本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種固體浸沒透鏡保持器及具備固體浸沒透鏡保持器的圖像取得裝置。

背景技術(shù)：

作為用于獲得觀察對象物的放大圖像的透鏡，已知有固體浸沒透鏡(SIL：Solid Immersion Lens)。固體浸沒透鏡是例如呈半球形狀或稱為魏爾斯特拉斯(Weierstrass)球的超半球形狀且尺寸為1mm～5mm左右的微透鏡。若使該固體浸沒透鏡緊貼于觀察對象物的表面而設(shè)置，則數(shù)值孔徑(NA)及倍率同時(shí)擴(kuò)大，因而可實(shí)現(xiàn)較高的空間分辨率下的觀察。

作為用于在物鏡的前方(觀察對象物側(cè))保持這樣的固體浸沒透鏡的固體浸沒透鏡保持器，已知有例如專利文獻(xiàn)1所記述的固體浸沒透鏡保持器。專利文獻(xiàn)1所記述的固體浸沒透鏡保持器具有大于固體浸沒透鏡的球面部的收納空間，可搖動地保持固體浸沒透鏡。由此，在使固體浸沒透鏡的底面(抵接面)抵接于觀察對象物并緊貼時(shí)，在固體浸沒透鏡保持器內(nèi)固體浸沒透鏡搖動而抵接面順著觀察對象物的表面而緊貼，從而能夠達(dá)成固體浸沒透鏡與觀察對象物的良好的緊貼。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2006-201407號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

在上述專利文獻(xiàn)1的固體浸沒透鏡保持器中，與固體浸沒透鏡的球面部接觸的部分由具有與球面部相同的曲率的透鏡支承面構(gòu)成。在該構(gòu)成中，由于球面部與透鏡支承面面接觸，因而接觸面積變大。因此，在緊貼時(shí)，由于作用于固體浸沒透鏡的摩擦力而抑制了固體浸沒透鏡與固體浸沒透鏡保持器的搖動，從而存在固體浸沒透鏡的抵接面難以順著觀察對象物的表面的擔(dān)憂。

本發(fā)明的一個(gè)方面的目的在于，提供一種能夠容易地使固體浸沒透鏡順著觀察對象物而緊貼的固體浸沒透鏡保持器及具備固體浸沒透鏡保持器的圖像取得裝置。

解決問題的技術(shù)手段

本發(fā)明的一個(gè)方面所涉及的固體浸沒透鏡保持器是在物鏡的前方保持固體浸沒透鏡的固體浸沒透鏡保持器，固體浸沒透鏡具有：球面部，其與物鏡相對地配置；及抵接部，其包含抵接于觀察對象物的抵接面；固體浸沒透鏡保持器具備：第1構(gòu)件，其具有以球面部的一部分向物鏡側(cè)突出的方式將球面部配置于內(nèi)部的第1開口；及第2構(gòu)件，其具有以抵接面向與物鏡側(cè)相反側(cè)突出的方式將抵接部配置于內(nèi)部的第2開口；第1構(gòu)件具有構(gòu)成為自第1開口的內(nèi)表面向第1開口的中心側(cè)延伸且能夠與球面部接觸的3個(gè)突出部。

根據(jù)該固體浸沒透鏡保持器，由于以3個(gè)突出部與固體浸沒透鏡的球面部接觸，因而可縮小相對于固體浸沒透鏡的接觸面積。由此，能夠縮小于固體浸沒透鏡搖動時(shí)對固體浸沒透鏡作用的摩擦力，從而可容易地滑動固體浸沒透鏡與固體浸沒透鏡保持器。其結(jié)果，能夠容易地使固體浸沒透鏡順著觀察對象物而緊貼。

在本發(fā)明的一個(gè)方面所涉及的固體浸沒透鏡保持器中，3個(gè)突出部也可以以120度間隔設(shè)置于第1開口的周向上。在該情況下，能夠在突出部接觸于球面部時(shí)對固體浸沒透鏡的球面部均勻地施加力。由此，能夠容易地使固體浸沒透鏡順著觀察對象物而緊貼。

在本發(fā)明的一個(gè)方面所涉及的固體浸沒透鏡保持器中，通過3個(gè)突出部與球面部的接觸位置、及球面部的曲率中心的直線也可以相對于物鏡的光軸以30～65度的范圍相交。在該情況下，能夠保持物鏡的視野并確保固體浸沒透鏡與固體浸沒透鏡保持器之間的良好的滑動。

在本發(fā)明的一個(gè)方面所涉及的固體浸沒透鏡保持器中，3個(gè)突出部也可以構(gòu)成為相對于球面部線接觸。在該情況下，可進(jìn)一步縮小突出部相對于固體浸沒透鏡的接觸面積，從而可更容易地滑動固體浸沒透鏡與固體浸沒透鏡保持器。由此，能夠更容易地使固體浸沒透鏡順著觀察對象物而緊貼。

在本發(fā)明的一個(gè)方面所涉及的固體浸沒透鏡保持器中，3個(gè)突出部與球面部的接觸位置也可以位于以第1開口的中心為中心的圓周上。在該情況下，能夠在突出部接觸于球面部時(shí)對固體浸沒透鏡的球面部均勻地施加力。由此，能夠容易地使固體浸沒透鏡順著觀察對象物而緊貼。

