JP2016100545A - 半導体イメージセンサーの検査装置及び検査方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する際に、光源から照射される光の照度が変化しても光電変換特性を正確に測定できる検査装置を提供する。
【解決手段】プローバー装置30に保持されたプローブカード10に設けられた照度センサーによって測定された照度を基準面内の所定の位置における照度に換算する換算係数、所定の位置における照度が第1の照度となるときの基準設定値、及び、基準面内における照度分布の情報を格納する格納部と、基準設定値に応じて光源から光が照射されるときに、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーの出力信号を測定すると共に、照度センサーによって照度を測定する測定回路と、照度センサーによって測定された照度を、換算係数を用いて第2の照度に換算し、第2の照度及び照度分布の情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正する制御回路とを含む。
【選択図】図1
【解決手段】プローバー装置30に保持されたプローブカード10に設けられた照度センサーによって測定された照度を基準面内の所定の位置における照度に換算する換算係数、所定の位置における照度が第1の照度となるときの基準設定値、及び、基準面内における照度分布の情報を格納する格納部と、基準設定値に応じて光源から光が照射されるときに、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーの出力信号を測定すると共に、照度センサーによって照度を測定する測定回路と、照度センサーによって測定された照度を、換算係数を用いて第2の照度に換算し、第2の照度及び照度分布の情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正する制御回路とを含む。
【選択図】図1
Description
本発明は、半導体イメージセンサー(撮像素子)を検査する検査装置及び検査方法等に関する。
半導体イメージセンサーの検査(ウェハーテスト)においては、半導体ウェハーに含まれている複数のセンサーチップの光電変換特性を同時に測定する際に、光源から半導体ウェハーに光が照射され、測定エリア内の各センサーチップの出力信号がテスター等の計測器で測定される。しかしながら、光源の性能等により、測定エリアにおける半導体ウェハーの照度が均一にならない場合がある。従って、照度の均一性が崩れたエリアに位置するセンサーチップについては、所望の光量を表す出力信号を得ることができない。
関連する技術として、特許文献1には、検出視野内でのイメージセンサーの感度を均一にするセンサー出力補正機能を有する検査装置が開示されている。この検査装置は、光源と、検査対象を搭載するステージと、検査対象からの反射光もしくは回折光成分の分布を変更可能な光学系と、光学系を介して検査対象を撮像する一次元もしくは二次元の光電変換イメージセンサーとを有し、ステージとイメージセンサーとを相対的に走査することにより検査対象の画像を取得し、取得した画像をもとに検査対象の欠陥等を検査する検査装置であって、イメージセンサーの視野内でのコントラストを補正するセンサー出力補正部を有する。
特許文献1によれば、光学条件(照明光学系、検出光学系、走査方向等)毎に検査対象試料を撮像して取得したイメージセンサー検出視野内での光量分布から算出したコントラストに着目してイメージセンサー出力補正データを生成することにより、検出視野内でのイメージセンサーの感度を均一にすることができる。しかしながら、熱や電圧変動等の影響によって、光源から検査対象に照射される光の照度が変化することもあるので、検出される光量が経時的に一定となるようにイメージセンサー出力を補正することはできない。
また、特許文献2には、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が開示されている。この受光素子検査方法は、複数の半導体チップからなる半導体ウェハー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、半導体ウェハー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る。
特許文献2によれば、光の照射位置によって半導体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。しかしながら、半導体ウェハー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が測定されるので、半導体ウェハーに含まれている複数の半導体チップを同時に測定することはできない。
また、特許文献2には、光源からの光を受けて光源の出射光量をモニターするモニター用受光手段を、半導体チップ上、又は、プローブカード上に配設し、このモニター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ー用受光手段によってモニターしながら光電流を測定することが開示されている。
このように光源の出射光量をモニターしながら光電流を測定することにより、光源の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を測定することが可能になる。しかしながら、半導体ウェハーに含まれている複数の半導体チップを同時に測定する場合には、光源から複数の半導体チップに光を照射する必要があるので、光源からの距離に応じて光が広がって単位面積当りの光量が変化する。従って、光源から受光素子までの間の距離と、光源からモニター用受光手段までの距離とが異なる場合には、受光素子の位置における照度を正確に把握することができない。
そこで、上記の点に鑑み、本発明の第1の目的は、半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する際に、光源からイメージセンサーに照射される光の照度が変化しても、イメージセンサーの光電変換特性を正確に測定することである。また、本発明の第2の目的は、測定エリアにおける半導体ウェハーの照度が均一にならない場合でも、測定エリア内のイメージセンサーの光電変換特性を正確に測定することである。
以上の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第1の観点に係る検査装置は、設定値に応じた光度の光を照射する光源と、照度センサーが設けられたプローブカードとを用いて、半導体ウェハーに形成され、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーを検査する装置であって、プローバー装置に保持されたプローブカードの照度センサーによって測定された照度を基準面内の所定の位置における照度に換算する換算係数、所定の位置における照度が第1の照度となるときの基準設定値、及び、基準面内における光の照度分布に関する情報を格納する格納手段と、基準設定値に応じて光源から光が照射されるときに、イメージセンサーの出力信号を測定すると共に、プローバー装置に保持されたプローブカードの照度センサーによって照度を測定する測定回路と、照度センサーによって測定された照度を、換算係数を用いて第2の照度に換算し、第2の照度が第1の照度に対して所定の範囲内である場合に、第1又は第2の照度及び照度分布に関する情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正し、第2の照度が第1の照度に対して所定の範囲外である場合に、第2の照度及び照度分布に関する情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正する制御回路とを備える。
また、本発明の第2の観点に係る検査装置は、設定値に応じた光度の光を照射する光源を用いて、半導体ウェハーに形成され、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーを検査する装置であって、半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって測定された照度を基準面内の所定の位置における照度に換算する換算係数、所定の位置における照度が第1の照度となるときの基準設定値、及び、基準面内における光の照度分布に関する情報を格納する格納手段と、基準設定値に応じて光源から光が照射されるときに、イメージセンサーの出力信号を測定すると共に、半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって照度を測定する測定回路と、照度センサーによって測定された照度を、換算係数を用いて第2の照度に換算し、第2の照度が第1の照度に対して所定の範囲内である場合に、第1又は第2の照度及び照度分布に関する情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正し、第2の照度が第1の照度に対して所定の範囲外である場合に、第2の照度及び照度分布に関する情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正する制御回路とを備える。
