(57)【要約】【課題】  液浸法による基板の観察を効率よく行える簡素な顕微鏡観察装置を提供する。【解決手段】  観察対象の基板１０Ａを支持する支持手段と、液浸系の対物レンズ１４と、対物レンズの先端と基板との間に液体２０を供給する供給手段と、液体２０を基板から回収する回収手段とを備える。供給手段と回収手段とは、対物レンズの先端近傍に配置された少なくとも１つの配管１７,１８を共有し、供給手段は、配管１７,１８を介して液体の供給を行い、回収手段は、配管１７,１８を介して前記液体の回収を行う。【選択図】      図１
2005234458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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供給する供給手段と、
前記液体を前記基板から回収する回収手段とを備え、
前記供給手段と前記回収手段とは、前記対物レンズの先端近傍に配置された少なくとも１つの配管を共有し、
前記供給手段は、前記配管を介して前記液体の供給を行い、
前記回収手段は、前記配管を介して前記液体の回収を行う
ことを特徴とする顕微鏡観察装置。
【請求項２】
請求項１に記載の顕微鏡観察装置において、
前記供給手段と前記回収手段とは、前記配管に接続された往復ポンプを共有し、
前記供給手段は、前記往復ポンプの可動部材を所定方向に移動させることにより、前記配管を介して前記液体の供給を行い、
前記回収手段は、前記可動部材を前記所定方向とは逆の方向に移動させることにより、前記配管を介して前記液体の回収を行う
ことを特徴とする顕微鏡観察装置。
【請求項３】
請求項２に記載の顕微鏡観察装置において、
前記供給手段が前記液体を供給する際の前記可動部材の移動速度Ｖ１と、前記回収手段が前記液体を回収する際の前記可動部材の移動速度Ｖ２とは、次の式(１)を満足する
Ｖ１＜Ｖ２  …(１)
ことを特徴とする顕微鏡観察装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の顕微鏡観察装置において、
前記供給手段と前記回収手段とは、前記配管と前記往復ポンプとの間の第１経路を接続／遮断する第１切換部を共有し、
前記供給手段は、液体を供給する供給部を有すると共に、前記供給部と前記往復ポンプとの間の第２経路を接続／遮断する第２切換部を有し、
前記回収手段は、液体を排出する排出部を有すると共に、前記排出部と前記往復ポンプとの間の第３経路を接続／遮断する第３切換部を有し、
前記第１切換部と前記第２切換部と前記第３切換部とは、前記第１経路と前記第２経路と前記第３経路とのうち何れか１つのみを接続状態に設定する
ことを特徴とする顕微鏡観察装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハや液晶基板などの観察に用いられる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が、顕微鏡観察装置を用いて行われる。顕微鏡観察装置とは、基板を自動搬送する機構と光学顕微鏡システムとを結びつけたものである。光学顕微鏡システムの対物レンズは乾燥系であり、この対物レンズと観察対象の基板との間は空気などの気体で満たされる（例えば特許文献１を参照）。そして、より高い分解能での観察を実現するために、観察波長を紫外域とすることが提案されている。
【特許文献１】特開２００１−１１８８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、乾燥系の対物レンズを用いた装置では、対物レンズの開口数を“１”より大きくすることができないため、分解能の向上に限界がある。そこで、周知の液浸法を採用し、乾燥系の対物レンズに代えて液浸系の対物レンズを用いることが考えられる。この場合には、液浸系の対物レンズの先端と観察対象の基板との間が水などの液体で満たされ、液体の屈折率(＞１)に応じて対物レンズの開口数を“１”より大きくすることができ、分解能を向上させることができる。
【０００４】
しかし、対物レンズを単に乾燥系から液浸系に交換するだけでは、上記の製造工程における基板の観察を効率よく行うことはできない。その観察を効率よく行うためには、液浸系の対物レンズの先端と基板との間に液体を供給する機構や、その液体を回収する機構が必要であり、さらに、これらの機構を効率よく配置するための工夫も必要である。
