JP2006053423A - 顕微鏡観察装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液体による装置のトラブルを回避して液浸法による基板の観察を効率よく行える顕微鏡観察装置を提供する。
【解決手段】 観察対象の基板１０Ａを固定的に支持する試料台１１と、液浸系の対物レンズ１４と、対物レンズの先端と基板との間に液体２０を供給する供給手段１６,１７と、供給手段により供給された液体のうち基板から落下する液体２１を受ける液体受け手段２２〜２４とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体ウエハや液晶基板などの観察に用いられる顕微鏡観察装置に関する。

半導体回路素子や液晶表示素子の製造工程では、半導体ウエハや液晶基板（総じて「基板」という）に形成された回路パターンの欠陥や異物などの観察が、顕微鏡観察装置を用いて行われる。顕微鏡観察装置とは、基板を自動搬送する機構と光学顕微鏡システムとを結びつけたものである。光学顕微鏡システムの対物レンズは乾燥系であり、この対物レンズと観察対象の基板との間は空気などの気体で満たされる（例えば特許文献１を参照）。そして、より高い分解能での観察を実現するために、観察波長を紫外域とすることが提案されている。
特開２００１−１１８８９６号公報

ところで、乾燥系の対物レンズを用いた装置では、対物レンズの開口数を“１”より大きくすることができないため、分解能の向上に限界がある。そこで、周知の液浸法を採用し、乾燥系の対物レンズに代えて液浸系の対物レンズを用いることが考えられる。この場合には、液浸系の対物レンズの先端と観察対象の基板との間が水などの液体で満たされ、液体の屈折率(＞１)に応じて対物レンズの開口数を“１”より大きくすることができ、分解能を向上させることができる。

しかし、対物レンズを単に乾燥系から液浸系に交換するだけでは、上記の製造工程における基板の観察を効率よく行うことはできない。その観察を効率よく行うためには、液浸系の対物レンズの先端と基板との間に液体を供給する機構が必要であり、さらに、供給した液体による装置のトラブルを回避するための工夫も必要である。
本発明の目的は、液体による装置のトラブルを回避して液浸法による基板の観察を効率よく行える顕微鏡観察装置を提供することにある。

請求項１に記載の顕微鏡観察装置は、観察対象の基板を固定的に支持する試料台と、液浸系の対物レンズと、前記対物レンズの先端と前記基板との間に液体を供給する供給手段と、前記供給手段により供給された前記液体のうち前記基板から落下する液体を受ける液体受け手段とを備えたものである。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の顕微鏡観察装置において、前記試料台の下方に設けられ、前記試料台を移動可能に支持するステージを備え、前記液体受け手段は、前記試料台と前記ステージとの間に設けられる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の顕微鏡観察装置において、前記試料台は、上面で前記基板を支持すると共に、該上面の外径が前記基板の外径より小さく、前記液体受け手段は、前記基板の外縁部に沿った環状の溝部材を含み、前記溝部材の外径は、前記基板の外径より大きく、前記溝部材の内径は、前記基板の外径より小さく、前記溝部材の内径側の上端は、前記試料台の前記上面より下方に位置するものである。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の顕微鏡観察装置において、前記基板を搬送する際に前記基板を支持するアーム部材を備え、前記溝部材の外径側の上端のうち少なくとも一部は、前記試料台の前記上面より下方に位置し、前記溝部材の内径側の上端および外径側の前記少なくとも一部の上端と前記上面との高低差には、前記アーム部材を挿入可能な隙間が確保されているものである。

請求項５に記載の顕微鏡観察装置は、観察対象の基板を固定的に支持する試料台と、前記試料台を移動可能に支持するステージと、液浸系の対物レンズと、前記対物レンズの先端と前記基板との間に所定量の液体を供給する供給手段と、前記供給手段により供給される前記液体の前記基板における広がり範囲を考慮して、前記基板の観察可能範囲を制限する制限手段と、前記制限手段により制限された前記観察可能範囲を考慮して前記ステージを制御し、前記観察可能範囲の中の予め定めた観察点を前記対物レンズの視野内に位置決めする位置決め手段とを備えたものである。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の顕微鏡観察装置において、前記制限手段により制限された前記観察可能範囲のうち、前記対物レンズの視野中心に位置決め可能な範囲の半径Ｒ０は、前記基板の半径Ｒ１と、前記液体の広がり範囲の半径Ｒ２とを用い、次の式(１)を満足するものである。
Ｒ０ ≦ Ｒ１−Ｒ２ …(１)
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の顕微鏡観察装置において、前記液体の広がり範囲の半径Ｒ２は、前記対物レンズの先端の半径Ｒ３と、表面張力により前記対物レンズの先端から食み出し可能な幅Ａとを用い、次の式(２)を満足するものである。

