JP5957852B2 - 半導体装置の検査装置及び検査方法 - Google Patents
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熱することが困難であった。これはガラスの熱伝導率が金属に比べて小さいためである。
また、ステージを金属で製造すると、半導体チップを容易に加熱できるが、金属製のステージは観察光を透過させないので、半導体チップの上方から観察しなければならない。このために、金属製のステージを有する検査装置では、裏面観察ができなかった。
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、半導体装置からのエミッションの検出を加熱しながら行えるようにすることを目的とする。
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、典型例及び説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない。
ば、照射光の波長や、半導体回路で発生する微弱光の波長によっては、Si基板を有する半導体チップ2にGaAs製の観察ステージ16を使用することもできるし、GaAs基板を有する半導体チップ2にSi製の観察ステージ16を使用することも可能である。
最初に、検査対象となる半導体チップ2を観察ステージ16上に載置する。半導体チップ2は、例えば、Si基板の上にトランジスタなどの半導体素子と、多層の配線構造が形成されている。検査対象は、半導体装置が形成されたウェハや、ウェハ片であっても良い。この後、観察室11を閉じて外からの光を遮断すると暗室が形成される。さらに、処理部4が観察ステージ16のヒータ25に通電する。観察ステージ16は、半導体チップ2の基板2Bと同じ材料、若しくは同等の熱伝導率を有する材料を用いて製造されている。特に、このケースでは、観察ステージ16は低抵抗のSiから製造されている。このために、半導体チップ2は、速やかに加熱される。この際、処理部4は、温度センサ26の出力をモニタしながら、半導体チップ2が所定の温度に加熱されるようにヒータ25の出力を制御する。ここで、この実施の形態では、同等の熱伝導率を有する半導体チップ2を観察ステージ16に密着させているので、均一な温度分布が得られ、半導体チップ2に直接に温度センサ26を取り付ける場合と同様の温度制御が可能になる。
また、検査装置1は、観察ステージ16を熱伝導率が良好なSiから製造した。Siは、熱伝導率が168W/mKで、従来のガラスの熱伝導率(1W/mK)に比べて非常に
大きい。このために、従来のガラス製のステージに比べて検査対象物を速やかに加熱できる。
第2の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。第1の実施の形態と同じ構成要素には同一の符号を付してある。また、第1の実施の形態と重複する説明は省略する。
図4の断面図と、図5の一部拡大図に示すように、検査装置51は、観察室11内に検査対象物であるウェハ52を保持する移動ステージ53を有する。移動ステージ53は、支持部材17に3方向に移動可能に支持されたベース部材54を有し、ベース部材54の先端にはウェハ52を保持するホルダ55が取り付けられている。ホルダ55は、ウェハ52の外形に合わせた開口部55Aが形成されている。例えば、円形のウェハ52に形成された複数の半導体チップ2が解析対象の場合、ホルダ55の中央にはウェハ52の外径より小さい径の開口部55Aが形成される。ホルダ55の裏面には、ウェハ52の外縁部分を吸着する不図示の吸着孔が複数形成されており、不図示の真空ポンプなどに接続されている。
での高さが既知なので、処理部4は、移動ステージ53を移動させて適切な固浸レンズ61〜64の上方にウェハ52の検査対象部位を配置する。
第3の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。第1、第2の実施の形態と同じ構成要素には同一の符号を付している。また、第1、第2の実施の形態と重複する説明は省略する。
まず、図10に示す観察ステージ91は、裏面を中心側が凸となる階段形状にし、各段
