JP2023035742A - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】裏面照射型の撮像デバイスに照射される光の光強度分布の面内均一性を向上させることができる検査装置及び検査方法を提供する。【解決手段】ステージ１８は、透明ガラス７２を含み、ウェーハＷが載置される透光部７０と、透光部７０を間に挟みウェーハＷと対向する位置に配置され、透光部７０に向けて光を出射する照明部５０と、透光部７０と照明部５０との間であって透光部７０から照明部５０の側に離間した位置に配置され、照明部５０からの光が拡散しながら透過する光拡散部８０と、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、裏面照射型の撮像デバイスの電気的特性を検査する検査装置及び検査方法に関する。

特許文献１には、半導体ウェーハに形成された裏面照射型の撮像デバイスの電気的特性を検査する検査装置が開示されている。

特許文献１に開示された検査装置は、半導体ウェーハが載置される載置台としてのステージを備えている。このステージは、裏面照射型の撮像デバイスの裏面（配線層が設けられた側とは反対側の面）とステージとが対向する形態で半導体ウェーハが載置されるものである。ステージは、光透過材料からなる平板部材を含み、半導体ウェーハが載置される透過部と、透過部を間に挟み半導体ウェーハと対向する位置に配置され、透過部に向けて光を出射する光出射部と、を有している。この構成によれば、ステージ上の半導体ウェーハと対向する位置に設けられた光出射部からの光が半導体ウェーハ（裏面照射型の撮像デバイスの裏面）に対し照射されるので、裏面照射型の撮像デバイスの電気的特性を検査することが可能となっている。

特開２０２０－６８３２９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された検査装置では、透過部は、平板部材が透明ガラスからなり、平板部材の光出射面（半導体ウェーハ側の面）又は光入射面（半導体ウェーハとは反対側の面）が砂ずり面で構成されたものである。このように透過部に拡散機能（砂ずり面）を設けた構成では、透過部の拡散機能と半導体ウェーハとの距離を十分に確保できない。そのため、この距離が短すぎると光出射部からの光について十分な拡散効果が得られない場合があり、透過部から出射される光の光強度分布を均一にすることが課題となっている。特に近年における撮像デバイスの高密度化や小型化に伴い、光強度分布の面内均一性を向上させることがより一層必要となっている。

本発明はこのような問題に鑑みて成されたものであり、裏面照射型の撮像デバイスに照射される光の光強度分布の面内均一性を向上させることができる検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の検査装置は、半導体ウェーハに形成された裏面照射型の撮像デバイスを検査する検査装置であって、撮像デバイスの裏面が対向した状態で半導体ウェーハが載置されるステージを備え、ステージは、平板状の光透過部材を含み、半導体ウェーハが載置される透光部と、透光部を間に挟み半導体ウェーハと対向する位置に配置され、透光部に向けて光を出射する照明部と、透光部と照明部との間であって透光部から照明部の側に離間した位置に配置され、照明部からの光が拡散しながら透過する光拡散部と、を有する。

本発明の一形態は、透光部は、光透過部材を加熱するヒータを含むことが好ましい。

本発明の一形態は、ヒータは、透明導電膜と、透明導電膜に電力を供給するための一対の電極と、を有し、透明導電膜と一対の電極は、光透過部材の光拡散部の側の面に形成されることが好ましい。

本発明の一形態は、光透過部材は、平面視において矩形状に形成され、一対の電極は、透明ガラスの互いに対向する２つの縁部に沿って互いに平行に対向配置され、透明導電膜は、一対の電極の間に平面視において矩形状に形成されることが好ましい。

本発明の一形態は、透光部は、照明部から半導体ウェーハに向けて照射された光の反射を抑制する光反射防止部を有することが好ましい。

本発明の一形態は、光反射防止部は、光透過部材の光拡散部の側の面に膜状に形成された光反射防止膜であることが好ましい。

上記目的を達成するために、本発明の検査方法は、半導体ウェーハに形成された裏面照射型の撮像デバイスを検査する検査方法であって、撮像デバイスの裏面が対向した状態で半導体ウェーハをステージに載置するウェーハ載置工程と、撮像デバイスの表面の電極に対して、プローブカードのプローブ針を接触させる接触工程と、撮像デバイスの裏面に対して光を照射する照明工程と、接触工程と照明工程とが行われた状態で撮像デバイスの検査を行う検査工程と、を備え、ステージは、透光部と照明部との間であって透光部から照明部の側に離間した位置に配置され、照明部からの光が拡散しながら透過する光拡散部を有し、照明工程は、照明部から光を出射し、出射した光を光拡散部によって拡散し、拡散した光を透光部を介して撮像デバイスの裏面に照射する。

