JP6955989B2 - 検査装置 - Google Patents

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Description

本発明は、撮像デバイスに光を入射させながら、該撮像デバイスに接触端子を電気的に接触させて、該撮像デバイスを検査する検査装置に関する。
半導体製造プロセスでは、半導体ウェハ上に所定の回路パターンを持つ多数の半導体デバイスが形成される。形成された半導体デバイスは、電気的特性等の検査が行われ、良品と不良品とに選別される。半導体デバイスの検査は、例えば、各半導体デバイスが分割される前の半導体ウェハの状態で、プローバ等と称される検査装置を用いて行われる。検査装置は、多数のプローブ針を有するプローブカードが半導体ウェハの上方すなわち半導体デバイスの上方に設けられており、検査の際は、プローブカードと半導体デバイスとを近づける。次いで、プローバは、半導体デバイスの各電極にプローブ針が接触した状態で、プローブカードの上部に設けられたテストヘッドから各プローブ針を介して当該半導体デバイスに電気信号を供給する。そして、各プローブ針を介して半導体デバイスからテストヘッドが受信した電気信号に基づいて、当該半導体デバイスが不良品か否かを選別する。
半導体デバイスがＣＭＯＳセンサ等の撮像デバイスである場合は、他の一般的な半導体デバイスとは異なり、撮像デバイスに光を照射しながら検査が行われる（特許文献１参照）。
特許文献１の検査装置は、検査中に撮像デバイスに光を照射するために、ハロゲンランプからなる光源を有する光源部が、テストヘッドの上方に設置されている。なお、特許文献１の検査装置には、テストヘッドの上方に位置する光源から該テストヘッドの下方に位置する撮像デバイスに、該光源からの光を導くための光学系が設けられている。また、特許文献１の検査装置のプローブカードには撮像デバイスに対応する位置に開口部が形成されており、該開口部の周りにプローブ針が配列されている。
特開２００５−４４８５３号公報
ところで、撮像デバイスへの光の照射条件（光量等）は、単一ではなく、例えば検査対象によって異なる。また、特許文献１の検査装置のようにハロゲンランプを光源とする場合、光の照射条件としての光量の制御は、ハロゲンランプに印加する電圧を調節することにより行うことはできるが、光量が安定するまでに時間を要する。したがって、特許文献１の検査装置のようにハロゲンランプを光源とする場合、光の照射条件の制御は光学系で行う必要があるため、光学系が複雑で高価となる。また、特許文献１のようにテストヘッドの上方に光源を設ける場合、前述のように、プローブカードに開口部を形成する必要があり、開口部を形成しない場合に比べて、プローブカードに形成し得るプローブ針の数が制限されてしまい、その結果、検査時間が長期化してしまう。特に、撮像デバイスにメモリが搭載される等してプローブ針を接触させるべき電極の数が増えた場合は、さらに検査時間が長期化する。
さらに、近年、撮像デバイスとして、配線層が形成された表面側とは反対側の裏面側から入射した光を受光する裏面照射型のものが開発されている。しかし、プローブ針が検査対象の撮像デバイスの上方に位置する検査装置では、特許文献１のように、光源がテストヘッドの上方に設けられる場合、すなわち、検査対象の撮像デバイスに上方から光が照射される場合、上述の裏面照射型の撮像デバイスを検査することができない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、裏面照射型の撮像デバイスを検査することが可能な検査装置であって、複雑な光学系が不要であり、且つ、短時間で検査が可能なものを提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明は、被検査体に形成された撮像デバイスに光を入射させながら、該撮像デバイスの配線層に接触端子を電気的に接触させて、該撮像デバイスを検査する検査装置であって、前記撮像デバイスは、前記配線層が設けられた側とは反対側の面である裏面から光が入射されるものであり、当該検査装置は、前記撮像デバイスの裏面と対向する形態で前記被検査体が載置される、光透過部材で形成された載置台と、前記載置台を間に挟んで前記被検査体に対向するように配置され、前記被検査体を指向する複数のＬＥＤを有する光照射機構と、を備え、前記載置台は、前記被検査体側に第１の部材を、前記光照射機構側に第２の部材を有し、前記第１の部材と前記第２の部材により、前記ＬＥＤからの光を透過可能な冷媒が通流する冷媒流路が形成され、前記第１の部材は、前記被検査体より熱伝導率が高く、前記第２の部材は、前記被検査体より熱伝導率が低く、当該検査装置は、前記冷媒の条件を調節して、前記載置台上の前記被検査体の温度を制御する温度制御部をさらに備えることを特徴としている。
