CN102539432A - 光学测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学测量设备。在本发明所公开的一种光学测量设备中，目视观测部包括：能够发出白光的白光源；设置在白光源和测量对象之间的第一物镜，从白光源发出的白光以及来自测量对象的返回光透射通过第一物镜；多个筒状镜头，用于将通过第一物镜的返回光的倍率改变为预定倍率；以及镜头切换机构，其可选择性地切换筒状镜头，以选择多个筒状镜头中要设置在返回光上的一个筒状镜头，而且特殊观测部包括：能够发出特殊光的特殊光源；以及设置在特殊光源和测量对象之间的第二物镜，从特殊光源发出的特殊光以及来自测量对象的返回光透射通过第二物镜。

Description

光学测量设备

技术领域

本发明涉及光学测量设备。

背景技术

传统的光学测量设备包括动力转台，动力转台转动以切换各自具有不同倍率的多个筒状镜头(tube lens)，从而选择多个筒状镜头之一，这样可以容易地改变倍率。利用该结构，光学测量设备可用于对各种测量对象(工件)进行目视观测(例如参看日本专利No.3363703)。

例如，如图7所示的传统光学测量设备7中，从白光源710发出的白光经由反射镜720和分光器730穿过物镜740，这样白光照射工件W。照射工件W的白光在工件W的表面被反射，经由物镜740和分光器730穿过多个筒状镜头750(750A、750B、750C)中动力转台760选择开启的那个镜头(图中为筒状镜头750A)，进入电荷耦合元件(CCD)摄像头770。传统光学测量设备7利用上述结构观测工件W的图像。

最近，对各种观测的需求增加了，例如，观测被硅或薄膜覆盖的布线，观测形成在集成电路(IC)晶圆上的被例如阻焊剂的树脂薄膜覆盖的布线。然而，上述光学测量设备的一个问题是难以观测布线，这是由于照射光在工件W的表面被反射(即，在到达布线前被反射)。

为了解决上述问题，已知有可以执行例如近红外观测和荧光观测的特殊观测的设备。

近红外观测是通过利用近红外光的性质经由近红外光透射通过的物质进行的观测。近红外光的性质包括：与可见光相比，近红外光的波长要长；近红外光对肉眼不可见；以及与可见光不同，近红外光能够通过例如薄层硅材料和薄膜以及皮肤组织。

近红外观测的主要用途实例包括检查使用如薄层硅材料和薄膜的电路板以及供安全检查使用的静脉验证。

如图8所示，用于近红外观测的传统光学测量设备8采用仅发出近红外光的特殊光源810，如近红外发光二极管(LED)光源，并使从特殊光源810发出的近红外光经由反射镜820和分光器830穿过物镜840，这样，近红外光照射工件W。照射工件W的近红外光穿过工件W的表面并在未示出的布线上被反射，经由物镜840和分光器830穿过筒状镜头850，并进入C CD摄像头860。用于近红外观测的光学测量设备8用上述结构观测工件W内的布线的图像。

同时，荧光观测是用对应于工件的激发光照射工件，并观测从工件发出的荧光。具体而言，荧光观测利用如下现象观测工件内的布线：照射工件的光(激发光)被形成在工件表面的荧光材料的色素分子吸收后，荧光材料发出与荧光材料的厚度相对应的光(荧光)。由于覆盖布线的荧光材料的厚度随布线结构而不同，所以可以通过观测荧光材料发出的荧光的强度得到布线结构。这里，荧光材料是指发出荧光的材料，包括很多种材料。因而，对应于每种荧光材料的激发光和从每种荧光材料发出的荧光的波长不同。

荧光观测的主要用途实例包括检查使用阻焊剂的IC晶圆以及观测染有荧光色素的生物组织或细胞。

如图9所示，用于荧光观测的传统光学测量设备9采用仅发出激发光的特殊光源910，并在从特殊光源910发出的激发光的光轴上配有激发滤波器920，只有波长对应于工件W的激发光可以透射通过激发滤波器920。利用该结构，得到对应于工件W的激发光，所得到的激发光经由反射镜930和分色镜940透射通过物镜950，这样激发光照射工件W。然后，从被激发光照射的工件W发出与形成在工件W上的荧光材料的厚度相对应的荧光。来自工件W的荧光和激发光经由物镜950和分色镜940通过只有荧光可透射通过的荧光滤波器970。经过荧光滤波器970的荧光穿过筒状镜头960进入CCD摄像头980。用于荧光观测的传统光学测量设备9用上述结构观测工件W内的布线的图像。

