KR20170059972A - 고침 렌즈 홀더 및 화상 취득 장치 - Google Patents

고침 렌즈 홀더 및 화상 취득 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170059972A
KR20170059972A KR1020177004615A KR20177004615A KR20170059972A KR 20170059972 A KR20170059972 A KR 20170059972A KR 1020177004615 A KR1020177004615 A KR 1020177004615A KR 20177004615 A KR20177004615 A KR 20177004615A KR 20170059972 A KR20170059972 A KR 20170059972A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
lens
objective lens
semiconductor device
opening
spherical surface
Prior art date
Application number
KR1020177004615A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102400976B1 (ko
Inventor
히로토시 데라다
이쿠오 아라타
마사타카 이케스
Original Assignee
하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 filed Critical 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
Publication of KR20170059972A publication Critical patent/KR20170059972A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102400976B1 publication Critical patent/KR102400976B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/027—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses the lens being in the form of a sphere or ball
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002—Scanning microscopes
    • G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/0052—Optical details of the image generation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/02—Objectives
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/24—Base structure
    • G02B21/26—Stages; Adjusting means therefor
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/33—Immersion oils, or microscope systems or objectives for use with immersion fluids
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/361—Optical details, e.g. image relay to the camera or image sensor
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/36—Microscopes arranged for photographic purposes or projection purposes or digital imaging or video purposes including associated control and data processing arrangements
    • G02B21/362—Mechanical details, e.g. mountings for the camera or image sensor, housings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/14—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses adapted to interchange lenses
    • G02B7/16—Rotatable turrets

Abstract

고침 렌즈 홀더(8)는, 구면부(6a)의 일부가 대물 렌즈(21)측으로 돌출하도록 구면부(6a)를 내부에 배치하는 제1 개구(71)를 가지는 제1 부재(70)와, 맞닿음면(6f)이 대물 렌즈(21)측과는 반대측으로 돌출하도록 맞닿음부(6d)를 내부에 배치하는 제2 개구(87)를 가지는 제2 부재(80)를 구비한다. 제1 부재(70)는, 제1 개구(71)의 내면(71a)으로부터 제1 개구(71)의 중심측으로 연장되고, 구면부(6a)와 접촉 가능하게 구성된 3개의 돌출부(73)를 가진다.

