JP2016148829A - 観察装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】例えば24.6x24.6mm程度の物体面を、10ミクロン以下の分解能で、かつ、45度を超える大きな傾き角で観察することが可能な観察装置を提供する。【解決手段】観察装置10は、受光面20と、物体面Sからの光を受光面20に結像させる結像光学系30と、を備えている。結像光学系30は、凹面主鏡32、副鏡34、及び引き出し平面ミラー36を含む。物体面Sからの光の光束は、凹面主鏡32、凸面副鏡34、凹面主鏡32の順番で反射した後、引き出し平面ミラー36を介して、受光面20に結像する。観察装置10は、物体面Sから凹面主鏡32に向かう光の光軸L1と物体面Sの垂線N1とがなす角度αを変化させることのできる第1の傾動手段と、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2と受光面20の垂線N2とがなす角度βを変化させることのできる第2の傾動手段と、を備えている。【選択図】図7
Description
本発明は、観察装置に関する。
例えばプリント基板の欠陥検査のために、プリント基板表面の2次元形状だけでなく、プリント基板表面の3次元形状を観察したいという要求がある。すなわち、プリント基板の表面の2次元形状(XY面形状)を観察しながら、その表面の凹凸形状の高さ(=Z軸方向高さ)を観察したいという要求がある。
プリント基板の表面を真上から観察することによって、その基板表面の2次元形状を測定することは可能である。しかし、Z軸方向の高さの情報を得るためには、基板表面の凹凸形状を斜めから観察する必要がある。例えば、基板表面を斜めから観察すると、観察される画像の手前側は幅が広くなり、奥側は幅が狭くなる。ここで、観察される画像の中央にピントを合わせると、手前側と奥側にはピントが合わなくなるため、中央以外の部分では鮮明な画像が得られない。手前側と奥側にピントが合わなくなるのは、通常の光学系においては、像面と物体面が光軸に対して垂直に配置されることに起因している。手前側と奥側を含めた全面にピントを合わせるためには、像面を光軸に対して傾けるとともに、像面と物体面がシャインプルーフの条件を満たす必要がある。また、手前側と奥側を同じ幅で観察するためには、物体側と像側がともにテレセントリックとなる光学系を用いる必要がある。
本発明者は、物体面を斜め方向から計測することのできる計測装置の発明を既に提案している(特許文献1を参照)。この計測装置は、等倍反射型結像光学系を利用している。
シャインプルーフの原理を利用することによって、斜めから観察した物体面の全面を受光面に結像させることができる。シャインプルーフの原理を利用した従来の光学観察装置の大半は、屈折レンズ系を用いている。屈折レンズ系を用いた従来の光学観察装置の性能は、例えば、以下の表1の通りである。
表1に示す通り、45度を超える大きな傾き角で、かつ、10ミクロン以下の分解能で、物体面を斜めから観察可能な光学観察装置は存在しない。
また、観察装置の結像光学系に屈折レンズ系を用いた場合、屈折レンズに使用されるガラス材料を透過することのできる光の波長帯が制限されるという問題がある。この場合、観察装置を半導体やバイオ分野へ適用することが困難になるという問題がある。
本発明は、例えば、24.6x24.6mm程度の物体面を、10ミクロン以下の分解能で、かつ、45度を超える大きな傾き角で観察することが可能な観察装置を提供することを目的とする。また、物体面の観察に使用される光の波長が制限されない観察装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための手段は、以下の発明である。
(1)物体面からの光を受光する受光面と、前記受光面に前記物体面からの光を結像させる結像光学系と、を備える観察装置であって、
前記結像光学系は、凹面主鏡、凸面副鏡、及び引き出し平面ミラーを含み、前記物体面からの光の光束を、前記凹面主鏡、前記凸面副鏡、前記凹面主鏡の順番で反射させた後、前記引き出し平面ミラーを介して、前記受光面に結像させることのできる等倍反射型結像光学系で構成されており、