本発明の第1又は第2の観点に係る検査装置によれば、基準設定値に応じて光源から光が照射され、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーの出力信号を測定する際に、プローブカードに設けられた照度センサー又は半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって照度が測定されて、その照度が、予め測定に基づいて求められた換算係数を用いて、基準面内の所定の位置における第2の照度に換算される。
そして、基準設定値によって設定された第1の照度に対して第2の照度が所定の範囲外である場合には、第2の照度に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値が補正されるので、光源からイメージセンサーに照射される光の照度が変化しても、イメージセンサーの光電変換特性を正確に測定することができる。
また、予め測定された基準面内における照度分布に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値が補正されるので、測定エリアにおける半導体ウェハーの照度が均一にならない場合でも、測定エリア内のイメージセンサーの光電変換特性を正確に測定することができる。
本発明の第1の観点に係る検査方法は、設定値に応じた光度の光を照射する光源と、複数の照度センサーを含む照度測定ユニットと、照度センサーが設けられたプローブカードとを用いて、半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する方法であって、照度測定ユニットの複数の照度センサーの受光面が光源の発光面から第1の高さになるように照度測定ユニットを位置合わせし、光源から光を照射して、複数の照度センサーによって照度を測定するステップ(a)と、照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定される照度が第1の照度となるときの基準設定値、及び、複数の照度センサーの受光面を含む測定面内における照度分布に関する情報を格納するステップ(b)と、プローブカードの照度センサーの受光面が光源の発光面から第2の高さになるようにプローブカードを位置合わせし、光源から光を照射して、プローブカードの照度センサーによって照度を測定するステップ(c)と、プローブカードの照度センサーによって測定された照度を照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定された照度に換算する換算係数を求めるステップ(d)と、イメージセンサーの受光面が光源の発光面から第1の高さになるように半導体ウェハーを位置合わせし、基準設定値に応じて光源から光を照射して、イメージセンサーの出力信号を測定すると共に、プローブカードの照度センサーによって照度を測定するステップ(e)と、ステップ(e)においてプローブカードの照度センサーによって測定された照度を、換算係数を用いて第2の照度に換算し、第2の照度が第1の照度に対して所定の範囲内である場合に、第1又は第2の照度及び照度分布に関する情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正し、第2の照度が第1の照度に対して所定の範囲外である場合に、第2の照度及び照度分布に関する情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正するステップ(f)とを備える。
また、本発明の第2の観点に係る検査方法は、設定値に応じた光度の光を照射する光源と、複数の照度センサーを含む照度測定ユニットとを用いて、半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する方法であって、照度測定ユニットの複数の照度センサーの受光面が光源の発光面から第1の高さになるように照度測定ユニットを位置合わせし、光源から光を照射して、複数の照度センサーによって照度を測定するステップ(a)と、照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定される照度が第1の照度となるときの基準設定値、及び、複数の照度センサーの受光面を含む測定面内における照度分布に関する情報を格納するステップ(b)と、イメージセンサーの受光面が光源の発光面から第1の高さになるように半導体ウェハーを位置合わせし、光源から光を照射して、半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって照度を測定するステップ(c)と、半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって測定された照度を照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定された照度に換算する換算係数を求めるステップ(d)と、基準設定値に応じて光源から光を照射して、イメージセンサーの出力信号を測定すると共に、半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって照度を測定するステップ(e)と、ステップ(e)において半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって測定された照度を、換算係数を用いて第2の照度に換算し、第2の照度が第1の照度に対して所定の範囲内である場合に、第1又は第2の照度及び照度分布に関する情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正し、第2の照度が第1の照度に対して所定の範囲外である場合に、第2の照度及び照度分布に関する情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正するステップ(f)とを備える。
本発明の第1又は第2の観点に係る検査方法によれば、ウェハーテストに先立って、照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定される照度が第1の照度となるときの基準設定値が格納され、プローブカードに設けられた照度センサー又は半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって測定された照度を照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定された照度に換算する換算係数が求められる。
また、ウェハーテストにおいて、基準設定値に応じて光源から光が照射され、イメージセンサーの出力信号を測定する際に、プローブカードに設けられた照度センサー又は半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって照度が測定されて、その照度が、換算係数を用いて、イメージセンサーの受光面を含む面内の所定の位置における第2の照度に換算される。
そして、基準設定値によって設定された第1の照度に対して第2の照度が所定の範囲外である場合には、第2の照度に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値が補正されるので、光源からイメージセンサーに照射される光の照度が変化しても、イメージセンサーの光電変換特性を正確に測定することができる。
また、ウェハーテストに先立って、照度測定ユニットの複数の照度センサーの受光面を含む測定面内における照度分布が測定され、ウェハーテストにおいて、照度分布に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値が補正されるので、測定エリアにおける半導体ウェハーの照度が均一にならない場合でも、測定エリア内のイメージセンサーの光電変換特性を正確に測定することができる。
本発明の第1又は第2の観点に係る検査方法において、ステップ(b)が、測定面内における照度を、照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定される照度及び測定面内の位置の関数として表す関係式を求めることを含み、ステップ(f)が、第2の照度が第1の照度に対して所定の範囲内である場合に、第1又は第2の照度及びイメージセンサーの位置を関係式に代入して、イメージセンサーの位置における照度を算出し、第2の照度が第1の照度に対して所定の範囲外である場合に、第2の照度及びイメージセンサーの位置を関係式に代入して、イメージセンサーの位置における照度を算出することを含むようにしても良い。その場合には、半導体ウェハーのイメージセンサーに対応する位置に照度測定ユニットの照度センサーが存在しない場合においても、イメージセンサーの出力信号の測定値を正確に補正することができる。