本発明の検査装置によれば、撮像デバイスの裏面と対向する形態で被検査体が載置される載置台が光透過部材で形成されており、載置台を間に挟んで被検査体に対向するように配置された光照射機構から光を照射する構成を採用しているため、被検査体に形成された裏面照射型の撮像デバイスを検査することができる。また、上記構成を採用しているため、上記接触端子の数が制限されないので、短時間で検査を行うことができる。さらに、光照射機構の光源が複数のＬＥＤから成るため、複雑な光学系が不要である。
前記第１の部材は、サファイヤ、窒化ガリウムまたは炭化ケイ素からなってもよい。
前記第２の部材は、石英、ポリカーボネイト、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂またはガラスからなってもよい。
検査装置は、前記載置台と前記被検査体との間に、該載置台と該被検査体との間の熱抵抗を低減させる流体を供給する熱抵抗低減流体供給部を備えてもよい。
また、別の観点による本発明は、被検査体に形成された撮像デバイスに光を入射させながら、該撮像デバイスの配線層に接触端子を電気的に接触させて、該撮像デバイスを検査する検査装置であって、前記撮像デバイスは、前記配線層が設けられた側とは反対側の面である裏面から光が入射されるものであり、当該検査装置は、前記撮像デバイスの裏面と対向する形態で前記被検査体が載置される、光透過部材で形成された載置台と、前記載置台を間に挟んで前記被検査体に対向するように配置され、前記被検査体を指向する複数のＬＥＤを有する光照射機構と、を備え、前記載置台は、前記ＬＥＤからの光を透過可能な冷媒が通流する冷媒流路を有し、当該検査装置は、前記冷媒の条件を調節して、前記載置台上の前記被検査体の温度を制御する温度制御部と、前記載置台と前記被検査体との間に、該載置台と該被検査体との間の熱抵抗を低減させる流体を供給する熱抵抗低減流体供給部をさらに備えることを特徴としている。
前記光照射機構は、前記ＬＥＤからの光を平行光とするコリメータ部材を有し、前記平行光を前記被検査体に照射してもよい。
検査装置は、前記載置台に対する前記光照射機構の角度を調整する角度調整機構を有してもよい。
前記複数のＬＥＤは、互いに異なる波長の光を出射するＬＥＤを含んでもよい。
前記光照射機構は、前記ＬＥＤから出射された光のうち所定の波長を有する光のみを透過するフィルタを介して、前記被検査体に照射してもよい。
本発明によれば、複雑な光学系が不要な構成で、裏面照射型の撮像デバイスを短時間で検査することができる。
裏面照射型撮像デバイスが形成された被検査体の構成を概略的に示す平面図である。 裏面照射型撮像デバイスの構成を概略的に示す断面図である。 本発明の第１の実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態にかかる検査装置の構成の概略を示す正面図である。 ステージの構成を概略的に示す断面図である。 光照射機構の構成を概略的に示す上面図である。 光照射機構のＬＥＤユニットの構成を概略的に示す上面図である。 上蓋の構成を概略的に示す上面図である。 有底部材の構成を概略的に示す上面図である。 図１の検査装置におけるウェハの温度測定用の回路の構成を概略的に示す図である。 本発明の第２の実施形態にかかる上蓋の構成を概略的に示す上面図である。 本発明の第３の実施形態にかかるステージの構成を概略的に示す断面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
本発明の実施の形態にかかる検査装置は、裏面照射型撮像デバイスを検査するものであるため、まず、裏面照射型撮像デバイスについて説明する。
図１は、裏面照射型撮像デバイスが形成された被検査体としての半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）の構成を概略的に示す平面図であり、図２は、裏面照射型撮像デバイスの構成を概略的に示す断面図である。