本発明によれば、裏面照射型の撮像デバイスに照射される光の光強度分布の面内均一性を向上させることができる。

図１は、撮像デバイスが形成されたウェーハの平面図である。 図２は、撮像デバイスの概略構成を示した断面図である。 図３は、実施形態の検査装置の概略構成を示した正面図である。 図４は、ステージの概略構成を示した断面図である。 図５は、ヒータの概略構成を示した平面図である。 図６は、実施形態の検査装置を用いた検査方法の一例を示したフローチャートである。 図７は、円形状ヒータと矩形状ヒータとの効果の違いを説明するための説明図である。

以下、添付図面に従って本発明に係る検査装置及び検査方法の実施形態について詳説する。

まず、実施形態に係る検査装置（プローバ）１０（図３参照）について説明する前に、実施形態の検査装置１０によって電気的特性が検査される裏面照射型の撮像デバイス（以下、「撮像デバイス」と略称する場合もある。）１００（図１及び図２参照）について説明する。

図１は、撮像デバイス１００が形成された半導体ウェーハ（以下、「ウェーハ」と略称する。）Ｗの平面図であり、図２は、撮像デバイス１００の概略構成を示した断面図である。図２に示す撮像デバイス１００は、図１に示すように、円板状のウェーハＷの表面に複数形成されている。

撮像デバイス１００は、固体撮像素子の一種であり、図２に示すように、受光素子であるフォトダイオード１０２と、複数の配線１０４を有する配線層１０６とを備えている。また、撮像デバイス１００は、配線層１０６の側をウェーハＷの表面側とした場合に、ウェーハＷの裏面側に照射された光Ｌをフォトダイオード１０２に受光させるためのレンズ１０８を備えている。また、レンズ１０８とフォトダイオード１０２との間にはフィルタ１１０が備えられ、フィルタ１１０は、赤色カラーフィルタ１１２と、青色カラーフィルタ１１４と、緑色カラーフィルタ１１６とを有している。

撮像デバイス１００の表面（ウェーハＷの表面と同じ。）には、複数の電極パッド１１８が形成されており、これらの電極パッド１１８は配線層１０６の配線１０４に電気的に接続されている。配線１０４は、撮像デバイス１００の内部の回路素子に電気信号を入力する機能の他、回路素子からの電気信号を撮像デバイス１００の外部に出力する機能を有している。なお、図１に示すように、ウェーハＷの外周部分には、撮像デバイス１００が存在しない非デバイス形成領域１２０が形成されている。この非デバイス形成領域１２０は、ウェーハＷの搬送（ロード及びアンロード）時及びウェーハＷの固定時等に使用される領域として機能する。

次に、実施形態の検査装置１０について説明する。図３は、実施形態の検査装置１０の概略構成を示した正面図であり、検査装置１０の内部構造が示されている。

検査装置１０は、ウェーハＷに形成された複数の撮像デバイス１００（図１参照）の電気的特性の検査を行うものである。検査装置１０は、図３に示すように、プローバ室１２と、プローバ室１２に隣接して配置されるローダ室１４と、プローバ室１２を上部から覆うように配置されるテスタ１６とを備えている。

プローバ室１２は、ステージ１８を備えており、このステージ１８にウェーハＷが載置される。ステージ１８は、本発明のステージの一例である。また、ステージ１８は、ステージ１８に対するウェーハＷの位置を固定するために、例えば、ウェーハＷの非デバイス形成領域１２０（図１参照）をステージ１８に固定する固定手段（不図示）を有する。更に、ステージ１８は、後述するプローブカード２０のプローブ針２２をウェーハＷの表面の電極パッド１１８に接触させるために、例えば、ＸＹＺの３軸方向に移動し、且つＺ軸周りに回転する移動回転機構を備えている。

プローバ室１２におけるステージ１８の上方には、ステージ１８に対向するように上記のプローブカード２０が配置される。プローブカード２０は、ウェーハＷの複数の電極パッド１１８に対応するように形成された複数のプローブ針２２を有している。

プローブカード２０は、インターフェース２４を介してテスタ１６に接続される。それぞれのプローブ針２２が撮像デバイス１００の電極パッド１１８に接触された場合、それぞれのプローブ針２２は、テスタ１６からインターフェース２４を介して送られた電源及び信号を撮像デバイス１００に供給する機能、及び撮像デバイス１００からの信号を、インターフェース２４を介してテスタ１６に伝送する機能を有する。

