JP2004207487A

JP2004207487A - Light irradiation device and light receiving element employing the same

Info

Publication number: JP2004207487A
Application number: JP2002374845A
Authority: JP
Inventors: Koichi Ishibashi; 浩一石橋
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-12-25
Filing date: 2002-12-25
Publication date: 2004-07-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make strict optical axis adjustment or the like unnecessary even when a light source or the like is replaced. <P>SOLUTION: The light outputted from a main light source unit 21, is conditioned in a first optical system 24 to be parallel and uniform in the strength thereof, while the light outputted from an auxiliary light source unit 25 consisting of a plurality of light sources (light emitting diodes) 27 is made parallel in a second optical system 30. The light from the main light source unit 21 through the first optical system 24, and the light from the auxiliary light source unit 25 through the second optical system 30, are put together in a third optical system 31, and the resultant light is guided onto an inspection surface as the inspection light. On the other hand, a second half mirror 33 for constituting the third optical system 31 takes out one part of the inspection light before arriving at the inspection surface as the reference light to receive the same by a reference light detecting unit (two dimensional CCD) 34. A control unit 36 controls the strength of the light outputted from respective light sources 27 so that the strength of the reference light becomes uniform in a monitor region on a reference surface corresponding to a predetermined region on the inspection surface. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検査面上の所定領域内に強度が均一となる光を照射する光照射装置及びこれを用いてＣＣＤ等の受光素子の検査を行う受光素子検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）に代表される受光素子はディジタルスチルカメラやディジタルビデオカメラ等の撮像用デバイスとして用いられており、近年では画素数が数百万に至るのものも現れてきている。このような受光素子が撮像用のデバイスとして機能するためには、各画素が所要の性能を有していることが必要であり、製品に組み込まれる前にその特性が検査される。
【０００３】
このような受光素子の検査は、検査対象となる受光素子を所定位置に保持したうえで、その受光面に所定波長の光を照射し、この光を受光した素子が規定の電気信号を出力するか否かを検査することにより行われる（例えば、特許文献１、２参照）。このような検査では、検査対象となっている受光素子の受光面全体に一様な光が照射される必要があるため、受光素子の検査を行う受光素子検査装置には、受光素子の受光面を含む一定の領域内に強度が均一な（面内均一性を有する）光を照射しうる光照射装置を備えていることが必須の要件となる。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２６１１４１号公報
【特許文献２】
特開２００２−１８９１０４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記光照射装置における光源は消耗品であり、定期的に交換する必要があるため、光源の交換を行った後には、その取り付け位置の変化によって生じる光軸のずれに起因する検査可能領域（光強度が均一となる領域）のずれを修正しなければならず、光軸調整に時間がかかってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、光照射装置において厳密な光軸調整を行わなくても検査領域全体の光強度を均一にすることが可能な構成の光照射装置及びこれを備えた受光素子検査装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、検査面上の所定領域内に強度が均一となる検査光を照射する光照射装置であって、主光源部と、主光源部より発せられた第１の光を平行かつ強度が均一な光にする第１光学系と、複数の光源を有してなる補助光源部と、補助光源部より発せられた第２の光を平行な光にする第２光学系と、第１光学系を通った主光源部からの第１の光と第２光学系を通った補助光源部からの第２の光とを合成し、合成して得られる光を検査光として検査面上に導くとともに、検査光の一部を参照光として取り出す第３光学系と、第３光学系において取り出された参照光の光強度の分布を検出する参照光検出部と、参照光検出部からの信号に基づいて、検査面上の所定領域に対応する参照光検出部の領域内において参照光の強度が均一となるように、補助光源部を構成する各光源の発する光の強度を制御する制御部とを有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の光照射装置において、補助光源部を構成する各光源が発光ダイオードからなることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の光照射装置において、第３光学系がハーフミラーを有し、ハーフミラーにより検査光の一部の光を参照光として取り出すことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の光照射装置において、主光源部及び補助光源部は少なくとも可視光域から近赤外域の波長の光を発することが可能であり、参照光検出部は少なくとも可視光域から近赤外域の波長の光を受光対象としていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の本発明に係る受光素子検査装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の光照射装置と、受光素子の受光面が検査面上の所定領域内に含まれるように受光素子を保持するとともに、光照射装置から照射された検査光を受光した受光素子より出力された電気信号を検出するプローバ装置とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図２は本発明に係る光照射装置を備えて構成される受光素子検査装置（本発明に係る受光素子検査装置）の一例であるＣＣＤ検査装置１０の外観を示しており、図２（Ａ）はその平面図、図２（Ｂ）は正面図である。ここで、本ＣＣＤ検査装置１０の説明に入る前に、先ずは、この検査装置１０により検査される対象の構成について説明する。
【００１３】
図３は上記ＣＣＤ検査装置１０により検査される対象となるＣＣＤが形成された半導体ウエハの一例を示しており、表面（ここでは上面）に複数個のＣＣＤ５が形成された半導体ウエハ１の平面図である。この半導体ウエハ１は円盤状のシリコン単結晶基板３上に複数のＣＣＤ５を縦横のマトリックス状に複数個整列形成させたものであり、各ＣＣＤ５は半導体ウエハ１上の位置に対応した識別番号I，II，III，IV，…，ｎにより識別されるようになっている。
