JP2008171924A - Semiconductor wafer, test device, test method for semiconductor wafer - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor wafer having an image-capturing element formed thereon, which semiconductor wafer allows an electric test to be conducted efficiently on the wafer without deteriorating the quality of the wafer. <P>SOLUTION: An image-capturing element 5 and a main surface side electrode 3 are formed on the main surface side of a semiconductor substrate 1, to which a reinforcing plate 2 capable of transmitting light in a frequency range that makes light receivable to the image-capturing element 5 is pasted via an adhesive resin 4. The back surface side of the semiconductor substrate 1 is polished, and then a through-hole 6 is so formed on the back surface side that the surface of the main surface side electrode 3 exposes to the through-hole 6, in which a conductive material is formed to form a back surface side electrode 8 on the back surface, the electrode 8 being connected electrically to the main surface side electrode 3 via the conductive material. The semiconductor wafer is constructed in this manner, and test subject light is emitted on the semiconductor wafer from the main surface side while a measuring prove is brought into contact with the semiconductor wafer from the back surface side. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、撮像素子が形成された半導体ウェハ及びそのテスト方法、並びに半導体ウェハのテストを行うためのテスト装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor wafer on which an image sensor is formed, a test method thereof, and a test apparatus for testing a semiconductor wafer.

撮像素子のように、素子領域の形成された主面側から光信号が与えられることを想定される半導体素子においては、入射光の経路の妨げにならないように配線を行う必要がある。このため、近年では、素子領域と電源線、グランド線、或いは各入出力信号線との接続に際しては、ワイヤーボンディングによる接続方法ではなく、撮像素子が形成される半導体ウエハの主面から相対する裏面まで貫通するスルーホールとコンタクトパッドを介して、下層の半導体素子や配線基板とダイレクトに接続する接続方法が開発されている。   In a semiconductor element that is assumed to receive an optical signal from the main surface side where the element region is formed, such as an imaging element, it is necessary to perform wiring so as not to interfere with the path of incident light. For this reason, in recent years, the connection between the element region and the power supply line, the ground line, or each input / output signal line is not a connection method by wire bonding, but the back surface facing the main surface of the semiconductor wafer on which the imaging element is formed. A connection method has been developed in which a direct connection is made to a lower-layer semiconductor element or wiring board through a through-hole and a contact pad penetrating to the bottom.

このようなスルーホール(貫通機構)を具備した半導体ウエハを製造する場合、貫通工程でウエハ裏面を研磨してウェハの薄層化を行うため、当該ウエハの機械的強度が低下する。このため、機械的強度を補強すべく通常はウェハ主面に補強板を貼り付ける工程を有する。   When a semiconductor wafer having such a through hole (penetration mechanism) is manufactured, the wafer back surface is polished and the wafer is thinned in the penetration process, so that the mechanical strength of the wafer is lowered. For this reason, in order to reinforce mechanical strength, it usually has a process of attaching a reinforcing plate to the main surface of the wafer.

ところが、ウェハ主面に補強板が貼り付けられた状態では、ウェハ主面から電気的コンタクトを取ることができなくなるため、ウェハ状態での電気的テストを行うことができない。このため、貫通機構を具備する半導体ウェハであっても、貫通機構を具備しない通常のウェハと同様、貫通工程を行う前に主面側からプロービングを行うことで電気的テストを実施していた。そして、主面側から電気的コンタクトを取るためのコンタクトパッドが主面側ウェハ面に取り付けられていた。このように、ウェハの主面から裏面までを貫通するスルーホールと、裏面側及び主面側の双方にコンタクトパッドを備えた半導体チップの構成の一例が下記特許文献1に開示されている。   However, in a state where the reinforcing plate is attached to the main surface of the wafer, it is impossible to make electrical contact from the main surface of the wafer, so that an electrical test in the wafer state cannot be performed. For this reason, even in the case of a semiconductor wafer having a penetrating mechanism, an electrical test is performed by probing from the main surface side before performing the penetrating process, as in the case of a normal wafer having no penetrating mechanism. And the contact pad for taking an electrical contact from the main surface side was attached to the main surface side wafer surface. Thus, an example of the configuration of a semiconductor chip provided with a through hole penetrating from the main surface to the back surface of the wafer and contact pads on both the back surface side and the main surface side is disclosed in Patent Document 1 below.

図11は、特許文献1に開示されている半導体チップに対するテスト時の構成例を示す。半導体チップ91は、主面側(図11中の表記A側)にコンタクトパッド92を有すると共に、裏面側(図11中の表記B側)にもコンタクトパッド(不図示)を有し、これらのコンタクトパッドがチップ内を主面側から裏面側を貫通するスルーホール内に形成される導電性材料を介して接続されている。又、半導体チップ91の裏面側には、当該裏面側に形成されるコンタクトパッドと電気的コンタクトを有する配線基板93が形成されている。かかる構成を有する半導体チップ91がテスト用基板95上に載置され、テスト用基板95上のテスト用電極96と、半導体チップ91上の所定の主面側コンタクトパッド92の双方に、夫々測定用プローブP1、P2を接触し、所定のテスト条件の下で得られる物理量をプローバによって測定することで、半導体チップ91の電気的特性のテストが行われる。尚、配線基板93は、裏面側(B側)にバンプ94が形成されており、バンプ94を介してテスト用電極96と配線基板93との電気的コンタクトが形成可能に構成されている。   FIG. 11 shows a configuration example at the time of testing the semiconductor chip disclosed in Patent Document 1. The semiconductor chip 91 has contact pads 92 on the main surface side (notation A side in FIG. 11) and also has contact pads (not shown) on the back surface side (notation B side in FIG. 11). Contact pads are connected through a conductive material formed in a through hole penetrating the chip from the main surface side to the back surface side. On the back side of the semiconductor chip 91, a wiring substrate 93 having contact pads and electrical contacts formed on the back side is formed. The semiconductor chip 91 having such a configuration is placed on the test substrate 95, and is used for measurement on both the test electrode 96 on the test substrate 95 and the predetermined main surface side contact pad 92 on the semiconductor chip 91. The electrical characteristics of the semiconductor chip 91 are tested by contacting the probes P1 and P2 and measuring a physical quantity obtained under a predetermined test condition with a prober. The wiring board 93 has a bump 94 formed on the back surface side (B side), and an electrical contact between the test electrode 96 and the wiring board 93 can be formed via the bump 94.

特開2003−92375号公報JP 2003-92375 A

上記図11に示される構成によれば、配線基板93が裏面側に形成された半導体チップ91をテスト用基板95上の所定位置に載置し、テスト用基板95上のテスト用電極96と、半導体チップ91上の主面側コンタクトパッド92とに夫々測定用プローブを接触させることで、パッケージ前の電気的テストが可能となる。   According to the configuration shown in FIG. 11, the semiconductor chip 91 having the wiring substrate 93 formed on the back side is placed at a predetermined position on the test substrate 95, and the test electrode 96 on the test substrate 95 is provided. By bringing the measurement probes into contact with the main surface side contact pads 92 on the semiconductor chip 91, an electrical test before the package becomes possible.

しかしながら、図11の構成では、裏面側から電気的コンタクトを取るために、主面側と裏面側とを貫通するコンタクト部(スルーホール、並びに当該スルーホール内に形成される導電性材料)が形成された半導体チップ91の裏面側に配線基板93を積層する構成であるため、配線基板93が積層された状態での半導体チップ91に対する電気的テストは行うことができるものの、配線基板93が積層されていない状態での半導体チップ91単体(ウェハ状態)での電気的テストを行うことができない。このため、貫通工程終了後のウェハ状態のテストを行うことができない。更に、配線基板93が積層された状態でテストが行われるため、配線基板93の形成時に導通不良が発生していた場合には、チップ91に形成されている複数の素子が不良状態となってしまう。   However, in the configuration of FIG. 11, in order to make electrical contact from the back surface side, a contact portion (through hole and conductive material formed in the through hole) penetrating the main surface side and the back surface side is formed. Since the wiring substrate 93 is laminated on the back side of the semiconductor chip 91, the electrical test can be performed on the semiconductor chip 91 in a state where the wiring substrate 93 is laminated, but the wiring substrate 93 is laminated. It is not possible to perform an electrical test on the semiconductor chip 91 alone (wafer state) in a state in which it is not. For this reason, the test of the wafer state after the end of the penetration process cannot be performed. Further, since the test is performed in a state where the wiring substrate 93 is laminated, if a conduction failure occurs when the wiring substrate 93 is formed, a plurality of elements formed on the chip 91 are in a defective state. End up.

