JPWO2006093208A1 - 顕微鏡用アダプタおよび顕微鏡装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、局所液浸による観察時に液体を効率よく供給／回収する顕微鏡装置を提供することを目的とする。そのため、液浸系の対物レンズ２２と、対物レンズの先端５１と基板との間に液体を吐出する吐出手段と、液体を吸引する吸引手段とを備える。対物レンズの先端の周囲には、先端と隣接する２箇所の各々に傾斜面５２，５３が設けられ、かつ、該傾斜面と隣接する箇所に、該傾斜面より対物レンズの物体側に突出した突出部５４が設けられる。一方の傾斜面５２は、先端から対物レンズの側面まで延在され、該側面において突出部と基板とで囲まれた開口部を形成する。吐出手段は、傾斜面５２に設けられた管状部材２３を含み、該管状部材の幅が傾斜面５２の幅より狭く、該管状部材を用いて液体を吐出する。吸引手段は、他方の傾斜面５３に設けられた管状部材２４を含み、該管状部材の幅が管状部材２３の幅より広く、該管状部材２４を用いて開口部から空気を取り込みつつ液体を吸引する。

Description

本発明は、基板や標本の液浸観察に用いられる顕微鏡装置および対物レンズと標本や基板との間に設けられる顕微鏡用アダプタに関する。

基板（例えば半導体ウエハや液晶基板など）に形成された回路パターンの欠陥や異物などを高い分解能で観察するために、液浸系の対物レンズを用い、この対物レンズの先端と基板との間を水などの液体で満たし、液体の屈折率（＞１）に応じて対物レンズの開口数を大きくすることが提案されている（例えば特開２００５−８３８００号公報を参照）。また、コンパクトな装置構成とするために局所液浸の状態で観察することも提案されている。この場合は、基板の観察点ごとに、液体を局所的に供給して観察を行った後、その液体の回収が行われる。
しかし、上記の装置では、局所液浸による観察時に液体を効率よく供給あるいは回収をすることができない。このため、高スループットで基板の液浸観察を行うことができなかった。

本発明の目的は、局所液浸による観察時に液体を効率よく供給あるいは回収が可能な顕微鏡用アダプタおよび顕微鏡装置を提供することにある。
上記課題の解決のため本発明の一態様による顕微鏡用アダプタは、
標本の外観検査を行う顕微鏡用の液浸対物レンズと前記標本との間に着脱可能に取り付けられるアダプタであって、
前記顕微鏡との連結部と、
前記液浸対物レンズの先端の周囲に設けられ、前記先端と隣接する２箇所の各々に、前記先端から離れるほど前記液浸対物レンズの像側に近づく方向に設けられた傾斜面と、
前記傾斜面と隣接する箇所に設けられ、前記傾斜面より前記液浸対物レンズの物体側に突出した突出部とを有し、
前記２箇所の傾斜面のうち一方は、前記先端から前記液浸対物レンズの側面まで延在され、該側面において前記突出部と前記標本とで囲まれた開口部を形成することを特徴とする。
また、本発明のもう１つの顕微鏡装置は、
観察対象の基板を支持する支持手段と、
液浸系の対物レンズと、
前記対物レンズの先端と前記基板との間に液体を吐出する吐出手段と、
前記液体を前記基板から吸引する吸引手段とを備え、
前記対物レンズの前記先端の周囲には、前記先端と隣接する２箇所の各々に、前記先端から離れるほど前記対物レンズの像側に近づく方向の傾斜面が設けられ、かつ、該傾斜面と隣接する箇所に、該傾斜面より前記対物レンズの物体側に突出した突出部が設けられ、
前記２箇所の傾斜面のうち一方は、前記先端から前記対物レンズの側面まで延在され、該側面において前記突出部と前記基板とで囲まれた開口部を形成し、
前記吐出手段は、前記一方の傾斜面に設けられた第１の管状部材を含み、該管状部材の幅が前記一方の傾斜面の幅より狭く、該第１の管状部材を用いて前記液体を吐出し、
前記吸引手段は、前記２箇所の傾斜面のうち他方に設けられた第２の管状部材を含み、該管状部材の幅が前記第１の管状部材の幅より広く、該第２の管状部材を用いて前記開口部から空気を取り込みつつ前記液体を吸引する
ことを特徴とする。
また、本発明のもう１つの態様による顕微鏡用アダプタは、
標本の外観検査を行う顕微鏡用の液浸対物レンズと前記標本との間に着脱可能に取り付けられるアダプタであって、
前記顕微鏡との連結部と、
前記液浸対物レンズと前記標本との間に液体を保持する液体保持部と、
前記液体保持部から前記液体を除去するための第１通路と
を有することを特徴とする。
また、本発明のもう１つの態様による顕微鏡装置は、
標本を保持するステージと、液浸対物レンズと、前記液浸対物レンズの先端と前記標本との間に液体を供給する液体供給手段と、前記液体を除去する液体除去手段とを有する顕微鏡と、
前記液浸対物レンズ或は前記顕微鏡との連結部と、前記液浸対物レンズと前記標本との間に前記液体を保持する液体保持部と、前記液体保持部から前記液体を除去するための第１通路とを有する顕微鏡用アダプタとを有し、
前記第１通路の一端は前記液体除去手段に連結されていることを特徴とする。
本発明の顕微鏡用アダプタおよび顕微鏡装置によれば、局所液浸による観察時に液体を効率よく供給あるいは回収することができる。

図１Ａと１Ｂは、本発明の第１の実施形態の顕微鏡装置１０の全体構成図であり、図１Ａはその上面図、図１Ｂはその断面図である。
図２は、吐出ノズル２３に接続された液体吐出装置（３１〜３５）と吸引ノズル２４に接続された液体吸引装置（４１〜４４）の構成を示す図である。
図３Ａと３Ｂは、対物レンズ２２の先端５１の周辺構成を説明する拡大図であり、図３Ａは側方から見た概略断面図、図３Ｂはその底面図である。
図４は、傾斜面５２，５３の傾斜を誇張して示す図である。
図５Ａと５Ｂとはそれぞれ、傾斜面５２，５３に対する突出部５４の段差を説明する図である。
図６Ａと６Ｂは、基板１０Ａを対向させたときに形成される開口部５５を説明する図である。
図７Ａと７Ｂは、円周上での流速分布についての計算結果を示す図である。
図８Ａ，８Ｂ，８Ｃは、吐出直後の液体１９の概略形状の一例を説明する、それぞれ側断面図、底面図、部分拡大図である。
図９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、吐出直後の液体１９の概略形状の別の例を説明する図８Ａ，８Ｂ，８Ｃと同様な図である。
図１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、吐出直後の液体１９が２個に分離した場合を説明する図８Ａ，８Ｂ，８Ｃと同様な図である。
図１１は、本発明の第２の実施形態の顕微鏡装置における液浸顕微鏡の構成図である。
図１２は、アダプタ１２５を対物レンズ１２２に取り付けた状態を示す断面図である。
図１３は、アダプタ１２５を底面から見た図である。
図１４は、本発明の第３の実施形態の顕微鏡装置におけるアダプタ２２５を対物レンズ１２２に取り付けた状態を示す断面図である。
図１５は、アダプタ２２５を底面から見た図である。
図１６は、本発明の第４の実施形態の顕微鏡装置におけるアダプタ３２５を対物レンズ３２２に取り付けた状態を示す断面図である。
図１７は、アダプタ３２５を底面から見た図である。
図１８は、本発明の第４の実施形態の顕微鏡装置の構成を示す図である。
図１９は、本発明の第５の実施形態の液浸顕微鏡５００の構成を示す図である。
図２０は、液浸対物レンズ４０１と試料４０４を側面から見た図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