【００１４】
次に、本実施形態に係るＣＣＤ検査装置１０について説明する。このＣＣＤ検査装置１０は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、半導体ウエハ１の表面（ここでは上面）上に検査光を照射する光照射装置２０と、半導体ウエハ１をＣＣＤ５の受光面が上方へ向く状態でこれを所定位置に保持し、光照射装置２０からの検査光が照射された状態の各ＣＣＤ５から出力される電気信号を検出するプローバ装置４０とを有して構成される。
【００１５】
光照射装置２０は、検査面である半導体ウエハ１の上面（ＣＣＤ５の受光面を含む面）上の所定領域内において強度が均一となる（面内均一性を有する）光を照射する。ここで、強度が均一となる（後述するように、結果として強度が均一となる）検査光が照射される検査面上の上記所定領域（以下、光強度均一エリアと称する）は、半導体ウエハ１上に形成された複数のＣＣＤ５全ての受光面を含む大きさであってもよく、一部のＣＣＤ５の受光面のみを含む大きさであってもよいが、少なくとも検査を行っている時点においてその検査対象となっているＣＣＤ５の受光面全域を含んでいる大きさを有している必要がある。なお、このように検査面上の光強度均一エリアが半導体ウエハ１上に形成された複数のＣＣＤ５全ての受光面を含む大きさとなるか、一部のＣＣＤ５の受光面のみを含む大きさとなるかは、半導体ウエハ１上に形成されたＣＣＤ５の大きさや装置（光照射装置２０及びこれを含んで構成される受光素子検査装置１０）の規模等によって異なる。なお、本実施形態では検査面上の光強度均一エリアは１つのＣＣＤ５のみを含む大きさとなっており（光強度均一エリア内に隣接する他のＣＣＤ５がかかっても、そのＣＣＤ５は検査対象としない）、半導体ウエハ１上に形成されたＣＣＤ５に対して順番に検査光を照射して検査を行う方法を採用している（詳細は後述）。
【００１６】
プローバ装置４０は、半導体ウエハ１を搬送して所定位置に保持し、検査用ピンを半導体ウエハ１の電極に接触させる。検査用ピンから出力される信号はテスタ装置５０に送られ、検査される。
【００１７】
図１はＣＣＤ検査装置１０に備えられた光照射装置（本発明に係る光照射装置の一実施形態）２０の構成を模式的に示したものである。この光照射装置２０は図１に示すように、主光源部２１と、第１光学系２４と、補助光源部２５と、第２光学系３０と、第３光学系３１と、参照光検出部３４と、制御部３６とを有して構成されている。
【００１８】
主光源部２１はＣＣＤ５の検査に使用する所定波長の光を発する部分であり、光源２２と、この光源２２からの光を通過させて上記所定波長の光を取り出す波長フィルタ２３とから構成される。ここで、光源２２には、少なくとも可視光域から近赤外域までの波長の光を発することが可能なものが採用される。これには白色光源（例えばキセノンランプ）が好ましいが、必ずしも白色光源でなくてもよく、単一波長の光を発する単色光源を交換することにより所要の波長の光が得られるようにしてもよい。なお、光源２２がキセノンランプのような白色光源である場合には波長フィルタ２３が必要となるが、光源２２が単色光源である場合には、波長フィルタ２３は不要となる。
【００１９】
補助光源部２５は補助光源２６と、この補助光源２６からの光を通過させて主光源部２１と同一波長の光を取り出す波長フィルタ２８とから構成される。補助光源２６は複数（多数）の光源２７が一平面上に敷き詰められた構成となっており、各光源２７の発する光の強度の制御は、後述する制御部３６より所望に行うことができるようになっている。図４に補助光源２６の正面図を示すがこれは一例であり、光源２７はこの図のように縦横に整列していてもよいし、同心円状に配置されるなどしていてもよい。ここで、補助光源２６を構成する光源２７の集合体が単独で検査面（上述のようにＣＣＤ５の受光面を含む平面であり、半導体ウエハ１の上面に相当する。図１において二点鎖線で示す面Ｆ参照）上に形成しうる光の照射領域Ｒ₂（図５における円Ｃ₂により囲まれる領域）は、主光源部２１から発せられる光が単独で検査面上に形成する光の照射領域Ｒ₀（図５における円Ｃ₀により囲まれる領域）のうち、光強度が均一となる照射領域Ｒ_１（図５における円Ｃ_１により囲まれる領域）よりも少なくともひと回り大きくなっている必要があり、これに応じて、補助光源２６を構成する光源２７の数や配置等が決定される。
【００２０】
補助光源２６を構成する光源２７は光を発することができればその種類は問わないが、これを発光ダイオードとすれば、補助光源部２５を（補助光源２６を）安価に構成することができる。なお、この補助光源部２５においても、その光源（補助光源２６）には少なくとも可視光域から近赤外域までの波長の光を発することが可能なものが採用される。ここで、補助光源２６を構成する各光源２７が白色光源である場合には上記波長フィルタ２８が必要となるが、光源２７が単色光源である場合には、波長フィルタ２８が不要となるのは主光源部２１の場合と同様である。
【００２１】
第１光学系２４は複数のレンズ等が光軸方向に並べられて構成されており、上記主光源部２１より発せられた広がりのある光を平行にするとともに、強度が均一な光に変換する機能を有する。また、第２光学系３０は複数のレンズ等が光軸方向に並べられて構成されており、上記補助光源部２５より発せられた広がりのある光を平行な光にする機能を有する。
【００２２】
第３光学系３１は、第１ハーフミラー３２及び第２ハーフミラー３３から構成される。第１ハーフミラー３２は、第１光学系２４を通って図１の右方に進んだ主光源部２１からの光を図１の下方に反射するとともに、第２光学系３０を通って図１の下方に進んだ補助光源２５からの光を図１の下方に透過させ、これら両光が合成されてなる合成光を検査光として、そのまま図１の下方に進ませる。第２ハーフミラー３３はこのように図１の下方に進んできた検査光の殆どをそのまま図１の下方へ透過させ、検査面上に至らせる。また、この第２ハーフミラー３３は、検査光の一部（数パーセント）を参照光として図１の右方に反射させる。このように第３光学系３１は、主光源部２１からの光と補助光源２５から光とを合成して得られる検査光を検査面上に導くとともに、この検査面上に至る前の検査光の一部を参照光として取り出す機能を有する。
【００２３】
参照光検出部３４は二次元ＣＣＤからなっており、上記第３光学系３１において取り出された参照光を参照面において受光する部分である。ここで、本参照光検出部３４は主光源部２１及び補助光源部２５の構成に併せて、少なくとも可視光域から近赤外域の波長の光を受光対象とできる構成のものが採用される。なお、本実施形態でいう参照面は二次元ＣＣＤの受光面に相当する。
【００２４】
制御部３６は、検査面上の光強度均一エリアに対応する参照面上のモニター領域内において参照光の強度が均一となるように、各光源２７の発する光の強度の制御を行う。これは、参照光は、検査面上に照射される検査光を参照面上にモニターしたものであることから、参照光の強度を参照面上のモニター領域内において均一に保てば、検査面上の光強度均一エリア内に照射される検査光の強度も均一に保たれる（面内均一性を有したものとなる）という原理に基づき、参照面においてモニターした参照光の強度が小さい領域に対応する光源２７（このような対応は予め受光素子検査装置１０に記憶されている）の発する光の強度の制御を行って、モニター領域内での参照光の強度均一性、ひいては光強度均一エリア内での検査光の強度均一性を保つようにしたものである。なお、上述のように、参照面上のモニター領域は、検査面上の光強度均一エリアに対応して設定されるのものであるので、検査面上の光強度均一エリアが矩形であるときには当然ながらモニター領域も矩形になり、光強度均一エリアが円形であるときには、モニター領域も円形となる。
【００２５】
ここで、上記光源２７の発する光の制御は、光源２７が発光ダイオードからなる場合には、その発光ダイオードが光を出力するかしないかのオンオフ制御により行われる。また、各光源２７が発光ダイオードではなく、光の強度を連続的に変化させることができるタイプのものであれば、光源２７の光を出力するかしないかのオンオフする制御だけでなく、光の強度を連続的に変化させる制御も併せて行うことにより、上記制御（参照面内のモニター領域内において参照光の強度が均一になるようにする制御）をより精度良く行うことが可能となる。
【００２６】
