(57)【要約】【課題】常に一定でない芯ずれを補正する。【解決手段】所望倍率の対物レンズ２に切り替える前にＣＣＤカメラ１４により基板６の第１の画像データＤ１を取得し、所望倍率の対物レンズ２を予め設定された芯ずれ補正値に従って切り替えた後に、再びＣＣＤカメラ１４により基板６の第２の画像データＤ２を取得し、このうち倍率の高い方の第１又は第２の画像データＤ１、Ｄ２を縮小し、この縮小画像データを縮小しない第２又は第１の画像データ中でマッチングしてばらつき補正値を求め、このばらつき補正値に基づいて対物レンズ２の芯ずれを補正する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光学素子のうち所望の前記光学素子に切り替えたときに、予め前記所望の光学素子に対して設定された芯ずれ補正値に基づいて、観察光学系の光軸に対する前記所望の光学素子の芯ずれを補正する芯ずれ補正装置において、
前記所望の光学素子に対して設定された芯ずれ補正値を変更可能に芯ずれ補正値変更手段を設けたことを特徴とする芯ずれ補正装置。
【請求項２】
前記観察光学系及び前記光学素子を通して対象物の画像データを取得する撮像手段を備え、
前記芯ずれ補正値変更手段は、前記所望の光学素子に切り替える前と前記所望の光学素子に切り替えた後とにおいて、それぞれ前記撮像手段から出力される各画像信号から前記対象物の第１と第２の画像データとを取得する画像取得手段と、
前記第１の画像データと前記第２の画像データとを比較し、前記所望の光学素子を前記観察光学系に切り替えたときのばらつき補正値を求めるばらつき補正値算出手段と、
を具備したことを特徴とする請求項１記載の芯ずれ補正装置。
【請求項３】
前記芯ずれ補正値変更手段は、前記画像取得手段により取得された前記第１又は第２の画像データのうち倍率の高い方の前記画像データを縮小する画像縮小手段と、
この画像縮小手段により縮小された前記第１又は第２の画像データを縮小しない前記第２又は第１の画像データ中でマッチングすることを特徴とする請求項２記載の芯ずれ補正装置。
【請求項４】
前記ばらつき補正値に基づいて前記対象物又は前記所望の光学素子及び前記観察光学系を相対的に移動して芯合わせする芯合わせ手段を設けたことを特徴とする請求項２又は３記載の芯ずれ補正装置。
【請求項５】
前記芯合わせ手段は、前記対象物又は前記所望の光学素子及び前記観察光学系を相対的に移動させる機械的精度に応じて選択可能であることを特徴とする請求項４記載の芯ずれ補正装置。
【請求項６】
前記第１、第２の画像データを表示する表示手段を備え、
前記芯合わせ手段は、前記第２の画像データの前記表示手段で表示される表示位置を変更することを特徴とする請求項４記載の芯ずれ補正装置。
【請求項７】
前記芯合わせ手段は、前記対象物を載置するステージと、このステージを駆動するステージ駆動部とを備えたことを特徴とする請求項４記載の芯ずれ補正装置。
【請求項８】
前記画像縮小手段は、前記画像データを低倍側の前記画像データの画像倍率に合わせて縮小することを特徴とする請求項３乃至７のうちいずれか１項記載の芯ずれ補正装置。
【請求項９】
複数の光学素子のうち所望の前記光学素子に切り替えたときの観察光学系の光軸に対する前記所望の光学素子の芯ずれを補正する芯ずれ補正方法において、
前記所望の光学素子に切り替える前に、前記観察光学系及び前記光学素子を通して対象物の第１の画像データを取得する工程と、
前記所望の光学素子を前記観察光学系光軸に対して予め設定された芯ずれ補正値に従って切り替える工程と、
前記所望の光学素子に切り替えた後に、前記観察光学系及び前記所望の光学素子を通して前記対象物の第２の画像データを取得する工程と、
前記第１又は第２の画像データのうち倍率の高い方の前記画像データを縮小する工程と、
前記縮小された前記第１又は第２の画像データを縮小しない前記第２又は第１の画像データ中でマッチングし、前記所望の光学素子を前記観察光学系に切り替えたときのばらつき補正値を求める工程と、