前記物体面から前記凹面主鏡に向かう光の光軸と前記物体面の垂線とがなす角度αを変化させることのできる第1の傾動手段と、
前記引き出し平面ミラーから前記受光面に向かう光の光軸と前記受光面の垂線とがなす角度βを変化させることのできる第2の傾動手段と、を備えることを特徴とする観察装置。
(1)物体面からの光を受光する受光面と、前記受光面に前記物体面からの光を結像させる結像光学系と、を備える観察装置であって、
前記結像光学系は、凹面主鏡、凸面副鏡、及び引き出し平面ミラーを含み、前記物体面からの光の光束を、前記凹面主鏡、前記凸面副鏡、前記凹面主鏡の順番で反射させた後、前記引き出し平面ミラーを介して、前記受光面に結像させることのできる等倍反射型結像光学系で構成されており、
前記物体面から前記凹面主鏡に向かう光の光軸と前記物体面の垂線とがなす角度αを変化させることのできる第1の傾動手段と、
前記引き出し平面ミラーから前記受光面に向かう光の光軸と前記受光面の垂線とがなす角度βを変化させることのできる第2の傾動手段と、を備えることを特徴とする観察装置。
(2)前記第1の傾動手段及び前記第2の傾動手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記角度αと前記角度βが等しくなるように、前記第1の傾動手段及び第2の傾動手段を制御する、上記(1)に記載の観察装置。
前記制御手段は、前記角度αと前記角度βが等しくなるように、前記第1の傾動手段及び第2の傾動手段を制御する、上記(1)に記載の観察装置。
(3)前記第1の傾動手段は、前記角度αを0度〜70度の範囲で変化させることが可能であり、
前記第2の傾動手段は、前記角度βを0度〜70度の範囲で変化させることが可能である、上記(1)または(2)に記載の観察装置。
前記第2の傾動手段は、前記角度βを0度〜70度の範囲で変化させることが可能である、上記(1)または(2)に記載の観察装置。
(4)顕微鏡、分光エリプソメータ、欠陥検出装置、または反射率測定装置である、上記(1)から(3)のうちいずれかに記載の観察装置。
本発明によれば、例えば、24.6x24.6mm程度の物体面を、10ミクロン以下の分解能で、かつ、45度を超える大きな傾き角で観察することが可能な観察装置を提供することができる。また、物体面の観察に使用される光の波長が制限されない観察装置を提供することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、X軸を回転軸とする、観察装置の正面図、上面図、及び側面図である。図2は、Y軸を回転軸とする、観察装置の正面図、上面図、及び側面図である。
図1、図2に示すように、本実施形態の観察装置10は、物体面Sからの光を受光するための受光面20と、物体面Sからの光を受光面20に結像させるための結像光学系30と、を備えている。
図1は、X軸を回転軸とする、観察装置の正面図、上面図、及び側面図である。図2は、Y軸を回転軸とする、観察装置の正面図、上面図、及び側面図である。
図1、図2に示すように、本実施形態の観察装置10は、物体面Sからの光を受光するための受光面20と、物体面Sからの光を受光面20に結像させるための結像光学系30と、を備えている。
本実施形態の観察装置10は、結像光学系30が、等倍反射型結像光学系の一つであるオフナー光学系によって構成されている。結像光学系30は、テレセントリック光学系によって構成されている。
本実施形態の観察装置10は、物体面Sに光を照射するための図示しない照明光学系を備えていてもよい。照明光学系は、結像光学系30に合わせて、テレセントリック光学系によって構成されていてもよい。照明光学系としては、例えば、特開2013−174844号公報に開示されたケーラー照明系を用いることが可能である。
図1、図2に示すように、オフナー光学系によって構成された結像光学系30は、凹面鏡で構成された主鏡32、凸面鏡で構成された副鏡34、及び引き出し平面ミラー36を備えている。物体面Sからの光の光束は、主鏡32、副鏡34、主鏡32、引き出し平面ミラー36の順番で反射された後、受光面20に結像するようになっている。
物体面Sと受光面20とは、オフナー光学系において、等倍の共役の関係となっている。
物体面Sは、観察対象となる物体の表面であり、例えば、プリント基板の表面である。