本実施形態の顕微鏡装置１０は、図１Ａ，１Ｂに示す通り、ミニエンバイロメント装置（１１〜１５）と、その内部に設置された液浸顕微鏡２０とで構成される。図１Ａは顕微鏡装置１０の上面図、図１Ｂは断面図である。ミニエンバイロメント装置（１１〜１５）の内部には、観察対象の基板１０Ａを自動搬送する機構１６も設けられる。基板１０Ａは、半導体ウエハ又は液晶基板などである。顕微鏡装置１０は、半導体回路素子又は液晶表示素子などの製造工程において、基板１０Ａに形成された回路パターンの欠陥や異物などの液浸観察（外観検査）を行う装置である。回路パターンは例えばエッチングパターンである。
ミニエンバイロメント装置（１１〜１５）は、筐体１１と、その上面に設置された複数のファンフィルタユニット１２〜１５とで構成される。ファンフィルタユニット１２〜１５は、周囲（クリーンルーム内）の空気からゴミや塵などの微小な気体中パーティクルを除去した後、清浄な空気を筐体１１の内部に導入する機構である（ＦＦＵ；ＦＡＮ ＦＩＬＴＥＲ ＵＮＩＴ）。筐体１１の下面には不図示の通気口が形成され、ファンフィルタユニット１２〜１５からのダウンフローを外部（クリーンルーム内）に排気できるようになっている。図１Ｂの矢印は空気の流れを表している。
このように、ミニエンバイロメント装置（１１〜１５）の筐体１１の内部は、基板１０Ａの液浸観察をクリーンな環境で行うために、清浄度を周囲（クリーンルーム内）より高くした局所環境（ｍｉｎｉｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）である。気体中パーティクルの除去は、ＵＬＰＡフィルタ１７によって行われる。また、筐体１１の内部のうち液浸顕微鏡２０の配置された空間には、ファンフィルタユニット１２のケミカルフィルタ１８によって有機系ガスやアンモニアガスなどの化学物質が除去された清浄な空気が導入され、Ｔ．Ｏ．Ｃ．（Ｔｏｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃａｒｂｏｎ：全有機炭素）などのアウトガスの少ない環境に保たれる。
液浸顕微鏡２０には、基板１０Ａを支持するステージ部２１と、液浸系の対物レンズ２２と、液浸媒質の液体（不図示）の吐出に用いられる吐出ノズル２３と、液体の吸引に用いられる吸引ノズル２４とが設けられる。また、図示省略したが、液浸顕微鏡２０には、照明光学系やＴＴＬ方式のオートフォーカス機構、制御部なども設けられる。
ステージ部２１は、ＸＹステージとＺθステージとで構成される。基板１０Ａは、例えば現像装置から搬送されてＺθステージの上面に載置され、例えば真空吸着により固定的に支持される。Ｚθステージは、基板１０Ａの焦点合わせ時に、基板１０Ａを鉛直方向に移動させる。焦点合わせ動作は、不図示の制御部がオートフォーカス機構を用いて行う。また、基板１０Ａの予め定めた観察点を対物レンズ２２の視野内に位置決めする際、ＸＹステージは、基板１０Ａを水平面内で移動させる。ＸＹステージのベース部材は液浸顕微鏡２０の本体に固定されている。
液浸系の対物レンズ２２は、液浸顕微鏡２０の本体に固定され、その先端と基板１０Ａとの間が液浸媒質の液体１９（図２）で満たされたときに、光学系の収差が補正されるように設計されている。不図示の照明光学系には、照明光源などが設けられる。観察波長は、例えば可視域や紫外域である。可視域の場合は接眼レンズを用いた基板１０Ａの液浸観察が可能となる。また、紫外域の場合には、目視観察ができないので、接眼レンズの代わりにＣＣＤカメラなどを設けて撮像し、モニタ装置に表示して液浸観察が行われる。
液浸媒質の液体１９は、例えば純水である。純水は、半導体製造工程などで容易に大量入手できる。また、純水は、基板１０Ａのフォトレジストに対する悪影響がないため、基板１０Ａの非破壊検査が可能となる。また、純水は環境に対する悪影響もなく、不純物の含有量が極めて低いため、基板１０Ａの表面を洗浄する作用も期待できる。なお、半導体製造工程で使用される純水は一般に「超純水」と呼ばれる。これは、一般に「純水」と呼ばれるものより純度が高い。本実施形態においても超純水を用いるのがより好ましい。
吐出ノズル２３は、対物レンズ２２の周辺に固定的に配置され、その先端が対物レンズ２２の先端の近傍に位置する。この吐出ノズル２３を用いて対物レンズ２２の先端と基板１０Ａとの間に適量の液体１９を吐出するために、吐出ノズル２３には、図２に示す通り、液体吐出装置（３１〜３５）が接続される。液体吐出装置（３１〜３５）は、加圧ポンプ３１と、水圧レギュレータ３２と、最終フィルタ３３と、超純水製造装置３４と、液体タンク３５とで構成される。
また、吸引ノズル２４は、上記の吐出ノズル２３と同様、対物レンズ２２の周辺に固定的に配置され、その先端が対物レンズ２２の先端の近傍に位置する。この吸引ノズル２４を用いて基板１０Ａから液体１９を吸引するために、吸引ノズル２４には、液体吸引装置（４１〜４４）が接続される。液体吸引装置（４１〜４４）は、液体回収用フィルタ４１と、電磁弁４２，４３と、真空レギュレータ４４とで構成される。真空レギュレータ４４には、真空源の吸引ポンプが接続される。
さらに、本実施形態の顕微鏡装置１０では、局所液浸による観察時に、液体１９を効率よく供給／回収するために、対物レンズ２２の先端の周囲にアダプタ２５を一体的に取り付け、このアダプタ２５を図３Ａ、図３Ｂのような構成とした。図３Ａには、図２と同様、アダプタ２５などを側方から見た断面構成を示す。図３Ａではアダプタ２５の断面に点網かけを付した。また図３Ｂには、アダプタ２５などを下方から見た構成を示す。
対物レンズ２２の先端５１は、対物レンズ２２の光軸Ｏ２２に対して略垂直な平面形状を成す。また、先端５１の中心部には、対物レンズ２２の先玉２Ａが露出している。
さらに、アダプタ２５を取り付けたことにより、対物レンズ２２の先端５１の周囲には、先端５１と隣接する２箇所の各々に傾斜面５２，５３が設けられ、かつ、傾斜面５２，５３と隣接する略Ｕ字状の箇所に突出部５４が設けられる。
傾斜面５２，５３は、その中心線５Ａ，５Ｂが対物レンズ２２の光軸Ｏ２２と共に同一面に含まれ、その傾斜を誇張して示した図４から分かるように、先端５１から離れるほど対物レンズ２２の像側に近づく方向に傾けられている。突出部５４は、傾斜面５２，５３よりも対物レンズ２２の物体側に突出した部位であり、さらに、その段差を誇張して示した図５Ａ、図５Ｂから分かるように、対物レンズ２２の光軸Ｏ２２に対して略垂直な平面形状を成す。この突出部５４は先端５１と同一面に含まれる。
傾斜面５２，５３の幅については次のようになっている。ここで、幅とは、傾斜面５２，５３の中心線５Ａ，５Ｂと対物レンズ２２の光軸Ｏ２２とを含む面に対して垂直な方向の寸法を意味する。
一方の傾斜面５２の幅は、先端５１から所定距離までの内側部分と、所定距離から対物レンズ２２の側面までの外側部分とで異なり、内側部分と比べて外側部分の方が大きい。また、内側部分における幅は、先端５１からの距離に拘わらず略一定である。外側部分における幅は、先端５１から離れるほど大きくなる。つまり、外側部分は略扇形状を成す。これに対し、他方の傾斜面５３の幅は、その全体において、先端５１からの距離に拘わらず略一定となっている。さらに、他方の傾斜面５３の幅と一方の傾斜面５２の内側部分の幅とは略等しい。
さらに、一方の傾斜面５２は、先端５１から対物レンズ２２の側面まで延在されている。このため、基板１０Ａの液浸観察時に、基板１０Ａの観察点を対物レンズ２２の光軸Ｏ２２の近傍に位置決めし、基板１０Ａを対物レンズ２２やアダプタ２５に対向させると（図６Ａ）、対物レンズ２２の側面においては、図６Ｂに示すように、一方の傾斜面５２と突出部５４と基板１０Ａとで囲まれた開口部５５が形成される。