前記ばらつき補正値に基づいて前記対象物又は前記所望の光学素子及び前記観察光学系を相対的に移動して芯合わせする工程と、
を有することを特徴とする芯ずれ補正方法。
【請求項１０】
前記ばらつき補正値に基づき画像処理によって前記所望の光学素子に切り替えた後に取得された前記第２の画像データを位置ずらしてモニタ画面上に表示する工程を有し、
前記画像処理による前記第２の画像データの位置ずらしは、前記対象物又は前記所望の光学素子及び前記観察光学系の一体を相対的に移動させる機械的精度に応じて選択されることを特徴とする請求項９記載の芯ずれ補正方法。
【請求項１１】
前記画像データの縮小は、低倍側の前記画像データの画像倍率に合わせることを特徴とする請求項９又は１０記載の芯ずれ補正方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば光学顕微鏡のレボルバに取り付けられた複数の対物レンズのうち所望倍率の対物レンズに切り替えたときの観察光学系の光軸に対する芯ずれを補正する芯ずれ補正装置及びその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学顕微鏡の回転式レボルバに複数の対物レンズが取り付けられている。図１３は対物レンズ周囲の構成図である。光学顕微鏡の光軸ａ上にレボルバ１と、このレボルバ１に取り付けられた対物レンズ２と、接眼レンズ３とが設けられている。対物レンズ２の下方にＸ軸ステージ４が設けられている。このＸ軸ステージ４上に基板搭載面５が設けられ、この基板搭載面５上に半導体ウエハ等の基板６が載置されている。
【０００３】
このような光学顕微鏡の対物レンズは、対物レンズ２の固有の光学的な偏芯や、レボルバ１の対物レンズ取付面の光軸方向における位置ずれ等の芯ずれＳを持つ。この芯ずれＳは、各対物レンズ２毎に異なるずれ量になっている。このため、レボルバ１を回転して例えば倍率の異なる対物レンズ２を切り替えると、接眼レンズ３を通して観察される基板６の画像の観察位置がずれる。例えば、対物レンズ２を切り替える前に半導体ウエハのパターンＭが観察画像Ｄの中心部で観察されたが、対物レンズ２を切り替えた後、図１４に示すように半導体ウエハのパターンＭが観察画像Ｄの中心部から芯ずれＳだけずれて観察される。
【０００４】
このような対物レンズ２の芯ずれＳを補正する技術として例えば特許文献１、２がある。これら特許文献１、２は、いずれも芯ずれＳに対する固定された補正値を有する。すなわち、光学顕微鏡は、対物レンズ２に対する予め設定された固定値の芯ずれ補正値を有し、この芯ずれ補正値に従って例えば図１５に示すようにＸ軸ステージ４を移動させる。これにより、芯ずれＳが相殺され、図１６に示すように半導体ウエハのパターンＭは、観察画像Ｄの中心部に移動する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３１３８５０号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−９０６３３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、対物レンズ２の芯ずれＳは、対物レンズ２を切り替えるたびに毎回異なり、再現性を有しない。このような再現性のない対物レンズ２の芯ずれＳは、レボルバ１を回転して倍率の異なる対物レンズを切り替えるたびに、レボルバ１のクリック機構部のがたなどに起因して生じる。又、例えば対物レンズ２を倍率の異なる別の対物レンズ２に付け替えたり、対物レンズ２をレボルバ１から取り外し、再びレボルバ２に取り付けると、その都度芯ずれＳは異なる。これは、レボルバ１に対物レンズを取り付ける際のねじがたなど等に起因して生じる。
【０００８】
又、対物レンズ２周囲の温度環境が変化すると、対物レンズ２及びレボルバ１などが膨張又は収縮する。このため、これら膨張又は収縮の影響を受け、対物レンズ２の芯ずれＳは、再現性を有しない。
