(57)【要約】【課題】明暗コントラスト画像のみでは判別できないような微細な検査部位を低い倍率でも判別可能として、検査に要する時間の短縮を図る。【解決手段】光源９からの照明光Ｌ１の第１の方向Ａの直線偏光成分を被検物１２に照射し、該被検物１２からの反射光Ｌ２を照明光Ｌ１から分岐し、分岐された反射光Ｌ２のうち前記第１の方向Ａに直交する第２の方向の直線偏光成分を観察する顕微鏡装置８の照明光Ｌ１と反射光Ｌ２との分岐点１１と被検物１２との間に配置され、２枚の４分の１波長板５，６を厚さ方向に重ねて構成され、光軸回りに回転可能に配置される顕微鏡観察用アダプタ１を提供する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの照明光の第１の方向の直線偏光成分を被検物に照射し、該被検物からの反射光を照明光から分岐し、分岐された反射光のうち前記第１の方向に直交する第２の方向の直線偏光成分を観察する顕微鏡装置の照明光と反射光との分岐点と被検物との間に配置され、
２枚の４分の１波長板を厚さ方向に重ねて構成され、光軸回りに回転可能に配置される顕微鏡観察用アダプタ。
【請求項２】
前記顕微鏡装置に着脱可能に取り付けられるベースと、
該ベースに対して回転可能に設けられるホルダとを備え、
前記２枚の４分の１波長板が、各々の遅軸を所定角度だけずらした状態で前記ホルダに固定されている請求項１に記載の顕微鏡観察用アダプタ。
【請求項３】
前記顕微鏡装置に着脱可能に取り付けられるベースと、
該ベースに対して回転可能に設けられるホルダとを備え、
前記２枚の４分の１波長板のうち１枚が、前記ベースに固定され、
他の４分の１波長板が、前記ホルダに固定され、
前記ベースが顕微鏡装置に取り付けられる際に、該ベースに固定された４分の１波長板の遅軸が、前記第２の方向に対して所定角度だけずれた状態に固定されるよう設定されている請求項１に記載の顕微鏡観察用アダプタ。
【請求項４】
光源からの照明光を被検物に照射し、該被検物からの反射光により得られる像を観察する際に、
背景色を連続的に変化させながら被検物を観察する顕微鏡観察方法。
【請求項５】
光源からの照明光の第１の方向の直線偏光成分を被検物に照射し、該被検物からの反射光を照明光から分岐し、分岐された反射光のうち前記第１の方向に直交する第２の方向の直線偏光成分により得られる像を観察する際に、
前記照明光と反射光との分岐点と被検物との間に、厚さ方向に重ねて配置した２枚の４分の１波長板を光軸回りに回転させながら被検物を観察する顕微鏡観察方法。
【請求項６】
前記２枚の４分の１波長板を、それらの遅軸を所定角度だけずらした状態で相互に固定して同時に回転させる請求項４に記載の顕微鏡観察方法。
【請求項７】
前記２枚の４分の１波長板のうち１枚を、その遅軸を前記第２の方向に対して所定角度だけずれた状態に固定し、
他の１枚の４分の１波長板を回転させる請求項４に記載の顕微鏡観察方法。
【請求項８】
照明光を出射する光源と、
光源からの照明光のうち第１の方向の直線偏光成分を通過させるポラライザと、
該ポラライザを通過した照明光を集光して被検物に照射し、該被検物からの反射光を集光する対物レンズと、
該対物レンズにより集光された反射光を照明光から分岐する光分岐部と、
該光分岐部により分岐された反射光のうち、前記第１の方向に直交する第２の方向の直線偏光成分を通過させるアナライザと、
前記光分岐部と前記被検物との間に厚さ方向に重ねて配置される２枚の４分の１波長板と、
該４分の１波長板の少なくとも１枚を光軸回りに回転可能に支持する波長板回転機構とを備える顕微鏡装置。
【請求項９】
前記波長板回転機構が、前記２枚の４分の１波長板の遅軸を所定角度だけずらした状態で２枚同時に回転可能に支持する請求項８に記載の顕微鏡装置。
【請求項１０】