図１に示すように、裏面照射型撮像デバイスＤは、略円板状のウェハＷに複数形成されている。
裏面照射型撮像デバイスＤは、固体撮像素子であり、図２に示すように、フォトダイオードである光電変換部ＰＤと、複数の配線ＰＬａを含む配線層ＰＬとを有する。また、裏面照射型撮像デバイスＤは、配線層ＰＬ側をウェハＷの表面側としたときに、ウェハＷの裏面側から入射した光をオンチップレンズＬ及びカラーフィルタＦを介して光電変換部ＰＤで受光する。カラーフィルタＦは赤色カラーフィルタＦＲ、青色カラーフィルタＦＢ及び緑色カラーフィルタＦＧからなる。
また、裏面照射型撮像デバイスＤの表面ＤａすなわちウェハＷの表面には、電極Ｅが形成されており、該電極Ｅは配線層ＰＬの配線ＰＬａに電気的に接続されている。配線ＰＬａは、裏面照射型撮像デバイスＤの内部の回路素子に電気信号を入力したり、同回路素子からの電気信号を裏面照射型撮像デバイスＤの外部に出力したりするためのものである。
（第１の実施形態）
続いて、本発明の第１の実施形態にかかる検査装置について説明する。
図３及び図４はそれぞれ、本発明の第１の実施形態にかかる検査装置としてのプローバ１の構成の概略を示す斜視図及び正面図である。図２では、図１のプローバ１の後述の収容室とローダが内蔵する構成要素を示すため、その一部が断面で示されている。
プローバ１は、被検査体としてのウェハＷに形成された複数の裏面照射型撮像デバイスＤ（以下、撮像デバイスＤと省略することがある。）それぞれの電気的特性の検査を行うものである。プローバ１は、図３及び図４に示すように、収容室２と、収容室２に隣接して配置されるローダ３と、収容室を覆うように配置されるテスター４とを備える。
収容室２は、内部が空洞の筐体であり、ウェハＷが載置されるステージ１０を有する。ステージ１０は、該ステージ１０に対するウェハＷの位置がずれないようにウェハＷを吸着保持する。なお、ステージ１０は、水平方向及び鉛直方向に移動自在に構成されており、後述のプローブカード１１とウェハＷの相対位置を調整してウェハＷの表面の電極Ｅをプローブカード１１のプローブ１１ａと接触させることができる。
また、収容室２における該ステージ１０の上方には、該ステージ１０に対向するようにプローブカード１１が配置される。プローブカード１１は、ウェハＷの表面の電極Ｅに対応するように形成された多数の針状のプローブ１１ａを有する。プローブ１１ａは、本発明の接触端子の一例である。
プローブカード１１は、インターフェース１２を介してテスター４へ接続されている。各プローブ１１ａがウェハＷの各撮像デバイスＤの電極Ｅに接触する際、各プローブ１１ａは、テスター４からインターフェース１２を介して撮像デバイスＤへ電力を供給し、または、撮像デバイスＤからの信号をインターフェース１２を介してテスター４へ伝達する。
ローダ３は、搬送容器であるＦＯＵＰ（図示省略）に収容されているウェハＷを取り出して収容室２のステージ１０へ搬送する。また、ローダ３は、撮像デバイスＤの電気的特性の検査が終了したウェハＷをステージ１０から受け取り、ＦＯＵＰへ収容する。
ローダ３は、電源等を制御するコントローラとしてのベースユニット１３と、各裏面照射型撮像デバイスＤにおける電位差生成回路（図示省略）における電位差を測定する電位差測定ユニット１４とを有する。上記電位差生成回路は、例えば、ダイオード、トランジスタまたは抵抗である。電位差測定ユニット１４は、配線１５を介してインターフェース１２に接続され、上記電位差生成回路に対応する２つの電極Ｅへ接触する２つのプローブ１１ａ間の電位差を取得し、取得した電位差をベースユニット１３へ伝達する。インターフェース１２における各プローブ１１ａ及び配線１５の接続構造については後述する。ベースユニット１３は配線１６を介してステージ１０へ接続され、後述の光照射機構４０による照射動作や後述の載置台３０への冷媒通流動作を制御する。なお、ベースユニット１３や電位差測定ユニット１４は収容室２に設けられてもよく、また、電位差測定ユニット１４は、プローブカード１１に設けられてもよい。ベースユニット１３は、配線１７を介して後述のテスターコンピュータ１８に接続されており、テスターコンピュータ１８からの入力信号に基づいて、後述の光照射機構４０を制御する。
テスター４は、撮像デバイスＤが搭載されるマザーボードの回路構成の一部を再現するテストボード（図示省略）を有する。テストボードは、撮像デバイスＤからの信号に基づいて、該撮像デバイスＤの良否を判断するテスターコンピュータ１８に接続される。テスター４では、上記テストボードを取り替えることにより、複数種のマザーボードの回路構成を再現することができる。
