JP4128260B2

JP4128260B2 - 顕微鏡

Info

Publication number: JP4128260B2
Application number: JP07255398A
Authority: JP
Inventors: 友博北原
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 2008-07-30
Anticipated expiration: 2018-03-20
Also published as: JPH11271637A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の観察光学系を有する顕微鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶や半導体などの製造工程で、パターンの欠陥検査を始めとして、ごみや傷などの解析に、複数の観察光学系を有する顕微鏡が用いられている。
つまり、このような顕微鏡では、倍率の異なる複数の対物レンズが切換え可能でオートフォーカス機能を有する主観察光学系と、この主観察光学系と独立した低倍の作動距離の長い対物レンズを有する副観察光学系を有していて、まず、副観察光学系の対物レンズを介してパターンなどの標本面にスポット光を照射しながら、標本からの反射光を低倍の対物レンズを通してＣＣＤカメラなどで撮像してマクロ的な画像を表示し、このマクロ的な画像中から標本の欠陥を検索し、この検索により発見された欠陥を主観察光学系の高倍対物レンズの観察光軸上に合せ、欠陥部の解析のためのミクロ観察を行うようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このように構成した顕微鏡によると、主観察光学系の対物レンズは、例えば遠隔操作により準焦動作されるのに対し、副観察光学系の対物レンズの準焦動作については、直接操作者による対物レンズの操作により行うようにしている。
【０００４】
このため、副観察光学系の対物レンズによる観察の際に、例えばパターンの高さが異なったり、標本面の歪みなどの原因により、ぼけが生じるような場合は、副観察光学系の対物レンズを直接操作してピントを合せた後、主観察光学系の準焦手段を遠隔操作しなければならず、このようにピントがずれる度に両観察光学系の準焦操作が強いられるため、それだけ検鏡が煩わしくなるとともに、検鏡時間もかかってしまいて、作業能率の低下を招くという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、検鏡を簡単にできるとともに、検鏡時間の短縮を可能にした顕微鏡を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、照明光の光路を異なる方向に分割する光路分割手段と、この光路分割手段で分割された光路の照明光により標本面を照明するとともに、該標本面の反射光を取り込む対物レンズを有する副観察光学系と、前記光路分割手段で分割された他の光路の照明光により前記標本の観察領域を照明するとともに、該観察領域の反射光を取り込む対物レンズを有する主観察光学系と、前記主観察光学系の対物レンズとともに前記副観察光学系の対物レンズを一体に設け、これら対物レンズの準焦動作を可能にした準焦手段とにより構成している。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載において、前記主観察光学系の対物レンズおよび前記副観察光学系の対物レンズは、前記標本面に対して異なる作動距離を有し、前記主観察光路の対物レンズおよび前記副観察光学系の対物レンズの焦点位置が面一面になるように予め調整されている。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１記載において、さらに、共通なオートフォーカス手段を有し、該オートフォーカス手段により前記主観察光学系の対物レンズおよび前記副観察光学系の対物レンズに対するオートフォーカス動作を切換え可能にしている。
【０００８】
この結果、請求項１記載の発明によれば、副観察光学系の対物レンズと主観察光学系の対物レンズとを共通の準焦手段により準焦操作することができる。
請求項２記載の発明によれば、主観察光学系と副観察光学系の対物レンズの焦点位置が同一面に調整されているため、一方の観察光学系の準焦操作により合焦させることで、同一監察対象に対して他方の観察光学系を同時に合焦させることができる。
【０００９】
請求項３記載の発明によれば、共通のオートフォーカス手段による主観察光学系と副観察光学系に対するオートフォーカス機能を任意に切換えて対処することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従い説明する。
（第１の実施の形態）
図１は、本発明が適用される顕微鏡の概略構成を示している。
【００１１】
図において、１は液晶基板やウェハなどの大型基板の検査に好適な顕微鏡の本体で、この顕微鏡本体１には、ハーフミラー２および撮像手段としてＣＣＤカメラ３を設けている。
【００１２】
ハーフミラー２は、主観察光路４、副観察光路５および照明光路６の交差する位置に配置され、照明光路６に沿って入射される図示しない照明光を反射方向と透過方向の２方向に分け、このうち反射光を主観察光路４に、透過光を副観察光路５にそれぞれ進め、また、主観察光路４より入射される標本１４面からの反射光を透過し、副観察光路５より入射される標本１４面からの反射光を反射して、それぞれＣＣＤカメラ３に入射させるようにしている。