次に、本ＣＣＤ検査装置１０を用いて半導体ウエハ１上に形成されたＣＣＤ５の特性検査（良品・不良品判定検査）を行う手順について説明する。これは先ず、図示しない作業者が図２に示すテスタ装置５０に備えられた検査開始スイッチ５２を操作することから行われる。作業者により検査開始スイッチ５２が操作されると、これによりプローバ装置４０内に備えられたウエハ搬送保持装置（図示せず）が作動を始め、プローバ装置４０内のウエハ収容部（図示せず）から半導体ウエハ１が取り出されて所定の検査領域内に移動される（図６に示すステップＳ１）。半導体ウエハ１の検査領域内への移動が終了したら、ウエハ搬送保持装置は、図３に示す識別番号IのＣＣＤ５が被検対象（以下、被検ＣＣＤ５とする）となるように、更に半導体ウエハ１移動させて、その被検ＣＣＤ５に図示しないプローブ（図示せず）を接触させる。これにより、電源（図示せず）からの電力がプローブを介してＣＣＤ５に供給されるようになる（図６に示すステップＳ２）。このようにしてＣＣＤ５に電力が供給されると、ＣＣＤ５の受光面には電荷が供給されて、ＣＣＤ５の内部には電圧が発生する。
【００２７】
上記のように被検ＣＣＤ５に電力供給が開始されたら、続いて光照射装置２０に作動開始信号が出力され、光照射装置２０より検査面上の光強度均一エリア内に強度が均一な検査光が照射される（図６に示すステップＳ３）。なお、この光強度均一エリアは本受光素子検査装置１０のどの領域に形成されるかは光照射装置２０の位置等によって予め決まっているので、半導体ウエハ１は、被検ＣＣＤ５の受光面がこの光強度均一エリア内に入る位置に保持されることになる。
【００２８】
ここで、光照射装置２０が検査面上の光強度均一エリア内に強度が均一な検査光を照射する過程を説明する。光照射装置２０は、プローバ装置４０より出力された上記作動開始信号を受け取ると、先ず主光源部２１の光源２２を点灯させる。これにより主光源２２より発せられた白色光は図１の右方に進んで波長フィルタ２３を通過し、所定波長が取り出された状態で第１光学系２４に至る。そして、この第１光学系２４において平行かつ強度が均一な光に調整された後、更に図１の右方に進んで第１ハーフミラー３２に至る。
【００２９】
第１ハーフミラー３２に至った主光源部２１からの光は、ここにおいて図１の下方に反射して進み、更に第２ハーフミラー３３を図１の下方に透過して進む。そして、検査面である半導体ウエハ１の上面に至る。ここで、第２ハーフミラー３３に至った上記光（この光は補助光源部２５からの光が合成されていない状態の検査光に相当する）の一部は参照光として図１の右方に反射され、参照光検出部３４の参照面（二次元ＣＣＤの受光面）において受光される。この参照光検出部３４が受光したモニター領域内の参照光の強度分布に関する情報は制御部３６に伝送され、制御部３６はこの情報に基づいて、検査面上の光強度均一エリアに対応する参照面上のモニター領域内における参照光の強度が均一になるように（面内均一性を有するように）、対応する各光源２７より光を発光させる制御を行う。
【００３０】
これにより光源２７より発した光は、波長フィルタ２８を通って主光源２２と同一の波長のみが選択された後、第２光学系３０を通って図１の下方に進み、第１ハーフミラー３２をそのまま透過する。これにより主光源部２１からの光と補助光源部２５からの光とは合成された状態となり、その光（検査光）の殆どは第２ハーフミラー３３を図１の下方に透過して進むが、その一部は参照光となって図１の右方に反射し、参照光検出部３４に入射することとなる。そして、制御部３６は、今度は主光源部２１からの光と補助光源部２５からの光との合成光からなる検査光の一部を取り出した参照光に基づいて、光源２７の制御を行う。このように本光照射装置２０では、検査光の一部をフィードバックさせ、その情報に基づいて検査光の強度分布を調整する構成となっているので、検査光は検査面上の光強度均一エリア内において、常時強度が均一に保たれた（面内均一性を有した）状態を維持しうるようになっている。
【００３１】
このようにして被検ＣＣＤ５の受光面には強度が均一な検査光が照射されるが、このような検査光の照射が、電荷が供給された状態のＣＣＤ５の受光面になされると、その電荷の一部は電流となって流れ、ＣＣＤ５内部の電圧は低下する。そして、このようなＣＣＤ５内部の電圧降下は電気信号に変換されてテスタ装置５０に送られる。テスタ装置５０は、このようにしてＣＣＤ５より出力された電気信号に基づいて、被検ＣＣＤ５の良品・不良品の判定を行う（図６に示すステップＳ４）。具体的には、テスタ装置５０は、ＣＣＤ５より送られてきた電気信号が所定の規定値に達している場合にはその被検ＣＣＤ５を良品と判定し、電気信号が規定値に達していなければその被検ＣＣＤ５を不良品と判定する。
【００３２】
テスタ装置５０による被検ＣＣＤ５の特性検査が終了すると、ウエハ搬送保持装置は被検ＣＣＤ５をプローブから離反させる方向（下方）に移動させ、被検ＣＣＤ５をプローブから離間させて電源からＣＣＤ５への電力の供給を停止させる（図６におけるステップＳ５）。続いてプローバ装置４０は他に検査すべきＣＣＤ５が存在するか否かを判断し（図６に示すステップＳ６）、検査すべきＣＣＤ５が存在すると判断したときには、前述したステップＳ２からステップＳ５までを繰り返してそのＣＣＤ５の特性検査を行う。したがって、上記のように識別番号IのＣＣＤ５の検査が終了した後は、続いて識別番号IIのＣＣＤ５が検査され、その後識別番号III，IV，…，（ｎ−１）のＣＣＤ５の検査が順に行われることになる。一方、プローバ装置４０は、他に検査すべきＣＣＤ５が存在しないと判断したときには、検査工程の終了を認識する。ここでは、識別番号ｎのＣＣＤ５の検査が終了したところで検査工程の終了が認識される。プローバ装置４０は検査工程の終了を認識すると、半導体ウエハ１を検査領域から移動させる（図６に示すステップＳ７）。これにより全検査工程が終了する。このように本ＣＣＤ検査装置１０では、上記のように図６に示すステップＳ２からステップＳ５までを繰り返すことで、複数のＣＣＤ５を半導体ウエハ１に形成された状態のまま検査することができ、チップにされる前段階で不良なＣＣＤ５を排除して、チップの製造コストを安価にすることができるようになっている。
【００３３】
本ＣＣＤ検査装置１０を用いたＣＣＤ５の検査手順は以上であるが、このＣＣＤ検査装置１０に備えられた光照射装置２０では、主光源部２１より発せられた光を平行かつ強度が均一な光とするとともに、補助光源部２５より発せられた光を平行な光とし、これら両光を合成して得られる検査光を検査面上に導くとともに、この検査光の一部を参照光として取り出して参照面上でモニターしつつ、検査面上の所定領域（光強度均一エリア）に対応する参照面上のモニター領域内において参照光の強度が均一となるように、補助光源部２５（補助光源２６）を構成する各光源２７からの光の強度を調整する構成となっている。このため、主光源部２１を構成する光源２２を交換した場合に光源２２の取り付け位置が変化して主光源部２１からの光の光軸がずれ、主光源部２１からの光が単独で検査面上に形成しうる光強度均一の領域がずれて検査面上の所定領域内で光強度が不均一となる部分ができたとしても、この不均一な部分は補助光源部２５からの光により自動的に補正されることとなり、検査面上の所定領域内での光強度は常に均一なものとなる。したがって、この光強度が常に均一な領域（すなわち上記所定領域）を検査可能領域として扱うことにより、光源２２の交換ごとに厳密な光軸調整等を行う必要がなくなり、この光照射装置２０を用いて行う検査（例えば上述のようにＣＣＤの特性検査）に要する時間及びコストを大幅に削減することが可能となる。
【００３４】
また、従来、検査面上に形成される検査光の照射領域のうち、検査光の光軸から離れた周辺領域（例えば、図５における円Ｃ₁と円Ｃ₀との間の領域）は光強度が均一とならないために検査可能領域として扱うことができなかったが、本発明によれば、このような従来において光強度が均一とならなかった周辺領域であっても、その周辺領域の中の一定範囲の領域（例えば、図５における円Ｃ₂と円Ｃ₁との間の領域）については、補助光源部２５からの光により主光源部２１からの光を補強して強度均一な領域に含めることができるようになるので、結果として検査可能領域を拡大することができ、複数の受光素子（例えば上記ＣＣＤ５）を寄せ集めた状態でその特性検査を行う場合において、検査効率を向上させることができる。また、上記周辺領域でなくても、何らかの原因で強度の均一性にムラができた箇所は自動で補正されるので、検査可能領域内の強度均一性（面内均一性）に対する信頼を向上させることができ、検査精度をこれまで以上に高めることが可能である。また、上述のＣＣＤ検査装置１０（本発明に係る受光素子検査装置の一実施形態）では、上記光照射装置１０を備えていることにより、効率よく低コストで受光素子の特性検査を行うことができるようになっている。
【００３５】
これまで本発明の好ましい実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に記載したものに限定されない。例えば、上述の実施形態では、検査面上の光強度均一エリアは１つのＣＣＤのみを含む大きさであるとしたが、これは一例であり、検査対象となるＣＣＤの大きさや装置（光照射装置及びこれを含む受光素子検査装置）の規模等によっては、複数のＣＣＤの受光面を含む大きさ、或いは半導体ウエハ上に形成された全てのＣＣＤの受光面を含む大きさともなりうる。また、補助光源２６には上述の実施形態において示した発光ダイオードのほか、液晶（液晶発光光源）を採用してもよい。補助光源２６を液晶から構成すれば、発光ダイオードに比してより細かい検査光の補正が可能となる。
