JP2006324588A - 受光素子検査方法及び受光素子検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 受光素子の光感度を検査するに際し、その検査の信頼性の向上を図ることができる受光素子検査方法及び受光素子検査装置を提供する。
【解決手段】 複数のフォトダイオードを備えたチップの光感度を測定するに際し、ウェハテスタ１にチップをセットし、レーザヘッド５からのレーザ光を単一のフォトダイオードに対して照射する。このときの出力電圧に基づき光感度値を算出する。この動作を全てのフォトダイオードに対して順に行っていく。
【選択図】 図３

Description

本発明は、フォトダイオードに代表される受光素子の光感度を検査するための方法及びその方法を実行するための検査装置に係る。特に、本発明は、検査の信頼性の向上を図るための対策に関する。

従来より、光ディスクは、音声，映像，文書データなどを記録するメディアとして広く使用されており、この光ディスクに対する各種データの記録や再生を行う装置が各種開発されている。また、この種の装置に搭載される光ピックアップ装置は、その先端部分において光ディスクからの信号の入出力を行う主要構成要素となっている。つまり、この光ピックアップ装置は、光ディスクから反射された光信号を受け取り、それを受光素子（フォトダイオード）によって電流に変換し、回路内のゲイン抵抗で電圧変換を行い、後段のＬＳＩへ出力する構成となっている。

図１は、この光ピックアップ（受光アンプ素子）の等価回路ブロック図を示している。また、図２は、光ピックアップの受光部の形状及び素子の配置形態を示している。この図２において受光部２０１を構成するフォトダイオードは、メイン受光部２０２であるＡ〜Ｄの領域及びサブ受光部２０３，２０３であるＥ〜Ｈの領域の各々に対応している。ここで、中央に配置されている４分割されたメイン受光部２０２ではフォーカス調整及びデータ信号の再生を行う。また左右に配置されたサブ受光部２０３，２０３ではトラッキング調整を行っている。光ピックアップ動作では、メイン受光部２０２及びサブ受光部２０３，２０３の全てにディスクからのレーザ反射光（図２（ａ）のＬ１参照）が照射され、出力端子は作動状態にある。つまり、メイン受光部２０２においてレーザ光信号は電流信号に変換され、図１に示すように、電流信号Ｉscを初段アンプＡ１１で電流電圧変換増幅し、後段アンプＡ１２で更に電圧増幅して出力端子１０１に信号出力される。

また、上記受光アンプ素子において、実際にレーザ光（またはＬＥＤ光）をチップ上のフォトダイオード（以下、ＰＤと記載する場合もある）に照射すると、出力電圧が変動する。従来では、この出力電圧の変動を検知することで、アンプ回路が正しく作動しているか否かを確認するためのチップテストを行っている（下記の特許文献１，２を参照）。

このチップテストについて詳しく説明すると、チップにレーザ光を照射するレーザ光源と、そのチップからの受光信号レベルを予め設定された基準レベル（例えば、良品とされたチップからの受光信号レベル）と比較する検査手段とを備えさせ、例えば受光信号レベルが上記基準レベル以上となっているチップを良品とし、基準レベル未満であるチップを不良品として判断するようにしている。

そして、従来にあっては、上記チップテスト（光感度測定）を行う際、レーザ光量がばらついてしまうため、出力電圧が安定せず、光感度値やノイズ測定や周波数特性などＡＣ測定を行うのが困難であり、現実には、数チップの抜き取り検査を行うのみであった。
実開平１−９１２６４号公報 特開２００３−５７１０９号公報

上述した如くチップテストでは、受光素子からの出力電圧の変動により回路内のアンプ動作を確認するが、レーザ光を照射するため、チップに入射する光量、入射する角度、照射位置を高い精度で調節しなければならない。

このチップテストでは、レーザ照射位置は図２（ａ）にＬ１で示す位置となるのが理想である。このような位置にレーザ光を照射することにより、Ａ〜Ｄｃｈ（チャンネル）、Ｅ〜Ｈｃｈの設計感度が同一ならば出力電圧は全て同等となるはずである。