本發(fā)明的一個(gè)方面所涉及的圖像取得裝置具備：平臺，其保持觀察對象物；物鏡，其以與平臺上的觀察對象物相對峙的方式配置；上述固體浸沒透鏡保持器，其在物鏡的前方保持固體浸沒透鏡；攝像裝置，其經(jīng)由固體浸沒透鏡及物鏡對來自觀察對象物的光進(jìn)行攝像，并輸出圖像數(shù)據(jù)；及圖像制作裝置，其基于圖像數(shù)據(jù)而制作觀察對象物的圖像；固體浸沒透鏡具有：球面部，其與物鏡相對地配置；及抵接部，其包含抵接于觀察對象物的抵接面；固體浸沒透鏡保持器具備：第1構(gòu)件，其具有以球面部的一部分向物鏡側(cè)突出的方式將球面部配置于內(nèi)部的第1開口；及第2構(gòu)件，其具有以抵接面向與物鏡側(cè)相反側(cè)突出的方式將抵接部配置于內(nèi)部的第2開口；第1構(gòu)件具有自第1開口的內(nèi)表面向第1開口的中心側(cè)延伸且與球面部接觸的3個(gè)突出部。

根據(jù)該圖像取得裝置，由于固體浸沒透鏡保持器以3個(gè)突出部與固體浸沒透鏡的球面部接觸，因而可縮小相對于固體浸沒透鏡的接觸面積。由此，能夠縮小在固體浸沒透鏡搖動時(shí)對固體浸沒透鏡作用的摩擦力，從而可容易地滑動固體浸沒透鏡與固體浸沒透鏡保持器。其結(jié)果，能夠容易地使固體浸沒透鏡順著觀察對象物而緊貼。因此，可取得清晰的觀察對象物的圖像。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，可提供一種能夠容易地使固體浸沒透鏡順著觀察對象物而緊貼的固體浸沒透鏡保持器及具備固體浸沒透鏡保持器的圖像取得裝置。

附圖說明

圖1是表示具備實(shí)施方式的固體浸沒透鏡保持器的半導(dǎo)體檢查裝置的構(gòu)成圖。

圖2是表示物鏡及固體浸沒透鏡保持器的構(gòu)成圖。

圖3是圖2的主要部分放大圖。

圖4是自物鏡側(cè)觀察圖3的第1構(gòu)件的圖。

圖5(a)是表示固體浸沒透鏡抵接于觀察對象物前的狀態(tài)的圖，(b)是表示固體浸沒透鏡抵接于觀察對象物的狀態(tài)的圖。

圖6是表示變形例的圖，(a)是透鏡保持部的構(gòu)成圖，(b)是自物鏡側(cè)觀察第1構(gòu)件的圖。

具體實(shí)施方式

以下，與附圖一起對本發(fā)明所涉及的固體浸沒透鏡保持器的優(yōu)選的實(shí)施方式進(jìn)行說明。再者，在各圖中，對相同或?qū)?yīng)的要素標(biāo)注相同的符號，并省略重復(fù)的說明。

圖1是表示具備實(shí)施方式的固體浸沒透鏡保持器的半導(dǎo)體檢查裝置(圖像取得裝置)的構(gòu)成圖。圖2是表示物鏡及固體浸沒透鏡保持器的構(gòu)成圖。圖3是圖2的主要部分放大圖。圖4是自物鏡側(cè)觀察圖3的固體浸沒透鏡保持部的圖。圖5(a)是表示固體浸沒透鏡抵接于觀察對象物前的狀態(tài)的圖，圖5(b)是表示固體浸沒透鏡抵接于觀察對象物的狀態(tài)的圖。再者，在圖1～3中，表示固體浸沒透鏡抵接于觀察對象物的試樣觀察時(shí)的狀態(tài)。以下的說明中，相對于固體浸沒透鏡以物鏡側(cè)為上側(cè)、以觀察對象物側(cè)為下側(cè)進(jìn)行說明。

如圖1及圖2所示，半導(dǎo)體檢查裝置(圖像取得裝置)1例如是如下檢查裝置：將作為試樣10的模具(mold)型半導(dǎo)體器件具有的半導(dǎo)體器件11(參照圖2)作為觀察對象物，取得半導(dǎo)體器件11的圖像并檢查其內(nèi)部信息。

所謂“模具型半導(dǎo)體器件”是半導(dǎo)體器件11通過樹脂12而被鑄模后的器件。另外，作為“內(nèi)部信息”，包含半導(dǎo)體器件的電路圖案或來自半導(dǎo)體器件的微弱發(fā)光。作為該微弱發(fā)光，可列舉起因于基于半導(dǎo)體器件的缺陷的異常部位的發(fā)光、或伴隨著半導(dǎo)體器件中的晶體管的開關(guān)動作的瞬間發(fā)光等。此外，“內(nèi)部信息”中也包含基于半導(dǎo)體器件的缺陷的發(fā)熱。