Ｒ２ ＝ Ｒ３＋Ａ …(２)
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の顕微鏡観察装置において、前記幅Ａは、前記対物レンズの作動距離δを用い、次の式(３)を満足するものである。
δ/２ ≦ Ａ ≦ ２δ …(３)

本発明の顕微鏡観察装置によれば、液体による装置のトラブルを回避して液浸法による基板の観察を効率よく行うことができる。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
本実施形態の顕微鏡観察装置１０には、図１に示す通り、観察対象の基板１０Ａを支持するステージ(１１〜１３)と、液浸観察部(１４,１５)と、液浸媒質の液体２０を供給／回収する機構(１６〜１９)と、不要な液体２１を回収する機構(２２〜２４)とが設けられる。また、顕微鏡観察装置１０には、図示省略したが、制御部や、基板１０Ａを自動搬送する機構、プリアライメント機構、ＴＴＬ方式のオートフォーカス機構なども設けられる。基板１０Ａは、半導体ウエハや液晶基板である。顕微鏡観察装置１０は、半導体回路素子や液晶表示素子の製造工程において、基板１０Ａに形成された回路パターンの欠陥や異物などの観察（外観検査）に用いられる。回路パターンは、例えばレジストパターンである。

ステージ(１１〜１３)の説明を行う。ステージ(１１〜１３)は、試料台１１とＺステージ１２とＸＹステージ１３とで構成される。試料台１１は、Ｚステージ１２により鉛直方向に移動可能、ＸＹステージ１３により水平面内で移動可能に支持されている。基板１０Ａは、例えば現像装置から搬送されて試料台１１の上面に載置され、例えば真空吸着により固定的に支持される。試料台１１の上面の外径は、基板１０Ａの外径より小さい。

基板１０Ａを自動搬送する機構(不図示)には、例えば図２に示すようなアーム部材２５が設けられる。アーム部材２５は、基板１０Ａを搬送する際に基板１０Ａを支持する部材である。アーム部材２５の先端部はＵ字状であり、試料台１１と干渉することなく基板１０Ａの受け渡しができるようになっている。
なお、ステージ(１１〜１３)のうちＺステージ１２は、基板１０Ａの焦点合わせ時に、試料台１１を鉛直方向に移動させる。焦点合わせ動作は、不図示の制御部がオートフォーカス機構を用いて行う。Ｚステージ１２には、付属の回転ステージ（θステージ）が設けられている。回転ステージは、基板１０Ａの中心位置を検出する際に、試料台１１を回転させる。中心位置の検出は、不図示の制御部がプリアライメント機構を用いて行う。ＸＹステージ１３は、基板１０Ａの予め定めた観察点を液浸観察部(１４,１５)の視野内に位置決めする際、試料台１１を水平面内で移動させる。ＸＹステージ１３のベース部材は顕微鏡観察装置１０の本体に固定されている。

液浸観察部(１４,１５)の説明を行う。液浸観察部(１４,１５)には、対物レンズ１４と接眼レンズ１５とが設けられる。対物レンズ１４および接眼レンズ１５は、各々、顕微鏡観察装置１０の本体に固定されている。対物レンズ１４は、液浸系の対物レンズであり、その先端（下面）と基板１０Ａとの間が液浸媒質（液体２０）で満たされたときに、光学系の収差が補正されるように設計されている。対物レンズ１４の先端が、液体２０に触れる部分となる。さらに、顕微鏡観察装置１０の本体内部（対物レンズ１４と接眼レンズ１５との間）には、図示省略した照明光源などが設けられる。観察波長は、例えば可視域や紫外域である。

液浸観察部(１４,１５)では、接眼レンズ１５の視野位置に基板１０Ａの拡大像（パターン像）が形成され、この像により基板１０Ａの観察が行われる。また、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間を満たす液体２０の屈折率(＞１)に応じて、対物レンズ１４の開口数を“１”より大きくすることができ、乾燥系の装置（対物レンズの開口数≦１）と比較して分解能を確実に向上させることができる。

