KR100633460B1

KR100633460B1 - 반도체 디바이스의 검사방법

Info

Publication number: KR100633460B1
Application number: KR1020040054978A
Authority: KR
Inventors: 시바시게미츠
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-07-15
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-10-16
Also published as: JP2005039054A; US20050012923A1; US20060079058A1; EP1498727A1; US7015051B2; EP1498727B1; KR20050008530A; JP4136832B2; US7332362B2; DE602004020550D1; TW200504910A; TWI245356B

Abstract

웨이퍼는, 웨이퍼의 결정 내부를 투과하여, 레이저광을 주사하면서 광여기에 의한 기전력을 발생시키지 않는 파장을 가지는 레이저광이 조사된다. 조사에 의해 웨이퍼의 온도가 상승하면, 제벡 효과에 의해 웨이퍼의 결정 이상부분에 열기전력이 발생한다. 이 열기전력을 웨이퍼의 애노드와 캐소드의 사이에 나타나는 전압 또는 전류의 변화에 의해 검출하고 상기 기전력을 CRT에 표시하도록 결정 내부의 결함을 검출한다.

Description

반도체 디바이스의 검사방법{METHOD FOR INSPECTING SEMICONDUCTOR DEVICE}

도 1은 본 발명의 반도체 디바이스 칩 웨이퍼 검사 장치의 전체구성도

도 2는 본 발명의 반도체 디바이스의 검사방법의 흐름도

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 전극의 장착방법의 설명도

도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 전극의 장착방법의 설명도

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 3 실시예에 의한 전극의 장착방법의 설명도

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 의한 레이저 다이오드 칩의 외관도

<도면부호에 대한 간단한 설명>

1: 레이저 다이오드 칩 2: 웨이퍼

6: 상부 전극 7: 하부 전극

8: 발진기 9a: 애노드

9b: 캐소드 11: 레이저광발생/주사유닛

12: 현미경 13: 레이저광

18a, 18b, 18c: 단일칩 전극 21: 시료대

22: 전압 공급유닛 23: 전류 변화검출/증폭유닛

24: 온도 제어유닛 25: 열매체용 파이프

31: 제어유닛 32: CRT

41: 개구

본 발명은 반도체 디바이스의 칩, 특히 화합물 반도체 레이저 다이오드 디바이스의 칩이 집적된 웨이퍼의 내부에 전기적인 스트레스 등에 기인한 결정 결함이나 접합 파괴를 해석하고 검사의 이용에 매우 적합한 결정 결함을 관측, 해석 및 검사하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

대표적인 화합물 반도체 레이저 다이오드 디바이스는, 여러종류의 반도체로 이루어진 적층 구조가 형성되는 레이저 다이오드 칩을 주로 포함한다. 발진기(스트라이프)는 레이저 다이오드 칩의 내부에 설치되어 있다. 상기 발진기는 레이저광을 가두어 공진에 의해 레이저 광을 증폭시킨다. 화합물 반도체 레이저 다이오드(이하, 레이저 다이오드라고 칭함)의 고장 해석이나 검사에 대해서는, 많은 기술이 개발되어 왔다.

레이저 다이오드의 검사는 전기적이고, 광학적인 특성 측정을 포함한다. 전기적이고, 광학적인 특성 측정방법으로서는 니어 필드 패턴(NFP) 관찰방법이 잘 알려져 있다. 상기 NFP 관찰방법에서는, 레이저 다이오드 칩의 단면에서 레이저광 발광 위치의 발광상태를 2 차원적으로 적외선 카메라로 발견하여 레이저 다이오드의 발광형상을 관찰하고, 검사대상의 레이저다이오드와 우량유닛을 비교함으로써 이상을 판별한다. 상기 NFP관찰방법의 관찰은 레이저 다이오드 칩을 발광시키면서 발광위치를 광학현미경으로 확대하여, 적외선 카메라로 발광위치의 NFP를 발견하고, 모니터 화면에 NFP를 표시하는 방식으로 실행된다.(예를 들면, 문헌 "Insight into Semiconductor Laser" 2nd edition, edited by Minoru KONUMA and Mitsuyoshi SHIBATA, Kougakutosho Ltd., May 25,1998 참조).

