JPH05173078A - システム顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光ファイバー束を用いた暗視野観察において、
落射明視野顕微鏡をそのまま用いて、暗視野観察と他の
光学的観察とを同時又は選択して行うことができると共
に、操作性も高く、且つ、製造コストも安価なシステム
性の高いシステム顕微鏡を提供する。 【構成】ランプハウス３２と明／暗視野レボルバー４９
とが着脱可能なシステム顕微鏡に備えられ、明／暗視野
レボルバー４９内に着脱可能に設けられたリング状光源
部５２と、ランプハウス３２と顕微鏡本体３０との間に
着脱可能に設けることができ、ランプハウス３２に内蔵
されたランプ３８からの光束を、明視野系投光管３１方
向及び光ファイバチューブ４８方向に、同時又は選択的
に、偏向可能な暗視野照明ユニット２９と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、試料の光学的観察を行
うために用いられるシステム顕微鏡に関する

【０００２】。

【従来の技術】従来、この種のシステム顕微鏡には、例
えば、半導体製造工程中に、半導体を目視検査する明視
野系（偏光、微分干渉、蛍光を含む）投光管がある。図
７には、明視野系投光管４を備えた落射明視野系顕微鏡
の全体が概略的に示されている。 この顕微鏡におい
て、ランプハウス１のランプ２から出射された照明光
は、コレクタレンズ３で集光された後、明視野系投光管
４内に導光される。この明視野系投光管４に入射された
照明光は、第１の照明レンズ６で集光され、開口絞り
７、視野絞り８及び第２の照明レンズ９を介してハーフ
ミラー１０に照射される。このハーフミラー１０は、入
射光に対して４５°傾斜して配置されており、このハー
フミラー１０で反射された照明光は、明視野系レボルバ
ー１１を通って明視野系対物レンズ１２に入射される。
そして、照明光は、この明視野系対物レンズ１２によっ
て、ステージ１３０上に配置された試料１３に集光され
る。試料１３表面で反射された反射光は、再び明視野系
対物レンズ１２、明視野系レボルバー１１及びハーフミ
ラー１０を介して結像レンズ１４に入射される。この結
像レンズ１４で結像された像を接眼レンズ１４０を介し
て観察することにより、試料１３表面の観察が行われ
る。

【０００３】なお、前記ランプハウス１は、ハロゲンラ
ンプ、水銀ランプ、キセノンランプ等を選択的に配置可
能であり、夫々の使用目的に応じて、明視野系投光管４
及び顕微鏡本体５に夫々選択的に接続可能である。この
ランプハウス１の接続は、ランプハウス１及び明視野系
投光管４及び顕微鏡本体５に夫々形成された係合部１０
０を係合することによって行われる。

【０００４】ところで、半導体の製造工程では、半導体
表面の微細な傷や塵等を目視検査するため、明視野系観
察に加えて暗視野観察が行われる。この暗視野観察は、
前述した明視野系投光管４をそのまま用いることができ
ない。このため、別に、明／暗視野投光管４００が用い
られる。図８には、この明／暗視野投光管４００を備え
た落射明／暗視野顕微鏡が概略的に示されている。な
お、前述の落射明視野系顕微鏡と同一の構成には、同一
の参照符号を付して、その説明を省略する。

【０００５】この顕微鏡において、ランプ２から第２の
照明レンズ９に導光された照明光は、この第２の照明レ
ンズ９によって、平行光束に変換され、第９図に示すよ
うな暗視野リング１５に照射される。この暗視野リング
１５は、照射された照明光の中央部分の平行光束を遮断
し、その周囲の平行光束のみを透過させる。暗視野リン
グ１５を透過した照明光は、穴あきミラー１６に照射さ
れる。この穴あきミラー１６で反射されたリング状照明
光は、明／暗視野レボルバー１７を通り、対物レンズ鏡
筒１８０の下部に設けられた環状レンズ１８２を介して
ステージ１３０上の試料１３に集光される。

【０００６】試料１３表面で反射された回折光は、対物
レンズ鏡筒１８０内に設けられた明／暗視野対物レンズ
１８を介し、明／暗視野レボルバー１７及び穴あきミラ
ー１６を経て結像レンズ１４に照射される。この結像レ
ンズ１４で結像された像を接眼レンズ１４０を介して観
察することにより、試料１３表面の暗視野観察が行われ
る。

【０００７】なお、穴あきミラー１６の穴内には、この
穴あきミラー１６から反射したリング状照明光が観察光
路内に混入しないように、観察光軸と同心の中空遮光筒
１９が挿着されている。また、この遮光筒１９と明／暗
視野対物レンズ１８との間には、観察光軸方向に延出し
た中空の遮光筒２０が設けられている。この遮光筒２０
を設けることで、穴あきミラー１６から反射したリング
状照明光は、観察光路内に混入することなく、前記環状
レンズ１８２に導光される。

【０００８】図１０の（ａ），（ｂ）には、夫々、明視
野観察と暗視野観察との切換器が拡大して示されてい
る。

【０００９】この切換器は、ハーフミラー１０と穴あき
ミラー１６（図８参照）とを内蔵している。ハーフミラ
ー１０と穴あきミラー１６とは、光軸に対して直交して
設けられた摺動溝２１に沿って、摺動移動可能な支持部
材２３に支持されている。この支持部材２３は、切換器
外部に設けられた操作ノブ２２を移動させることによっ
て、矢印Ｓ方向に移動される。この結果、ハーフミラー
１０と穴あきミラー１６との光軸に対する切換えが行わ
れる。

