TWI769229B - 半導體檢查裝置 - Google Patents

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岩城吉剛
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Abstract

本發明之半導體檢查裝置之檢查系統1具備:光源33;反射鏡40b;電檢波反射鏡44a、44b;殼體32,其於內部保持反射鏡40b與電檢波反射鏡44a、44b,且具有用於安裝光學元件之安裝部46;及控制部21a,其控制電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角;且控制部21a以在通過電檢波反射鏡44a、44b及反射鏡40b之第1光路L1與通過電檢波反射鏡44a、44b及安裝部46之第2光路L2之間切換與半導體器件D光學連接之光路之方式控制偏轉角,且以切換為第1光路L1時之偏轉角與切換為第2光路L2時之偏轉角不重複之方式控制偏轉角。

Description

半導體檢查裝置
本發明係關於一種檢查半導體器件之半導體檢查裝置。
自先前以來,業界使用一面施加測試信號一面檢查半導體器件之裝置。例如,在下述專利文獻1中已知悉具備電檢波反射鏡、2條光纖、及可與其等光學地結合之多光纖轉盤的裝置,一條光纖與雷射掃描模組(以下稱為「LSM」)光學地結合,另一光纖光學連接於單光子檢測器。在如上述之裝置中,可切換執行LSM之半導體器件之檢查、及單光子檢測器之發光計測。 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1:美國專利2009/0295414號公報
[發明所欲解決之問題] 在上述之先前之檢查半導體器件之裝置中,期望在各光學元件各者中設定最佳之光學系統。即,當在光學元件中共用光學系統時,有各光學元件之光路之空間精度降低之傾向。 實施形態之目的在於提供一種半導體檢查裝置。 [解決問題之技術手段] 本發明之實施形態係一種半導體檢查裝置。半導體檢查裝置係檢查半導體器件者,且具備:第1光源,其產生照射於半導體器件之光;導光元件,其與第1光源光學連接;一對電檢波反射鏡,其等設置於可經由導光元件而與第1光源光學連接之位置;殼體,其於內部保持導光元件與一對電檢波反射鏡,且具有設置於可與一對電檢波反射鏡光學連接之位置的用於安裝光學元件之第1安裝部;及控制部,其控制一對電檢波反射鏡之偏轉角;且控制部以在通過一對電檢波反射鏡及導光元件之第1光路與通過一對電檢波反射鏡及第1安裝部之第2光路之間切換與半導體器件光學連接之光路之方式控制偏轉角,且以切換為第1光路時之偏轉角與切換為第2光路時之偏轉角不重複之方式控制偏轉角。 [發明之效果] 根據實施形態之半導體檢查裝置,藉由提高複數個光學元件之光路之空間精度而能夠高精度地檢查半導體器件。
以下,一面參照圖式一面針對半導體檢查裝置之較佳之實施形態詳細地說明。此外,在圖式之說明中針對同一或相當部分賦予同一符號,且省略重複之說明。 [第1實施形態] 如圖1所示,第1實施形態之檢查系統1係一種在被檢查器件(DUT:Device Under Test,待測器件)即半導體器件D中特定故障部位等之用於檢查半導體器件D之半導體檢查裝置。且,檢查系統1除進行特定故障部位之處理外,還可進行在該故障部位之周圍進行顯示該故障部位之標記的處理等。利用該標記,在故障解析之後步驟中,能夠容易地掌握檢查系統1所特定之故障部位。 作為半導體器件D係例如個別半導體元件(離散式元件)、光電子元件、感測器/致動器、邏輯LSI(Large Scale Integration,大規模積體電路)、記憶體元件、或線性IC(Integrated Circuit,積體電路)等、或其等之混合器件等。個別半導體元件包含二極體、及功率電晶體等。邏輯LSI由MOS(Metal-Oxide-Semiconductor,金屬氧化物半導體)構造之電晶體、及雙極構造之電晶體等構成。又,半導體器件D可為包含半導體器件之封裝件、及複合基板等。半導體器件D係在基板上形成有金屬層而構成。作為半導體器件D之基板係使用例如矽基板。半導體器件D載置於樣品載台40。 該檢查系統1具備:信號施加部11、計算機21、顯示部22、輸入部23、及光學裝置31A。 信號施加部11經由纜線電性連接於半導體器件D,對半導體器件D施加刺激信號。信號施加部11係例如測試單元,利用電源(未圖示)動作,對半導體器件D重複施加特定之測試圖案等之刺激信號。