試樣10中，以埋設(shè)于樹脂12內(nèi)的半導(dǎo)體器件11的背面露出的方式，切削樹脂12。試樣10通過以半導(dǎo)體器件11的背面朝上的方式載置于設(shè)置于觀察部A的平臺2上，從而被保持于平臺2。這樣，切削試樣10的一部分而使半導(dǎo)體器件11的背面露出，因此，半導(dǎo)體器件11位于切削樹脂12而成的凹部13的底面。再有，半導(dǎo)體檢查裝置1在本實(shí)施方式中，檢查半導(dǎo)體器件11的圖示下表面(形成于半導(dǎo)體器件11的基板表面的集成電路等)。

半導(dǎo)體檢查裝置1具備進(jìn)行半導(dǎo)體器件11的觀察的觀察部A、控制觀察部A的各部的動作的控制部B、及進(jìn)行半導(dǎo)體器件11的檢查所需要的處理或指示等的解析部C。

觀察部A具備：作為取得來自半導(dǎo)體器件11的圖像的圖像取得單元的高靈敏度相機(jī)3及激光掃描光學(xué)系統(tǒng)(LSM：Laser Scanning Microscope(激光掃描顯微鏡))單元4、包含顯微鏡5的物鏡21的光學(xué)系統(tǒng)20、用于獲得半導(dǎo)體器件11的放大觀察圖像的固體浸沒透鏡6(參照圖2)、及使它們在相互正交的X-Y-Z方向上各自移動的X-Y-Z平臺7。物鏡21配置于高靈敏度相機(jī)3及LSM單元4與半導(dǎo)體器件11之間，且以與半導(dǎo)體器件11相對峙的方式配置。

光學(xué)系統(tǒng)20除上述物鏡21之外具備相機(jī)用光學(xué)系統(tǒng)22、及LSM單元用光學(xué)系統(tǒng)23。物鏡21設(shè)置有多個(gè)倍率不同的構(gòu)件且可切換。另外，物鏡21具有修正環(huán)24(參照圖2)，可通過調(diào)整修正環(huán)24準(zhǔn)確地將焦點(diǎn)對準(zhǔn)欲觀察的部位。相機(jī)用光學(xué)系統(tǒng)22將通過了固體浸沒透鏡6及物鏡21的來自半導(dǎo)體器件11的光導(dǎo)向高靈敏度相機(jī)3(光檢測器)。高靈敏度相機(jī)3輸出用于制作半導(dǎo)體器件11的電路圖案等圖像的圖像數(shù)據(jù)。在高靈敏度相機(jī)3，搭載有CCD區(qū)域影像傳感器或CMOS區(qū)域影像傳感器等。另外，高靈敏度相機(jī)3也可為InGaAs相機(jī)或InSb相機(jī)、MCT相機(jī)等。

另一方面，LSM單元用光學(xué)系統(tǒng)23將來自LSM單元4的紅外激光利用分束器(未圖示)反射至物鏡21側(cè)而導(dǎo)向半導(dǎo)體器件11。LSM單元用光學(xué)系統(tǒng)23將通過固體浸沒透鏡6及物鏡21并朝向高靈敏度相機(jī)3的來自半導(dǎo)體器件11的反射激光導(dǎo)向LSM單元4。

該LSM單元4將紅外激光在X-Y方向上掃描并出射至半導(dǎo)體器件11側(cè)，另一方面，利用雪崩光電二極管或光電二極管、光電倍增管、超導(dǎo)單一光子檢測器等光檢測器4a檢測來自半導(dǎo)體器件11的反射光。該檢測光的強(qiáng)度成為反映出半導(dǎo)體器件11的電路圖案的強(qiáng)度。因此，LSM單元4的光檢測器4a通過LSM單元4使紅外激光在半導(dǎo)體器件11上X-Y掃描，輸出用于制作半導(dǎo)體器件11的電路圖案等圖像的圖像數(shù)據(jù)。

X-Y-Z平臺7是用于使高靈敏度相機(jī)3、LSM單元4、光學(xué)系統(tǒng)20及固體浸沒透鏡6等在X-Y方向(水平方向；相對于作為觀察對象物的半導(dǎo)體器件11成為平行的方向)及與其正交的Z方向(垂直方向)的各個(gè)上根據(jù)需要而移動的可動平臺。

控制部B具備相機(jī)控制器31、激光掃描(LSM)控制器32、及外圍控制器33。相機(jī)控制器31與高靈敏度相機(jī)3電性耦合。LSM控制器32與LSM單元4電性耦合。相機(jī)控制器31及LSM控制器32通過各自控制高靈敏度相機(jī)3及LSM單元4的動作，從而控制在觀察部A進(jìn)行的半導(dǎo)體器件11的觀察的執(zhí)行(圖像的取得)或觀察條件的設(shè)定等。

外圍控制器33與X-Y-Z平臺7及LSM單元4電性耦合。外圍控制器33通過控制X-Y-Z平臺7的動作，從而控制高靈敏度相機(jī)3、LSM單元4及光學(xué)系統(tǒng)20等向與半導(dǎo)體器件11的觀察位置對應(yīng)的位置的移動、定位、對焦等。另外，外圍控制器33驅(qū)動安裝于物鏡21的修正環(huán)調(diào)整用馬達(dá)25而調(diào)整修正環(huán)24。

