JP2019021776A - 半導体ウェハ - Google Patents

半導体ウェハ Download PDF

Info

Publication number
JP2019021776A
JP2019021776A JP2017139298A JP2017139298A JP2019021776A JP 2019021776 A JP2019021776 A JP 2019021776A JP 2017139298 A JP2017139298 A JP 2017139298A JP 2017139298 A JP2017139298 A JP 2017139298A JP 2019021776 A JP2019021776 A JP 2019021776A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
wafer
light
input
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2017139298A
Other languages
English (en)
Inventor
須山 本比呂
Motohiro Suyama
本比呂 須山
高橋 宏典
Hironori Takahashi
宏典 高橋
共則 中村
Tomonori Nakamura
共則 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP2017139298A priority Critical patent/JP2019021776A/ja
Priority to KR1020207003854A priority patent/KR20200031639A/ko
Priority to US16/631,507 priority patent/US20200176339A1/en
Priority to PCT/JP2018/022594 priority patent/WO2019017121A1/ja
Priority to CN201880047476.7A priority patent/CN110892517A/zh
Priority to TW107122009A priority patent/TW201908756A/zh
Publication of JP2019021776A publication Critical patent/JP2019021776A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2884Testing of integrated circuits [IC] using dedicated test connectors, test elements or test circuits on the IC under test
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/2851Testing of integrated circuits [IC]
    • G01R31/2855Environmental, reliability or burn-in testing
    • G01R31/2856Internal circuit aspects, e.g. built-in test features; Test chips; Measuring material aspects, e.g. electro migration [EM]
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302Contactless testing
    • G01R31/308Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/317Testing of digital circuits
    • G01R31/31728Optical aspects, e.g. opto-electronics used for testing, optical signal transmission for testing electronic circuits, electro-optic components to be tested in combination with electronic circuits, measuring light emission of digital circuits
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/317Testing of digital circuits
    • G01R31/3181Functional testing
    • G01R31/3185Reconfiguring for testing, e.g. LSSD, partitioning
    • G01R31/318505Test of Modular systems, e.g. Wafers, MCM's
    • G01R31/318511Wafer Test
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/317Testing of digital circuits
    • G01R31/3181Functional testing
    • G01R31/3187Built-in tests
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/30Structural arrangements specially adapted for testing or measuring during manufacture or treatment, or specially adapted for reliability measurements
    • H01L22/34Circuits for electrically characterising or monitoring manufacturing processes, e. g. whole test die, wafers filled with test structures, on-board-devices incorporated on each die, process control monitors or pad structures thereof, devices in scribe line
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/08Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof in which radiation controls flow of current through the device, e.g. photoresistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices

Abstract

【課題】動作状態の検査に適した半導体ウェハを提供すること。【解決手段】ウェハ50は、複数のチップ形成領域51を有する半導体ウェハであって、チップ形成領域51内に形成されたメモリセル57と、チップ形成領域51外に形成された検査用デバイス70と、を備え、検査用デバイス70は、メモリセル57の動作確認のためのポンプ光の入力を受け、該ポンプ光に応じた電気信号を出力するフォトダイオード71と、フォトダイオード71から出力される電気信号に基づきロジック信号を生成し、該ロジック信号をメモリセル57に出力する信号処理回路72と、を有する。【選択図】図3

