JP2010281960A - イマージョンレンズ支持装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 イマージョンレンズの試料上への移動、設置、及び位置決めを効率的に実行することが可能なイマージョンレンズ支持装置を提供する。
【解決手段】 固浸レンズ２０を、そのレンズ下面２２が下部開口３２を通して下方に突出した状態で固定せずにフリーな状態で保持するレンズホルダ３０と、レンズホルダ３０の上部開口３１に対して設けられ、固浸レンズ２０側となるカバー下面４２が光軸に垂直な平面上にあって、固浸レンズ２０の球面状のレンズ上面２１と１点接触するレンズカバー４０とによって、固浸レンズ支持装置を構成する。また、レンズカバー４０において、対物レンズを介して観察されるレンズカバー４０の像を参照して、対物レンズに対する固浸レンズ２０の位置決めを行うことが可能な位置決め部を設ける。
【選択図】 図３

Description

本発明は、固浸レンズや液浸レンズなどのイマージョンレンズを移動可能に支持するレンズ支持装置に関するものである。

観察対象の試料の画像を拡大するレンズとして、固浸レンズ（ＳＩＬ：Solid Immersion Lens）が知られている。固浸レンズは、例えば半球形状又はワイエルストラス球と呼ばれる超半球形状などの所定形状をなし、その大きさが例えば１ｍｍ〜５ｍｍ程度の微小レンズである。そして、この固浸レンズを試料の表面に密着させて設置すると、開口数（ＮＡ）及び倍率が共に拡大されるため、高い空間分解能での試料の観察が可能となる。

このような固浸レンズを保持する固浸レンズホルダとして、例えば特許文献１〜３に記載のものが知られている。特許文献１に記載された固浸レンズホルダでは、固浸レンズの底面を開口を通して下方に突出させた状態で、固浸レンズを自重方向に支えるようにホルダを構成している。また、特許文献２には、固浸レンズを固定せずにフリーの状態に保持するレンズ保持部を有するホルダについて記載されている。また、特許文献３には、固浸レンズホルダを対物レンズの前方に配置する構成について記載されている。

国際公開第２００５／０４３２１０号パンフレット 特開２００９−３１３３号公報 特開２００６−２２７５６５号公報

上記した構成のうち、特許文献２、３に記載された構成では、固浸レンズホルダが対物レンズに取り付けられているため、固浸レンズを対物レンズに対して独立に対物レンズの光軸に垂直な方向に移動することができない。これに対して、特許文献１に記載された構成では、固浸レンズマニピュレータによって対物レンズに対して独立に固浸レンズを移動させることが可能である。しかしながら、特許文献１の固浸レンズホルダでは、固浸レンズの試料上への移動、設置、及び対物レンズに対する位置決めを、精度良くかつ効率的に行うことが難しいという問題がある。このような問題は、固浸レンズ及び液浸レンズなどのイマージョンレンズを対物レンズを含む顕微鏡に適用する場合に、一般に生じるものである。

本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、イマージョンレンズの試料上への移動、設置、及び対物レンズに対する位置決めを好適に実行することが可能なイマージョンレンズ支持装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明によるイマージョンレンズ支持装置は、対物レンズと観察対象の試料との間において、イマージョンレンズを対物レンズの光軸に垂直な方向に移動可能に支持する支持装置であって、（１）イマージョンレンズを、そのレンズ下面が下部開口を通して下方に突出した状態で固定せずにフリーな状態で保持するレンズホルダと、（２）レンズホルダの上部開口に対して設けられ、イマージョンレンズ側となるカバー下面が光軸に垂直な平面上にあって、イマージョンレンズの球面状のレンズ上面と１点接触するレンズカバーとを備え、（３）レンズカバーには、対物レンズを介して観察されるレンズカバーの像を参照して、対物レンズに対するイマージョンレンズの位置決めを行うことが可能な位置決め部が設けられていることを特徴とする。

上記したイマージョンレンズ支持装置においては、固浸レンズなどのイマージョンレンズを対物レンズの光軸に垂直な方向に移動可能に支持する支持装置を、イマージョンレンズをフリーな状態で保持するレンズホルダと、レンズホルダの上部開口に対して設けられたレンズカバーとによって構成する。そして、イマージョンレンズ側のカバー下面が光軸に垂直な平面となるように、レンズカバーを構成している。

このような構成では、支持装置のレンズホルダとレンズカバーとで挟まれる空間内に保持されるイマージョンレンズの球面状のレンズ上面が、平面状のカバー下面と１点接触することとなる。この場合、レンズカバーに接触するイマージョンレンズが、カバーに対して自由に動きやすくなる。その結果、イマージョンレンズが試料に対して倣いやすくなるため、イマージョンレンズの下面と試料とを良好に密着させることができる。

さらに、このような構成において、イマージョンレンズの上方に位置するレンズカバーにおいて、対物レンズを介してレンズカバーの像を観察することで位置決めを行うことが可能な所定パターンの位置決め部を設けている。これにより、レンズカバーの像を参照することで、対物レンズと、レンズカバーを含む支持装置によって支持されているイマージョンレンズとの間の位置決めを精度良く、かつ効率的に行うことが可能となる。以上により、イマージョンレンズの試料上への移動、設置、及び対物レンズに対する位置決めを好適に実行することが可能なレンズ支持装置が実現される。

上記構成の支持装置において、レンズカバーに設けられる位置決め部は、光軸に垂直な平面に対して、レンズカバーの中心点を中心としてｎ回回転対称（ｎは２以上の整数）となるパターンで形成されていることが好ましい。このような対称性を有するパターンの位置決め部を用いることにより、レンズカバーの像によるイマージョンレンズの位置決めをより精度良く実行することができる。

レンズカバーの具体的な構成については、レンズカバーは、光を通過させる１または複数の開口部と、レンズカバーの中心点を含むパターンで形成され、イマージョンレンズをレンズホルダとレンズカバーとの間に保持するとともに位置決め部として機能するレンズ保持部とを有する構成を用いることができる。この場合、レンズ保持部は、レンズカバーの中心点から放射状かつ等間隔に伸びる複数本の棒状部を有することが好ましい。

あるいは、レンズカバーの他の具体的な構成として、レンズカバーは、光を通過させる材料からなり、イマージョンレンズをレンズホルダとレンズカバーとの間に保持する板状部材と、板状部材に設けられて位置決め部として機能する位置決めパターン部とを有する構成を用いることができる。この場合、位置決めパターン部は、同心円状のパターンで形成されていることが好ましい。

