JP2007064639A - 受光素子の検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受光素子の電気的検査または光学的検査をしつつ、観察装置で観察することが可能な受光素子の検査装置を提供する。
【解決手段】被測定素子である受光素子３ａへ検査光を照射して受光素子３ａを検査する検査装置１において、受光素子３ａを観測する顕微鏡４と、光を出射するレーザ装置７と、顕微鏡４と受光素子３ａとの間に配置され、レーザ装置７からのレーザ光を分光して、一方を受光素子３ａへ出射して検査光とするとともに、他方を受光装置８へ出射して測定光とし、受光素子３ａの光像を前記観測装置へ透過するビームスプリッタ９とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、受光素子の光学的検査や電気的検査に用いられる検査装置に関する。

受光して電気信号に変換する受光素子を検査する場合には、受光素子に光を照射して、受光素子からの出力を検査装置で診断することで行われる。例えば、検査装置での受光素子の電気的検査や光学的検査は、受光素子をパッケージに組み込んだ最終的な状態で、レーザ光などを光源として照射し、受光素子を導通接続したリードフレームや基板電極の電流や電圧を測定することで行っている。

しかしこれでは、受光素子が、ウェハ状態において既に仕様を満足できない不良であっても、ウェハ状態では摘出されずに、他の良品とともにダイシングされ、パッケージに組み込んだ最終的な状態とされてしまう。従って、パッケージを形成するための部材や、ワイヤボンディングする工程や、人件費などが無駄となる。

このような受光素子を最終的な状態で検査するのではなく、ウェハ状態で検査を行うことができれば、パッケージに組み込んだ最終的な状態とする前に受光素子が不良であることが判明するのでコスト、工数ともに抑制することができる。このような受光素子をウェハ状態で検査する装置が、特許文献１に記載されている。

特許文献１に記載の受光素子の測定装置は、多数の受光素子が形成されたウェハの上方に配置された光源からの標準光を、絞り板を通して、ウェハにおける測定対象の受光素子に照射し、この受光により発生する電流または電圧を測定するようにしたものである。
特開平９−３６１９３号公報

しかし、特許文献１に記載の受光素子の測定装置では、ウェハの上方に光源を配置し、その間に絞り板を配置しているので、測定した結果が不良と診断された受光素子を、観測装置などの顕微鏡で観察する場合には、その度に光源および絞り板を移動させて顕微鏡を観察対象となる受光素子の上方まで移動させる必要がある。また観察装置での観察が終われば、顕微鏡を移動させるとともに光源および絞り板を元の位置に戻す必要があり不便である。

そこで本発明の目的は、受光素子の電気的検査または光学的検査をしつつ、観察装置で観察することが可能な受光素子の検査装置を提供することにある。

本発明の受光素子の検査装置は、被測定素子である受光素子へ検査光を照射して前記受光素子を検査する検査装置において、前記受光素子を観測する観測装置と、光を出射する光源と、前記観測装置と前記受光素子との間に配置され、前記光源からの光を前記受光素子へ出射して前記検査光とするとともに、前記受光素子の光像を前記観測装置へ透過する偏向装置とを備えたことを特徴とする。

本発明においては、観測装置と受光素子との間に配置され、光源からの光を受光素子へ出射して検査光とするとともに、受光素子の光像を前記観測装置へ透過する偏向装置を備えたので、受光素子の検査を行いつつ、受光素子の光像を、観測装置や光源などの移動なしに観察装置で観察することができる。よって、煩雑な作業なしに受光素子の電気的検査または光学的検査を行うことができる。

本願の第１の発明は、被測定素子である受光素子へ検査光を照射して受光素子を検査する検査装置において、受光素子を観測する観測装置と、光を出射する光源と、観測装置と受光素子との間に配置され、光源からの光を受光素子へ出射して検査光とするとともに、受光素子の光像を観測装置へ透過する偏向装置とを備えたことを特徴としたものである。