【００３６】
また、上述の実施形態では、本発明に係る受光素子検査装置（ＣＣＤ検査装置１０）はＣＣＤを検査対象とするものであったが、これは一例であり、上述の本発明に係る光照射装置と、受光素子の受光面が検査面上の所定領域内（光強度欽一エリア内）に含まれるように受光素子を保持するとともに、光照射装置から照射された光を受光した受光素子より出力された電気信号を検出する機能を有したプローバ装置とを備えていれば、検査対象は他の受光素子、例えばフォトダイオード等であってもよい。
【００３７】
また、上述の実施形態では、主光源部及び補助光源部は少なくとも可視光域から近赤外域の波長の光を発することが可能であるとともに、参照光検出部は少なくとも可視光域から近赤外域の波長の光を受光対象としている構成であったが、本発明では必ずしもこのような構成に限定されない。しかし、このような構成であれば、本発明に係る光照射装置を一般に使用される受光素子（例えばＣＣＤ）の検査用として十分に実用的なものとすることができる点で利用価値が高くなる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る光照射装置では、主光源部より発せられた光を平行かつ強度が均一な光とするとともに、補助光源部より発せられた光を平行な光とし、これら両光を合成して得られる検査光を検査面上に導くとともに、この検査光の一部を参照光として取り出して参照面上でモニターしつつ、検査面上の所定領域に対応する参照面上のモニター領域内において参照光の強度が均一となるように、補助光源部を構成する各光源からの光の強度を調整する構成となっている。このため、主光源部を構成する光源を交換した場合に光源の取り付け位置が変化して主光源部からの光の光軸がずれ、主光源部からの光が単独で検査面上に形成しうる光強度均一の領域がずれて検査面上の所定領域内で光強度が不均一となる部分ができたとしても、この不均一な部分は補助光源部からの光により自動的に補正されることとなり、検査面上の所定領域内での光強度は常に均一なものとなる。したがって、この光強度が常に均一な領域を検査可能領域として扱うことにより、光源の交換ごとに厳密な光軸調整等を行う必要がなくなり、この光照射装置を用いて行う検査に要する時間及びコストを大幅に削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る光照射装置の構成を模式的に示したものである。
【図２】上記光照射装置を備えた本発明に係る受光素子検査装置の一実施形態であるＣＣＤ検査装置の外観を示す図であり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）は正面図である。
【図３】上記ＣＣＤ検査装置により検査される半導体ウエハの一例の平面図である。
【図４】補助光源の一例の正面図である。
【図５】補助光源を構成する光源の集合体が単独で検査面上に形成しうる光の領域Ｒ₂と、主光源部から発せられる光が単独で検査面上に形成する光の領域Ｒ₀と、この領域Ｒ₀のうち、光強度が均一となる領域Ｒ_１との関係を示す図である。
【図６】上記ＣＣＤ検査装置を用いて半導体ウエハ上に形成されたＣＣＤの検査を行う手順について示すフローである。
【符号の説明】
１半導体ウエハ
３ＣＣＤ
１０受光素子検査装置
２０光照射装置
２１主光源部
２２光源
２３波長フィルタ
２４第１光学系
２５補助光源部
２６補助光源
２７光源
２８波長フィルタ
３０第２光学系
３１第３光学系
３２第１ハーフミラー
３３第２ハーフミラー
３４参照光検出部
３６制御部
４０プローバ装置
５０テスタ装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a light irradiating device that irradiates light with uniform intensity in a predetermined area on an inspection surface, and a light receiving device inspection device that uses the light irradiating device to inspect a light receiving device such as a CCD.
[0002]
[Prior art]
Light receiving elements represented by CCDs (Charge Coupled Devices) are used as imaging devices such as digital still cameras and digital video cameras, and in recent years, those having a number of pixels of several million have appeared. ing. In order for such a light receiving element to function as a device for imaging, each pixel needs to have required performance, and its characteristics are inspected before being incorporated into a product.
[0003]
In the inspection of such a light receiving element, after holding the light receiving element to be inspected at a predetermined position, the light receiving surface is irradiated with light of a predetermined wavelength, and the element receiving this light outputs a prescribed electric signal. This is performed by checking whether or not this is the case (for example, see Patent Documents 1 and 2). In such an inspection, since it is necessary to uniformly irradiate the entire light receiving surface of the light receiving element to be inspected, a light receiving element inspection apparatus for inspecting the light receiving element includes a light receiving surface of the light receiving element. It is an essential requirement that a light irradiating device capable of irradiating light with uniform intensity (having in-plane uniformity) into a certain region including is provided.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-261141
[Patent Document 2]
JP 2002-189104 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, since the light source in the light irradiation device is a consumable item and needs to be replaced periodically, after the replacement of the light source, the testable area caused by the displacement of the optical axis caused by a change in the mounting position is required. There is a problem that it is necessary to correct the deviation of (a region where the light intensity becomes uniform), and it takes time to adjust the optical axis.
