JP2010276831A - Microscope system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、顕微鏡システムに関し、特に、高精度で露光することができるようにした顕微鏡システムに関する。 The present invention relates to a microscope system, and more particularly to a microscope system capable of performing exposure with high accuracy.
従来、微小な構造の電気機械システムであるMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)に関する技術を研究開発する研究開発機関では、多種多様のMEMSデバイスが製作されている。また、MEMSデバイスの欠陥チェックなどに使用する顕微鏡装置と、MEMSデバイスを製作する露光装置とのそれぞれを用いて研究開発が行われている。 Conventionally, a wide variety of MEMS devices have been manufactured at research and development institutions that research and develop technologies related to MEMS (Micro Electro Mechanical Systems), which are micro-mechanical electromechanical systems. In addition, research and development have been carried out using each of a microscope apparatus used for checking a defect of a MEMS device and an exposure apparatus for manufacturing the MEMS device.
例えば、図1は、従来の顕微鏡装置を示す側面図である。 For example, FIG. 1 is a side view showing a conventional microscope apparatus.
図1に示すように、顕微鏡装置11は、露光対象物12が載置されるステージ13と、対物レンズ14が装着されるレボルバ15とが取り付けられている顕微鏡本体16の上部に、下から順に、落射照明ユニット17、AF(Auto Focus)ユニット18、および観察鏡筒19が装着されて構成される。また、落射照明ユニット17には、露光対象物12を照明するランプ(図示せず)が収納されたランプハウス20が取り付けられ、観察鏡筒19には、カメラポート21を介して撮像装置22が取り付けられる。
As shown in FIG. 1, the
また、MEMSデバイスを製作する露光装置には、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)などの空間光変調手段により形成したパターンを縮小投影する、いわゆるマスクレス露光装置(特許文献1参照)を使用することができる。 As an exposure apparatus for manufacturing a MEMS device, for example, a so-called maskless exposure apparatus (see Patent Document 1) that projects a pattern formed by spatial light modulation means such as DMD (Digital Micromirror Device) in a reduced scale is used. Can do.
ところで、従来、MEMSデバイスを製作する作業と、MEMSデバイスを観察する作業とが繰り返して行われる研究開発では、それらの作業を効率よく行うことが要求される。しかしながら、顕微鏡装置と露光装置とはそれぞれ独立した装置であるので、それらの装置間でMEMSデバイスを移動させる必要があり、作業を効率よく行うことが困難であった。 By the way, conventionally, in the research and development in which the work of manufacturing the MEMS device and the work of observing the MEMS device are repeatedly performed, it is required to perform these work efficiently. However, since the microscope apparatus and the exposure apparatus are independent apparatuses, it is necessary to move the MEMS device between these apparatuses, and it is difficult to perform the work efficiently.
またMEMSの研究開発を行うためには、顕微鏡装置と露光装置とのそれぞれが必要となるため、高額な費用が必要になるとともに、2台分の装置の設置スペースが必要になる。 Also, in order to conduct research and development of MEMS, both a microscope apparatus and an exposure apparatus are required, which requires high costs and installation space for two apparatuses.
このような問題に対し、例えば、1台でかつ複数の対物レンズを切り替えて使用可能な装置で、MEMSデバイスの製作および観察を行うことができれば問題を解決することができると考えられるが、そのような装置では高精度で露光することは困難であると考えられる。 For such a problem, for example, if it is possible to manufacture and observe a MEMS device with a single device that can be used by switching a plurality of objective lenses, it is considered that the problem can be solved. In such an apparatus, it is considered difficult to perform exposure with high accuracy.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、高精度で露光することができるようにするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and enables exposure with high accuracy.
本発明の顕微鏡システムは、露光対象物を載置するステージと、複数の対物レンズが装着され、前記露光対象物を露光する際の光軸上に配置される前記対物レンズを切り替える切り替え手段と、前記露光対象物に照射される露光光を発生する露光光源と、前記露光光源から発せられた露光光を、露光領域に従ったパターンで変調する空間光変調手段と、前記対物レンズごとに倍率補正調整がなされた複数の第2対物レンズと、前記切り替え手段により前記対物レンズが切り替えられると、前記光軸上に配置された前記対物レンズに対して倍率補正調整がなされている前記第2対物レンズを経由して、前記空間光変調手段により変調された露光光が前記対物レンズに入射するように、前記第2対物レンズを選択する選択手段とを備えることを特徴とする。 The microscope system of the present invention includes a stage for placing an exposure object, a plurality of objective lenses, and switching means for switching the objective lens disposed on the optical axis when exposing the exposure object; An exposure light source that generates exposure light that irradiates the exposure object, a spatial light modulation means that modulates the exposure light emitted from the exposure light source with a pattern according to an exposure area, and a magnification correction for each objective lens A plurality of second objective lenses that have been adjusted and the second objective lens that has been subjected to magnification correction adjustment with respect to the objective lens disposed on the optical axis when the objective lens is switched by the switching means. Selecting means for selecting the second objective lens so that the exposure light modulated by the spatial light modulation means is incident on the objective lens. To.