この開口部５５は、液浸観察のために対物レンズ２２の先端５１と基板１０Ａとの間に供給された液体１９（図２）を吸引する際の通気口として機能する。液浸観察の際、対物レンズ２２の先端５１（および突出部５４）と基板１０Ａとは略平行に保たれ、その隙間δは０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度に保たれる。図２では液体１９を分かりやすく示すために隙間δを拡大したが、実際の隙間δは図６Ａのように非常に狭い。
液体１９の吸引に用いられる吸引ノズル２４は、開口部５５とは反対側の傾斜面５３に設けられる（図３）。また、傾斜面５３と同じ角度に傾けられ、傾斜面５３から滑らかに延在するように配置されている。
このため、液体１９を吸引する際に、開口部５５から取り込まれた空気は、一方の傾斜面５２と基板１０Ａとの間（図５Ａ）を通過した後、先端５１と基板１０Ａとの間を通過し、さらに他方の傾斜面５３と基板１０Ａとの間（図５Ｂ）を通過して、吸引ノズル２４に導かれる。
そして、このような空気の流れと共に液体１９の吸引が行われる。開口部５５から吸引ノズル２４までの空気の通路は、液体１９を吸引する際に真空配管として機能し、さらに液体１９の通路（つまり水路）としても機能する。
通路の断面積は、場所によって異なり、開口部５５のところで最も大きく、先端５１のところで最も小さくなる。さらに、開口部５５から傾斜面５３に沿って先端５１に近づくほど小さくなり、先端５１から傾斜面５２に沿って吸引ノズル２４に近づくと大きくなる。このように、通路の断面積を開口部５５のところで最も大きくしたので、液体１９を吸引する際の真空配管の開口面積が大きくなり、真空流量を確保しやすくなる。
また、本実施形態では、吸引ノズル２４の幅を傾斜面５３の幅と略等しく構成した（図３Ｂ）。この場合、吸引ノズル２４の幅は傾斜面５２の内側部分の幅とも略等しい。このため、液体１９を吸引する際の真空配管の有効断面積は、上記した通路のうち先端５１のところでの断面積と略等しくなる。なお、吸引ノズル２４の幅（および傾斜面５３の幅など）は、対物レンズ２２の先玉２Ａの光学的有効径以上とすることが好ましい。
さらに、本実施形態では、上記の幅広の吸引ノズル２４に対し、吐出ノズル２３を極細の構成とした。つまり、吐出ノズル２３は、吸引ノズル２４より幅の狭い極細の管状部材であり、その内径φ＝０．１ｍｍ〜１ｍｍ程度である。また、吐出ノズル２３は、上記した通路のうち傾斜面５２の中に設けられ、その幅が傾斜面５２より狭い。
対物レンズ２２の光軸Ｏ２２に垂直な面を基準とするとき、傾斜面５２の角度θ（図４）は、５度から３０度までの範囲の任意の角度に設定することが好ましく、さらに５度から１５度までの範囲の任意の角度に設定することがより好ましい。なお、吐出ノズル２３の先端を対物レンズ２２の先端５１と同一面に配置して、液浸観察時の基板１０Ａの観察点に出来るだけ近接させることが好ましい。
また、本実施形態では、吐出ノズル２３の先端と吸引ノズル２４の先端とが、対物レンズ２２の先端５１を挟んで対向するように配置される。ただし、吐出ノズル２３は傾斜面５２と同じ角度に傾けられ、吸引ノズル２４も傾斜面５３と同じ角度に傾けられるため、厳密に言えば、吐出ノズル２３の中心軸の延長線と吸引ノズル２４の中心軸の延長線とが対物レンズ２２の光軸Ｏ２２上で交差するように配置される。吐出ノズル２３と吸引ノズル２４の各中心軸は対物レンズ２２の光軸Ｏ２２と共に同一面に含まれる。
上記構成の顕微鏡装置１０において、図２の液体吐出装置（３１〜３５）では、液体タンク３５に純水が注入され、液体タンク３５の純水が超純水製造装置３４のポンプによって汲み上げられ、イオン除去やバクテリア殺菌が行われた後、最終フィルタ３３に送られる。そして、最終フィルタ３３を通過した後、パーティクルなどの水質仕様を満たす超純水が得られる。この超純水は、不図示の制御部から吐出指令が出されるまでの間、液体タンク３５に再び送られ、この液体タンク３５と超純水製造装置３４と最終フィルタ３３とを循環することになる。循環はタイマーで管理される。
そして、不図示の制御部から吐出指令が出されると、最終フィルタ３３からの超純水は、水圧レギュレータ３２によって制御された水圧で加圧ポンプ３１に供給され、加圧ポンプ３１から吐出ノズル２３を介して、基板１０Ａの観察点に液浸媒質の液体１９として吐出される。
液体１９を吐出する際、対物レンズ２２の先端と基板１０Ａとの隙間δは、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍ程度に保たれる。分かりやすくするために図２では液体１９の高さ方向を拡大して示したが、実際の液体１９の高さは上記の隙間δに応じて非常に低く、図６Ａ，６Ｂのような隙間δの中に収まる。
液体タンク３５の超純水が液浸媒質の液体１９として使用され、液体タンク３５が空に近づくと、このことが不図示のセンサによって検知され、新たな純水が自動的に液体タンク３５に注入される。
上記の液体吐出装置（３１〜３５）を用いた１回の吐出動作によって吐出ノズル２３から吐出される液体１９の量（以下「吐出水量」）は、吐出流量と吐出時間との積で決まる。また、吐出流量は、吐出ノズル２３の内径断面積と吐出速度との積で決まる。吐出ノズル２３の内径断面積は既知である。したがって、吐出ノズル２３からの１回の吐出水量は、吐出速度と吐出時間との積で決まることになる。
さらに、本実施形態のように極細の吐出ノズル２３を用いる場合、液体１９の吐出速度ｖ（ｍ／ｓ）は、ベルヌーイの定理から吐出ノズル２３の内径断面積の項がほぼ０になるため、２３℃における水の密度ρ＝９９７．５４（ｋｇ／ｍ３）と、水圧ΔＰ（Ｐａ）と、重力加速度ｇ＝９．８（ｍ／ｓ２）と、水の高低差Δｚ（ｍ）とを用い、次の式（１）で表される。
ｖ＝√（２／ρ・ΔＰ＋２・ｇ・Δｚ）…（１）
そして、水の高低差Δｚ＝０とすると、吐出速度ｖは、水圧ΔＰによって決まることになる。したがって、吐出ノズル２３からの１回の吐出水量は、水圧ΔＰと吐出時間との積で決まることになり、加圧ポンプ３１におけるストローク調整で制御可能となる。
ただし、水圧ΔＰは、対物レンズ２２の先端と基板１０Ａとの隙間における損失を考慮して、ΔＰ＝０．０１〜０．１ＭＰａ程度とすることが好ましい。この場合、吐出速度ｖ＝４．５〜１４．２ｍ／ｓ程度になる。水圧ΔＰ（吐出速度ｖ）を略一定にすれば、吐出ノズル２３からの１回の吐出水量は、吐出時間によって制御可能となる。
本実施形態では、対物レンズ２２の先端５１の周囲に傾斜面５２を設け、傾斜面５２に吐出ノズル２３を設け、この吐出ノズル２３を用いて液体１９を吐出するため、液体１９を対物レンズ２２の先端５１と基板１０Ａとの間（つまり上記通路の最小断面積の部分）（液体１９を吸引する際の真空配管の有効断面積内）に収まるように適切に吐出することができる。また、吐出ノズル２３として傾斜面５２より幅の狭いものを用いるため、液体１９の吐出水量の微調整が容易になる。したがって、局所液浸による観察時に液体１９を効率よく供給することができる。
