CN102947922B - 使用吸附固浸透镜的吸附器的半导体器件的观察方法 - Google Patents

使用吸附固浸透镜的吸附器的半导体器件的观察方法 Download PDF

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Abstract

本发明的吸附器（10）包含：主体部，其具有配置形成有半导体器件（D）的半导体晶圆（W）的第1面（13）、及与第1面（13）为相反侧的面的第2面（14），且形成有贯通第1面（13）与第2面（14）的贯通孔（15）；以及透光部，其具有供来自半导体器件（D）的光入射的光入射面（16）、及供自光入射面（16）入射的光出射的光出射面（17），且嵌合于贯通孔（15）。而且，在第1面（13）上形成有用于将半导体晶圆（W）真空吸附而将半导体器件（D）固定于光入射面（16）的第1吸附槽（13a），在第2面（14）上形成有用于将固浸透镜（S）真空吸附而固定于光出射面（17）的第2吸附槽（14a）。

Description

使用吸附固浸透镜的吸附器的半导体器件的观察方法
技术领域
本发明涉及一种吸附器、半导体器件观察装置、及半导体器件观察方法。
背景技术
近年来，半导体器件的小型化正不断进展。因此，提出有在为进行半导体器件的故障分析而观察半导体器件时，使用固浸透镜以提高分辨率(例如，参照专利文献1)。专利文献1中记载的故障分析装置中，在用于载置形成有半导体器件的半导体晶圆的分析用板上，一体形成有大致半球状的固浸透镜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-141207号公报
发明内容
发明所欲解决的问题
然而，在进行半导体器件的故障分析的情形时，较理想的是首先进行不使用固浸透镜的低倍率下的半导体器件的观察而检测故障部位，其后，进行使用固浸透镜的高倍率下的对该故障部位的观察。
然而，在专利文献1中记载的故障分析装置中，如上所述，由于用于载置半导体晶圆的分析用板与固浸透镜一体形成，故而为了装卸固浸透镜，必须装卸分析用板整体。因此，在该故障分析装置中，难以变更不使用固浸透镜的低倍率下的观察、及使用固浸透镜的高倍率下的观察。
因此，本发明的课题在于提供一种可容易地进行半导体器件的低倍率下的观察与高倍率下的观察的变更的吸附器、半导体器件观察装置、及半导体器件观察方法。
解决问题的技术手段
本发明的一方面涉及一种吸附器。该吸附器的特征在于：是用于使用固浸透镜进行半导体器件的观察的半导体器件观察装置的吸附器，具备：主体部，其具有配置形成有半导体器件的半导体晶圆的第1面、及与该第1面为相反侧的面的第2面，且形成有贯通第1面与第2面的贯通孔；以及透光部，其具有供来自半导体器件的光入射的光入射面、及供自光入射面入射的光出射的光出射面，以光入射面露出于第1面侧、且光出射面露出于第2面侧的方式嵌合于贯通孔；在第1面上形成有用于将半导体晶圆真空吸附而使半导体器件固定于光入射面的第1吸附槽，在第2面上形成有用于将固浸透镜真空吸附而将其固定于光出射面的第2吸附槽。
根据该吸附器，可一面通过使用第1吸附槽的真空吸附将半导体器件吸附固定于光入射面，并通过使用第2吸附槽的真空吸附将固浸透镜吸附固定于光出射面。另外，同样地，也可通过一面将半导体器件吸附固定于光入射面，并停止使用第2吸附槽的真空吸附而解除固浸透镜的吸附固定。如此，根据该吸附器，可一面将成为观察对象的半导体器件吸附固定于光入射面，一面容易地进行固浸透镜的装卸。因此，根据该吸附器，可容易地变更不使用固浸透镜的低倍率下的半导体器件的观察、及使用固浸透镜的高倍率下的半导体器件的观察。尤其是对形成于半导体晶圆的半导体器件的观察有效。
在本发明的一方面的吸附器中，可在第2面上形成用于配置固浸透镜的凹部；贯通孔形成于凹部的底面；光出射面位于较凹部的底面更向第2面侧突出的方式设置；第2吸附槽沿凹部的底面上的贯通孔的边缘部而形成。在此情形时，由于可缩短固浸透镜与光出射面的距离，故而可确实地实现固浸透镜与透光部之间的消散(evanescent)耦合。另外，在通过真空吸附将固浸透镜固定于光出射面的情形时，由于固浸透镜的底面与凹部的底面隔开(即，第2吸附槽未闭合)，故而可通过停止真空吸附而容易地解除固浸透镜的吸附固定。
另外，在本发明的一个方面的吸附器中，透光部可制成为，由与构成半导体器件的基板的材料的折射率大致相同的折射率的材料构成。在此情形时，可抑制由折射率差产生的像差。
进而，本发明的一个方面的吸附器可进一步具备用于冷却主体部的冷却单元。在此情形时，可防止半导体器件及固浸透镜过热。其结果为，可实现半导体器件的正常动作，再者，可防止固浸透镜的折射率发生变化。
本发明的另一方面涉及一种半导体器件观察装置。该半导体器件观察装置的特征在于：是使用固浸透镜进行半导体器件的观察的半导体器件观察装置，具备上述吸附器、对透过透光部的光进行导光的导光光学系统、及对由导光光学系统导光的光进行摄像的摄像单元。
由于该半导体器件观察装置包含上述吸附器，故而可容易地变更不使用固浸透镜的低倍率下的半导体器件的观察、及使用固浸透镜的高倍率下的半导体器件的观察。尤其对形成于半导体晶圆的半导体器件的观察有效。
在本发明的另一方面的半导体器件观察装置中，导光光学系统可形成为具有规定倍率的第1物镜、高于规定倍率的第2物镜、切换第1物镜与第2物镜的物镜切换单元；在第2物镜上沿其光轴的方向可移动地安装有固浸透镜。在此情形时，使固浸透镜相对于高倍率的第2物镜沿其光轴方向可移动。因此，即便于吸附固定固浸透镜后，也可使第2物镜移动而调整焦点位置。
另外，本发明的另一方面的半导体器件观察装置可进一步具备用于对半导体器件施加电压的电压施加单元。
