【事件の表示】
　特願２００４−３５６６１７「光学顕微鏡及びオートフォーカス方法ならびにそれを用いた観察方法。」拒絶査定不服審判事件〔平成１８年　６月２２日出願公開、特開２００６−１６３１２２〕について、次のとおり審決する。
【結　論】
　本件審判の請求は、成り立たない。
【理　由】
　
第１　手続の経緯・本願発明の認定
　本願は平成１６年１２月９日の出願であって、平成１９年５月１０日付けで拒絶の理由が通知され、平成１９年７月９日付けで意見書及び手続補正書が提出されたが、平成１９年７月２６日付けで拒絶の査定がされたため、これを不服として平成１９年８月３０日付けで本件審判請求がされたものである。
　そして、平成１９年７月２６日付けの手続補正により補正された特許請求の範囲、明細書及び図面の記載からみて、平成１９年７月２６日付けの手続補正により補正された特許請求の範囲の請求項１における「前記第２次元光検出器で検出された第１の反射光に基づいて前記試料を観察する」という記載は、「前記２次元光検出器で検出された前記第１の反射光に基づいて前記試料を観察する」という記載の誤記であることは明らかである。
　したがって、本願の請求項１に係る発明（以下、「本願発明」という。）は、次のとおりのものと認める。
　
「試料を観察するための照明光を出射する第１の光源と、
　前記第１の光源からの光を集光して試料に入射させる対物レンズと、
　前記対物レンズの瞳の片側半分の領域に入射する光を出射する第２の光源と、
　前記第１の光源及び前記第２の光源の光を混合させ、前記試料に導くビームスプリッタと、
　前記第１の光源から前記対物レンズを介して前記試料に入射した光のうち当該試料で反射された第１の反射光と前記第２の光源から前記対物レンズの瞳の片側半分の領域を介して前記試料に入射した光のうち当該試料で反射し、前記対物レンズの瞳の反対側の片側半分の領域を通過した第２の反射光とを検出する２次元光検出器とを備え、
　前記２次元光検出器で検出された前記第２の反射光に基づいて、焦点位置を調整し、かつ、前記２次元光検出器で検出された前記第１の反射光に基づいて前記試料を観察する光学顕微鏡。」　
　
　
第２　当審の判断　
１　引用刊行物の記載事項
　原査定の拒絶の理由に引用され、本願の出願前に頒布された刊行物である特開平５−８０２４６号公報（以下、「引用例１」という。）には、以下のアの記載が図示とともにある。
　
ア　「【００５９】図１０は本発明の自動合焦装置を顕微分光装置に適用したときの実施例２の要部概略図である。尚、本実施例では測定物の厚さ（審決注：「熱さ」は明らかな誤記である。）を測定する膜厚計測装置としても適用可能である。
【００６０】同図においては白色の光源３０１から出た光束３２１は第１コンデンサーレンズ３０２により集光され、開口絞り２０１の面に結像される。更に視野絞り３０４を通過し第２コンデンサーレンズ３０５によりハーフミラー３０６を介して、対物レンズ３０８の瞳３０７の位置に再結像される。そして対物レンズ３０８を介して試料３０９を照明している。
【００６１】同図では光源３０１の像が瞳３０７に結像される所謂ケーラー照明が構成されている。図１０中における光束３２１が照明光束を示し、瞳面３０７での軸上及び最軸外の光束のみ示している。試料３０９上の照明範囲は視野絞り３０４の内径により決まる。又瞳面３０７での照明光束の通過領域径は開口絞り２０１の内径により決まる。
【００６２】図１１は瞳面３０７の光束の状態を示している。顕微分光装置においては図１１に示すように照明光束の通過領域径７２は瞳径７１よりも若干小さくなるように設定されている。これは観察における解像力の向上、及び照明の際の試料の傾きを低減させることを目標として行われる。試料３０９からの反射光束３２２は最終的には試料３０９と光学的に共役位置におかれたピンホール３１３に入射する。
【００６３】即ち、そのピンホール３１３の試料３０９面上への逆投影像の中に相当する位置から反射してくる光束のみが順にハーフミラー３０６、ハーフミラー２０８（審決注：段落【００６４】及び段落【００６６】の記載に照らすと、「ビームスプリッター２０８」の明らかな誤記である。）、結像レンズ３１０，ビームスプリッター３１１、そしてピンホール３１３を介して分光器３１４へと導光される。これにより試料３０９の各位置の分光特性を求めそれより試料９の膜厚が測定される。又ビームスプリッター３１１を透過した光はＴＶカメラ３１２上に結像され、試料３０９の観察の為に用いられる。
【００６４】一方、６０１は焦点合わせ用の光源で例えばレーザーダイオード、ＬＥＤ（発光ダイオード）等から成っている。光源６０１からの光束（検出光束、ＡＦ光束）はコンデンサーレンズ６０２により集光される。コンデンサーレンズ６０２で集光された光束の一部は光軸に対して一方の側の部分が反射面６０３ｂ、他方の側の部分が透過面６０３ａになっているナイフエッジミラー６０３の透過面６０３ａを通過する。透過面６０３ａを通過した光束はビームスプリッター２０８により反射され、光束６０７としてハーフミラー３０６を通過し対物レンズ３０８に入射する。
【００６５】対物レンズ８への入射光束は図１１で示すようにその瞳面７１上で対物レンズ３０８の光軸３０８ａに対して主光線が偏心した光束であり、瞳面３０７中の斜線で示す領域７３の前述した照明光束３２１と同じ領域７２の一領域内を通過する。