本発明の顕微鏡システムにおいては、切り替え手段により対物レンズが切り替えられると、光軸上に配置された対物レンズに対して倍率補正調整がなされている第2対物レンズを経由して、空間光変調手段により変調された露光光が対物レンズに入射するように、第2対物レンズが選択される。これにより、高精度で露光対象物を露光することができる。 In the microscope system of the present invention, when the objective lens is switched by the switching means, the spatial light modulation means passes through the second objective lens in which the magnification correction adjustment is performed on the objective lens disposed on the optical axis. The second objective lens is selected so that the exposure light modulated by the above is incident on the objective lens. Thereby, the exposure object can be exposed with high accuracy.
本発明の顕微鏡システムによれば、高精度で露光することができる。 According to the microscope system of the present invention, exposure can be performed with high accuracy.
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
図2は、本発明を適用した顕微鏡システムの第1の実施の形態の構成例を示す側面図である。なお、本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。 FIG. 2 is a side view showing a configuration example of the first embodiment of the microscope system to which the present invention is applied. In the present specification, the system represents the entire apparatus constituted by a plurality of apparatuses.
図2に示されている顕微鏡システム31は、図1の顕微鏡装置11のAFユニット18と観察鏡筒19との間に、露光照明ユニット32が装着された構成となっている。即ち、顕微鏡システム31は、ステージ13、対物レンズ14、レボルバ15、顕微鏡本体16、ランプハウス20を備えた落射照明ユニット17、AFユニット18、観察鏡筒19、および露光照明ユニット32を備えて構成されている。
The
ステージ13は、その上面にウェハや液晶基板などの露光対象物12を固定し、水平方向および鉛直方向へ露光対象物12を移動することができるように構成されている。
The
対物レンズ14は、露光対象物12の観察または露光の際の倍率を決定し、低倍率から高倍率までの複数の対物レンズ14がレボルバ15に装着されている。
The
また、図2において、露光対象物12の観察または露光に使用される対物レンズ14の光軸を光軸L1とし、レボルバ15を回転させることで、光軸L1上に配置される対物レンズ14が切り替えられる。このように、光軸L1上に配置される対物レンズ14を切り替えることで、露光対象物12の観察または露光の際の倍率が変更される。
In FIG. 2, the
顕微鏡本体16は、顕微鏡システム31の基部であり、ステージ13およびレボルバ15を固定するとともに、顕微鏡本体16の上部には、下から順に、落射照明ユニット17、AFユニット18、露光照明ユニット32、および観察鏡筒19が装着される。
The
落射照明ユニット17には、図示しないランプが収納されたランプハウス20が取り付けられており、ランプから発せられた照明光が、落射照明ユニット17内の光路合成ミラー41により反射され、光軸L1に沿って伝搬し、露光対象物12を照明する。また、照明光としては、露光対象物12を感光させないとともに、可視光での露光対象物12の観察が可能な波長域の光、例えば、600nm付近の光が用いられる。
The epi-
AFユニット18は、TTL(Through The Lens)方式によりオートフォーカスを行うための装置であり、図5を参照して後述するように、露光対象物12に対してAF光を照射するAF光源や、AF光が照射された露光対象物12の照射面の画像を取得する撮像素子などが内蔵されている。また、AF光としては、露光対象物12を感光させない波長域の光、例えば、800nm付近の光が用いられる。
The
露光照明ユニット32は、図3を参照して後述するように、露光対象物12を露光するための露光光を照射する露光光源などを内蔵し、露光光源から発せられた露光光が露光照明ユニット17の光軸L1に配置されたダイクロイックミラー43により、光軸L1に沿って露光対象物12に照射されて、露光対象物12が露光される。また、露光光としては、露光対象物12を感光させる波長域の光、例えば、430nmの光が用いられる。
As will be described later with reference to FIG. 3, the
観察鏡筒19は、対物レンズ14と共に用いることで、露光対象物12の像を結像する結像光学系を備え、ユーザは、観察鏡筒19の接眼レンズを介して、露光対象物12の像を肉眼で観察することができる。また、観察鏡筒19が有するカメラポート21を介して、露光対象物12の観察像を撮像する撮像装置22を装着することができる。
The
ここで、対物レンズ14から観察鏡筒19に向かう光軸L1上には、光路合成ミラー41、並びにダイクロイックミラー42および43が配置されている。ダイクロイックミラー42および43は、それぞれ異なる所定の波長域の光だけを反射し、それらの波長域以外の光を透過させる特殊なミラー(例えば、マルチバンドダイクロイックミラー)である。
Here, an optical
光路合成ミラー41は、落射照明ユニット17内に配置されており、ランプハウス20のランプから発せられた照明光(例えば、波長が600nm付近である光)の一部を反射し、残りを透過させる。即ち、光路合成ミラー41は、落射照明光路の光軸L2に沿って光路合成ミラー41に入射する照明光を、光軸L1に沿って対物レンズ14に向かって反射し、対物レンズ14を介して露光対象物12に照明光が照射される。一方、光路合成ミラー41は、AFユニット18からのAF光、および、露光照明ユニット32からの露光光を透過させることができる。
The optical