Description

고침 렌즈 홀더 및 화상 취득 장치{SOLID IMMERSION LENS HOLDER AND IMAGE ACQUISITION DEVICE}
본 발명의 일측면은, 고침(固浸) 렌즈 홀더 및 고침 렌즈 홀더를 구비하는 화상(畵像) 취득 장치에 관한 것이다.
관찰 대상물의 확대 화상을 얻기 위한 렌즈로서, 고침 렌즈(SIL：Solid Immersion Lens)가 알려져 있다. 고침 렌즈는, 예를 들면, 반구(半球) 형상 또는 바이어슈트라스구(Weierstrass球)로 불리는 초반구(超半救) 형상을 나타내며, 크기가 1mm~5mm정도의 미소(微小) 렌즈이다. 이 고침 렌즈를 관찰 대상물의 표면에 밀착시켜 설치하면, 개구수(NA) 및 배율이 함께 확대되기 때문에, 높은 공간 분해능에 의한 관찰이 가능해진다.
이러한 고침 렌즈를 대물 렌즈의 전방(관찰 대상물측)에 유지하기 위한 고침 렌즈 홀더로서, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재된 것이 알려져 있다. 특허 문헌 1에 기재된 고침 렌즈 홀더는, 고침 렌즈의 구면부보다도 큰 수용 공간을 가지며, 고침 렌즈를 요동(搖動) 가능하게 유지한다. 이것에 의해, 관찰 대상물에 대해서 고침 렌즈의 저면(맞닿음면)을 맞닿게 하여 밀착시킬 때에, 고침 렌즈 홀더 내에서 고침 렌즈가 흔들려 맞닿음면이 관찰 대상물의 표면에 따라서 밀착하고, 고침 렌즈와 관찰 대상물과의 양호한 밀착을 달성하는 것이 가능하게 되어 있다.
특허 문헌 1 : 일본특허공개 제2006－201407호 공보
상기 특허 문헌 1의 고침 렌즈 홀더에서는, 고침 렌즈의 구면부와 접촉하는 부분이, 구면부와 동일한 곡률을 가지는 렌즈 받이면에 의해서 구성되어 있다. 이 구성에서는, 구면부와 렌즈 받이면이 면접촉하기 때문에, 접촉 면적이 크게 된다. 이 때문에, 밀착시에, 고침 렌즈에 작용하는 마찰력에 의해서 고침 렌즈와 고침 렌즈 홀더와의 요동이 억제되고, 관찰 대상물의 표면에 대해서 고침 렌즈의 맞닿음면이 따르기 어려워질 우려가 있었다.
본 발명의 일측면은, 관찰 대상물에 대해서 고침 렌즈를 따라서 밀착시키기 쉽게 할 수 있는 고침 렌즈 홀더 및 고침 렌즈 홀더를 구비하는 화상 취득 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일측면에 관한 고침 렌즈 홀더는, 대물 렌즈의 전방에 고침(固浸, solid immersion) 렌즈를 유지하는 고침 렌즈 홀더로서, 고침 렌즈는, 대물 렌즈와 대향하여 배치되는 구면부(球面部)와, 관찰 대상물에 맞닿는 맞닿음면을 포함하는 맞닿음부를 가지며, 구면부의 일부가 대물 렌즈측으로 돌출하도록 구면부를 내부에 배치하는 제1 개구를 가지는 제1 부재와, 맞닿음면이 대물 렌즈측과는 반대측으로 돌출하도록 맞닿음부를 내부에 배치하는 제2 개구를 가지는 제2 부재를 구비하며, 제1 부재는, 제1 개구의 내면으로부터 제1 개구의 중심측으로 연장되고, 구면부와 접촉 가능하게 구성된 3개의 돌출부를 가진다.
이 고침 렌즈 홀더에 의하면, 3개의 돌출부에서 고침 렌즈의 구면부와 접촉하기 때문에, 고침 렌즈에 대한 접촉 면적을 작게 할 수 있다. 이것에 의해, 고침 렌즈가 흔들릴 때에 고침 렌즈에 작용하는 마찰력을 작게 하여, 고침 렌즈와 고침 렌즈 홀더를 미끄러지기 쉽게 할 수 있다. 그 결과, 관찰 대상물에 대해서 고침 렌즈를 따라서 밀착시키기 쉽게 하는 것이 가능해진다.
본 발명의 일측면에 관한 고침 렌즈 홀더에서는, 3개의 돌출부는, 제1 개구의 둘레 방향으로 120도 간격으로 마련되어 있어도 괜찮다. 이 경우, 돌출부가 구면부에 접촉했을 때에 고침 렌즈의 구면부에 대해서 평균적으로 힘을 가할 수 있다. 이것에 의해, 관찰 대상물에 대해서 고침 렌즈를 따라서 밀착시키기 쉽게 하는 것이 가능해진다.
본 발명의 일측면에 관한 고침 렌즈 홀더에서는, 3개의 돌출부와 구면부와의 접촉 위치, 및 구면부의 곡률 중심을 통과하는 직선이, 대물 렌즈의 광축에 대해 30~65도의 범위에서 교차해도 괜찮다. 이 경우, 대물 렌즈의 시야를 유지하면서, 고침 렌즈와 고침 렌즈 홀더와의 사이의 양호한 미끄러짐을 확보하는 것이 가능해진다.
본 발명의 일측면에 관한 고침 렌즈 홀더에서는, 3개의 돌출부는, 구면부에 대해서 선접촉하도록 구성되어 있어도 좋다. 이 경우, 돌출부의 고침 렌즈에 대한 접촉 면적을 더욱 작게 할 수 있어, 고침 렌즈와 고침 렌즈 홀더를 더욱 미끄러지기 쉽게 할 수 있다. 이것에 의해, 관찰 대상물에 대해서 고침 렌즈를 따라서 한층 밀착시키기 쉽게 하는 것이 가능해진다.
본 발명의 일측면에 관한 고침 렌즈 홀더에서는, 3개의 돌출부와 구면부와의 접촉 위치는, 제1 개구의 중심을 중심으로 하는 원주 상에 위치해도 좋다. 이 경우, 돌출부가 구면부에 접촉했을 때에 고침 렌즈의 구면부에 대해서 평균적으로 힘을 가할 수 있다. 이것에 의해, 고침 렌즈를 관찰 대상물을 따라서 밀착시키기 쉽게 하는 것이 가능해진다.
본 발명의 일측면에 관한 화상 취득 장치는, 관찰 대상물을 유지하는 스테이지와, 스테이지 상의 관찰 대상물과 대치(對峙)하도록 배치된 대물 렌즈와, 대물 렌즈의 전방에 고침 렌즈를 유지하는 상기 고침 렌즈 홀더와, 관찰 대상물로부터의 광을 고침 렌즈 및 대물 렌즈를 매개로 하여 촬상하고, 화상 데이터를 출력하는 촬상 장치와, 화상 데이터에 근거하여 관찰 대상물의 화상을 작성하는 화상 작성 장치를 구비하며, 고침 렌즈는, 대물 렌즈와 대향하여 배치되는 구면부와, 관찰 대상물에 맞닿는 맞닿음면을 포함하는 맞닿음부를 가지며, 고침 렌즈 홀더는, 구면부의 일부가 대물 렌즈측으로 돌출하도록 구면부를 내부에 배치하는 제1 개구를 가지는 제1 부재와, 맞닿음면이 대물 렌즈측과는 반대측으로 돌출하도록 맞닿음부를 내부에 배치하는 제2 개구를 가지는 제2 부재를 구비하며, 제1 부재는, 제1 개구의 내면으로부터 제1 개구의 중심측으로 연장되고, 구면부와 접촉하는 3개의 돌출부를 가진다.
이 화상 취득 장치에 의하면, 고침 렌즈 홀더가 3개의 돌출부에서 고침 렌즈의 구면부와 접촉하기 때문에, 고침 렌즈에 대한 접촉 면적을 작게 할 수 있다. 이것에 의해, 고침 렌즈가 흔들릴 때에 고침 렌즈에 작용하는 마찰력을 작게 하여, 고침 렌즈와 고침 렌즈 홀더를 미끄러지기 쉽게 할 수 있다. 그 결과, 관찰 대상물에 대해서 고침 렌즈를 따라서 밀착시키기 쉽게 하는 것이 가능해진다. 그 때문에, 선명한 관찰 대상물의 화상을 취득할 수 있다.
본 발명의 일측면에 의하면, 관찰 대상물에 대해서 고침 렌즈를 따라서 밀착시키기 쉽게 할 수 있는 고침 렌즈 홀더 및 고침 렌즈 홀더를 구비하는 화상 취득 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 실시 형태의 고침 렌즈 홀더를 구비하는 반도체 검사 장치를 나타내는 구성도이다.
도 2는 대물 렌즈 및 고침 렌즈 홀더를 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 2의 요부 확대도이다.
도 4는 도 3의 제1 부재를 대물 렌즈측으로부터 본 도면이다.
도 5의 (a)는 고침 렌즈가 관찰 대상물에 맞닿기 전의 상태를 나타내는 도면이며, (b)는 고침 렌즈가 관찰 대상물에 맞닿는 상태를 나타내는 도면이다.
도 6은 변형예를 나타내는 도면이며, (a)는 렌즈 유지부의 구성도, (b)는 제1 부재를 대물 렌즈측으로부터 본 도면이다.
이하, 도면과 함께 본 발명에 관한 고침 렌즈 홀더의 바람직한 실시 형태에 대해 설명한다. 또, 각 도면에서, 동일 또는 대응하는 요소에는 동일 부호를 부여하고, 중복하는 설명은 생략한다.
도 1은, 실시 형태의 고침 렌즈 홀더를 구비하는 반도체 검사 장치(화상(畵像) 취득 장치)를 나타내는 구성도이다. 도 2는, 대물 렌즈 및 고침 렌즈 홀더를 나타내는 구성도이다. 도 3은, 도 2의 요부 확대도이다. 도 4는, 도 3의 고침 렌즈 유지부를 대물 렌즈측으로부터 본 도면이다. 도 5의 (a)는 고침 렌즈가 관찰 대상물에 맞닿기 전의 상태를 나타내는 도면이며, 도 5의 (b)는 고침 렌즈가 관찰 대상물에 맞닿는 상태를 나타내는 도면이다. 또, 도 1~3에서는, 고침 렌즈가 관찰 대상물에 맞닿는 시료 관찰시의 상태를 나타내고 있다. 이하의 설명에서는, 고침 렌즈에 대해서 대물 렌즈측을 상측으로 하고, 관찰 대상물측을 하측으로 하여 설명한다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 반도체 검사 장치(화상 취득 장치)(1)는, 예를 들면, 시료(10)인 몰드형 반도체 디바이스가 가지는 반도체 디바이스(11)(도 2 참조)를 관찰 대상물로 하고, 반도체 디바이스(11)의 화상을 취득하고 그 내부 정보를 검사하는 검사 장치이다.