更に、図11の構成では主面側にコンタクトパッド92を備える必要があり、半導体チップ91の主面側素子領域に撮像素子が形成される場合には、コンタクトパッド92の形成位置が撮像素子に対して入射される光の妨げにならないように配置する必要があるため、その配置位置に対して非常に制約が課せられる。   Furthermore, in the configuration of FIG. 11, it is necessary to provide the contact pad 92 on the main surface side. When an image sensor is formed in the main surface side element region of the semiconductor chip 91, the formation position of the contact pad 92 is the image sensor. On the other hand, since it is necessary to arrange it so as not to interfere with the incident light, there is a great restriction on the arrangement position.

又、撮像素子が主面側に形成されている半導体チップに対して電気的テストを行う場合において、撮像素子に対するテストを行う際には、チップ主面側からテスト光を撮像素子に対して入射させる必要がある。従って、主面側からテスト光を入射しつつ主面側からプロービングを行う場合には、上記コンタクトパッドに加えて測定用プローブのコンタクト針そのものもテスト光の入射を妨げないような条件下で電気的テストを行う必要があり、この結果同時に電気的テストの実施が可能な撮像素子の対象数が大きく制限される。   In addition, when an electrical test is performed on a semiconductor chip on which the image sensor is formed on the main surface side, when performing a test on the image sensor, test light is incident on the image sensor from the chip main surface side. It is necessary to let Therefore, when probing from the main surface side while the test light is incident from the main surface side, the contact needle itself of the measuring probe in addition to the contact pad is electrically charged under the conditions that do not prevent the test light from entering. As a result, the number of image pickup devices that can be subjected to electrical tests is greatly limited.

更に、撮像素子が主面側に形成されている半導体チップに対して主面側からプロービングを行った場合、主面側コンタクトパッドの金属膜表面と測定用プローブのコンタクト針の接触部から発生する金属屑(プローブダスト)が撮像素子の受光領域上に付着し、これによって撮像素子の受光能力が低下して画像異常(黒傷不良)が発生する恐れがある。   Further, when probing is performed from the main surface side to the semiconductor chip on which the image pickup element is formed on the main surface side, it occurs from the contact portion between the metal film surface of the main surface side contact pad and the contact needle of the measurement probe Metal dust (probe dust) adheres to the light receiving region of the image sensor, which may reduce the light receiving capability of the image sensor and cause image abnormality (black defect).

本発明は、上記の問題点を鑑み、撮像素子が形成された半導体ウェハであって、品質の劣化を生じさせずに効率的に電気的テストを行うことが可能な半導体ウェハを提供することを目的とする。更に、本発明は、撮像素子が形成された半導体ウェハに対して品質の劣化させることなく効率的に電気的テストを行うことを可能にする半導体ウェハのテスト方法、及びそのテスト装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a semiconductor wafer on which an image sensor is formed, and capable of performing an electrical test efficiently without causing quality degradation. Objective. Furthermore, the present invention provides a test method and a test apparatus for a semiconductor wafer that enables an electrical test to be performed efficiently without degrading the quality of the semiconductor wafer on which an image sensor is formed. With the goal.

上記目的を達成するための本発明に係る半導体ウェハは、撮像素子が形成された半導体ウェハであって、前記撮像素子を含む素子領域及び前記素子領域との電気的接点を形成する第1電極を主面側に有すると共に、前記主面側と反対側の裏面側に第2電極を有し、前記主面側に、前記撮像素子によって受光可能な周波数範囲の光を透過する補強板が接着形成されており、前記主面側と前記裏面側とを貫通して形成される導電性材料を介して前記第1電極と前記第2電極とが電気的に接続されていることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a semiconductor wafer according to the present invention is a semiconductor wafer on which an image sensor is formed, and includes an element region including the image sensor and a first electrode that forms an electrical contact with the element region. A reinforcing plate that has a main surface side and a second electrode on the back surface opposite to the main surface side and that transmits light in a frequency range that can be received by the imaging device is bonded to the main surface side. The first electrode and the second electrode are electrically connected via a conductive material formed so as to penetrate the main surface side and the back surface side.

本発明に係る半導体ウェハの上記特徴構成によれば、撮像素子が形成されている主面側からテスト用の対象光を照射すると共に、主面とは反対側の裏面側に形成されている第2電極と測定用プローブを接触させることで、撮像素子の受光量に応じた物理量を測定し、当該測定結果に基づいて前記半導体ウェハの状態を判断することができる。即ち、半導体ウェハの電気的テストを行う際、撮像素子の形成側から測定用プローブを接触させる必要がないため、撮像素子の受光領域に付着するプローブダスト量を大きく減少させることができる。これにより、従来は貫通工程の前にしか実施できなかった電気的テストを貫通工程終了後に行うことができるため、貫通工程で発生する加工不良を含めたテストを行うことができ、工程不良を減少させることが可能となる。   According to the above characteristic configuration of the semiconductor wafer according to the present invention, the test target light is irradiated from the main surface side where the imaging element is formed, and is formed on the back surface side opposite to the main surface. By bringing the two electrodes into contact with the measurement probe, a physical quantity corresponding to the amount of light received by the image sensor can be measured, and the state of the semiconductor wafer can be determined based on the measurement result. That is, when performing an electrical test of a semiconductor wafer, it is not necessary to contact the measurement probe from the imaging element forming side, so that the amount of probe dust attached to the light receiving region of the imaging element can be greatly reduced. As a result, an electrical test that was previously possible only before the penetration process can be performed after the completion of the penetration process, so tests including processing defects that occur in the penetration process can be performed, reducing process defects. It becomes possible to make it.

尚、本発明に係る半導体ウェハが備える補強板は、撮像素子が受光可能な周波数範囲の光を透過する性質を有するため、テスト工程終了後、後の実装工程においてダイシング後の各チップをパッケージ等に収納する際、当該パッケージ内の機密性を保つために開口部を閉塞するためのリッドガラスとして利用可能であるため、テスト終了後に当該補強板を除去する必要がなく、更に新たにリッドガラスを接着させる工程も不要となる。このため、プロセス工程を一部簡素化することができる。   Note that the reinforcing plate provided in the semiconductor wafer according to the present invention has a property of transmitting light in a frequency range that can be received by the imaging device. Therefore, after the test process is completed, each chip after dicing is packaged in the subsequent mounting process. Since it can be used as a lid glass for closing the opening in order to keep confidentiality in the package, it is not necessary to remove the reinforcing plate after the end of the test. A process of bonding is also unnecessary. For this reason, a part of process process can be simplified.

又、上記目的を達成するための本発明に係るテスト装置は、第1ウェハ面に撮像素子を含む素子領域が形成された半導体ウェハのテストを行うためのテスト装置であって、前記半導体ウェハを載置するためのウェハステージと、前記ウェハステージの対向面に、前記第1ウェハ面とは反対側の第2ウェハ面上に形成される所定の電極に測定用プローブを接触させるためのプローブカードと、前記第1ウェハ面に対して、前記撮像素子によって受光可能な周波数範囲の対象光を入射するための光入射手段と、を備え、前記ウェハステージが、少なくとも前記半導体ウェハが載置される載置領域において前記対象光を透過する性質を有しており、前記光入射手段から入射された前記対象光を、当該ウェハステージ上に載置された前記半導体ウェハ上の前記第1ウェハ面に形成される前記撮像素子に対して照射可能に構成されていることを第1の特徴とする。   In order to achieve the above object, a test apparatus according to the present invention is a test apparatus for testing a semiconductor wafer in which an element region including an image sensor is formed on a first wafer surface, the semiconductor wafer comprising: A wafer stage for mounting, and a probe card for bringing a measurement probe into contact with a predetermined electrode formed on the second wafer surface opposite to the first wafer surface on the opposite surface of the wafer stage And a light incident means for entering target light in a frequency range that can be received by the imaging device with respect to the first wafer surface, and at least the semiconductor wafer is mounted on the wafer stage The semiconductor wafer having the property of transmitting the target light in the mounting region and mounting the target light incident from the light incident means on the wafer stage It is a first feature of the of the is configured to be irradiated with the first image pickup devices formed on the wafer surface.