受光面20は、物体面Sからの光が結像する面であり、例えば、2次元CCD等の撮像素子の受光面である。
副鏡34は、光学系の瞳となっている。
物体面Sは、観察対象となる物体の表面であり、例えば、プリント基板の表面である。
受光面20は、物体面Sからの光が結像する面であり、例えば、2次元CCD等の撮像素子の受光面である。
副鏡34は、光学系の瞳となっている。
なお、一般に使われるCCDは、受光効率を上げるために、各素子の前面にマイクロ・レンズと呼ばれる集光レンズや、厚さのあるカラーフィルタが組み込まれている。しかし、大きな傾きを持つ光束は、CCDの受光面に至らないため、マイクロ・レンズで集光することが難しい。したがって、受光面20に使用する2次元CCDは、マイクロ・レンズや、厚さのあるカラーフィルタが組み込まれていないタイプであることが好ましい。
図1、図2に示すように、物体面Sから凹面主鏡32に向かう光の光束は、テレセントリックとなっている。主鏡32で反射した光は、絞りを兼ねる凸面副鏡34で反射する。副鏡34で反射した光は、再び凹面主鏡32で反射してテレセントリックとなる。主鏡32で反射してテレセントリックとなった光は、引出し平面ミラー36で反射して、等倍で受光面20に結像する。
物体面Sの視野は、例えば、24.6x24.6mm でNA=0.04である。
物体面Sからの光が等倍で結像する受光面20の視野も、例えば、24.6x24.6mmでNA=0.04 である。
物体面Sからの光が等倍で結像する受光面20の視野も、例えば、24.6x24.6mmでNA=0.04 である。
図3は、X軸を中心に0°回転した、観察装置10の上面図である。図4は、X軸を中心に0°回転した、観察装置10の側面図である。図5は、X軸を中心に0°回転した、観察装置10の正面図である。
図5に示すように、観察装置10がX軸を中心に0°回転した状態では、YZ平面内において、物体面Sの垂線N1は、物体面Sから主鏡32に向かう光の光軸L1に対して0°傾斜している(α=0°)。また、受光面20の垂線N2は、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2に対して0°傾斜している(β=0°)。
図5に示すように、観察装置10がX軸を中心に0°回転した状態では、YZ平面内において、物体面Sの垂線N1は、物体面Sから主鏡32に向かう光の光軸L1に対して0°傾斜している(α=0°)。また、受光面20の垂線N2は、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2に対して0°傾斜している(β=0°)。
図6は、X軸を中心に30°回転した、観察装置10の正面図である。
図6に示すように、観察装置10がX軸を中心に30°回転した状態では、YZ平面内において、物体面Sの垂線N1は、物体面Sから主鏡32に向かう光の光軸L1に対して30°傾斜している(α=30°)。また、受光面20の垂線N2は、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2に対して30°傾斜している(β=30°)。
図6に示すように、観察装置10がX軸を中心に30°回転した状態では、YZ平面内において、物体面Sの垂線N1は、物体面Sから主鏡32に向かう光の光軸L1に対して30°傾斜している(α=30°)。また、受光面20の垂線N2は、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2に対して30°傾斜している(β=30°)。
図7は、X軸を中心に60°回転した、観察装置10の正面図である。
図7に示すように、観察装置10がX軸を中心に60°回転した状態では、YZ平面内において、物体面Sの垂線N1は、物体面Sから主鏡32に向かう光の光軸L1に対して60°傾斜している(α=60°)。また、受光面20の垂線N2は、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2に対して60°傾斜している(β=60°)。