[0006]
The present invention has been made in view of such a problem, and a light irradiation apparatus having a configuration capable of making the light intensity of the entire inspection area uniform without performing strict optical axis adjustment in the light irradiation apparatus. It is an object of the present invention to provide a light-receiving element inspection device provided with this.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve such an object, the invention according to claim 1 is a light irradiation device for irradiating inspection light having a uniform intensity in a predetermined area on an inspection surface, comprising: a main light source unit; A first optical system for converting the first light emitted from the unit into parallel and uniform intensity light, an auxiliary light source unit having a plurality of light sources, and a second light emitted from the auxiliary light source unit. A second optical system for making parallel light, a first light from a main light source unit passing through the first optical system, and a second light from an auxiliary light source unit passing through the second optical system are combined. Guides the light obtained as a result to the inspection surface as inspection light, and detects a part of the inspection light as reference light, and detects a light intensity distribution of the reference light extracted by the third optical system. A reference light detection unit, and a region of the reference light detection unit corresponding to a predetermined area on the inspection surface, based on a signal from the reference light detection unit. As the intensity of the reference light is uniform in the inner, characterized by a control unit which controls the intensity of light emitted from each light source that constitutes the auxiliary light source unit.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, in the light irradiation device according to the first aspect, each of the light sources constituting the auxiliary light source unit includes a light emitting diode.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, in the light irradiation device according to the first or second aspect, the third optical system has a half mirror, and a part of the inspection light is extracted as reference light by the half mirror. Features.
[0010]
According to a fourth aspect of the present invention, in the light irradiation device according to any one of the first to third aspects, the main light source unit and the auxiliary light source unit can emit light having a wavelength of at least a visible light region to a near infrared region. Wherein the reference light detection unit is configured to receive at least light having a wavelength in a visible light range to a near infrared range.
[0011]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a light-receiving device inspection apparatus according to the present invention, wherein the light-irradiating device according to any one of the first to fourth aspects and the light-receiving surface of the light-receiving element are included in a predetermined area on the inspection surface. And a prober device that holds the light receiving element and detects an electric signal output from the light receiving element that has received the inspection light irradiated from the light irradiation device.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2 shows the appearance of a CCD inspection apparatus 10 which is an example of a light-receiving element inspection apparatus (light-receiving element inspection apparatus according to the present invention) which is provided with the light irradiation apparatus according to the present invention. Is a plan view, and FIG. 2B is a front view. Here, before the description of the CCD inspection apparatus 10, the configuration of an object to be inspected by the inspection apparatus 10 will be described first.
[0013]
FIG. 3 shows an example of a semiconductor wafer on which a CCD to be inspected by the CCD inspection apparatus 10 is formed, and a plan view of the semiconductor wafer 1 on which a plurality of CCDs 5 are formed on a surface (here, an upper surface). It is. The semiconductor wafer 1 is formed by arranging a plurality of CCDs 5 on a disk-shaped silicon single crystal substrate 3 in a matrix of vertical and horizontal directions. Each CCD 5 has an identification number I, , N, II, III, IV,...
[0014]
Next, the CCD inspection device 10 according to the present embodiment will be described. As shown in FIGS. 2A and 2B, the CCD inspection device 10 includes a light irradiation device 20 that irradiates inspection light onto the surface (here, the upper surface) of the semiconductor wafer 1 and a semiconductor wafer 1. A prober device 40 for holding the CCD 5 at a predetermined position with its light receiving surface facing upward, and detecting an electric signal output from each CCD 5 in a state where the inspection light from the light irradiation device 20 is irradiated. It is composed.
[0015]
The light irradiating device 20 irradiates light whose intensity is uniform (has in-plane uniformity) in a predetermined region on the upper surface (the surface including the light receiving surface of the CCD 5) of the semiconductor wafer 1, which is the inspection surface. Here, the above-described predetermined area (hereinafter, referred to as a light intensity uniform area) on the inspection surface to which the inspection light with which the intensity becomes uniform (as will be described later, the intensity becomes uniform) is applied to the semiconductor wafer 1. The size may include all the light receiving surfaces of the plurality of CCDs 5 formed above, or may include only some of the light receiving surfaces of the CCDs 5, but at least at the time of inspection, It is necessary to have a size that includes the entire light receiving surface of the CCD 5 to be inspected. It should be noted that the light intensity uniform area on the inspection surface has a size including all the light receiving surfaces of the plurality of CCDs 5 formed on the semiconductor wafer 1 or a size including only a part of the light receiving surfaces of the CCDs 5. Varies depending on the size of the CCD 5 formed on the semiconductor wafer 1 and the scale of the device (the light irradiation device 20 and the light receiving element inspection device 10 including the same). In the present embodiment, the uniform light intensity area on the inspection surface has a size that includes only one CCD 5 (even if another CCD 5 adjacent to the uniform light intensity area is engaged, the CCD 5 is not an inspection target. A method of sequentially irradiating the CCD 5 formed on the semiconductor wafer 1 with inspection light to perform inspection (details will be described later).
[0016]
The prober device 40 transports and holds the semiconductor wafer 1 at a predetermined position, and brings the inspection pins into contact with the electrodes of the semiconductor wafer 1. The signal output from the inspection pin is sent to the tester device 50 and inspected.
[0017]
FIG. 1 schematically shows a configuration of a light irradiation device (one embodiment of a light irradiation device according to the present invention) 20 provided in a CCD inspection device 10. As shown in FIG. 1, the light irradiation device 20 includes a main light source unit 21, a first optical system 24, an auxiliary light source unit 25, a second optical system 30, a third optical system 31, and a reference light detection unit. 34 and a control unit 36.
[0018]
The main light source section 21 is a section that emits light of a predetermined wavelength used for inspection of the CCD 5, and includes a light source 22 and a wavelength filter 23 that passes the light from the light source 22 and extracts the light of the predetermined wavelength. . Here, a light source that can emit light having a wavelength from at least the visible light region to the near infrared light region is employed as the light source 22. For this, a white light source (for example, a xenon lamp) is preferable, but the light source is not necessarily a white light source, and light of a required wavelength may be obtained by replacing a monochromatic light source that emits light of a single wavelength. . When the light source 22 is a white light source such as a xenon lamp, the wavelength filter 23 is required. However, when the light source 22 is a monochromatic light source, the wavelength filter 23 is not required.
[0019]
The auxiliary light source unit 25 includes an auxiliary light source 26 and a wavelength filter 28 that passes light from the auxiliary light source 26 and extracts light having the same wavelength as the main light source unit 21. The auxiliary light source 26 has a configuration in which a plurality of (many) light sources 27 are spread on one plane, and the control of the intensity of light emitted from each light source 27 can be performed as desired by a control unit 36 described later. It has become. FIG. 4 shows a front view of the auxiliary light source 26, which is an example, and the light sources 27 may be arranged vertically and horizontally as shown in this figure, or may be arranged concentrically. Here, an aggregate of the light sources 27 constituting the auxiliary light source 26 is an inspection surface alone (a plane including the light receiving surface of the CCD 5 as described above, and corresponds to the upper surface of the semiconductor wafer 1. In FIG. Irradiated area R that can be formed on the surface F shown in FIG. _Two (Circle C in FIG. 5 _Two Is an irradiation region R of light formed by the light emitted from the main light source 21 alone on the inspection surface. ₀ (Circle C in FIG. 5 ₀ Of the irradiation area R where the light intensity is uniform ₁ (Circle C in FIG. 5 ₁ Needs to be at least one size larger than the area surrounded by), the number and arrangement of the light sources 27 constituting the auxiliary light source 26 are determined accordingly.