결정 결함에 의한 불량 유닛을 스크리닝 하기 위한 에이징 방법도 잘 알려진 기술이다. 상기 에이징 방법에서는, 소정의 시간이 경과한 후에 광학적 출력의 변화로부터 불량 유닛을 판별한다.

이상 설명한 종래의 반도체 레이저 다이오드 디바이스의 해석과 검사에 대한 방법 및 장치에 대해서는, 다음과 같은 문제가 있었다.

전기적이고 광학적인 특성을 측정하는 방법에서는, 초기에 설계상의 요구 사항을 만족하지 않는 불량 유닛은 검출할 수는 있지만, 칩 내부에 위치된 결정 결함에 의해 시간 경과와 함께 열화되는 불량유닛은 검출할 수 없다. NFP관찰 방법에서는, 레이저광을 반사하는 단면만 관찰하기 때문에, 단면에 광학 정보로서 나타나는 COD(격변적인 광학 손상)의 흔적 밖에 검출할 수 없고, 칩 내부에 위치된 결정 결함 등의 이상을 확인하는 것은 어렵다.

에이징 방법에서는, 모든 완성품에 대해 고온 환경하에서의 동작을 실행하여야 하고, 또, 에이징시에 디바이스의 파괴가 발생되지 않도록 디바이스나 장치의 취급에도 세심한 주의를 기울여야 한다. 게다가, 때로는 에이징을 하기 위해서는 수시간 내지 수십 시간 걸린다. 따라서, 제조 코스트의 관점에서는 에이징 방법은 큰 문제가 있다. 특히 에이징에 장시간을 필요로 하는 것은, 대량 생산시의 큰 장해가 되어, 제조 코스트의 감소는 기대할 수 없다.

게다가 이들 종래의 검사방법에서는, 기본적으로 웨이퍼로부터 각각의 칩을 자른 상태, 또는 디바이스가 거의 완성된 상태에서 검사를 실시할 필요가 있다. 따라서, 전수 검사의 경우 검사하는 시간이 들고, 샘플링 검사의 경우에 불량 유닛을 완전하게 검출할 수가 없다. 불량 유닛이 검출되었을 경우에, 불량 유닛을 제조한 공정이 허비 된다고 하는 문제도 있다.

앞서 설명한 내용을 고려하여, 본 발명의 목적은, 레이저 다이오드 칩 등의 반도체 디바이스 내부의 결정 결함이나 파괴 흔적 등의 이상의 관찰 및 검출을, 상기 반도체 디바이스가 웨이퍼 상태에서, 단순하고 확실하게 실시할 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 반도체 디바이스 칩 웨이퍼의 검사 방법은, 반도체 디바이스 칩이 집적된 웨이퍼에, 상기 웨이퍼의 결정 내부를 투과하고 또한 여기에 의한 기전력을 발생시키지 않는 파장을 가지는 양자빔을 주사하면서에 조사하는 조사 공정과, 상기 조사에 의해 상기 웨이퍼의 결정 이상부분에 발생된 열기전력을, 상기 웨이퍼의 표면과 이면의 사이에 나타나는 전압 또는 전류의 변화에 의해 검출하고 상기 열기전력을 표시하는 검출 및 표시 공정을 포함한다.

본 발명의 반도체 디바이스 칩 웨이퍼의 검사 장치는, 반도체 디바이스 칩이 집적된 웨이퍼에, 상기 웨이퍼의 결정 내부를 투과하고 또한 여기에 의한 기전력을 발생시키지 않는 파장을 가지는 양자빔을 주사하면서 조사하는 조사수단과, 상기 조사에 의해 상기 웨이퍼의 결정 이상부분에 발생하는 열기전력을, 상기 웨이퍼의 표면과 이면의 사이에 나타나는 전압 또는 전류의 변화에 의해 검출하고 상기 열기전력을 표시하는 검출 및 표시 수단을 포함한다.