また、支持装置は、レンズホルダから外方に伸び、イマージョンレンズを対物レンズの光軸に垂直な方向に移動させるための移動装置に連結されるアーム部を備えることが好ましい。このような構成によれば、対物レンズと試料との間でのイマージョンレンズの保持と移動とを、好適に行うことができる。

また、このようにアーム部を有する構成では、アーム部が、移動装置に対し、光軸に沿った方向にスライドすることが可能な直線移動ガイドを介して連結される構成を用いても良い。このような構成では、必要に応じて、アーム部、及びアーム部に固定されたレンズホルダ、レンズカバーが光軸に沿った方向にスライドすることにより、試料上にイマージョンレンズを設置する際に、レンズ及び試料に過度の力が加わることが防止される。

また、アーム部は、おもりを取り付けることが可能なおもり取付部を有する構成としても良い。この場合、試料上にイマージョンレンズを設置する際に、レンズ及び試料に加わる荷重、及びそれによるレンズと試料との密着性を、おもりの取り付けによって調整することができる。

本発明のイマージョンレンズ支持装置によれば、イマージョンレンズを支持する支持装置を、レンズをフリーな状態で保持するレンズホルダと、レンズホルダの上部開口に対して設けられたレンズカバーとによって構成し、イマージョンレンズ側のカバー下面が光軸に垂直な平面となって、レンズ上面とカバー下面とが１点接触するようにレンズカバーを構成するとともに、このレンズカバーにおいて、対物レンズを介してレンズカバーの像を観察することで位置決めが可能な位置決め部を設けることにより、イマージョンレンズの試料上への移動、設置、及び位置決めを好適に実行することが可能となる。

固浸レンズ及び固浸レンズ支持装置を備える顕微鏡システムの一実施形態の構成を示す側面図である。 図１に示した固浸レンズ支持装置の構成を示す上面図である。 固浸レンズ支持装置におけるレンズホルダ及びレンズカバーの構成を拡大して示す（ａ）上面図、及び（ｂ）側面断面図である。 固浸レンズ支持装置におけるレンズホルダ及びレンズカバーの構成を拡大して示す斜視図である。 固浸レンズ支持装置におけるアーム部とレンズ移動装置との連結構成を示す斜視図である。 固浸レンズ、及び固浸レンズを保持するレンズホルダ、レンズカバーについて模式的に示す図である。 固浸レンズ、及び固浸レンズを保持するレンズホルダ、レンズカバーについて模式的に示す図である。 固浸レンズ、及び固浸レンズを保持するレンズホルダ、レンズカバーについて模式的に示す図である。 固浸レンズとレンズカバーとの点接触について示す図である。 固浸レンズの移動、設置、及び位置決めについて示す図である。 固浸レンズの移動、設置、及び位置決めについて示す図である。 固浸レンズの移動、設置、及び位置決めについて示す図である。 対物レンズを介して観察される光像の例を示す図である。 対物レンズを介して観察される光像の例を示す図である。 対物レンズを介して観察される光像の例を示す図である。 固浸レンズ支持装置におけるレンズホルダ及びレンズカバーの構成の他の例を示す（ａ）上面図、及び（ｂ）側面断面図である。 図３に示したレンズカバーの構成の変形例を示す図である。 図１６に示したレンズカバーの構成の変形例を示す図である。

以下、図面とともに本発明によるイマージョンレンズ支持装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。

また、以下においては、本発明によるイマージョンレンズ支持装置について、イマージョンレンズとして固浸レンズを想定して、固浸レンズ支持装置の構成について説明する。ただし、本発明による支持装置は、一般に、固浸レンズや液浸レンズなどのイマージョンレンズを支持するレンズ支持装置として適用可能である。

図１は、固浸レンズ、及び本発明による固浸レンズ支持装置を備える顕微鏡システムの一実施形態の構成を示す側面図である。また、図２は、図１に示した顕微鏡システムにおける固浸レンズ支持装置の構成を示す上面図である。ここで、以下においては、説明の便宜のため、対物レンズ１２と試料Ｓとの間の光軸に対し、対物レンズ１２側を上方、試料Ｓ側を下方として、支持装置の構成について説明する。

本実施形態による顕微鏡システム１Ａは、顕微鏡光学系１０と、対物レンズ１２と、固浸レンズ２０と、固浸レンズ支持装置５０とを備えて構成されている。顕微鏡光学系１０は、例えば試料Ｓからの光を導く導光光学系等によって構成されるが、図１においては、その具体的な構成について図示を省略している。また、対物レンズ１２については、本構成例では、対物レンズ１２〜１５によって模式的に示すように、互いに倍率が異なる複数の対物レンズをレボルバによって切り替えることが可能に構成されている。また、これらの顕微鏡光学系１０及び対物レンズ１２に対し、その下方に、観察対象の試料Ｓを載置するための第１支持台８１が設けられている。

試料Ｓに対する対物レンズ１２による観察位置の調整、及び焦点調整については、例えば、対物レンズ１２に対してＸＹＺステージを設けることで、観察位置の調整のための水平方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向）の移動、及び焦点調整のための垂直方向（Ｚ軸方向）の移動を行う構成を用いることができる。また、試料Ｓに対してＸＹステージを設け、かつ、対物レンズ１２に対してＺステージを設ける構成を用いても良く、あるいは、試料Ｓに対してＸＹＺステージを設ける構成を用いても良い。

対物レンズ１２と試料Ｓとの間には、固浸レンズ（ＳＩＬ）２０が設置されている。固浸レンズ２０は、例えば半球形状又は超半球形状などの所定形状をなすレンズであり、試料Ｓの表面に光学的に密着された状態で用いられる。このように、固浸レンズ２０を用いることにより、通常観察では実現できない１以上のＮＡを実現することができる。

ここで、固浸レンズ２０を用いた試料Ｓの観察において、面精度が良い試料Ｓに対しては、エバネッセント光の染み出しによってＮＡを上げる観察方法を用いることができる。この場合、対物レンズ１２のＮＡが制約となるＮＡ２．５が実現可能となる。また、面精度が悪い試料Ｓに対しても、固浸レンズと試料との境界面に液体（例えば屈折率１．５の液体）を挟むことによって、液体の屈折率に相当するＮＡでの観察が可能となる。

本実施形態による顕微鏡システム１Ａでは、この固浸レンズ２０は、図１及び図２に示すように、対物レンズ１２と試料Ｓとの間において、固浸レンズ２０を対物レンズ１２の光軸Ａｘに垂直な方向に移動可能に支持する固浸レンズ支持装置（固浸レンズマニピュレータ）５０によって支持されている。