【００６６】対物レンズ３０８を通過した光束６０７は物体（被検面）３０９に投光され、その近傍に光源６０１の発光部のスポット像を結像する。物体３０９で反射した光束のうち、投光時とは光軸３０８ａに対して略対象（審決注：「略対称」の明らかな誤記である。）な光路に沿って反射した光束６０８は対物レンズ３０８を再通過する。そしてビームスプリッター２０８で反射し、ナイフエッジミラー６０３の反射面６０３ｂで反射してコンデンサーレンズ６０４により集光されてバンドパスフィルター６０５を介して所定の波長の光束のみを通過させて焦点検出用の光電変換素子（光検出器、ＣＣＤ）６０６の受光面にスポット像を形成する。
【００６７】この結果、図１２に示すようにＣＣＤ６０６からの出力は合焦位置では、通常試料３０９とＣＣＤ６０６は結像関係にある為、図１２（Ｂ）に示すように急峻な信号８１となる。更にＣＣＤ６０６面へは照明光束も導光される為、信号８１は照明光束３２１の信号８４の上に重なった形となる。試料３０９の上・下側のディフォーカスにより図１２（Ａ）、又は図１２（Ｃ）に示すようにＡＦ光束の信号８２，８３はそのピークが低下して、かつ左右に動いた形状になる。この時、信号８４は大きな変化は起こさない。信号８１，８２，８３の位置の変化から、対物レンズ３０８の焦点合せを行っている。
【００６８】即ち、制御部４は光検出器６０６からの信号に基づいて駆動手段４０に所定の指令信号を与えている。駆動手段４０は制御部４からの信号に基づいて物体３０９を光軸方向に移動させている。これにより対物レンズ３０８の焦点合わせを行っている。」
　
　また、原査定の拒絶の理由に引用され、本願の出願前に頒布された刊行物である特開２００３−２９１３０号公報（以下、「引用例２」という。）には、以下のイ乃至コの記載が図示とともにある。
　
イ　「【請求項１】  第１の軸である光軸に沿って照射される観測用の第１の光線及び前記第１の軸と離れた第２の軸に沿って照射されるオートフォーカス用の第２の光線を射出する照明手段と、
前記照明手段により射出された光線を対象物に照射させ、前記対象物の反射、回折又は散乱光を結像位置に結像させる光学系と、
前記結像位置に配置された画像撮像手段と、
前記光学系を介して前記第２の光線を対象物に照射させると共に、前記対象物の反射光を前記画像撮像手段に結像させ、前記画像撮像手段により得られる信号に基づいて前記光学系における前記対象物の焦点位置の調整をするオートフォーカス手段とを具備することを特徴とする光学式顕微鏡。」
　
ウ　「【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体パターンの検査に使われる光学式顕微鏡に関し、特に対象物の焦点位置の調整をするオートフォーカス機構を有する光学式顕微鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、光学式顕微鏡を用いた検査装置において、オートフォーカス手段としてＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  ｔｈｅ  Ｌｅｎｓ）方式が広く普及している。
【０００３】この場合光源としては、単色性の良いオートフォーカス用のレーザ光源を用いることが多い。また、光学式顕微鏡の対物レンズをオートフォーカス手段の一部として用いるが、この対物レンズは、一般には使用する波長領域で複数の硝子材料を組みあわせて、色消しが行われている。更に色消しが行われている対物レンズは、反射防止コートが色消し帯域で施されている。
【０００４】一方、近年、半導体検査工程に代表される半導体パターンの光学式顕微鏡による顕微観察では、半導体パターンの微細化に伴って要求される光学分解能から、光源として使用される光源波長が、紫外域へと短波長化されるようになってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、３００ｎｍを切る紫外線領域では、光学透過材料が限られ、また光学式顕微鏡に求められる光学収差性能も、回折限界付近での周波数応答を求められるようになる。従って顕微観察で用いられる紫外線領域の光源波長とオートフォーカス用の光源波長との差が大きくなると、オートフォーカス用の光源波長における対物レンズの色消しが困難なものとなる。この結果、光学式顕微鏡の対物レンズの製造には、非常に高価なコストが掛かり、紫外線顕微鏡の普及の阻害要因となってきている。
【０００６】例えば、半導体回路パターンの自動欠陥分類装置において光源とし使用している深紫外（ＤＵＶ：Ｄｅｅｐ  Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）光では、オートフォーカスの為に行う対物レンズの色消しには、非常に高価な高純度蛍石と石英を多用する必要があり、コスト的に非常に高価になると言う欠点がある。
【０００７】更に、この２種類の硝材の貼り合わせには紫外線透過型の接着剤を用いるが、この接着剤は深紫外光によりダメージを受け、透過率が経時的に低下していくという欠点をもっている。
【０００８】また、通常オートフォーカスに用いる光源波長は赤色〜赤外波長を多用する。従って、オートフォーカスに用いる光源波長の焦点深度は、顕微観察用光源として用いる深紫外波長の焦点深度に比べ波長比分深くなり、当然この分オートフォーカス精度は悪化する。
