(57)【要約】      （修正有）【課題】  予熱が不要であり、電気ノイズが少なく、照度調整が可能でかつ長寿命な、目視顕微鏡用の照明を有するプローバを提供する。【解決手段】  プローバを、観察対象であるウエハの上方に、顕微鏡の周囲にリング状に配列される、複数グループの複数の発光ダイオード５１ｉ〜６２ｉ、５１ｏ〜６２ｏからなる発光部５０を備え、各グループの発光ダイオードの光軸は、顕微鏡を使用する複数のワーキングディスタンスにそれぞれ対応して、顕微鏡の視野内に向けられて傾斜するように構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハに形成されたチップの特性を測定するプローバにおいて、
前記ウエハの上方にリング状に配列される、複数の発光ダイオードを備えることを特徴とするプローバ。
【請求項２】
前記ウエハを観察する光学顕微鏡を備え、
各前記発光ダイオードは、前記顕微鏡の光軸の周囲に固定されて、前記顕微鏡の複数のワークディスタンスの数に対応してグループ化され、
各前記グループの発光ダイオードの光軸は、対応する各前記ワークディスタンスに応じて、前記顕微鏡の視野に向けて傾斜して設けられることを特徴とする請求項１に記載のプローバ。
【請求項３】
前記発光ダイオードの前記グループは、複数グループが同時に点灯することを特徴とする請求項２に記載のプローバ。
【請求項４】
前記複数のグループのうち、少なくとも１つのグループに属する発光ダイオードは、他のいずれかのグループに属する発光ダイオードと、異なる径のリング状に配列されることを特徴とする請求項２又は３に記載のプローバ。
【請求項５】
前記少なくとも１つのグループに属する発光ダイオードは、前記他のいずれかのグループに属する発光ダイオードと、前記リングの周方向に変位して配列されることを特徴とする請求項４に記載のプローバ。
【請求項６】
前記複数の発光ダイオードは、多角形状に配列される請求項１〜５に記載のプローバ。
【請求項７】
前記各グループに属する発光ダイオードは、前記ウエハ面と平行な面を有するそれぞれ異なる正多角形状に、該正多角形の辺上に配列されることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載のプローバ。
【請求項８】
前記発光ダイオードは、前記正ｎ角形の各辺上に、前記正ｎ角形の中心を軸として角度３６０／ｎ度の回転対称に複数配列され、
前記正ｎ角形の各辺上の複数の前記発光ダイオードの光軸は、互いに平行して設けられることを特徴とする請求項７に記載のプローバ。
【請求項９】
前記正ｎ角形の各辺上に配列される前記各グループに属する発光ダイオードは、前記正ｎ角形の中心から前記各辺に下ろした垂線に対して非線対称に配列されることを特徴とする請求項８に記載のプローバ。
【請求項１０】
顕微鏡の観察対象を照明するために、複数の発光ダイオードを前記顕微鏡の光軸の周囲にリング状に配列して備え、
前記複数の発光ダイオードは、前記顕微鏡の複数のワークディスタンスの数に対応してグループ化され、
前記各グループの発光ダイオードの光軸は、対応する各前記ワークディスタンスに応じて、前記顕微鏡の視野に向けて傾斜して設けられることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
前記発光ダイオードの前記グループは、複数グループが同時に点灯することを特徴とする請求項１０に記載の照明装置。
【請求項１２】
前記複数のグループのうち、少なくとも１つのグループに属する発光ダイオードは、他のいずれかのグループに属する発光ダイオードと、異なる径のリング状に配列されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の照明装置。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのグループに属する発光ダイオードは、前記他のいずれかのグループに属する発光ダイオードと、前記リングの周方向に変位して配列されることを特徴とする請求項１２に記載の照明装置。
【請求項１４】
前記複数の発光ダイオードは、多角形状に配列される請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１５】
前記各グループに属する発光ダイオードは、前記観察対象の観察面と平行な面を有するそれぞれ異なる正多角形状に、該正多角形の辺上に配列されることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項１６】
前記発光ダイオードは、前記正ｎ角形の各辺上に、前記正ｎ角形の中心を軸として角度３６０／ｎ度の回転対称に複数配列され、
前記正ｎ角形の各辺上の複数の前記発光ダイオードの光軸は、互いに平行して設けられることを特徴とする請求項１５に記載の照明装置。
【請求項１７】