本発明に係るテスト装置の上記第1の特徴構成によれば、ウェハステージ上に第2ウェハ面をプローブカードと対向するように半導体ウェハを載置し、光入射手段からウェハステージ面と接触する第1ウェハ面側に対して対象光を照射すると共に、プローブカードが備える測定用プローブを第2ウェハ面上の電極に接触させることで、第1ウェハ面上に撮像素子を備える半導体ウェハの電気的テストを当該撮像素子形成側から測定用プローブを接触させることなく行うことができる。即ち、本発明に係るテスト装置の上記第1の特徴構成によれば、予め対象となる半導体ウェハを上述した本発明に係る半導体ウェハと同様の構成にしておくことで、撮像素子の形成側から測定用プローブを接触させることなく半導体ウェハの電気的テストを行うことが可能となる。   According to the first characteristic configuration of the test apparatus according to the present invention, the semiconductor wafer is placed on the wafer stage so that the second wafer surface faces the probe card, and comes into contact with the wafer stage surface from the light incident means. Electricity of a semiconductor wafer having an imaging device on the first wafer surface is obtained by irradiating target light onto the first wafer surface side and bringing a measurement probe provided on the probe card into contact with an electrode on the second wafer surface. The physical test can be performed without contacting the measurement probe from the imaging element forming side. That is, according to the first characteristic configuration of the test apparatus according to the present invention, the target semiconductor wafer is configured in advance to have the same configuration as the above-described semiconductor wafer according to the present invention, so that the imaging device is formed. It is possible to perform an electrical test of the semiconductor wafer without bringing the measuring probe into contact.

又、本発明に係るテスト装置は、上記第1の特徴構成に加えて、前記光入射手段が、前記ウェハステージから前記プローブカードの設置側とは反対の方向に所定の距離を隔てて前記ウェハステージ面と平行に配列された複数の発光素子と、前記複数の発光素子からの放射光を前記半導体ウェハの前記第1ウェハ面に対して拡散させるために、前記複数の発光素子と前記ウェハステージとの間に介装される拡散板と、を備えることを第2の特徴とする。   In addition to the first characteristic configuration, the test apparatus according to the present invention is configured such that the light incident means is separated from the wafer stage by a predetermined distance in a direction opposite to the probe card installation side. A plurality of light emitting elements arranged in parallel with a stage surface; and the plurality of light emitting elements and the wafer stage for diffusing emitted light from the plurality of light emitting elements to the first wafer surface of the semiconductor wafer. And a diffusion plate interposed between the two.

本発明に係るテスト装置の上記第2の特徴構成によれば、発光素子からの放射光をウェハステージ上に載置された半導体ウェハの撮像素子に対して確実に照射させることができるため、半導体ウェハに対する電気的テストを行った場合のテスト結果の信頼性を高めることができる。   According to the second characteristic configuration of the test apparatus according to the present invention, the radiation light from the light emitting element can be reliably irradiated to the imaging element of the semiconductor wafer placed on the wafer stage. The reliability of the test result when the electrical test is performed on the wafer can be improved.

又、本発明に係るテスト装置は、上記第1又は第2の特徴構成に加えて、前記素子領域とは電気的に接続していない前記第2ウェハ面上のアライメント調整用電極又はアライメント調整用絶縁膜の形成位置を認識すると共に、当該認識結果に基づいて前記ウェハステージ上の載置位置を設定するアライメント手段を備えることを第3の特徴とする。   In addition to the first or second characteristic configuration, the test apparatus according to the present invention may include an alignment adjustment electrode or an alignment adjustment electrode on the second wafer surface that is not electrically connected to the element region. A third feature is that it includes an alignment means for recognizing the formation position of the insulating film and setting the placement position on the wafer stage based on the recognition result.

本発明に係るテスト装置の上記第3の特徴構成によれば、アライメント手段によって設定された載置位置に基づいてテスト対象となる半導体ウェハがウェハステージ上に載置される構成であるため、ウェハステージ上に載置された後に半導体ウェハを動かして載置位置を調整する必要がない。このため、半導体ウェハの位置調整行為によってウェハステージ面が物理的に傷つけられることがなく、載置後の半導体ウェハが備える撮像素子に対して光入射手段からの対象光を確実に照射させることができる。又、半導体ウェハの第1ウェハ面に光を透過する補強板が接着形成されている場合には、ウェハステージ面と同様に当該補強板が物理的に傷つけられることもない。   According to the third characteristic configuration of the test apparatus according to the present invention, since the semiconductor wafer to be tested is mounted on the wafer stage based on the mounting position set by the alignment means, the wafer There is no need to adjust the placement position by moving the semiconductor wafer after it is placed on the stage. For this reason, the wafer stage surface is not physically damaged by the position adjustment action of the semiconductor wafer, and it is possible to reliably irradiate the target light from the light incident means to the image pickup device included in the semiconductor wafer after placement. it can. Further, when a reinforcing plate that transmits light is bonded to the first wafer surface of the semiconductor wafer, the reinforcing plate is not physically damaged in the same manner as the wafer stage surface.

又、本発明に係るテスト装置は、上記第3の特徴構成に加えて、載置された前記半導体ウェハを真空吸引することで前記ウェハステージ上に固定するためのバキューム溝を当該ウェハステージ上に備えており、前記アライメント手段が、前記アライメント調整用電極又はアライメント調整用絶縁膜の形成位置の認識結果に基づいて、前記半導体ウェハの前記第1ウェハ面上の非受光領域を認識し、当該非受光領域が前記バキューム溝と対向するように前記半導体ウェハの前記ウェハステージ上の載置位置を設定することを第4の特徴とする。   In addition to the third characteristic configuration, the test apparatus according to the present invention has a vacuum groove on the wafer stage for fixing the semiconductor wafer placed on the wafer stage by vacuum suction. The alignment means recognizes a non-light-receiving region on the first wafer surface of the semiconductor wafer based on the recognition result of the formation position of the alignment adjustment electrode or the alignment adjustment insulating film, and A fourth feature is that the mounting position of the semiconductor wafer on the wafer stage is set so that the light receiving region faces the vacuum groove.

本発明装置の上記第4の特徴構成によれば、アライメント手段によってバキューム溝の対向領域が第1ウェハ面上の非受光領域となるように載置位置が設定される構成であるため、バキューム溝の存在によって光入射手段から放射される光が遮られることで撮像素子に対して十分な光量の対象光が照射されないという事態が発生しない。従って、ウェハステージ上での半導体ウェハを真空吸引することで安定的に固定しつつ、当該半導体ウェハに対して光入射手段から対象光を照射させることで、信頼性の高いテスト結果を得ることができる。   According to the fourth characteristic configuration of the apparatus of the present invention, the mounting position is set by the alignment means so that the opposing region of the vacuum groove is a non-light-receiving region on the first wafer surface. Since the light emitted from the light incident means is blocked by the presence of the light, a situation in which a sufficient amount of target light is not irradiated to the image sensor does not occur. Therefore, a highly reliable test result can be obtained by irradiating the semiconductor wafer with the target light from the light incident means while stably fixing the semiconductor wafer on the wafer stage by vacuum suction. it can.