「몰드형 반도체 디바이스」는, 반도체 디바이스(11)가 수지(樹脂)(12)에 의해서 몰드된 디바이스이다. 또, 「내부 정보」로서는, 반도체 디바이스의 회로 패턴이나 반도체 디바이스로부터의 미약(微弱) 발광이 포함된다. 이 미약 발광으로서는, 반도체 디바이스의 결함에 근거하는 이상(異常) 위치에 기인하는 발광, 또는 반도체 디바이스 중의 트랜지스터의 스위칭 동작에 따른 트랜션트(transient) 발광 등을 들 수 있다. 게다가, 「내부 정보」에는, 반도체 디바이스의 결함에 근거하는 발열도 포함된다.
시료(10)에는, 수지(12) 내에 매설(埋設)된 반도체 디바이스(11)의 이면(裏面)이 노출하도록, 수지(12)가 절삭(切削)되어 있다. 시료(10)는, 관찰부(A)에 마련된 스테이지(2) 상에, 반도체 디바이스(11)의 이면이 위를 향하도록 재치(載置)됨으로써, 스테이지(2)에 유지된다. 이와 같이, 시료(10)의 일부를 절삭하여 반도체 디바이스(11)의 이면을 노출시키고 있으므로, 반도체 디바이스(11)는, 수지(12)가 절삭되어 이루어지는 오목부(13)의 저면에 위치하게 된다. 그리고, 반도체 검사 장치(1)는, 본 실시 형태에 있어서는, 반도체 디바이스(11)의 도시(圖示)된 하면(반도체 디바이스(11)의 기판 표면에 형성된 집적 회로 등)을 검사한다.
반도체 검사 장치(1)는, 반도체 디바이스(11)의 관찰을 행하는 관찰부(A)와, 관찰부(A)의 각 부의 동작을 제어하는 제어부(B)와, 반도체 디바이스(11)의 검사에 필요한 처리나 지시 등을 행하는 해석부(C)를 구비하고 있다.
관찰부(A)는, 반도체 디바이스(11)로부터의 화상을 취득하는 화상 취득 수단으로서의 고감도 카메라(3) 및 레이저 스캔 광학계(LSM：Laser Scanning Microscope) 유닛(4)과, 현미경(5)의 대물 렌즈(21)를 포함하는 광학계(20)와, 반도체 디바이스(11)의 확대 관찰 화상을 얻기 위한 고침 렌즈(6)(도 2 참조)와, 이들을 서로 직교하는 X－Y－Z방향으로 각각 이동시키는 X－Y－Z 스테이지(7)를 구비하고 있다. 대물 렌즈(21)는, 고감도 카메라(3) 및 LSM 유닛(4)과 반도체 디바이스(11)와의 사이에 배치되고, 반도체 디바이스(11)와 대치(對峙)하도록 배치되어 있다.
광학계(20)는, 상기 대물 렌즈(21)에 더하여, 카메라용 광학계(22)와, LSM 유닛용 광학계(23)를 구비하고 있다. 대물 렌즈(21)는, 배율이 다른 것이 복수 마련되고, 전환 가능하게 되어 있다. 또, 대물 렌즈(21)는, 보정환(補正環)(24)(도 2 참조)을 가지고 있고, 보정환(24)을 조정함으로써 관찰하고 싶은 개소에 확실히 초점을 맞추는 것이 가능하게 되어 있다. 카메라용 광학계(22)는, 고침 렌즈(6) 및 대물 렌즈(21)를 통과한 반도체 디바이스(11)로부터의 광을 고감도 카메라(3)(광 검출기)로 안내한다. 고감도 카메라(3)는, 반도체 디바이스(11)의 회로 패턴 등의 화상을 작성하기 위한 화상 데이터를 출력한다. 고감도 카메라(3)에는, CCD 에어리어 이미지 센서나 CMOS 에어리어 이미지 센서 등이 탑재되어 있다. 또 고감도 카메라(3)는, InGaAs 카메라나 InSb 카메라, MCT 카메라 등이라도 괜찮다.
한편, LSM 유닛용 광학계(23)는, LSM 유닛(4)으로부터의 적외(赤外) 레이저광을 빔 스플리터(미도시)에서 대물 렌즈(21)측으로 반사하고 반도체 디바이스(11)로 안내한다. LSM 유닛용 광학계(23)는, 고침 렌즈(6) 및 대물 렌즈(21)를 통과하여 고감도 카메라(3)를 향하는 반도체 디바이스(11)로부터의 반사 레이저광을 LSM 유닛(4)으로 안내한다.
이 LSM 유닛(4)은, 적외 레이저광을 X－Y방향으로 주사하고 반도체 디바이스(11)측으로 출사하는 한편으로, 반도체 디바이스(11)로부터의 반사광을 애벌란시(avalanche) 포토 다이오드나 포토 다이오드, 광전자(光電子) 증배관(增倍管), 초전도 단일 광자(光子) 검출기 등의 광 검출기(4a)에서 검출한다. 이 검출광의 강도는, 반도체 디바이스(11)의 회로 패턴을 반영한 강도로 되어 있다. 따라서, LSM 유닛(4)의 광 검출기(4a)는, LSM 유닛(4)에 의해서 적외 레이저광을 반도체 디바이스(11) 상에 X－Y주사시키고, 반도체 디바이스(11)의 회로 패턴 등의 화상을 작성하기 위한 화상 데이터를 출력한다.
X－Y－Z 스테이지(7)는, 고감도 카메라(3), LSM 유닛(4), 광학계(20) 및 고침 렌즈(6) 등을, X－Y방향(수평 방향；관찰 대상물인 반도체 디바이스(11)에 대해서 평행을 이루는 방향) 및 이것에 직교하는 Z방향(수직 방향)의 각각에, 필요에 따라서 이동시키기 위한 가동 스테이지이다.
제어부(B)는, 카메라 컨트롤러(31)와, 레이저 스캔(LSM) 컨트롤러(32)와, 퍼리퍼럴(peripheral) 컨트롤러(33)를 구비하고 있다. 카메라 컨트롤러(31)는 고감도 카메라(3)와 전기적으로 결합되어 있다. LSM 컨트롤러(32)는 LSM 유닛(4)과 전기적으로 결합되어 있다. 카메라 컨트롤러(31) 및 LSM 컨트롤러(32)는, 고감도 카메라(3) 및 LSM 유닛(4)의 동작을 각각 제어함으로써, 관찰부(A)에서 행하여지는 반도체 디바이스(11)의 관찰의 실행(화상의 취득) 또는 관찰 조건의 설정 등을 제어한다.
퍼리퍼럴 컨트롤러(33)는, X－Y－Z 스테이지(7) 및 LSM 유닛(4)과 전기적으로 결합되어 있다. 퍼리퍼럴 컨트롤러(33)는, X－Y－Z 스테이지(7)의 동작을 제어 함으로써, 반도체 디바이스(11)의 관찰 위치에 대응하는 위치로의 고감도 카메라(3), LSM 유닛(4) 및 광학계(20) 등의 이동, 위치 맞춤, 초점 맞춤 등을 제어한다. 또, 퍼리퍼럴 컨트롤러(33)는, 대물 렌즈(21)에 장착된 보정환 조정용 모터(25)를 구동하여, 보정환(24)을 조정한다.
해석부(C)는, 화상 해석부(41)와 지시부(42)를 구비하며, 프로세서를 포함하는 컴퓨터에 의해 구성되어 있다. 해석부(C)는, 카메라 컨트롤러(31), LSM 컨트롤러(32), 및 퍼리퍼럴 컨트롤러(33)와 전기적으로 결합되어 있다. 화상 해석부(41)는, 프로세서에 의해, 카메라 컨트롤러(31) 및 LSM 컨트롤러(32)로부터 출력되는 화상 정보(화상 데이터)에 근거하여 화상을 작성하고, 필요한 해석 처리 등을 실시한다. 지시부(42)는, 프로세서에 의해, 조작자로부터의 입력 내용이나 화상 해석부(41)에 의한 해석 내용 등을 참조하고, 제어부(B)를 매개로 하여, 관찰부(A)에서의 반도체 디바이스(11)의 검사의 실행에 관한 필요한 지시를 행한다. 또, 해석부(C)에 의해 취득 또는 해석된 화상, 데이터 등은, 필요에 따라서 해석부(C)에 접속된 표시 장치(43)에 표시된다. 해석부(C)는 화상 작성 장치를 구성한다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 고침 렌즈(6)는, 반구 형상을 가지는 미소 렌즈이며, 고침 렌즈 홀더(8)에 의해서 대물 렌즈(21)의 하부(전방)에 유지되어 있다. 즉, 고침 렌즈 홀더(8)는, 고침 렌즈(6)가 대물 렌즈(21)의 광축(L) 상에 배치되도록 고침 렌즈(6)를 유지한다. 고침 렌즈(6)는, 대물 렌즈(21)와 대향하여 배치되는 구면부(球面部)(구면)(6a)와, 반도체 디바이스(11)에 맞닿는 맞닿음부(6d)를 구비하고 있다. 고침 렌즈(6)는, 대물 렌즈(21)의 광축(L) 상에 배치되고, 맞닿음부(6d)에서 반도체 디바이스(11)와 맞닿는다(반도체 디바이스(11) 상에 재치된다).
구면부(6a)는, 반구 형상을 나타내고, 고침 렌즈(6)의 상부를 구성하고 있다. 구면부(6a)는, 대물 렌즈(21)에 대한 광의 입출력면이 되는 구면 모양의 상면(6b)과, 상면(6b)의 가장자리부에 연속하는 원기둥 주면(周面, 둘레면)(6c)을 가지고 있다. 맞닿음부(6d)는, 구면부(6a)의 저면으로부터 상면(6b)측과는 반대측으로 볼록하게 되도록 형성되고, 고침 렌즈(6)의 하부를 구성하고 있다. 맞닿음부(6d)는, 원기둥 주면(6c)에 연속하는 경사면(6e)과, 경사면(6e)에 연속하여 고침 렌즈(6)의 두께 방향(도 2 및 도 3 중의 상하 방향)과 수직으로 연장되는 평면 형상의 맞닿음면(6f)을 가지고 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 측부로부터 볼 때, 경사면(6e)을 연장한 직선의 교점은, 고침 렌즈(6)의 구심(球心)(구면부(6a)의 곡률 중심)(X)과 일치한다. 반도체 디바이스(11)의 관찰시에는, 반도체 디바이스(11)의 관찰 위치(도시된 상면)에 맞닿음면(6f)이 맞닿아 밀착한다. 또, 맞닿음면(6f)은, 평면 형상에 한정되지 않는다.