前記正ｎ角形の各辺上に配列される前記各グループに属する発光ダイオードは、前記正ｎ角形の中心から前記各辺に下ろした垂線に対して非線対称に配列されることを特徴とする請求項１６に記載の照明装置。
【請求項１８】
請求項１０〜１７に記載の照明装置を備えることを特徴とする光学顕微鏡。
【請求項１９】
被写体を照明するために、複数の発光ダイオードを撮像装置の光学系の光軸の周囲にリング状に配列して備え、
前記複数の発光ダイオードは、前記光学系の複数のワークディスタンスの数に対応してグループ化され、
前記各グループの発光ダイオードの光軸は、対応する各前記ワークディスタンスに応じて、前記撮像装置の視野に向けて傾斜して設けられることを特徴とする照明装置。
【請求項２０】
前記発光ダイオードの前記グループは、複数グループが同時に点灯することを特徴とする請求項１９に記載の照明装置。
【請求項２１】
前記複数のグループのうち、少なくとも１つのグループに属する発光ダイオードは、他のいずれかのグループに属する発光ダイオードと、異なる径のリング状に配列されることを特徴とする請求項１９又は２０に記載の照明装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１つのグループに属する発光ダイオードは、前記他のいずれかのグループに属する発光ダイオードと、前記リングの周方向に変位して配列されることを特徴とする請求項２１に記載の照明装置。
【請求項２３】
前記複数の発光ダイオードは、多角形状に配列される請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項２４】
前記各グループに属する発光ダイオードは、前記被写体の観察面と平行な面を有するそれぞれ異なる正多角形状に、該正多角形の辺上に配列されることを特徴とする請求項１９〜２３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項２５】
前記発光ダイオードは、前記正ｎ角形の各辺上に、前記正ｎ角形の中心を軸として角度３６０／ｎ度の回転対称に複数配列され、
前記正ｎ角形の各辺上の複数の前記発光ダイオードの光軸は、互いに平行して設けられることを特徴とする請求項２４に記載の照明装置。
【請求項２６】
前記正ｎ角形の各辺上に配列される前記各グループに属する発光ダイオードは、前記正ｎ角形の中心から前記各辺に下ろした垂線に対して非線対称に配列されることを特徴とする請求項２５に記載の照明装置。
【請求項２７】
請求項１９〜２６に記載の照明装置を備えることを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハに形成されたチップの特性を測定するプローバと、このプローバにより測定されるウエハを目視観察するための顕微鏡と、前記ウエハを撮像するための撮像装置と、顕微鏡の観察対象又は撮像装置の被写体を照明するための照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハの表面には同一の電気素子回路が多数形成されるが、各電気素子回路の形成品質の検査は、各電気素子回路を各チップに切断する前に行われている。このような半導体ウエハ表面上に形成された電気素子回路の検査は、例えば、下記特許文献１に開示されるウエハプローバと呼ばれる装置によって行われる。
【０００３】
上記プローバによる各電子素子回路の検査は、主に電気的検査と目視検査からなり、目視検査は、プローバに設けられた光学顕微鏡により素子表面を目視して行っている。ここで、従来のプローバでは、目視及び目視顕微鏡の照明光源として高周波スイッチング（インバータ式）蛍光灯（リング）照明が使用されていた。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−２５０５５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、蛍光灯照明を使用する前には、点灯前にフィラメントを予熱する必要があるため、余計な電力を使用していた。また、予熱のために一定時間を要するため、その分の作業時間がかかっていた。
【０００６】
また、高周波スイッチングにより電気ノイズの発生源となり、チップの電気測定に影響していた。そのために、ノイズ対策のための部品が別途必要となり装置コストが高くなった。
【０００７】
さらに、従来プローバに用いられる蛍光灯には照度調整機能がないため、多種多様のウエハに対応した照度調整ができなかった。
【０００８】
またさらに、プローバ上ではウエハ上の回路の電気的検査のたびに照明を消灯する必要があるため、点灯及び消灯を繰り返すことになる。これにより、蛍光灯の寿命を短くしていた。
【０００９】
上記事情を鑑みて、本発明は、予熱が不要であり、電気ノイズが少なく、照度調整が可能でかつ長寿命な照明を有するプローバ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】
【００１０】
