JPH02242214A - 顕微鏡装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は鏡面試料の色調と同時に微小傷、微小塵を高感
度で可視化可能とする顕微鏡装置に関するものである。

〔従来の技術〕

この種の従来の顕微鏡装置の例としては第２図（、）　
（ｂ）に示す如きものがある。

第２図は従来の顕微鏡装置の説明用断面図であって、（
ａ）図は明視野観察の場合の構成、（ｂ）図は暗視野観
察の場合の構成の説明用断面図である。１は対物レンズ
、２は接眼レンズ、３は照明用の白色光光源手段、４は
；リメートレンズで（、）　（ｂ）各図に共通な部品で
ある。さらに（、）図において５はハーフミラ−１（ｂ
）図において６，７はミラーである。

８は試料である。１１は中央筒体、１２は第１側部筒体
１４は鏡筒である。矢印で示しだ線は光線の方向を表わ
している。

（、）図の明視野観察において、白色光光源手段３から
でた照明光線イはコリメートレンズ４で平行光線口とな
りハーフミラ−５で反射され対物レンズ１を通して試料
８に照射される。この試料面からの反射光線二を対物レ
ンズ１、接眼レンズ２を通して観察する。従って試料面
が鏡面の場合、反射光観察のため色調観察には適してい
るが、試料面の微小傷、微小塵等の観察では視野が明る
いためみえにくい。

（ｂ）図の暗視野観察において白色光光源手段３からで
た照明光線イはコリメートレンズ４で平行光線となりミ
ラー６，７で反射され試料面にあらゆる方向から斜め照
射される。この試料面からの散乱光線ホを対物レンズ１
、接眼レンズ２を通して観察する。従って試料面が鏡面
の場合、反射光線への大部分は点線で示す如く対物レン
ズ１を通らないので視野が暗くなシその中に微小傷、微
小塵の散乱光が強調観察される。

実用の顕微鏡装置での（ａ）図に示す明視野観察と（ｂ
）図に示す暗視野観察の切シ替えは明視野照明用のハー
フミラ−５と暗視野照明用のミラー６を切シ替えること
で可能となっている。

以上述べたようにこれまで明視野観察、暗視野観察はそ
れぞれの観察対象に応じて使い分けられてきた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら磁気ディスク面、浮動ヘッドスライダ面、
シリコンウェハー面等鏡面試料の観察においては明視野
観察による色調観察と同時に微小傷や微小塵の存在位置
を知りたい場合がある。そのような場合は明視野照明光
、暗視野照明光を同時に試料面に照射し観察すればよい
と考えられる。

しかし鏡面試料では明視野反射光が大きく特に微小傷、
微小塵散乱光はマスクされてほとんど可視化できない。

したがって微小傷、微小塵散乱光がマスクされない程度
に明視野照明光のみを減衰させなければならない。明視
野光強度のみを減衰させるためには明視野党光路のみに
ＮＤフィルター等を挿入し調整する必要がある。しかし
ＮＤフィルタの回転調整機構、暗視野党光路を邪魔しな
い挿入位置の選定等顕微鏡の大幅な改造を必要とすると
いう欠点があった。

また白色光照明はその輝度を余り大きくとることが出来
ないため微小傷、微小塵の散乱光強度も小さい。したが
って明視野照明を極端に低く抑えなければ微小傷、微小
塵散乱光がマスクされてしまう。そのため視野全体が暗
くなって肉眼観察に適さないことが判った。

