(57)【要約】【課題】  液浸対物レンズと試料の間に充填した純水における、有機物の溶解を防止すると共に、ＤＯの増加を防止して、歩留まりを向上すること。【解決手段】  鏡筒２０の筒状部材２０ｂの先端部近傍に、チャンバ４０が設けてあり、このチャンバ４０には、供給ノズル３５の吐出口が接続してある。従って、供給ノズル３５から清浄な空気がチャンバ４０内に噴出されると、液浸対物レンズ８の焦点位置近傍（即ち、液浸対物レンズ８とウエハＷの間）の純水ＰＷの周囲に、ＦＦＵ３０によって清浄化された有機物やパーテイ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、純水ＰＷの周囲は、清浄な空気により局部的にパージされ、純水ＰＷが有機物を含む空気にさらされることがなく、純水ＰＷ中に、空気中の有機物が溶解することがない。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズの鏡筒に設けてあり、対物レンズと試料との間に純水を供給する純水供給流路と、
前記鏡筒に設けてあり、前記純水を回収する純水回収流路と、
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、
当該清浄な空気を、前記対物レンズと前記試料との間の前記純水の周囲に導く案内手段と、を具備することを特徴とする顕微鏡観察装置。
【請求項２】
前記フィルタ・ファン手段は、
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と、
空気中のダストを捕集するＨＥＰＡフィルタと、
外気をこれらのフィルタに取り込み、フィルタを透過させて外部に清浄な空気を送出するための少なくとも１個のファンと、を有することを特徴とする請求項１に記載の顕微鏡観察装置。
【請求項３】
前記鏡筒の先端部近傍に設けてあり、前記案内手段により前記対物レンズの焦点位置近傍の純水の周囲に導いた清浄な空気を取り囲むチャンバを、更に具備することを特徴とする請求項１又は２に記載の顕微鏡観察装置。
【請求項４】
当該顕微鏡観察装置を収納する筐体を、更に具備し、
前記案内手段により当該筐体内に清浄な空気を導き、これにより、前記対物レンズの焦点位置近傍の純水の周囲にも清浄な空気を供給することを特徴とする請求項１又は２に記載の顕微鏡観察装置。
【請求項５】
対物レンズの鏡筒に設けてあり、対物レンズと試料との間に純水を供給する純水供給流路と、
前記鏡筒に設けてあり、前記純水を回収する純水回収流路と、
不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
当該不活性ガスを、前記対物レンズと前記試料との間の前記純水の周囲に導く案内手段と、を具備することを特徴とする顕微鏡観察装置。
【請求項６】
前記不活性ガスは、Ｎ２、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒガスのいずれかであることを特徴とする請求項５に記載の顕微鏡観察装置。
【請求項７】
前記鏡筒の先端部近傍に設けてあり、前記案内手段により前記対物レンズの焦点位置近傍の純水の周囲に導いた不活性ガスを取り囲むチャンバを、更に具備することを特徴とする請求項５又は６に記載の顕微鏡観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の液浸観察に用いられる顕微鏡観察装置に関し、特に、半導体ウエハや液晶基板などの液浸観察に好適な顕微鏡観察装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体回路素子や液晶表示素子の製造工程では、半導体ウエハや液晶基板（総じて「基板」という）に形成された回路パターンの欠陥や異物などの観察には、液浸観察の顕微鏡観察装置を用いている。
【０００３】
観察光の波長を短く変更すること無く、分解能を向上させる技術として、液浸法が一般的である。
【０００４】
分解能は、一般に、以下の式で定義される。
【０００５】
分解能  ＝  ｋ×λ／ＮＡ
但し、λは観察波長、ＮＡは対物開き角（ｓｉｎθ）、ｋは定数である。
【０００６】
ｋの値は、２線間の分解能を議論する場合は０．５を使用する。
【０００７】
