(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージに着脱可能であり、サンプルの載置面を備えたサンプルホルダが設
置可能な顕微鏡用ステージにおいて、
前記ステージと前記サンプルホルダとの相対位置を決定する位置決め部材であり、前記ステージの端面に設置される当て板と、
前記当て板が設置されていない前記ステージ端面に設けられるクランプ機構を備え、
前記ステージ上に前記サンプルホルダを設置した際、前記クランプ機構により前記サンプルホルダが前記当て板に押し当てられることにより前記ステージに対する前記サンプルホルダの位置決めが行われ、
前記サンプルホルダが前記ステージ位置決めされる際に前記サンプルホルダが接触する領域の前記ステージの表面は、開口部のない平面状に形成されていることを特徴とする顕微鏡用ステージ。
【請求項２】
請求項１に記載の顕微鏡ステージを有する顕微鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡用ステージに関するものであり、サンプルの載置面を具えたサンプルホルダーが設置可能なステージに関し、またこのようなステージを具えた顕微鏡に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常、顕微鏡用ステージは、様々なサンプルホルダが用途に合わせて選択的に着脱可能な構成になっている。検鏡者は、観察するサンプルの形状に応じたサンプルホルダをステージ上に取り付け、取り付けられたサンプルホルダ上にサンプルを載せて観察している。
【０００３】
例えば工業用顕微鏡で観察するサンプルとしては、ウエハやマスク、レチクル、磁気ヘッド、金属材料、電子部品、液晶部材等があり、そのサイズも様々である。そのため、サンプルホルダは、サンプルの種類やサイズに応じて数多くの形状やサイズのものが用意されている。
【０００４】
一般に工業用顕微鏡用ステージは、顕微鏡本体に固定される下板と、下板に対してＹ方向に移動する中板と、中板に対してＸ方向に移動する上板の３枚板で構成されている。このような構成にすることにより上板は、Ｘ方向及びＹ方向に自由に動けるようになっている。
【０００５】
従来のステージは、上板に凹部や開口部が形成されており、この凹部や開口部にサンプルホルダを落とし込むことにより、ステージ上のサンプルホルダの位置決めをし、サンプルホルダをステージに固定していた。
【０００６】
図８に従来のステージ上板８１とサンプルホルダ８２の構成を示す。
【０００７】
ステージ上板８１には、サンプルホルダ８２の寸法と略同じ寸法の凹部８１ａが形成されている。この凹部８１ａにサンプルホルダ８２を落とし込んで位置決めをする。
【０００８】
また、凹部８１ａに落とし込んだサンプルホルダ８２を取り出すときの取り出し難さを解消する目的で、ステージ上板８１の凹部８１ａの端部には、開口部８１ｂが設けられている。これにより凹部８１ａに落とし込んだサンプルホルダ８２の一部が指に掛かり易くなっている。
【０００９】
更に、ステージ上板８１には、凹部８１ａに通じるクランプビス８３により、サンプルホルダ８２を固定する構成になっている。これにより、サンプルホルダ８２をより強固にステージ上板８１に固定することが可能になっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ステージ上板８１は、一般的に厚さが薄く、従来のようにステージ上板８１に大きな凹部８１ａがあると、ステージ上板8１の剛性を低下させることになり、強度が低くなる問題が生じた。
【００１１】
また、この薄い板に広い面積の凹部を加工することは、加工後にステージの反りを生じさせる原因になっていた。このようなステージの反りは、精度が要求される顕微鏡では認められるものではない。このような反りの問題が製造されたステージに生じないようにするために、ステージの製造方法を工夫したり、また時間をかけて加工することにより反りのないステージを製造していた。従って、製造効率も悪いものであった。
【００１２】
また、サンプルホルダ８２を取り出し易くするための開口部８１ｂを設けることにより、前記した強度や反り、製造効率の問題を更に悪化させる問題があった。
【００１３】
本発明は、このような従来の問題点を解決し、高強度で反りがなく、効率よく製造できる顕微鏡用ステージ及び、これを備えた顕微鏡を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願は、前記目的を達成する。
【００１５】
本願によれば以下の様な顕微鏡用ステージ及びこれを備えた顕微鏡が提供される。
