JPH062324U - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 大型基板に傷を付けないように交換できるよ
うにする。 【構成】 観察者の操作によるレボルバ退避スイッチ６
のオン信号により、レボルバコントロール部２０が電動
レボルバ２に装着された対物レンズのうち最低倍率対物
レンズを選択する。電動レボルバ２に該対物レンズへの
レボルバ切り替え信号を出力し、基板の交換時に基板と
対物レンズ先端とのクリアランスが最も大きくなるよう
にする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は顕微鏡に係り、特に大型の被検試料である液晶基板等の交換時に試料 を安全に取り扱えるようにした顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年ラップトップのワープロ、パーソナルコンピュータや液晶テレビ等では表 示画面の大型化や高解像化が進んでおり、表示部分を構成する液晶ディスプレイ 基板も大型化するとともに、高い製品精度が要求されるようになっている。この ため製品の外観検査等に使用するために液晶板の寸法に応じた大きな板状試料を ステージ上に載置して検査できる顕微鏡が必要になってきている。 一方、半導体製造工程においても使用するウェハや露光用レチクルのような大 型の板状試料の状態を検査するため、試料のハンドリング等を考慮した顕微鏡も 各種開発されている。 ところで、被検試料である液晶基板は液晶層をラミネートしている透明基板が ガラス製である上、寸法が大きいので、顕微鏡のステージ上にセットしたり、基 板を交換する際には細心の注意を払う必要がある。 しかしながら、実際には交換しようとする基板が対物レンズ先端に接触して試 料に傷がついたり、対物レンズが破損したりする事故も多々発生している。

【０００３】 このようなトラブルを解決する手段としては顕微鏡に基板を搬送するために専 用のローダを装備し、所定のキャリア内に収容された複数枚の基板をアーム等の 自動操作により連続して顕微鏡のステージにセットする装置を備えることも可能 である。

【０００４】 また、いわゆる手動タイプの顕微鏡では、基板交換時に所定の作動スイッチを 操作し対物レンズの装着されたレボルバを昇降機構により上方に移動させ基板と 対物レンズとの間隔を十分取り、基板交換時の安全性を確保する方法も知られて いる。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

前述のローダを装備させ顕微鏡と搬送装置とを一体化させる方法では、顕微鏡 に対して搬送装置の設備コストが相当高くなるとともに、設置面積も大きくとる 必要がある。このため量産ラインのように大量に基板を検査するような環境でな いとそのメリットが発揮できず、顕微鏡を使用して基板等を検査する場合すべて に適用できるものではない。 また、基板交換時にレボルバを昇降機構により移動させるような顕微鏡では、 一旦レボルバが上昇すると適正な焦準状態が解除され、ピントがずれてしまうと いう問題がある。 たとえば、（１００×）倍率の対物レンズで基板の検査を終え、別の基板に交 換し、引き続き検査しようとすると対物レンズは（１００×）にセットされたま まの状態にある。このため基板の交換毎に対物レンズを（１００×）から所定の 低倍率の対物レンズに切り替える作業を行わなくてはならないという煩雑さがあ る。 さらに、レボルバを昇降させるためにＤＣモータ等による駆動機構を別途設け なくてはならないという問題がある。

【０００６】 そこで、本考案の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、基板等 の試料の交換時に基板が対物レンズと衝突せず、基板を傷つけたりしないように 安全に取り扱えるようにした顕微鏡を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、第１の考案は、複数の対物レンズが装着され、レ ボルバ切り替え信号により所定の対物レンズを光路上に配置可能な電動レボルバ と、該電動レボルバに装着された各対物レンズのレンズ情報と装着レボルバ番地 とを記憶するとともに、前記電動レボルバにレボルバ切り替え信号を出力するレ ボルバコントロール部と、載置した被検試料を所定位置に移動可能なステージと を備えた顕微鏡において、前記レボルバコントロール部は、観察者の操作による レボルバ退避スイッチのオン信号により前記電動レボルバに装着された対物レン ズのうち最低倍率対物レンズを選択し、前記電動レボルバに該対物レンズへのレ ボルバ切り替え信号を出力するようにしたことを特徴とするものである。