固浸レンズ支持装置５０は、レンズホルダ３０と、レンズカバー４０と、第１アーム部５１と、第２アーム部５２とを有して構成されている。ここで、図３は、固浸レンズ支持装置５０におけるレンズホルダ３０、及びレンズカバー４０の構成を拡大して示す（ａ）上面図、及び（ｂ）側面断面図である。また、図４は、レンズホルダ３０及びレンズカバー４０の構成を拡大して示す斜視図である。

なお、図３において、図３（ａ）は、固浸レンズ支持装置５０のうちでレンズカバー４０のみについて、その平面構造を示している。また、図３（ｂ）は、レンズホルダ３０、レンズカバー４０の構造、及びそれらによって支持される固浸レンズ２０の構造を合わせて示している。

本実施形態における固浸レンズ２０は、球面状のレンズ上面（対物レンズ１２側の面）２１と、略平面状のレンズ下面（試料Ｓ側の面）２２とを有している。対物レンズ１２及び固浸レンズ２０を用いて試料Ｓの観察を行う際には、図１に示すように、レンズ下面２２が試料Ｓの表面に光学的に密着した状態で観察が行われる。

この固浸レンズ２０に対し、レンズホルダ３０は、対物レンズ１２の光軸に沿った方向を中心軸とし、固浸レンズ２０を内部に収容可能な略筒形状に形成されている。レンズホルダ３０の下端部の下部開口３２には、内側に向かって環状に突出する環状突出部３３が設けられている。固浸レンズ２０は、この環状突出部３３上にレンズ２０の周縁部が載置されるとともに、レンズ下面２２が下部開口３２を通して下方に突出した状態で、固定されずにフリーな状態でレンズホルダ３０によって保持される。

また、レンズホルダ３０は、その上端部で開口３２とは反対側の上部開口３１の内径が固浸レンズ２０の外径よりも大きく設定されている。これにより、レンズホルダ３０は、上部開口３１からホルダ３０の内部に固浸レンズ２０を収容することが可能な構成となっている。また、このレンズホルダ３０の上部開口３１に対し、開口３１を覆うように、所定形状のレンズカバー４０が設けられている。

レンズカバー４０は、固浸レンズ２０側となるカバー下面４２が光軸（レンズホルダ３０の中心軸）に垂直な平面上にあって、このカバー下面４２が、好ましくはレンズカバー４０の中心点Ｃまたはその近傍において、固浸レンズ２０のレンズ上面２１と１点接触するように構成されている。また、図３の構成では、カバー上面４１も下面４２に平行な平面上にあり、これによってレンズカバー４０は厚さ一様の平板状の部材となっている。

具体的には、レンズカバー４０は、その周縁部分を構成する環状部４５と、レンズカバー４０の中心点Ｃから外側の環状部４５へと放射状に伸びる３本の棒状部４７と、環状部４５及び棒状部４７によって区切られた３つの開口部４６とによって構成されている。また、３本の棒状部４７は、中心点Ｃからみて等角度間隔（１２０°間隔）で設けられている。これらの棒状部４７は、レンズカバー４０の中心点Ｃを含むパターンで形成され、これによって、レンズ上面２１と１点接触して、固浸レンズ２０をホルダ３０とカバー４０との間に保持するレンズ保持部を構成している。また、３つの開口部４６は、対物レンズ１２と固浸レンズ２０との間で光を通過させる光通過部を構成している。

また、３本の棒状部４７からなるレンズ保持部は、対物レンズ１２を介して観察されるレンズカバー４０の像を参照して、対物レンズ１２に対する固浸レンズ２０の位置決めを行うことが可能な位置決め部としての機能をも有する。また、このような構成において、棒状部４７からなるレンズカバー４０の位置決め部は、光軸に垂直な平面に対して、レンズカバー４０の中心点Ｃを中心として３回回転対称なパターンとなっている。

このようなレンズカバー４０に対し、レンズホルダ３０には、固浸レンズ２０が環状突出部３３に接触している状態でレンズ２０の上端部よりもやや高くなる位置に、下部開口３２側から上部開口３１側に向けて内径が段差状に大きくなる環状段差部３４が設けられている。環状段差部３４の上面は光軸に垂直な面となっており、この段差部３４の上面上にレンズカバー４０が載置される。

また、図３に示す構成例では、段差部３４上に設置されるレンズカバー４０に対し、さらにその上方に環状の固定部材３５が配置されている。また、環状段差部３４と上部開口３１との間にあるレンズホルダ３０の側壁の所定位置に、ネジ穴３６が設けられている。この構成では、ネジ穴３６から内部に突出するネジによって固定部材３５がレンズカバー４０に向けて押し付けられ、これによって、レンズカバー４０がホルダ３０の環状段差部３４上に固定される。なお、図４の斜視図においては、固定部材３５等については図示を省略している。また、レンズカバー４０の固定については、例えば、レンズカバー４０とホルダ３０の環状段差部３４とを接着剤等によって接着することで固定する構成など、具体的には様々な構成を用いて良い。

図１及び図２に示す固浸レンズ支持装置５０では、上記したレンズホルダ３０及びレンズカバー４０に加えて、さらに、レンズホルダ３０から外方に伸びるアーム部が設けられている。アーム部は、固浸レンズ２０を対物レンズ１２に対して独立に対物レンズ１２の光軸Ａｘに垂直な方向（水平方向）に移動させるためのレンズ移動装置６０に連結されている。また、この移動装置６０は、固浸レンズ２０を光軸Ａｘに沿った方向（垂直方向）にも移動させることが可能に構成されている。

レンズ移動装置６０としては、例えば、移動装置６０に連結されているアーム部、アーム部と一体に固定されているレンズホルダ３０、レンズカバー４０、及びホルダ３０、カバー４０によって保持されている固浸レンズ２０をＸ軸方向、Ｙ軸方向（水平方向）、及びＺ軸方向（垂直方向）に移動させることが可能なＸＹＺステージが好適に用いられる。移動装置６０は、第２支持台８２上に設置されており、また、この支持台８２と、試料Ｓが設置される支持台８１との全体が、さらに支持台８０によって支持されている。なお、これらの支持台８０〜８２については、図１ではその構成を簡略化して示している。

本実施形態においては、アーム部は、そのレンズホルダ３０側の部分を構成する第１アーム部５１と、移動装置６０側の部分を構成する第２アーム部５２とを有して構成されている。第１アーム部５１は、レンズホルダ３０の外壁から外方に伸び、さらに斜め上方に伸びる形状に形成されている。また、この第１アーム部５１は、レンズホルダ３０に対して一体に設けられている。

