計測機器


レーザー・フォーカル・プロファイラ

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。

レーザー・フォーカル・プロファイラ

  • 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。

1D-profile



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。

1D-profile




主な性能と仕様

主な性能
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
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
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
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
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
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
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