ちなみに、分解能は、対物レンズ１４の開口数ＮＡと、観察波長λと、定数ｋとを用いて、「分解能＝ｋ×λ／ＮＡ」と表される。定数ｋの値には、２線間の分解能を議論する場合、通常“０.５”が用いられる。また、対物レンズ１４の開口数ＮＡは、対物レンズ１４の開き角θと、対物レンズ１４と基板１０Ａとの間の媒質の屈折率ｎとを用いて、「ＮＡ＝ｎ×sinθ」と表される。このように、分解能は、対物レンズ１４と基板１０Ａとの間の屈折率ｎの増加に逆比例して小さくなる（向上する）。

液体２０を供給／回収する機構(１６〜１９)の説明を行う。この機構(１６〜１９)には、液体供給装置１６と吐出ノズル１７と吸引ノズル１８と液体回収装置１９とが設けられる。吐出ノズル１７と吸引ノズル１８は対物レンズ１４の周囲に一体的に固定され、その先端が対物レンズ１４の先端近傍に配置される。
液体供給装置１６は、液体タンクや加圧ポンプなどを備え、所定量の液体２０を吐出ノズル１７に送り出す。その結果、吐出ノズル１７の先端から吐出した所定量の液体２０は、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間（空間）に到達する。このように、液体供給装置１６により吐出ノズル１７を介して液体２０が供給され、表面張力により「液滴」を形成する。液体２０の供給は、液浸観察の前に、不図示の制御部が自動的に行う。

ここで、図３を参照して、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間に供給された液体２０の表面の形状について説明する。液体２０の表面とは、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間の露出面のことである。表面張力により、液体２０の表面の形状は、その面積が最小の球形になろうとする。したがって、液体２０の基板１０Ａにおける広がり範囲の直径Ｂは、対物レンズ１４の先端の直径ｄより大きくなる。

さらに、表面張力により対物レンズ１４の先端から食み出し可能な幅Ａは、対物レンズ１４の作動距離δに依存し、近似的に次の式(11)を満足すると考えられる。また、上記の幅Ａと液体２０の広がり範囲の直径Ｂと対物レンズ１４の先端の直径ｄとは、次の式(12)を満足する。式(12)の“Ｂ/２”は液体２０の広がり範囲の半径（請求項のＲ２）を表し、“ｄ/２”は対物レンズ１４の先端の半径（請求項のＲ３）を表している。

δ/２ ≦ Ａ ≦ ２δ …(11)
Ｂ/２ ＝ ｄ/２＋Ａ …(12)
液体回収装置１９（図１）は、液体タンクや吸引ポンプなどを備え、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間の液体２０を吸引ノズル１８を介して周りの空気と一緒に吸引する。つまり、液体２０を基板１０Ａから除去する。吸引された液体２０は例えばフィルタにより空気とは選別され、液体タンクに集められる。このように、吸引ノズル１８を介して液体回収装置１９により液体２０が回収される。液体２０の回収は、液浸観察の後で、不図示の制御部が自動的に行う。

本実施形態では、液浸媒質の液体２０として例えば純水を使用する。純水は、半導体製造工程などで容易に大量入手できるものである。また、基板１０Ａ上のフォトレジストに対する悪影響がないため、基板１０Ａの非破壊検査が可能となる。また、純水は環境に対する悪影響もなく、不純物の含有量が極めて低いため、基板１０Ａの表面を洗浄する作用も期待できる。

不要な液体２１を回収する機構(２２〜２４)の説明を行う。不要な液体２１とは、液体供給装置１６により供給された液体２０のうち基板１０Ａの外に流れ出し、基板１０Ａから落下するものである。この機構(２２〜２４)は、不要な液体２１がＺステージ１２やＸＹステージ１３に落下するのを阻止する（液体２１を受ける）ための機構であり、水受け皿２２と、水抜き穴２３と、ドレーン配管２４とで構成される。

水受け皿２２は、図４(ａ),(ｂ)に示す通り、基板１０Ａの外縁部に沿った環状の溝部材（ドーナッツ型）であり、図１に示す通り、Ｚステージ１２の上面に取り付けられている。また、水受け皿２２の寸法（図４）は、基板１０Ａの直径Ｄに対して次の式(13)を満足し、外径Ｓ２が基板１０Ａの外径Ｄより大きく、内径Ｓ１が基板１０Ａの外径Ｄより小さくなっている。