また、液体吸引装置（４１〜４４）では、真空レギュレータ４４が真空源の吸引ポンプに接続され、電磁弁４３を開放することで液体１９の吸引が開始される。このとき、上記通路は真空配管として機能し、開口部５５から取り込まれた空気の流れと共に液体１９が上記通路を介して吸引ノズル２４に導かれる。そして、吸引ノズル２４により吸引された液体１９は、液体回収用フィルタ４１を介して空気と選別され、電磁弁４２を介して排水される。なお、上記通路において十分な真空流量を確保するためには、吸引ノズル２４から吸引ポンプまでの真空配管を太く短くして配管損失を小さくすることが好ましい。
本実施形態では、対物レンズ２２の先端５１の周囲に傾斜面５２，５３を設け、この傾斜面５２，５３と隣接して突出部５４を設け、かつ、一方の傾斜面５２の延長上に開口部５５を形成し、他方の傾斜面５３に吸引ノズル２４を設け、吸引ノズル２４を吐出ノズル２３より幅広とし、この吸引ノズル２４を用いて開口部５５から空気を取り込みつつ液体１９を吸引するため、局所液浸による観察時に液体１９を効率よく回収することができる。
このように、本実施形態の顕微鏡装置１０によれば、局所液浸による観察時に液体１９を効率よく供給／回収できるため、高スループットで基板１０Ａの液浸観察を行える。さらに、液浸観察後の液体１９を基板１０Ａから素早く確実に回収できるため、気体中に浮遊するパーティクル（例えば０．１μｍ以下）が液体１９に付着して基板１０Ａを汚したり、液体１９によって基板１０Ａが酸化されたりする問題を回避でき、パターンの微細化にも確実に対応可能となる。
また、本実施形態では、一方の傾斜面５２の内側部分の幅と他方の傾斜面５３の幅とを先端５１からの距離に拘わらず略一定とし、互いに略等しくしたので、対物レンズ２２の先端５１と基板１０Ａとの間における空気の流れを各断面内で略均一にすることができ、この均一な空気の流れと共に液体１９を効率よく吸引できる。
さらに、本実施形態では、傾斜面５２の内側部分と比べて外側部分の幅を広げたので、液体１９を吸引する際の真空配管の開口面積が大きくなり、真空流量を確保しやすくなる。このため、真空流量を増やして効率よく液体１９を吸引できる。
また、本実施形態では、傾斜面５２の外側部分を扇形状として、その幅を先端５１から離れるほど広げたので、開口部５５から取り込まれた空気をスムーズに上記通路の内部に導くことができ、この流れと共に液体１９を効率よく吸引できる。
この場合、対物レンズ２２の光軸Ｏ２２を中心として半径Ｒ＝１９．５ｍｍの円を想定したとき（図７Ａ）、円周上での流速分布は例えば図７Ｂのようになる。計算では、対物レンズ２２の先端５１と基板１０Ａとの間隔ｈ＝０．５ｍｍ、吸込強さｍ＝５３０５ｍｍ２／ｓｅｃ、流量Ｑ＝１６６６７ｍｍ３／ｓｅｃとした。図７Ｂのカーブ（ｂ）から分かるように、円周方向の流れは角度θ＝０°で速度発散し、上記通路内でのＹ軸に垂直な流れはＹ＝０（つまり光軸Ｏ２２を通る中心線上）で最大値を取る。また、半径Ｒ＝１３ｍｍの円を想定したときの計算結果は図７Ｂのカーブ（ｃ）、半径Ｒ＝６．５ｍｍの円を想定したときの計算結果は図７Ｂのカーブ（ｄ）のようになる。
さらに、本実施形態では、吸引ノズル２４の幅（図３Ｂ）が傾斜面５３および傾斜面５２の内側部分の幅と略等しいので、液体１９を吸引する際の真空配管の有効断面積が、上記通路の先端５１での断面積と略等しくなる。このため、上記のように液体１９を先端５１と基板１０Ａとの間に収まるように適切に吐出すれば、この液体１９を吸引ノズル２４によって確実に吸引することができる。基板１０Ａの表面に凹凸パターンが形成されている場合でも、観察に用いた液体１９を凹部に取り残すことなく確実に吸引できる。
また、本実施形態では、吐出ノズル２３と吸引ノズル２４の各中心軸が対物レンズ２２の光軸Ｏ２２と共に同一面に含まれるように配置したので、対物レンズ２２の光軸Ｏ２２と基板１０Ａとの交点付近（つまり上記通路の中心付近）に向けて、液体１９を直接吐出することができる。このため、吐出直後に素早く液浸観察を行うことができ、また、液体１９の回収もさらに効率的となる。
さらに、本実施形態では、対物レンズ２２の先端５１の周囲の突出部５４が対物レンズ２２の光軸Ｏ２２に対して略垂直な平面形状を成すため、液体１９を吸引する際に上記通路以外での（周囲からの）空気抵抗を大きくすることができる。このため、周囲からの空気の流れを抑えて、開口部５５から取り込んだ空気を効率よく吸引ノズル２４に導き、液体１９を吸引することができる。
また、本実施形態の顕微鏡装置１０では、吐出ノズル２３から液体１９を吐出する際の圧力と流量を制御し、図８Ａ−８Ｃに示す通り、吐出直後の液体１９が吐出ノズル２３の先端と連結した状態で、液体１９の吐出を終了することが好ましい。図８Ａは図２と同様の側面図、図８Ｂは下方から見た図、図８Ｃは吐出ノズル２３と吸引ノズル２４を拡大した側面図である。
このように、吐出直後の液体１９を一塊とし、上記通路の有効断面積内に収まるように吐出して、吐出ノズル２３の先端と連結させることにより、液体１９を吸引する際の真空配管内での理論上の管壁と液体１９との隙間をなくし、液体１９が一塊に近い状態のまま（つまり液体１９が細切れになって取り残される事態を回避しつつ）確実に吸引することができる。このとき、真空圧を電磁弁４３により素早くＯＮ／ＯＦＦして、瞬時に液体１９を吸引することが好ましい。
なお、液体１９を吐出した後、液浸観察を行っていると、対物レンズ２２と基板１０Ａとの材質に依存した表面張力の関係によって、液体１９（水滴）は安定する形へと少しずつ変形する。また、対物レンズ２２あるいは基板１０Ａが表面張力の小さい材質（接触角が小さくて液体１９が付着しやすい材質）の場合には、時間の経過により吐出ノズル２３と液体１９が切り離されることもある。しかし、液体１９は一塊の状態に保たれるため、確実に吸引することができる。
さらに、本実施形態の顕微鏡装置１０では、吐出ノズル２３から液体１９を吐出する際の圧力と流量を制御し、図９Ａ−９Ｃに示す通り、吐出直後の液体１９が吐出ノズル２３および吸引ノズル２４の各先端と連結した状態で、液体１９の吐出を終了してもよい。この場合でも、吐出直後の液体１９を一塊とし、上記通路の有効断面積内に収まるように吐出して、吐出ノズル２３と吸引ノズル２４の各先端を連結させることにより、液体１９が一塊に近い状態のまま（つまり液体１９が細切れになって取り残される事態を回避しつつ）確実に吸引することができる。
ただし、対物レンズ２２の先端５１と基板１０Ａとの隙間δ、吐出ノズル２３の位置、および、液体１９の吐出水量（吐出時間と水圧）の関係によっては、図１０Ａ−１０Ｃに示す通り、吐出直後の液体１９が一塊とならずに２個に分離することもある。吐出完了の制御をしても吐出ノズル２３が極細であるために、少量の水滴が続いて出るからである。液体１９が２個の水滴９Ａ，９Ｂに分離した場合、吸引ノズル２４に近い方の水滴９Ａは、吸引ノズル２４によって吸引可能であるが、もう一方の水滴９Ｂは吸引できずに残ってしまう可能性がある。この水滴９Ｂの両脇から空気の吸引が始まるためである。
そこで、図１０Ｂに示す通り、吐出ノズル２３の近傍に極細の吸引ノズル２６を設けることが好ましい。この場合、幅広の吸引ノズル２４を用いて液体１９の一部（水滴９Ａ）を吸引した後、極細の吸引ノズル２６によって液体１９の残り（水滴９Ｂ）を吸引することになる。残りの水滴９Ｂは吐出ノズル２３の先端に連結することが多いため、極細の吸引ノズル２６によって確実に吸引することができる。これにより、両方の水滴９Ａ，９Ｂを吸引することができる。
さらに、基板１０Ａの材質によって表面張力（接触角）が異なる場合には、基板１０Ａの物性情報（例えば接触角や表面張力や材質など）を予めレシピとして登録し、この物性情報に応じて液体１９の吐出量を決定することが好ましい。このようにすることで、材質の異なる基板１０Ａの液浸観察を行う場合でも、その材質に応じた適切な水量の液体１９を上記通路の有効断面積内に自動的に吐出することができる。
