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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Testsystem, das ein Werkstück auf eine Eigenschaft hin testet.
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BESCHREIBUNG DES IN BEZIEHUNG STEHENDEN STANDS DER TECHNIK
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Ein Wafer mit einer Vielzahl von Bauelementen, wie zum Beispiel integrierten Schaltkreisen (ICs) oder Large-Scale Integrated Circuits (LSIs), die an einer Fläche von diesem ausgebildet sind, die durch eine Vielzahl sich schneidender Trennlinien unterteilt ist, wird auf dessen hinteren Seite durch eine Poliermaschine auf eine vorbestimmte Dicke poliert und fertiggestellt und wird dann durch eine Schneidmaschine in einzelne Bauelementchips getrennt. Die getrennten Bauelementchips werden in elektronischer Ausrüstung, wie zum Beispiel Mobiltelefonen und Personal Computer, verwendet.
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Als Mittel zum Verbessern der Qualität der oben beschriebenen Bauelementchips ist es bekannt, die hintere Seite des Wafers zu polieren und eine resultierende gedehnte Schicht zurückzulassen, sodass die Migration von Metallionen, wie zum Beispiel Kupferionen, die im Inneren des Wafers vorliegen, unterdrückt wird, um einen Getteringeffekt hervorzurufen (siehe zum Beispiel
JP 2005-317846 A ).
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Es ist auch bekannt, einen Halbleiterwafer durch Abstrahlen von Mikrowellen auf den Halbleiterwafer als Testziel auf eine vorbestimmte Bestrahlungsposition von diesem und zudem einen Laserstrahl auf die Bestrahlungsposition abzustrahlen, durch Empfangen von Mikrowellen, die bei der Bestrahlungsposition reflektiert werden, wo der Halbleiterwafer eine Reflexionsfähigkeit aufweist, die entsprechend der Dichte von Trägern (Fotoelektronenlochpaaren), die durch Fotoerregung erzeugt werden, erhöht ist, und durch Messen der Zeit, bis die Reflexionsfähigkeit abgeschwächt ist und verschwindet, mit anderen Worten die sogenannte Trägerlebensdauer, anhand einer physikalischen Eigenschaft zu bewerten (siehe zum Beispiel
JP 2005-142359 A ).
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Entsprechend der in
JP 2005-142359 A beschriebenen Technik wird die physikalische Eigenschaft eines Halbleiterwafers basierend auf der Länge einer Trägerlebensdauer bewertet. Jedoch wird eine Trägerlebensdauer durch das Material eines Werkstücks, die Art einer Verunreinigungsschicht (Schwermetall oder Ähnliches) in dem Werkstück und die Wellenlänge eines Laserstrahls, der auf das Werkstück abgestrahlt wird, beeinflusst. Um durch Verwendung von Mikrowellen auf Grundlage der Länge der Trägerlebensdauer eine ordnungsgemäße Bewertung in Bezug auf eine physikalische Eigenschaft auszuführen, besteht dementsprechend eine Notwendigkeit, die Wellenlänge eines abzustrahlenden Laserstrahls in Übereinstimmung mit dem Material des Werkstücks und der Art der Verunreinigungsschicht (Schwermetall oder Ähnliches) in dem Werkstück angemessen auszuwählen. Nichtsdestotrotz gab es bis dato das Problem, dass ein Test nur schwerlich unter einer dem Werkstück entsprechenden ordnungsgemäßen Wellenlänge durchgeführt werden konnte.
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Die vorliegende Erfindung weist deswegen als Aufgabe das Bereitstellen eines Testsystems auf, das durch Verwendung von Mikrowellen ein Werkstück ordnungsgemäß testen kann.
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Testsystem zum Testen eines Werkstücks auf eine Eigenschaft bereitgestellt. Das Testsystem schließt einen Spanntisch zum Halten des Werkstücks, ein Mikrowellenbestrahlungsmittel zum Abstrahlen von Mikrowellen auf das an dem Spanntisch gehaltene Werkstück, ein Mikrowellenempfangsmittel zum Empfangen von Mikrowellen, die von dem Werkstück reflektiert werden, und eine Laserstrahlbestrahlungseinheit zum Abstrahlen eines Laserstrahls auf das Werkstück bei einer Bestrahlungsposition von diesem ein, auf welche die Mikrowellen abgestrahlt worden sind. Die Laserstrahlbestrahlungseinheit schließt einen Wellenlängenauswahlabschnitt ein, der imstande ist, für den abzustrahlenden Laserstrahl eine Wellenlänge auszuwählen. Das Werkstück wird durch Abstrahlen der Mikrowellen von dem Mikrowellenabstrahlungsmittel auf das Werkstück und zudem Abstrahlen des Laserstrahls von der Laserstrahlbestrahlungseinheit aus auf das Werkstück auf die Bestrahlungsposition, Empfangen von Mikrowellen durch das Mikrowellenempfangsmittel, die bei der Bestrahlungsposition reflektiert werden, wo das Werkstück eine Reflexionsfähigkeit aufweist, die durch über Fotoerregung erzeugte Träger erhöht ist, und Messen einer Lebensdauer der Träger auf die Eigenschaft getestet.