第２アーム部５２は、第１アーム部５１の後端部から斜め上方に伸びる形状に形成されている。この第２アーム部５２は、その前端部において、第１アーム部５１の後端部と固定ネジ５１ａによって固定されている。これにより、第１、第２アーム部５１、５２は、ネジ５１ａによって着脱可能となっており、固浸レンズ２０が保持されるホルダ３０及び第１アーム部５１を含む部分を、第２アーム部５２を含む支持装置５０から取り外すことが可能な構成となっている。また、第２アーム部５２の後端部は、移動装置６０に対して連結される連結部５３となっている。

また、この第２アーム部５２の連結部５３は、図２に示すように、移動装置６０に対して、光軸Ａｘに沿った方向にスライドすることが可能な直線移動ガイド（リニアガイド）５４を介して連結されている。直線移動ガイド５４は、図２に示すように、連結部５３に対して固定された移動テーブル５５と、移動装置６０に対して固定されたガイド本体５６とによって構成されている。これにより、図５に示すように、ガイド本体５６に沿って移動テーブル５５がスライドすることで、移動テーブル５５に固定されたアーム部等が光軸Ａｘに沿った上下方向に移動することが可能な構成となっている。

また、図１に示すように、第２アーム部５２には、アーム部に対しておもり５８を取り付けることが可能なおもり取付部５７が設けられている。本構成例では、このおもり取付部５７は、第２アーム部５２の上面上におもり５８をネジどめによって取り付ける構成となっている。なお、図２においては、おもり取付部５７等の図示を省略している。

本実施形態による固浸レンズ支持装置５０の効果について説明する。

図１〜図５に示した固浸レンズ支持装置５０においては、固浸レンズ２０を対物レンズ１２の光軸Ａｘに垂直な方向に移動可能に支持する支持装置５０を、固浸レンズ２０をフリーな状態で保持するレンズホルダ３０と、レンズホルダ３０の上部開口３１に対して設けられたレンズカバー４０とによって構成する。そして、固浸レンズ２０側のカバー下面４２が平面状で光軸に垂直な平面となるように、レンズカバー４０を構成している。

このような構成では、支持装置５０のレンズホルダ３０とレンズカバー４０とで挟まれる空間内に固浸レンズ２０が保持されるとともに、固浸レンズ２０の球面状のレンズ上面２１が平面状のカバー下面４２と１点接触することとなる。この場合、レンズカバー４０に接触する固浸レンズ２０が、カバー４０に対して自由に動きやすくなる。その結果、固浸レンズ２０を試料Ｓ上に設置する際に、レンズ２０が試料Ｓに対して倣いやすくなる。したがって、固浸レンズ２０の下面２２と試料Ｓとを良好に密着させることができる。

さらに、このような構成において、固浸レンズ２０の上方に位置するレンズカバー４０において、対物レンズ１２を介してレンズカバー４０の像を観察することで位置決めを行うことが可能な位置決め部を設けている。これにより、レンズカバー４０の像、より具体的には所定パターンの位置決め部の像を参照することで、対物レンズ１２と、レンズカバー４０を含む支持装置５０によって支持されている固浸レンズ２０との間の位置決めを精度良く、かつ効率的に行うことが可能となる。以上により、固浸レンズ２０の試料Ｓ上への移動、設置、及び対物レンズ１２の光軸に対する固浸レンズ２０の位置決めを好適に実行することが可能な固浸レンズ支持装置５０、及びそのような支持装置５０を備える顕微鏡システム１Ａが実現される。このような構成では、レンズカバー４０が、固浸レンズ２０を保持する機能、及び位置決め部の機能の両者を実現する構造となっているので、それらを別々の部材で実現する構造等と比べて、光を通過させる開口部４６などの光通過部の面積を広く確保することができ、半導体デバイスなどの試料Ｓからの光をより多く検出することが可能となる。また、上記実施形態では、カバー上面４１が平面状となっており、この上面４１が位置決め部を構成している。この場合、位置決め部の一部に焦点を合わせるだけで、位置決め部全体を合焦点位置に位置させることが可能である。

上記構成の支持装置５０において、レンズカバー４０に設けられる位置決め部は、光軸Ａｘに垂直な平面に対して、レンズカバー４０の中心点Ｃを中心としてｎ回回転対称（ｎは２以上の整数）となるパターンで形成されていることが好ましい。このような対称性を有するパターンの位置決め部を用いることにより、位置決め部の像による固浸レンズ２０の位置決めを、より精度良く、かつ効率的に実行することができる。図３では、そのような位置決め部の構成の一例として、中心点から放射状に伸びる３本の棒状部４７からなる３回回転対称のパターン（スパイダ形状）の位置決め部を示している。

レンズカバー４０の具体的な構成については、上記実施形態では、レンズカバー４０において、光を通過させる１または複数の開口部４６と、レンズカバー４０の中心点Ｃを含むパターンで形成され、固浸レンズ２０をレンズホルダ３０とレンズカバー４０との間に保持するとともに位置決め部として機能するレンズ保持部とを有する構成を用いている。これにより、固浸レンズ２０を保持する機能、及び位置決め部の機能の両者を有するレンズカバー４０を好適に実現することができる。また、この場合、レンズ保持部は、レンズカバー４０の中心点Ｃから放射状かつ等間隔に伸びる複数本の棒状部４７を有することが好ましい。図３では、そのような構成の一例として、３つの開口部４６と、３本の棒状部４７を含み位置決め部として機能するレンズ保持部とを有する構成を示している。

また、図１及び図２に示した支持装置５０では、レンズホルダ３０、及びレンズカバー４０に加えて、レンズホルダ３０から外方に伸びて、レンズ移動装置６０に連結されるアーム部５１、５２を設けている。このような構成によれば、対物レンズ１２と試料Ｓとの間での固浸レンズ２０の保持と移動とを、移動装置６０及びアーム部５１、５２を用いて好適に行うことができる。

また、上記実施形態では、第１、第２アーム部５１、５２を含むアーム部を有する構成において、第２アーム部５２が、移動装置６０に対し、光軸に沿った方向にスライドすることが可能な直線移動ガイド５４を介して連結されている。このような構成では、必要に応じて、アーム部５１、５２、及びアーム部に対して固定されたレンズホルダ３０、レンズカバー４０が、直線移動ガイド５４によって光軸に沿った方向にスライドする。これにより、試料Ｓ上に固浸レンズ２０を設置する際に、移動装置６０による光軸に沿った方向への移動に伴う力がレンズ２０及び試料Ｓに加わらず、レンズホルダ３０、カバー４０、及びアーム部等の自重による力のみが固浸レンズ２０に加わることとなり、レンズ２０及び試料Ｓに過度の力が加わることが防止される。ただし、このようなアーム部と移動装置６０との連結構成については、移動装置６０に対してアーム部を固定に連結する構成としても良い。