【００１０】また、近年、暗視野観察において、より大
きな照度でムラなく照明するために、光ファイバー束を
用いて暗視野観察を行う方法が、実開昭５０−７３４４
６号公報に記載されている。また、顕微鏡のシステム性
を考慮し、光ファイバー束に接続されたリング状光源を
レボルバーに着脱可能に固定し、暗視野観察を行うシス
テム顕微鏡が、特願平２−２５７１０５号（未公開）に
記載されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、明視
野系投光管４と明／暗視野投光管４００とは検鏡方法の
違いにより構造上、明／暗視野投光管４００の方が複雑
になるため高価である。このため、初めに明視野系投光
管４を購入した後、落射暗視野検鏡を行いたい場合、落
射暗視野検鏡の部材を明視野系投光管４に取り付けるこ
とは構造上不可能なため、新たに明／暗視野投光管４０
０を購入する必要がある。これは落射明視野系検鏡が明
視野系投光管４で可能であるのに、落射暗視野検鏡のた
めだけに新たに高価な明／暗視野投光管４００を購入し
なければならず、明視野系投光管４が無駄になるという
問題がある。

【００１２】また、上述した実開昭５０−７３４４６号
及び特願平２−２５７１０５号に記載された方法を、落
射明視野顕微鏡に適用する場合には、ランプハウスの光
源とは別に暗視野観察用の光源を設ける必要がある。こ
のため、顕微鏡の製造コストが上昇するという問題があ
る。

【００１３】本発明は、このような問題を解決するため
になされ、その目的は、光ファイバー束を用いた暗視野
観察において、落射明視野顕微鏡をそのまま用いて、暗
視野観察と他の光学的観察とを同時又は選択して行うこ
とができると共に、操作性も高く、且つ、製造コストも
安価なシステム性の高いシステム顕微鏡を提供すること
にある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明は、ランプハウスとレボルバーとが着
脱可能なシステム顕微鏡において、前記レボルバー内に
リング状光源を着脱可能に設け、前記ランプハウスに内
蔵された光源からの光束を偏向する偏向素子を備え、こ
の偏向素子により偏向された光束を光ファイバー束を介
して前記リング状光源に導光する暗視野ユニットを、前
記ランプハウスと顕微鏡本体との間及び前記ランプハウ
スと落射用投光管との間の少なくとも一方の間に着脱可
能に設けたことを特徴とする。

【００１５】

【作用】ランプハウスの光源からの光束は、暗視野ユニ
ットに設けられた偏向素子によって偏向され、光ファイ
バー束を介してレボルバーに内蔵されたリング状光源に
導光される。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の第１の実施例に係るシステム
顕微鏡について、図１ないし図３を参照して説明する。

【００１７】図１に示すように、本実施例のシステム顕
微鏡が用いられる顕微鏡は、顕微鏡本体３０と、この顕
微鏡本体３０の上部に設けられた明視野系投光管３１
と、を備えている。この明視野系投光管３１の一端に
は、例えば、丸アリ係合部６００が形成されており、こ
の係合部６００に暗視野照明ユニット２９、が着脱自在
に取付けられている。このような明視野系投光管３１の
他端は、顕微鏡の鏡筒スリーブ８０に接続されている。
鏡筒スリーブ８０の上部からは鏡筒８２が突設され、こ
の鏡筒８２の先端には、接眼レンズ８４が取付けられて
いる。顕微鏡本体３０のアーム部５１は、各種レボルバ
ーを着脱できる構成を有している。本実施例の場合、こ
の部分に、後述する明／暗視野レボルバー４９が着脱自
在に取付けられている。また、前記暗視野照明ユニット
２９には、例えば、丸アリ係合部６００を介してランプ
３８を内蔵したランプハウス３２が着脱自在に取付けら
れている。

【００１８】次に、暗視野照明ユニット２９について、
図２を参照しつつ説明する。

【００１９】この暗視野照明ユニット２９は、明視野系
投光管３１とランプハウス３２との間に前記係合部６０
０、６００を介して取付けられた切換ユニット３３と、
この切換ユニット３３に取付けられたアタッチメント３
４と、を備えている。

【００２０】切換ユニット３３内は、ランプハウス３２
からの照明光が通過可能な空洞が設けられている。この
空洞内には、全反射ミラー４１が設けられている。この
全反射ミラー４１は、ミラー座４２に支持されている。
このミラー座４２は、その一端部が回動軸４３に揺動自
在に支持されている。この回動軸４３は、空洞内に、前
記照明光の光軸と直交する方向に延出し、その両端は、
切換ユニット３３に回動自在に支持されている。このよ
うに支持されたミラー座４２は、図中（ａ）に示された
Ａ位置（光軸に対して４５°の位置）とＢ位置（光路か
ら外れた位置）との間を揺動し、クリック４４（図中
（ａ）参照）を介してＡ位置又はＢ位置で保持される。
なお、切換ユニット３３の外部には、回動軸４３を回動
させるための操作つまみ４５が設けられている。また、
前記ミラー座４２の中央部は、所定の大きさの孔が形成
されている。このため、例えば、前記ミラー座４２にハ
ーフミラー等を支持させた場合、このハーフミラー等に
入射した照明光の一部が、前記明視野系投光管３１方向
に透過可能となる。

【００２１】アタッチメント３４は、前記全反射ミラー
４１で反射された照明光を受光する集光レンズ３５を内
蔵している。この集光レンズ３５の下方には、暗視野系
照明用のフィルタ４６、４６（例えば、色温度変化フィ
ルタ、ＮＤフィルタ等）が設けられている。このフィル
タ４６は、アタッチメント３４の内周面に設けられた切
欠部４７を介して着脱自在に支持されている。このよう
なアタッチメント３４の最下部には、光ファイバのジョ
イント部３６が、ビス３７で固定されている。このジョ
イント部３６から延出した光ファイバチューブ４８は、
顕微鏡本体３０のアーム部５１を貫通して明／暗視野レ
ボルバー４９内に着脱可能に設けられたリング状光源部
５２（図３参照）に接続されている。