また、ステップ(a)が、複数の設定値について光源から光を照射して、照度測定ユニットの所定の照度センサーによって照度を測定することを含み、ステップ(b)が、複数の設定値と所定の照度センサーによって測定された照度とを対応して含むテーブルを作成することを含み、ステップ(e)が、テーブルを参照することにより、第1の照度に対応する基準設定値を読み出すことを含んでも良い。そのようなテーブルを作成することにより、ウェハーテストにおいて、テーブルに含まれている複数の照度の内から所望の照度を選択して設定することが可能となる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。本発明に係る検査装置は、プロセス工程において半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する装置であり、以下の実施形態においては、複数のイメージセンサーの光電変換特性を同時に測定する場合について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る検査装置の構成例を示す図である。また、図2は、図1に示す検査装置の一部を拡大して示す斜視図であり、図3は、図1に示す検査装置の一部を拡大して示す一部断面図である。本発明の第1の実施形態に係る検査装置は、設定値に応じた光度の光を照射する光源と、照度センサーが設けられたプローブカードとを用いて、半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する装置である。
図1〜図3に示すように、この検査装置は、例えば、プローブカード10と、接続部材20と、オートプローバー(プローバー装置)30と、テスター(半導体試験装置)40と、サーバー50と、光源部60とを備えている。ただし、テスター40以外は、オプションとしても良い。
図3に示すように、プローブカード10は、複数のプローブ針11と、それらのプローブ針11を支持する基板12と、光源部60から照射される光の照度を測定する照度センサーS1とを含んでいる。基板12は、半導体ウェハー1に形成された複数の電極(パッド)と電気的な接続を得るための複数のプローブ針11を、テスター40のテストヘッドに設けられた複数チャンネルのピンに電気的に接続するための中継用の基板である。
例えば、基板12は、円形形状を有するガラスエポキシ等のプリント配線基板で構成されており、その上面周辺部にテスター40のテストヘッドとの接続端子が取り付けられ、下面中央部に金属製等の複数のプローブ針11が取り付けられている。また、基板12の中央部には開口が形成されており、基板12の主面(図中の上面)において、開口の近傍に照度センサーS1が設けられている。
図1に示すように、プローブカード10は、接続部材20を介してオートプローバー30に保持されている。接続部材20の内部には、基板12の接続端子とテスター40のテストヘッドとを接続するための配線が設けられても良い。
オートプローバー30は、半導体ウェハー1とプローブカード10とを電気的及び機械的にドッキングさせるための位置決めハンドリング装置である。オートプローバー30は、コネクタ又はピン等を介してテスター40に接続され、テスター40との間で電気信号を通信することによって自動測定を行う。
オートプローバー30は、測定用ステージ31と、ウェハー搬送ステージ32と、ウェハーカセット設置部33とを含んでいる。ウェハー搬送ステージ32は、ウェハーカセット設置部33に設置されているウェハーカセットに収納された半導体ウェハー1を、順番に測定用ステージ31に搬送する。
測定用ステージ31は、例えば、半導体ウェハー1を固着保持するチャック部と、プローブカード10に対する半導体ウェハー1の相対位置を調節する位置調節部とを有している。チャック部は、XY平面に平行なウェハー搭載面(図中の上面)に真空ポンプと連通する吸着溝が形成されており、半導体ウェハー1を真空吸着することができる。また、位置調節部は、モーターによって、チャック部を、X軸方向、Y軸方向、及び、Z軸方向に移動させると共に、Z軸の回りに回転させることができる。
チャック部が、ウェハー搬送ステージ32から搬送される半導体ウェハー1を真空吸着すると、位置調節部は、チャック部をX軸方向及びY軸方向に移動させて、プローブカード10の複数のプローブ針11の先端のZ軸方向下方に半導体ウェハー1の対応する電極が位置するように半導体ウェハー1の位置を調節する。
次に、位置調節部は、チャック部をZ軸方向上方に移動させて、半導体ウェハー1を複数のプローブ針11の先端に押し当てる。それにより、複数のプローブ針11の先端が、測定エリア内の複数のセンサーチップの電極に接触して、それらのセンサーチップとテスター40とが電気的に接続される。
このようにして、位置調節部は、複数のプローブ針11の先端に対して複数のセンサーチップを位置合わせする。それにより、複数のセンサーチップに含まれているイメージセンサーS0(図3)の受光面が、一定の平面に沿って位置合わせされる。それらのセンサーチップの検査が終了すると、位置調節部は、チャック部をZ軸方向下方に移動させて、半導体ウェハー1を複数のプローブ針11から離す。
次に、位置調節部は、チャック部をX軸方向及びY軸方向に移動させてからZ軸方向上方に移動させることにより、複数のプローブ針11の先端に対して半導体ウェハー1の別の複数のセンサーチップを位置合わせする。このようにして、半導体ウェハー1に含まれている全てのセンサーチップが連続的に検査される。
テスター40は、プローブカード10の複数のプローブ針に電気的に接続されており、測定エリア内の複数のセンサーチップに電源電圧及び制御信号を供給して、それらのセンサーチップに含まれているイメージセンサーS0の光電変換特性を測定する。図3に示すように、テスター40は、例えば、クロック信号生成回路41と、測定回路42と、制御回路43と、格納部44とを含んでいる。
クロック信号生成回路41は、水晶振動子等を用いてクロック信号を生成する。測定回路42は、クロック信号に同期して制御信号を生成し、測定エリア内の複数のセンサーチップに制御信号を供給して、それらのセンサーチップの設定又は制御を行う。また、測定回路42は、それらのセンサーチップや照度センサーS1の出力信号(出力電圧又は出力電流等)を測定して、出力信号の測定値を制御回路43に供給する。
制御回路43は、例えば、CPU(中央演算装置)と、メモリーと、入出力部とを含むMCU(マイクロコントローラー)等で構成される。格納部44は、ハードディスク又は不揮発性メモリー等を含んでおり、CPUに各種の処理を行わせるためのソフトウェア(検査プログラム)や各種のデータを格納する。
制御回路43は、設定データを測定回路42に供給して測定回路42の測定動作を制御すると共に、測定回路42から供給される測定値を補正して、半導体ウェハー1に形成された複数のセンサーチップの検査データを生成する。さらに、制御回路43は、検査データを格納部44等に格納されている規格値データと比較することにより、センサーチップの良否判定やクラス分けを行っても良い。
図1に示すサーバー50は、CPUと、各種のデータやソフトウェアを格納する記録媒体とを含んでいる。記録媒体としては、ハードディスク、フレキシブルディスク、MO、MT、CD−ROM、DVD−ROM、又は、各種のメモリー等を用いることができる。サーバー50、テスター40の格納部44、又は、外部の記憶装置は、テスター40の測定動作に必要な設定データやテスター40の測定動作によって得られた検査データ等を格納する格納手段として機能する。
図3に示すように、テスター40が接続部材20に装着されると、半導体ウェハー1及びプローブカード10は、接続部材20、オートプローバー30、及び、テスター40に囲まれて、外部から光が入射しない環境にセットされる。そのような環境の中に、光源部60が設置されている。
光源部60は、設定値に応じた光度の光を半導体ウェハー1及びプローブカード10に向けて照射する光源61と、光源61がプローブカード10に対して所定の位置及び姿勢で配置されるように光源61を支持する支持部材62とを含んでいる。ここで、光源61の発光面がXY平面に平行であり、光源61の発光面の中心が測定エリアの中心のZ軸方向上方に配置されることが望ましい。
光源61から照射される光の光度を設定するための設定値は、テスター40の測定回路42から光源61に供給される。光源61は、測定エリア内の複数のイメージセンサーS0に光を照射するために、図3に破線で示すような放射状に広がる光を発生する。従って、光源61の発光面とイメージセンサーS0の受光面との間の距離や角度に応じて、イメージセンサーS0の受光面における単位面積当りの光量が変化する。