ところが、レーザ照射位置が図２（ｂ）にＬ２で示す位置であった場合、Ａ、Ｄ、Ｅ、Ｇｃｈはレーザ光が照射されているため通常の出力電圧となるが、Ｂ、Ｃ、Ｆ、Ｈｃｈではレーザ光がフォトダイオードの一部または全面に照射されていないため、出力電圧はＡ、Ｄ、Ｅ、Ｇｃｈの出力電圧よりも大幅に低くなってしまう。つまり、Ａ〜Ｄｃｈ、Ｅ〜Ｈｃｈの設計感度が同一であり良品のチップであっても、出力電圧のバラツキにより不良品と判断されてしまう可能性がある。

このように、レーザ光をチップの全体に亘って照射して光感度を測定する場合、照射位置、照射強度、照射角度が大きな問題となっている。ウェハテスト（チップのテスト）ではこのレーザ条件の合わせ込み次第で、チップの合否が大きく左右される。

従来、ユーザへ提出するチップは、ウェハをダイシングし、面内から数チップ（ｎ＝１〜５）ほど取り出すという抜き取り検査が行われるに過ぎず、ウェハテストではレーザ光をＰＤ寸法よりも幅広い範囲で照射させ、出力電圧が数ｍＶ〜数百ｍＶまで変化する現象を観察するアンプ動作確認という精度の粗い回路動作テストのみを行っていた。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、受光素子の光感度を検査するに際し、その検査の信頼性の向上を図ることができる受光素子検査方法及び受光素子検査装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決手段は、複数の半導体チップからなる半導体ウエハの個々の受光素子領域に光を照射することにより受光素子の光感度を測定する受光素子検査方法であって、上記半導体ウエハの個々の受光素子領域毎に光源からの光を照射する工程と、その照射光による光電流を測定する工程と、その光電流と評価基準電流とを比較する工程と、その比較結果に基づき光感度のランク付けを行う工程とを備えさせている。これにより、光の照射位置によってチップの合否が大きく左右されてしまうといった状況を回避することができ、検査の信頼性の向上を図ることができる。

また、光源からの光を受けて光源の出射光量をモニタするモニタ用受光手段を各半導体チップ上に備えさせ、このモニタ用受光手段及び受光素子領域に対して光源からの光を照射し、光源の出射光量をモニタ用受光手段によってモニタしながら光電流を測定するようにしている。

また、光源からの光を受けて光源の出射光量をモニタするモニタ用受光手段をプローブカード上に配設し、このモニタ用受光手段及び受光素子領域に対して光源からの光を照射し、光源の出射光量をモニタ用受光手段によってモニタしながら光電流を測定するようにしている。

上記モニタ用受光手段の具体構成としてはパワーメータを備えさせている。

このように光源からの光をモニタしながら光電流を測定することにより、光源光量が変動してもその影響による出力の変動を考慮した光感度測定を行うことができ、スムーズに且つ高精度で光感度値を測定することが可能になる。

また、光源と半導体ウエハとの間にシャッタを配設し、外乱光及び光源からの光の迷光をシャッタにより遮断するようにしている。

上記モニタ用受光手段を透過型とし、光源からの光照射時の出力電圧と光源光量とを同時測定するようにすれば、光感度測定に要する時間の短縮化を図ることができる。

透過率の異なる複数のフィルタ材を備えた円板を回転させ、光源からの光路上にフィルタ材を選択的に位置させることによって、小光量から大光量まで複数条件下で光感度測定を行うようにしている。

また、透過率が連続的に変化するフィルタを配設し、光源からの光路上でのフィルタ位置を調整することによって、光感度測定、ダイナミックレンジ測定を行うようにしている。

光源からの光路上に、コリメートレンズまたは回折格子を設け、レーザ光を複数分割して、１チップ上のメインｃｈ及びサブｃｈに同時に光を照射して、メインｃｈ及びサブｃｈを同時に光感度測定、ダイナミックレンジ測定を行うようにしている。

光源からの光路上に、コリメートレンズまたは回折格子を設け、レーザ光を複数分割して、複数のチップに対して同時に光を照射して、複数のチップを同時に光感度測定、ダイナミックレンジ測定を行うようにしている。