図7に示すように、観察装置10がX軸を中心に60°回転した状態では、YZ平面内において、物体面Sの垂線N1は、物体面Sから主鏡32に向かう光の光軸L1に対して60°傾斜している(α=60°)。また、受光面20の垂線N2は、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2に対して60°傾斜している(β=60°)。
図8は、X軸を中心に−60°回転した、観察装置10の正面図である。
図8に示すように、観察装置10がX軸を中心に−60°回転した状態では、YZ平面内において、物体面Sの垂線N1は、物体面Sから主鏡32に向かう光の光軸L1に対して−60°傾斜している(α=−60°)。また、受光面20の垂線N2は、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2に対して−60°傾斜している(β=−60°)。
図8に示すように、観察装置10がX軸を中心に−60°回転した状態では、YZ平面内において、物体面Sの垂線N1は、物体面Sから主鏡32に向かう光の光軸L1に対して−60°傾斜している(α=−60°)。また、受光面20の垂線N2は、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2に対して−60°傾斜している(β=−60°)。
図9は、Y軸を中心に0°回転した、観察装置10の上面図である。図10は、Y軸を中心に0°回転した、観察装置10の側面図である。図11は、Y軸を中心に0°回転した、観察装置10の正面図である。
図11に示すように、観察装置10がY軸を中心に0°回転した状態では、XZ平面内において、物体面Sの垂線N1は、物体面Sから主鏡32に向かう光の光軸L1に対して0°傾斜している(α=0°)。また、受光面20の垂線N2は、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2に対して0°傾斜している(β=0°)。
図11に示すように、観察装置10がY軸を中心に0°回転した状態では、XZ平面内において、物体面Sの垂線N1は、物体面Sから主鏡32に向かう光の光軸L1に対して0°傾斜している(α=0°)。また、受光面20の垂線N2は、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2に対して0°傾斜している(β=0°)。
図12は、Y軸を中心に30°回転した、観察装置10の正面図である。
図12に示すように、観察装置10がY軸を中心に30°回転した状態では、XZ平面内において、物体面Sの垂線N1は、物体面Sから主鏡32に向かう光の光軸L1に対して30°傾斜している(α=30°)。また、受光面20の垂線N2は、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2に対して30°傾斜している(β=30°)。
図12に示すように、観察装置10がY軸を中心に30°回転した状態では、XZ平面内において、物体面Sの垂線N1は、物体面Sから主鏡32に向かう光の光軸L1に対して30°傾斜している(α=30°)。また、受光面20の垂線N2は、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2に対して30°傾斜している(β=30°)。
図13は、Y軸を中心に60°回転した、観察装置10の正面図である。
図13に示すように、観察装置10がY軸を中心に60°回転した状態では、XZ平面内において、物体面Sの垂線N1は、物体面Sから主鏡32に向かう光の光軸L1に対して60°傾斜している(α=60°)。また、受光面20の垂線N2は、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2に対して60°傾斜している(β=60°)。
図13に示すように、観察装置10がY軸を中心に60°回転した状態では、XZ平面内において、物体面Sの垂線N1は、物体面Sから主鏡32に向かう光の光軸L1に対して60°傾斜している(α=60°)。また、受光面20の垂線N2は、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2に対して60°傾斜している(β=60°)。
図14は、Y軸を中心に−30°回転した、観察装置10の正面図である。