[0020]
The type of the light source 27 constituting the auxiliary light source 26 is not limited as long as it can emit light. However, if the light source 27 is a light emitting diode, the auxiliary light source unit 25 (the auxiliary light source 26) can be configured at low cost. The auxiliary light source unit 25 also employs a light source (auxiliary light source 26) capable of emitting light having a wavelength from at least the visible light range to the near infrared range. Here, when each light source 27 constituting the auxiliary light source 26 is a white light source, the wavelength filter 28 is necessary. However, when the light source 27 is a monochromatic light source, the wavelength filter 28 becomes unnecessary. This is the same as the case of the main light source unit 21.
[0021]
The first optical system 24 is configured by arranging a plurality of lenses and the like in the optical axis direction, and converts the spread light emitted from the main light source unit 21 into light with uniform intensity. Has functions. The second optical system 30 is configured by arranging a plurality of lenses and the like in the optical axis direction, and has a function of converting spread light emitted from the auxiliary light source unit 25 into parallel light.
[0022]
The third optical system 31 includes a first half mirror 32 and a second half mirror 33. The first half mirror 32 reflects the light from the main light source unit 21 that has traveled to the right in FIG. 1 through the first optical system 24 downward in FIG. The light from the auxiliary light source 25, which has traveled downward, is transmitted downward in FIG. 1, and the combined light obtained by combining these two lights is directly advanced downward in FIG. 1 as inspection light. The second half mirror 33 transmits almost all of the inspection light that has proceeded downward in FIG. 1 as described above to the inspection surface as it is downward in FIG. The second half mirror 33 reflects a part (several percent) of the inspection light as reference light to the right in FIG. As described above, the third optical system 31 guides the inspection light obtained by combining the light from the main light source unit 21 and the light from the auxiliary light source 25 onto the inspection surface, and also outputs the inspection light before reaching the inspection surface. Has a function of extracting a part of the light as reference light.
[0023]
The reference light detection unit 34 is formed of a two-dimensional CCD, and is a part that receives the reference light extracted by the third optical system 31 on a reference surface. Here, the reference light detection unit 34 has a configuration capable of receiving at least light having a wavelength in the visible light range to the near infrared range, in addition to the configuration of the main light source unit 21 and the auxiliary light source unit 25. Note that the reference surface in the present embodiment corresponds to the light receiving surface of the two-dimensional CCD.
[0024]
The control unit 36 controls the intensity of the light emitted from each light source 27 so that the intensity of the reference light becomes uniform in the monitor area on the reference surface corresponding to the light intensity uniform area on the inspection surface. This is because the reference light is obtained by monitoring the inspection light irradiated on the inspection surface on the reference surface. Therefore, if the intensity of the reference light is kept uniform within the monitor area on the reference surface, the inspection surface An area where the intensity of the reference light monitored on the reference surface is small, based on the principle that the intensity of the inspection light applied to the upper light intensity uniform area is also kept uniform (it has in-plane uniformity). Is controlled by controlling the intensity of the light emitted from the light source 27 (such correspondence is stored in the light receiving element inspection device 10 in advance), and the uniformity of the intensity of the reference light within the monitor area, and hence the uniformity of the light intensity The inspection light intensity uniformity in the area is maintained. As described above, since the monitor area on the reference surface is set corresponding to the light intensity uniform area on the inspection surface, when the light intensity uniform area on the inspection surface is rectangular, However, the monitor area also becomes rectangular, and when the uniform light intensity area is circular, the monitor area also becomes circular.
[0025]
Here, when the light source 27 is formed of a light emitting diode, the light emitted from the light source 27 is controlled by on / off control of whether or not the light emitting diode outputs light. Further, if each light source 27 is not a light emitting diode but of a type capable of continuously changing the light intensity, not only control of turning on or off whether or not to output light from the light source 27, but also light control By also performing control for continuously changing the intensity, the above control (control for making the intensity of the reference light uniform in the monitor area in the reference plane) can be performed with higher accuracy.
[0026]
Next, a procedure for performing a characteristic inspection (non-defective / defective product judgment inspection) of the CCD 5 formed on the semiconductor wafer 1 using the CCD inspection apparatus 10 will be described. This is first performed by an operator (not shown) operating the inspection start switch 52 provided in the tester device 50 shown in FIG. When the inspection start switch 52 is operated by the operator, the wafer transfer and holding device (not shown) provided in the prober device 40 starts to operate, and the wafer accommodating portion (not shown) in the prober device 40 starts. The semiconductor wafer 1 is taken out of the substrate and moved into a predetermined inspection area (Step S1 shown in FIG. 6). When the movement of the semiconductor wafer 1 into the inspection area is completed, the wafer transfer and holding device further moves the semiconductor wafer 1 so that the CCD 5 having the identification number I shown in FIG. The probe is moved by one, and a probe (not shown) (not shown) is brought into contact with the CCD 5 to be inspected. As a result, power from a power supply (not shown) is supplied to the CCD 5 via the probe (step S2 shown in FIG. 6). When power is supplied to the CCD 5 in this manner, electric charges are supplied to the light receiving surface of the CCD 5 and a voltage is generated inside the CCD 5.
[0027]
When the power supply to the test CCD 5 is started as described above, an operation start signal is subsequently output to the light irradiating device 20, and the inspection light having a uniform intensity in the light intensity uniform area on the inspection surface from the light irradiating device 20. Is irradiated (step S3 shown in FIG. 6). Note that since the light intensity uniform area is formed in advance in the light receiving element inspection device 10 in accordance with the position of the light irradiation device 20 or the like, the semiconductor wafer 1 has the light receiving surface of the CCD 5 to be inspected. It will be held at a position that falls within the uniform light intensity area.
[0028]
Here, a process in which the light irradiation device 20 irradiates the inspection light with uniform intensity in the light intensity uniform area on the inspection surface will be described. Upon receiving the operation start signal output from the prober device 40, the light irradiation device 20 first turns on the light source 22 of the main light source unit 21. As a result, the white light emitted from the main light source 22 travels rightward in FIG. 1 and passes through the wavelength filter 23, and reaches the first optical system 24 with a predetermined wavelength extracted. After the light is adjusted to be parallel and uniform in intensity in the first optical system 24, the light further proceeds rightward in FIG. 1 to reach the first half mirror 32.