従って、対物ＮＡを大きくすることは、分解能の向上に有効である。ところが、空気中では、屈折率１のため、ＮＡ≦１までしか実現出来ない。
【０００８】
ここで、対物先端とワーク間に屈折率ｎの媒質を充填すれば、ＮＡは、媒質の屈折率ｎ倍だけ向上する。例えば、水ならｎ＝１．３程度（但し、波長に依存して変化する）なので、ＮＡを１以上にすることが可能である。
【特許文献１】特開２００２−３２８３０６号公報
【特許文献２】特開平８−６６６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
半導体ウエハを液浸観察する場合、通常は、ウエハへのダメージを考慮して、純水が使用される。純水は、大気に触れると、大気中の有機物、酸素その他が溶解しやすい。特に、純水中に溶け込んだ有機物（ＴＯＣ）の濃度と、デバイスの歩留まり悪化率の間には、相関関係があることが知られている。なお、ＴＯＣは、Total Organic Carbon（有機物総量）の略である。
【００１０】
また、光源が紫外線の場合には、ウエハや液浸対物レンズに有機物が光化学反応を起こして付着し、劣化を起こすという問題がある。
【００１１】
従って、液浸顕微鏡観察において、純水中へのＴＯＣ溶解防止手段を講じることは、大変重要なことである。従来は、大気中のＴＯＣ管理を行っていなかったため、純水にＴＯＣが溶解しやすい状態であった。
【００１２】
一方、半導体ウエハ観察、あるいは投影露光時に液浸を適用する場合、通常は、媒質として純水が使用される。純水には溶存酸素（ＤＯ=Dissolved Oxygen)が含まれている。
【００１３】
このＤＯは、純水製造装置内の配管系を腐蝕させやすいだけでなく、半導体ウエハ上の純水に溶解したシリコンと反応して、コロイド状シリカとなり、乾燥後にＳｉＯ２のシミを形成するため、歩留まり悪化の原因となっている。
【００１４】
一般に、ＤＯは、純水製造装置内で十分に除去されるものである。例えば、最先端デバイスでは、ｐｐｂレベル＝体積比で１０億分の１に抑えられている。
【００１５】
しかしながら、ユースポイントである液浸対物レンズ−試料間のワーキングデイスタンス（Ｗ．Ｄ．）では、大気にさらされるため、大気中から純水中に、どんどん酸素が溶け込んできてしまい、結果的に、ＤＯが極端に悪化するという問題がある。
【００１６】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、液浸対物レンズと試料の間に充填した純水における、有機物の溶解を防止すると共に、ＤＯの増加を防止して、歩留まりを向上することができる、顕微鏡観察装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る顕微鏡観察装置は、対物レンズの鏡筒に設けてあり、対物レンズと試料との間に純水を供給する純水供給流路と、
前記鏡筒に設けてあり、前記純水を回収する純水回収流路と、
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、
当該清浄な空気を、前記対物レンズと前記試料との間の前記純水の周囲に導く案内手段と、を具備することを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項２に係る顕微鏡観察装置は、前記フィルタ・ファン手段は、
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と、
空気中のダストを捕集するＨＥＰＡフィルタと、
外気をこれらのフィルタに取り込み、フィルタを透過させて外部に清浄な空気を送出するための少なくとも１個のファンと、を有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の請求項３に係る顕微鏡観察装置は、前記鏡筒の先端部近傍に設けてあり、前記案内手段により前記対物レンズの焦点位置近傍の純水の周囲に導いた清浄な空気を取り囲むチャンバを、更に具備することを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項４に係る顕微鏡観察装置は、当該顕微鏡観察装置を収納する筐体を、更に具備し、
前記案内手段により当該筐体内に清浄な空気を導き、これにより、前記対物レンズの焦点位置近傍の純水の周囲にも清浄な空気を供給することを特徴とする。