【００２２】なお、このような暗視野照明ユニット２９
は、前述した係合部６００、６００によって、光軸を中
心に３６０°回転可能に設けられている。このため、種
々の鏡基に取付けたとき、光ファイバー出射端が干渉し
ないように、回転することができると共に、暗視野照明
ユニット２９の操作部を操作しやすい位置にセットする
ことができる。

【００２３】次に、このような本実施例のシステム顕微
鏡の作用について説明する。

【００２４】まず、明視野系レボルバーを取外し、明／
暗視野レボルバー４９を取付ける。明視野系投光管３１
からランプハウス３２を取外し、明視野系投光管３１に
暗視野照明ユニット２９を取付けた後、ランプハウス３
２を暗視野照明ユニット２９に取り付ける。そして、前
記光ファイバチューブ４８を前記アーム部５１内に挿通
し、そのジョイント部３６をアタッチメント３４に接続
する。

【００２５】このような装置のセットが終了した後、ま
ず、明視野系観察を行う場合について図１ないし図３を
参照して説明する。

【００２６】まず、操作つまみ４５を回動し、ミラー座
４２をクリック４４で付勢して、Ｂ位置（図２の（ｂ）
参照）に固定する。この位置では、ミラー座４２に支持
された全反射ミラー４１は、照明光の光路から外れてい
る。このため、ランプ３８からコレクタレンズ３９及び
フィルタ４０を通って供給される所定波長の平行光束の
照明光は、暗視野系ユニット２９及び明視野系投光管３
１を通って鏡筒スリーブ８０（図１参照）に導光され
る。図１に示すように、導光された照明光は、鏡筒スリ
ーブ８０内に配置されたハーフミラー８５に照射され
る。ハーフミラー８５は、入射光に対して４５°の角度
に配置されている。このハーフミラー８５で反射された
照明光は、明／暗視野レボルバー４９を通って明／暗視
野対物レンズ５０に入射され、ステージ８６上に配置さ
れた試料８７（図３参照）に集光される。試料８７表面
で反射された反射光は、再び明／暗視野対物レンズ５
０、明／暗視野レボルバー４９及びハーフミラー８５を
介して結像レンズ（図示しない）に照射される。この結
像レンズで結像された像を接眼レンズ８４を介して観察
することにより、試料８７表面の明視野系観察が行われ
る。

【００２７】次に、暗視野観察を行う場合について図１
ないし図３を参照して説明する。

【００２８】まず、操作つまみ４５を回動し、ミラー座
４２をクリック４４で付勢して、Ａ位置（図２の（ｂ）
参照）に固定する。この位置では、ミラー座４２に支持
された全反射ミラー４１は、照明光の光軸に対して４５
°の角度で配置される。このため、ランプ３８からコレ
クタレンズ３９及びフィルタ４０を通って供給される平
行光束の照明光は、全反射ミラー４１を介して集光レン
ズ３５に照射される。照射された照明光は、集光レンズ
３５によって、フィルタ４６に集光される。集光された
照明光は、光ファイバのジョイント部３６に入射され
る。図１及び図３に示すように、入射された暗視野照明
光は、光ファイバチューブ４８を介して明／暗視野レボ
ルバー４９内に設けられたリング状光源部５２に導光さ
れる。導光された暗視野照明光は、前記リング状光源部
５２に対向したリング状レンズ９０を介して平行光束に
変換される。変換された暗視野照明光は、対物レンズ鏡
筒８８内に設けられた暗視野照明用光路８９を通ってリ
ング状集光レンズ９１に照射される。そして、リング状
集光レンズ９１によって、ステージ８６上の試料８７に
暗視野照明光が照射される。試料８７表面で反射された
回折光は、対物レンズ鏡筒８８内の明／暗視野対物レン
ズ５０を介し、明／暗視野レボルバー４９及びハーフミ
ラー８５を経て結像レンズ（図示しない）に照射され
る。この結像レンズで結像された像を接眼レンズ８４を
介して観察することにより、試料８７表面の暗視野観察
が行われる。

【００２９】ここで、ランプハウス３２に内蔵されたコ
レクタレンズ３９から供給される照明光は、平行光束に
なっているため、コレクタレンズ３９と第１の照明レン
ズ６（図７参照）との間の距離をのばして暗視野照明ユ
ニット２９を挿入しても、明視野系投光管３１側の光学
系に影響を与えることはない。

【００３０】このように、本実施例のシステム顕微鏡
は、明視野系投光管３１をそのまま用いて暗視野観察を
行うことができる。このため、顕微鏡のシステム性を向
上させることができる。この結果、従来のように高価な
明／暗視野投光管を別に購入する必要がないため、余分
な出費もなくなる。

【００３１】また、暗視野照明ユニット２９を用いるこ
とにより、ランプハウス３２の光源を落射投光管と併用
してそのまま用いることができる。このため、高価な外
部光源を別に購入する必要がない。

【００３２】なお、本発明は、上述した第１の実施例に
限定されることはない。全反射ミラー４１の代りに、他
の偏向素子として、例えば透過率を変化させたハーフミ
ラーやビームスプリッタ等を配置してもよい。このよう
なハーフミラー等を用いることによって、暗視野観察と
他の光学的観察（例えば明視野観察）とを同時に行うこ
とができる。従って、例えば、生物分野で行われている
蛍光観察と暗視野観察とを同時に行うことができ、多重
に染色された標本の観察時間の短縮及び観察精度の向上
を達成することができる。