光源から出射された光は、観測装置と受光素子との間に配置された偏向装置により、受光素子へ検査光として出射される。そしてこの偏向装置は、受光素子の光像を観測装置へ透過させる機能を備えている。従って、偏向装置により偏向された検査光により受光素子の検査を行いつつ、受光素子の光像を、観測装置や光源などの移動なしに観察装置で観察することができるので、煩雑な作業なしに受光素子の電気的検査または光学的検査を行うことができる。また、観測装置や光源などの移動なしに検査を行うことができるので、観測装置や光源などの位置が、移動の度にずれることが防止できる。よって検査する際の観測装置や光源の位置精度が向上する。

本願の第２の発明は、測定光を測定する受光装置を備え、偏向装置は、光源からの出射光を分光して、一方を受光素子へ出射して検査光とするとともに、他方を測定光として受光装置へ出射する機能を備えたことを特徴としたものである。

偏向装置は、光源からの出射光を、検査光と測定光とに分光して、検査光を受光素子へ
測定光は受光装置へそれぞれ出射するので、光源から出射され受光素子へ照射される光の量を受光装置でモニタしながら受光素子の検査を行うことができる。従って、光源にレーザ照射装置を用いた場合など、周囲の温度変化や駆動電流による出力変動が発生しても、受光装置にてその出力を測定し、フィードバックすることで正確に受光素子の検査を行うことが可能である。

本願の第３の発明は、観測装置は、受光素子の真上方向に配置され、光源および受光装置は、偏向装置と同じ高さに配置され、偏向装置は、光源からの光を分光して、一方を屈折させずに透過して受光装置へ出射し、他方を直角に屈折させて真下方向の受光素子へ出射するとともに、受光素子の光像を観測装置へ透過するビームスプリッタとしたことを特徴としたものである。

観測装置を被測定素子である受光素子の真上方向に配置し、光源および受光装置を偏向装置と同じ高さに配置し、偏向装置を観測装置と受光素子との間に配置している。このように配置することで、偏向装置は、光源からの出射光を入射して、一方を検査光として直角に偏向して受光素子へ出射し、また他方を測定光としてそのまま透過させて受光装置へ出射し、受光素子の光像を観測装置へそのまま透過させるキューブ型のビームスプリッタとすることができる。従って、この偏向装置を容易に準備することができ、検査光や測定光の光量の割合は、ビームスプリッタを採用するときに反射率を選択することで決定することができる。

本願の第４の発明は、光源は、２波長以上出力可能なレーザ光照射装置または発光ダイオードであることを特徴としたものである。

例えばＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）ドライブや、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｋ）ドライブのピックアップ装置などに用いられる受光素子を被測定素子とした場合、ＣＤドライブまたはＤＶＤドライブのそれぞれの波長領域に応じた検査を行う必要がある。そこで、光源をレーザ光照射装置または発光ダイオードとし、２波長以上出力可能とすることで、光源を移動したり切り替えたりすることなく、それぞれの波長領域に応じた検査を行うことができる。

本願の第５の発明は、受光装置に備えた受光素子は、被測定素子である受光素子と同じ受光特性を有していることを特徴としたものである。

受光装置に備えた受光素子を、被測定素子である受光素子と同じ受光特性を有したものとすることで、正確に検査することができる。偏向装置が光源からの出射光を検査光と測定光とに分光するときは、同じ割合とするのが望ましい。偏向装置が同じ割合で分光すれば、検査光と測定光を同じ光量とすることができるので検査する際の受光装置でのモニタを正確に行うことができる。

本願の第６の発明は、受光装置に備えた受光素子は、ＰＩＮホトダイオードまたはアバランシェホトダイオードであることを特徴としたものである。

受光装置に備えた受光素子を、ＰＩＮホトダイオードまたはアバランシェホトダイオードとすることで、応答速度が速いので、光源を高速にパルス駆動するような受光素子の検査を行った場合でも、追従させることが可能である。

（実施の形態）
本発明の実施の形態に係る受光素子の検査装置の構成について、図１に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る受光素子の検査装置を説明する図である。なお図１においては、便宜上、顕微鏡として対物面のみを、受光装置として受光素子のみを図示している。