本発明の目的は、液浸法による基板の観察を効率よく行える簡素な顕微鏡観察装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の顕微鏡観察装置は、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供給する供給手段と、前記液体を前記基板から回収する回収手段とを備え、前記供給手段と前記回収手段とは、前記対物レンズの先端近傍に配置された少なくとも１つの配管を共有し、前記供給手段は、前記配管を介して前記液体の供給を行い、前記回収手段は、前記配管を介して前記液体の回収を行うものである。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の顕微鏡観察装置において、前記供給手段と前記回収手段とは、前記配管に接続された往復ポンプを共有し、前記供給手段は、前記往復ポンプの可動部材を所定方向に移動させることにより、前記配管を介して前記液体の供給を行い、前記回収手段は、前記可動部材を前記所定方向とは逆の方向に移動させることにより、前記配管を介して前記液体の回収を行うものである。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の顕微鏡観察装置において、前記供給手段が前記液体を供給する際の前記可動部材の移動速度Ｖ１と、前記回収手段が前記液体を回収する際の前記可動部材の移動速度Ｖ２とは、次の式(１)を満足するものである。
Ｖ１＜Ｖ２  …(１)
請求項４に記載の発明は、請求項２または請求項３に記載の顕微鏡観察装置において、前記供給手段と前記回収手段とは、前記配管と前記往復ポンプとの間の第１経路を接続／遮断する第１切換部を共有し、前記供給手段は、液体を供給する供給部を有すると共に、前記供給部と前記往復ポンプとの間の第２経路を接続／遮断する第２切換部を有し、前記回収手段は、液体を排出する排出部を有すると共に、前記排出部と前記往復ポンプとの間の第３経路を接続／遮断する第３切換部を有し、前記第１切換部と前記第２切換部と前記第３切換部とは、前記第１経路と前記第２経路と前記第３経路とのうち何れか１つのみを接続状態に設定するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、簡素な顕微鏡観察装置を用いて液浸法による基板の観察を効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を用いて本発明の実施形態を詳細に説明する。
本実施形態の顕微鏡観察装置１０には、図１に示す通り、観察対象の基板１０Ａを支持するステージ(１１,１２)と、液浸観察部(１４,１５)と、液浸媒質の液体２０を供給／回収する機構(１７,１８,５１〜５８)とが設けられる。また、顕微鏡観察装置１０には、図示省略したが、制御部や、基板１０Ａを自動搬送する機構、ＴＴＬ方式のオートフォーカス機構なども設けられる。基板１０Ａは、半導体ウエハや液晶基板である。顕微鏡観察装置１０は、半導体回路素子や液晶表示素子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観察（外観検査）に用いられる。回路パターンは、例えばレジストパターンである。
【００１０】
ステージ(１１,１２)の説明を行う。ステージ(１１,１２)は、試料台１１とＸＹＺステージ１２とで構成される。試料台１１は、ＸＹＺステージ１２により鉛直方向に移動可能、水平面内で移動可能に支持されている。基板１０Ａは、例えば現像装置から搬送されて試料台１１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。
なお、ＸＹＺステージ１２は、基板１０Ａの焦点合わせ時に、試料台１１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、ＸＹＺステージ１２は、基板１０Ａの予め定めた観察点を液浸観察部(１４,１５)の視野内に位置決めする際、試料台１１を水平面内で移動させる。ＸＹＺステージ１２のベース部材は顕微鏡観察装置１０の本体に固定されている。
【００１１】
液浸観察部(１４,１５)の説明を行う。液浸観察部(１４,１５)には、対物レンズ１４と接眼レンズ１５とが設けられる。対物レンズ１４および接眼レンズ１５は、各々、顕微鏡観察装置１０の本体に固定されている。対物レンズ１４は、液浸系の対物レンズであり、その先端（下面）と基板１０Ａとの間が液浸媒質（液体２０）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。対物レンズ１４の先端が、液体２０に触れる部分となる。さらに、顕微鏡観察装置１０の本体内部（対物レンズ１４と接眼レンズ１５との間）には、図示省略した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。