前記目的を達成するために、本発明に第１形態に係るプローバは、従来の蛍光灯照明に代えて発光ダイオードをリング状に配列して備えることとする。
すなわち、本発明に係るプローバは、半導体ウエハに形成されたチップの特性を測定するプローバであって、観察対象であるウエハの上方にリング状に配列される、複数の発光ダイオードを備える。
【００１１】
従来の蛍光灯に代えて、発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」と記す）を光源に使用する場合には、ＬＥＤは蛍光灯と比べて光量が小さいため、高い照度で観察対象を照らすために、ＬＥＤを観察対象物に近く設ける必要がある。
【００１２】
また、前記ＬＥＤ照明を、プローバが有する光学顕微鏡用の照明に使用する場合、この顕微鏡が拡大倍率に応じてワークディスタンス（対物レンズと観察対象との間隔）を変えることがある。
このような場合、ワークディスタンスが変わっても、照射光が対物レンズやその支持部材によってケラれたり、逆に顕微鏡の視野が、前記ＬＥＤやその支持部材（対物レンズホルダ）等によってケラれることを防止する必要もある。
【００１３】
このような事情から、前記ＬＥＤは、対物レンズや対物レンズホルダに固定されて設けられ、対物レンズや対物レンズホルダの昇降に伴って一緒に昇降することが好ましい。
【００１４】
しかし、照度を高めるためには、ＬＥＤによる照明を顕微鏡の視野範囲内に極力集める必要がある。このため、指向性の高いＬＥＤを使用し、その光軸を顕微鏡の視野範囲に向ける必要がある。
また、顕微鏡が複数のワーキングディスタンスを有するときには、各ワーキングディスタンスに応じて、ＬＥＤの光軸が顕微鏡の視野内に向くように発光ダイオードを設ける必要もある。
【００１５】
さらに、ＬＥＤは蛍光灯と異なり点光源であるため、照射中心部から周辺部にかけて照度の低下の度合いが大きくなってしまう。このため、顕微鏡の視野の明度の均一性が損なわれるといった問題に対応する必要が生じる。
【００１６】
そこで本発明に係るプローバは、ウエハを観察する光学顕微鏡を備え、各発光ダイオードは、顕微鏡の光軸の周囲に固定されて、顕微鏡の複数のワークディスタンスの数に対応してグループ化され、各グループの発光ダイオードの光軸は、対応する各ワークディスタンスに応じて、顕微鏡の視野に向けて傾斜して設けられることとする。
このとき、発光ダイオードのグループは、複数グループが同時に点灯することが好適である。
【００１７】
また、本発明の第２形態に係る照明装置は、顕微鏡の観察対象を照明するために、複数の発光ダイオードを顕微鏡の光軸の周囲にリング状に配列して備え、この複数の発光ダイオードは、顕微鏡の複数のワークディスタンスの数に対応してグループ化され、各グループの発光ダイオードの光軸は、対応する各ワークディスタンスに応じて、顕微鏡の視野に向けて傾斜して設けられる。
【００１８】
さらに、本発明の第３形態に係る顕微鏡は、前記第２形態に係る照明装置を備える。
【００１９】
またさらに、本発明の第４形態に係る照明装置は、被写体を照明するために、複数の発光ダイオードを撮像装置の光学系の光軸の周囲にリング状に配列して備え、複数の発光ダイオードは、光学系の複数のワークディスタンスの数に対応してグループ化され、各グループの発光ダイオードの光軸は、対応する各ワークディスタンスに応じて、前記撮像装置の視野に向けて傾斜して設けられる。
さらに本発明の第５形態に係る撮像装置は、前記第４形態に係る照明装置を備える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る、プローバ、照明装置、顕微鏡及び撮像装置は、観察対象（半導体ウエハ）又は被写体を照明するための照明手段として、従来の蛍光灯に代えてＬＥＤを使用するため、下記の効果が得られる。
【００２１】
第１に、予熱時間が必要がないため、消灯状態から瞬時点灯が可能となる。これにより予熱に要するエネルギーを不要として省エネルギー化に資するとともに、作業時間を短縮することが可能となる。
第２に、ＬＥＤは直流電流を使用するため、蛍光灯のようなインバータによる高周波スイッチングの必要がない。このため、電気的ノイズが大幅に削減され、ダイの電気測定への悪影響を無くすことが可能となる。
【００２２】
第３に、照度の調整が容易となる。すなわちＬＥＤは電流値に概ね比例して照度が変化するので、定電流電源によって容易に照度を調整できる。これにより観察対象や被写体に合わせた照度調整が可能になり、観察及び撮像の精度が向上する。
第４に、発光部材の寿命が長くなる。これにより、省資源化や、発光部材の保守回数削減による省力化に資する。
【００２３】
また、複数のＬＥＤを、顕微鏡又は撮像装置の光学系が有する複数のワーキングディスタンスの数に対応してグループ化し、前記各グループのＬＥＤの光軸を、対応する各前記ワークディスタンスに応じて前記顕微鏡の視野に向けて傾斜して設けることにより、各ワーキングディスタンスにおける、良好な視野内明度を確保することが可能となる。