信號施加部11可為施加調變電流信號者,亦可為施加CW(continuous wave,連續波)電流信號者。信號施加部11經由纜線電性連接於計算機21,將由計算機21指定之測試圖案等之刺激信號施加至半導體器件D。此外,信號施加部11可不一定電性連接於計算機21。信號施加部11當不與計算機21電性連接時,以單機決定測試圖案等之刺激信號,並將該測試圖案等之刺激信號施加至半導體器件D。信號施加部11可為產生特定之信號並將其施加至半導體器件D之脈衝產生器。 計算機21經由纜線電性連接於光學裝置31A。計算機21係包含例如處理器(CPU:Central Processing Unit,中央處理單元)、以及記憶媒體即RAM(Random Access Memory,隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory,唯讀記憶體)及HDD(Hard Disk Drive,硬碟機)等之電腦。計算機21對於記憶於記憶媒體之資料執行處理器之處理。又,計算機21可由微電腦或FPGA(Field-Programmable Gate Array,現場可程式化閘陣列)、及雲端伺服器等構成。計算機21基於自光學裝置31A輸入之檢測信號製作圖案圖像或解析圖像(例如發光圖像等)。此處,僅在解析圖像中不易特定半導體器件D之圖案之詳細之位置。因此,計算機21將使基於來自半導體器件D之反射光之圖案圖像與半導體器件D之解析圖像重疊之重疊圖像作為解析圖像而產生。 又,計算機21將所製作之解析圖像輸出至顯示部22。顯示部22係用於對使用者顯示解析圖像之顯示器等之顯示裝置。顯示部22顯示所輸入之解析圖像。在此情形下,使用者自顯示部22所顯示之解析圖像中確認故障部位之位置,並將顯示故障部位之資訊輸入至輸入部23。輸入部23係受理來自使用者之輸入之鍵盤及滑鼠等之輸入裝置。輸入部23將自使用者受理之顯示故障部位之資訊輸入至計算機21。此外,計算機21、顯示部22、及輸入部23可為智慧型裝置終端。 其次,參照圖2及圖3,針對光學裝置31A之構成進行說明。圖2係顯示在光學裝置31A中切換為第1檢查系統之狀態下之構成及第1光路之圖,圖3係顯示在光學裝置31A中切換為第2檢查系統之狀態下之構成及第2光路之圖。 如圖2及圖3所示,光學裝置31A具備:殼體32、光源(第1光源)33、光檢測器(第1光檢測器)34、光檢測器(第2光檢測器)35、配置於殼體32之內部之內部光學系統36、及配置於殼體32之外部之外部光學系統37。 光源33利用電源(未圖示)動作,產生用於產生半導體器件D之圖案像之對半導體器件D照明的光。光源33係LED(Light Emitting Diode,發光二極體)、及SLD(Super Luminescent Diode,超冷光二極體)光源等之不同調光源等。光源33可為雷射等之同調光源等。自光源33輸出之光經由內部光學系統36及外部光學系統37照射至半導體器件D。 光檢測器34檢測來自半導體器件D之反射光,並將半導體器件D之反射光之檢測信號輸出至計算機21。例如,光檢測器34係光電倍增管、PD(photodiode,光電二極體)、及APD(Avalanche Photodiode,雪崩光電二極體)等之受光元件。來自半導體器件D之反射光經由外部光學系統37及內部光學系統36入射至光檢測器34。 光檢測器35當對半導體器件D施加測試圖案等之刺激信號時,檢測在半導體器件D產生之發光,並將半導體器件D之發光之檢測信號輸出至計算機21。光檢測器35係例如超導單光子檢測器即SSPD(Superconducting Single Photon Detector)、光電倍增管、或SiPM(Silicon Photomultipliers,矽光電倍增器)等。在該光檢測器35中,來自半導體器件D之光經由外部光學系統37及內部光學系統36入射。 內部光學系統36構成為包含:光纖38a、38b、38c、準直透鏡39a、39b、39c、反射鏡40a、導光元件(反射鏡)40b、偏光分束器(以下稱為「PBS」)41、1/4波長板42、可變光瞳43、一對電檢波反射鏡44a、44b、及光瞳中繼透鏡45。 光纖38a、38b、38c之一端在殼體32之外部分別光學連接於光源33、光檢測器34、及光檢測器35,光纖38a、38b、38c之另一端在殼體32之內部分別光學連接於準直透鏡39a、39b、39c。