さらに、プローバ１は、ユーザインターフェース部１９を備える。ユーザインターフェース部１９は、ユーザ向けに情報を表示したりユーザが指示を入力したりするためのものであり、例えば、タッチパネルやキーボード等を有する表示パネルからなる。
上述の各部を有するプローバ１では、撮像デバイスＤの電気的特性の検査の際、テスターコンピュータ１８が、撮像デバイスＤと各プローブ１１ａを介して接続されたテストボードへデータを送信する。そして、テスターコンピュータ１８が、送信されたデータが当該テストボードによって正しく処理されたか否かを当該テストボードからの電気信号に基づいて判定する。
次に、ステージ１０の構成について説明する。図５はステージ１０の構成を概略的に示す断面図である。
ステージ１０は、図５に示すように、上方から順に、載置台３０と、光照射機構４０とを有する。
載置台３０は、撮像デバイスＤの裏面と対向する形態でウェハＷが載置されるものである。載置台３０は、第１の部材としての上蓋３１をウェハＷ側に、第２の部材としての有底部材３２を光照射機構４０側に有し、上蓋３１と有底部材３２は共に光透過部材からなる。上蓋３１と有底部材３２とはＯリング３３を介して当接する。有底部材３２と上蓋３１により形成される後述の冷媒流路３２ａはＯリング３３により密封される。
光照射機構４０は、載置台３０を間に挟んで該載置台３０上に載置されたウェハＷに対向するように配置されており、ウェハＷを指向する複数のＬＥＤ４１を有する。
また、光照射機構４０は、ＬＥＤ４１らの光を平行光とするコリメータ部材４２と、ＬＥＤ４１が搭載されるベース４３とを有する。
コリメータ部材４２は、例えば、周囲が黒体で覆われた貫通孔を有する平板状部材や、ボールレンズ、非球形レンズといったレンズ部材からなる。
ベース４３は、その内部に、ＬＥＤ４１を冷却するための水が通流する水流路４３ａが形成されている。
光照射機構４０のＬＥＤ４１から出射された光は、コリメータ部材４２により平行光とされ、光透過部材からなる有底部材３２を通過する。有底部材を通過した光は、後述の冷媒流路３２ａを流れる、光を透過可能な液体からなる冷媒を通過し、光透過部材からなる上蓋３１を通過し、撮像デバイスＤの裏面に入射する。
続いて、光照射機構４０の構成について説明する。図６は、光照射機構４０の構成を概略的に示す上面図であり、コリメータ部材４２の図示を省略している。図７は光照射機構４０が有する後述のＬＥＤユニットＵの上面図である。
図６に示すように、光照射機構４０は、ウェハＷ上に形成された撮像デバイスＤ（図１参照）と同数のＬＥＤユニットＵを有し、図７に示すように、各ＬＥＤユニットＵは複数のＬＥＤ４１を有する。
また、ＬＥＤユニットＵのＬＥＤ４１には、互いに異なる波長の光を出射するものを含む。例えば、ＬＥＤ４１には、赤色ＬＥＤ４１Ｒ、青色ＬＥＤ４１Ｂと、緑色ＬＥＤ４１Ｇが含まれる。赤色ＬＥＤ４１Ｒ、青色ＬＥＤ４１Ｂと、緑色ＬＥＤ４１Ｇは交互に配置されるように配線パターンＰ上に搭載される。各ＬＥＤ４１は、例えば色ごとに別々に制御される。
また、赤色ＬＥＤ４１Ｒは、当該ＬＥＤ４１Ｒからの光が撮像デバイスＤの赤色カラーフィルタＦＲが配された光電変換部ＰＤ全てに受光されるように配される。同様に、青色ＬＥＤ４１Ｂは、当該ＬＥＤ４１Ｂからの光が撮像デバイスＤの青色カラーフィルタＦＢが配された光電変換部ＰＤ全てに受光されるように配され、緑色ＬＥＤ４１Ｇは、当該ＬＥＤ４１Ｇからの光が撮像デバイスＤの緑色カラーフィルタＦＧが配された光電変換部ＰＤ全てに受光されるように配される。
なお、赤色ＬＥＤ４１Ｒは、当該ＬＥＤ４１Ｒからの光が撮像デバイスＤの全ての光電変換部ＰＤに受光されるように配置されてもよい。同様に、青色ＬＥＤ４１Ｂは、当該青色ＬＥＤ４１Ｂからの光が撮像デバイスＤの全ての光電変換部ＰＤに受光されるように配置されてもよく、緑色ＬＥＤ４１Ｇは、当該緑色ＬＥＤ４１Ｇからの光が撮像デバイスＤの全ての光電変換部ＰＤに受光されるように配置されてもよい。