【０００８】 また、第２の考案は、複数の対物レンズが装着され、レボルバ切り替え信号に より所定の対物レンズを光路上に配置可能な電動レボルバと、該電動レボルバに 装着された各対物レンズのレンズ情報と装着レボルバ番地とを記憶するとともに 、前記電動レボルバにレボルバ切り替え信号を出力するレボルバコントロール部 と、載置した被検試料を所定位置に移動可能なステージとを備えた顕微鏡におい て、前記ステージは、前記被検試料を交換可能な位置まで該ステージが移動した ことを検出可能な位置検出手段を有し、該位置検出手段からの検出信号と、観察 者の操作によるレボルバ退避スイッチのオン信号との論理積により、前記レボル バコントロール部が前記電動レボルバに装着された対物レンズのうち最低倍率対 物レンズを選択し、前記電動レボルバに該対物レンズへのレボルバ切り替え信号 を出力するようにしたことを特徴とするものである。

【０００９】

【作用】

第１の考案によれば、観察者の操作によるレボルバ退避スイッチのオン信号に より、レボルバコントロール部が電動レボルバに装着された対物レンズのうち最 低倍率対物レンズを選択し、前記電動レボルバに該対物レンズへのレボルバ切り 替え信号を出力し、被検試料の交換時に基板と対物レンズ先端とのクリアランス が最も大きくなるようにしたので、大型の基板の交換を容易に行え、また基板破 損等を最小限に抑えることができ、さらに基板交換後の対物レンズの初期セット を同時に行え、検査作業の効率化が図れる。

【００１０】 また、第２の考案によれば、ステージの所定位置に被検試料を交換可能な位置 まで該ステージが移動したことを検出可能な位置検出手段を設け、該位置検出手 段からの検出信号と、観察者の操作によるレボルバ退避スイッチのオン信号との 論理積により、前記レボルバコントロール部が前記電動レボルバに装着された対 物レンズのうち最低倍率対物レンズを選択し、前記電動レボルバに該対物レンズ へのレボルバ切り替え信号を出力し、被検試料の交換時に基板と対物レンズ先端 とのクリアランスが最も大きくなるようにしたので、大型の基板の交換を容易に 行え、また基板破損等を最小限に抑えることができるとともに、レボルバ退避ス イッチの誤操作による事故発生を防止できる。

【００１１】

【実施例】

以下、第１の考案による顕微鏡の一実施例を図１〜図５を参照して説明する。 図１は本考案による顕微鏡を側面から見たものであり、同図において、符号９ はベースを示しており、このベース９は作業テーブルＴ上に水平を保持して設置 されている。 ベース１の上面にはＸ方向ステージ３及びＹ方向ステージ４が上下段に２層に 配置されている。このＸ方向ステージ３及びＹ方向ステージ４は直交するＸ、Ｙ 軸方向に配置された案内レールＸ１、Ｙ１上にそれぞれスライド可能に載置され いる。

【００１２】 Ｘ方向ステージ３の観察者側に面した端面の所定位置には図２に示したような Ｕ字形をなす把手５が取り付けられている。観察者はこの把手５をつかんでＸ方 向ステージ３及びＹ方向ステージ４とを内蔵されたロック機構を切り替えて縦横 に粗動させることができる。 把手５の左側面位置にはスイッチ６が設けられている（図２参照）。このスイ ッチ６は後に詳述するが、機能的には基板等の試料交換時に、レボルバを退避さ せるためのＯＮ信号を発するようになっている。その位置は観察者が右手で把手 ５を把持した際に親指でスイッチを操作できるように設定されている。本実施例 ではプッシュスイッチ構造のスイッチが採用されている。 なお、ベース９と別体に取り付けられた操作コントローラ７の一部にスイッチ ６’として設けても良い。 観察者側の前面側から後方に向けてステージ３、４を跨ぐようにして緩い円弧 のアーチ形状の門型のアーム１０が架設されている。

