JP2939026B2 - Semiconductor wafer inspection apparatus and inspection method - Google Patents
Semiconductor wafer inspection apparatus and inspection methodInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子を製造する
前の半導体ウエハの欠陥状態を検知する検査装置および
検査方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an inspection apparatus and an inspection method for detecting a defect state of a semiconductor wafer before manufacturing a semiconductor device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体素子は、半導体ウエハをチツプ状
に切り出し製造される。この半導体ウエハには、光電変
換素子を有するものと、これを有しないものとがある。
これらの半導体ウエハを検査する方法としては、以下の
ようなものがある。2. Description of the Related Art Semiconductor devices are manufactured by cutting a semiconductor wafer into chips. Some of these semiconductor wafers have a photoelectric conversion element, while others do not.
Methods for inspecting these semiconductor wafers include the following.
【０００３】（１）まず、光電変換素子を有する半導体
ウエハ（半導体装置）に対する光入力によるテストは、
入力光の照度の精度の問題で、十分マージンをもつた光
を入射する簡単な動作テストにとどまり、図１０の如
く、単一光を照射し、その半導体ウエハ１の動作が正常
であるかどうかを判定するだけのテストが大半を占めて
いた。ここで図１０中、３は発光部、４はテスタ（出力
検知部）である。(1) First, a test by light input to a semiconductor wafer (semiconductor device) having a photoelectric conversion element is performed as follows.
Due to the problem of the accuracy of the illuminance of the input light, the operation is limited to a simple operation test in which light with a sufficient margin is incident, and as shown in FIG. 10, a single light is irradiated to determine whether the operation of the semiconductor wafer 1 is normal. The majority of the tests were just tests to determine Here, in FIG. 10, reference numeral 3 denotes a light emitting unit, and 4 denotes a tester (output detection unit).
【０００４】一方、半導体ウエハの光波長に対する光感
度を測定する特殊な例としては、ハロゲンランプの光を
回析格子により分光し、その分光された光を鏡にて反射
させ、順次、照射する光の波長を変化させ、各波長域の
感度をテストする場合があつた。On the other hand, as a special example of measuring the light sensitivity of a semiconductor wafer with respect to the light wavelength, the light of a halogen lamp is split by a diffraction grating, and the split light is reflected by a mirror and irradiated sequentially. In some cases, the sensitivity of each wavelength range was tested by changing the wavelength of light.
【０００５】しかしながら、このテストでは、大がかり
な専用の光源システムを必要とし、またテスト時間がか
かるため、全数検査の半導体ウエハテストとは両立でき
ず、せいぜい抜き取りでテストするのが実情であつた。However, this test requires a large-scale dedicated light source system and requires a long test time, so that it is incompatible with a semiconductor wafer test of 100% inspection, and it is a reality that the test is performed by sampling at most.
【０００６】（２）また、光電変換素子を有しない半導
体ウエハの、結晶欠陥を検知する方法としては、半導体
ウエハを結晶欠陥を検知したい箇所で割り、その断面を
測定することにより検知することができる。(2) As a method of detecting a crystal defect of a semiconductor wafer having no photoelectric conversion element, a method of detecting a crystal defect by dividing the semiconductor wafer at a portion where the crystal defect is to be detected and measuring a cross section thereof is known. it can.
【０００７】しかし、この方法は、半導体ウエハ上で割
つた箇所しか測定できず、任意の全ての箇所の欠陥を検
知することができない。そして、半導体ウエハに損傷を
与えるため、量産の適用は無理である。However, this method can measure only a cracked portion on a semiconductor wafer, and cannot detect a defect at any arbitrary portion. Since the semiconductor wafer is damaged, mass production cannot be applied.
【０００８】他の半導体ウエハとしての結晶欠陥を検知
する方法としては、結晶欠陥を検知する半導体ウエハ
に、マイクロ波を照射し、その上、検知する結晶欠陥の
深さに対応した光を照射し、その光によつて生じた電子
とホールが存在する間、マイクロ波が吸収されることを
利用したライフタイムの測定を行い、結晶欠陥を検知す
るものである。As another method for detecting a crystal defect as a semiconductor wafer, a semiconductor wafer for detecting a crystal defect is irradiated with microwaves, and further, a light corresponding to the depth of the crystal defect to be detected is irradiated. While the electrons and holes generated by the light are present, the lifetime is measured by utilizing the absorption of microwaves to detect crystal defects.
【０００９】しかしながら、この方法においても、大が
かりな装置を必要とするため、量産での適用は困難であ
つた。However, this method also requires a large-scale apparatus, so that it has been difficult to apply it to mass production.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】（１）光電変換素子を
有した半導体ウエハにおいては、上述の如く、光波長に
対する光感度に対してのテストを行うのに装置が大規模
化する等の困難があつた。(1) In a semiconductor wafer having a photoelectric conversion element, as described above, it is difficult to increase the scale of an apparatus for performing a test for light sensitivity with respect to a light wavelength. There was.