然而，对于仅用近红外光照射工件的这种结构，例如上述用于近红外观测的光学测量设备，不能执行需要用白光照射工件W的普通目视观测。

类似地，对于仅用对应于工件的激发光照射工件的结构，例如上述用于荧光观测的光学测量设备，不能执行需要用白光照射工件W的普通目视观测。

发明内容

本发明的目的是提供一种对测量对象不但可以进行目测观测而且可以进行如近红外观测和荧光观测等的特殊观测的光学测量设备。

根据本发明的第一方面，提供一种光学测量设备，包括：目视观测部，用于对测量对象进行目视观测；以及特殊观测部，用于对测量对象进行特殊观测。其中，目视观测部包括：用于发出白光的白光源；设置在白光源和测量对象之间的第一物镜，从白光源发出的白光以及来自测量对象的返回光透射通过该第一物镜；多个筒状镜头，用于将通过第一物镜的返回光的倍率改变为预定倍率；以及镜头切换机构，用于选择性地切换筒状镜头，以选择多个筒状镜头中要设置于返回光上的一个筒状镜头。并且，特殊观测部包括：用于发出特殊光的特殊光源；以及设置在特殊光源和测量对象之间的第二物镜，从特殊光源发出的特殊光以及来自测量对象的返回光透射通过该第二物镜。

根据本发明的第二方面，提供一种光学测量设备，包括：发出包括特殊光的白光的白光源；设置在白光源和测量对象之间的物镜，从白光源发出的白光以及来自测量对象的返回光透射通过该物镜；多个筒状镜头，用于将通过物镜的返回光的倍率改变为预定倍率；设置在筒状镜头之一上的特殊滤波器，只有预定的光透射通过该特殊滤波器；以及镜头切换机构，用于选择性地切换筒状镜头，以选择多个筒状镜头中要设置于返回光上的一个筒状镜头。

附图说明

通过以下的详细描述和附图将可以完全理解本发明，附图仅为示意之用，因无意限定本发明范围，其中：

图1是示出根据第一实施例的光学测量设备的结构的示意图；

图2是示出根据第二实施例的光学测量设备的结构的示意图；

图3是示出根据第三实施例的光学测量设备的结构的示意图；

图4是示出根据第四实施例的光学测量设备的结构的示意图；

图5A是示出根据第五实施例的光学测量设备的结构的示意图；

图5B是示出根据第五实施例的光学测量设备的结构的示意图；

图6A是示出根据第五实施例变型的光学测量设备的结构的示意图；

图6B是示出根据第五实施例变型的光学测量设备的结构的示意图；

图7是示出传统光学测量设备的结构的示意图；

图8是示出用于近红外观测的光学测量设备的结构的示意图；以及

图9是示出用于荧光观测的穿过光学测量设备的结构的示意图。

具体实施方式

下面参考附图详细描述根据本发明的光学测量设备。根据本发明的光学测量设备被安装在如显微镜、图像测量设备等的光学装置上。

第一实施例

首先描述结构。

如图1所示，根据第一实施例的光学测量设备1包括用于对工件W进行目视观测的目视观测部100以及用于对工件W进行荧光观测的作为特殊观测部的荧光观测部200。

目视观测部100包括白光源10、反射镜20、分光器30、物镜40、筒状镜头50(50A、50B和50C)、动力转台60和CCD摄像头70。

白光源10包括例如卤素灯、放电灯或者发光二极管，用于产生并发出白光。从白光源10发出的白光照射在垂直方向设置在白光源10下方的反射镜20。

反射镜20把从白光源10照射来的白光反射至在水平方向设置在左侧的分光器30。分光器30在水平方向从右侧被由反射镜20反射的白光照射。

分光器30把从反射镜20照射来的白光反射至在垂直方向设置在下方的物镜40。由分光器30反射的白光在垂直方向从上方进入物镜40。

从工件W的表面反射且在垂直方向从下方经过物镜40的返回光透射通过分光器30。经过分光器30的返回光进入在垂直方向设置在上方的筒状镜头50(该图中为筒状镜头50A)。

物镜40安装在和工件W相对的位置。从分光器30进入的白光透射通过物镜40。经过物镜40的白光在垂直方向从上方照射工件W。

在工件W的表面(内表面)反射的返回光透射通过物镜40。经过物镜40的返回光照射在垂直方向设置在上方的分光器30。

具体而言，物镜40设置在白光源10和工件W之间，从白光源10发出的白光以及来自工件W的返回光透射通过物镜40。

筒状镜头50(50A、50B、50C)是分别具有不同倍率的三个光学镜头，例如，其中筒状镜头50之一(该图中为筒状镜头50A)设置在从分光器30进入的返回光上以把返回光的倍率改变为预定倍率，并让返回光透射通过。经过筒状镜头50的返回光经由动力转台60进入在垂直方向设置在上方的CCD摄像头70。

筒状镜头50的个数不限于三，可以为不小于2的任何数。

动力转台60例如是转台，其被设置成可以绕作为中心的轴旋转，该轴的位置和来自工件W的返回光的位置不同并且平行于返回光。动力转台60包括以等间隔(间隔120度)安装于动力转台上的圆周上的三个筒状镜头50A、50B和50C，该圆周的半径等于从轴到返回光的距离。