【００２１】
本発明の請求項５に係る顕微鏡観察装置は、対物レンズの鏡筒に設けてあり、対物レンズと試料との間に純水を供給する純水供給流路と、
前記鏡筒に設けてあり、前記純水を回収する純水回収流路と、
不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
当該不活性ガスを、前記対物レンズと前記試料との間の前記純水の周囲に導く案内手段と、を具備することを特徴とする。
【００２２】
本発明の請求項６に係る顕微鏡観察装置は、前記不活性ガスは、Ｈｅ、Ａｒ、Ｎ２のいずれかであることを特徴とする。
【００２３】
本発明の請求項７に係る顕微鏡観察装置は、前記鏡筒の先端部近傍に設けてあり、前記案内手段により前記対物レンズの焦点位置近傍の純水の周囲に導いた不活性ガスを取り囲むチャンバを、更に具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、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、清浄な空気を、対物レンズの焦点位置近傍の純水の周囲に導く案内手段と、を具備している。そのため、対物レンズの焦点位置近傍の純水の周囲は、清浄な空気によりパージされ、純水が有機物を含む空気にさらされることがなく、純水中に、空気中の有機物が溶解することがない。
【００２５】
従って、試料の表面が有機物により汚染されることがなくなり、歩留まりを向上することができる。
【００２６】
また、不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、不活性ガスを、前記対物レンズの焦点位置近傍の純水の周囲に導く案内手段と、を具備している。そのため、対物レンズの焦点位置近傍の純水の周囲は、不活性ガスにより局部的にパージされ、純水が酸素にさらされることがなく、純水中に、酸素が溶け込むことがない。
【００２７】
従って、純水中で、溶存酸素（ＤＯ)が増加することがなく、試料へのＳｉＯ２系のシミ等の形成を防止して、歩留まりを向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態に係る顕微鏡観察装置を図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
（第１実施の形態）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る顕微鏡観察装置の模式図である。
【００３０】
顕微鏡装置１には、波長が３００ｎｍ以下又は１５０〜３００ｎｍの紫外線の照明光源２が搭載されている。照明光源２より発せられた紫外光は、ハーフミラー（図示略）等を経由し、液浸対物レンズ８を通過して、ウエハＷ上に平行光として照射される（ケーラー照明の状態）。ウエハＷに照射された紫外光は、液浸対物レンズ８等を経由して、接眼レンズ（図示略）に結像する。
【００３１】
顕微鏡装置１には、ＸＹステージ１３が設けてあり、このＸＹステージ１３上に、Ｚステージ１４が搭載してある。Ｚステージ１４上には、真空吸着等の手段でウエハＷを保持するウエハ保持部材１５が搭載してある。ウエハＷは、このウエハ保持部材１５上に、不図示のウエハ搬送手段により搬送される。なお、顕微鏡装置１は、筐体３内に収納されている。
【００３２】
液浸対物レンズ８の鏡筒２０には、後に詳述するように、液浸対物レンズ８の焦点位置近傍に純水ＰＷを供給する純水供給流路２１と、当該焦点位置近傍から純水ＰＷを回収する純水回収流路２２とが形成してある。
【００３３】
純水源（純水製造装置など）１６から発生した純水ＰＷは、定量吐出ポンプ１７等の手段により、供給配管２３を通り、鏡筒２０の純水供給流路２１を経由して、一定量試料（ウエハＷ）面に供給される。また、液浸観察後の純水ＰＷは、真空源１８で発生する負圧によって、鏡筒２０の純水回収流路２２及び回収配管２４を経由して、排水回収槽１９に集められる。
【００３４】
図２は、図１に示した液浸対物レンズの断面図である。
【００３５】
液浸対物レンズ８の鏡筒２０は、レンズ素子を所定の間隔で固定する金物２０ａと、金物２０ａの外側を覆うように形成した金属製の筒状部材２０ｂと、から構成してある。
【００３６】