[0029]
The light from the main light source section 21 that has reached the first half mirror 32 travels here by reflecting downward in FIG. 1, and further passes through the second half mirror 33 downward in FIG. Then, it reaches the upper surface of the semiconductor wafer 1 which is the inspection surface. Here, a part of the light reaching the second half mirror 33 (this light corresponds to the inspection light in a state where the light from the auxiliary light source unit 25 is not combined) is referred to as the reference light to the right in FIG. The light is reflected and received on the reference surface (light receiving surface of the two-dimensional CCD) of the reference light detection unit 34. Information about the intensity distribution of the reference light in the monitor area received by the reference light detection unit 34 is transmitted to the control unit 36. Based on this information, the control unit 36 generates a reference corresponding to the light intensity uniform area on the inspection surface. Control is performed to emit light from the corresponding light sources 27 so that the intensity of the reference light in the monitor area on the surface becomes uniform (so as to have in-plane uniformity).
[0030]
As a result, the light emitted from the light source 27 passes through the wavelength filter 28, and only the same wavelength as that of the main light source 22 is selected, and then passes through the second optical system 30 to the lower side in FIG. Is transmitted as it is. As a result, the light from the main light source 21 and the light from the auxiliary light source 25 are combined, and most of the light (inspection light) passes through the second half mirror 33 downward in FIG. A part of the light is reflected as reference light to the right in FIG. 1 and enters the reference light detection unit 34. Then, the control unit 36 controls the light source 27 based on the reference light obtained by extracting a part of the inspection light composed of the combined light of the light from the main light source unit 21 and the light from the auxiliary light source unit 25. . As described above, in the present light irradiation device 20, a part of the inspection light is fed back, and the intensity distribution of the inspection light is adjusted based on the information. Inside, it is possible to maintain a state in which the strength is always kept uniform (having in-plane uniformity).
[0031]
In this manner, the light receiving surface of the CCD 5 to be inspected is irradiated with the inspection light having a uniform intensity. If such irradiation of the inspection light is performed on the light receiving surface of the CCD 5 in a state where the electric charges are supplied, the inspection light is irradiated. Part of the electric charge flows as a current, and the voltage inside the CCD 5 decreases. The voltage drop inside the CCD 5 is converted into an electric signal and sent to the tester device 50. The tester device 50 determines a non-defective / defective product of the test CCD 5 based on the electric signal output from the CCD 5 in this manner (step S4 shown in FIG. 6). Specifically, when the electric signal sent from the CCD 5 has reached a predetermined specified value, the tester device 50 determines that the test CCD 5 is non-defective, and if the electric signal has not reached the specified value. The test CCD 5 is determined to be defective.
[0032]
When the characteristic test of the CCD 5 to be inspected by the tester device 50 is completed, the wafer transfer and holding device moves the CCD 5 to be inspected away from the probe (downward), separates the CCD 5 from the probe, and supplies power from the power source to the CCD 5. Is stopped (step S5 in FIG. 6). Subsequently, the prober device 40 determines whether or not there is another CCD 5 to be inspected (step S6 shown in FIG. 6). If it is determined that there is another CCD 5 to be inspected, the above-described steps S2 to S5 are performed. The characteristic inspection of the CCD 5 is repeatedly performed. Therefore, after the inspection of the CCD 5 of the identification number I is completed as described above, the inspection of the CCD 5 of the identification number II is subsequently performed, and then the inspection of the CCD 5 of the identification numbers III, IV,. Will be done. On the other hand, when determining that there is no other CCD 5 to be inspected, the prober device 40 recognizes the end of the inspection process. Here, the end of the inspection process is recognized when the inspection of the CCD 5 with the identification number n is completed. When recognizing the end of the inspection process, the prober device 40 moves the semiconductor wafer 1 out of the inspection area (Step S7 shown in FIG. 6). This completes the entire inspection process. As described above, the present CCD inspection apparatus 10 can inspect a plurality of CCDs 5 as they are formed on the semiconductor wafer 1 by repeating steps S2 to S5 shown in FIG. In this case, the defective CCD 5 can be eliminated in the previous stage to reduce the manufacturing cost of the chip.
[0033]
The inspection procedure of the CCD 5 using the CCD inspection apparatus 10 has been described above. The light irradiation apparatus 20 provided in the CCD inspection apparatus 10 converts the light emitted from the main light source 21 into a parallel light having uniform intensity. At the same time, the light emitted from the auxiliary light source unit 25 is converted into parallel light, the inspection light obtained by combining these two lights is guided onto the inspection surface, and a part of the inspection light is extracted as reference light. While monitoring on the reference surface, the auxiliary light source unit 25 (auxiliary light source 26) is set so that the intensity of the reference light becomes uniform in the monitor region on the reference surface corresponding to the predetermined region (light intensity uniform area) on the inspection surface. ), The intensity of light from each light source 27 is adjusted. For this reason, when the light source 22 constituting the main light source unit 21 is replaced, the mounting position of the light source 22 changes, the optical axis of the light from the main light source unit 21 is shifted, and the light from the main light source unit 21 is inspected independently. Even if a region where the light intensity uniformity that can be formed on the surface is shifted and a portion where the light intensity becomes non-uniform within a predetermined region on the inspection surface is formed, this non-uniform portion is caused by light from the auxiliary light source unit 25. The correction is automatically performed, and the light intensity in a predetermined area on the inspection surface is always uniform. Therefore, by treating the region where the light intensity is always uniform (that is, the predetermined region) as the testable region, it is not necessary to perform strict optical axis adjustment or the like every time the light source 22 is replaced. (For example, as described above, the characteristic inspection of the CCD), the time and cost required can be greatly reduced.
[0034]
Conventionally, in the inspection light irradiation area formed on the inspection surface, a peripheral area (for example, a circle C in FIG. 5) away from the optical axis of the inspection light. ₁ And circle C ₀ Area) cannot be treated as a testable area because the light intensity is not uniform. However, according to the present invention, such a peripheral area in which the light intensity was not uniform in the related art. However, a certain area within the peripheral area (for example, circle C in FIG. 5) _Two And circle C ₁ (A region between the two), the light from the main light source unit 21 is reinforced by the light from the auxiliary light source unit 25 and can be included in the region with uniform intensity. As a result, the testable region is expanded. In the case where a characteristic inspection is performed in a state where a plurality of light receiving elements (for example, the CCD 5) are gathered, the inspection efficiency can be improved. In addition, even if it is not the above-mentioned peripheral region, a portion where the uniformity of the intensity is uneven for some reason is automatically corrected, so that the reliability of the intensity uniformity (in-plane uniformity) in the inspectable region is improved. It is possible to increase the inspection accuracy more than ever. Further, in the above-described CCD inspection apparatus 10 (one embodiment of the light-receiving element inspection apparatus according to the present invention), since the light irradiation apparatus 10 is provided, the characteristic inspection of the light-receiving element can be performed efficiently and at low cost. I can do it.
[0035]
Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to those described in the above embodiments. For example, in the above-described embodiment, the light intensity uniform area on the inspection surface has a size including only one CCD. However, this is an example, and the size of the CCD to be inspected and the device (light irradiation device) And a light receiving element inspection apparatus including the same, the size may include a plurality of CCD light receiving surfaces or a size including all CCD light receiving surfaces formed on a semiconductor wafer. Further, as the auxiliary light source 26, a liquid crystal (liquid crystal light source) may be employed in addition to the light emitting diode shown in the above-described embodiment. If the auxiliary light source 26 is composed of liquid crystal, finer correction of inspection light can be performed as compared with a light emitting diode.