本发明的又一方面一种半导体器件观察方法。该半导体器件观察方法的特征在于：是对形成于半导体晶圆的半导体器件进行观察的半导体器件观察方法，包括：电压施加工序，对配置于吸附器的透光部的光入射面上的半导体器件的规定的部位施加电压；检测工序，通过使用配置于透光部的光入射面的相反侧的光出射面侧的第1物镜，观察自半导体器件发出且透过透光部的光，而检测半导体器件中的观察对象部位；位置对准工序，在光出射面侧，将较第1物镜的倍率更高倍率的第2物镜、及安装于第2物镜的固浸透镜的位置对准在检测工序中检测到的观察对象部位；吸附固定工序，通过真空吸附将固浸透镜固定于光出射面；焦点调整工序，通过调整沿第2物镜的光轴方向的第2物镜的位置而调整第2物镜的焦点；以及图像取得工序，其使用第2物镜取得观察对象部位的图像。
在该半导体器件观察方法中，不使用固浸透镜，由低倍率的第1物镜进行半导体器件的观察而检测观察对象部位，其后，将固浸透镜吸附固定于吸附器的光出射面，由高倍率的第2物镜进行半导体器件的观察对象部位的观察。如此，根据该半导体器件观察方法，可容易地变更不使用固浸透镜的低倍率下的半导体器件的观察、及使用固浸透镜的高倍率下的半导体器件的观察。尤其对形成于半导体晶圆的半导体器件的观察有效。
在本发明的又一方面的半导体器件观察方法中，在电压施加工序中，在通过真空吸附半导体晶圆而将半导体器件固定于光入射面的状态下，对半导体器件施加电压；在检测工序中，通过一面调节第1物镜与透光部的位置关系、一面观察来自半导体器件的光，而可检测观察对象部位。
在此情形时，以将半导体器件吸附固定于光入射面的状态对半导体器件施加电压，一面调节第1物镜与透光部的位置关系、一面观察半导体器件。因此，该半导体器件观察方法可在透光部的宽度相对于半导体器件的宽度较大的情形时有效地应用。而且，在此情形时，在检测半导体器件的观察对象部位时，由于无需变更半导体器件与透光部之间的位置关系，故而观察对象部位的确定变得容易。
另外，本发明的又一方面的半导体器件观察方法，在检测工序与位置对准工序之间，进一步具备吸附器移动工序，其通过来自吸附器的空气的吹出而将半导体晶圆悬浮保持于吸附器上，使吸附器相对于半导体器件相对地移动，将透光部的位置对准在检测工序中检测到的观察对象部位，并通过将半导体晶圆真空吸附，而将半导体器件固定于光入射面；在位置对准工序中，将第2物镜与固浸透镜的位置对准已与透光部的位置对准的观察对象部位。
在此情形时，将半导体晶圆悬浮保持于吸附器上，使透光部相对于半导体器件相对地移动，将透光部的位置对准观察对象部位。因此，该半导体器件观察方法可在透光部的宽度相对于半导体器件的宽度较小的情形时有效地应用。而且，在此情形时，由于光入射面与半导体器件的接触面积、或光出射面与固浸透镜的接触面积较小，半导体器件及固浸透镜的吸附效率变高。因此，可在半导体器件与光入射面的界面及光出射面与固浸透镜的界面中，确实地实现消散耦合。
另外，在本发明的又一方面的半导体器件观察方法中，在位置对准工序中，通过来自吸附器的空气的吹出而将半导体晶圆悬浮保持于吸附器上，通过使吸附器、第2物镜、及固浸透镜一体移动，而可将透光部、第2物镜、及固浸透镜的位置对准观察对象部位。在此情形时，由于使吸附器、第2物镜、及固浸透镜一体移动而将这些位置对准于观察对象部，故而可容易地观察多个观察对象部位。
进而，在本发明的又一方面的半导体器件观察方法中，在吸附固定工序中，在通过使固浸透镜沿第2物镜的光轴方向移动而使固浸透镜与光出射面接触后，可通过真空吸附将固浸透镜固定于光出射面。在此情形时，由于在使固浸透镜与光出射面接触后进行吸附固定，故而可防止固浸透镜的位置偏移。
发明的效果
根据本发明，可提供一种能够容易地进行半导体器件的低倍率下的观察与高倍率下的观察的变更的吸附器、半导体器件观察装置、及半导体器件观察方法。
附图说明
图1为表示本发明的吸附器的一实施方式的构成的剖面图。
图2为图1所示的吸附器的平面图。
图3为图1所示的吸附器的部分放大图。
图4为表示图1所示的吸附器的变形例的部分放大图。
图5为模式性地表示本发明的半导体器件观察装置的一实施方式的构成的图。
图6为图5所示的高倍率物镜的部分放大图。
图7为表示图6所示的透镜罩的构成的平面图。
图8为表示图5所示的控制部的功能性构成的方块图。
图9为表示图5所示的高倍率物镜的变形例的部分放大图。
图10为表示本发明的吸附器的另一实施方式的构成的剖面图。
图11为表示本发明的半导体器件观察方法的第1实施方式的工序的流程图。
图12为模式性地表示本发明的半导体器件观察方法的第1实施方式的部分工序的图。
图13为表示本发明的半导体器件观察方法的第2实施方式的工序的流程图。
图14为模式性地表示本发明的半导体器件观察方法的第2实施方式的部分工序的图。
符号说明
10、10A    吸附器
11、11A    主体部
12、12A    透光部
13         第1面
13a        第1吸附槽
14、14A    第2面
14a、14Aa  第2吸附槽
15、15A    贯通孔
16、16A    光入射面
17、17A    光出射面
18         第1凹部
18a        底面
19         第2凹部
19a        底面
22         水冷套管
40         测试器
51         导光光学系统
52         检测器
54a        低倍率物镜
54b        高倍率物镜
55         透镜转台
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的吸附器、具备其的半导体器件观察装置、及半导体器件观察方法的实施方式进行详细说明。再者，在附图说明中，对相同或相当部分附上相同符号，并省略重复说明。另外，各附图中的各部分的尺寸比率未必与实物一致。
[吸附器的实施方式]
首先，对本发明的吸附器的实施方式进行说明。图1为表示本发明的吸附器的一实施方式的构成的剖面图，图2(a)为自图1所示的吸附器的第1面侧看到的平面图，图2(b)为自图1所示的吸附器的第2面侧看到的平面图。另外，图3为图1所示的区域A的放大图。再者，在图2、3中省略半导体晶圆。如图1~3所示，吸附器10具备主体部11与透光部12。吸附器10例如可用于使用固浸透镜(SIL：SolidImmersion Lens)进行半导体器件的观察的半导体器件观察装置中。
