冷却单元、物镜模块、半导体检查装置、半导体检查方法

技术领域

本发明的一个方式涉及冷却单元、物镜模块、半导体检查装置及半导体检查方法。

背景技术

作为半导体器件的检查所使用的冷却单元，已知有例如专利文献1所记载的冷却单元。专利文献1所记载的冷却单元是用于将驱动中的半导体器件一边冷却一边观察而使用的。专利文献1所记载的冷却单元中，通过对半导体器件喷射冷却液来半导体器件冷却。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2009/0095097号

发明内容

发明想要解决的问题

例如，检查消耗电力较大的半导体器件的情况下等，对于上述那样的冷却单元要求较高的冷却性能。因此，本公开的一个方式的目的在于提供一种提高冷却性能的冷却单元及物镜模块、具备这样的冷却单元的半导体检查装置、及可优选地冷却并检查半导体器件的半导体检查方法。

解决问题的技术手段

本公开的一个方式的冷却单元是在半导体器件的检查所使用的冷却单元，具备用于将半导体器件的热散热的套(Jacket)，在套设置有使来自半导体器件的光通过的光通过部，套具有空间划分面，其在光通过部与半导体器件相对的状态下，与半导体器件相对，并在与半导体器件之间划分空间，在套设置有使供给至空间的流体流动的供给流路。

将该冷却单元使用于半导体器件的检查的情况下，例如以光通过部与半导体器件相对，且在空间划分面与半导体器件之间划分空间的方式，配置冷却单元。并且，使流体经由供给流路流动于该空间，且检测从驱动中的半导体器件出射并通过光通过部的光。通过使流体流动于由套与半导体器件之间划分的空间，而能够有效冷却半导体器件。其理由是除通过该流体去除半导体器件的热以外，将半导体器件的热经由该流体效率良好地传递至套的缘故。因此，根据该冷却单元，能够实现较高的冷却性能。

也可以在套还设置使从空间排出的流体流动的排出流路。在该情况下，能够使流体经由供给流路及排出流路在空间流动，能够更有效地冷却半导体器件。

也可以在套还设置使用于冷却套的冷媒流动的冷媒流路。在该情况下，能够更优选地冷却套。

空间划分面也可以以包围光通过部的方式延伸。在该情况下，能够进一步有效地冷却半导体器件。

空间划分面也可以平面状地延伸。在该情况下，能够进一步有效地冷却半导体器件。

空间划分面也可以与光通过部相连。在该情况下，能够进一步有效地冷却半导体器件。

空间划分面也可以为形成于套的凹部的底面。在该情况下，能够在套与半导体器件之间更优选地划分空间。

空间的厚度也可以为大于0mm且为0.05mm以下。在该情况下，能够进一步有效地冷却半导体器件。

或者，空间的厚度也可以为0.05mm以上且0.5mm以下。在该情况下，能够进一步有效地冷却半导体器件。

本公开的一个方式的冷却单元也可以还具备夹持于套与配置有半导体器件的载物台之间，密封空间的弹性构件。在该情况下，能够更可靠密封套与半导体器件之间的空间。

也可以在套设置至少2条供给流路。在该情况下，能够进一步有效地冷却半导体器件。

从与空间划分面垂直的方向观察的情况下，从供给流路对空间供给流体的位置也可以位于相较于从空间对排出流路排出流体的位置更靠近内侧的位置。在该情况下，能够进一步有效地冷却半导体器件。

供给流路也可以以向光通过部排出流体的方式构成。在该情况下，能够进一步有效地冷却半导体器件。

也可以在空间划分面形成凹部及凸部的至少一方。在该情况下，能够使流动于空间的流体乱流化，能够将半导体器件的热进一步效率良好地传递至套。

光通过部也可以由将光透过构件配置于设置于套的开口构成。在该情况下，也可以实现较高的冷却性能。

光透过构件也可以水密地塞住开口。在该情况下，能够防止流体从开口泄漏。

本公开的一个方式的物镜模块具备：上述冷却单元、与光通过部相对的物镜、及以位于物镜的光轴上的方式保持的固浸透镜，光通过部通过设置于套的开口构成，固浸透镜配置于开口。根据该物镜模块，基于上述理由，能够实现较高的冷却性能。

本公开的一个方式的物镜模块也可以还具备将冷却单元向与物镜相反侧施力的施力构件。在该情况下，例如能够使冷却单元对配置有半导体器件的载物台更优选地紧贴。

本公开的一个方式的物镜模块还具备安装于物镜，保持固浸透镜的保持件，保持件也可以具有与固浸透镜的周缘部接触，水密且能够摇动地保持固浸透镜的可挠性构件。在该情况下，由于固浸透镜能够摇动，因此容易使固浸透镜顺沿半导体器件而紧贴。进一步，由于固浸透镜水密地保持，因此能够防止流体从固浸透镜的周围泄漏。

本公开的一个方式的物镜模块也可以还具备：保持件，其安装于物镜，保持固浸透镜；及密封构件，其夹持于保持件与套间，将保持件与套之间密封。在该情况下，能够防止流体从保持件与套间泄漏。