ダイクロイックミラー42は、AFユニット18内に配置されており、AF光源(後述する図5のAF光源71)から発せられたAF光(例えば、波長が800nm付近である光)だけを反射し、AF光の波長域以外の光を透過させる。
The
即ち、ダイクロイックミラー42は、AF光路の光軸L3に沿ってダイクロイックミラー42に入射するAF光を、光軸L1に沿って対物レンズ14に向かって反射し、対物レンズ14を介して露光対象物12にAF光が照射される。そして、露光対象物12で反射または拡散されたAF光が、対物レンズ14を介してダイクロイックミラー42に入射し、ダイクロイックミラー42は、そのAF光をAF光路の光軸L3に沿って反射する。一方、ダイクロイックミラー42は、露光照明ユニット32からの露光光や光路合成ミラー41を透過した照明光を透過させることができる。
That is, the
ダイクロイックミラー43は、露光照明ユニット32内に配置されており、露光光源(後述する図3の露光光源51)から発せられた露光光(例えば、波長が430nmである光)だけを反射し、露光光の波長域以外の光を透過させる。即ち、ダイクロイックミラー43は、露光光路の光軸L4に沿ってダイクロイックミラー43に入射する露光光を、光軸L1に沿って対物レンズ14に向かって反射し、対物レンズ14を介して露光対象物12に露光光が照射される。一方、ダイクロイックミラー43は、光路合成ミラー41を透過した照明光を透過させることができる。
The
このように構成されている顕微鏡システム31では、AFユニット18からの出力に応じてステージ13の高さが調整されて、対物レンズ14の焦点が露光対象物12に合わされた後、露光照明ユニット32からの露光光により露光対象物12が露光される。そして、ユーザは、観察鏡筒19の対物レンズを介して肉眼で、または、撮像装置22により撮像された画像により、露光対象物12を観察すること、例えば、欠陥チェックなどをすることができる。
In the
従って、例えば、顕微鏡システム31をMEMSの研究開発に使用することで、MEMSデバイスを製作する作業と、MEMSデバイスを観察する作業とが繰り返して行われる研究開発において、製作および観察の対象となるMEMSデバイスをステージ13から移動させる必要がなく、それらの作業を効率よく行うことができる。
Therefore, for example, by using the
また、従来のように、顕微鏡装置と露光装置との独立した装置をそれぞれ用意する必要がなく、1台の顕微鏡システム31を購入するだけでよいので、研究開発を行うための費用が高額になることを抑制することができる。さらに、2台の装置を配置しなくてもよいので、従来よりも省スペースとすることができる。
Further, unlike the conventional case, it is not necessary to prepare separate apparatuses for the microscope apparatus and the exposure apparatus, and it is only necessary to purchase one
さらに、図1の顕微鏡装置11を既に所有しているユーザは、露光照明ユニット32を購入するだけで、露光対象物12の露光および観察を行うことができる顕微鏡システム31を構成することができる。
Furthermore, a user who already owns the
次に、図3は、露光照明ユニット32の内部構造を示す図であり、図3Aには、露光照明ユニット32の平面図が示されており、図3Bには、図3Aの矢印Aから見た露光照明ユニット32の矢視図が示されている。また、図3の露光照明ユニット32は、図2の観察鏡筒19に替えて、図示しない撮像装置を装着可能なカメラポート33を有する構成となっている。
Next, FIG. 3 is a diagram showing the internal structure of the
露光照明ユニット32には、露光対象物12に対して露光光を照射する露光光源51が配設されており、露光光源51から光軸L5に沿って、例えば、430nmの波長の露光光が発せられる。露光光源51は、露光光を発生するLED(Light Emitting Diode)が、光軸L5に対して直交する平面内のX−Y方向への微調整、および、光軸L5に対するズレ角度θの微調整が可能なXYθステージに保持されて構成されており、XYθステージにより露光光の光軸が調整可能となっている。
The
露光光源51から光軸L5に沿って発せられた露光光は、光軸L5上に配置されているコンデンサーレンズ52により収束されてミラー53に入射する。ミラー53は、DMD54に向かう光軸L6に沿って露光光を反射し、DMD54に露光光が照射される。
The exposure light emitted from the
DMD54は、像面と共役の位置に配置されており、ステージ13に載置されている露光対象物12に露光すべきパターンを、図示しない制御装置の制御に従って生成する。
The
即ち、DMD54は、複数の微小なマイクロミラーがマトリクス状に配列されて構成されており、制御装置の制御に従って、各マイクロミラーの反射面を所定の方向へ傾けることができる。例えば、DMD54は、露光対象物12を露光すべき領域に該当するマイクロミラーの傾きを、光軸L6に沿って入射する露光光が光軸L4に向かって反射されるように制御し、露光対象物12を露光すべき領域以外の領域に該当するマイクロミラーの傾きを、光軸L6に沿って入射する露光光が光軸L4以外の方向に反射されるように制御(例えば、光軸L4がマイクロミラーに対して垂直になるように制御)する。
That is, the
このように、DMD54では、各マイクロミラーで露光領域のパターンが形成され、その露光領域のマイクロミラーにより、露光対象物12を露光すべき領域に対応する露光光のみが光軸L4に沿って反射される。
As described above, in the
DMD54により光軸L4に沿って反射された露光光は、DMD54とダイクロイックミラー43との間に配置されている第2対物レンズ55−1を介してダイクロイックミラー43に入射する。そして、ダイクロイックミラー43により、光軸L1に沿って露光対象物12に向かって反射され、対物レンズ14を介して露光対象物12の露光面を露光する。
The exposure light reflected by the
ここで、露光照明ユニット32は、2つの第2対物レンズ55−1および55−2を備えており、第2対物レンズ55−1および55−2は、露光に使用される対物レンズ14に対して倍率補正調整がなされている。
Here, the
具体的には、第2対物レンズ55−1および55−2は、複数のレンズ群と、それらのレンズ群の位置を光軸方向に調整可能な調整機構とを備えて構成される。一般的に、顕微鏡用の対物レンズ14は、±5%の倍率誤差が許容されており、対物レンズ14ごとに倍率にバラツキが生じている。そこで、第2対物レンズ55−1および55−2は、それぞれ組み合わされて使用される対物レンズ14の誤差を解消するように、調整機構が複数のレンズ群の位置を微調整することで、それぞれの倍率が微調整される。