筒状部材２０ｂには、液浸対物レンズ８の光軸と略平行になるように、液浸対物レンズ８の焦点位置近傍に純水ＰＷを供給する純水供給流路２１と、当該焦点位置近傍から純水ＰＷを回収する純水回収流路２２とが形成してある。
【００３７】
純水供給流路２１には、上述した純水源（純水製造装置など）１６に連通した供給配管２３が接続してあり、純水回収流路２２には、上述した排水回収槽１９に連通した回収配管２４が接続してある。
【００３８】
なお、純水供給流路２１及び供給配管２３と、純水回収流路２２及び回収配管２４とは、互いに対に構成してあるが、その個数等は、図示例に限定されず、適宜選択可能である。
【００３９】
図１に示すように、本実施の形態では、フィルタ・ファン・ユニット（ＦＦＵ）３０が設けてある。
【００４０】
このＦＦＵ３０は、外気取り入れ口３１と、取り入れた外気を下流に送出するファン３２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３３と、空気中のダストを捕集するＨＥＰＡフィルタ３４と、これらフィルタ３３，３４を透過した清浄な空気を吐出する供給ノズル３５と、からなっている。
【００４１】
図２に示すように、鏡筒２０の筒状部材２０ｂの先端部近傍に、チャンバ４０が設けてあり、このチャンバ４０には、供給ノズル３５の吐出口が接続してある。
【００４２】
従って、供給ノズル３５から清浄な空気がチャンバ４０内に噴出されると、液浸対物レンズ８の焦点位置近傍（即ち、液浸対物レンズ８とウエハＷの間）の純水ＰＷの周囲に、ＦＦＵ３０によって清浄化された有機物やパーテイ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、純水ＰＷの周囲は、清浄な空気により局部的にパージされ、純水ＰＷが有機物を含む空気にさらされることがなく、純水ＰＷ中に、空気中の有機物が溶解することがない。
【００４３】
なお、ＦＦＵ３０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。
【００４４】
また、ウエハＷと、チャンバ４０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８−ウエハＷ間のワーキングデイスタンス（Ｗ．Ｄ．）と同じか、僅かに大きい。
【００４５】
また、チャンバ４０内の空間は、その回りの大気（筐体３内の空気）より圧力が高くなっている。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。
【００４６】
この時の圧力の関係は、
純水  ＞  チャンバ４０内空気  ＞  チャンバ４０外の大気（筐体３内の空気）
にしておけば、スムースに純水ＰＷを供給でき、さらに清浄でない大気がチャンバ４０内に浸入することを防止することが出来る。
【００４７】
本実施の形態では、次の動作順序により、顕微鏡観察を行うようになっている。
【００４８】
不図示のウエハ搬送手段により、ウエハＷが顕微鏡装置１のＸＹステージ１３及びＺステージ１４上のウエハ保持部材１５上に搭載される。ウエハＷは、真空吸着等の手段で、ウエハ保持部材１５に固定される。ＸＹステージ１３で、ウエハＷ中の観察したいポイントを、対物直下に移動させる。
【００４９】
純水供給流路２１から、純水ＰＷを所定量ウエハＷ上に吐出した後、Ｚステージ１４が移動して、対物が焦点を結ぶようにしてから、ウエハＷの観察を行う。
【００５０】
純水ＰＷが液浸対物レンズ８の焦点位置近傍（即ち、液浸対物レンズ８とウエハＷの間）に供給される際、純水ＰＷの周囲に、ＦＦＵ３０によって清浄化された有機物やパーテイクルを含まない清浄な空気を供給する。
【００５１】
これにより、純水ＰＷの周囲は、清浄な空気により局部的にパージされ、純水ＰＷが有機物を含む空気にさらされることがなく、純水ＰＷ中に、空気中の有機物が溶解することがない。なお、ＦＦＵ３０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。
【００５２】
観察の終了後、真空源１８を起動するか、あるいは不図示の電磁弁等の開閉手段により、純水回収流路２２に真空を供給する。この真空により、ウエハＷ上の純水ＰＷが周囲の空気と一緒に純水回収流路２２から吸い込まれて回収される。
【００５３】