又、本発明に係るテスト方法は、上記特徴構成を有する半導体ウェハの電気的テストを行うテスト方法であって、上記第3又は第4の特徴構成を有するテスト装置に対してテスト対象となる前記半導体ウェハをセットすると、前記テスト装置が、前記アライメント手段によって設定された載置位置に従って、テスト対象となる前記半導体ウェハを前記裏面側のウェハ面が前記プローブカードと対向するように前記ウェハステージ上に載置し、前記半導体ウェハの前記主面側に前記光入射手段から光を入射させると共に、前記プローブカードが所定の前記第2電極と前記測定用プローブとを接触させることで、前記主面側に形成される前記撮像素子の受光量に応じた物理量を測定し、当該測定結果に基づいて前記半導体ウェハの状態を判断することを特徴とする。   The test method according to the present invention is a test method for conducting an electrical test on a semiconductor wafer having the above-described characteristic configuration, and is a test target for the test apparatus having the above-described third or fourth characteristic configuration. When the semiconductor wafer is set, the test apparatus places the semiconductor wafer to be tested on the wafer stage so that the wafer surface on the back side faces the probe card according to the mounting position set by the alignment means. The main surface of the semiconductor wafer is caused to enter the light from the light incident means on the main surface side of the semiconductor wafer, and the probe card contacts the predetermined second electrode and the measurement probe. A physical quantity corresponding to the amount of light received by the image sensor formed on the side is measured, and the state of the semiconductor wafer is determined based on the measurement result And wherein the door.

本発明に係るテスト方法の上記特徴によれば、貫通工程終了後の半導体ウェハに対して、品質を劣化させることなく、効率的に電気的テストを行うことが可能となる。   According to the above characteristics of the test method according to the present invention, it is possible to efficiently perform an electrical test on a semiconductor wafer after completion of the penetration process without deteriorating quality.

本発明によれば、撮像素子を備える半導体ウェハであって、品質の劣化を生じさせずに効率的に電気的テストを行うことが可能な半導体ウェハを提供することが可能となる。又、撮像素子が形成された半導体ウェハに対して品質の劣化させることなく効率的に電気的テストを行うことが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a semiconductor wafer provided with an image pickup device and capable of performing an electrical test efficiently without causing deterioration in quality. In addition, it is possible to efficiently perform an electrical test on a semiconductor wafer on which an image sensor is formed without degrading quality.

以下において、本発明に係る半導体ウェハ(以下、適宜「本発明ウェハ」と称する)、本発明に係るテスト装置(以下、適宜「本発明装置」と称する)、及び本発明に係る半導体ウェハのテスト方法(以下、適宜「本発明方法」と称する)について図面を参照して説明する。   Hereinafter, a semiconductor wafer according to the present invention (hereinafter referred to as “the present invention wafer” as appropriate), a test apparatus according to the present invention (hereinafter referred to as “the present invention apparatus” as appropriate), and a test of the semiconductor wafer according to the present invention. A method (hereinafter referred to as “the method of the present invention” as appropriate) will be described with reference to the drawings.

[本発明ウェハについての説明]
本発明ウェハの構成、及びその製造方法につき、以下、図1〜図6の各図を参照して説明する。図1は、本発明ウェハを製造する際の製造工程を示す図であり、製造工程順に概略断面構造図が示されている。又、図2は上記製造工程をフローチャートにしたものであり、以下の文中の各ステップは図2に示されるフローチャートの各ステップを表すものとする。
[Description of the Wafer of the Present Invention]
Hereinafter, the configuration of the wafer of the present invention and the manufacturing method thereof will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing process when manufacturing a wafer of the present invention, and a schematic cross-sectional structure diagram is shown in the order of the manufacturing process. FIG. 2 is a flowchart of the above manufacturing process, and each step in the following sentence represents each step of the flowchart shown in FIG.

尚、図1の各概略断面構造図は、あくまで模式的に図示されたものであり、実際の構造の寸法の縮尺と図面の縮尺とは必ずしも一致するものではない。又、図1においては、紙面の上方向を主面側、下方向を裏面側とする。   Note that each schematic cross-sectional structure diagram in FIG. 1 is merely schematically illustrated, and the scale of the actual structure does not necessarily match the scale of the drawing. In FIG. 1, the upper direction on the paper is the main surface side, and the lower direction is the back surface side.

まず、図1(a)に示されるように、主面側に撮像素子5及び主面側電極(第1電極)3が形成された半導体基板(半導体ウェハ)1の同主面側に、接着樹脂4を介して補強板2を貼り付ける(ステップ#1)。この補強板2は、撮像素子5によって受光可能な周波数範囲の光を透過する性質を有するものとし、例えば石英ガラス等で構成されるものとすることができる。尚、この補強板2は、後の工程においてダイシング後の各チップをパッケージ等に収納する際、当該パッケージ内の機密性を保つために開口部を閉塞するためのリッドガラスとしての機能も有する。   First, as shown in FIG. 1A, an adhesion is made on the same main surface side of a semiconductor substrate (semiconductor wafer) 1 in which an image sensor 5 and a main surface side electrode (first electrode) 3 are formed on the main surface side. The reinforcing plate 2 is pasted through the resin 4 (step # 1). The reinforcing plate 2 has a property of transmitting light in a frequency range that can be received by the image sensor 5 and can be made of, for example, quartz glass. The reinforcing plate 2 also has a function as a lid glass for closing the opening in order to keep confidentiality in the package when each chip after dicing is stored in a package or the like in a later step.

次に、図1(b)に示されるように、半導体基板1の裏面側を研磨して薄層化する(ステップ#2)。   Next, as shown in FIG. 1B, the back side of the semiconductor substrate 1 is polished and thinned (step # 2).

次に、パルスレーザを半導体基板1の裏面側の所定位置(但し、後述するステップ#4においてスルーホールが形成される領域以外の領域とする)に照射することで、半導体ウェハの管理を行うための識別子であるウェハIDの書き込みを行う(ステップ#3)。このウェハIDは、英数字の他、2次元コード形式やバーコード形式によって書き込まれるものとしても良い。   Next, in order to manage the semiconductor wafer by irradiating a pulse laser to a predetermined position on the back surface side of the semiconductor substrate 1 (however, it is set as an area other than an area where a through hole is formed in Step # 4 described later). Is written (step # 3). The wafer ID may be written in two-dimensional code format or barcode format in addition to alphanumeric characters.

尚、ステップ#3において書き込まれるウェハIDは、テスト工程で用いられるテスト装置(プローバ装置)でテストを行っている対象ウェハを認識するためのものであり、ウェハ毎の管理が可能な番号等であれば良い。   The wafer ID written in step # 3 is for recognizing a target wafer to be tested by a test apparatus (prober apparatus) used in the test process, and is a number that can be managed for each wafer. I just need it.

次に、図1(c)に示されるように、電極3の裏面側が露出するように基板1の裏面側にスルーホール6を形成する(ステップ#4)。その後、図1(d)に示されるように、裏面側全体に絶縁膜7を堆積後、エッチバックを施して主面側電極3を露出した状態でスルーホール6内に導電性材料を形成して、主面側電極3と電気的接続を有する裏面側電極8(第2電極)を裏面側に形成する(ステップ#5)。   Next, as shown in FIG. 1C, the through hole 6 is formed on the back surface side of the substrate 1 so that the back surface side of the electrode 3 is exposed (step # 4). Thereafter, as shown in FIG. 1 (d), after depositing an insulating film 7 on the entire back surface side, an etch back is applied to form a conductive material in the through hole 6 with the main surface side electrode 3 exposed. Then, the back surface side electrode 8 (second electrode) having electrical connection with the main surface side electrode 3 is formed on the back surface side (step # 5).

図3は、ステップ#1〜ステップ#5の各工程を経て形成される半導体ウェハ1の概略構成を示す模式図であり、図4は、図3に示される半導体ウェハ1を構成する複数のチップの内の一チップC1を拡大した図である。尚、図3及び図4においては、紙面の上方向を裏面側、下方向を主面側とする。   FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the semiconductor wafer 1 formed through the steps # 1 to # 5, and FIG. 4 shows a plurality of chips constituting the semiconductor wafer 1 shown in FIG. It is the figure which expanded one chip | tip C1 of the inside. 3 and 4, the upper direction on the paper is the back side, and the lower direction is the main surface side.

図3に示されるように、本発明ウェハ1は、裏面側に補強板2が貼り付けられると共に、主面側にはウェハ1を管理するためのウェハIDが書き込まれたウェハマーキング領域12が形成されている。   As shown in FIG. 3, the wafer 1 of the present invention has a reinforcing plate 2 attached to the back surface side, and a wafer marking region 12 in which a wafer ID for managing the wafer 1 is written is formed on the main surface side. Has been.