【００１１】また、発光部と、受光用光電変換素子を有
する半導体ウエハとの位置決めは、従来の方法ではウエ
ハ上のチツプと電極プローブとの位置合わせのため、テ
ストする光電変換素子を有するウエハに正面より光をあ
てられず、位置決めの精度が得られにくい。特に、発光
部に位置ずれがあつた場合、発光量の変動により確実な
テストが実施できない。In the conventional method, the light emitting section and the semiconductor wafer having the light receiving photoelectric conversion element are positioned on the wafer having the photoelectric conversion element to be tested in order to align the chip on the wafer with the electrode probe. Light cannot be applied from the front, and it is difficult to obtain positioning accuracy. In particular, when the light emitting unit is misaligned, a reliable test cannot be performed due to a change in the light emission amount.
【００１２】さらに、検査後、バツド（不良）マークを
塗布する際に、そのインク吹付け用インカーの設定のた
めに、テストする光電変換素子を有する半導体ウエハの
正面に発光素子を実装することが出来ない。Furthermore, when applying a bad mark after the inspection, a light emitting element may be mounted on the front surface of a semiconductor wafer having a photoelectric conversion element to be tested in order to set an ink spraying inker. Can not.
【００１３】（２）光電変換素子を有しない半導体ウエ
ハの結晶欠陥に対しても、トランジスタの低電流特性の
悪化などに関係するにもかかわらず、上述の如く、半導
体ウエハに損傷を与えるため、全数テストを行うことは
困難である。(2) As described above, a crystal defect of a semiconductor wafer having no photoelectric conversion element may damage the semiconductor wafer as described above, despite being related to deterioration of the low current characteristics of the transistor. It is difficult to do a 100% test.
【００１４】本発明は、上記課題に鑑み、光波長に対す
る光感度に対してのテストを行い得、半導体ウエハとし
ての結晶欠陥に対してテストできる半導体ウエハの検査
装置および検査方法の提供を目的とする。また、本発明
は、半導体ウエハに対する発光部の位置決めを容易にし
得る半導体ウエハの検査装置および検査方法の提供を目
的とする。The present invention has been made in consideration of the above problems, and has as its object to provide a semiconductor wafer inspection apparatus and an inspection method capable of performing a test for optical sensitivity to an optical wavelength and testing for a crystal defect as a semiconductor wafer. I do. Another object of the present invention is to provide a semiconductor wafer inspection apparatus and an inspection method capable of easily positioning a light emitting unit with respect to a semiconductor wafer.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明請求項１による課
題解決手段は、図１〜７の如く、光電変換手段を有する
半導体ウエハ１の電気出力を検査する検査装置であっ
て、半導体ウエハ１に光を照射する発光部３と、光電変
換された半導体ウエハ１の出力電圧または出力電流を検
知する出力検知部４とが設けられ、前記発光部３は、互
いに波長範囲の異なる光を照射する複数の発光素子ＧＬ
１，ＧＬ２と、これらを選択的に切換駆動する駆動回路
５とから構成され、前記出力検知部４は、各発光素子Ｇ
Ｌ１，ＧＬ２からの波長範囲の異なる光ごとに出力検知
するよう構成され、かつ半導体ウエハ１の電極に電気的
に接続するためのプローブ体１４を備え、前記発光部３
をプローブ体１４の上方に着脱自在に位置決めするため
に該発光部３とプローブ体１４との間には、スペーサ１
６と該スペーサ１６に係合する係合孔１７を有するピン
１８とから成る位置決め手段Ｓが設けられたものであ
る。The object of the present invention is to provide an inspection apparatus for inspecting the electrical output of a semiconductor wafer 1 having photoelectric conversion means, as shown in FIGS. A light emitting unit 3 for irradiating light to the semiconductor wafer 1 and an output detection unit 4 for detecting an output voltage or an output current of the semiconductor wafer 1 which has been photoelectrically converted. Multiple light emitting elements GL
1, and GL2, is constituted from a driving circuit 5 for selectively switching drive them, the output detector 4, the light-emitting elements G
The light-emitting unit 3 includes a probe body 14 configured to detect the output of each light having a different wavelength range from L1 and GL2 and electrically connecting to the electrodes of the semiconductor wafer 1.
A spacer 1 is provided between the light-emitting unit 3 and the probe body 14 so that the light-emitting unit 3 can be detachably positioned above the probe body 14.
6 and a pin having an engaging hole 17 for engaging the spacer 16
Positioning means S consisting of 18. those were et provided.