具体而言，动力转台60用作镜头切换机构，其可以选择性地切换筒状镜头50(50A、50B、50C)，以选择其中一个筒状镜头设置在返回光上。

CCD摄像头70是图像传感器，其基于来自工件W的返回光拍摄工件W的图像以获得图像数据。所获得的图像数据被输出到未示出的控制部等，控制部执行各种图像处理。

荧光观测部200包括特殊光源110、激发滤波器120、反射镜130、分色镜140、物镜150、筒状镜头160、荧光滤波器170和CCD摄像头180。

特殊光源110包括例如卤素灯、放电灯或者发光二极管，用于产生并发出激发光。从特殊光源110发出的激发光照射在垂直方向设置在特殊光源110下方的激发滤波器120。

激发滤波器120是只有波长能够使工件W发出荧光的激发光可以透射通过的滤波器。

具体而言，激发滤波器120设置在特殊光源110和工件W之间，从特殊光源110进入的激发光中只有波长能够使工件W发出荧光的激发光部分可透射通过激发滤波器120，这样，垂直方向设置在下方的反射镜130被照射。

反射镜130把经过激发滤波器120的激发光反射至在水平方向设置在左侧的分色镜140。分色镜140在水平方向从右侧被由反射镜130反射的激发光照射。

分色镜140把从反射镜130照射来的激发光反射至在垂直方向设置在下方的物镜150。由分色镜140反射的激发光在垂直方向从上方进入物镜150。

在垂直方向从下方经过物镜150的返回光透射通过分色镜140。经过分色镜140的返回光照射在垂直方向设置在上方的荧光滤波器170。

物镜150安装在和工件W相对的位置。从分色镜140进入的激发光透射通过物镜150。经过物镜150的激发光在垂直方向从上方照射工件W。

在工件W的表面反射的激发光以及从形成在工件W上的荧光材料发出的包括荧光的返回光透射通过物镜150。经过物镜150的返回光照射在垂直方向设置在上方的分色镜140。

具体而言，物镜150设置在特殊光源110和工件W之间，并且允许从特殊光源110发出的激发光中经过了激发滤波器120的激发光部分以及来自工件W的返回光透射通过物镜150。

荧光滤波器170是只有荧光可透射通过的滤波器。

具体而言，经过分色镜140的返回光中只有从工件W发出的荧光透射通过荧光滤波器170。

筒状镜头160把经过荧光滤波器170的荧光的倍率改变为预定倍率，并让荧光透射通过筒状镜头160。经过筒状镜头160的荧光进入在垂直方向设置在上方的CCD摄像头180。

CCD摄像头180是图像传感器，其基于来自工件W的返回光拍摄工件W的图像以获得图像数据。所获得的图像数据被输出到未示出的控制部等，控制部执行各种图像处理。

下面描述操作。

在光学测量设备1的目视观测部100，从白光源10发出的白光经由反射镜20和分光器30通过物镜40，从而白光照射工件W。照射工件W的白光在工件W的表面被反射，并且经由物镜40和分光器30通过筒状镜头50(50A、50B、50C)中被动力转台60选择性地开启的那个镜头(该图中为筒状镜头50A)，从而进入CCD摄像头70。

在光学测量设备1的荧光观测部200，使用仅发出激发光的特殊光源110，并且只有波长对应于工件W的激发光可透射通过的激发滤波器120设置在从特殊光源110发出的激发光的光轴上。利用该结构，可以获得对应于工件W的激发光。所获得的激发光经由反射镜130和分色镜140通过物镜150，从而激发光照射工件W。在被激发光照射的工件W上，发出与形成在工件W上的荧光材料的厚度相对应的荧光，而且所照射的激发光被反射。来自工件W的包括荧光和激发光的返回光经由物镜150和分色镜140指向只有荧光可透射通过的荧光滤波器170。通过荧光滤波器170的荧光通过筒状镜头160并进入CCD摄像头180。

物镜40和物镜150可以作为整体在水平方向移动，从而可根据使用需要使这两个物镜中的一个和工件W相对。

具体而言，执行目视观测时，把物镜40移动到和工件W相对的位置，而在执行荧光观测时把物镜150移动到和工件W相对的位置。利用该操作可以容易地改变观测方法。

如上所述，根据第一实施例的光学测量设备1包括用于对工件W执行目视观测的目视观测部100和用于对工件W执行特殊观测的特殊观测部(荧光观测部200)。其中，目视观测部100包括：能够发出白光的白光源10；设置在白光源10和工件W之间的物镜40，其允许从白光源10发出的白光以及来自工件W的返回光透射通过；筒状镜头50(50A、50B、50C)，用于将通过物镜40的返回光的倍率改变为预定倍率；以及动力转台60，用于选择性地切换筒状镜头50，以选择多个筒状镜头中要设置于返回光上的一个筒状镜头。而且，特殊观测部包括：发出特殊光的特殊光源110；以及设置在特殊光源110和工件W之间的物镜150，其允许从特殊光源110发出的特殊光以及从来自工件W的返回光透射通过。