プローブカード２０と撮像デバイス１００との相対位置は、ステージ１８が備える上記の移動回転機構によって調整され、また、この移動回転機構によって電極パッド１１８がプローブ針２２に接触される。具体的に説明すると、移動回転機構によってステージ１８を水平方向に移動させるとともに必要に応じて回転させて、プローブ針２２の下方に電極パッド１１８を位置させる。その後、移動回転機構によってステージ１８を上昇移動させる。この動作によって電極パッド１１８がプローブ針２２に接触される。

ローダ室１４は、ウェーハＷを収容する容器（不図示）と、容器に収容されているウェーハＷを取り出してプローバ室１２のステージ１８へ搬送する搬送部（不図示）とを有している。また、上記の搬送部は、撮像デバイス１００の電気的特性の検査が終了したウェーハＷをステージ１８から取り出し、容器に返送して収容する機能も有している。

検査装置１０は、コントローラ２６を有する。コントローラ２６は、配線２８を介してステージ１８に接続され、また、配線３０を介してコンピュータ３２に接続されている。コントローラ２６は、コンピュータ３２からの入力信号に基づいて、ステージ１８の後述する照明部５０（図４参照）による照射光の照射を制御する。また、プローバＣＰＵとしてのコントローラ２７は、ステージ１８の温度を測定する温度測定部（不図示）からの入力信号に基づいて、ステージ１８の後述するヒータ６０（図４参照）を制御する。

コンピュータ３２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：不図示）と、ＲＯＭ（Read Only Memory：不図示）及びＲＡＭ（Random Access Memory：不図示）等のメモリとを備えている。

上記のＣＰＵは、プロセッサの一例であり、上記のメモリに記憶されているプログラムを実行することにより、検査装置１０の制御部として機能する。上記のＲＯＭには、ＣＰＵが実行するプログラム、及び制御等に必要な各種データが格納される。そして、上記のＲＡＭは、ＣＰＵが各種処理を行う際の作業領域として使用される。

また、コンピュータ３２は、表示部３４と接続される。表示部３４としては、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、有機ＥＬディスプレイ（Organic Light Emitting Diode）又はタッチパネルを備えたタッチパネルディスプレイを採用できる。

一方、テスタ１６は、配線３８を介してコンピュータ３２に接続される。コンピュータ３２は、テスタ１６を介して送られる撮像デバイス１００からの信号に基づいて撮像デバイス１００の良否を判断する。

また、検査装置１０は、操作部４０を備える。操作部４０は、オペレータが指示を入力したり、オペレータに対して情報を表示したりするためのものであり、例えば、タッチパネル又はキーボード等を有する表示パネル４２が採用されている。

上記の如く構成された検査装置１０によれば、撮像デバイス１００の電気的特性の検査を行う場合、コンピュータ３２が、撮像デバイス１００（図１参照）とプローブ針２２を介して接続されたテスタ１６にデータを送信する。そして、コンピュータ３２が、送信されたデータがテスタ１６によって正しく処理されたか否かをテスタ１６からの電気信号に基づいて判定する。

次に、ステージ１８の構成について説明する。図４は、ステージ１８の概略構成を示した断面図である。なお、図４では、本発明の内容を分かり易く説明するために、各部材の大きさを実寸法ではなく誇大示している部分もある。

ステージ１８には、撮像デバイス１００（図２参照）の裏面（レンズ１０８の側の面）が対向する状態でウェーハＷが載置される。ステージ１８は、図４に示すように、透光部７０と、照明部５０と、光拡散部８０とを有している。透光部７０は本発明の透光部の一例であり、照明部５０は本発明の照明部の一例であり、光拡散部８０は本発明の光拡散部の一例である。

透光部７０は、平板状の光透過部材の一例である透明ガラス７２を含み、透明ガラス７２の上面７２Ａに、ウェーハＷの裏面が当接した状態でウェーハＷが載置される。すなわち、透明ガラス７２の上面７２Ａが、ステージ１８におけるウェーハＷの載置面として構成される。なお、本例の透明ガラス７２は、ウェーハＷをロード及びアンロードするためのリフトピン用の孔を有しておらず、ウェーハＷのロード及びアンロードは、ウェーハＷの非デバイス形成領域１２０を支持して搬送する上面搬送機構が採用されている。

透明ガラス７２は、その上面７２ＡにウェーハＷが載置された場合に、ウェーハＷの外周部ＷＡが透明ガラス７２の縁部７２Ｂからはみ出さない大きさ及び形状に構成される。具体的に実施形態の透明ガラス７２は、後述するヒータ６０による透明ガラス７２の温度分布を向上（均一化）させるために、平面視において正方形又は長方形等の矩形状に構成されることが好ましい。