赤色ＬＥＤ４１Ｒの上方すなわち当該ＬＥＤ４１Ｒと載置台３０との間には、該赤色ＬＥＤ４１Ｒの波長領域に含まれる当該波長領域よりも狭い波長領域の光を透過する赤色透過フィルタ４４Ｒが設けられている。また、青色ＬＥＤ４１Ｂの上方には、該青色ＬＥＤ４１Ｂの波長領域に含まれる当該波長領域よりも狭い波長領域の光を透過する青色透過フィルタ４４Ｂが設けられ、緑色ＬＥＤ４１Ｇの上方には、該緑色ＬＥＤ４１Ｇの波長領域に含まれる当該波長領域よりも狭い波長領域の光を透過する緑色透過フィルタ４４Ｇが設けられている。
赤色透過フィルタ４４Ｒ、青色透過フィルタ４４Ｂ、緑色透過フィルタ４４Ｇは、例えば、ガラス膜上に厚さを制御した誘電体膜が形成されたものであってもよいし、電圧を加えたときに屈折率が変化する膜により構成してもよい。
なお、ＬＥＤユニットＵにおいて、ＬＥＤ４１は、平板状の基材４５の表面に形成された配線パターン４６上に搭載される。基材４５は、例えば、銅などの金属製の平板の表面に酸化チタン膜等の絶縁膜が形成されたものであり、配線パターン４６は例えば銅材料から形成される。
次に、載置台３０の構成について説明する。図８は載置台３０の上蓋３１の上面図であり、図９は有底部材３２の上面図である。
上蓋３１は、図８に示すように、円板状に形成されており、その上面すなわち表面には、ウェハＷを吸着するための吸着穴３１ａが形成されている。吸着穴３１ａは、上蓋３１の側方に形成された吸引孔（図示省略）に連通している。該吸引孔からポンプ（図示省略）により吸引することで、上蓋３１すなわち載置台３０にウェハＷを吸着することができる。なお、吸着穴３１ａは、上蓋３１上にウェハＷが載置されたときに該吸着穴３１ａの上方に撮像デバイスＤが位置しない領域に形成される。
有底部材３２は、図７に示すように、上蓋３１と同様に円板状に形成されており、その上面には、載置台３０の内部に冷媒を流すための溝が形成されており、該溝は、上蓋３１に覆われて冷媒流路３２ａを形成する。なお、上記溝は、冷媒往流路３２ｂと冷媒戻流路３２ｃとが径方向に沿って交互になるように形成されている。これにより、載置台３０に温度勾配が生じるのを防ぐことができる。
上蓋３１と有底部材３２により形成される冷媒流路３２ａを流れる冷媒としては、例えば、無色であって光が透過可能な液体である水やガルデン（登録商標）が用いられ、プローバ１の外部に設けられたポンプ（図示省略）によって冷媒流路３２ａへ供給される。ポンプ及び載置台３０の間には流量制御バルブ等が設けられており、冷媒流路３２ａへ供給される冷媒の流路や温度が制御可能となっている。流量制御バルブ等の動作はベースユニット１３により制御される。
また、冷媒流路３２ａを流れる冷媒により、上蓋３１すなわち載置台３０に載置されたウェハＷの温度を調節するため、上蓋３１はウェハＷよりも熱伝導率が高い光透過材料から形成され、有底部材３２はウェハＷよりも熱伝導率が小さい光透過材料から形成されている。具体的には、例えば、上蓋３１は、サファイヤ、窒化ガリウムまたは炭化ケイ素からなり、有底部材３２は、石英、ポリカーボネイト、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂またはガラスからなる。
前述のように、プローバ１では、冷媒流路３２ａを流れる冷媒により、載置台３０に載置されたウェハＷの温度を制御する。この温度制御のために、プローバ１では、ウェハＷの温度を測定している。
図１０は、プローバ１におけるウェハＷの温度測定用の回路の構成を概略的に示す図である。
プローバ１では、図１０に示すように、各プローブ１１ａがインターフェース１２に配置された複数の配線２０によってテスター４に接続されるが、各配線２０のうち、撮像デバイスＤにおける電位差生成回路（例えば、ダイオード）の２つの電極Ｅに接触する２つのプローブ１１ａとテスター４を接続する２つの配線２０のそれぞれに、リレー２１が設けられる。
各リレー２１は、各電極Ｅの電位をテスター４及び電位差測定ユニット１４のいずれかへ切り替えて伝達可能に構成され、例えば、撮像デバイスＤの電気的特性の検査を行う際、各電極Ｅへ実装時電圧が印加されてから所定のタイミングで各電極Ｅの電位を電位差測定ユニット１４へ伝達する。上記電位差生成回路では所定の電流を流した際に生じる電位差が温度によって異なることが知られている。したがって、撮像デバイスＤの電位差生成回路の電位差、すなわち、電位差生成回路の２つの電極Ｅ（プローブ１１ａ）間の電位差に基づいて、撮像デバイスＤの温度を検査中においてリアルタイムに測定することができる。プローバ１では、電位差測定ユニット１４が各リレー２１から伝達された各電極Ｅの電位に基づいて撮像デバイスＤの電位差生成回路の電位差を取得し、さらに、取得した電位差をベースユニット１３へ伝達する。ベースユニット１３は、伝達された電位差と、電位差生成回路の電位差の温度特性とに基づいて、撮像デバイスＤの温度を測定する。さらに、ベースユニット１３は、測定された撮像デバイスＤの温度に基づいて、冷媒流路３２ａを流れる冷媒の温度や流量などの冷媒の条件を調整して、ウェハＷの温度を制御して、検査対象の撮像デバイスＤの温度を所望の値に制御する。つまり、ベースユニット１３は本発明にかかる温度制御部として機能する。