解析部C具備圖像解析部41與指示部42，且由包含處理器的計(jì)算機(jī)構(gòu)成。解析部C與相機(jī)控制器31、LSM控制器32、及外圍控制器33電性耦合。圖像解析部41通過處理器，基于自相機(jī)控制器31及LSM控制器32輸出的圖像信息(圖像數(shù)據(jù))制作圖像，并實(shí)施必要的解析處理等。指示部42通過處理器，參照來自操作者的輸入內(nèi)容或由圖像解析部41獲得的解析內(nèi)容等，經(jīng)由控制部B，進(jìn)行關(guān)于觀察部A的半導(dǎo)體器件11的檢查的執(zhí)行的必要的指示。另外，對通過解析部C取得或解析的圖像、數(shù)據(jù)等，根據(jù)需要顯示于連接于解析部C的顯示設(shè)備43。解析部C構(gòu)成圖像制作裝置。

如圖2及圖3所示，固體浸沒透鏡6是具有半球形狀的微透鏡，且通過固體浸沒透鏡保持器8保持于物鏡21的下方(前方)。即，固體浸沒透鏡保持器8以將固體浸沒透鏡6配置于物鏡21的光軸L上的方式保持固體浸沒透鏡6。固體浸沒透鏡6具備與物鏡21相對地配置的球面部(球面)6a、及抵接于半導(dǎo)體器件11的抵接部6d。固體浸沒透鏡6配置于物鏡21的光軸L上，且以抵接部6d與半導(dǎo)體器件11抵接(載置于半導(dǎo)體器件11上)。

球面部6a呈半球形狀，且構(gòu)成固體浸沒透鏡6的上部。球面部6a具有成為相對于物鏡21的光的輸入輸出面的球面狀的上表面6b、及與上表面6b的邊緣部連續(xù)的圓柱周面6c。抵接部6d以自球面部6a的底面向與上表面6b側(cè)相反側(cè)凸出的方式形成，且構(gòu)成固體浸沒透鏡6的下部。抵接部6d具有與圓柱周面6c連續(xù)的傾斜面6e、及與傾斜面6e連續(xù)且與固體浸沒透鏡6的厚度方向(圖2及圖3中的上下方向)垂直地延伸的平面形狀的抵接面6f。如圖3所示，側(cè)視時(shí)，延長了傾斜面6e的直線的交點(diǎn)與固體浸沒透鏡6的球心(球面部6a的曲率中心)X一致。在半導(dǎo)體器件11的觀察時(shí)，抵接面6f抵接并緊貼于半導(dǎo)體器件11的觀察位置(圖示上表面)。再者，抵接面6f并不限于平面形狀。

具體而言，固體浸沒透鏡6由與半導(dǎo)體器件11的基板材料實(shí)質(zhì)上相同或接近其折射率的高折射率材料構(gòu)成。作為該高折射率材料的代表例，可列舉Si、GaP、GaAs等。通過使固體浸沒透鏡6光學(xué)緊貼于半導(dǎo)體器件11的基板表面，從而將半導(dǎo)體器件11本身作為固體浸沒透鏡6的一部分利用。根據(jù)利用固體浸沒透鏡6的半導(dǎo)體器件11的背面解析，在將物鏡21的焦點(diǎn)對準(zhǔn)形成于半導(dǎo)體器件11的基板表面的集成電路時(shí)，通過固體浸沒透鏡6的效果，可在半導(dǎo)體器件11中通過數(shù)值孔徑(NA)高的光束，從而可期待高分辨率化。

固體浸沒透鏡6的透鏡形狀由像差消失的條件決定。在具有半球形狀的固體浸沒透鏡6中，其球心(球面部6a的曲率中心)X成為焦點(diǎn)。此時(shí)，數(shù)值孔徑(NA)及倍率均成為n倍。再者，固體浸沒透鏡6的形狀并非限定于半球形狀，也可為例如魏爾斯特拉斯形狀。

形成本實(shí)施方式的特征的固體浸沒透鏡保持器8可將這樣的固體浸沒透鏡6適宜地保持于物鏡21的下方(前方)。固體浸沒透鏡保持器8由例如鋁等金屬形成。固體浸沒透鏡保持器8如圖2所示具備安裝于物鏡21的下端部的筒狀的主體部61、及設(shè)置于主體部61的半導(dǎo)體器件11側(cè)(與物鏡21相反側(cè))的端部并保持固體浸沒透鏡6的透鏡保持部65。

主體部61在其內(nèi)部，向固體浸沒透鏡6側(cè)通過自LSM單元4輸出的光，且向物鏡21側(cè)通過由半導(dǎo)體器件11反射并自固體浸沒透鏡6輸出的光。主體部61具有外插并螺接于物鏡21的下端部的圓筒狀的周壁部62。通過將周壁部62與物鏡21的下端部螺接，從而在物鏡21的光軸L上定位固體浸沒透鏡保持器8的中心。固體浸沒透鏡保持器8所保持的固體浸沒透鏡6的位置通過X-Y-Z平臺7的驅(qū)動調(diào)整。