半導体ウェハー1に形成されたイメージセンサーS0の光電変換特性を測定する際には、先に説明したように、複数のセンサーチップに含まれているイメージセンサーS0の受光面が、一定の平面に沿って位置合わせされる。そこで、本実施形態においては、その平面を基準面として定義する。
複数の照度センサーを含む照度測定ユニットを、それらの照度センサーの受光面が基準面に沿うように測定用ステージ31上に配置することにより、基準面内における照度が予め測定される。また、オートプローバー30に保持されたプローブカード10の照度センサーS1によって、照度が予め測定される。あるいは、照度の測定は、光源部60と、照度測定ユニット又はプローブカード10とを、暗箱の中に配置して行っても良い。その場合には、暗箱の中にも、検査装置におけるのと同じ位置関係で、光源61に対して基準面及び測定エリアが設定される。
格納手段は、オートプローバー30に保持されたプローブカード10の照度センサーS1によって測定された照度を基準面内の所定の位置における照度に換算する換算係数を格納している。所定の位置は、例えば、照度測定ユニットの複数の照度センサーの内で、測定エリアの中心に配置された照度センサーの受光面の中心位置とする。
また、格納手段は、基準面内の所定の位置における照度が第1の照度L1となるときの基準設定値、及び、基準面内における照度分布に関する情報を格納している。それらの換算係数、基準設定値、及び、照度分布に関する情報は、テスター40の測定回路42又は制御回路43に供給される。
測定回路42は、基準設定値に応じて光源61から光が照射されるときに、受光面が基準面に沿って位置合わせされた複数のイメージセンサーS0の出力信号を測定すると共に、オートプローバー30に保持されたプローブカード10の照度センサーS1によって照度を測定する。制御回路43は、照度センサーS1によって測定された照度を、換算係数を用いて第2の照度L2に換算する。
制御回路43は、第2の照度L2が第1の照度L1に対して所定の範囲内(例えば、±5%以内)である場合に、第1の照度L1又は第2の照度L2、及び、照度分布に関する情報に基づいて、複数のイメージセンサーS0の出力信号の測定値を補正する。これにより、補正された測定値を表す検査データが生成される。
また、制御回路43は、第2の照度L2が第1の照度L1に対して所定の範囲外である場合に、第2の照度L2及び照度分布に関する情報に基づいて、複数のイメージセンサーS0の出力信号の測定値を補正する。これにより、補正された測定値を表す検査データが生成される。
例えば、基準面内の所定の位置における第2の照度L2が第1の照度L1に対して10%低い場合に、制御回路43は、第2の照度L2及び照度分布に関する情報に基づいて、第1のイメージセンサーの位置における照度を算出する。算出された照度が第1の照度L1に対してP%である場合に、制御回路43は、次式に従って第1のイメージセンサーの出力信号の測定値を補正して、補正値を算出する。
補正値=(測定値−オフセット値)/(P/100)
ここで、オフセット値は、光源61から光が照射されていないときにおける第1のイメージセンサーの出力信号の測定値である。同様に、第2、第3、・・・のイメージセンサーの出力信号の補正値が算出される。
補正値=(測定値−オフセット値)/(P/100)
ここで、オフセット値は、光源61から光が照射されていないときにおける第1のイメージセンサーの出力信号の測定値である。同様に、第2、第3、・・・のイメージセンサーの出力信号の補正値が算出される。
さらに、制御回路43は、検査データを格納手段に格納されている規格値データと比較することにより、イメージセンサーの良否判定やクラス分けを行っても良い。例えば、制御回路43は、検査データの値が規格値データによって表される許容範囲内である場合に、そのイメージセンサーの光電変換特性が良好であると判定する。一方、制御回路43は、検査データの値が規格値データによって表される許容範囲外である場合に、そのイメージセンサーの光電変換特性が不良であると判定する。
本実施形態に係る検査装置によれば、基準設定値に応じて光源61から光が照射され、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーS0の出力信号を測定する際に、プローブカード10に設けられた照度センサーS1によって照度が測定されて、その照度が、予め測定に基づいて求められた換算係数を用いて、基準面内の所定の位置における第2の照度L2に換算される。
そして、基準設定値によって設定された第1の照度L1に対して第2の照度L2が所定の範囲外である場合には、第2の照度L2に基づいてイメージセンサーS0の出力信号の測定値が補正されるので、光源61からイメージセンサーS0に照射される光の照度が変化しても、イメージセンサーS0の光電変換特性を正確に測定することができる。
また、予め測定された基準面内における照度分布に基づいてイメージセンサーS0の出力信号の測定値が補正されるので、測定エリアにおける半導体ウェハー1の照度が均一にならない場合でも、測定エリア内のイメージセンサーS0の光電変換特性を正確に測定することができる。
次に、本発明の第1の実施形態に係る検査装置を用いる検査方法について、図1〜図6Bを参照しながら説明する。
図4は、プローブカードと照度測定ユニットとを対比して示す平面図である。図4(A)は、プローブカード10を示しており、図4(B)は、照度測定ユニット70を示している。
図4は、プローブカードと照度測定ユニットとを対比して示す平面図である。図4(A)は、プローブカード10を示しており、図4(B)は、照度測定ユニット70を示している。
図4(A)に示すように、プローブカード10には、照度センサーS1が設けられている。また、図4(B)に示すように、照度測定ユニット70は、複数の照度センサーS2を含んでおり、照度センサーS3をさらに含んでも良い。
照度測定ユニット70がプローブカード10に対して位置合わせされた状態で、複数の照度センサーS2が測定エリア内に配置される。その中で、測定エリアの中心に配置される照度センサーが、照度センサーS2Aとして示されている。また、照度センサーS3は、平面視においてプローブカード10の照度センサーS1の位置に対応する位置に配置される。なお、照度測定ユニット70として、検査される半導体ウェハーと同様の半導体ウェハーを用いても良い。
図5は、光源とプローブカード及び照度測定ユニットとの位置関係を示す正面図である。図5(A)は、光源61とプローブカード10と半導体ウェハー1との位置関係を示しており、図5(B)は、光源61と照度測定ユニット70との位置関係を示している。
図5(A)に示すように、半導体ウェハー1がプローブカード10に対して位置合わせされた状態で、半導体ウェハー1の複数のイメージセンサーS0の受光面は、光源61の発光面から下方に測って第1の高さH1に位置しており、この面が基準面として設定される。一方、プローブカード10の照度センサーS1の受光面は、光源61の発光面から下方に測って第2の高さH2に位置している(H2<H1)。
また、図5(B)に示すように、光源61から照射される光の照度を照度測定ユニット70を用いて測定する際には、照度測定ユニット70の照度センサーS2及びS3の受光面が、光源61の発光面から下方に測って第1の高さH1に位置するように照度測定ユニット70が配置される。
照度測定ユニット70の照度センサーS2及びS3の出力端子は、テスター40に接続される。照度センサーS2及びS3の出力信号は、基準光源又は基準センサーを用いた測定に基づいて校正されることが望ましい。例えば、格納手段は、照度センサーS2及びS3の出力信号の測定値を正しい測定値に校正するための校正データを格納しており、制御回路43は、測定回路42から照度センサーS2及びS3の出力信号の測定値が供給された際に、校正データに基づいて測定値を校正する。
図6A及び図6Bは、本発明の第1の実施形態に係る検査方法を示すフローチャートである。この検査方法は、設定値に応じた光度の光を照射する光源61と、複数の照度センサーS2を含む照度測定ユニット70と、照度センサーS1が設けられたプローブカード10とを用いて、半導体ウェハー1に形成された複数のイメージセンサーS0を検査する方法である。照度測定ユニット70は、照度センサーS3をさらに含んでも良い。
まず、光源部60及び照度測定ユニット70が、照度を測定するための環境にセットされる。また、それらと共にプローブカード10を、照度を測定するための環境にセットしても良い。照度を測定するための環境としては、図1〜図3に示すような検査装置、又は、暗箱を利用することができる。
図6AのステップS11において、測定回路42又はオペレーターが、照度測定ユニット70の複数の照度センサーS2及びS3の受光面が光源61の発光面から下方に測って第1の高さH1になるように照度測定ユニット70を位置合わせし、光源61から光を照射して、複数の照度センサーS2及びS3によって照度を測定する。その際に、図4(B)及び図5(B)に示すように、照度測定ユニット70の複数の照度センサーS2が測定エリア内に配置される。