ステップ#5終了後、ウェハ1の裏面側の所定領域に、アライメント調整用マーク14、及び後述するテスト用電極16を形成する。アライメント調整用マーク14は、テスト装置上にウェハ1を設置して電気的テストを行う場合に、当該テスト装置上での設置位置を調整する際の調整手段としての役割を有するものであり、導電性材料であっても絶縁性材料であっても良い。尚、導電性材料で構成される場合には、撮像素子5を含む素子領域とは電気的に絶縁されている必要がある。又、マーク14の配置位置やパターン形状は、テスト装置上での設置位置の調整の際に利用可能な範囲内であれば特に限定されるものではない。図4では、チップC1上の各四隅にL字形状でマーク14が施されている場合が図示されている。   After step # 5, an alignment adjustment mark 14 and a test electrode 16 to be described later are formed in a predetermined region on the back side of the wafer 1. The alignment adjustment mark 14 serves as an adjustment means for adjusting the installation position on the test apparatus when the wafer 1 is installed on the test apparatus and an electrical test is performed. An insulating material or an insulating material may be used. In addition, when comprised with an electroconductive material, it is necessary to be electrically insulated from the element area | region containing the image pick-up element 5. FIG. Further, the arrangement position and pattern shape of the mark 14 are not particularly limited as long as they are within a range that can be used when adjusting the installation position on the test apparatus. In FIG. 4, the case where the mark 14 is given in L shape at each four corners on the chip C1 is illustrated.

図5及び図6は、テスト用電極16がウェハ1の裏面上に形成された場合の裏面側電極8及び主面側電極3との電気的接続関係を模式的に示す図であり、図3及び図4と同様、紙面の上方向を裏面側、下方向を主面側として示したものである。   5 and 6 are diagrams schematically showing an electrical connection relationship between the back surface side electrode 8 and the main surface side electrode 3 when the test electrode 16 is formed on the back surface of the wafer 1. FIG. Similarly to FIG. 4, the upper direction on the paper is shown as the back surface side, and the lower direction is shown as the main surface side.

上述したように、ウェハ1の裏面上に形成されている裏面側電極8は、ウェハ1の反対側である主面側に形成されている主面側電極3とスルーホール6内に形成された導電性材料を介して電気的に接続されている。そして、電気的テストを行う場合には、図5に示されるように、この裏面側電極8に対して測定用プローブP1を接触する構成としても良いし、図6に示されるように、裏面側電極8とは電気的接続を有しつつ別の位置に形成されたテスト用電極16に対して測定用プローブP1を接触する構成としても良い。図6のように裏面側電極8と測定プローブP1の接触位置とを離すことで、電気的テストが行われることでプローブ接触箇所に形成されるプローブ痕が裏面側電極8に形成されるのを回避することができる。又、裏面側電極8の大きさがプローブP1を接触させるのに十分な大きさを有していない場合にも有用である。   As described above, the back surface side electrode 8 formed on the back surface of the wafer 1 is formed in the through hole 6 with the main surface side electrode 3 formed on the main surface side opposite to the wafer 1. It is electrically connected through a conductive material. When performing an electrical test, the measurement probe P1 may be in contact with the back surface side electrode 8 as shown in FIG. 5, or the back surface side as shown in FIG. It is good also as a structure which contacts the probe P1 for a measurement with the electrode 16 for a test formed in another position, having an electrical connection with the electrode 8. FIG. As shown in FIG. 6, by separating the back surface side electrode 8 and the contact position of the measurement probe P <b> 1, the probe mark formed at the probe contact portion is formed on the back surface side electrode 8 by performing an electrical test. It can be avoided. It is also useful when the size of the back electrode 8 is not large enough to contact the probe P1.

[本発明装置及び本発明方法についての説明]
次に、上述した本発明ウェハに対して電気的テストを行うための本発明装置、並びに本発明装置を用いて電気的テストを行う本発明方法につき、以下、図7〜図10を参照して説明する。
[Description of the Invention Device and the Invention Method]
Next, the apparatus of the present invention for performing an electrical test on the above-described wafer of the present invention and the method of the present invention for performing an electrical test using the apparatus of the present invention will be described below with reference to FIGS. explain.

図7は、本発明装置20の概略構成を示す模式図である。本発明装置20は、ウェハローダ21、アライメント手段22、プローブカード23、ウェハステージ24、光入射手段25、及び各構成手段の制御を行う制御手段26を備えて構成される。   FIG. 7 is a schematic diagram showing a schematic configuration of the device 20 of the present invention. The inventive apparatus 20 includes a wafer loader 21, an alignment unit 22, a probe card 23, a wafer stage 24, a light incident unit 25, and a control unit 26 that controls each component unit.

ウェハローダ21に、テスト対象となるウェハをセットする。そして、ウェハローダ21にセットされた複数のウェハから選択された一のウェハ1がアライメント手段22に送られる。   A wafer to be tested is set on the wafer loader 21. Then, one wafer 1 selected from the plurality of wafers set in the wafer loader 21 is sent to the alignment means 22.

アライメント手段22は、ウェハ1の裏面側に形成されているアライメント調整用マーク14を認識し、ウェハステージ24上でのウェハ1の位置決めを行う。ウェハ1は、アライメント手段22によって定められた位置決めに従ってウェハステージ24上に載置される。このとき、ウェハステージ24のステージ面とウェハ1の主面とを接触させ、ウェハ1の裏面側がプローブカード23と対向するようにウェハ1を載置する。これにより、ウェハ1の主面側が光入射手段25と対向する。   The alignment means 22 recognizes the alignment adjustment mark 14 formed on the back side of the wafer 1 and positions the wafer 1 on the wafer stage 24. The wafer 1 is placed on the wafer stage 24 according to the positioning determined by the alignment means 22. At this time, the stage surface of the wafer stage 24 and the main surface of the wafer 1 are brought into contact with each other, and the wafer 1 is placed so that the back surface side of the wafer 1 faces the probe card 23. Thereby, the main surface side of the wafer 1 faces the light incident means 25.

図8は、ウェハステージ24及び光入射手段25の概略構成を示す図である。図8(a)がウェハステージ24の平面図、図8(b)が図8(a)中の直線L1−L1’で切断した断面図、図8(c)が図8(a)中の直線L2−L2’で切断した断面図を夫々示す。尚、直線L1−L1’上には後述するバキューム溝31が形成されており、直線L2−L2’上にはバキューム溝31が形成されていないとする。   FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of the wafer stage 24 and the light incident means 25. 8A is a plan view of the wafer stage 24, FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line L1-L1 ′ in FIG. 8A, and FIG. 8C is the view in FIG. Cross-sectional views cut along a straight line L2-L2 ′ are respectively shown. It is assumed that a vacuum groove 31 described later is formed on the straight line L1-L1 ', and no vacuum groove 31 is formed on the straight line L2-L2'.

図8(a)に示されるように、ウェハステージ24は載置される半導体ウェハを真空吸引することで固定するためのバキューム溝31を十字形上に有する。又、図8(b)に示されるように、バキューム溝31と真空吸引装置(不図示)との間には、真空吸引装置からの陰圧状態をバキューム溝31に対して与えるための吸込み口32が所定の間隔で設けられている。即ち、ウェハステージ下方に設置される真空吸引装置からの陰圧状態が吸込み口32を介してバキューム溝31に与えられる結果、ウェハステージ24上に載置される半導体ウェハは、当該バキューム溝31に吸着されることで固定される構成である。このとき、例えばバキューム溝31を幅1mm、深さ1mm、長さ150mmとし、吸込み口32を直径1mm程度とすると、200mmウェハの吸着固定が可能となる。   As shown in FIG. 8A, the wafer stage 24 has a vacuum groove 31 on the cross shape for fixing the semiconductor wafer to be placed by vacuum suction. Further, as shown in FIG. 8B, a suction port for giving a negative pressure state from the vacuum suction device to the vacuum groove 31 between the vacuum groove 31 and a vacuum suction device (not shown). 32 are provided at predetermined intervals. That is, as a result of the negative pressure state from the vacuum suction device installed below the wafer stage being given to the vacuum groove 31 via the suction port 32, the semiconductor wafer placed on the wafer stage 24 is placed in the vacuum groove 31. It is a structure fixed by being adsorbed. At this time, for example, if the vacuum groove 31 has a width of 1 mm, a depth of 1 mm, and a length of 150 mm, and the suction port 32 has a diameter of about 1 mm, a 200 mm wafer can be sucked and fixed.