主体部11具有配置有半导体晶圆W的第1面13，该半导体晶圆W上形成有半导体器件D。半导体晶圆W在第1面13上配置于图2(a)的由一点划线表示的配置位置P1。另外，主体部11在第1面13的相反侧具有第2面14。进而，在主体部11上形成有贯通第1面13与第2面14的贯通孔15。主体部11形成为圆盘状，贯通孔15在主体部11的大致中央部，其内壁形成为圆筒形状。再者，主体部11的形状并不限定于圆盘状。另外，贯通孔15的内壁也不限定于圆筒形状。
透光部12嵌合于贯通孔15，且由粘合剂等而固定。另外，透光部12具有使来自配置于第1面13的半导体器件D的光入射的光入射面16、及使自光入射面16入射的光出射的光出射面17。光入射面16与光出射面17相互对向。因此，透光部12形成将光入射面16及光出射面17作为两端面规定而成的圆柱形状。再者，透光部12的形状并不限定于圆柱形状。
光入射面16在第1面13侧露出。另外，光入射面16与第1面13为同一平面。因此，若将半导体晶圆W配置于第1面13，则此半导体晶圆W的规定的半导体器件D配置于光入射面16上。光出射面17在第2面14侧露出。因此，来自半导体器件D的光经由透光部12而透过吸附器10。
此处，在主体部11的第1面13上形成有多个(此处为2个)第1吸附槽13a，该第1吸附槽13a用于将配置于第1面13的半导体晶圆W真空吸附，而使半导体器件D吸附固定于光入射面16。这些第1吸附槽13a形成为与第1面13的边缘部为同心的圆环状。第1吸附槽13a的各个在主体部11的外缘附近，与设置于第2面14的多个吸附口B中的至少一个连通，通过与该吸附口B连接的真空泵等而将其内部抽成真空。在此情形时，也可构成为能够根据半导体晶圆W的形状或大小来选择用于真空吸附的第1吸附槽13a。另外，第1吸附槽13a的形状并不限定于圆环状。
另外，在主体部11的第2面14上形成有用于配置固浸透镜S的第1凹部18。固浸透镜S配置于图2(b)中由一点划线表示的配置位置P2。第1凹部18形成为与第2面14的边缘部为同心的圆柱形状。在第1凹部18的底面18a同样地形成有形成与第2面14的边缘部为同心的圆柱形状的第2凹部19。因此，在主体部11上通过第1凹部18的底面18a、第2凹部19的底面19a、及第2凹部19的侧面19b而形成有阶差部20。再者，上述贯通孔15形成于第2凹部19的底面19a。而且，嵌合于贯通孔15的透光部12自第2凹部19的底面19a朝向第2面14突出。
此处，在主体部11的第2面14上形成有第2吸附槽14a，该第2吸附槽14a用于通过真空吸附固浸透镜S使固浸透镜S的平面部即底面Sa紧密附着于光出射面17而固定。透光部12配置于第2吸附槽14a的内侧。更具体而言，第2吸附槽14a由透光部12的侧面12a、第2凹部19的内面即底面19a、及侧面19b沿贯通孔15的边缘部而形成为环状。这样的第2吸附槽14a连通于与第1吸附槽13a的吸附口B不同的吸附口B，通过与该吸附口B连接的真空泵等而将其内部抽成真空。此处，透光部12自第1凹部18的底面18a朝向第2面14突出。详细而言，光出射面17与第1凹部18的底面18a即阶差部20的上表面20a相距距离T而位于第2面14侧。因此，在将固浸透镜S配置于光出射面17时，固浸透镜S的底面Sa与第1凹部18的底面18a隔开(即，第2吸附槽14a未闭合)。因此，通过将第2吸附槽14a的内部抽成真空，在第2吸附槽14a的内部与外部之间产生气压差，而将固浸透镜S吸附固定于光出射面17。即，此处的「真空吸附」除了包括气密性地构成的槽的真空处理的吸附以外，也包括如此般未闭合的槽的利用真空处理的吸附。
再者，主体部11例如可藉由导热性良好且容易加工的Cu构成。在此情形时，可对配置于主体部11上的半导体晶圆发出的热量进行吸热(散热)。另外，透光部12可制成为，由与构成半导体器件D的基板的材料的折射率大致相同的折射率的材料(半导体器件D的基板为Si的情形，例如为Si、GaP及GaAs等)构成。此处，所谓折射率大致相同，是指相互的折射率的差为例如5%以内，也可根据达成的数值孔径NA进行适当变更。如此，若通过与半导体器件D的基板的材料大致相同的折射率的材料构成透光部12，则可增大数值孔径NA。
尤其是半导体器件D的基板为Si的情形时，优选为透光部12也由Si构成，在半导体器件D的基板为GaAs的情形时，优选为透光部12也由GaAs构成。即，优选为通过与构成半导体器件D的基板的材料相同的材料构成透光部12。
再者，在透光部12及固浸透镜S均为折射率3.2的GaP，由Si构成的半导体器件D的基板的厚度为100μm的情形时，整体的数值孔径NA成为2.3。另外，在透光部12及固浸透镜S均为折射率3.45的GaAs，由Si构成的半导体器件D的基板的厚度为800μm的情形时，整体的数值孔径NA成为2.45。
如以上所说明，根据本实施方式的吸附器10，可通过使用第1吸附槽13a的真空吸附而将半导体器件D吸附固定于光入射面16，并通过使用第2吸附槽14a的真空吸附而将固浸透镜S吸附固定于光出射面17。另外，同样地可通过将半导体器件D吸附固定于光入射面16，并停止使用第2吸附槽14a的真空吸附，解除固浸透镜S的吸附固定，而自光出射面17卸除固浸透镜S。如此，根据吸附器10，可一面将成为观察对象的半导体器件D吸附固定于光入射面16、一面容易地进行固浸透镜S的装卸。因此，根据吸附器10，可容易地变更不使用固浸透镜S的低倍率下的半导体器件D的观察，及使用固浸透镜S的高倍率下的半导体器件D的观察。
然而，为了在固浸透镜S与透光部12之间实现消散耦合，必须以使固浸透镜S的底面Sa与光出射面17之间的距离成为观察光的波长的10分之1以下的方式，使固浸透镜S的底面Sa与光出射面17紧密附着。在本实施方式的吸附器10中，光出射面17以较第1凹部18的底面18a(即，阶差部20的上表面20a)更向第2面14侧突出的方式定位。因此，在使用第2吸附槽14a将固浸透镜S吸附固定于光出射面17时，可避免第2吸附槽14a的边缘部与固浸透镜S的底面Sa接触。其结果为，固浸透镜S的底面Sa与光出射面17可充分地紧密附着，可确实地实现消散耦合。另外，由于固浸透镜S的底面Sa与第1凹部18的底面18a隔开(即，第2吸附槽14a未闭合)，故而通过停止使用第2吸附槽14a的真空吸附，可容易地解除固浸透镜S的吸附固定。
