JPS6067916A

JPS6067916A - 顕微鏡装置

Info

Publication number: JPS6067916A
Application number: JP17430883A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kubota; 仁志窪田; Minoru Tanaka; 稔田中; Susumu Aiuchi; 進相内; Yasuhiko Hara; 靖彦原
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-09-22
Filing date: 1983-09-22
Publication date: 1985-04-18
Also published as: JPH0159564B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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シ
、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っ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
応じて適宜に選択され、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から出た光はレン〆２により平行光になる。この
光束はノー−７ミラー３により９０°に曲げられて、そ
の光軸中心近傍や光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、付
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によシ拡大され、
ハーフミラ−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
シ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シ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。このプＣ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坦方からの照明であり能率
が悪く、十分な明、るさが由られなかった。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ノ
・−７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った。更に、もう１
つの大きな問題は・対物レンズ５が照明光の中に曝され
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ったシ、あるいは倍率がかわって
しまったシするといった現象が起こシ、正しい検査がで
きないという問題があった。

〔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、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。

〔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（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はランブステイである
。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１４１に設置する。

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。

これによシ、光源ランブエ２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１５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加を
取シつけ、対物レンズ１６の光用を直角に曲げる。上記
の支持部材１８の側壁に孔１８ｂを設け、反射鏡加によ
って曲げられた光軸を遮らないようにする。この孔１８
ｂ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１
６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を設けで
ある。本発明を実施する場合、この流路１８　ａに流通
させる冷却剤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Ｗ
Ｉ１．１４を支承している部材で、赤外領域（一般に６
００ｎｍ〜８００　ｎｍ以上の波長）を反射するヒート
カツトフィルタｎ、及び遮光板ｎを取シ付けである。

この遮光板ｎには、第４図について後述する孔列ａを設
けである。

冴はハーフミラ−にして、明視野照明ランプゐおよびレ
ンズ５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Ｊ６、反射鏡加からの被
観察物の反射光を結像レンズＩ側に反射させる役目をも
っている。結像レンズｎの像は、光電変換器部上に作ら
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ｎ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＜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に３ケの孔１８ｅＱ設け、放射状の３本の支
持腕１８　ｄを形成する。１８　ｃは反射鏡加及び対物
レンズ１６の支持部である。上記３ケの孔１８　ｅ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ｎ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。従って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１８　ｄが反射光の直射を受けないように遮光板
おを設けである。

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■２としては、水銀ランプ１００Ｗを使用
し、この輝点から出犬光は第１の回転放物面鏡１４によ
って円筒状平行光束となる。この円筒状の平行光束は、
ヒートカットフィルタ２２によシ、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ｎ側に透
過する。遮光板ｎ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１８０３ケ所の支持
腕１８　ｄ、支持部１８Ｃ１反射鏡加の部分は影となり
、光は一切当たらず、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＠！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１６によシ拡゛大され、反射鏡頒によシ直角に曲
げられ、更に孔１８ｂ１孔２１　ａを通過し、ハーフミ
ラ−冴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ｎによシ拡大し、光電変換器部上
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
野照明ランプ５を使用し、レンズかによシ平行光として
、ハーフミラ−冴を通過させ、反射鏡加により対物レン
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シ
、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１
６の視野内に達し、この途中でハーフミラ−を通過しな
いので光の損失が少なく、従って明ふい暗視野照明が得
られふ−そのト、飢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って対物レンズ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・・・ノ１−フミラ
ー、５・・・対物レンズ、８・・・反射鏡、１０・・・
レンズ、１１・・・光電変換器、工２・・・光源、１４
・・・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、１１８・・・支持部材、
２１・・・照明光源支持部材、ｎ・・・ヒートカットフ
ィルタ、ｎ・・・遮光板、冴・・・ノ〜−フミラー、ｎ
・・・結像レンズ、あ・・・光電変換器。代理人弁理士　秋本正実第１区　− 第２図ム第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】１、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
けた支持部材によシ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
ートカットフィ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。