JPH0594814U - 顕微鏡 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 対物レンズのレボルバ近傍の下方位置に作業
空間を確保する。 【構成】 レボルバ１１ａの対物レンズ装着面を基板Ｓ
を出入れする側から反対方向でかつ顕微鏡の前面、すな
わち接眼レンズ１２が取り付けられている側から見て斜
め後方に向くように設置する。

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、特に大型の液晶基板等の板状試料の外観検査を容易に 行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。

【０００３】 図４乃至図６は従来のこの種の検査用の顕微鏡を示した平面図及び側面図であ る。 同図において、符号５０はベースを示しており、ベース５０の上面にはステー ジ５１が載置されている。このステージ５１はＸ、Ｙ軸方向の直交方向にスライ ドさせることができ、ステージ５１上にセットされた試料Ｓの位置を粗微動調整 するようになっている。

【０００４】 一方、このステージ５１を跨ぐようにして門型のアーム５３が架設されている 。 その形状としては図４に示したように平面形状は脚部がベース５０の端部に位置 するような略Ｙ字形をなし、また図５に示したように長い水平スパンの水平梁部 ５３ａとその両端に位置する斜め梁５３ｂと支持部である短柱部５３ｃとからな る門型形状で顕微鏡本体５５の重量を支持するようになっている。 このとき顕微鏡本体５５は焦準用昇降機構５４により昇降可能にアーム５３に 片持ち状態で支持され、焦準用昇降機構５４の駆動により昇降するようになって いる。

【０００５】 また、顕微鏡本体５５は、図５に示したようにステージ５１上に載置された板 状試料を観察する複数の対物レンズ５６Ａ、５６Ｂ…と、これら対物レンズ５６ Ａ、５６Ｂ…を保持し電動操作により対物レンズを切り替えるためのレボルバ５ ７Ｒを正逆自在に回転駆動する電動レボルバユニット５７と、光路上に配置され た対物レンズ５６Ｃを介して試料面を照明する反射照明装置５８と、対物レンズ ５６Ｃからの結像光線の鉛直光軸Ａ１をステージ５１のＹ軸方向に向いた水平光 線となるように光線を偏角してさらにベース５０端部の上方に位置する観察用鏡 筒５９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６０と、 この延長リレー鏡筒６０の先端に取着され接眼レンズ６１を備えた観察用鏡筒５ ９とから構成されている。

【０００６】 したがって顕微鏡本体５５では対物レンズ５６Ｃからの鉛直光軸Ａ１は、図示 しないプリズムまたは反射鏡により直角に偏角され、リレー光学系の水平光軸Ａ ２に導かれ、さらに図示しないプリズムまたは反射鏡により上方に向けて直角に 偏角され、観察用鏡筒５９内を経由して接眼レンズ６１に入射するように設定さ れている。

【０００７】 このとき前述の電動レボルバユニット５７は反射照明装置５８の下面に取り付 けられ、その内部には複数の対物レンズ５６が装着されたレボルバ５７Ｒを微動 焦準する駆動機構が内蔵されている。そしてレボルバ５７Ｒは対物レンズ装着面 が観察者に正対するように取り付けられており、光路上にない対物レンズ５６Ａ 、５６Ｂ…が光路上にある対物レンズ５６Ｃより観察者側に位置するように装着 されている。 また、一般の正立型の顕微鏡には使用しない対物レンズが基板面上方に位置し ないようにレボルバを観察者に対して奥側に向けたものが開発されている。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、この種の顕微鏡では広い面積の基板Ｓの各部を検査するためにステ ージをＸ、Ｙ軸方向に自由に動かして基板面を全面にわたり観察できることが必 要である。このとき前述のように使用しない対物レンズが光路上にある対物レン ズ５６Ｃより観察者側にあると、観察者が顕微鏡の観察視野の近傍を対物レンズ の装着されている脇から覗くようにして目視観察しようとすると、使用していな い対物レンズ５６Ａ、５６Ｂ…が観察者の側に位置してしまうので、光路位置の 対物レンズ５６Ｃの下方の基板が見え難い。