반도체 디바이스의 결함 개소가 양자빔에 의해 조사되어 결함(이상) 개소가 가열되는 경우, 제벡 효과에 의한 열기전력이 발생되고 웨이퍼에 과도적으로 전류가 흐른다. 상기 전류의 강도를 검출함으로써, 반도체 디바이스내의 발진기 및 주변 영역에 위치된 결함을 용이하고 높은 신뢰성으로 검출할 수가 있다.

전압 또는 전류의 변화를 검출할 때에, 웨이퍼의 애노드와 캐소드의 사이에 순바이어스 또는 역바이어스를 인가할 수가 있다. 따라서, 이상부분의 검출 감도를 증가시킬 수 있어서 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

전압 또는 전류의 변화를 검출할 때에, 전류의 발생이 실질적으로 극대화 하는 온도로 웨이퍼의 온도를 제어할 수가 있다. 따라서, 이상부분의 검출 감도를 증가시킬 수가 있어서 검사의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

레이저광의 조사 위치와 조사 위치에 대응하는 전압 또는 전류의 변화와의 사이의 관계를 화상의 형태로 표시함으로써 검사 결과를 가시화할 수가 있다. 따라서, 결함의 위치를 시각적으로 직접 파악하는 것이 가능하여, 검사의 용이성, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

상기 반도체 다이오드 웨이퍼의 표면 또는 이면 중의 한 쪽의 면에만, 각 레이저 다이오드 칩의 단일칩 전극을 미리 형성하고, 상기 단일칩 전극이 형성되지 않은 면으로부터 상기 조사를 실시할 수 있다. 대안적으로, 상기 웨이퍼의 표면 또는 이면의 적어도 한쪽의 면에, 각 레이저 다이오드 칩의 상기 발진기에 따라 개구를 가지는 단일칩 전극을 미리 형성하고, 상기 개구를 통하여 상기 조사를 실시할 수 있다. 따라서, 반도체 레이저 다이오드에서 최종적으로 필요한 단일칩 전극을 미리 장착할 수 있어서, 제조 공정의 간소화에 기여한다.

상기 웨이퍼를 미리 복수개로 분할하고, 분할된 상기 웨이퍼 마다 상기 조사를 실시할 수 있다. 따라서, 검사 장치의 크기의 제약등이 있는 경우에도, 유효하게 본 발명을 실현할 수 있다.

본 발명의 기타특징 및 이점은 첨부도면과 함께 주어진 다음의 명세서로부터 자명해지며, 도면 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호는 동일한 부분 또는 마찬가지의 부분을 나타낸다.

<바람직한 실시예의 상세한 설명>

명세서내에서 일체화되고 명세서의 일부분을 구성하고 있는 첨부도면은 명세서와 함께 본발명의 실시예를 설명하고, 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 가진다.

<실시예>

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첩부도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은, 본 발명의 실시예에 의한 반도체 디바이스 칩 웨이퍼를 검사하는 장치의 전체 구성도이다.

시료대(21)는, 시료가 되는 반도체 디바이스 칩 웨이퍼(이하, 웨이퍼(2)로 칭함)가 설치된 것이다. 화합물 반도체 레이저 다이오드 칩(이하 레이저 다이오드 칩(1)으로 칭함)이 집적된 웨이퍼(2)는 시료대(21) 위에 설치되어 고정된다. 웨이퍼(2)의 전체는 단일의 검사 대상이 될 수 있다. 검사 장치의 한계를 고려하여, 예를 들면, 레이저 다이오드 칩(1)의 각 라인에서 스트립으로 절단하는 방법에 의해 웨이퍼(2)를 미리 적절한 크기의 개수로 분할할 수도 있다.