【００２４】
さらに、複数のワーキングディスタンスに対応するＬＥＤの複数のグループを、同時に点灯させることにより、現在のワーキングディスタンスに対応する一つのグループに属するＬＥＤが視野内の中央部を明るく照らす一方で、他のグループに属するＬＥＤが視野周辺部における照度の低下を補って、視野内の明度の均一性を向上することが可能となる。これにより点光源であるために生じる上記の問題を解消する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して本発明に係るウエハプローバを説明する。
図１は本発明に係るプローバの実施例を示す外観斜視図である。プローバ１０は、主に、カセットストック部１２、ウエハ搬送ベルト１４、検査用テーブル１６、及び検査部１８等から構成されている。
【００２６】
カセットストック部１２は、図示しないエレベータ機構を有し、このエレベータ機構の動作により昇降移動するプレート２０上にカセット２２が載置されており、該カセット２２にはウエハ２４が複数枚格納されている。
前記カセット２２に格納されたウエハ２４は、ロードプッシャー２６によって搬送ベルト１４に向けて押し出され、搬送ベルト１４、１４で前方へ運ばれる。そして、該ウエーハ２４は、搬送アーム２８の先端部に設けられた吸着コレット２９で吸着保持され、搬送アーム２８によって検査用テーブル１６上に移動される。
【００２７】
前記ウエハ検査部１８は、顕微鏡３０を有し、この顕微鏡３０の下方にはプローブステージ３２が形成されている。該プローブステージ３２には、検査対象となるウエハ２４に対応したプローブカードを選択して取り付けることができる。
【００２８】
図２は、本発明に係る顕微鏡３０の構成図である。顕微鏡３０は対物レンズ４２と、レンズホルダ４１と、接眼レンズ４３と、対物レンズ４２と接眼レンズ４３との間の光学系を格納する鏡筒４４と、鏡筒４４を支持する支持部材４５と、アーム部４６と、支持部材４５及びアーム部４６の間に介在しスライド可能に固定されるスライド部４７と、支持部材４５及びスライド部４７をスライドさせ、顕微鏡３０の光学系を昇降するノブ４８と、レンズホルダ４１に固定され、ウエハ面上の顕微鏡３０の視野範囲内を照明する照明部５０とを備えている。
【００２９】
図示するとおり、顕微鏡３０は、ノブ４８を回転させることにより支持部材４５及びスライド部４７をスライドさせ、対物レンズ４２、レンズホルダ４１、接眼レンズ４３及び鏡筒４４を昇降する。これによりワーキングディスタンスの調整を行うことができる。
例えば、顕微鏡３０は２つの拡大倍率に応じて、距離Ｈ１及びＨ２のワーキングディスタンスで使用される。図２（Ａ）は、小さいワーキングディスタンス（Ｈ１）の状態を示したものであり、図２（Ｂ）は、大きいワーキングディスタンス（Ｈ２）の状態を示したものである。
【００３０】
このとき、照明部５０はレンズホルダ４１に固定されているため、ワークディスタンスの変化に伴い、その発光面から観察対象（ウエハ２４）までの距離も変化する。例えば、ワーキングディスタンスＨ１の場合、照明部５０の発光面からウエハ２４までの距離はＤ１であるとし、ワーキングディスタンスＨ２の場合、照明部５０の発光面からウエハ２４までの距離はＤ２であるとする。
【００３１】
図３は、本発明に係る照明装置の第１実施形態を示す図である。ここに図３（Ａ）は、照明部５０の底面図を示し、図３（Ｂ）は、そのＡ−Ａ’断面図である。
図示するとおり、照明部５０は、中空部６３を有するリング状に形成されており、白色発光ダイオード（白色ＬＥＤ）５１ｉ〜６２ｉ及び５１ｏ〜６２ｏをその底面に配列して備える。
【００３２】
白色ＬＥＤ５１ｉ〜６２ｉ及び５１ｏ〜６２ｏは、前記顕微鏡の複数のワークディスタンスの数（ここではＨ１とＨ２の２個）に対応してグループ化され、ワークディスタンスＨ１に対応する白色ＬＥＤ５１ｉ〜６２ｉの第１グループと、ワークディスタンスＨ２に対応する白色ＬＥＤ５１ｏ〜６２ｏの第２グループをなす。
【００３３】
また、白色ＬＥＤ５１ｉ〜６２ｉ及び５１ｏ〜６２ｏは、リング状の照明部５０のリング中心を中心とする円上に等間隔に配列されている。
そして、第１グループ及び第２グループに属する白色ＬＥＤは、各ワークディスタンスＨ１及びＨ２のとき（すなわち、発光面とウエハ２４面との各距離Ｄ１及びＤ２のとき）、それぞれのグループに属するＬＥＤの光軸が、顕微鏡３０の視野中心である顕微鏡３０の光軸とウエハ２４面との交点（すなわち、照明部５０のリング中心軸とウエハ２４面との交点）へと向けられるように、照明部５０の底面（すなわち発光面）の鉛直線から傾けて設けられている。
【００３４】