구체적으로는, 고침 렌즈(6)는, 반도체 디바이스(11)의 기판 재료와 실질적으로 동일 또는 그 굴절률에 가까운, 고굴절률 재료로 이루어진다. 이 고굴절률 재료의 대표적인 예로서는, Si, GaP, GaAs 등을 들 수 있다. 고침 렌즈(6)를 반도체 디바이스(11)의 기판 표면에 광학 밀착시키는 것에 의해, 반도체 디바이스(11) 자신이 고침 렌즈(6)의 일부로서 이용된다. 고침 렌즈(6)를 이용한 반도체 디바이스(11)의 이면(裏面) 해석에 의하면, 대물 렌즈(21)의 초점을 반도체 디바이스(11)의 기판 표면에 형성된 집적 회로에 맞추었을 때에, 고침 렌즈(6)의 효과에 의해, 반도체 디바이스(11) 중에 개구수(NA)가 높은 광속(光束)을 통과하는 것이 가능하게 되어, 고분해능화를 기대할 수 있다.
고침 렌즈(6)의 렌즈 형상은, 수차(收差)가 없어지는 조건에 의해서 정해진다. 반구 형상을 가지는 고침 렌즈(6)에서는, 그 구심(球心)(구면부(6a)의 곡률 중심)(X)이 초점이 된다. 이 때, 개구수(NA) 및 배율은 동시에 n배가 된다. 또, 고침 렌즈(6)의 형상은, 반구 형상에 한정되지 않고, 예를 들면, 바이어슈트라스(Weierstrass) 형상의 것이라도 좋다.
본 실시 형태의 특징을 이루는 고침 렌즈 홀더(8)는, 그러한 고침 렌즈(6)를 대물 렌즈(21)의 하부(전방)에 바람직하게 유지한다. 고침 렌즈 홀더(8)는, 예를 들면 알루미늄 등의 금속에 의해서 형성되어 있다. 고침 렌즈 홀더(8)는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 대물 렌즈(21)의 하단부에 장착되는 통 모양의 본체부(61)와, 본체부(61)의 반도체 디바이스(11)측(대물 렌즈(21)와는 반대측)의 단부에 마련되어 고침 렌즈(6)를 유지하는 렌즈 유지부(65)를 구비하고 있다.
본체부(61)는, 그 내부에서, LSM 유닛(4)으로부터 출력된 광을 고침 렌즈(6)측으로 통과시킴과 아울러, 반도체 디바이스(11)에 의해서 반사되어 고침 렌즈(6)로부터 출력된 광을 대물 렌즈(21)측으로 통과시킨다. 본체부(61)는, 대물 렌즈(21)의 하단부에 외삽(外揷)되어 나사 결합하는 원통 모양의 주벽부(周壁部)(62)를 가지고 있다. 주벽부(62)와 대물 렌즈(21)의 하단부가 나사 결합됨으로써, 대물 렌즈(21)의 광축(L) 상에 고침 렌즈 홀더(8)의 중심이 위치 결정된다. 고침 렌즈 홀더(8)에 유지되는 고침 렌즈(6)의 위치는, X－Y－Z 스테이지(7)의 구동에 의해서 조정된다.
본체부(61)는, 주벽부(62)와 렌즈 유지부(65)와의 사이에 연장되는 연장벽부(63)를 가지고 있다. 연장벽부(63)는, 모든 부분에도 렌즈 유지부(65)보다 반경 방향 외측에 위치하도록 형성되어 있다. 이 예에서는, 연장벽부(63)는, 복수의 휨부를 가지는 형상으로 되어 있다. 연장벽부(63)는, 주벽부(62)에 연속하여 대물 렌즈(21)의 광축(L)과 평행하게 연장되는 제1 벽부(63a)와, 제1 벽부(63a)에 연속함과 아울러 제1 벽부(63a)와 직교하여 본체부(61)의 중앙측으로 연장되는 제2 벽부(63b)와, 제2 벽부(63b)와 연속하여 렌즈 유지부(65)까지 광축(L)에 대해서 경사지게 연장되는 제3 벽부(63c)를 가지고 있다.
렌즈 유지부(65)는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 본체부(61)와 일체로 형성된 제1 부재(70)와, 제1 부재(70)의 반도체 디바이스(11)측에 장착되는 원통 모양의 제2 부재(80)를 가지고 있다.
제1 부재(70)는, 대물 렌즈(21)의 광축(L)과 직교하여 연장되는 원형 평판 모양의 베이스부(70A)를 가지고 있다. 베이스부(70A)의 중심부에는, 대물 렌즈(21)의 광축(L) 상에 중심(P1)이 위치하는 원형의 제1 개구(71)가 형성되어 있다. 제1 개구(71)의 내경은, 고침 렌즈(6)의 구면부(6a)의 외경보다도 크게 되어 있다. 또, 구면부(6a)의 외경이란, 대물 렌즈(21)측으로부터 본 경우의 외경이며, 본 실시 형태에서는 원기둥 주면(6c)의 외경이다.
제1 부재(70)는, 제1 개구(71)의 내면(71a)으로부터 중심(P1)측으로 광축(L)과 수직으로 연장되는 3개의 돌출부(73)를 가지고 있다. 3개의 돌출부(73)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 대물 렌즈(21)측으로부터 보아, 다음과 같이 구성되어 있다. 즉, 3개의 돌출부(73)는, 둘레 방향의 길이보다도 반경 방향의 길이의 쪽이 긴 부채꼴 모양을 나타내고 있고, 중심선(S)이 중심(P1) 상을 통과하도록 연장되어 있다. 또, 3개의 돌출부(73)는, 제1 개구(71)의 둘레 방향으로 120도 간격(3등배)으로 마련되어 있다. 3개의 돌출부(73)의 선단면(74)은, 곡면을 이루고 있고, 중심(P1)을 중심으로 하는 원주(R1) 상에 위치하고 있다. 또, 3개의 돌출부(73)의 선단면(74)으로부터 중심(P1)까지의 거리는, 고침 렌즈(6)의 구면부(6a)의 외경보다도 작게 되어 있다.
3개의 돌출부(73)의 각각의 선단으로부터 중간부의 사이에는, 반도체 디바이스(11)측으로 일부가 돌출하여 두께가 두꺼워진 후육부(厚肉部)(75)가 마련되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 후육부(75)의 선단부(76)는, 끝이 가는 형상을 나타내고 있으며, 반도체 디바이스(11)측의 면이, 제1 개구(71)의 중심(P1)측으로 향함에 따라 대물 렌즈(21)측으로 경사지는 경사면(76a)으로 되어 있다. 경사면(76a)는, 선단면(74)에 연속하고 있다. 후육부(75)의 선단부(76)의 두께는, 선단면(74)의 근방에서는 베이스부(70A)의 두께보다도 얇게 되어 있다. 후육부(75)에는, 제2 부재(80)와의 고정용 삽통공(揷通孔)(77)이 형성되어 있다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 제2 부재(80)는, 원통 모양의 본체부(81)와, 본체부(81)의 반도체 디바이스(11)측의 단부에 마련된 원형 평판 모양의 저면부(85)를 가지고 있다. 본체부(81)의 내경은, 고침 렌즈(6)의 구면부(6a)의 외경보다도 약간 크게 되어 있다. 또, 본체부(81)의 대물 렌즈(21)측의 단부에는, 반경 방향 외측으로 돌출된 플랜지부(83)가 형성되어 있다. 플랜지부(83)에는, 제1 부재(70)와의 고정용 삽통공(84)이 형성되어 있다. 제2 부재(80)는, 반도체 디바이스(11)측으로부터 삽통공(84) 및 삽통공(77)에 볼트(90)가 삽입 통과되어 체결됨으로써, 제1 부재(70)에 고정된다. 저면부(85)의 중심부에는, 대물 렌즈(21)의 광축(L) 상에 중심(P2)이 위치하는 원형의 제2 개구(87)가 형성되어 있다. 제2 개구(87)의 내경은, 고침 렌즈(6)의 구면부(6a)의 외경보다도 작게 되어 있다.
여기서, 렌즈 유지부(65)에 고침 렌즈(6)를 유지할 때에는, 구면부(6a)(상면(6b))의 일부가 대물 렌즈(21)측으로 돌출하도록 제1 부재(70)의 제1 개구(71)의 내부에 구면부(6a)를 배치함과 아울러, 맞닿음면(6f)이 반도체 디바이스(11)측으로 돌출하도록 제2 부재(80)의 제2 개구(87)의 내부에 맞닿음부(6d)를 배치하며, 제1 부재(70)와 제2 부재(80)와의 사이에 형성되는 수용 공간 내에 고침 렌즈(6)를 수용한다. 그리고, 볼트(90)를 체결하여, 제1 부재(70)와 제2 부재(80)를 고정한다.
이 상태에서는, 위에서 설명한 바와 같이 3개의 돌출부(73)의 선단면(74)으로부터 중심(P1)까지의 거리가 구면부(6a)의 외경보다도 작게 되어 있기 때문에, 제1 부재(70)에 의해서 고침 렌즈(6)의 대물 렌즈(21)측으로의 이탈이 규제되어 있다. 또, 제2 개구(87)의 반경이 구면부(6a)의 반경보다도 작게 되어 있기 때문에, 제2 부재(80)에 의해서 고침 렌즈(6)의 반도체 디바이스(11)측으로의 이탈도 규제되어 있다.