さらにスクラッチ痕のちる磁気ディスク面等の観察では
スクラッチ痕による散乱光が大きくなシすぎて散在する
微小塵散乱光がマスクされ見えにくいという欠点があっ
た。

本発明の目的は鏡面試料の色調および微小傷、微小塵の
同時高感度観察とスクラッチ痕のある鏡面に散在する微
小塵の高感度観察を可能とする顕微鏡装置を提供するこ
とにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は暗視野照明光として白色光源に比し高輝度なレ
ーザ光源を用い、試料回転機構によって試料面に対する
レーザ入射方位を任意に変えた暗視野観察を可能とする
とともに、明視野光をレーザ暗視野光と試料面に同時照
射する暗視野観察を可能とした顕微鏡装置であり、その
手段としてつぎの通り構成した。すなわち顕微鏡装置を
、下面に対物レンズと該対物レンズの側方に近接して設
けた開口に下方ミラーを有するとともに、上面に接眼レ
ンズを有する中央筒体と、該中央筒体に連続して突出す
るように側方に設けた第１側部筒体と、他の側方に設け
た第２側部筒体とよりなる鏡筒を有し、該鏡筒に、第１
側部筒体の端部の白色光光源手段と白色光光路に設けた
コリメートレンズと中央筒体のハーフミラ−とを有する
第１光学系を形成するとともに、第２側部筒体の端部の
レーザ光源手段と中央筒体のレーザ光光路に設けた上部
ミラーと前記下部ミラーとよりなる第２光学系とを形成
し、又前記対物レンズの中央部を中心とする試料回転手
段を前記鏡筒下方に設けて顕微鏡装置を構成し、該試料
回転手段上に載置した試料面に第１光学系により、落射
照明白色光を対物レンズを通して照射するとともに、対
物レンズの側方の開口より試料面に第２光学系のレーザ
光を同時に照射し観察し、かつ試料回転手段に載置した
試料を回転して観察するように構成したのである。

〔作用〕

本発明を前記の通シ構成したので、本発明は以下の通り
作用するのである。

（１）従来の顕微鏡と全く同じ明視野、暗視野観察が可
能であり、顕微鏡装置としての汎用性を損なうことがな
い。

（２〕特に暗視野観察では高輝度なレーザ光照明により
白色光照明に比し視感度が上がった。写真撮影では露光
時間が１〜２桁短縮可能であった。

（３）暗視野観察ではレーザ入射方位の変化で鏡面にお
ける微小塵の強調、スクラッチ痕の強調観察が可能とな
った。前記の従来の暗視野観察では散乱光量を大きくし
たいためあらゆる方向から照明光が照射されていたので
、このためスクラッチ痕が多数ある試料ではこれによる
散乱光にマスクされて同時に存在する微小塵、微小傷等
がマスクされ見えにくかったに対し、これに対し本発明
の一方向からの斜め照明によりてスクラッチ痕の強調あ
るいは抑制観察が可能となったので、従って一方向スク
ラッチが多数存在する場合はレーザ入射方位を選ぶこと
でスクラッチ痕による散乱光を押え微小傷、微小塵の観
察が可能という利点を生じた。

（４）明視野観察、暗視野観察の切り替えは明視野照明
白色光、暗視野照明レーザ光の電源オンオフのみで可能
でちる。従来装置のようなミラーの切シ替え機構が不要
で装置の簡略化が可能という利点がある。

（５）本発明によって初めて明視野・暗視野同時観察が
可能となりた。従来装置でこれを可能とするためには暗
視野面が暗いためこれに合わせて明視野光強度を減衰さ
せなければならない。そのためには明視野先光路のみに
ＮＤフィルター等を挿入し調整する必要があった。ＮＤ
フィルタの回転機構、暗視野先光路を邪魔しない挿入位
置の選定等煩雑である。これに対し本発明では明視野光
源３と暗視野レーザ光源９とに分けているため明視野光
源光量の調整は明視野光源入力電圧の調整で可能である
という利点を有している。また暗視野照明用光源として
高輝度なレーザ光源を用いているので明視野・暗視野同
時観察において明視野照明光の減衰量を小さく抑えられ
るので明るい視野で観察が可能という利点を生じた。

〔実施例〕

本発明の一実施例を図面とともに説明する。

第１図は、本発明の一実施例の構成説明用断面図である
。

第１図においては、１は対物レンズ、２は接眼レンズ、
３は白色光光源手段、４はコリメートレンズ、５はハー
フミラ−６，７はミラー　８は試料、９はレーザ光源手
段、１０は試料回転手段、１１は中央筒体、１２は第１
側部筒体、１３は第２側部筒体、エコは鏡筒である。