【００３３】また、暗視野観察と他の光学的観察との切
換え方法を、電気的手段とメカニカルな手段とを組合せ
て遠隔操作させる方法にしてもよい。

【００３４】また、顕微鏡本体３０と明視野系投光管３
１とを一体化させてもよい。

【００３５】次に、本発明の第２の実施例に係るシステ
ム顕微鏡について、図４を参照して説明する。なお、本
実施例の説明に際し、前述した第１の実施例のシステム
顕微鏡と同一の構成には、同一の参照符号を付してその
説明を省略する。

【００３６】図４に示すように、本実施例のシステム顕
微鏡は、明視野系投光管３１とランプハウス３２との間
に、スライダ５７を備えている。このスライダ５７は、
光軸に対して直交する方向に延出し、スライダ支持体５
８中を光軸に直交する方向に摺動自在に支持されてい
る。このような摺動移動は、スライダ５７の端部に設け
られた操作つまみ５６を、光軸に直交する方向に押す又
は引くことにより容易に行われる。そして、スライダ５
７は、スライダ支持体５８に設けられたクリック５５に
よって、所定の位置に保持される。このようなスライダ
５７は、全反射ミラー４１とフィルターボックス５４と
を備えている。これらの間には、ランプハウス３２から
の照明光を通過させるための孔部１５１が設けられてい
る。全反射ミラー４１は、この全反射ミラー４１に照射
される照明光の光軸に対して４５°の角度に配置されて
いる。また、フィルターボックス５４内には、前記照明
光に所定の光学的特性を与えるフィルタ１５２（例え
ば、色温度変化フィルタ、ＮＤフィルタ等）が、所定の
切欠溝５３によって、着脱可能に支持されている。この
ため、所望のフィルタ１５２を適宜配置させることがで
きる。また、前記スライダ支持体５８には、前述したア
タッチメント３４が固定されている。

【００３７】なお、このようなスライダ支持体５８は、
前述した係合部６００、６００によって、光軸を中心に
３６０°回転可能に設けられている。このため、操作つ
まみ５６を所望の位置に変えることができる。この結
果、観察時での、顕微鏡の操作性が向上する。

【００３８】次に、このような構成のスライダ５７を備
えたシステム顕微鏡の作用について説明する。

【００３９】まず、操作つまみ５６を介してスライダ５
７を移動させる。前記クリック５５によって前記スライ
ダ５７を固定し、全反射ミラー４１を光軸上に保持させ
る。ランプハウス３２からの照明光は、全反射ミラー４
１で反射され、集光レンズ３５に照射される。照射され
た照明光は、集光レンズ３５によって、ジョイント部３
６に集光される。図１及び図３に示すように、光ファイ
バのジョイント部３６に入射された暗視野照明光は、光
ファイバチューブ４８を介して明／暗視野レボルバー４
９内に設けられたリング状光源部５２に導光される。導
光された暗視野照明光は、前記リング状光源部５２に対
向したリング状レンズ９０を介してリング状集光レンズ
９１に照射される。このリング状集光レンズ９１によっ
て、ステージ８６上の試料８７に暗視野照明光が照射さ
れる。試料８７表面で反射された回折光は、明／暗視野
対物レンズ５０を介し、明／暗視野レボルバー４９及び
ハーフミラー８５を経て結像レンズ（図示しない）に照
射される。この結像レンズで結像された像を接眼レンズ
８４を介して観察することにより、試料８７表面の暗視
野観察が行われる。

【００４０】次に、操作つまみ５６を介してスライダ５
７を移動させる。クリック５５によって前記スライダ５
７を固定し、孔部１５１を光軸上に保持させる。ランプ
ハウス３２からの照明光は、孔部１５１を通過して明視
野系投光管３１に照射される。図１及び図３に示すよう
に、この明視野系投光管３１で所定の光学的特性が与え
られた前記照明光は、ハーフミラー８５を介して明／暗
視野対物レンズ５０に入射され、ステージ８６上に配置
された試料８７（図３参照）に集光される。試料８７表
面で反射された反射光は、再び明／暗視野対物レンズ５
０、明／暗視野レボルバー４９及びハーフミラー８５を
介して結像レンズ（図示しない）に照射される。この結
像レンズで結像された像を接眼レンズ８４を介して観察
することにより、試料８７表面の明視野観察が行われ
る。

【００４１】更に、操作つまみ５６を介してスライダ５
７を移動させる。クリック５５によって前記スライダ５
７を固定し、フィルターボックス５４を光軸上に保持さ
せる。このため、ランプハウス３２からの照明光は、所
定の光学的特性を与えられた状態で、試料８７（図３参
照）表面に照射される。そして、所定の光学的観察が行
われる。

【００４２】このようなシステム顕微鏡は、第１の実施
例と同様な効果が得られる上に、更に、スライダ５７に
フィルターボックス５４が取付けられているので、落射
明視野系投光管３１の照明光路に挿入されたフィルター
１５２以外の補助フィルタを追加して照明光路に挿入で
きると共に、スライダ５７を移動させることによって、
暗視野観察、明視野観察及びその他の光学的観察の切換
えが短時間に行える。

【００４３】次に、本発明の第３の実施例に係るシステ
ム顕微鏡について、図５を参照して説明する。なお、本
実施例の説明に際し、前述した第１の実施例のシステム
顕微鏡と同一の構成には、同一の参照符号を付してその
説明を省略する。

【００４４】図５に示すように、本実施例のシステム顕
微鏡が用いられる顕微鏡は、顕微鏡本体３０の上部に明
視野系投光管３１を設け、この明視野系投光管３１一端
に、鏡筒スリーブ８０が光学的に接続され、他端に、ラ
ンプハウス３２が光学的に接続されている。顕微鏡本体
３０下部には、暗視野照明用の暗視野照明ユニット２９
が接続されている。この暗視野照明ユニット２９には、
ランプ６１を内蔵した透過照明用ランプハウス６０が接
続されている。このランプハウス６０には、顕微鏡本体
３０内の電源回路（図示しない）から電圧を印加するた
めの接続コード６２が接続されている。また、顕微鏡本
体３０には、ランプハウス６０に印加される電圧を調節
するための調節つまみ６３が設けられている。また、暗
視野照明ユニット２９からは光ファイバチューブ４８
が、顕微鏡本体３０を貫通してリング状光源部５２（図
３参照）まで延出している。