Ｓ１ ＜ Ｄ ＜ Ｓ２ …(13)
さらに、水受け皿２２の内径側の上端２２Ａと外径側の上端２２Ｂは、共に、試料台１１の上面より下方に位置する。また、水受け皿２２の上端２２Ａ,２２Ｂと試料台１１の上面との高低差ｔ(＞０)には、図２のアーム部材２５を挿入可能な隙間（クリアランス）が確保されている。つまり、高低差ｔは、アーム部材２５の厚さより大きい。

そして、水受け皿２２の底面に水抜き穴２３が設けられ、水抜き穴２３にドレーン配管２４の一端が接続されている。ドレーン配管２４は、ＸＹステージ１３（図１）の可動部を介して顕微鏡観察装置１０の外部に導かれる。ＸＹステージ１３の可動部において、ドレーン配管２４は、不図示の真空吸着用の配管やステージ(１１〜１３)用の電気配線などと一緒に引き回される。このように一緒に引き回すことで、スペースを節約できる。

なお、水受け皿２２は、Ｚステージ１２の上面に固定されるため、Ｚステージ１２とＸＹステージ１３により試料台１１が移動した場合でも、それに伴って試料台１１に対する位置関係を変えることなく一緒に移動する。
次に、本実施形態の顕微鏡観察装置１０における基板１０Ａの観察動作を説明する。基板１０Ａの観察動作は、不図示の制御部による自動制御である。

制御部は、基板１０Ａの観察動作の開始に先立ち、液体２０の広がり範囲（図３の直径Ｂ）を考慮して、基板１０Ａの観察可能範囲を制限する。仮に基板１０Ａの全面を観察可能範囲とすると（制限なし）、基板１０Ａの外縁部では、液体２０を対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間に安定して保持できず、液体２０が基板１０Ａの外に流れ出してしまう（図１の不要な液体２１参照）。このため、基板１０Ａの外縁部での液浸観察を良好に行うのは難しい。

そこで、制御部は、図５に示すように、基板１０Ａの観察可能範囲１０Ｂ（外側の点線枠内に相当）を全面より狭い範囲に制限する。このとき、制限された観察可能範囲１０Ｂの中で、対物レンズ１４の視野中心(光軸上)に位置決め可能な範囲１０Ｃ（内側の点線枠に相当）の半径Ｒ０は、基板１０Ａの半径Ｄ/２と、液体２０の広がり範囲の半径Ｂ/２とを用い、次の式(14)を満足する。

Ｒ０ ≦ Ｄ/２−Ｂ/２ …(14)
基板１０Ａの範囲１０Ｃ内であれば、対物レンズ１４の視野中心に位置決めしても、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間の液体２０が基板１０Ａの外に流れ出すことはない。つまり、液体２０を安定して保持できる。このため、基板１０Ａの観察可能範囲１０Ｂ内の液浸観察を良好に行える。

制御部は、上記のようにして基板１０Ａの観察可能範囲１０Ｂの制限処理を行った後、基板１０Ａの観察動作を開始する。
まず、観察対象の基板１０Ａを図２のアーム部材２５によりステージ(１１〜１３)に搬送し、試料台１１の上面に固定させる。そして、Ｚステージ１２に付属する回転ステージ(不図示)により試料台１１を回転させながら、プリアライメント機構(不図示)により基板１０Ａの外形を検出し、基板１０Ａの中心位置を検出する。

次に、基板１０Ａの中心位置の検出結果を基準とし、制限された観察可能範囲１０Ｂを考慮してＸＹステージ１３を制御する。具体的には、ＸＹステージ１３の可動範囲を「観察可能範囲１０Ｂの中の範囲１０Ｃが対物レンズ１４の視野中心に位置決めされる範囲」に制限して（ソフトリミットの設定）、ＸＹステージ１３を制御する。基板１０Ａの範囲１０Ｃに対応するＸＹステージ１３の可動範囲は、液体２０を安定して保持できる（つまり安全に動作可能な）範囲である。その結果、基板１０Ａの観察可能範囲１０Ｂの中の予め定めた観察点を、液浸観察部(１４,１５)の対物レンズ１４の視野内に位置決めすることができる。