【００１２】
なお、紫外域の波長の照明光源を用いる場合は、接眼レンズ１５からの観察はできないので、接眼レンズ１５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観察する。
液浸観察部(１４,１５)では、接眼レンズ１５の視野位置に基板１０Ａの拡大像（パターン像）が形成され、この像により基板１０Ａの観察が行われる。また、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間を満たす液体２０の屈折率(＞１)に応じて、対物レンズ１４の開口数を“１”より大きくすることができ、乾燥系の装置（対物レンズの開口数≦１）と比較して分解能を確実に向上させることができる。
【００１３】
ちなみに、分解能は、対物レンズ１４の開口数ＮＡと、観察波長λと、定数ｋとを用いて、「分解能＝ｋ×λ／ＮＡ」と表される。定数ｋの値には、２線間の分解能を議論する場合、通常“０.５”が用いられる。また、対物レンズ１４の開口数ＮＡは、対物レンズ１４の開き角θと、対物レンズ１４と基板１０Ａとの間の媒質の屈折率ｎとを用いて、「ＮＡ＝ｎ×sinθ」と表される。このように、分解能は、対物レンズ１４と基板１０Ａとの間の屈折率ｎの増加に逆比例して小さくなる（向上する）。
【００１４】
液体２０を供給／回収する機構(１７,１８,５１〜５８)の説明を行う。この機構(１７,１８,５１〜５８)には、ノズル１７,１８と、このノズル１７,１８に接続された配管５１と、配管５１の途中に配置された３位置切り換え式の電磁弁５２と、新しい清浄な液体５Ａを収容する液体タンク５３と、往復ポンプ(５４〜５７)と、装置外への排出用の配管５８とが設けられる。ノズル１７,１８は、請求項の「配管」に対応する。
【００１５】
ノズル１７,１８は、対物レンズ１４の周囲に一体的に固定され、その先端が対物レンズ１４の先端近傍に配置される。ノズル１７,１８は、共に、液体２０を供給する機構と回収する機構とで共有され、液体２０の供給時には吐出ノズルとして使われ、液体２０の回収時には吸引ノズルとして使われる。このように、ノズル１７,１８を共有させることで、対物レンズ１４の周囲の狭い空間を有効に利用して、吐出ノズルと吸引ノズルを効率よく配置することができ、装置の簡素化が図られる。
【００１６】
往復ポンプ(５４〜５７)は、シリンダ５４とピストン５５と送りネジ５６とモータ５７とで構成される。ピストン５５は、モータ５７の動力を直線運動に変換する送りネジ５６に結合され、任意の速度で往復移動可能である。ピストン５５の移動速度は、モータ５７の回転速度に応じて調整可能である。ピストン５５の移動方向は、モータ５７の回転方向に対応する。
【００１７】
シリンダ５４は、電磁弁５２の第１経路を介して液体タンク５３に接続され、第２経路を介してノズル１７,１８に接続され、第３経路を介して排出用の配管５８（請求項の「排出部」に対応）に接続される。ただし、電磁弁５２において、３つの経路が同時に開放されることはなく、常に何れか１つのみが開放され、接続状態に設定される。
電磁弁５２は、第１経路において、シリンダ５４と液体タンク５３との間の経路を接続／遮断する（請求項の「第２切換部」に対応）。また、電磁弁５２は、第２経路において、シリンダ５４とノズル１７,１８との間の経路を接続／遮断する（請求項の「第１切換部」に対応）。さらに、電磁弁５２は、第３経路において、シリンダ５４と排出用の配管５８との間の経路を接続／遮断する（請求項の「第３切換部」に対応）。
【００１８】
そして、電磁弁５２において第１経路が開放され、シリンダ５４と液体タンク５３とが実際に接続された状態で、ピストン５５（請求項の「可動部材」に対応）を図中右方向に移動させることにより、液体タンク５３の内部の液体５Ａをシリンダ５４の内部に導入することができる（液体５Ｂ）。
また、電磁弁５２において第２経路が開放され、シリンダ５４とノズル１７,１８とが実際に接続された状態で、ピストン５５を図中左方向に移動させることにより、シリンダ５４の内部の液体５Ｂをノズル１７,１８に送り出すことができる。送り出された液体５Ｂは、ノズル１７,１８の先端から吐出し、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間に到達する（液体２０）。つまり、往復ポンプ(５４〜５７)によりノズル１７,１８を介して液体２０の供給が行われる。液体２０の供給は、液浸観察の前に、不図示の制御部が自動的に行う。