前記波長板回転機構が、一方の４分の１波長板を、その遅軸が、前記第２の方向に対して所定角度だけずれた状態に固定し、他方の４分の１波長板を前記一方の４分の１波長板に対して回転可能に支持する請求項８に記載の顕微鏡装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、顕微鏡観察用アダプタ、顕微鏡観察方法および顕微鏡装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、顕微鏡装置として、例えば、特許文献１に開示されている構造のものがある。この顕微鏡装置は、クロスニコル配置されたポラライザおよびアナライザと、４分の１波長板とを光路上に備えている。このようにすることで、光源からの照明光をポラライザにより直線偏光光に変換した後に、４分の１波長板を通過させて楕円偏光光に変換して被検物に照射し、被検物からの反射光を再度４分の１波長板に通過させて生成される直線偏光光のみをアナライザで選択して観察することができる。これにより、４分の１波長板を通過しないレンズ表面等からの反射光はアナライザを通過できず、したがって、レンズ表面等からの反射光が観察光路に入ることが防止されて、観察像にフレアが発生してしまうことを防止することができる。
【０００３】
また、クロスニコル配置されたポラライザおよびアナライザと、光学的異方体とを有する偏光顕微鏡において、光学的異方体を光軸回りに回転させることにより、干渉色が最も明るく見える対角位と、暗黒となる消光位との間で変化する技術について開示されている（例えば、非特許文献１）。この偏光顕微鏡によれば、リタデーションによって定まる干渉色は、光学的異方体の回転によって明暗が変化するが、干渉色の色調に変化はないとされている。
【特許文献１】特開平１１−９５１１４号公報
【非特許文献１】黒田、諏訪、「偏光顕微鏡と岩石鉱物」、共立出版、１９８５年、ｐ３８−４５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、実体顕微鏡を用いて半導体部品等の検査を行う場合に、検査回数を少なくするために低い倍率を選択して実視野を広げ、１度に多くの検査対象部位を実視野内に配置することが行われる。この場合に、検査すべき部位が微細な場合に、通常の明暗コントラスト画像では判別できないという問題がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、明暗コントラスト画像のみでは判別できないような微細な検査部位を低い倍率でも判別可能として、検査に要する時間の短縮を図ることができる顕微鏡観察用アダプタ、顕微鏡観察方法および顕微鏡装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、光源からの照明光の第１の方向の直線偏光成分を被検物に照射し、該被検物からの反射光を照明光から分岐し、分岐された反射光のうち前記第１の方向に直交する第２の方向の直線偏光成分を観察する顕微鏡装置の照明光と反射光との分岐点と被検物との間に配置され、２枚の４分の１波長板を厚さ方向に重ねて構成され、光軸回りに回転可能に配置される顕微鏡観察用アダプタを提供する。
【０００７】
本発明によれば、照明光と反射光との分岐点と被検物との間に顕微鏡観察用アダプタを配置するとともに、該顕微鏡観察用アダプタの２枚の４分の１波長板を光軸回りに回転させることにより、視野の背景色（偏光干渉色）を連続的に変化させることができる。背景色の変化により、観察者の目に観察される被検物の画像が変化するので、明暗コントラストの変化のみでは判別できないような微細な検査部位を判別することが可能となる。
【０００８】
上記発明においては、前記顕微鏡装置に着脱可能に取り付けられるベースと、該ベースに対して回転可能に設けられるホルダとを備え、前記２枚の４分の１波長板が、各々の遅軸を所定角度だけずらした状態で前記ホルダに固定されていることとしてもよい。
【０００９】
顕微鏡装置にベースを固定することで、顕微鏡観察用アダプタを顕微鏡装置に固定し、ホルダを回転させるだけで、２枚の４分の１波長板を光軸回りに容易に回転させることができる。この場合に、２枚の４分の１波長板が、各々の遅軸を所定角度だけずらした状態で相互に固定されているので、２枚の４分の１波長板は、ホルダを回転させることにより、遅軸が所定角度だけずれた状態を維持したまま光軸回りに回転させられることになる。その結果、観察者はホルダを回転させるだけで、背景色を連続的に変化させ、所望の位置でホルダを停止することにより、観察しやすい背景色を選択して微細な検査部位を判別可能な観察を行うことが可能となる。