【００４５】なお、前述と同様に、暗視野照明ユニット
２９は、係合部６００、６００によって、光軸を中心に
３６０°回転可能に設けられている。

【００４６】このように構成されたシステム顕微鏡で
は、明視野系投光管３１に接続されたランプハウス３２
からの照明光によって、試料８７（図３参照）の明視野
観察が行われ、また、透過照明用ランプハウス６０から
の照明光によって、試料８７の暗視野観察が行われる。

【００４７】この結果、試料８７の明視野観察と暗視野
観察とを同時もしくは選択的に行うことができる。ま
た、調節つまみ６３で透過照明用ランプハウス６０に印
加される電圧を変化させることで、このランプハウス６
０からの照明光の光量を所望の値に調節することができ
る。このため、例えば、ＩＣウエハーの表面検査等にお
いて、実装パターンに応じた光量を照射させることがで
きる。この結果、検査精度及び検査の作業性能を向上さ
せることができる。なお、本実施例の暗視野照明ユニッ
ト２９のミラーは、全反射ミラーを使って同時検鏡がで
きるので、製造コストが安価となる。

【００４８】次に、本発明の第４の実施例に係るシステ
ム顕微鏡について、図６を参照して説明する。なお、本
実施例の説明に際し、前述した第１の実施例のシステム
顕微鏡と同一の構成には、同一の参照符号を付してその
説明を省略する。

【００４９】図６に示すように、本実施例のシステム顕
微鏡が用いられる顕微鏡は、明視野系投光管３１が除か
れている。顕微鏡本体３０下部には、上述した第３の実
施例の場合と同様に、暗視野照明ユニット２９、透過照
明用ランプハウス６０、接続コード６２、調節つまみ６
３等が、夫々、設けられている。また、暗視野照明ユニ
ット２９には、その透過率を変えたミラー５００が内蔵
されている。従って、ランプ６１から発光し、コレクタ
レンズ６４を介してミラー５００に照射された照明光
は、その一部はミラー５００で反射してアタッチメント
３４に入射される。他の一部はミラー５００を透過し、
顕微鏡本体３０内に導光される。この顕微鏡本体３０に
は、導光された照明光を反射ミラー７０に案内する一対
のレンズ７１、７２と、反射ミラー７０と、視野絞り７
３及び開口絞り７４と、を備えている。照明光は、コン
デンサレンズ７５を介してステージ８６上に配置された
試料８７（図３参照）に集光される。ここで、レンズ７
１は、ランプ６１からの照明光が平行光束の時にケーラ
ー照明となるように構成されている。

【００５０】また、アタッチメント３４に入射された照
明光は、光ファイバチューブ４８を介してリング状光源
部５２に導光され、リング状集光レンズ９１（図３参
照）を介してステージ８６上の試料８７に照射される。
この結果、試料８７の透過明視野系観察と落射暗視野観
察とを同時に行うことができる。

【００５１】なお、本実施例の暗視野照明ユニット２９
も、前述した係合部６００、６００によって、光軸を中
心に３６０°回転可能に設けられている。

【００５２】本実施例の場合、明視野系投光管３１を用
いずに、透過照明用ランプハウス６０の光源を暗視野系
照明用の光源と共用させることにより、安価な製造コス
トを達成することができる。

【００５３】なお、本発明は、上述した各実施例の構成
に限定されず、種々変更可能であることはいうまでもな
い。

【００５４】

【発明の効果】ランプハウスとレボルバーとが着脱可能
なシステム顕微鏡に、暗視野ユニットをランプハウスと
顕微鏡本体との間、及び、ランプハウスと落射用投光管
との間の少なくとも一方の間に着脱可能に取付けること
ができる。また、レボルバーにリング状光源を着脱可能
に取付けることができる。この結果、光ファイバー束を
用いた暗視野観察において、システム顕微鏡をそのまま
用いて、暗視野観察と他の光学的観察とを同時又は選択
して行うことができる。更に、暗視野観察において暗視
野ユニットを用いることで、落射暗視野照明は、システ
ム顕微鏡のランプハウスの光源と共用して使用すること
ができるので、高価な外部光源を別に必要とせず製造コ
ストも安価となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係り、明視野系投光管
とランプハウスとの間に暗視野照明ユニットが介挿さ
れ、この暗視野照明ユニットから光ファイバーチューブ
が明／暗視野レボルバーに接続されたシステム顕微鏡の
全体を概略的に示す図。

【図２】図１のシステム顕微鏡に取付けられた暗視野照
明ユニットの構成を概略的に示す断面図であり、（ａ）
はその上面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は暗視野照
明ユニットに内蔵されたミラー座の平面図。

【図３】図１に示すシステム顕微鏡の明／暗視野レボル
バーにリング状光源部を取付け、このリング状光源部に
光ファイバーチューブが接続された状態を概略的に示す
断面図。

【図４】本発明の第２の実施例に係るシステム顕微鏡の
うち、ランプハウスと明視野系投光管との間に取付けら
れたスライダ支持体中に摺動自在に設けられたスライダ
の構成を概略的に示す断面図であり、（ａ）はその上面
図、（ｂ）はその側面図。

【図５】本発明の第３の実施例に係り、顕微鏡本体の下
部に、この顕微鏡本体とランプハウスとの間に暗視野照
明ユニットが介挿され、ランプハウスには、その光量を
調節するように、接続コードが接続されたシステム顕微
鏡の全体を概略的に示す図。