【０００９】一方、光学式によらない撮影画像のコントラストより最適像面位置を求める画像オートフォーカス法、変位センサーを用いた測距型オートフォーカス法及びＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ  ｔｈｅ  Ｌｅｎｓ）方式によらない三角測距方式によるオートフォーカス法等が提案されているが、いずれも処理速度、測定誤差及び物理的制約等から、ＴＴＬ方式に比べ劣っている。
【００１０】本発明は、このような課題を解決するためになされるもので、対象物の観察用光源によりオートフォーカスできる光学式顕微鏡を提供することを目的としている。」
　
エ　「【００１２】本発明では、対象物の観察をするときは光軸に沿った第１の光線を使用し、オートフォーカスするときは、第１の光線と同じ照明手段であって光軸と離れた第２の光線によることとしたので、ＴＴＬ方式によるオートフォーカスとする場合における対物レンズの色消しの困難性は、解消されると共にフォーカス制御が非常に高精度となる。」
　
オ　「【００２０】図１は本発明の第１の実施の形態に係る光学式顕微鏡を示す光学系及び制御系の構成図である。
【００２１】図１に示すように、この光学式顕微鏡１は、保持機構及び移動手段として顕微観測する対象物２を載置すると共に移動させる可動ステージ３と、対象物２に光線を照射すると共に対象物２からの反射、回折又は散乱光を結像するための光学系４と、照明手段として光学系４に光線を照射するための光源１７及び光源１７から射出する光線が入射するケーラー照明光学系５と、光学系４により結像された像を撮像する画像撮像手段６と、画像撮像手段６により得られた画像を処理する画像処理系７と、光学式顕微鏡の全体の動きを制御する制御系８とを備えている。
【００２２】例えば、光学式顕微鏡１により半導体ウェーハ９に存在する各種欠陥の検査及び半導体プロセスのリソグラフィ工程における半導体ウェーハ９上に形成されたパターンの寸法、重ね合わせ精度等を検査、計測する場合は、半導体ウェーハ９が顕微観測する対象物２となる。」
　
カ　「【００３０】更に、光学式顕微鏡１における光源１７としての深紫外線固体レーザは、装置自体が小型であり、リソグラフィ工程で盛んに用いられているエキシマレーザに比べ、波長安定性、単色性、ビームプロファイル、冷却対策、ガス補充対策、レーザ安全対策及び取り扱いの上でも優れている。
【００３１】ケーラー照明光学系５は、光源１７から射出した光線を導く光ファイバ１８と、光ファイバ１８によって導かれた光線を射出する射出部１９と、射出部１９から射出した光線を集光する補助集光レンズ２０と、補助集光レンズ２０から射出した光線が入射する開口絞り２１，２２と、開口絞り２１，２２から射出した光線が入射する視野絞り２３，２４と、視野絞り２３，２４から射出した光線が入射するコンデンサ２５と、開口絞り２１，２２及び視野絞り２３，２４を駆動する絞り駆動手段２７とを備えている。
【００３２】開口絞り２１，２２のうち開口絞り２１は、対象物２を顕微観測するときに使用されるもので、例えば板状をなし補助集光レンズ２０からの射出光線の光軸上に開口部がくるように、開口絞り２１の中央部に開口部が設けられている。
【００３３】また、開口絞り２２は、対象物２の焦点位置を調整するときに使用されるもので、顕微観測用の光線の光軸に対し離れた光線をケーラー照明光学系５から射出できるようにするため、例えば板状をなし光軸に対し離軸した開口絞りとなっている。すなわち、開口絞り２２は開口部が開口絞り２２の中央部より上方に設けられている。
【００３４】更に、開口絞り２２の離軸量は開口絞り２２と対物レンズ瞳径との倍率が等倍であるので、最大で対物レンズ瞳径の大きさとなる。
【００３５】ここで、開口絞り２２は、対象物２を顕微観測するときは開口絞り２１の開口部から射出した光線を遮断しないように開口絞り２２の上端部が光線より下に下げられている。
【００３６】視野絞り２３，２４のうち視野絞り２３は、対象物２を顕微観測するときに使用されるもので、例えば板状をなし補助集光レンズ２０からの射出光線の光軸上に開口部がくるように、視野絞り２３の中央部に開口部が設けられている。
【００３７】また、視野絞り２４は、対象物２の焦点位置を調整するときに使用されるもので、視野絞り２４は画像撮像手段６にスポットを結ぶように、例えば板状をなし視野絞り２４の中央部に、画像撮像手段６の撮像範囲より十分に小さい開口部が設けられている。この開口部は丸孔に限られずスリット状であってもかまわない。
【００３８】更に、視野絞り２４は、対象物２を顕微観測するときは、視野絞り２３の開口部から射出した光線を遮断しないように、視野絞り２４の上端部が光線より下に下げられている。
【００３９】これによって対象物２の観測用の光線を射出するときは開口絞り２１と視野絞り２３とをケーラー照明光学系として使用することができ、対象物面から見ると開口絞り２１のすべてが光源となり、均質な照明が得られる。
【００４０】更に、図３に示すように、対象物２の焦点位置調整用の光線を射出するときは絞り駆動手段２７により、開口絞り２１と開口絞り２２とを入れ換えられると共に視野絞り２３と視野絞り２４とも入れ換えられる。このとき、顕微観測用の光線の光軸に対し離れた開口絞り２２の開口部に入射する光線及び開口絞り２２の開口部から射出する光線を遮断することとならないように、開口絞り２１と視野絞り２３とが下げられることとなる。
【００４１】これにより、ケーラー照明光学系から、対象物２の観測をするときはコンデンサ２５の光軸上に沿って光線が射出され、対象物２の焦点位置調整をするときはコンデンサ２５の光軸から離れた光線が射出されることとなる。
