパソコン | 仕様 |
|---|---|
| OS | Windows 11 |
| その他 | 専⽤ソフトウェア付属 |