再者，在吸附器10中，如图4所示，也可代替形成阶差部20，而将由具有弹性的材料(例如橡胶等)构成的环状的密封构件21配置于第1凹部18的底面18a。此时，密封构件21的上表面21a位于较光出射面17更靠近第2面14侧。在此情形时，由于将固浸透镜S配置于光出射面17时第2吸附槽14a的气密性提高(即，第2吸附槽14a未闭合)，故而可有效地吸附固浸透镜S。另外，在停止使用第2吸附槽14a的真空吸附时，固浸透镜S的底面Sa通过密封构件21的弹性而向第2面14侧浮起，因此可容易地解除固浸透镜S的吸附固定。
另外，吸附器10可进一步具备用于冷却主体部11的冷却单元。在此情形时，可防止半导体器件D及固浸透镜S过热。其结果为，可实现半导体器件D的正常动作，再者，可防止固浸透镜S的折射率发生变化。
[半导体器件观察装置的实施方式]
其次，对本发明的半导体器件观察装置的实施方式进行说明。图5为模式性地表示本发明的半导体器件观察装置的一实施方式的构成的图。如图5所示，半导体器件观察装置100包含吸附装置部30、测试器(电压施加单元)40、光学装置部50、及控制部70。半导体器件观察装置100例如可用于为进行半导体器件的故障分析而使用固浸透镜观察半导体器件的情形等。
吸附装置部30包含上述吸附器10。在吸附器10中配置有半导体晶圆W，该半导体晶圆W上形成有该半导体器件观察装置100的观察对象即半导体器件D。吸附装置部30进一步具有用于在X-Y方向(光入射面16及光出射面17的延伸方向)驱动吸附器10的吸附器驱动机构31、及用于吸附固定配置于第1面13上的半导体晶圆W的晶圆吸附固定部32。晶圆吸附固定部32可用于半导体晶圆W相对于吸附器10的定位。
另外，吸附器10进一步具备用于冷却主体部11的水冷套管(冷却单元)22。水冷套管22设置于第2面14上。水冷套管22包含形成为环状的制冷剂流路22a，通过使自制冷剂冷却器C供给的制冷剂在该制冷剂流路22a中流通而冷却主体部11。
另外，在第1吸附槽13a及第2吸附槽14a中经由吸附口B及阀E连接有真空泵V。另外，在晶圆吸附固定部32上同样地经由阀E连接有真空泵V。进而，在第1吸附槽13a中经由阀E连接有空气压缩机F。该等阀E例如可制成电磁阀。
测试器40对配置于第1面13的半导体晶圆W的半导体器件D施加电压。更具体而言，测试器40生成半导体器件D的观察所需的电信号，且所生成的电信号经由探测卡41及探针42而提供给半导体器件D。
光学装置部50具有对透过透光部12的光进行导光的导光光学系统51、对由导光光学系统51导光的光进行检测、摄像的检测器(摄像单元)52、及用于在X-Y方向及与其正交的Z方向(沿导光光学系统51的光轴L的方向)驱动导光光学系统51的XYZ平台53。
导光光学系统51包含：透过透光部12的光被入射的低倍率物镜(第1物镜)54a及高倍率物镜(第2物镜)54b、用于切换低倍率物镜54a与高倍率物镜54b的透镜转台(lens turret)(物镜切换单元)55、及使来自低倍率物镜54a及高倍率物镜54b的光成像的成像物镜56。
高倍率物镜54b具有较低倍率物镜54a的倍率高的倍率。另外，在高倍率物镜54b上至少沿其光轴L可移动地安装有固浸透镜S。将固浸透镜S安装于高倍率物镜54b的情形示于图6。
如图6所示，此处的固浸透镜S由大致半球状的第1部分S1、具有锥形的第2部分S2构成。在高倍率物镜54b的前端部54c安装有用于保持此种固浸透镜S的透镜固持器60。透镜固持器60的前端部60a的内面60b对应于固浸透镜S的第2部分S2的锥形而倾斜。因此，透镜固持器60所保持的固浸透镜S并非相对于透镜固持器60固定，且以其底面Sa自透镜固持器60的前端部60a突出的状态被保持，能够大致沿高倍率物镜54b的光轴L而移动。
进而，在透镜固持器60中设置有透镜罩61，其规制固浸透镜S的向高倍率物镜54b的方向的移动。因此，固浸透镜S成为保持于透镜固持器60的前端部60a的内面60b与透镜罩61之间的情形。
该透镜罩61在由透过观察光的材料构成的情形时，例如可制成如图7(a)所示的圆盘状。另外，透镜罩61在由不透过观察光的材料的构成情形时，例如可制成如图7(b)所示，可以为由圆环状的边缘部61a与架于边缘部61a的支持部61b设置光透过口61c而成的形状。
控制部70为用于控制吸附装置部30、光学装置部50、及各阀E的电子控制单元。如图8所示，此种控制部70功能上包含阀控制部71、平台控制部72、检测器控制部73、SIL控制部74、透镜转台控制部75、及夹头控制部76。
阀控制部71控制各阀E的开闭。更具体而言，阀控制部71在将半导体晶圆W吸附固定于第1面13时，打开配置于第1吸附槽13a与真空泵V之间的阀E，将第1吸附槽13a内抽成真空，在解除半导体晶圆W的吸附固定时，关闭该阀E。另外，阀控制部71在将固浸透镜S吸附固定于光出射面17时，打开配置于第2吸附槽14a与真空泵之间的阀E，将第2吸附槽14a内抽成真空，在解除固浸透镜S的吸附固定时，关闭该阀E。
另外，阀控制部71在使用晶圆吸附固定部32吸附固定半导体晶圆W时，打开配置于晶圆吸附固定部32与真空泵V之间的阀E。在解除吸附固定时，关闭该阀E。进而，阀控制部71在使半导体晶圆W自吸附器10悬浮时，打开第1吸附槽13a与空气压缩机F之间的阀E，自第1吸附槽13a吹出压缩空气，在停止半导体晶圆W的悬浮时，关闭该阀E。
平台控制部72控制XYZ平台53，使导光光学系统51在X-Y-Z方向移动。夹头控制部76控制吸附器驱动机构31，使吸附器10在X-Y方向移动。
检测器控制部73控制检测器52。更具体而言，检测器控制部73进行作为检测器52的相机、或激光扫描成像装置的控制。作为此处的相机，例如可列举CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)相机、InGaAs相机、MCT (mercury cadmium telluride ctystal，碲镉汞晶体)相机、及CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)相机等。另外，该检测器控制部73可根据利用检测器52检测的光量而控制增益或偏移、或者累计时间等。