【００１９】
シリンダ５４からノズル１７,１８に送り出される液体５Ｂの量（つまり液体２０の供給量Ｖ）は、シリンダ５４の断面積Ｓとピストン５５の移動量Ｘとの積に等しく（Ｖ＝Ｓ・Ｘ）、ピストン５５の移動量Ｘに応じて任意に調整することができる。また、液体２０の供給速度は、ピストン５５の移動速度に応じて任意に調整することができる。この場合のピストン５５の移動速度Ｖ１は、液体２０がノズル１７,１８の先端から飛び散らないように遅く設定することが好ましい。
【００２０】
そして、液体２０の供給量Ｖを適切にすることができれば、液体２０は、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間において、表面張力により「液滴」を形成する。ここで、図２を参照して、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間に供給された液体２０の表面の形状について説明する。液体２０の表面とは、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間の露出面のことである。液体２０の供給量Ｖが適切な場合、液体２０の表面の形状は、表面張力により、その面積が最小の球形になろうとする。したがって、液体２０は、対物レンズ１４の先端から表面張力に応じて僅かに食み出すことになる。図２では、対物レンズ１４の先端の直径を“ｄ”で示し、液体２０の対物レンズ１４の先端からの食み出し幅を“Ａ”で示した。
【００２１】
本実施形態の顕微鏡観察装置１０では、例えば、表面張力により「液滴」を形成可能な液体２０の供給量Ｖを予め計算し、この適切な供給量Ｖを実現するために、上記シリンダ５４の断面積Ｓを用いて、ピストン５５の移動量Ｘ（＝Ｖ０/Ｓ）を計算する。なお、供給量Ｖの計算には、対物レンズ１４の先端の直径ｄ、対物レンズ１４の作動距離δ、対物レンズ１４の先端からの食み出し幅Ａが用いられる。
【００２２】
また、予め計算したピストン５５の移動量Ｘを実現する（つまり液体２０の適切な供給量Ｖを実現する）ためには、モータ５７を回転させて送りネジ５６を移動させ、ピストン５５の移動量Ｘを精密に制御することが好ましい。制御方法には、モータ５７としてステッピングモータを用いて開ループ制御する方法や、ロータリーエンコーダまたはリニアエンコーダにより閉ループ制御する方法が考えられる。
【００２３】
一方、上記した液体２０の供給時と同様、電磁弁５２の第２経路が開放され、シリンダ５４とノズル１７,１８とが実際に接続された状態で、ピストン５５を液体２０の供給時とは逆の方向（図中右方向）に移動させると、ノズル１７,１８を介して、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間の液体２０を周りの空気と一緒に吸引することができる。吸引された液体２０は、シリンダ５４の内部に導かれる（廃液５Ｂ）。このように、ノズル１７,１８を介して往復ポンプ(５４〜５７)により液体２０が回収される。液体２０の回収は、液浸観察の後で、不図示の制御部が自動的に行う。
【００２４】
往復ポンプ(５４〜５７)による液体２０の吸い込み速度は、ピストン５５の移動速度に応じて任意に調整することができる。この場合のピストン５５の移動速度Ｖ２は、上記の液体２０を供給する際の移動速度Ｖ１よりも速い速度に設定することが好ましい（Ｖ１＜Ｖ２）。
往復ポンプ(５４〜５７)による引き込み時の液体２０の挙動を図３(ａ)〜(ｃ)に示す。引き込み開始前は、図３(ａ)のように（図２と同様）、液体２０の表面（露出面）の形状が近似的に球面である。引き込みを開始すると、次第に図３(ｂ)のようになり、表面張力による食み出し分がなくなる。そして最後は図３(ｃ)のように、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間の中心部分がやせ細って途切れる。
【００２５】
このため、往復ポンプ(５４〜５７)による吸い込み速度（ピストン５５の移動速度Ｖ２）は、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間隔に起因する空気漏れ量よりも、ノズル１７,１８からの吸い込み量が大きくなるような条件とすることが好ましい。このことはベルヌーイの定理からも明白である。