本公开的一个方式的半导体检查装置具备：上述冷却单元；载物台，其配置有半导体器件；物镜，其经由光通过部与半导体器件相对；及光检测器，其经由光通过部及物镜检测来自半导体器件的光。根据该半导体检查装置，基于上述理由，能够实现较高的冷却性能。

本公开的一个方式的半导体检查装置也可以还具备：压力调整部，其使流动于空间的流体的压力变化；及控制部，其控制压力调整部。在该情况下，能够进一步有效地冷却半导体器件。

控制部也可以以使流动于空间的流体的压力低于冷却单元外部的压力的方式，控制压力调整部。在该情况下，由于空间内成为负压，因此能够使冷却单元对载物台更优选地紧贴。另外，能够抑制空间中流体从间隙等泄漏。

本公开的一个方式的半导体检查装置也可以还具备将冷却单元向载物台施力的施力装置。在该情况下，能够使冷却单元对载物台更优选地紧贴。

本公开的一个方式的半导体检查方法具备如下步骤：将半导体器件配置于载物台的步骤；以光通过部与半导体器件相对，且在套与半导体器件之间划分空间的方式，配置具有设置有使来自半导体器件的光通过的光通过部的套的冷却单元的步骤；驱动半导体器件的步骤；及使流体于空间流动，且通过光检测器检测来自驱动中的半导体器件并通过光通过部的光的步骤。

根据该半导体检查方法，使流体流动于由套与半导体器件之间划分的空间，且检测来自驱动中的半导体器件并通过光通过部的光。通过使流体流动于由套与半导体器件之间划分的空间，而可有效冷却半导体器件。其理由是除通过该流体去除半导体器件的热以外，将半导体器件的热经由该流体效率良好地传递至套的缘故。因此，根据该半导体检查方法，能够优选地冷却并检查半导体器件。

发明的效果

根据本公开的一个方式，提供一种提高冷却性能的冷却单元及物镜模块、具备这样的冷却单元的半导体检查装置、及能够优选地冷却并检查半导体器件的半导体检查方法。

附图说明

图1是实施方式的半导体检查装置的结构图。

图2是物镜模块周边的截面图。

图3是物镜模块周边的俯视图。

图4是沿图3的IV-IV线的冷却单元的截面图。

图5是沿图3的V-V线的冷却单元的截面图。

图6是保持件及固浸透镜的截面图。

图7是表示固浸透镜与半导体器件接触的状态的截面图。

图8是表示固浸透镜从半导体器件分开的状态的截面图。

图9是变形例的冷却单元的截面图。

图10是图9的一部分放大图。

图11中，(a)是表示检查位置的物镜的截面图，(b)是表示透镜切换位置的物镜的截面图。

具体实施方式

以下，一边参照附图，一边对本公开的一个实施方式进行详细说明。此外，在以下的说明中，对同一或相当要素使用同一符号，省略重复说明。

[半导体检查装置的结构]

图1所示的半导体检查装置1是用于观察并检查检查对象的器件(DUT：DeviceUnder Test，待测器件)即半导体器件2的装置。半导体检查装置1是例如用于特定半导体器件2的故障部位而使用的。

半导体器件2是包含例如逻辑LSI(Large Scale Integration，大规模集成电路)的器件。逻辑LSI是通过MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金属氧化物半导体)构造的晶体管、双极构造的晶体管等构成。半导体器件2的消耗电力例如为200W左右。半导体器件2配置(固定)于载物台3。

半导体检查装置1具备信号输入装置11、光源12、光学系统13、光检测器14及控制部15。信号输入装置11电连接于半导体器件2，对半导体器件2输入信号以驱动半导体器件2。信号输入装置11是例如对半导体器件2施加刺激信号的脉冲发生器，或对半导体器件2输入测试信号的测试单元等。信号输入装置11对半导体器件2重复输入特定的测试图案等信号。信号输入装置11输入的信号可以为调制电压信号，也可以为直流电压信号。

光源12输出照亮半导体器件2的光。光源12例如为LED(Light Emitting Diode，发光二极管)、LD(Laser Diode，雷射二极管)、SLD(Super luminescent Diode，超冷光二极管)或灯光源等。从光源12输出的光的波长也可以为例如1064nm以上。从光源12输出的光引导至光学系统13。

光学系统13将从光源12输出的光向半导体器件2的表面2a导光，且将来自半导体器件2的表面2a的光向光检测器14导光。光学系统13包含例如物镜16、光扫描仪(省略图示)及光束分光器(省略图示)而构成。物镜16将从光源12输出并通过光束分光器及光扫描仪引导的光聚光于观察区域，或在观察区域扫描。光学系统13载置于例如XYZ载物台(省略图示)。XYZ载物台在将与物镜16的光轴平行的方向设为Z轴方向时，能够在Z轴方向、及与Z轴方向正交的X轴方向及Y轴方向移动而构成。根据XYZ载物台的位置确定观察区域。