【００１３】
主観察光路４には、倍率の異なる複数の対物レンズ７を有するレボルバ８を配置している。このレボルバ８は、副観察光学系５の対物レンズ１１より高い倍率の複数の対物レンズ７を選択的に主観察光路４上に位置させるものである。また、レボルバ８は、準焦装置９に設けられている。
【００１４】
この準焦装置９は、図示しないモータを駆動源とした駆動機構によりレボルバ８とともに、対物レンズ７を、その光軸方向に移動させるもので、この移動により対物レンズ７の準焦を得るようにしている。
【００１５】
副観察光路５には、ミラー１０および低倍率の対物レンズ１１を配置している。この場合、ミラー１０は、副観察光路５を直角に折り曲げ、対物レンズ１１の光軸が対物レンズ７の光軸と平行になるようにしている。また、対物レンズ１１は、上述した準焦装置９にビス１２により固定していて、この準焦装置９の移動とともに、光軸方向に移動可能にしている。つまり、対物レンズ１１は、準焦装置９により対物レンズ７と連動して光軸方向に移動可能になるとともに、この移動により準焦を得られるようにしている。
【００１６】
一方、ハーフミラー２の近傍には、シャッタ１３を設けている。このシャッタ１３は、図２に示すように一対の長方形遮蔽板１３１、１３２をＬ字状に形成するとともに、遮蔽板１３１に透穴１３１ａを、また遮蔽板１３２に透穴１３２ａをそれぞれ形成したもので、これら遮蔽板１３１、１３２をアクチュエータ１３４の駆動力により、その長手方向に配置されたガイド１３３に沿って直線移動（図１では紙面と垂直方向に直線移動）することにより、透穴１３１ａを主観察光路４中に、または、透穴１３２ａを副観察光路５中に選択的に配置できるようにしている。
【００１７】
なお、このような構成において、主観察光学系４の対物レンズ７および副観察光学系５の対物レンズ１１の関係は、副観察光学系５の対物レンズ１１が標本14面に対して比較的長い作動距離ＷＤ２にあり、これに対して主観察光路４の対物レンズ７が標本14面に対して極めて短い作動距離ＷＤ１になっており、両観察光学系の対物レンズ７、１１の焦点位置が同一面になるように予め調整されている。
【００１８】
次に、以上のように構成した実施の形態の動作を説明する。
まず、標本１４面にスポット光を照射しながら、マクロ的な観察を行う場合は、シャッタ１３をアクチュエータ１３４により駆動して、遮蔽板１３２の透穴１３２ａを副観察光路５上に配置する。この場合、主観察光路４は、遮断板１３１により遮蔽される。
【００１９】
この状態で、照明光路６よりハーフミラー２に照明光が入射すると、ここを透過した照明光は、副観察光路５に進み、ミラー１０および対物レンズ１１を通って標本１４面に照射される。この状態で、標本１４面からの反射光は、対物レンズ１１を通ってハーフミラー２で反射され、ＣＣＤカメラ３に入射され、このＣＣＤカメラ５で撮像され、さらに、図示しないモニターに画像表示され、欠陥部のマクロ的な観察が行われる。
【００２０】
この時、画像表示された標本１４面の画像ピントが合っていない場合は、準焦装置９を、図示しないモータを駆動源とした駆動機構により駆動して、対物レンズ１１を光軸方向に移動させながら、準焦を得られるようにする。
【００２１】
次に、このようにして観察された標本１４面の欠陥部を主観察光路４の対物レンズ７により高倍率で観察する場合は、シャッタ１３をアクチュエータ１３４により駆動して、今度は、遮蔽板１３１の透穴１３１ａを主観察光路４上に配置する。この場合、副観察光路５は、遮断板１３２により遮蔽される。また、標本１４側を移動して観察したい欠陥部を対物レンズ７の光軸に合せる。
【００２２】
この状態で、照明光路６よりハーフミラー２に照明光が入射されると、ここで反射した照明光は、主観察光路４に進み、対物レンズ７を通って標本１４面の欠陥部に照射される。また、標本１４面からの反射光は、対物レンズ７を通ってハーフミラー２を透過した後、ＣＣＤカメラ３に入射され、さらに、図示しないモニターに画像表示され、欠陥部に対するミクロ的な観察が行われる。
【００２３】
この場合、対物レンズ７の物点側合焦位置と対物レンズ１１の物点側合焦位置が同一平面内にあるので、副観察光学系５による欠陥観察の際に、準焦装置９により対物レンズ１１の準焦操作が行われると、標本１４の同一面に対して対物レンズ７も自動的に準焦操作が行われる。このように低倍の対物レンズ１１で準焦操作を行うと同時に高倍の対物レンズ７も準焦操作が行われるため、改めて対物レンズ７についての準焦操作を行うことなく、画像表示される欠陥部のミクロ的な画像はピントの合った鮮明なものが得られる。
【００２４】
このことは、検鏡しようとする標本１４の厚みにばらつきがあって、その都度、準焦装置９により対物レンズ１１の準焦動作が行われても、同時に対物レンズ７も、自動的に準焦動作が行われるので、主観察光学系４に切り換えた際も、対物レンズ７について改めて準焦動作を行うことなく、常に、ピントの合った鮮明な欠陥部のミクロ的な表示画像が得られる。
【００２５】