3개의 돌출부(73), 본체부(81), 및 저면부(85)에 의해서 형성되는 수용 공간은, 고침 렌즈(6)의 구면부(6a)보다도 약간 크게 되어 있다. 따라서, 렌즈 유지부(65)는, 고침 렌즈(6)에 대해서 덜컹거림, 환언하면, 클리어런스(clearance)(간극)를 가지고 있다. 렌즈 유지부(65)는, 고침 렌즈(6)가 반도체 디바이스(11)에 맞닿기 전의 상태에서는, 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 고침 렌즈(6)를 화살표 Y방향으로 요동 가능하게 유지하고 있다. 이 때, 고침 렌즈(6)는, 제2 부재(80)(저면부(85))에 지지되어 있다.
이 상태로부터 맞닿음면(6f)을 반도체 디바이스(11)에 맞닿게 하면, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 고침 렌즈(6)가 제2 부재(80)으로부터 떨어지고, 구면부(6a)가 3개의 돌출부(73)에 접촉한다. 이 때, 위에서 설명한 클리어런스를 가지고 있기 때문에, 고침 렌즈(6)가 흔들리거나 또는 회전하여 맞닿음면(6f)이 반도체 디바이스(11)의 표면을 따라서 밀착하여, 고침 렌즈(6)와 반도체 디바이스(11)와의 양호한 밀착을 얻는 것이 가능하게 되어 있다. 예를 들면, 반도체 디바이스(11)가 광축(L)에 대해서 경사져 있는 경우에도, 반도체 디바이스(11)의 관찰이 가능하게 되어 있다.
본 실시 형태에서는, 고침 렌즈(6)와 렌즈 유지부(65)가 3개의 돌출부(73)와 구면부(6a)와의 접촉 개소에서만 접촉하고 있어, 접촉 면적이 작다. 그 때문에, 고침 렌즈(6)가 흔들릴 때에 작용하는 마찰력이 작게 되어 있다. 그 결과, 고침 렌즈(6)와 렌즈 유지부(65)가 미끄러지기 쉽게 되어 있어, 반도체 디바이스(11)에 대해서 고침 렌즈(6)를 따라서 밀착시키기 쉽게 하는 것이 가능하게 되어 있다. 또, 이와 같이 고침 렌즈(6)가 흔들렸다고 해도, 고침 렌즈(6)에서 관찰하는 위치는 구심(X)과 일치하고 있기 때문에, 관찰로의 영향은 없다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하여, 고침 렌즈(6)가 반도체 디바이스(11)에 맞닿는 상태를 설명한다. 이 상태에서는, 맞닿음면(6f)이 대물 렌즈(21)측으로 압압(押壓)되고, 3개의 돌출부(73)가 고침 렌즈(6)의 구면부(6a)(상면(6b))와 접촉한 상태가 된다. 구체적으로는, 3개의 돌출부(73)는, 선단면(74)의 반도체 디바이스(11)측의 가장자리(74a)에서, 구면부(6a)에 대해서 둘레 방향으로 선접촉한다. 위에서 설명한 바와 같이, 3개의 돌출부(73)의 선단면(74)은, 중심(P1)을 중심으로 하는 원주(R1) 상에 위치하고 있기 때문에(도 4), 3개의 돌출부(73)와 구면부(6a)와의 접촉 위치도 원주(R1) 상에 위치하고 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 이 접촉 위치와 구면부(6a)의 곡률 중심(X)을 통과하는 직선(Z1)과, 대물 렌즈(21)의 광축(L)이 이루는 각도(θ1)는, 45도로 되어 있다.
다음으로, 반도체 검사 장치(1)를 이용하여 반도체 디바이스(11)의 화상을 취득하는 방법의 일례에 대해 설명한다.
먼저, 현미경(5)이 가지는 복수의 대물 렌즈(21) 중, 고침 렌즈(6)가 장착되어 있지 않은 대물 렌즈(21)에 의해서, 고침 렌즈(6)에서 반도체 디바이스(11)를 관찰하는 위치가 특정된다. 이 관찰 위치의 특정은, 지시부(42)에 의해서 퍼리퍼럴 컨트롤러(33)를 매개로 하여 X－Y－Z 스테이지(7)를 구동시키는 것에 의해 행하여진다.
관찰 위치를 특정한 후, 고침 렌즈 홀더(8)가 장착된 대물 렌즈(21)로 전환하여 관찰이 행하여진다. 이 때, 지시부(42)는, 고침 렌즈 홀더(8)가 유지하고 있는 고침 렌즈(6)의 특성(고침 렌즈(6)의 두께, 또는 굴절률 등), 반도체 디바이스(11)의 기판 두께, 기판 재질 등에 따라서, 퍼리퍼럴 컨트롤러(33)를 매개로 하여 보정환 조정용 모터(25)를 구동함으로써 보정환(24)을 적정한 위치에 맞춘다.
지시부(42)는, 상기 고침 렌즈(6)의 특성 등에 따라서 퍼리퍼럴 컨트롤러(33)를 매개로 하여, X－Y－Z 스테이지(7)를 구동함으로써 고침 렌즈(6)를 반도체 디바이스(11)에 꽉 눌러 밀착시킨다. 이 때, 위에서 설명한 바와 같이, 고침 렌즈(6)가 렌즈 유지부(65) 내에서 흔들려 맞닿음면(6f)이 반도체 디바이스(11)의 표면을 따라서 밀착하는 것에 의해, 고침 렌즈(6)와 반도체 디바이스(11)와의 양호한 밀착이 얻어진다.
지시부(42)는, 퍼리퍼럴 컨트롤러(33)를 매개로 하여 X－Y－Z 스테이지(7)를 구동함으로써 대물 렌즈(21)의 초점 맞춤을 실시한다. 그리고, 대물 렌즈(21)의 초점이 맞은 상태에서, 지시부(42)는, LSM 컨트롤러(32) 및 카메라 컨트롤러(31)를 매개로 하여, LSM 유닛(4) 및 고감도 카메라(3) 등을 이용하여 반도체 디바이스(11)의 관찰을 실시한다.
이 관찰에서, LSM 유닛(4)으로부터 출력된 적외 레이저광은, 대물 렌즈(21)를 통과하여 시료(10)측으로 출력된다. 대물 렌즈(21)로부터 출력된 광은, 본체부(61)내를 통과하여 고침 렌즈(6)의 상면(6b)으로부터 고침 렌즈(6)에 입사하여 반도체 디바이스(11)를 향해서 출력된다. 그리고, 적외 레이저광에 의해서 조사되어 반도체 디바이스(11)로부터 반사한 광(반사광)은, 재차 고침 렌즈(6)에 입사하여 고침 렌즈(6)의 상면(6b)으로부터 출력된다. 보다 구체적으로는, 반도체 디바이스(11)로부터의 반사광은, 상면(6b) 중 제1 개구(71)보다도 내측의 부분으로부터 출력된다.
이 고침 렌즈(6)로부터 출력된 반사광은, 본체부(61) 내를 통과하여 대물 렌즈(21)에 입사한다. 대물 렌즈(21)에 입사된 반사광은, 카메라용 광학계(22)에 의해서 고감도 카메라(3)로 안내된다. 고감도 카메라(3)는, 반도체 디바이스(11)의 회로 패턴 등의 화상을 취득한다.
이상 설명한 고침 렌즈 홀더(8) 및 고침 렌즈 홀더(8)를 구비하는 반도체 검사 장치(1)의 작용 및 효과를 설명한다.
고침 렌즈 홀더(8)에 의하면, 3개의 돌출부(73)에서 고침 렌즈(6)의 구면부(6a)와 접촉하기 때문에, 고침 렌즈(6)에 대한 접촉 면적을 작게 할 수 있다. 이것에 의해, 고침 렌즈(6)가 흔들릴 때에 고침 렌즈(6)에 작용하는 마찰력을 작게 하여, 고침 렌즈(6)와 고침 렌즈 홀더(8)를 미끄러지기 쉽게 할 수 있어, 반도체 디바이스(11)에 대해서 고침 렌즈(6)를 따라서 밀착시키기 쉽게 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 고침 렌즈 홀더(8)를 구비하는 반도체 검사 장치(1)에서는, 선명한 반도체 디바이스(11)의 화상을 취득할 수 있다.
고침 렌즈 홀더(8)에서는, 3개의 돌출부(73)가 제1 개구(71)의 둘레 방향으로 120도 간격으로 마련되어 있기 때문에, 돌출부(73)가 구면부(6a)에 접촉했을 때에 구면부(6a)에 대해서 평균적으로 힘을 가할 수 있다. 이것에 의해, 반도체 디바이스(11)에 대해서 고침 렌즈(6)를 따라서 밀착시키기 쉽게 하는 것이 가능해진다. 또, 본 실시 형태에서는, 구면부(6a)에 대해서 균일하게 힘을 가하는 것이 가능하게 되어 있다.
고침 렌즈 홀더(8)에서는, 3개의 돌출부(73)와 구면부(6a)와의 접촉 위치, 및 구면부(6a)의 곡률 중심(X)을 통과하는 직선(Z1)이, 대물 렌즈(21)의 광축(L)에 대해서 45도로 교차되어 있다. 직선(Z1)과 광축(L)과의 이루는 각도(θ1)가 크고, 3개의 돌출부(73)의 길이가 짧은 경우, 광의 비네팅(vignetting)이 적게 되는 점에서 바람직하지만, 고침 렌즈(6)와 고침 렌즈 홀더(8)가 미끄러지기 어려워지는 점에서 바람직하지 않다. 한편, 각도(θ1)가 작고, 3개의 돌출부(73)의 길이가 긴 경우, 고침 렌즈(6)와 고침 렌즈 홀더(8)가 미끄러지기 쉬워지는 점에서 바람직하지만, 광의 비네팅이 많아지는 점에서 바람직하지 않다. 이 점, 고침 렌즈 홀더(8)와 같이 각도(θ1)를 45도로 하면, 대물 렌즈(21)의 시야를 유지하면서, 고침 렌즈(6)와 고침 렌즈 홀더(8)와의 사이의 양호한 미끄러짐을 확보하는 것이 가능해진다.