以上から、本実施の形態によれば、純水ＰＷの周囲に、ＦＦＵ３０によって清浄化された有機物やパーテイクルを含まない清浄な空気を供給し、これにより、純水ＰＷの周囲は、清浄な空気により局部的にパージされ、純水ＰＷが有機物を含む空気にさらされることがなく、純水ＰＷ中に、空気中の有機物が溶解することがない。
【００５４】
従って、ウエハＷの表面が有機物により汚染されることがなくなり、歩留まりを向上することができる。
【００５５】
（第２実施の形態）
図３は、本発明の第２実施の形態に係る顕微鏡観察装置の模式図である。
【００５６】
本実施の形態は、その基本的構成が上述した第１実施の形態と同様であり、主として相違する点を説明する。
【００５７】
本実施の形態では、顕微鏡装置１は、全体が略密閉された筐体３内に収納されている。
【００５８】
また、筐体３の底面には、鎧戸状の開閉自在な開口部（図示略）が設けられており、内圧を任意に調整できるようになっている。
【００５９】
さらに、フィルタ・ファン・ユニット３０（ＦＦＵ）は、筐体３の上部に設置されている。このＦＦＵ３０は、上方から順次、外気取り入れ口３１と、ファン３２と、ケミカルフィルタ３３と、ＨＥＰＡフィルタ３４と、からなっており、筐体３内に下方向に向かって、清浄な空気を吐出するようになっている。
【００６０】
以上から、本実施の形態では、ＦＦＵ３０によって清浄化された有機物やパーテイクルを含まない清浄な空気を、筐体３内に対して層流化して流すことができる。
【００６１】
従って、本実施の形態では、筐体３の内部の空気から、有機物を一切排除しているため、純水ＰＷ中への有機物溶出が無く、ウエハＷに悪影響がない。その他の構成、作用、及び効果は、上述した第１実施の形態と同様である。
【００６２】
（第３実施の形態）
図４は、本発明の第３実施の形態に係る顕微鏡観察装置の模式図である。
【００６３】
本実施の形態は、その基本的構成が上述した第１実施の形態と同様であり、主として相違する点を説明する。
【００６４】
上記第１実施の形態との相違は、液浸対物レンズ８の周囲に、チャンバ４０が無いことだけである。このチャンバ４０が無いことにより、清浄な空気へのパージが多少不完全な部分はあるが、実施が容易になる。その他の構成、作用、及び効果は、上述した第１実施の形態と同様である。
【００６５】
（第４実施の形態）
図５は、本発明の第４実施の形態に係る顕微鏡観察装置の模式図である。
【００６６】
顕微鏡装置１には、波長が３００ｎｍ以下又は１５０〜３００ｎｍの紫外線の照明光源（図示略）が搭載されている。照明光源２より発せられた紫外光は、ハーフミラー（図示略）等を経由し、液浸対物レンズ８を通過して、ウエハＷ上に平行光として照射される（ケーラー照明の状態）。ウエハＷに照射された紫外光は、液浸対物レンズ８等を経由して、接眼レンズ（図示略）に結像する。
【００６７】
顕微鏡装置１には、ＸＹステージ１３が設けてあり、このＸＹステージ１３上に、Ｚステージ１４が搭載してある。Ｚステージ１４上には、真空吸着等の手段でウエハＷを保持するウエハ保持部材１５が搭載してある。ウエハＷは、このウエハ保持部材１５上に、不図示のウエハ搬送手段により搬送される。
【００６８】
液浸対物レンズ８の鏡筒２０には、液浸対物レンズ８の焦点位置近傍に純水ＰＷを供給する純水供給流路２１と、当該焦点位置近傍から純水ＰＷを回収する純水回収流路２２とが形成してある。
【００６９】
純水源（純水製造装置など）１６から発生した純水ＰＷは、定量吐出ポンプ１７等の手段により、供給配管２３を通り、鏡筒２０の純水供給流路２１を経由して、一定量試料（ウエハＷ）面に供給される。また、液浸観察後の純水ＰＷは、真空源１８で発生する負圧によって、鏡筒２０の純水回収流路２２及び回収配管２４を経由して、排水回収槽１９に集められる。
【００７０】
本実施の形態では、液浸対物レンズ８とウエハＷの間のワーキングデイスタンス（Ｗ．Ｄ．）の純水ＰＷの周囲には、不活性ガスが噴出されるようになっている。ガス源５０から発した不活性ガスは、供給ノズル５１を経由して、純水ＰＷの周囲に吹きつけられる。なお、不活性ガスは、Ｎ２、Ｈｅ、Ｎｅ、Ａｒガス等のいずれであってもよい。
【００７１】
なお、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。
【００７２】
本実施の形態では、次の動作順序により、顕微鏡観察を行うようになっている。