図14に示すように、観察装置10がY軸を中心に−30°回転した状態では、XZ平面内において、物体面Sの垂線N1は、物体面Sから主鏡32に向かう光の光軸L1に対して−30°傾斜している(α=−30°)。また、受光面20の垂線N2は、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2に対して−30°傾斜している(β=−30°)。
図14に示すように、観察装置10がY軸を中心に−30°回転した状態では、XZ平面内において、物体面Sの垂線N1は、物体面Sから主鏡32に向かう光の光軸L1に対して−30°傾斜している(α=−30°)。また、受光面20の垂線N2は、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2に対して−30°傾斜している(β=−30°)。
以上説明したように、本実施形態の観察装置10は、X軸及びY軸の両方を中心に回転することが可能である。すなわち、観察対象となる物体面SがXY2次元平面内に位置しているとき、主鏡32、副鏡34、及び引き出し平面ミラー36を収容する鏡筒本体を、X軸及びY軸の両方を中心に回転駆動することが可能である。また、鏡筒本体の回転角度に合わせて、例えばCCD撮像素子からなる受光面20を自在に回転駆動することが可能である。これにより、物体面S及び受光面20がシャインプルーフの条件を満たすように、観察装置10の鏡筒本体、及び、受光面20を回転駆動することが可能である。その結果、物体面Sを斜めから観察した場合であっても、物体面Sの全面にピントを合わせることが可能となる。
図15は、さらに具体的な観察装置10の外観を示す正面図である。図17は、観察装置10の側面図である。図16は、Y軸を中心に−45°回転した、観察装置10の正面図である。
図15〜図17に示すように、観察装置10は、主鏡32、副鏡34、及び引き出し平面ミラー36を内部に一体に収容する鏡筒本体12を備えている。また、観察装置10は、鏡筒本体12をX軸及びY軸を中心に回転駆動するための手段を備えている。この駆動手段は、例えば、ステッピングモータあるいはサーボモータによって構成されている。鏡筒本体12を回転駆動するための手段は、特に制限されるものではなく、ステッピングモータあるいはサーボモータ以外の手段であってもよい。鏡筒本体12を回転駆動するための手段が、本発明の「第1の傾動手段」に対応する。
図15〜図17に示すように、観察装置10は、主鏡32、副鏡34、及び引き出し平面ミラー36を内部に一体に収容する鏡筒本体12を備えている。また、観察装置10は、鏡筒本体12をX軸及びY軸を中心に回転駆動するための手段を備えている。この駆動手段は、例えば、ステッピングモータあるいはサーボモータによって構成されている。鏡筒本体12を回転駆動するための手段は、特に制限されるものではなく、ステッピングモータあるいはサーボモータ以外の手段であってもよい。鏡筒本体12を回転駆動するための手段が、本発明の「第1の傾動手段」に対応する。
観察装置10は、例えばCCD撮像素子によって構成される受光面20を回転駆動するための手段を備えている。この駆動手段は、例えば、ステッピングモータあるいはサーボモータによって構成されている。受光面20を回転駆動するための手段は、特に制限されるものではなく、ステッピングモータあるいはサーボモータ以外の手段であってもよい。受光面20を回転駆動するための手段が、本発明の「第2の傾動手段」に対応する。
また、観察装置10は、鏡筒本体12を回転駆動するための手段(第1の傾動手段)、及び、受光面20を回転駆動するための手段(第2の傾動手段)をそれぞれ制御するための制御手段を備えている。この制御手段は、第1の傾動手段及び第2の傾動手段をそれぞれ制御することによって、鏡筒本体12及び受光面20の回転角度をそれぞれ制御することができる。この制御手段は、例えばパーソナルコンピュータによって構成されている。第1の傾動手段と制御手段は、電気的に接続されている。第2の傾動手段と制御手段は、電気的に接続されている。制御手段には、第1の傾動手段及び第2の制御手段をそれぞれ制御するためのソフトウェアがインストールされていることが好ましい。