また、吸い込み作業の途中（図３(ｂ)または図３(ｃ)のタイミング）で、ＸＹＺステージ１２を制御して試料台１１を僅かに（≦δの範囲内で）上昇させ、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間隔を小さくし、この間隔に起因する空気漏れ量を小さくしてもよい。この場合、基板１０Ａに残存した液体２０を効果的に吸引することができる。
【００２６】
さらに、上記の電磁弁５２において第３経路が開放され、シリンダ５４と排出用の配管５８とが実際に接続された状態で、ピストン５５を図中左方向に移動させることにより、シリンダ５４の内部の廃液５Ｂ(および空気)を排出用の配管５８に送り出すことができる。送り出された廃液５Ｂは、配管５８を介して、装置外へ排出される。
本実施形態では、液浸媒質の液体２０として例えば純水を使用する。純水は、半導体製造工程などで容易に大量入手できるものである。また、基板１０Ａ上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。
【００２７】
なお、上記した機構(１７,１８,５１〜５８)のうち、ノズル１７,１８をステンレス(電解研磨して酸化被膜を形成したステンレス)鋼またはテフロン（登録商標）（フッ素樹脂ＰＴＦＥ）により構成し、シール材をテフロン（登録商標）またはフッ素ゴムにより構成し、全ての配管５１,５８,…をステンレス鋼またはテフロン（登録商標）により構成し、その他、液体２０が触れる全ての面（ピストン５５や液体タンク５３の内面など）も、同様の材料で構成することが好ましい。これらのステンレス鋼とテフロン（登録商標）は、化学的に安定で、液体２０に不純物（例えば金属イオン系など）が混入し難いという利点がある。
【００２８】
また、液体タンク５３における液体５Ａの残量をモニタするため、液体タンク５３にフロートセンサ(液面計)と上限レベルセンサと下限レベルセンサを搭載し、各センサの出力を操作ＰＣ画面上で確認できるようにすることが好ましい。さらに、液体５Ａが下限レベルセンサの位置に到達した時点で、操作ＰＣ画面上にワーニング表示を出すようにすることが好ましい。
【００２９】
次に、本実施形態の顕微鏡観察装置１０における基板１０Ａの観察動作を説明する。基板１０Ａの観察動作は、不図示の制御部による自動制御である。液体２０を供給／回収する機構(１７,１８,５１〜５８)の電磁弁５２は初期状態において第２経路が開放され、シリンダ５４とノズル１７,１８とが実際に接続された状態となっている。
制御部は、基板１０Ａの観察動作の開始に先立ち、液体２０の適切な供給量Ｖ（つまり表面張力により「液滴」を形成可能な量）を計算し、この供給量Ｖを実現するために必要なピストン５５の移動量Ｘ（＝Ｖ０/Ｓ）を“目標値”として計算する。
【００３０】
そして、ピストン５５の移動量Ｘの計算後、基板１０Ａの観察動作を開始する。まず、観察対象の基板１０Ａをステージ(１１,１２)に搬送し、試料台１１の上面に固定させる。次に、ＸＹＺステージ１２を制御し、試料台１１を水平面内で移動させて、基板１０Ａの予め定めた観察点を対物レンズ１４の視野内に位置決めする。さらに、試料台１１を鉛直方向に移動させて、不図示のオートフォーカス機構を用いて、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間隔がほぼ所望の間隔（対物レンズ１４の作動距離δ）となる位置まで移動させる。
【００３１】
その後、液体２０の供給を開始させる。つまり、往復ポンプ(５４〜５７)のモータ５７を回転させて送りネジ５６を移動させ、ピストン５５を図中左方向に移動させる（速度Ｖ１）。ピストン５５の移動により、シリンダ５４の内部の液体５Ｂが電磁弁５２(第２経路)と配管５１とを介してノズル１７,１８に送り出され、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間に到達する（液体２０）。また、ピストン５５の移動量Ｘを精密に制御し、この移動量Ｘが予め計算した“目標値”に一致した時点で、モータ５７を停止させる。つまり、液体２０の供給を停止させる。
【００３２】
このように、ピストン５５の移動量Ｘを予め計算した“目標値”に一致させ、精密な定量吐出を行うことで、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間に供給された液体２０の量を、表面張力により「液滴」を形成可能な量とすることができる。このときの液体２０は例えば図２の状態である。