利用该结构，可以对工件W进行目视观测和特殊观测，这意味着可以根据用户需要的用途容易地改变观测方法。

特别地，根据第一实施例的光学测量设备1还包括：设置在特殊光源110和物镜150之间的激发滤波器120，其仅允许波长能够使工件W发出荧光的激发光通过；以及荧光滤波器170，其仅允许通过物镜150的返回光中从工件W发出的荧光通过。其中，特殊光是激发光，物镜150允许从特殊光源110发出的激发光中通过了激发滤波器120的激发光透射通过。

利用该结构，对工件W不但可以执行目视观测，还可以执行荧光观测。因而，例如，可以检查使用阻焊剂的IC晶圆，以及可以观测染有荧光色素的生物组织或细胞。

第二实施例

首先描述结构。为了简化说明，和第一实施例相同的部件用相同的标号指示并且不再重复描述。

如图2所示，根据第二实施例的光学测量设备2包括用于对工件W进行目视观测的目视观测部100以及用于对工件W进行近红外观测的作为特殊观测部的近红外观测部300。

近红外观测部300包括特殊光源210、反射镜220、分光器230、物镜240、筒状镜头250和CCD摄像头260。

特殊光源210包括例如卤素灯、放电灯或者发光二极管，用于产生并发出白光。从特殊光源210发出的近红外光照射在垂直方向设置在特殊光源210下方的反射镜220。

反射镜220把从特殊光源210照射来的近红外光反射至水平方向设置在左侧的分光器230。分光器230在水平方向从右侧被由反射镜220反射的近红外光照射。

分光器230把从反射镜220照射来的近红外光反射至垂直方向设置在下方的物镜240。由分光器230反射的近红外光在垂直方向从上方进入物镜240。

通过工件W的表面的返回光被未示出的布线反射，在垂直方向从下方穿过物镜240，并且透射通过分光器230。经过分光器230的返回光进入在垂直方向设置在上方的筒状镜头250。

物镜240安装在和工件W相对的位置。从分光器230进入的近红外光透射通过物镜240。经过物镜240的近红外光在垂直方向从上方照射工件W。

通过工件W的表面并且被未示出的布线反射的返回光透射通过物镜240。通过物镜240的返回光照射在垂直方向设置在上方的分光器230。

具体而言，物镜240设置在特殊光源210和工件W之间，并允许从特殊光源210发出的近红外光以及来自工件W的返回光透射通过物镜240。

筒状镜头250把从分光器230进入的返回光的倍率改变为预定倍率，并让返回光透射通过筒状镜头250。经过筒状镜头250的返回光进入在垂直方向设置在上方的CCD摄像头260。

CCD摄像头260是图像传感器，其基于来自工件W的返回光拍摄工件W的图像以获得图像数据。所获得的图像数据被输出到未示出的控制部等，控制部执行各种图像处理。

下面描述操作。

在光学测量设备2的目视观测部100，从白光源10发出的白光经由反射镜20和分光器30通过物镜40，从而白光照射工件W。照射工件W的白光在工件W的表面被反射，并经由物镜40和分光器30通过筒状镜头50(50A、50B、50C)中被动力转台60选择性地开启的那个镜头(该图中为筒状镜头50A)，从而进入CCD摄像头70。

在光学测量设备2的近红外观测部300，使用仅发出近红外光的特殊光源210，其中，从特殊光源210发出的近红外光经由反射镜220和分光器230透射通过物镜240，从而近红外光照射工件W。照射工件W的近红外光通过工件W的表面并且被未示出的布线反射，并且经由物镜240和分光器230通过筒状镜头250，从而进入CCD摄像头260。

物镜40和物镜240可以作为整体在水平方向移动，从而可根据使用需要使这两个物镜中的一个和工件W相对。

具体而言，执行目视观测时，把物镜40移动到和工件W相对的位置，而在执行近红外观测时把物镜240移动到和工件W相对的位置。利用该操作可以容易地改变观测方法。

如上所述，根据第二实施例的光学测量设备2采用能够发出近红外光的光源作为特殊光源210。因而，不仅可以在目视观测部100对工件W执行目视观测，而且可以在特殊观测部(近红外观测部300)对工件W执行近红外观测。因而，例如，可以检查使用如薄层硅材料和薄膜的电路板，以及可以执行供安全检查使用的静脉验证。

第三实施例

首先描述结构。为了简化说明，和第一及第二实施例相同的部件用相同的标号指示并且不再重复描述。

如图3所示，根据第三实施例的光学测量设备3包括高强度光源11、反射镜20、分光器30、物镜40、筒状镜头50(50A、50B和50C)、高通滤波器80、动力转台60和C CD摄像头70。

高强度光源11是包括例如卤素灯、放电灯或者发光二极管的宽带光源，用于产生并发出包括近红外光的高强度白光。从高亮度光源11发出的白光照射在垂直方向设置在高强度光源11下方的反射镜20。