また、図１に示したように、アーム部５１、５２は、おもり５８を取り付けることが可能なおもり取付部５７を有する構成としても良い。この場合、試料Ｓ上に固浸レンズ２０を設置する際に、レンズ２０及び試料Ｓに加わる荷重、及びそれによるレンズ２０と試料Ｓとの密着性を、おもり５８の取り付けによって調整することができる。ただし、このようなおもり取付部５７については、不要であれば設けない構成としても良い。

上記構成による固浸レンズ支持装置５０の構成、及びその機能、効果について、さらに具体的に説明する。図６〜図８は、固浸レンズ２０、及び固浸レンズ２０を保持するレンズホルダ３０、レンズカバー４０について模式的に示す図である。なお、ここでは、説明の簡単のため、レンズカバー４０を平板状の部材として図示している。

図６（ａ）は、固浸レンズ２０の構成を模式的に示している。また、図６（ｂ）は、固浸レンズ２０を保持するレンズホルダ３０、及びレンズカバー４０の構成を示している。本構成例における固浸レンズ２０は、球面状のレンズ上面２１と、略平面状のレンズ下面２２とを有している。また、レンズ上面２１と下面２２との間には、上面２１側から下面２２側に向かってテーパ状に外径が小さくなるレンズ側面２３が設けられている。このレンズ側面２３は、図６（ｂ）に示すように、ホルダ３０の環状突出部３３上に固浸レンズ２０を載置するために用いられる。

図６（ａ）に示す固浸レンズ２０において、球面状のレンズ上面２１の最下部における最大外径が、固浸レンズ２０の最大径Ｄ_Ｌ１となっている。また、試料Ｓに対して光学的に接続されるレンズ下面２２の外径は、最大径よりも小さい径Ｄ_Ｌ２である。一方、図６（ｂ）に示すレンズホルダ３０では、固浸レンズ２０が収容される下方部分において、その内径の最大径はＤ_Ｈ１、また、下部開口３２での最小径はＤ_Ｈ２となっている。これらの径は、下記の条件
Ｄ_Ｈ１＞Ｄ_Ｌ１＞Ｄ_Ｈ２＞Ｄ_Ｌ２
を満たしている。このような条件を満たすことにより、レンズホルダ３０において、固浸レンズ２０が良好に保持される。

このように、固浸レンズ２０がレンズホルダ３０によって支持された状態で、試料Ｓに対して支持装置５０によってホルダ３０及び固浸レンズ２０を下げていくと、図７（ａ）に示すように、ある時点で、固浸レンズ２０の下面２２が試料Ｓの表面と接触する。この状態で、ホルダ３０を下げていくと、固浸レンズ２０がホルダ３０に対して固定されずに保持されているため、固浸レンズ２０は試料Ｓによってホルダ３０に対して相対的に押し上げられて、ホルダ３０の環状突出部３３から離れたフリーな状態となる。

また、さらにホルダ３０を下げていくと、図７（ｂ）に示すように、ある時点で、固浸レンズ２０の上面２１が、レンズカバー４０の中心点においてカバー下面４２と１点接触する。このとき、矢印Ａによって固浸レンズ２０がレンズカバー４０から受ける力を示すように、レンズカバー４０によって固浸レンズ２０が試料Ｓに押し付けられ、これによって固浸レンズ２０と試料Ｓとが密着する。また、矢印Ｂによって示すように、この状態でレンズホルダ３０を水平方向に動かすと、ホルダ３０から固浸レンズ２０に水平方向の力が加わって、固浸レンズ２０と試料Ｓとの密着状態を保ちながらレンズ２０が移動し、これによって視野を微調整することができる。

この状態からさらにレンズホルダ３０を下げようとすると、固浸レンズ２０の下面２２が試料Ｓに接触し、かつ、レンズカバー４０の下面４２が固浸レンズ２０に接触していることにより、レンズホルダ３０はこれ以上下がることはなく、図５に示したように、アーム部に固定されているリニアガイドの移動テーブル５５がガイド本体５６に対してスライドする。これによって、レンズホルダ３０、カバー４０、及びアーム部等の自重による力のみが固浸レンズ２０に加わることとなり、固浸レンズ２０及び試料Ｓに過度の力が加わることが防止される。

また、このような構成では、図８に示すように、試料Ｓがレンズホルダ３０及びレンズカバー４０に対して傾いている場合であっても、固浸レンズ２０と１点接触しているレンズカバー４０によって、固浸レンズ２０に対して試料Ｓの表面に倣うように力が加わる。これによって、試料Ｓが傾いている場合であっても、固浸レンズ２０と試料Ｓとを良好に密着させることができる。

図９は、固浸レンズ２０の上面２１と、レンズカバーの下面との点接触について示す図である。図９（ｂ）に示すように、例えばレンズカバー９０の下面が曲面状で、固浸レンズ２０の上面２１に対して環状に複数点で接触する構成の場合、最初にレンズカバー９０の下面の１点が接触したときに固浸レンズ２０に加わる力Ｆ０のうち、レンズ上面２１に垂直な方向の力Ｆ１は、試料Ｓから固浸レンズ２０に加わる力とつりあう。一方、レンズ上面２１に平行な方向の力Ｆ２によって、固浸レンズ２０に回転のモーメントが加わり、これによって固浸レンズ２０が倒れる可能性がある。

これに対して、図９（ａ）に示すように、レンズカバー４０の下面４２が平面状で、その中心点またはその近傍において、固浸レンズ２０の上面２１と１点接触する構成では、レンズカバー４０から固浸レンズ２０に対して加わる下向きの力Ｆ０と、試料Ｓから固浸レンズ２０に加わる力とがつりあって、固浸レンズ２０と試料Ｓの表面との密着を好適に実現することが可能である。

上記実施形態による固浸レンズ２０及び支持装置５０の具体的な構成の例について説明する。固浸レンズ２０の材質については、観察しようとする光の波長に応じて適切な材質を選択する必要がある。例えば、石英（波長：紫外〜３μｍ）、ガラス（可視〜２．５μｍ）、シリコン（１．２μｍ〜５μｍ）、ガリウム砒素（９００ｎｍ〜）、ガリウムリン（６５０ｎｍ〜）、ゲルマニウム（２μｍ〜）などをレンズ材質として用いることができる。具体的には、例えば、半導体デバイスで発生する熱を観察する場合、レンズ材質としてシリコンが好適に用いられる。また、半導体デバイスでの発光を観察する場合、レンズ材質としてシリコンもしくはガリウム砒素、ガリウムリンが好適に用いられる。