又、図8(c)に示されるように、光入射手段25は筐体40内に収容されており、所定の間隔で配列された複数の発光素子(例えばLED素子)41が形成された発光体実装基板42がウェハステージ24から所定の離間距離を隔てて実装されている。ウェハステージ24と発光体実装基板42の間には入射される光を拡散させるための光拡散板43が形成されており、発光素子41からの放射光をウェハステージ24上に載置されたウェハ表面に拡散してウェハ上に形成される撮像素子に対して入射可能な構成となっている。光拡散板43としては、例えばアクリル板や、光学用ポリカーボネート樹脂板を用いることができる。尚、ウェハステージ24は、少なくとも載置された半導体ウェハ1の主面側に形成される撮像素子に対して光入射手段25からの放射光が照射されるように、半導体ウェハ1の載置領域においては当該放射光を透過可能に構成されている。   Further, as shown in FIG. 8C, the light incident means 25 is accommodated in the housing 40, and light emission in which a plurality of light emitting elements (for example, LED elements) 41 arranged at a predetermined interval is formed. The body mounting substrate 42 is mounted at a predetermined distance from the wafer stage 24. A light diffusing plate 43 for diffusing incident light is formed between the wafer stage 24 and the light emitter mounting substrate 42, and the wafer on which the radiated light from the light emitting element 41 is placed on the wafer stage 24. It is configured to be able to enter an image pickup device that is diffused on the surface and formed on the wafer. As the light diffusing plate 43, for example, an acrylic plate or an optical polycarbonate resin plate can be used. The wafer stage 24 is placed on the semiconductor wafer 1 so that the image sensor formed on at least the main surface side of the semiconductor wafer 1 placed thereon is irradiated with the radiated light from the light incident means 25. Is configured to transmit the radiated light.

ここで、発光素子41は、発光程度の均一化を図るべく、実装間隔を出来るだけ狭くすると共に、光拡散板43までの離間距離を出来るだけ確保することが好ましい。例えば、上述したバキューム溝31及び吸込み口32の寸法例の場合、一例としてLED素子を3mm間隔で実装し、発光体実装基板42と光拡散板43との離間距離を6mm程度とすることができる。更に、発光程度の均一性を高めるべく、光拡散板43を、所定の離間距離を確保した状態で複数枚平行に設置する構成としても良い。   Here, the light emitting element 41 preferably has a mounting interval as narrow as possible and a separation distance to the light diffusion plate 43 as much as possible in order to make the degree of light emission uniform. For example, in the case of the dimension example of the vacuum groove 31 and the suction port 32 described above, as an example, the LED elements can be mounted at intervals of 3 mm, and the separation distance between the light emitter mounting substrate 42 and the light diffusion plate 43 can be set to about 6 mm. . Furthermore, in order to improve the uniformity of the light emission level, a plurality of light diffusion plates 43 may be installed in parallel with a predetermined separation distance secured.

又、実装基板42とウェハステージ24との間には、発光素子41を保護するための透明性の保護板44が形成されている。この保護板44としては、例えば石英ガラスを用いることができる。尚、ウェハステージ24そのものを石英ガラスで構成することでウェハステージ24が保護板44を兼ねる構成としても良い。   In addition, a transparent protective plate 44 for protecting the light emitting element 41 is formed between the mounting substrate 42 and the wafer stage 24. For example, quartz glass can be used as the protective plate 44. The wafer stage 24 itself may be made of quartz glass so that the wafer stage 24 also serves as the protection plate 44.

このように構成される本発明装置20を用いて本発明ウェハ1の電気的テストを行う場合につき、以下に説明を行う。尚、図9は、テスト工程をフローチャートにしたものであり、以下の文中の各ステップは図9に示されるフローチャートの各ステップを表すものとする。   The case where an electrical test of the wafer 1 of the present invention is performed using the apparatus 20 of the present invention configured as described above will be described below. FIG. 9 is a flowchart of the test process, and each step in the following sentence represents each step of the flowchart shown in FIG.

まず、本発明ウェハ1をセットする前に、予めアライメント調整用マーク14及びテスト用電極16の形成位置等のウェハデータを本発明装置20に対して登録する(ステップ#11)。   First, before setting the wafer 1 of the present invention, wafer data such as the formation positions of the alignment adjustment marks 14 and the test electrodes 16 are registered in advance in the apparatus 20 of the present invention (step # 11).

次に、主面側に補強板2、裏面側にアライメント調整用マーク14、及びテスト用電極
16が形成され、裏面側にウェハIDが付された本発明ウェハ1を、裏面側をプローブコンタクト面として本発明装置20に装着する(ステップ#12)。ここで、本発明装置20がウェハID認識機能を備えている場合には、装着された本発明ウェハ1の裏面に付されているウェハIDを読み取ることでテスト対象となっているウェハを識別することができる。ウェハID認識機能を備えていない場合には、ウェハIDを目視により確認することでウェハの識別を行うものとする。
Next, the reinforcing plate 2 is formed on the main surface side, the alignment adjustment mark 14 and the test electrode 16 are formed on the back surface side, and the wafer 1 of the present invention with the wafer ID attached to the back surface side, the back surface side is the probe contact surface. Is attached to the device 20 of the present invention (step # 12). Here, when the apparatus 20 of the present invention has a wafer ID recognition function, the wafer to be tested is identified by reading the wafer ID attached to the back surface of the mounted wafer 1 of the present invention. be able to. When the wafer ID recognition function is not provided, the wafer is identified by visually confirming the wafer ID.

装着されたテスト対象となる本発明ウェハ1は、アライメント手段22によってウェハステージ24上に載置する際の位置と方向が設定される(ステップ#13)。この際、アライメント手段22は、制御手段26から与えられるウェハデータに基づいて本発明ウェハ1の裏面側に形成されているアライメント調整用マーク14及びテスト用電極16の形成箇所を認識し、当該認識結果に基づいて前記の位置と方向が定められる。このとき、例えば、アライメント手段22は、アライメント調整用マーク14の形成箇所よりスクライブライン位置及び非受光エリアを認識し、当該非受光エリアが、ウェハステージ24上に十字型に形成されているバキューム溝31のクロスポイント部分に位置するように制御を行うものとすることができる。   The mounted wafer of the present invention 1 to be tested is set by the alignment means 22 for the position and direction when placed on the wafer stage 24 (step # 13). At this time, the alignment means 22 recognizes the formation positions of the alignment adjustment mark 14 and the test electrode 16 formed on the back side of the wafer 1 of the present invention based on the wafer data given from the control means 26, and recognizes the recognition. The position and direction are determined based on the result. At this time, for example, the alignment means 22 recognizes the scribe line position and the non-light-receiving area from the position where the alignment adjustment mark 14 is formed, and the non-light-receiving area is formed in a cruciform shape on the wafer stage 24. The control can be performed so as to be positioned at the 31 cross-point portions.

本発明ウェハ1は、ステップ#13においてアライメント手段22によって設定された位置及び方向に従ってウェハステージ24上に載置される(ステップ#14)。このとき、真空吸引装置(不図示)が稼動することにより、バキューム溝31によってウェハ1がステージ24上に吸着され、これによってウェハ1はステージ24上で固定される。   The wafer 1 of the present invention is placed on the wafer stage 24 according to the position and direction set by the alignment means 22 in step # 13 (step # 14). At this time, by operating a vacuum suction device (not shown), the wafer 1 is adsorbed on the stage 24 by the vacuum groove 31, and thereby the wafer 1 is fixed on the stage 24.