【００４２】絞り駆動手段２７は、例えば駆動用モータ又は電磁石等により制御系８の制御下、開口絞り２１と開口絞り２２とを入れ換えると共に視野絞り２３と視野絞り２４とを入れ換える。
【００４３】これによって、迅速に且つ簡単に同じ光源１７、ケーラー照明光学系５及び光学系４を使用し、対象物２の顕微観察ができると共に対象物２のオートフォーカスもできることとなる。
【００４４】また、図１に示すように、光学系４はケーラー照明光学系５から射出された光線が入射するビームスプリッタ２８と、ビームスプリッタ２８により反射された光線が入射する対物レンズ２６と、対象物２から反射され戻ってきた光線であって対物レンズ２６及びビームスプリッタ２８を透過した光線が入射する結像レンズ２９と、アクチュエータ３０とを備えている。
【００４５】ビームスプリッタ２８は、ケーラー照明光学系５から射出された光線を対物レンズ２６へ反射させ、対象物２から反射され対物レンズ２６を透過した光線は結像レンズ２９へ透過させるものである。
【００４６】対物レンズ２６は、ビームスプリッタ２８から射出されたケーラー照明光学系５から届いた光線を対象物２に照射するものである。また対物レンズ２６は、対象物２からの反射光等をビームスプリッタ２８を介して結像レンズ２９に出射するように設けられている。
【００４７】結像レンズ２９は、対物レンズ２６によって結ばれた像を更に拡大し画像撮像手段６に像を結ぶものであり、これによって微細な対象物２を顕微観察できることとなる。例えば、半導体ウェーハ９に存在する各種の欠陥を検査し、且つ半導体プロセスのリソグラフィ工程において、半導体ウェーハ９上に形成されたパターンの寸法、重ね合わせ精度等を検査、計測することができることとなる。
【００４８】図４は離軸式オートフォーカスを示すケーラー照明光学系５及び光学系４である。
【００４９】ここで、対象物２の焦点位置調整をするときはコンデンサ２５の光軸から離れた光線が射出されることとなるが、この光線は例えば光学系４においては図４に示すように、ケーラー照明光学系５内のコンデンサ２５の光軸に平行で少し離れビームスプリッタ２８に入射し、ビームスプリッタ２８によって対物レンズ２６へ反射される。
【００５０】ここで、対物レンズ２６の物空間面では、対物レンズ２６の光軸から離れたところから光線が射出されるため、光軸上の焦点位置に斜めに光線が進むこととなる。
【００５１】従って、対象物２から反射等する光線は入射角と同じ角度θ１をもって反射し、対物レンズ２６の物空間面に入射することとなる。
【００５２】また、角度θ１をもって対物レンズ２６に入射した光線は、ビームスプリッタ２８及び結像レンズ２９を介して画像撮像手段６のスポット位置に像を結ぶこととなる。
【００５３】ここで、対象物２がΔｄ１だけ対物レンズ２６から離れたときは、対象物２からの反射光は反射位置が横方向にｈ１だけずれることとなるので、ビームスプリッタ２８及び結像レンズ２９を介して画像撮像手段６に像を結ぶ位置は、光軸上画像撮像手段６からΔｄ２だけ手前にスポットを結ぶこととなる。すなわち画像撮像手段６の受光面においては横方向にｈ２だけずれることとなる。
【００５４】また、横方向のずれｈ２は光学式顕微鏡１の倍率が１００倍であれば、対象物２での反射位置のずれｈ１の１００倍であり非常に高精度のオートフォーカスが可能となる。
【００５５】このとき対象物２の焦点位置からのずれΔｄ１が反射角θ１と、画像撮像手段６の受光面における横方向のずれｈ２と、対物レンズ２６の焦点距離ｆ１と、結像レンズ２９の焦点距離ｆ２とによって定まる事を利用して、オートフォーカスを行う手法が離軸式オートフォーカス手法と言われるものである。」
　
キ　「【００６３】アクチュエータ３０は、内部に設けられたフォーカスコイル及びフォーカスマグネット等（図示せず）により構成され、制御系８によりフォーカスコイルに、電圧が印加されることによってフォーカス動作するように設けられている。
【００６４】画像撮像手段６は、光学式顕微鏡１の光源１７が深紫外線固体レーザ等の場合は、結像レンズ２９によって結像された像を肉眼で直接見ることはできないので、ＣＣＤ等で撮像するために結像レンズ２９によって結像されるところに設けられている。
【００６５】画像処理系７は、画像撮像手段６により撮像した情報をモニターテレビ等で見れるように処理するものである。
【００６６】制御系８は、光源１７、絞り駆動手段２７、可動ステージ３の駆動用モータ１３〜１６及びアクチュエータ３０等の光学式顕微鏡１全体の制御をできるように設けられている。」
　
ク　「【００６７】次に、上記のように構成された光学式顕微鏡１の動作について説明する。
【００６８】例えば半導体ウェーハ９の各種欠陥を検査する場合は、まず検査される半導体ウェーハ９が可動ステージ３のＸＹステージ１０上に載せられ、制御系８の電源が投入されると、光源１７から光線が射出されると共に、半導体ウェーハ９が吸着プレートによって吸着され、ＸＹステージ１０上に固定される。これによって、検査中に半導体ウェーハ９がずれることを防止すると共に半導体ウェーハ９に傷をつけることを防げる。
【００６９】次に、制御系８の制御下、駆動用モータ１３によりＸＹステージ１０が水平方向であるＸ方向に移動されると共に、駆動用モータ１４によりＸＹステージ１０が水平方向であるＹ方向に移動される。これによって、半導体ウェーハ９の検査すべき位置を光学系４直下に移動させることができる。