準直透鏡39a將自光源33照射之光變換為平行光,準直透鏡39b、39c分別將入射至光檢測器34及光檢測器35之光變換為平行光。如此,藉由就每一光纖獨立之準直透鏡接收來自後述之光掃描部之光,而可相應於來自半導體器件D之光之波長或焦點進行最佳調整。 反射鏡40a在殼體32之內部配置於準直透鏡39a之光輸出側,PBS 41配置於準直透鏡39b之光輸入側,反射鏡40a、PBS 41、1/4波長板42、可變光瞳43、及反射鏡40b依序排列配置於一直線上。反射鏡40a使自光源33輸出之光朝向PBS 41反射。PBS 41使自光源33輸出之光中之直線偏光朝向反射鏡40b透過,1/4波長板42將該直線偏光變換為圓偏光並朝向反射鏡40b輸出。又,1/4波長板42將自反射鏡40b側入射之來自半導體器件D之反射光變換為與自光源33輸出之光之直線偏光正交之方向之直線偏光,PBS 41使該反射光之直線偏光朝向光檢測器34反射。可變光瞳43設置為可在反射鏡40a與反射鏡40b之間之光路上取放,係用於變更光瞳之大小者。 反射鏡40b係如上述般與光源33及光檢測器34光學連接。詳細而言,反射鏡40b反射自光源33輸出之光並將其朝向作為光掃描部之一對電檢波反射鏡44a、44b導光。同時,反射鏡40b經由一對電檢波反射鏡44a、44b接收來自半導體器件D之反射光,並使該反射光經由可變光瞳43、1/4波長板42、PBS 41、準直透鏡39b、及光纖38b入射至光檢測器34。此外,雖然在本實施形態中將反射鏡用作導光元件,但只要係在光源33及/或光檢測器34與一對電檢波反射鏡44a、44b之間可導光之光學元件即可,可使用光纖等。 一對電檢波反射鏡44a、44b構成為可經由反射鏡40b與光源33及光檢測器34光學連接,且經由光瞳中繼透鏡45與外部光學系統37光學連接。具體而言,一對電檢波反射鏡44a、44b係配置於來自反射鏡40b之光源33之光之反射方向,能夠一面二維地掃描該光一面使其反射之光掃描部,例如,具有將2個可以特定軸為中心變更偏轉角之電檢波反射鏡組合而成之構成。該一對電檢波反射鏡44a、44b能夠在半導體器件上二維地掃描照射至半導體器件D之光。此外,一對電檢波反射鏡44a、44b還能夠對半導體器件D之特定點之反射光或發光一面二維地進行位置選擇一面使其朝向反射鏡40b或準直透鏡39c之特定位置導光。此處,可構成為在使一對電檢波反射鏡44a、44b停止之狀態下,藉由以一個反射鏡使另行準備之光源反射,而對半導體器件D二維地照明。一對電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角構成為可由計算機21之控制部21a控制。 準直透鏡39c由設置於可與一對電檢波反射鏡44a、44b光學連接之殼體32上之位置之安裝部(第1安裝部)46保持於殼體32之內部。該安裝部46構成筒狀構件,係用於將準直透鏡等之光學元件安裝於殼體32之內部之部位。而且,光纖38c之另一端在安裝部46之內部光學連接於準直透鏡39c。 外部光學系統37包含反射鏡47a、47b、47c、光瞳中繼透鏡48、及物鏡單元49。該外部光學系統37將來自光源33之光導光並使其入射至半導體器件D,且將在半導體器件D中產生之反射光及發光導光並使其入射至內部光學系統36。具體而言,自內部光學系統36入射之來自光源33之光在由反射鏡47a反射後透過光瞳中繼透鏡48,並在由反射鏡47b、47c依次反射後通過物鏡單元49照射至半導體器件D。另一方面,半導體器件D之反射光或發光藉由在通過物鏡單元49後由反射鏡47c、47b依次反射,並在透過光瞳中繼透鏡48後由反射鏡47a反射,而入射至內部光學系統36。此處,物鏡單元49可構成為具有不同之倍率之複數個物鏡,並由轉盤切換。 如上述之構成之光學裝置31A構成為可以藉由計算機21切換與半導體器件D光學連接之光路之方式進行控制。亦即,計算機21具有控制部21a來作為功能性構成要件。 計算機21之控制部21a以如下之方式控制一對電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角,即:藉由控制一對電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角,而在包含外部光學系統37與經由一對電檢波反射鏡44a、44b及反射鏡40b之內部光學系統36的第1光路L1(圖2)和包含外部光學系統37與經由一對電檢波反射鏡44a、44b及安裝部46內之準直透鏡39c之內部光學系統36的第2光路L2(圖3)之間切換與半導體器件D光學連接之光路。