激光掃描共聚焦顯微鏡（LSCM）自20世紀(jì)80年代興起以來(lái)，以其高分辨和深度層析成像的優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于生物學(xué)研究、材料科學(xué)及電子或半導(dǎo)體工業(yè)檢測(cè)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域。為了更好的了解激光掃描共聚焦顯微鏡的技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用情況，91儀器信息網(wǎng)特向各儀器廠(chǎng)商和應(yīng)用專(zhuān)家發(fā)起“激光掃描共聚焦顯微鏡”主題征稿，以增強(qiáng)業(yè)界專(zhuān)家與儀器企業(yè)之間的信息交流，同時(shí)向儀器用戶(hù)提供更加豐富、專(zhuān)業(yè)的技術(shù)文章。

奧林巴斯是一個(gè)具有百年歷史的老牌日本光學(xué)儀器品牌，也是激光掃描顯微鏡的主流生產(chǎn)廠(chǎng)商。本文特別邀請(qǐng)到奧林巴斯工業(yè)部門(mén)激光共焦顯微鏡資深產(chǎn)品應(yīng)用專(zhuān)家汪林娜，就激光掃描共聚焦顯微鏡在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用以及奧林巴斯工業(yè)用激光掃描共聚焦顯微鏡的發(fā)展做了介紹。

奧林巴斯 汪林娜 

LSCM應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：三維成像、分辨率高、樣品無(wú)損

傳統(tǒng)光學(xué)顯微鏡作為一種微觀形態(tài)學(xué)工具，在工業(yè)測(cè)試方面的應(yīng)用，主要包括以下2個(gè)方面：?jiǎn)为?dú)作為形態(tài)學(xué)工具，進(jìn)行材料組織分析和外觀缺陷檢查，其典型的產(chǎn)品是金相顯微鏡和立體顯微鏡；與光柵量測(cè)結(jié)合，進(jìn)行部件的精密尺寸測(cè)量，其典型的產(chǎn)品是工具顯微鏡，測(cè)量顯微鏡。光學(xué)顯微鏡的局限在于，它是一種二維的形態(tài)學(xué)工具，其極限有效分辨率是0.35 µm，而且分辨率下的景深在1 µm以下。因此如果要在高倍率下觀察部件表面的三維形態(tài)，特別是縱向方向的形態(tài)，通常需借助電子顯微鏡（SEM）。

SEM具有放大倍率高，焦深大的特點(diǎn)，是非常成熟有效的標(biāo)準(zhǔn)工具。但有些樣品使用SEM會(huì)碰到以下困難：如樣品本身比較大，且不能做分割的器件組，雖然被觀察的部分是微小的局部，但整個(gè)樣品很難進(jìn)行SEM觀測(cè)；或樣品為絕緣體，且不適合做導(dǎo)電性處理，特別是一些對(duì)微小處理很敏感的樣品；此外，如需要在一個(gè)樣品上獲得多種尺寸數(shù)據(jù)，比如體積，面積，粗糙度等等，SEM也難以應(yīng)對(duì)。

針對(duì)這些問(wèn)題，SEM生產(chǎn)廠(chǎng)商在不斷推出更新的技術(shù)。同時(shí)，光學(xué)顯微鏡開(kāi)發(fā)者也在探索如何使光學(xué)顯微鏡成為一種三維的微觀形態(tài)學(xué)工具，目前比較有成效的技術(shù)就是激光掃描共聚焦顯微鏡。

激光掃描共聚焦顯微鏡的發(fā)展是從80年代末期開(kāi)始的，目前已成為一種被廣泛采用的技術(shù)。在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域，既可以用來(lái)觀察樣品表面亞微米程度的三維形態(tài)和形貌，又可以測(cè)量多種微小的尺寸，諸如體積、面積、晶粒、膜厚、深度、長(zhǎng)寬、線(xiàn)粗糙度、面粗糙度等等。

總結(jié)激光掃描共聚焦顯微鏡的主要特點(diǎn)如下：

1、分辨率高，采用單色激光成像以及共聚焦技術(shù)，能夠觀察普通光學(xué)顯微鏡不能觀察到的細(xì)節(jié)；

2、使用方便，與一般光學(xué)顯微鏡相似，且全部采用計(jì)算機(jī)直觀控制；

3、基本無(wú)須制樣，不損傷樣品，不需要做導(dǎo)電處理，也容許大尺寸樣品直接觀察，完全不破壞樣品；

4、幾十秒到一兩分鐘即完成全部的掃描，成像，測(cè)量采樣工作。

因此，作為一種新的檢測(cè)儀器，也是SEM的一種補(bǔ)充，激光共聚焦顯微鏡越來(lái)越受到重視。

奧林巴斯工業(yè)專(zhuān)用LSCM市場(chǎng)占有率領(lǐng)先

奧林巴斯公司是較早將激光共聚焦顯微鏡應(yīng)用到工業(yè)領(lǐng)域的廠(chǎng)家，早在上世紀(jì)70年代年就開(kāi)發(fā)了世界上第一臺(tái)激光掃描顯微鏡，之后不斷根據(jù)客戶(hù)需要進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)，產(chǎn)品升級(jí)。經(jīng)過(guò)40多年的技術(shù)積累，于2017年底，推出了最新款的工業(yè)激光共聚焦顯微鏡OLS5000。 

奧林巴斯工業(yè)激光共聚焦顯微鏡發(fā)展歷程

OLS5000激光共聚焦顯微鏡

目前，奧林巴斯工業(yè)專(zhuān)用激光共聚焦顯微鏡在中國(guó)市場(chǎng)的占有率處于領(lǐng)先地位，國(guó)內(nèi)用戶(hù)達(dá)五百余家，包括中科院半導(dǎo)體所、清華大學(xué)等在內(nèi)的多家科研院所、企業(yè)和學(xué)校。

奧林巴斯工業(yè)激光掃描共聚焦顯微鏡產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于包括半導(dǎo)體、MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）、高精密PCB（印制電路板）制造、化學(xué)薄膜在內(nèi)的多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域。在半導(dǎo)體和MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）領(lǐng)域，樣品經(jīng)顯影、金屬化、焊接等工藝后，可利用激光掃描共聚焦顯微鏡進(jìn)行表面的形貌觀察；高精密PCB（印制電路板）制造、化學(xué)薄膜等領(lǐng)域，利用激光掃描共聚焦顯微鏡可進(jìn)行微米和亞微米級(jí)別部件尺寸觀察測(cè)量的工作。 

MEMS形貌觀察 

光刻膠厚度測(cè)量

隨著科技的發(fā)展，半導(dǎo)體、材料、電子部品等顯微鏡主要目標(biāo)客戶(hù)群體的研究越來(lái)越趨向小型化、精細(xì)化，而檢測(cè)樣品數(shù)量越來(lái)越多，因而各行業(yè)對(duì)檢測(cè)的要求越來(lái)越高。在工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域，對(duì)測(cè)量?jī)x器的智能化也提出了更高的要求。對(duì)于顯微鏡儀器而言，客戶(hù)需要在保證檢測(cè)精度同時(shí)，提高檢測(cè)效率，提高檢測(cè)的便捷性，這也是激光掃描共聚焦顯微鏡未來(lái)研究的發(fā)展方向。