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Vorzugsweise kann die Laserstrahlbestrahlungseinheit als Lichtquelle eine weiße Lichtquelle und als Wellenlängenauswahlabschnitt mehrere Arten von Bandpassfiltern aufweisen, und die Bandpassfilter sind eingerichtet, um Licht mehrerer Wellenlängen aus Licht von der weißen Lichtquelle gezielt zu extrahieren und abzustrahlen. Vorzugsweise kann die weiße Lichtquelle aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus einer Superlumineszenzdioden-Lichtquelle, einer verstärkten spontanen Emissionslichtquelle, einer Superkontinuum-Lichtquelle, einer Leuchtdioden-Lichtquelle, einer Halogenlichtquelle, einer Xenonlichtquelle, einer Quecksilberlichtquelle und einer Metallhalogenid-Lichtquelle besteht. Vorzugsweise kann die Laserstrahlbestrahlungseinheit ein Laserzeugungsmittel variabler Wellenlänge aufweisen.
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In Übereinstimmung mit dem Testsystem der vorliegenden Erfindung kann ein Werkstück in Übereinstimmung mit dem Material des Werkstücks und der Art einer Verunreinigungsschicht (Schwermetall oder Ähnliches) in dem Werkstück ordnungsgemäß auf eine Eigenschaft getestet werden, was dem Einbezug des Wellenlängenauswahlabschnitts geschuldet ist, der imstande ist, eine Wellenlänge für den abzustrahlenden Laserstrahl auszuwählen.
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Die obige und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Weise ihrer Umsetzung werden durch ein Studium der folgenden Beschreibung und angehängten Ansprüche unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, deutlicher und die Erfindung selbst wird hierdurch am besten verstanden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Gesamtansicht eines Testsystems in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 ist eine perspektivische Ansicht, die veranschaulicht, wie bei dem in 1 dargestellten Testsystem ein Werkstück an einem Spanntisch zu montieren ist;
- 3 ist ein Blockdiagramm, das ein optisches System, eine Laserstrahlbestrahlungseinheit, ein Mikrowellenbestrahlungsmittel und ein Mikrowellenempfangsmittel bei dem in 1 dargestellten Testsystem darstellt;
- 4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen spezifischen Aufbau eines Wellenlängenauswahlabschnitts bei der in 3 dargestellten Laserstrahlbestrahlungseinheit darstellt; und
- 5 ist ein Blockdiagramm, das eine Abwandlung der Laserstrahlbestrahlungseinheit darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen wird hiernach ein Testsystem 1 in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben. 1 stellt eine perspektivische Ansicht des Testsystems 1 dar, das ein Werkstück durch Abstrahlen von Mikrowellen auf das Werkstück und zudem durch Abstrahlen eines Laserstrahls auf eine Bestrahlungsposition der Mikrowellen, durch Empfangen der bei der Bestrahlungsposition reflektierten Mikrowellen, wo das Werkstück eine durch Träger (Fotoelektronenlochpaare) erhöhte Reflexionsfähigkeit aufweist, die durch Fotoanregung erzeugt werden, und durch Messen einer Lebensdauer der Träger auf eine Eigenschaft testet.
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Das Testsystem 1 schließt eine Halteeinheit 20, die das Werkstück hält (zum Beispiel einen in 2 dargestellten Halbleiterwafer 10), einen Bewegungsmechanismus 30, der die Halteeinheit 20 bewegt, ein optisches System 40, das eine Laserstrahlbestrahlungseinheit 41 aufweist, ein Mikrowellenbestrahlungsmittel 50 und ein Mikrowellenempfangsmittel 60 ein.