Description

本発明は、半導体ウェハに関する。
半導体の製造工程においては、半導体ウェハ上に回路を形成した後に、該回路の動作状態を検査し、チップ(より正確には、ダイシング後にチップとなる領域)の良否を判定している。回路の動作状態の検査は、例えばプロービングにより行われる。プロービングでは、半導体ウェハ上の回路の端子にピンを接触させ、ピンから端子に電気信号を入力することにより、回路の動作状態を検査する(例えば特許文献1参照)。
特開2006−261218号公報
近年、集積回路の大容量化・高密度化に伴い、配線ルールの高密度化が進み、半導体ウェハにおける1チップあたりの回路数が増加し、それに応じて1チップあたりの端子数が増加している。このような半導体ウェハに対して上述したプロービングを行う場合には、ピンの数が増えることにより、ピンを回路の端子に接触させる際の押圧力(半導体ウェハに対する押圧力)が増大してしまう。これにより、半導体ウェハにダメージを与えてしまうおそれがある。
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、動作状態の検査に適した半導体ウェハを提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る半導体ウェハは、複数のチップ形成領域を有する半導体ウェハであって、チップ形成領域内に形成された内部回路と、チップ形成領域外に形成された検査用デバイスと、を備え、検査用デバイスは、内部回路の動作確認のための第1光信号の入力を受け、該第1光信号に応じた電気信号を出力する受光素子と、受光素子から出力される電気信号に基づきロジック信号を生成し、該ロジック信号を内部回路に出力する信号処理回路と、を有する。
本発明の一態様に係る半導体ウェハでは、検査用デバイスとして、光信号に応じた電気信号を出力する受光素子、及び、電気信号に基づきロジック信号を生成する信号処理回路が設けられている。内部回路の動作確認のための信号が光信号で入力されることから、動作状態を検査する際に、信号入力用のピンを回路の端子に接触させる必要がない。このため、信号入力用のピンを回路の端子に接触させる態様において、高密度化された集積回路の動作状態を確認する際に問題となっていた、半導体ウェハに対する押圧力の増大等が問題とならない。そして、受光素子から出力された電気信号に基づき、信号処理回路によってロジック信号が生成され、該ロジック信号が内部回路に入力されるため、動作確認のための信号が光信号で入力される態様においても、従来のようにピンを端子に接触させる態様と同様に、内部回路の動作確認が適切に行われる。また、信号入力用のピンを回路の端子に接触させる態様においては、高密度化された集積回路の動作確認を行う際、密集して設けられた端子に対して高精度にピンを接触させる必要があるため、ピン先端の微細化が必要となるが、ピン先端を物理的に小型化することには限界があった。このことにより、集積回路の高密度化に十分に対応できないおそれがあった。この点、本発明に係る半導体ウェハの動作状態の検査においては、動作確認のための信号が光信号で入力されるため、動作確認を行う際にピン先端の形状が問題となることがない。以上より、本発明によれば、動作状態の検査に適した半導体ウェハを提供することができる。更に、信号入力用のピンを回路の端子に物理的に接触させる態様においては、ピンが供給可能な信号の周波数帯域に上限(例えば数100MHz等)があり、当該上限によって高速の入力信号に対応できない場合がある。この点、本発明に係る半導体ウェハを用いて動作状態の検査を行う場合には、ピンの物理的な接触ではなく、光信号の入力によって動作確認の信号が供給されるため、上述した上限を超えた周波数帯域の信号を、動作確認の信号として供給することが可能となる。そして、本発明の半導体ウェハでは、上述した検査用デバイスがチップ形成領域外に形成されているため、動作確認用の構成である受光素子及び信号処理回路が、動作確認(動作状態の検査)後のダイシングによってチップから切り離されることとなる。このことで、チップが必要最小限の構成とされ、受光素子等の検査用デバイスの形成によってチップエリアが制限されることが回避される。これにより、動作状態の検査を行う半導体ウェハとして、より好適な半導体ウェハが提供される。
上記半導体ウェハにおいて、検査用デバイスは、ダイシングストリートに形成されていてもよい。ダイシングストリートは、ダイシングにおいて切り代となる領域であり、ダイシングにおいて必ず必要となる領域である。このような領域に検査用デバイスが形成されることにより、検査用デバイスを形成するために別途半導体ウェハの領域を確保する必要がなく、半導体ウェハの領域が効率的に利用される。
上記半導体ウェハは、チップ形成領域内に形成され内部回路から出力信号を出力する出力端子を更に備え、検査用デバイスは、出力端子に電気的に接続されると共に第2光信号が入力されている間において出力信号に応じた信号を出力するスイッチ部を更に有していてもよい。このように、出力信号に応じた信号を出力するスイッチ部が設けられているので、当該スイッチ部からの信号を検出することにより、出力端子自体にピンを接触させることなく、内部回路の動作状態の検査に係る信号を検出することができる。このことで、ピンを端子に接触させる態様において問題となる、半導体ウェハに対する押圧力の増大等がより抑制される。すなわち、上記スイッチ部が設けられた構成を採用することによって、動作状態の検査により適した半導体ウェハを提供することができる。また、例えば第2光信号がパルス光とされた場合には、スイッチ部から出力される信号自体は、周波数帯域の狭い信号となる。このため、ロジック信号が高速の信号とされ、出力端子から出力される出力信号の帯域が広い場合であっても、内部回路の動作状態の検査に係る信号(スイッチ部から出力される信号)を、プローブピン等を用いて容易に検出することができる。すなわち、上記スイッチ部が設けられた構成を採用することによって、高速の信号が入力される場合においても、プローブピン等の帯域の狭い信号のみ検出可能な簡易な構成を用いて、内部回路の動作状態が適切に検査される。
上記半導体ウェハにおいて、信号処理回路は、受光素子から出力される前記電気信号を所定の増幅度で増幅するアンプと、アンプによって増幅された電気信号に基づきロジック信号を生成し、該ロジック信号を内部回路に出力するディスクリミネータと、を有していてもよい。これにより、受光素子が受信する光量が一定量以上である場合に、Highとなるロジック信号が内部回路に入力される構成を、アンプの増幅度とディスクリミネータの閾値の設定によって容易に実現することができる。これにより、動作状態の検査を行う半導体ウェハとして、より好適な半導体ウェハが提供される。
上記半導体ウェハは、チップ形成領域内に形成され内部回路へ入力信号を入力する入力端子を更に備え、信号処理回路は、ロジック信号が入力端子を介さずに内部回路に入力されるように、入力端子を迂回する配線を介して内部回路に接続されていてもよい。このような構成によれば、内部回路の動作確認において、入力端子の容量が問題とならず、高速の電気信号を内部回路に入力し易くなる。
本発明によれば、動作状態の検査に適した半導体ウェハを提供することができる。
第1実施形態に係るウェハ検査装置を示す概略斜視図である。 ウェハをデバイス形成領域側から見た概略平面図である。 1つのチップ形成領域及び該チップ形成領域周辺のダイシングストリートをデバイス形成領域側から見た概略平面図である。 フォトダイオードの形成領域に係るウェハの概略断面図である。 各デバイスの電気的接続を示すブロック線図である。 第1実施形態に係る半導体製造方法のフローチャートである。 デバイス形成前のシリコン基板の概略平面図である。 半導体製造方法における検査する工程のフローチャートである。 1つのチップ形成領域及び該チップ形成領域周辺のダイシングストリートをデバイス形成領域側から見た概略平面図である。 第2実施形態に係るウェハ検査装置を示す概略斜視図である。 出力端子上に配置された非線形光学結晶におけるプローブ光の反射について説明するである。 第2実施形態に係る半導体製造方法のフローチャートである。 第3実施形態に係るウェハ検査装置の模式図である。 空乏層の伸縮に応じた反射率の変化を説明する図である。 第3実施形態に係る半導体製造方法のフローチャートである。 変形例に係る、各デバイスの電気的接続を示すブロック線図である。
<第1実施形態>
以下、添付図面を参照して、本発明の第1実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
図1は、第1実施形態に係るウェハ検査装置1を示す概略斜視図である。図1に示されるウェハ検査装置1は、ウェハ50(半導体ウェハ)のチップ形成領域51に形成された内部回路の動作状態を検査する装置である。最初に、ウェハ検査装置1の検査対象であるウェハ50について、図2〜図5を参照して説明する。
[ウェハ]
図2は、ウェハ50をデバイス形成領域側から見た概略平面図である。デバイス形成領域とは、ウェハ50が有するシリコン基板59(図4参照)の主面の領域であり、後述する検査用デバイス70(図3参照)等の各種デバイスが形成される領域である。なお、図2においては検査用デバイス70の図示を省略している。図2に示されるように、ウェハは、平面視略円形であり、平面視略矩形のチップ形成領域51を複数有している。チップ形成領域51とは、ダイシング後においてチップとなる領域である。上述したウェハ検査装置1によってチップ形成領域51の内部回路であるメモリセル57の動作状態が検査された後に、ダイシングストリート60に沿ってチップ形成領域51毎にダイシングされることにより、ウェハ50から複数のチップが生成される。
図3は、ウェハ50に含まれる、1つのチップ形成領域51及び該チップ形成領域51周辺のダイシングストリート60をデバイス形成領域側から見た概略平面図である。図3に示されるように、ウェハ50は、チップ形成領域51に形成された構成として、メモリブロック52と、入力端子53と、出力端子54と、電源用端子55と、グランド用端子56とを備えている。また、ウェハ50は、ダイシングストリート60に形成された構成として、検査用デバイス70を備えている。検査用デバイス70の各構成は、ダイシングストリート60上に配置されているため、ダイシングによってチップ形成領域51上の各構成と切り離され、ダイシング後のチップの構成に含まれない。ダイシングストリート60の幅(すなわち、ダイシングにおける切り代の幅)は、例えば25μm程度とされる。
メモリブロック52は、複数のメモリセル57(内部回路)を有しており、チップ形成領域51の略中央部分に設けられている。メモリセル57は、例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory)、SRAM(StaticRandom Access Memory)、フラッシュEEPRO(Electrically ErasableProgrammable Read-Only Memory)等のメモリ回路である。メモリセル57は、MOSトランジスタ及び情報蓄積用容量素子等を含んで構成されている。入力端子53は、例えばメモリセル57の数に応じて複数設けられている。メモリブロック52は、複数のメモリセル57に加えて、その他の回路素子(半導体素子)、ワードライン、ビットライン、センスアンプ、及びヒューズ等の構成を有していてもよい。
入力端子53は、内部回路であるメモリセル57等へ入力信号を入力する入力端子である。出力端子54は、内部回路であるメモリセル57等から出力信号を出力する出力端子である。入力端子53及び出力端子54は、例えばアルミニウム等の導電性の金属により構成されている。入力端子53及び出力端子54は互いに対応付けられて設けられている。なお、図3中においては、説明の便宜上、入力端子53及び出力端子54をそれぞれ3個ずつ示しているが、実際には、それぞれ数10個〜数1000個程度配置されていてもよい。また、図3中においては、説明の便宜上、入力端子53の列と出力端子54の列とを区別して示しているが、実際には、入力端子53の列と出力端子54の列とが区別されずに、入力端子53と出力端子54とがランダムに配置されていてもよい。また、入力端子53及び出力端子54の両方の機能を同一の端子が具備していてもよい。
検査用デバイス70は、内部回路であるメモリセル57等の動作状態を検査するためのデバイスである。検査用デバイス70は、フォトダイオード71(受光素子)と、信号処理回路72と、PCA(Photo Conductive antenna)73(スイッチ部)と、パッド74,75,76,77とを有している。
フォトダイオード71は、内部回路であるメモリセル57等の動作確認のためのポンプ光(第1光信号)を受信すると共に該ポンプ光の明暗を電気信号に変換し、該電気信号を信号処理回路72に出力する。上記ポンプ光は、図1に示すウェハ検査装置1の光源11から出力される(詳細は後述)。フォトダイオード71は、複数の入力端子53それぞれに一対一で対応するように、複数設けられている。このように、本実施形態においては、動作確認のための信号が、光信号(ポンプ光)によってフォトダイオード71を介して内部回路に供給される。このため、ピンを接触させることなく非接触で、動作確認のための信号を内部回路に供給することができる。フォトダイオード71の周波数帯域の上限は、例えば10GHz以上とされる。なお、本実施形態では、フォトダイオード71が入力端子53に一対一で対応しているとして説明するが、これに限定されず、フォトダイオードと入力端子とは一対一で対応していなくてもよい。
信号処理回路72は、フォトダイオード71から出力された電気信号に基づきロジック信号を生成し該ロジック信号をメモリセル57等の内部回路に出力する。信号処理回路72は、例えば、アンプ72aと、ディスクリミネータ72bとを含んで構成されている。アンプ72aは、フォトダイオード71から出力された電気信号を所定の増幅度で増幅するオペアンプである。ディスクリミネータ72bは、アンプ72aによって増幅された電気信号が所定の閾値を超えるか否かに応じて、電気信号をHigh又はLowで示されるロジック信号に変換する。アンプ72a及びディスクリミネータ72bは、フォトダイオード71が受信する光量が一定値以上である場合にHighとなるように、増幅度及び閾値が設定されている。