これら構成によっても光感度測定に要する時間の短縮化を図ることができる。

単一の光源から２波長の光を照射することにより、ＣＤ，ＤＶＤに対応した測定を行うようにしている。

ＣＤ記録，ＤＶＤ記録に対応させるべく、単波長の光源を複数備えさせ、光源を選択して受光素子領域に光を照射するようにしている。

これらの構成によればＣＤ用，ＤＶＤ用としてそれぞれ個別の光源を用意しておきそれを取り換えるといった作業が不要になり、作業効率の向上を図ることができる。

また、光感度測定以外に実行可能な測定としては以下のものが挙げられる。先ず、光源からのレーザ光を重畳することによりパルス応答測定を可能とするものである。

また、光源からのレーザ光にパルス波を重畳することにより周波数特性を測定可能とするものである。

プローブカードに静電気発生装置を接続することにより静電気測定を可能とするものである。

プローブカードにラッチアップ発生装置を接続することによりラッチアップテストを行うものである。

プローブカードにスペクトルアナライザーを接続することによりノイズ測定を行うものである。

高温時及び低温時の発振確認評価を行うものである。

また、光感度の測定値によるランク分けを行う際、複数の蛍光塗料をバッドマーク代わりに使い、普段は肉眼で確認できないが、特殊な光線を当てることにより蛍光塗料を光らせ、チップランクを選別するようにしている。

また、上述した各解決手段のうちの何れか一つの受光素子検査方法を実行するための検査装置も本発明の技術的思想の範疇である。つまり、半導体ウエハの個々の受光素子領域のうちの一つの領域に対して光を照射する光源と、その照射光による光電流を測定する測定手段とを備えた受光素子検査装置である。

本発明では、半導体ウエハの個々の受光素子領域毎に光源からの光を照射するようにしているため、光の照射位置によってチップの合否が大きく左右されてしまうといった状況を回避することができ、検査の信頼性の向上を図ることができる。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。以下の各実施形態では、受光素子としてフォトダイオードの光感度を検査する場合について説明する。

（第１実施形態）
図３は、本実施形態に係るウェハテスタ１を使用したウェハテストの実施状態を示す概略図である。この図３に示すように、ウェハテスタ１は、複数のフォトダイオードを有する半導体ウェハＷが載置される載置面１１を有している。また、この載置面１１の上方にはプローブカード２が配設されており、このプローブカード２から下方に延びる複数本のプローブ針２１，２１，…によりウェハＷ内の各チップに電源電圧を与えて、チップ特性を測定するようになっている。尚、このプローブカード２は、中央部に開口２２が形成されており（図６参照）、後述するレーザ光はこの開口２２を通過してウェハＷのチップＴに照射されることになる。

また、上記プローブカード２の上方には、シャッタ３、レーザ光量測定用モニタ４、レーザヘッド５がそれぞれ配設されている。レーザヘッド５は、レーザドライバ５１が接続され、このレーザドライバ５１の駆動に伴って上記載置面１１上の半導体ウェハＷの一つのフォトダイオードに向けてレーザ光を照射するものである。レーザ光量測定用モニタ４は、上記レーザヘッド５からのレーザ光量を測定するものである。シャッタ３は、開閉自在であって、閉鎖状態ではレーザ光の光路を遮断して半導体ウェハＷへのレーザ光の照射をシャットアウト可能となっている。

このように構成されたウェハテスタ１を使用したウェハテストは以下のように行われる。先ず、ウェハテスタ１の載置面１１上の所定位置に半導体ウェハＷをセットし、ウェハＷ内のチップにプローブカード２のプローブ針２１を利用して電源を与えチップに電圧を印加する。これにより、チップは動作状態となる。この状態で、シャッタ３を閉状態にしウェハＷへのレーザ光の照射をシャットアウトした無光状態でオフセット電圧（ｍＶ）を測定する。その後、レーザドライバ５１を駆動してレーザヘッド５からレーザ光を照射し、レーザ光量測定用モニタ４によってレーザ光量（μＷ）を測定する。そして、シャッタ３を開状態にすると共にレーザ光量測定用モニタ４を光路から退避させ、ウェハＷの一つのＰＤに向けてレーザ光を照射し、プローブカード２のプローブ針２１によりチップ内のパッドからの出力電圧（ｍＶ）を測定する。以上の動作により求めた各測定値を下記の式に当てはめて光感度値を算出する。

光感度値（ｍＶ／μＷ）
＝（出力電圧（ｍＶ）−オフセット電圧（ｍＶ））／レーザ光量（μＷ）…（１）
このような動作を全てのＰＤに対して順に行っていくことにより全てのＰＤに対して光感度値を算出することができる。全てのＰＤに対してレーザ光を走査していくための構成としては、ウェハテスタ１の載置面１１を可動式とするものであってもよいし、レーザヘッド５を照射方向可変式とするものであってもよい。