【０００９】 また、顕微鏡を見ながら視野内の基板表面にマーキングしたりその一部を加工 したりする場合もあり、この場合は対物レンズの真下に手や作業機材の先端部分 を入れるための作業空間が十分確保できず、十分な作業ができないという欠点も ある。 さらに、図６に示したようにステージ５１をＸ方向に引き出して基板Ｓを取り 出す際に観察者側にある使用していない対物レンズで基板を傷めてしまうおそれ もある。

【００１０】 そこで、本考案の目的は前述した従来の技術が有する問題点を解消し、作業者 が基板を直に目視観察したり基板を交換したりする際等に顕微鏡の対物レンズや 作業者の手が基板にぶつかったりしないようにし、対物レンズ直下のオープンス ペースを確保するようにした顕微鏡を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案は基台と、該基台上の案内面に沿い直交方 向に移動可能なステージと、前記基台に固着され前記ステージを跨ぐように架設 された門型アームと、該アームに焦準用昇降機構を介して昇降可能に支持された レボルバとを具備し、該レボルバに装着された対物レンズで前記ステージ上に載 置された板状試料を観察する顕微鏡において、前記レボルバはその対物レンズ装 着面が前記板状試料を出入れする側から反対方向でかつ該顕微鏡の接眼側前面か ら見て斜め後方に向けて設置されたことを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】

本考案によれば、対物レンズを含む鉛直光軸Ａ１を基準として前記レボルバの 対物レンズ装着面が基板を出し入れする側と反対方向を向くように、すなわち光 路上にない対物レンズが、観察者の側から見て基板を出し入れする側と反対の側 の斜め後方に向くように設置したので、観察に使用される対物レンズが基板の交 換時や検査中の基板取扱い時において、顕微鏡観察者に対して最も手前側に位置 するようになり、使用していない対物レンズが邪魔にならないとともに、この対 物レンズに隣接して装着されている使用していない対物レンズが観察者から均等 な距離を保持して使用している対物レンズより奥になるように配置され、対物レ ンズ直下で基板面を細工するような場合にも支障なく行える。

【００１３】

【実施例】

以下、本考案による顕微鏡の一実施例を図１乃至図３を参照して説明する。 図１は本考案による顕微鏡の平面図を示している。同図において、符号１はベ ースを示しており、このベース１は作業テーブルＴ上に水平を保持して設置され ている。本実施例ではこの作業テーブルＴは内部に除振機構を装備しており、こ の除振機構により外部振動を遮断できるようになっている。またこのベース１内 には照明用光源及びその安定装置が収容されており、顕微鏡本体の複数の対物レ ンズ２Ａ、２Ｂ…の直上に装着された反射照明装置３まで図示しない光ファイバ ケーブルを介して照明光を導出できるようになっている。 なお、ベース１内には併せて透過照明装置も装備されており、両方の照明系に より基板Ｓの観察が行えるようになっている。

【００１４】 またステージ４は直交するＸ、Ｙ軸方向の２層に配置された案内レール５、６ 上にスライド可能に載置され、図示しない手動のハンドル及びＤＣモータとによ り移動する。

【００１５】 一方、観察者側の前面側から後方に向けてステージ４を跨ぐようにして門型の アーム７が架設されている。この門型アーム７は前述のステージのＹ軸方向に沿 ってスパン中央部から両方の肩部にかけて大きな半径の緩い円弧形状をなし、ま た平面形状としては図１に示したように側壁７ａがベース１の両端部に固定され た略く字形をなしている。

【００１６】 顕微鏡の光学系を構成する部材としては、ステージ４上に載置された基板Ｓを 観察する複数の対物レンズ２Ａ、２Ｂ…と、これら対物レンズ２Ａ、２Ｂ…を保 持し電動操作によりレンズ切り替え可能な電動レボルバユニット１１と、光路上 の対物レンズ２Ａを介して試料面を照明する反射照明装置３と、対物レンズ２Ａ からの結像光線の鉛直光軸Ａ１をさらにベース１端部の上方に位置する観察用鏡 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の先端に取着され接眼レンズ１２を備えリレー光学系Ａ ２からの光線を接眼レンズ１２に導く鏡筒光学系Ａ３が収容されている観察用鏡 筒１３とがある。