【図６】本発明の第４の実施例に係り、顕微鏡本体の下
部に、この顕微鏡本体とランプハウスとの間に暗視野照
明ユニットが介挿され、ランプハウスには、その光量を
調節するように接続コードが接続され、顕微鏡本体に
は、暗視野照明ユニットを透過した照明光をステージに
導光する構成が施されたシステム顕微鏡の全体を概略的
に示す図。

【図７】従来の明視野観察を行うためのシステム顕微鏡
の全体を概略的に示す図。

【図８】従来の暗視野観察を行うためのシステム顕微鏡
の全体を概略的に示す図。

【図９】図８の顕微鏡に設けられた暗視野リング１５の
平面図。

【図１０】従来の明視野系観察と暗視野観察との切換器
の構成を概略的に示す図であり、（ａ）はその側面図、
（ｂ）はその正面図。

【符号の説明】

２９…暗視野照明ユニット、３０…顕微鏡本体、３１…
明視野系投光管、３２…ランプハウス、３５…集光レン
ズ、３８…ランプ、４１…全反射ミラー、４６…フィル
タ、４８…光ファイバチューブ、４９…明／暗視野レボ
ルバー、５２…リング状光源部。

【手続補正書】

【提出日】平成４年３月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００２

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のシステム顕微鏡には、例
えば、半導体製造工程中に、半導体を目視検査する落射
明視野系（偏光、微分干渉、蛍光を含む）投光管があ
る。図７には、明視野系投光管４を備えた落射明視野系
顕微鏡の全体が概略的に示されている。この顕微鏡にお
いて、ランプハウス１のランプ２から出射された照明光
は、コレクタレンズ３で集光された後、明視野系投光管
４内に導光される。この明視野系投光管４に入射された
照明光は、第１の照明レンズ６で集光され、開口絞り
７、視野絞り８及び第２の照明レンズ９を介してハーフ
ミラー１０に照射される。このハーフミラー１０は、入
射光に対して４５°傾斜して配置されており、このハー
フミラー１０で反射された照明光は、顕微鏡本体５に対
して着脱可能な明視野系レボルバー１１を通って明視野
系対物レンズ１２に入射される。そして、照明光は、こ
の明視野系対物レンズ１２によって、ステージ１３０上
に配置された試料１３に集光される。試料１３表面で反
射された反射光は、再び明視野系対物レンズ１２、明視
野系レボルバー１１及びハーフミラー１０を介して結像
レンズ１４に入射される。この結像レンズ１４で結像さ
れた像を接眼レンズ１４０を介して観察することによ
り、試料１３表面の観察が行われる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００４】ところで、半導体の製造工程では、半導体
表面の微細な傷や塵等を目視検査するため、落射明視野
系観察に加えて落射暗視野観察が行われる。この暗視野
観察は、前述した明視野系投光管４をそのまま用いるこ
とができない。このため、別に、明／暗視野投光管４０
０が用いられる。図８には、この明／暗視野投光管４０
０を備えた落射明／暗視野顕微鏡が概略的に示されてい
る。なお、前述の落射明視野系顕微鏡と同一の構成に
は、同一の参照符号を付して、その説明を省略する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】なお、穴あきミラー１６の穴内には、この
穴あきミラー１６から反射したリング状照明光が観察光
路内に混入しないように、観察光軸と同心の中空遮光筒
１９が挿着されている。また、この遮光筒１９と明／暗
視野対物レンズ１８との間には、観察光軸方向に延出し
た中空の遮光筒２０が設けられている。この遮光筒２０
を設けることで、穴あきミラー１６から反射したリング
状照明光は、観察光路内に混入することなく、前記環状
レンズ１８２に導光される。更に、対物レンズ鏡筒１８
０（図８参照）内にも、照明光と観察光とを分離するた
めの中空の遮光筒２００（図３参照）が設けられてい
る。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】図１０の（ａ），（ｂ）は、落射明／暗視
野落射投光管の１例として、夫々、明視野観察と暗視野
観察との切換器を拡大して示す。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】また、近年、暗視野観察において、より大
きな照度でムラなく照明するために、光ファイバー束を
用いて暗視野観察を行う方法が、実開昭５０−７３４４
６号公報に記載されている。また、顕微鏡のシステム性
を考慮し、光ファイバー束に接続されたリング状光源を
レボルバーに設け、暗視野観察を行うシステム顕微鏡
が、特願平２−２５７１０５号（未公開）に記載されて
いる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】本発明は、このような問題を解決するため
になされ、その目的は、光ファイバー束を用いた落射暗
視野観察において、落射明視野顕微鏡をそのまま用い
て、落射暗視野観察と他の光学的観察とを同時又は選択
して行うことができると共に、操作性も高く、且つ、製
造コストも安価なシステム性の高いシステム顕微鏡を提
供することにある。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】図１の（ａ）に示すように、本実施例のシ
ステム顕微鏡が用いられる顕微鏡は、顕微鏡本体３０
と、この顕微鏡本体３０の上部に設けられた明視野系投
光管３１と、を備えている。この明視野系投光管３１の
一端には、例えば、丸アリ係合部６００が形成されてお
り、この係合部６００に暗視野照明ユニット２９、が着
脱自在に取付けられている。このような明視野系投光管
３１の他端は、顕微鏡の鏡筒スリーブ８０に接続されて
いる。鏡筒スリーブ８０の上部からは鏡筒８２が突設さ
れ、この鏡筒８２の先端には、接眼レンズ８４が取付け
られている。また、図１の（ｂ）に示すように、顕微鏡
本体３０のアーム部５１には、直線摺動溝５１ａが形成
されている。この直線摺動溝５１ａに沿って、各種のレ
ボルバ４９のアリ部４９ａを挿脱（図中矢印Ｓ方向に挿
脱）させることによって、各種のレボルバ４９をアーム
部５１に着脱させることができる。本実施例の場合、こ
の部分に、後述する明／暗視野レボルバー４９が着脱自
在に取付けられる。また、前記暗視野照明ユニット２９
には、例えば、丸アリ係合部６００を介してランプ３８
を内蔵したランプハウス３２が着脱自在に取付けられて
いる。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】切換ユニット３３内は、ランプハウス３２
からの照明光が通過可能な空洞が設けられている。この
空洞内には、全反射ミラー４１が設けられている。この
全反射ミラー４１は、ミラー座４２に固定されている。
このミラー座４２は、その一端部が回動軸４３に揺動自
在に支持されている。この回動軸４３は、空洞内に、前
記照明光の光軸と直交する方向に延出し、その両端は、
切換ユニット３３に回動自在に支持されている。このよ
うに支持されたミラー座４２は、図中（ａ）に示された
Ａ位置（光軸に対して４５°の位置）とＢ位置（光路か
ら外れた位置）との間を揺動し、クリック４４（図中
（ａ）参照）を介してＡ位置又はＢ位置で保持される。
なお、切換ユニット３３の外部には、回動軸４３を回動
させるための操作つまみ４５が設けられている。また、
前記ミラー座４２の中央部は、所定の大きさの孔が形成
されている。このため、例えば、前記ミラー座４２にハ
ーフミラー等を支持させた場合、このハーフミラー等に
入射した照明光の一部が、前記明視野系投光管３１方向
に透過可能となる。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２１】アタッチメント３４は、前記全反射ミラー
４１で反射された照明光を受光する集光レンズ３５を内
蔵している。この集光レンズ３５の下方には、暗視野系
照明用のフィルタ４６（例えば、色温度変化フィルタ、
ＮＤフィルタ等）が設けられている。このフィルタ４６
は、アタッチメント３４の内周面に設けられた切欠部４
７を介して着脱自在に支持されている。このようなアタ
ッチメント３４の最下部には、光ファイバのジョイント
部３６が、ビス３７で固定されている。このジョイント
部３６から延出した光ファイバチューブ４８は、顕微鏡
本体３０のアーム部５１を貫通して明／暗視野レボルバ
ー４９内に着脱可能に設けられたリング状光源部５２
（図３参照）に接続されている。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】まず、明視野系レボルバーを取外し、明／
暗視野レボルバー４９を顕微鏡本体３０に取付ける。明
視野系投光管３１からランプハウス３２を取外し、明視
野系投光管３１に暗視野照明ユニット２９を取付けた
後、ランプハウス３２を暗視野照明ユニット２９に取り
付ける。そして、前記光ファイバチューブ４８を前記ア
ーム部５１内に挿通し、そのジョイント部３６をアタッ
チメント３４に接続する。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】次に、暗視野系観察を行う場合について図
１ないし図３を参照して説明する。