【００７３】
不図示のウエハ搬送手段により、ウエハＷが顕微鏡装置１のＸＹステージ１３及びＺステージ１４上のウエハ保持部材１５上に搭載される。ウエハＷは、真空吸着等の手段で、ウエハ保持部材１５に固定される。ＸＹステージ１３で、ウエハＷ中の観察したいポイントを、対物直下に移動させる。
【００７４】
ここで、ガス源５０で発生した不活性ガスは、供給ノズル５１から噴出されて、液浸対物レンズ８の先端部とウエハＷの表面との間を覆う。不活性ガスが吐出された直後に、純水源１６から供給された純水ＰＷが定量吐出ポンプ１７によって純水供給流路２１を介して吐出される。
【００７５】
この純水ＰＷ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、純水ＰＷ中の溶存酸素（ＤＯ）が増加することがない。すなわち、液浸対物レンズ８の焦点位置近傍の純水ＰＷの周囲は、不活性ガスにより局部的にパージされ、純水ＰＷが酸素にさらされることがなく、純水ＰＷ中に、酸素が溶け込むことがない。
【００７６】
純水供給流路２１から、純水ＰＷを所定量ウエハＷ上に吐出した後、Ｚステージ１４が移動して、対物が焦点を結ぶようにしてから、ウエハＷの観察を行う。
【００７７】
観察の終了後、真空源１８を起動するか、あるいは不図示の電磁弁等の開閉手段により、純水回収流路２２に真空を供給する。この真空により、ウエハＷ上の純水ＰＷが周囲の空気と一緒に純水回収流路２２から吸い込まれて回収される。なお、純水ＰＷがウエハＷ上から回収された後に、不活性ガスの供給を停止する。
【００７８】
以上から、液浸対物レンズ８の焦点位置近傍の純水ＰＷの周囲は、不活性ガスにより局部的にパージされ、純水ＰＷが酸素にさらされることがなく、純水ＰＷ中に、酸素が溶け込むことがない。
【００７９】
従って、純水ＰＷ中で、溶存酸素（ＤＯ)が増加することがなく、ウエハＷへのＳｉＯ２系のシミ等の形成を防止して、歩留まりを向上することができる。
【００８０】
（第５実施の形態）
図６は、本発明の第５実施の形態に係る顕微鏡観察装置の模式図である。
【００８１】
図６に示した液浸対物レンズは、図２に示す液浸対物レンズと一部機能が異なるのみで、同一構造である。異なる構造は、外気取り入れ口３１が供給ノズルの機能を有する点である。
【００８２】
本実施の形態は、その基本的構成が上述した第４実施の形態と同様であり、主として相違する点を説明する。
【００８３】
液浸対物レンズ８の鏡筒２０は、レンズ素子を所定の間隔で固定する金物２０ａと、金物２０ａの外側を覆うように形成した金属製の筒状部材２０ｂと、から構成してある。
【００８４】
筒状部材２０ｂには、液浸対物レンズ８の光軸と略平行になるように、液浸対物レンズ８の焦点位置近傍に純水ＰＷを供給する純水供給流路２１と、当該焦点位置近傍から純水ＰＷを回収する純水回収流路２２とが形成してある。
【００８５】
純水供給流路２１には、純水源（純水製造装置など）１６に連通した供給配管２３が接続してあり、純水回収流路２２には、排水回収槽１９に連通した回収配管２４が接続してある。
【００８６】
なお、純水供給流路２１及び供給配管２３と、純水回収流路２２及び回収配管２４とは、互いに対に構成してあるが、その個数等は、図示例に限定されず、適宜選択可能である。
【００８７】
鏡筒２０の筒状部材２０ｂの先端部近傍に、チャンバ４０が設けてあり、このチャンバ４０には、供給ノズル３１の吐出口が接続してある。
【００８８】
従って、供給ノズル３１から不活性ガスがチャンバ４０内に噴出されると、液浸対物レンズ８の焦点位置近傍（即ち、液浸対物レンズ８とウエハＷの間）の純水ＰＷの周囲に、不活性ガスを供給することができる。これにより、液浸対物レンズ８の焦点位置近傍の純水ＰＷの周囲は、不活性ガスにより局部的にパージされ、純水ＰＷが酸素にさらされることがなく、純水ＰＷ中に、酸素が溶け込むことがない。なお、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。
【００８９】
また、ウエハＷと、チャンバ４０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８−ウエハＷ間のワーキングデイスタンス（Ｗ．Ｄ．）と同じか、僅かに大きい。
【００９０】