Specifically, the second objective lenses 55-1 and 55-2 include a plurality of lens groups and an adjustment mechanism that can adjust the positions of these lens groups in the optical axis direction. In general, a magnification error of ± 5% is allowed for the
例えば、第2対物レンズ55−1には、10倍の倍率の対物レンズ14に生じる誤差を0にするように、第2対物レンズ55−1自身の倍率を補正する調整がなされている。また、第2対物レンズ55−2には、100倍の倍率の対物レンズ14に生じる誤差を0にするように、第2対物レンズ55−2自身の倍率を補正する調整がなされている。
For example, the second objective lens 55-1 is adjusted to correct the magnification of the second objective lens 55-1 so that the error generated in the
第2対物レンズ55−1および55−2は、それぞれの光軸が平行になるように、台座82の上面に固定される。台座82は、露光照明ユニット32の筐体の底面上に配設された2本のレール81aおよび81bにスライド可能に取り付けられており、レール81aおよび81bにより、光軸L4と直交する方向に案内される。
The second objective lenses 55-1 and 55-2 are fixed to the upper surface of the
また、露光照明ユニット32の筐体の底面上には、レール81aおよび81bの長手方向と平行な回転軸を有するモータ83が配設されており、モータ83の回転軸には、例えば、ユニバーサルジョイントを介してボールネジ軸84が接続されている。そして、ボールネジ軸84のネジ部に組み合わされるボールネジナットは、台座82に固定されている連結部材85に装着されており、連結部材85により台座82とボールネジ軸84とが連結されている。
A
即ち、モータ83によるボールネジ軸84の回転運動が、ボールネジ軸84のネジ部と連結部材85のボールネジナットとにより、台座82を光軸L4に直交する方向に移動させる直動運動に変換される。つまり、モータ83が回転することにより、台座82に固定された第2対物レンズ55−1および55−2が光軸L4に直交する方向に移動する。
That is, the rotational motion of the
モータ83は、モータドライバ基板86の制御に従って駆動する。モータドライバ基板86には、レボルバ15の回転に従って光軸L1上に配置される対物レンズ14の倍率を示す信号(例えば、対物レンズ14が装着されている番地など)が供給される。
The
モータドライバ基板86は、例えば、10倍の倍率の対物レンズ14が光軸L1上に配置されたことを検出すると、モータ83を回転させて台座82をスライドさせ、第2対物レンズ55−1を光軸L4上に挿入して配置させる。一方、モータドライバ基板86は、例えば、100倍の倍率の対物レンズ14が光軸L1上に配置されたことを検出すると、モータ83を回転させて台座82をスライドさせ、第2対物レンズ55−2を光軸L4上に挿入して配置させる。
For example, when the
また、露光照明ユニット32の筐体の底面上には、例えば、フォトダイオードなどの検出部を備えたリミットセンサ87aおよび87bが、第2対物レンズ55−1および55−2の光軸間の距離に応じた間隔で配設されている。リミットセンサ87aおよび87bは、検出部による光の検出の有無を示す信号をモータドライバ基板86に出力する。
Further, on the bottom surface of the casing of the
また、台座82に固定されている遮光板88は、台座82のスライドによって、第2対物レンズ55−1が光軸L4上に配置されると、リミットセンサ87aの受光部を遮光する。一方、遮光板88は、台座82のスライドによって、第2対物レンズ55−2が光軸L4上に配置されると、リミットセンサ87bの受光部を遮光する。
The
従って、モータドライバ基板86は、リミットセンサ87aおよび87bを移動させるときに、リミットセンサ87aおよび87bからの出力に従って、第2対物レンズ55−1および55−2のいずれかが光軸L4上に配置されたことを検出して、モータ83の回転を停止する。
Therefore, when the
このように、露光照明ユニット32は、10倍の倍率の対物レンズ14に対して倍率補正調整がなされている第2対物レンズ55−1と、100倍の倍率の対物レンズ14に対して倍率補正調整がなされている第2対物レンズ55−2とを備えており、10倍の倍率の対物レンズ14と100倍の倍率の対物レンズ14との切り替えに応じて、光軸L4上に配置される第2対物レンズ55−1および55−2が切り替えられるので、光軸L1上に配置される対物レンズ14を切り替えても、正確な倍率(理論値どおりの倍率)で露光対象物12の露光面を露光することができる。
As described above, the
即ち、一般的に、顕微鏡が有する複数の対物レンズは、±5%の倍率誤差が許容されており、複数の対物レンズに対して1つの第2対物レンズを使用する場合には、露光に用いる対物レンズを切り替えるたびに、それぞれの対物レンズの誤差によって、正確な倍率で露光することができなかった。従って、例えば、露光領域が広いときと狭いときとで、ユーザが生成したい線幅に対して誤差が発生していた。 That is, in general, a plurality of objective lenses included in a microscope allow a magnification error of ± 5%, and are used for exposure when one second objective lens is used for a plurality of objective lenses. Each time the objective lens was switched, exposure could not be performed with an accurate magnification due to an error of each objective lens. Therefore, for example, an error occurs with respect to the line width that the user wants to generate when the exposure area is wide and when the exposure area is narrow.