また、主観察光学系４の対物レンズ７を遠隔操作により準焦動作する準焦装置９に副観察光学系５の対物レンズ１１も一体に設けていることから、副観察光学系５の対物レンズ１１による観察の際に、例えば標本面の歪みなどが原因で、観察画像に、いわゆるぼけが生じるような場合も、共通の準焦装置９による遠隔操作が可能になり、標本上での観察者による準焦作業をなくし、コンタミの問題を解消できるとともに、従来のように別個に準焦装置を設けたものと比べ、準焦機構を簡略化でき、かつ副観察光学系と主観察光学系の合焦を１度で行うことができ、一連のマクロ、ミクロ検鏡を簡単にできるとともに、検鏡時間も短縮でき、作業能率の向上を実現することができる。
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、対物レンズ７および１１を取付けた準焦装置９は、操作者の操作により図示しないモータを駆動源として動作され、対物レンズ７および１１の合焦を得るようにしているが、この第２の実施の形態では、オートフォーカス手段を用いることで、自動的に合焦を得られるようにしている。
【００２６】
図３は、第２の実施の形態の概略構成を示すもので、図１と同一部分には、同符号を付している。
この場合、ハーフミラー２とＣＣＤカメラ５との間の主観察光学系４の延長上光路にハーフミラー１５を配置し、このハーフミラー１５の反射光路１６にオートフォーカス装置１７を配置し、主観察光学系４の対物レンズ７に対するオートフォーカス動作を副観察光学系５の対物レンズ１１に対するオートフォーカス動作にも適用可能にしている。その他は、図１と同様である。
【００２７】
このような構成において、上述したようにシャッタ１３により副観察光学系５が選択されると、対物レンズ１１を介して標本１４の反射光がハーフミラー２、１５を介して、オートフォーカス装置１７に入射される。すると、このオートフォーカス装置１７での入射光に基づいたオートフォーカス動作により、準焦装置９が、図示しないモータを駆動源とした駆動機構により駆動され、対物レンズ１１を光軸方向に移動させながら合焦が行われる。
【００２８】
次に、シャッタ１３を切換え主観察光学系４が選択されると、対物レンズ７を介して標本１４からの反射光がハーフミラー２を透過、ハーフミラー１５で反射され、オートフォーカス装置１７に入射され、このオートフォーカス装置１７でのオートフォーカス動作により、準焦装置９が駆動され、対物レンズ７を光軸方向に移動させながら合焦が行われる。
【００２９】
従って、このようにすれば、第１の実施の形態の効果に加え、主観察光学系４の対物レンズ７をオートフォーカス動作するオートフォーカス装置１７を副観察光学系５の対物レンズ１１にも適用できるので、副観察光学系５に別個にオートフォーカス装置を設けること必要がなく構成を簡略化できる。また、シャッタ１３の切換により副観察光学系５と主観察光学系４に対して別々にオートフォーカス動作させることができるため、両観察光学系の対物レンズ７、１１に最適な条件で合焦させることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、副観察光学系の対物レンズと主観察光学系の対物レンズとを共通の準焦手段により準焦操作できるので、準焦手段を簡略化できるとともに、副観察光学系と主観察光学系での合焦を同時にできることから、一連の検鏡を簡単にできるとともに、検鏡時間も短縮でき、作業能率の向上を実現できる。
【００３１】
また、副観察光学系の対物レンズと主観察光学系の対物レンズとを共通のオートフォーカス手段によるオートフォーカスで対処することができるので、オートフォーカス手段を簡略化できるとともに、主観察光学系と副観察光学系を別個に切換えることで、常に両観察光学系の対物レンズに最適な条件で合焦させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の概略構成を示す図。
【図２】第１の実施の形態に用いられるシャッタの概略構成を示す図。
【図３】本発明の第２の実施の形態の概略構成を示す図。
【符号の説明】
１…顕微鏡本体、
２…ハーフミラー、
３…ＣＣＤカメラ、
４…主観察光路、
５…副観察光路、
６…照明光路、
７…対物レンズ、
８…レボルバ、
９…準焦装置、
１０…ミラー、
１１…対物レンズ、
１２…ビス、
１３…シャッタ、
１４…標本、
１５…ハーフミラー、
１６…反射光路、
１７…オートフォーカス装置。

Claims

照明光の光路を異なる方向に分割する光路分割手段と、
この光路分割手段で分割された光路の照明光により標本面を照明するとともに、該標本面の反射光を取り込む対物レンズを有する副観察光学系と、
前記光路分割手段で分割された他の光路の照明光により前記標本の観察領域を照明するとともに、該観察領域の反射光を取り込む対物レンズを有する主観察光学系と、
前記主観察光学系の対物レンズとともに前記副観察光学系の対物レンズを一体に設け、これら対物レンズの準焦動作を可能にした準焦手段と
を具備したことを特徴とする顕微鏡。
前記主観察光学系の対物レンズおよび前記副観察光学系の対物レンズは、前記標本面に対して異なる作動距離を有し、前記主観察光路の対物レンズおよび前記副観察光学系の対物レンズの焦点位置が面一面になるように予め調整されることを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。
さらに、共通なオートフォーカス手段を有し、該オートフォーカス手段により前記主観察光学系の対物レンズおよび前記副観察光学系の対物レンズに対するオートフォーカス動作を切換え可能にしたことを特徴とする請求項１記載の顕微鏡。