고침 렌즈 홀더(8)에서는, 3개의 돌출부(73)가 구면부(6a)에 대해서 선접촉하고 있다. 이것에 의해, 돌출부의 고침 렌즈(6)에 대한 접촉 면적을 더욱 작게 할 수 있어, 고침 렌즈(6)와 고침 렌즈 홀더(8)를 더욱 미끄러지기 쉽게 할 수 있다.
고침 렌즈 홀더(8)에서는, 3개의 돌출부(73)와 구면부(6a)와의 접촉 위치가 제1 개구(71)의 중심(P1)을 중심으로 하는 원주(R1) 상에 위치하고 있다. 이것에 의해, 돌출부(73)가 구면부(6a)에 접촉했을 때에 구면부(6a)에 대해서 평균적으로 힘을 가할 수 있다. 그 때문에, 고침 렌즈(6)를 반도체 디바이스(11)를 따라서 밀착시키기 쉽게 하는 것이 가능해진다. 또, 본 실시 형태에서는, 구면부(6a)에 대해서 균일하게 힘을 가하는 것이 가능하게 되어 있다.
[변형예]
도 6은, 변형예를 나타내는 도면이며, (a)는 렌즈 유지부의 구성도, (b)는 제1 부재를 대물 렌즈측으로부터 본 도면이다. 변형예의 렌즈 유지부(165)는, 고침 렌즈(6)의 구면부(6a)와 접촉하는 3개의 돌출부(173)의 구성에서 상기 실시 형태의 렌즈 유지부(65)와 서로 다르다. 또, 도 6의 (a) 및 도 6의 (b)은 축척이 다르며, 도 6의 (a)가 확대하여 나타내어져 있다.
도 6의 (a)에 나타내는 바와 같이, 렌즈 유지부(165)는, 제1 부재(170)와, 제2 부분(180)을 가지고 있다. 제1 부재(170)는, 대물 렌즈(21)의 광축(L)과 직교하여 연장되는 원형 평판 모양의 베이스부(170A)와, 베이스부(170A)에 연속하는 경사부(175)를 가지고 있다. 경사부(175)는, 베이스부(170A)로부터 광축(L)측으로 향함에 따라 반도체 디바이스(11)측으로 경사져 연장되어 있다. 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 경사부(175)의 원주 방향에는, 4개의 삽통공(77)이 90도 간격(4등 배)으로 마련되어 있다.
경사부(175)의 중심부에는, 대물 렌즈(21)의 광축(L) 상에 중심(P1)이 위치하는 원형의 제1 개구(171)가 형성되어 있다. 제1 개구(171)는, 경사부(175)의 중심부에 관통공을 형성함과 아울러, 해당 관통공의 가장자리에 3개의 오목부(172)를 등간격으로 형성하는 것에 의해서 형성되어 있다. 이 오목부(172)는, 예를 들면, 관통공의 가장자리 중 소정의 부분을 없애는 것에 의해서 형성된다. 오목부(172)가 마련되어 있음으로써, 서로 이웃하는 오목부(172)의 사이에는 돌출부(173)가 형성되어 있다. 이것에 의해, 제1 개구(171)의 내면(171a)에는, 광축(L)에 대해서 경사지게 중심(P1)측으로 연장되는 3개의 돌출부(173)가 형성되어 있다.
3개의 돌출부(173)는, 도 6의 (b)에 나타내는 바와 같이, 대물 렌즈(21)측으로부터 보아, 다음과 같이 구성되어 있다. 즉, 3개의 돌출부(173)는, 반경 방향의 길이보다도 둘레 방향의 길이의 쪽이 긴 부채꼴 모양을 나타내고 있고, 중심선(S)이 중심(P1) 상을 통과하도록 연장되어 있다. 또, 3개의 돌출부(173)는, 제1 개구(171)의 둘레 방향으로 120도 간격(3등배)으로 마련되어 있다. 3개의 돌출부(173)의 선단면(174)은, 곡면을 이루고 있고, 중심(P1)을 중심으로 하는 원주(R2) 상에 위치하고 있다. 이 원주(R2)는, 상기 관통공의 원주와 일치한다.
고침 렌즈(6)가 관찰 대상물에 맞닿는 상태에서는, 3개의 돌출부(173)는, 선단면(174)의 대물 렌즈(21)측의 가장자리(174a)에서, 구면부(6a)에 대해서 둘레 방향으로 선접촉한다. 접촉 위치는, 베이스부(170A)의 연장 방향보다도 관찰 대상물측이 된다. 위에서 설명한 바와 같이, 3개의 돌출부(173)의 선단면(174)은, 중심(P1)을 중심으로 하는 원주(R2) 상에 위치하고 있기 때문에, 3개의 돌출부(173)와 구면부(6a)와의 접촉 위치도 원주(R2) 상에 위치하고 있다. 또, 이 예에서는, 해당 접촉 위치와 구면부(6a)의 곡률 중심(X)을 통과하는 직선(Z2)과, 대물 렌즈(21)의 광축(L)이 이루는 각도(θ2)는, 63도로 되어 있다.
변형예의 고침 렌즈 홀더에 의해서도, 상기 실시 형태의 고침 렌즈 홀더(8)의 경우와 마찬가지로, 3개의 돌출부(173)에서 고침 렌즈(6)의 구면부(6a)와 접촉하기 때문에, 고침 렌즈(6)에 대한 접촉 면적을 작게 할 수 있다. 그 결과, 관찰 대상물에 대해서 고침 렌즈(6)를 따라서 밀착시키기 쉽게 하는 것이 가능해진다.
또, 변형예의 고침 렌즈 홀더에 의하면, 구면부(6a)의 형상에 맞추어 제1 부재(170)에 관통공을 형성하고, 해당 관통공에 오목부(172)를 형성함으로써, 돌출부(173)를 형성할 수 있다. 이 때문에, 용이하게 제조할 수 있다. 또, 고침 렌즈 홀더는 예를 들면 알루미늄제이기 때문에, 고침 렌즈 홀더의 절삭 가공은 비교적 용이하다.
이상, 본 발명의 일측면에 관한 실시 형태에 대해 설명했지만, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다.
상기 실시 형태에서는, 직선(Z1, Z2)과 광축(L)과의 이루는 각도(θ1, θ2)가 45도 또는 63도인 예를 설명했지만, 이 각도는 30~65도로 되고 있으면 좋다. 이 범위 내이면, 대물 렌즈(21)의 시야를 유지하면서, 고침 렌즈(6)와 고침 렌즈 홀더(8)와의 사이의 양호한 미끄러짐을 확보하는 것이 가능해진다.
상기 실시 형태에서는, 제1 부재(70)와 제2 부재(80)를 가지는 렌즈 유지부(65)가 본체부(61)를 매개로 하여 대물 렌즈(21)에 장착된 구성을 설명했지만, 렌즈 유지부(65)가 구비되어 있으면 좋다. 예를 들면, 구성상 가능하면, 대물 렌즈(21)의 케이스에 렌즈 유지부(65)를 마련해도 좋다. 또, 고침 렌즈 홀더(8)는, 대물 렌즈(21)의 광축(L) 상에 고침 렌즈(6)를 배치 가능한 암형(arm型)(이동형)의 고침 렌즈 홀더라도 괜찮다.
상기 실시 형태에서는, 관찰 대상물인 반도체 디바이스(11)에 대해서 상부로부터 고침 렌즈(6)의 맞닿음면(6f)을 맞닿게 하는 낙사형(落射型)의 예를 설명했지만, 관찰 대상물에 대해서 하부로부터 맞닿음면(6f)을 맞닿게 하는 도립형(倒立型) 검사 장치에 적용해도 괜찮다. 도립형 검사 장치의 경우, 관찰 대상물을 하측으로부터 관찰한다. 도립형 검사 장치의 경우, 고침 렌즈(6)가 관찰 대상물에 맞닿기 전의 상태에서도, 중력에 의해 3개의 돌출부(73)가 구면부(6a)에 접촉한 상태가 된다. 이 경우에서도, 관찰 대상물에 맞닿았을 때에 고침 렌즈(6)가 3개의 돌출부(73)와의 사이에서 미끄러지면서 요동(회전)함으로써, 관찰 대상물에 대해서 고침 렌즈(6)를 따라서 밀착시킬 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 직선(Z1, Z2)과 광축(L)과의 이루는 각도(θ1, θ2)가 45도 또는 63도인 예를 설명했지만, 직선(Z1, Z2)과 광축(L)과의 이루는 각도는 15도 이상 65도 이하로 되어 있어도 괜찮다. 이 범위 내이면, 대물 렌즈(21)의 시야를 유지하면서, 고침 렌즈(6)와 고침 렌즈 홀더(8)와의 사이의 양호한 미끄러짐을 확보하는 것이 가능해진다. 또, 직선(Z1, Z2)과 광축(L)과의 이루는 각도는 15도 이상 30도 이하로 되어 있어도 괜찮다. 돌출부(73)와 구면부(6a)와의 접촉 위치가 광축에 가까울수록, 고침 렌즈(6)의 구면부(6a)와 고침 렌즈 홀더(8)의 돌출부(73)와의 사이에 미끄러짐이 생기기 쉬워져, 고침 렌즈(6)가 반도체 디바이스(11)에 대해서 따르기 쉬워진다.
1 - 반도체 검사 장치(화상 취득 장치) 2 - 스테이지
4a - 광 검출기 6 - 고침 렌즈
6a - 구면부 6b - 상면
6d - 맞닿음부 6f - 맞닿음면
8 - 고침 렌즈 홀더 10 - 시료
11 - 반도체 디바이스(관찰 대상물) 21 - 대물 렌즈
61 - 본체부 62 - 주벽부
63 - 연장벽부 65 - 렌즈 유지부
70 - 제1 부재 70A - 베이스부
71 - 제1 개구 71a - 제1 개구의 내면
73 - 돌출부 74 - 선단면
74a - 가장자리 75 - 후육부
76 - 선단부 76a - 경사면
77 - 삽통공 80 - 제2 부재
81 - 본체부 83 - 플랜지부
84 - 삽통공 85 - 저면부
87 - 제2 개구 90 - 볼트
L - 광축 P1 - 제1 개구의 중심
P2 - 제2 개구의 중심 X - 곡률 중심(구심)