웨이퍼(2)의 상부 표면 및 하부표면에는, 각각 상부 전극(6)과 하부 전극(7)이 설치되어 있다. 상부 전극(6)과 하부 전극(7)은 애노드(9a) 및 캐소드(9b)와 각각 접속되어 있다. 애노드(9a) 및 캐소드(9b)의 각각의 단부는, 전류변화검출 및 증폭유닛(23)에 접속되어 있다. 전류변화검출 및 증폭유닛(23)은, 웨이퍼(2)의 각 점에 레이저광(13)을 조사한 순간의 웨이퍼(2)의 내부에 발생되는 전류의 변화를 검출하여 증폭한다.

시료대(21)는, 웨이퍼(2)에 전압을 공급하는 전압 공급유닛(22)이 접속되어 있다. 시료대(21)는 온도 제어유닛(24)이 열매체용 파이프(25)를 개재하여 접속되어 있다. 상기 온도 제어유닛(24)은 웨이퍼(2)의 온도를 제어한다.

시료대(21)의 상부에는, 레이저광 발생 및 주사유닛(11)이 설치되어 있다. 상기 레이저광 발생 및 주사유닛(11)은 레이저광(13)을 발생시켜, 웨이퍼(2)상에 레이저광(13)을 주사시킨다. 레이저광 발생 및 주사유닛(11)과 시료대(21)의 사이에는, 레이저광(13)의 광속을 집중시키는 현미경(12)이 설치되어 있다. 레이저광발생 및 주사유닛(11)과 현미경(12)은, 웨이퍼(2) 각 레이저 다이오드칩(1) 에 위치된 발진기(도시하지 않음)의 주변부를, 상부 표면으로부터 순서적으로 수직 방향 으로 관측할 수 있다.

제어유닛(31)은, 레이저광발생 및 주사유닛(11)과, 전류변화검출 및 증폭유닛(23)과 온도 제어유닛(24)에 접속되어 있다. 상기 제어 유닛(31)은 레이저광(13)의 주사위치, 웨이퍼(2)의 전류변화, 웨이퍼(2)의 온도 및 웨이퍼(2)에 인가된 전압 등의 정보를 받아서, 상기 정보를 처리하여 상기정보를 기억한다. 제어유닛(31)은 또, 관측 결과를 위치정보와 휘도정보로 변환하여 표시하는 CRT(32)와도 접속되어 있어서 필요에 따라서 처리되고 기억된 결과를 CRT(32)에 전송한다.

다음에, 본 실시예에 의한 웨이퍼(2)의 검사방법을 설명한다. 도 2는 검사방법의 흐름도를 개략적으로 도시한다.

웨이퍼(2)를 시료대(21)에 설치하여 상부 전극(6)과 하부 전극(7)을 장착한다(스텝 51). 도 3a 및 도 3b는 웨이퍼(2)에 상부 전극(6)과 하부 전극(7)이 장착된 상태를 나타낸다. 도 3a는 상부면 측으로부터 본 웨이퍼(2)를 도시하고, 도 3b는 하부면 측으로부터 본 웨이퍼(2)를 도시한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 웨이퍼(2)는 레이저 다이오드칩(1)이 다수 적층된 면이 레이저 광에 조사되는 면, 즉 상부 표면이 되도록 시료대 위에 설정 되어 있다. 도 3b에 도시힌 바와 같이, 하부 전극(7)은 시료대(21)의 측에 장착되기 때문에, 전류 검출용의 배선을 행하기 위한 인출부(5)가 설치되어 있다. 상부 전극(6)과 하부 전극(7)은, 웨이퍼(2)의 레이저 다이오드칩(1)이 형성되지 않은 영역에 장착된다. 그러나, 상부 전극(6)과 하부 전극(7)의 치수 및 위치는, 도 3a 및 도 3b에 도시된 모드에 한정되지 않고, 그 치수 및 위치는 레이저 다이오드 칩(1)에 조사의 방해가 되지 않는 범위에서 자유롭게 설정할 수 있다.