これに対し、露光照明ユニット32では、例えば、露光領域が広いときには、10倍の倍率の対物レンズ14と第2対物レンズ55−1との組み合わせで露光を行うとともに、露光領域が狭いときには、100倍の倍率の対物レンズ14と第2対物レンズ55−2との組み合わせで露光を行うので、それぞれの露光領域に対して、ユーザが生成したい線幅で、露光対象物12の露光面を露光することができる。
On the other hand, in the
次に、図4は、図3の露光光源51を側面から見た部分的な断面図である。
Next, FIG. 4 is a partial sectional view of the
図4に示すように、露光光源51は、露光光を発生するLED61が、LED61を駆動させる基板62に実装されており、LED61の前方(LED61が露光光を出力する方向)には、コリメータレンズ63およびフライアイレンズ64が装着されている。LED61から発せられた露光光は、コリメータレンズ63およびフライアイレンズ64により平行な光束に補正される。
As shown in FIG. 4, in the
そして、LED61、基板62、コリメータレンズ63、およびフライアイレンズ64が一体となってXYθステージ65に保持されており、XYθステージ65により、露光光源51からミラー53(図3)に向かう光軸L5に一致するように、露光光の光軸が調整される。
The
次に、図5を参照して、AFユニット18の構成について説明する。
Next, the configuration of the
AFユニット18において、AF光源71は、露光対象物12を感光させない波長域のAF光、例えば、800nm付近の波長域のAF光を発生する。AF光源71から発せられたAF光は、スリット72を通過することで、コンデンサーレンズ73に入射しない不要な光がカットされる。スリット72を通過した照明光は、コンデンサーレンズ73により収束されてハーフマスク74に入射する。ハーフマスク74は、例えば、照明光の光軸方向から見て半円の形状の光を通過させるマスクであり、コンデンサーレンズ73により集光されたAF光の光束を、半円の形状とする。
In the
ハーフマスク74を通過した照明光は、ハーフミラー75を透過して、リレーレンズ76aおよび76bによりリレーされて、図3のダイクロイックミラー42により、光軸L1に沿って露光対象物12に向かって反射される。そして、光軸L1上にある対物レンズ14の瞳にハーフマスク74の像が形成され、露光対象物12の露光対象面にAF光が照射される。このとき、スリット72と、露光対象物12の露光対象面が共役な関係なっているので、スリット72の像が露光対象物12の露光対象面に照射される。
The illumination light that has passed through the
露光対象物12の露光対象面で反射されたAF光は、対物レンズ14、ダイクロイックミラー42並びに、リレーレンズ76aおよび76bを介して、ハーフミラー75に入射し、ハーフミラー75によりミラー77に向かって反射される。そして、ミラー77により反射されたAF光は、結像レンズ78により集光されて、CCD79の撮像面に露光対象物12の露光対象面の像が結像され、CCD79により画像が撮像される。
The AF light reflected by the exposure target surface of the
CCD79により撮像された画像は、図示しない画像処理装置により画像処理が施され、AF光による像の重心位置が求められる。そして、画像処理からの出力に応じて、例えば、図示しない制御装置がステージ13の光軸L1方向の位置を制御し、像の重心位置が光軸上となるようにステージ13に載置された露光対象物12の高さが調整される。これにより、対物レンズ14の焦点が露光対象物12の露光対象面に合致する。
The image captured by the
なお、AF光を照射してスリット72の像のコントラストに基づいてフォーカスを求める場合、半円の形状のハーフマスク74は必要なく、ハーフマスク74を用いずにAFユニット18を構成してもよい。
In addition, when focus is calculated | required based on the contrast of the image of the
ところで、図3の露光照明ユニット32では、第2対物レンズ55−1および55−2がスライドすることで、露光光の光路に配置される第2対物レンズが切り替えられているが、この他、例えば、所定の回転軸を中心に回転するレボルバに第2対物レンズ55−1および55−2を装着させて、対物レンズ14の切り替えに応じて、第2対物レンズ55−1および55−2を回転させて、露光光の光路に配置されるものを切り替えることができる。即ち、露光照明ユニット32は、第2対物レンズ55−1および55−2を切り替えて露光光の光路に挿入することができるように構成されていればよい。
By the way, in the
さらに、第2対物レンズ55−1および55−2をスライドさせたり、回転させたりする他、例えば、第2対物レンズ55−1および55−2を固定した状態のままで、第2対物レンズ55−1および55−2のいずれかが選択されるように露光光の光路が切り替えられるようにしてもよい。 Further, the second objective lenses 55-1 and 55-2 are slid and rotated, and, for example, the second objective lenses 55-1 and 55-2 are kept fixed and the second objective lens 55 is maintained. The optical path of the exposure light may be switched so that either -1 or 55-2 is selected.