テスト対象となる本発明ウェハ1がウェハステージ24上に載置されると、所定のテスト条件の下、光入射手段25からウェハ1の主面側に対して光を照射し、ウェハ1の裏面側からプローブカード23が備える測定用プローブP1、P2を所定の電極(裏面側電極8、テスト用電極16)に接触させることで物理量を測定する(ステップ#15)。当該ステップ#15によって、プローブカード23は、ウェハ1の主面側に形成される撮像素子5によって光入射手段25から放射された光の受光量に応じた物理量を計測する。そして、状態判断手段(不図示)が、ステップ#15によって計測された物理量に基づいてウェハ1の状態を判断する(ステップ#16)。   When the wafer 1 of the present invention to be tested is placed on the wafer stage 24, the light incident means 25 irradiates the main surface side of the wafer 1 under predetermined test conditions, and the back surface of the wafer 1 is irradiated. The physical quantity is measured by bringing the measurement probes P1 and P2 included in the probe card 23 from the side into contact with predetermined electrodes (back surface side electrode 8 and test electrode 16) (step # 15). By the step # 15, the probe card 23 measures a physical quantity corresponding to the amount of light emitted from the light incident means 25 by the imaging device 5 formed on the main surface side of the wafer 1. Then, state determination means (not shown) determines the state of the wafer 1 based on the physical quantity measured in step # 15 (step # 16).

このようなステップ#11〜ステップ#16をウェハローダ21にセットされた複数のウェハ全てに対して行うことで、例えばステップ#16において良好な状態と判断されたウェハのみを次の工程へと進行させることで、製品の歩留まりを向上させることができる。   By performing such step # 11 to step # 16 for all of the plurality of wafers set in the wafer loader 21, for example, only the wafer determined to be in a good state in step # 16 is advanced to the next process. As a result, the yield of products can be improved.

尚、上述した方法によれば、測定用プローブP1、P2が接触されるのは撮像素子5が形成される主面とは逆の裏面側であるため、ウェハ1の状態を示すウェハマップデータとしては主面側から見た座標情報に変換して得られるデータを出力するものとして良い。   According to the above-described method, the measurement probes P1 and P2 are in contact with the back surface side opposite to the main surface on which the image sensor 5 is formed, so that the wafer map data indicating the state of the wafer 1 is obtained. May output data obtained by converting into coordinate information viewed from the main surface side.

テスト工程を終了したウェハ1は、補強板2をリッドガラスとして利用するため、補強板2が主面側に取り付けられたままの状態でダイシングを行った後、ウェハレベルCSP(Chip Scale Package)等の従来の実装方法を用いて実装基板にハンダ実装を行う。実装後の構造例が図10に示されている。図10では、実装基板51上にバンプ52を介してチップ1が実装されている例が示されている。予め接着形成されていた補強板2をリッドガラスとして利用する構成であるため、リッドガラスを別途貼り付ける工程が不要となる。   The wafer 1 that has completed the test process uses the reinforcing plate 2 as a lid glass. Therefore, after dicing with the reinforcing plate 2 attached to the main surface side, wafer level CSP (Chip Scale Package), etc. The conventional mounting method is used to perform solder mounting on the mounting substrate. An example of the structure after mounting is shown in FIG. FIG. 10 shows an example in which the chip 1 is mounted on the mounting substrate 51 via the bumps 52. Since the reinforcing plate 2 that has been bonded and formed in advance is used as the lid glass, a step of attaching the lid glass separately becomes unnecessary.

上述したような本発明ウェハ1、及び本発明装置20の構成によれば、予め撮像素子5が形成されるウェハ主面側とは異なる裏面側にテスト用電極16が設けられているため、ウェハ主面側から光入射手段25によって電気的テストを行うためのテスト光を照射しつつ、ウェハ裏面側からプローブカード23によって測定用プローブを接触させることができる。即ち、撮像素子5の形成側から測定用プローブを接触させる必要がないため、撮像素子の受光領域に付着するプローブダスト量を大きく減少させることができる。これにより、従来は貫通工程の前にしか実施できなかった電気的テストを貫通工程終了後に行うことができるため、貫通工程で発生する加工不良を含めたテストを行うことができ、工程不良を減少させることが可能となる。   According to the configuration of the wafer 1 of the present invention and the apparatus 20 of the present invention as described above, the test electrode 16 is provided on the back surface side different from the wafer main surface side on which the imaging element 5 is formed in advance. The measurement probe can be brought into contact with the probe card 23 from the back side of the wafer while irradiating test light for performing an electrical test by the light incident means 25 from the main surface side. That is, since it is not necessary to contact the measurement probe from the formation side of the image sensor 5, the amount of probe dust adhering to the light receiving region of the image sensor can be greatly reduced. As a result, an electrical test that was previously possible only before the penetration process can be performed after the completion of the penetration process, so tests including processing defects that occur in the penetration process can be performed, reducing process defects. It becomes possible to make it.

更に、テスト用電極16或いは測定用プローブによってテスト光の入射が妨げられることがないため、同時にテストを行うことのできる撮像素子対象数を多くすることができ、効率的なテストが実施可能となる。   Further, since the test electrode 16 or the measurement probe does not prevent the test light from entering, it is possible to increase the number of image sensor objects that can be simultaneously tested and to perform an efficient test. .

又、本発明ウェハ1は、貫通工程終了後にリッドガラスとなる補強板2が貼り付けられる構成であるため、当該補強板2が貼り付けられたままの状態でその後の組立工程が行われる。即ち、撮像素子5の上部領域は常に補強板2によって覆われており、撮像素子5を含む素子領域が外部に露出されていないことから、実装後に洗浄を行っても当該素子領域に対して物理的ダメージが殆ど与えられることがない。従って、実装後のウェハ(チップ)に対して容易に洗浄を行うことができるため、組立工程(後工程)を行う工場は、ウェハ処理工程(前工程)を行う工場ほどの高いダストレベルが要求されず、組立工程に係るコストを低減することが可能となる。   In addition, since the wafer 1 of the present invention has a configuration in which the reinforcing plate 2 to be the lid glass is attached after the end of the penetration process, the subsequent assembly process is performed with the reinforcing plate 2 still attached. That is, the upper area of the image sensor 5 is always covered with the reinforcing plate 2 and the element area including the image sensor 5 is not exposed to the outside. Almost no damage is done. Therefore, since the wafer (chip) after mounting can be easily cleaned, the factory that performs the assembly process (post-process) requires a dust level that is as high as the factory that performs the wafer processing process (pre-process). It is possible to reduce the cost related to the assembly process.

本発明に係る半導体ウェハを製造する際の製造工程順に示した概略断面構造図Schematic cross-sectional structure diagram shown in the order of manufacturing steps when manufacturing a semiconductor wafer according to the present invention 本発明に係る半導体ウェハを製造する際の製造工程を示すフローチャートThe flowchart which shows the manufacturing process at the time of manufacturing the semiconductor wafer which concerns on this invention 本発明に係る半導体ウェハの概略構成を示す模式図The schematic diagram which shows schematic structure of the semiconductor wafer which concerns on this invention 本発明に係る半導体ウェハ上のチップ概略構成を示す模式図The schematic diagram which shows the chip | tip schematic structure on the semiconductor wafer which concerns on this invention テスト用電極が本発明に係る半導体ウェハの裏面上に形成された場合の裏面側電極及び主面側電極との電気的接続関係を模式的に示す図The figure which shows typically the electrical connection relation with the back surface side electrode and main surface side electrode when the electrode for a test is formed on the back surface of the semiconductor wafer which concerns on this invention テスト用電極が本発明に係る半導体ウェハの裏面上に形成された場合の裏面側電極及び主面側電極との電気的接続関係を模式的に示す別の図Another figure which shows typically the electrical connection relationship with the back surface side electrode and main surface side electrode when the electrode for a test is formed on the back surface of the semiconductor wafer which concerns on this invention 本発明に係るテスト装置の概略構成を示す模式図The schematic diagram which shows schematic structure of the test apparatus based on this invention ウェハステージ及び光入射手段の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of a wafer stage and light incident means 半導体ウェハをテストするテスト工程を示すフローチャートFlow chart showing test process for testing semiconductor wafers テスト工程、ハンダ実装工程終了後のチップ構造の概略構成を示す図The figure which shows schematic structure of the chip structure after a test process and solder mounting process completion 従来構成の半導体チップに対して電気的テストが行われる状態を示す概略図Schematic showing a state where an electrical test is performed on a semiconductor chip having a conventional configuration