SIL控制部74进行对安装于高倍率物镜54b的固浸透镜S的动作的控制。更具体而言，SIL控制部74在将固浸透镜S真空吸附于光出射面17而抵压于光出射面17时，限制固浸透镜S的移动量以使固浸透镜S不受到损伤，或者探测固浸透镜S与光出射面17接触而通过阀控制部71的控制开始固浸透镜S的真空吸附。
透镜转台控制部75通过使透镜转台55旋转而切换低倍率物镜54a与高倍率物镜54b，选择所需的倍率。透镜转台控制部75可通过预先储存透镜转台55在何处设置何种倍率的物镜，选择所需的倍率。另外，透镜转台控制部75通过将透镜转台55的旋转方向限制于固定的方向，防止起因于反冲（backlash）的影响的位置精度的降低。
如以上所说明，由于本实施方式的半导体器件观察装置100包含吸附器10，故而可在控制部70的控制下容易地变更不使用固浸透镜S的低倍率下的半导体器件D的观察(即，利用低倍率物镜54a的观察)、及使用固浸透镜S的高倍率下的半导体器件D的观察(即，利用高倍率物镜54b的观察)。
再者，用于将固浸透镜S可移动地安装于高倍率物镜54b的构成并不限定于透镜固持器60。在将固浸透镜S安装于高倍率物镜54b的情形时，例如可形成如图9所示的构成。在此情形时，代替透镜固持器60而将透镜固持器65安装于高倍率物镜54b的前端部54c。该透镜固持器65具有多个(例如3个)保持片67。
关于保持片67，在其前端部67a形成有具有与固浸透镜S的第1部分S1的曲率为大致相同的曲率的透镜支承面67b，固浸透镜S配置于该透镜支承面67b上。另外，在保持片67的前端部67a配设有用于卡止配置于透镜支承面67b的固浸透镜S的卡止片68。卡止片68其内面68a与固浸透镜S的第2部分S2的锥形配合而倾斜。因此，固浸透镜S若与透光部12的光出射面17接触，则以其底面Sa一边与光出射面17同样地旋转(一边回转)，一边通过保持片67将固浸透镜S的中心轴保持于保持片67的半径的轴的方式移动。另外，高倍率物镜54b沿光轴L可移动，在对半导体器件D的观察位置进行焦点位置对准时，通过使高倍率物镜54b相对于半导体器件D的相对位置位移而调整。
此处，图10为表示本发明的吸附器的另一实施方式的构成的剖面图。本实施方式的半导体器件观察装置100可代替上述吸附器10而具备该图10所示的吸附器10A。吸附器10A具备主体部11A与透光部12A。主体部11A可由与吸附器10的主体部11相同的材料(例如Cu)构成。透光部12A可由与吸附器10的透光部12相同的材料(例如Si、GaP、GaAs等)构成。
主体部11A与吸附器10的主体部11同样地，具有配置有形成半导体器件D的半导体晶圆W的第1面13。主体部11A在与第1面13相反的侧具有第2面14A。在主体部11A中形成有贯通第1面13与第2面14A的贯通孔15A。主体部11A形成圆盘状，贯通孔15A配置于主体部11A的大致中央部。贯通孔15A呈自第1面13向第2面14A扩径的圆锥台状。
透光部12A嵌合于贯通孔15A而固定。透光部12A具有来自配置于第1面13上的半导体器件D的光被入射的光入射面16A、自光入射面16A入射的光被出射的光出射面17A。光入射面16A与光出射面17A相互对向。因此，透光部12A呈将光入射面16A及光出射面17A作为两端面规定的圆锥台状。
光入射面16A露出于第1面13侧。另外，光入射面16A与第1面13为同一平面。因此，若将半导体晶圆W配置于第1面13上，则形同将该半导体晶圆W的规定的半导体器件D配置于光入射面16A。光出射面17A露出于第2面14A侧。因此，来自半导体器件D的光经由透光部12A而透过吸附器10A。再者，光出射面17A与第2面14A为同一平面。
在使用该吸附器10A的情形时，可使用图10所示的固浸透镜SA而代替固浸透镜S。固浸透镜SA由半球状的主体部SA1、及平板状的凸缘部SA2构成。凸缘部SA2在主体部SA1的侧面的裙部固定于主体部SA1，可与主体部SA1一体移动。主体部SA1及凸缘部SA2由透过来自半导体器件D的光的材料构成。另外，凸缘部SA2的主表面SA21及背面SA22，以不使透过凸缘部SA2的光束发生变形的方式研磨为镜面。凸缘部SA2的形状例如可制成圆盘状。再者，固浸透镜S安装于高倍率物镜54b，但固浸透镜SA并非安装于高倍率物镜54b，与高倍率物镜54b为不同个体。
吸附器10A具有将此种固浸透镜SA吸附固定于第2面14A的构成。即，在主体部11A的第2面14A形成有多个(例如2个~5个)第2吸附槽14Aa，用于真空吸附固浸透镜SA而将其固定于第2面14A(尤其是光出射面17A)。第2吸附槽14Aa例如可在与第1吸附槽13a对应的位置形成为圆环状。第2吸附槽14Aa的各个与未图示的吸附口连通，通过与该吸附口连接的真空泵V等而将其内部抽成真空。在吸附器10A中，通过将第2吸附槽14Aa的内部抽成真空，而将固浸透镜SA固定于第2面14A。由于可通过使用此种吸附器10A，利用凸缘部SA2的整体进行固浸透镜SA的吸附，故而可以以较大的力切实地进行的固浸透镜SA相对于第2面14A的吸附固定。
此处，半导体器件观察装置100可进一步具备附有线性平台的驱动马达M。驱动马达M在控制部70的控制下，沿吸附器10A的第2面14A使固浸透镜SA移动。如此，在使用吸附器10A、固浸透镜SA、及驱动马达M的半导体器件观察装置100中，例如可以下述的方式进行导体单元D的观察。
首先，在解除固浸透镜SA相对于第2面14A的吸附固定后，如图10(b)所示，通过驱动马达M使固浸透镜SA沿吸附器10A的第2面14A(沿图中的箭头方向)移动，将固浸透镜SA的凸缘部SA2配置于透光部12A的光出射面17A(即，使固浸透镜SA的主体部SA1自光出射面17A脱离)。在此状态下，通过将第2吸附槽14Aa内抽成真空，将固浸透镜SA吸附固定于第2面14A。于是，使用低倍率物镜54a进行半导体器件D的观察。一面以此方式进行低倍率下的观察一面使半导体晶圆W相对于透光部12A移动，而将半导体器件D的所需的观察位置配置于透光部12A的中心。