다음에, 웨이퍼(2)에 장착된 상부 전극(6)에 애노드(9a)를 접속하고, 인출부 (5)에 캐소드(9b)를 접속한다. 애노드(9a) 및 캐소드(9b)는 전류변화검출 및 증폭유닛(23)에 접속된다(스텝 52).

이상부분의 검출 감도를 올리기 위해서는, 웨이퍼(2)에 순바이어스 또는 역바이어스를 인가하는 것이 유효하기 때문에, 전압 공급유닛(22)으로부터 웨이퍼(2)에 전압을 인가한다(스텝 53). 마찬가지로 이상부분의 검출 감도를 증가시키기 위해서는, 온도 제어유닛(24)에 의해 웨이퍼(2)의 온도를 제어한다(스텝 54). 열기전력 전류는 시료의 온도에 의존하기 때문에, 온도 제어유닛(24)이, 웨이퍼(2)의 온도를 열기전력 전류의 발생 효율이 최대가 되도록 제어하여 보다 신뢰성의 높은 검사를 실시하는 것이 가능해진다.

레이저광 발생 및 주사유닛(11)이, 웨이퍼(2) 위를 주사 하면서, 레이저광 발생 및 주사유닛(11)은 레이저광 (13)을 레이저 다이오드칩(1)에 순차적으로 조사한다(스텝 55). 이 시점에서, 레이저광 발생 및 주사유닛(11)은 레이저광(l3)에 의해 레이저 다이오드 칩(1)의 내부의 발진기(도시하지 않음)를 상기 발진기의 길이방향에 대해서 수직방향으로 조사하도록 주사한다. 가능한한 광여기 전류인 OBIC (0ptical Beam Induced Current)전류의 발생을 억제하기 위해서, 레이저광(13)은, 피관측 대상물인 웨이퍼(2)의 밴드갭보다 낮은 에너지(긴파장)를 가지며, 또한 레이저광(13)은, 웨이퍼(2)를 충분히 투과하는 에너지(짧은파장)를 가진다.

웨이퍼(2)가 결정 결함등의 이상부분이 있는 경우, 레이저광(13)의 조사에 의한 제벡 효과에 의해, 열기전력 전류가 발생된다. 제벡 효과는 2종류의 금속에 의해 형성된 폐회로의 2접점 사이에 온도차가 있는 경우, 기전력이 생기고 전류가 흐르는 현상을 의미한다. 결정 결함등의 이상에 의해 물성 또는 조성이 주변부와 다른 개소는, 열전도나 열전능이 주변부와 다르기 때문에, 주변과 비교하여, 전기 저항이 증대 또는 감소하여, 열기전력에 차이가 나타난다. 그 결과, 정상부분과 비교하여 이상 부분에서 전류가 변화한다. 상기 발생된 전류는, 상부 전극(6) 및 하부 전극(7)으로부터 애노드(9a) 및 캐소드(9b)를 경유하여 전류변화검출 및 증폭 유닛(23)에 각각 보내져 전류 변화검출 및 증폭유닛(23)은 적절하게 상기 전류를 증폭한다(스텝 56). 증폭된 미세 전류를, 각 주사점에서의 레이저광(13)의 체류 시간에 의해 평균하고, 전압으로 변환한다. (스텝 57), 다음에, 전압의 A/D변환에 의해 제어유닛(31)에 위치되고 주사 위치에 대응하는 메모리에 기록된다(스텝 58). 웨이퍼(2)상에 있는 모든 레이저 다이오드칩(1)의 주사가 완료한 것을 확인하고(스텝 59), 레이저광(13)의 조사를 종료한다.

애노드(9a)와 캐소드(9b) 사이의 전류를 측정하는 대신에, 애노드(9a)와 캐소드(9b) 사이의 전압을 직접 측정하는 것도 가능하다.