【００１６】
本発明のステージは、ステージに着脱可能であり、サンプルの載置面を備えたサンプルホルダが設置可能な顕微鏡用ステージにおいて、前記ステージと前記サンプルホルダとの相対位置を決定する位置決め部材であり、前記ステージの端面に設置される当て板と、前記当て板が設置されていない前記ステージ端面に設けられるクランプ機構を備え、前記ステージ上に前記サンプルホルダを設置した際、前記クランプ機構により前記サンプルホルダが前記当て板に押し当てられることにより前記ステージに対する前記サンプルホルダの位置決めが行われ、前記サンプルホルダが前記ステージ位置決めされる際に前記サンプルホルダが接触する領域の前記ステージの表面は、開口部のない平面状に形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、請求項１に記載の顕微鏡ステージを有する顕微鏡を提供するものである。
【００１８】
このような構成により、従来の凹部を有するサンプルホルダが設置可能なステージに比べ、ステージの剛性を高めることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図1から図７に本発明に関わる実施の形態を示す。
【００２０】
図１〜図６に示す実施の形態では、ステージ上板は、顕微鏡に固定されるステージ下板と、ステージ下板に対してＹ方向に移動可能なステージ中板とを合わせた３枚の板から構成されるステージの一部である。そして、ステージ上板は、ステージ中板に対してＸ方向に移動可能に構成されている。このような構成によりステージ上板は、Ｘ方向及びＹ方向に自由に移動可能に構成されている。本実施の形態中の説明では、下板と中板は省略する。
【００２１】
図１に第１の実施の形態で説明するステージ上板とサンプルホルダーの斜視外観図を示す。
【００２２】
ステージ上板１１の上面のサンプル載置部は、概ね平面な状態になっている。
ステージ上板１１上には、ピン１３ａ、１３ｂが設けられている。そして、サンプルホルダ１２には、ピン１３ａ、１３ｂのそれぞれに対応する位置に開口部１２ａ、１２ｂが穿設されている。そして、ピン１３ａと開口部１２ａ、ピン１３ｂと開口部１２ｂとが嵌合するようになっている。これにより、サンプルホルダ１２をステージ上板１１上に載置するときのステージ上板１１とサンプルホルダ１２との相対位置が決定する。
【００２３】
ピン１３ａ、１３ｂや開口部１２ａ，１２ｂを設ける場合、これらの相対位置に関わる加工誤差の影響を少なくするために、２個の開口部のうちの一方は丸穴とし、他方をは小判穴とすることが好ましい。このようにすることによりピンや開口部を形成するときの互いの位置関係をそれ程精密に形成する必要がなくなり、ステージやサンプルホルダの製造効率の低下を防ぐことができるようになる。また、ピンや開口部の数に制限はなく、任意に決定可能である。
【００２４】
更に、第1の実施の形態では、サンプルホルダ１２をステージ上板１１上に載置したときのピンと開口部の隙間ガタを取るために、クランプ用ナット１４でサンプルホルダ１２の側面を押さえる構造になっている。このような構成にすることにより、より強固にサンプルホルダ１２をステージ上板１１に固定することが可能になり、振動に強くなったり、ステージを激しく動かしたときでもサンプルホルダの意図しない移動を防止することができる。
【００２５】
また図１に示すように、サンプルホルダ１２におけるステージ上板１１との接触領域には凹部や開口部がなく、概ね平面な状態になっており、サンプルホルダ１２をステージ１１に設置する場合、凹部に落とし込んで設置することがない。そのため、前記従来の技術で説明したようにサンプルホルダをステージから取り外すときに有効であった取り外し用開口部８１ｂ（図８参照）をステージ上板に形成する必要がない。そのため、本発明では、取り外し用開口部を設けることにより生じていた、ステージ上板の反りや強度低下、製造効率悪化等の問題も全くない。
【００２６】
更に、ステージ上板１１は、概ね平面になっており、従来存在したような開口部や凹部がない。そのため、ステージ上板１１上に直接サンプルを置くことが可能になる。従って、サンプルホルダがなくてもサンプルの観察が可能になる。これにより、サンプルホルダの厚み分だけ高さのあるサンプルを検鏡することが可能になり、観察するサンプルのバリエーションを増やすことが可能になる。
【００２７】
例えば、磁気ヘッドは、治具に取り付けられた状態で観察する場合が多く、治具の分、厚みが大きくなる。このような場合、ヘッドを治具に取り付けたため観察できなくなることがあった。しかし、本発明のステージを用い、ステージ上に直接、治具を載置すれば観察できるようになる。