将从光源12输出并从光学系统13出射的光通过驱动中的半导体器件2反射，并经由光学系统13入射至光检测器14。此时，伴随半导体器件2的驱动状态，将通过半导体器件2反射的光的强度进行调制。

光检测器14检测在半导体器件2中调制的光，输出波形数据。光检测器14也可以检测在通过光扫描仪对半导体器件2扫描光的期间入射的光，输出测定图像。可以基于这些波形数据或测定图像，特定半导体器件2中的故障部位。

光检测器14也可以检测在对半导体器件2扫描光的期间入射的光，输出图案图像。图案图像是指，以能够确认半导体器件2的电路图案等的方式拍摄的图像。作为光检测器14，可以使用例如能够检测透过半导体器件2的基板的波长的光的光电二极管、APD(Avalanche Photodiode，雪崩光电二极管)、SiPM(Silicon Photomultiplier，硅光电倍增器)等。

控制部15电连接于信号输入装置11、光源12、光学系统13及光检测器14等，进行半导体检查装置1整体的控制。控制部15通过例如包含处理器(CPU：Central ProcessingUnit，中央处理单元)、以及存储媒体即RAM(Random Access Memory，随机存取内存)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)及HDD(Hard Disk Drive，硬盘驱动器)等的计算机而构成。控制部15对存储于存储媒体的数据执行处理器的处理。控制部15例如基于光检测器14的检测结果，实施半导体器件2中的故障部位的特定处理。

[用于半导体器件的冷却的结构]

半导体检查装置1还具备冷却单元21、储存槽22、4个调压器(压力调整部)23、排水槽24、及冷却器25。冷却单元21、储存槽22、调压器23、排水槽24及冷却器25是在半导体器件2的检查中用于冷却半导体器件2而使用的。冷却单元21与物镜16组合以构成物镜模块60。

[冷却单元]

参照图2～图8，对冷却单元21进行说明。冷却单元21以与半导体器件2相对的方式配置，在与半导体器件2之间划分空间(间隙)S1。半导体检查装置1中，通过使流体5在空间S1流动，而将半导体器件2冷却。流体5例如为水或纯水，但也可以为Fluorinert(注册商标)系的具有电绝缘性的液体。

冷却单元21安装于配置有半导体器件2的载物台3。在该例中，载物台3具备DUT板3a及保持部3b。DUT板3a例如形成为板状，构成信号输入装置11与半导体器件2之间的连接部。也可以在DUT板3a，组入构成信号输入装置11与半导体器件2之间的连接部的插座(socket)。如图7及图8所示，半导体器件2具有封装2b、及从封装2b突出的冲模2c。例如，封装2b是PC(印刷电路)板，冲模2c是安装(接合)于封装2b上的半导体部分。

保持部3b固定于DUT板3a，保持半导体器件2。保持部3b例如通过金属形成为板状。在该例中，在保持部3b设置有开口3c。开口3c具有配置有封装2b的第1部分R1、及配置有冲模2c的第2部分R2，在第1部分R1及第2部分R2的各个开口。保持部3b具有与配置于第1部分R1的封装2b的周边部接触的扣止部3d。在该例中，扣止部3d通过使划分开口3c的第2部分R2的内面位于比划分第1部分R1的内面更内侧而形成。在该例中，扣止部3d的厚度与冲模2c的厚度相等，但扣止部3d的厚度也可以与冲模2c的厚度相比更厚，或者也可以更薄。

冷却单元21具备用于将半导体器件2的热散热的套31。套31例如通过金属而形成为大致圆板状的块状。套31以与半导体器件2及保持部3b相对的方式配置。

套31具有第1表面31a、及与第1表面31a为相反侧的第2表面31b。第1表面31a是在冷却单元21安装于载物台3的状态下，与半导体器件2及保持部3b相对的表面。在套31设置有沿垂直于第1表面31a的方向D1贯通套31的开口32。开口32呈例如向第2表面31b侧扩展的大致圆锥台形状。开口32作为使来自半导体器件2的光通过的光通过部发挥功能。

在第1表面31a，形成有凹部33。在该例中，凹部33通过使第1表面31a的周缘部31a1以外的部分相较于周缘部31a1更低而形成。凹部33具有第1部分34及第2部分35。第1部分34是从方向D1观察的情况下，包围开口32的圆环状部分。第2部分35是从方向D1观察的情况下，位于第1部分34的外侧，且与第1部分34相连的圆环状部分。第2部分35的深度比第1部分34的深度更深。第1部分34的底面34a与开口32相连，从方向D1观察的情况下，包围开口32。底面34a平面状延伸，从方向D1观察的情况下，呈圆环状。

在第1部分34的底面34a，形成有旋涡状(螺旋状)延伸的槽部(凹部)36(图7及图8)。在第2部分35的底面35a，形成有分别配置有弹性构件41、42的一对配置槽37。弹性构件41、42是夹持于套31与保持部3b之间，用于密封空间S1的构件。如图3所示，弹性构件41、42形成为例如环状。在图3中，为容易理解，以阴影线表示弹性构件41、42。如图3所示，在第1表面31a的周缘部31a1，在周向上空开一定的间隔配置有4个磁铁38。通过利用磁铁38的引力，从而可以将套31以能够卸下的方式安装于保持部3b。