【００７０】次に、オートフォーカスをすることとなるが、例えばオートフォーカス開始用スイッチをスイッチオンするとまず、絞り駆動手段２７に制御系８の制御下、電源が投入され、開口絞り２１の上端部が補助集光レンズ２０を透過した光線を、遮断することとならないように下降する。
【００７１】また、開口絞り２２は開口絞り２２の開口部が補助集光レンズ２０の光軸から離れるように上昇する。
【００７２】更に、視野絞り２３は視野絞り２３の上端部が開口絞り２２の開口部から射出した光線を、遮断することとならないように下降する。また視野絞り２４は、視野絞り２４の開口部が補助集光レンズ２０の光軸上に来るように上昇する。
【００７３】次に、光源１７から射出した光線が光ファイバ１８によって射出部１９に導かれ、射出部１９から射出した光線が開口絞り２２及び視野絞り２４を経て、コンデンサ２５から光軸から離れた光線として、光学系４のビームスプリッタ２８に射出される。これによって、離軸された光線を使って極めて簡単に且つ正確にオートフォーカスをすることができることとなる。
【００７４】すなわち、離軸した光線が光学系４のビームスプリッタ２８に入射すると、対物レンズ２６へ反射され、対物レンズ２６の物空間面から半導体ウェーハ９の検査すべき位置に斜めに照射される。
【００７５】更に、照射された光線は検査すべき位置の半導体ウェーハ９から反射され対物レンズ２６に斜めに入射し、ビームスプリッタ２８及び結像レンズ２９を介して、画像撮像手段６例えばＣＣＤに像が結ばれることとなる。このとき、図４に示すように検査すべき位置の半導体ウェーハ９の焦点がΔｄ１だけずれているときは、結像レンズ２９による結像位置では、拡大されたΔｄ２だけずれることとなり、横方向ではｈ２だけずれることとなる。
【００７６】このｈ２のずれが画像撮像手段６により電子情報化され、これにより制御系８からアクチュエータ３０に設けられたフォーカスコイルに電圧が印加される。これによって、対物レンズ２６がフォーカス方向に移動され適正な焦点位置が確保されることとなる。すなわち、画像撮像手段６によりｈ２のずれが認識できないこととなり、オートフォーカスが終了する。
【００７７】次に、制御系８の制御下、特定された検査位置で通常の半導体ウェーハ９の各種欠陥を検査することとなる。
【００７８】すなわち、絞り駆動手段２７に制御系８の制御下電源が投入され、開口絞り２１は開口絞り２１の開口部が補助集光レンズ２０の光軸上に来るように上昇される。また、開口絞り２２は開口絞り２１から射出された光線を遮断しないように開口絞り２２の上端部が光線より下方に降下する。
【００７９】更に、視野絞り２３は視野絞り２３の開口部が補助集光レンズ２０の光軸上に来るように上昇される。また、視野絞り２４は視野絞り２３から射出された光線を遮断しないように視野絞り２４の上端部が光線より下方に降下する。
【００８０】これによって、コンデンサ２５から光軸に沿った光線として、光学系４のビームスプリッタ２８に射出される。更に、ビームスプリッタ２８で反射され、対物レンズ２６に射出されて検査すべき半導体ウェーハ９に光軸に沿った光線が照射されることとなる。
【００８１】また、半導体ウェーハ９に照射された光線は、反射等され再び対物レンズ２６に戻り、ビームスプリッタ２８及び結像レンズ２９を介して画像撮像手段６に像を結ぶこととなる。
【００８２】更に、画像撮像手段６に結ばれた像の電子情報をモニターテレビ等で見れるように画像処理系７で処理され、モニターテレビ等で検査することとなる。
【００８３】このように本実施形態によれば、ケーラー照明光学系５の開口絞り２１と開口絞り２２とを、更に視野絞り２３と視野絞り２４とを制御系８の制御下、切り換えることによって、対象物２の観察をするときは光軸に沿った光線を使用し、オートフォーカスするときは同じ光源１７から射出され、光軸から離軸した光線を使用することとしたので、オートフォーカス用として別の光源を使用する場合に比べ、対物レンズ２６の色消しの困難性は解消されると共に構造的に簡単であり安価に製造できることとなる。
【００８４】また、光軸から離軸した光線を使用し対物レンズ２６への入射角による画像撮像手段６における横変位量を測定し、フォーカス状況を把握することとしたので、極めて精密で正確なオートフォーカスができることとなった。更に、信号処理が極めて高速に行える為、同色オートフォーカス手法として広く行われている画像コントラスト法に比べ、収束速度が極めて速くなる。
【００８５】従って、深紫外線を使用し例えば、半導体ウェーハ９に存在する各種欠陥及び、半導体プロセスのリソグラフィ工程において、半導体ウェーハ９上に形成されたパターンの寸法、重ね合わせ精度等を検査、計測する目的で使用するのに最適である。」
　
ケ　「【０１１０】なお、本発明は上述したいずれの実施形態にも限定されず、本発明の技術思想の範囲内で適宜変形して実施できる。
【０１１１】例えば、上述の実施形態では、オートフォーカス用の画像撮像手段６と顕微鏡観察用の画像撮像手段６とを兼用しているが、光路途中にビームスプリッタ等を設け、オートフォーカス用の光学系及び画像撮像手段を設けても良い。この場合、オートフォーカス用の光学系として、必要なオートフォーカス精度により光学系の焦点距離を決定すれば良い。」
　
コ　「【０１１３】更に、オートフォーカス用の画像撮像手段としては、２次元の画像撮像手段である必要は無く、２分割ディテクタ及びラインＣＣＤ等の離軸方向に感度及び変調度のある１次元型光電変換素子であっても構わない。この場合、視野絞り２４は２分割ディテクタ等の受光素子の受光エリアに合わせて、領域を決定してやれば良い。」