即ち、図6を参照して、露光光の光路が切り替えられる構成例の露光照明ユニットについて説明する。 That is, an exposure illumination unit having a configuration example in which the optical path of exposure light can be switched will be described with reference to FIG.
図6の露光照明ユニット32’では、第2対物レンズ55−1および55−2は、それぞれの光軸が平行になるように、所定の間隔で露光照明ユニット32の筐体の底面上に配設される。
In the
また、DMD54により反射された露光光の光軸L4上には、露光光の光路を切り替える回動ミラー91および92が配置されており、回動ミラー91および92が同期して回動することで、第2対物レンズ55−1および55−2のいずれかが選択される。
Further, on the optical axis L4 of the exposure light reflected by the
図6では、第2対物レンズ55−1が選択された状態が示されており、回動ミラー91により反射された露光光は、第2対物レンズ55−1の光軸上に配置されているミラー93により反射されて、第2対物レンズ55−1に導入される。そして、第2対物レンズ55−1を通過した露光光は、第2対物レンズ55−1の光軸上に配置されているミラー94により反射されて、光軸L1上に配置される回動ミラー92により、光軸L1に沿って露光対象物12に向かって反射される。
FIG. 6 shows a state where the second objective lens 55-1 is selected, and the exposure light reflected by the rotating
また、回動ミラー91および92が回動することにより、第2対物レンズ55−2が選択される。 Further, the second objective lens 55-2 is selected by turning the turning mirrors 91 and 92.
つまり、露光照明ユニット32’では、回動ミラー91が装着される円筒状の台座と、図示しないモータにより回動されるプーリ97aとの間にはベルト98aが掛けられており、プーリ97aの回動に応じて、回動ミラー91が回動する。同様に、回動ミラー92が装着される円筒状の台座と、図示しないモータにより回動されるプーリ97bとの間にはベルト98bが掛けられており、プーリ97bの回動に応じて、回動ミラー92が回動する。
That is, in the
プーリ97aおよび97bを回動させるモータは、図3のモータドライバ基板86と同様のモータドライバ基板(図示せず)により制御され、そのモータドライバ基板が、100倍の倍率の対物レンズ14が光軸L1上に配置されたことを検出すると、プーリ97aおよび97bを回転させて、回動ミラー91および92をそれぞれ回転させる。
The motor for rotating the
そして、回動ミラー91が、図6Aの時計回りに90度回転するとともに、回動ミラー92が180度回転することで、第2対物レンズ55−2が選択される。
Then, the rotating
即ち、この場合、回動ミラー91により反射された露光光は、第2対物レンズ55−2の光軸上に配置されているミラー95により反射されて、第2対物レンズ55−2に導入される。そして、第2対物レンズ55−2を通過した露光光は、第2対物レンズ55−2の光軸上に配置されているミラー96により反射されて、光軸L1上に配置される回動ミラー92により、光軸L1に沿って露光対象物12に向かって反射される。
That is, in this case, the exposure light reflected by the rotating
このように構成される露光照明ユニット32’により、図3の露光照明ユニット32と同様に、対物レンズ14の切り替えに応じて、10倍の倍率の対物レンズ14と第2対物レンズ55−1との組み合わせで露光を行うこと、および、100倍の倍率の対物レンズ14と第2対物レンズ55−2との組み合わせで露光を行うことができるので、露光の倍率を切り替えても、正確な倍率で露光対象物12の露光面を露光することができる。
With the
なお、回動ミラー91および92を回動させるような構成以外でも、固定されている第2対物レンズ55−1および55−2のいずれかに光路を切り替えることができるように露光照明ユニット32’が構成されていればよい。例えば、複数のミラーを有する光路選択素子をスライドさせることにより、第2対物レンズ55−1および55−2のいずれかに光路を切り替えるように露光照明ユニット32’を構成することができる。
It should be noted that the
なお、露光照明ユニット32は、第2対物レンズ55−1および55−2をスライドさせるための可動部を有し、露光照明ユニット32’は、回動ミラー91および92を回動させるための可動部を有しているが、第2対物レンズ55−1および55−2ごとに、露光光源51から露光対象物12までの光路をそれぞれ有することで、このような可動部を有しない構成とすることができる。
The
即ち、図7は、顕微鏡システムの第2の実施の形態の構成例を示す正面図である。 That is, FIG. 7 is a front view showing a configuration example of the second embodiment of the microscope system.