【００１３】 一方、顕微鏡の光学系を構成する部材としては、Ｘ方向ステージ３上に載置さ れた基板８を観察する対物レンズ１と、複数の対物レンズ１が装着されたレボル バを観察者からのレボルバ操作信号により内蔵されたＤＣモータで所定方向に回 転し、指示された対物レンズを光路上にセットする電動レボルバユニット２と、 対物レンズ１を介して試料面を照明する反射照明装置１１と、対物レンズ１から の結像光線の鉛直光軸Ａ１をさらにアーム１０端部の上方に位置する観察用双眼 鏡筒１３の位置まで延長するリレー光学系Ａ２を収容する延長リレー鏡筒１４と 、この延長リレー鏡筒１４の先端に連結されアーム上部に固定され、接眼レンズ Ｌ１を備えた観察用双眼鏡筒１３等がある。

【００１４】 このうち反射照明装置１１は図示しない焦準用昇降機構を介してアーム１０の ほぼ頂点位置から吊持され、電動レボルバユニット２はオートフォーカス装置（ 以後、ＡＦ装置と記す。）に昇降可能に支持され、対物レンズ１が基板８面の所 定位置を適正に焦準するように微動昇降が行われる。

【００１５】 また、顕微鏡内部には顕微鏡各部の電動駆動部の制御を行うコントロール部が 設けられており、このうち前記電動レボルバユニット２を駆動するためにレボル バコントロール部２０がある。

【００１６】 以下において、このレボルバコントロール部２０の説明と、レボルバコントロ ール部２０と電動レボルバユニット２との機能的な関係を図３のブロック図を参 照して説明する。 レボルバコントロール部２０にはメインＣＰＵでの制御のためのメモリがデー タバスを介して接続されている。このメモリは書き込み読み出し自由なＲＡＭか ら構成されており、記憶される情報としては、対物レンズ装着時に操作部から入 力される対物レンズのレンズ情報（倍率、開口数：ＮＡ）と、この対物レンズが 装着されたレボルバ番地情報とがある。

【００１７】 ところで、図４は顕微鏡のレボルバ装着面を下方から示した図である。 すなわち観察者は図４に示したようにレボルバ装着面の各レボルバ穴に対物レ ンズを装着する際に、絶対番地としてあらかじめ顕微鏡本体のＲＯＭにあらかじ め記憶されているレボルバ穴ＮＯ．（レボルバ装着面２ａに１〜５の各数字（２ ’）が表示されている）とその対物レンズの倍率、開口数（ＮＡ）を下表のよう に操作パネルを参照してキーボード入力する。

【００１８】

【表１】

【００１９】 また、顕微鏡には、どの対物レンズレボルバ穴が光路上に入っているを検出す るレボルバ番地検出機能が設けられている。このレボルバ番地検出機能によれば 、観察者が指定した希望レボルバ穴ＮＯ．と、そのレボルバ番地との位置を比較 して最適な回転方向と回転角とを電動レボルバユニット２に出力し、指定のレボ ルバ穴ＮＯ．が光路上に位置するようにＤＣモータを駆動することができる。

【００２０】 たとえば、表１に示した各対物レンズがレボルバに装着されている場合に、レ ボルバ穴ＮＯ．１が光路上にあることを、レボルバコントロール部２０のレボル バ番地検出機能が検知し、メモリ内に既に入力されている対物レンズのレンズ情 報のテーブルを参照する。そして倍率５×で開口数ＮＡが０．１３の対物レンズ が光路に入ったことを認識することができる。 ところで、レボルバに装着されている対物レンズの作動距離（ＷＤ）は、下表 に示した例のように対物レンズの倍率が高いほど、すなわち焦点距離が小さいほ ど、小さくなる。

【００２１】

【表２】

【００２２】 本実施例のような場合、対物レンズの作動距離は、対物レンズが適正に焦準さ れた状態での対物レンズの前側レンズと基板８表面との距離を意味している。こ のことから低倍率の対物レンズが装着されているほど、基板８上面と対物レンズ 先端とのクリアランスが大きくなることがわかる。 したがって、基板交換時にレボルバに装着された対物レンズのうち最低倍率の ものを光路にもってくることにより、基板８上面と対物レンズ先端とのクリアラ ンス大きくとり、顕微鏡のステージに載置された基板の取扱いや交換等を容易に 行うことができる。