図１に示すように、検査装置１は、ウェハステージ２にウェハ３を載置して、ウェハ３上に形成された複数の受光素子３ａのそれぞれの光学的特性および電気的特性を観測および測定する装置である。検査装置１は、観測装置である顕微鏡４と、プローブカード５を備えている。

プローブカード５には、プローブ６と、レーザ装置７と、受光装置８と、ビームスプリッタ９とを備えている。

プローブ６は、受光素子３ａに設けられた電極パッド（図示せず）に接触して、測定光を受光して発生した電圧・電流を測定するために、プローブカード５の開口部５ａに設けられている。プローブ６は、プローブカード５に形成された配線パターンを介して、図示しない測定装置に接続されている。

レーザ装置７は、受光素子３ａを検査する基準となる光を出射する光源である。このレーザ装置７は、２波長以上を出力するのが望ましい。このレーザ装置７は、発光ダイオードとしてもよく、その場合においても２波長以上を出力するものとするのが望ましい。

受光装置８は、プローブカード５の開口部５ａの縁部に設けられ、ビームスプリッタ９から出射された測定光を受けるために、ウェハ３に対してビームスプリッタ９から出射された測定光を同じ高さで受光できる位置に配置されるとともに、受光素子８ａが受光面を開口部５ａの中央側に向くように配置されている。

この受光素子８ａは、被測定素子である受光素子３ａと同じ素子であるのが望ましい。例えば、受光素子３ａがＳｉで形成されたＰＮ型ホトダイオードであれば、受光装置８の受光素子８ａを同じＰＮ型ホトダイオードとする。そうすることで、受光装置８の測定光の受光特性と、被測定素子である受光素子３ａの受光特性とを同じとすることができるので、正確に検査することができる。また、受光装置８の受光素子８ａは、ＰＩＮホトダイオードまたはアバランシェホトダイオードとすると、レーザ装置７を高速にパルス駆動するような受光素子３ａの検査を行った場合でも、応答速度が速いので追従させることが可能である。

受光装置８は、プローブ６が接続されている測定装置と接続されている。測定装置は、受光装置８が出力した信号と、受光素子３ａの電極パッドに直接接触しているプローブ６からの信号とを比較することで、受光素子３ａの良否判定を行っている。

ビームスプリッタ９は、受光素子３ａと顕微鏡４との間となるように、プローブカード５の開口部５ａの中央付近に配置されている。ビームスプリッタ９は、レーザ装置７から出射されたレーザ光を分光して、一方を測定光として受光装置８へ、他方を検査光として受光素子３ａへ出射するとともに、受光素子３ａの光像を顕微鏡４へ透過する偏向装置である。

以上のように構成される本発明の実施の形態に係る検査装置の動作を図１に基づいて説明する。

まず、ウェハステージ２に検査する受光素子３ａが複数形成されたウェハ３を載置する。そしてウェハ３上に形成された所定の位置の受光素子３ａに、プローブカード５の開口部５ａが位置するように移動させる。そしてプローブ６を受光素子３ａの電極パッドに接触させる。顕微鏡４でプローブ６と受光素子３ａの電極パッドとの接触具合を観察して確実に接触しているか否かを確認する。この作業をウェハ３上の受光素子３ａの数カ所で行い検査装置１のアライメントを行う。

ウェハ３と検査装置１とのアライメントが完了すると、検査装置１による電気的特性および光学的特性の測定を順次行う検査を開始する。

レーザ装置７からレーザ光をビームスプリッタ９へ向けて出射させる。レーザ装置７から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ９へ入射する。

ビームスプリッタ９は、入射したレーザ光を分光して、一方を屈折せずにそのまま透過させて受光装置８へ測定光として出射し、他方を直角に屈折させて真下方向に位置する受光素子３ａへ検査光として出射する。

受光素子３ａは、ビームスプリッタ９で分光した検査光を受光する。受光素子３ａは、検査光の光量に応じた電圧・電流を発生する。発生した電圧・電流は、受光素子３ａの電極パッドに接触しているプローブ６に接続された測定装置で測定する。