（第１の実施形態の変形例）
なお、上記した実施形態では、対物レンズ２２の先端５１の周囲に傾斜面５２を設け、その外側部分を扇形状としたが、本発明はこれに限定されない。傾斜面５２の幅は、内側部分と外側部分とに拘わらず、先端５１から側面までの全体において略一定幅としてもよい。この場合でも、上記通路の開口部５５の断面積を先端５１での断面積より大きく確保でき、効率的な吸引を行える。
また、上記した実施形態では、対物レンズ２２の先端５１の周囲に突出部５４を設け、この突出部５４が先端５１と同一面に含まれるように構成したが、本発明はこれに限定されない。突出部５４を先端５１より対物レンズ２２の物体側に突出させてもよい。
さらに、上記した実施形態では、液体１９を吸引する際の上記通路以外での（周囲からの）空気抵抗を大きくするために、突出部５４を対物レンズ２２の光軸Ｏ２２に対して略垂直な平面形状としたが、本発明はこれに限定されない。この突出部５４が傾きを持つ場合でも、その傾き角度が傾斜面５２，５３の角度θ（図４）より緩やかな場合には、上記と同様の効果を得ることができる。突出部５４の傾き角度の基準を対物レンズ２２の光軸Ｏ２２に垂直な面とする場合、その角度は例えば０度から１度までの範囲の任意の角度に設定することが好ましく、限りなく０度に近づけることがより好ましい。
（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態の顕微鏡装置における液浸顕微鏡１２０の構成を示す図である。本実施形態は、図１Ａ，１Ｂの実施形態の液浸顕微鏡２０の構成およびアダプタ２５の構成を変えたものである。図１１において、検査される基板１０Ａは、ステージ部１２１上に載置され、対物レンズ１２２を用いて、接眼レンズ１６１あるいは不図示の撮像装置により観察される。検査される基板１０Ａは、図１Ｂの搬送機構１６により自動的にステージ部１２１上に載置される。
対物レンズ１２２と基板１０Ａとの間にはアダプタ１２５が設けられる。アダプタ１２５は３方向に配置された３本の固定ネジ１６４（１本のみ図示）により対物レンズ１２２に取り付けられている。アダプタ１２５には、継手１６９を介して液体回収管１６３の一端が接続されており、液体回収管１６３の他端は図２の液体吸引装置（４１〜４４）に接続されている。
対物レンズ１２２の横には、基板１０Ａに液体１９を供給する液体供給管１６２が配置されている。液体供給管１６２の先端部１６２ａは、基板１０Ａの方向を向くように配置されている。液体供給管１６２の他端は図２の液体吐出装置（３１〜３５）に接続されている。
本実施形態においては、ステージ部１２１を移動させることにより、まず基板１０Ａの観察部を液体供給管１６２の先端部１６２ａの下方に移動させる。そして、液体吐出装置（３１〜３５）は、液体を供給することにより、液体供給管１６２の先端部１６２ａから液体１９を基板１０Ａの観察部に滴下する。その後、ステージ部１２１を移動させることにより、液体１９が滴下された観察部を対物レンズ１２２の下方に移動させ、基板１０Ａの観察部と対物レンズとの間が滴下された液体で満たされるようにする。このようにして、基板１０Ａの観察部を対物レンズ１２２の視野内に移動させる。
図１２は、アダプタ１２５を対物レンズ１２２に取り付けた状態を示す断面図である。アダプタ１２５は、対物レンズ１２２を中心として３方向に配置された３本の固定ネジ１６４により対物レンズ１２２に固定されている。対物レンズ１２２は生物の観察に用いられる液浸対物レンズと同様に、金属の枠の中に複数のガラスレンズが配置されたものであり、基板１０Ａを観察する先玉のみがレンズが露出した構成である。
図１３は、アダプタ１２５を底面（基板１０Ａ側）から見た図である。アダプタ１２５には対物レンズ１２２の観察用の開口部１５５が中央に設けられており、顕微鏡１２０はこの開口部１５５を介して基板１０Ａを観察する。アダプタ１２５は、開口部１５５の中心と対物レンズ１２２の光軸とがほぼ一致するように、対物レンズ１２２に連結される。観察時には、対物レンズ１２２の先玉と基板１０Ａとの間が液体で満たされ、液浸対物レンズによる高分解能の観察がなされる。
開口部１５５にはさらに基板１０Ａ側の面に凹部１６５が設けられている。この凹部１６５はアダプタ１２５の内部に設けられた液体吸引通路１６８に繋がっており、さらに液体吸引通路１６８は継手１６９を介して液体回収管１６３に接続されている。
アダプタ１２５の底面と基板１０Ａとの間にはわずかな隙間があり、観察終了後、対物レンズ１２２の先端と基板１０Ａとの間にあった液体は液体吸引装置（４１〜４４）により液体吸引通路１６８、液体回収管１６３を介して吸引され、除去される。このため、本実施形態のアダプタ１２５を設けることにより、観察終了後速やかに液体を除去することができる。対物レンズ１２２の先玉あるいは基板１０Ａと液体が接触する時間が長いほど、対物レンズ１２２の先玉あるいは基板１０Ａ上に汚れが発生しやすくなるが、汚れが発生する範囲が開口部１５５の範囲内であり、また、液体吸引通路１６８により速やかに液体を回収できる。
また、本実施形態では開口部１５５と液体吸引通路１６８との間に凹部１６５を設けたため、液体を液体吸引通路１６８に導きやすい構成となっている。
本実施形態では、説明のために対物レンズ１２２の先玉の直径に対して開口部１５５を大きく図示したが、汚れやバクテリアが発生する範囲をなるべく狭くするために、開口部１５５の大きさはなるべく狭くすることが好ましい。
また、基板１０Ａ上の液体を液体吸引通路１６８から除去する際に、液体吸引装置（４１〜４４）によって吸引するタイミングに合わせて、ステージ部１２１を上方向（対物レンズ１２２方向）に微動させても良い。
（第３の実施形態）
図１４は、本発明の第３の実施形態の顕微鏡装置における液浸顕微鏡の対物レンズに取り付けるアダプタの構成を示す図である。図１２と異なるのは、液体供給通路が設けられていることである。
図１４は、アダプタ２２５を対物レンズ１２２に取り付けた状態を示す断面図である。本実施形態では、アダプタ２２５に液体供給通路２６７と液体吸引通路２６８とを設けている。第２の実施形態と同様に、アダプタ２２５は、対物レンズ１２２を中心とした３方向に配置された３本の固定ネジ１６４（図１２参照）により対物レンズ１２２に固定されている。また図１５は、アダプタ２２５を底面（基板１０Ａ側）から見た図である。
図１４に示すように、アダプタ２２５は、継手２６９を介して図２の液体吐出装置（３１〜３５）に繋がれた液体供給通路２６７と、継手２７０を介して図２の液体吸引装置（４１〜４４）に繋がれた液体吸引通路２６８を備えている。
図１５は、アダプタ２２５を底面（基板１０Ａ側）から見た図である。図１５に示すように、開口部２５５には液体供給通路２６７に繋がった凹部２６５と、液体吸引通路２６８に繋がった凹部２６６とが設けられている。即ち、液体吐出装置（３１〜３５）から供給された液体は、液体供給通路２６７、凹部２６５、開口部２５５の中央部（基板１０Ａ上の観察される部分の上）、凹部２６６順に形成される経路をたどって供給され、その後、液体吸引装置（４１〜４４）によって、液体吸引通路２６８を介して除去される。また、アダプタ２２５の底面と基板１０Ａとの間にはわずかな隙間があり、基板１０Ａとアダプタ２２５が直接接しないようになっている。