上述したフォトダイオード71及びアンプ72aの電気的接続について、図4を参照して説明する。図4は、フォトダイオード71の形成領域に係るウェハ50の概略断面図である。なお、図4においては、ウェハ50の構成のうち、フォトダイオード71及びアンプ72a等の一部の構成のみを示しており、その他の構成を省略している。図4に示されるように、フォトダイオード71及びアンプ72aは、シリコン基板59の主面に形成されている。ウェハ50においては、シリコン結晶からなるシリコン基板59の主面上に、絶縁層としての酸化膜58が形成されている。フォトダイオード71は、いわゆるPINフォトダイオードを構成している。
フォトダイオード71は、n型不純物層81と、p型不純物層82と、接続用p型不純物層83と、電極84とを含んで構成されている。n型不純物層81は、シリコン基板59の主面の浅い領域に形成された、高濃度のn型の不純物を含む半導体層である。浅い領域とは、例えば深さ0.1μm程度の領域である。n型の不純物とは、例えばアンチモン、砒素、又はリン等である。高濃度とは、例えば不純物の濃度が1×1017cm−3程度以上のことである。n型不純物層81は、ポンプ光の入射を受ける光感応領域の一部として機能する。p型不純物層82は、シリコン基板59の主面の深い領域に形成された、高濃度のp型の不純物を含む半導体層である。深い領域とは、例えばその中心領域の深さが3μm程度の領域である。なお、n型不純物層81が形成された領域とp型不純物層82が形成された領域とは、互いに2μm程度離間して形成されることが好ましい。p型の不純物とは、例えばボロン等である。接続用p型不純物層83は、p型不純物層82と電極84とを電気的に接続するために、p型不純物層82及び電極84間に形成された半導体層である。電極84は、フォトダイオード71における所定の電圧(例えば2V)の入力のための電極である。電極84は、例えばアルミニウム等の導電性の金属により構成されている。フォトダイオード71のn型不純物層81は、アンプ72aを構成するFET(Field effect transistor)のゲート85に電気的に接続されており、フォトダイオード71から出力された電気信号はFETのゲート85に入力される。
上述したフォトダイオード71からメモリセル57までの電気信号の伝達経路の詳細について、図5を参照して説明する。図5は、上記電気信号の伝達経路に係る各デバイスの電気的接続を示すブロック線図である。図5に示されるように、ポンプ光に基づきフォトダイオード71から出力された電気信号は、アンプ72aにおいて所定の増幅度で増幅された後にディスクリミネータ72bに入力され、ディスクリミネータ72bからロジック信号として出力されて入力端子53に入力される。入力端子53から出力されるロジック信号は、ESD(Electro-Static Discharge)防止回路91及び信号バッファ回路92を経てメモリセル57に入力される。ESD防止回路91は、静電気放電によるサージ電圧を防止する回路である。ESD防止回路91は、入力端子53から進入したサージ電圧をグランドへ逃がす機能を有する。信号バッファ回路92は、入力されたロジック信号(デジタル信号)をそのままの形で出力する回路であり、信号伝達の高速化(露軸信号の駆動能力の向上)のために設けられている。
図3に戻り、PCA73は、出力端子54に電気的に接続されると共に、プローブ光(第2光信号)が入力され、該プローブ光が入力されている間のみ、出力端子54から出力される出力信号(メモリセル57等へのロジック信号の入力に応じて出力端子54から出力される出力信号)に応じた信号である測定信号を出力する。上記プローブ光は、図1に示すウェハ検査装置1の光源から出力される(詳細は後述)。PCA73は、テラヘルツ発生・検出用によく用いられる光伝導スイッチである。なお、PCA73に替えて、高速信号用のフォトダイオードを用いてもよい。PCA73は、複数の出力端子54それぞれに一対一で対応するように、複数設けられている。PCA73は、一対一で対応するパッド76に電気的に接続されている。PCA73から出力される測定信号は、パッド76に入力される。
パッド74,75,76,77は、ピンを接触させるための端子である。パッド74は、信号処理回路72に電源を供給するピン31と接触する端子である。パッド75は、検査対象であるウェハ50に電源を供給するピン32と接触する端子である。パッド76は、PCA73からの信号を出力するためのピン33と接触する端子であり、PCA73に一対一で対応するように、PCA73と同じ数だけ設けられている。なお、パッド76は、図9に示されるように、PCA73に一対一で対応せずに全てのPCA73に対して一つ設けられていてもよい。この場合には、プローブ読出し結果が一本にまとめられて1つのピン33からロックインアンプ18に出力される。これにより、ピン33の本数を減らすことができるため、ピン33からウェハ50に加わる荷重を低減することができる。パッド77は、グランド接続用のピン34と接触する端子である。
[ウェハ検査装置]
次に、第1実施形態に係るウェハ検査装置1について、図1を参照して説明する。ウェハ検査装置1は、ウェハ50のフォトダイオード71にポンプ光を照射すると共に、PCA73にプローブ光を照射することにより、いわゆるポンププローブ法により、チップ形成領域51のメモリセル57等の内部回路の動作状態を検査する。ポンププローブ法は、超高速(フェムト秒からピコ秒)の時間領域の現象を検証する測定手段であり、ポンプ光によりウェハ50を励起させると共にプローブ光によりウェハ50の動作状態を観測する。ポンププローブ法では、ポンプ光に同期したプローブ光を発生させ、ポンプ光の入射タイミングに対してプローブ光の入射タイミングを遅延させ、当該遅延時間を変化させることにより、光反応の開始から終了までを観測することができる。ウェハ検査装置1は、光源11と、ビームスプリッタ12と、光遅延装置13と、光スキャナ14,15と、集光レンズ16,17と、ロックインアンプ18と、制御・解析装置19と、を有している。
光源11は、電源(不図示)によって動作させられ、ウェハ50に照射されるパルス光を出力する光源である。光源11は、例えばフェムト秒パルスレーザ光源である。フェムト秒パルスレーザ光源としては、例えば、波長800nm程度、パルス幅100fs程度、出力100mW程度の光パルスを、100MHzの繰り返し周波数で発生させる発信器(例えば、チタンサファイヤレーザ発信器等)を用いることができる。このように、光源11は、所定のサイクルで連続的に出力されるパルス光を出力する。光源11から出力された光は、ビームスプリッタ12に入力される。なお、光源11から出力された光は、ビームスプリッタ12に入力される前に、減光フィルタに入力されて減光されるものであってもよい。
ビームスプリッタ12は、光源11から出力された光について、一部をそのまま透過すると共に、残りを透過する方向と略直交する方向へ反射する。ビームスプリッタ12において透過された光が上述したポンプ光となり光チョッパ20に入力され、反射された光が上述したプローブ光となり光遅延装置13に入力される。ポンプ光及びプローブ光は、いずれも光源11から出力されたパルス光であり、互いに同期している。光チョッパ20は、ポンプ光を一定周期で断続することによりポンプ光を周期的にチョッピングする。光チョッパ20は、例えばポンプ光を透過する部分と透過しない部分とが交互に配置された回転ディスクとして構成されており、モータの回転駆動によって回転することにより、ポンプ光を周期的に透過する。光チョッパ20を設けてロックインアンプ18で計測することにより、信号のSN比を向上させることができる。光チョッパ20を透過したポンプ光は、反射板21によって光スキャナ14方向に反射される。
光スキャナ14は、例えばガルバノミラー又はMEMS(Micro ElectroMechanical Systems)等の光走査素子によって構成されている。光スキャナ14は、制御・解析装置19からの制御信号に応じて、ポンプ光が所定の照射エリア(具体的には、各フォトダイオード71の配置箇所)に照射されるようにポンプ光を走査する。光スキャナ14は、所定の照射エリアにポンプ光を2次元的に走査するための構成を有しており、例えば、2個のモータ、各モータに取り付けられるミラー、モータを駆動させるドライバ、及び、制御・解析装置19からの制御信号を受信するインターフェース等を有している。光スキャナ14によって走査されたポンプ光は、集光レンズ16を介してフォトダイオード71の配置箇所に照射される。光スキャナ14は、例えば、各フォトダイオード71に順次ポンプ光が照射されるように、連続的に一又は複数のフォトダイオード71を照射対象とする。集光レンズ16は、フォトダイオード71の配置箇所にポンプ光を集光するレンズであり、例えば対物レンズである。
光遅延装置13は、プローブ光のPCA73への入射タイミングを変化させることにより、プローブ光の遅延時間を変化させる。プローブ光の遅延時間とは、ポンプ光のフォトダイオード71への入射タイミングに対するプローブ光のPCA73への入射タイミングの遅延時間である。光遅延装置13は、プローブ光の遅延時間を変化させる。光遅延装置13は、例えば、プローブ光の光路長を変化させることにより、プローブ光の遅延時間を変化させる。光遅延装置13は、可動ミラー22,23を含んだ光学系により構成されている。可動ミラー22,23は、光遅延装置13における入射光軸に対して例えば45度の角度で斜めに配置された一対の反射ミラーである。プローブ光は、可動ミラー22において上記入射光軸に対して垂直な方向に反射されて可動ミラー23に入射し、可動ミラー23において上記入射光軸に対して平行な方向に反射される。可動ミラー22,23は、光遅延装置13における移動可能な架台の上に設置されており、制御・解析装置19からの制御信号に応じて駆動するモータにより、光遅延装置13によって入射光軸方向に移動可能に構成されている。可動ミラー22,23が上記入射光軸方向に移動することにより、プローブ光の光路長が変化する。すなわち、可動ミラー22,23が、入射光軸方向においてビームスプリッタ12から離れるように移動するとプローブ光の光路長が長くなり、入射光軸方向においてビームスプリッタ12に近づくように移動するとプローブ光の光路長が短くなる。可動ミラー23から出力されたプローブ光は反射板24によって反射され、反射板24によって反射されたプローブ光が、反射板25によって光スキャナ15方向に更に反射される。
光スキャナ15は、例えばガルバノミラー又はMEMS(Micro ElectroMechanical Systems)等の光走査素子によって構成されている。光スキャナ15は、制御・解析装置19からの制御信号に応じて、プローブ光が所定の照射エリア(具体的には、各PCA73の配置箇所)に照射されるようにプローブ光を走査する。光スキャナ15は、所定の照射エリアにプローブ光を2次元的に走査するための構成を有しており、例えば、2個のモータ、各モータに取り付けられるミラー、モータを駆動させるドライバ、及び、制御・解析装置19からの制御信号を受信するインターフェース等を有している。光スキャナ15によって走査されたプローブ光は、集光レンズ17を介してPCA73の配置箇所に照射される。光スキャナ15は、例えば、各フォトダイオード71に順次プローブ光が照射されるように、連続的に一又は複数のPCA73を照射対象とする。集光レンズ17は、PCA73の配置箇所にプローブ光を集光するレンズであり、例えば対物レンズである。
上述したように、PCA73は、プローブ光が入力されている間のみ、出力端子54から出力される出力信号に応じた信号である測定信号をパッド76に出力する。例えば、プローブ光が20psのパルス光である場合には、20psの時間幅のみにおいて、出力端子54の出力(測定信号)がパッド76に入力されることとなる。このように、PCA73はパルス光に基づき短期間のみON状態(測定信号を出力する状態)となる。そして、光遅延装置13によってPCA73へのプローブ光の入射タイミングを変更させることにより、高速の出力パルス(出力端子54から出力される出力信号)をサンプリングしながら出力し、結果的に出力信号を良好なSN比で観測することができる。このようにしてサンプリングされて出力された測定信号(プローブ信号)は、直流的に測定されており、その周波数帯域が狭いため、パッドに接触させたピン33によって読み出すことができる。ピン33によって読み出された測定信号はロックインアンプ18に入力される。
ロックインアンプ18は、ピン33によって読み出された測定信号のSN比向上を目的として、測定信号における、ポンプ光が光チョッパ20によって周期的にチョッピングされる繰り返し周波数に合わせた信号のみを増幅して出力する。ロックインアンプ18によって出力された信号(増幅信号)は、制御・解析装置19に入力される。
制御・解析装置19は、例えばPC等のコンピュータである。制御・解析装置19には、例えば、ユーザから計測条件等が入力されるキーボード及びマウス等の入力装置と、ユーザに計測結果等を示すモニタ等の表示装置とが接続されている(共に不図示)。制御・解析装置19は、プロセッサを含む。制御・解析装置19は、プロセッサにより、例えば光源11と、光遅延装置13と、光スキャナ14,15と、ロックインアンプ18とを制御する機能と、ロックインアンプ18からの増幅信号に基づき、波形(解析画像)を生成する等の解析を行う機能と、を実行する。ユーザは、例えば制御・解析装置19において生成された解析画像に基づき、デバイスが形成されたチップの良否(不良品か否か)を判定することができる。
[半導体製造方法]
次に、上述したウェハ検査装置1を用いた検査工程を含む、半導体製造方法の一例について、図6のフローチャートを参照して説明する。最初に、シリコン基板59が準備される(ステップS1:準備する工程)。準備する工程においては、図7に示されるように、メモリセル57及び検査用デバイス70等のデバイスが形成されていないシリコン基板59が準備される。図7に示されるように、準備されるシリコン基板59は平面視略円形である。シリコン基板59は、平面視略矩形のチップ形成領域51を複数有している。チップ形成領域51は、デバイス形成後においてダイシングストリート60に沿ってダイシングされることにより、チップとなる領域である。