このようにして光感度値を算出した後、この算出した光感度値と評価基準値とを比較し、チップが良品であるか否かを判断することになる。そして、この判断に基づいてチップのランク付けを行う。

従来の測定ではＤＣテストでレーザやＬＥＤ等の光を使うことなくテストを行い、光感度値のテストは行っていなかった。これに対し、本実施形態のウェハテストによれば高効率で全てのフォトダイオードに対して高精度で光感度値を求めることが可能になる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態は半導体ウェハＷの変形例である。以下、本実施形態に係る半導体ウェハＷについて説明する。

図４は、本実施形態に係る半導体ウェハＷの一つのチップＴ内のフォトダイオード配置形態を示している。この図４に示すように、本実施形態では、チップＴ内のフォトダイオードに隣接してモニタ用フォトダイオードＭを配置している。

上述した如く、レーザヘッド５から照射されるレーザ光量を安定化させることは困難であり、通常は数十分間に亘って一定の光量を維持することは難しいのが現状である。このため、本実施形態では、チップＴ内のフォトダイオードに隣接してモニタ用フォトダイオードＭを配置し、チップＴ内のフォトダイオードへのレーザ光の照射と同時にモニタ用フォトダイオードＭへもレーザ光を照射して光量モニタを行うようにしている。これにより、レーザ光量が変動してもその影響による出力電圧の変動を考慮した光感度測定を行うことができ、スムーズに且つ高精度で光感度値を測定することが可能になる。

また、本実施形態に係るチップＴを有する半導体ウェハＷを使用した場合、上述した第１実施形態で使用していたレーザ光量測定用モニタ４は不要になるためウェハテスタ１の構成が簡略化できる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態もモニタ用フォトダイオードを備えさせたものである。

図５は、本実施形態に係るウェハテスタ１を使用したウェハテストの実施状態を示す概略図である。また、図６は、ウェハテスタ１の載置面１１に載置されたチップＴ及びプローブカード２を示す平面図である。これら図に示すように、本実施形態に係るウェハテスタ１は、プローブカード２上にモニタ用フォトダイオードＭを配置している。具体的には、モニタ用チップＭＴをプローブカード２に取り付け、このモニタ用チップＭＴ上にモニタ用フォトダイオードＭを搭載した構成となっている。本実施形態においても上述した第２実施形態の場合と同様にレーザ光量測定用モニタ４が不要になりウェハテスタ１の構成が簡略化できる。ウェハテスタ１のその他の構成は上述した第１実施形態のものと同様である。

本実施形態の構成によればモニタ用フォトダイオードＭを１個配設するのみで済み、全てのチップにモニタ用フォトダイオードを配置するといったこと（上述した第２実施形態の構成）が必要なくなる。このため、チップ面積の有効利用を図ることができ、コストの低廉化を図ることができる。尚、このモニタ用フォトダイオードＭとしてフロントモニタを使用すれば、電源を印加することでレーザ光量を測定することが可能になる。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態はレーザ光量のモニタ動作を具体化したものである。

従来のレーザ光量測定用モニタは、完全にレーザ光を遮断してしまうことになるため、以下の工程で光感度値を測定することになる。
Ｉ レーザ光量測定用モニタにレーザを照射してレーザ光量（μＷ）を測定する。
II レーザ光量測定用モニタを横にずらし（光路から退避させ）、チップにレーザ光を照射する。

特に、上記IIでの作業には、本来自動測定であるはずのウェハテストに人手が掛かることになり、非効率で不正確なデータを出す虞れがある。

本実施形態では、レーザ光量測定用モニタ４を透過型にすることによって、上記IIの作業を省略できるようにしている。つまり、レーザ光量測定用モニタ４の受光部を透明体または半透明体で構成するものである。

これにより、レーザ光量を測定しながら、チップＴのＰＤにレーザ光を照射できる。つまり、上記数式（１）におけるレーザ光量（μＷ）の測定と出力電圧（ｍＶ）の測定とを同時に行うことができ、光感度値の測定時間の短縮化が図れ、総合的にウェハテスト時間を短縮化することができる。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態について説明する。チップを評価する際、光感度値の光量依存性を測定する必要がある。本実施形態はこの点に鑑みられたものである。