なお、第２実施形態および第３実施形態では、アダプタの開口部１５５、２５５に凹部１６５、２６５、２６６を設けたことにより、液体の通路を形成したが、アダプタ１２５、２２５の開口部は円形とし、対物レンズ１２２の先玉付近の部材に凹部を設けることにより通路を形成する構成としても良い。
（第４の実施形態）
図１８は、本発明の第４の実施形態の顕微鏡装置の構成を示す図である。筐体３８０内に液浸顕微鏡３２０が設置されている。顕微鏡装置には、フィルタ・ファン・ユニット（ＦＦＵ）３３０が設けられている。ＦＦＵ３３０は、外気取り入れ口３３１と、取り入れた外気を下流に送出するファン３３２と、空気中の少なくとも有機ガスを捕集するケミカルフィルタ３３３と、空気中のダストを捕集するＨＥＰＡフィルタ３３４と、これらフィルタ３３３，３３４を透過した清浄な空気を吐出する供給ノズル３３５とから構成されている。
図１６は、第４の実施形態の顕微鏡装置における液浸顕微鏡の対物レンズに取り付けるアダプタの構成を示す図である。図１６は、アダプタ３２５を液浸顕微鏡３２０の対物レンズ３２２に取り付けた状態を示す断面図である。本実施形態では、アダプタ３２５に液体供給通路３６７と液体吸引通路３６８と気体供給通路３７１を設けている。液浸対物レンズ３２２の側面の周囲にネジ山３６２が切られており、アダプタ３２５のネジ部３６１と螺合することにより、アダプタ３２５は液浸対物レンズ３２２に取り付けられる。
アダプタ３２５の液体供給通路３６７は、継手３６９を介して液体吐出装置（３１〜３５）に繋がれている。液体吸引通路３６８は、継手３７０を介して液体吸引装置（４１〜４４）に繋がれている。さらに、気体供給通路３７１は継手３７２を介してＦＦＵ３３０の供給ノズル３３５と繋がれている。
アダプタ３２５には、アダプタ３２５と基板１０Ａ面との間の空間を囲むように、チャンバ３７３が設けられている。したがって、気体供給通路３７１から清浄な空気が噴出されると、液浸対物レンズ３２２の焦点位置近傍（すなわち、液浸対物レンズ３２２と基板１０Ａ面の間）の液体の周囲にＦＦＵ３３０によって清浄化された有機物やパーティクルを含まない清浄な空気を供給することができる。これにより、液体の周囲は、清浄な空気により局部的にパージされ、液体が有機物を含む空気にさらされることがなく、液体中に、空気中の有機物が溶解することがない。
なお、ＦＦＵ３３０からの清浄な空気の供給は、観察時のみ、電磁弁などの手段で行っても良いし、常時流したままにしておいても良い。
また、基板１０Ａ面とチャンバ３７３の下端縁との間は、若干の隙間があっても問題は無い。そのギャップ（α）は、液浸対物レンズ３２２と基板１０Ａ面との間のワーキングデイスタンス（Ｗ．Ｄ．）と同じか、それよりも僅かに大きくする。こうすることにより、チャンバ３７３内の空間は、その回りの大気より圧力が高くなる。そのため、清浄な空気は、上記ギャップ（α）から漏れて出ることができる。この時の圧力の関係は、
液体の圧力 ＞ チャンバ３７３内空気の圧力 ＞ チャンバ３７３外の大気圧
にしておけば、スムーズに液体を供給でき、さらに清浄でない大気がチャンバ３７３内に侵入することを防止することが出来る。
図１７は、アダプタ３２５を底面（基板１０Ａ側）から見た図である。アダプタ３２５には、対物レンズ３２２による観察用の開口部３５５が中央に設けられている。アダプタ３２５は、開口部３５５の中心と対物レンズ３２２の光軸とがほぼ一致するように連結される。開口部３５５は、液体供給通路３６７に繋がった凹部３６５と液体吸引通路３６８に繋がった凹部３６６が設けられている。
第３の実施形態と同様にして、液体吐出装置（３１〜３５）から供給された液体は、液体供給通路３６７、凹部３６５、開口部３５５の中央部（基板１０Ａ上の観察される部分の上）、凹部３６６順に形成される経路をたどって供給され、その後、液体吸引装置（４１〜４４）によって、液体吸引通路３６８を介して除去される。
図１６に示すように、液体供給通路３６７の先端３６７ａは、対物レンズ３２２の先玉の近傍にはなく、対物レンズ３２２の側面３２２ａの近傍にある。液体供給通路３６７から供給される液体１９は、対物レンズ３２２の側面３２２ａを伝って開口部３５５の中心部に供給される。側面３２２ａの液体供給通路３６７の先端３６７ａ近傍位置から開口部３５５の中心部方向へ至る経路には、液体１９が伝いやすいように溝が形成されている。
第１〜第４の実施形態に用いるアダプタに使用する材料としてはステンレス、ＰＥＥＫ材、フッ素樹脂系材料等を使用することができる。液体への溶出が無く、帯電しにくいものが好ましい。
第１〜第４の実施形態の対物レンズとアダプタとは吸引時にリークしにくいように密着していることが好ましい。対物レンズの外縁とアダプタとを嵌合させ、さらに密着性向上のため、対物レンズとアダプタの境界にシール材（接着剤、シールリング等）を設けても良い。
また、液体供給通路、液体吸引通路、開口部や凹部を形成するアダプタの表面に撥水コートを設けても良い。
（第４の実施形態の変形例）
第４の実施形態において、アダプタ３２５の気体供給通路３７１を、ＦＦＵ３３０の供給ノズル３３５と繋ぐことにより、液浸対物レンズ３２２の焦点位置近傍の液体の周囲に清浄な空気を供給する構成としたが、気体供給通路３７１を、不活性ガスを供給するガス源に繋いでもよい。この構成は、図１８において、供給ノズル３３５に繋がれたＦＦＵ３３０の代りにガス源を繋ぐことにより実現される。
ガス源から供給される不活性ガスは、供給ノズル３３５を経由して、気体供給通路３７１からチャンバ３７３内に供給される。不活性ガスは、Ｎ_２、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒガス等のいずれであってもよい。不活性ガスの供給は、観察時のみ、電磁弁などの手段で行っても良いし、常時流したままにしておいても良い。
気体供給通路３７１から不活性ガスが噴出されると、液浸対物レンズの焦点位置近傍（すなわち、液浸対物レンズ３２２と基板１０Ａ面の間）の周囲を、不活性ガスで満たすことができる。
このような状態で液浸対物レンズ３２２と基板１０Ａ面の間に吐出される液体は、不活性ガス雰囲気中で吐出され、大気中の酸素を吸収しないことから、液体中の溶存酸素が増加することがない。すなわち、液浸対物レンズ３２２の焦点位置近傍の液体の周囲は、不活性ガスにより局部的にパージされ、液体が酸素にさらされることがなく、液体中に酸素が溶け込むことがない。
（第５の実施形態）
図１９に本発明の第５実施形態の液浸顕微鏡５００の構成を示す。光源４２３から射出された照明光は、不図示の照明光学系を通って、ハーフミラー４２４で反射され液浸対物レンズ４０１に入射する。光源４２３としては水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプなどが使用される。本実施形態ではハーフミラー４２４を使用し、試料４０４の反射像を観察するが、試料４０４の蛍光像を観察する場合には、ハーフミラー４２４の換わりにダイクロイックミラーを配置すればよい。また試料４０４の透過像を観察する場合には、試料の下方に透過照明用の光源（不図示）を配置し、ハーフミラー４２４を光路から除去すればよい。
液浸対物レンズ４０１に入射した照明光は、液体１９を介して試料４０４に照射される。試料４０４としては、工業顕微鏡の試料としては半導体ウエハや液晶基板などが使用される。また生物顕微鏡の試料としては、組織切片をスライドガラスとカバーガラスで封入したものなどが使用される。試料４０４で反射された照明光は、再度液体１９を通り液浸対物レンズ４０１で集光され、ハーフミラー４２４を透過し、接眼レンズ４２０で試料４０４が観察される。