次に、Ｚステージ１２を制御して試料台１１を移動させ、不図示のオートフォーカス機構を用いて、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間隔がほぼ所望の間隔（対物レンズ１４の作動距離δ）となる位置まで移動させる。その後、液体供給装置１６を制御して、吐出ノズル１７を介して、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間に所定量の液体２０を供給する。このとき、液体２０は安定して保持される（液滴を形成）。さらに、オートフォーカス機構により、精密な焦点合わせを行った後、液浸観察可能となる。この状態で、観察者は、接眼レンズ１５を介して、基板１０Ａの観察点の液浸観察を行う。

そして観察者から「液浸観察終了」の指示を受け取ると、制御部は、液体回収装置１９を制御して、吸引ノズル１８を介して、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間から液体２０を回収する。つまり、基板１０Ａに「液滴」が残らないようにする。基板１０Ａの観察可能領域１０Ｂの中に他の観察点がある場合には、上記の動作を繰り返す。全ての観察点についての液浸観察が終わると、図２のアーム部材２５により基板１０Ａをステージ(１１〜１３)から回収して、基板１０Ａの観察動作を終了する。

上記したように、本実施形態の顕微鏡観察装置１０では、基板１０Ａの観察可能領域１０Ｂを全面より狭い範囲に制限し（図５）、この観察可能範囲１０Ｂを考慮してＸＹステージ１３を制御するため、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間の液体２０が基板１０Ａの外に流れ出すことはない。したがって、液体２０による装置のトラブル（例えばＺステージ１２やＸＹステージ１３の電気系のトラブルや錆など）を回避して、液浸法による基板１０Ａの観察を効率良く行える。

さらに、何らかの異常により、ＸＹステージ１３が暴走したり、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間に液体２０が所定量より多く供給されてしまった際に、液体２０が基板１０Ａの外に流れ出しても（図１の不要な液体２１参照）、上記した機構(２２〜２４)により液体２１を回収することができる。つまり、水受け皿２２に流れ落ちた液体２１は、水抜き穴２３とドレーン配管２４を介して装置外に排出される。したがって、不要な液体２１がＺステージ１２やＸＹステージ１３に落下するのを阻止でき、装置のトラブルを回避できる。

また、本実施形態の顕微鏡観察装置１０では、基板１０Ａの観察可能領域１０Ｂに応じたソフトリミットをＸＹステージ１３の可動範囲に設定すると共に、不要な液体２１を回収する機構(２２〜２４)を設けたため、装置のトラブルを確実に回避して液浸法による基板１０Ａの観察を効率良く行える。
さらに、本実施形態の顕微鏡観察装置１０では、液浸観察の際、液体２０の供給と回収を自動制御で行うため、作業者に対する負担が殆どなく、高スループットで基板１０Ａの観察を行うことができる。
（変形例）
なお、上記した実施形態では、基板１０Ａの観察点ごとに液体２０を供給／回収する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。基板１０Ａの次の観察点までの距離が近い場合には、現在の観察点に供給されている液体２０を回収することなく、ＸＹステージ１３（つまり基板１０Ａ）を移動させてもよい。基板１０Ａの表面がある程度の疎水性を持ち、対物レンズ１４の先端がある程度の親水性を持つ場合には、液体２０が対物レンズ１４の側に付着し続けようとする。このため、ＸＹステージ１３（つまり基板１０Ａ）を移動させても、液体２０を対物レンズ１４の先端に付着させておくことができ、次の観察点に到着したときに同じ液体２０を利用して観察を行える。この場合には、基板１０Ａの観察可能領域１０Ｂに応じたソフトリミットをＸＹステージ１３の可動範囲に設定する際、ＸＹステージ１３の移動時の加速度分も見込んで、観察可能範囲１０Ｂのマージンを設定することが好ましい。

また、上記した実施形態では、基板１０Ａの観察可能領域１０Ｂに応じたソフトリミットをＸＹステージ１３の可動範囲に設定し、不要な液体２１を回収する機構(２２〜２４)を補助的に使ったが、本発明はこれに限定されない。ソフトリミットを設定せず、上記の機構(２２〜２４)のみを設けた場合でも、装置のトラブルを回避して液浸法による基板１０Ａの観察を効率良く行える。逆に、上記の機構(２２〜２４)を省略し、ソフトリミットのみを設定した場合でも、液体２０を基板１０Ａの外縁部に近づけないようにすれば、装置のトラブルを回避して液浸法による基板１０Ａの観察を効率良く行える。