【００１７】 このうち反射照明装置３と、この反射照明装置３の下面に連結された電動レボ ルバユニット１１とが焦準用昇降機構１５を介してアーム７のほぼ中心位置から 吊持されている。反射照明装置３は図１及び図２に示したように直方体形状のハ ウジングに収容され、このハウジングのほぼ中央位置に吊り点が設けられ、焦準 用昇降機構１５の駆動に対して滑らかな昇降が可能となる。 このとき反射照明装置３は図１に示したようにステージ４のＸ、Ｙ軸方向に対 して４５°傾いた状態で水平に設置されている。そして反射照明装置３の下面に は電動レボルバユニット１１が固着されている。この電動レボルバユニット１１ の内部にはレボルバ１１ａの回転駆動機構が内蔵され、また反射照明装置３内に は電動レボルバユニット１１の微動焦準昇降を行うための駆動機構が内蔵されて いる。

【００１８】 またレボルバ１１ａは対物レンズ２Ａ、２Ｂ…の装着面が反射照明装置３の長 手方向と同一方向となるように観察者の位置と反対側の斜め後方に向いて取り付 けられている。 したがって、使用しない対物レンズ２Ｂ、２Ｃ…は観察者側から見て使用して いる対物レンズ２Ａの後方に配置される。したがって観察者が顕微鏡を見ながら 基板表面等に対してマーキングや部分的改造等の作業を行うのに対物レンズ２Ａ の近くに手を入れて作業をするような場合にも手が対物レンズにぶつかったりす ることもない。 また、基板面の作業を行いながら電動レボルバユニット１１によりレボルバ１ １ａを回転させ倍率を変えることもできる。

【００１９】 このとき反射照明装置３の機能としてはベース１内の図示しない光源から光フ ァイバを介して導かれた照明光が対物レンズ２Ａの直上位置に■置された図示し ないハーフミラーで対物レンズ２Ａに向けて反射され対物レンズ２Ａ内を経由し て試料を照明するようになっている。

【００２０】 また、焦準用昇降機構１５は反射照明装置３側に固着された外筒部と、この外 筒部と入れ子構造になるアーム７側に固着された内筒部とからなり、内筒部内に 収容された図示しないＤＣモータによりギヤトレイン等の駆動伝達部を介して外 筒部１５ａを昇降させることができる。 対物レンズ２Ａからの結像光線の鉛直光軸Ａ１が通過する鏡筒１６も入れ子式 になっており、外筒部が上下動して全体が自由に伸縮し、筒長を自由に設定でき るとともに、外部からの迷光を遮断できるように内筒部１５ｂの外周にリング状 のブラインド部材が装着されている。

【００２１】 さらに鉛直光軸Ａ１の鏡筒１６と、この直上のアーム７の頂点位置７ｂとの交 点近傍には光路切り替え可能なプリズムシステム２０が装備されている。このプ リズムシステム２０は光軸を観察用鏡筒１３に向けて偏角する全反射偏角プリズ ム２０Ａと、対物レンズ２Ａからの光線を、アーム７の中央位置７ｂに設けられ た写真用直筒２１への光線と観察用鏡筒１３への光線とに所定の分割比で分割す るハーフミラー（図示せず）と、写真用直筒２１の位置に設置され液晶基板表面 の修復作業等を行う図示しないレーザリペアリング装置のレーザ光を通過させる ための円筒ガラス（図示せず）とから構成されている。これらの光路分割部材群 はＸ方向に直列に並べて配置されており、切り替えレバー２２で簡単に切り替え ることができる。