제어유닛(31)은, 메모리내의 각 주사점에 대응하는 전압값을 휘도 신호로 변환하여 주사점의 데이터와 함께 상기 휘도 신호를 CRT(32)로 송출한다. CRT(32)는 그 데이터를 화면상에 2 차원적으로 표시한다(스텝 60). 따라서, 레이저광 주사의 조사(이상부분의 유무)에 의해 초래된 전류의 변화에 대응하면서 콘트라스트의 변화를 관측할 수 있다. 휘도 신호 이외에도, 의사 컬러(예를 들면, 256 계조 표시) 를 이용하는 일도 가능하다. 불편이 발견된 레이저 다이오드 칩(1)에 예를 들면, 잉크 등에 의해 마킹 할 수도 있다. 따라서, 불량 레이저 다이오드칩(1) 또는 불량 레이저 다이오드칩(1)을 포함한 웨이퍼(2)를 다음 공정으로 진행되지 않게 한다.

이하, 본 발명의 제 2실시예에 의한 반도체 디바이스 칩 웨이퍼의 검사 방법을 설명한다. 제 2실시예는 웨이퍼(2)에 형성된 레이저 다이오드 칩(1)에 단일칩 전극(18a)이 미리 형성되어 있는 점이 제 1실시예와 다르다. 도 4a는 웨이퍼(2)를 상부 표면으로부터 본 것을 도시하고, 도 4b는 웨이퍼(2)를 하부 표면으로부터 본 것을 도시한다. 단일칩 전극(18a)이 형성되는 경우, 레이저광(13)의 조사가 단일칩 전극(18a)에 의해 방해되어, 유효한 검사가 곤란해지기 때문에, 단일 칩 전극(18a)이 형성된 면이 레이저광(13)의 조사 방향에 대해서 뒤쪽이 되도록 시료대 위에 설정되어 있다. 그 결과, 상부 전극(6)은 레이저 다이오드 칩(1)이 형성되어 있지 않은 웨이퍼(2)의 표면에 장착되고, 하부 전극(7) 및 인출부(5)는 레이저 다이오드칩 (1)이 형성되어 있는 웨이퍼 (2)의 표면에 장착된다. 제 2실시예의 검사 방법에서는, 미리 단일칩 전극(18a)을 형성하는 것이 가능하다. 따라서, 제 2실시예의 검사 방법은 제조 공정의 간소화에 기여한다.

다음에, 본 발명의 제 3실시예에 의한 반도체 디바이스 칩 웨이퍼의 검사 방법을 설명한다. 도 5a는 웨이퍼(2)를 상부표면으로부터 본 것을 도시하고, 도 5b는 웨이퍼(2)를 하부표면으로부터 본것을 도시한다. 제 3실시예에서는 제 1실시예와 마찬가지로, 레이저 다이오드 칩(1)이 형성되는 표면이 상부표면에 설정되고, 레이저 다이오드 칩(1)이 형성되지 않는 표면이 하부표면에 설정된다. 웨이퍼(2)의 상 부 표면의 레이저 다이오드 칩(1)에 단일 칩 전극(18b)이 미리 형성되어 있다. 그러나, 제 2실시예와 달리 상기 단일칩 전극(18b)에 개구(41)가 설치되어 있다. 또 다른 단일칩 전극(18c)은 레이저 다이오드칩(1)이 형성되지 않은 웨이퍼(2)의 표면에 형성되어 있다. 상기 개구는 특히 단일칩 전극(18c)에 형성되지 않고, 단일칩의 위치 및 형상이 레이저 다이오드칩(1)의 전체 표면을 상기 단일칩 전극(18c)으로 덮어주도록 형성되어 있다. 도 6은, 레이저 다이오드 칩(1)을 잘라낸 확대도이다. 개구(41)는 발진기(8)의 위쪽에 위치되고, 개구(41)의 형상은 발진기(8)에 레이저광(13)의 조사가 방해되지 않도록 형성되어 있다. 상부 전극(6)은 레이저 다이오드칩(1)이 형성되는 웨이퍼(2)의 표면에 장착되고, 하부 전극(7) 및 인출부(5)는 레이저 다이오드칩(1)이 형성되어 있지 않은 웨이퍼(2)의 표면에 장착된다. 발진기 (8)의 윗쪽에 레이저광(13)의 조사 가능한 개구를 미리 확보하여, 제 1실시예 및 제 2실시예와 동일한 검사를 할 수 있다. 또, 제 3실시예에서는, 미리 단일칩 전극 (18b) 및 단일칩 전극(18c)을 형성한다. 따라서, 제 3실시예는 제조공정의 간소화에도 기여한다.