ステップS12において、制御回路43又はオペレーターが、照度測定ユニット70の所定の照度センサーによって測定される照度(校正された照度)が第1の照度L1となるときの基準設定値、及び、複数の照度センサーS2及びS3の受光面を含む測定面内における照度分布に関する情報を格納手段に格納する。以下においては、所定の照度センサーとして、測定エリアの中心に位置する照度センサーS2Aを用いる場合について説明するが、所定の照度センサーとして照度センサーS3又は他の照度センサーを用いても良い。
光源61は、設定値を変更することによって照度をコントロールできるので、測定回路42は、複数の設定値について光源61から光を照射して、照度測定ユニット70の所定の照度センサーS2Aによって照度を測定しても良い。それにより、制御回路43は、複数の設定値と所定の照度センサーS2Aによって測定された照度との関係を表す設定テーブルT0を作成して格納手段に格納する。
設定テーブルT0には、所定の照度センサーS2Aによって測定される照度が第1の照度L1となるときの基準設定値も含まれている。そのような設定テーブルT0を作成することにより、ウェハーテストにおいて、設定テーブルT0に含まれている複数の照度の内から所望の照度を選択して設定することが可能となる。
また、制御回路43は、照度測定ユニット70の所定の照度センサーS2Aの測定照度とその他の照度センサーS2の測定照度との関係を表す関係式f0を求めても良い。その際に、測定面内における照度を、照度測定ユニット70の所定の照度センサーS2Aによって測定される照度及び測定面内の位置の関数として表す関係式f0を求めることが望ましい。その場合には、半導体ウェハー1のイメージセンサーS0に対応する位置に照度測定ユニット70の照度センサーが存在しない場合においても、イメージセンサーS0の出力信号の測定値を正確に補正することができる。
そのために、基準設定値を含む少なくとも1つの設定値について、測定エリアの中心位置における照度Xに対する基準面内の各位置における照度を表す関係式g0が求められる。例えば、関係式g0は、3次関数である場合に、次式(1)で表される。
g0=AX3+BX2+CX+D ・・・(1)
ここで、A、B、Cは係数である。外部から照度測定ユニット70に光が入射しない状態においては、X=0のときにg0=0となるので、D=0として良い。未知の係数が3つある場合には、3つの異なる設定値について測定が行われる。
g0=AX3+BX2+CX+D ・・・(1)
ここで、A、B、Cは係数である。外部から照度測定ユニット70に光が入射しない状態においては、X=0のときにg0=0となるので、D=0として良い。未知の係数が3つある場合には、3つの異なる設定値について測定が行われる。
係数A、B、Cが位置に依存することを考慮して、係数A、B、Cを基準面内の位置(x,y)の関数A(x,y)、B(x,y)、C(x,y)として表すと、関係式f0は次式(2)で表される。
f0=A(x,y)X3+B(x,y)X2+C(x,y)X ・・・(2)
ここで、例えば、A(x,y)=ax2+by2+cx+dy+eとしても良い。これらの係数a、b、c、・・・は、照度分布に関する情報として格納手段に格納される。式(2)により、測定エリアの中心位置における照度Xと、基準面内の位置(x,y)とに基づいて、基準面内の各位置における照度(照度分布)を算出することが可能となる。
f0=A(x,y)X3+B(x,y)X2+C(x,y)X ・・・(2)
ここで、例えば、A(x,y)=ax2+by2+cx+dy+eとしても良い。これらの係数a、b、c、・・・は、照度分布に関する情報として格納手段に格納される。式(2)により、測定エリアの中心位置における照度Xと、基準面内の位置(x,y)とに基づいて、基準面内の各位置における照度(照度分布)を算出することが可能となる。
次に、光源部60及びプローブカード10が、照度を測定するための環境にセットされる。ステップS13において、測定回路42又はオペレーターが、プローブカード10の照度センサーS1の受光面が光源61の発光面から下方に測って第2の高さH2になるようにプローブカード10を位置合わせし、光源61から光を照射して、プローブカード10の照度センサーS1によって照度を測定する。その際に、光源61の設定値は、基準設定値としても良い。
ステップS14において、制御回路43又はオペレーターが、ステップS11及びS13における測定結果に基づいて、プローブカード10の照度センサーS1によって測定された照度を照度測定ユニット70の所定の照度センサーS2Aによって測定された照度に換算する換算係数を求める。
例えば、照度センサーS1によって測定された照度Lを所定の照度センサーS2Aによって測定された第2の照度L2に換算する関係式f1が求められる。関係式f1は、3次関数である場合に、次式(3)で表される。
f1=EL3+FL2+GL ・・・(3)
これらの係数E、F、Gは、換算係数として格納手段に格納される。
f1=EL3+FL2+GL ・・・(3)
これらの係数E、F、Gは、換算係数として格納手段に格納される。
次に、光源部60、プローブカード10、及び、半導体ウェハー1が、図1〜図3に示す検査装置にセットされ、ウェハーテストが開始される。その際に、制御回路43は、格納手段に格納されている設定テーブルT0を参照することにより、第1の照度L1に対応する基準設定値を読み出し、測定回路42に供給する。また、制御回路43は、格納手段に格納されている関係式f0の係数(照度分布に関する情報)及び関係式f1の係数(換算係数)を読み出しておく。
ステップS15において、測定回路42が、半導体ウェハー1に形成された複数のイメージセンサーS0の受光面が光源61の発光面から下方に測って第1の高さH1になるように半導体ウェハー1を位置合わせし、基準設定値に応じて光源61から光を照射して、複数のイメージセンサーS0の出力信号を測定すると共に、プローブカード10の照度センサーS1によって照度を測定する。
例えば、測定回路42は、基準設定値を光源61に出力して、光源61から照射される光の光度を設定する。また、測定回路42は、半導体ウェハー1に形成された複数のイメージセンサーS0の出力信号を測定するタイミングで、プローブカード10の照度センサーS1によって照度Lを測定する。
図6BのステップS16において、制御回路43が、プローブカード10の照度センサーS1によって測定された照度Lを、換算係数を用いて第2の照度L2に換算する。例えば、制御回路43は、格納手段から読み出された換算係数によって表される関係式f1を用いて、第2の照度L2(L2=f1(L))を算出する。
ステップS17において、制御回路43は、換算照度である第2の照度L2を設定照度である第1の照度L1と比較して、第2の照度L2が第1の照度L1に対して所定の範囲内であるか否かを判定する。第2の照度L2が第1の照度L1に対して所定の範囲内であれば処理がステップS18に移行し、第2の照度L2が第1の照度L1に対して所定の範囲外であれば処理がステップS19に移行する。
ステップS18において、制御回路43は、第1の照度L1又は第2の照度L2、及び、照度分布に関する情報に基づいて、半導体ウェハー1に形成された複数のイメージセンサーS0の出力信号の測定値を補正する。例えば、制御回路43は、第1の照度L1又は第2の照度L2、及び、イメージセンサーS0の位置を関係式f0に代入して、イメージセンサーS0の位置における照度を算出し、算出された照度に基づいてイメージセンサーS0の出力信号の測定値を補正する。
ステップS19において、制御回路43は、第2の照度L2及び照度分布に関する情報に基づいて、半導体ウェハー1に形成された複数のイメージセンサーS0の出力信号の測定値を補正する。例えば、制御回路43は、第2の照度L2及びイメージセンサーS0の位置を関係式f0に代入して、イメージセンサーS0の位置における照度を算出し、算出された照度に基づいてイメージセンサーS0の出力信号の測定値を補正する。
ステップS20において、制御回路43は、補正された測定値を規格値と比較することによって、イメージセンサーS0の光電変換特性が良好であるか否かを判定する。例えば、格納手段に格納されている規格値データは、上限の規格値及び下限の規格値によって規定される許容範囲を表している。制御回路43は、補正された測定値が許容範囲内である場合に、そのイメージセンサーS0の光電変換特性が良好であると判定し、補正された測定値が許容範囲外である場合に、そのイメージセンサーS0の光電変換特性が不良であると判定する。
測定エリア内の複数のセンサーチップの検査が終了すると、測定用ステージ31が半導体ウェハー1を所定のピッチでステップ移動させることにより、別の複数のセンサーチップの検査が行われる。このように、半導体ウェハー1を所定のピッチでステップ移動させながら複数のセンサーチップの検査を順次繰り返すことによって、半導体ウェハー1に含まれている全てのセンサーチップが検査される。