図７は、本実施形態に係るウェハテスタ１を使用したウェハテストの実施状態を示す概略図である。この図７に示すように、本実施形態に係るウェハテスタ１は、シャッタ３の上方に円板型フィルタ６が配設されている、図８は、この円板型フィルタ６を示す平面図である。

図８に示すように、円板型フィルタ６は、その中心位置が鉛直軸回りに回転自在に支持されていると共に、周方向に亘る複数箇所にそれぞれ独立した円形の開口６１，６１，…が形成されており、これら開口６１，６１，…に、透過率の異なるフィルタ材６２，６３，６４が適用されている。具体的には、図８に示すように円板型フィルタ６には６箇所に開口６１，６１，…が形成されており、そのうちの３つにフィルタ材６２，６３，６４が適用されている。一つのフィルタ材６２はレーザ光を８０％カットするものであり、他の一つのフィルタ材６３はレーザ光を６０％カットするものであり、更に他の一つのフィルタ材６４はレーザ光を４０％カットするものとなっている。つまり、円板型フィルタ６を回転させて、これら開口６１，６１，…を選択的にレーザ光路に対向させることにより、レーザヘッド５から照射されたレーザ光の光量に対して、８０％カット、６０％カット、４０％カット、０％カット（フィルタ材の無い開口６１をレーザ光路に位置させた場合）の各レーザ光をＰＤに対して選択的に照射できる構成となっている。

チップにおける光感度値の光量依存性は、通常は各光量ごとにレーザ光量測定用モニタで光量を調整し、チップのＰＤに照射して光感度値を測定していた。しかし、この作業は上述した第４実施形態における動作Ｉ、IIを繰り返して実行する必要があり、作業時間を長く要する原因となっていた。

本実施形態では、この不具合を解消するべく、レーザ光の通過位置に上記円板型フィルタ６を配置し、この円板型フィルタ６の回転位置を調整することによって所望の光量での光感度値の測定を可能にしている。

また、上述した円板型フィルタ６（回転位置を調整することによって光量を可変とするもの）に代えて、図９に示すように、フィルタ６の光量カット率が連続的に変化するフィルタ材６５をレーザ光の光路上でスライドさせることによって小光量から大光量までの出力電圧を計測するダイナミックレンジ特性を測定可能な構成とすることもできる。このダイナミックレンジ特性は、光感度値を測定する指標になる他、各光量でのチップ回路上での動作状態が正常かどうかを示す指標としても使用できる。尚、このようにフィルタの光量カット率を連続的に変化させる構成は、上述した円板型フィルタ６にも適用可能である。

（第６実施形態）
次に、第６実施形態について説明する。本実施形態は、ＰＤに対するレーザ光の照射形態の変形例である。

図１０は、本実施形態に係るウェハテスタ１を使用したウェハテストの実施状態を示す概略図である。この図１０に示すように、本実施形態に係るウェハテスタ１は、プローブカード２の上方にコリメートレンズ７が配設されている。図１１は、このコリメートレンズ７を透過したレーザ光のチップＴに対する照射位置を示す平面図である。この図１１ではレーザ光の照射位置を破線で示している。

上記コリメートレンズ７は、レーザヘッド５から照射されたレーザ光を複数（例えば３つ）の光路に分割するものであり、これによってチップＴ内の複数ｃｈ（フォトダイオード）に対して同時にレーザ光を照射してこれらｃｈの光感度値を同時に測定できるようにしている。これにより、ウェハテスト時間の短縮化を図ることが可能になる。尚、図１１に示すものでは、Ａ，Ｇ，Ｆｃｈに対して同時にレーザ光を照射してこれらｃｈの光感度値を同時に測定している状態を示している。尚、この状態からチップＴを図中左方向に移動させると、Ｂ，Ｅ，Ｈｃｈに対して同時にレーザ光を照射してこれらｃｈの光感度値を同時に測定することが可能になる。

更に、複数分割したレーザ光を１チップだけでなく、複数チップの各チャンネルに亘って照射できるようにすれば、複数チップの光感度値についても同時に測定でき、通常１個測（一回のテストで一箇所の測定を行うこと）であったウェハテストも複数個測とすることが可能になる。尚、上記コリメートレンズ７に代えて回折格子を適用してもよい。