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Die Halteeinheit 20 schließt eine rechtwinklige in X-Achsenrichtung bewegbare Platte 21, eine rechtwinklige in Y-Achsenrichtung bewegbare Platte 22, eine zylindrische Säule 23 und eine rechtwinklige Abdeckplatte 26 ein. Die in X-Achsenrichtung bewegbare Platte 21 ist an einer stationären Basis 2 montiert, die in einer durch einen Pfeil X in der Figur angedeuteten X-Achsenrichtung bewegbar ist, und die in Y-Achsenrichtung bewegbare Platte 22 ist an der in X-Achsenrichtung bewegbaren Platte 21 montiert, die in einer durch einen Pfeil Y in der Figur angedeuteten Y-Achsenrichtung bewegbar ist. Die Säule 23 ist an einer oberen Fläche der in Y-Achsenrichtung bewegbaren Platte 22 befestigt, und die Abdeckplatte 26 ist an einem oberen Ende der Säule 23 befestigt. Mittig an der Abdeckplatte 26 ist ein kreisförmiger Spanntisch 24 angeordnet, der sich durch einen in der Abdeckplatte 26 ausgebildeten Schlitz 26a nach oben erstreckt. Der Spanntisch 24 ist eingerichtet, den Halbleiterwafer 10 zu halten und durch ein nicht dargestelltes Rotationsantriebsmittel drehbar zu sein. An einer oberen Fläche des Spanntischs 24 ist eine kreisförmige Saugeinspannung 24a angeordnet, die aus einem porösen Material ausgebildet ist und sich im Wesentlichen horizontal erstreckt. Die Saugeinspannung 24a ist über einen Strömungsdurchgang, der sich im Inneren durch die Säule 23 erstreckt, mit einem nicht dargestellten Saugmittel verbunden. Eine durch die X-Achsenrichtung und die Y-Achsenrichtung definierte Ebene ist im Wesentlichen horizontal.
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Der Bewegungsmechanismus 30 schließt einen X-Achsenrichtung-Zuführmechanismus 31 und einen Y-Achsenrichtung-Zuführmechanismus 32 ein. Der X-Achsenrichtung-Zuführmechanismus 31 ist an der stationären Basis 2 angeordnet und führt die Halteeinheit 20 in der X-Achsenrichtung zu, und der Y-Achsenrichtung-Zuführmechanismus 32 bewegt die Halteeinheit 20 in der Y-Achsenrichtung weiter (Einteilungszuführung). Über eine Kugelspindel 34 wandelt der X-Achsenrichtung-Zuführmechanismus 31 eine Rotationsbewegung eines Schrittmotors 33 in eine lineare Bewegung um und überträgt die lineare Bewegung zu der in X-Achsenrichtung bewegbaren Platte 21, wodurch die in X-Achsenrichtung bewegbare Platte 21 entlang von Führungsschienen 2a auf der stationären Basis 2 in der X-Achsenrichtung vor- oder zurückbewegt wird. Über eine Kugelspindel 36 wandelt der Y-Achsenrichtung-Zuführmechanismus 32 eine Rotationsbewegung eines Schrittmotors 35 in eine lineare Bewegung um und überträgt die lineare Bewegung zu der in Y-Achsenrichtung bewegbaren Platte 22, wodurch die in Y-Achsenrichtung bewegbare Platte 22 entlang von Führungsschienen 21a auf der in X-Achsenrichtung bewegbaren Platte 21 in der Y-Achsenrichtung vor- oder zurückbewegt wird. Obwohl in der Figur auf eine Darstellung verzichtet worden ist, schließen der X-Achsenrichtung-Zuführmechanismus 31, der Y-Achsenrichtung-Zuführmechanismus 32 und der Spanntisch 24 jeweils ein Positionserfassungsmittel ein, sodass die Positionen des Spanntischs 24 in der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung und die Winkelposition des Spanntischs 24 in einer Umfangsrichtung präzise erfasst werden können und zu einer Steuerungseinheit 100 (siehe 3) übertragen wird, die hier nachfolgend beschrieben wird. Basierend auf Befehlssignalen der Steuerungseinheit 100 werden der X-Achsenrichtung-Zuführmechanismus 31, der Y-Achsenrichtung-Zuführmechanismus 32 und das nicht dargestellte Rotationsantriebsmittel für den Spanntisch 24 angetrieben, sodass der Spanntisch 24 bei einer gewünschten Koordinatenposition und einem gewünschten Rotationswinkel positioniert werden kann.
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Seitlich zum Bewegungsmechanismus 30 ist ein Rahmen 4 aufrecht angeordnet. Der Rahmen 4 schließt einen vertikalen Wandabschnitt 4a, der an der stationären Basis 2 angeordnet ist, und einen horizontalen Wandabschnitt 4b ein, der sich von einem oberen Endabschnitt des vertikalen Wandabschnitts 4a in einer horizontalen Richtung erstreckt. Das optische System 40 mit der dazugehörigen Laserstrahlbestrahlungseinheit 41, das Mikrowellenbestrahlungsmittel 50 und das Mikrowellenempfangsmittel 60 sind in dem horizontalen Wandabschnitt 4b des Rahmens 4 eingebaut. Ein Kondensor 42, der einen Teil des optischen Systems 40 ausbildet, ist an einer unteren Fläche eines Endabschnitts des horizontalen Wandabschnitts 4b angeordnet, und eine nicht veranschaulichte Kondensorlinse und Ähnliches sind im Inneren des Kondensors 42 verbaut.