本実施形態に係る検査方法によれば、ウェハーテストに先立って、照度測定ユニット70の所定の照度センサーS2Aによって測定される照度が第1の照度L1となるときの基準設定値が格納され、プローブカード10に設けられた照度センサーS1によって測定された照度を照度測定ユニット70の所定の照度センサーS2Aによって測定された照度に換算する換算係数が求められる。
また、ウェハーテストにおいて、基準設定値に応じて光源61から光が照射され、イメージセンサーS0の出力信号を測定する際に、プローブカード10に設けられた照度センサーS1によって照度が測定されて、その照度が、換算係数を用いて、イメージセンサーS0の受光面を含む面内の所定の位置における第2の照度L2に換算される。
そして、基準設定値によって設定された第1の照度L1に対して第2の照度L2が所定の範囲外である場合には、第2の照度L2に基づいてイメージセンサーS0の出力信号の測定値が補正されるので、光源61からイメージセンサーS0に照射される光の照度が変化しても、イメージセンサーS0の光電変換特性を正確に測定することができる。
また、ウェハーテストに先立って、照度測定ユニット70の複数の照度センサーS2の受光面を含む測定面内における照度分布が測定され、ウェハーテストにおいて、照度分布に基づいてイメージセンサーS0の出力信号の測定値が補正されるので、測定エリアにおける半導体ウェハー1の照度が均一にならない場合でも、測定エリア内のイメージセンサーS0の光電変換特性を正確に測定することができる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る検査装置について説明する。
本発明の第2の実施形態に係る検査装置は、設定値に応じた光度の光を照射する光源を用いて、半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する装置である。第2の実施形態においては、ウェハーテストにおいて光源から照射される光の照度を測定する照度センサーが、プローブカードではなく、検査対象の半導体ウェハー上に取り付けられる。その他の点に関しては、第2の実施形態は第1の実施形態と同様である。
本発明の第2の実施形態に係る検査装置は、設定値に応じた光度の光を照射する光源を用いて、半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する装置である。第2の実施形態においては、ウェハーテストにおいて光源から照射される光の照度を測定する照度センサーが、プローブカードではなく、検査対象の半導体ウェハー上に取り付けられる。その他の点に関しては、第2の実施形態は第1の実施形態と同様である。
図7は、本発明の第2の実施形態におけるプローブカードと半導体ウェハーとを対比して示す平面図である。図7(A)は、プローブカード10aを示しており、図7(B)は、半導体ウェハー1aを示している。図1〜図3及び図7に示すように、この検査装置は、例えば、プローブカード10aと、接続部材20と、オートプローバー(プローバー装置)30と、テスター(半導体試験装置)40と、サーバー50と、光源部60とを備えている。ただし、テスター40以外は、オプションとしても良い。
図7(B)に示すように、例えば、半導体ウェハー1aの主面の両端部(図中の上端部及び下端部)に2つの照度センサーS1A及びS1Bが取り付けられている。照度センサーS1A及びS1Bの出力端子は、テスター40(図3)に接続される。また、図7(A)に示すように、プローブカード10aの基板12aの両端(図中の上端及び下端)に切り欠きが形成されている。それにより、プローブカード10aに対して半導体ウェハー1aが移動しても、照度センサーS1A及びS1Bの内の少なくとも一方が、光源61から照射される光の照度を測定できるようになっている。
半導体ウェハー1aに形成されたイメージセンサーS0の光電変換特性を測定する際には、複数のセンサーチップに含まれているイメージセンサーS0の受光面が、一定の平面に沿って位置合わせされる。そこで、本実施形態においては、その平面を基準面として定義する。
複数の照度センサーを含む照度測定ユニットを、それらの照度センサーの受光面が基準面に沿うように測定用ステージ31上に配置することにより、基準面内における照度が予め測定される。また、半導体ウェハー1a上に取り付けられたプローブカード10aの照度センサーS1A及びS1Bによって、照度が予め測定される。あるいは、照度の測定は、光源部60と、照度測定ユニット又は半導体ウェハー1aとを、暗箱の中に配置して行っても良い。その場合には、暗箱の中にも、検査装置におけるのと同じ位置関係で、光源61に対して基準面及び測定エリアが設定される。
格納手段は、半導体ウェハー1a上に取り付けられた照度センサーS1A及びS1Bによって測定された照度を基準面内の所定の位置における照度に換算する換算係数を格納している。所定の位置は、例えば、照度測定ユニットの複数の照度センサーの内で、測定エリアの中心に配置された照度センサーの受光面の中心位置とする。
また、格納手段は、基準面内の所定の位置における照度が第1の照度L1となるときの基準設定値、及び、基準面内における照度分布に関する情報を格納している。それらの換算係数、基準設定値、及び、照度分布に関する情報は、テスター40の測定回路42又は制御回路43に供給される。
図3に示す測定回路42は、基準設定値に応じて光源61から光が照射されるときに、受光面が基準面に沿って位置合わせされた複数のイメージセンサーS0の出力信号を測定すると共に、半導体ウェハー1a上に取り付けられた照度センサーS1A又はS1Bによって照度を測定する。制御回路43は、照度センサーS1A又はS1Bによって測定された照度を、換算係数を用いて第2の照度L2に換算する。
制御回路43は、第2の照度L2が第1の照度L1に対して所定の範囲内である場合に、第1の照度L1又は第2の照度L2、及び、照度分布に関する情報に基づいて、複数のイメージセンサーS0の出力信号の測定値を補正する。これにより、補正された測定値を表す検査データが生成される。
また、制御回路43は、第2の照度L2が第1の照度L1に対して所定の範囲外である場合に、第2の照度L2及び照度分布に関する情報に基づいて、複数のイメージセンサーS0の出力信号の測定値を補正する。これにより、補正された測定値を表す検査データが生成される。
本実施形態に係る検査装置によれば、基準設定値に応じて光源61から光が照射され、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーS0の出力信号を測定する際に、半導体ウェハー1a上に取り付けられた照度センサーS1A又はS1Bによって照度が測定されて、その照度が、予め測定に基づいて求められた換算係数を用いて、基準面内の所定の位置における第2の照度L2に換算される。
そして、基準設定値によって設定された第1の照度L1に対して第2の照度L2が所定の範囲外である場合には、第2の照度L2に基づいてイメージセンサーS0の出力信号の測定値が補正されるので、光源61からイメージセンサーS0に照射される光の照度が変化しても、イメージセンサーS0の光電変換特性を正確に測定することができる。
また、予め測定された基準面内における照度分布に基づいてイメージセンサーS0の出力信号の測定値が補正されるので、測定エリアにおける半導体ウェハー1aの照度が均一にならない場合でも、測定エリア内のイメージセンサーS0の光電変換特性を正確に測定することができる。
次に、本発明の第2の実施形態に係る検査装置を用いる検査方法について、図1〜図5、及び、図7〜図8Bを参照しながら説明する。
図8A及び図8Bは、本発明の第2の実施形態に係る検査方法を示すフローチャートである。この検査方法は、設定値に応じた光度の光を照射する光源61と、複数の照度センサーS2を含む照度測定ユニット70とを用いて、半導体ウェハー1aに形成された複数のイメージセンサーS0を検査する方法である。
図8A及び図8Bは、本発明の第2の実施形態に係る検査方法を示すフローチャートである。この検査方法は、設定値に応じた光度の光を照射する光源61と、複数の照度センサーS2を含む照度測定ユニット70とを用いて、半導体ウェハー1aに形成された複数のイメージセンサーS0を検査する方法である。
図8AのステップS21〜S22は、図6AのステップS11〜S12と同様である。ただし、第2の実施形態においては、照度測定ユニット70において照度センサーS3(図4(B))を設ける必要はない。次に、光源部60、プローブカード10a、及び、半導体ウェハー1aが、図1〜図3に示す検査装置にセットされる。
図8AのステップS23において、測定回路42又はオペレーターが、半導体ウェハー1aに形成された複数のイメージセンサーS0の受光面が光源61の発光面から下方に測って第1の高さH1になるように半導体ウェハー1aを位置合わせし、光源61から光を照射して、半導体ウェハー1a上に取り付けられた照度センサーS1A及びS1Bによって照度を測定する。その際に、光源61の設定値は、基準設定値としても良い。このとき、半導体ウェハー1a上に取り付けられた照度センサーS1A及びS1Bの受光面は、光源61の発光面から下方に測って第2の高さH2になる(H2<H1)。