具體而言,控制部21a當自使用者經由輸入部23指示反射光之檢查之執行時切換為第1光路L1,當自使用者經由輸入部23指示發光之檢查之執行時切換為第2光路L2。與此同時,控制部21a以藉由在特定角度範圍內依次變更一對電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角,而在半導體器件D上二維地掃描照射至半導體器件D之光之方式進行控制,且以一面二維地掃描半導體器件D之特定點之反射光或發光一面進行位置選擇並將其導光之方式進行控制。 在圖4中顯示由計算機21之控制部21a控制之一對電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角之變更範圍的一例。在圖4之圖中,橫軸H表示由控制部21a控制之一對電檢波反射鏡44a、44b之一方向之偏轉角,縱軸V表示由控制部21a控制之一對電檢波反射鏡44a、44b之垂直於一方向之另一方向之偏轉角。在本實施形態中,一方向係水平方向,另一方向係鉛直方向。控制部21a在被指示執行反射光之檢查時,以如下之方式進行控制,即:將一對電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角設定為預設之偏轉角之偏移值(H,V)=(H1,V1),且在以該偏移值(H1,V1)為中心之一方向及另一方向之特定角度之範圍(H1±ΔH1,V1±ΔV1)之角度範圍W1內依次變更偏轉角。又,控制部21a在被指示執行發光之檢查時,以如下之方式進行控制,即:將一對電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角設定為預設之偏轉角之偏移值(H,V)=(H2,V2),且在以該偏移值(H2,V2)為中心之一方向及另一方向之特定角度之範圍(H2±ΔH2,V2±ΔV2)之角度範圍W2內依次變更偏轉角。此處,控制部21a以切換為第1光路L1時之偏轉角之範圍W1與切換為第2光路L2時之偏轉角之範圍W2不重複之方式進行控制。 計算機21還具有基於自光檢測器34、35輸入之檢測信號產生圖案圖像或發光圖像(解析圖像)之功能。具體而言,計算機21基於利用控制部21a之控制一面在半導體器件D上掃描來自光源33之光一面獲得之檢測信號,產生表示半導體器件D之每一二維位置之反射光之強度的圖案圖像。相同地,計算機21基於利用控制部21a之控制一面在半導體器件D上掃描觀察位置一面獲得之檢測信號,產生表示半導體器件D之每一二維位置之發光之強度的發光圖像。再者,計算機21將使圖案圖像與發光圖像重疊之重疊圖像作為解析圖像而產生,並將所產生之解析圖像輸出至顯示部22。 根據以上所說明之檢查系統1,以在第1光路L1與第2光路L2之間切換與半導體器件D光學連接之光路之方式控制一對電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角。藉此,可切換執行使用光源33、光檢測器34、及反射鏡40b之半導體器件D之反射光之測定與使用安裝於安裝部46之光檢測器35之半導體器件D之發光之檢查。此時,由於以切換為第1光路L1時之電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角與切換為第2光路L2時之電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角不重複之方式進行控制,故能夠將各測定系統之光學系統獨立地設定為最佳之狀態,其結果為能夠提高各檢查系統之光路之空間精度。其結果為能夠高精度地檢查半導體器件D。 又,在光學裝置31A中,藉由將光檢測器35安裝於安裝部46而可經由第2光路L2檢測半導體器件D之發光。在此情形下,當將與半導體器件D光學連接之光路切換為第2光路L2時,能夠使用光檢測器35測定來自半導體器件之發光。再者,藉由具備安裝部46而能夠容易地將光檢測器35置換為其他之光學元件,能夠實施最佳之檢查。 [第2實施形態] 在圖5中顯示第2實施形態之光學裝置31B之構成。該光學裝置31B除具備光源33及光檢測器34、35外並具備光源133,此點與第1實施形態不同。 亦即,光學裝置31B更具備照射用於進行顯示該故障部位之標記之雷射光之光源(第3光源)133。該光源133經由由設置於可與一對電檢波反射鏡44a、44b光學連接之殼體32上之位置之安裝部(第3安裝部)146予以保持之準直透鏡39d及光纖38d,與內部光學系統36光學連接。