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Das Werkstück bei dieser Ausführungsform ist der in 2 dargestellte Halbleiterwafer 10. Auf einer Seite einer vorderen Seite 10a des Halbleiterwafers 10 sind Bauelemente 12 in einzelnen Bereichen ausgebildet, die durch eine Vielzahl von Trennlinien 14, welche in einer Gitterstruktur ausgebildet sind, getrennt sind. Auf der Seite einer hinteren Seite 10b wurde andererseits eine Polierbearbeitung durch eine nicht dargestellte Poliermaschine angewandt und es wird eine gedehnte Schicht ausgebildet. Die gedehnte Schicht weist zum Beispiel eine Dicke von 0,2 µm oder weniger auf und schließt Mikrorisse ein, die unter einem Transmissionselektronenmikroskop sichtbar sind, und übt einen Getteringeffekt aus. Bei einem Halten des Halbleiterwafers 10 an dem Spanntisch 24 wird die Fläche 10a des Halbleiterwafers 10 an der Saugeinspannung 24a mit der hinteren Seite 10b nach oben gerichtet montiert, an der die gedehnte Schicht ausgebildet worden ist, und das nicht dargestellte Saugmittel wird dann betätigt, um den Halbleiterwafer 10 über einen Unterdruck zu halten.
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3 ist ein Blockdiagramm, das das optische System 40 mit der dazugehörigen Laserstrahlbestrahlungseinheit 41 darstellt. Das optische System 40 schließt zusätzlich zu der Laserstrahlbestrahlungseinheit 41 einen Reflexionsspiegel 48 und den Kondensor 42 ein. Der Reflexionsspiegel 48 verändert den optischen Pfad eines Laserstrahls L1 einer gewünschten Wellenlänge, der von der Laserstrahlbestrahlungseinheit 41 emittiert worden ist, in Richtung des Spanntischs 24. Der Kondensor 42 fokussiert den Laserstrahl L1, der durch den Reflexionsspiegel 48 geführt worden ist, und strahlt den fokussierten Laserstrahl L1 auf eine vorbestimmte Bestrahlungsposition P an dem Halbleiterwafer 10 ab, der an dem Spanntisch 24 gehalten wird. Es ist anzumerken, dass der Kondensor 42 und der Reflexionsspiegel 48 nach Bedarf auf geeignete Weise angeordnet werden können. Die Laserstrahlbestrahlungseinheit 41 schließt eine Lichtquelle 43 und einen Wellenlängenauswahlabschnitt 44 ein. Der Wellenlängenauswahlabschnitt 44 wählt von dem von der Lichtquelle 43 emittierten Licht L0 einen Laserstrahl L1 mit einer gewünschten Wellenlänge aus und strahlt den ausgewählten Laserstrahl L1 ab.
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Als Lichtquelle 43, die das Licht L0 emittiert, kann zum Beispiel eine weiße Lichtquelle verwendet werden. Das Licht L0 (auf das hiernach als „das weiße Licht L0“ Bezug genommen wird), das von der weißen Lichtquelle emittiert wird, kann vorzugsweise Licht sein, das einen großen Bereich an Wellenlängen (zum Beispiel in einem Bereich von 300 bis 1000 nm) einschließlich sichtbarem Licht enthält. Die weiße Lichtquelle, die das weiße Licht L0 emittiert, kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die aus einer Superlumineszenzdioden-Lichtquelle (SLD - Super Luminescent Diode), einer verstärkten spontanen Emissionslichtquelle (ASE - Amplified Spontaneous Emission), einer Superkontinuum-Lichtquelle (SC - Supercontinuum), einer Leuchtdioden-Lichtquelle (LED - Light Emitting Diode), einer Halogenlichtquelle, einer Xenonlichtquelle, einer Quecksilberlichtquelle und einer Metallhalogenid-Lichtquelle besteht. Ein spezifisches Beispiel für einen Aufbau des Wellenlängenauswahlabschnitts 44 ist in 4 dargestellt. Der in 4 dargestellte Wellenlängenauswahlabschnitt 44 schließt eine Bandpassfilterplatte 444 und einen Schrittmotor 446 ein. Die Bandpassfilterplatte 444 weist eine Scheibenform auf und schließt in deren äußerem Umfangsbereich mehrere Bandpassfilterarten 444a bis 444h ein, die von dem weißen Licht L0, das von der Lichtquelle 43 emittiert wird, Licht mit vorbestimmten Wellenlängen gezielt extrahieren und abstrahlen.
