[发明专利]观察装置

说明书

技术领域

本发明涉及观察装置。

背景技术

例如为了检查印制电路板的缺陷，而要求不仅观察印制电路板表面的二维形状，还要观察印制电路板表面的三维形状。即，要求一边观察印制电路板的表面的二维形状(XY面形状)、一边观察其表面的凹凸形状的高度(＝Z轴方向高度)。

通过从正上方观察印制电路板的表面，能够测定该基板表面的二维形状。但是为了获得Z轴方向的高度信息，需要从倾斜方向观察基板表面的凹凸形状。例如，若从倾斜方向观察基板表面，则所观察的图像的近前侧的宽度变宽，而里侧的宽度变窄。在此，若使焦点与所观察的图像的中央对齐，则在近前侧和里侧焦点不一致，因此在中央以外的部分无法获得鲜明的图像。在近前侧和里侧焦点不一致是由于在通常的光学系统中，像面和物体面相对于光轴垂直配置而引起的。为了在包括近前侧和里侧的整个面使焦点一致，需要使像面相对于光轴倾斜，并且像面和物体面需要满足沙伊姆弗勒条件(Scheimpflug condition)。另外，为了以相同的宽度观察近前侧和里侧，需要使用物体侧和像侧均为远心的光学系统。

本发明人已经提出过能够从倾斜方向测量物体面的测量装置的发明(参见专利文献1)。该测量装置利用等倍反射型成像光学系统。

专利文献1：日本特开2013-174844号公报

通过利用沙伊姆弗勒原理，能够使从倾斜方向观察的物体面的整个面在感光面上成像。利用了沙伊姆弗勒原理的现有的光学观察装置大部分使用折射透镜系统。使用了折射透镜系统的现有的光学观察装置的性能，例如如以下的表1所示。

表1

如表1所示，不存在能够以超过45度的较大的倾斜角并且10微米以下的分辨率，从倾斜方向观察物体面的光学观察装置。

另外，在观察装置的成像光学系统使用了折射透镜系统的情况下，存在能够透过折射透镜所使用的玻璃材料的光的波段受限制的问题。在该情况下，存在难以将观察装置应用于半导体、生物领域的问题。

发明内容

本发明的目的在于，提供能够以10微米以下的分辨率并且超过45度的较大的倾斜角来观察例如24.6×24.6mm左右的物体面的观察装置。另外，目的还在于提供观察物体面所使用的光的波长不受限制的观察装置。

为了解决上述课题的手段为以下的发明。

(1)一种观察装置，具备：对来自物体面的光进行感光的感光面、和使来自所述物体面的光在所述感光面成像的成像光学系统，所述观察装置的特征在于，

所述成像光学系统由等倍反射型成像光学系统构成，该等倍反射型成像光学系统包括：凹面主镜、凸面副镜以及引出平面镜，能够使来自所述物体面的光的光束按照所述凹面主镜、所述凸面副镜、所述凹面主镜的顺序反射后，经由所述引出平面镜而在所述感光面成像，

所述观察装置具备：

第一倾转单元，其能够使从所述物体面朝向所述凹面主镜的光的光轴与所述物体面的垂线所成的角度α变化；和

第二倾转单元，其能够使从所述引出平面镜朝向所述感光面的光的光轴与所述感光面的垂线所成的角度β变化。

(2)根据上述(1)所述的观察装置，

具备控制单元，其控制所述第一倾转单元和所述第二倾转单元，

所述控制单元以使所述角度α与所述角度β相等的方式，控制所述第一倾转单元和所述第二倾转单元。

(3)根据上述(1)或(2)所述的观察装置，

所述第一倾转单元能够使所述角度α在0度～70度的范围变化，

所述第二倾转单元能够使所述角度β在0度～70度的范围变化。

(4)根据上述(1)至(3)中的任一项所述的观察装置，所述观察装置是显微镜、光谱椭偏仪、缺陷检测装置或者反射率测定装置。

根据本发明，能够提供能以10微米以下的分辨率并且超过45度的较大的倾斜角来观察例如24.6×24.6mm左右的物体面的观察装置。另外，还能提供观察物体面所使用的光的波长不受限制的观察装置。

附图说明

图1是以X轴为旋转轴的观察装置的主视图、俯视图以及侧视图。

图2是以Y轴为旋转轴的观察装置的主视图、俯视图以及侧视图。

图3是以X轴为中心旋转了0°的观察装置的俯视图。

图4是以X轴为中心旋转了0°的观察装置的侧视图。

图5是以X轴为中心旋转了0°的观察装置的主视图。

图6是以X轴为中心旋转了30°的观察装置的主视图。