試料４０４は顕微鏡のＸＹＺステージ４１２上に載置され、不図示のホルダーによって、ＸＹＺステージ４１２上に固定されている。ＸＹＺステージ４１２の中央部には液浸対物レンズ４０１の直径よりも小さな穴があいており、試料４０４の観察領域はこの穴の上部に配置される。ＸＹＺステージ４１２の穴は、試料４０４を透過観察する際に使用するもので、不図示の透過光源からの光を試料４０４の下方から試料４０４に照射し、液浸対物レンズ４０１で、試料４０４を透過した光を集光する。なお試料４０４を落射照明して観察する場合には、ＸＹＺステージ４２１に透過照明用の穴は必要ない。ＸＹＺステージ４１２は、フォーカスノブ４２２を操作することによってＺ方向（光軸方向）に移動し、合焦される。液浸対物レンズ４０１の近傍には液体供給装置４５０の液体供給管４５４が配置されており、液体１９が液浸対物レンズ４０１の側面に供給される。
図２０に液浸顕微鏡５００の液浸対物レンズ４０１と試料４０４を側面から見た図を示す。液浸対物レンズ４０１の側面の近傍には、液体供給装置４５０が配置されている。液体供給装置４５０は、液体１９が貯められた液体貯蔵槽４５１、ポンプ４５３、液体供給管４５４から構成されている。液体貯蔵槽４５１に満たされた液体１９はポンプ４５３によってくみ上げられ、液体供給管４５４によって液浸対物レンズ４０１の近傍に導かれる。液体供給管４５４は、保持具４５５によって液浸対物レンズ４０１の近傍に保持されている。液体供給管４５４の液体が供給される端面は、液浸対物レンズ４０１の側面に相対するように保持されており、液体供給管４５４の端面は液浸対物レンズ４０１の側面から１〜２ｍｍ程度離れて保持されている。液体供給装置４５０で液体貯蔵槽４５１に貯められた液体１９を液浸対物レンズ４０１に供給する場合は、ポンプ４５３を観察者が操作して供給する。
次に本第５実施形態に示す液浸顕微鏡を使用して試料４０４を観察する動作について説明する。まずＸＹＺステージ４１２に試料４０４を載置する。ＸＹＺステージ４１２上に載置された試料４０４は、不図示のホルダーで固定される。次に、試料４０４の観察領域を液浸対物レンズ４０１の視野に入る位置に移動させる。試料４０４が観察位置に移動したのを確認したら、試料４０４を液浸対物レンズ４０１の光軸方向に移動させ、液浸対物レンズ４０１に近づける。
次に液浸対物レンズ４０１と試料４０４との間に液体１９を供給する。観察者が不図示のポンプスイッチを操作すると、液体貯蔵槽４５１に貯えられている液体がポンプ４５３で汲み上げられ、液体供給管４５４の端面から液体１９が流れ出す。液体貯蔵槽４５１に貯えられている液体１９としては、液浸対物レンズ４０１が水浸対物レンズの場合には水を使用し、油浸対物レンズの場合には所定の屈折率を持ったオイルを使用する。なお供給する液体１９の量は、予め設定してあり、通常の場合は０．１ｍｌ以下である。
液体供給管４５４の端面から流れ出した液体１９は、液体供給管４５４の端面と相対する液浸対物レンズ４０１の側面に吸着し、表面張力により滴状になる（図２０、ａの位置）。液浸対物レンズ４０１の側面に吸着した液体１９は、重力により液浸対物レンズ４０１の側面を下方に移動する（図２０、ｂの位置）。液浸対物レンズ４０１の先端は円錐状になっており、その先端部に液浸対物レンズ４０１を構成するレンズのうち最先端のレンズが配置されている。液浸対物レンズ４０１の下方に移動した液体１９は、液浸対物レンズ４０１の先端の円錐状の部分を通って（図２０、ｃの位置）、最先端のレンズ部に達する（図２０、ｄの位置）。最先端のレンズに到達した液体１９は、重力によって落下し、試料４０４上に移動する（図２０、ｅの位置）。なお試料４０４の上面が液浸対物レンズ４０１の最先端レンズに十分近づいている場合には、液体３は試料４０４に落下せず、試料４０４と液浸対物レンズ４０１の最先端レンズとの間を満たすことになる以上のような動作で液体１９は試料４０４の観察領域の上に供給される。
次にこの状態で観察者、不図示の液浸顕微鏡の接眼レンズ４２０で試料４０４を見ながら、ＸＹＺステージ４１２を光軸方向に移動させ試料４０４を合焦させ、飼料を観察する。試料４０４の１つの観察領域の観察が終了し別な領域を観察する場合には、試料４０４をＸＹ方向（水平方向）に移動させた後、再度液体供給装置４５０によって試料４０４と液浸対物レンズ４０１との間に液体１９を供給する。なお液体１９が水の場合には、観察中に水が蒸発してしまうことがある。その場合にも再度液体供給装置４５０によって液体１９を供給する事ができる。
本実施形態の液浸顕微鏡では、液浸対物レンズ４０１に使用する液体１９を、液浸対物レンズ４０１の側面から供給し、液浸対物レンズの最先端部を通って試料４０４に供給するので、試料４０４の観察領域の上に確実に液体１９を供給することができる。
本実施形態では、液浸対物レンズ４０１の側面は特に加工せずそのまま使用したが、液浸対物レンズ１の側面に液体１９を液浸対物レンズ４０１の先端に導くための溝を設けても構わない。例えば、液体供給管４５４の端面と相対する液浸対物レンズ４０１の側面から、液浸対物レンズ４０１の最先端レンズの近傍まで直径２ｍｍ程度の半円状の溝を直線状に形成する。溝を形成することによって、液体１９はこの溝に沿って確実に液浸対物レンズ４０１の最先端にまで導かれ、試料４０４上に滴下される。液浸対物レンズ４０１の側面に形成する溝は直線状のものに限定されず、螺旋状の溝を形成しても構わない。
なお本実施形態では液体供給装置４５０としてポンプ４５３を使用したものを示したが、観察者がスポイトで液体１９を液浸対物レンズ４０１の側面に供給しても構わない。
また本実施形態では、液体１９を液浸対物レンズ４０１の側面に吸着させ、最先端レンズに導いていたが、吸着させる場所はこれに限られず液浸対物レンズ４０１の最先端のレンズ周辺の円錐状の部分に吸着させても構わない。なお対物レンズの側面にはこの円錐状の部分も含まれる。

Claims (26)

1. 標本の外観検査を行う顕微鏡用の液浸対物レンズと前記標本との間に着脱可能に取り付けられるアダプタであって、
   前記顕微鏡との連結部と、
   前記液浸対物レンズの先端の周囲に設けられ、前記先端と隣接する２箇所の各々に、前記先端から離れるほど前記液浸対物レンズの像側に近づく方向に設けられた傾斜面と、
   前記傾斜面と隣接する箇所に設けられ、前記傾斜面より前記液浸対物レンズの物体側に突出した突出部とを有し、
   前記２箇所の傾斜面のうち一方は、前記先端から前記液浸対物レンズの側面まで延在され、該側面において前記突出部と前記標本とで囲まれた開口部を形成することを特徴とする顕微鏡用アダプタ。
2. 請求項１に記載の顕微鏡用アダプタにおいて、
   前記他方の傾斜面の幅は、前記先端からの距離に拘わらず略一定であり、
   前記一方の傾斜面の幅は、前記先端から所定距離までの内側部分と比べて該所定距離から前記側面までの外側部分の方が大きく、前記内側部分において前記先端からの距離に拘わらず略一定であり、前記他方の傾斜面の幅と略等しい
   ことを特徴とする顕微鏡用アダプタ。
3. 請求項２に記載の顕微鏡用アダプタにおいて、
   前記一方の傾斜面の幅は、前記外側部分において前記先端から離れるほど大きくなる
   ことを特徴とする顕微鏡用アダプタ。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の顕微鏡用アダプタにおいて、