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Die Bandpassfilter 444a bis 444h sind optische Filter, von denen jeder Licht einer vorbestimmten unterschiedlichen Wellenlänge als Laserstrahl L1 für eine Bestrahlung durchlässt. Zum Beispiel weist der Bandpassfilter 444a als Funktion auf, Licht mit einer Wellenlänge von 300 nm durchzulassen, weist der Bandpassfilter 444b als Funktion auf, Licht mit einer Wellenlänge von 400 nm durchzulassen, weist der Bandpassfilter 444c als Funktion auf, Licht mit einer Wellenlänge von 500 nm durchzulassen, weist der Bandpassfilter 444d als Funktion auf, Licht mit einer Wellenlänge von 600 nm durchzulassen, weist der Bandpassfilter 444e als Funktion auf, Licht mit einer Wellenlänge von 700 nm durchzulassen, weist der Bandpassfilter 444f als Funktion auf, Licht mit einer Wellenlänge von 800 nm durchzulassen, weist der Bandpassfilter 444g als Funktion auf, Licht mit einer Wellenlänge von 900 nm durchzulassen, und weist der Bandpassfilter 444h als Funktion auf, Licht mit einer Wellenlänge von 1000 nm hindurchzulassen. Ein Antrieb des Schrittmotors 446 durch die Steuerungseinheit 100 verursacht, dass sich die Bandpassfilterplatte 444 in einer durch den Pfeil R angedeuteten Richtung dreht, wodurch ein gewünschter der Bandpassfilter 444a bis 444h bei einer Durchgangsposition des weißen Lichts L0 positioniert werden kann und von dem weißen Licht L0 gezielt Licht der entsprechenden Wellenlängen extrahiert werden kann, um den Laserstrahl L1 zu erzeugen. Die oben beschriebene Ausführungsform ist eingerichtet, die acht Bandpassfilter aufzuweisen. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf so einen Aufbau beschränkt und kann eingerichtet sein, so viele Bandpassfilterarten wie notwendig aufzuweisen.
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In dem horizontalen Wandabschnitt 4 des Rahmens 4 sind das Mikrowellenbestrahlungsmittel 50 und das Mikrowellenempfangsmittel 60 angeordnet. Wie in 3 dargestellt, bestrahlen Mikrowellen W1, die von dem Mikrowellenbestrahlungsmittel 50 abgestrahlt werden, die hintere Seite 10b des Halbleiterwafers 10 in einem vorbestimmten Einfallswinkel. Die Bestrahlungsposition der Mikrowellen W1 wird auf die vorbestimmte Bestrahlungsposition P eingestellt, auf die der Laserstrahl L1 abzustrahlen ist. Mikrowellen W2, die auf die vorbestimmte Bestrahlungsposition P abgestrahlt werden, werden mit einem Reflexionswinkel reflektiert, der dem Einfallswinkel gleicht, und werden durch das Mikrowellenempfangsmittel 60 empfangen. Der Laserstrahl L1 wird, wie oben beschrieben, auf die vorbestimmte Bestrahlungsposition P an dem Halbleiterwafer 10 abgestrahlt, sodass Träger (fotoelektronenlochbare) bei der Bestrahlungsposition P des Halbleiterwafers 10 durch Fotoerregung erzeugt werden. Die Träger ändern die Leitfähigkeit des Halbleiters. Die so erzeugten Träger rekombinieren mit der Zeit und verschwinden nach einer Trägerlebensdauer, die durch eine physikalische Eigenschaft des Halbleiterwafers 10 festgelegt ist. Da sich die Reflexionsfähigkeit für Mikrowellen in Übereinstimmung mit der Dichte erzeugter Träger bei der Bestrahlungsposition P des Halbleiterwafers 10 ändert, nimmt die Reflexionsfähigkeit progressiv ab, während die erzeugten Träger mit der Zeit rekombinieren. Die Trägerlebensdauer kann somit basierend auf einer Änderung der Mikrowellen, die durch das Mikrowellenempfangsmittel 60 empfangen werden, gemessen werden. Es ist folglich möglich, die physikalische Eigenschaft der gedehnten Schicht bei der Bestrahlungsposition P zu testen, wo der Laserstrahl L1 auf die hintere Seite 10b des Halbleiterwafers 10 abgestrahlt wird.
