JPH0159564B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は暗視野照明用の光源を備えた顕微鏡装
置に係り、特に、明るい暗視野照明をすることが
できるように改良した顕微鏡装置に関するもので
ある。

〔発明の背景〕

金属材料や半導体製品などの検鏡においては、
被検物が一般に不透明であるため透過光による観
察が困難で、対物レンズの光軸に沿つて被検物の
表面を垂直に照射する落射照明と、対物レンズの
側方から被検物表面を斜に照射する暗視野照明と
が多く用いられる。

上記２種類の照明は、観察すべき対象物の種類
や性状に応じて適宜に選択まれ、若しくは併用さ
れている。第１図は従来の顕微鏡装置の照明部分
の機能原理図である。光源１から出た光はレンズ
２により平行光になる。この光束はハーフミラー
３より90゜に曲げられて、その光軸中心近傍の光
４は対物レンズ５内を通過して被観察物６を落射
照明する。一方、光軸の外縁部の光７は対物レン
ズ５の外側を通り、更に反射鏡８で反射され、対
物レンズ５の視野内を斜方向から暗視野照明す
る。被観察物６からの反射光９は対物レンズ５に
より拡大され、ハーフミラー３を透過してレンズ
１０により光電変換器１１上に結像する。この像
信号はテレビモニター等により観察することもで
きるし、あるいは、近年、この像信号を２値化等
の処理をした後、計算機を利用して種々の判定、
検査に利用する提案がなされている。特に後者の
例では、最近高速でしかもより微細なサブミクロ
ン領域の検査への適用が検討されている。このた
めには、被観察物６上を従来に増して明るく照明
することが必須となるが、一般に暗視野照明は斜
方からの照明であり能率が悪く、十分な明るさが
得られなかつた。図１に示す従来の構成の顕微鏡
では、特に暗視野照明に対してはハーフミラー３
による照度の損失などが避けられず、充分な明る
さを得ることが出来なかつた。更に、もう１つの
大きな問題は、対物レンズ５が照射光の曝されて
いるため、対物レンズ鏡筒、対物レンズ支持部分
の温度が上がり、これらが熱変形して観察もしく
は検査している部分がずれてしまつたり、あるい
は倍率がかわつてしまつたりするといつた現象が
起こり、正しい検査ができないという問題があつ
た。

〔発明の目的〕

本発明は上述の事情に鑑みて為され、明るい暗
視野照明を行い得る顕微鏡装置を提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

上記の目的を達成するため、本発明は落射形の
照明装置を備えた顕微鏡装置において、対物レン
ズの光軸の延長線上に設置した暗視野照明用光源
と、上記の光源に焦点を合わせて設置した第１の
回転放物面鏡と、上記第１の回転放物面鏡に対向
せしめて前記対物レンズの視野付近に焦点を合わ
せて設置した第２の回転放物面鏡とを有すること
を特徴とする。本発明において落射形の照明装置
とは、明視野、暗視野の何れかに限ることなく、
試料の上方から光を当ててその反射光を観察する
方式の照明装置を言うものとする。

〔発明の実施例〕

次に、本発明の１実施例を第２図乃至第４図に
ついて説明する。第２図は本発明の顕微鏡装置の
対物レンズ及び照明装置を描いた垂直断面図であ
る。第３図は第２図のＡ−Ａ断面図、第４図は同
じくＢ−Ｂ断面図である。

第２図に示すように、対物レンズ１６の光軸の
延長線上に光源ランプ１２を設ける。１３はラン
プステイである。上記の光源ランプ１２に焦点位
置を合わせて第１の回転放物面鏡１４を設置す
る。

上記第１の回転放物面鏡１４に対向せしめて第
２の回転放物面鏡１５を設置し、その焦点位置を
対物レンズ１６の視野付近に位置せしめる。

前記第１、第２の回転放物面鏡１４，１５は、
本実施例に示したようにリング状に形成すると好
都合である。これにより、光源ランプ１２から出
た光は第１の回転放物面鏡１４に反射されて円筒
状の平行光束となり、更に第２の回転放物面鏡１
５に反射されて対物レンズ１６の視野付近を斜方
向に照射する。

１８は対物レンズ１６の支持部材で、前記第２
の回転放物面鏡１５も支承している。この支持部
材に反射鏡２０を取りつけ、対物レンズ１６の光
軸を直角に曲げる。上記の支持部材１８の側壁に
孔１８ｂを設け、反射鏡２０によつて曲げられた
光軸を遮らないようにする。この孔１８ｂは対物
レンズ１６による検出光像を導き出す役目を果た
すと共に、後述の如く落射照明光１９を対物レン
ズ１６に導入する役目を果たす。

前記の支持部材１８には冷却水循環流路１８ａ
を設けてある。本発明を実施する場合、この流路
１８ａに流通させる冷却時は任意に選定して使用
できる。２１は照明用の光源ランプ１２及び第１
の回転放物面鏡１４を支承している部材で、赤外
領域（一般に600nｍ〜800nｍ以上の波長）を反
射するヒートカツトフイルタ２２、及び遮光板２
３を取り付けてある。この遮光板２３には第４図
について後述する孔２８ａを設けてある。