（第７実施形態）
次に、第７実施形態について説明する。現在、ＣＤ記録用途はもちろん、ＤＶＤ用途もほぼ標準化が進んでおり、通常のテスタではＣＤ記録用のレーザ（λ＝７８０ｎｍ）、ＤＶＤ記録用のレーザ（λ＝６５０ｎｍ）を別々に用いてウェハテストを行う必要があった。しかも、単波長レーザは、現段階ではレーザヘッド部も分割せねばならず、レーザをＣＤ用からＤＶＤ用に切り換える際には、レーザヘッドも交換しなければならなかった。

本実施形態は、この点に鑑みられたものであり、ＣＤ記録用特性、ＤＶＤ記録用特性を同時に測定する手段として２波長レーザを使用している。これによれば、同一のレーザヘッド内で、電圧印加位置を切り換えることにより、それぞれの測定が可能になる。

また、図１２に示すように、他波長でのレーザを使用したい場合や、同一波長でも小光量のレーザと大光量のレーザとを使い分けたい場合には、それぞれのレーザヘッド５，５，…をレボルバー状のものに固定して使用するレーザヘッド５を切り換える構成とすることが望ましい。

（第８実施形態）
次に、第８実施形態について説明する。（１）ウェハテストにレーザを導入する装置を立ち上げることで項目をウェハテストで測定することが可能になること、また（２）現行でもウェハテストに導入可能なもの、この２種類があるが、これらはチップ単価を下げてコストの低廉化を図り、市場競争力を向上させるには不可欠である。

図１３には、パルスジェネレータ（パルサー）８を使用し、レーザヘッド５に一定周波数を重畳させるウェハテスタ１の概略構成を示している。

また、図１４にパルスジェネレータ８で一定周波数のパルス波形を重畳したときに得られる波形（セトリング波形と呼ばれている）を示している。完成品では波形の立下り部分のデータを採取することで、ＣＤやＤＶＤのアドレスを読み込んだりするために必要となり、立下り部分は（立ち下がり電圧に停滞せず波形が下の方に行き過ぎるような）アンダーシュートが少なく、リンギング（一定電圧に停滞せず、一定電圧の上下を波打つ現象）の少ない波形が一般的に優れた特性とされている。また立ち下がるまでのスピードも速いほど優秀なチップであると判断できる。つまり、図１４（ａ）の波形をもつチップよりも図１４（ｂ）の波形をもつチップの方が優秀なチップであると判断できる。このように、本実施形態によれば、パルスジェネレータ８によってレーザヘッド５に一定周波数を重畳させることで、セトリング評価をウェハテストで測定することが可能になる。

また、図１５に周波数特性を示す。これは、チップがどこまでの周波数で使用可能であるかを測定するのに必要な評価である。図１５の横軸は周波数であり、縦軸は感度（ｄＢ表示）である。１ＭＨｚを基準として−３ｄＢ部分の周波数を読み取る。この周波数までがチップの使用できる周波数ということになり（通常ｆ特という）、周波数値が大きければ大きいほど、優秀なチップと判断できる。また、波形にピーキングが出ていないことが優秀なチップである。このように、チップの使用できる周波数をウェハテストで測定することが可能になっている。

図１６は、ウェハテスタ１の変形例であり、シールドボックス９を適用したものである。いくつかのチップ評価項目には外乱光や外乱ノイズの影響をシャットアウトする必要があり、このためシールボックス９によって密閉性を高め、無光状態で評価を行うようにしている。この状態でウェハテスト内のプローブカード２に静電気発生装置、ラッチアップ発生装置を取り付けることで、静電気評価、ラッチアップ評価、ノイズ評価、発振確認評価を行うことができる。

図１７にノイズ特性結果を示す。この評価では、一定周波数におけるノイズ値（ｄＢｍ）を測定する。ノイズ値が低いほど優秀なチップということになり、無光時での電圧が周波数ごとに大きく変化しないことを評価している。

図１８に発振確認評価結果を示す。本評価では電流プローブを用い（電源ライン上の磁界が急激に変化した場合の発振である）発振確認評価を行う。ある周波数でチップが発振した場合、出力電圧が急激に変動し、チップ内の回路が正常に動作しない現象がおきる。この図１８における各波形のうち、太い実線で示すものはチップに発振が無くチップの電源がＯＦＦの場合であり、細い実線で示すものはチップに発振が無くチップの電源がＯＮの場合である。また、破線で示すものはチップに発振がある場合であってピーキングが発生している。