例えば、図３（Ｂ）に示す例では、白色ＬＥＤ５１ｉ〜６２ｉ及び５１ｏ〜６２ｏは、全て、照明部５０の底面の鉛直線から角度αだけリング中心へ傾けて設けられている。そして、発光面とウエハ２４面との各距離Ｄ１（ワークディスタンスＨ１）のとき、第１グループのＬＥＤ５１ｉ〜６２ｉの光軸が、照明部５０のリング中心軸とウエハ２４面との交点に向かうように設けられる。すなわち、照明部５０の底面上に、照明部５０のリング中心を中心とする半径Ｄ１×ｔａｎαの円上に設けられる。
【００３５】
一方で、第２グループのＬＥＤ５１ｏ〜６２ｏは、その光軸が、発光面とウエハ２４面との各距離Ｄ２（ワークディスタンスＨ２）のとき、照明部５０のリング中心軸とウエハ２４面との交点に向かうように設けられる。すなわち、照明部５０の底面上に、照明部５０のリング中心を中心とする半径Ｄ２×ｔａｎαの円上に設けられる。
【００３６】
図３の例では、各グループのＬＥＤを対応するワークディスタンスに応じて異なる大きさの円上に取り付けることにより、各ワークディスタンスのときに、その光軸を照明部５０のリング中心軸とウエハ２４面との交点へ向けることとしたが、その代わりに、異なるグループのＬＥＤを同一円上に設け、それぞれ対応するワークディスタンスに応じて、ＬＥＤの取り付け角度を変えることとしてもよい。
また、ＬＥＤの取り付け位置及び取り付け角度の両方を調整して、ワークディスタンスに対応することとしてもよい。
【００３７】
このように、複数のＬＥＤ５１ｉ〜６２ｉ及びＬＥＤ５１ｏ〜６２ｏを、顕微鏡が有する複数のワーキングディスタンス（Ｈ１及びＨ２）の数に対応してグループ化し、各グループのＬＥＤの光軸を、対応する各ワークディスタンスに応じて前記顕微鏡の視野に向けて傾斜して設けることにより、各ワーキングディスタンスにおいて、光量の小さいＬＥＤ照明を光量の小さいＬＥＤ照明を視野範囲内に集光することが可能となり、良好な視野内明度を確保することができる。
【００３８】
ＬＥＤを照明手段として用いる場合、ＬＥＤは点光源であるため、照射中心部から周辺部にかけて照度の低下の度合いが大きくなってしまう。このため、顕微鏡の視野内の明度の均一性が損なわれるといった問題に対応する必要が生じる。
【００３９】
本発明に係る照明部５０は、複数のワーキングディスタンスに対応するＬＥＤの複数のグループを、同時に点灯させることにより、現在のワーキングディスタンスに対応する一つのグループに属するＬＥＤが視野内の中央部を明るく照らす一方で、他のグループに属するＬＥＤが視野周辺部における照度の低下を補い、視野内の明度の均一性を向上する効果を有する。この効果を図４及び図５を参照して説明する。
【００４０】
図４は、発光部５０による照明の様子を顕微鏡３０の側方から見た様子を示す図であり、図４（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ、ワークディスタンスＨ１及びＨ２（発光面〜ウエハ２４間距離Ｄ１及びＤ２）の場合に対応している。
【００４１】
図４（Ａ）では、ワークディスタンスＨ１に対応する第１グループのＬＥＤ５１ｉ〜６２ｉの光軸が、照明部５０のリング中心軸とウエハ２４面との交点に向かっており、第２グループのＬＥＤ５１ｏ〜６２ｏの光軸は、照明部５０のリング中心軸とウエハ２４面との交点の周囲に分散してウエハ２４面と交わる。
【００４２】
また、図４（Ｂ）では、ワークディスタンスＨ２に対応する第２グループのＬＥＤ５１ｏ〜６２ｏの光軸が、照明部５０のリング中心軸とウエハ２４面との交点に向かっており、第１グループのＬＥＤ５１ｉ〜６２ｉの光軸は、照明部５０のリング中心軸とウエハ２４面との交点の周囲に分散してウエハ２４面と交わる。
【００４３】
その結果、各ワークディスタンス時において、現在のワークディスタンスと異なるワークディスタンスに対応したグループに属するＬＥＤは、現在のワークディスタンスに対応するグループに属するＬＥＤの照射範囲の周辺を照らすことになるため、顕微鏡３０の視野周辺部における照度の低下を補うことになる。
【００４４】
図５（Ａ）は、図４（Ａ）に示すワークディスタンスＨ１の際の、ウエハ２４面上の照明状態を示す図である。図示するようにワークディスタンスＨ２に対応する第２グループのＬＥＤ５１ｏ〜６２ｏによる照明範囲６４ｏは、ワークディスタンスＨ１に対応する第１グループのＬＥＤ５１ｉ〜６２ｉによる照明範囲６４ｉの周辺部分に分散されて、照明範囲６４ｉ周辺の光量低下を低減する。
【００４５】
同様に、ワークディスタンスＨ２の際には、図５（Ｂ）に示すように、ワークディスタンスＨ１に対応する第１グループのＬＥＤ５１ｉ〜６２ｉによる照明範囲６４ｉは、ワークディスタンスＨ２に対応する第２グループのＬＥＤ５１ｏ〜６２ｏによる照明範囲６４ｏの周辺部分に分散されて、照明範囲６４ｏ周辺の光量低下を低減する。
【００４６】
図６は、本発明に係る照明装置の第２実施形態を示す図である。ここに図６は、照明部５０の底面図である。
図示するように、照明部５０は、ワークディスタンスＨ１に対応する第１グループのＬＥＤ７１ａ〜７６ａ及び７１ｂ〜７６ｂと、ワークディスタンスＨ２に対応する第２グループのＬＥＤ８１ａ〜８６ａ及び８１ｂ〜８６ｂとを、それぞれ同心の正多角形のリング状（図６の例では正６角形）に配列して備えている。