図7の顕微鏡システム100は、2セットの顕微鏡部分と、それらの顕微鏡部分にまたがって配置された露光照明ユニット101を備えて構成される。
The
2セットの顕微鏡部分は、図1の顕微鏡装置11から観察鏡筒19が取り外された構成とそれぞれ同一であり、即ち、ステージ13−1および13−2、対物レンズ14−1および14−2、レボルバ15−1および15−2、顕微鏡本体16−1および16−2、落射照明ユニット17−1および17−2、AFユニット18−1および18−2を備えて構成されている。
The two sets of microscope parts are the same as the configuration in which the
また、例えば、対物レンズ14−1は10倍の倍率とされ、対物レンズ14−2は100倍の倍率とされている。そして、対物レンズ14−1の光軸L1−1には、10倍の倍率の対物レンズ14−1に対して倍率補正調整がなされた第2対物レンズ55−1を介して露光光が照射される。一方、対物レンズ14−2の光軸L1−2には、100倍の倍率の対物レンズ14−2に対して倍率補正調整がなされた第2対物レンズ55−2を介して露光光が照射される。 Further, for example, the objective lens 14-1 has a magnification of 10 times, and the objective lens 14-2 has a magnification of 100 times. The optical axis L1-1 of the objective lens 14-1 is irradiated with exposure light through the second objective lens 55-1, which has been subjected to magnification correction adjustment with respect to the objective lens 14-1 having a magnification of 10 times. The On the other hand, the optical axis L1-2 of the objective lens 14-2 is irradiated with the exposure light via the second objective lens 55-2 that has been subjected to magnification correction adjustment with respect to the objective lens 14-2 having a magnification of 100 times. The
次に、図8は、露光照明ユニット101の内部構造を示す図である。
Next, FIG. 8 is a view showing the internal structure of the
露光照明ユニット101は、2つの露光光源51−1および51−2を備えており、露光光源51−1および51−2から発せられた露光光は、それぞれ異なる光路を経由して光軸L1−1およびL1−2に照射される。
The
即ち、露光光源51−1から光軸L1−1に向かう光路上には、シャッタ102−1、コンデンサーレンズ52−1、ミラー53−1、DMD54−1、第2対物レンズ55−1、およびダイクロイックミラー43−1が配置されている。また、露光光源51−2から光軸L1−2に向かう光路上には、シャッタ102−2、コンデンサーレンズ52−2、ミラー53−2、DMD54−2、第2対物レンズ55−2、およびダイクロイックミラー43−2が配置されている。 That is, on the optical path from the exposure light source 51-1 toward the optical axis L1-1, the shutter 102-1, the condenser lens 52-1, the mirror 53-1, the DMD 54-1, the second objective lens 55-1, and the dichroic. A mirror 43-1 is disposed. Further, on the optical path from the exposure light source 51-2 toward the optical axis L1-2, the shutter 102-2, the condenser lens 52-2, the mirror 53-2, the DMD 54-2, the second objective lens 55-2, and the dichroic are provided. A mirror 43-2 is arranged.
そして、露光光源51−1から発せられる露光光により露光を行うときには、シャッタ102−1を開放するとともに、シャッタ102−2が閉鎖されて、図7のステージ13−1に載置されている露光対象物12−1に対する露光が行われる。一方、露光光源51−2から発せられる露光光により露光を行うときには、シャッタ102−2を開放するとともに、シャッタ102−1が閉鎖されて、図7のステージ13−2に載置されている露光対象物12−2に対する露光が行われる。 When exposure is performed with exposure light emitted from the exposure light source 51-1, the shutter 102-1 is opened and the shutter 102-2 is closed, and the exposure placed on the stage 13-1 in FIG. Exposure to the object 12-1 is performed. On the other hand, when exposure is performed with exposure light emitted from the exposure light source 51-2, the shutter 102-2 is opened and the shutter 102-1 is closed, and the exposure placed on the stage 13-2 in FIG. Exposure to the object 12-2 is performed.
このように、2セットの顕微鏡部分を備え、露光光源51−1から露光対象物12−1までの光路、および、露光光源51−2から露光対象物12−2までの光路から可動部を排除する構成、即ち、光路を切り替えるための光学素子などを用いない構成とすることで、可動部のガタによる切り替え誤差が発生することがなくなり、高精度な露光が可能となる。また、10倍の倍率の対物レンズ14−1と第2対物レンズ55−1との組み合わせで露光を行うこと、および、100倍の倍率の対物レンズ14−2と第2対物レンズ55−2との組み合わせで露光を行うことができるので、露光の倍率を切り替えても、正確な倍率で露光対象物12の露光面を露光することができる。
In this way, two sets of microscope parts are provided, and movable parts are excluded from the optical path from the exposure light source 51-1 to the exposure object 12-1, and from the optical path from the exposure light source 51-2 to the exposure object 12-2. By adopting a configuration that does not use an optical element or the like for switching the optical path, a switching error due to backlash of the movable portion does not occur, and high-accuracy exposure is possible. Further, exposure is performed with a combination of the objective lens 14-1 having a magnification of 10 and the second objective lens 55-1, and the objective lens 14-2 and the second objective lens 55-2 having a magnification of 100 times are used. Therefore, even if the exposure magnification is switched, the exposure surface of the
なお、ステージ13−1および13−2が1枚のステージにより構成されていてもよく、このようにすることで、そのステージに載置される露光対象物12の移動、例えば、光軸L1−1と光軸L1−2との間の移動をスムーズに行うことができ、作業効率を向上させることができる。
It should be noted that the stages 13-1 and 13-2 may be constituted by a single stage. By doing so, the movement of the
また、顕微鏡システムが、2セット以上の複数の顕微鏡部分を備えて構成されていてもよく、それぞれの顕微鏡部分で倍率の異なる対物レンズを使用するようにしてもよい。 Moreover, the microscope system may be configured to include two or more sets of microscope parts, and objective lenses having different magnifications may be used in the respective microscope parts.