【００１０】
前記顕微鏡装置に着脱可能に取り付けられるベースと、該ベースに対して回転可能に設けられるホルダとを備え、前記２枚の４分の１波長板のうち１枚が、前記ベースに固定され、他の４分の１波長板が、前記ホルダに固定され、前記ベースが顕微鏡装置に取り付けられる際に、該ベースに固定された４分の１波長板の遅軸が、前記第２の方向に対して所定角度だけずれた状態に固定されるよう設定されていることとしてもよい。
【００１１】
顕微鏡装置にベースを固定することで、顕微鏡観察用アダプタを顕微鏡装置に固定し、ホルダを回転させるだけで、２枚の４分の１波長板を光軸回りに容易に相対的に回転させることができる。この場合に、２枚の４分の１波長板が、ベースとホルダとにそれぞれ固定されているので、ホルダを回転させることにより、ホルダに固定されている４分の１波長板は、ベースに固定されている４分の１波長板に対して、遅軸のずれを連続的に変化させながら光軸回りに回転させられることになる。その結果、観察者はホルダを回転させるだけで、背景色を連続的に変化させ、所望の位置でホルダを停止することにより、観察しやすい背景色を選択して微細な検査部位を判別可能な観察を行うことが可能となる。
【００１２】
また、光源からの照明光を被検物に照射し、該被検物からの反射光により得られる像を観察する際に、背景色を連続的に変化させながら被検物を観察する顕微鏡観察方法を提供する。
本発明によれば、観察者は、背景色を連続的に変化させることで、自分の目に適応する見やすい背景色を選択することができ、低い倍率でも微細な観察部位を判別することができる。
【００１３】
また、本発明は、光源からの照明光の第１の方向の直線偏光成分を被検物に照射し、該被検物からの反射光を照明光から分岐し、分岐された反射光のうち前記第１の方向に直交する第２の方向の直線偏光成分により得られる像を観察する際に、前記照明光と反射光との分岐点と被検物との間に、厚さ方向に重ねて配置した２枚の４分の１波長板を光軸回りに回転させながら被検物を観察する顕微鏡観察方法を提供する。
【００１４】
本発明によれば、照明光と反射光との分岐点と被検物との間に２枚の４分の１波長板を配置し、光軸回りに回転させることにより、視野の背景色（偏光干渉色）を連続的に変化させることができる。背景色の変化により、観察者の目に観察される被検物の画像が変化するので、明暗コントラストの変化のみでは判別できないような微細な検査部位を判別することが可能となる。
【００１５】
上記発明においては、前記２枚の４分の１波長板を、それらの遅軸を所定角度だけずらした状態で相互に固定して同時に回転させることとしてもよい。
このようにすることで、２枚の４分の１波長板の遅軸が所定角度だけずれた状態を維持したまま光軸回りに回転させられることになる。その結果、観察者は背景色を連続的に変化させ、所望の位置で回転を停止することにより、観察しやすい背景色を選択して微細な検査部位を判別可能な観察を行うことが可能となる。
【００１６】
また、上記発明においては、前記２枚の４分の１波長板のうち１枚を、その遅軸を前記第２の方向に対して所定角度だけずれた状態に固定し、他の１枚の４分の１波長板を回転させることとしてもよい。
このようにすることで、２枚の４分の１波長板の遅軸のずれを連続的に変化させながら光軸回りに回転させられることになる。その結果、観察者は背景色を連続的に変化させ、所望の位置で回転を停止することにより、観察しやすい背景色を選択して微細な検査部位を判別可能な観察を行うことが可能となる。
【００１７】
また、本発明は、照明光を出射する光源と、光源からの照明光のうち第１の方向の直線偏光成分を通過させるポラライザと、該ポラライザを通過した照明光を集光して被検物に照射し、該被検物からの反射光を集光する対物レンズと、該対物レンズにより集光された反射光を照明光から分岐する光分岐部と、該光分岐部により分岐された反射光のうち、前記第１の方向に直交する第２の方向の直線偏光成分を通過させるアナライザと、前記光分岐部と前記被検物との間に厚さ方向に重ねて配置される２枚の４分の１波長板と、該４分の１波長板の少なくとも１枚を光軸回りに回転可能に支持する波長板回転機構とを備える顕微鏡装置を提供する。