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２８】まず、操作つまみ４５を回動し、ミラー座
４２をクリック４４で付勢して、Ａ位置（図２の（ｂ）
参照）に固定する。この位置では、ミラー座４２に支持
された全反射ミラー４１は、照明光の光軸に対して４５
°の角度で配置される。このため、ランプ３８からコレ
クタレンズ３９及びフィルタ４０を通って供給される平
行光束の照明光は、全反射ミラー４１を介して集光レン
ズ３５に照射される。照射された照明光は、集光レンズ
３５によって、フィルタ４６に集光される。集光された
照明光は、光ファイバのジョイント部３６に入射され
る。図１及び図３に示すように、入射された暗視野照明
光は、光ファイバチューブ４８を介して明／暗視野レボ
ルバー４９内に設けられ、レボルバ４９に対して着脱可
能に設けられたリング状光源部５２に導光される。導光
された暗視野照明光は、前記リング状光源部５２に対向
したリング状レンズ９０を介して平行光束に変換され
る。変換された暗視野照明光は、対物レンズ鏡筒８８内
に設けられた暗視野照明用光路８９を通ってリング状集
光レンズ９１に照射される。そして、リング状集光レン
ズ９１によって、ステージ８６上の試料８７に暗視野照
明光が照射される。試料８７表面で反射された回折光
は、対物レンズ鏡筒８８内の明／暗視野対物レンズ５０
を介し、明／暗視野レボルバー４９及びハーフミラー８
５を経て結像レンズ（図示しない）に照射される。この
結像レンズで結像された像を接眼レンズ８４を介して観
察することにより、試料８７表面の暗視野系観察が行わ
れる。

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】このように、本実施例のシステム顕微鏡
は、明視野系投光管３１をそのまま用いて落射暗視野観
察を行うことができる。このため、顕微鏡のシステム性
を向上させることができる。この結果、従来のように高
価な明／暗視野投光管を別に購入する必要がないため、
余分な出費もなくなる。

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】なお、本発明は、上述した第１の実施例に
限定されることはない。全反射ミラー４１の代りに、他
の偏向素子として、例えば透過率を変化させたハーフミ
ラーやビームスプリッタ等を配置してもよい。このよう
なハーフミラー等を用いることによって、落射暗視野観
察と他の光学的観察（例えば落射明視野観察）とを同時
に行うことができる。従って、例えば、生物分野で行わ
れている落射蛍光観察と落射暗視野観察とを同時に行う
ことができ、多重に染色された標本の観察時間の短縮及
び観察精度の向上を達成することができる。

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】また、図１８の（ｃ）に示すように、暗視
野観察と他の光学的観察との切換え方法としては、暗視
野照明ユニット２９に設けられた回動軸２０１に電気的
手段（例えば、モータ２０２）を接続させて遠隔操作さ
せる方法がある。