続いて、シリコン基板59のデバイス形成領域に各デバイスが形成される(ステップS2:形成する工程)。形成する工程においては、図3に示されるように、複数のチップ形成領域51を有するウェハ50の各チップ形成領域51に対応させて、複数のメモリセル57を含むメモリブロック52と、メモリセル57の動作確認のためのポンプ光を受信し電気信号を出力する複数のフォトダイオード71と、電気信号に基づきロジック信号を生成し該ロジック信号をメモリセル57に出力する信号処理回路72と、を形成する。より詳細には、形成する工程では、チップ形成領域51に、メモリブロック52と、入力端子53と、出力端子54と、電源用端子55と、グランド用端子56とを形成し、該チップ形成領域51に対応する(該チップ形成領域51の周囲の)ダイシングストリート60に、フォトダイオード71と、信号処理回路72であるアンプ72a及びディスクリミネータ72bと、PCA73と、パッド74,75,76,77と、を形成する。すなわち、形成する工程では、フォトダイオード71及び信号処理回路72を、チップ形成領域51外に形成する。
続いて、フォトダイオード71に対してポンプ光が入力され、メモリセル57の動作状態が検査される(ステップS3:検査する工程)。検査する工程では、更に、出力端子54に対応した領域にプローブ光を入力することにより、メモリセル57へのロジック信号の入力に応じて出力端子54から出力される出力信号に応じた信号(測定信号)を検出し、メモリセル57の動作状態を検査する。より詳細には、検査する工程では、ポンプ光に同期したプローブ光を、ポンプ光のフォトダイオード71への入力タイミングに対する遅延時間を変化させながら繰り返しPCA73に入力し、PCA73から出力される測定信号を検出し、メモリセル57の動作状態を検査する。このように、検査する工程では、所定のサイクルで連続的に出力されるパルス光であるポンプ光に同期したプローブ光を、ポンプ光のフォトダイオード71への入力タイミングに対して所定の遅延時間だけ遅延させてPCA73に入力し、遅延時間を変化させ、プローブ光の各パルスの入力に応じてPCA73から出力される、測定信号をそれぞれ検出する。
検査する工程の詳細について、図8のフローチャート及び図1を参照してより詳細に説明する。検査する工程では、図8に示されるように、最初に、ウェハ50がウェハ検査装置1の検査台110(図1参照)にセットされる(ステップS31)。検査台110にセットされるウェハ50は、ステップS2の形成する工程においてデバイスを形成したウェハ50である。なお、図1中のウェハ50は平面視矩形状であるが、実際には図2に示されるように平面視円形であってもよい。
続いて、検査台110に載置されたウェハ50が有する複数のチップ形成領域51から、一つのチップ形成領域51が選択される(ステップS32)。具体的には、制御・解析装置19が、例えばユーザから検査開始の指示入力を受けると、予め定められた所定の位置のチップ形成領域51を、最初に検査する対象のチップ形成領域51として特定する。検査対象のチップ形成領域51が特定されると、図3に示されるように、当該チップ形成領域51のパッド74にピン31が、パッド75にピン32が、各パッド76にピン33が、パッド77にピン34が、それぞれ接触させられる。図1に示されるように、ピン31は信号処理回路72用の電源供給部101に電気的に接続されており、ピン32はウェハ50用の電源供給部102に電気的に接続されており、複数のピン33はそれぞれロックインアンプ18に電気的に接続されており、ピン34はグランド104に電気的に接続されている。なお、ウェハ50への電源供給の態様は上記に限定されず、例えばウェハ上にフォトダイオード及び電源電圧形成用回路を形成し、当該フォトダイオードに光を照射することにより、非接触で電力を供給する構成としてもよいし、電磁場を用いて空間伝送的に電力を供給する構成としてもよい。
続いて、選択されたチップ形成領域51に対応する複数のフォトダイオード71から、一つのフォトダイオード71が選択される(ステップS33)。具体的には、制御・解析装置19が、予め定められた所定の位置のフォトダイオード71を、最初にポンプ光を入射するフォトダイオード71として特定する。
続いて、選択されたフォトダイオード71にポンプ光が照射される(ステップS34)。具体的には、制御・解析装置19が、選択したフォトダイオード71にポンプ光が照射されるように、光スキャナ14を制御すると共に、光源11からフェムト秒パルスレーザが出力されるように光源11を制御する。
続いて、選択されたフォトダイオード71に対応するPCA73にプローブ光が照射される(ステップS35)。当該フォトダイオード71に対応するPCA73とは、当該フォトダイオード71と電気的に接続されたPCA73である。具体的には、制御・解析装置19が、選択されたフォトダイオード71に対応するPCA73にプローブ光が照射されるように、光スキャナ15を制御する。また、制御・解析装置19は、ポンプ光に対する遅延時間を変化させながら、プローブ光が繰り返しPCA73に入力されるように、光遅延装置13を制御する。このようにしてサンプリングされた測定信号は、ピン33を介してロックインアンプ18に入力される。更に、当該測定信号を増幅した増幅信号がロックインアンプ18から制御・解析装置19に入力され、制御・解析装置19において増幅信号が解析される。具体的には、制御・解析装置19は、増幅信号に基づき解析画像を生成する。ユーザは、例えば、ウェハ50の全てのチップ形成領域51についての検査が終了した後において、当該解析画像に基づき、検査されたメモリセル57の領域(選択されたチップ形成領域51に係るメモリセル57の領域)の動作状態が通常状態か否かを確認することができる。なお、各チップ形成領域51の動作状態が通常である(良品である)か否かは、ユーザによらずに、制御・解析装置19によって判断されてもよい。この場合には、例えば、良品である場合の解析結果(画像パターン)が予め用意されていることにより、制御・解析装置19によって良品か否かの判断がされる。制御・解析装置19は、ユーザによって、或いは制御・解析装置19によって、良品と判断されたチップ形成領域51の位置情報を記憶する。
続いて、選択されているチップ形成領域51において、ポンプ光照射前のフォトダイオード71が存在しないか否かが判定される(ステップS36)。各チップ形成領域51に対応するフォトダイオード71の数は事前に把握可能であるため、制御・解析装置19は、例えば、一のチップ形成領域51に対応するフォトダイオード71の数に応じたポンプ光照射を行ったか否かに基づき、ポンプ光照射前のフォトダイオード71が存在しないか否かを判定する。
ステップS36において、選択されているチップ形成領域51に対応するポンプ光照射前のフォトダイオード71が存在する(S36:NO)と判定された場合には、ポンプ光照射前の一つのフォトダイオード71が選択される(ステップS37)。具体的には、制御・解析装置19が、予め定めた選択順序に従って、次にポンプ光を入射するフォトダイオード71を特定する。その後は、上述したステップS34〜S36の処理が再度行われる。
一方、ステップS36において、選択されているチップ形成領域51に対応するポンプ光照射前のフォトダイオード71が存在しない(S36:YES)と判定された場合には、当該ウェハ50において、検査前のチップ形成領域51が存在しないか否かが判定される(ステップS38)。ウェハ50におけるチップ形成領域51の数は事前に把握可能であるため、制御・解析装置19は、例えば、ウェハ50におけるチップ形成領域51の数分だけチップ形成領域51の選択を行ったか否かに応じて、検査前のチップ形成領域51が存在しないか否かを判定する。
ステップS38において、ウェハ50に、検査前のチップ形成領域51が存在する(S38:NO)と判定された場合には、検査前の一つのチップ形成領域51が選択される(ステップS39)。具体的には、制御・解析装置19が、予め定めた選択順序に従って、次に検査するチップ形成領域51を特定する。チップ形成領域51が特定されると、当該チップ形成領域51のパッド74にピン31が、パッド75にピン32が、各パッド76にピン33が、パッド77にピン34が、それぞれ接触させられる。その後は、上述したステップS33〜S38の処理が再度行われる。一方、ステップS38において、ウェハ50に、検査前のチップ形成領域51が存在しない(S38:YES)と判定された場合には、当該ウェハ50についての、ステップS3の検査する工程が完了する。
図6に戻り、続いて、ダイシングストリート60に沿ったウェハ50のダイシング(切断)が行われる(ステップS4:ダイシングする工程)。ダイシングする工程においては、チップ形成領域51毎にウェハ50をダイシングする(図2参照)。本実施形態では、メモリセル57の動作状態を検査するためのデバイスである検査用デバイス70の各構成(フォトダイオード71、信号処理回路72、PCA73、及びパッド74,75,76,77)がダイシングストリート60に形成されている。このため、チップ形成領域51毎にダイシングされることにより生成されるチップには、検査用デバイス70の各構成が含まれない。ダイシングは、例えばダイサー又はダイシングソー等のダイシング装置により行われる。ダイシング装置は、例えば、高速回転するスピンドルの先端に取り付けられた極薄のブレードよりダイシングストリート60に沿って切削する。
最後に、ウェハ50のダイシングにより生成された複数のチップの組み立てが行われる(ステップS5:組み立てる工程)。組み立てる工程においては、従来から周知である半導体装置の組立工程が行われる。例えば、ダイシング後のチップのうち、ステップS3の検査する工程において動作状態が通常である(良品である)とされたチップがピックアップされ、該チップが大型基板に搭載されて封止樹脂によって封止される。良品であるチップ(チップ形成領域51)の位置情報は、上述したように、例えば、制御・解析装置19によって記憶されており、当該位置情報を利用して、上記チップのピックアップが行われる。なお、組み立てる工程においては、大容量化を目的として複数のチップが積層されてもよい。以上が、半導体製造方法の一例である。
[作用効果]
上述したように、第1実施形態に係るウェハ50は、複数のチップ形成領域51を有する半導体ウェハであって、チップ形成領域51内に形成されたメモリセル57と、チップ形成領域51外に形成された検査用デバイス70と、を備え、検査用デバイス70は、メモリセル57の動作確認のためのポンプ光の入力を受け、該ポンプ光に応じた電気信号を出力するフォトダイオード71と、フォトダイオード71から出力される電気信号に基づきロジック信号を生成し、該ロジック信号をメモリセル57に出力する信号処理回路72と、を有する。
第1実施形態に係るウェハ50では、検査用デバイス70として、光信号に応じた電気信号を出力するフォトダイオード71、及び、電気信号に基づきロジック信号を生成する信号処理回路72が設けられている。メモリセル57の動作確認のための信号が光信号で入力されることから、動作状態を検査する際に、信号入力用のピンを入力端子53に接触させる必要がない。このため、信号入力用のピンを回路の端子に接触させる態様において、高密度化された集積回路の動作状態を確認する際に問題となっていた、ウェハに対する押圧力の増大等が問題とならない。そして、フォトダイオード71から出力された電気信号に基づき、信号処理回路72によってロジック信号が生成され、該ロジック信号が内部回路に入力されるため、動作確認のための信号が光信号で入力される態様においても、従来のようにピンを端子に接触させる態様と同様に、内部回路の動作確認が適切に行われる。また、信号入力用のピンを回路の端子に接触させる態様においては、高密度化された集積回路の動作確認を行う際、密集して設けられた端子に対して高精度にピンを接触させる必要があるため、ピン先端の微細化が必要となるが、ピン先端を物理的に小型化することには限界があった。このことにより、集積回路の高密度化に十分に対応できないおそれがあった。この点、第1実施形態に係るウェハ50の動作状態の検査においては、動作確認のための信号が光信号で入力されるため、動作確認を行う際にピン先端の形状が問題となることがない。以上より、第1実施形態に係る構成によれば、動作状態の検査に適した半導体ウェハを提供することができる。更に、信号入力用のピンを回路の端子に物理的に接触させる態様においては、ピンが供給可能な信号の周波数帯域に上限(例えば数100MHz等)があり、当該上限によって高速の入力信号に対応できない場合がある。この点、本実施形態に係るウェハ50を用いて動作状態の検査を行う場合には、ピンの物理的な接触ではなく、光信号の入力によって動作確認の信号が供給されるため、上述した上限を超えた周波数帯域の信号を、動作確認の信号として供給することが可能となる。そして、ウェハ50では、上述した検査用デバイス70がチップ形成領域51外に形成されているため、動作確認用の構成であるフォトダイオード71及び信号処理回路72が、動作確認(動作状態の検査)後のダイシングによってチップから切り離されることとなる。このことで、チップが必要最小限の構成とされ、フォトダイオード71等の検査用デバイス70の形成によってチップエリアが制限されることが回避される。これにより、動作状態の検査を行う半導体ウェハとして、より好適な半導体ウェハが提供される。
第1実施形態において、検査用デバイスは、ダイシングストリート60に形成されている。ダイシングストリート60は、ダイシングにおいて切り代となる領域であり、ダイシングにおいて必ず必要となる領域である。このような領域に検査用デバイス70が形成されることにより、検査用デバイス70を形成するために別途半導体ウェハの領域を確保する必要がなく、半導体ウェハの領域が効率的に利用される。
第1実施形態において、ウェハ50は、チップ形成領域51内に形成されメモリセル57から出力信号を出力する出力端子54を備え、検査用デバイス70は、出力端子54に電気的に接続されると共にプローブ光が入力されている間において出力信号に応じた信号を出力するPCA73を有する。このように、出力信号に応じた信号を出力するPCA73が設けられているので、当該PCA73からの信号を検出することにより、出力端子54自体にピンを接触させることなく、メモリセル57の動作状態の検査に係る信号を検出することができる。このことで、ピンを端子に接触させる態様において問題となる、半導体ウェハに対する押圧力の増大等がより抑制される。すなわち、上記PCA73が設けられた構成を採用することによって、動作状態の検査により適した半導体ウェハを提供することができる。また、プローブ光がパルス光であるため、PCA73から出力される信号自体は、周波数帯域の狭い信号とできる。このため、ロジック信号が高速の信号とされ、出力端子54から出力される出力信号の帯域が広い場合であっても、メモリセル57の動作状態の検査に係る信号(PCA73から出力される信号)を、プローブピン等を用いて容易に検出することができる。すなわち、上記PCA73が設けられた構成を採用することによって、高速の信号が入力される場合においても、プローブピン等の帯域の狭い信号のみ検出可能な簡易な構成を用いて、内部回路の動作状態が適切に検査される。