Claims (6)

  1. 대물 렌즈의 전방에 고침(固浸, solid immersion) 렌즈를 유지하는 고침 렌즈 홀더로서,
    상기 고침 렌즈는, 상기 대물 렌즈와 대향하여 배치되는 구면부(球面部)와, 관찰 대상물에 맞닿는 맞닿음면을 포함하는 맞닿음부를 가지며,
    상기 구면부의 일부가 상기 대물 렌즈측으로 돌출하도록 상기 구면부를 내부에 배치하는 제1 개구를 가지는 제1 부재와,
    상기 맞닿음면이 상기 대물 렌즈측과는 반대측으로 돌출하도록 상기 맞닿음부를 내부에 배치하는 제2 개구를 가지는 제2 부재를 구비하며,
    상기 제1 부재는, 상기 제1 개구의 내면으로부터 상기 제1 개구의 중심측으로 연장되고, 상기 구면부와 접촉 가능하게 구성된 3개의 돌출부를 가지는 고침 렌즈 홀더.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 3개의 돌출부는, 상기 제1 개구의 둘레 방향으로 120도 간격으로 마련되어 있는 고침 렌즈 홀더.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 3개의 돌출부와 상기 구면부와의 접촉 위치, 및 상기 구면부의 곡률 중심을 통과하는 직선이, 상기 대물 렌즈의 광축에 대해 15~65도의 범위에서 교차하는 고침 렌즈 홀더.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 3개의 돌출부는, 상기 구면부에 대해서 선접촉하도록 구성된 고침 렌즈 홀더.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 3개의 돌출부와 상기 구면부와의 접촉 위치는, 상기 제1 개구의 중심을 중심으로 하는 원주 상에 위치하는 고침 렌즈 홀더.
  6. 관찰 대상물을 유지하는 스테이지와,
    상기 스테이지 상의 상기 관찰 대상물과 대치(對峙)하도록 배치된 대물 렌즈와,
    상기 대물 렌즈의 전방에 고침 렌즈를 유지하는 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 고침 렌즈 홀더와,
    상기 관찰 대상물로부터의 광을 상기 고침 렌즈 및 상기 대물 렌즈를 매개로 하여 검출하고, 화상(畵像) 데이터를 출력하는 광 검출기와,
    상기 화상 데이터에 근거하여 상기 관찰 대상물의 화상을 작성하는 화상 작성 장치를 구비하는 화상 취득 장치.
KR1020177004615A 2014-09-26 2015-09-24 고침 렌즈 홀더 및 화상 취득 장치 KR102400976B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-197008 2014-09-26
JP2014197008 2014-09-26
PCT/JP2015/076880 WO2016047666A1 (ja) 2014-09-26 2015-09-24 固浸レンズホルダ及び画像取得装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170059972A true KR20170059972A (ko) 2017-05-31
KR102400976B1 KR102400976B1 (ko) 2022-05-24