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Die Steuerungseinheit 100 schließt eine Central Processing Unit (CPU), ein Read Only Memory (ROM), ein Random Access Memory (RAM), ein Eingabeinterface und ein Ausgabeinterface ein, wobei die Darstellung von deren Details in den Figuren weggelassen worden ist. Die CPU ist als Computer eingerichtet und führt eine arithmetische Verarbeitung in Übereinstimmung mit einem Steuerungsprogramm aus. Der ROM speichert das Steuerungsprogramm und Ähnliches. Der lesbare und beschreibbare RAM speichert Erfassungswerte, Bearbeitungsergebnisse und Ähnliches temporär. Die Steuerungseinheit 100 arbeitet als eine Steuerungseinheit, die einzelne Funktionsteile des Testsystems 1 steuert und zudem Steuerungsprogramme speichert, die eine Mikrowellenbestrahlung mit dem Mikrowellenbestrahlungsmittel 50 und eine Signalanalyse der durch das Mikrowellenempfangsmittel 60 empfangenen Mikrowellenwellenformintensität ausführt. Wie in 3 dargestellt, werden Änderungen von einem Wellenformintensitätssignal F von Mikrowellen, die durch das Mikrowellenempfangsmittel 60 empfangen wird, über die Zeit auf einem Anzeigemonitor 120 angezeigt, der mit der Steuerungseinheit 100 verbunden ist.
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Das Testsystem 1 dieser Ausführung weist den generell oben beschriebenen Aufbau auf. Nunmehr wird hiernach der Betrieb des Testsystems 1 beschrieben. Beim Starten eines Tests bei dieser Ausführungsform wird der Halbleiterwafer 10 an dem Spanntisch 24 mit dessen hinteren Seite 10b, wie in 2 veranschaulicht, nach oben gerichtet montiert. Der Bewegungsmechanismus 30 wird dann betätigt, um den Spanntisch 24 zu bewegen, sodass der Halbleiterwafer 10 bei einer gewünschten Position direkt unterhalb des Kondensors 42 positioniert wird.
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Nachdem der Halbleiterwafer 10 direkt unter dem Kondensor 42 positioniert worden ist, werden das Mikrowellenbestrahlungsmittel 50 und das Mikrowellenempfangsmittel 60 betätigt, um ein wie in 3 dargestelltes Abstrahlen der vorbestimmten Mikrowellen W1 in Richtung der Bestrahlungsposition P auf der hinteren Seite 10b zu beginnen. Wie auf dem Anzeigemonitor 120 in 3 dargestellt, wird der Laserstrahl L1 zum Zeitpunkt t0 nicht abgestrahlt und es werden keine Träger bei der Bestrahlungsposition P erzeugt. Die Reflexionsfähigkeit für Mikrowellen bei dem Bestrahlungspunkt P ist folglich in einem extrem niedrigen Zustand, sodass durch das Mikrowellenempfangsmittel 60 kaum Mikrowellen empfangen werden oder mit einer extrem niedrigen Signalintensität empfangen werden.
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Die Lichtquelle 43, die in der Laserstrahlbestrahlungseinheit 41 angeordnet ist und als weiße Lichtquelle eingerichtet ist, wird dann betätigt, um das weiße Licht L0 zu erzeugen. Um den Laserstrahl L1 mit einer Wellenlänge von 800 nm abzustrahlen, die für das Erfassen der physikalischen Eigenschaft der auf der hinteren Seite 10b des Halbleiterwafers 10 ausgebildeten gedehnten Schicht geeignet ist, wurde der Wellenlängenauswahlabschnitt 44 bei dieser Ausführungsform zuvor betätigt, um den Bandpassfilter 444f, der die Übertragung des Lichts mit 800 nm Wellenlänge zulässt, auf dem optischen Pfad des weißen Lichts L0 zu positionieren. Das weiße Licht L0 gelangt durch den Bandpassfilter 444f, wodurch das Licht mit einer Wellenlänge von 800 nm ausgewählt und der Laserstrahl L1 mit einer Wellenlänge von 800 nm von der Laserstrahlbestrahlungseinheit 41 aus abgestrahlt wird.
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Wenn der Laserstrahl L1 von der Laserstrahlbestrahlungseinheit 41 in Richtung der Bestrahlungsposition P abgestrahlt wird, werden Träger (Fotoelektronenlochpaare) entsprechend der physikalischen Eigenschaft der gedehnten Schicht auf der hinteren Seite 10b des Halbleiterwafers 10 durch Fotoerregung erzeugt, was zu einer Veränderung der Leitfähigkeit der gedehnten Schicht bei der Bestrahlungsposition P führt. Wenn zur Zeit (Zeit t1) des Abstrahlens des Laserstrahls L1 in Richtung der Bestrahlungsposition P des Halbleiterwafers 10 Träger erzeugt werden, steigt die Reflexionsfähigkeit für Mikrowellen bei der Bestrahlungsposition P, wie auf dem Anzeigemonitor 120 in 3 dargestellt, exponentiell an, und die Signalintensitätswellenform F der durch das Mikrowellenempfangsmittel 60 empfangenen Mikrowellen W2 steigt, wie auf dem Anzeigemonitor 120 in 3 dargestellt, ebenfalls exponentiell zu einem Spitzenwert F1 an. Nachdem die Signalintensität der Mikrowellen W2, die durch das Mikrowellenempfangsmittel 60 empfangen werden, den Spitzenwert F1 zum Zeitpunkt t1 erreicht hat, rekombinieren die durch Fotoerregen erzeugten Träger mit der Zeit, sodass die Reflexionsfähigkeit für Mikrowellen bei der Bestrahlungsposition P graduell abnimmt. Zusammen mit der graduellen Abnahme nimmt auch die Signalintensitätswellenform F, die auf dem Anzeigemonitor 120 in 3 dargestellt wird, in einem durch f2 angedeuteten Bereich graduell ab.