在套31，设置有使供给至空间S1的流体5流动的4条供给流路51、及使从空间S1排出的流体5流动的4条排出流路52。各供给流路51直线状延伸，在套31的外侧面31c及开口32的内面32a开口。4条供给流路51在周向上空开一定的间隔配置。在外侧面31c的各开口，设置有能够开闭的阀53。如图3所示，各阀53连接于使从储存槽22供给的流体5流动的配管P1。在供给流路51中，流体5从外侧面31c向内面32a流动，在开口32内排出流体5。即，供给流路51以向开口32排出流体5的方式构成。

各排出流路52直线状延伸，在套31的外侧面31c及第2部分35的底面35a开口。4条排出流路52在周向上空开一定的间隔配置。在外侧面31c的各开口，设置有能够开闭的阀54。如图3所示，各阀54连接于使排出至排水槽24的流体5流动的配管P2。在排出流路52中，流体5从底面35a向外侧面31c流动，将流体5排出至套31的外部。图3表示将流体5从排出流路52排出至底面35a的排出口52a。

进一步，在套31，设置有使用于冷却套31的冷媒6流动的冷媒流路55。冷媒6例如为水。冷媒流路55例如与方向D1垂直而平面状延伸，从方向D1观察的情况下，呈包围开口32的圆环状。冷媒流路55在套31的外侧面31c向外部开口。在该例中，冷媒流路55在周向上空开一定的间隔，在4处开口。如图5所示，在各开口设置有能够开闭的阀56。如图3所示，各阀56连接于使冷媒6流动的配管P3。在冷媒流路55中，冷媒6从一个或多个开口向其他开口流动，冷媒6在冷媒流路55内流动。由此，将套31冷却。在图4及图5中，以阴影线表示冷媒6流动的区域。

再次参照图1，对流体5及冷媒6流动的路径进行说明。流体5储存于储存槽22。储存槽22内的流体5通过压缩机(省略图示)升压，经由调压器23供给至供给流路51。4个调压器23分别经由配管P1连接于供给流路51。各调压器23通过控制部15控制，使流动于供给流路51的流体的压力变化。由此，调整流动于空间S1的流体5的压力。在排水槽24，储存从排出流路52排出的流体5。冷却器25使冷媒6冷却，并在冷媒流路55内循环。流体5在流动于供给流路5 1的期间通过套31冷却。

如图2等所示，在套31的外侧面31c，设置有2个漏水传感器43、44。漏水传感器43以沿与外侧面31c的第1表面31a的边界延伸的方式配置。漏水传感器43检测流体5是否从套31与保持部3b之间泄漏。漏水传感器44以沿与外侧面31c的第2表面31b的边界延伸的方式配置。漏水传感器44检测流体5或冷媒6是否从阀53、54、56泄漏、及冷媒6是否从形成于冷媒流路55的间隙等泄漏。

[物镜模块]

如图2～图8所示，冷却单元21与物镜16组合以构成物镜模块60。物镜模块60除上述冷却单元21及物镜16以外，具备安装于物镜16的固浸透镜单元61。固浸透镜单元61具备固浸透镜62及保持件63。物镜16以经由套31的开口32与半导体器件2相对的方式配置。固浸透镜62通过保持件63在开口32内被保持，位于物镜16的光轴L上。在该例中，光轴L的延伸方向与方向D1平行。

以下的说明中，在配置于载物台3的半导体器件2与物镜16相对的状态下，将相对于半导体器件2物镜16所在的侧设为下侧，将相对于物镜16半导体器件2所在的侧设为上侧。

如图6所示，固浸透镜62具有抵接面62a、球面62b、锥形面62c、及周面62d。抵接面62a为平坦面，与半导体器件2的冲模2c抵接。球面62b为向下侧突出的半球形状的面，与物镜16相对。锥形面62c为向下侧扩展的圆锥台形状的面，从抵接面62a的外缘向下侧延伸。周面62d为圆柱形状的面，连接于球面62b的外缘及锥形面62c的外缘。包含锥形面62c的假想圆锥的顶面与固浸透镜62的球心C(球面62b的曲率中心)一致，在抵接面62a的上侧，位于物镜16的光轴L上。球心C与固浸透镜62的焦点一致。

固浸透镜62通过与半导体器件2的基板材料实质相同或接近其折射率的高折射率材料形成。作为其代表例，可列举Si、GaP、GaAs等。固浸透镜62使观察光透过。通过使固浸透镜62与半导体器件2光学紧贴，而可以将半导体器件2本身使用作为固浸透镜62的一部分。根据使用固浸透镜62的半导体器件2的背面解析，在使物镜16的焦点与形成于半导体器件2的基板表面的集成电路一致时，可以利用固浸透镜62的效果，使数值孔径(NA)较高的光束通过半导体器件2中，能够实现高分辨率化。