また、ビームスプリッタ９で屈折せずに透過した測定光は、受光装置８へ入射する。そして受光装置にて、測定光の光量を測定して測定装置へ通知される。測定装置は、受光装置８が出力した信号と、受光素子３ａに直接接触しているプローブ６からの信号とを比較することで、受光素子３ａの良否判定を行う。

受光装置８が出力した信号と、受光素子３ａに直接接触しているプローブ６からの信号とを比較して受光素子３ａの規格を満足しない場合、検査者は、顕微鏡４を覗き、プローブ６の先端が受光素子３ａの電極パッドに接触しているかを観察する。また、ゴミなど付着していないかを観察する。その場合、受光素子３ａの光像は、ビームスプリッタ９へ入射し、透過して顕微鏡４へ到達する。受光素子３ａの光像は、ビームスプリッタ９で一部直角に屈折してレーザ装置７の方向へ出射されるが、顕微鏡４では光量が減衰しても検査者が観測できればよいので問題はない。

このようにビームスプリッタ９により偏向された検査光により受光素子３ａの検査を行いつつ、受光素子の光像を、顕微鏡４やレーザ装置７の移動なしに顕微鏡４で観察することができるので、煩雑な作業なしに受光素子３ａの電気的検査または光学的検査を行うことができる。

また、顕微鏡４で観測するときに、ビームスプリッタ９を移動させる必要がないので、一度ビームスプリッタ９と受光装置８の位置関係が決まれば、検査途中で変わることがない。従って、受光装置８の受光面の位置精度が向上する。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、顕微鏡４の変わりに観測装置として、画像処理用のカメラを備えることも可能である。そうすることで、受光素子３ａを観測する際に、観測者が離れた場所からモニタで観測することができるので、その都度いちいち検査装置１の近くまで移動する必要がなくなる。またカメラからの映像を画像解析してプローブ６の接触具合を確認すれば、電気的特性が不良のときにプローブ６の針接触確認を同時に行うことが可能である。

本発明は、受光素子の電気的検査または光学的検査をしつつ、観察装置で観察することが可能なので、受光素子の検査に用いられる検査装置に好適である。

本発明の実施の形態に係る受光素子の検査装置を説明する図

符号の説明

１ 検査装置
２ ウェハステージ
３ ウェハ
３ａ 受光素子
４ 顕微鏡
５ プローブカード
５ａ 開口部
６ プローブ
７ レーザ装置
８ 受光装置
８ａ 受光素子
９ ビームスプリッタ

Claims (6)

1. 被測定素子である受光素子へ検査光を照射して前記受光素子を検査する検査装置において、
   前記受光素子を観測する観測装置と、
   光を出射する光源と、
   前記観測装置と前記受光素子との間に配置され、前記光源からの光を前記受光素子へ出射して前記検査光とするとともに、前記受光素子の光像を前記観測装置へ透過する偏向装置とを備えたことを特徴とする受光素子の検査装置。
2. 測定光を測定する受光装置を備え、
   前記偏向装置は、前記光源からの出射光を分光して、一方を前記受光素子へ出射して前記検査光とするとともに、他方を前記測定光として前記受光装置へ出射する機能を備えたことを特徴とする請求項１記載の受光素子の検査装置。
3. 前記観測装置は、前記受光素子の真上方向に配置され、
   前記光源および前記受光装置は、前記偏向装置と同じ高さに配置され、
   前記偏向装置は、前記光源からの光を分光して、一方を屈折させずに透過して前記受光装置へ出射し、他方を直角に屈折させて真下方向の前記受光素子へ出射するとともに、前記受光素子の光像を前記観測装置へ透過するビームスプリッタとしたことを特徴とする請求項２記載の受光素子の検査装置。
4. 前記光源は、２波長以上出力可能なレーザ光照射装置または発光ダイオードであることを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の受光素子の検査装置。
5. 前記受光装置に備えた受光素子は、前記被測定素子である受光素子と同じ受光特性を備えていることを特徴とする請求項２から４のいずれかの項に記載の受光素子の検査装置。
6. 前記受光装置に備えた受光素子は、ＰＩＮホトダイオードまたはアバランシェホトダイオードであることを特徴とする請求項２から４のいずれかの項に記載の受光素子の検査装置。

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