第1実施形態において、信号処理回路72は、フォトダイオード71から出力される電気信号を所定の増幅度で増幅するアンプ72aと、アンプ72aによって増幅された電気信号に基づきロジック信号を生成し、該ロジック信号をメモリセル57に出力するディスクリミネータ72bと、を有する。これにより、フォトダイオード71が受信する光量が一定量以上である場合に、Highとなるロジック信号がメモリセル57に入力される構成を、アンプ72aの増幅度とディスクリミネータ72bの閾値の設定によって容易に実現することができる。これにより、動作状態の検査を行う半導体ウェハとして、より好適な半導体ウェハが提供される。
第1実施形態において、形成する工程では、チップ形成領域51に対応させて、メモリセル57から出力信号を出力する出力端子である出力端子54を更に形成し、検査する工程では、出力端子54に対応した領域にプローブ光を入力することにより、メモリセル57へのロジック信号の入力に応じて出力端子54から出力される出力信号に応じた信号を検出し、メモリセル57の動作状態を検査する。このように、出力端子54に対応した領域に光信号を入力することによって出力信号に応じた信号を検出することにより、出力端子54にプローブピンを接触させることなく、内部回路の動作状態の検査に係る信号が検出される。このことで、プローブピンを端子に接触させる態様において問題となる、ウェハ(特にウェハにおけるチップ形成領域)に対する押圧力の増大等がより抑制される。すなわち、集積回路の高密度化により適した半導体製造方法が提供される。
第1実施形態において、形成する工程では、チップ形成領域51に対応させて、出力端子54に電気的に接続されると共に光信号が入力されている間において出力信号に応じた信号を出力するPCA73を更に形成し、検査する工程では、ポンプ光に同期したパルス光であるプローブ光を、ポンプ光のフォトダイオード71への入力タイミングに対する遅延時間を変化させながら繰り返しPCA73に入力し、PCA73から出力される、出力信号に応じた信号を検出する。すなわち、検査する工程では、所定のサイクルで連続的に出力されるパルス光であるポンプ光に同期したプローブ光を、ポンプ光のフォトダイオード71への入力タイミングに対して所定の遅延時間だけ遅延させてPCA73に入力し、当該遅延時間を変化させ、プローブ光の各パルスの入力に応じてPCA73から出力される、出力信号に応じた信号をそれぞれ検出する。このように、プローブ光が、ポンプ光のフォトダイオード71への入力タイミングに対して遅延してPCA73に繰り返し入力され、繰り返しの入力において遅延時間が変化させられることにより、出力端子54から出力される出力信号をサンプリングすることができ、該サンプリング結果から内部回路の動作状態が適切に検査される。このようにして検査される場合、出力端子54から出力される出力信号がそのまま測定されるのではなく、PCA73から出力される信号が複数回測定されることにより、出力信号がサンプリングされる。PCA73から出力される信号(出力信号に応じた信号)は、周波数帯域の狭い信号であるため、例えばロジック信号が高速の信号とされ、出力端子54から出力される出力信号の帯域が広い場合であっても、プローブピン等を用いて容易に検出することができる。すなわち、上述した方法で検査を行うことにより、高速の信号が入力される場合においても、プローブピン等の帯域の狭い信号のみ検出可能な簡易な構成を用いて、内部回路の動作状態が適切に検査される。
<第2実施形態>
次に、図10〜図12を参照して第2実施形態を説明する。以下では、第1実施形態と異なる点について主に説明する。
[ウェハ]
図10に示されるように、第2実施形態に係るウェハ50Aは、第1実施形態のウェハ50と異なり、PCA73を有しておらず、また、出力端子54上に非線形光学結晶150が配置される。なお、非線形光学結晶150は、出力端子54と必ずしも接している必要はないが、出力端子54の電界変化を検知可能な程度に出力端子54に近接している必要がある。非線形光学結晶150は、後述するウェハ検査装置1Aによる動作状態の検査時において、検査中のチップ形成領域51の出力端子54上にのみ配置されるものであってもよいし、全てのチップ形成領域51の出力端子54上に配置されるものであってもよい。なお、図10においては、説明の便宜上、一部の構成を省略して示している。具体的には、図10においては、アンプ72a及びディスクリミネータ72bを単に信号処理回路72として示すと共に、メモリブロック52(メモリセル57)の図示を省略している。
図11は、出力端子54上に配置された非線形光学結晶150におけるプローブ光の反射について説明する図である。なお、図11において、一点鎖線の矢印は電界を示しており、実線の矢印はプローブ光を示している。非線形光学結晶150は、結晶部151と、プローブ光反射ミラー152と、透明電極153と、を有している。また、非線形光学結晶150には、接地電極用のピン133が接続されている。結晶部151は、例えばZnTe系化合物半導体単結晶を含んで構成されている。プローブ光反射ミラー152は、結晶部151の下面側(出力端子54側)に設けられており、プローブ光を反射するミラーである。透明電極153は、結晶部151の上面側に設けられており、プローブ光の入射面となる電極である。非線形光学結晶150は、出力端子54上に配置されている。ロジック信号に応じて出力端子54から出力される出力信号によって、出力端子54上の電界が変化すると、該電界が非線形光学結晶150に漏れ込み、非線形光学結晶150における屈折率が変化する。このような非線形光学結晶150にプローブ光が入射すると、その屈折率の変化に応じて、プローブ光反射ミラー152において反射される反射光(プローブ光の反射光)の偏光状態(偏波面)が変化する。反射光の偏光状態(偏波面)が変化することにより、ビームスプリッタ12A(偏光ビームスプリッタ)が反射する光量(光強度)が変化する。当該光強度の変化を光検出器99が検知することにより、デバイスが形成されたチップの良否(不良品か否か)を判定することができる。
[ウェハ検査装置]
図10は、第2実施形態に係るウェハ検査装置1Aを示す概略斜視図である。図10に示されるウェハ検査装置1Aは、第1実施形態のウェハ検査装置1と同様に、ウェハ50Aのチップ形成領域51に形成されたメモリセル57(内部回路)の動作状態を検査する装置である。ウェハ検査装置1Aは、ウェハ50Aのフォトダイオード71にポンプ光を照射すると共に、ウェハ50Aの出力端子54上の非線形光学結晶150にプローブ光を照射し非線形光学結晶150からの反射光に基づきメモリセル57等の内部回路の動作状態を検査する。ウェハ検査装置1は、テスタ95と、VCSELアレイ96と、プローブ光源97と、ビームスプリッタ12Aと、波長板98と、光スキャナ15Aと、集光レンズ16A,17Aと、光検出器99と、ロックインアンプ18Aと、制御・解析装置19Aと、を有している。
テスタ95は、電源(不図示)によって動作させられ、VCSELアレイ96及びプローブ光源97に検査用電気信号を繰り返し印可する。これにより、VCSELアレイ96及びプローブ光源97は共通の検査用電気信号に基づき光を発生させることとなるため、これらが出力する光を互いに同期させることができる。
VCSEL(Vertical-Cavity Surface EmittingLaser)アレイ96は、面発光レーザであり、複数のフォトダイオード71に対して同時に(並列で)ポンプ光としてのレーザ光を照射する。VCSELアレイ96は、テスタ95から入力される検査用電気信号に基づきレーザ光を発生させる。VCSELアレイ96は例えば40GBPS程度で変調が可能であり、40GBPSに相当する入射パルス列を形成可能である。また、VCSELアレイ96は、発光点が所定のピッチ(例えば250μm)で配置されている。当該所定のピッチを、複数のフォトダイオード71が隣り合う間隔とすることにより、各フォトダイオード71に対して同時に(並列で)レーザ光を照射することができる。なお、VCSELアレイ96の発光点のピッチは、必ずしもフォトダイオードの間隔と一致している必要はなく、例えば発光点が250μmピッチで配置されている場合に、レンズ系を用いて光を1/2或いは1/4等に縮小し、125μmピッチ或いは62.5μmピッチでアレイ状に配置されたフォトダイオード71に光を照射してもよい。VCSELアレイ96から出射されたポンプ光は、集光レンズ16Aを透過して各フォトダイオード71に照射される。
プローブ光源97は、非線形光学結晶150に照射されるパルス光であるプローブ光を出力する光源である。プローブ光源97は、テスタ95から入力される検査用電気信号に基づきプローブ光を発生させる。当該プローブ光は、上述したVCSELアレイ96において発生するレーザ光(ポンプ光)に同期している。より詳細には、プローブ光源97から出力されるプローブ光は、VCSELアレイ96から出力されるポンプ光に同期すると共に、該ポンプ光に対して所定時間だけ遅延した光信号である。プローブ光源97は、ポンプ光に対する遅延時間を例えばパルス毎に変化させながら繰り返しプローブ光を出力する。この場合、プローブ光源97は、遅延時間を変化させる電気回路を備えていてもよい。これにより、第1実施形態と同様に、高速の出力パルス(出力端子54から出力される出力信号)をサンプリングしながら検知することが可能となる。なお、プローブ光源97は、パルス光ではなくCW光を出力するものであってもよい。この場合には、プローブ光をポンプ光に対して遅延させるものでなくてもよい。
ビームスプリッタ12Aは、偏光成分が0度の光を透過し90度の光を反射するように設定された偏光ビームスプリッタである。ビームスプリッタ12Aは、プローブ光源97から出力された偏光成分が0度の光を透過する。ビームスプリッタ12Aを透過したプローブ光は、λ/8波長板である波長板98、光スキャナ15A、及び集光レンズ17Aを経て非線形光学結晶150に照射される。光スキャナ15Aは、制御・解析装置19Aからの制御信号に応じて、プローブ光が各出力端子54上の非線形光学結晶150に照射されるようにプローブ光を走査する。また、プローブ光に応じた非線形光学結晶150からの反射光は、集光レンズ17A、光スキャナ15A、及び波長板98を経てビームスプリッタ12Aに入力される。反射光は、λ/8波長板である波長板98を2回透過することによって円偏光となり、当該円偏光のうち、偏光成分が90度の反射光がビームスプリッタ12Aによって反射され光検出器99に入力される。
光検出器99は、例えばフォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、光電子増倍管、又はエリアイメージセンサ等であり、非線形光学結晶150からの反射光(内部回路へのロジック信号の入力に応じて出力端子54から出力される出力信号に応じた信号)を受光し、検出信号を出力する。当該検出信号の所定の周波数の信号成分のみがロックインアンプ18Aによって増幅され、増幅された増幅信号が制御・解析装置19Aに入力される。制御・解析装置19Aは、ロックインアンプ18Aからの増幅信号に基づき波形(解析画像)を生成する。ユーザは、例えば制御・解析装置19Aにおいて生成された解析画像に基づき、デバイスが形成されたチップの良否(不良品か否か)を判定することができる。
なお、第2実施形態の検査方法(非線形光学結晶150からの反射光に基づきメモリセル57等の内部回路の動作状態を検査する)については、図10に示すウェハ検査装置1Aではなく、第1実施形態に係るウェハ検査装置1により実行されるものであってもよい。
[ウェハ検査方法]
次に、上述したウェハ検査装置1Aを用いたウェハ検査方法の一例について、図12のフローチャートを参照して説明する。当該ウェハ検査方法は、第1実施形態において説明した図6の「ステップS3:検査する工程」において実施されるものである。
図12に示されるように、最初に、デバイス形成済みのウェハ50Aがウェハ検査装置1Aの検査台(不図示)にセットされる(ステップS131)。続いて、ウェハ50Aが有する複数のチップ形成領域51から、一つのチップ形成領域51が選択される(ステップS132)。具体的には、制御・解析装置19Aが、例えばユーザから検査開始の指示入力を受けると、予め定められた所定の位置のチップ形成領域51を、最初に検査する対象のチップ形成領域51として特定する。続いて、選択されたチップ形成領域51の出力端子54上に非線形光学結晶150が配置される(ステップS133)。
続いて、テスタ95からVCSELアレイ96及びプローブ光源97に対して、検査用電気信号が印可される(ステップS134)。これにより、VCSELアレイ96及びプローブ光源97は共通の検査用電気信号に基づき光を発生させることとなるため、これらが出力する光を互いに同期させることができる。
続いて、複数のフォトダイオード71に対して同時に(並列で)ポンプ光としてのレーザ光が照射される(ステップS135)。具体的には、制御・解析装置19Aが、選択したチップ形成領域51に対応する各フォトダイオード71にポンプ光が照射されるように、VCSELアレイ96を制御する。