また、チャンバ４０内の空間は、その回りの大気より圧力が高くなっている。そのため、不活性ガスは、上記ギャップ（α）から漏れて出ることができる。
【００９１】
この時の圧力の関係は、
純水  ＞  チャンバ４０内の不活性ガス  ＞  チャンバ４０外の大気
にしておけば、スムースに純水ＰＷを供給でき、さらに大気がチャンバ４０内に浸入することを防止することが出来る。
【００９２】
本実施の形態では、次の動作順序により、顕微鏡観察を行うようになっている。
【００９３】
不図示のウエハ搬送手段により、ウエハＷが顕微鏡装置１のＸＹステージ１３及びＺステージ１４上のウエハ保持部材１５上に搭載される。ウエハＷは、真空吸着等の手段で、ウエハ保持部材１５に固定される。ＸＹステージ１３で、ウエハＷ中の観察したいポイントを、対物直下に移動させる。
【００９４】
ここで、ガス源５０で発生した不活性ガスは、供給ノズル３１からチャンバ４０内に噴出されて、液浸対物レンズ８の先端部とウエハＷの表面との間を覆う。不活性ガスが吐出された直後に、純水源１６から供給された純水ＰＷが定量吐出ポンプ１７によって純水供給流路２１を介して吐出される。
【００９５】
この純水ＰＷ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、純水ＰＷ中の溶存酸素（ＤＯ）が増加することがない。すなわち、液浸対物レンズ８の焦点位置近傍の純水ＰＷの周囲は、不活性ガスにより局部的にパージされ、純水ＰＷが酸素にさらされることがなく、純水ＰＷ中に、酸素が溶け込むことがない。
【００９６】
純水供給流路２１から、純水ＰＷを所定量ウエハＷ上に吐出した後、Ｚステージ１４が移動して、対物が焦点を結ぶようにしてから、ウエハＷの観察を行う。
【００９７】
観察の終了後、真空源１８を起動するか、あるいは不図示の電磁弁等の開閉手段により、純水回収流路２２に真空を供給する。この真空により、ウエハＷ上の純水ＰＷが周囲の空気と一緒に純水回収流路２２から吸い込まれて回収される。なお、純水ＰＷがウエハＷ上から回収された後に、不活性ガスの供給を停止する。
【００９８】
なお、不活性ガスを吐出するタイミングとしては、ＸＹステージ１３で観察ポイントを移動した後、Ｚステージ１４でほぼ理論上の焦点位置に移動してから、不活性ガスを吐出し、さらに純水ＰＷを充填するという順序でも良い。
【００９９】
以上から、液浸対物レンズ８の焦点位置近傍の純水ＰＷの周囲は、不活性ガスにより局部的にパージされ、純水ＰＷが酸素にさらされることがなく、純水ＰＷ中に、酸素が溶け込むことがない。
【０１００】
従って、純水ＰＷ中で、溶存酸素（ＤＯ)が増加することがなく、ウエハＷへのＳｉＯ２系のシミ等の形成を防止して、歩留まりを向上することができる。
【０１０１】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る顕微鏡観察装置の模式図である。
【図２】図１に示した液浸対物レンズの断面図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係る顕微鏡観察装置の模式図である。
【図４】本発明の第３実施の形態に係る顕微鏡観察装置の模式図である。
【図５】本発明の第４実施の形態に係る顕微鏡観察装置の模式図である。
【図６】本発明の第５実施の形態に係る顕微鏡観察装置の模式図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  顕微鏡装置
２  紫外線の照明光源
３  筐体
８  液浸対物レンズ
１３  ＸＹステージ
１４  Ｚステージ
１５  ウエハ保持部材
１６  純水源（純水製造装置など）
１７  定量吐出ポンプ
１８  真空源
１９  排水回収槽
２０  鏡筒
２０ａ  金物
２０ｂ  筒状部材
２１  純水供給流路
２２  純水回収流路
２３  供給配管
２４  回収配管
３０  フィルタ・ファン・ユニット（ＦＦＵ）
３１  外気取り入れ口
３２  ファン３２
３３  ケミカルフィルタ
３４  ＨＥＰＡフィルタ
３５  供給ノズル
４０  チャンバ
５０  ガス源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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