固浸透镜62在开口32内通过保持件63保持。保持件63具备本体部71及可挠性构件72。本体部71具有侧壁部73及盖部74。本体部71通过非磁性材料(例如铝、铝合金、非磁性不锈钢等)形成。侧壁部73形成为筒形状。侧壁部73连结于设置于物镜16的侧面的机构部16a。盖部74以塞住侧壁部73上侧的开口的方式，与侧壁部73一体地形成。

在盖部74形成有配置有固浸透镜62的开口74a。开口74a配置于光轴L上，在上侧及下侧开口。盖部74具有从开口74a的内面向开口74a的中心侧延伸的多个(例如3个)突出部75。突出部75呈尖细形状，半导体器件2侧的面成为以随着靠近开口74a的中心而靠近物镜16的方式倾斜的倾斜面。多个突出部75例如在周向上空开一定的间隔配置。

可挠性构件72例如通过树脂等形成，呈如面状的构件弯折的形状。可挠性构件72以塞住盖部74的开口74a的方式，设置相对于盖部74与物镜16为相反侧。在可挠性构件72形成有配置有固浸透镜62的开口72a。开口72a配置于光轴L上。可挠性构件72具有沿开口72a的边缘与固浸透镜62的周缘部(在该例中，为锥形面62c及周面62d)结合的环状密封部72b。通过密封部72b，将固浸透镜62及可挠性构件72之间水密地密封。可挠性构件72具有例如通过熔融或粘接而与盖部74水密地结合的结合部72c。

固浸透镜62以抵接面62a及锥形面62c从可挠性构件72的开口72a向上侧突出，且球面62b从盖部74的开口74a向下侧突出的方式，配置于开口72a及开口74a。球面62b与各突出部75的前端部接触，抵接面62a及锥形面62c通过可挠性构件72保持。由此，固浸透镜62在抵接面62a与半导体器件2抵接前的状态(图8)能够摇动。例如，当固浸透镜62摇动时，则球面62b相对于突出部75的前端部打滑，且可挠性构件72追随固浸透镜62的摇动而变形。固浸透镜62成为能够摇动，从而使抵接面62a与半导体器件2抵接时，容易使固浸透镜62顺沿半导体器件2而紧贴。其结果，例如即使半导体器件2相对于光轴L倾斜配置的情况下，也可以使固浸透镜62与半导体器件2良好地紧贴，能够观察半导体器件2。

物镜模块60还具备将保持件63及套31之间密封的密封构件64。密封构件64通过例如树脂等弹性材料形成为环状。密封构件64配置于设置于套31的开口32的内面32a的凹部32b。密封构件64夹持于侧壁部73与凹部32b的底面之间，将保持件63与套31之间水密地密封。

物镜模块60还具备将冷却单元21及物镜16互相连结的4个连结部81。各连结部81是通过例如附有弹簧(施力构件)82的螺栓83构成。各链接部81配置于设置于套31的凹部33的第1部分34的配置孔84。配置孔84将第1部分34及开口32连通。4个连结部81在周向上空开一定的间隔沿周向配置。各连结部81中，螺栓83的头部配置于配置孔84，螺栓83的螺纹部与保持件63的盖部74螺合。弹簧82使套31向与物镜16相反侧施力。在冷却单元21安装于载物台3的状态下，通过该作用力，将套31按压于保持部3b。其结果，弹性构件41、42弹性变形而与保持部3b紧贴，将套31及保持部3b之间密封。

物镜16的机构部16a具备将保持件63向半导体器件2施力的施力机构16b(图2)。施力机构16b是用于确保固浸透镜62相对于半导体器件2的紧贴力而使用的。施力机构16b通过例如在轴向上延伸的引导构件、及通过引导构件保持的弹簧而构成。

[通过冷却单元形成的空间]

在半导体器件2的检查时，例如如图8所示，从固浸透镜62与半导体器件2分开的状态，通过上述XYZ载物台使物镜16移动，从而固浸透镜62靠近半导体器件2，如图7所示，固浸透镜62移动至与半导体器件2接触的状态。在图7的状态下，通过施力机构16b确保(调整)固浸透镜62相对于半导体器件2的紧贴力。图7及图8的任一状态下，冷却单元21均安装于载物台3，在冷却单元21与半导体器件2间形成空间S1。即，由于通过连结部81将套31向保持部3b施力，因此，如图8所示，即使在固浸透镜62与半导体器件2分开的状态下，也维持冷却单元21与载物台3紧贴的状态。

空间S1形成于半导体器件2的封装2b及冲模2c、与设置于套31的凹部33的第1部分34的底面34a之间。即，在该例中，第1部分34的底面34a成为与半导体器件2相对，且与半导体器件2之间划分空间S1的空间划分面。封装2b与底面34a间的空间S1的深度比冲模2c与底面34a间的空间S1的深度更深。空间S1从方向D1观察的情况下，与开口32相连，以包围开口32的方式圆环状延伸。空间S1的厚度(方向D1的最小厚度，即方向D1的冲模2c与底面34a之间的距离)为0.05mm以上且0.5mm以下。在该例中，空间S1的厚度与第1部分34的深度和保持部3b的扣合部3d的厚度的和相等。上述槽部36以其至少一部分在空间S1露出的方式配置。