【００４７】
すなわち、図示するとおり、ワークディスタンスＨ１に対応する第１グループのＬＥＤは、辺７１ｃ〜７６ｃを有する正６角形状の各辺上に配列される。ＬＥＤ７１ａ及び７１ｂからなるＬＥＤのサブグループ７１は辺７１ｃ上に、ＬＥＤ７２ａ及び７２ｂからなるサブグループ７２は辺７２ｃ上に、ＬＥＤ７３ａ及び７３ｂからなるサブグループ７３は辺７３ｃ上に、ＬＥＤ７４ａ及び７４ｂからなるサブグループ７４は辺７４ｃ上に、ＬＥＤ７５ａ及び７５ｂからなるサブグループ７５は辺７５ｃ上に、ＬＥＤ７６ａ及び７６ｂからなるサブグループ７６は辺７６ｃ上に配列される。
【００４８】
また、ワークディスタンスＨ２に対応する第２グループのＬＥＤは、辺８１ｃ〜８６ｃを有する正６角形状の各辺上に配列される。ＬＥＤ８１ａ及び８１ｂからなるＬＥＤのサブグループ８１は辺８１ｃ上に、ＬＥＤ８２ａ及び８２ｂからなるサブグループ８２は辺８２ｃ上に、ＬＥＤ８３ａ及び８３ｂからなるサブグループ８３は辺８３ｃ上に、ＬＥＤ８４ａ及び８４ｂからなるサブグループ８４は辺８４ｃ上に、ＬＥＤ８５ａ及び８５ｂからなるサブグループ８５は辺８５ｃ上に、ＬＥＤ８６ａ及び８６ｂからなるサブグループ８６は辺８６ｃ上に配列される。
【００４９】
なおここでは、同心の正多角形７１ｃ〜７６ｃ及び８１ｃ〜８６ｃは、各対応する辺７１ｃと８１ｃ、７２ｃと８２ｃ、７３ｃと８３ｃ、７４ｃと８４ｃ、７５ｃと８５ｃ、７６ｃと８６ｃがそれぞれ平行に設けられている。
また、正多角形７１ｃ〜７６ｃ及び８１ｃ〜８６ｃは、ウエハ２４面上の視野を均一に照明出来るように、ウエハ２４面と平行な面内に設けられ、その中心軸が顕微鏡３０の光軸と一致して設けられる。
【００５０】
図７に、照明部５０の中心軸方向断面図を示す。ここでは例として、図７（Ａ）に、図６のＢ−Ｂ’断面におけるＬＥＤ７２ｂ及び７５ｂの位置を示し、図７（Ｂ）に、図６のＢ−Ｂ’断面におけるＬＥＤ８２ｂ及び８５ｂの位置を示す。
【００５１】
各辺７１ｃ〜７６ｃ及び８１ｃ〜８６ｃ上の各サブグループ７１〜７６及び８１〜８６のＬＥＤは、各辺７１ｃ〜７６ｃ及び８１ｃ〜８６ｃを回転軸として正多角形の中心軸から角度αだけ、中心軸へ向けて傾けて取り付けられる。
【００５２】
したがって、各サブグループ７１〜７６及び８１〜８６内において、同一のサブグループに属するＬＥＤの光軸は平行となる。また図６に示すように、サブグループ７１と８１、７２と８２、７３と８３、７４と８４、７５と８５、及び７６と８６のそれぞれの対のサブグループ内に属するＬＥＤの光軸も全て平行となる。
【００５３】
そして、正多角形７１ｃ〜７６ｃ及び８１ｃ〜８６ｃの中心からの各辺の距離は、それぞれのグループが対応するワークディススタンスＨ１及びＨ２のときの、それぞれのＬＥＤ発光面〜ウエハ２４面間距離Ｄ１及びＤ２に応じて、ｄ１＝Ｄ１ｔａｎα及びｄ１＝Ｄ２ｔａｎαとなるよう設けられる。
【００５４】
このように各ＬＥＤを配置することにより、各ＬＥＤ７１ａ〜７６ａ、７１ｂ〜７６ｂ、８１ａ〜８６ａ及び８１ｂ〜８６ｂによる、ウエハ２４の照明状態は図８に示す通りとなる。
図８（Ａ）に示すように、ワークディススタンスＨ１のときには、第１グループのＬＥＤ７１ａ〜７６ａ及び７１ｂ〜７６ｂの各光軸が、概ね照明部５０のリング中心軸とウエハ２４面との交点へと向き、顕微鏡３０の視野へと向けられる。
【００５５】
また、図８（Ｂ）に示すようにワークディスタンスＨ２のときには、第２グループのＬＥＤ８１ａ〜８６ａ及び８１ｂ〜８６ｂの各光軸が、概ね照明部５０のリング中心軸とウエハ２４面との交点へと向き、顕微鏡３０の視野へと向けられる。
【００５６】
ここで、上述のとおり、各サブグループ内に属するＬＥＤの光軸は、各サブグループ７１〜７６及び８１〜８６に対応する辺７１ｃ〜７６ｃ及び８１ｃ〜８６ｃを回転軸として正多角形の中心軸から角度αだけ傾けて取り付けられる。
【００５７】
したがって、各サブグループ７１〜７６及び８１〜８６内に各ＬＥＤの光軸は、それぞれのサブグループに対応する各辺７１ｃ〜７６ｃ及び８１ｃ〜８６ｃにリング中心軸から下ろした垂線の足（サブグループ７１、８１の場合７１ｄ、８１ｄ）と、リング中心軸とウエハ２４面との交点とを結ぶ直線に平行となる。
【００５８】
よって、同一のサブグループに属するＬＥＤ同士の照明範囲は、ウエハ２４面上で厳密には一致しないことになる。しかし、図６に示すように、各ＬＥＤ７１ａ〜７６ａ、７１ｂ〜７６ｂ、８１ａ〜８６ａ及び８１ｂ〜８６ｂを、リング中心軸に対して３６０°／ｎ（ｎはＬＥＤが配置される正多角形の辺の数である）の回転対称に設けることにより、照明部５０のリング中心軸とウエハ２４面との交点付近を偏りなく照明することができる。
【００５９】
反対に、同一のサブグループに属するＬＥＤ同士の照明範囲は、ウエハ２４面上で厳密には一致しないことにより、現在のワーキングディスタンスに対応するグループに属するＬＥＤの照明が厳密に１点に集中することを避けて、適度に分散させることが可能となり、視野内照明の明度の均一性をさらに向上することができる。