続いて、選択されているチップ形成領域51の各出力端子54の中から一つの出力端子54が選択される(ステップS136)。具体的には、制御・解析装置19Aが、予め定めた選択順序に従って一つの出力端子54を特定する。続いて、選択された出力端子54上の非線形光学結晶150に対してプローブ光が照射される(ステップS137)。具体的には、制御・解析装置19Aが、所望の位置にプローブ光が照射されるように、プローブ光源97及び光スキャナ15Aを制御する。制御・解析装置19Aは、フォトダイオード71へのポンプ光の入力タイミングに対して遅延させて、ポンプ光に同期したプローブ光が非線形光学結晶150に入力されるように、プローブ光源97を制御する。非線形光学結晶150は、出力端子54上に配置されているため、ロジック信号に応じて出力端子54から出力される出力信号に基づいて電界が変化し、その結果、屈折率が変化する。このような非線形光学結晶150にプローブ光が入射すると、その屈折率の変化に応じて、プローブ光反射ミラー152において反射される反射光(プローブ光の反射光)の偏光状態が変化する。反射光の偏光状態が変化することにより、ビームスプリッタ12A(偏光ビームスプリッタ)から出力される光強度が変化する。当該光強度の変化を光検出器99が受光し、光検出器99からの検出信号に基づいて制御・解析装置19Aにおいて解析画像が生成される。ユーザは、例えば、ウェハ50Aの全てのチップ形成領域51についての検査が終了した後において、当該解析画像に基づき、検査されたメモリセル57の領域の動作状態が通常状態か否かを確認することができる。
続いて、選択されているチップ形成領域51において、選択前の出力端子54が存在しないか否かが判定される(ステップS138)。各チップ形成領域51における出力端子54の数は事前に把握可能であるため、制御・解析装置19Aは、例えば、一のチップ形成領域51における出力端子54の数に応じたプローブ光照射を行ったか否かに基づき、選択前の出力端子54が存在しないか否かを判定する。
ステップS138において、選択されているチップ形成領域51には選択前の出力端子54が存在する(S138:NO)と判定された場合には、選択前の一つの出力端子54が選択される(ステップS139)。その後は、上述したステップS137及びS138の処理が再度行われる。
一方、ステップS138において、選択されているチップ形成領域51には選択前の出力端子54が存在しない(S138:YES)と判定された場合には、当該ウェハ50Aにおいて、検査前のチップ形成領域51が存在しないか否かが判定される(ステップS140)。ウェハ50Aにおけるチップ形成領域51の数は事前に把握可能であるため、制御・解析装置19は、例えば、ウェハ50Aにおけるチップ形成領域51の数分だけチップ形成領域51の選択を行ったか否かに応じて、検査前のチップ形成領域51が存在しないか否かを判定する。
ステップS140において、ウェハ50Aに、検査前のチップ形成領域51が存在する(S140:NO)と判定された場合には、検査前の一つのチップ形成領域51が選択される(ステップS141)。具体的には、制御・解析装置19Aが、予め定めた選択順序に従って、次に検査するチップ形成領域51を特定する。その後は、上述したステップS133〜S140の処理が再度行われる。一方、ステップS140において、ウェハ50Aに、検査前のチップ形成領域51が存在しない(S140:YES)と判定された場合には、当該ウェハ50Aについての「検査する工程」が完了する。
[作用効果]
上述したように、第2実施形態に係る半導体製造方法では、検査する工程において、出力端子54上に非線形光学結晶150を配置すると共に、該非線形光学結晶150にプローブ光を入力し、該非線形光学結晶150からの反射光を、出力信号に応じた信号として検出している。非線形光学結晶150の屈折率は、出力端子54における電圧(すなわち、出力端子54から出力される出力信号の電圧)に応じて変化する。このため、非線形光学結晶150からの反射光は、出力端子54から出力される出力信号の電圧に応じて偏光状態が変化する。このような偏光状態の変化を、ビームスプリッタ12Aを介して光強度の変化として検出することにより、反射光の強度に応じて内部回路の動作状態を検査することが可能となる。上述した方法で検査を行うことにより、プローブピン等をウェハ50Aに接触させることなく、反射光の検出に係る簡易な構成のみによって、内部回路の動作状態が適切に検査される。
<第3実施形態>
次に、図13〜図15を参照して第3実施形態を説明する。以下では、第1実施形態及び第2実施形態と異なる点について主に説明する。
[ウェハ検査装置]
図13は、第3実施形態に係るウェハ検査装置1Bの模式図である。図13に示されるウェハ検査装置1Bは、第1実施形態のウェハ検査装置1等と同様に、ウェハ50のチップ形成領域51に形成されたメモリセル57(内部回路)の動作状態を検査する装置である。ウェハ検査装置1Bは、ウェハ50のフォトダイオード71にパルス光を照射すると共に、ウェハ50におけるフォトダイオード71が形成された面の反対側(裏面側)からプローブ光(CWまたはパルス光)を照射し、該裏面側から出射される光に基づきメモリセル57等の内部回路の動作状態を検査する。
図14は、空乏層の伸縮に応じた反射率の変化を説明する図である。図14に示されるように、ウェハ50は、ゲート191、ソース192、及びドレイン193を含むFETを含んで構成されている。FETの空乏層DLは、メモリセル57に入力されるロジック信号のHigh/Lowに応じて伸縮して厚みが変化する。このため、当該空乏層DLの厚みの変化を検知することにより、内部回路の動作状態を検査することができる。ここで、空乏層DLの厚みの変化は、ウェハ50における裏面側から光を照射した際の反射光の強度変化(空乏層DLの厚みの変化に応じた反射率の変化に伴う反射光の強度変化)に基づき検知することができる。このことに着目し、本実施形態のウェハ検査装置1Bでは、ウェハ50の裏面側からプローブ光を照射し、該プローブ光が空乏層内部を通りデバイスの表面で反射することにより裏面側から出射される光を検出している。
図13に戻り、ウェハ検査装置1は、VCSELアレイ96Bと、プローブ光源140と、ビームスプリッタ12Bと、波長板98Bと、集光レンズ16B,17Bと、光検出器99Bと、ロックインアンプ18Bと、制御・解析装置19Bと、を有している。
VCSELアレイ96Bは、複数のフォトダイオード71に対して同時に(並列で)レーザ光(パルス光)を照射する。VCSELアレイ96Bは、フォトダイオード71に対してパルス光を照射可能な位置に設けられている。VCSELアレイ96Bから出射されたパルス光は、集光レンズ16Bを透過して各フォトダイオード71に照射される。プローブ光源140は、ウェハ50におけるフォトダイオード71が形成された面の反対側の面である裏面側からプローブ光(第2光信号)を照射する。プローブ光源140は、ウェハ50の裏面に対してプローブ光を照射可能な位置(すなわち、ウェハ50の裏面側)に設けられている。
ビームスプリッタ12Bは、偏光成分が0度の光を透過し90度の光を反射するように設定された偏光ビームスプリッタである。ビームスプリッタ12Bは、プローブ光源140から出力された偏光成分が0度の光を透過する。ビームスプリッタ12Bを透過したプローブ光は、λ/8波長板である波長板98B及び集光レンズ17Bを経て、ウェハ50の裏面側に照射される。また、プローブ光に応じたウェハ50の裏面側からの反射光は、集光レンズ17B及び波長板98Bを経てビームスプリッタ12Bに入力される。反射光は、λ/8波長板である波長板98Bを2回透過することによって円偏光となり、当該円偏光のうち、偏光成分が90度の反射光がビームスプリッタ12Bによって反射され光検出器99Bに入力される。
光検出器99Bは、反射光を受光し検出信号を出力する。当該検出信号の所定の周波数の信号成分のみがロックインアンプ18Aによって増幅され、増幅された増幅信号が制御・解析装置19Bに入力される。制御・解析装置19Aは、ロックインアンプ18Bからの増幅信号に基づき波形(解析画像)を生成する。ユーザは、例えば制御・解析装置19Bにおいて生成された解析画像に基づき、デバイスが形成されたチップの良否(不良品か否か)を判定することができる。
[ウェハ検査方法]
次に、上述したウェハ検査装置1Bを用いたウェハ検査方法の一例について、図15のフローチャートを参照して説明する。当該ウェハ検査方法は、第1実施形態において説明した図6の「ステップS3:検査する工程」において実施されるものである。
図15に示されるように、最初に、デバイス形成済みのウェハ50がウェハ検査装置1Bの検査台(不図示)にセットされる(ステップS231)。続いて、ウェハ50が有する複数のチップ形成領域51から、一つのチップ形成領域51が選択される(ステップS232)。具体的には、制御・解析装置19Bが、例えばユーザから検査開始の指示入力を受けると、予め定められた所定の位置のチップ形成領域51を、最初に検査する対象のチップ形成領域51として特定する。
続いて、複数のフォトダイオード71に対して同時に(並列で)、VCSELアレイ96Bからのレーザ光が照射される(ステップS233)。具体的には、制御・解析装置19Bが、選択したチップ形成領域51の各フォトダイオード71にレーザ光が照射されるように、VCSELアレイ96Bを制御する。
続いて、ウェハ50におけるフォトダイオード71が形成された面の反対側の面である裏面側にプローブ光が照射される(ステップS234)。具体的には、制御・解析装置19Bが、ウェハ50の裏面側からプローブ光が照射されるようにプローブ光源140を制御する。ウェハ50の空乏層DL(図14参照)は、メモリセル57に入力されるロジック信号のHigh/Lowに応じて伸縮して厚みが変化し、当該厚みの変化は、ウェハ50における裏面側に光を照射した際の反射光の強度変化に基づき検知することができる。当該反射光が光検出器99Bによって受光され、光検出器99からの検出信号に基づいて制御・解析装置19Bにおいて解析画像が生成される。ユーザは、例えば、ウェハ50の全てのチップ形成領域51についての検査が終了した後において、当該解析画像に基づき、検査されたメモリセル57の領域の動作状態が通常状態か否かを確認することができる。
続いて、当該ウェハ50において、検査前のチップ形成領域51が存在しないか否かが判定される(ステップS235)。ウェハ50におけるチップ形成領域51の数は事前に把握可能であるため、制御・解析装置19Bは、例えば、ウェハ50におけるチップ形成領域51の数分だけチップ形成領域51の選択を行ったか否かに応じて、検査前のチップ形成領域51が存在しないか否かを判定する。ステップS235において、ウェハ50に、検査前のチップ形成領域51が存在する(S235:NO)と判定された場合には、検査前の一つのチップ形成領域51が選択される(ステップS236)。具体的には、制御・解析装置19Bが、予め定めた選択順序に従って、次に検査するチップ形成領域51を特定する。その後は、上述したステップS233〜S235の処理が再度行われる。一方、ステップS235において、ウェハ50に、検査前のチップ形成領域51が存在しない(S235:YES)と判定された場合には、当該ウェハ50についての「検査する工程」が完了する。
[作用効果]
上述したように、第3実施形態に係る半導体製造方法では、検査する工程において、ウェハ50におけるフォトダイオード71が形成された面の反対側の面にプローブ光を入力し、該反対側の面からの反射光を検出し、メモリセル57の動作状態を検査する。ロジック信号がメモリセル57に入力されることにより、チップにおける空乏層の厚さが変化する。このような空乏層の厚さの変化は、裏面(フォトダイオード71が形成された面の反対側の面)から光信号を入力した際の反射光の強度変化により検出することができる。よって、裏面からの反射光を検出することにより、プローブピン等を用いることなく、内部回路の動作状態を適切に検査することができる。また、フォトダイオード71が形成された側にVCSELアレイ96Bが設けられ、その反対側にプローブ光源140が設けられることとなるため、各光源の設置スペースを、余裕を持って適切に確保することができる。
<変形例>
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記第1実施形態〜第3実施形態に限定されない。
例えば、チップ形成領域51には内部回路としてメモリセル57が形成されているとして説明したがこれに限定されず、チップ形成領域には、内部回路として、マイクロプロセッサ等の論理回路、LSI(large scale integration)等のアプリケーションプロセッサ(高密度集積回路)、メモリセル及び論理回路を組み合わせた混載型の集積回路、又は、ゲートアレイやセルベースIC等の特殊用途の集積回路等が形成されていてもよい。
また、フォトダイオード71からメモリセル57までの電気信号の伝達経路について図5を参照しながら説明したが、フォトダイオードからメモリセル(内部回路)までの電気信号の伝達経路は図5に示したものに限定されない。すなわち、図5示す例では、フォトダイオード71から出力された電気信号が、アンプ72a、ディスクリミネータ72b、入力端子53、ESD防止回路91、及び信号バッファ回路92を経てメモリセル57に入力されるとして説明したが、これに限定されず、図16に示されるように、ディスクリミネータ72bから出力されるロジック信号が、入力端子53等を介さずに、直接メモリセル57に入力されるものであってもよい。すなわち、信号処理回路72のディスクリミネータ72bは、ロジック信号が入力端子53を介さずにメモリセル57に入力されるように、入力端子53を迂回する配線190を介してメモリセル57に接続されていてもよい。このような構成によれば、内部回路の動作確認において、入力端子の容量が問題とならず、高速の電気信号を内部回路に入力し易くすることができる。
また、ウェハとして、チップ形成領域外のダイシングストリート60上に検査用デバイス70の各構成が配置されたウェハ50を説明したが、ウェハの構成はこれに限定されず、例えば、検査用デバイス70の各構成が、ダイシングストリート60以外のチップ形成領域外の領域に形成されていてもよい。
また、出力端子にピンを接触させることなく内部回路の動作状態の検査に係る信号を検出する態様を説明したが、これに限定されず、出力端子にピンを接触させて信号を検出してもよい。この場合においても、内部回路の動作確認のための信号の入力については光信号で行われる(入力側においてはピンが回路路の端子に接触させられない)ため、従来と比較して、ウェハに対する押圧力等を軽減することができる。
50,50A…ウェハ、51…チップ形成領域、53…入力端子、54…出力端子、57…メモリセル(内部回路)、60…ダイシングストリート、70…検査用デバイス、71…フォトダイオード(受光素子)、72…信号処理回路、72a…アンプ、72b…ディスクリミネータ、150…非線形光学結晶。