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Nunmehr wurde zuvor ein Grenzwert P1 in der Steuerungseinheit 100 eingestellt, um den Erlöschungszeitpunkt der Träger aus der Änderung der Signalintensität der Mikrowellen W2 zu bestimmen, die durch das Mikrowellenempfangsmittel 60 empfangen werden. Der Grenzwert P1 wird zum Beispiel auf einen Wert eingestellt, der leicht größer ist als die Signalintensität der Mikrowellen W2, die durch das Mikrowellenempfangsmittel 60 empfangen werden, bevor der Laserstrahl L1 in Richtung der Bestrahlungsposition P abgestrahlt wird. Wenn die Signalintensitätswellenform F graduell abnimmt und der Zeitpunkt t2 eines Punkts f3, bei dem die Signalintensitätswellenform F geringer ist als der Grenzwert P1, erfasst wird, wird angenommen, dass die bei der Bestrahlungsposition P erzeugten Träger vollständig erloschen sind, und die Lebensdauer der durch die Bestrahlung mit dem Laserstrahl L1 erzeugten Träger wird als (t2-t1) erfasst. Diese Trägerlebensdauer (t2-t1) wird in der Steuerungseinheit 100 gespeichert und wird für die Analyse der physikalischen Eigenschaft der gedehnten Schicht bereitgestellt, die an der hinteren Seite 10d des Halbleiterwafers 10 ausgebildet ist.
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Wenn das Material des Halbleiterwafers 10 oder die Verunreinigung oder Ähnliches, die in der gedehnten Schicht enthalten ist, unterschiedlich ist, kann es angemessener sein, die Wellenlänge des Laserstrahls L1 zum Induzieren der Fotoerregung auf eine andere Wellenlänge, wie zum Beispiel 300 nm anstatt 800 nm, einzustellen. In so einem Fall wird die Bandpassfilterplatte 444 in der durch den Pfeil R angedeuteten Richtung gedreht, um den Bandpassfilter 444a auf dem optischen Pfad des weißen Lichts L0 zu positionieren. Durch wie oben beschriebenes, angemessenes Betätigen des Wellenlängenauswahlabschnitts 44, kann die Auswahl der Wellenlänge des Laserstrahls L1 auf einfache Weise umgesetzt werden, und daher kann ein geeigneter Test ausgeführt werden, der mit dem Material des Halbleiterwafers 10 und der Art einer verunreinigten Schicht (Schwermetalle oder Ähnliches) in dem Halbleiterwafer 10 übereinstimmt.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden zudem eine Vielzahl von Abwandlungen vorgesehen, ohne dabei auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt zu sein. Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wird zum Beispiel die weiße Lichtquelle als Lichtquelle 43 der Laserstrahlbestrahlungseinheit 41 eingesetzt. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf den Einsatz so einer weißen Lichtquelle beschränkt, sondern kann auch, wie in 5 dargestellt, eine Lichtquelle 43A einsetzen, die ein wie in 5 dargestelltes Lasererzeugungsmittel variabler Wellenlänge einschließt. Wie zudem in 5 dargestellt, ist die Lichtquelle 43A der Laserstrahlbestrahlungseinheit 41A mit einem Laseroszillator 431, der zum Beispiel einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 1064 nm emittiert, einem KTP-Kristall 432, der ein nicht linearer Kristall ist, und einem CLBO-Kristall 433 eingerichtet, der ein nicht linearer Kristall ist. Durch eine Transmission durch den KTP-Kristall 432 wird der Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 1064 nm, der von dem Laseroszillator 431 emittiert wird, zum Teil zu einem Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 532 nm umgewandelt. Durch eine weitere Transmission durch den CLBO-Kristall 433 wird der Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 532 nm zum Teil in einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 266 nm umgewandelt.