   前記突出部は、前記液浸対物レンズの光軸に対して略垂直な平面形状を成す
   ことを特徴とする顕微鏡用アダプタ。
5. 観察対象の基板を支持する支持手段と、
   液浸系の対物レンズと、
   前記対物レンズの先端と前記基板との間に液体を吐出する吐出手段と、
   前記液体を前記基板から吸引する吸引手段とを備え、
   前記対物レンズの前記先端の周囲には、前記先端と隣接する２箇所の各々に、前記先端から離れるほど前記対物レンズの像側に近づく方向の傾斜面が設けられ、かつ、該傾斜面と隣接する箇所に、該傾斜面より前記対物レンズの物体側に突出した突出部が設けられ、
   前記２箇所の傾斜面のうち一方は、前記先端から前記対物レンズの側面まで延在され、該側面において前記突出部と前記基板とで囲まれた開口部を形成し、
   前記吐出手段は、前記一方の傾斜面に設けられた第１の管状部材を含み、該管状部材の幅が前記一方の傾斜面の幅より狭く、該第１の管状部材を用いて前記液体を吐出し、
   前記吸引手段は、前記２箇所の傾斜面のうち他方に設けられた第２の管状部材を含み、該管状部材の幅が前記第１の管状部材の幅より広く、該第２の管状部材を用いて前記開口部から空気を取り込みつつ前記液体を吸引する
   ことを特徴とする顕微鏡装置。
6. 請求項５に記載の顕微鏡装置において、
   前記他方の傾斜面の幅は、前記先端からの距離に拘わらず略一定であり、
   前記一方の傾斜面の幅は、前記先端から所定距離までの内側部分と比べて該所定距離から前記側面までの外側部分の方が大きく、前記内側部分において前記先端からの距離に拘わらず略一定であり、前記他方の傾斜面の幅と略等しい
   ことを特徴とする顕微鏡装置。
7. 請求項６に記載の顕微鏡装置において、
   前記一方の傾斜面の幅は、前記外側部分において前記先端から離れるほど大きくなる
   ことを特徴とする顕微鏡装置。
8. 請求項６または請求項７に記載の顕微鏡装置において、
   前記第２の管状部材の幅は、前記他方の傾斜面の幅と略等しい
   ことを特徴とする顕微鏡装置。
9. 請求項５から請求項７の何れか１項に記載の顕微鏡装置において、
   前記第１の管状部材の中心軸と、前記第２の管状部材の中心軸とは、前記対物レンズの光軸と共に同一面に含まれる
   ことを特徴とする顕微鏡装置。
10. 請求項５から請求項７の何れか１項に記載の顕微鏡装置において、
    前記突出部は、前記対物レンズの光軸に対して略垂直な平面形状を成す
    ことを特徴とする顕微鏡装置。
11. 請求項５から請求項７の何れか１項に記載の顕微鏡装置において、
    前記対物レンズの前記先端の近傍には、前記第１の管状部材の先端が位置し、
    前記吐出手段は、前記液体を吐出する際の圧力と流量を制御し、吐出直後の前記液体が前記第１の管状部材の先端と連結した状態で前記液体の吐出を終了する
    ことを特徴とする顕微鏡装置。
12. 請求項５から請求項７の何れか１項に記載の顕微鏡装置において、
    前記対物レンズの前記先端の近傍には、前記第１の管状部材および前記第２の管状部材の各先端が位置し、
    前記吐出手段は、前記液体を吐出する際の圧力と流量を制御し、吐出直後の前記液体が前記第１の管状部材および前記第２の管状部材の各先端と連結した状態で前記液体の吐出を終了する
    ことを特徴とする顕微鏡装置。
13. 請求項５から請求項７の何れか１項に記載の顕微鏡装置において、
    前記吸引手段は、前記第２の管状部材に加え、前記第１の管状部材の近傍に設けられた第３の管状部材を含み、前記第２の管状部材を用いて前記液体の一部を吸引した後、前記第３の管状部材によって前記液体の残りを吸引する
    ことを特徴とする顕微鏡装置。
14. 請求項５から請求項７の何れか１項に記載の顕微鏡装置において、
    前記吐出手段は、予めレシピとして登録された前記基板の物性情報に応じて前記液体の吐出量を決定する
    ことを特徴とする顕微鏡装置。
15. 標本の外観検査を行う顕微鏡用の液浸対物レンズと前記標本との間に着脱可能に取り付けられるアダプタであって、
    前記顕微鏡との連結部と、
    前記液浸対物レンズと前記標本との間に液体を保持する液体保持部と、
    前記液体保持部から前記液体を除去するための第１通路と
    を有することを特徴とする顕微鏡用アダプタ。
16. 請求項１５に記載の顕微鏡用アダプタにおいて、
    前記液体を前記液体保持部に供給するための第２通路を有することを特徴とする顕微鏡用アダプタ。
17. 標本を保持するステージと、液浸対物レンズと、前記液浸対物レンズの先端と前記標本との間に液体を供給する液体供給手段と、前記液体を除去する液体除去手段とを有する顕微鏡と、
    前記液浸対物レンズ或は前記顕微鏡との連結部と、前記液浸対物レンズと前記標本との間に前記液体を保持する液体保持部と、前記液体保持部から前記液体を除去するための第１通路とを有する顕微鏡用アダプタとを有し、
    前記第１通路の一端は前記液体除去手段に連結されていることを特徴とする顕微鏡装置。
18. 請求項１７に記載の顕微鏡装置において、
    前記顕微鏡用アダプタは、前記液体を前記液体保持部に供給するための第２通路を有し、前記第２通路の一端は前記液体供給手段に連結されていることを特徴とする顕微鏡装置。
19. 請求項１７または請求項１８に記載の顕微鏡装置において、
    前記顕微鏡用アダプタは前記顕微鏡と着脱可能に連結する連結部を備えることを特徴とする顕微鏡装置。
20. 請求項１８に記載の顕微鏡装置において、
    前記顕微鏡用アダプタの前記第２通路から供給される前記液体が、前記液浸対物レンズの側面を伝って前記液浸対物レンズの先端と前記標本との間に供給されるように前記第２通路の供給口が設けられていることを特徴とする顕微鏡装置。
21. 請求項２０に記載の顕微鏡装置において、
    前記液浸対物レンズの側面には、前記液体を流す溝が形成されていることを特徴とする顕微鏡装置。
22. 請求項１６に記載の顕微鏡用アダプタにおいて、
    前記液浸対物レンズの焦点位置近傍に気体を供給するための第３通路を有することを特徴とする顕微鏡用アダプタ。
23. 請求項１６に記載の顕微鏡用アダプタにおいて、
    前記液浸対物レンズの焦点位置近傍の周囲を取り囲むチャンバを有することを特徴とする顕微鏡用アダプタ。
24. 請求項１８に記載の顕微鏡装置において、
    前記顕微鏡用アダプタは、前記液浸対物レンズの焦点位置近傍に気体を供給するための第３通路を有し、
    前記顕微鏡は、空気中の少なくとも有機ガスを捕集して、清浄な空気を送出するフィルタ・ファン手段と、前記清浄な空気を前記第３通路へと導く案内手段とを備えたことを特徴とする顕微鏡装置。
25. 請求項１８に記載の顕微鏡装置において、
    前記顕微鏡用アダプタは、前記液浸対物レンズの焦点位置近傍に気体を供給するための第３通路を有し、
    前記顕微鏡は、不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記不活性ガスを、前記第３通路へと導く案内手段と
    を備えたことを特徴とする顕微鏡装置。
26. 請求項２４または請求項２５に記載の顕微鏡装置において、
    前記顕微鏡用アダプタは、前記液浸対物レンズの焦点位置近傍の周囲を取り囲むチャンバを有することを特徴とする顕微鏡装置。

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