　
２　引用例１，２記載の発明の認定
（１）引用例１記載の発明の認定
　引用例１の上記記載事項アより、引用例１には次のような発明が記載されていると認めることができる。
　
「白色の光源３０１から出た照明光束３２１がハーフミラー３０６を介して対物レンズ３０８の瞳３０７の位置に再結像され、前記対物レンズ３０８を介して試料３０９を照明し、前記照明光束３２１の前記試料３０９からの反射光束３２２を前記ハーフミラー３０６、ビームスプリッター２０８、結像レンズ３１０、ビームスプリッター３１１を介して分光器３１４へ導光して前記試料３０９の各位置の分光特性を求めるとともに、前記ビームスプリッター３１１を透過した前記反射光束３２２はＴＶカメラ３１２上に結像されて前記試料３０９を観察し、
焦点合わせ用の光源６０１からの光束をコンデンサーレンズ６０２により集光し、前記コンデンサーレンズ６０２により集光された光束の一部は、光軸に対して一方の側の部分が反射面６０３ｂ、他方の側の部分が透過面６０３ａになっているナイフエッジミラー６０３の透過面６０３ａを通過し、前記透過面６０３ａを通過した光束６０７は、前記ビームスプリッター２０８により反射され、前記ハーフミラー３０６を通過し、前記対物レンズ３０８の光軸３０８ａに対して主光線が偏心した光束として前記対物レンズ３０８に入射し、前記対物レンズ３０８を通過した前記光束６０７は前記試料３０９に投光され、その近傍に前記光源６０１の発光部のスポット像を結像し、前記試料３０９で投光時とは前記光軸３０８ａに対して略対称な光路に沿って反射された光束６０８は前記対物レンズ３０８を再通過して前記ビームスプリッター２０８で反射し、前記ナイフエッジミラー６０３の反射面６０３ｂで反射してコンデンサーレンズ６０４により集光されて焦点検出用のＣＣＤ６０６の受光面にスポット像を形成し、前記ＣＣＤ６０６から出力される信号の位置の変化から、前記対物レンズ３０８の焦点合せを行う、
顕微分光装置。」（以下、「引用発明１」という。）
　
（２）引用例２記載の発明の認定
　引用例２の上記記載事項ケ及びコから、画像撮像手段６が２次元の画像撮像手段であることは明らかである。
　また、引用例２の上記記載事項カの段落【００４８】乃至【００５５】の記載及び引用例２の上記記載事項クの段落【００７０】乃至【００７６】の記載から、引用例２の「光学式顕微鏡」では、「２次元の画像撮像手段６」により得られる前記第２の光線の結像位置の信号に基づいて「対物レンズ」の焦点位置を「離軸式オートフォーカス手法」により調整していることは明らかである。
　したがって、引用例２の上記記載事項イ乃至コから、引用例２には次のような発明が記載されていると認めることができる。
　
「第１の軸である光軸に沿って照射される顕微鏡観察用の第１の光線及び前記第１の軸と離れた第２の軸に沿って照射されるオートフォーカス用の第２の光線を射出する照明手段と、前記照明手段により射出された前記光線を対物レンズへ反射させるビームスプリッタと、前記ビームスプリッタで反射された前記光線を対象物に照射する前記対物レンズと、前記対象物から反射された光線であって前記対物レンズ及び前記ビームスプリッタを透過した光線が入射し２次元の画像撮像手段６に像を結ぶ結像レンズと、前記結像レンズにより結像された像を撮像する前記２次元の画像撮像手段６と、前記２次元の画像撮像手段６により撮像された像の電子情報をモニターテレビで見れるように処理する画像処理系と、前記画像処理系で処理された像の電子情報を見るための前記モニターテレビと、前記２次元の画像撮像手段６により得られる前記第２の光線の結像位置の信号に基づいて前記対物レンズの焦点位置を離軸式オートフォーカス手法により調整するオートフォーカス手段とを具備し、オートフォーカス用の２次元の画像撮像手段６と顕微鏡観察用の２次元の画像撮像手段６とを兼用した光学式顕微鏡。」
　
３　本願発明と引用発明１の一致点及び相違点の認定
ア　引用発明１の「試料３０９を照明」する「照明光束３２１」を出す「白色の光源３０１」、「顕微分光装置」は、それぞれ、本願発明の「試料を観察するための照明光を出射する第１の光源」、「光学顕微鏡」に相当する。
　また、光学顕微鏡の対物レンズは、通常、試料を観察するための照明光を集光して前記試料に入射させるものであるから、引用発明１の「対物レンズ３０８」は本願発明の「前記第１の光源からの光を集光して試料に入射させる対物レンズ」に相当する。
　
イ　引用発明１の「顕微分光装置」では、「焦点合わせ用の光源６０１からの光束をコンデンサーレンズ６０２により集光し、前記コンデンサーレンズ６０２により集光された光束の一部は、光軸に対して一方の側の部分が反射面６０３ｂ、他方の側の部分が透過面６０３ａになっているナイフエッジミラー６０３の透過面６０３ａを通過し、前記透過面６０３ａを通過した光束６０７は」「対物レンズ３０８の光軸３０８ａに対して主光線が偏心した光束として前記対物レンズ３０８に入射」するから、引用発明１の「顕微分光装置」のうち「対物レンズ３０８の光軸３０８ａに対して主光線が偏心した光束として前記対物レンズ３０８に入射」する「光束６０７」を出す「焦点合わせ用の光源６０１」、「コンデンサーレンズ６０２」及び「ナイフエッジミラー６０３」からなる部分が、本願発明の「前記対物レンズの瞳の片側半分の領域に入射する光を出射する第２の光源」に相当する。
　