另外，在固浸透镜62与半导体器件2接触的状态下，在第1部分34的底面34a与保持部3b之间、及第2部分35的底面35a与保持部3b之间形成空间S2。第2部分35的空间S2的深度比第1部分34的空间S2的深度更深。空间S2在底面35a与排出流路52连接。在第2部分35的空间S2，储存从空间S1排出至排出流路52的流体5。即，第2部分35的空间S2作为储存排出至排出流路52的流体5的储存部发挥功能。空间S2连接于空间S1，从方向D1观察的情况下，以包围空间S1的方式圆环状延伸。空间S2的外缘通过上述弹性构件41、42密封。

开口32内的空间S3连接于供给流路51。在空间S3配置有固浸透镜单元61，空间S3的物镜16侧的端部通过上述密封构件64密封。更具体而言，通过弹性构件41、42将套31与保持部3b间密封，从而将空间S3的物镜16侧的端部密封。另外，如上述那样，固浸透镜62与可挠性构件72之间、及可挠性构件72与保持件63的盖部74之间是水密地密封。由此，将通过空间S1、S2及S3构成的空间(流路)密封。

从供给流路51供给至空间S3的流体5在空间S1～S3流动。流体5从空间S3经由空间S1向空间S2流动，从排出流路52排出。图3、图7及图8中，以阴影线表示流体5流动的区域。在该例中，从方向D1观察的情况下，从供给流路51对空间S1～S3供给流体5的位置，位于相较于从空间S1～S3相对于排出流路52排出流体5的位置(排出口52a的位置)更靠近内侧的位置。在空间S1～S3流动的流体5的压力通过调压器23而变化。控制部15以使在空间S1～S3流动的流体5的压力相较于冷却单元21外部的压力更低的方式(即，以空间S1～S3内成为负压的方式)，控制各调压器23。由此，可以使冷却单元21对载物台3优选地紧贴。

[半导体检查方法]

使用半导体检查装置1的半导体检查方法中，首先，将半导体器件2配置(固定)于载物台3(第1步骤)。接着，以开口32与半导体器件2相对，且在套31与半导体器件2间划分空间S1的方式，配置冷却单元21(第2步骤)。更具体而言，例如通过上述XYZ载物台使物镜16(物镜模块60)移动，以开口32与半导体器件2相对的方式，将冷却单元21安装于载物台3。由此，在冷却单元21与载物台3之间形成空间S1～S3。

接着，通过XYZ载物台使物镜16移动，从而使固浸透镜62向半导体器件2移动，使固浸透镜62的抵接面62a与半导体器件2抵接(图7，第3步骤)。接着，通过信号输入装置11驱动半导体器件2(第4步骤)。接着，使流体5在空间S1～S3流动，且通过光检测器14检测来自驱动中的半导体器件2并通过开口32的光(第5步骤)。通过以上步骤，如上述，可进行半导体器件2的检查。此外，驱动半导体器件2的第4步骤也可以在第2步骤或第3步骤之前进行。

变更观察区域时，通过XYZ载物台使物镜16移动，从而使固浸透镜62从半导体器件2远离(图8)。此时，由于通过连结部81将套31向保持部3b施力，因此维持冷却单元21与载物台3紧贴的状态。另外，也通过磁铁38的吸引力，将套31向保持部3b施力。接着，通过XYZ载物台使物镜16(物镜模块60)在X轴方向及/或Y轴方向移动，使固浸透镜62移动至对应于期望的观察区域的位置。接着，通过XYZ载物台使物镜16移动，从而使固浸透镜62向半导体器件2移动，使固浸透镜62与半导体器件2抵接。由此可变更观察区域。

[作用及效果]

如上说明，将冷却单元21使用于半导体器件2的检查的情况下，例如以开口32与半导体器件2相对，且在第1部分34的底面34a与半导体器件2之间划分空间S1的方式，配置冷却单元21。并且，使流体5经由供给流路51流动于该空间S1，且检测从驱动中的半导体器件2出射并通过开口32的光。通过使流体5流动于在套31与半导体器件2之间划分的空间S1，而能够有效地冷却半导体器件2。其理由是除通过该流体5去除半导体器件2的热以外，也将半导体器件2的热经由该流体5效率良好地传递至套31的缘故。进一步，由于使用流体5进行冷却，因此即使在半导体器件2因制造误差或发热而翘曲的情况下，流体5也与半导体器件2良好地接触。因此，这样的情况下也可以确保冷却性能。由此，根据该冷却单元21，能够实现较高的冷却性能。

