LEXT OLS4500は光学顕微鏡、走査型レーザー顕微鏡、走査型プローブ顕微鏡を一台に集約した複合型顕微鏡です。観察倍率は数十倍から百万倍の超ワイド領域をカバーし、観察ポイントを見失うことなくシームレスにミリからナノまでの観察、測定を実現します。

• OLS4500が実現する新たなソリューション
• OLS4500が可能にするシームレスな観察・測定
• ガイダンス画面に従って迷わず操作できる6つのSPM測定モード
• 走査型レーザー顕微鏡を搭載し、多様なサンプルに柔軟に対応
• 微小領域の表面粗さを非接触で測定
• OLS4500のスコープテクノロジー

OLS4500が実現する新たなソリューション

捉えたターゲットはもう逃さない。ナノをサーチする新しい顕微鏡。

電動レボルバによる倍率、観察方法の切り替え

低倍から高倍観察をカバーする4本の対物レンズとSPMユニットを電動レボルバに搭載。倍率、観察方法をシームレスに切り替えることができ、観察対象を見失いません。まさにナノをサーチできる顕微鏡です。

低倍から高倍をカバーし、さらに多彩な観察法で観察対象を素早く発見。

サンプルセットから画像取得まで、作業時間を短縮。

サンプルをセットしてから全ての操作が1台の装置で行えます。観察対象を素早く、正確にSPM顕微鏡下にもってくること ができるため、1回の走査で目的のSPM画像が取得できます。

一体型だから、サンプルを載せ替えることなく倍率、観察方法を変えて1台でフレキシブルに対応。

光学顕微鏡、レーザー顕微鏡、プローブ顕微鏡の一体型のため、サンプルを載せ替えることなく３つの顕微鏡を自在に切り替えて観察、評価が可能です。それぞれが優れた機能を持ち、 効率良く最適なアウトプットを得ることができます。

OLS4500が可能にするシームレスな観察・測定

【見つける】観察対象をすぐに見つけることができる

光学顕微鏡の多彩な観察法によって素早く観察対象を探し出す

光源に白色LED光源を採用し、色再現性に優れた高解像カラー画像が観察できます。4本の対物レンズを搭載し低倍から高倍までの観察をカバーします。光学観察の特長を活かし、OLS4500では、最も使われる明視野観察（BF）をはじめ、微細な凹凸にコントラストをつけて立体的に可視化する微分干渉観察（DIC）、サンプルの偏光特性が色で表現される簡易偏光観察が可能です。また露光時間を変えて複数枚の画像を撮影、合成することでバランスのよい明るさ、テクスチャーを強調した画像を表示するHDR機能（ハイダイナミックレンジ機能）を装備。多彩な観察方法で観察対象を素早く探します。

BF　明視野 広く使われている観察方法です。サンプルに忠実な色で観察ができます。コントラストのあるサンプルの観察に適しています。	DIC　微分干渉 明視野では見えないサンプルの微小な段差にコントラストをつけることにより、立体的に可視化します。金属組織、ハードディスクやウエハ研磨表面のような鏡面上の傷や異物観察などに適しています。
簡易偏光 偏光（特定の振動方向をもつ光）を照射し、サンプルの偏光特性（屈折率など）を可視化します。金属組織、鉱物、半導体材料などの観察に適しています。	HDR　ハイダイナミックレンジ 露光時間を変えて複数枚の画像を取得し、合成することで、明るい部分、暗い部分をバランスよく観察できます。またテクスチャー（表面状態）を強調することで精細な観察ができます。

レーザー顕微鏡によって、光学顕微鏡で見えないものが見える

【近づく】観察対象を素早く、正確にSPMで観察

観察対象を見失わないシームレスな観察を実現

低倍から高倍をカバーする4本の対物レンズと小型SPMユニットを電動レボルバに搭載。光学顕微鏡またはレーザー顕微鏡の50倍、100倍のライブ観察ではSPM走査範囲が視野中心に表示されるため、観察ポイントをこの位置に合わせた後、プローブ顕微鏡に切り替えるだけで観察対象に正確にアプローチすることができます。これにより目的の画像を1回のSPM走査で取得でき、作業の効率化、またカンチレバーの消耗を低減することができます。

SPM観察に迷わず切り替えられるガイダンス機能

カンチレバーの取り付けや走査範囲の設定など、プローブ顕微鏡で観察をするために必要な準備はガイダンス画面に従って行うことができます。これにより経験の少ない人でも安心して操作ができます。

【ナノを測る】簡単な操作で、迅速に測定結果が得られる

ノイズ低減を実現した新開発小型SPMヘッド

新開発小型SPMヘッド

OLS4500では電動レボルバに装着する対物レンズ型SPMヘッドを採用。対物レンズとカンチレバー先端を同軸、同焦に配置しているため、SPM観察に切り替えても観察ポイントを見失うことがありません。さらに新開発した小型SPMヘッドは剛性を高めることで従来製品に比べて画像ノイズを低減し、追従性の向上を実現しました。