ウ　引用発明１の「顕微分光装置」では、「白色の光源３０１から出た照明光束３２１がハーフミラー３０６を介して」「試料３０９を照明」するとともに、「焦点合わせ用の光源６０１からの光束」「の一部は、光軸に対して一方の側の部分が反射面６０３ｂ、他方の側の部分が透過面６０３ａになっているナイフエッジミラー６０３の透過面６０３ａを通過し、前記透過面６０３ａを通過した光束６０７は」「ハーフミラー３０６を通過し」て、「前記試料３０９に投光され」るから、引用発明１の「ハーフミラー３０６」は、本願発明の「前記第１の光源及び前記第２の光源の光を混合させ、前記試料に導くビームスプリッタ」に相当する。
　
エ　引用発明１の「顕微分光装置」では、「白色の光源３０１から出た照明光束３２１が」「前記対物レンズ３０８を介して試料３０９を照明し」、「前記照明光束３２１」が「前記試料３０９」で反射されて「反射光束３２２」となるから、引用発明１の前記「反射光束３２２」が本願発明の「前記第１の光源から前記対物レンズを介して前記試料に入射した光のうち当該試料で反射された第１の反射光」に相当する。
　また、引用発明１の「顕微分光装置」は、「前記照明光束３２１の前記試料３０９からの反射光束３２２」「はＴＶカメラ３１２上に結像されて前記試料３０９を観察」するものであるから、引用発明１の「ＴＶカメラ３１２」は、前記「ＴＶカメラ３１２」上に結像された「試料３０９」の像を観察するためのものである。そして、前記「試料３０９」の像は２次元の像であるから、かかる「試料３０９」の像を観察するための前記「ＴＶカメラ」も２次元の光検出器であることは明らかである。
　したがって、本願発明の「２次元光検出器」と引用発明１の「ＴＶカメラ３１２」とは、「前記第１の光源から前記対物レンズを介して前記試料に入射した光のうち当該試料で反射された第１の反射光」「を検出する２次元光検出器」である点で一致し、引用発明１の「前記照明光束３２１の前記試料３０９からの反射光束３２２」「はＴＶカメラ３１２上に結像されて前記試料３０９を観察」することは、本願発明の「前記２次元光検出器で検出された前記第１の反射光に基づいて前記試料を観察する」ことに相当する。
　
オ　引用発明１の「顕微分光装置」では、「焦点合わせ用の光源６０１からの光束をコンデンサーレンズ６０２により集光し、前記コンデンサーレンズ６０２により集光された光束の一部は、光軸に対して一方の側の部分が反射面６０３ｂ、他方の側の部分が透過面６０３ａになっているナイフエッジミラー６０３の透過面６０３ａを通過し、前記透過面６０３ａを通過した光束６０７は」「対物レンズ３０８の光軸３０８ａに対して主光線が偏心した光束として前記対物レンズ３０８に入射し、前記対物レンズ３０８を通過した前記光束６０７は前記試料３０９に投光され、その近傍に前記光源６０１の発光部のスポット像を結像し、前記試料３０９で投光時とは前記光軸３０８ａに対して略対称な光路に沿って反射された光束６０８は前記対物レンズ３０８を再通過」するから、引用発明１の前記「光束６０８」が本願発明の「前記第２の光源から前記対物レンズの瞳の片側半分の領域を介して前記試料に入射した光のうち当該試料で反射し、前記対物レンズの瞳の反対側の片側半分の領域を通過した第２の反射光」に相当する。
　したがって、本願発明の「前記第２の光源から前記対物レンズの瞳の片側半分の領域を介して前記試料に入射した光のうち当該試料で反射し、前記対物レンズの瞳の反対側の片側半分の領域を通過した第２の反射光とを検出する２次元光検出器」と引用発明１の前記「光束６０８」の「スポット像」が「形成」される「ＣＣＤ６０６」とは、「前記第２の光源から前記対物レンズの瞳の片側半分の領域を介して前記試料に入射した光のうち当該試料で反射し、前記対物レンズの瞳の反対側の片側半分の領域を通過した第２の反射光」「を検出する光検出器」である点で一致し、本願発明の「前記２次元光検出器で検出された前記第２の反射光に基づいて、焦点位置を調整」することと引用発明１の前記「光束６０８」の「スポット像」が「形成」される「ＣＣＤ６０６から出力される信号の位置の変化から、前記対物レンズ３０８の焦点合せを行う」こととは、「光検出器で検出された前記第２の反射光に基づいて、焦点位置を調整」する点で一致する。
　
カ　したがって、本願発明と引用発明１とは、
「試料を観察するための照明光を出射する第１の光源と、
　前記第１の光源からの光を集光して試料に入射させる対物レンズと、
　前記対物レンズの瞳の片側半分の領域に入射する光を出射する第２の光源と、
　前記第１の光源及び前記第２の光源の光を混合させ、前記試料に導くビームスプリッタと、
　前記第１の光源から前記対物レンズを介して前記試料に入射した光のうち当該試料で反射された第１の反射光とを検出する２次元光検出器とを備え、
　光検出器で検出された、前記第２の光源から前記対物レンズの瞳の片側半分の領域を介して前記試料に入射した光のうち当該試料で反射し、前記対物レンズの瞳の反対側の片側半分の領域を通過した第２の反射光に基づいて、焦点位置を調整し、かつ、前記２次元光検出器で検出された前記第１の反射光に基づいて前記試料を観察する光学顕微鏡。」
　
である点で一致し、以下の点で相違する。
　
〈相違点〉