【００１８】
本発明によれば、光源から出射された照明光がポラライザを通過させられることにより、第１の方向の直線偏光成分のみが選択され、対物レンズにより集光されて被検物に照射される。被検物からの反射光は対物レンズによって集光された後、光分岐部において照明光から分岐されて、アナライザによって第１の方向に直交する第２の方向の直線偏光成分が選択され観察される。この場合に、波長板回転機構の作動によって、光分岐部と被検物との間に配置された２枚の４分の１波長板の少なくとも１枚が光軸回りに回転させられることにより、背景色を連続的に変化させた観察画像を得ることができる。そして、所望の位置で回転を停止することにより、観察しやすい背景色を選択して微細な検査部位を判別可能な観察を行うことが可能となる。
【００１９】
上記発明においては、前記波長板回転機構が、前記２枚の４分の１波長板の遅軸を所定角度だけずらした状態で２枚同時に回転可能に支持することとしてもよい。
このようにすることで、波長板回転機構の作動により、２枚の４分の１波長板がそれらの遅軸を所定角度だけずれた状態に維持されたまま光軸回りに回転させられることになる。その結果、観察者は背景色を連続的に変化させ、所望の位置で回転を停止することにより、観察しやすい背景色を選択して微細な検査部位を判別可能な観察を行うことが可能となる。
【００２０】
また、上記発明においては、前記波長板回転機構が、一方の４分の１波長板を、その遅軸が、前記第２の方向に対して所定角度だけずれた状態に固定し、他方の４分の１波長板を前記一方の４分の１波長板に対して回転可能に支持することとしてもよい。
このようにすることで、波長板回転機構の作動により、２枚の４分の１波長板が、それらの遅軸のずれを連続的に変化させながら光軸回りに回転させられることになる。その結果、観察者は背景色を連続的に変化させ、所望の位置で回転を停止することにより、観察しやすい背景色を選択して微細な検査部位を判別可能な観察を行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、明暗コントラスト画像のみでは判別できないような微細な検査部位を低い倍率でも判別可能として、検査に要する時間の短縮を図ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の一実施形態に係る顕微鏡観察用アダプタ１について、図１〜図３を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る顕微鏡観察用アダプタ１は、顕微鏡装置の対物レンズ２の先端に設けられた雌ネジ２ａに着脱可能に締結される雄ネジ３ａを有する略円筒状のベース３と、該ベース３に対して回転可能に支持された略円筒状のホルダ４と、ベース３に固定される第１の４分の１波長板５と、ホルダ４に固定される第２の４分の１波長板６とを備えている。
【００２３】
第１の４分の１波長板５は、ベース３に、その中心軸を傾斜させて固定されている。これにより、第１の４分の１波長板５の表面における照明光Ｌ１の反射光が観察光路に戻ることを防止できるようになっている。また、第２の４分の１波長板６は、ホルダ４に、その中心軸を一致させて固定されている。
【００２４】
ベース３の雄ネジ３ａは、対物レンズ２の雌ネジ２ａに、例えば、胴付き位置まで締結されたときに、ベース３と対物レンズ２とが所定の相対角度位置を達成して固定されるようになっている。所定の相対角度位置は、例えば、図２に示されるように、後述するアナライザ７の偏光方向（第２の方向）Ｂに対して、ベース３に固定された第１の４分の１波長板５の遅軸Ｚ１′が、約−２０°だけずれるような角度である。
【００２５】
ここで、本実施形態に係る顕微鏡装置８について、図３を参照して以下に説明する。