ステップS24において、制御回路43又はオペレーターが、ステップS21及びS23における測定結果に基づいて、半導体ウェハー1a上に取り付けられた照度センサーS1A及びS1Bによって測定された照度を照度測定ユニット70の所定の照度センサーS2Aによって測定された照度に換算する換算係数を求める。
例えば、照度センサーS1Aによって測定された照度Lを所定の照度センサーS2Aによって測定された第2の照度L2に換算する関係式f1A、及び、照度センサーS1Bによって測定された照度Lを所定の照度センサーS2Aによって測定された第2の照度L2に換算する関係式f1Bが求められる。関係式f1A及びf1Bは、3次関数である場合に、次式(4)及び(5)で表される。
f1A=QL3+RL2+SL ・・・(4)
f1B=TL3+UL2+VL ・・・(5)
これらの係数Q、R、S、・・・は、換算係数として格納手段に格納される。
f1A=QL3+RL2+SL ・・・(4)
f1B=TL3+UL2+VL ・・・(5)
これらの係数Q、R、S、・・・は、換算係数として格納手段に格納される。
次に、ウェハーテストが開始される。その際に、制御回路43は、格納手段に格納されている設定テーブルT0を参照することにより、第1の照度L1に対応する基準設定値を読み出し、測定回路42に供給する。また、制御回路43は、格納手段に格納されている関係式f0の係数(照度分布に関する情報)、及び、関係式f1A及びf1Bの係数(換算係数)を読み出しておく。
ステップS25において、測定回路42が、基準設定値に応じて光源61から光を照射して、複数のイメージセンサーS0の出力信号を測定すると共に、半導体ウェハー1a上に取り付けられた照度センサーS1A又はS1Bによって照度を測定する。
例えば、測定回路42は、基準設定値を光源61に出力して、光源61から照射される光の照度を設定する。また、測定回路42は、半導体ウェハー1aに形成された複数のイメージセンサーS0の出力信号を測定するタイミングで、半導体ウェハー1a上に取り付けられた照度センサーS1A又はS1Bによって照度Lを測定する。
図8BのステップS26において、制御回路43は、半導体ウェハー1a上に取り付けられた照度センサーS1A又はS1Bによって測定された照度Lを、換算係数を用いて第2の照度L2に換算する。例えば、制御回路43は、格納手段から読み出された換算係数によって表される関係式f1Aを用いて、第2の照度L2(L2=f1A(L))を算出する。あるいは、制御回路43は、格納手段から読み出された換算係数によって表される関係式f1Bを用いて、第2の照度L2(L2=f1B(L))を算出する。
ステップS27において、制御回路43が、換算照度である第2の照度L2を設定照度である第1の照度L1と比較して、第2の照度L2が第1の照度L1に対して所定の範囲内であるか否かを判定する。第2の照度L2が第1の照度L1に対して所定の範囲内であれば処理がステップS28に移行し、第2の照度L2が第1の照度L1に対して所定の範囲外であれば処理がステップS29に移行する。
ステップS28において、制御回路43は、第1の照度L1又は第2の照度L2、及び、照度分布に関する情報に基づいて、半導体ウェハー1aに形成された複数のイメージセンサーS0の出力信号の測定値を補正する。例えば、制御回路43は、第1の照度L1又は第2の照度L2、及び、イメージセンサーS0の位置を関係式f0に代入して、イメージセンサーS0の位置における照度を算出し、算出された照度に基づいてイメージセンサーS0の出力信号の測定値を補正する。
ステップS29において、制御回路43は、第2の照度L2及び照度分布に関する情報に基づいて、半導体ウェハー1aに形成された複数のイメージセンサーS0の出力信号の測定値を補正する。例えば、制御回路43は、第2の照度L2及びイメージセンサーS0の位置を関係式f0に代入して、イメージセンサーS0の位置における照度を算出し、算出された照度に基づいてイメージセンサーS0の出力信号の測定値を補正する。
ステップS30において、制御回路43は、補正された測定値を規格値と比較することによって、イメージセンサーS0の光電変換特性が良好であるか否かを判定する。例えば、格納手段に格納されている規格値データは、上限の規格値及び下限の規格値によって規定される許容範囲を表している。制御回路43は、補正された測定値が許容範囲内である場合に、そのイメージセンサーS0の光電変換特性が良好であると判定し、補正された測定値が許容範囲外である場合に、そのイメージセンサーS0の光電変換特性が不良であると判定する。
測定エリア内の複数のセンサーチップの検査が終了すると、測定用ステージ31が半導体ウェハー1aを所定のピッチでステップ移動させることにより、別の複数のセンサーチップの検査が行われる。その際に、半導体ウェハー1a上に取り付けられた照度センサーS1A及びS1Bも移動するので、ステップS23〜S30が繰り返して実行される。このように、半導体ウェハー1aを所定のピッチでステップ移動させながら複数のセンサーチップの検査を順次繰り返すことによって、半導体ウェハー1aに含まれている所定数のセンサーチップが検査される。
本実施形態に係る検査方法によれば、ウェハーテストに先立って、照度測定ユニット70の所定の照度センサーS2Aによって測定される照度が第1の照度L1となるときの基準設定値が格納され、半導体ウェハー1a上に取り付けられた照度センサーS1A及びS1Bによって測定された照度を照度測定ユニット70の所定の照度センサーS2Aによって測定された照度に換算する換算係数が求められる。
また、ウェハーテストにおいて、基準設定値に応じて光源61から光が照射され、イメージセンサーS0の出力信号を測定する際に、半導体ウェハー1a上に取り付けられた照度センサーS1A又はS1Bによって照度が測定されて、その照度が、換算係数を用いて、イメージセンサーS0の受光面を含む面内の所定の位置における第2の照度L2に換算される。
そして、基準設定値によって設定された第1の照度L1に対して第2の照度L2が所定の範囲外である場合には、第2の照度L2に基づいてイメージセンサーS0の出力信号の測定値が補正されるので、光源61からイメージセンサーS0に照射される光の照度が変化しても、イメージセンサーS0の光電変換特性を正確に測定することができる。
また、ウェハーテストに先立って、照度測定ユニット70の複数の照度センサーS2の受光面を含む測定面内における照度分布が測定され、ウェハーテストにおいて、照度分布に基づいてイメージセンサーS0の出力信号の測定値が補正されるので、測定エリアにおける半導体ウェハー1aの照度が均一にならない場合でも、測定エリア内のイメージセンサーS0の光電変換特性を正確に測定することができる。
上記の実施形態においては、プローブカード又は半導体ウェハーに取り付けられた1つの照度センサーの測定結果を用いる場合について説明したが、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、プローブカード又は半導体ウェハーに取り付けられた複数の照度センサーの測定結果を用いて、それらの測定結果を相互に補正する場合においても利用可能であり、当該技術分野において通常の知識を有する者によって、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。
1、1a…半導体ウェハー、10、10a…プローブカード、11…プローブ針、12、12a…基板、20…接続部材、30…オートプローバー、31…測定用ステージ、32…ウェハー搬送ステージ、33…ウェハーカセット設置部、40…テスター、41…クロック信号生成回路、42…測定回路、43…制御回路、44…格納部、50…サーバー、60…光源部、61…光源、62…支持部材、70…照度測定ユニット、S0…イメージセンサー、S1、S1A、S1B、S2、S2A、S3…照度センサー
Claims (6)
- 設定値に応じた光度の光を照射する光源と、照度センサーが設けられたプローブカードとを用いて、半導体ウェハーに形成され、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーを検査する装置であって、
プローバー装置に保持された前記プローブカードの照度センサーによって測定された照度を前記基準面内の所定の位置における照度に換算する換算係数、前記所定の位置における照度が第1の照度となるときの基準設定値、及び、前記基準面内における前記光の照度分布に関する情報を格納する格納手段と、
前記基準設定値に応じて前記光源から光が照射されるときに、前記イメージセンサーの出力信号を測定すると共に、前記プローバー装置に保持された前記プローブカードの照度センサーによって照度を測定する測定回路と、