高通滤波器80是只有近红外光可透射通过的滤波器。

具体而言，通过分光器30的返回光(包括近红外光的白光)中只有近红外光透射通过高通滤波器80。

高通滤波器80被设置成和筒状镜头50(50A、50B、50C)之一作为整体(该图中为筒状镜头50A)，并且随通过动力转台60对筒状镜头50进行的切换操作而移动。

下面描述操作。

在光学测量设备3中，从高强度光源11发出的包括近红外光的高强度光经由反射镜20和分光器30通过物镜40，从而高强度光照射工件W。照射工件W的白光中所包括的近红外光通过工件W的表面并被未示出的布线反射。来自工件W的返回光经由物镜40和分光器30指向只有近红外光可透射通过的高通滤波器80。通过高通滤波器80的近红外光经过筒状镜头50A，从而近红外光照射CCD摄像头70。

另一方面，当通过利用动力转台60对筒状镜头50进行切换操作使得没有高通滤波器80的筒状镜头50(例如筒状镜头50B)设置在返回光上时，由于来自工件W的返回光上没有高通滤波器80，该返回光不经改变地通过筒状镜头50B并进入CCD摄像头70。

如上所述，根据第三实施例的光学测量设3包括：白光源(高强度光源11)，其能够发出包括特殊光的白光；设置在高强度光源11和工件W之间的物镜40，用于允许从高强度光源11发出的白光以及来自工件W的返回光通过；筒状镜头50(50A、50B、50C)，用于将通过物镜40的返回光的倍率改变为预定倍率；特殊滤波器(高通滤波器80)，其设置在筒状镜头50之一(例如筒状镜头50A)上，而且只有预定的光可透射通过该特殊滤波器；以及动力转台60，其可以选择性地切换筒状镜头50，以选择多个筒状镜头中要设置于返回光上的一个筒状镜头。

利用该结构，可以通过利用动力转台60对筒状镜头50进行切换操作来选择是否把特殊滤波器设置在来自工件W的返回光上。因而，用户可以容易地在目视观测和特殊观测之间切换。

特殊地，根据第三实施例的光学测量设备3使用能够发出包括近红外光的白光的光源作为白光源，并且使用只有近红外光可透射通过的高通滤波器80作为特殊滤波器。因而，根据利用动力转台60对筒状镜头50进行的切换操作，不仅可以进行目视观测，而且可以进行近红外观测。因而，例如，可以检查使用如薄层硅材料和薄膜的电路板，以及可以执行供安全检查使用的静脉验证。

第四实施例

首先描述结构。为了简化说明，和第一到第三实施例相同的部件用相同的标号指示并且不再重复描述。

如图4所示，根据第四实施例的光学测量设备4包括高强度光源12、滤波器切换转台90、反射镜20、分光器30、物镜40、筒状镜头50(50A、50B和50C)、荧光滤波器171、动力转台60和CCD摄像头70。

高强度光源12是包括例如卤素灯、放电灯或者发光二极管的宽带光源，用于产生并发出包括激发光的高强度白光。从高亮度光源12发出的白光照射在垂直方向设置在高强度光源12下方的滤波器切换转台90。

滤波器切换转台90是以下的转台，该转台可以选择性地切换是否把只有波长能够使工件W发出荧光的激发光可透射通过的激发滤波器121设置在从高强度光源12发出的白光上。其用作滤波器切换机构。

荧光滤波器171是只有荧光可透射通过的滤波器。

具体而言，通过分光器30的返回光中只有从工件W发出的荧光透射通过荧光滤波器171。

荧光滤波器171被设置成和筒状镜头50(50A、50B、50C)之一(该图中为筒状镜头50A)作为整体，并且随通过动力转台60对筒状镜头50进行的切换操作而移动。

下面描述操作。

光学测量设备4具有滤波器切换转台90，该滤波器切换转台90可以选择性地切换是否把只有波长能够使工件W发出荧光的激发光可透射通过的激发滤波器121设置在从高强度光源12发出的白光上。

当操作滤波器切换转台90以把激发滤波器121设置在白光上并且操作动力转台60以把配置有荧光滤波器171的筒状镜头50A设置在返回光上(参看图4)时，由通过激发滤波器121而得到的激发光经由反射镜20和分光器30通过物镜40，从而激发光照射工件W。在被激发光照射的工件W上，发出与形成在工件W上的荧光材料的厚度相对应的荧光，而且所照射的激发光被反射。来自工件W的包括荧光和激发光的返回光经由物镜40和分光器30指向只有荧光可透射通过的荧光滤波器171。通过荧光滤波器171的荧光通过筒状镜头50A并进入CCD摄像头70。

另一方面，当操作滤波器切换转台90以不把激发滤波器121设置在白光上并且操作动力转台60以把未配置有荧光滤波器171的筒状镜头50(例如筒状镜头50B)设置在返回光上时，从高强度光源12发出的白光直接照射工件W。此外，由于来自工件W的返回光上不存在荧光滤波器171，来自工件W的返回光未经改变地通过筒状镜头50B并进入CCD摄像头70。

如上所述，根据第四实施例的光学测量设备4还包括设置在白光源(高强度光源12)和物镜之间的滤波器切换转台90，该转台90可以选择性地切换是否把只有波长能够使工件W发出荧光的激发光可透射通过的激发滤波器121设置在从高强度光源12发出的白光上。此外，根据第四实施例的光学测量设备4使用能够发出包括激发光的白光的光源作为白光源，并使用使得返回光中只有从工件W发出的荧光可透射通过的荧光滤波器171作为特殊滤波器。物镜40允许从高强度光源12发出的白光中通过了滤波器切换转台90的白光或激发光通过。