このように矩形状に構成される透明ガラス７２は、少なくともその一辺（透明ガラス７２が正方形の場合は一辺、透明ガラス７２が長方形の場合は短辺）が、ウェーハＷの径（ウェーハＷが真円の場合は直径、ウェーハＷが楕円形の場合は長径）よりも長めに構成される。これにより、ウェーハＷは、その外周部ＷＡが透明ガラス７２の縁部７２Ｂからはみ出さないように透明ガラス７２の上面７２Ａに載置可能となる。例えば、半導体ウェーハＷの径が３００ｍｍの場合、透明ガラス７２の一辺は３５０ｍｍ程度であることが好ましい。なお、ウェーハＷの載置面を構成する透明ガラス７２が矩形状に構成されていれば、ステージ１８全体の平面形状は矩形状に限らず円形状でもよいし、多角形状であってもよい。また、透明ガラス７２の上面７２Ａには、ウェーハＷの外周部分を保持する不図示のバキューム溝が円弧状に配置される。透明ガラス７２の上面７２Ａは、ウェーハＷとの接触により傷付く場合があるので、透光部７０は交換可能となっている。

透明ガラス７２は、上面７２Ａ又は下面７２Ｃに砂ずり加工等の光拡散加工を施していないものが採用されている。すなわち、透明ガラス７２の上面７２Ａ及び下面７２Ｃは平滑面として形成されており、透明ガラス７２自体は光拡散機能を有してない。また、透明ガラス７２としては、例えば、石英ガラス、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス又はホウ珪酸ガラス等の無機ガラスが採用される。なお、透明ガラス７２は無色透明である。

図４に示すように、照明部５０は、透光部７０を間に挟みウェーハＷと対向する位置に配置されている。また、照明部５０は、透光部７０に向けて、すなわち、ウェーハＷに向けて光を出射する光源を有する。光源として本例の照明部５０は、例えば、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）５２を有し、ＬＥＤ５２は、ＬＥＤ基板５４に配置されている。ＬＥＤ基板５４には、ＬＥＤ５２を制御するための配線パターン（不図示）が形成されている。

ＬＥＤ５２はそれぞれ、ウェーハＷに向かう方向に指向性を有し、且つ撮像デバイス１００の検査範囲の波長の光を含む光を出射する。検査範囲の波長の光とは、例えば、可視光領域の波長の光であるが、撮像デバイス１００の種類によっては、赤外光等の可視光領域外の波長の光を含んでいてもよい。

ＬＥＤ基板５４において、ＬＥＤ５２が配置されているＬＥＤ配置領域は、ステージ１８を上方から見た場合、ステージ１８に固定されたウェーハＷと重なる領域に設定される。また、ＬＥＤ配置領域の大きさは、ウェーハＷ全体を効果的に照射する観点から、ウェーハＷと略等しいかウェーハＷよりも若干大きいことが好ましい。また、ＬＥＤ５２は、ウェーハＷ全体を略均一な明るさで照射する観点から、ＬＥＤ配置領域内において等間隔で設けられていることが好ましい。全てのＬＥＤ５２の点灯及び消灯は、コントローラ２６（図３参照）によって行われ、コントローラ２６は一例として全てのＬＥＤ５２を１つのユニットとして一括制御する。

また、照明部５０は、放熱板５６を有する。放熱板５６は、ＬＥＤ基板５４のＬＥＤ配置面である上面とは反対側の下面に設けられている。放熱板５６は、ＬＥＤ５２からＬＥＤ基板５４に伝わったＬＥＤ５２の熱をステージ１８の外部に放出する機能を有し、例えば、熱伝導率の高いアルミニウム等の金属材料から構成されている。なお、放熱板５６には、ＬＥＤ５２を冷却するための冷却機構が設けられていてもよい。

以上が照明部５０の構成であるが、照明部５０としては、ＬＥＤ５２に代えてキセノンランプ又はハロゲンランプ等の高輝度放電ランプを採用してもよい。

光拡散部８０は、図４に示すように、照明部５０と透光部７０との間に配置されている。具体的に説明すると、光拡散部８０は、透光部７０から照明部５０の側に離間して配置される。また、光拡散部８０は、照明部５０から透光部７０の側に離間して配置される。すなわち、本例の光拡散部８０は、照明部５０及び透光部７０に対して単独で設けられている。

光拡散部８０は、照明部５０からの光を拡散しながら透過する機能を有する。光拡散部８０としては、例えば、透明のシート８２を有し、その表面に窪みを設けることで光を拡散する機能を有するものが採用される。上記のシート８２としてはガラス製であってもよく、ポリカーボネート又はポリスチレン等の樹脂製であってもよい。樹脂製の場合は、シート８２の表面に数ミクロンから数百ミクロンの小径の窪みを多数形成可能である点で、例えばガラス製のシートの場合と比較して点光源であるＬＥＤ５２からの光を効果的に拡散できる利点がある。