階に1つずつ固浸レンズ73を配置している。例えば、最も厚い中央部分の観察ステージ91Aの板厚はt4とし、その外側の2番目の厚い部分の観察ステージ91Bの板厚はt3とする。さらに外側の3番目の厚い部分の観察ステージ91Cの板厚はt2とする。最も外側で、最も薄い部分の観察ステージ92Dの板厚はt1とする。各固浸レンズ73のレンズ部82は、例えば、焦点距離が長い第4の半径r4とする。
(付記1)基板上に半導体回路が形成された半導体装置を下方から支持し、前記基板と同じ材料を用いた観察ステージと、前記観察ステージの下方に配置され、前記半導体装置で発生した光を撮像する撮像装置と、前記観察ステージに取り付けられ、前記半導体装置を加熱する加熱装置と、を含むことを特徴とする半導体装置の検査装置。
(付記2) 前記観察ステージがシリコンを含むことを特徴とする付記1に記載の半導体装置の検査装置。
(付記3) 基板上に半導体回路が形成された半導体装置を下方から支持し、シリコンで製造された観察ステージと、前記観察ステージの下方に配置され、前記半導体装置で発生した光を撮像する撮像装置と、前記観察ステージに取り付けられ、前記半導体装置を加熱する加熱装置と、を含むことを特徴とする半導体装置の検査装置。
(付記4) 前記観察ステージの上方に配置され、前記半導体装置の回路に電気的に接続されるプローブカードを有することを特徴とする付記1乃至付記3のいずれか一項に記載の半導体装置の検査装置。
(付記5) 前記観察ステージの裏面に固浸レンズが一体に形成されていることを特徴とする付記1乃至付記4のいずれか一項に記載の半導体装置の検査装置。
(付記6) 焦点距離が異なる複数の固浸レンズが前記観察ステージの裏面に形成され、いずれかの前記固浸レンズの上方に前記半導体装置を移動させる移動ステージを有することを特徴とする付記1又は付記2に記載の半導体装置の検査装置。
(付記7) 厚さの異なる複数の前記観察ステージと、前記半導体装置を支持する前記観察ステージの裏面に取り付け可能な1種類の固浸レンズと、を含むことを特徴とする付記1乃至付記5のいずれか一項に記載の半導体装置の検査装置。
(付記8) 半導体装置の基板上の検査対象部位の位置に応じて観察ステージの厚さを変更する工程と、前記観察ステージの下面に固浸レンズを取り付ける工程と、前記観察ステージの上に前記半導体装置を載置する工程と、前記検査対象部位で発生した光を前記観察ステージ及び前記固浸レンズを通して取得する工程と、を含み、前記観察ステージは、前記基板と同じ材料から製造されており、前記観察ステージの厚さは、前記観察ステージから前記検査対象部位までの距離と、前記観察ステージの厚さの合計が前記固浸レンズの焦点距離内に収まるように変更することを特徴とする半導体装置の検査方法。
2 半導体チップ(半導体装置)
16,16A,72,72A,72B,72C,72D 観察ステージ
19 プローブカード
21 撮像装置
25 ヒータ(加熱装置)
53 移動ステージ
61,62,63,64,73 固浸レンズ
Claims (3)
- 基板上に半導体回路が形成された半導体装置を下方から支持し、前記基板と同じ材料を有し、厚さの異なる複数の観察ステージと、
前記観察ステージの下方に配置され、前記半導体装置で発生した光を撮像する撮像装置と、
前記観察ステージに取り付けられ、前記半導体装置を加熱する加熱装置と、
前記観察ステージの裏面に取り付け可能な固浸レンズと、
を含み、
前記観察ステージから前記半導体装置の検査対象部位までの距離と前記観察ステージの厚さとの合計が、前記固浸レンズの焦点距離内となるように、複数の前記観察ステージから1つの前記観察ステージを選択可能であることを特徴とする半導体装置の検査装置。 - 前記観察ステージがシリコンを含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の検査装置。
- 半導体装置の基板上の検査対象部位の位置に応じて観察ステージの厚さを変更する工程と、
前記観察ステージの下面に固浸レンズを取り付ける工程と、
前記観察ステージの上に前記半導体装置を載置する工程と、
前記検査対象部位で発生した光を前記観察ステージ及び前記固浸レンズを通して取得する工程と、
を含み、前記観察ステージは、前記基板と同じ材料から製造されており、前記観察ステージの厚さは、前記観察ステージから前記検査対象部位までの距離と、前記観察ステージの厚さの合計が前記固浸レンズの焦点距離内に収まるように変更することを特徴とする半導体装置の検査方法。
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