液体２０の供給が終了すると、オートフォーカス機構により、精密な焦点合わせを行った後、液浸観察可能となる。この状態で、観察者は、接眼レンズ１５を介して、基板１０Ａの観察点の液浸観察を行う。液体２０の供給量Ｖが適切で、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間に気泡が残留しないため、基板１０Ａの観察点の鮮明な像を観察することができる。
【００３３】
そして観察者から「液浸観察終了」の指示を受け取ると、制御部は、液体２０の回収を開始させる。つまり、往復ポンプ(５４〜５７)のモータ５７を回転させて送りネジ５６を移動させ、ピストン５５を図中右方向に移動させる（速度Ｖ２）。ピストン５５の移動により、ノズル１７,１８を介して、対物レンズ１４の先端と基板１０Ａとの間から液体２０を回収する。つまり、基板１０Ａに「液滴」が残らないようにする。
【００３４】
なお、液体２０を回収後、電磁弁５２の経路を切り換え（つまり第３経路を開放させ）、シリンダ５４の内部の廃液５Ｂを装置外へ排出する。さらに、電磁弁５２の経路を切り換え（つまり第１経路を開放させ）、液体タンク５３の清浄な液体５Ａをシリンダ５４の内部に取り込む。また、この取り込み後には、電磁弁５２の経路を再び切り換えて、シリンダ５４が吐出ノズル１７に繋がるようにしておく。
【００３５】
基板１０Ａの中に他の観察点がある場合には、上記の動作を繰り返す。全ての観察点についての液浸観察が終わると、基板１０Ａをステージ(１１,１２)から回収して、基板１０Ａの観察動作を終了する。
上記したように、本実施形態の顕微鏡観察装置１０では、吐出ノズルまたは吸引ノズルとして機能する共有のノズル１７,１８を設けるため、対物レンズ１４の周囲の狭い空間を有効に利用でき、装置の簡素化が図られる。したがって、簡素な顕微鏡観察装置１０を用いて液浸法による基板の観察を効率よく行うことができる。
【００３６】
また、本実施形態の顕微鏡観察装置１０では、共有の往復ポンプ(５４〜５７)を用い、移動方向を反転させるだけで、液体２０の供給と回収とを行えるため、装置の簡素化および小型化が図られる。
さらに、本実施形態の顕微鏡観察装置１０では、３位置切り換え式の電磁弁５２を用い、電磁弁５２の経路を切り換えるだけで、基板１０Ａに対する液体２０の供給／回収の他、共有のシリンダ５４の内部に回収された廃液５Ｂの排出と、新しい清浄な液体５Ａの導入とを行えるため、基板１０Ａの全ての観察点に同様の新しい液体２０を供給することができ、良好な液浸観察が可能となる。
【００３７】
また、本実施形態の顕微鏡観察装置１０では、液体２０の適切な供給量Ｖを予め計算すると共に、この供給量Ｖを実現するために必要なピストン５５の移動量Ｘ（＝Ｖ０/Ｓ）を“目標値”として計算しておき、実際の供給制御においてピストン５５の移動量Ｘを“目標値”に一致させるため、表面張力により「液滴」を形成可能な適量の液体２０を供給できる。このため、基板１０Ａの液浸観察に必要な最小限の液体２０を介して、基板１０Ａの鮮明な像を観察できると共に、基板１０Ａの液浸観察後、基板１０Ａから全ての液体２０を効率良く回収できる。
【００３８】
さらに、本実施形態の顕微鏡観察装置１０では、液浸観察の際、液体２０の供給と回収を自動制御で行うため、作業者に対する負担が殆どなく、高スループットで基板１０Ａの観察を行うことができる。
（変形例）
なお、上記した実施形態では、共有のノズル１７,１８が２本である例を説明したが、本発明はこれに限定されない。共有のノズルは、１本でも３本以上でも良い。また、装置に設けた全てのノズルを共有構成とする必要はなく、少なくとも１本のノズルを共有とし、残りのノズルを個別に（吐出ノズルまたは吸引ノズルとして）使用するようにしても良い。例えば図４に示す通り、対物レンズ１４の周囲に４本のノズル６１〜６４を配置し、このうち、１本のノズル６１のみを共有とし、残りのノズル６２〜６４を吸引ノズルとする構成が考えられる。
【００３９】
また、上記した実施形態では、３位置切り換え式の電磁弁５２の経路を切り換えることで、基板１０Ａに対する液体２０の供給／回収の他、廃液５Ｂの排出や、新しい清浄な液体５Ａの導入を行ったが、本発明はこれに限定されない。同じ液体２０を使い回すことを想定する場合には、電磁弁５２を省略してもよい。