チップがどの周波数でも正常に動作しているかを検証するのが発振確認評価である。これは低温時（−３０℃付近）、高温時（＋１００℃付近）で突然発振することがあり、ウェハテスト評価で行う際には、テスタにヒータなどを取り付け、温度モニタしながら評価するのが望ましい。

以上のように、本実施形態ではチップのノイズ特性の検査や発振確認評価を行うことが可能である。

（第９実施形態）
次に、第９実施形態について説明する。チップを判別する際、何れのチップがどれほどの性能を持ったチップであるかを見分けるのは、市場に出てしまっては見分け難い。そこで、本実施形態では、蛍光塗料や染料を使い、特殊な光にのみ反応するようにしておき、市場不良やチップが不具合になったときに選別できるようにしている。チップにＩＣタグを付けることは困難であるが、本実施形態によれば、チップの選別が容易にできる。

−その他の実施例−
以上説明した各実施例は受光素子としてフォトダイオードの光感度を検査する場合について説明したが、その他の受光素子の検査に適用することも可能である。

また、光源からフォトダイオードに照射される光としてはレーザ光を使用したがＬＥＤ光を利用してもよい。

多段増幅器を備えた光ピックアップの等価回路ブロック図である。 光ピックアップの受光部の形状及び素子の配設位置を示す図である。 第１実施形態に係るウェハテスタを使用したウェハテストの実施状態を示す概略図である。 第２実施形態に係る半導体ウェハの一つのチップ内のフォトダイオードの形状を示す図である。 第３実施形態に係るウェハテスタを使用したウェハテストの実施状態を示す概略図である。 第３実施形態におけるウェハテスタの載置面に載置されたチップ及びプローブカードを示す平面図である。 第５実施形態に係るウェハテスタを使用したウェハテストの実施状態を示す概略図である。 第５実施形態に係る円板型フィルタを示す平面図である。 光量カット率を連続的に変化させるフィルタを示す図である。 第６実施形態に係るウェハテスタを使用したウェハテストの実施状態を示す概略図である。 第６実施形態におけるレーザ光の照射位置を示す図である。 第７実施形態におけるレーザヘッドを示す図である。 第８実施形態に係るウェハテスタを使用したウェハテストの実施状態を示す概略図である。 パルスジェネレータで一定周波数のパルス波形を重畳したときに得られるセトリング波形の一例を示す図である。 チップの周波数特性の一例を示す図である。 シールドボックスを適用したウェハテスタの概略図である。 チップのノイズ特性の一例を示す図である。 チップの発振確認評価の一例を示す図である。

符号の説明

１ ウェハテスタ
２ プローブカード
３ シャッタ
４ レーザ光量測定用モニタ
５ レーザヘッド（光源）
６ フィルタ
６２，６３，６４，６５ フィルタ材
７ コリメートレンズ
９ シールドボックス
Ｗ 半導体ウェハ
Ｔ チップ
Ｍ モニタ用フォトダイオード
ＰＤ フォトダイオード（受光素子）

Claims (20)