Claims (5)

  1. 複数のチップ形成領域を有する半導体ウェハであって、
    前記チップ形成領域内に形成された内部回路と、
    前記チップ形成領域外に形成された検査用デバイスと、を備え、
    前記検査用デバイスは、
    前記内部回路の動作確認のための第1光信号の入力を受け、該第1光信号に応じた電気信号を出力する受光素子と、
    前記受光素子から出力される前記電気信号に基づきロジック信号を生成し、該ロジック信号を前記内部回路に出力する信号処理回路と、を有する、半導体ウェハ。
  2. 前記検査用デバイスは、ダイシングストリートに形成されている、請求項1記載の半導体ウェハ。
  3. 前記チップ形成領域内に形成され前記内部回路から出力信号を出力する出力端子を更に備え、
    前記検査用デバイスは、
    前記出力端子に電気的に接続されると共に第2光信号が入力されている間において前記出力信号に応じた信号を出力するスイッチ部を更に有する、請求項1又は2記載の半導体ウェハ。
  4. 前記信号処理回路は、
    前記受光素子から出力される前記電気信号を所定の増幅度で増幅するアンプと、
    前記アンプによって増幅された前記電気信号に基づき前記ロジック信号を生成し、該ロジック信号を前記内部回路に出力するディスクリミネータと、を有する、請求項1〜3のいずれか一項記載の半導体ウェハ。
  5. 前記チップ形成領域内に形成され前記内部回路へ入力信号を入力する入力端子を更に備え、
    前記信号処理回路は、
    前記ロジック信号が前記入力端子を介さずに前記内部回路に入力されるように、前記入力端子を迂回する配線を介して前記内部回路に接続されている、請求項1〜4のいずれか一項記載の半導体ウェハ。
JP2017139298A 2017-07-18 2017-07-18 半導体ウェハ Pending JP2019021776A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017139298A JP2019021776A (ja) 2017-07-18 2017-07-18 半導体ウェハ
KR1020207003854A KR20200031639A (ko) 2017-07-18 2018-06-13 반도체 웨이퍼
US16/631,507 US20200176339A1 (en) 2017-07-18 2018-06-13 Semiconductor wafer
PCT/JP2018/022594 WO2019017121A1 (ja) 2017-07-18 2018-06-13 半導体ウェハ
CN201880047476.7A CN110892517A (zh) 2017-07-18 2018-06-13 半导体晶圆
TW107122009A TW201908756A (zh) 2017-07-18 2018-06-27 半導體晶圓