利用该结构，根据滤波器切换转台90进行的对激发滤波器121的切换操作以及动力转台60进行的对筒状镜头50进行的切换操作，不仅可以进行目视观测，还可以进行荧光观测。因而，例如，可以检查使用阻焊剂的IC晶圆，以及可以观测染有荧光色素的生物组织或细胞。

第五实施例

首先描述结构。为了简化说明，和第一至第四实施例相同的部件用相同的标号指示并且不再重复描述。

如图5A和图5B所示，根据第五实施例的光学测量设备5包括高强度光源13、滤波器切换转台91、反射镜20、分光器30、物镜40、筒状镜头50(50A、50B和50C)、荧光滤波器171、动力转台60和CCD摄像头70。

高强度光源13是包括例如卤素灯、放电灯或者发光二极管的宽带光源，用于产生并发出包括近红外光和激发光的高强度白光。从高强度光源13发出的白光照射在垂直方向设置在高强度光源13下方的滤波器切换转台91。

滤波器切换转台91是如下的转台，该转台可以选择性地切换是把只有波长能够使工件W发出荧光的激发光可透射通过的激发滤波器121和只有近红外光可透射通过的高通滤波器81之一设置在从高强度光源13发出的白光上，还是两者都不设置。其用作滤波器切换机构。

下面描述操作。

光学测量设备5具有滤波器切换转台91，该滤波器切换转台91可以选择性地切换是把激发滤波器121和高通滤波器81之一设置在从高强度光源13发出的白光上，还是两者都不设置。

当操作滤波器切换转台91以把激发滤波器121设置在白光上并且操作动力转台60以把配置有荧光滤波器171的筒状镜头50A设置在返回光上(参看图5A)时，由通过激发滤波器121而得到的激发光经由反射镜20和分光器30通过物镜40，从而激发光照射工件W。在被激发光照射的工件W上，发出与形成在工件W上的荧光材料的厚度相对应的荧光，而且所照射的激发光被反射。来自工件W的包括荧光和激发光的返回光经由物镜40和分光器30指向只有荧光可透射通过的荧光滤波器171。通过荧光滤波器171的荧光通过筒状镜头50A并进入CCD摄像头70。

当操作滤波器切换转台91以把高通滤波器81设置在白光上并且操作动力转台60以把未配置有荧光滤波器171的筒状镜头50(例如筒状镜头50B)设置在返回光上(参考图5B)时，由通过高通滤波器81而得到的近红外光经由反射镜20和分光器30通过物镜40，从而近红外光照射工件W。照射工件W的近红外光通过工件W的表面，被未示出的布线反射，并然后经由物镜40和分光器30通过筒状镜头50B，从而进入CCD摄像头70。

当操作滤波器切换转台91以使得激发滤波器121和高通滤波器81均未设置在白光上并且操作动力转台60以使得未配置有荧光滤波器171的筒状镜头50(例如筒状镜头50B)设置在返回光上时，从高强度光源13发出的白光直接照射工件W。此外，由于来自工件W的返回光上不存在荧光滤波器171，来自工件W的返回光未经改变地通过筒状镜头50B并进入CCD摄像头70。

根据第五实施例的光学测量设备5使用能够发出包括激发光和近红外光的白光的光源作为白光源(高强度光源13)。滤波器切换转台91可以选择性地切换是把只有波长能够使工件W发出荧光的激发光可透射通过的激发滤波器121和只有近红外光可透射通过的高通滤波器81之一设置在从高强度光源13发出的白光上，还是两者都不设置。物镜40允许从高强度光源13发出的白光中通过了滤波器切换转台91的白光、近红外光或激发光通过。

利用该结构，根据滤波器切换转台91进行的滤波器切换操作以及动力转台60进行的对筒状镜头50的切换操作，不仅可以进行目视观测，还可以进行荧光观测或近红外观测。因而，例如，可以检查使用阻焊剂的IC晶圆，可以观测染有荧光色素的生物组织或细胞，可以检查使用例如薄层硅材料和薄膜的电路板，以及可以执行供安全检查使用的静脉验证。

第五实施例的变型

首先描述结构。为了简化说明，和第一到第五实施例相同的部件用相同的标号指示并且不再重复描述。

如图6A和6B所示，根据第五实施例的变型的光学测量设备6包括高强度光源13、滤波器切换转台90、反射镜20、分光器30、物镜40、筒状镜头50(50A、50B和50C)、荧光滤波器171、高通滤波器80、动力转台60和CCD摄像头70。