なお、撮像デバイスＤの温度の測定方法は、上述に限られず、撮像デバイスＤの温度が測定可能であれば他の方法であってもよい。
次に、プローバ１を用いたウェハＷに対する検査処理の一例について説明する。
まず、ローダ３のＦＯＵＰからウェハＷが取り出されてステージ１０に搬送される。ステージ１０には、ウェハＷは、裏面照射型撮像デバイスＤの裏面がステージ１０側となるように載置される。
次いで、ステージ１０が移動され、ステージ１０の上方に設けられているプローブ１１ａとウェハＷの電極Ｅとが接触する。
そして、光照射機構４０から光が照射されると共に、プローブ１１ａに検査用に信号が入力される。これにより、裏面照射型撮像デバイスＤの検査を行う。なお、上記検査中、当該撮像デバイスＤの電位差生成回路に生じる電位差が電位差測定ユニット１４により測定され、ベースユニット１３により上記電位差に基づいて撮像デバイスＤの温度が測定されると共に測定された電位差に基づいて冷媒流路３２ａを流れる冷媒の条件が調整され、撮像デバイスＤの温度が所望の値に制御される。
以後、全ての裏面照射型撮像デバイスＤの検査が完了するまで上述の処理が繰り返される。
本実施形態によれば、裏面照射型撮像デバイスＤの裏面と対向する形態でウェハＷが載置される載置台３０が光透過部材で形成されており、載置台３０を間に挟んでウェハＷに対向するように配置された光照射機構４０から光を照射する構成を採用しているため、裏面照射型撮像デバイスＤを検査することができる。また、上記構成を採用しているため、プローブ１１ａの数が制限されないので、短時間で検査を行うことができる。さらに、光照射機構４０の光源が複数のＬＥＤ４１からなるため、該ＬＥＤ４１に印加する電圧等を変化させることにより光照射機構４０による光照射条件を調整することが可能であり調整直後から光量等が安定した光を出力することができるので、プローバ１には複雑な光学系が不要である。
また、本実施形態では、ＬＥＤ４１からの光透過可能な冷媒が通流する冷媒流路３２ａを載置台３０が有し、ベースユニット１３によって冷媒の温度等の冷媒の条件を調節し撮像デバイスＤの温度すなわちウェハＷの温度を制御するため、検査中の撮像デバイスＤの温度を所望の温度にすることができる。
さらに、本実施形態によれば、撮像デバイスＤが形成されたウェハＷと当接する上蓋３１をウェハＷより高い熱伝導率を有する材料で形成し、有底部材３２をウェハＷより低い熱伝導率を有する材料で形成しているため、ウェハＷの温度を面内で均一にすることができる。ウェハＷの温度が面内で均一でない場合は、ウェハＷ面内における検査対象の撮像デバイスＤの位置によって、冷媒の条件を補正しなければならないが、ウェハＷの温度が面内で均一であれば上述のような補正は不要であるため、ウェハＷの温度制御を簡単に行うことができる。
また、載置台３０を構成する上蓋３１及び有底部材３２を上述のような材料で形成しているため、載置台３０全体の熱容量が小さいので、載置台３０に通流する冷媒の条件を調節してから載置台３０の温度が変化するまでの応答性を速くすることができる。
さらにまた、本実施形態によれば、光照射機構４０がコリメータ部材４２を有するため、ＬＥＤ４１からの光を平行光として撮像デバイスＤに入射させることができる。通常の表面照射型のプローブ装置においては金属配線がセンサ面の上に配設されているため影部が生じないよう光照射機構を傾ける必要があるが、傾けることにより受光できる光量が減少することから、精度良く検査を実施するためには都度減少具合を測定する必要があった。
裏面照射型のプローブ装置においても平行光を用いない光照射機構を使用した場合には各フィルタ間に配設された金属シールドへ光が吸収されてしまいセンサに到達する光量が不明確となる。そのため、精度良く検査を実施するためにはフィルタ間に配設された金属シールドの影響を都度調べる必要がある。それに対して、本実施形態では、光照射機構から平行光を照射しているため、金属シールドの影響を抑制することができ、検査効率向上が図られる。