また、固浸レンズ２０のサイズについては、例えば図３（ｂ）に示した構成において、球面状のレンズ上面２１の曲率半径がＲ＝６．４６ｍｍ、最大径がＤ_Ｌ１＝φ１０．４ｍｍ（図６参照）、レンズ下面２２の外径がＤ_Ｌ２＝φ１．９ｍｍ、下面２２から上面２１までのレンズ高さが６．４６ｍｍである。

また、レンズカバー４０の材質は、上記実施形態では、レンズカバー４０の形状自体による位置決め部の像を観察して位置決めを行うために、基本的には光を通過させない材質が用いられる。そのようなカバー材質としては、例えば、ステンレス、真鍮、タングステン等が挙げられる。また、レンズカバー４０のサイズについては、例えば環状部４５の外径がφ２０ｍｍ、内径がφ１６ｍｍ、カバー４０の厚さが０．８ｍｍ、棒状部４７の幅が０．３ｍｍ、あるいは０．５ｍｍである。

また、固浸レンズ２０がレンズホルダ３０の環状突出部３３と接触している状態での固浸レンズ２０のレンズ上面２１とレンズカバー４０のカバー下面４２との距離は、例えば０．２ｍｍ程度である。また、レンズホルダ３０のサイズについては、レンズホルダ３０の八角形の外形形状における対向する２辺間の距離は、例えば２４ｍｍ程度である。

上記構成による支持装置５０を用いた固浸レンズ２０の移動、試料Ｓ上への固浸レンズ２０の設置、及び対物レンズ１２に対する固浸レンズ２０の位置決めについて、その具体的な操作方法の一例を説明する。図１０〜図１２は、固浸レンズの移動、設置、及び位置決めについて示す図である。また、図１３〜図１５は、固浸レンズの移動、設置、及び位置決めにおいて、対物レンズを介して観察される光像の例を示す図である。

本実施例による操作方法では、まず、図１０（ａ）に示すように、対物レンズ１２と試料Ｓとの間に固浸レンズ２０を設置しない状態で、試料Ｓに対して対物レンズ１２をＸＹＺステージによって駆動する。これにより、試料Ｓにおける観察対象位置Ｓ１が対物レンズ１２を介して観察される像の中心となるように観察位置を設定するとともに、試料Ｓに対して対物レンズ１２の焦点を合わせる。このとき、図１３（ａ）に示すように、対物レンズ１２を介して試料Ｓの２次元光像が観察される。

次に、図１０（ｂ）に示すように、対物レンズ１２を上昇させた後、固浸レンズ支持装置５０によって、固浸レンズ２０を光軸Ａｘに垂直な方向に移動させて、対物レンズ１２と試料Ｓとの間でおよその位置に固浸レンズ２０を挿入する。この固浸レンズ２０の移動及び粗い位置合わせは、例えば、支持装置５０が連結されている移動装置６０自体を、支持台８２上において手動で移動させることで行うことができる（図１参照）。固浸レンズ２０を挿入したら、吸着等によって移動装置６０を支持台８２に対して固定する。

また、このように固浸レンズ２０がおよその位置に配置された状態において、対物レンズ１２をＺ軸方向に駆動して、固浸レンズ２０を保持するレンズホルダ３０に取り付けられたレンズカバー４０の上面に焦点を合わせる。このとき、図１３（ｂ）に示すように、レンズカバー４０における位置決め部である３本の棒状部４７（図３参照）の像が観察される。また、この像では、レンズカバー４０の位置決め部のパターン中心が画像中心になく、固浸レンズ２０の中心軸が対物レンズ１２の光軸上にないことがわかる。

続いて、図１１（ａ）に示すように、レンズカバー４０の上面に焦点が合った状態のまま、対物レンズ１２を介して観察されるレンズカバー４０の像を参照しつつ、移動装置６０のＸＹステージによって固浸レンズ２０を水平方向に移動させて、対物レンズ１２に対する固浸レンズ２０の位置決めを行う。そして、図１４（ａ）に示すように、レンズカバー４０の位置決め部のパターン中心が画像中心となったときに、固浸レンズ２０が対物レンズ１２の光軸Ａｘに対して位置合わせされたものと判断する。

固浸レンズ２０の水平方向の位置決めが終了したら、図１１（ｂ）に示すように、移動装置６０のＺステージによってレンズホルダ３０、カバー４０、及び固浸レンズ２０を下方へと移動していく。このとき、図１４（ｂ）に示すように、対物レンズ１２による焦点がずれることによって、レンズカバー４０の像が次第にボケてくる。ある程度、固浸レンズ２０が下がった時点で、固浸レンズ２０の下面２２が試料Ｓの表面と接触して、固浸レンズ２０の下向きの移動が停止する。

さらに移動装置６０のＺステージを駆動すると、固浸レンズ２０が試料Ｓ上に静止した状態でレンズホルダ３０及びカバー４０が下方へと移動する。そして、レンズカバー４０の下面が固浸レンズ２０の上面２１と１点接触すると、固浸レンズ２０が試料Ｓに押し付けられて密着した状態になるとともに、レンズホルダ３０及びカバー４０の下向きの移動が停止する。このレンズホルダ３０及びカバー４０の停止は、対物レンズ１２を介してレンズカバー４０の像の変化を観察したときに、その画像のボケ具合が変化しなくなる時点（焦点ずれの状態が変化しなくなる時点）によって確認することができる。

この時点で、固浸レンズ２０の対物レンズ１２に対する位置決め、試料Ｓ上への設置、及び固浸レンズ２０と試料Ｓとの密着が完了したものとして、レンズ移動装置６０の駆動を止める。なお、レンズカバー４０の像の変化の確認、及び移動装置６０の駆動については、自動、または操作者による手動で行うことができる。

最後に、図１２に示すように、再び対物レンズ１２をＺステージによって下方に移動させて、対物レンズ１２の焦点を試料Ｓに合わせる。これにより、図１５に示すように、対物レンズ１２及び固浸レンズ２０を介して、拡大された試料Ｓの像を観察可能な状態となる。また、必要があれば、移動装置６０のＸＹステージにより、試料Ｓに対する観察位置の最終的な微調整を行う。

本発明による固浸レンズ支持装置の構成について、さらに説明する。

図１６は、固浸レンズ支持装置５０におけるレンズホルダ３０及びレンズカバー４０の構成の他の例を拡大して示す（ａ）上面図、及び（ｂ）側面断面図である。なお、図１６において、図１６（ａ）は、固浸レンズ支持装置５０のうちでレンズカバー４０のみについて、その平面構造を示している。また、図１６（ｂ）は、レンズホルダ３０、レンズカバー４０の構造、及びそれらによって支持される固浸レンズ２０の構造を合わせて示している。なお、本構成において、固浸レンズ２０及びレンズホルダ３０の構成については、図３に示した構成と同様である。