和第五实施例的不同之处在于高通滤波器80设置在筒状镜头50B上而不是滤波器切换转台90上。

下面描述操作。

光学测量设备6具有滤波器切换转台90，该滤波器切换转台90可以选择性地切换是否把激发滤波器121设置在从高强度光源13发出的白光上。

当操作滤波器切换转台90以把激发滤波器121设置在白光上并且操作动力转台60以把配置有荧光滤波器171的筒状镜头50A设置在返回光上(参看图6A)时，由通过激发滤波器121而得到的激发光经由反射镜20和分光器30通过物镜40，从而激发光照射工件W。在被激发光照射的工件W上，发出与形成在工件W上的荧光材料的厚度相对应的荧光，而且所照射的激发光被反射。来自工件W的包括荧光和激发光的返回光经由物镜40和分光器30指向只有荧光可透射通过的荧光滤波器171。通过荧光滤波器171的荧光通过筒状镜头50A并进入CCD摄像头70。

当操作滤波器切换转台90以使得激发滤波器121未设置在白光上并且操作动力转台60以使得配置有高通滤波器80的筒状镜头50B设置在返回光上(参看图6B)时，从高强度光源13发出的包括近红外光的高强度白光经由反射镜20和分光器30通过物镜40，从而工件W被高强度白光照射。照射工件W的白光中所包括的近红外光通过工件W的表面，并被未示出的布线反射。来自工件W的返回光经由物镜40和分光器30指向只有近红外光可透射通过的高通滤波器80。通过了高通滤波器80的近红外光通过筒状镜头50B并进入CCD摄像头70。

当操作滤波器切换转台90以使得激发滤波器121未设置在白光上并且操作动力转台60以使得既未配置有荧光滤波器171也未配置有高通滤波器80的筒状镜头50(例如筒状镜头50C)设置在返回光上时，工件W被从高强度光源13发出的白光直接照射。此外，由于来自工件W的返回光上既不存在荧光滤波器171也不存在高通滤波器80，来自工件W的返回光未经改变地通过筒状镜头50C并进入CCD摄像头70。

根据第五实施例变型的光学测量设备6使用能够发出包括激发光和近红外光的白光的光源作为白光源(高强度光源13)。筒状镜头50的个数大于或等于3，其中，未配置有荧光滤波器171的筒状镜头50之一(例如筒状镜头50B)上安装有只有近红外光可透射通过的高通滤波器80。

利用该结构，根据滤波器切换转台90进行的对激发滤波器121的切换操作以及动力转台60进行的对筒状镜头50的切换操作，不仅可以进行目视观测，还可以进行荧光观测或近红外观测。因而，例如，可以检查使用阻焊剂的IC晶圆，可以观测染有荧光色素的生物组织或细胞，可以检查使用例如薄层硅材料和薄膜的电路板，以及可以执行供安全检查使用的静脉验证。

虽然上文描述了根据本发明的实施例，但是，本发明不限于上述实施例，可以不背离本发明范围而做出各种修改。

例如，上述实施例中，荧光滤波器和高通滤波器设置在筒状镜头和物镜之间。但是，本发明不限于此。例如，这些滤波器可设置在筒状镜头和CCD摄像头之间。

在不背离本发明范围的情况下，还可以对构成光学测量设备的部件的具体结构和具体操作进行各种修改。

如上所述，根据本发明实施例，提供了一种光学测量设备，包括：目视观测部，用于对测量对象进行目视观测；以及，特殊观测部，用于对测量对象进行特殊观测，其中，目视观测部包括：能够发出白光的白光源；设置在白光源和测量对象之间的第一物镜，从白光源发出的白光以及来自测量对象的返回光透射通过该第一物镜；多个筒状镜头，用于将通过第一物镜的返回光的倍率改变为预定倍率；以及镜头切换机构，用于选择性地切换筒状镜头，以选择多个筒状镜头中要设置在返回光上的一个筒状镜头，而特殊观测部包括：能够发出特殊光的特殊光源；以及设置在特殊光源和测量对象之间的第二物镜，从特殊光源发出的特殊光以及来自测量对象的返回光透射通过该第二物镜。

优选地，上述特殊光是近红外光。

优选地，上述光学测量设备还包括：设置在特殊光源和第二物镜之间的激发滤波器，只有波长能够使测量对象发出荧光的激发光可透射通过该滤波器；以及荧光滤波器，通过第二物镜的返回光中只有从测量对象发出的荧光可透射通过该荧光滤波器，其中，特殊光是激发光，并且从特殊光源发出的激发光中通过了激发滤波器的激发光透射通过第二物镜。

根据本发明的实施例，提供了另一种光学测量设备，包括：能够发出包括特殊光的白光的白光源；设置在白光源和测量对象之间的物镜，从白光源发出的白光以及来自测量对象的返回光透射通过该物镜；多个筒状镜头，用于将通过物镜的返回光的倍率改变为预定倍率；设置在筒状镜头之一上的特殊滤波器，只有预定的光可透射通过该滤波器；以及镜头切换机构，用于选择性地切换筒状镜头以选择多个筒状镜头中要设置于返回光上的一个筒状镜头。