さらに、上記した実施形態では、液浸系の対物レンズ１４を顕微鏡観察装置１０の本体に固定したが、本発明はこれに限定されない。液浸系の対物レンズ１４をレボルバに取り付け、他の乾燥系の対物レンズと切り換え可能にしても良い。そして、乾燥系の対物レンズに切り換えて観察する際には、上記したＸＹステージ１３のソフトリミットを解除することが好ましい。

また、上記した実施形態では、試料台１１の上面の外径が基板１０Ａの外径より小さい例を説明したが、本発明はこれに限定されない。試料台の上面の外径が基板１０Ａの外径以上である場合にも、本発明を適用できる。この場合には、水受け皿２２の外径Ｓ２を試料台の上面の外径より大きく、内径Ｓ１を試料台の上面の外径より小さくすることが好ましい。

さらに、水受け皿２２の形状は、次のようにしてもよい。平面形状は、円形に限らず、矩形でもよい。外径側の上端２２Ｂ（図４参照）の高さを均一にし、その全体が試料台１１の上面より下方に位置するようにしたが、上端２２Ｂに段差を付けても良い。この場合、上端２２Ｂのうち低い部分のみを試料台１１の上面より下方に位置させ、残りの高い部分を試料台１１の上面以上の高さとすることができる。上端２２Ｂの低い部分は、試料台１１との高低差ｔ(＞０)を図２のアーム部材２５の厚さより大きくすることで、基板１０Ａの搬送経路として利用できる。上端２２Ｂの高い部分は、不要な液体２１が周囲に飛散するのを防止するための壁として利用できる。

また、上記した実施形態では、接眼レンズ１５による液浸観察の例を説明したが、本発明はこれに限定されない。撮像素子とモニタを設け、モニタの表示画像により液浸観察を行っても構わない。接眼レンズ１５による液浸観察と撮像素子およびモニタによる液浸観察との双方を行えるようにしても良いし、何れか一方でも良い。ただし、観察波長を紫外域とする場合には、接眼レンズを省略して撮像素子とモニタを設けることが好ましい。また、観察波長を紫外域とする場合には、顕微鏡観察装置１０の本体の内部を窒素充填することが好ましい。対物レンズ１４と基板１０Ａとの間の光路は窒素充填されないが、液体２０の供給された後で紫外光による観察を行うため、その紫外光が周囲の空気（酸素）と光化学反応を起こすことはない。

さらに、上記した実施形態では、吐出ノズル１７と吸引ノズル１８を対物レンズ１４の周囲に一体的に固定したが、外付けでもよい。また、水受け皿２２をＺステージ１２の上面に固定したが、ＸＹステージ１３の可動部に固定してもよい。この場合には、試料台１１に対する水平面内での位置関係を変えることなく、水受け皿２２を移動させることができる。さらに、ドレーン配管２４をＸＹステージ１３の可動部において真空吸着用の配管などと一緒に引き回したが、一緒に引き回さなくても構わない。

さらに、上記した実施形態では、液体２０として例えば純水を用いたが（水浸系）、本発明はこれに限定されない。その他、純水よりも屈折率の高い油（例えば液浸オイルやシリコンオイルなど）を液体２０として用いてもよい（油浸系）。この場合、液体２０を対物レンズ１４の先端に付着させながらＸＹステージ１３（つまり基板１０Ａ）を移動させるには、基板１０Ａの表面がある程度の親水性を持ち、対物レンズ１４の先端がある程度の疎水性を持つことが好ましい。

また、液体２０として純水よりも表面張力の小さい液体（例えば界面活性剤を添加した液体、アルコール類、これらと純水との混合物）を用いることもできる。この場合には、基板１０Ａの回路パターンが微細な場合でも、液体２０を回路パターンの凹部に確実に浸透させることができ、良好に観察できる。
さらに、上記した実施形態では、液浸系での観察後、基板１０Ａから液体２０を除去するために、吸引ノズル１８と液体回収装置１９とを用いて液体２０を回収したが、本発明はこれに限定されない。何らかの乾燥手段（例えば減圧乾燥など）を用いて、液体２０を除去してもよい。