上記の如く構成された光拡散部８０は、照明部５０からウェーハＷの方向に向けて出射された光を拡散させながら透過して出射する。このとき、光拡散部８０から出射された光は、ウェーハＷと平行な面内において光強度分布が略均一となる。そして、上記の光は、透明ガラス７２の下面７２Ｃから透明ガラス７２の内部に入射して上面７２Ａから出射し、ウェーハＷの裏面を照射する。これにより、ステージ１８に固定されたウェーハＷの裏面の全面を略均一な明るさで照射することができる。

また、透光部７０は、ヒータ６０を有する。ヒータ６０は、透明ガラス７２と光拡散部８０との間に配置される。ヒータ６０は、透明ガラス７２を加熱することで、透明ガラス７２に載置された撮像デバイス１００の温度を所望の検査温度に調整する。

図５は、本例のヒータ６０の概略構成を示した平面図である。ヒータ６０は、照明部５０（図４参照）からの光が透過するように光透過材料によって構成される。具体的に説明すると、ヒータ６０は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜からなる透明導電膜６２と、透明導電膜６２に電力を供給する一対のバスバー６４、６４とを有する。透明導電膜６２は本発明の透明導電膜の一例であり、バスバー６４は本発明の電極の一例である。

透明導電膜６２は、例えば真空蒸着処理等の成膜処理により透明ガラス７２の下面７２Ｃ（光拡散部８０の側の面）に膜状に形成される。また、一対のバスバー６４、６４は、例えば導電性ペーストを透明ガラス７２の下面７２Ｃに塗布することにより帯状又は線状に形成される。ヒータ６０がコントローラ２７（図３参照）によって制御されて、バスバー６４、６４を介して透明導電膜６２に電力が供給されると、透明導電膜６２が発熱する。これによって、透明ガラス７２が加熱される。また、ヒータ６０に給電される電力をコントローラ２７によって調整し、透明導電膜６２の発熱温度を調整することで透明ガラス７２の温度、換言すれば撮像デバイス１００の温度を調整できる。コントローラ２７による上記の電力調整は、ステージ１８の温度を測定する温度測定部（不図示）からの入力信号に基づいて行われる。

なお、実施形態の検査装置１０では、透明ガラス７２の下面７２Ｃ全体に形成された透明導電膜６２を有するヒータ６０を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、透明導電膜６２と一対のバスバー６４、６４とをＰＥＴ（polyethylene terephthalate）等の基材に形成し、この基材を透明のラミネート材によってラミネートしたシート状又はフィルム状のヒータを採用してもよい。また、撮像デバイス１００を加熱するヒータ６０の他に、撮像デバイス１００を冷却する冷却部を設けてもよい。冷却部は、例えば、透明ガラス７２の内部に冷媒流路を形成した構成でもよく、透明ガラス７２に冷媒管を接触させた構成でもよい。

透光部７０は、図４に示すように、光反射防止部９０を有する。光反射防止部９０は、透明ガラス７２と光拡散部８０との間に配置されている。光反射防止部９０は、本発明の光反射防止部の一例であり、照明部５０からウェーハＷに向けて照射された光が透光部７０で反射することを抑制する機能を有する。これにより、透光部７０の光透過率が向上する。

本例の光反射防止部９０は、一例として、透明ガラス７２の下面７２Ｃ（光拡散部８０の側の面）に膜状に形成された光反射防止膜９２が採用される。光反射防止膜９２は、本発明の光反射防止膜の一例であり、ＡＲ（Anti-Reflection）コーティングによりヒータ６０の透明導電膜６２に積層する態様で形成されている。なお、このような積層形態に限定されるものではなく、光反射防止膜９２と透明導電膜６２との積層態様を逆にしたものでもよい。つまり、透明ガラス７２の下面７２Ｃに光反射防止膜９２をコーティングし、この光反射防止膜９２に透明導電膜６２をコーティングしたものでもよい。また、光反射防止部９０は、光反射防止膜９２に限定されるものではなく、例えば、表面がモスアイ構造のシート状又はフィルム状の光反射防止材を透明ガラス７２の下面７２Ｃに配置することで光反射防止部９０を構成してもよい。