【００２３】 図３は本考案による制御ブロック図を示したものである。同図を参照して基板 ８の交換時に最低倍率対物レンズを光路にセットする手順について説明する。 まず、観察者はステージ上にある基板８の検査を終えた段階で把手５に取り付 けられたスイッチ６を押す。この動作によりＯＮ信号がレボルバコントロール部 ２０に送られ、レボルバコントロール部２０では現在光路上にある対物レンズが 最低倍率対物レンズであるかをレボルバ穴ＮＯ．から判断し、最低倍率対物レン ズである場合にはそのままのレボルバ位置を保持し、それ以外の対物レンズが装 着されている場合には最低倍率対物レンズが光路に来るように電動レボルバユニ ット２に所定の回転動作指令を出力する。

【００２４】 このときＡＦ装置１２が電動レボルバユニット２に装備されているような顕微 鏡ではＡＦ装置１２の動作をロックする指令を同時にＡＦ装置１２に出力する。 このように基板交換時にＡＦ装置１２をあらかじめロックしておくことで、基 板８がステージ上から取り除かれた場合等にＡＦ装置１２が誤動作することを防 止するようにできる。

【００２５】 このように交換時にスイッチ６の操作を操作することにより対物レンズと基板 ８表面との間に最大のクリアランスをとることができ、図５に示したようにＸ方 向ステージ３を案内レールＸ１、Ｙ１に沿って基板８を交換するのに十分な位置 まで移動させ、その状態で基板８を交換することにより基板８を安全に取り扱う ことができる。

【００２６】 また、基板交換が終了した場合、前述のようにＡＦ装置１２が装備されロック 状態にある場合には、再度スイッチ６を押すことによりこのＡＦ装置１２のロッ クを解除することができる。なお、ＡＦ装置１２を装備しない顕微鏡においては 、スイッチ６を再度押す必要はない。

【００２７】 なお、前述のようにして基板交換時に最低倍率の対物レンズに切り替わるので 、次の基板を載置した場合にその最低倍率の対物レンズをそのまま引き続き使用 して基板観察を行うことができるという利点も有する。

【００２８】 次に、第２の考案について図６乃至図８を参照して説明する。 まず、図７を参照して顕微鏡に組み込まれた本考案の構成について説明する。 同図において、符号６は前述の第１の考案と同様のスイッチ６を示しており、 その機能も同様にレボルバ退避スイッチとしての役割を果たしている。 一方、案内レールＸ１の端部にはＸ方向ステージ３の位置を検出する位置検出 手段であるフォトインタラプタ１５が装着され、同様に案内レールＹ１の端部に はＹ方向ステージ４の位置を検出する位置検出手段であるフォトインタラプタ１ ６が装着されている。これらフォトインタラプタ１５、１６の光透過部をステー ジ３、４の一部に取り付けられた図示しない遮光板が横切ることにより位置検出 ができる。

【００２９】 このとき図６に示したレボルバコントロール部３０では、スイッチ６のＯＮ信 号が出力され、かつ基板８が交換位置まで移動されたことを知らせる位置検出手 段であるフォトインタラプタからの検出信号とが出力された場合にのみ前述と同 様の動作がとられる。これにより第１の考案と同様にレボルバ穴ＮＯ．を認識し 、光路に最低倍率対物レンズをセットすることができる。このときスイッチのＯ Ｎ動作とステージを基板交換位置に移動する動作とは何れが先に行われても良く 、両方の信号のＡＮＤがとれた状態でレボルバコントロール部３０が動作指令を 出力する。したがって、スイッチ６を押した状態でステージを交換位置まで移動 しても良く、ステージを交換位置に移動してスイッチを押すかはどちらでも良く 、その点において観察者を煩わすことはない。

【００３０】 このように位置検出手段を設けることにより、基板８の大きさが一定で常にス テージを同一箇所まで移動して基板８を交換する作業工程を効率良く行える。 また、必ずステージが所定位置まで来ていないとスイッチ６は有効に作動しな いので、観察者が誤ってスイッチ６を押してしまった場合等に対物レンズが急に 最低倍率対物レンズに切り替わってしまうというトラブルも防止できる。

【００３１】 図８は、前述のフォトインタラプタ１５、１６に加えて案内レールＸ１、Ｙ１ の所定の中間位置に複数のフォトインタラプタ１５’、１６’を所定の間隔で配 設した例を示したものである。各フォトインタラプタ１５’、１６’は図示しな い切り替えスイッチを操作することにより中間の所定位置でステージ位置を検出 するようにできる。したがって検査する基板８の寸法に合わせてフォトインタラ プタ１５’、１６’の設定位置を調整すれば、各種寸法の基板８の交換に対応さ せることができる。