【００２２】 ここで前述のプリズムシステム２０の全反射偏角プリズム２０Ａで光軸を偏角 し観察用鏡筒１３で観察する観察光学系の構成について説明する。 対物レンズ２Ａからの対物像の結像光線は、反射照明装置３内の図示しないハ ーフミラーを通過し、プリズムシステム２０の全反射偏角プリズムに相当する第 １の偏角プリズム２０Ａで図１及び図２に示したように振れ角α°及び俯角β° で偏角される。

【００２３】 リレー光学系は図２に示したように第１の偏角プリズム２０Ａにより水平面と なす角が下方に向けてβ°となるように光線が鋭角に偏向されている。これに伴 い、延長リレー鏡筒１４はアーチ形状に沿って斜めに傾斜してアーム７の下面に 直接取り付けられている。このベース１端部に向けて下方に傾斜している延長リ レー鏡筒１４の内部には複数のリレーレンズ群が収容され、所定の中間倍率のリ レー光学系が構成されている。

【００２４】 このリレー光学系により光路が延長された光線は、さらに延長リレー鏡筒１４ の端部に配置された第２の偏角プリズム２３により鉛直上方に鋭角をなすように 偏角され観察用鏡筒１３を通過して接眼レンズ１２に至る。これによりステージ ４のほぼ中央位置にある対物レンズ２Ａでの対物像をアーム７の端位置に設けら れた接眼レンズで拡大された観察像として観察することができる。 このとき図２に示したように前述の第２の偏角プリズム２３による光軸偏向点 は第１の光軸偏向点に対して低くなるように設計されている。 なお、前述の偏角プリズム２３に代えてミラーを所定角度で取り付けて偏角ミ ラーとして使用しても良い。

【００２５】 図３はステージ４をＸ方向に引き出して基板Ｓを交換する状態を示したもので ある。このようにレボルバの対物レンズ装着面が観察者から見て斜め後方に向い ているので、基板全面が大きくオープンスペース側に引き出される。このため基 板交換時等において、レボルバに装着された対物レンズと基板とがぶつかったり して基板を傷めたりすることを防止することができる。

【００２６】 なお、本実施例では反射照明装置３は前述のように観察者から斜め後方にＸ， Ｙ軸から傾いた状態で配置されているが、Ｙ軸方向に向いて取り付けられても良 い。 また、レボルバ装着面の向く方向も本実施例のように４５°に限定されるもの ではなく、観察時に基板面との干渉を避けられるような適正角度に設定すれば良 い。

【００２７】

【考案の効果】

以上の説明から明らかなように、本考案によれば、使用していない対物レンズ が作業空間内にないので、目視観察や基板表面の細工を行うためのオープンスペ ースを確保でき、観察が容易になるばかりでなく基板交換時等に基板を傷つけた りすることがなくなる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による顕微鏡の一実施例を示した平面
図。

【図２】図１に示した顕微鏡の側面図。

【図３】図１に示した状態からステージを引き出した状
態を示した平面図。

【図４】従来の顕微鏡の一例を示した平面図。

【図５】図４に示した顕微鏡の側面図。

【図６】図４に示した状態からステージを引き出した状
態を示した平面図。

【符号の説明】

１ ベース ２ 対物レンズ ３ 反射照明装置 ４ ステージ ５、６ 案内レール ７ アーム １２ 接眼レンズ １３ 観察用鏡筒 １４ 延長リレー鏡筒 １５ 焦準用昇降機構 Ａ１ 対物レンズ鉛直光軸 Ａ２ リレー光学系光軸 Ａ３ 鏡筒光軸 α 光軸振れ角 β 光軸俯角

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】基台と、該基台上の案内面に沿い直交方向
   に移動可能なステージと、前記基台に固着され前記ステ
   ージを跨ぐように架設された門型アームと、該アームに
   焦準用昇降機構を介して昇降可能に支持されたレボルバ
   とを具備し、該レボルバに装着された対物レンズで前記
   ステージ上に載置された板状試料を観察する顕微鏡にお
   いて、 前記レボルバはその対物レンズ装着面が前記板状試料を
   出入れする側から反対方向でかつ該顕微鏡の接眼側前面
   から見て斜め後方に向けて設置されたことを特徴とする
   顕微鏡。