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Insbesondere wird beschrieben, dass die Lichtquelle 43A den von dem Laseroszillator 431 emittierten Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 1064 nm umwandelt und einen Laserstrahl L0A erzeugt, der den Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 1064 nm, den Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 532 nm und den Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 266 nm einschließt. Bei der Laserstrahlbestrahlungseinheit 41 ist ein Wellenformauswahlabschnitt 44A angeordnet, um aus dem Laserstrahl L0A Laserstrahlen mit gewünschten Wellenlängen auszuwählen. Obwohl hier auf Details verzichtet wird, weist der Wellenformauswahlabschnitt 44A im Wesentlichen den gleichen Aufbau auf wie der in 4 dargestellte Wellenlängenauswahlabschnitt 44 und beinhaltet notwendigerweise eine Bandpassfilterplatte 444A, die anstelle der Bandpassfilter 444a bis 444h, die in dem Wellenlängenauswahlabschnitt 44 angeordnet sind, einen Bandpassfilter auf, der dem Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 1064 nm ermöglicht, einen Bandpassfilter auf, der den Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 532 nm ermöglicht, und einen Bandpassfilter auf, der den Laserstrahl mit einer Wellenlänge von 266 nm ermöglicht.
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Ein Betrieb eines Schrittmotors 446A verursacht eine Rotation der Bandpassfilterplatte 444A, wodurch ein Laserstrahl L1A mit einer gewünschten der oben beschriebenen Wellenlängen ausgewählt und abgestrahlt werden kann. Der Aufbau des Lasererzeugungsmittels variabler Wellenlänge ist nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt. Zum Beispiel ist die Wellenlänge des von dem Laseroszillator 431 zu emittierenden Laserstrahls nicht auf 1064 nm beschränkt, und es kann auch ein Laseroszillator verwendet werden, der einen Laser mit einer anderen Wellenlänge oszilliert. Zudem sind die nicht linearen Kristalle, die für die Umwandlung der Wellenlängen verwendet werden, nicht auf die oben beschriebene Kombination des KTP-Kristalls und des CLBO-Kristalls beschränkt und können eine Kombination nicht linearer Kristalle der gleichen Art oder eine Kombination nicht linearer Kristalle unterschiedlicher Arten sein, wie zum Beispiel eine Kombination, die einen nicht linearen Kristall eines anderen nicht linearen Kristalls aufweist, wie zum Beispiel ein LBO-Kristall, einen KDB-Kristall oder Ähnliches, sodass Laserstrahlen unterschiedlicher Wellenlängen erzeugt werden können.
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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist das Mikrowellenbestrahlungsmittel
50 positioniert, um Mikrowellen W1 in einem vorbestimmten Einfallswinkel in Richtung der Bestrahlungsposition P abzustrahlen, und das Mikrowellenempfangsmittel
60 ist bei der Position angeordnet, wo die Mikrowellen empfangen werden, die mit dem Reflexionswinkel reflektiert werden, der dem Einfallswinkel entspricht. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf so einen Aufbau beschränkt. Zum Beispiel können unter Verwendung eines Wellenleiters Mikrowellen, die von einem Mikrowellenoszillator abgestrahlt werden, der als Mikrowellenbestrahlungsmittel dient, übertragen werden und bei einer vorbestimmten Abstrahlungsposition in vertikaler Richtung über einem Halbleiterwafer abgestrahlt werden. Mikrowellen, die bei der Bestrahlungsposition reflektiert werden, werden wieder zu dem Wellenleiter geführt und übertragen. Dann können die reflektierten Mikrowellen durch einen Knotenpunktwellenleiter (zum Beispiel ein magisches T) geteilt werden, der bei einer Zwischenposition in dem Wellenleiter angeordnet ist, und können zu dem Mikrowellenempfangsmittel geführt und durch dieses empfangen werden, das bei einer Position nach der Trennung angeordnet ist. Durch weiteres Einrichten, dass ein von einer Laserstrahlbestrahlungseinheit abgestrahlter Laserstrahl von einem bei einer geeigneten Position des Wellenleiters ausgebildeten Durchgangsloch aus geführt wird, kann der Laserstrahl wie die von dem Mikrowellenoszillator abgestrahlten Mikrowellen vertikale von oben auf die Bestrahlungsposition des Halbleiterwafers abgestrahlt werden (siehe
JP 2005-142359 A , dessen Offenbarung hierdurch durch Bezugnahme einbezogen wird).
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Details der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Schutzbereich der Erfindung wird durch die angehängten Ansprüche definiert und sämtliche Änderungen und Abwandlungen, die in den äquivalenten Schutzbereich der Ansprüche fallen, sind folglich durch die Erfindung einbezogen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2005317846 A [0003]
- JP 2005142359 A [0004, 0005, 0031]