第1の傾動手段は、鏡筒本体12を回転させることによって、物体面Sから凹面主鏡32に向かう光の光軸L1と、物体面Sの垂線N1とがなす角度αを変化させることが可能である。第1の傾動手段は、好ましくは、角度αを0°〜70°の範囲で変化させることが可能である。
第2の傾動手段は、受光面20を回転させることによって、引き出し平面ミラー36から受光面20に向かう光の光軸L2と、受光面20の垂線N2とがなす角度βを変化させることが可能である。第2の傾動手段は、好ましくは、角度βを0°〜70°の範囲で変化させることが可能である。
制御手段は、角度αと角度βが等しくなるように、第1の傾動手段及び第2の傾動手段をそれぞれ制御することができる。すなわち、物体面Sと受光面20がシャインプルーフの条件を満たすように、物体面S及び受光面20の光軸に対する傾斜角度をそれぞれ制御することができる。これにより、物体面Sを例えば60°傾斜した方向から観察した場合であっても、物体面Sの全面にピントを合わせることが可能となる。
上述したように、物体面Sからの光を受光面20に結像させるための結像光学系は、等倍反射型結像光学系の一つであるオフナー光学系によって構成されている。このような反射光学系は、屈折レンズと異なり、物体面Sの観察に用いる光の波長が制限されないという利点を有している。このため、本実施形態の観察装置10は、観察に用いる光の波長が制限されないため、半導体、バイオ等の様々な分野に適用することができる。
本実施形態の観察装置10は、例えば、物体面を観察するための顕微鏡に適用することができる。
本実施形態の観察装置10は、例えば、分光エリプソメータ、欠陥検出装置、または反射率測定装置に適用することが可能である。
本実施形態の観察装置は、これらの装置以外にも、光学観察装置全般に適用できる可能性を有している。
本実施形態の観察装置10は、例えば、分光エリプソメータ、欠陥検出装置、または反射率測定装置に適用することが可能である。
本実施形態の観察装置は、これらの装置以外にも、光学観察装置全般に適用できる可能性を有している。
図18は、本実施形態の観察装置がX軸を中心に0°回転した場合における、分解能(MTF)の計算結果を示している。図19は、本実施形態の観察装置がX軸を中心に±30°回転した場合における、分解能(MTF)の計算結果を示している。図20は、本実施形態の観察装置がX軸を中心に±60°回転した場合における、分解能(MTF)の計算結果を示している。図21は、本実施形態の観察装置がY軸を中心に0°回転した場合における、分解能(MTF)の計算結果を示している。図22は、本実施形態の観察装置がY軸を中心に±30°回転した場合における、分解能(MTF)の計算結果を示している。図23は、本実施形態の観察装置がY軸を中心に±60°回転した場合における、分解能(MTF)の計算結果を示している。分解能(MTF)は、主波長を550nm(Weight 1.0)として、250nm(Weight 1.0)から800nm(Weight 1.0)までの波長域で計算した。また、分解能(MTF)は、100LP/mm(5μm L&S)まで計算した。
観察装置がXY平面に対して垂直(X軸中心及びY軸中心の回転角=0°)である場合、XY投影面内において、物体面と受光面がY軸に関して対称(線対称)となり、X軸に関して非対象となる。この場合、図18及び図21に示すように、受光面中心と4つのコーナーにおけるMTFは、ほぼ理論値と重なっている。
観察装置がX軸を中心に±30°及び±60°回転した場合、XY投影面内において、物体面と受光面がY軸に関して対称(線対称)となり、X軸に関して非対称となる。この場合、図19及び図20に示すように、受光面のX方向におけるMTFは、回転角=0°の場合とほとんど変わらない。受光面のY方向におけるMTFは、回転角30°の場合はcos30°=0.866低くなり、回転角60°の場合はcos60°=0.5低くなり、ほぼ理論値と重なる。
観察装置がY軸を中心に±30°及び±60°回転した場合、XY投影面内において、物体面と受光面がX軸及びY軸の両方に関して非対称となる。この場合、図22及び図23に示すように、受光面のX方向におけるMTFは、回転角=0°の場合とほとんど変わらない。受光面のY方向におけるMTFは、回転角30°の場合はcos30°=0.866低くなり、回転角60°の場合はcos60°=0.5低くなり、ほぼ理論値と重なる。