【０００９】
レボルバ１は、例えば一方向に回転させ、次にその逆方向に回転させると、バックラッシュを生じる。このため、レボルバ１を回転させて対物レンズ２を光軸ａ上に切り替えても、当該対物レンズ２を前回と同一位置に再びセットすることはできない。
【００１０】
このようにレボルバ２に取り付けられた対物レンズ２の芯ずれＳの値は常に一定でなく、このため芯ずれＳを完全に補正することができなかった。
【００１１】
そこで本発明は、常に一定でない芯ずれを補正できる芯ずれ補正装置及びその方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数の光学素子のうち所望の光学素子に切り替えたときに、予め所望の光学素子に対して設定された芯ずれ補正値に基づいて、観察光学系の光軸に対する所望の光学素子の芯ずれを補正する芯ずれ補正装置において、所望の光学素子に対して設定された芯ずれ補正値を変更可能に芯ずれ補正値変更手段を設けた芯ずれ補正装置である。
【００１３】
本発明は、複数の光学素子のうち所望の光学素子に切り替えたときの観察光学系の光軸に対する所望の光学素子の芯ずれを補正する芯ずれ補正方法において、所望の光学素子に切り替える前に、観察光学系及び光学素子を通して対象物の第１の画像データを取得する工程と、所望の光学素子を観察光学系光軸に対して予め設定された芯ずれ補正値に従って切り替える工程と、所望の光学素子に切り替えた後に、観察光学系及び所望の光学素子を通して対象物の第２の画像データを取得する工程と、第１又は第２の画像データのうち倍率の高い方の画像データを縮小する工程と、縮小された第１又は第２の画像データを縮小しない第２又は第１の画像データ中でマッチングし、所望の光学素子を観察光学系に切り替えたときのばらつき補正値を求める工程と、ばらつき補正値に基づいて対象物又は所望の光学素子及び観察光学系を相対的に移動して芯合わせする工程とを有する芯ずれ補正方法である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１３と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００１５】
図１は芯ずれ補正装置を用いた光学顕微鏡の全体構成図である。コ字形状のベース１０にＸＹ軸ステージ１１が設けられている。このＸＹ軸ステージ１１は、Ｘ軸ステージ４、Ｙ軸ステージ１２及び基板搭載面５を有する。
【００１６】
ベース１０の上部に観察ユニット１３が設けられている。この観察ユニット１３に複数の対物レンズ２を取り付けたレボルバ１及び接眼レンズ３が設けられている。
【００１７】
又、観察ユニット１３の光軸ａ上に撮像装置としてのＣＣＤカメラ１４が取り付けられている。このＣＣＤカメラ１４は、観察ユニット１３内の観察光学系及び対物レンズ２を通して基板６の拡大像を撮像し、その画像信号を出力する。この画像信号は、モニタ装置１５及び画像処理・補正演算装置１６に送られる。
【００１８】
この画像処理・補正演算装置１６は、複数の対物レンズ２毎に予め設定された芯ずれ補正値を図示しない補正値テーブルに登録し、各対物レンズ２のうち所望倍率の対物レンズ２に切り替えるときに当該対物レンズ２に対応する芯ずれ補正値を補正値テーブルから読み出し、この芯ずれ補正値に各対物レンズ２毎に生じる芯ずれのばらつき量を加えて対物レンズ２の芯ずれを補正する。
【００１９】
具体的に画像処理・補正演算装置１６は、画像取得部１７と、画像縮小部１８と、ばらつき補正値算出部１９と、補正選択部２０と、画像芯ずれ補正部２１と、芯ずれ補正値更新部２２とを有する。
【００２０】
画像取得部１７は、ＣＣＤカメラ１４から出力された画像信号を入力し、この画像信号を画像データとして画像メモリ等に記憶する。この画像データを取得するタイミングは、所望倍率の対物レンズ２に切り替える前と切り替えた後とであり、所望倍率の対物レンズ２に切り替える前に取得した画像データを第１の画像データとし、切り替えた後に取得した画像データを第２の画像データとする。