　本願発明の「２次元光検出器」は「前記第２の光源から前記対物レンズの瞳の片側半分の領域を介して前記試料に入射した光のうち当該試料で反射し、前記対物レンズの瞳の反対側の片側半分の領域を通過した第２の反射光」も「検出する」とされ、その結果、「前記２次元光検出器で検出された前記第２の反射光に基づいて、焦点位置を調整」するのに対し、引用発明１の「ＴＶカメラ３１２」は「光束６０８」を受光せず、前記「ＴＶカメラ３１２」とは別に設けられた「ＣＣＤ６０６」が前記「光束６０８」を受光するとされ、その結果、前記「ＣＣＤ６０６から出力される信号の位置の変化から、対物レンズ３０８の焦点合せを行う」点。
　
４　相違点についての判断
ア　引用例２に記載された発明の「第１の軸である光軸に沿って照射される顕微鏡観察用の第１の光線」を「対物レンズ」を介して「対象物に照射」して「前記対象物から反射された光線」は、本願発明の「前記対物レンズを介して前記試料に入射した」「試料を観察するための照明光」「のうち当該試料で反射された第１の反射光」に相当し、引用例２に記載された発明の「第１の軸と離れた第２の軸に沿って照射されるオートフォーカス用の第２の光線」を「対物レンズ」を介して「対象物に照射」して「前記対象物から反射された光線」は、本願発明の「前記対物レンズの瞳の片側半分の領域を介して前記試料に入射した光のうち当該試料で反射し、前記対物レンズの瞳の反対側の片側半分の領域を通過した第２の反射光」に相当する。
　そして、引用例２に記載された発明の「光学式顕微鏡」では、「第１の軸である光軸に沿って照射される顕微鏡観察用の第１の光線」の「前記対象物から反射された光線」の「像」を撮像する「顕微鏡観察用の２次元の画像撮像手段６」と「第１の軸と離れた第２の軸に沿って照射されるオートフォーカス用の第２の光線」の「前記対象物から反射された光線」の「像」を撮像する「オートフォーカス用の２次元の画像撮像手段６」とを「兼用した」ことが記載されているから、引用例２に記載された発明の前記「２次元の画像撮像手段６」が、本願発明の「前記対物レンズを介して前記試料に入射した」「試料を観察するための照明光」「のうち当該試料で反射された第１の反射光」と「前記対物レンズの瞳の片側半分の領域を介して前記試料に入射した光のうち当該試料で反射し、前記対物レンズの瞳の反対側の片側半分の領域を通過した第２の反射光とを検出する２次元光検出器」に相当する。
　また、引用例２に記載された「第１の軸と離れた第２の軸に沿って照射されるオートフォーカス用の第２の光線」を「対物レンズ」を介して「対象物に照射」して「前記対象物から反射された光線」の「像」を「２次元の画像撮像手段６」で「撮像」し、「前記２次元の画像撮像手段６により得られる前記第２の光線の結像位置の信号に基づいて前記対物レンズの焦点位置を離軸式オートフォーカス手法により調整する」ことが、本願発明の「前記２次元光検出器で検出された前記第２の反射光に基づいて、焦点位置を調整」することに相当し、引用例２に記載された発明の「第１の軸である光軸に沿って照射される顕微鏡観察用の第１の光線」を「対物レンズ」を介して「対象物に照射」して「前記対象物から反射された光線」の「像」を「２次元の画像撮像手段６」で「撮像」し、「前記２次元の画像撮像手段６により撮像された像の電子情報」を「モニターテレビで」「見る」ことが、本願発明の「前記第２次元光検出器で検出された第１の反射光に基づいて前記試料を観察する」ことに、それぞれ相当する。
　
イ　そして、引用発明１と引用例２に記載された発明とは、本願の発明の詳細な説明の欄の段落【０００２】乃至【０００３】において定義されるいわゆる光てこ方式のオートフォーカス機能を備えた光学顕微鏡である点で共通するから、引用発明１に引用例２に記載された発明の「オートフォーカス用の２次元の画像撮像手段」と「顕微鏡観察用の２次元の画像撮像手段とを兼用」するという技術的事項を適用して、引用発明１の「ＣＣＤ６０６」を「ＴＶカメラ３１２」で兼用し、引用発明１の「ＣＣＤ６０６」で受光していた「光束６０８」も引用発明１の「ＴＶカメラ３１２」で受光するようにすることは、当業者にとって容易に想到し得る。
　なお、引用例２の上記記載事項ケから、引用例２には「オートフォーカス用の画像撮像手段」と「顕微鏡観察用の画像撮像手段」とを兼用してもよいし、両者を兼用せずに別々に設けてもよいことが記載されていると認めることができるので、引用例２に記載された発明において「顕微鏡観察用の第１の光線」と「オートフォーカス用の第２の光線」とを同じ「照明手段」から射出するようにすることと「オートフォーカス用の画像撮像手段」と「顕微鏡観察用の画像撮像手段」とを兼用することとは直接関係がないと解するのが相当であるから、引用例２に記載された発明の「光学式顕微鏡」において「顕微鏡観察用の第１の光線」と「オートフォーカス用の第２の光線」とが同じ「照明手段」から射出するようにされていることは、引用発明１に引用例２に記載された発明の「オートフォーカス用の２次元の画像撮像手段」と「顕微鏡観察用の２次元の画像撮像手段とを兼用」するという技術的事項を適用することの阻害要因とはならない。
　
ウ　したがって、前記相違点に係る本願発明の発明特定事項を採用することは、当業者にとって想到容易である。
　また、前記相違点に係る本願発明の発明特定事項を採用したことによる格別の作用効果を認めることもできない。
　
５　むすび
　したがって、本願発明は引用例１及び２に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができない。そして、本願発明が特許を受けることができない以上、本願のその余の請求項に係る発明について検討するまでもなく、本願は拒絶を免れない。 
　よって、結論のとおり審決する。