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017139298A JP2019021776A (ja) 2017-07-18 2017-07-18 半導体ウェハ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2019021776A true JP2019021776A (ja) 2019-02-07

Family

ID=65015224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017139298A Pending JP2019021776A (ja) 2017-07-18 2017-07-18 半導体ウェハ

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20200176339A1 (ja)
JP (1) JP2019021776A (ja)
KR (1) KR20200031639A (ja)
CN (1) CN110892517A (ja)
TW (1) TW201908756A (ja)
WO (1) WO2019017121A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021044509A (ja) * 2019-09-13 2021-03-18 キオクシア株式会社 半導体装置、及び、半導体記憶装置
CN113075533B (zh) 2021-03-25 2021-12-17 长鑫存储技术有限公司 芯片检测方法及芯片检测装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6213046A (ja) * 1985-07-05 1987-01-21 アイテイ−テイ−・インダストリ−ズ・インコ−ポレ−テツド 集積回路試験
JP2004047535A (ja) * 2002-07-09 2004-02-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置用ウエハ及び半導体装置
JP2007258728A (ja) * 2007-04-02 2007-10-04 Fujitsu Ltd ウエハーレベルパッケージ及びウエハーレベルパッケージを用いた半導体装置の製造方法
JP2013195254A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Shinshu Univ 放射線測定装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04139846A (ja) * 1990-10-01 1992-05-13 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路テスト装置
JPH04258773A (ja) * 1991-02-12 1992-09-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電子回路試験装置
JP4067987B2 (ja) * 2003-03-04 2008-03-26 Necエレクトロニクス株式会社 検査回路、並びに半導体集積回路装置及びその検査方法
US20060103378A1 (en) * 2004-11-12 2006-05-18 Nader Pakdaman Apparatus and method for dynamic diagnostic testing of integrated circuits
JP4663357B2 (ja) 2005-03-15 2011-04-06 株式会社沖データ 半導体装置
KR20140095387A (ko) * 2013-01-24 2014-08-01 삼성전자주식회사 광 소자를 포함하는 웨이퍼의 테스트 시스템 및 웨이퍼 테스트 방법
KR20170070434A (ko) * 2015-12-14 2017-06-22 삼성전자주식회사 반도체 장치의 테스트 구조, 테스트 시스템 및 반도체 장치의 웨이퍼 레벨 테스트 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6213046A (ja) * 1985-07-05 1987-01-21 アイテイ−テイ−・インダストリ−ズ・インコ−ポレ−テツド 集積回路試験
JP2004047535A (ja) * 2002-07-09 2004-02-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置用ウエハ及び半導体装置
JP2007258728A (ja) * 2007-04-02 2007-10-04 Fujitsu Ltd ウエハーレベルパッケージ及びウエハーレベルパッケージを用いた半導体装置の製造方法
JP2013195254A (ja) * 2012-03-21 2013-09-30 Shinshu Univ 放射線測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW201908756A (zh) 2019-03-01
WO2019017121A1 (ja) 2019-01-24
US20200176339A1 (en) 2020-06-04
KR20200031639A (ko) 2020-03-24
CN110892517A (zh) 2020-03-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2019021778A (ja) 半導体製造方法及びウェハ検査方法
US6549022B1 (en) Apparatus and method for analyzing functional failures in integrated circuits
US10852246B2 (en) Pattern structure inspection device and inspection method
US9651610B2 (en) Visible laser probing for circuit debug and defect analysis
JP4846902B2 (ja) 赤外レーザ・プローブを用いて集積回路における電圧を直接測定する方法および装置
JP2005517188A (ja) 集積回路の動的診断テスティング装置および方法
JP2019021776A (ja) 半導体ウェハ
WO2011131349A1 (en) Methods of processing and inspecting semiconductor substrates
US9291576B2 (en) Detection of defect in die
US9599667B1 (en) Visible light laser voltage probing on thinned substrates
JP2019021777A (ja) 半導体ウェハ
CN108369211B (zh) 检查装置及检查方法
JP7186934B1 (ja) 半導体故障解析装置及び半導体故障解析方法
WO2023002688A1 (ja) 半導体故障解析装置及び半導体故障解析方法
CN112485272B (zh) 半导体检测装置及检测方法
US20230087835A1 (en) Semiconductor failure analysis device
EP3467483B1 (en) Pattern structure inspection device and inspection method
CN117747467A (zh) 一种晶圆的缺陷检测装置
KR20220062130A (ko) 전자광학 파형 분석 프로세스
JP2007064639A (ja) 受光素子の検査装置

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170810

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20170810

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200707

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210817

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20211014

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20220222