【００２１】
画像縮小部１８は、対物レンズ２を切り替える前の倍率よりも切り替えた後の倍率の方が高倍であれば、所望倍率に切り替えた後に取得された第２の画像データを縮小する。
【００２２】
又、画像縮小部１８は、対物レンズ２を切り替える前の倍率よりも切り替えた後の倍率の方が低倍であれば、所望倍率に切り替える前に取得された第１の画像データを縮小する。この場合、画像縮小部１８は、第２の画像データ又は第１の画像データを縮小するとき、縮小しなかった第１の画像データ又は第２の画像データの画像倍率に合わせて縮小する。
【００２３】
ばらつき補正値算出部１９は、画像縮小部１８により縮小された第１又は第２の画像データを縮小しない第２又は第１の画像データ中でマッチングし、所望倍率の対物レンズ２を上記芯ずれ補正値を用いて観察光学系の光軸ａ上に切り替えたときの芯ずれのばらつきを補正するためのばらつき補正値を定量的に求める。
【００２４】
補正選択部２２は、ＸＹ軸ステージ１１を微動させるときの機械的精度に応じてばらつき補正値算出部１９により求められたばらつき補正値をステージ駆動部２２又は画像芯ずれ補正部２１に選択的に送る。ここでは、ＸＹ軸ステージ１１における微動時の最小移動分解能が所定の分解能よりも低ければ、補正選択部２２は、ばらつき補正値を画像芯ずれ補正部２１に送る。例えば、ＸＹ軸ステージ１１における微動時の最小移動分解能がばらつき補正値よりも低ければ、ＸＹ軸ステージ１１の移動による芯ずれ補正を選択する。反対にＸＹ軸ステージ１１における微動時の最小移動分解能がばらつき補正値よりも高ければ、画像芯ずれ補正部２１による芯ずれ補正を選択する。
【００２５】
なお、ステージ駆動部２３及びＸＹ軸ステージ１１は、芯合わせ手段を構成する。すなわち、ステージ駆動部２３は、ばらつき補正値算出部１９により求められたばらつき補正値を受けると、このばらつき補正値に従ってＸＹ軸ステージ１１をＸＹ方向に駆動する。
【００２６】
画像芯ずれ補正部２１は、補正値算出部１９により求められたばらつき補正値を受けると、所望倍率の対物レンズ２に切り替えた後に取得された第２の画像データを読み出し、この第２の画像データをばらつき補正値に従って画像の位置ずらし処理を行い、この位置ずらし処理した第２の画像データをモニタ装置１５の画面上に表示する。
【００２７】
芯ずれ補正値更新部２２は、ばらつき補正値算出部１９により求められたばらつき補正値によって補正値テーブルに登録されている対物レンズ２の芯ずれ補正値を更新する。
【００２８】
次に、上記の如く構成された装置の動作について図２に示す芯ずれ補正フローチャートに従って説明する。
【００２９】
基板６の観察中に倍率の異なる対物レンズ２に切り替える場合、画像処理・補正演算装置１６は、ステップ＃１において、対物レンズ２を切り替えることを判断する。
【００３０】
次に、ＣＣＤカメラ１４は、対物レンズ２を切り替える前に、観察ユニット１３内の観察光学系及び切り替える前の対物レンズ２を通して基板６の拡大像を撮像し、その画像信号を出力する。この画像信号は、モニタ装置１５及び画像処理・補正演算装置１６に送られる。
【００３１】
この画像処理・補正演算装置１６における画像取得部１７は、ＣＣＤカメラ１４から出力された画像信号を入力し、この画像信号を対物レンズ２の切り替え前の第１の画像データとして画像メモリに記憶する。図３は対物レンズ２の切り替え前の第１の画像データＤ１の一例を示す図である。この第１の画像データＤ１は、中央部に半導体ウエハのパターンＭを捉えている。
【００３２】
次に、画像処理・補正演算装置１６は、ステップ＃３において、次に切り替える対物レンズ２のレボルバ１への取付位置及び倍率などを判断する。ここで、次に切り替える対物レンズ２は、切り替える前の対物レンズ２の倍率よりも高倍とする。
【００３３】