レンズカバー４０は、固浸レンズ２０側となるカバー下面４２が光軸に垂直な平面上にあって、このカバー下面４２が、好ましくはレンズカバー４０の中心点またはその近傍において、固浸レンズ２０のレンズ上面２１と１点接触するように構成されている。また、図１６の構成では、カバー上面４１も下面４２に平行な平面上にあり、これによってレンズカバー４０は厚さ一様の平板状の部材となっている。

具体的には、レンズカバー４０は、光を通過させる材料からなり、固浸レンズ２０をレンズホルダ３０とレンズカバー４０との間に保持する板状部材４８と、板状部材４８の所定部位に設けられて位置決め部として機能する位置決めパターン部４９とによって構成されている。板状部材４８は、レンズカバー４０の中心点を含むレンズ保持部として機能する。また、位置決めパターン部４９は、好ましくは、図１６（ｂ）に示すように、板状部材４８の上面４１上に形成される。

また、本構成例では、位置決めパターン部４９は、図３に示した構成例における３本の棒状部４７からなる位置決め部と類似のパターンを有する。すなわち、位置決めパターン部４９は、レンズカバー４０の中心点から外側へと放射状かつ等角度間隔に伸びる３本の直線状パターンによって構成されている。また、このような構成において、３本の直線状パターンからなるレンズカバー４０の位置決めパターン部４９は、光軸に垂直な平面に対して、レンズカバー４０の中心点を中心として３回回転対称なパターンとなっている。

また、本構成例では、レンズホルダ３０の環状段差部３４上に設置されるレンズカバー４０に対し、環状の固定部材３５は、レンズカバー４０を上方及び側方から押し付けて保持するように構成されている。

図１６に示した構成例では、レンズカバー４０の具体的な構成について、レンズカバー４０において、光を通過させる材料からなり、固浸レンズ２０をレンズホルダ３０とレンズカバー４０との間に保持する板状部材４８と、板状部材４８に設けられて位置決め部として機能する位置決めパターン部４９とを有する構成を用いている。このような構成によっても、固浸レンズ２０を保持する機能、及び位置決め部の機能の両者を有するレンズカバー４０を好適に実現することができる。

本構成例において、固浸レンズ２０の材質、及びサイズ等については、図１〜図５に示した実施形態に関して上述したものと同様である。また、レンズカバー４０の板状部材４８の材質については、開口部を設けずに板状部材４８自体を光通過部とする構成であるため、固浸レンズ２０と同様に、観察しようとする光の波長に応じて適切な材質を選択する必要がある。例えば、石英（波長：紫外〜３μｍ）、ガラス（可視〜２．５μｍ）、シリコン（１．２μｍ〜５μｍ）、ガリウム砒素（９００ｎｍ〜）、ガリウムリン（６５０ｎｍ〜）、ゲルマニウム（２μｍ〜）などをカバー材質として用いることができる。また、レンズカバー４０のサイズについては、例えば円板形状の板状部材４８の外径がφ１７ｍｍ、厚さが２ｍｍである。

また、板状部材４８に対して設けられる位置決めパターン部４９については、例えば、板状部材４８の上面４１上に金属蒸着によって形成されたパターン、または上面４１へのキズ付けによって形成されたパターン等を用いることができる。あるいは、板状部材４８の下面４２上、もしくは板状部材４８の内部に位置決めパターン部４９を形成する構成としても良い。

また、図３、図１６にそれぞれ示したレンズカバー４０の構成において、レンズカバー４０に設けられる位置決め部の具体的な構成については、図３、図１６に例示した構成以外にも、様々な構成、パターンを用いることが可能である。

図１７は、図３に示したレンズカバーの変形例を示す図である。この図１７において、図１７（ａ）は、図３（ａ）と同様の位置決めパターンを有するレンズカバーの構成を示す上面図であり、図１７（ｂ）は、その側面図である。また、図１７（ｃ）〜（ｅ）は、それぞれレンズカバーの変形例を示す上面図である。

図１７（ｃ）に示す構成では、レンズカバーは、環状部４５と、中心点から放射状かつ９０°間隔に伸びる４本の棒状部４７と、４つの開口部４６とによって構成されている。また、本構成において、４本の棒状部４７からなり位置決め部として機能するレンズ保持部は、中心点に対して４回回転対称なパターンとなっている。また、図１７（ｄ）に示す構成では、レンズカバーは、環状部４５と、中心点から放射状かつ１８０°間隔に伸びる２本の棒状部４７と、２つの開口部４６とによって構成されている。また、本構成において、２本の棒状部４７からなり位置決め部として機能するレンズ保持部は、中心点に対して２回回転対称（点対称）なパターンとなっている。

また、図１７（ｅ）に示す構成では、レンズカバーは、環状部４５と、中心点から伸びる１本の棒状部４７と、１つの開口部４６とによって構成されている。レンズカバーにおいて位置決め部として機能するレンズ保持部については、このように１本のみの棒状部４７からなる構成を用いることも可能である。ただし、固浸レンズ２０への力の印加、及びレンズカバーの強度等の点からは、図１７（ａ）、（ｃ）、（ｄ）に示したように、２本以上の棒状部４７によってレンズ保持部を構成することが好ましい。

なお、このように複数本の棒状部４７からなるレンズ保持部を位置決め部として用いる構成では、レンズカバー４０と固浸レンズ２０との１点接触、及びそれによる固浸レンズ２０の保持のため、位置決め部として機能するレンズ保持部が、レンズカバー４０の中心点Ｃを少なくとも含むパターンで形成されることが必要である。

また、このような構成では、レンズカバー４０の形状については、位置決め部を用いた固浸レンズ２０の位置決め精度、位置決めの容易さと、レンズカバー４０に位置決め部のパターンを設けることによる試料Ｓの像観察への影響との両者を考慮して、適切な形状に設定することが好ましい。例えば、図１７（ｃ）に示した４本の棒状部４７を有する構成では、棒状部４７によって光が遮られる面積が大きくなり、また、試料観察における観察領域の分割数が多くなる。このため、観察される試料Ｓの像への影響が大きくなる可能性がある。また、図１７（ｄ）、（ｅ）の構成では、棒状部４７の本数が少なく、位置決め精度が充分に得られない場合がある。このような観点では、図３（ａ）及び図１７（ａ）に示した３本の棒状部４７からなる構成を用いることが、特に好ましい。