詳細而言,該安裝部146形成筒狀構件,且係用於將準直透鏡等之光學元件安裝於將一對電檢波反射鏡44a、44b與二向分色反射鏡140b相連之延長線上之殼體32之內部的部位。再者,光學裝置31B取代反射鏡40b而具備二向分色反射鏡140b作為導光元件,光源133與二向分色反射鏡140b光學連接。該二向分色反射鏡140b朝向一對電檢波反射鏡44a、44b反射來自光源33之光,並朝向光檢測器34反射自一對電檢波反射鏡44a、44b入射之半導體器件D之反射光,且使來自光源133之雷射光朝向一對電檢波反射鏡44a、44b透過。 在具備該光學裝置31B之檢查系統1中,當執行標記之處理時,計算機21之控制部21a以將與半導體器件D光學連接之光路切換為包含外部光學系統37與經由一對電檢波反射鏡44a、44b及二向分色反射鏡140b之內部光學系統36的光路L3之方式控制一對電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角。具體而言,控制部21a當自使用者經由輸入部23指示標記處理之執行時切換為光路L3。此時,預先基於顯示部22所顯示之解析圖像由使用者特定故障部位之位置,並使用輸入部23輸入顯示故障部位之資訊。控制部21a以基於自輸入部23輸入之顯示故障部位之資訊成為與該故障部位對應之偏轉角之方式控制一對電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角。藉此,在相當於半導體器件D之故障部位之位置進行雷射標記。 根據如上述之第2實施形態亦然,能夠將各測定系統之光學系統獨立地設定為最佳之狀態,其結果為能夠提高各檢查系統之光路之空間精度。其結果為能夠高精度地檢查半導體器件D。 此外,作為第2實施形態之變化例,藉由使用輸出能量低於矽之帶隙之具有1064 nm之波長之雷射光、及能量高於矽之帶隙之具有1300 nm之波長之雷射光之雷射光源來作為光源133,而可進行半導體器件D之故障解析。藉由使用如上述之雷射光源,而能夠根據自半導體器件D輸出之電流或電壓進行故障解析。 [第3實施形態] 在圖6中顯示第3實施形態之光學裝置31C之構成。該光學裝置31C之光源光學連接於2個反射鏡40a、40b之間之光路之點與第2實施形態不同。 具體而言,光學裝置31C之內部光學系統36具有配置於反射鏡40a與PBS 41之間之二向分色反射鏡240,光源133經由準直透鏡39d及光纖38d與二向分色反射鏡240光學連接。 在如上述之構成中,自光源133輸出之光能夠經由第1光路L1照射至半導體器件D。藉由將各種光源用作光源133,而可進行標記之處理。又,藉由將與光源33不同之波長之光源組合為光源133,而可一面將各種波長之光照射至半導體器件D一面進行反射光之觀察或故障解析。 [第4實施形態] 在圖7中顯示第4實施形態之光學裝置31D之構成。該光學裝置31D具有除將可與半導體器件D光學連接之光路切換為第1光路L1及第2光路L2外還可將其切換為第3光路L4之構成。 具體而言,光學裝置31D更具備用於檢查半導體器件D之發光之光檢測器335。該光檢測器335經由由設置於可與一對電檢波反射鏡44a、44b光學連接之殼體32上之位置之安裝部(第2安裝部)346保持之準直透鏡39e及光纖38e與內部光學系統36光學連接。詳細而言,該安裝部346構成筒狀構件,係用於將準直透鏡等之光學元件安裝於殼體32之內部之部位。 在具備該光學裝置31D之檢查系統1中,當執行使用光檢測器335之發光之檢查處理時,計算機21之控制部21a以將與半導體器件D光學連接之光路切換為包含外部光學系統37與經由一對電檢波反射鏡44a、44b及安裝部346內之準直透鏡39e之內部光學系統36的第3光路L4之方式控制一對電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角。具體而言,控制部21a當自使用者經由輸入部23指示發光檢查處理之執行時切換為光路L4。 在圖8中顯示由計算機21之控制部21a控制之一對電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角之變更範圍的一例。本實施形態之控制部21a在被指示使用光檢測器335之發光檢查之執行時,以如下之方式進行控制,即:將一對電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角設定為預設之偏轉角之偏移值(H,V)=(H4,V4),且在以該偏移值(H4,V4)為中心之一方向及另一方向之特定角度之範圍(H4±ΔH4,V4±ΔV4)之角度範圍W4內依次變更偏轉角。此處,控制部21a以切換為第1光路L1時之偏轉角之範圍W1、切換為第2光路L2時之偏轉角之範圍W2、及切換為第3光路L4時之偏轉角之範圍W4不重複之方式進行控制。 根據如上述之第4實施形態亦然,能夠將各測定系統之光學系統獨立地設定為最佳之狀態,其結果為能夠提高各檢查系統之光路之空間精度。其結果為能夠高精度地檢查半導體器件D。此外,在本實施形態中,如圖9所示,可在安裝部346中安裝用於產生半導體器件D之照明、標記、加熱、或光電流之光源333而取代光檢測器335。 此外,實施形態並不限定於前述之實施形態。 例如,雖然在第1實施形態中光檢測器35經由準直透鏡及光纖光學連接於電檢波反射鏡44a、44b,但可如圖10所示之變化例之光學裝置31F般光檢測器35直接光學連接於電檢波反射鏡44a、44b。 又,如圖11所示之變化例之光學裝置31G般,可在安裝部46安裝產生照射至半導體器件D之光之光源433而取代光檢測器35。此時,光源433可經由準直透鏡及光纖光學連接於電檢波反射鏡44a、44b,亦可直接光學連接於電檢波反射鏡44a、44b。 又,如圖12所示之變化例之光學裝置31H般,可構成為在安裝部46安裝將光源233與光檢測器334光學連接之光路分割元件50。光源233係例如LED(Light Emitting Diode,發光二極體)、SLD(Super Luminescent Diode,超冷光二極體)光源等之不同調光源等、或雷射等之同調光源等。光檢測器334係例如光電倍增管、PD(photodiode,光電二極體)、及APD(Avalanche Photodiode,雪崩光電二極體)等之受光元件。光路分割元件50係例如光學循環器。在此情形下,當自光源233對於半導體器件D經由第2光路L5照射光時,能夠將經反射並經由第2光路L5返回之光導光至光檢測器334並檢測。在此情形下,藉由將1/2波長板配置於光路L5上來作為偏光元件51,並使其旋轉為任意之角度,而成為任意之直線偏光之光可照射至半導體器件D。又,可將偏振波保持光纖耦合器用作光路分割元件50,且在光路L5上配置1/4波長板來作為偏光元件51。在此情形下,能夠將自光源233輸出之光作為圓偏光照射至半導體器件D,且使由半導體器件D反射並返回之光朝光檢測器334導光並檢測。 又,可為如圖13所示之變化例之光學裝置31I之構成。具體而言,本變化例與上述之實施形態不同,不具有與導光元件40b光學連接之光檢測器34,可構成為:如第3實施形態般具備複數個光源(光源33及光源133),使用將光源233與光檢測器334光學連接之光路分割元件50,在安裝部46安裝有光源233與光檢測器334。在此情形下,能夠以光檢測器334檢測自光源233照射至半導體器件D之光之反射光並產生圖案像,或藉由自光源33及光源133產生波長互不相同之光並使其經由第1光路L6照射至半導體器件D而進行故障解析。 根據上述形態之半導體檢查裝置,以在第1光路與第2光路之間切換與半導體器件光學連接之光路之方式控制一對電檢波反射鏡之偏轉角。藉此,可切換執行使用第1光源、及導光元件之半導體器件之測定、及使用安裝於第1安裝部之光學元件之半導體器件之檢查。此時,由於以切換為第1光路時之電檢波反射鏡之偏轉角與切換為第2光路時之電檢波反射鏡之偏轉角不重複之方式進行控制,故能夠將各測定系統之光學系統獨立地設定為最佳之狀態,其結果為能夠提高各檢查系統之光路之空間精度。其結果為能夠高精度地檢查半導體器件。 可行的是,在上述形態之半導體檢查裝置中更具備檢測來自半導體器件之光之第1光檢測器,導光元件與第1光檢測器光學連接。在此情形下,可切換執行使用第1光源、第1光檢測器、及導光元件之半導體器件之光之測定、及使用安裝於第1安裝部之光學元件之半導體器件之檢查。 又,可行的是,更具備檢測來自半導體器件之光之第2光檢測器,第2光檢測器藉由被安裝於第1安裝部而可經由第2光路檢測光。在此情形下,當將與半導體器件光學連接之光路切換為第2光路時,能夠使用第2光檢測器測定來自半導體器件之發光。 又,第2光檢測器可經由準直透鏡及光纖安裝於第1安裝部。在此情形下,當將與半導體器件光學連接之光路切換為第2光路時,能夠經由準直透鏡及光纖利用第2光檢測器測定來自半導體器件之光。 再者,可行的是,更具備產生照射至半導體器件之光之第2光源,第2光源藉由被安裝於第1安裝部而可經由第2光路照射光。在此情形下,當將與半導體器件光學連接之光路切換為第2光路時,能夠使用第2光源對半導體器件照射光而檢查半導體器件。 再者,第2光源可經由準直透鏡及光纖安裝於第1安裝部。在此情形下,當將與半導體器件光學連接之光路切換為第2光路時,能夠經由準直透鏡及光纖使用第2光源對半導體器件照射光而檢查半導體器件。 又,可行的是,更具備:產生照射至半導體器件之光之第2光源、檢測來自半導體器件之光之第2光檢測器、及將第2光源與第2光檢測器光學連接之光路分割元件,且藉由光路分割元件被安裝於第1安裝部而可經由第2光路照射及/或檢測光。在此情形下,當將與半導體器件光學連接之光路切換為第2光路時,能夠一面使用第2光源對半導體器件照射光一面測定來自半導體器件之光。 再者,可行的是,殼體更具有設置於可與一對電檢波反射鏡光學連接之位置的用於安裝光學元件之第2安裝部,且控制部以在第1光路、第2光路、及通過一對電檢波反射鏡及第2安裝部之第3光路之間切換之方式控制偏轉角,且以切換為第1光路時之偏轉角、切換為第2光路時之偏轉角、及切換為第3光路時之偏轉角不重複之方式控制偏轉角。在此情形下,藉由將與半導體器件光學連接之光路切換為第3光路,而可切換執行使用安裝於第2安裝部之光學元件之半導體器件之檢查。此時,由於以切換為第1光路時之電檢波反射鏡之偏轉角、切換為第2光路時之電檢波反射鏡之偏轉角、及切換為第3光路時之電檢波反射鏡之偏轉角不重複之方式進行控制,故能夠將各檢查系統之光學系統獨立地設定為最佳之狀態,其結果為能夠提高各檢查系統之光路之空間精度。其結果為能夠高精度地檢查半導體器件。 又,導光元件可為反射鏡。再者,可行的是,作為導光元件之反射鏡係二向分色反射鏡,殼體更具有用於將光學元件安裝於將一對電檢波反射鏡與二向分色反射鏡相連之延長線上的第3安裝部。在此情形下,當將與半導體器件光學連接之光路切換為第1光路時,可進行使用安裝於第3安裝部之光學元件之半導體器件之檢查。 再者,可更具備與導光元件光學連接之第3光源。如此,當將與半導體器件光學連接之光路切換為第1光路時,可一面使用第3光源對半導體器件照射光一面進行半導體器件之光之測定。 再者,第2光檢測器可為超導單光子檢測器。 產業上之可利用性 實施形態係以半導體檢查裝置為使用用途,且藉由提高複數個光學元件之光路之空間精度而能夠高精度地檢查半導體器件者。
1‧‧‧檢查系統11‧‧‧信號施加部21‧‧‧計算機21a‧‧‧控制部22‧‧‧顯示部23‧‧‧輸入部31A‧‧‧光學裝置31B‧‧‧光學裝置31C‧‧‧光學裝置31D‧‧‧光學裝置31E‧‧‧光學裝置31F‧‧‧光學裝置31G‧‧‧光學裝置31H‧‧‧光學裝置31I‧‧‧光學裝置32‧‧‧殼體33‧‧‧光源/第1光源34‧‧‧光檢測器/第1光檢測器35‧‧‧光檢測器/第2光檢測器36‧‧‧內部光學系統37‧‧‧外部光學系統38a‧‧‧光纖38b‧‧‧光纖38c‧‧‧光纖38d‧‧‧光纖38e‧‧‧光纖39a‧‧‧準直透鏡39b‧‧‧準直透鏡39c‧‧‧準直透鏡39d‧‧‧準直透鏡39e‧‧‧準直透鏡40‧‧‧樣品載台40a‧‧‧反射鏡40b‧‧‧反射鏡/導光元件41‧‧‧偏光分束器/PBS42‧‧‧1/4波長板43‧‧‧可變光瞳44a‧‧‧電檢波反射鏡44b‧‧‧電檢波反射鏡45‧‧‧光瞳中繼透鏡46‧‧‧安裝部/第1安裝部47a‧‧‧反射鏡47b‧‧‧反射鏡47c‧‧‧反射鏡48‧‧‧光瞳中繼透鏡49‧‧‧物鏡單元50‧‧‧光路分割元件51‧‧‧偏光元件133‧‧‧光源/第3光源140b‧‧‧二向分色反射鏡146‧‧‧安裝部/第3安裝部233‧‧‧光源240‧‧‧二向分色反射鏡333‧‧‧光源334‧‧‧光檢測器335‧‧‧光檢測器346‧‧‧安裝部/第2安裝部433‧‧‧光源D‧‧‧半導體器件H‧‧‧橫軸L1‧‧‧第1光路L2‧‧‧第2光路L3‧‧‧光路L4‧‧‧第3光路/光路L5‧‧‧第2光路/光路L6‧‧‧第1光路V‧‧‧縱軸W1‧‧‧角度範圍/偏轉角之範圍W2‧‧‧角度範圍/偏轉角之範圍W4‧‧‧角度範圍/偏轉角之範圍
圖1係第1實施形態之檢查系統之構成圖。 圖2係顯示在圖1之光學裝置31A中切換為第1檢查系統之狀態下之構成及第1光路之圖。 圖3係顯示在圖1之光學裝置31A中切換為第2檢查系統之狀態下之構成及第2光路之圖。 圖4係顯示由圖1之計算機21之控制部21a控制之一對電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角之變更範圍的圖。 圖5係顯示第2實施形態之光學裝置31B之構成之圖。 圖6係顯示第3實施形態之光學裝置31C之構成之圖。 圖7係顯示第4實施形態之光學裝置31D之構成之圖。 圖8係顯示由第4實施形態之計算機21之控制部21a控制之一對電檢波反射鏡44a、44b之偏轉角之變更範圍的圖。 圖9係顯示第4實施形態之光學裝置31E之構成之圖。 圖10係顯示變化例之光學裝置31F之構成之圖。 圖11係顯示變化例之光學裝置31G之構成之圖。 圖12係顯示變化例之光學裝置31H之構成之圖。 圖13係顯示變化例之光學裝置31I之構成之圖。
31A‧‧‧光學裝置
32‧‧‧殼體
33‧‧‧光源/第1光源
34‧‧‧光檢測器/第1光檢測器
35‧‧‧光檢測器/第2光檢測器
36‧‧‧內部光學系統
37‧‧‧外部光學系統
38a‧‧‧光纖
38b‧‧‧光纖
38c‧‧‧光纖
39a‧‧‧準直透鏡
39b‧‧‧準直透鏡
39c‧‧‧準直透鏡
40a‧‧‧反射鏡
40b‧‧‧反射鏡/導光元件
41‧‧‧偏光分束器/PBS
42‧‧‧1/4波長板
43‧‧‧可變光瞳
44a‧‧‧電檢波反射鏡
44b‧‧‧電檢波反射鏡
45‧‧‧光瞳中繼透鏡
46‧‧‧安裝部/第1安裝部
47a‧‧‧反射鏡
47b‧‧‧反射鏡
47c‧‧‧反射鏡
48‧‧‧光瞳中繼透鏡
49‧‧‧物鏡單元
D‧‧‧半導體器件
L1‧‧‧第1光路

Claims (12)

  1. 一種半導體檢查裝置,其係檢查半導體器件者,且具備:第1光源,其產生照射於前述半導體器件之光;導光元件,其與前述第1光源光學連接;一對電檢波反射鏡,其等設置於可經由前述導光元件而與前述第1光源光學連接之位置;殼體,其於內部保持前述導光元件與前述一對電檢波反射鏡,且具有設置於可與前述一對電檢波反射鏡光學連接之位置的用於安裝光學元件之第1安裝部;及控制部,其控制前述一對電檢波反射鏡之偏轉角;且前述控制部以在通過前述一對電檢波反射鏡及前述導光元件之第1光路與通過前述一對電檢波反射鏡及前述第1安裝部之第2光路之間切換與前述半導體器件光學連接之光路之方式控制前述偏轉角,且以切換為前述第1光路時之前述偏轉角與切換為前述第2光路時之前述偏轉角不重複之方式控制前述偏轉角。
  2. 如請求項1之半導體檢查裝置,其更具備檢測來自前述半導體器件之光之第1光檢測器;且前述導光元件與前述第1光檢測器光學連接。
  3. 如請求項1或2之半導體檢查裝置,其更具備檢測來自前述半導體器件之光之第2光檢測器;且 前述第2光檢測器藉由被安裝於前述第1安裝部而可經由前述第2光路檢測前述光。
  4. 如請求項3之半導體檢查裝置,其中前述第2光檢測器經由準直透鏡及光纖而安裝於第1安裝部。
  5. 如請求項1或2之半導體檢查裝置,其更具備產生照射於前述半導體器件之光之第2光源;且前述第2光源藉由被安裝於前述第1安裝部而可經由前述第2光路照射前述光。
  6. 如請求項5之半導體檢查裝置,其中前述第2光源經由準直透鏡及光纖而安裝於第1安裝部。
  7. 如請求項1或2之半導體檢查裝置,其更具備:產生照射至前述半導體器件之光之第2光源、檢測來自前述半導體器件之光之第2光檢測器、及將前述第2光源與前述第2光檢測器光學連接之光路分割元件;且前述光路分割元件藉由被安裝於前述第1安裝部而可經由前述第2光路照射及/或檢測前述光。
  8. 如請求項1或2之半導體檢查裝置,其中前述殼體更具有設置於可與前述一對電檢波反射鏡光學連接之位置的用於安裝光學元件之第2安裝部;且 前述控制部以在前述第1光路、前述第2光路、及通過前述一對電檢波反射鏡及前述第2安裝部之第3光路之間切換之方式控制前述偏轉角,且以切換為前述第1光路時之前述偏轉角、切換為前述第2光路時之前述偏轉角、及切換為前述第3光路時之前述偏轉角不重複之方式控制前述偏轉角。
  9. 如請求項1或2之半導體檢查裝置,其中前述導光元件係反射鏡。
  10. 如請求項9之半導體檢查裝置,其中前述反射鏡係二向分色反射鏡;且前述殼體更具有用於將光學元件安裝於將前述一對電檢波反射鏡與前述二向分色反射鏡相連之延長線上的第3安裝部。
  11. 如請求項1或2之半導體檢查裝置,其更具備與前述導光元件光學連接之第3光源。
  12. 如請求項3之半導體檢查裝置,其中前述第2光檢測器係超導單光子檢測器。
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