【００６０】
図６に戻ると、各サブグループ７１〜７６及び８１〜８６において、それぞれのサブグループ内の各ＬＥＤ７１ａ〜７６ａ、７１ｂ〜７６ｂ、８１ａ〜８６ａ及び８１ｂ〜８６ｂは、多角形の中心（リング中心）から辺７１ｃ〜７６ｃに下ろした垂線（すなわち各辺の垂直二等分線）に対して非線対称に設けられている。
【００６１】
例えば、第１グループに属するサブグループ７１の場合には、辺７１ｃ上に配置されるＬＥＤ７１ａ及び７１ｂは、辺７１ｃに隣接する２辺のうちの一方である辺７２ｃとの頂点の方へ偏って設けられている。
すなわち、辺７１ｃ上に一定のピッチで配置される複数のＬＥＤの両端のＬＥＤである７１ａ及び７１ｂの中点は、リング中心から辺７１ｃに下ろした垂線の足である７１ｄの位置よりも７１ａ方向に偏っている。
【００６２】
第２グループに属するサブグループ８１の場合も同様に、辺８１ｃ上に配置されるＬＥＤ８１ａ及び８１ｂは、辺８１ｃに隣接する２辺のうちの一方である辺８６ｃとの頂点の方へと、偏って設けられている。
すなわち、辺８１ｃ上に一定のピッチで配置される複数のＬＥＤの両端のＬＥＤである８１ａ及び８１ｂの中点は、リング中心から辺８１ｃに下ろした垂線の足である８１ｄの位置よりも８１ａ方向に偏っている。
【００６３】
かつ、図６に示すように、相異なるグループである第１グループ７１と第２グループ８１とに属する、それぞれのＬＥＤ７１ａ〜７６ａ及び７１ｂ〜７６ｂと、８１ａ〜８６ａ及び８１ｂ〜８６とは、辺の数が等しく大きさ異なる同心正多角形状に配置されて、かつ各グループに属するＬＥＤどうしは、相互に周方向に変位して設けられる。
【００６４】
すなわち、例えば、同心正多角形第７１ｃ〜７６ｃ及び８１ｃ〜８６ｃの対応する辺７１ｃと８１ｃ上には、第１グループ７１のＬＥＤ７１ａ及び７１ｂと、第２グループ８１のＬＥＤ８１ａ及び８１ｂとがそれぞれ配置されているが、第１グループ７１及び第２グループ８１に属するそれぞれのＬＥＤは周方向に沿って、相互に反対側に偏って設けられている。
【００６５】
このような配置により、各ＬＥＤによる照明範囲が分散して、視野範囲における明度の分布を均一化して、良好な観察画像を得ることができる。この様子を図９を参照して説明する。
【００６６】
図９（Ａ）は、ワークディスタンス小（ワークディスタンスＨ１）のときの、サブグループ７１に属するＬＥＤ７１ａ及び７１ｂ、並びにサブグループ８１に属するＬＥＤ８１ａ及び８１ｂのみを点灯させた場合の、ウエハ２４上の照射範囲を示す。
【００６７】
上述するように、各サブグループ７１〜７６及び８１〜８６内に属するＬＥＤ７１ａ〜７６ａ及び７１ｂ〜７６ｂ並びにＬＥＤ８１ａ〜８６ａ及び８１ｂ〜８６ｂの光軸は、各サブグループ７１〜７６及び８１〜８６にそれぞれ対応する辺７１ｃ〜７６ｃ及び８１ｃ８６ｃを回転軸として正多角形の中心軸から角度αだけ傾けて取り付けられる。
【００６８】
したがって、複数の正多角形（ここでは２つ）の対応する対となる辺７１と８１、辺７２と８２、辺７３と８３、辺７４と８４、辺７５と８５、辺７６と８６のそれぞれにおいて、１対の辺に属するＬＥＤの光軸は全て平行となる。したがって図９（Ａ）に示すように、これら１対の辺に属するＬＥＤの位置関係と、その照明範囲の位置関係（すなわち照明範囲の中心の位置関係）とは同じになる。
【００６９】
また、ワークディスタンスＨ１のとき、辺７１ｃ〜７６ｃ上及び辺８１ｃ〜８６ｃ上の各点のうち、この点から始まり正多角形の中心軸に対して角度αだけ内側に傾けた各直線が、正多角形の中心軸とウエハ２４表面との交点を通り一点に交わるのは、正多角形の中心から第１グループの辺７１ｃ〜７６ｃに下ろした各垂線の足となる点だけである。
例えば、サブグループ７１及び８１の場合には、正多角形の中心から第１グループの辺７１ｃに下ろした垂線の足７１ｄだけとなる。
【００７０】
したがって、他のサブグループ７２〜７６及び８２〜８６に属するＬＥＤによる照明範囲は、図９（Ａ）に示すグループ７１及び８１の照明範囲を、中心点７１ｄを中心として、３６０／ｎ度（図６の配置では６０°）ピッチで等間隔で回転させたものとなる。
よってこれらを重ね合わせれば、全てのＬＥＤ７１ａ〜７６ａ、７１ｂ〜７６ｂ、８１ａ〜８６ａ、及び８１ｂ〜８６ｂが点灯した場合の照射範囲を得る。
【００７１】
ここでは簡単のため、第１グループのＬＥＤ７１ａ〜７６ａ及び７１ｂ〜７６ｂのみを全て点灯させたときの照射範囲と、第２グループのＬＥＤ８１ａ〜８６ａ及び８１ｂ〜８６ｂのみを全て点灯させたときの照射範囲を分けて表示することとし、前者を図９（Ｂ）に示し、後者を図９（Ｃ）に示す。
【００７２】