继而，在解除固浸透镜SA相对于第2面14A的吸附固定后，如图10(a)所示，通过驱动马达M使吸附器10A移动，将固浸透镜SA的主体部SA1配置于透光部12A的光出射面17A。在此状态下，通过将第2吸附槽14Aa抽成真空，将固浸透镜SA吸附固定于第2面14A。于是，使用固浸透镜SA的主体部SA1及高倍率物镜54b进行半导体器件D的观察。通过以此方式使用固浸透镜SA中的半球状的主体部SA1进行观察，例如使显微镜观察下的倍率、NA均为3.5倍而可进行高分辨率的观察。
再者，在使半导体器件D的观察位置移动的情形时，解除固浸透镜SA的吸附固定，在使主体部SA1向想观察的位置的上方(图中的下方)移动后，进行吸附固定并进行观察。该观察本身也可时常于固浸透镜SA的移动中进行。另外，将物镜位置设于主体部SA1的正上方进行观察的情形也可使像差变为最小而在广范围内进行观察。
如以上所说明，根据吸附器10A，可一面通过使用第1吸附槽13a的真空吸附将半导体器件D吸附固定于光入射面16A，一面通过使用第2吸附槽14Aa的真空吸附将固浸透镜SA的主体部SA1吸附固定于光出射面17A。另外，同样地可通过一面将半导体器件D吸附固定于光入射面16A，一面停止使用第2吸附槽14Aa的真空吸附，解除固浸透镜SA的吸附固定，使固浸透镜SA的主体部SA1自光出射面17A脱离。如此，根据吸附器10A，可一面将成为观察对象的半导体器件D吸附固定于光入射面16A，一面容易地进行固浸透镜SA的主体部SA1的移动。因此，根据吸附器10A，可容易地变更使用固浸透镜SA的凸缘部SA2的低倍率下的半导体器件D的观察、及使用固浸透镜SA的主体部SA1的高倍率下的半导体器件D的观察。
因此，根据具备吸附器10A的半导体器件观察装置100，在控制部70的控制下，可容易地变更使用固浸透镜SA的凸缘部SA2及低倍率物镜54a的低倍率下的半导体器件D的观察、及使用固浸透镜SA的主体部SA1及高倍率物镜54b的高倍率下的半导体器件D的观察。
[半导体器件观察方法的第1实施方式]
其次，对本发明的半导体器件观察方法的第1实施方式进行说明。本实施方式的半导体器件观察方法为使用上述半导体器件观察装置100观察半导体器件的方法。图11为表示该半导体器件观察方法的工序的流程图，图12为模式性地表示该半导体器件观察方法中的部分工序的图。
首先，通过使用吸附器10真空吸附半导体晶圆W，将半导体晶圆W吸附固定于第1面13(步骤S11)。更具体而言，阀控制部71打开配置于第1吸附槽13a与真空泵V之间的阀E，将第1吸附槽13a的内部抽成真空，将半导体晶圆W吸附固定于第1面13。此时，将形成半导体晶圆W的半导体器件D固定于光入射面16。
继而，在将半导体器件D固定于光入射面16的状态下，测试器40于半导体器件D的规定的部位接触探针42，对该规定的部位施加电压(步骤S12：电压施加工序)。
继而，使用配置于光出射面17侧的低倍率物镜54a观察通过步骤S12中的电压的施加而自半导体器件D发出且透过透光部12的光，由此检测半导体器件D中的观察对象部位(例如故障部位)(步骤S13：检测工序)。再者，在该步骤S13后暂时停止向半导体器件的电压的施加，在后述的步骤S18中，在取得观察对象部位的图像时可再次进行。
在该步骤S13中，平台控制部72控制XYZ平台53，如图12(a)所示，一面通过在X-Y方向驱动低倍率物镜54a来调节低倍率物镜54a与透光部12的位置关系，一面观察透过透光部12的光而检测观察对象部位。再者，在该步骤S13中，也可视需要预先检测多个观察对象部位而将其X-Y方向的位置数据储存于控制部70。
继而，通过透镜转台控制部75控制透镜转台55(旋转)，将物镜自低倍率物镜54a切换为高倍率物镜54b(步骤S14)。
继而，平台控制部72控制XYZ平台53，使高倍率物镜54b与安装于高倍率物镜54b的固浸透镜S在光出射面17侧沿X-Y方向移动，将其位置对准于在步骤S13中检测的观察对象部位(步骤S15：位置对准工序)。
继而，通过真空吸附固浸透镜S将固浸透镜S吸附固定于光出射面17(步骤S16：吸附固定工序)。更具体而言，阀控制部71打开配置于第2吸附槽14a与真空泵V之间的阀E，将第2吸附槽14a的内部抽成真空，将固浸透镜吸附固定于光出射面17。
在该步骤S16中，首先，平台控制部72控制XYZ平台53，在使高倍率物镜54b与固浸透镜S沿Z方向移动而使固浸透镜S与光出射面17接触后，可通过真空吸附将固浸透镜S固定于光出射面17。
继而，平台控制部72控制XYZ平台53，通过调整高倍率物镜54b在Z方向的位置而调整高倍率物镜54b的焦点位置(步骤S17：焦点调整工序)。此处，由于固浸透镜S相对于高倍率物镜54b可移动地被保持，故而即便于在步骤S16中吸附固定固浸透镜S后，也可调节高倍率物镜54b的位置。
而且，如图12(b)所示，检测器52使用高倍率物镜54b及固浸透镜S取得在步骤S13中检测的观察对象部位的图像(步骤S18：图像取得工序)。所取得的图像被传送至与检测器52连接的计算机等而显示。
此后，视需要为取得其它观察对象部位的图像，可解除固浸透镜S的吸附固定，再次重复进行上述步骤S15以后的步骤。
如以上所说明，根据本实施方式的半导体器件观察方法，不使用固浸透镜S，而进行通过低倍率物镜54a的半导体器件D的观察，检测观察对象部位，其后，将固浸透镜S吸附固定于光出射面17，进行通过高倍率物镜54b的观察对象部位的观察。如此，根据该半导体器件观察方法，可容易地变更不使用固浸透镜S的低倍率下的半导体器件D的观察、及使用固浸透镜的高倍率下的半导体器件D的观察。
另外，在本实施方式的半导体器件观察方法中，以将半导体器件D吸附固定于光入射面16的状态对半导体器件D施加电压，一面调节低倍率物镜54a与吸附器10的位置关系一面观察半导体器件D。因此，该半导体器件观察方法可在透光部12的宽度相对于半导体器件的宽度较大的情形时应用。而且，在此种情形时，在检测观察对象部位时，由于无需变更半导体器件D与吸附器10的位置关系(即，无需进行透光部12的位置对准)，故而观察对象部位的确定变得容易。