なお、顕微鏡システム31では、落射照明ユニット17、AFユニット18、および露光照明ユニット32において、それぞれに形成される接続部(例えば、丸アリ)を共通の形状とすることで、それぞれの順番を入れ替えて互いに装着可能となるように構成することができる。
In the
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
11 顕微鏡装置, 12 露光対象物, 13 ステージ, 14 対物レンズ, 15 レボルバ, 16 顕微鏡本体, 17 落射照明ユニット, 18 AFユニット, 19 観察鏡筒, 20 ランプハウス, 21 カメラポート, 22 撮像装置, 31 顕微鏡システム, 32 露光照明ユニット, 33 カメラポート, 41 光路合成ミラー, 42および43 ダイクロイックミラー, 51 露光光源, 52 コンデンサーレンズ, 53 ミラー, 54 DMD, 55−1および55−2 第2対物レンズ, 61 LED, 62 基板, 63 コリメータレンズ, 64 フライアイレンズ, 65 XYθステージ, 71 AF光源, 72 スリット, 73 コンデンサーレンズ, 74 ハーフマスク, 75 ハーフミラー, 76aおよび76b リレーレンズ, 77 ミラー, 78 結像レンズ, 79 CCD, 81aおよび81b レール, 82 台座, 83 モータ, 84 ボールネジ軸, 85 連結部材, 86 モータドライバ基板, 87aおよび87b リミットセンサ, 88 遮光板, 91および92 回動ミラー, 93乃至96 ミラー, 97aおよび97b プーリ, 98aおよび98b ベルト, 100 顕微鏡システム, 101 露光照明ユニット, 102 シャッタ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
複数の対物レンズが装着され、前記露光対象物を露光する際の光軸上に配置される前記対物レンズを切り替える切り替え手段と、
前記露光対象物に照射される露光光を発生する露光光源と、
前記露光光源から発せられた露光光を、露光領域に従ったパターンで変調する空間光変調手段と、
前記対物レンズごとに倍率補正調整がなされた複数の第2対物レンズと、
前記切り替え手段により前記対物レンズが切り替えられると、前記光軸上に配置された前記対物レンズに対して倍率補正調整がなされている前記第2対物レンズを経由して、前記空間光変調手段により変調された露光光が前記対物レンズに入射するように、前記第2対物レンズを選択する選択手段と
を備えることを特徴とする顕微鏡システム。 A stage for placing an exposure object;
A plurality of objective lenses, and switching means for switching the objective lenses arranged on the optical axis when exposing the exposure object;
An exposure light source that generates exposure light irradiated onto the exposure object;
Spatial light modulation means for modulating the exposure light emitted from the exposure light source with a pattern according to an exposure area;
A plurality of second objective lenses that have been subjected to magnification correction adjustment for each objective lens;
When the objective lens is switched by the switching means, modulation is performed by the spatial light modulation means via the second objective lens in which magnification correction adjustment is made to the objective lens arranged on the optical axis. And a selecting means for selecting the second objective lens so that the exposed exposure light is incident on the objective lens.
ことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡システム。 The selecting means inserts the second objective lens that has been subjected to magnification correction adjustment with respect to the objective lens disposed on the optical axis, into the optical path of the exposure light toward the objective lens, The microscope system according to claim 1, wherein the second objective lens is selected.
ことを特徴とする請求項1に記載の顕微鏡システム。 The selection unit switches the optical path of the exposure light so as to pass through the second objective lens in which magnification correction adjustment is performed on the objective lens arranged on the optical axis. The microscope system according to claim 1, wherein an objective lens is selected.
前記露光対象物を露光する際の光軸上に配置される第1の対物レンズと、
前記露光対象物に照射される露光光を発生する第1の露光光源と、
前記第1の露光光源から発せられた露光光を、露光領域に従ったパターンで変調する第1の空間光変調手段と、
前記第1の対物レンズに対して倍率補正調整がなされた第1の第2対物レンズと
を有する第1の顕微鏡装置と、
露光対象物を載置する第2のステージと、
前記露光対象物を露光する際の光軸上に配置され、前記第1の対物レンズとは異なる倍率の第2の対物レンズと、
前記露光対象物に照射される露光光を発生する第2の露光光源と、
前記第2の露光光源から発せられた露光光を、露光領域に従ったパターンで変調する第2の空間光変調手段と、
前記第2の対物レンズに対して倍率補正調整がなされた第2の第2対物レンズと
を有する第2の顕微鏡装置と
を備えることを特徴とする顕微鏡システム。 A first stage for placing an exposure object;
A first objective lens disposed on an optical axis when exposing the exposure object;
A first exposure light source that generates exposure light irradiated to the exposure object;
First spatial light modulation means for modulating the exposure light emitted from the first exposure light source with a pattern according to an exposure area;
A first microscope apparatus comprising: a first second objective lens that has been subjected to magnification correction adjustment with respect to the first objective lens;
A second stage for placing an exposure object;
A second objective lens disposed on the optical axis when exposing the exposure object and having a magnification different from that of the first objective lens;
A second exposure light source for generating exposure light irradiated on the exposure object;
Second spatial light modulation means for modulating the exposure light emitted from the second exposure light source with a pattern according to an exposure area;
A microscope system comprising: a second microscope device having a second second objective lens that has been subjected to magnification correction adjustment with respect to the second objective lens.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2009
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