本実施形態の顕微鏡観察装置１０の全体構成を示す側面図である。 搬送機構のアーム部材２５の一例を示す図である。 液体２０の表面の形状と広がり範囲を説明する図である。 水受け皿２２の形状を示す側面図(ａ)および斜視図(ｂ)である。 基板１０Ａの観察可能範囲１０Ｂを説明する図である。

符号の説明

１０ 顕微鏡観察装置
１０Ａ 基板
１１ 試料台
１２ Ｚステージ
１３ ＸＹステージ
１４ 対物レンズ
１５ 接眼レンズ
１６ 液体供給装置
１７ 吐出ノズル
１８ 吸引ノズル
１９ 液体回収装置
２０ 液体
２１ 不要な液体
２２ 水受け皿
２３ 水抜き穴
２４ ドレーン配管
２５ アーム部材

Claims (8)

1. 観察対象の基板を固定的に支持する試料台と、
   液浸系の対物レンズと、
   前記対物レンズの先端と前記基板との間に液体を供給する供給手段と、
   前記供給手段により供給された前記液体のうち前記基板から落下する液体を受ける液体受け手段とを備えた
   ことを特徴とする顕微鏡観察装置。
2. 請求項１に記載の顕微鏡観察装置において、
   前記試料台の下方に設けられ、前記試料台を移動可能に支持するステージを備え、
   前記液体受け手段は、前記試料台と前記ステージとの間に設けられる
   ことを特徴とする顕微鏡観察装置。
3. 請求項１に記載の顕微鏡観察装置において、
   前記試料台は、上面で前記基板を支持すると共に、該上面の外径が前記基板の外径より小さく、
   前記液体受け手段は、前記基板の外縁部に沿った環状の溝部材を含み、
   前記溝部材の外径は、前記基板の外径より大きく、
   前記溝部材の内径は、前記基板の外径より小さく、
   前記溝部材の内径側の上端は、前記試料台の前記上面より下方に位置する
   ことを特徴とする顕微鏡観察装置。
4. 請求項３に記載の顕微鏡観察装置において、
   前記基板を搬送する際に前記基板を支持するアーム部材を備え、
   前記溝部材の外径側の上端のうち少なくとも一部は、前記試料台の前記上面より下方に位置し、
   前記溝部材の内径側の上端および外径側の前記少なくとも一部の上端と前記上面との高低差には、前記アーム部材を挿入可能な隙間が確保されている
   ことを特徴とする顕微鏡観察装置。
5. 観察対象の基板を固定的に支持する試料台と、
   前記試料台を移動可能に支持するステージと、
   液浸系の対物レンズと、
   前記対物レンズの先端と前記基板との間に所定量の液体を供給する供給手段と、
   前記供給手段により供給される前記液体の前記基板における広がり範囲を考慮して、前記基板の観察可能範囲を制限する制限手段と、
   前記制限手段により制限された前記観察可能範囲を考慮して前記ステージを制御し、前記観察可能範囲の中の予め定めた観察点を前記対物レンズの視野内に位置決めする位置決め手段とを備えた
   ことを特徴とする顕微鏡観察装置。
6. 請求項５に記載の顕微鏡観察装置において、
   前記制限手段により制限された前記観察可能範囲のうち、前記対物レンズの視野中心に位置決め可能な範囲の半径Ｒ０は、前記基板の半径Ｒ１と、前記液体の広がり範囲の半径Ｒ２とを用い、次の式(１)を満足する
   Ｒ０ ≦ Ｒ１−Ｒ２ …(１)
   ことを特徴とする顕微鏡観察装置。
7. 請求項６に記載の顕微鏡観察装置において、
   前記液体の広がり範囲の半径Ｒ２は、前記対物レンズの先端の半径Ｒ３と、表面張力により前記対物レンズの先端から食み出し可能な幅Ａとを用い、次の式(２)を満足する
   Ｒ２ ＝ Ｒ３＋Ａ …(２)
   ことを特徴とする顕微鏡観察装置。
8. 請求項７に記載の顕微鏡観察装置において、
   前記幅Ａは、前記対物レンズの作動距離δを用い、次の式(３)を満足する
   δ/２ ≦ Ａ ≦ ２δ …(３)
   ことを特徴とする顕微鏡観察装置。

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