이상, 바람직한 실시예를 설명했지만, 본 발명의 반도체 디바이스 칩 웨이퍼의 검사방법 및 검사장치는, 레이저광의 조사에 의해 발생된 열기전력을 이용하는 형태에 한정되지 않는다. 검사 대상의 웨이퍼(2)에 전류를 흘려서 상기 웨이퍼(2)에 레이저광을 조사하는 방법을 일례로서 생각할 수 있다. 이 방법은, 결함 검출의 원리로서 저항값의 온도 의존성을 이용한다. 즉, 레이저광(13)의 조사를 받은 부분에서 온도가 상승하고, 온도 증가에 따라서 그 부분에서의 전기 저항이 변화한다. 그러나, 결정 결함이 있는 경우, 결정 결함이 위치된 부분은, 전기 저항의 변화에서 정상적인 부분과 다르다. 예를 들면, 웨이퍼(2)가 보이드 등의 결함이 있는 경우, 열전도가 악화되어 상기 결함부분과 정상부분 사이에 온도 상승이나 전기 저항의 변화의 차가 발생된다. 상기 설명된 원리에 의거하여 결함 개소를 특정할 수 있다. 이 경우에, 검출 감도를 증가시키기 위해서 또한 상기 웨이퍼(2)에 레이저광 (13)을 조사하지 않는 상태에서 전류량을 줄이기 위해서, 온도 제어유닛(24)에 의해 웨이퍼(2)의 온도를 제어하는 것이 효과적이다.

본 발명이 화합물 반도체 레이저 다이오드 칩의 웨이퍼의 결정 조직의 결함을 검출하는 방법을 적용한 경우를 상기 실시예에서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상기 설명된 실시예에 한정되지 않고, 본 발명은 다른 반도체 디바이스에 적용할 수 있다. 또, 본 발명은 레이저광 이외에도, 전자빔 및 이온 빔 등의 양자 빔을 이용하여 검사하는 경우에도 효과적이다.

본 발명에 의하면, 레이저 다이오드 칩 등의 반도체 디바이스 내부의 결정 결함이나 파괴 흔적 등의 이상의 관찰 및 검출을, 상기 반도체 디바이스가 웨이퍼 상태에서, 단순하고 확실하게 실시할 수 있는 방법 및 장치를 제공할 수 있다.

Claims

반도체 레이저 다이오드 칩이 집적된 웨이퍼에, 상기 웨이퍼의 결정 내부를 투과하고 또한 여기에 의한 기전력을 발생시키지 않는 파장을 가지는 양자빔을 주사하면서 조사하는 조사 공정과;

상기 웨이퍼의 표면과 이면의 사이에 순바이어스 또는 역바이어스를 인가하고, 상기 조사에 의해 상기 웨이퍼의 결정 이상부분에 발생된 열기전력을, 상기 웨이퍼의 표면과 이면의 사이에 나타나는 전압 또는 전류의 변화에 의거해서 검출하고, 상기 열기전력을 표시하는 검출 및 표시 공정을

포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 칩 웨이퍼의 검사방법.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 전압 또는 전류의 변화를 검출할 때에, 전류의 발생이 실질적으로 극대화되는 온도로 상기 웨이퍼의 온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 칩 웨이퍼의 검사방법.
반도체 레이저 다이오드 칩이 집적된 웨이퍼의 표면과 이면의 사이에 일정한 전류를 흘리는 공정과;