また、本実施形態によれば、光照射機構４０が、特定の波長の光を出射するＬＥＤ４１を有する。具体的には、光照射機構４０が、赤色光を出射するＬＥＤ４１Ｒや、青色光を出射するＬＥＤ４１Ｂ、緑色光を出射するＬＥＤ４１Ｇを有する。したがって、本実施形態では、検査波長を特定の波長とすることができ、特定の波長に対する撮像デバイスＤの性能を検査することができる。
さらにまた、本実施形態によれば、ＬＥＤ４１から出射された光のうち所定の波長を有する光のみを透過するフィルタが設けられている。具体的には、赤色ＬＥＤ４１Ｒ、青色ＬＥＤ４１Ｂ、緑色ＬＥＤ４１Ｇに対してそれぞれ、赤色透過フィルタ４４Ｒ、青色透過フィルタ４４Ｂ、緑色透過フィルタ４４Ｇが設けられている。したがって、ＬＥＤ４１から出射された光より波長帯域が絞られた光に対する撮像デバイスＤの性能を検査することができる。
なお、本実施形態では、光照射機構４０が赤色光などの可視光を照射していたが、例えば撮像デバイスＤが赤外線用のものである場合には、光照射機構４０が赤外線等の可視光ではない光を照射するようにしてもよい。
（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態にかかる上蓋３１の構成を概略的に示す上面図である。
本実施形態の上蓋３１には、図１１に示すように、吸着穴３１ａに加えて、熱抵抗低減流体供給部としての噴出穴３１ｂが設けられており、該噴出穴３１ｂからヘリウムガスや水素ガス等の分子量の小さいガスが噴出される。噴出されたガスは、ウェハＷと載置台３０との間に供給される。ウェハＷの載置台３０との接触面はオンチップレンズＬが形成されているため凹凸形状を有する。したがって、ウェハＷと載置台３０との間には隙間が形成される。この隙間を、分子量が小さく熱伝導率の高いガスで充填することで、ウェハＷと載置台３０との間の熱抵抗を低減させることができ、これにより、ウェハＷの温度を面内でより均一にすることができる。
なお、上記噴出穴３１ｂは、上蓋３１の側方に形成された供給孔（図示省略）に連通している。該供給孔から供給されたガスが上記噴出穴３１ｂから噴出される。噴出穴３１ｂも、上蓋３１上にウェハＷが載置されたときに該噴出穴３１ｂの上方に撮像デバイスＤが位置しない領域に形成される。
（第３の実施形態）
図１２は、本発明の第３の実施形態にかかるステージ１０の構成を概略的に示す断面図である。
本実施形態のステージ１０は、図１２に示すように、載置台３０に対する光照射機構４０からの光の角度すなわち載置台３０上のウェハＷに対する光照射機構４０からの光の角度を調整する角度調整機構５０を有する。角度調整機構５０は、例えば、光照射機構４０の一端の下部を支持するピエゾ素子５１と、光照射機構４０の他端の下部を支持する他のピエゾ素子５２とを有し、ピエゾ素子５１、５２が互いに独立して制御可能に構成されている。この角度調整機構５０を設けることにより、撮像デバイスＤの指向性の検査、言い換えると、撮像デバイスＤの光入射角依存性の検査をすることができる。
なお、以上の説明では、撮像デバイスＤの温度の制御を、載置台３０に通流させる冷媒の条件を調節することで行っていた。しかし、撮像デバイスＤの温度の制御方法は、この方法に限られない。例えば、光照射機構４０に加熱用のＬＥＤを設け該加熱用のＬＥＤから出射した光で撮像デバイスＤを加熱するように構成し、載置台３０に通流させる条件は一定としておきながら、上記加熱用のＬＥＤから出射する光の強度を調節することにより、撮像デバイスＤの温度を制御するようにしてもよい。
また、以上の説明では、検査中の撮像デバイスＤの温度を測定していたが、ウェハＷを均一に加熱しているため、検査中ではない撮像デバイスＤの温度を測定するようにしてもよい。また、ウェハＷにおける撮像デバイスＤの形成領域外の温度を測定するようにしてもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
本発明は、撮像デバイスを検査する技術に有用である。
１ プローバ
２ 収容室
３ ローダ
４ テスター
１０ ステージ
１１ プローブカード
１１ａ プローブ
１２ インターフェース
１３ ベースユニット
１４ 電位差測定ユニット
１８ テスターコンピュータ
１９ ユーザインターフェース部
３０ 載置台
３１ 上蓋
３１ａ 吸着穴
３１ｂ 噴出穴
３２ 有底部材