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３９】まず、操作つまみ５６を介してスライダ５
７を移動させる。前記クリック５５によって前記スライ
ダ５７を固定し、全反射ミラー４１を光軸上に保持させ
る。ランプハウス３２からの照明光は、全反射ミラー４
１で反射され、集光レンズ３５に照射される。照射され
た照明光は、集光レンズ３５によって、ジョイント部３
６に集光される。図１及び図３に示すように、光ファイ
バのジョイント部３６に入射された暗視野照明光は、光
ファイバチューブ４８を介して明／暗視野レボルバー４
９内に設けられ、顕微鏡本体３０に対して着脱可能なリ
ング状光源部５２に導光される。導光された暗視野照明
光は、前記リング状光源部５２に対向したリング状レン
ズ９０を介してリング状集光レンズ９１に昭射される。
このリング状集光レンズ９１によって、ステージ８６上
の試料８７に暗視野照明光が照射される。試料８７表面
で反射された回折光は、明／暗視野対物レンズ５０を介
し、明／暗視野レボルバー４９及びハーフミラー８５を
経て結像レンズ（図示しない）に照射される。この結像
レンズで結像された像を接眼レンズ８４を介して観察す
ることにより、試料８７表面の暗視野系観察が行われ
る。

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４０】次に、操作つまみ５６を介してスライダ５
７を移動させる。クリック５５によって前記スライダ５
７を固定し、孔部１５１を光軸上に保持させる。ランプ
ハウス３２からの照明光は、孔部１５１を通過して明視
野系投光管３１に照射される。図１及び図３に示すよう
に、この明視野系投光管３１で所定の光学的特性が与え
られた前記照明光は、ハーフミラー８５を介して明／暗
視野対物レンズ５０に入射され、ステージ８６上に配置
された試料８７（図３参照）に集光される。試料８７表
面で反射された反射光は、再び明／暗視野対物レンズ５
０、明／暗視野レボルバー４９及びハーフミラー８５を
介して結像レンズ（図示しない）に照射される。この結
像レンズで結像された像を接眼レンズ８４を介して観察
することにより、試料８７表面の明視野系観察が行われ
る。

【手続補正１８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４２】このようなシステム顕微鏡は、第１の実施
例と同様な効果が得られる上に、更に、スライダ５７に
フィルターボックス５４が取付けられているので、落射
明視野系投光管３１の照明光路に挿入されたフィルター
以外の補助フィルタ１５２を追加して照明光路に挿入で
きると共に、スライダ５７を移動させることによって、
落射暗視野観察、落射明視野観察及びその他の光学的観
察の切換えが短時間に行える。

【手続補正１９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４６】このように構成されたシステム顕微鏡で
は、明視野系投光管３１に接続されたランプハウス３２
からの照明光によって、試料８７（図３参照）の明視野
系観察が行われ、また、透過照明用ランプハウス６０か
らの照明光によって、試料８７の落射暗視野観察が行わ
れる。

【手続補正２０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４７】この結果、試料８７の落射明視野観察と落
射暗視野観察とを同時もしくは選択的に行うことができ
る。また、調節つまみ６３で透過照明用ランプハウス６
０に印加される電圧を変化させることで、このランプハ
ウス６０からの照明光の光量を所望の値に調節すること
ができる。このため、例えば、ＩＣウエハーの表面検査
等において、実装パターンに応じた光量を照射させるこ
とができる。この結果、検査精度及び検査の作業性能を
向上させることができる。なお、本実施例の暗視野照明
ユニット２９のミラーは、全反射ミラーを使って同時検
鏡ができるので、第１の実施例のようにハーフミラーを
設ける場合に比べて製造コストが安価となる。

【手続補正２１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５４】

【発明の効果】ランプハウスとレボルバーとが着脱可能
なシステム顕微鏡に、暗視野ユニットをランプハウスと
顕微鏡本体との間、及び、ランプハウスと落射用投光管
との間の少なくとも一方の間に着脱可能に取付けること
ができる。また、レボルバーにリング状光源を着脱可能
に取付けることができる。この結果、光ファイバー束を
用いた暗視野観察において、システム顕微鏡をそのまま
用いて、落射暗視野観察と他の光学的観察とを同時又は
選択して行うことができる。更に、暗視野観察において
暗視野ユニットを用いることで、落射暗視野照明は、シ
ステム顕微鏡のランプハウスの光源と共用して使用する
ことができるので、高価な外部光源を別に必要とせず製
造コストも安価となる。

【手続補正２２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施例に係り、明視
野系投光管とランプハウスとの間に暗視野照明ユニット
が介挿され、この暗視野照明ユニットから光ファイバー
チューブが明／暗視野レボルバーに接続されたシステム
顕微鏡の全体を概略的に示す図、（ｂ）は、顕微鏡本体
のアーム部にレボルバを装着させる状態を示す斜視図、
（ｃ）は、（ａ）に示すＡ−Ａ線に沿う断面図。

【手続補正２３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】従来の落射明視野観察を行うためのシステム顕
微鏡の全体を概略的に示す図。

【手続補正２４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】従来の落射暗視野観察を行うためのシステム顕
微鏡の全体を概略的に示す図。

【手続補正２５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正２６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正２７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

【手続補正２８】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】

【手続補正２９】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランプハウスとレボルバーとが着脱可能
   なシステム顕微鏡において、 前記レボルバー内にリング状光源を着脱可能に設け、 前記ランプハウスに内蔵された光源からの光束を偏向す
   る偏向素子を備え、 この偏向素子により偏向された光束を光ファイバー束を
   介して前記リング状光源に導光する暗視野ユニットを、
   前記ランプハウスと顕微鏡本体との間及び前記ランプハ
   ウスと落射用投光管との間の少なくとも一方の間に着脱
   可能に設けたことを特徴とするシステム顕微鏡。