符号の説明Explanation of symbols

1: 半導体基板
2: 補強板
3: 主面側電極(第1電極)
4: 接着樹脂
5: 撮像素子
6: スルーホール
7: 絶縁膜
8: 裏面側電極(第2電極)
12: ウェハマーキング領域
14: アライメント調整用マーク
16: テスト用電極
20: 本発明に係るテスト装置
21: ウェハローダ
22: アライメント手段
23: プローブカード
24: ウェハステージ
25: 光入射手段
26: 制御手段
31: バキューム溝
32: 吸込み口
40: 筐体
41: 発光素子
42: 発光体実装基板
43: 光拡散板
44: 保護体
51: 実装基板
52: バンプ
C1: チップ
P1: 測定用プローブ
P2: 測定用プローブ
91: 半導体チップ
92: コンタクトパッド
93: 配線基板
94: バンプ
95: テスト用基板
96: テスト用電極
1: Semiconductor substrate 2: Reinforcing plate 3: Main surface side electrode (first electrode)
4: Adhesive resin 5: Image sensor 6: Through hole 7: Insulating film 8: Back side electrode (second electrode)
12: Wafer marking area 14: Alignment adjustment mark 16: Test electrode 20: Test apparatus according to the present invention 21: Wafer loader 22: Alignment means 23: Probe card 24: Wafer stage 25: Light incident means 26: Control means 31: Vacuum groove 32: Suction port 40: Housing 41: Light emitting element 42: Light emitter mounting substrate 43: Light diffusion plate 44: Protection body 51: Mounting substrate 52: Bump C1: Chip P1: Measuring probe P2: Measuring probe 91 : Semiconductor chip 92: Contact pad 93: Wiring board 94: Bump 95: Test board 96: Test electrode

Claims (6)

撮像素子が形成された半導体ウェハであって、
前記撮像素子を含む素子領域及び前記素子領域との電気的接点を形成する第1電極を主面側に有すると共に、前記主面側と反対側の裏面側に第2電極を有し、
前記主面側に、前記撮像素子によって受光可能な周波数範囲の光を透過する補強板が接着形成されており、
前記主面側と前記裏面側とを貫通して形成される導電性材料を介して前記第1電極と前記第2電極とが電気的に接続されていることを特徴とする半導体ウェハ。
A semiconductor wafer on which an image sensor is formed,
Having a first electrode on the main surface side that forms an electrical contact with the element region including the image sensor and the element region, and a second electrode on the back surface side opposite to the main surface side,
On the main surface side, a reinforcing plate that transmits light in a frequency range that can be received by the image sensor is bonded and formed,
A semiconductor wafer, wherein the first electrode and the second electrode are electrically connected via a conductive material formed so as to penetrate the main surface side and the back surface side.
第1ウェハ面に撮像素子を含む素子領域が形成された半導体ウェハのテストを行うためのテスト装置であって、
前記半導体ウェハを載置するためのウェハステージと、
前記ウェハステージの対向面に、前記第1ウェハ面とは反対側の第2ウェハ面上に形成される所定の電極に測定用プローブを接触させるためのプローブカードと、
前記第1ウェハ面に対して、前記撮像素子によって受光可能な周波数範囲の対象光を入射するための光入射手段と、を備え、
前記ウェハステージが、
少なくとも前記半導体ウェハが載置される載置領域において前記対象光を透過する性質を有しており、
前記光入射手段から入射された前記対象光を、当該ウェハステージ上に載置された前記半導体ウェハ上の前記第1ウェハ面に形成される前記撮像素子に対して照射可能に構成されていることを特徴とするテスト装置。
A test apparatus for testing a semiconductor wafer in which an element region including an imaging element is formed on a first wafer surface,
A wafer stage for mounting the semiconductor wafer;
A probe card for bringing a measuring probe into contact with a predetermined electrode formed on a second wafer surface opposite to the first wafer surface on the opposite surface of the wafer stage;
A light incident means for making incident light in a frequency range that can be received by the imaging device incident on the first wafer surface;
The wafer stage is
Having a property of transmitting the target light in at least a mounting region where the semiconductor wafer is mounted;
The target light incident from the light incident means is configured to be able to irradiate the imaging element formed on the first wafer surface on the semiconductor wafer placed on the wafer stage. Test equipment characterized by.
前記光入射手段が、
前記ウェハステージから前記プローブカードの設置側とは反対の方向に所定の距離を隔てて前記ウェハステージ面と平行に配列された複数の発光素子と、
前記複数の発光素子からの放射光を前記半導体ウェハの前記第1ウェハ面に対して拡散させるために、前記複数の発光素子と前記ウェハステージとの間に介装される拡散板と、を備えることを特徴とする請求項2に記載のテスト装置。
The light incident means is
A plurality of light emitting elements arranged in parallel to the wafer stage surface at a predetermined distance in a direction opposite to the probe card installation side from the wafer stage;
A diffusion plate interposed between the plurality of light emitting elements and the wafer stage in order to diffuse the emitted light from the plurality of light emitting elements to the first wafer surface of the semiconductor wafer; The test apparatus according to claim 2.
前記素子領域とは電気的に接続していない前記第2ウェハ面上のアライメント調整用電極又はアライメント調整用絶縁膜の形成位置を認識すると共に、当該認識結果に基づいて前記ウェハステージ上の載置位置を設定するアライメント手段を備えることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載のテスト装置。   Recognizing the formation position of the alignment adjustment electrode or alignment adjustment insulating film on the second wafer surface that is not electrically connected to the element region, and mounting on the wafer stage based on the recognition result 4. The test apparatus according to claim 2, further comprising alignment means for setting a position. 載置された前記半導体ウェハを真空吸引することで前記ウェハステージ上に固定するためのバキューム溝を当該ウェハステージ上に備えており、
前記アライメント手段が、
前記アライメント調整用電極又は前記アライメント調整用絶縁膜の形成位置の認識結果に基づいて、前記半導体ウェハの前記第1ウェハ面上の非受光領域を認識し、当該非受光領域が前記バキューム溝と対向するように前記半導体ウェハの前記ウェハステージ上の載置位置を設定することを特徴とする請求項4に記載のテスト装置。
A vacuum groove for fixing the semiconductor wafer placed on the wafer stage by vacuum suction is provided on the wafer stage,
The alignment means;
Based on the recognition result of the formation position of the alignment adjustment electrode or the alignment adjustment insulating film, a non-light receiving region on the first wafer surface of the semiconductor wafer is recognized, and the non-light receiving region is opposed to the vacuum groove. The test apparatus according to claim 4, wherein the mounting position of the semiconductor wafer on the wafer stage is set.
請求項1に記載の半導体ウェハの電気的テストを行うテスト方法であって、
請求項4又は請求項5に記載のテスト装置に対してテスト対象となる前記半導体ウェハをセットすると、
前記テスト装置が、
前記アライメント手段によって設定された載置位置に従って、テスト対象となる前記半導体ウェハを前記裏面側のウェハ面が前記プローブカードと対向するように前記ウェハステージ上に載置し、
前記半導体ウェハの前記主面側に前記光入射手段から光を入射させると共に、前記プローブカードが所定の前記第2電極と前記測定用プローブとを接触させることで、前記主面側に形成される前記撮像素子の受光量に応じた物理量を測定し、当該測定結果に基づいて前記半導体ウェハの状態を判断することを特徴とするテスト方法。
A test method for conducting an electrical test of a semiconductor wafer according to claim 1,
When the semiconductor wafer to be tested is set to the test apparatus according to claim 4 or 5,
The test device is
According to the mounting position set by the alignment means, the semiconductor wafer to be tested is mounted on the wafer stage such that the wafer surface on the back side faces the probe card,
The light is incident on the main surface side of the semiconductor wafer from the light incident means, and the probe card is formed on the main surface side by bringing the predetermined second electrode and the measurement probe into contact with each other. A test method characterized by measuring a physical quantity corresponding to the amount of light received by the image sensor and determining the state of the semiconductor wafer based on the measurement result.
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US10024907B2 (en) 2015-05-29 2018-07-17 Toshiba Memory Corporation Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device

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