次に、画像処理・補正演算装置１６は、ステップ＃４において、次に切り替える対物レンズ２に対応する芯ずれ補正値を補正値テーブルから読み出す。
【００３４】
次に、画像処理・補正演算装置１６は、ステップ＃５において、レボルバ１を回転制御して次に切り替える対物レンズ２を光軸ａ上にセットする。このとき、ただ単に対物レンズ２を切り替えただけでは、図４に示すように切り替えた後における対物レンズ２と光軸ａとの間に芯ずれＳを生じる。
【００３５】
このため、画像処理・補正演算装置１６は、従来と同様に、補正値テーブルから読み出した芯ずれ補正値に基づくＸＹ移動制御信号をステージ駆動部２３に送出する。このステージ駆動部２３は、ＸＹ移動制御信号に従って芯ずれ補正値分だけＸＹ軸ステージ１１を移動させる。
【００３６】
次に、ＣＣＤカメラ１４は、ステップ＃６において、対物レンズ２を切り替えた後に、観察ユニット１３内の観察光学系及び切り替えた後の対物レンズ２を通して基板６の拡大像を撮像し、その画像信号を出力する。この画像信号は、モニタ装置１５及び画像取得部１７に送られる。
【００３７】
この画像取得部１７は、ＣＣＤカメラ１４から出力された画像信号を入力し、この画像信号を対物レンズ２の切り替えた後の第２の画像データとして画像メモリに記憶する。図５は対物レンズ２を切り替えた後の第２の画像データＤ２の一例を示す図である。この第２の画像データＤ２は、中央部からずれて半導体ウエハのパターンＭを捉えている。
【００３８】
すなわち、芯ずれ補正値分だけＸＹ軸ステージ１１を移動させても、対物レンズ２の芯ずれＳは、対物レンズ２を切り替えるたびに毎回異なって再現性のないものであり、又対物レンズ２周囲の温度環境の影響を受ける。さらに、対物レンズ２は、レボルバ１に生じるバックラッシュにより前回と同一位置に再びセットできない。これにより、図６に示すように対物レンズ２と光軸ａとの間には、ばらつきｂが生じる。
【００３９】
しかるに、画像処理・補正演算装置１６は、ステップ＃７において、画像メモリに記憶した対物レンズ２の切り替え前の第１の画像データＤ１と対物レンズ２の切り替えた後の第２の画像データＤ２とのうち高倍率の画像データ、ここでは第２の画像データＤ２をテンプレート画像とする。
【００４０】
次に、画像縮小部１８は、ステップ＃８において、テンプレート画像（第２の画像データＤ２）を図７に示すように縮小しない第１の画像データの画像サイズに合わせて縮小し、その縮小テンプレート画像Ｄ２’を取得する。
【００４１】
次に、ばらつき補正値算出部１９は、縮小テンプレート画像Ｄ２’を図８に示すように縮小しない第１の画像データＤ１中でマッチングする。このマッチングを行うことにより補正値算出部１９は、ステップ＃１０において、所望倍率の対物レンズ２を芯ずれ補正値を用いて切り替えたときの芯ずれＳのばらつきｂを補正するためのばらつき補正値を定量的に求める。
【００４２】
次に、補正選択部２２は、例えば、ＸＹ軸ステージ１１における微動時の最小移動分解能がばらつき補正値よりも高ければ、ＸＹ軸ステージ１１の移動による芯ずれ補正を選択する。反対にＸＹ軸ステージ１１における微動時の最小移動分解能がばらつき補正値よりも低ければ、補正選択部２２は、画像芯ずれ補正部２１による芯ずれ補正を選択する。
【００４３】
ここで、ＸＹ軸ステージ１１における微動時の最小移動分解能がばらつき補正値よりも高く、ＸＹ軸ステージ１１の移動による芯ずれ補正が選択されると、ばらつき補正値算出部１９は、ステップ＃１１において、ばらつき補正値をステージ駆動部２３に送出する。このステージ駆動部２３は、ばらつき補正値を受けると、図９に示すようにばらつき補正値に従ってＸＹ軸ステージ１１をＸＹ方向に駆動する。
【００４４】
この結果、対物レンズ２の芯ずれは、完全に取り除かれる。これにより、ＣＣＤカメラ１４により取得される画像データの中央部に半導体ウエハのパターンＭが入る。
【００４５】