３２ａ 冷媒流路
４０ 光照射機構
４１ ＬＥＤ
４２ コリメータ部材
４４Ｂ 青色透過フィルタ
４４Ｇ 緑色透過フィルタ
４４Ｒ 赤色透過フィルタ
５０ 角度調整機構
Ｄ 裏面照射型撮像デバイス
Ｄａ 表面
Ｅ 電極
Ｆ カラーフィルタ
Ｌ オンチップレンズ
ＰＤ 光電変換部
ＰＬ 配線層
Ｗ ウェハ

Claims (9)

  1. 被検査体に形成された撮像デバイスに光を入射させながら、該撮像デバイスの配線層に接触端子を電気的に接触させて、該撮像デバイスを検査する検査装置であって、
    前記撮像デバイスは、前記配線層が設けられた側とは反対側の面である裏面から光が入射されるものであり、
    当該検査装置は、
    前記撮像デバイスの裏面と対向する形態で前記被検査体が載置される、光透過部材で形成された載置台と、
    前記載置台を間に挟んで前記被検査体に対向するように配置され、前記被検査体を指向する複数のＬＥＤを有する光照射機構と、を備え、
    前記載置台は、前記被検査体側に第１の部材を、前記光照射機構側に第２の部材を有し、前記第１の部材と前記第２の部材により、前記ＬＥＤからの光を透過可能な冷媒が通流する冷媒流路が形成され、
    前記第１の部材は、前記被検査体より熱伝導率が高く、前記第２の部材は、前記被検査体より熱伝導率が低く、
    当該検査装置は、前記冷媒の条件を調節して、前記載置台上の前記被検査体の温度を制御する温度制御部をさらに備えることを特徴とする検査装置。
  2. 前記第１の部材は、サファイヤ、窒化ガリウムまたは炭化ケイ素からなることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
  3. 前記第２の部材は、石英、ポリカーボネイト、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂またはガラスからなることを特徴とする請求項１または２に記載の検査装置。
  4. 前記載置台と前記被検査体との間に、該載置台と該被検査体との間の熱抵抗を低減させる流体を供給する熱抵抗低減流体供給部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の検査装置。
  5. 被検査体に形成された撮像デバイスに光を入射させながら、該撮像デバイスの配線層に接触端子を電気的に接触させて、該撮像デバイスを検査する検査装置であって、
    前記撮像デバイスは、前記配線層が設けられた側とは反対側の面である裏面から光が入射されるものであり、
    当該検査装置は、
    前記撮像デバイスの裏面と対向する形態で前記被検査体が載置される、光透過部材で形成された載置台と、
    前記載置台を間に挟んで前記被検査体に対向するように配置され、前記被検査体を指向する複数のＬＥＤを有する光照射機構と、を備え、
    前記載置台は、前記ＬＥＤからの光を透過可能な冷媒が通流する冷媒流路を有し、
    当該検査装置は、
    前記冷媒の条件を調節して、前記載置台上の前記被検査体の温度を制御する温度制御部と、
    前記載置台と前記被検査体との間に、該載置台と該被検査体との間の熱抵抗を低減させる流体を供給する熱抵抗低減流体供給部をさらに備えることを特徴とする検査装置。
  6. 前記光照射機構は、前記ＬＥＤからの光を平行光とするコリメータ部材を有し、前記平行光を前記被検査体に照射することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の検査装置。
  7. 前記載置台に対する前記光照射機構の角度を調整する角度調整機構を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の検査装置。
  8. 前記複数のＬＥＤは、互いに異なる波長の光を出射するＬＥＤを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の検査装置。
  9. 前記光照射機構は、前記ＬＥＤから出射された光のうち所定の波長を有する光のみを透過するフィルタを介して、前記被検査体に照射することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の検査装置。
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