[半导体器件观察方法的第2实施方式]
其次，对本发明的半导体器件观察方法的第2实施方式进行说明。本实施方式的半导体器件观察方法也是使用上述半导体器件观察装置100进行半导体器件观察的方法。图13为表示该半导体器件观察方法的工序的流程图，图14为模式性地表示该半导体器件观察方法中的部分工序的图。
首先，通过使用吸附器10真空吸附半导体晶圆W，将半导体晶圆W吸附固定于第1面13(步骤S21)。更具体而言，阀控制部71打开配置于第1吸附槽13a与真空泵V之间的阀E，将第1吸附槽13a的内部抽成真空，将半导体晶圆W吸附固定于第1面13。此时，将形成于半导体晶圆W的半导体器件D固定于光入射面16。
继而，在将半导体器件D固定于光入射面16的状态下，测试器40于半导体器件D的规定的部位接触探针42，对该规定的部位施加电压(步骤S22：电压施加工序)。
继而，使用配置于光出射面17侧的低倍率物镜54a观察通过步骤S22中的电压的施加而自半导体器件D发出且透过透光部12的光，由此检测半导体器件D中的观察对象部位(步骤S23：检测工序)。在该步骤S23中，也可视需要预先检测多个观察对象部位，将其X-Y方向的位置数据储存于控制部70。另外，在该步骤S23之后暂时停止向半导体器件的电压的施加，在后述的步骤S31中，在取得观察对象部位的图像时，可再次进行。
继而，通过来自吸附器10的空气的吹出，将半导体晶圆W悬浮保持于吸附器10上(步骤S24：吸附器移动工序)。更具体而言，阀控制部71关闭配置于第1吸附槽13a与真空泵V之间的阀E，停止第1吸附槽13a的内部的真空处理，并且打开配置于第1吸附槽13a与空气压缩机F之间的阀E，通过自第1吸附槽13a将压缩空气吹出，使配置于第1面13的半导体晶圆W悬浮。由此，半导体晶圆W悬浮保持于第1面13与探针42之间。此时，半导体晶圆W通过压缩空气抵压于探针42，其X-Y方向的位置稳定化。再者，半导体晶圆W的悬浮的程度可通过来自半导体晶圆W与透光部12的边界的反射光的干扰而引起的干扰图案判断。该干扰图案在吸附时变为较暗的一种颜色，但随着半导体晶圆W悬浮会变亮，且开始出现条纹。
继而，如图14(a)所示，夹头控制部76控制吸附器驱动机构31，使吸附器10在X-Y方向移动，并且平台控制部72使低倍率物镜54a于X-Y方向移动，以通过透光部12的中央与在步骤S23中检测的观察对象部位对准的方式进行透光部12的位置对准(步骤S25：吸附器移动工序)。再者，在该步骤S25中，也可预先固定低倍率物镜54a及吸附器10使半导体器件D(半导体晶圆W)移动。在此情形时，半导体晶圆W的移动使用晶圆吸附固定部32进行。如此，在步骤S25中，只要使低倍率物镜54a及吸附器10沿X-Y方向相对于半导体器件D相对地移动即可。
另外，在该步骤S25中，可通过一面观察半导体器件D的反射像一面对透光部12进行位置对准，确实地将透光部12的中心位置对准于观察对象部位。进而，在该工序25中，在进行透光部12的位置对准后，可对半导体器件D再次施加电压而确认透光部12的中心是否与观察对象部位对准。由此，可更加提高透光部12的位置对准的精度。
继而，通过真空吸附半导体晶圆W将半导体器件D吸附固定于光入射面16(步骤S26：吸附器移动工序)。更具体而言，阀控制部71关闭配置于第1吸附槽13a与空气压缩机F之间的阀E，停止压缩空气的吹出，进而，打开配置于第1吸附槽13a与真空泵V之间的阀E，将第1吸附槽13a的内部抽成真空，吸附固定半导体晶圆。
继而，通过透镜转台控制部75控制透镜转台55(旋转)，将物镜自低倍率物镜54a切换为高倍率物镜54b(步骤S27)。
继而，平台控制部72控制XYZ平台53，使高倍率物镜54b与安装于高倍率物镜54b的固浸透镜S在光出射面17侧沿X-Y方向移动，将这些位置对准于与透光部12位置对准的观察对象部位(步骤S28：位置对准工序)。
继而，通过真空吸附将固浸透镜S吸附固定于光出射面17(步骤S29：吸附固定工序)。更具体而言，阀控制部71打开配置于第2吸附槽14a与真空泵V之间的阀E，将第2吸附槽14a的内部抽成真空，吸附固定固浸透镜S。
在该步骤S29中，首先，平台控制部72控制XYZ平台53，在使高倍率物镜54b与固浸透镜S沿Z方向移动而使固浸透镜S与光出射面17接触后，可通过真空吸附将固浸透镜S固定于光出射面17。
继而，平台控制部72控制XYZ平台53，通过调整高倍率物镜54b在Z方向的位置而调整高倍率物镜54b的焦点位置(步骤S30：焦点调整工序)。此处，由于固浸透镜S相对于高倍率物镜54b可移动地被保持，故而即便在步骤S27中吸附固定固浸透镜S后，也可调节高倍率物镜54b的位置。
而且，如图14(b)所示，检测器52使用高倍率物镜54b及固浸透镜S取得观察对象部位的图像(步骤S31：图像取得工序)。所取得的图像被传送至与检测器52连接的计算机等而显示。此后，视需要为取得其它观察对象部位的图像，可使用在步骤S23中储存的位置数据重复进行上述步骤S24以后的步骤。
如以上所说明，根据本实施方式的半导体器件观察方法，与上述第1实施方式的半导体器件观察方法同样地，可容易地变更不使用固浸透镜S的低倍率下的半导体器件D的观察、及使用固浸透镜的高倍率下的半导体器件D的观察。
另外，本实施方式的半导体器件观察方法，将半导体晶圆W悬浮保持于吸附器10上，使低倍率物镜54a及吸附器10相对于半导体器件D相对地移动，将透光部12位置对准于观察对象部位。因此，该半导体器件观察方法可应用于透光部12的宽度相对于半导体器件D的宽度较小的情形。而且，在此种情形时，由于光入射面16与半导体器件D的接触面积、或光出射面17与固浸透镜S的接触面积较小，故而半导体器件D及固浸透镜S的吸附效率变高。因此，可于半导体器件D与透光部12之间、及透光部12与固浸透镜S之间确实地实现消散耦合。