又、ＸＹ軸ステージ１１における微動時の最小移動分解能がばらつき補正値よりも低く、画像芯ずれ補正部２１による芯ずれ補正が選択されると、ばらつき補正値算出部１９は、ステップ＃１１において、ばらつき補正値を画像芯ずれ補正部２１に送出する。
【００４６】
この画像芯ずれ補正部２１は、ばらつき補正値を受けると、所望倍率の対物レンズ２に切り替えた後に取得された第２の画像データＤ２を読み出し、この第２の画像データＤ２をばらつき補正値に従って画像の位置ずらし処理を行い、この位置ずらし処理した第２の画像データをモニタ装置１５の画面上に表示する。
【００４７】
この結果、モニタ装置１５の画面上には、中央部に半導体ウエハのパターンＭの入った画像が表示される。
【００４８】
さらに、芯ずれ補正値更新部２２は、ステップ＃１１において、ばらつき補正値算出部１９により求められたばらつき補正値によって補正値テーブルに登録されている対物レンズ２の芯ずれ補正値を更新する。
【００４９】
一方、次に切り替える対物レンズ２の倍率が切り替える前の対物レンズ２の倍率よりも低倍の場合、ＣＣＤカメラ１４の撮像により取得される第２の画像データＤ２は、例えば図１０に示すように中央部からずれて半導体ウエハのパターンＭがある。
【００５０】
この場合、画像処理・補正演算装置１６は、ステップ＃７において、画像メモリに記憶した第１の画像データＤ１と第２の画像データＤ２とのうち高倍率の画像データ、ここでは第１の画像データＤ１をテンプレート画像とする。
【００５１】
次に、画像縮小部１８は、ステップ＃８において、テンプレート画像（第１の画像データＤ１）を縮小しない第２の画像データＤ２の画像倍率に合わせて縮小する。
【００５２】
次に、ばらつき補正値算出部１９は、縮小テンプレート画像Ｄ１’を縮小しない第１の画像データＤ２中でマッチングする。このマッチングを行うことによりばらつき補正値算出部１９は、ステップ＃１０において、所望倍率の対物レンズ２を芯ずれ補正値を用いて切り替えたときの芯ずれＳのばらつきｂを補正するためのばらつき補正値を定量的に求める。
【００５３】
これ以降、上記同様に、ＸＹ軸ステージ１１の移動又は画像芯ずれ補正部２１により芯ずれが補正される。
【００５４】
このように上記第１の実施の形態においては、所望倍率の対物レンズ２に切り替える前にＣＣＤカメラ１４により基板６の第１の画像データＤ１を取得し、所望倍率の対物レンズ２を予め設定された芯ずれ補正値に従って切り替えた後に、再びＣＣＤカメラ１４により基板６の第２の画像データＤ２を取得し、このうち倍率の高い方の第１又は第２の画像データＤ１、Ｄ２を縮小し、この縮小画像データを縮小しない第２又は第１の画像データ中でマッチングしてばらつき補正値を求め、このばらつき補正値に基づいて対物レンズ２の芯ずれを補正する。
【００５５】
従って、対物レンズ２を切り替える毎に、その切り替え毎に異なる対物レンズ２の芯ずれのばらつきｂが生じても、これらばらつきｂに対応する定量的なばらつき補正値を求めることによって、これらばらつきｂを取り除いて正確に対物レンズ２の芯ずれ補正ができる。
【００５６】
これにより、光学顕微鏡において、レボルバ２を回転させて所望倍率の対物レンズ２に切り替えるとき、レボルバ１に生じるバックラッシュにより対物レンズ２の芯ずれＳに再現性がなくても、対物レンズ２の芯ずれの補正を常に正確にできる。又、対物レンズ２の芯ずれのばらつきｂは、周囲の温度環境の影響を受けて毎回異なる値になるが、このようなばらつきｂであっても対物レンズ２の芯ずれの補正を常に正確にできる。
【００５７】
このような対物レンズ２の芯ずれ補正は、対物レンズ２を低倍率から高倍率に切り替えるとき、又は高倍率から低倍率に切り替えるときのいずれでも正確にできる。
【００５８】
又、対物レンズ２の芯ずれ補正は、対物レンズ２をレボルバから取り外し、別の倍率の対物レンズを取り付けたときでも、正確に行える。
【００５９】