对通过使流体5在空间S1流动，而能够实现使半导体器件2的有效冷却的理由，进一步加以说明。流体流动于物体表面的情况下，在具有黏性的流体与物体的边界，产生流速连续变化的边界层。通常，该边界层的厚度越厚，且流速相对于与物体的距离的变化越少，则流体与物体间的热交换速度越慢。为了减薄该边界层，一般是增加流速。然而，流体于微小间隙流动的情况下，如果流量恒定，则间隙越窄流速越增加。进一步，边界层内部的速度梯度与间隙的大小成反比，与流速成正比而变大。因此，能够大幅抑制物体与流体间的热阻。冷却单元21中，通过利用该现象，而能够大幅抑制从半导体器件2向流体5的热传递、及从流体5向套31的热传递的热阻，能够效率良好地传递半导体器件2的热。

作为其他冷却方法，可以想到使冷却块经由热传导油脂而与半导体器件2紧贴，将半导体器件2冷却的方法。但是，这样的半导体检查装置1中，有因热传导油脂而妨碍固浸透镜62对半导体器件2的紧贴的风险，因此无法使用热传导油脂。相对于此，在冷却单元21中，在套31与半导体器件2之间设置微小间隙(空间S1)，使流体5在该间隙流动，从而能够使流体5作为动态油脂发挥功能。其结果，能够有效地冷却半导体器件2。

在套31设置有使从空间S1排出的流体5流动的排出流路52。由此，能够使流体经由供给流路51及排出流路52在空间S1流动，能够更有效地冷却半导体器件2。

在套31设置有使用于冷却套31的冷媒6流动的冷媒流路55。由此，能够更优选地冷却套31。

第1部分34的底面34a与开口32相连，以包围开口32的方式平面状地延伸。由此，能够进一步有效地冷却半导体器件2。

空间S1的厚度为0.05mm以上且0.5mm以下。由此，能够进一步有效地冷却半导体器件2。即，当空间S1的厚度为0.05mm以上且0.5mm以下时，能够通过流体5有效去除半导体器件2的热。其结果，例如可以0.2升/分钟左右的流量，将200W左右的半导体器件2冷却。空间S1的厚度也可以为大于0mm且为0.05mm以下。在该情况下，流动于空间S1的流体5容易作为热传导媒体发挥功能，能够将半导体器件2的热进一步效率良好地传递至套31。空间S1的厚度也可以为0.1mm以上且0.5mm以下。

划分空间S1的空间划分面形成于套31的凹部33的底面34a。由此，能够更优选地于套31与半导体器件2之间划分空间S1。

冷却单元21具备夹持于套31与载物台3之间，密封空间S1的弹性构件41、42。由此，能够更可靠密封套31与半导体器件2之间的空间S1。

在套31设置有至少4条供给流路51。由此，能够进一步有效地冷却半导体器件2。即，通过设置至少2条供给流路51，而不论固浸透镜62相对于半导体器件2的接触位置，均能够对该接触位置周边供给流体5。进一步，通过设置至少2条供给流路51，而能够使流动于空间S1的流体5的压力控制容易化。在设置有至少3条供给流路51的情况下，显著发挥这些作用效果。

从方向D1观察的情况下，从供给流路51对空间S1供给流体5的位置，位于相较于从空间S1相对于排出流路52排出流体5的位置更靠近内侧的位置。由此，能够进一步有效地冷却半导体器件2。供给流路51是以向开口32排出流体5的方式构成。由此，能够进一步有效地冷却半导体器件2。

在底面34a形成有槽部36。由此，能够使流动于空间S1的流体5乱流化，能够将半导体器件2的热进一步效率良好地传递至套31。其理由是通过乱流化，而能够减薄边界层的厚度，且使流动于空间S1的流体5的温度均一化的缘故。

物镜模块60具备将冷却单元21向与物镜16相反侧施力的弹簧82。由此，能够使冷却单元21对载物台3更优选地紧贴。

保持件63具有与固浸透镜62的周缘部接触，水密且能够摇动地保持固浸透镜62的可挠性构件72。由此，由于固浸透镜62能够摇动，因此容易使固浸透镜62顺沿半导体器件2而紧贴。进一步，由于固浸透镜62水密地保持，因此能够防止流体5从固浸透镜62周围泄漏。

物镜模块60具备夹持于保持件63与套31之间，密封保持件63与套31之间的密封构件64。由此，能够防止流体5从保持件63与套31之间泄漏。

半导体检查装置1具备使流动于空间S1的流体5的压力变化的调压器23、及控制调压器23的控制部15。由此，能够进一步有效地冷却半导体器件2。

半导体检查装置1中，控制部15以使流动于空间S1的流体5的压力比冷却单元21外部的压力更低的方式，控制调压器23。由此，由于空间S1内成为负压，因此能够使冷却单元21相对于载物台3更优选地紧贴。另外，能够抑制空间S1～S3中流体5从间隙等泄漏。

[变形例]