1. 複数の半導体チップからなる半導体ウエハの個々の受光素子領域に光を照射することにより受光素子の光感度を測定する受光素子検査方法において、
   上記半導体ウエハの個々の受光素子領域毎に光源からの光を照射する工程と、その照射光による光電流を測定する工程と、その光電流と評価基準電流とを比較する工程と、その比較結果に基づき光感度のランク付けを行う工程とを備えていることを特徴とする受光素子検査方法。
2. 上記請求項１記載の受光素子検査方法において、
   光源からの光を受けて光源の出射光量をモニタするモニタ用受光手段を各半導体チップ上に備えさせ、このモニタ用受光手段及び受光素子領域に対して光源からの光を照射し、光源の出射光量をモニタ用受光手段によってモニタしながら光電流を測定することを特徴とする受光素子検査方法。
3. 上記請求項１記載の受光素子検査方法において、
   光源からの光を受けて光源の出射光量をモニタするモニタ用受光手段をプローブカード上に配設し、このモニタ用受光手段及び受光素子領域に対して光源からの光を照射し、光源の出射光量をモニタ用受光手段によってモニタしながら光電流を測定することを特徴とする受光素子検査方法。
4. 上記請求項２または３記載の受光素子検査方法において、
   モニタ用受光手段はパワーメータを備えていることを特徴とする受光素子検査方法。
5. 上記請求項１〜４のうち何れか一つに記載の受光素子検査方法において、
   光源と半導体ウエハとの間にシャッタを配設し、外乱光及び光源からの光の迷光をシャッタにより遮断することを特徴とする受光素子検査方法。
6. 上記請求項３記載の受光素子検査方法において、
   モニタ用受光手段を透過型とし、光源からの光照射時の出力電圧と光源光量とを同時測定することを特徴とする受光素子検査方法。
7. 上記請求項１〜６のうち何れか一つに記載の受光素子検査方法において、
   透過率の異なる複数のフィルタ材を備えた円板を回転させ、光源からの光路上にフィルタ材を選択的に位置させることによって、小光量から大光量まで複数条件下で光感度測定を行うことを特徴とする受光素子検査方法。
8. 上記請求項１〜６のうち何れか一つに記載の受光素子検査方法において、
   透過率が連続的に変化するフィルタを配設し、光源からの光路上でのフィルタ位置を調整することによって、光感度測定、ダイナミックレンジ測定を行うことを特徴とする受光素子検査方法。
9. 上記請求項１〜８のうち何れか一つに記載の受光素子検査方法において、
   光源からの光路上に、コリメートレンズまたは回折格子を設け、レーザ光を複数分割して、１チップ上のメインｃｈ及びサブｃｈに同時に光を照射して、メインｃｈ及びサブｃｈを同時に光感度測定、ダイナミックレンジ測定を行うことを特徴とする受光素子検査方法。
10. 上記請求項１〜８のうち何れか一つに記載の受光素子検査方法において、
    光源からの光路上に、コリメートレンズまたは回折格子を設け、レーザ光を複数分割して、複数のチップに対して同時に光を照射して、複数のチップを同時に光感度測定、ダイナミックレンジ測定を行うことを特徴とする受光素子検査方法。
11. 上記請求項１〜１０のうち何れか一つに記載の受光素子検査方法において、
    単一の光源から２波長の光を照射することにより、ＣＤ，ＤＶＤに対応した測定を行うことを特徴とする受光素子検査方法。
12. 上記請求項１〜１０のうち何れか一つに記載の受光素子検査方法において、
    ＣＤ記録，ＤＶＤ記録に対応させるべく、単波長の光源を複数備えさせ、光源を選択して受光素子領域に光を照射することを特徴とする受光素子検査方法。
13. 上記請求項１〜１２のうち何れか一つに記載の受光素子検査方法において、
    光源からのレーザ光を重畳することによりパルス応答測定を可能としていることを特徴とする受光素子検査方法。
14. 上記請求項１〜１３のうち何れか一つに記載の受光素子検査方法において、
    光源からのレーザ光にパルス波を重畳することにより周波数特性を測定可能としていることを特徴とする受光素子検査方法。
15. 上記請求項３記載の受光素子検査方法において、
    プローブカードに静電気発生装置を接続することにより静電気測定を可能としていることを特徴とする受光素子検査方法。
16. 上記請求項３または１５記載の受光素子検査方法において、
    プローブカードにラッチアップ発生装置を接続することによりラッチアップテストを行うことを特徴とする受光素子検査方法。
17. 上記請求項３、１５または１６記載の受光素子検査方法において、
    プローブカードにスペクトルアナライザーを接続することによりノイズ測定を行うことを特徴とする受光素子検査方法。
18. 上記請求項１〜１７のうち何れか一つに記載の受光素子検査方法において、
    高温時及び低温時の発振確認評価を行うことを特徴とする受光素子検査方法。
19. 上記請求項１〜１８のうち何れか一つに記載の受光素子検査方法において、
    光感度の測定値によるランク分けを行う際、複数の蛍光塗料をバッドマーク代わりに使い、普段は肉眼で確認できないが、特殊な光線を当てることにより蛍光塗料を光らせ、チップランクを選別するようにしていることを特徴とする受光素子検査方法。
20. 上記請求項１〜１９のうち何れか一つに記載の受光素子検査方法を実行するための検査装置であって、半導体ウエハの個々の受光素子領域のうちの一つの領域に対して光を照射する光源と、その照射光による光電流を測定する測定手段とを備えていることを特徴とする受光素子検査装置。

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