主體部61具有在周壁部62與透鏡保持部65之間延伸的延伸壁部63。延伸壁部63以在任一部分均位于較透鏡保持部65更靠近半徑方向外側(cè)的方式形成。在該例中，延伸壁部63形成為具有多個(gè)彎曲部的形狀。延伸壁部63具有：第1壁部63a，其與周壁部62連續(xù)且與物鏡21的光軸L平行地延伸；第2壁部63b，其與第1壁部63a連續(xù)且與第1壁部63a正交并向主體部61的中央側(cè)延伸；及第3壁部63c，其與第2壁部63b連續(xù)且相對于光軸L傾斜延伸至透鏡保持部65。

如圖3及圖4所示，透鏡保持部65具有：第1構(gòu)件70，其與主體部61一體地形成；及圓筒狀的第2構(gòu)件80，其安裝于第1構(gòu)件70的半導(dǎo)體器件11側(cè)。

第1構(gòu)件70具有與物鏡21的光軸L正交而延伸的圓形平板狀的基底部70A。在基底部70A的中心部，形成有中心P1位于物鏡21的光軸L上的圓形的第1開口71。第1開口71的內(nèi)徑大于固體浸沒透鏡6的球面部6a的外徑。再者，所謂球面部6a的外徑，是自物鏡21側(cè)觀察時(shí)的外徑，在本實(shí)施方式中是圓柱周面6c的外徑。

第1構(gòu)件70具有自第1開口71的內(nèi)表面71a向中心P1側(cè)與光軸L垂直地延伸的3個(gè)突出部73。如圖4所示，3個(gè)突出部73自物鏡21側(cè)觀察時(shí)構(gòu)成為如下所述。即，3個(gè)突出部73呈半徑方向的長度較周向的長度長的扇形狀，且以中心線S通過中心P1上的方式延伸。另外，3個(gè)突出部73以120度間隔(三等分)設(shè)置于第1開口71的周向上。3個(gè)突出部73的前端面74呈曲面，且位于以中心P1為中心的圓周R1上。另外，自3個(gè)突出部73的前端面74至中心P1的距離小于固體浸沒透鏡6的球面部6a的外徑。

在3個(gè)突出部73的各自的前端至中間部之間，設(shè)置有一部分向半導(dǎo)體器件11側(cè)突出而構(gòu)成為厚壁的厚壁部75。如圖3所示，厚壁部75的前端部76呈前端變細(xì)形狀，且半導(dǎo)體器件11側(cè)的面成為隨著朝向第1開口71的中心P1側(cè)而向物鏡21側(cè)傾斜的傾斜面76a。傾斜面76a與前端面74連續(xù)。厚壁部75的前端部76的厚度在前端面74的附近薄于基底部70A的厚度。在厚壁部75，形成有與第2構(gòu)件80固定用的插通孔77。

如圖3所示，第2構(gòu)件80具有：圓筒狀的主體部81；及圓形平板狀的底面部85，其設(shè)置于主體部81的半導(dǎo)體器件11側(cè)的端部。主體部81的內(nèi)徑稍大于固體浸沒透鏡6的球面部6a的外徑。另外，在主體部81的物鏡21側(cè)的端部，形成有向半徑方向外側(cè)突出的凸緣部83。在凸緣部83，形成有與第1構(gòu)件70固定用的插通孔84。第2構(gòu)件80通過將螺栓90自半導(dǎo)體器件11側(cè)插通至插通孔84及插通孔77并緊固，從而固定于第1構(gòu)件70。在底面部85的中心部，形成有中心P2位于物鏡21的光軸L上的圓形的第2開口87。第2開口87的內(nèi)徑小于固體浸沒透鏡6的球面部6a的外徑。

此處，在透鏡保持部65保持固體浸沒透鏡6時(shí)，以球面部6a(上表面6b)的一部分向物鏡21側(cè)突出的方式將球面部6a配置于第1構(gòu)件70的第1開口71的內(nèi)部，且以抵接面6f向半導(dǎo)體器件11側(cè)突出的方式將抵接部6d配置于第2構(gòu)件80的第2開口87的內(nèi)部，從而在形成于第1構(gòu)件70與第2構(gòu)件80之間的收納空間內(nèi)收納固體浸沒透鏡6。繼而，緊固螺栓90而固定第1構(gòu)件70與第2構(gòu)件80。

在該狀態(tài)下，由于如上所述自3個(gè)突出部73的前端面74至中心P1的距離小于球面部6a的外徑，因而可通過第1構(gòu)件70限制固體浸沒透鏡6向物鏡21側(cè)的脫離。另外，由于第2開口87的半徑小于球面部6a的半徑，因而也通過第2構(gòu)件80限制固體浸沒透鏡6向半導(dǎo)體器件11側(cè)的脫離。