又、対物レンズ２の芯ずれ補正は、芯ずれ補正フローチャートに従った動作により自動的に行える。そのうえ、対物レンズ２の芯ずれ補正値は、対物レンズ２の切り替え動作毎に自動的に最新の値に更新できる。従って、光学顕微鏡を用いた基板６の自動検査が安定してできる。自動検査する基板６は、例えば半導体ウエハ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）のガラス基板などである。さらに、対物レンズ２の芯ずれ補正値を自動的に更新できるので、定期的なメンテナンスを行って対物レンズ２の芯ずれ補正値を調整する必要がない。
【００６０】
ＸＹ軸ステージ１１における微動時の最小移動分解能がばらつき補正値よりも低ければ、ＸＹ軸ステージ１１の移動による芯ずれ補正を選択し、又ＸＹ軸ステージ１１における微動時の最小移動分解能がばらつき補正値よりも高ければ、画像芯ずれ補正部２１の画像処理による芯ずれ補正を選択するので、微動時の最小移動分解能の低いＸＹ軸ステージ１１を用いたとしても、このＸＹ軸ステージ１１の微動時の最小移動分解能よりも高い分解能で対物レンズ２の芯ずれが補正できる。
【００６１】
この結果、複数の対物レンズ２を取り付けたレボルバ１の回転位置決め機構は、位置決めの再現性の低いものを用いることができる。
【００６２】
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図１と同一部分には同一符号を付してその詳しい説明は省略する。
【００６３】
図１１は光学顕微鏡の全体構成図である。観察ユニット１３の上面にカメラレンズ交換機構３０が設けられている。このカメラレンズ交換機構３０は、ＣＣＤカメラ１４の倍率を変更する各カメラレンズ３１をＣＣＤカメラ１４の前面に選択的に切り替える。このカメラレンズ交換機構３０は、モータ等からなる回転駆動部３２と、この回転駆動部３２の回転軸に設けられた円板３３と、この円板３３の円周上に設けられた複数のカメラレンズ３１とを有する。
【００６４】
従って、回転駆動部３２の回転駆動による円板３３の回転により、複数のカメラレンズ３１のうち１つのカメラレンズ３１が光軸ａ上に配置される。このとき、各カメラレンズ３１は、芯ずれなく切り替え配置される必要がある。
【００６５】
先ず、所望倍率のカメラレンズ３１に切り替える前にＣＣＤカメラ１４は、基板６を撮像する。これにより画像取得部１７は、第１の画像データＤ１を取得する。
【００６６】
次に、回転駆動部３２は、円板３３を回転駆動する。これにより、複数のカメラレンズ３１のうち所望倍率のカメラレンズ３１が光軸ａ上に配置される。このとき回転駆動部３２は、予め設定された芯ずれ補正値に従って円板３３を回転し、停止する。
【００６７】
次に、所望倍率のカメラレンズ３１に切り替えた後に、再びＣＣＤカメラ１４は、基板６を撮像する。これにより画像取得部１７は、第２の画像データＤ２を取得する。
【００６８】
次に、画像縮小部１８は、第１又は第２の画像データＤ１、Ｄ２のうち倍率の高い方の第１又は第２の画像データＤ１、Ｄ２を縮小する。
【００６９】
次に、ばらつき補正値算出部１９は、縮小画像データを縮小しない第２又は第１の画像データ中でマッチングしてばらつき補正値を求め、このばらつき補正値に基づいてＸＹ軸ステージ１１を移動させる。
【００７０】
なお、ＸＹ軸ステージ１１における微動時の最小移動分解能がカメラレンズ交換機構３０のばらつき補正値よりも低ければ、ＸＹ軸ステージ１１の移動による芯ずれ補正を選択する。又、ＸＹ軸ステージ１１における微動時の最小移動分解能がカメラレンズ交換機構３０のばらつき補正値よりも高ければ、画像芯ずれ補正部２１の画像処理による芯ずれ補正を選択する。
【００７１】
このように上記第２の実施の形態によれば、カメラレンズ交換機構３０の円板３３を回転させて所望倍率のカメラレンズ３１に切り替えるとき、カメラレンズ交換機構３０に生じるバックラッシュによりカメラレンズ３１の芯ずれに再現性がなくても、又、周囲の温度環境の影響を受けてカメラレンズ３１を切り替える毎に芯ずれのばらつきが毎回異なっても、カメラレンズ３１の芯ずれの補正を常に正確にできる。