ナビゲータ機能でSPM画像を自在に拡大

ナビゲータ機能によりプローブ顕微鏡で取得した画像の必要な部分を、さらに倍率を上げて観察することができます。画像上で拡大範囲をカーソルにより設定し走査を開始するだけで、目的のSPM画像が取得できます。走査範囲は自在に設定できるため観察・測定の効率が大幅に向上します。

ナビゲータ機能 10μmｘ10μmの画像上で3.5μmｘ3.5μmの範囲を拡大

さまざまな目的に対応した解析機能 

曲率測定（ハードディスクのピット）

各種測定モードで取得した画像は目的に応じた解析ができ、測定結果はCSV形式で出力できます。OLS4500では以下の解析機能があります。 断面形状解析（曲率測定、夾角測定） 粗さ解析 形態解析（面積、表面積、体積、高さ、ヒストグラム値、ベアリングレシオ値） 平均段差測定（ライン指定、面積指定） 粒子解析（オプション）

ガイダンス画面に従って迷わず操作できる6つのSPM測定モード

コンタクトモード

カンチレバーとサンプル間で働く斥力が一定になるように制御しながらカンチレバーを静的に走査し、サンプルの高さを画像化します。フォースカーブ測定も可能です。

金属薄膜

ダイナミックモード

カンチレバーを共振周波数付近で振動させ、振幅が一定になるようにZ方向の距離を制御することで、サンプルの高さを画像化します。特に高分子化合物のように表面が柔らかいサンプルや粘着性のあるサンプルに適しています。

アルミニウム表面

位相モード

ダイナミックモードで走査中に、カンチレバー振動の位相遅れを検出します。サンプル表面の物性の違いを画像化できます。

ポリマーフィルム

電流モード(オプション)

サンプルにバイアス電圧を印加し、カンチレバーとサンプル間に流れる電流を検出し、画像化します。また、I/V測定も可能です。

Si基板上のSiO2パターンサンプルです。高さ像（左）で黄色く見える部位がSiO2です。電流像（右）では青色（電流が流れない部位）に表示されています。基板上にも流れない部分があることがわかります。

表面電位モード（KFM）(オプション)

導電性のカンチレバーを用いて交流電圧を印加し、カンチレバーとサンプル表面間に働く静電気力を検出し、サンプル表面の電位を画像化します。KFM（Kelvin Force Microscope）とも呼びます。

磁気テープサンプルです。電位像では数百mVの電位差が面内分布していることがわかります。これらの電位差の分布は、テープ表面に存在する潤滑膜のムラを反映していると考えられています。

磁気力モード（MFM）(オプション)

磁化されたカンチレバーを位相モードにて走査し、振動しているカンチレバーの位相遅れを検出し、サンプル表面の磁気情報を画像化します。MFM（Magnetic Force Microscope）とも呼びます。

ハードディスク表面サンプルです。磁気情報（右）が観察されています。

走査型レーザー顕微鏡を搭載し、多様なサンプルに柔軟に対応

85度の急峻な角度にも対応

高N.A.の専用対物レンズと、405nmレーザーの性能を最大限に引き出す専用光学系により、OLS4500は、今まで測ることのできなかった急峻な角度を持つサンプルでも、測定することが可能です。

LEXT 専用対物レンズ

急峻な角度を持つサンプル（カミソリ）

狭い谷部や細かい形状の測定も可能

短波長405ｎｍのレーザー光と高N.A.の専用対物レンズの採用により、最大0.12μmの平面分解能を実現。サンプル表面のサブミクロンの測定が可能になります。さらに高精度リニアスケールとオリンパス独自の輝度検出技術により、サブミクロンから数百ミクロンの高さの違いを検知することが可能です。またレーザー顕微鏡による測定では測定機の2つの指標である「正確性」（真値への近さ）と「繰り返し性」（ばらつきの小ささ）の両方を性能保証しています。

0.12μmライン＆スペース

STEP高さ標準Bタイプ、PTB- 5、ドイツ、マイクロエレクトロニクス研究所 6nm段差を検知

広範囲のエリアから任意の取り込み箇所を指定

高倍率画像では視野範囲が狭くなりますが、ステッチング機能により、最大625枚までの画像を貼り合わせ、高分解能かつ広視野範囲の画像データを得ることができます。さらに、この広視野画像で3D表示や3D計測を行うことが可能です。

微小領域の表面粗さを非接触で測定

従来の線粗さ測定と、より情報量が多い面粗さ測定が可能 

近年、工業製品の小型軽量化が進み、製品を構成する部品にもさらなる微細化が求められるようになりました。この部品の微細化に伴い、形状測定のみならず表面粗さ測定の重要性が高まっています。 このような市場のニーズを反映し、ISOで規定する三次元面性状測定機としてレーザー顕微鏡、AFMが加わりました（ISO25178-6）。これにより従来の接触式表面粗さ測定と同様に非接触表面粗さが公の評価基準として認められました。OLS4500ではISOに準拠した粗さパラメーターを搭載しています。