通過3個(gè)突出部73、主體部81、及底面部85形成的收納空間稍大于固體浸沒透鏡6的球面部6a。因此，透鏡保持部65相對于固體浸沒透鏡6晃動，換言之，具有間隙(空隙)。透鏡保持部65在固體浸沒透鏡6抵接于半導(dǎo)體器件11前的狀態(tài)下，如圖5(a)所示，在箭頭Y方向上可搖動地保持固體浸沒透鏡6。此時(shí)，固體浸沒透鏡6被支撐于第2構(gòu)件80(底面部85)。

若自該狀態(tài)使抵接面6f抵接于半導(dǎo)體器件11，則如圖5(b)所示，固體浸沒透鏡6自第2構(gòu)件80離開，球面部6a接觸于3個(gè)突出部73。此時(shí)，由于具有上述的間隙，因而固體浸沒透鏡6搖動或旋轉(zhuǎn)而抵接面6f順著半導(dǎo)體器件11的表面而緊貼，從而能夠獲得固體浸沒透鏡6與半導(dǎo)體器件11的良好的緊貼。例如，即使在半導(dǎo)體器件11相對于光軸L傾斜的情況下，也能夠進(jìn)行半導(dǎo)體器件11的觀察。

本實(shí)施方式中，固體浸沒透鏡6與透鏡保持部65僅在3個(gè)突出部73與球面部6a的接觸部位接觸，因而接觸面積較小。因此，在固體浸沒透鏡6搖動時(shí)作用的摩擦力變小。其結(jié)果，固體浸沒透鏡6與透鏡保持部65容易滑動，能夠容易地使固體浸沒透鏡6順著半導(dǎo)體器件11而緊貼。再者，即使如上所述固體浸沒透鏡6搖動，由于以固體浸沒透鏡6觀察的位置與球心X一致，因而不存在對觀察的影響。

再次參照圖2及圖3，說明固體浸沒透鏡6抵接于半導(dǎo)體器件11的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，成為抵接面6f被向物鏡21側(cè)按壓，3個(gè)突出部73與固體浸沒透鏡6的球面部6a(上表面6b)接觸的狀態(tài)。具體而言，3個(gè)突出部73在前端面74的半導(dǎo)體器件11側(cè)的邊緣74a，相對于球面部6a在周向上線接觸。如上所述，由于3個(gè)突出部73的前端面74位于以中心P1為中心的圓周R1上(圖4)，因而3個(gè)突出部73與球面部6a的接觸位置也位于圓周R1上。另外，本實(shí)施方式中，通過該接觸位置與球面部6a的曲率中心X的直線Z1與物鏡21的光軸L所成的角度θ1形成為45度。

其次，對利用半導(dǎo)體檢查裝置1取得半導(dǎo)體器件11的圖像的方法的一例進(jìn)行說明。

首先，通過顯微鏡5具有的多個(gè)物鏡21中未安裝固體浸沒透鏡6的物鏡21，特定出以固體浸沒透鏡6觀察半導(dǎo)體器件11的位置。該觀察位置的特定通過由指示部42經(jīng)由外圍控制器33使X-Y-Z平臺7驅(qū)動而進(jìn)行。

在特定出觀察位置之后，切換為安裝有固體浸沒透鏡保持器8的物鏡21而進(jìn)行觀察。此時(shí)，指示部42通過根據(jù)固體浸沒透鏡保持器8保持的固體浸沒透鏡6的特性(固體浸沒透鏡6的厚度、或折射率等)、半導(dǎo)體器件11的基板厚度、基板材質(zhì)等，經(jīng)由外圍控制器33驅(qū)動修正環(huán)調(diào)整用馬達(dá)25而將修正環(huán)24對準(zhǔn)合適的位置。

指示部42通過根據(jù)上述固體浸沒透鏡6的特性等經(jīng)由外圍控制器33驅(qū)動X-Y-Z平臺7而將固體浸沒透鏡6按壓并緊貼于半導(dǎo)體器件11。此時(shí)，通過如上所述固體浸沒透鏡6在透鏡保持部65內(nèi)搖動而抵接面6f順著半導(dǎo)體器件11的表面緊貼，而可獲得固體浸沒透鏡6與半導(dǎo)體器件11的良好的緊貼。

指示部42通過經(jīng)由外圍控制器33驅(qū)動X-Y-Z平臺7而實(shí)施物鏡21的對焦。繼而，在物鏡21的焦點(diǎn)對準(zhǔn)了的狀態(tài)下，指示部42經(jīng)由LSM控制器32及相機(jī)控制器31，利用LSM單元4及高靈敏度相機(jī)3等實(shí)施半導(dǎo)體器件11的觀察。

在該觀察中，自LSM單元4輸出的紅外激光通過物鏡21輸出至試樣10側(cè)。自物鏡21輸出的光通過主體部61內(nèi)而自固體浸沒透鏡6的上表面6b入射于固體浸沒透鏡6并朝向半導(dǎo)體器件11輸出。繼而，被紅外激光照射而自半導(dǎo)體器件11反射的光(反射光)再次入射于固體浸沒透鏡6并自固體浸沒透鏡6的上表面6b輸出。更具體而言，來自半導(dǎo)體器件11的反射光自上表面6b中較第1開口71更靠近內(nèi)側(cè)的部分輸出。