再者，在本实施方式的半导体器件观察方法中，在步骤S23中检测观察对象部位后，将半导体晶圆W悬浮保持于吸附器10上，将物镜切换为高倍率物镜54b，使吸附器10、高倍率物镜54b、及固浸透镜S一体移动，由此，可使用控制部70储存的位置数据将透光部12、高倍率物镜54b、及固浸透镜S同时位置对准于观察对象部位。在此情形时，作为后序工序，可于在步骤S29中吸附固定固浸透镜S及半导体晶圆W后，进行步骤S30与步骤S31。在此情形时，在步骤S31中取得一个观察对象部位的图像后，不自固浸透镜S分离吸附器10而将半导体晶圆W悬浮保持于吸附器10上，使吸附器10、高倍率物镜54b、及固浸透镜S一体移动，可通过将透光部12、高倍率物镜54b、及固浸透镜S同时位置对准于其它观察对象部位而容易地观察多个观察对象部位。
另外，上述吸附器10、半导体器件观察装置100、及各半导体器件观察方法也可用于取得利用电压的施加的来自半导体器件D的发光像，也可用于取得半导体器件D中形成的电路图案像。另外，上述吸附器10、半导体器件观察装置100、及各半导体器件观察方法也可用于取得使用来自半导体器件D的反射像即电路图案像将焦点位置与观察位置对准，通过对半导体器件D施加电压所得的发光像、或取得激光的扫描的OBIRCH像或OBIC像。
产业上的可利用性
根据本发明，可提供一种可容易地进行半导体器件的低倍率下的观察与高倍率下的观察的变更的吸附器、半导体器件观察装置、及半导体器件观察方法。

Claims (13)

1.一种吸附器，其特征在于：
是用于使用固浸透镜进行半导体器件的观察的半导体器件观察装置的吸附器，
具备：
主体部，其具有配置形成有所述半导体器件的半导体晶圆的第1面、及作为与所述第1面为相反侧的面的第2面，且形成有贯通所述第1面与所述第2面的贯通孔；及
透光部，其具有供来自所述半导体器件的光入射的光入射面、及供自所述光入射面入射的光出射的光出射面，所述透光部以所述光入射面露出于所述第1面侧、且所述光出射面露出于所述第2面侧的方式嵌合于所述贯通孔，
在所述第1面上形成有第1吸附槽，其用于将所述半导体晶圆真空吸附而将所述半导体器件固定于所述光入射面，
在所述第2面上形成有第2吸附槽，其用于将所述固浸透镜真空吸附而固定于所述光出射面。
2.如权利要求1所述的吸附器，其特征在于：
在所述第2面上形成有用于配置所述固浸透镜的凹部，
所述贯通孔形成于所述凹部的底面，
所述光出射面位于较所述凹部的底面更靠近所述第2面侧的位置，
所述第2吸附槽沿所述凹部的底面上的所述贯通孔的边缘部形成。
3.如权利要求1或2所述的吸附器，其特征在于：
所述透光部由折射率与构成所述半导体器件的基板的材料的折射率大致相同的材料构成。
4.如权利要求1或2所述的吸附器，其特征在于：
进一步具备用于冷却所述主体部的冷却单元。
5.如权利要求3所述的吸附器，其特征在于：
进一步具备用于冷却所述主体部的冷却单元。
6.一种半导体器件观察装置，其特征在于：
是使用固浸透镜进行半导体器件的观察的半导体器件观察装置，
具备：
如权利要求1至5中任一项所述的吸附器；
导光光学系统，对透过所述透光部的光进行导光；及
摄像单元，对由所述导光光学系统导光的光进行摄像。
7.如权利要求6所述的半导体器件观察装置，其特征在于：
所述导光光学系统具有规定倍率的第1物镜、较所述规定倍率更高倍率的第2物镜、及切换所述第1物镜与所述第2物镜的物镜切换单元；
在所述第2物镜上，沿其光轴的方向可移动地安装有所述固浸透镜。
8.如权利要求6或7所述的半导体器件观察装置，其特征在于：
进一步具备用于对所述半导体器件施加电压的电压施加单元。
9.一种半导体器件观察方法，其特征在于：
是对形成于半导体晶圆的半导体器件进行观察的半导体器件观察方法，
包括：
电压施加工序，对配置于吸附器的透光部的光入射面上的所述半导体器件的规定的部位施加电压；
检测工序，通过使用配置于所述透光部的所述光入射面的相反侧的光出射面侧的第1物镜，观察自所述半导体器件发出且透过所述透光部的光，而检测所述半导体器件中的观察对象部位；
位置对准工序，在所述光出射面侧，将较所述第1物镜的倍率更高倍率的第2物镜、及安装于所述第2物镜的固浸透镜的位置对准在所述检测工序中检测到的所述观察对象部位；
吸附固定工序，通过真空吸附将所述固浸透镜固定于所述光出射面；
焦点调整工序，通过调整沿所述第2物镜的光轴方向的所述第2物镜的位置而调整所述第2物镜的焦点；及
图像取得工序，使用所述第2物镜取得所述观察对象部位的图像。
10.如权利要求9所述的半导体器件观察方法，其特征在于：
在所述电压施加工序中，在通过真空吸附所述半导体晶圆而将所述半导体器件固定于所述光入射面的状态下，对所述半导体器件施加电压；
在所述检测工序中，通过一面调节所述第1物镜与所述透光部的位置关系、一面观察来自所述半导体器件的光，而检测所述观察对象部位。
11.如权利要求9所述的半导体器件观察方法，其特征在于：
在所述检测工序与所述位置对准工序之间，还包括吸附器移动工序，通过来自所述吸附器的空气的吹出而将所述半导体晶圆悬浮保持于所述吸附器上，使所述吸附器相对于所述半导体器件相对地移动，将所述透光部的位置对准在所述检测工序中检测到的所述观察对象部位，并通过真空吸附所述半导体晶圆，而将所述半导体器件固定于所述光入射面；
在所述位置对准工序中，将所述第2物镜与所述固浸透镜的位置对准已与所述透光部的位置对准的所述观察对象部位。
12.如权利要求9所述的半导体器件观察方法，其特征在于：
在所述位置对准工序中，通过来自所述吸附器的空气的吹出而将所述半导体晶圆悬浮保持于所述吸附器上，使所述吸附器、第2物镜、及所述固浸透镜一体移动，由此将所述透光部、所述第2物镜、及所述固浸透镜的位置对准所述观察对象部位。
13.如权利要求9至12中任一项所述的半导体器件观察方法，其特征在于，
在所述吸附固定工序中，在通过使所述固浸透镜沿所述第2物镜的光轴方向移动而使所述固浸透镜与所述光出射面接触后，通过真空吸附将所述固浸透镜固定于所述光出射面。
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