【００３２】 なお、透過型フォトインタラプタ１５、１６に代え、ステージ下面の一部に反 射部を形成して反射型フォトインタラプタを使用しても良いし、所定の着磁パタ ーンを形成し、そのパターンをホール素子等で検知したり、各種の位置検出手段 を適用できる。

【００３３】 また、１本の案内レールに１個のフォトインタラプタを移動可能に取り付け、 案内レールに沿って所定位置に移動させるようにすることもできる。このときあ らかじめ検査する基板８の寸法を記憶部にインプットしておき、フォトインタラ プタをその位置に移動させるようにすれば各種の寸法の基板８に対応することが できる。

【００３４】 前述のレボルバ退避動作を第１の考案により行うか第２の考案により行うかの 切り替えを顕微鏡に内蔵されたディップスイッチ等の切り替えスイッチにより行 うようにすることもできる。

【００３５】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、第１の考案及び第２の考案によれば、基板の 交換時に所定のクリアランスを対物レンズと基板表面との間に設けることができ るので、基板交換時の基板損傷を最小限に抑えることができるとともに、基板交 換後の対物レンズ切り替え作業の省略等により検査の効率化を図れる等の効果を 奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の考案による顕微鏡の一実施例を示した正
面図。

【図２】図１に示した顕微鏡の平面図。

【図３】第１の考案よるレボルバ退避制御のための機能
ブロック図。

【図４】図１に示した顕微鏡のレボルバを下から見た平
面図。

【図５】図２に示した状態からステージを引きだした状
態を示した平面図。

【図６】第２の考案によるレボルバ退避制御のための機
能ブロック図。

【図７】第２の考案による顕微鏡の一実施例を示した平
面図。

【図８】図７に示した顕微鏡の変形例を示した平面図。

【符号の説明】

１ 対物レンズ ２ 電動レボルバユニット ３ Ｘ方向ステージ ４ Ｙ方向ステージ ５ 把手 ６、６’ スイッチ ８ 基板 １５、１６、１５’、１６’ フォトインタラプタ ２０、３０ レボルバコントロール部 Ｘ１、Ｙ１ 案内レール

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の対物レンズが装着され、レボルバ切
   り替え信号により所定の対物レンズを光路上に配置可能
   な電動レボルバと、該電動レボルバに装着された各対物
   レンズのレンズ情報と装着レボルバ番地とを記憶すると
   ともに、前記電動レボルバにレボルバ切り替え信号を出
   力するレボルバコントロール部と、載置した被検試料を
   所定位置に移動可能なステージとを備えた顕微鏡におい
   て、 前記レボルバコントロール部は、観察者の操作によるレ
   ボルバ退避スイッチのオン信号により前記電動レボルバ
   に装着された対物レンズのうち最低倍率対物レンズを選
   択し、前記電動レボルバに該対物レンズへのレボルバ切
   り替え信号を出力するようにしたことを特徴とする顕微
   鏡。
2. 【請求項２】複数の対物レンズが装着され、レボルバ切
   り替え信号により所定の対物レンズを光路上に配置可能
   な電動レボルバと、該電動レボルバに装着された各対物
   レンズのレンズ情報と装着レボルバ番地とを記憶すると
   ともに、前記電動レボルバにレボルバ切り替え信号を出
   力するレボルバコントロール部と、載置した被検試料を
   所定位置に移動可能なステージとを備えた顕微鏡におい
   て、 前記ステージは、前記被検試料を交換可能な位置まで該
   ステージが移動したことを検出可能な位置検出手段を有
   し、該位置検出手段からの検出信号と、観察者の操作に
   よるレボルバ退避スイッチのオン信号との論理積によ
   り、前記レボルバコントロール部が前記電動レボルバに
   装着された対物レンズのうち最低倍率対物レンズを選択
   し、前記電動レボルバに該対物レンズへのレボルバ切り
   替え信号を出力するようにしたことを特徴とする顕微
   鏡。