Family

ID=55581190

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177005055A KR102377278B1 (ko) 2014-09-26 2015-09-24 고침 렌즈 홀더 및 화상 취득 장치
KR1020177004615A KR102400976B1 (ko) 2014-09-26 2015-09-24 고침 렌즈 홀더 및 화상 취득 장치

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020177005055A KR102377278B1 (ko) 2014-09-26 2015-09-24 고침 렌즈 홀더 및 화상 취득 장치

Country Status (7)

Country Link
US (2) US10545309B2 (ko)
JP (2) JP6652492B2 (ko)
KR (2) KR102377278B1 (ko)
CN (2) CN106796337B (ko)
SG (2) SG10201902346WA (ko)
TW (2) TWI673527B (ko)
WO (2) WO2016047666A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102400980B1 (ko) * 2016-12-14 2022-05-24 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 고침 렌즈 유닛 및 반도체 검사 장치
CN110062903B (zh) * 2016-12-14 2021-03-19 浜松光子学株式会社 固体浸没透镜单元及半导体检查装置
JP7025280B2 (ja) * 2018-05-08 2022-02-24 浜松ホトニクス株式会社 メタレンズユニット、半導体故障解析装置、及び半導体故障解析方法
GB2579163A (en) * 2018-09-10 2020-06-17 Res & Innovation Uk Lens assembly for super-resolution microscopy

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006201407A (ja) 2005-01-19 2006-08-03 Hamamatsu Photonics Kk 固浸レンズホルダ
KR20070087002A (ko) * 2002-01-16 2007-08-27 옵토닉스 인코포레이티드 양면-볼록 고체 침지 렌즈
KR20100018515A (ko) * 2007-06-20 2010-02-17 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 고침렌즈홀더
JP2010085715A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Fujinon Corp レンズ組立体
JP4495086B2 (ja) * 2003-10-31 2010-06-30 浜松ホトニクス株式会社 固浸レンズホルダ

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4281895A (en) * 1979-04-12 1981-08-04 Quantor Corporation Quick change lens mount
DD147423A1 (de) * 1979-11-23 1981-04-01 Eberhard Fischer Mikroskopobjektivfassung mit drehbarer beschriftungshuelse
JPS58187907A (ja) * 1982-04-27 1983-11-02 Olympus Optical Co Ltd レンズ保持装置
US5125750A (en) 1991-03-14 1992-06-30 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Optical recording system employing a solid immersion lens
US6396789B1 (en) * 1998-02-27 2002-05-28 Calimetrics, Inc. Data storage system and methods using diffractive near-field optics
CN1103932C (zh) * 1998-04-17 2003-03-26 皇家菲利浦电子有限公司 透镜系统的制造方法，光学扫描机构和光学播放机
JP3650605B2 (ja) * 2002-01-28 2005-05-25 ペンタックス株式会社 レンズ保持装置
US6828811B2 (en) * 2002-04-10 2004-12-07 Credence Systems Corporation Optics landing system and method therefor
TWI328691B (en) * 2003-03-20 2010-08-11 Hamamatsu Photonics Kk Solid immersion lens and microscope
US20050094258A1 (en) * 2003-10-31 2005-05-05 Hamamatsu Photonics K.K. Solid immersion lens moving device and microscope using the same
JP2006114196A (ja) 2004-09-14 2006-04-27 Sony Corp ソリッドイマージョンレンズとこれを用いた集光レンズ、光学ピックアップ装置、光記録再生装置及びソリッドイマージョンレンズの形成方法
CN100359578C (zh) 2004-09-14 2008-01-02 索尼株式会社 固体浸没透镜以及制造该固体浸没透镜的方法
MX2007016202A (es) * 2005-06-30 2008-03-11 Hendrickson Int Corp Bastidor auxiliar movil para tractor-remolque.
JP4306652B2 (ja) 2005-07-15 2009-08-05 船井電機株式会社 光ピックアップ装置
JP2007248872A (ja) * 2006-03-16 2007-09-27 Fujinon Corp レンズユニット及びレンズユニットの組み立て方法
JP2009003073A (ja) 2007-06-20 2009-01-08 Hitachi Maxell Ltd カメラモジュール、台座マウント及び撮像装置
JP4435290B2 (ja) * 2007-11-05 2010-03-17 パナソニック株式会社 面駆動ポリマーアクチュエータを用いたレンズホルダ駆動装置及び撮像装置
JP2010085716A (ja) 2008-09-30 2010-04-15 Fujinon Corp レンズ組立体及び撮像装置
JP2010224306A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Sony Corp レンズ鏡筒及び撮像装置
JP5364452B2 (ja) 2009-06-03 2013-12-11 浜松ホトニクス株式会社 イマージョンレンズ支持装置
JP2011164007A (ja) * 2010-02-12 2011-08-25 Renesas Electronics Corp 検査装置及び検査方法
JP2012058631A (ja) * 2010-09-13 2012-03-22 Ricoh Co Ltd レンズ鏡胴
US8767199B2 (en) 2010-10-15 2014-07-01 Infrared Laboratories, Inc. Inspection system utilizing solid immersion lenses
US9358736B2 (en) * 2011-07-11 2016-06-07 Largan Medical Co., Ltd. Method of packaging and manufacturing a contact lens in a container
JP2013105115A (ja) * 2011-11-16 2013-05-30 Renesas Electronics Corp レンズホルダ機構、電子装置の解析装置及び固浸レンズの制御方法
KR101403992B1 (ko) * 2013-04-22 2014-06-10 한국기초과학지원연구원 근접장 렌즈 고정장치
CN106471412B (zh) * 2014-03-11 2020-04-21 Dcg系统有限公司 自校准的悬浮固体浸没透镜端部
JP2015194726A (ja) * 2014-03-27 2015-11-05 セイコーエプソン株式会社 撮像ユニット、その製造方法、及び液体噴射装置
KR101696585B1 (ko) * 2016-09-30 2017-01-13 한국기초과학지원연구원 고분해능 광학현미경의 광축 정밀보정용 sil홀더

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070087002A (ko) * 2002-01-16 2007-08-27 옵토닉스 인코포레이티드 양면-볼록 고체 침지 렌즈
JP4495086B2 (ja) * 2003-10-31 2010-06-30 浜松ホトニクス株式会社 固浸レンズホルダ
JP2006201407A (ja) 2005-01-19 2006-08-03 Hamamatsu Photonics Kk 固浸レンズホルダ
KR20100018515A (ko) * 2007-06-20 2010-02-17 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 고침렌즈홀더
JP2010085715A (ja) * 2008-09-30 2010-04-15 Fujinon Corp レンズ組立体

Also Published As

Publication number Publication date
US10545309B2 (en) 2020-01-28
CN106796337B (zh) 2019-06-18
SG10201902346WA (en) 2019-04-29
TW201614303A (en) 2016-04-16
CN106796337A (zh) 2017-05-31
JP6707454B2 (ja) 2020-06-10
US10558010B2 (en) 2020-02-11
TWI673528B (zh) 2019-10-01
KR102377278B1 (ko) 2022-03-23
US20170285296A1 (en) 2017-10-05
CN107076957B (zh) 2019-06-25
KR20170063537A (ko) 2017-06-08
WO2016047667A1 (ja) 2016-03-31
SG11201701098WA (en) 2017-04-27
TWI673527B (zh) 2019-10-01
TW201614304A (en) 2016-04-16
JPWO2016047667A1 (ja) 2017-07-06
KR102400976B1 (ko) 2022-05-24
CN107076957A (zh) 2017-08-18
JP6652492B2 (ja) 2020-02-26
US20170235087A1 (en) 2017-08-17
WO2016047666A1 (ja) 2016-03-31
JPWO2016047666A1 (ja) 2017-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10018819B2 (en) Light sheet illumination microscope which illuminates a sample from a direction substantially perpendicular to a detection axis, while reducing likelihood of creating shadows
TWI399574B (zh) 固浸透鏡支持器
US8094389B2 (en) Solid immersion lens holder
KR101074560B1 (ko) 현미경 및 시료 관찰 방법
KR20170059972A (ko) 고침 렌즈 홀더 및 화상 취득 장치
US8582202B2 (en) Observing device and method
US11402200B2 (en) Measuring device, observing device and measuring method
JP3754164B2 (ja) 試料検査装置
US11913888B2 (en) Solid immersion lens unit and semiconductor inspection device
US20220326501A1 (en) Solid immersion lens unit and semiconductor inspection device
WO2019244275A1 (ja) 観察装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant