TW202303786A - 製造方法、檢查方法及檢查裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之半導體器件之製造方法具備：第1步驟，其係藉由於藍寶石基板上生長結晶而形成積層膜，且於積層膜上形成絕緣膜，於絕緣膜中之n-GaN層之電性連接部位與p-GaN層之電性連接部位形成接觸孔，而產生第1構件；第2步驟，其係產生第2構件，該第2構件係於第1構件形成導電層，藉由導電層將n-GaN層之電性連接部位與p-GaN層之電性連接部位相互電性連接；第3步驟，其係對第2構件照射激發光，並量測第2構件產生之發光；及第4步驟，其係形成第1焊墊電極及第2焊墊電極，從而產生半導體器件。

Description

製造方法、檢查方法及檢查裝置
本發明之一態樣係關於一種半導體器件之製造方法、檢查方法及檢查裝置。
作為判定晶圓上形成之發光元件組之合格與不合格之方法，已知有觀察發光元件發出之光致發光，基於該光致發光之亮度來判定發光元件合格與否之方法(例如參照專利文獻1)。根據此種方法，例如與藉由探測(即基於電氣特性)來判定發光元件合格與否之方法相比，可有效率地檢測微細且數量多之發光元件。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本專利特開2014-163857號公報
[發明所欲解決之問題]
此處，就如上所述之觀察光致發光之方法而言，雖然可檢測洩漏不良，但無法適當地檢測接觸不良(開路不良、高電阻不良、高閾值不良)。因此，就如上所述之觀察光致發光之方法而言，因無洩漏不良而被判定為合格品之發光元件中有時會包含不合格品(接觸不良之發光元件)，可能導致無法適當地執行發光元件之合格與否判定。
本發明之一態樣係鑒於上述實情而完成，其目的在於適當地檢測發光元件之接觸不良。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣之半導體器件之製造方法係形成有複數個發光元件之半導體器件之製造方法，且具備：第1步驟，其係藉由於基板上生長結晶，而形成包含緩衝層、N層、發光層及P層之積層膜，於積層膜上形成絕緣膜，於絕緣膜上之N層之電性連接部位及P層之電性連接部位形成接觸孔，而產生第1構件；第2步驟，其係產生第2構件，該第2構件係於第1構件中之形成有絕緣膜之面形成導電層，藉由導電層而將N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接；及第3步驟，其係對第2構件照射光，並量測第2構件產生之發光；及第4步驟，其係藉由對形成於第2構件之導電層進行加工，而形成與N層之電性連接部位對應之第1焊墊電極、及與P層之電性連接部位對應之第2焊墊電極，從而產生半導體器件。
於本發明之一態樣之半導體器件之製造方法中，半導體器件之製造過程係形成積層膜及絕緣膜，且於絕緣膜中之N層之電性連接部位及P層之電性連接部位形成接觸孔，於絕緣膜形成導電層，且對導電層進行加工而形成焊墊電極，於該導體器件之製造過程中，對形成有導電層之第2構件照射光，量測第2構件產生之發光。此處，於形成有導電層之第2構件中，藉由導電層將N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接，而成為短路之狀態。此種短路之第2構件中，合格品之發光元件之部分不易發生載子之再結合，而發光亮度變小。另一方面，關於作為接觸不良之發光元件之部分，即便於藉由導電層將N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接之狀態(短路狀態)下，內部亦活躍地發生載子之再結合，故相比合格品，發光亮度變大。如此，藉由導電層將N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接之狀態下之來自第2構件之發光的亮度根據有無接觸不良而產生差異。因此，藉由如本發明之一態樣之製造方法般，對利用導電層將N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接之第2構件照射光，並量測來自第2構件之發光，可基於測得之發光之亮度來區分接觸不良之發光元件之部分與非接觸不良之發光元件之部分。藉此，可適當地檢測發光元件之接觸不良，提高發光元件之合格與否判定精度。而且，於本發明之一態樣之半導體器件之製造方法中，如上所述，可於半導體器件之製造過程中進行與接觸不良相關之檢測，故與例如為了檢測接觸不良而另行進行檢查(於製造過程以外另行進行檢查)之情形相比，可容易且迅速地進行與接觸不良相關之檢測。
上述製造方法亦可進而具備第5步驟，該第5步驟係於第4步驟之後，對半導體器件照射光，並量測半導體器件產生之發光。於經過第4步驟而產生之半導體器件中，形成有第1焊墊電極及第2焊墊電極，N層之電性連接部位與P層之電性連接部位未相互電性連接。來自此種半導體器件之發光的亮度根據有無洩漏不良而產生差異。因此，藉由對第4步驟後之半導體器件照射光並量測來自半導體器件之發光，可基於測得之發光之亮度來區分洩漏不良之發光元件之部分與非洩漏不良之發光元件之部分。藉此，可適當地檢測發光元件之洩漏不良。
上述製造方法亦可進而具備第6步驟，該第6步驟係基於藉由如下方式獲取之特定結果而判別發光元件之合格品與不合格品，上述方式係指基於第3步驟中之量測結果而特定出接觸不良之發光元件之部分，並且基於第5步驟中之量測結果而特定出洩漏不良之發光元件之部分。根據此種構成，可適當地檢測出接觸不良之發光元件及洩漏不良之發光元件作為不合格品，從而可提高發光元件之合格與否判定精度。
上述製造方法亦可進而具備第7步驟，該第7步驟係基於藉由對第2構件照射光並量測來自第2構件之反射光而獲得之反射像、及預先獲取之半導體器件之設計資料，來特定出反射像中之與半導體器件之各發光元件對應之位置。藉此，可於量測發光時判定是自設計資料上之哪一發光元件發出之光。
本發明之一態樣之檢查方法具備：導電層形成步驟，其係於複數個發光元件處於形成過程中之測定對象物中，以將積層膜上之絕緣膜中之N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接的方式，於形成有絕緣膜之面上形成導電層；及第1量測步驟，其係於藉由導電層將N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接之狀態下，對測定對象物照射光，量測由測定對象物產生之發光。於本發明之一態樣之檢查方法中，於藉由導電層將N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接之狀態下，對測定對象物照射光並量測自測定對象物發出之光。此處，N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接之狀態係指短路狀態。於此種短路之測定對象物中，合格品之發光元件之部分不易發生載子之再結合，發光亮度變小。另一方面，關於作為接觸不良之發光元件之部分，即便於藉由導電層將N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接之狀態(短路狀態)下，內部亦活躍地發生載子之再結合，故相比合格品，發光亮度變大。如此，於藉由導電層將N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接之狀態下的來自測定對象物之發光的亮度根據有無接觸不良而產生差異。因此，藉由如本發明之一態樣之檢查方法般，對利用導電層將N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接之測定對象物照射光並量測自測定對象物發出之光，可基於測得之發光之亮度來區分接觸不良之發光元件之部分與非接觸不良之發光元件之部分。藉此，可適當地檢測發光元件之接觸不良，提高發光元件之合格與否判定精度。
上述檢查方法亦可進而具備第2量測步驟，該第2量測步驟係於導電層經加工而使得N層之電性連接部位與P層之電性連接部位未相互電性連接之狀態下，對測定對象物照射光，量測由測定對象物產生之發光。來自N層之電性連接部位與P層之電性連接部位未相互電性連接之半導體器件之發光的亮度根據有無洩漏不良而產生差異。因此，藉由對此種半導體器件照射光並量測來自半導體器件之發光，可基於測得之發光之亮度來區分洩漏不良之發光元件之部分與非洩漏不良之發光元件之部分。藉此，可適當地檢測發光元件之洩漏不良。
上述檢查方法亦可進而具備判別步驟，該判別步驟係基於第1量測步驟中之量測結果而特定出接觸不良之發光元件之部分，並且基於第2量測步驟中之量測結果而特定出洩漏不良之發光元件之部分，基於特定結果而判別發光元件之合格品與不合格品。根據此種構成，可適當地檢測出接觸不良之發光元件及洩漏不良之發光元件作為不合格品，從而可提高發光元件之合格與否判定精度。
上述檢查方法亦可進而具備特定步驟，該特定步驟係基於藉由對測定對象物照射光並量測來自測定對象物之反射光而獲得之反射像、及預先獲取之測定對象物之設計資料，而特定出反射像中之與測定對象物之各發光元件對應之位置。藉此，可於量測發光時判定是自設計資料上之哪一發光元件發出之光。
本發明之一態樣之檢查裝置具備：光照射部，其對複數個發光元件處於形成過程中之測定對象物照射光；光量測部，其對測定對象物相應於由光照射部照射之光而產生之發光進行量測；及處理部，其輸出光量測部之量測結果；處理部輸出如下狀態下之光量測部之量測結果，上述狀態係指於測定對象物之積層膜上之形成有絕緣膜之面，以將絕緣膜中之N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接之方式形成有導電層。如上所述，N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接之狀態(短路狀態)下的來自測定對象物之發光的亮度根據有無接觸不良而產生差異。因此，藉由如本發明之一態樣之檢查裝置般，輸出形成有導電層且N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接之狀態下之光量測部之量測結果，可基於測得之發光之亮度來區分接觸不良之發光元件之部分與非接觸不良之發光元件。藉此，可適當地檢測發光元件之接觸不良，提高發光元件之合格與否判定精度。
處理部亦可輸出導電層經加工而使得N層之電性連接部位與P層之電性連接部位未相互電性連接之狀態下之光量測部之量測結果。如上所述，N層之電性連接部位與P層之電性連接部位未相互電性連接之狀態下的來自測定對象物之發光的亮度根據有無洩漏不良而產生差異。因此，藉由輸出N層之電性連接部位與P層之電性連接部位未相互電性連接之狀態下之光量測部之量測結果，可基於測得之發光之亮度來區分洩漏不良之發光元件之部分與非洩漏不良之發光元件之部分。藉此，可適當地檢測發光元件之洩漏不良。
處理部亦可基於N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接之狀態下之光量測部之量測結果而特定出接觸不良之發光元件之部分，並且基於N層之電性連接部位與P層之電性連接部位未相互電性連接之狀態下之光量測部之量測結果而特定出洩漏不良之發光元件之部分，且基於特定結果來判別發光元件之合格品與不合格品。根據此種構成，可適當地檢測出接觸不良之發光元件及洩漏不良之發光元件作為不合格品，從而可提高發光元件之合格與否判定精度。
光量測部亦可進而對與由光照射部照射之光相應之來自測定對象物之反射光進行量測，處理部亦可基於藉由在光量測部中量測反射光而獲得之反射像、及預先獲取之測定對象物之設計資料，特定出反射像中之與測定對象物之各發光元件對應之位置。藉此，可於量測發光時判定是自設計資料上之哪一發光元件發出之光。 [發明之效果]
根據本發明之一態樣，可適當地檢測發光元件之接觸不良。
以下，參照圖式對本發明之實施方式進行詳細說明。再者，對各圖中相同或相當之部分附上相同符號，省略重複之說明。
圖1係本實施方式之檢查裝置1之構成圖。檢查裝置1係檢查樣品S(測定對象物)之裝置。樣品S係於晶圓上形成有複數個發光元件之半導體器件。再者，本實施方式中所說明之樣品S(測定對象物)不僅包含已完成之半導體器件，亦包含製造中(未完成)之半導體器件。製造中之半導體器件中，發光元件有時處於形成過程中，作為指代此種形成過程中之發光元件之用語，例如準確的是記載為「將會成為發光元件之部分」或「發光元件之部分」，但以下對於此種處於形成過程中之發光元件，有時亦僅稱為「發光元件」加以說明。發光元件係例如LED(Light Emitting Diode，發光二極體)、迷你(mini)LED、μLED、SLD(Super Luminescent Diode，超發光二極體)元件、雷射元件、垂直型雷射元件(VCSEL)等。檢查裝置1係藉由針對樣品S中形成之複數個發光元件之各者觀察光致發光(具體而言為螢光)，來判定該發光元件為符合接觸不良或洩漏不良之不合格品，抑或為合格品。再者，關於此種發光元件之檢查，例如亦考慮到藉由探測(即基於電氣特性)來進行。然而，例如對於μLED等微細之LED，用針接觸來進行量測之探測物理上較為困難。關於此點，本實施方式之基於光致發光之發光元件之檢查方法可藉由獲取螢光圖像而進行檢查，故可不受限於物理上之限制，可有效率地檢查大量發光元件。
如圖1所示，檢查裝置1具備吸盤11、XY載台12、激發光源20(光照射部)、光學系統30、分色鏡40、物鏡51、Z載台52、成像透鏡72、相機82(光量測部)、暗箱90、控制裝置100(處理部)及監視器110。暗箱90收容有上述構成中之例如除控制裝置100及監視器110以外之構成，該暗箱90被設置用來避免外部之光對所收容之各構成造成影響。再者，暗箱90中收容之各構成亦可搭載於除振台之上，該除振台用於提高相機82所拍攝之圖像之質量(提高畫質及防止圖像之位置偏移)。
吸盤11係保持樣品S之保持構件。吸盤11係例如藉由真空吸附樣品S之晶圓，而保持樣品S。XY載台12係使保持有樣品S之吸盤11於XY方向(前後、左右方向)上，即於沿著吸盤11上之樣品S之載置面之方向上移動的載台。XY載台12係根據控制裝置100之控制，以使複數個發光元件之各者依次成為激發光之照射區域之方式，使吸盤11於XY方向上移動。再者，檢查裝置1亦可進而具備旋轉載台(Θ載台，未圖示)。此種旋轉載台例如可設置於XY載台12之上且吸盤11之下，亦可與XY載台12一體地設置。旋轉載台用於使樣品S之垂直/水平位置高精度地對準。藉由設置旋轉載台，可縮短位置對準等之時間，而可縮短資料處理之總時間。
激發光源20係產生對樣品S照射之激發光，並將該激發光照射至樣品S之光照射部。激發光源20只要是可產生包含使樣品S之發光元件激發之波長之光的光源即可，例如為LED、雷射、鹵素燈、水銀燈、D2燈(Deuterium lamp，氘燈)、電漿光源等。再者，檢查裝置1亦可進而具備監視照明亮度之感測器，以使自激發光源20出射之激發光之亮度保持固定。又，為了儘可能減少渾渲，亦可於自激發光源20出射激發光之位置使用擴散板或複眼透鏡等使亮度分佈均勻化。
光學系統30包含光纖纜線31及導光透鏡32而構成。光纖纜線31係連接於激發光源20之導光用光纖纜線。作為光纖纜線31，例如可使用偏振保持光纖(Polarization Maintaining Fiber)或單模光纖等。導光透鏡32係例如單獨或複合之凸透鏡，將經由光纖纜線31而到達之激發光朝分色鏡40方向引導。再者，為了防止自激發光源20出射之激發光之波長發生經時變化，檢查裝置1亦可於激發光源20與分色鏡40之間具備帶通濾波器(未圖示)。
分色鏡40係使用特殊之光學素材製成之鏡片，其將特定波長之光反射，並且將其他波長之光透過。具體而言，分色鏡40構成為將激發光朝物鏡51方向反射，並且將與激發光不同波長頻帶之光、即來自發光元件之光致發光(詳細而言為螢光)朝成像透鏡72方向透射。再者，激發光之正常發光光譜區域可為較螢光之正常發光光譜(正常螢光光譜)區域更靠低波長側。即，分色鏡40將低波長頻帶之光即激發光朝物鏡51方向反射，並且將比激發光高波長頻帶之光即螢光朝成像透鏡72方向透射。
物鏡51係用以觀察樣品S之構成，使經分色鏡40引導之激發光聚光於樣品S。Z載台52係使物鏡51於Z方向(上下方向)、即與吸盤11上之樣品S之載置面交叉之方向移動而進行聚焦調整。
成像透鏡72係使透過分色鏡40之發光元件之螢光成像，而將該螢光引導至相機82之透鏡。相機82拍攝發光元件之螢光。即，相機82拍攝樣品S相應於由激發光源20照射之激發光而產生之發光(螢光)，由此進行量測。相機82對藉由成像透鏡72而成像之圖像進行檢測。相機82將攝像結果即PL像(螢光圖像)輸出至控制裝置100。相機82係例如CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合元件)或MOS(Metal Oxide Semiconductor，金屬氧化物半導體)等區域影像感測器。又，相機82亦可由線感測器或TDI(Time Delay Integration，時間延遲積分)感測器構成。再者，如下所述，相機82亦對與藉由激發光源20照射至樣品S之激發光相應之來自樣品S之反射光進行拍攝(量測)。
控制裝置100控制XY載台12、激發光源20、Z載台52、及相機82。具體而言，控制裝置100係藉由控制XY載台12而調整激發光之照射區域(樣品S之照射區域)。控制裝置100係藉由控制Z載台52而進行與激發光相關之聚焦調整。控制裝置100係藉由控制激發光源20而進行激發光之出射調整及激發光之波長及振幅等之調整。控制裝置100係藉由控制相機82而進行與螢光圖像之獲取相關之調整。又，控制裝置100係基於由相機82拍攝之螢光圖像，而執行發光元件之合格與否判定(詳細情況將於下文進行敍述)。再者，控制裝置100係電腦，物理上具備RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)等記憶體、CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)等處理器(運算電路)、通信介面、硬碟等儲存部而構成。作為該控制裝置100，例如可例舉個人電腦、雲伺服器、智慧型器件(智慧型手機、平板終端等)等。控制裝置100係藉由利用電腦系統之CPU執行記憶體中儲存之程式而發揮功能。監視器110係顯示量測結果即PL像(螢光圖像)等之顯示裝置。
其次，參照圖3及圖4對將會成為檢查裝置1中之樣品S的半導體器件之製造工序進行說明。半導體器件之製造工序係於製造裝置500(參照圖5)中實施。於製造工序中，首先，如圖3(a)所示準備藍寶石基板401。藍寶石基板401例如可經由產生結晶塊之單晶生長工序、將作為結晶塊之藍寶石切割成薄片之加工工序、及研磨平坦之CMP(Chemical Mechanical Polishing，化學機械拋光)工序等而產生。再者，亦可代替藍寶石基板401，而使用適合半導體之其他材質之基板。
隨後，對藍寶石基板401實施磊晶生長工序，於藍寶石基板401上形成包含緩衝層402(參照圖3(b))、作為電子傳輸層之n-GaN層403(參照圖3(c))、發光層404(參照圖3(d))、及作為電洞傳輸層之p-GaN層405(參照圖3(e))的積層膜。磊晶生長工序亦可藉由例如LPE(Liquid Phase Epitaxy，液相磊晶)法或MOVPE(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy，金屬有機物氣相磊晶)法等而實施。再者，電子傳輸層及電洞傳輸層可未必為GaN，亦可為包含與發光層404之能隙及晶格間距不會發生失配之其他元素之半導體。又，n-GaN層403及p-GaN層405之位置可彼此相反。
隨後，如圖3(f)所示，實施元件分離。具體而言，依次實施抗蝕劑塗佈、圖案化、蝕刻、抗蝕劑去除。隨後，如圖4(a)所示，實施使n-GaN層403露出之處理。具體而言，依次實施抗蝕劑塗佈、圖案化、蝕刻、抗蝕劑去除。再者，圖3(f)所示之元件分離之處理與圖4(a)所示之處理的處理順序可相反。
隨後，如圖4(b)所示，於積層膜上形成絕緣膜406。繼而，如圖4(c)所示，於絕緣膜406中之特定部位形成貫通絕緣膜406之接觸孔H1、H2。接觸孔H1形成於絕緣膜406中之n-GaN層403之電性連接部位。接觸孔H2形成於絕緣膜406中之p-GaN層405之電性連接部位。藉由目前為止之工序產生之構件為第1構件S1。
隨後，於第1構件S1中之形成有絕緣膜406之面上，如圖4(d)所示形成導電層407。導電層407為電極材料，例如為金屬或ITO(Indium Tin Oxide，氧化銦錫)等。導電層407形成於形成有絕緣膜406之面之大致全域。因此，藉由導電層407將n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位相互電性連接(導通)。藉由目前為止之工序產生之構件為第2構件S2。
隨後，藉由對形成於第2構件S2之導電層407進行加工，而形成與n-GaN層403之電性連接部位對應之第1焊墊電極407A、及與p-GaN層405之電性連接部位對應之第2焊墊電極407B。具體而言，依次實施抗蝕劑塗佈、圖案化、蝕刻、抗蝕劑去除，而形成第1焊墊電極407A及第2焊墊電極407B。於形成有第1焊墊電極407A及第2焊墊電極407B之半導體器件S3中，n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位未相互電性連接。以上為半導體器件之製造工序。
此處，於本實施方式中，在上述半導體器件之製造工序之中途，實施半導體器件之檢查工序。以下，對半導體器件之製造工序中之檢查工序進行說明。圖5係說明半導體器件之製造及檢查工序之一例之圖。
於圖5所示之例中，首先，於製造裝置500中，對藍寶石基板401實施磊晶生長工序(參照圖3(b)～圖3(e))、元件分離(參照圖3(f))、使n-GaN層403露出之處理(參照圖4(a))、形成絕緣膜406之處理(參照圖4(b))、形成接觸孔H1、H2之處理(參照圖4(c))、及形成導電層407之導電層形成處理(參照圖4(d))，從而產生第2構件S2。繼而，於檢查裝置1中，將第2構件S2作為樣品S，實施針對第2構件S2之PL量測即第1量測步驟(詳細情況將於下文進行敍述)。於第1量測步驟後之判別步驟中特定出第2構件S2中之接觸不良位置，輸出表示接觸不良位置之資料D1，詳細情況將於下文進行敍述。繼而，於製造裝置500中，對第2構件S2實施形成第1焊墊電極407A及第2焊墊電極407B之焊墊形成處理(參照圖4(e))之後之處理，從而產生半導體器件S3。由於獲取了表示接觸不良位置之資料D1，故可基於該資料D1而去除半導體器件S3中之接觸不良之發光元件，等等。如此，於本實施方式中，在製造工序中之導電層形成處理之後，且在焊墊形成處理之前，實施用以特定出接觸不良位置之PL量測即第1量測步驟。
第1量測步驟係與接觸不良之發光元件之檢測相關之步驟，且係於上述導電層形成處理(導電層形成步驟)之後，在藉由導電層407將n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位相互電性連接之狀態(即焊墊形成處理之前)下，對作為測定對象物之第2構件S2照射光，量測第2構件S2產生之發光的步驟。於第1量測步驟中，在將第2構件S2配置於吸盤11上之狀態下，對第2構件S2中之未形成有導電層407一側之面(背面)照射自激發光源20出射之激發光。再者，於導電層407由ITO等透明材料形成之情形時，亦可自導電層407側之面(正面)照射激發光。繼而，相應於激發光而由第2構件S2產生之發光透過分色鏡40，藉由成像透鏡72而成像，於相機82中作為PL像被加以檢測(量測)。繼而，控制裝置100輸出以將n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位相互電性連接之方式形成有導電層407之狀態下之相機82之檢測(量測)結果，用於下述判別步驟。
判別步驟係由控制裝置100實施。於判別步驟中，控制裝置100係基於第1量測步驟之量測結果而特定出接觸不良之發光元件。
對接觸不良之特定進行說明。作為第1量測步驟之實施狀態之、藉由導電層407將n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位相互電性連接之狀態，係指第2構件S2中之各發光元件短路之狀態。此種狀態下，合格品之發光元件不易發生載子之再結合，發光亮度相對變小。另一方面，關於接觸不良之發光元件，即便為短路狀態，發光元件之內部亦活躍地發生載子之再結合，故與合格品之發光元件相比，發光亮度變大。如此，於第1量測步驟中量測之各發光元件之發光的亮度根據有無接觸不良而產生差異。控制裝置100特定出PL像中之各發光元件之亮度，並基於該亮度而特定出接觸不良之發光元件。於圖2(c)之PL像中，僅某發光元件200z之亮度較其他發光元件之亮度大。此種情形時，控制裝置100將該發光元件200z特定為接觸不良之發光元件。控制裝置100產生並輸出界定了接觸不良之發光元件之位址(位置)之接觸不良映射圖即資料D1。
繼而，控制裝置100基於第1量測步驟中之量測結果即資料D1，將半導體器件S3中之接觸不良之發光元件特定為不合格品，輸出不合格品之發光元件之位址。藉此，避免於後續處理中使用不合格品之發光元件，可提高利用發光元件之面板等之品質。
圖6係說明半導體器件之製造及檢查工序之另一例之圖。於圖6所示之例中，將除圖5之工序以外，還實施了焊墊形成處理之半導體器件S3作為樣品S，實施第2量測步驟。進而，實施與第2量測步驟相應之判別步驟。
第2量測步驟係與洩漏不良之發光元件之檢測相關之步驟，且係實施焊墊形成處理，對n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位未相互電性連接之半導體器件S3照射光，量測半導體器件S3產生之發光的步驟。於第2量測步驟中，在將半導體器件S3配置於吸盤11上之狀態下，對半導體器件S3照射自激發光源20出射之激發光。繼而，半導體器件S3相應於激發光而產生之發光透過分色鏡40，藉由成像透鏡72而成像，於相機82中作為PL像被加以檢測(量測)。繼而，控制裝置100輸出n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位未相互電性連接之狀態下之相機82之檢測(量測)結果，用於下述判別步驟。
於判別步驟中，控制裝置100基於第1量測步驟之量測結果而特定出接觸不良之發光元件，並且基於第2量測步驟中之量測結果而特定出洩漏不良之發光元件，基於特定結果而判別發光元件之合格品與不合格品。關於接觸不良之特定係與上述相同。
對洩漏不良之特定進行說明。關於第2量測步驟之實施狀態即n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位未相互電性連接之狀態下的來自發光元件之發光，洩漏不良(短路不良)之發光元件之發光亮度與合格品之發光元件相比極小。控制裝置100特定出PL像中之各發光元件之亮度，基於該亮度而特定出洩漏不良之發光元件。於圖2(b)之PL像中，僅某發光元件200x之亮度與其他發光元件之亮度相比極小。此種情形時，控制裝置100將該發光元件200x特定為洩漏不良之發光元件。控制裝置100產生並輸出界定了洩漏不良之發光元件之位址(位置)的洩漏不良映射圖即資料D2。
繼而，控制裝置100基於第1量測步驟中之量測結果即資料D1而特定出接觸不良之發光元件，並且基於第2量測步驟中之量測結果即資料D2而特定出洩漏不良之發光元件，基於特定結果而判別發光元件之合格品與不合格品。控制裝置100藉由導出資料D1及資料D2之互斥或，而特定出非接觸不良且非洩漏不良之發光元件，將該發光元件判別為合格品，將除此以外之發光元件判別為不合格品，輸出不合格品之發光元件之位址。藉此，避免於後續處理中使用不合格品之發光元件，可提高利用發光元件之面板等之品質。又，藉由輸出不合格品之發光元件之位址，可利用雷射裝置600(參照圖6)而雷射去除不合格品之發光元件。於此情形時，可產生去除了不合格品之發光元件之半導體器件S4(參照圖6)。
再者，亦可於實施第1量測步驟及第2量測步驟之前，實施調整發光元件之對準之特定步驟。於特定步驟中，基於藉由對樣品S照射光並量測來自樣品S之反射光而獲得之反射像、及預先獲取之樣品S之設計資料，而特定出反射像中之與樣品S之各發光元件對應之位置(調整發光元件之對準)。於第1量測步驟實施前之特定步驟中，對第2構件S2照射自激發光源20出射之光，於相機82中檢測其反射光而獲取反射像(例如圖2(a)所示之像)。於第2量測步驟實施前之特定步驟中，對半導體器件S3照射自激發光源20出射之光，於相機82中檢測其反射光而獲取反射像(例如圖2(a)所示之像)。如圖2(a)所示，反射像顯示出與各發光元件200及各電極300對應之像。繼而，例如控制裝置100藉由核對反射像與樣品S之設計資料，而特定出反射像中之與樣品S之各發光元件對應之位置。此處之設計資料至少示出樣品S之各發光元件及電極之狀態(位置、形狀等)。如此，於第1量測步驟及第2量測步驟之前，特定出樣品S之各發光元件位於獲取圖像之哪個位置，藉此可特定出於第1量測步驟及第2量測步驟中獲取之PL像之各位置對應於哪一發光元件。
其次，參照圖7，對半導體器件S4之製造方法之步序進行說明。於本製造方法中，在製造工序之中途實施半導體器件之檢查工序。圖7係表示半導體器件S4之製造方法之步序之流程圖。
如圖7所示，首先，實施磊晶生長工序，於藍寶石基板401上生長結晶，藉此形成包含緩衝層402、n-GaN層403、發光層404及p-GaN層405之積層膜，且於積層膜上形成絕緣膜406，進而，於絕緣膜406中之n-GaN層403之電性連接部位形成接觸孔H1，並且於絕緣膜406中之p-GaN層405之電性連接部位形成接觸孔H2(第1步驟，步驟S101)。藉由第1步驟而產生第1構件S1。
隨後，於第1構件S1中之形成有絕緣膜406之面之整個面形成導電層407(第2步驟，步驟S102)。藉由第2步驟而產生第2構件S2，該第2構件S2係藉由導電層407將n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位相互電性連接。
隨後，實施對第2構件S2照射激發光並量測第2構件S2產生之發光之PL量測(第3步驟，步驟S103)。於此情形時，控制裝置100特定出PL像中之各發光元件之亮度，並基於該亮度而特定出接觸不良之發光元件。控制裝置100產生並輸出界定了接觸不良之發光元件之位址(位置)之接觸不良映射圖即資料D1。
隨後，藉由對形成於第2構件S2之導電層407進行加工，而形成與n-GaN層403之電性連接部位對應之第1焊墊電極407A、及與p-GaN層405之電性連接部位對應之第2焊墊電極407B(第4步驟，步驟S104)。如此，於形成有第1焊墊電極407A及第2焊墊電極407B之半導體器件S3中，n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位未相互電性連接。
隨後，實施對半導體器件S3照射激發光並量測半導體器件S3產生之發光之PL量測(第5步驟，步驟S105)。於此情形時，控制裝置100特定出PL像中之各發光元件之亮度，且基於該亮度而特定出洩漏不良之發光元件。控制裝置100產生並輸出界定了洩漏不良之發光元件之位址(位置)之洩漏不良映射圖即資料D2。
隨後，基於資料D1而特定出接觸不良之發光元件，並且基於資料D2而特定出洩漏不良之發光元件，且基於特定結果，判別發光元件之合格品與不合格品(第6步驟，步驟S106)。
最後，藉由雷射裝置600而雷射去除不合格品之發光元件(步驟S107)，產生去除了不合格品之發光元件後之半導體器件S4。
其次，對本實施方式之半導體器件S3之製造方法、檢查方法及檢查裝置1之作用效果進行說明。
本實施方式之半導體器件S3之製造方法係形成有複數個發光元件之半導體器件之製造方法，且具備：第1步驟，其係藉由於藍寶石基板401上生長結晶，而形成包含緩衝層402、n-GaN層403、發光層404、及p-GaN層405之積層膜，於積層膜上形成絕緣膜406，於絕緣膜406中之n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位形成接觸孔H1、H2，而產生第1構件S1；第2步驟，其係產生第2構件S2，該第2構件S2係於第1構件S1中之形成有絕緣膜406之面形成導電層407，藉由導電層407將n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位相互電性連接；第3步驟，其係對第2構件S2照射激發光，量測第2構件S2產生之發光；第4步驟，其係藉由對形成於第2構件S2之導電層407進行加工，而形成與n-GaN層403之電性連接部位對應之第1焊墊電極407A、及與p-GaN層405之電性連接部位對應之第2焊墊電極407B，從而產生半導體器件S3。
於本實施方式之半導體器件S3之製造方法中，係於形成積層膜及絕緣膜406，且在絕緣膜406中之n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位形成接觸孔H1、H2，在絕緣膜406上形成導電層407，將導電層407進行加工而形成第1焊墊電極407A及第2焊墊電極407B，在上述半導體器件S3之製造過程中，對形成有導電層407之第2構件S2照射激發光，量測第2構件S2產生之發光。此處，於形成有導電層407之第2構件S2中，藉由導電層407將n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位相互電性連接，而成為短路狀態。於此種短路之第2構件S2中，合格品之發光元件不易發生載子之再結合，而發光亮度變小。另一方面，關於接觸不良之發光元件，即便於藉由導電層407將n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位相互電性連接之狀態(短路狀態)下，內部亦活躍地發生載子之再結合，故與合格品相比，發光亮度變大。如此，藉由導電層407將n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位相互電性連接之狀態下之來自第2構件S2之發光的亮度根據有無接觸不良而產生差異。因此，藉由如本實施方式之製造方法般，對利用導電層407將n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位相互電性連接之第2構件S2照射激發光並量測來自第2構件S2之發光，可基於測得之發光之亮度來區分接觸不良之發光元件與非接觸不良之發光元件。藉此，可適當地檢測發光元件之接觸不良，提高發光元件之合格與否判定精度。而且，於本實施方式之半導體器件S3之製造方法中，如上所述，可於半導體器件S3之製造過程中進行與接觸不良相關之檢測，故與例如為了檢測接觸不良而另行進行檢查(除製造過程以外，另行進行檢查)之情形相比，可容易且迅速地進行與接觸不良相關之檢測。
上述製造方法亦可進而具備第5步驟，該第5步驟係於第4步驟之後，對半導體器件S3照射激發光，量測半導體器件S3產生之發光。於經過第4步驟而產生之半導體器件S3中，形成有第1焊墊電極407A及第2焊墊電極407B，n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位未相互電性連接。來自此種半導體器件S3之發光的亮度根據有無洩漏不良而產生差異。因此，藉由對第4步驟後之半導體器件S3照射激發光並量測來自半導體器件S3之發光，可基於測得之發光之亮度而區分洩漏不良之發光元件與非洩漏不良之發光元件。藉此，可適當地檢測發光元件之洩漏不良。
上述製造方法亦可進而具備第6步驟，該第6步驟係基於第3步驟中之量測結果而特定出接觸不良之發光元件，並且基於第5步驟中之量測結果而特定出洩漏不良之發光元件，基於特定結果而判別發光元件之合格品與不合格品。根據此種構成，可適當地檢測出接觸不良之發光元件及洩漏不良之發光元件作為不合格品，從而可提高發光元件之合格與否判定精度。
上述製造方法亦可進而具備第7步驟，該第7步驟係基於藉由對第2構件S2照射光並量測來自第2構件S2之反射光而獲得之反射像、及預先獲取之半導體器件之設計資料，而特定出反射像中之與半導體器件之各發光元件對應之位置。藉此，可於量測發光時判定是自設計資料上之哪一發光元件發出之光。
本實施方式之檢查方法具備：導電層形成步驟，其係於複數個發光元件處於形成過程中之測定對象物中，以積層膜上之絕緣膜406中之n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位相互電性連接之方式，在形成有絕緣膜406之面上形成導電層407；及第1量測步驟，其係於藉由導電層407將n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位相互電性連接之狀態下，對測定對象物照射激發光，量測由測定對象物產生之發光。根據本實施方式之檢查方法，與上述製造方法同樣，可適當地檢測發光元件之接觸不良，提高發光元件之合格與否判定精度。
本實施方式之檢查裝置1具備：激發光源20(光照射部)，其對複數個發光元件處於形成過程中之測定對象物照射光；相機82(光量測部)，其量測測定對象物相應於由激發光源20照射之光而產生之發光；及控制裝置100(處理部)，其輸出相機82之量測結果；控制裝置100輸出如下狀態下之相機82之量測結果，上述狀態係指：於測定對象物中之積層膜上之形成有絕緣膜406之面，以將絕緣膜406中之n-GaN層403之電性連接部位與p-GaN層405之電性連接部位相互電性連接之方式形成有導電層407。根據本實施方式之檢查裝置1，與上述製造方法同樣，可適當地檢測發光元件之接觸不良，提高發光元件之合格與否判定精度。
1:檢查裝置 11:吸盤 12:XY載台 15:導電性膠帶(導電性構件) 20:激發光源(光照射部) 30:光學系統 31:光纖纜線 32:導光透鏡 40:分色鏡 51:物鏡 52:Z載台 72:成像透鏡 82:相機(光量測部) 90:暗箱 100:控制裝置(處理部) 110:監視器 200:發光元件 200x:發光元件 200z:發光元件 300:電極 401:藍寶石基板 402:緩衝層 403:n-GaN層(電子傳輸層) 404:發光層 405:p-GaN層 406:絕緣膜 407:導電層 407A:第1焊墊電極 407B:第2焊墊電極 500:製造裝置 600:雷射裝置 D1:資料(接觸不良映射圖) D2:資料(洩漏不良映射圖) H1,H2:接觸孔 S:樣品 S1:第1構件 S2:第2構件 S3:半導體器件 S4:半導體器件
圖1係本發明之實施方式之檢查裝置1之構成圖。 圖2係表示相機之攝像結果之圖，圖2(a)係反射像，圖2(b)係表示洩漏不良之PL(Photoluminescence，光致發光)像，圖2(c)係表示接觸不良之PL像。 圖3(a)～(f)係說明半導體器件之製造工序之圖。 圖4(a)～(e)係說明半導體器件之製造工序之圖。 圖5係說明半導體器件之製造及檢查工序之圖。 圖6係說明半導體器件之製造及檢查工序之圖。 圖7係表示半導體器件之製造方法之步序之流程圖。
1:檢查裝置
11:吸盤
12:XY載台
20:激發光源(光照射部)
30:光學系統
31:光纖纜線
32:導光透鏡
40:分色鏡
51:物鏡
52:Z載台
72:成像透鏡
82:相機(光量測部)
90:暗箱
100:控制裝置(處理部)
110:監視器
S:樣品

Claims (12)

  1. 一種半導體器件之製造方法，其係形成有複數個發光元件之半導體器件之製造方法，且具備： 第1步驟，其係藉由於基板上生長結晶，而形成包含緩衝層、N層、發光層及P層之積層膜，於上述積層膜上形成絕緣膜，於上述絕緣膜中之N層之電性連接部位及P層之電性連接部位形成接觸孔，而產生第1構件； 第2步驟，其係產生第2構件，該第2構件係於上述第1構件中之形成有上述絕緣膜之面形成導電層，藉由上述導電層將上述N層之電性連接部位與上述P層之電性連接部位相互電性連接； 第3步驟，其係對上述第2構件照射光，量測上述第2構件產生之發光；及 第4步驟，其係藉由對形成於上述第2構件之上述導電層進行加工，而形成與上述N層之電性連接部位對應之第1焊墊電極、及與上述P層之電性連接部位對應之第2焊墊電極，從而產生上述半導體器件。
  2. 如請求項1之半導體器件之製造方法，其進而具備第5步驟，該第5步驟係於上述第4步驟之後，對上述半導體器件照射光，並量測上述半導體器件產生之發光。
  3. 如請求項2之半導體器件之製造方法，其進而具備第6步驟，該第6步驟係基於藉由如下方式獲取之特定結果而判別發光元件之合格品與不合格品，上述方式係基於上述第3步驟中之量測結果而特定出接觸不良之發光元件之部分，並且基於上述第5步驟中之量測結果而特定出洩漏不良之發光元件之部分。
  4. 如請求項1至3中任一項之半導體器件之製造方法，其進而具備第7步驟，該第7步驟係基於藉由對上述第2構件照射光並量測來自上述第2構件之反射光而獲得之反射像、及預先獲取之上述半導體器件之設計資料，而特定出上述反射像中之與上述半導體器件之各發光元件對應之位置。
  5. 一種檢查方法，其具備：導電層形成步驟，其係於形成複數個發光元件之過程中之測定對象物中，以將積層膜上之絕緣膜中之N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接的方式，於形成有上述絕緣膜之面上形成導電層；及 第1量測步驟，其係於藉由上述導電層將上述N層之電性連接部位與上述P層之電性連接部位相互電性連接之狀態下，對上述測定對象物照射光，並量測上述測定對象物產生之發光。
  6. 如請求項5之檢查方法，其進而具備第2量測步驟，該第2量測步驟係於上述導電層經加工而使得上述N層之電性連接部位與上述P層之電性連接部位未相互電性連接之狀態下，對上述測定對象物照射光，並量測上述測定對象物產生之發光。
  7. 如請求項6之檢查方法，其進而具備判別步驟，該判別步驟係基於上述第1量測步驟中之量測結果而特定出接觸不良之發光元件之部分，並且基於上述第2量測步驟中之量測結果而特定出洩漏不良之發光元件之部分，基於特定結果而判別發光元件之合格品與不合格品。
  8. 如請求項5至7中任一項之檢查方法，其進而具備特定步驟，該特定步驟係基於藉由對上述測定對象物照射光並量測來自上述測定對象物之反射光而獲得之反射像、及預先獲取之上述測定對象物之設計資料，而特定出上述反射像中之與上述測定對象物之各發光元件對應之位置。
  9. 一種檢查裝置，其具備： 光照射部，其對形成複數個發光元件之過程中之測定對象物照射光； 光量測部，其量測上述測定對象物相應於由上述光照射部照射之光而產生之發光；及 處理部，其輸出上述光量測部之量測結果；且 上述處理部輸出處於如下狀態下之上述光量測部之量測結果，上述狀態係指於上述測定對象物之積層膜上之形成有絕緣膜之面，以將上述絕緣膜中之N層之電性連接部位與P層之電性連接部位相互電性連接之方式形成有導電層。
  10. 如請求項9之檢查裝置，其中上述處理部輸出如下狀態下之上述光量測部之量測結果，上述狀態係指上述導電層經加工而使得上述N層之電性連接部位與上述P層之電性連接部位未相互電性連接。
  11. 如請求項10之檢查裝置，其中上述處理部係基於上述N層之電性連接部位與上述P層之電性連接部位相互電性連接之狀態下之上述光量測部之量測結果而特定出接觸不良之發光元件之部分，並且基於上述N層之電性連接部位與上述P層之電性連接部位未相互電性連接之狀態下之上述光量測部之量測結果而特定出洩漏不良之發光元件之部分，基於特定結果而判別發光元件之合格品與不合格品。
  12. 如請求項9至11中任一項之檢查裝置，其中上述光量測部進而量測與由上述光照射部照射之光相應之來自上述測定對象物之反射光， 上述處理部基於藉由在上述光量測部量測反射光而獲得之反射像、及預先獲取之上述測定對象物之設計資料，而特定出上述反射像中之與上述測定對象物之各發光元件對應之位置。
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