さらに、上記した実施形態では、共有の往復ポンプ(５４〜５７)を用いて液体２０の供給と回収とを行う例を説明したが、本発明はこれに限定されない。液体２０の供給用のポンプと回収用のポンプとが別構成の場合にも、本発明を適用することができる。この場合、各々のポンプとして上記と同様の往復ポンプ(５４〜５７)を用いることができる。また、回収用のポンプには真空ポンプや工場内の真空装置を用いることができ、その前段に廃液貯めタンクや水分除去フィルタを設けることが好ましい。
【００４０】
また、上記した実施形態では、基板１０Ａの観察点ごとに液体２０を供給／回収する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。基板１０Ａの次の観察点までの距離が近い場合には、現在の観察点に供給されている液体２０を回収することなく、ＸＹステージ１３（つまり基板１０Ａ）を移動させてもよい。基板１０Ａの表面がある程度の疎水性を持ち、対物レンズ１４の先端がある程度の親水性を持つ場合には、液体２０が対物レンズ１４の側に付着し続けようとする。このため、ＸＹステージ１３（つまり基板１０Ａ）を移動させても、液体２０を対物レンズ１４の先端に付着させておくことができ、次の観察点に到着したときに同じ液体２０を利用して観察を行える。
【００４１】
さらに、上記した実施形態では、液浸系の対物レンズ１４を顕微鏡観察装置１０の本体に固定したが、本発明はこれに限定されない。液浸系の対物レンズ１４をレボルバに取り付け、他の乾燥系の対物レンズと切り換え可能にしても良い。また、上記した実施形態では、ノズル１７,１８を対物レンズ１４の周囲に一体的に固定したが、外付けでもよい。さらに、上記した実施形態では、モータ５７と送りネジ５６によってピストン５５を駆動する例を説明したが、これに代えてエアシリンダを設けてもよい。この場合、エアシリンダのストローク両端にリミットセンサを設けることが好ましい。
【００４２】
また、上記した実施形態では、接眼レンズ１５による液浸観察の例を説明したが、本発明はこれに限定されない。撮像素子とモニタを設け、モニタの表示画像により液浸観察を行っても構わない。接眼レンズ１５による液浸観察と撮像素子およびモニタによる液浸観察との双方を行えるようにしても良いし、何れか一方でも良い。ただし、観察波長を紫外域とする場合には、接眼レンズを省略して撮像素子とモニタを設けることが好ましい。また、観察波長を紫外域とする場合には、顕微鏡観察装置１０の本体の内部を窒素充填することが好ましい。対物レンズ１４と基板１０Ａとの間の光路は窒素充填されないが、液体２０の供給された後で紫外光による観察を行うため、その紫外光が周囲の空気（酸素）と光化学反応を起こすことはない。
【００４３】
さらに、上記した実施形態では、液体２０として例えば純水を用いたが（水浸系）、本発明はこれに限定されない。その他、純水よりも屈折率の高い油（例えば液浸オイルやシリコンオイルなど）を液体２０として用いてもよい（油浸系）。この場合、液体２０を対物レンズ１４の先端に付着させながらＸＹステージ１３（つまり基板１０Ａ）を移動させるには、基板１０Ａの表面がある程度の親水性を持ち、対物レンズ１４の先端がある程度の疎水性を持つことが好ましい。
【００４４】
また、液体２０として純水よりも表面張力の小さい液体（例えば界面活性剤を添加した液体、アルコール類、これらと純水との混合物）を用いることもできる。この場合には、基板１０Ａの回路パターンが微細な場合でも、液体２０を回路パターンの凹部に確実に浸透させることができ、良好に観察できる。
さらに、上記した実施形態では、純水を供給する手段として液体タンク５３を用いたが、純水製造装置などを用いて純水を供給してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施形態の顕微鏡観察装置１０の全体構成を示す側面図である。
【図２】液体２０の形状を説明する側面図である。
【図３】往復ポンプ(５４〜５７)による引き込み時の液体２０の挙動を示す側面図である。
【図４】ノズルの他の配置例を説明する上面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０  顕微鏡観察装置
１０Ａ  基板
１１  試料台
１２  ＸＹＺステージ
１４  対物レンズ
１５  接眼レンズ
１７，１８  ノズル
２０  液体
５１，５８  配管
５２  電磁弁
５３  液体タンク
５４  シリンダ
５５  ピストン
５６  送りネジ
５７  モータ
【図１】
2005234458.tif 000003
【図２】
2005234458.tif 000004
【図３】
2005234458.tif 000005
【図４】
2005234458.tif 000006