前記照度センサーによって測定された照度を、前記換算係数を用いて第2の照度に換算し、前記第2の照度が前記第1の照度に対して所定の範囲内である場合に、前記第1又は第2の照度及び前記照度分布に関する情報に基づいて前記イメージセンサーの出力信号の測定値を補正し、前記第2の照度が前記第1の照度に対して所定の範囲外である場合に、前記第2の照度及び前記照度分布に関する情報に基づいて前記イメージセンサーの出力信号の測定値を補正する制御回路と、
を備える検査装置。 - 設定値に応じた光度の光を照射する光源を用いて、半導体ウェハーに形成され、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーを検査する装置であって、
前記半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって測定された照度を前記基準面内の所定の位置における照度に換算する換算係数、前記所定の位置における照度が第1の照度となるときの基準設定値、及び、前記基準面内における前記光の照度分布に関する情報を格納する格納手段と、
前記基準設定値に応じて前記光源から光が照射されるときに、前記イメージセンサーの出力信号を測定すると共に、前記半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって照度を測定する測定回路と、
前記照度センサーによって測定された照度を、前記換算係数を用いて第2の照度に換算し、前記第2の照度が前記第1の照度に対して所定の範囲内である場合に、前記第1又は第2の照度及び前記照度分布に関する情報に基づいて前記イメージセンサーの出力信号の測定値を補正し、前記第2の照度が前記第1の照度に対して所定の範囲外である場合に、前記第2の照度及び前記照度分布に関する情報に基づいて前記イメージセンサーの出力信号の測定値を補正する制御回路と、
を備える検査装置。 - 設定値に応じた光度の光を照射する光源と、複数の照度センサーを含む照度測定ユニットと、照度センサーが設けられたプローブカードとを用いて、半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する方法であって、
前記照度測定ユニットの複数の照度センサーの受光面が前記光源の発光面から第1の高さになるように前記照度測定ユニットを位置合わせし、前記光源から光を照射して、前記複数の照度センサーによって照度を測定するステップ(a)と、
前記照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定される照度が第1の照度となるときの基準設定値、及び、前記複数の照度センサーの受光面を含む測定面内における照度分布に関する情報を格納するステップ(b)と、
前記プローブカードの照度センサーの受光面が前記光源の発光面から第2の高さになるように前記プローブカードを位置合わせし、前記光源から光を照射して、前記プローブカードの照度センサーによって照度を測定するステップ(c)と、
前記プローブカードの照度センサーによって測定された照度を前記照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定された照度に換算する換算係数を求めるステップ(d)と、
前記イメージセンサーの受光面が前記光源の発光面から前記第1の高さになるように前記半導体ウェハーを位置合わせし、前記基準設定値に応じて前記光源から光を照射して、前記イメージセンサーの出力信号を測定すると共に、前記プローブカードの照度センサーによって照度を測定するステップ(e)と、
ステップ(e)において前記プローブカードの照度センサーによって測定された照度を、前記換算係数を用いて第2の照度に換算し、前記第2の照度が前記第1の照度に対して所定の範囲内である場合に、前記第1又は第2の照度及び前記照度分布に関する情報に基づいて前記イメージセンサーの出力信号の測定値を補正し、前記第2の照度が前記第1の照度に対して所定の範囲外である場合に、前記第2の照度及び前記照度分布に関する情報に基づいて前記イメージセンサーの出力信号の測定値を補正するステップ(f)と、
を備える検査方法。 - 設定値に応じた光度の光を照射する光源と、複数の照度センサーを含む照度測定ユニットとを用いて、半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する方法であって、
前記照度測定ユニットの複数の照度センサーの受光面が前記光源の発光面から第1の高さになるように前記照度測定ユニットを位置合わせし、前記光源から光を照射して、前記複数の照度センサーによって照度を測定するステップ(a)と、
前記照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定される照度が第1の照度となるときの基準設定値、及び、前記複数の照度センサーの受光面を含む測定面内における照度分布に関する情報を格納するステップ(b)と、
前記イメージセンサーの受光面が前記光源の発光面から前記第1の高さになるように前記半導体ウェハーを位置合わせし、前記光源から光を照射して、前記半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって照度を測定するステップ(c)と、
前記半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって測定された照度を前記照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定された照度に換算する換算係数を求めるステップ(d)と、
前記基準設定値に応じて前記光源から光を照射して、前記イメージセンサーの出力信号を測定すると共に、前記半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって照度を測定するステップ(e)と、
ステップ(e)において前記半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって測定された照度を、前記換算係数を用いて第2の照度に換算し、前記第2の照度が前記第1の照度に対して所定の範囲内である場合に、前記第1又は第2の照度及び前記照度分布に関する情報に基づいて前記イメージセンサーの出力信号の測定値を補正し、前記第2の照度が前記第1の照度に対して所定の範囲外である場合に、前記第2の照度及び前記照度分布に関する情報に基づいて前記イメージセンサーの出力信号の測定値を補正するステップ(f)と、
を備える検査方法。 - ステップ(b)が、前記測定面内における照度を、前記照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定される照度及び前記測定面内の位置の関数として表す関係式を求めることを含み、
ステップ(f)が、前記第2の照度が前記第1の照度に対して所定の範囲内である場合に、前記第1又は第2の照度及び前記イメージセンサーの位置を前記関係式に代入して、前記イメージセンサーの位置における照度を算出し、前記第2の照度が前記第1の照度に対して所定の範囲外である場合に、前記第2の照度及び前記イメージセンサーの位置を前記関係式に代入して、前記イメージセンサーの位置における照度を算出することを含む、
請求項3又は4記載の検査方法。 - ステップ(a)が、複数の設定値について前記光源から光を照射して、前記照度測定ユニットの所定の照度センサーによって照度を測定することを含み、
ステップ(b)が、前記複数の設定値と前記所定の照度センサーによって測定された照度とを対応して含むテーブルを作成することを含み、
ステップ(e)が、前記テーブルを参照することにより、前記第1の照度に対応する前記基準設定値を読み出すことを含む、
請求項3〜5のいずれか1項記載の検査方法。
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JP2014238364A JP2016100545A (ja) | 2014-11-26 | 2014-11-26 | 半導体イメージセンサーの検査装置及び検査方法 |
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KR20200008912A (ko) * | 2018-07-17 | 2020-01-29 | 재단법인 한국기계전기전자시험연구원 | 조도 센서 평가 장치 |
WO2020095699A1 (ja) * | 2018-11-06 | 2020-05-14 | 東京エレクトロン株式会社 | 検査装置及び検査方法 |
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US11927539B2 (en) | 2018-11-06 | 2024-03-12 | Tokyo Electron Limited | Inspection apparatus and inspection method |
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