一方、図１８は、図１６に示したレンズカバーの変形例を示す図である。この図１８において、図１８（ａ）は、図１６（ａ）と同様の位置決めパターンを有するレンズカバーの構成を示す上面図であり、図１８（ｂ）は、その側面図である。また、図１８（ｃ）〜（ｅ）は、それぞれレンズカバーの変形例を示す上面図である。

図１８（ｃ）に示す構成では、レンズカバーにおいて、光を通過させる板状部材４８に設けられる位置決めパターン部４９は、中心点から放射状かつ４５°間隔に伸びる８本の直線状パターンによって構成されている。また、図１８（ｄ）に示す構成では、レンズカバーにおいて、板状部材４８に設けられる位置決めパターン部４９は、同心円状の複数の環状パターンによって構成されている。このような同心円状のパターンは、光を通過させる板状部材４８に位置決めパターン部４９を形成する構成において有効である。

また、図１８（ｅ）に示す構成では、レンズカバーにおいて、板状部材４８に設けられる位置決めパターン部４９は、レンズカバーの中心点を中心として設けられた十字パターンによって構成されている。このように、レンズカバーの位置決めパターン部４９については、様々な形状、パターンを用いることが可能である。

ここで、光を通過させる板状部材４８に位置決めパターン部４９を設ける構成では、この板状部材４８自体が、レンズカバー４０の中心点Ｃを含むレンズ保持部の機能を有している。このため、位置決め部として用いられる位置決めパターン部４９については、レンズカバー４０の中心点Ｃを含んでいる必要はなく、その点で位置決め部の形状、パターンの自由度が大きい。ただし、板状部材４８の厚さによって、試料観察において収差が発生する可能性があることに注意が必要である。また、光が板状部材４８を通過するために、観察しようとする光の波長によって板状部材４８の材質を変える必要がある。

本発明によるイマージョンレンズ支持装置は、上記実施形態及び構成例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、レンズホルダ３０、カバー４０、及びアーム部５１、５２を含む固浸レンズ支持装置５０の全体構成については、具体的には図１、図２に示した構成に限らず、様々な構成を用いて良い。また、レンズカバー４０の位置決め部の構成についても、図３、図１６〜図１８に示した構成に限らず、対物レンズ１２に対する固浸レンズ２０の位置決めを行うことが可能であれば、様々なパターンの位置決め部を用いることが可能である。

また、レンズホルダ３０に対して外方に伸びるアーム部を設ける場合、アーム部の具体的な構成については、図１に示した第１、第２アーム部５１、５２に分割された構成に限らず、例えば単一のアーム部を用いる構成など、様々な構成を用いて良い。また、イマージョンレンズについては、上述したように、固浸レンズに限らず、例えば液浸レンズについても同様に、上記構成のイマージョンレンズ支持装置を適用することが可能である。

本発明は、イマージョンレンズの試料上への移動、設置、及び対物レンズに対するイマージョンレンズの位置決めを効率的に実行することが可能なイマージョンレンズ支持装置として利用可能である。

１Ａ…顕微鏡システム、１０…顕微鏡光学系、１２〜１５…対物レンズ、２０…固浸レンズ、２１…レンズ上面、２２…レンズ下面、２３…レンズ側面、３０…レンズホルダ、３１…上部開口、３２…下部開口、３３…環状突出部、３４…環状段差部、３５…固定部材、３６…ネジ穴、４０…レンズカバー、４１…カバー上面、４２…カバー下面、４５…環状部、４６…開口部、４７…棒状部、４８…板状部材、４９…位置決めパターン部、
５０…固浸レンズ支持装置、５１…第１アーム部、５１ａ…固定ネジ、５２…第２アーム部、５３…連結部、５４…直線移動ガイド（リニアガイド）、５５…移動テーブル、５６…ガイド本体、５７…おもり取付部、５８…おもり、６０…レンズ移動装置（ＸＹＺステージ）、８０…支持台、８１…第１支持台、８２…第２支持台。

Claims (9)

1. 対物レンズと観察対象の試料との間において、イマージョンレンズを前記対物レンズの光軸に垂直な方向に移動可能に支持する支持装置であって、
   前記イマージョンレンズを、そのレンズ下面が下部開口を通して下方に突出した状態で固定せずにフリーな状態で保持するレンズホルダと、
   前記レンズホルダの上部開口に対して設けられ、前記イマージョンレンズ側となるカバー下面が光軸に垂直な平面上にあって、前記イマージョンレンズの球面状のレンズ上面と１点接触するレンズカバーとを備え、
   前記レンズカバーには、前記対物レンズを介して観察される前記レンズカバーの像を参照して、前記対物レンズに対する前記イマージョンレンズの位置決めを行うことが可能な位置決め部が設けられていることを特徴とするイマージョンレンズ支持装置。
2. 前記レンズカバーの前記位置決め部は、前記光軸に垂直な平面に対して、前記レンズカバーの中心点を中心としてｎ回回転対称（ｎは２以上の整数）となるパターンで形成されていることを特徴とする請求項１記載のイマージョンレンズ支持装置。
3. 前記レンズカバーは、
   光を通過させる１または複数の開口部と、
   前記レンズカバーの中心点を含むパターンで形成され、前記イマージョンレンズを前記レンズホルダと前記レンズカバーとの間に保持するとともに前記位置決め部として機能するレンズ保持部と
   を有することを特徴とする請求項１または２記載のイマージョンレンズ支持装置。
4. 前記レンズ保持部は、前記レンズカバーの中心点から放射状かつ等間隔に伸びる複数本の棒状部を有することを特徴とする請求項３記載のイマージョンレンズ支持装置。
5. 前記レンズカバーは、
   光を通過させる材料からなり、前記イマージョンレンズを前記レンズホルダと前記レンズカバーとの間に保持する板状部材と、
   前記板状部材に設けられて前記位置決め部として機能する位置決めパターン部と
   を有することを特徴とする請求項１または２記載のイマージョンレンズ支持装置。
6. 前記位置決めパターン部は、同心円状のパターンで形成されていることを特徴とする請求項５記載のイマージョンレンズ支持装置。
7. 前記レンズホルダから外方に伸び、前記イマージョンレンズを前記対物レンズの光軸に垂直な方向に移動させるための移動装置に連結されるアーム部を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項記載のイマージョンレンズ支持装置。
8. 前記アーム部は、前記移動装置に対し、前記光軸に沿った方向にスライドすることが可能な直線移動ガイドを介して連結されることを特徴とする請求項７記載のイマージョンレンズ支持装置。
9. 前記アーム部は、おもりを取り付けることが可能なおもり取付部を有することを特徴とする請求項７または８記載のイマージョンレンズ支持装置。