図３に示されるように、本実施形態に係る顕微鏡装置８は、照明光Ｌ１を出射する光源９と、該光源９からの照明光Ｌ１の内、第１の方向Ａの直線偏光成分を選択的に通過させるポラライザ１０と、ポラライザ１０を通過して直線偏光された照明光Ｌ１を反射するハーフミラー（光分岐部）１１と、該ハーフミラー１１により反射された照明光Ｌ１を集光して被検物１２に照射する一方、被検物１２からの反射光Ｌ２を集光する対物レンズ２と、対物レンズ２により集光されハーフミラー１１を透過することにより照明光Ｌ１から分岐された反射光Ｌ２のうち、第１の方向Ａに直交する第２の方向Ｂの直線偏光成分を選択的に通過させるアナライザ７とを備えている。アナライザ７を通過した反射光Ｌ２は、例えば、図示しない接眼光学系に導かれ、あるいは、ＣＣＤのような撮像素子に導かれて画像化されて観察されるようになっている。
【００２６】
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡観察用アダプタ１および顕微鏡装置８を用いて、被検物１２を観察する顕微鏡観察方法について、以下に説明する。
この顕微鏡観察方法は、図３に示されるように、光源９の作動により、照明光Ｌ１を被検物１２に照射し、被検物１２から発せられる反射光Ｌ２を観察する際に、顕微鏡装置８の対物レンズ２の先端に取り付けられた顕微鏡観察用アダプタ１のホルダ４を対物レンズ２の光軸回りに回転させるものである。
【００２７】
光源９から発せられた照明光Ｌ１は、ポラライザ１０を通過させられることで第１の方向Ａの直線偏光成分のみが選択的に透過させられる。ポラライザ１０を透過した直線偏光された照明光Ｌ１は、ハーフミラー１１によって反射され、対物レンズ２によって集光されるとともに、対物レンズ２の先端に配置した２枚の４分の１波長板５，６を透過させられて、被検物１２に照射される。そして、被検物１２において反射した反射光Ｌ２は、再度２枚の４分の１波長板５，６を透過させられた後に、対物レンズ２により集光され、ハーフミラー１１を透過して、アナライザ７を通過させられる。これにより、第１の方向Ａに直交する第２の方向Ｂの直線偏光成分が選択的に透過させられて、先端レンズあるいは撮像素子を介して観察することができる。
【００２８】
この場合において、本実施形態に係る顕微鏡観察方法は、観察者がホルダ４を操作してベース３に対して回転させながら観察を行うので、観察像の背景色が変化する。すなわち、本実施形態においては、第１の４分の１波長板５の遅軸Ｚ１′が、アナライザ７の偏光方向である第２の方向Ｂに対して−２０°の角度をなして固定されているので、ホルダ４に固定された第２の４分の１波長板６の遅軸Ｚ２′が、第１の４分の１波長板５の遅軸Ｚ１′と同一角度となる位置を基準として−９０°〜＋９０°の範囲で回転させられる間に、観察像の背景色が、黒〜黄〜鋭敏〜青〜灰〜黒のように連続的に変化する。
【００２９】
本実施形態に係る顕微鏡観察方法によれば、観察像の背景色を変化させるので、従来の明暗コントラストの変化による観察と比較して、被検物１２の細かい傷等の微細な部位を見やすくすることができる。
特に、観察者にとって見やすい背景色は観察者毎に異なるが、観察像の背景色を連続的に変化させるので、観察者にとって見やすい位置を微調節することができる。そして、観察者は、自分にとって見やすい位置においてホルダ４の回転を停止することにより、見やすい位置での被検物１２の観察を継続することができる。
【００３０】
このように、本実施形態に係る顕微鏡観察用アダプタ１、顕微鏡装置８およびこれらを用いた顕微鏡観察方法によれば、観察時に観察像の背景色を変化させるので、比較的低い倍率でも被検物１２の微細な部位の観察し易さを向上することができ、１度に広い範囲の観察を行うことを可能として、観察の効率を向上することができるという利点がある。
【００３１】
次に、本発明の第２の実施形態に係る顕微鏡観察用アダプタ２０について、図４〜図６を参照して以下に説明する。
なお、本実施形態の説明においては、上述した第１の実施形態に係る顕微鏡観察用アダプタ１および顕微鏡装置８と構成を共通とする箇所に同一符号を付して説明を省略する。