冷却单元21也可以如图9、图10及图11所示的变形例那样构成。变形例中，冷却单元21是与物镜16分开构成。未于物镜16安装固浸透镜单元61。在套31的开口32，配置有光透过构件85。光透过构件85通过例如玻璃而形成为板状，使观察光透过。光透过构件85水密地塞住开口32。光透过构件85例如以从开口32向半导体器件2侧突出的方式配置，空开特定的间隔，与半导体器件2的冲模2c相对。变形例中，在半导体器件2的封装2b及冲模2c，与设置于套31的凹部33的第1部分34的底面34a之间形成空间S1。与上述实施方式同样地，在第1部分34的底面34a与保持部3b之间、及第2部分35的底面35a与保持部3b之间形成空间S2。变形例中，由于通过光透过构件87塞住开口32，因此空间S1不与开口32内的空间连接。

通过这样的变形例，也可以与上述实施方式同样地，进行半导体器件2的检查及观察。另外，根据上述理由，能够实现较高的冷却性能。进一步，由于光透过构件85将开口32水密地塞住，因此能够防止流体5从开口32泄漏。

如图11所示，变形例的半导体检查装置1具备使冷却单元21向载物台3施力的施力装置90。施力装置90例如具有弹簧91，固定于XYZ载物台，通过弹簧91将冷却单元21在其周缘部施力。由此，可使冷却单元21对载物台3更优选地紧贴。

在半导体器件2的检查时，物镜16定位于图11的(a)所示的检查位置。变更观察区域的情况下，切换物镜16的透镜时，物镜16从检查位置下降至图11的(b)所示的透镜切换位置。并且，使其在XY方向移动至对应于期望的观察区域的位置后，上升至检查位置。另一方面，变更观察区域的情况下，在未切换物镜16的透镜时，物镜16保持定位于检查位置的状态，在XY方向移动至对应于特定的观察区域的位置。

各构成的材料及形状不限于上述材料及形状，能够采用各种材料及形状。上述实施方式中，半导体检查装置1是作为从铅垂下侧对半导体器件2进行观察的装置而构成，但也可以作为从铅垂上侧对半导体器件2进行观察的装置而构成。在该情况下，也可以将半导体器件2载置于载物台3上。

上述实施方式中，与半导体器件2之间划分空间S1的空间划分画面是通过凹部33的底面即底面34a构成，但空间划分面的结构不限于此。例如，也可以不在套31的第1表面31a形成凹部33，通过平坦地形成的第1表面31a构成空间划分面。也可以在空间划分面，设置与半导体器件2抵接并规定空间划分面与半导体器件2之间的间隔的突出部。在该情况下，该突出部的高度成为空间S1的厚度。如变形例那样设置光透过构件85的情况下，该突出部也可以设置于光透过构件85。

上述实施方式中，在第1部分34的底面34a形成漩涡状延伸的槽部36，但只要在底面34a形成凹部及凸部的至少一方即可。例如，也可以在底面34a，形成沿径向排列配置的圆环状的多个槽部。即，也可以在底面34a形成同心圆状的槽部。或者，也可以在底面34a，形成用于使流动于空间S1的流体5乱流化的多个凸部。

上述实施方式中，套31是通过包含水的冷媒6冷却，但也可以通过包含空气的冷媒6冷却。即，套31也可以非液冷而是空冷。在该情况下，也可以使用温度控制循环机。也可以在套31设置用于检测套31温度的传感器。在该情况下，能够根据套31的温度控制冷却动作。也可以设置排出流路52及冷媒流路55的至少一方。未设置排出流路52的情况下，流体5也可以例如从形成于载物台3与套31之间的间隙排出。供给流路51及排出流路52的至少一方也可以仅设置1个。

也可以代替压缩机的升压而通过提高储存槽22的位置，而提高储存槽22内的流体的压力。也可以在供给流路51及排出流路52的至少一方设置流量传感器。也可以将储存于排水槽24的流体5在通过过滤器等去除污垢后，返回至储存槽22而再利用。

半导体器件2不限于包含逻辑LSI的器件。半导体器件2也可以为个别半导体组件(离散)、光电子组件、传感器/致动器、内存组件、或线性IC(Integrated Circuit，集成电路)等、或这些的混合器件等。个别半导体组件包含二极管、功率晶体管等。半导体器件2也可以为包含半导体器件的封装、复合基板等。半导体器件2也可以通过例如将多个组件(电容器等)制作于硅基板而形成。上述实施方式中，通过控制信号输入装置11等的控制部15控制调压器23及冷却器25，但控制调压器23及冷却器25的控制部也可以与控制信号输入装置11等的控制部分开构成。

符号说明

1……半导体检查装置；2……半导体器件；3……载物台；5……流体；6……冷媒；14……光检测器；15……控制部；16……物镜；21……冷却单元；23……调压器(压力调整部)；31……套；32……开口(光通过部)；33……凹部；34a……底面(空间划分面)；36……槽部(凹部)；41、42……弹性构件；51……供给流路；52……排出流路；55……冷媒流路；60……物镜模块；62……固浸透镜；63……保持件；64……密封构件；72……可挠性构件；82……弹簧(施力构件)；85……光透过构件；S1……空间。