各サブグループ内の各ＬＥＤが、多角形の中心から当該サブグループに対応する各辺に対して非線対称に設けられて偏って設けられることにより、図９（Ｂ）に示すように、正多角形７１ｃ〜７６ｃの対向する辺７１と７４、７２と７５、７３と７６に属するＬＥＤによる照明範囲が一致せず、これにより各辺に属するＬＥＤによる照明範囲が分散して、（特にＬＥＤが、ｎを４以上の偶数とする正ｎ角形状に設けるとき）照度の均一化に資する。
【００７３】
なお、各ＬＥＤをｎを３以上の奇数とする正ｎ角形状に設けると、各サブグループに属するＬＥＤを、多角形の中心から当該サブグループに対応する辺に下ろした垂線に対して非対称に設けることなく、上記効果と同様の効果が得られるので好適である。
【００７４】
かつ各グループに属するＬＥＤどうしを、相互に周方向に変位して設けることにより、図９（Ｃ）に示すように、現在のワークディスタンスに対応するグループ（ここでは第１グループ）と異なるグループ（ここでは第２グループ）に属するＬＥＤの照射範囲が大きく分散されて、照度の均一化に大きく寄与する。
【００７５】
図１０に、図６の照明部５０のＬＥＤ配置を実現する、照明部５０の構成の一例を示す。
照明部５０は、図１０（Ａ）に示す取り付け金具９０を備える。取り付け金具９０には、図１０（Ｂ）に示すＬＥＤ駒部材９１をビス等により取り付けるための対となる穴９１ａ及び９１ｂ、９２ａ及び９２ｂ、穴９３ａ及び９３ｂ、９４ａ及び９４ｂ、穴９５ａ及び９５ｂ、並びに９６ａ及び９６ｂが、正ｎ角形の辺の数ｎに対応した角度（３６０／ｎ度）で等ピッチに設けられている。
【００７６】
図１０（Ｂ）に示すＬＥＤ駒部材９１は、基板９１ｅと、同心多角形の対応する１の辺上に配置される、複数のＬＥＤのグループに属するＬＥＤを基板９１ｅ上に備え、その光軸はＬＥＤ設置面に垂直に設けられる。
すなわち、図６の配置の場合では、同心多角形の７１ｃ〜７６ｃ及び８１ｃ〜８６ｃの、対応する１の辺（例えば辺７１ｃ及び８１ｃ）上に配置される、第１グループ及び第２グループに属するＬＥＤ７１ａ、７１ｂ、８１ａ及び８１ｂを基板９１ｅ上に備える。
【００７７】
また、駒部材９１は、取り付け金具９０に取り付けるための穴９１ｃ及び９１ｄが基板９１ｅに設けられる。ここで穴９１ｃと９１ｄのピッチは、取り付け金具９０に設けられた穴９１ａと９１ｂとのピッチに一致させてある（９２ａと９２ｂ、穴９３ａと９３ｂ、９４ａと９４ｂ、穴９５ａと９５ｂ、並びに９６ａと９６ｂも同様である）。
【００７８】
図９（Ｃ）は、図９（Ｂ）のＤ−Ｄ’断面図である。基板９１は取り付け金具９１との結合面にテーパがかけられており、少なくとも穴９１ａと９１ｂ付近では、取り付け金具９１との結合面が、穴９１ａと９１ｂを結ぶ直線と平行な面であって、ＬＥＤの設置面に対して前記α度の傾きを有する面となっている。
【００７９】
この駒部材９１を、対となる穴９１ａ及び９１ｂ、９２ａ及び９２ｂ、穴９３ａ及び９３ｂ、９４ａ及び９４ｂ、穴９５ａ及び９５ｂ、並びに９６ａ及び９６ｂに、それぞれ取り付けることにより図９（Ｄ）のＬＥＤ配置を得る。これにより図６のＬＥＤ配置を実現することができる。
【００８０】
なお、上述の本発明に係る照明装置の第１及び第２の実施形態の説明では、上記の照明部５０は、光学顕微鏡の対物レンズに取り付けられ、光学顕微鏡の視野を照明することとして説明したが、照明部５０は撮像装置の被写体を照明するための照明装置として使用されてもよい。
この場合、照明部５０は、複数の発光ダイオードを撮像装置の光学系（光学レンズなど）の光軸の周囲にリング状に配列して備えて設けられるのが好適である。
前記撮像装置は、ＣＣＤやＣＭＯＳ素子等の撮像素子上に結像される画像信号を出力するディジタル撮像装置で構成されてもよく、従来の銀塩フィルム、カルバーフィルム等の上に撮像する従来の撮像装置で構成されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明に係るプローバの外観斜視図である。
【図２】本発明に係る顕微鏡の構成図である。
【図３】本発明に係る照明装置の第１実施形態を示す図である。
【図４】図３の照明装置による照明の様子を顕微鏡側方から見た図である。
【図５】図３の照明装置によるウエハ面上の照明状態を示す図である。
【図６】本発明に係る照明装置の第２実施形態を示す図である。
【図７】照明部の中心軸方向断面図である。
【図８】図６の照明装置による照明の様子を顕微鏡側方から見た図である。
【図９】図６の照明装置によるウエハ面上の照明状態を示す図である。
【図１０】図６のＬＥＤレイアウトを実現する構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０…プローバ
２４…ウエハ
３０…顕微鏡
４１…対物レンズホルダ
４２…対物レンズ
５０…照明装置
５１ｉ〜６２ｉ…第１グループのＬＥＤ
５１ｏ〜６２ｏ…第２グループのＬＥＤ
【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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