【００３２】
本実施形態に係る顕微鏡観察用アダプタ２０は、図３に示されるように、２枚の４分の１波長板５，６を２枚ともホルダ４に固定している点において、第１の実施形態に係る顕微鏡観察用アダプタ１と相違している。第１の４分の１波長板５と第２の４分の１波長板６とは、第１の４分の１波長板５の遅軸Ｚ１′に対して、第２の４分の１波長板６の遅軸Ｚ２′を−１０°だけ回転させた状態でホルダ４に固定されている。
【００３３】
このように構成された本実施形態に係る顕微鏡観察用アダプタ２０および顕微鏡装置８を用いて、被検物１２を観察する顕微鏡観察方法について、以下に説明する。
この顕微鏡観察方法は、図６に示されるように、光源９の作動により、照明光Ｌ１を被検物１２に照射し、被検物１２から発せられる反射光Ｌ２を観察する際に、顕微鏡装置８の対物レンズ２の先端に取り付けられた顕微鏡観察用アダプタ２０のホルダ４を対物レンズ２の光軸回りに回転させるものである。
【００３４】
このようにすることで、観察者がホルダ４を操作してベース３に対して回転させることにより、観察像の背景色が変化する。すなわち、本実施形態においては、第１の４分の１波長板５の遅軸Ｚ１′が、アナライザ７の偏光方向である第２の方向Ｂに一致する角度を基準として、ホルダ４を−９０°〜＋９０°の範囲で回転させられる間に、観察像の背景色が、青〜鋭敏〜黄〜灰〜青〜鋭敏〜黄のように連続的に変化する。
【００３５】
したがって、本実施形態に係る顕微鏡観察用アダプタ２０、顕微鏡装置８およびこれを用いた顕微鏡観察方法によっても、第１の実施形態と同様に、観察像の背景色を変化させて、被検物１２の細かい傷等の微細な部位を見やすくすることができる。また、観察像の背景色を連続的に変化させるので、観察者にとって見やすい位置を微調節することができる。したがって、比較的低い倍率でも被検物１２の微細な部位の観察し易さを向上することができ、１度に広い範囲の観察を行うことを可能として、観察の効率を向上することができるという利点がある。
【００３６】
なお、上記各実施形態においては、アナライザ７の振動方向Ｂに対する第１の４分の１波長板５の遅軸Ｚ１′の方向および第１の４分の１波長板５と第２の４分の１波長板６との相対角度を規定したが、これに限定されるものではなく、他の任意の角度を選定することにしてもよい。
また、アナライザ７の上部にポラライザを設けることとしてもよい。このようにすることで、偏光状態を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る顕微鏡観察用アダプタを示す縦断面図である。
【図２】図１の顕微鏡観察用アダプタの２枚の４分の１波長板の回転方向を示す正面図である。
【図３】図１の顕微鏡観察用アダプタを組み込んだ本実施形態に係る顕微鏡装置の光学系配置を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る顕微鏡観察用アダプタを示す縦断面図である。
【図５】図４の顕微鏡観察用アダプタの２枚の４分の１波長板の回転方向を示す正面図である。
【図６】図４の顕微鏡観察用アダプタを組み込んだ本実施形態に係る顕微鏡装置の光学系配置を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ  第１の方向
Ｂ  第２の方向
Ｌ１  照明光
Ｌ２  反射光
Ｚ１′，Ｚ２′遅軸
１  顕微鏡観察用アダプタ
３  ベース（波長板回転機構）
４  ホルダ（波長板回転機構）
５  第１の４分の１波長板
６  第２の４分の１波長板
７  アナライザ
８  顕微鏡装置
９  光源
１０  ポラライザ
１１  ハーフミラー（分岐点、光分岐部）
１２  被検物
１３  対物レンズ
【図１】
2007102115.tif 000003
【図２】
2007102115.tif 000004
【図３】
2007102115.tif 000005
【図４】
2007102115.tif 000006
【図５】
2007102115.tif 000007
【図６】
2007102115.tif 000008