中央筒体１１の下端には対物レンズ１が設けてあシ、上
端には接眼レンズ２が設けである。中央筒体１１の側方
には第１側部筒体１２が連続して設けてあシ、第１側部
筒体１２の端部には白色光光源手段３が設けてあシ、照
明光線イは所定位置のコリメートレンＸ４を通シ平行光
線口となシ、中央筒体１１の中心の対物レンズ１の上方
に設けたハーフミラ−５により第１光学系が形成され、
照射光線ハとなって、対物レンズｌに入シ、その下方の
試料８を照射する。試料８を照射した照射光線ハは試料
８に反射して反射光線二となシ接眼レンズ２に入り、明
視野観察を行なう構成となっている。又中央筒体１１の
他の何方には第２側部筒体１３が連続して設けてあシ、
第２側部筒体１３の端部にはレーザ光源手段９が設けて
あり、レーザー光線トは所定位置のミラー６．２で反射
され、試料８に一方向から斜めに照射される第２光学系
を形成し、この試料面からの散乱光線チを対物レンズ１
と接眼レンズ２を通して、暗視野観察を行なう構成であ
り、又中央筒体１１の下方で試料８は、試料回転手段上
に載置されている。

前記構成された実施例においてつぎの如く動作し観察が
なされる。

明視野観察においては、レーザ光源手段９はオフとする
。白色光光源手段３からでた照明光線イはコリメートレ
ンズ４で平行光線口となシノ−−フミラー５で反射され
対物レンズ１を通して試料８に照射される。この試料面
からの反射光線二を対物レンズ１、接眼レンズ２を通し
て観察する。

暗視野観察においては、白色光光源手段３はオフとする
。レーザ光線トはミラー６．７で反射され試料８に一方
向から斜めに照射される。この試料面からの散乱光源チ
を対物レンズ１、接眼レンズ２を通して観察する。スク
ラッチ痕のある試料ではスクラッチ痕をレーザ照射方向
と直角に試料回転手段１０を調整することによりスクラ
ッチ痕を強調観察できる。これに対しスクラッチ痕とレ
ーザ照射方向を平行にするとスクラッチ痕による散乱光
線チが抑えられ、結果的に微小塵やレーザ入射方向に直
角なスクラッチ痕が強調観察できる。

明視野、暗視野同時観察においては白色光光源手段３、
レーザ光源手段９ともオンとする。試料面の微小塵、微
小傷のレーザ散乱光がマスクされないように白色光光源
手段３による照射強度を調整することで同時観察が可能
である。

〔発明の効果〕

以上説明したように請求項１の本発明によれば（１）従
来装置と同様に明視野、暗視野観察が可能である。

（２）暗視野観察では従来装置に比し視感度が高い。

（３）スクラッチ痕、微小塵それぞれの強調暗視野観察
が可能である。

（４）明視野、暗視野観察の切シ替えが照明光源のオン
オフのみで可能である。

（５）暗視野、明視野同時照明観察が可能である。

等の利点があるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成説明用断面図、第２図
は従来の顕微鏡装置の構成説明用断面図（、）は明視野
観察の場合の構成説明用断面図（ｂ）は暗視野観察の場
合の構成説明用断面図である。 １°・・対物レンズ、２・・・接眼レンズ、３・・・白
色光光８手段、４・・・コリメートレンズ、５・・・ハ
ーフミラ−６，７・・°ミラー　８・・・試料、９・・
・レーザ光源手段、１０・・・試料回転手段、１１・・
・中央筒体、１２・・・第１側部筒体、１３・・・第２
側部筒体、Ｌユニ１：対物レンズ ２：接眼レンズ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、下面に対物レンズと該対物レンズの側方に近接して
   設けた開口に下方ミラーを有するとともに、上面に接眼
   レンズを有する中央筒体と、該中央筒体に連続して突出
   するように側方に設けた第１側部筒体と、他の側方に設
   けた第２側部筒体とよりなる鏡筒を有し、 該鏡筒に、第１側部筒体の端部の白色光光源手段と白色
   光光路に設けたコリメートレンズと中央筒体のハーフミ
   ラーとを有する第１光学系を形成するとともに、第２側
   部筒体の端部のレーザ光源手段と中央筒体のレーザ光光
   路に設けた上部ミラーと前記下部ミラーとよりなる第２
   光学系とを形成し、 又前記対物レンズの中央部を中心とする試料回転手段を
   前記鏡筒下方に設けて顕微鏡装置を構成し、 該試料回転手段上に載置した試料面に第１光学系により
   、落射照明白色光を対物レンズを通して照射するととも
   に、対物レンズの側方の開口より試料面に第２光学系の
   レーザ光を同時に照射し観察し、かつ試料回転手段に載
   置した試料を回転して観察するように構成したことを特
   徴とする顕微鏡装置。