面粗さ測定で粗さの分布や特徴を詳しく捉える

非接触表面粗さ測定では、線粗さに加えて面粗さを測定することができます。面粗さ測定ではサンプル表面上で設定した領域の分布や特徴を捉えることができ、３Ｄ画像と照らし合わせた評価が可能です。OLS4500ではレーザー顕微鏡機能による表面粗さ、プローブ顕微鏡による表面粗さがそれぞれ測定でき、サンプルや目的によって使い分けることができます。

レーザー顕微鏡による面粗さ測定（105μmｘ105μm） ボンディングパッド	プローブ顕微鏡による面粗さ測定（10μmｘ10μm）

OLS4500搭載　粗さパラメーター

パラメーターの互換性

OLS4500は、触針式表面粗さ測定機と同様の粗さ（2次元）パラメーターを 搭載しています。触針式表面粗さ測定機と同様の操作性、互換性のある測定結果を得ることができます。

次世代のパラメーターへの対応

OLS4500は、ISO25178準拠した粗さ（3次元）パラメーターを搭載しています。面領域での評価を行うことで、より信頼性の高い解析が可能です。

OLS4500のスコープテクノロジー

光学顕微鏡の原理と特長 

明視野観察　色情報を得ることができます。 インクジェットドット

サンプルの上方から可視領域（約400nmから約800nm）の照明光を照射し、反射光を結像させることで数倍から1000倍程度の拡大観察ができます。光学顕微鏡の特長はサンプルがもつ色をそのまま観察できること、また観察方法を変えることで凹凸を強調したり、物質の特性（偏光特性）を利用した観察ができることです。OLS4500では以下の観察方法が可能です。 明視野観察 サンプルからの反射光を結像して観察する最も一般的な観察方法 微分干渉観察 サンプル表面の微小な凹凸にコントラストをつけることで立体的に可視化 簡易偏光観察 偏光（特定の振動方向を持つ光）を照射しサンプルの偏光特性を可視化

レーザー顕微鏡の原理と特長

サブミクロンの観察と測定を可能にするレーザー顕微鏡（LSM:Laser Scanning Microscope)

レーザー顕微鏡の高解像XY走査（イメージ）

光学顕微鏡の平面分解能は使用する光の波長に大きく依存します。短波長のレーザー光を使うレーザー顕微鏡は、可視光を使う従来の顕微鏡に比べて平面分解能に優れています。OLS4500では、405nmの短波長半導体レーザーを採用し、高開口数（N.A.）の専用対物レンズ、共焦点光学系を組み合わせることで最大0.12μmの平面分解能を実現しています。またオリンパス独自の2次元スキャナーによるXY走査で最大4096ピクセル x 4096ピクセルの高解像走査を可能にしています。

高さ方向にも優れた測定能力 

段差測定（マイクロレンズ）

レーザー顕微鏡では、短波長の半導体レーザーと共焦点光学系の採用により、焦点が合った反射光を検知し、焦点が合わない部分の反射光は除外されます。高精度のリニアスケールと組み合わせることで、正確な3次元測定が可能になります。

プローブ顕微鏡の原理と特長

ナノレベルの世界を可視化するプローブ顕微鏡(SPM:Scanning Probe Microscope)

プローブ顕微鏡の原理

先端曲率が10nm程度の微小な探針（プローブ）をサンプル表面に近づけ、サンプルとの間に発生する力学的・電気的相互作用を検出しながら走査し、3次元的に観察する顕微鏡を総称してプローブ顕微鏡（SPM）といいます。代表的なものとして探針とサンプル表面の間に働く引力や斥力を検出して走査し画像を得る、原子間力顕微鏡（AFM：Atomic Force Microscope）があります。ナノレベルで観察することで、サンプルの姿を精細に捉えることができます。

カンチレバーの走査でナノを観察 

SPMセンサー部光路図

OLS4500では先端に探針（プローブ）を配置したカンチレバーの微小なたわみ量（変位）を高感度に検出する光てこ方式を採用。レーザー光をカンチレバー背面で反射させ、フォトディテクターの一定した位置に当たるようにピエゾ素子でZ駆動させ、微小なZ向の変位を正確に読み取ります。

多彩なモードで表面形状や物性を画像化

ポリマーフィルム

プローブ顕微鏡の多彩なモードにより、サンプル表面の形状観察、測定、さらに物性の解析ができます。OLS4500では以下のモードに対応しています。 コンタクトモード：表面形状を画像化（硬い表面） ダイナミックモード：表面形状を画像化（柔らかい表面、粘性のある表面） 位相モード：サンプル表面の物性の違いを画像化 電流モード*：プローブとサンプル間に流れる電流を検出し画像化 表面電位モード（KFM）*：サンプル表面の電位を画像化 磁気力モード（MFM）*：サンプル表面の磁気情報を画像化 *オプションです。

高精細、高品質画像のキーを握るカンチレバー

探針（プローブ）は長さ100μmから200μm程度の薄い板状カンチレバーの先端に形成されています。カンチレバーはサンプルに応じてバネ定数、共振周波数を選択します。走査を繰り返すことにより探針（プローブ）は磨耗するため、必要に応じてまたは定期的にカンチレバーチップを交換します。

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