[0036]
In the above-described embodiment, the light-receiving element inspection device (CCD inspection device 10) according to the present invention targets a CCD as an inspection target. However, this is merely an example, and the light irradiation device according to the present invention described above. And holding the light receiving element so that the light receiving surface of the light receiving element is included in a predetermined area (in the light intensity area) on the inspection surface, and is output from the light receiving element that has received the light irradiated from the light irradiation device. The inspection target may be another light receiving element, for example, a photodiode, as long as it has a prober device having a function of detecting the detected electric signal.
[0037]
In the above-described embodiment, the main light source unit and the auxiliary light source unit can emit light having a wavelength of at least a visible light region to a near-infrared region, and the reference light detection unit has at least a visible light region to a near-infrared region. However, the present invention is not necessarily limited to such a configuration. However, such a configuration increases the utility value in that the light irradiation device according to the present invention can be made sufficiently practical for inspection of a generally used light receiving element (for example, a CCD). .
[0038]
【The invention's effect】
As described above, in the light irradiation device according to the present invention, the light emitted from the main light source unit is made parallel and the intensity is uniform, and the light emitted from the auxiliary light source unit is made parallel light. The inspection light obtained by combining the two lights is guided onto the inspection surface, and a part of the inspection light is taken out as the reference light and monitored on the reference surface while the inspection light on the reference surface corresponding to a predetermined area on the inspection surface is obtained. The intensity of the light from each light source constituting the auxiliary light source unit is adjusted so that the intensity of the reference light becomes uniform in the monitor area. For this reason, when the light source constituting the main light source unit is replaced, the mounting position of the light source changes, the optical axis of the light from the main light source unit is shifted, and the light from the main light source unit is formed alone on the inspection surface. Even if a region where the obtained light intensity uniformity is shifted and a portion where the light intensity becomes non-uniform within a predetermined region on the inspection surface is formed, the non-uniform portion is automatically corrected by the light from the auxiliary light source unit. As a result, the light intensity in a predetermined area on the inspection surface is always uniform. Therefore, by treating the region where the light intensity is always uniform as the testable region, it is not necessary to perform strict optical axis adjustment or the like every time the light source is replaced, and the time and cost required for the test performed using this light irradiation device Can be greatly reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 schematically illustrates a configuration of a light irradiation device according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are views showing the appearance of a CCD inspection apparatus, which is an embodiment of a light-receiving element inspection apparatus according to the present invention, provided with the light irradiation apparatus, wherein FIG. 2A is a plan view and FIG. It is.
FIG. 3 is a plan view of an example of a semiconductor wafer inspected by the CCD inspection apparatus.
FIG. 4 is a front view of an example of an auxiliary light source.
FIG. 5 is a diagram illustrating a light region R that can be formed on an inspection surface by a set of light sources constituting an auxiliary light source alone _Two And the light region R formed by the light emitted from the main light source unit alone on the inspection surface. ₀ And this region R ₀ Of the regions R where the light intensity is uniform ₁ FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for inspecting a CCD formed on a semiconductor wafer by using the CCD inspection apparatus.
[Explanation of symbols]
1 semiconductor wafer
3 CCD
10 Photodetector inspection equipment
20 Light irradiation device
21 Main light source
22 light source
23 wavelength filter
24 First Optical System
25 Auxiliary light source
26 Auxiliary light source
27 light source
28 wavelength filter
30 Second optical system
31 Third optical system
32 1st half mirror
33 2nd half mirror
34 Reference light detector
36 control unit
40 prober device
50 tester device

Claims

検査面上の所定領域内に強度が均一となる検査光を照射する光照射装置であって、
主光源部と、
前記主光源部より発せられた第１の光を平行かつ強度が均一な光にする第１光学系と、
複数の光源を有してなる補助光源部と、
前記補助光源部より発せられた第２の光を平行な光にする第２光学系と、
前記第１光学系を通った前記主光源部からの第１の光と前記第２光学系を通った前記補助光源部からの第２の光とを合成し、合成して得られる光を前記検査光として前記検査面上に導くとともに、前記検査光の一部を参照光として取り出す第３光学系と、
前記第３光学系において取り出された前記参照光の光強度の分布を検出する参照光検出部と、
前記参照光検出部からの信号に基づいて、前記検査面上の前記所定領域に対応する前記参照光検出部の領域内において前記参照光の強度が均一となるように、前記補助光源部を構成する前記各光源の発する光の強度を制御する制御部とを有することを特徴とする光照射装置。A light irradiation device that irradiates inspection light with uniform intensity in a predetermined area on an inspection surface,
A main light source,
A first optical system that converts the first light emitted from the main light source unit into light having a parallel and uniform intensity;
An auxiliary light source unit having a plurality of light sources,
A second optical system that converts the second light emitted from the auxiliary light source to parallel light,
The first light from the main light source unit passing through the first optical system and the second light from the auxiliary light source unit passing through the second optical system are combined, and the light obtained by combining the light is A third optical system that guides the inspection light on the inspection surface and extracts a part of the inspection light as reference light;
A reference light detector that detects a light intensity distribution of the reference light extracted by the third optical system;
The auxiliary light source unit is configured such that, based on a signal from the reference light detection unit, the intensity of the reference light is uniform in a region of the reference light detection unit corresponding to the predetermined region on the inspection surface. And a controller for controlling the intensity of light emitted from each light source.

前記補助光源部を構成する前記各光源が発光ダイオードからなることを特徴とする請求項１記載の光照射装置。2. The light irradiation device according to claim 1, wherein each of the light sources constituting the auxiliary light source unit comprises a light emitting diode.

前記第３光学系がハーフミラーを有し、前記ハーフミラーにより前記検査光の一部の光を前記参照光として取り出すことを特徴とする請求項１又は２記載の光照射装置。3. The light irradiation device according to claim 1, wherein the third optical system has a half mirror, and a part of the inspection light is extracted as the reference light by the half mirror.

前記主光源部及び前記補助光源部は少なくとも可視光域から近赤外域の波長の光を発することが可能であり、前記参照光検出部は少なくとも可視光域から近赤外域の波長の光を受光対象としていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光照射装置。The main light source unit and the auxiliary light source unit can emit light having a wavelength of at least a visible light region to a near infrared region, and the reference light detection unit receives light having a wavelength of at least a visible light region to a near infrared region. The light irradiation device according to claim 1, wherein the light irradiation device is an object.

請求項１〜４のいずれかに記載の光照射装置と、
受光素子の受光面が前記検査面上の前記所定領域内に含まれるように前記受光素子を保持するとともに、前記光照射装置から照射された前記検査光を受光した前記受光素子より出力された電気信号を検出するプローバ装置とを備えたことを特徴とする受光素子検査装置。A light irradiation device according to any one of claims 1 to 4,
While holding the light receiving element so that the light receiving surface of the light receiving element is included in the predetermined area on the inspection surface, the electric power output from the light receiving element that has received the inspection light irradiated from the light irradiation device A light-receiving element inspection device, comprising: a prober device for detecting a signal.