上記の如く構成された透光部７０は、例えば、透明ガラス７２の縁部７２Ｂに設けられた支持部材９４を介して照明部５０のＬＥＤ基板５４に支持される。

次に、実施形態の検査装置１０を用いた撮像デバイス１００の検査方法の一例について図６を参照しながら説明する。図６は、実施形態の検査装置１０を用いた撮像デバイス１００の検査方法の一例を示したフローチャートである。なお、この検査装置１０を用いた検査方法は、１回の検査で１つの撮像デバイス１００を検査するものであってもよいし、１回の検査で複数の撮像デバイス１００を検査するものであってもよい。

まず、ウェーハ載置工程（Ｓ１）が実行される。ウェーハ載置工程（Ｓ１）では、まず、ローダ室１４の容器から搬送部によりウェーハＷが取り出されてプローバ室１２に搬送される。そして、ウェーハＷは、ウェーハＷに形成された撮像デバイス１００の裏面が透明ガラス７２の上面７２Ａに当接するように、ステージ１８に載置される。ウェーハ載置工程（Ｓ１）は、本発明のウェーハ載置工程に相当する。その後、ウェーハＷが固定部（不図示）によってステージ１８に固定される。

次に、接触工程（Ｓ２）が実行される。接触工程（Ｓ２）では、まず、ステージ１８を水平方向に移動させ、また必要に応じてθ方向に移動させて、検査対象の撮像デバイス１００の電極パッド１１８をプローブ針２２の下方に位置させる。その後、ステージ１８を上昇移動させて電極パッド１１８をプローブ針２２に接触させる。接触工程（Ｓ２）は、本発明の接触工程に相当する。

次に、照明工程（Ｓ３）が実行される。照明工程（Ｓ３）では、照明部５０の全てのＬＥＤ５２を点灯し、照明部５０から、撮像デバイス１００の裏面に向けて光を出射する。ここで、ＬＥＤ５２からの光は、ＬＥＤ５２からの出射直後では、ウェーハＷと平行な面内で光強度分布が均一ではないが、光拡散部８０を通過することにより拡散された状態でウェーハＷに向けて出射される。そして、上記の光は、（照明部５０から透光部７０の側に離間して配置された）透光部７０を介して撮像デバイス１００の裏面に照射される。これにより、ＬＥＤ５２からの光は、撮像デバイス１００の裏面に入射する際にはウェーハＷと平行な面内において光強度分布が均一となる。よって、実施形態の検査装置１０によれば、本例の光拡散部８０を備えることにより、ウェーハＷに対して面内で均一な光強度分布を有する光を照射できる。照明工程（Ｓ３）は、本発明の照明工程に相当する。

次に、検査工程（Ｓ４）が実行される。検査工程（Ｓ４）では、検査対象の撮像デバイス１００の電極パッド１１８にプローブ針２２を接触させつつ、撮像デバイス１００の裏面に光が照射された状態（すなわち、接触工程（Ｓ２）と照明工程（Ｓ３）とが行われた状態）で、撮像デバイス１００の電気的特性の検査が行われる。また、この検査中においては、不図示の温度測定部により、ウェーハＷの温度（実際には透明ガラス７２の温度）が測定され、その結果に基づいて、ヒータ６０が制御され、ウェーハＷの温度が所望の値に調整される。これにより、撮像デバイス１００の温度が検査で要求される温度に調整される。以後、全ての撮像デバイス１００の検査が完了するまで、接触工程（Ｓ２）以降の処理が繰り返し行われる。

以下、実施形態の効果について説明する。

実施形態の検査装置１０によれば、ステージ１８は、ウェーハＷが載置される側から順に、透光部７０、光拡散部８０、照明部５０により構成される。特に実施形態における光拡散部８０は、透光部７０から照明部５０の側に離間した位置に配置した構成、すなわち、透光部７０から光拡散機能を分離独立させた構成（光拡散部８０を単独配置した構成）が採用される。そのため、透光部７０に光拡散機能を設けた構成に比べて、ウェーハＷ（すなわち、撮像デバイス１００の裏面）と光拡散部８０との距離を十分に確保することが可能となる。これにより、光拡散部８０の配置の自由度（設計自由度）を高めることができる。これにより、照明部５０（ＬＥＤ５２）との距離を縮めたり、ウェーハＷとの距離を長くしたりすることを可能にし、ウェーハＷ（撮像デバイス１００）に対して照射される光の光強度分布の面内均一性を向上させることができる。その結果、裏面照射型の撮像デバイス１００の検査精度を高めることが可能となる。