优选地，上述特殊光是近红外光，上述特殊滤波器是只有近红外光可透射通过的近红外滤波器。

优选地，上述光学测量设备还包括设置在白光源和物镜之间的滤波器切换机构，其可选择性地切换是否把只有波长能够使测量对象发出荧光的激发光可透射通过的激发滤波器设置在从白光源发出的白光上，特殊光是激发光，从白光源发出的白光中通过了滤波器切换机构的白光或激发光透射通过物镜，而且特殊滤波器是返回光中只有从测量对象发出的荧光可透射通过的荧光滤波器。

优选地，上述特殊光包括近红外光，上述滤波器切换机构可以选择性地切换是把激发滤波器和只有近红外光可透射通过的近红外滤波器之一设置在从白光源发出的白光上，还是既不把激发滤波器也不把近红外滤波器设置在从白光源发出的白光上，并且从白光源发出的白光中通过了滤波器切换机构的白光、近红外光或激发光透射通过物镜。

优选地，上述特殊光包括近红外光，上述筒状镜头的个数大于或等于3，并且只有近红外光可透射通过的近红外滤波器设置在没有设置上述荧光滤波器的筒状镜头之一上。

如上所述，由于本发明包括用于对测量对象进行目视观测的目视观测部和用于对测量对象进行特殊观测的特殊观测部，所以对测量对象不仅可以进行目视观测，还可以进行近红外观测或荧光观测。

Claims (8)

1.一种光学测量设备，包括：

目视观测部，用于对测量对象进行目视观测；以及

特殊观测部，用于对所述测量对象进行特殊观测，

其中，所述目视观测部包括：

用于发出白光的白光源；

设置在所述白光源和所述测量对象之间的第一物镜，从所述白光源发出的白光以及来自所述测量对象的返回光透射通过该第一物镜；

多个筒状镜头，用于将通过所述第一物镜的返回光的倍率改变为预定倍率；以及

镜头切换机构，其能够选择性地切换所述多个筒状镜头，以选择所述多个筒状镜头中要设置在所述返回光上的一个筒状镜头，

而且，所述特殊观测部包括：

用于发出特殊光的特殊光源；以及

设置在所述特殊光源和所述测量对象之间的第二物镜，从所述特殊光源发出的特殊光以及来自所述测量对象的返回光透射通过该第二物镜。

2.根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，所述特殊光是近红外光。

3.根据权利要求1所述的光学测量设备，其特征在于，还包括：

设置在所述特殊光源和所述第二物镜之间的激发滤波器，只有波长能够使所述测量对象发出荧光的激发光可透射通过所述激发滤波器；以及

荧光滤波器，通过所述第二物镜的返回光中只有从所述测量对象发出的荧光可透射通过所述荧光滤波器，

其中，所述特殊光是激发光，

而且，从所述特殊光源发出的激发光中通过了所述激发滤波器的激发光透射通过所述第二物镜。

4.一种光学测量设备，包括：

用于发出包括特殊光的白光的白光源；

设置在所述白光源和测量对象之间的物镜，从所述白光源发出的白光以及来自所述测量对象的返回光透射通过该物镜；

多个筒状镜头，用于将通过所述物镜的返回光的倍率改变为预定倍率；

设置在所述多个筒状镜头之一上的特殊滤波器，只有预定的光可透射通过所述特殊滤波器；以及

镜头切换机构，其能够选择性地切换所述多个筒状镜头，以选择所述多个筒状镜头中要设置在所述返回光上的一个筒状镜头。

5.根据权利要求4所述的光学测量设备，其特征在于，

所述特殊光是近红外光，以及

所述特殊滤波器是只有近红外光可透射通过的近红外滤波器。

6.根据权利要求4所述的光学测量设备，其特征在于，还包括：

设置在所述白光源和所述物镜之间的滤波器切换机构，所述滤波器切换机构能够选择性地切换是否把激发滤波器设置在从所述白光源发出的白光上，

其中，只有波长能够使所述测量对象发出荧光的激发光可透射通过所述激发滤波器，

所述特殊光是激发光，

从所述白光源发出的白光中通过了所述滤波器切换机构的白光或激发光透射通过所述物镜，并且，

所述特殊滤波器是荧光滤波器，所述返回光中只有从所述测量对象发出的荧光可透射通过所述荧光滤波器。

7.根据权利要求6所述的光学测量设备，其特征在于，

所述特殊光包括近红外光，

所述滤波器切换机构能够选择性地切换是把所述激发滤波器和近红外滤波器之一设置在从所述白光源发出的白光上，还是既不把所述激发滤波器也不把所述近红外滤波器设置在从所述白光源发出的白光上，

其中，只有近红外光可透射通过所述近红外滤波器，

并且，从所述白光源发出的白光中通过了所述滤波器切换机构的白光、近红外光或激发光透射通过所述物镜。

8.根据权利要求6所述的光学测量设备，其特征在于，

所述特殊光包括近红外光，

所述多个筒状镜头的个数等于或大于3，并且

只有近红外光可透射通过的近红外滤波器设置在所述多个筒状镜头中没有设置所述荧光滤波器的一个筒状镜头上。

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