２４はハーフミラーにして、明視野照明ランプ
２５およびレンズ２６により作られた光束１９を
対物レンズ１６側に透過させると同時に、対物レ
ンズ１６、反射鏡２０からの被観察物の反射光を
結像レンズ２７側に反射させる役目をもつてい
る。結像レンズ２７の像は、光電変換器２８に作
られ、この信号はテレビモニタ、あるいは計算機
等に伝達され（共に図示せず）必要とされる処理
を行う。次に、遮光板２３と支持部材１８の形状
について、第２図のＡ−Ａ断面を描いた第３図
と、同じくＢ−Ｂ断面を描いた第４図について詳
述する。第３図に示したように、支持部材１８の
３ケの孔１８ｅを設け、放射状の３本の支持腕１
８ｄを形成する。１８ｃは反射鏡２０及び対物レ
ンズ１６の支持部である。上記３ケの孔１８ｅ
は、第１の回転放物面鏡１４で反射された円筒状
の平行光束の大部分を通過せしめ得る形状に設定
する。

遮光板２３は、第４図に示すように、第１の回
転放物面鏡１４からみた投影形状が支持部材１８
と全く同じ形状となるように作られている。従つ
て３ケの孔２３ａは円筒状反射光束が通過し得る
孔である。本実施例は以上のようにして、支持部
材１８、特にその支持腕１８ｄが反射光の直射を
受けないように遮光板２３を設けてある。

以上のように構成した本実施例の光路について
説明する。光源ランプ１２としては、水銀ランプ
100Wを使用し、その輝点から出た光は第第１の
回転放物面１４によつて円筒状平行光束となる。
この円筒状の平行光束は、ヒートカツトフイルタ
２２により、赤外領域の波長を反射され、赤外成
分をもたない波長のみが遮光板２３側に透過す
る。遮光板２３では、孔２３ａ部分のみが通過す
る。このため、上方向から見て支持部材１８の３
ケ所の支持腕１８ｄ、支持部１８ｃ、反射鏡２０
の部分は影となり、光は一切当らず、３ケ所の孔
１８ｅの部分のみが光を通過させ、第２の回転放
物面鏡１５に到達する。第２の回転放物面鏡１５
は、この光束を被観察物１７上に集光させる。一
方、被観察物１７からの反射光は、対物レンズ１
６により拡大され、反射鏡２０により直角に曲げ
られ、更に孔１８ｂ、孔２１ａを通過し、ハーフ
ミラー２４により上方向に直角に曲げられた後結
像する。この像を更に結像レンズ２７により拡大
し、光電変換器２８上に結像させる。

この暗視野照明の他に落射照明を併用する場合
は、明視野照射ランプ２５を使用し、レンズ２６
により平行光として、ハーフミラー２４を通過さ
せ、反射鏡２０により対物レンズ１６内に導いて
被観察物１７上を照明すればよい。もちろん落射
照明、暗視野照明を各々単独で使用することも可
能である。更に、これらの照明時に支持部材１８
に設けた流路１８ａ内に冷却流体を循環させるこ
とにより、支持部材１８を定温化することもでき
る。

本実施例において、光源ランプ１２を出た光は
第１、第２の回転放物面鏡１４，１５に反射され
て対物レンズ１６の視野内に達し、この途中でハ
ーフミラーを通過しないので光の損失が少なく、
従つて明るい暗視野照明が得られる。その上、第
１の回転放物面鏡１４で反射された光は円筒状の
平行光束となつて対物レンズ１６の周囲を通過す
るので、光源ランプ１２の光度を高くしても対物
レンズ１６を過熱させる虞れが無いので、より明
るい暗視野照明を得易い。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明によれば明るい暗
視野照明を行うことができ、顕微鏡に計算機を併
用して行う判定、検査の高速化及び倍率向上に貢
献するところ多大である。更に本発明によれば、
位置ずれや倍率が変化するのを防止することがで
きる効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の顕微鏡装置の機能原理図、第
２図は、本発明の主要部の断面図、第３図、第４
図は、第２図の各々Ａ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面図で
ある。 １……光源、２……レンズ、３……ハーフミラ
ー、５……対物レンズ、８……反射鏡、１０……
レンズ、１１……光電変換器、１２……光源、１
４……第１の回転放物面鏡、１５……第２の回転
放物面鏡、１６……対物レンズ、１８……支持部
材、２１……照明光源支持部材、２２……ヒート
カツトフイルタ、２３……遮光板、２４……ハー
フミラー、２７……結像レンズ、２８……光電変
換器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 落射形の照明装置を備えた顕微鏡装置におい
   て、対物レンズの光軸の延長線上に設置した暗視
   野照明用光源と、上記の光源に焦点を合わせて設
   置した第１の回転放物面鏡と、上記第１の回転放
   物面鏡に対向せしめかつ前記対物レンズの視野付
   近に焦点を合わせて設置した第２の回転放物面鏡
   とを有することを特徴とする顕微鏡装置。 ２ 前記第１の回転放物面鏡による反射光の通過
   部を設けた支持部材により前記の対物レンズを支
   承し、かつ、前記の支持部材は前記反射光の直射
   を防ぐための遮光部材を備えたものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の顕微鏡
   装置。 ３ 前記の対物レンズと第１の回転放物面鏡との
   間に、該対物レンズの光軸を直角に曲げるように
   反射鏡を設け、対物レンズに対する落射照明用光
   束の投射、並びに、該対物レンズによる検出像の
   導出を可能ならしめたことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の顕微鏡装置。 ４ 前記の対物レンズを支持する部材に冷却用流
   体を流通せしめるための流路を設けたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載の顕微鏡装
   置。 ５ 前記の対物レンズと第１の回転放物面鏡との
   間にヒートカツトフイルタを設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の顕微鏡装置。