また、実施形態の検査装置１０によれば、上述のとおり、透光部７０から光拡散機能を分離独立させた構成（光拡散部８０を単独配置した構成）が採用されるため、透光部７０に配置されるヒータ６０からも光拡散部８０を離間させることが可能となる。これにより、ヒータ６０の熱による光拡散部８０の変形を抑制することが可能となる。そのため、光拡散部８０を透過する光の屈折率の変化を防止することが可能となり、ヒータ６０の熱に影響を受けることなく、光拡散部８０の拡散方向の安定化を図ることができる。その結果、透光部７０にヒータ６０を設けた構成においても、ウェーハＷに対して照射される光の光強度分布の面内均一性を確保することができる。

また、実施形態の検査装置１０によれば、上記構成により光拡散部８０をヒータ６０からの熱の影響を受けない位置に配置できるので、ヒータ６０の熱から光拡散部８０を保護できる。また同様に、光拡散部８０を照明部５０からの熱の影響を受けない位置に配置できるので、照明部５０の熱から光拡散部８０を保護できる。

更に、実施形態の検査装置１０によれば、ヒータ６０は、透明導電膜６２と、透明導電膜６２に電力を供給するための一対のバスバー６４、６４とを有し、透明導電膜６２と一対のバスバー６４、６４を透明ガラス７２の下面７２Ｃに形成した構成が採用されるので、透光部７０の厚さを厚くすることなく、ヒータ６０を透光部７０に配置できる。これにより、透光部７０の小型化を実現できる。

また、実施形態の検査装置１０によれば、図５で示すように、透明ガラス７２を、平面視において矩形状に形成し、また、一対のバスバー６４、６４を、透明ガラス７２の互いに対向する２つの縁部７２Ｂ、７２Ｂに沿って互いに平行に対向配置し、透明導電膜６２を、一対のバスバー６４、６４の間に平面視で矩形状に形成した。すなわち、実施形態では、上記のように構成される矩形状ヒータが採用されるので、透明導電膜６２の面内で発生する熱が均一になり、透明ガラス７２に載置されたウェーハＷの全面を均一な温度で加熱できる。その結果として、実施形態の検査装置１０は、温度差によって撮像デバイス１００毎に生じる検査結果のばらつきを抑制できるので、撮像デバイス１００の検査精度がより一層向上する。

ここで、実施形態における矩形状ヒータの効果を説明するために、図７を参照しながら比較例としての円形状ヒータとの違いについて詳しく説明する。図７は、円形状ヒータと矩形状ヒータとの効果の違いを説明するための図である。なお、図７において、７Ａは円形状ヒータ２００の概略構成を示した平面図であり、７Ｂは矩形状のヒータ６０の概略構成を示した平面図を示している。

図７の７Ａに示すように、円形状ヒータ２００は、半円弧状に配置された一対のバスバー２０２と、その一対のバスバー２０２の間に配置された円形状の透明導電膜２０４とを有する。円形状ヒータ２００は、主として円板状の透明ガラスにより構成されることが考えられる。しかしながら、円形状ヒータ２００においては、一対のバスバー２０２、２０２間の距離（一対のバスバー２０２、２０２の対向方向の距離）ａが一定ではない、すなわち、一対のバスバー２０２、２０２の対向方向に直交する方向の位置によって上記距離ａが異なるので、透明導電膜２０４の面内で発生する温度が不均一になる。その結果として、円形状ヒータ２００では、ウェーハＷの全面を均一な温度で調整することが困難となる。

これに対して、図７の７Ｂで示す実施形態における矩形状のヒータ６０は、一対のバスバー６４、６４間の距離（一対のバスバー６４、６４の対向方向の距離）ｂがどの位置においても一定であるので、矩形状の透明導電膜６２の面内で発生する温度が均一となる。その結果として、矩形状のヒータ６０では、ウェーハＷの全面を均一な温度で調整することが可能となる。

したがって、実施形態の検査装置１０は、上記のように構成される矩形状のヒータ６０を備えることにより、円形状ヒータ２００に比べて、ウェーハＷの面内における温度分布の安定化を図ることができ、撮像デバイス１００の検査精度を更に向上させることが可能となる。

また、実施形態の検査装置１０によれば、透光部７０として、透明ガラス７２と光拡散部８０との間に光反射防止部９０を配置した構成が採用される。特に実施形態においては、好ましい態様の１つとして、光反射防止部９０が、透明ガラス７２の下面７２Ｃに膜状に形成された光反射防止膜９２により構成される。これにより、透光部７０を通過する光の光透過率が向上することが可能となると共に、ステージ１８の透光部７０を薄型化して小型化を実現することが可能となる。また、ＬＥＤ５２の数を削減することができ、ＬＥＤ５２の設置スペースの省スペース化と省エネ化を図ることができる。