【００２８】
サンプルホルダを用いずに、ステージ上に直接サンプルを設置して使用する場合、図１に示すようなピン１３ａ、１３ｂが邪魔になる場合が有る。これを防止するために、ピンを取り外し可能なもの（例えば、ネジ状のピンを用いる）にすることは有効である。これによりステージ上に更に広いスペースを確保することができ、液晶基板やプリント基板等の大きなサンプルを載せることも可能になる。
【００２９】
また、図２に示すように、サンプルホルダ２２側に、ピン２３ａ、２３ｂを設け、ステージ上板２１側に開口部２１ａ、２１ｂを設けることも有効である。このような構成にすれば、図１のようにピンを取り外す手間をかけずに、ステージ上板上に広いスペースを確保することが可能になる。
【００３０】
このようにステージ上板を平面にすることにより、従来に比べ大きな寸法のサンプルの観察も可能になる。また、開口部や凹部を形成しないので製造効率もよい。更に、ステージ上板の反りの問題も従来に比べて格段に少なくできるのでよりサンプルの正確な観察が可能になる。また、反りの問題を生じることがないので、ステージの製造段階で反りの生じない製造方法を行う必要がないので製造効率が向上することになる。
【００３１】
更に、従来に比べて強度の強いステージを得ることが可能になるので、重いサンプルも観察可能になる。
【００３２】
また、従来は、ステージ上板に形成する凹部や開口部の大きさは、使用するサンプルホルダと略同じ大きさに形成する必要があった。そのため、ステージ上板の大きさは、当然、凹部や開口部よりも大きなものにしなければならなかった。しかし、本発明によれば、ステージ上板に凹部は形成しないので、サンプルホルダの大きさにとらわれることなく、ステージ上板の大きさを決定することが可能になる。従って、ステージ全体の大きさもコンパクトに作ることができ、顕微鏡本体の大きさも小さくすることができる。そのため、顕微鏡の設置場所の少スペース化が実現できる。特に、半導体の製造に使用されるクリーンルームは、クリーン度を維持する関係上、部屋の大きさは小さい方がよい。そのため、より小さな顕微鏡は少スペース化に有効なものである。
【００３３】
図３に第２の実施の形態を示す。
【００３４】
第２の実施の形態は、第１の実施形態の変形例であり、位置決めのためのピンをサンプルホルダの中央部に１個設けたものを示している。
【００３５】
ステージ上板３１上には、ピン３３が１個だけ設けられている。サンプルホルダ３２の中央部には、ピン３３と嵌合する開口部３２ａが形成されており、サンプルホルダ３２を取り付ける場合には、開口部３２ａをピン３３に嵌合させる。
【００３６】
本第２の実施の形態のように、ピンを１個設ける構成のものは、ステージ上板３１とサンプルホルダ３２の相対位置を確実に固定しなくても良い場合に有効である。例えば、ウエハホルダのように、サンプルホルダを回転して使用する場合には、ピンは１個でも良い。また回転しやすいようにベアリングなどを用いたピンでも良い。もちろん異なる様々なサンプルに対応できるように、ピン３３を取り外し可能に構成しても良い。
【００３７】
図４に、第3の実施の形態を示す。
【００３８】
第3の実施の形態は、ステージ上板４１とサンプルホルダ４２との相対位置を決定する位置決め部材として、当て板４３ａ、４３ｂを用いたものである。
【００３９】
ステージ上板４１の端面の２個所には当て板４３ａ、４３ｂが設置されている。更にステージ上板４１の端面（当て板が設置されていない面）には、クランプ機構４４が設けられており、クランプビス４４ａによりサンプルホルダ４２は、ステージ上板４１に設置されたクランプ機構４４のクランプビス４４ａにより、当て板４３ａ、４３ｂに押し当てられて位置決めされる。
【００４０】
第３の実施の形態では、クランプビス４４ａと接触するサンプルホルダ４２の角部に傾斜部４５が設けられており、クランプビス４４ａでサンプルホルダ４２を押圧することで、サンプルホルダ４２が斜め方向に移動してゆき、当て板４３ａ、４３ｂに押し当てられて位置決めされる。このような構成にすれば、一つのクランプビスで当て板４３ａ、４３ｂにサンプルホルダ４２を押し付けることができる。もちろん2個のクランプビスを用意し、それぞれの当て板に押し付けるようにしても良い。
【００４１】
また、図５に示すようにサンプルホルダ５２におけるクランプビス５４ａの接触領域５５を図４のような単なる傾斜ではなくＶ字状にし、クランプ５４と反対側に長めの当て板５３を１個設ける構成にしても良い。これにより、図４のものに比べ、位置決め部材の構成をより簡素にすることができ、より製造効率を向上させることができる。