自該固體浸沒透鏡6輸出的反射光通過主體部61內(nèi)而入射至物鏡21。入射至物鏡21的反射光由相機(jī)用光學(xué)系統(tǒng)22導(dǎo)向高靈敏度相機(jī)3。高靈敏度相機(jī)3取得半導(dǎo)體器件11的電路圖案等圖像。

對以上說明的固體浸沒透鏡保持器8及具備固體浸沒透鏡保持器8的半導(dǎo)體檢查裝置1的作用及效果進(jìn)行說明。

根據(jù)固體浸沒透鏡保持器8，由于以3個(gè)突出部73與固體浸沒透鏡6的球面部6a接觸，因而可縮小相對于固體浸沒透鏡6的接觸面積。由此，能夠縮小在固體浸沒透鏡6搖動時(shí)對固體浸沒透鏡6作用的摩擦力，而可容易地滑動固體浸沒透鏡6與固體浸沒透鏡保持器8，從而能夠容易地使固體浸沒透鏡6順著半導(dǎo)體器件11而緊貼。其結(jié)果，在具備固體浸沒透鏡保持器8的半導(dǎo)體檢查裝置1中，可取得清晰的半導(dǎo)體器件11的圖像。

在固體浸沒透鏡保持器8中，由于3個(gè)突出部73以120度間隔設(shè)置于第1開口71的周向上，因而突出部73在接觸于球面部6a時(shí)可對球面部6a均勻地施加力。由此，可容易地使固體浸沒透鏡6順著半導(dǎo)體器件11而緊貼。另外，本實(shí)施方式中，能夠?qū)η蛎娌?a均勻地施加力。

固體浸沒透鏡保持器8中，通過3個(gè)突出部73與球面部6a的接觸位置、及球面部6a的曲率中心X的直線Z1相對于物鏡21的光軸L以45度相交。直線Z1與光軸L所成的角度θ1較大、且3個(gè)突出部73的長度較短的情況由于光的失光變少而優(yōu)選，但由于固體浸沒透鏡6與固體浸沒透鏡保持器8難以滑動而不優(yōu)選。另一方面，角度θ1較小、且3個(gè)突出部73的長度較長的情況由于固體浸沒透鏡6與固體浸沒透鏡保持器8容易滑動而優(yōu)選，但由于光的失光變多而不優(yōu)選。關(guān)于該點(diǎn)，若如固體浸沒透鏡8那樣將角度θ1設(shè)為45度，則能夠保持物鏡21的視野并確保固體浸沒透鏡6與固體浸沒透鏡保持器8之間的良好的滑動。

固體浸沒透鏡保持器8中，3個(gè)突出部73相對于球面部6a線接觸。由此，可進(jìn)一步縮小突出部相對于固體浸沒透鏡6的接觸面積，而可更容易滑動固體浸沒透鏡6與固體浸沒透鏡保持器8。

固體浸沒透鏡保持器8中，3個(gè)突出部73與球面部6a的接觸位置位于以第1開口71的中心P1為中心的圓周R1上。由此，在突出部73接觸于球面部6a時(shí)可對球面部6a均勻地施加力。因此，能夠容易地使固體浸沒透鏡6順著半導(dǎo)體器件11而緊貼。另外，本實(shí)施方式中，能夠?qū)η蛎娌?a均勻地施加力。

[變形例]

圖6是表示變形例的圖，(a)是透鏡保持部的構(gòu)成圖，(b)是自物鏡側(cè)觀察第1構(gòu)件的圖。變形例的透鏡保持部165在與固體浸沒透鏡6的球面部6a接觸的3個(gè)突出部173的構(gòu)成方面與上述實(shí)施方式的透鏡保持器65不同。再者，圖6(a)及圖6(b)的比例尺不同，圖6(a)被放大表示。

如圖6(a)所示，透鏡保持部165具有第1構(gòu)件170及第2部分180。第1構(gòu)件170具有：圓形平板狀的基底部170A，其與物鏡21的光軸L正交而延伸；及傾斜部175，其與基底部170A連續(xù)。傾斜部175隨著自基底部170A朝向光軸L側(cè)而向半導(dǎo)體器件11側(cè)傾斜而延伸。如圖6(b)所示，在傾斜部175的圓周方向上，以90度間隔(4等分)設(shè)置有4個(gè)插通孔77。

在傾斜部175的中心部，形成有中心P1位于物鏡21的光軸L上的圓形的第1開口171。第1開口171通過在傾斜部175的中心部形成貫通孔，并在該貫通孔的邊緣等間隔地形成3個(gè)凹部172而形成。該凹部172通過例如削除貫通孔的邊緣中的特定的部分而形成。通過設(shè)置有凹部172，從而在相鄰的凹部172之間形成有突出部173。由此，在第1開口171的內(nèi)表面171a，形成有相對于光軸L傾斜而向中心P1側(cè)延伸的3個(gè)突出部173。

如圖6(b)所示，3個(gè)突出部173自物鏡21側(cè)觀察時(shí)構(gòu)成為如下所述。即，3個(gè)突出部173呈周向的長度較半徑方向的長度長的扇形狀，且以中心線S通過中心P1上的方式延伸。另外，3個(gè)突出部173以120度間隔(三等分)設(shè)置于第1開口171的周向上。3個(gè)突出部173的前端面174呈曲面，且位于以中心P1為中心的圓周R2上。該圓周R2與上述貫通孔的圓周一致。