また、実施形態の検査装置１０は、ウェーハＷの非デバイス形成領域１２０を支持して搬送する上面搬送機構によりウェーハＷのロード及びアンロードを行っている。これにより、ウェーハＷをロード及びアンロードするためのリフトピン用の孔を透明ガラス７２に開ける必要がないので、透明ガラス７２の光透過率が一定となり、その結果、ウェーハＷの検査精度が更に向上する。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上の例に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変形を行ってもよいのはもちろんである。以下、いくつかの変形例を示す。

［変形例１］
上記の実施形態では、ウェーハＷが載置される透明ガラス７２において、平面視で矩形状のものを例示したが、透明ガラス７２の形状はこれに限定されるものではなく、平面視において円形状に形成されたものでもよい。

［変形例２］
上記の実施形態では、透光部７０を構成する平板状の光透過部材の一例として透明ガラス７２を例示したが、これに限らず、透明ガラス７２に代えて、例えばアクリルや塩化ビニル等の透明プラスチック板を採用してもよい。

Ｗ…ウェーハ、１０…検査装置、１２…プローバ室、１４…ローダ室、１６…テスタ、１８…ステージ、２０…プローブカード、２２…プローブ針、２４…インターフェース、２６…コントローラ、２７…コントローラ（プローバＣＰＵ）２８…配線、３０…配線、３２…コンピュータ、３４…表示部、３８…配線、４０…操作部、４２…表示パネル、５０…照明部、５２…ＬＥＤ、５４…ＬＥＤ基板、５６…放熱板、６０…ヒータ、６２…透明導電膜、６４…バスバー（電極）、７０…透光部、７２…透明ガラス、８０…光拡散部、８２…シート、９０…光反射防止部、９２…光反射防止膜、１００…撮像デバイス、１０２…フォトダイオード、１０４…配線、１０６…配線層、１０８…レンズ、１１０…フィルタ、１１２…赤色カラーフィルタ、１１４…青色カラーフィルタ、１１６…緑色カラーフィルタ、１１８…電極パッド、１２０…非デバイス形成領域

Claims (7)

1. 半導体ウェーハに形成された裏面照射型の撮像デバイスを検査する検査装置であって、
   前記撮像デバイスの裏面が対向した状態で前記半導体ウェーハが載置されるステージを備え、
   前記ステージは、
   平板状の光透過部材を含み、前記半導体ウェーハが載置される透光部と、
   前記透光部を間に挟み前記半導体ウェーハと対向する位置に配置され、前記透光部に向けて光を出射する照明部と、
   前記透光部と前記照明部との間であって前記透光部から前記照明部の側に離間した位置に配置され、前記照明部からの光が拡散しながら透過する光拡散部と、
   を有する、
   検査装置。
2. 前記透光部は、前記光透過部材を加熱するヒータを含む、
   請求項１に記載の検査装置。
3. 前記ヒータは、透明導電膜と、前記透明導電膜に電力を供給するための一対の電極と、を有し、
   前記透明導電膜と前記一対の電極は、前記光透過部材の前記光拡散部の側の面に形成される、
   請求項２に記載の検査装置。
4. 前記光透過部材は、平面視において矩形状に形成され、
   前記一対の電極は、前記光透過部材の互いに対向する２つの縁部に沿って互いに平行に対向配置され、
   前記透明導電膜は、前記一対の電極の間に平面視において矩形状に形成される、
   請求項３に記載の検査装置。
5. 前記透光部は、前記照明部から前記半導体ウェーハに向けて照射された光の反射を抑制する光反射防止部を有する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の検査装置。
6. 前記光反射防止部は、前記光透過部材の前記光拡散部の側の面に膜状に形成された光反射防止膜である、
   請求項５に記載の検査装置。
7. 半導体ウェーハに形成された裏面照射型の撮像デバイスを検査する検査方法であって、
   前記撮像デバイスの裏面が対向した状態で前記半導体ウェーハをステージに載置するウェーハ載置工程と、
   前記撮像デバイスの表面の電極に対して、プローブカードのプローブ針を接触させる接触工程と、
   前記撮像デバイスの裏面に対して光を照射する照明工程と、
   前記接触工程と前記照明工程とが行われた状態で前記撮像デバイスの検査を行う検査工程と、
   を備え、
   前記ステージは、透光部と照明部との間であって前記透光部から前記照明部の側に離間した位置に配置され、前記照明部からの光が拡散しながら透過する光拡散部を有し、
   前記照明工程は、前記照明部から光を出射し、出射した前記光を前記光拡散部によって拡散し、拡散した前記光を前記透光部を介して前記撮像デバイスの裏面に照射する、
   検査方法。

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