本実施形態の観察装置は、図1に示すように、観察装置をYZ平面内でX軸を中心に回転させた場合に、ほぼ理論値の分解能を実現することができる。また、本実施形態の観察装置は、図2に示すように、観察装置をXZ平面内でY軸を中心に回転させた場合にも、ほぼ理論値の分解能を実現することができる。
物体面がXY平面に置かれている場合において、物体面に垂直なZ軸方向に置かれた観察装置をX軸方向に傾斜させることのできる、図1に示す観察装置も考えられる。
物体面がXY平面に置かれている場合において、物体面に垂直なZ軸方向に置かれた観察装置をY軸方向に傾斜させることのできる、図2に示す観察装置も考えられる。
本実施形態の観察装置は、物体面をほぼすべての方向から観察することができる。
本実施形態の観察装置は、物体面を斜め方向から観察した場合であっても、ほぼ理論値の分解能を実現することができる。
物体面がXY平面に置かれている場合において、物体面に垂直なZ軸方向に置かれた観察装置をY軸方向に傾斜させることのできる、図2に示す観察装置も考えられる。
本実施形態の観察装置は、物体面をほぼすべての方向から観察することができる。
本実施形態の観察装置は、物体面を斜め方向から観察した場合であっても、ほぼ理論値の分解能を実現することができる。
一般に、試料の置かれた顕微鏡の物体面は、XY方向に動く。焦点合わせが必要な対物レンズは、物体面に垂直なZ軸方向に動く。つまり、顕微鏡は、3つの駆動軸を備えている。
本実施形態の観察装置は、さらに、観察装置をX軸を中心に回転させるための駆動軸と、観察装置をY軸を中心に回転させるための駆動軸を備えている。つまり、本実施形態の観察装置は、5つの駆動軸を備えることができる。この場合、5軸ロボットを組み込むことによって、本実施形態の観察装置を実現してもよい。
本実施形態の観察装置は、さらに、観察装置をX軸を中心に回転させるための駆動軸と、観察装置をY軸を中心に回転させるための駆動軸を備えている。つまり、本実施形態の観察装置は、5つの駆動軸を備えることができる。この場合、5軸ロボットを組み込むことによって、本実施形態の観察装置を実現してもよい。
10 観察装置
12 鏡筒本体
20 受光面
30 結像光学系
32 主鏡
34 副鏡
36 引き出し平面ミラー
L1、L2 光軸
N1、N2 垂線
S 物体面
12 鏡筒本体
20 受光面
30 結像光学系
32 主鏡
34 副鏡
36 引き出し平面ミラー
L1、L2 光軸
N1、N2 垂線
S 物体面
Claims (4)
- 物体面からの光を受光する受光面と、前記受光面に前記物体面からの光を結像させる結像光学系と、を備える観察装置であって、
前記結像光学系は、凹面主鏡、凸面副鏡、及び引き出し平面ミラーを含み、前記物体面からの光の光束を、前記凹面主鏡、前記凸面副鏡、前記凹面主鏡の順番で反射させた後、前記引き出し平面ミラーを介して、前記受光面に結像させることのできる等倍反射型結像光学系で構成されており、
前記物体面から前記凹面主鏡に向かう光の光軸と前記物体面の垂線とがなす角度αを変化させることのできる第1の傾動手段と、
前記引き出し平面ミラーから前記受光面に向かう光の光軸と前記受光面の垂線とがなす角度βを変化させることのできる第2の傾動手段と、を備えることを特徴とする観察装置。 - 前記第1の傾動手段及び前記第2の傾動手段を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記角度αと前記角度βが等しくなるように、前記第1の傾動手段及び第2の傾動手段を制御する、請求項1に記載の観察装置。 - 前記第1の傾動手段は、前記角度αを0度〜70度の範囲で変化させることが可能であり、
前記第2の傾動手段は、前記角度βを0度〜70度の範囲で変化させることが可能である、請求項1または請求項2に記載の観察装置。 - 顕微鏡、分光エリプソメータ、欠陥検出装置、または反射率測定装置である、請求項1から請求項3のうちいずれか1項に記載の観察装置。
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