상기 웨이퍼에, 상기 웨이퍼의 결정 내부를 투과하고 또한 여기에 의한 기전력을 발생시키지 않는 파장을 가지는 양자빔을 주사하면서 조사하는 공정과;

상기 웨이퍼의 결정 이상부분을 조사함으로써 발생된 전류의 변화를 검출하고 상기 전류의 변화를 표시하는 공정을

포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 칩 웨이퍼의 검사방법.
제 4항에 있어서,

상기 표시는, 상기 양자 빔의 조사 위치와 상기 조사 위치에 대응하는 상기 전압 또는 전류의 변화 사이의 관계를 표시화상의 형태로 표시함으로써 실시되는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 칩 웨이퍼의 검사방법.
제 5항에 있어서,

상기 웨이퍼의 표면과 이면의 어느 한 쪽의 면에만, 각 레이저 다이오드 칩의 단일칩 전극을 미리 형성하는 공정을 부가하여 포함하고.

상기 양자 빔이 조사되는 상기 웨이퍼의 면은, 상기 웨이퍼의 표면과 이면 중의, 상기 단일칩 전극이 형성되지 않은 쪽의 면인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 칩 웨이퍼의 검사방법.
제 5항에 있어서,

상기 웨이퍼의 표면과 이면 중의 적어도 한 쪽의 면에, 각 레이저 다이오드 칩의 발진기에 따라 개구를 가지는 단일칩 전극을 미리 형성하는 공정을 부가하여 포함하고,

상기 반도체 레이저 다이오드는 상기 발진기를 가진 반도체 레이저 다이오드이며 상기 개구를 통하여 상기 조사를 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 칩 웨이퍼의 검사방법.
제 5항에 있어서,

상기 웨이퍼를 미리 복수개로 분할하는 공정을 부가하여 포함하고, 분할된 상기 각각의 웨이퍼에 상기 조사공정과, 검출 및 표시공정을 실시하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 칩 웨이퍼의 검사방법.
반도체 레이저 다이오드 칩이 집적된 웨이퍼에, 상기 웨이퍼의 결정 내부를 투과하고 또한 여기에 의한 기전력을 발생시키지 않는 파장을 가지는 양자빔을 주사하면서 조사하는 조사수단과

상기 조사에 의해 상기 웨이퍼의 결정 이상부분에 발생하는 열기전력을, 상기 웨이퍼의 표면과 이면의 사이에 나타나는 전압 또는 전류의 변화에 의해 검출하고 상기 열기전력을 표시하는 검출 및 표시 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 칩 웨이퍼의 검사장치.
제 9항에 있어서,

상기 전압 또는 전류의 변화를 검출할 때에, 상기 웨이퍼의 표면과 이면의 사이에 순바이어스 또는 역바이어스를 인가하는 수단을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 칩 웨이퍼의 검사장치.
제 9항에 있어서,

상기 전압 또는 전류의 변화를 검출할 때에, 전류의 발생이 실질적으로 극대화되는 온도로 상기 웨이퍼의 온도를 제어하는 수단을 부가하여 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 칩 웨이퍼의 검사장치.
반도체 레이저 다이오드의 칩이 집적된 웨이퍼에, 상기 웨이퍼의 표면과 이면의 사이에 일정한 전류를 흘리는 동시에 상기 웨이퍼의 결정 내부를 투과하고 또한 여기에 의한 기전력을 발생시키지 않는 파장을 가지는 양자 빔을 주사하면서 조사하는 조사 수단과;

상기 웨이퍼의 결정 이상부분을 조사함으로써 발생되는 전류의 변화를 검출하고 상기 전류의 변화를 표시하는 표시수단을

포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 칩 웨이퍼의 검사장치.
제 12항에 있어서,

상기 표시수단은, 상기 양자빔의 조사위치와 상기 조사위치에 대응하는 전압 또는 전류의 변화 사이의 관계를 표시화상의 형태로 표시하는 수단인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 다이오드 칩 웨이퍼의 검사장치.