【００４２】
図６は、第４の実施の形態の斜視外観図を示す（ステージ上板６１は、右斜め上方から見た斜視図であり、サンプルホルダ６２は右斜め下方から見た図である）。
【００４３】
ステージ上板６１とサンプルホルダ６２との相対位置は、サンプルホルダ６２の２つの端面に設置された当て板をステージ上板６１の端部に接触させ、当て板６３ａ、６３ｂを基準として決定される。そして、ステージ上板６１に載せられたサンプルホルダ６２は、サンプルホルダ６２に設けられたクランプ機構６４、６５のクランプビス６４ａ、６５ａにより、当て板６３ａ、６３ｂに押し当てるられることで位置決めされ、固定される。
【００４４】
本第４の実施の形態によれば、ステージ上板６１には、凹部やビス、開口部、当て板、クランプ機構等が全くないので、サンプルホルダを使用せず、サンプルを直接ステージ上板に設置して観察する場合にステージ上板上をより広さの制限なく使用することができる。
【００４５】
図7は、本発明に関わる顕微鏡の概略の側面図である。
【００４６】
図７中、ステージ７０は、ステージ下板７０Aと、ステージ中板７０Bと、ステージ上板７０Cの３つの部材から成り、ステージは、顕微鏡本体７６の台座
７５上に設置されている。
【００４７】
ステージ７０の中板７０B及び上板７０Cのそれぞれのステージ板のＸ方向及びＹ方向の移動は、ハンドル７４を軸回転させることにより行われる。ステージ板の移動は、移動しないステージ下板７０A上のステージ中板７０BをＹ方向に移動可能にし、ステージ上板７０Cは、Ｘ方向に移動可能にする。
【００４８】
ステージ７０の上方には、レボルバー７３に取り付けられた対物レンズ７２が設置されている。この対物レンズ７２で観察したサンプルの像は、対物レンズ７２の上方に設置された接眼レンズ７１により観察する。
【００４９】
また、顕微鏡本体７６には照明装置７７が設けられており、ステージ７０上に設置されるサンプルを照明することができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、ステージにサンプルホルダ設置用の凹部や開口部を有さないので、ステージの製造が容易であり、効率が良くステージの製造ができる。また、前記のような凹部や開口部がないので、反りの発生がなく、また強度も高いものである。
【００５１】
また、本発明のステージを用いた顕微鏡は、製造効率の優れたステージを有していることから、顕微鏡全体としても効率よく製造できる。更に、反りのないステージを用いて観察を行えるため、正確なサンプルの観察が可能になる。また、ステージの耐久性も高いことから顕微鏡の製品寿命も長くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の第1の実施の形態に関わるステージ上板とサンプルホルダを示す概略の斜視外観図である。
【図２】は、本発明の第1の実施の形態に関わるステージ上板とサンプルホルダを示す概略の斜視外観図である。
【図３】は、本発明の第2の実施の形態に関わるステージ上板とサンプルホルダを示す概略の斜視外観図である。
【図４】は、本発明の第3の実施の形態に関わるステージ上板とサンプルホルダを示す概略の斜視外観図である。
【図５】は、本発明の第3の実施の形態に関わるステージ上板とサンプルホルダを示す概略の斜視外観図である。
【図６】は、本発明の第4の実施の形態に関わるステージ上板とサンプルホルダを示す概略の斜視外観図である。
【図７】は、本発明に関わる顕微鏡の概略の側面図である。
【図８】は、従来のステージ上板とサンプルホルダを示す概略の斜視外観図である。
【符号の説明】
１１、２１、３１、４１、５１、６１、８１・・・ステージ上板
１２、２２、３２、４２、５２、６２、８２・・・サンプルホルダ
１３ａ、１３ｂ、２３ａ、２３ｂ、３３・・・ピン
１４、２４・・・クランプ用ナット
４３ａ、４３ｂ、５３、６３ａ、６３ｂ・・・当て板
４４、５４、６４、６５・・・クランプ機構
４４ａ、５４ａ、６４ａ、６５ａ・・・クランプビス
【図１】
0004710113.tif 000002
【図２】
0004710113.tif 000003
【図３】
0004710113.tif 000004
【図４】
0004710113.tif 000005
【図５】
0004710113.tif 000006
【図６】
0004710113.tif 000007
【図７】
0004710113.tif 000008
【図８】
0004710113.tif 000009