在固體浸沒透鏡6抵接于觀察對象物的狀態(tài)下，3個(gè)突出部173在前端面174的物鏡21側(cè)的邊緣174a，相對于球面部6a在周向上線接觸。接觸位置較基底部170A的延伸方向成為觀察對象物側(cè)。如上所述，由于3個(gè)突出部173的前端面174位于以中心P1為中心的圓周R2上，因而3個(gè)突出部173與球面部6a的接觸位置也位于圓周R2上。另外，在該例中，通過該接觸位置與球面部6a的曲率中心X的直線Z2與物鏡21的光軸L所成的角度θ2成為63度。

根據(jù)變形例的固體浸沒透鏡保持器，由于與上述實(shí)施方式的固體浸沒透鏡保持器8同樣，以3個(gè)突出部173與固體浸沒透鏡6的球面部6a接觸，因而也可縮小相對于固體浸沒透鏡6的接觸面積。其結(jié)果，能夠容易地使固體浸沒透鏡6順著觀察對象物而緊貼。

另外，根據(jù)變形例的固體浸沒透鏡保持器，可通過配合于球面部6a的形狀而在第1構(gòu)件170形成貫通孔，并在該貫通孔形成凹部172，而形成突出部173。因此，可容易地制造。再者，由于固體浸沒透鏡保持器例如為鋁制，因而固體浸沒透鏡保持器的切削加工較容易。

以上，對本發(fā)明的一個(gè)方面所涉及的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但本發(fā)明并非限定于上述實(shí)施方式。

上述實(shí)施方式中，對直線Z1、Z2與光軸L所成的角度θ1、θ2為45度或63度的例子加以說明，但該角度只要形成為30～65度即可。只要在該范圍內(nèi)，即可保持物鏡21的視野并確保固體浸沒透鏡6與固體浸沒透鏡保持器8的間的良好的滑動。

上述實(shí)施方式中，對具有第1構(gòu)件70與第2構(gòu)件80的透鏡保持部65經(jīng)由主體部61而安裝于物鏡21的構(gòu)成加以說明，但只要具備透鏡保持部65即可。例如，只要構(gòu)成上能夠?qū)崿F(xiàn)，則也可在物鏡21的筐體設(shè)置透鏡保持部65。另外，固體浸沒透鏡保持器8也可為能夠在物鏡21的光軸L上配置固體浸沒透鏡6的臂型(移動型)的固體浸沒透鏡保持器。

上述實(shí)施方式中，對相對于作為觀察對象物的半導(dǎo)體器件11自上方使固體浸沒透鏡6的抵接面6f抵接的落射型的例子加以說明，但也可應(yīng)用于相對于觀察對象物自下方使抵接面6f抵接的倒立型的檢查裝置。在倒立型的檢查裝置的情況下，自下側(cè)觀察觀察對象物。在倒立型的檢查裝置的情況下，即使在固體浸沒透鏡6抵接于觀察對象物前的狀態(tài)，也成為通過重力使3個(gè)突出部73接觸于球面部6a的狀態(tài)。在該情況下，可通過在抵接于觀察對象物時(shí)固體浸沒透鏡6在與3個(gè)突出部73之間滑動并搖動(旋轉(zhuǎn))，而使固體浸沒透鏡6順著觀察對象物而緊貼。

上述實(shí)施方式中，對直線Z1、Z2與光軸L所成的角度θ1、θ2為45度或63度的例子加以說明，但直線Z1、Z2與光軸L所成的角度也可形成為15以上65度以下。只要在該范圍內(nèi)，就能夠保持物鏡21的視野并確保固體浸沒透鏡6與固體浸沒透鏡保持器8之間的良好的滑動。另外，直線Z1、Z2與光軸L所成的角度也可形成為15度以上30度以下。突出部73與球面部6a的接觸位置越接近光軸，越容易在固體浸沒透鏡6的球面部6a與固體浸沒透鏡保持器8的突出部73之間產(chǎn)生滑動，固體浸沒透鏡6越容易順著半導(dǎo)體器件11。

符號的說明

1…半導(dǎo)體檢查裝置(圖像取得裝置)、2…平臺、4a…光檢測器、6…固體浸沒透鏡、6a…球面部、6b…上表面、6d…抵接部、6f…抵接面、8…固體浸沒透鏡保持器、10…試樣、11…半導(dǎo)體器件(觀察對象物)、21…物鏡、61…主體部、62…周壁部、63…延伸壁部、65…透鏡保持部、70…第1構(gòu)件、70A…基底部、71…第1開口、71a…第1開口的內(nèi)表面、73…突出部、74…前端面、74a…邊緣、75…厚壁部、76…前端部、76a…傾斜面、77…插通孔、80…第2構(gòu)件、81…主體部、83…凸緣部、84…插通孔、85…底面部、87…第2開口、90…螺栓、L…光軸、P1…第1開口的中心、P2…第2開口的中心、X…曲率中心(球心)。