【００７２】
なお、本発明は、上記第１及び第２の実施の形態に限定されるものでなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。
【００７３】
例えば、上記第１と第２の実施の形態とを組み合わせて対物レンズ２の芯ずれを補正とカメラレンズ３１の芯ずれ補正との両方を行うようにしてもよい。この場合、例えば、先ず対物レンズ２の芯ずれ補正を行い、次にカメラレンズ３１の芯ずれ補正を行う。なお、円板３３は、複数のカメラレンズ３１を各取付孔に取り付けるが、例えば１箇所の取付孔にガラス平板を設ける。又は、１箇所の取付孔は、空間にしてもよい。そして、対物レンズ２の芯ずれ補正のときは、円板３３に取り付けられたガラス平板又は空間を光軸ａ上に配置することが望ましい。これにより、対物レンズ２の芯ずれ補正は、カメラレンズ３１の芯ずれの影響を受けずに正確にできる。
【００７４】
又、本発明装置は、光学顕微鏡における対物レンズ２の芯ずれを補正とカメラレンズ３１の芯ずれ補正とにおれる適用にかぎらず、各種光学素子の切り替え時の芯ずれ補正に適用できる。
【００７５】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、常に一定でない芯ずれを補正できる芯ずれ補正装置及びその方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる芯ずれ補正装置の第１の実施の形態を用いた光学顕微鏡を示す全体構成図。
【図２】本発明に係わる芯ずれ補正装置の第１の実施の形態における芯ずれ補正フローチャート。
【図３】本発明に係わる芯ずれ補正装置の第１の実施の形態における対物レンズを切り替える前に取得した第１の画像データの模式図。
【図４】本発明に係わる芯ずれ補正装置の第１の実施の形態における切り替えた後における対物レンズの芯ずれを示す図。
【図５】本発明に係わる芯ずれ補正装置の第１の実施の形態における高倍率の対物レンズ切り替え後の第２の画像データの模式図。
【図６】本発明に係わる芯ずれ補正装置の第１の実施の形態における芯ずれ補正値及びばらつきを示す模式図。
【図７】本発明に係わる芯ずれ補正装置の第１の実施の形態における縮小処理後の画像データを示す模式図。
【図８】本発明に係わる芯ずれ補正装置の第１の実施の形態におけるマッチングを示す模式図。
【図９】本発明に係わる芯ずれ補正装置の第１の実施の形態におけるばらつきの補正を示す模式図。
【図１０】本発明に係わる芯ずれ補正装置の第１の実施の形態における低倍率の対物レンズ切り替え後の第２の画像データの模式図。
【図１１】本発明に係わる芯ずれ補正装置の第２の実施の形態を用いた光学顕微鏡を示す全体構成図。
【図１２】本発明に係わる芯ずれ補正装置の第２の実施の形態を用いた光学顕微鏡の上面図。
【図１３】対物レンズの芯ずれを示す図。
【図１４】芯ずれだけずれた十字マークの観察画像を示す図。
【図１５】対物レンズの芯ずれ補正値を示す図。
【図１６】中心部に移動した十字マークの観察画像を示す図。
【符号の説明】
１：レボルバ、２：対物レンズ、３：接眼レンズ、４：Ｘ軸ステージ、５：基板搭載面、６：基板、１０：ベース、１１：ＸＹ軸ステージ、１２：Ｙ軸ステージ、１３：観察ユニット、１４：ＣＣＤカメラ、１５：モニタ装置、１６：画像処理・補正演算装置、１７：画像取得部、１８：画像縮小部、１９：ばらつき補正値算出部、２０：補正選択部、２１：画像芯ずれ補正部、２２：芯ずれ補正値更新部、２３：ステージ駆動部、３０：カメラレンズ交換機構、３１：カメラレンズ、３２：回転駆動部、３３：円板。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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