【００１６】本発明請求項２による課題解決手段は、複
数の発光素子ＧＬ１，ＧＬ２が同一基板６の同一面上に
並置され、その基板６が固定用治具９に取り付けられ、
半導体ウエハ１受光面に対応するプローブ体１４の位置
に採光窓１５が形成され、固定用治具９が位置決め手段
Ｓによりプローブ体１４の採光窓１５の上方に着脱可能
に位置決めされたものである。The problem-solving means according to the invention according to claim 2, a plurality of light-emitting elements GL1, GL2 are juxtaposed on the same surface of the same substrate 6, the substrate 6 is attached to the fixing jig 9,
Position of probe body 14 corresponding to light receiving surface of semiconductor wafer 1
A lighting window 15 is formed on the fixing jig 9 and positioning means
Removable above the lighting window 15 of the probe body 14 by S
Is positioned .
【００１７】本発明請求項３による課題解決手段は、光
電変換手段を有する半導体ウエハ１の結晶欠陥を検査す
る検査方法であって、複数の発光素子ＧＬ１，ＧＬ２に
より互いに波長の異なる光を選択的に切換え、各発光素
子ＧＬ１，ＧＬ２からの波長範囲の異なる光ごとに半導
体ウエハ１からの電気出力を検知するとともにこれらの
異なる波長範囲の光での電気出力比を検出するものであ
る。The object of the present invention is to provide an inspection method for inspecting a semiconductor wafer having a photoelectric conversion means for crystal defects , wherein a plurality of light emitting elements GL1 and GL2 selectively emit light having different wavelengths from each other. To detect the electrical output from the semiconductor wafer 1 for each of the lights having different wavelength ranges from the light emitting elements GL1 and GL2, and to detect the electrical output ratio of the lights having these different wavelength ranges.
【００１８】本発明請求項４による課題解決手段は、半
導体ウエハ１の上面に採光窓１５を有するプローブ体１
４を覆い被せて出力検知部４に電気接続し、プローブ体
１４の上部の位置決め手段Ｓにて、複数の発光素子ＧＬ
１，ＧＬ２が同一基板６の同一面上に配置された発光部
３をプローブ体１４の採光窓１５の上方に着脱自在に位
置決めし、検査時には発光部３からの光が半導体ウエハ
１４の受光面に均一に照射されるように位置決めするも
のである。The problem-solving means according to the invention according to claim 4, the semi
Probe body 1 having daylighting window 15 on upper surface of conductive wafer 1
4 to cover and electrically connect to the output detection unit 4,
14, a plurality of light emitting elements GL
A light emitting unit in which 1 and GL2 are arranged on the same surface of the same substrate 6
3 is removably positioned above the lighting window 15 of the probe body 14.
The light from the light-emitting unit 3 is placed on the semiconductor wafer during inspection.
The positioning is performed so that the light receiving surface of the light receiving surface 14 is uniformly irradiated .
【００１９】[0019]
【００２０】[0020]
【００２１】[0021]
【作用】上記課題解決手段において、光電変換手段を有
する半導体ウエハ１に異なつた発光波長をもつ複数の光
を照射し、それにより得られる出力電圧または出力電流
を検知して、これらの出力比により受光部２の感度を検
知する。[Action] In the above SL challenges solution, a plurality of light with ivy emission wavelength different to the semiconductor wafer 1 having a photoelectric conversion unit irradiated, the output voltage or output current obtained thereby
And the sensitivity of the light receiving unit 2 is detected from these output ratios .
【００２２】このとき、位置決め手段Ｓにより、発光部
３と受光部２としての半導体ウエハ１とは制度よく位置
決めされる。すなわち、検査時には発光部３からの光が
半導体ウエハ１の受光面に均一に照射されるように位置
決めされる。そして、半導体ウエハ１の不良が発見され
たとき、プローブ体１４から発光部３を外すことによっ
て、インク吹き付け用インカーでマーキングを容易に行
うことができる。At this time, the light emitting section 3 and the semiconductor wafer 1 as the light receiving section 2 are accurately positioned by the positioning means S. That is, at the time of inspection, light from the light emitting unit 3
Position so that the light receiving surface of semiconductor wafer 1 is evenly illuminated
Is decided. Then, when a defect of the semiconductor wafer 1 is found, by removing the light emitting unit 3 from the probe body 14, marking can be easily performed with the ink spraying inker.
【００２３】また、本来光電変換手段を有しない半導体
ウエハ１の電気出力を検知する場合、半導体ウエハ１上
にモニタ用受光部２１を作つておくことにより、半導体
ウエハ１の受光部２１に光を照射し、それにより得られ
る出力電圧または出力電流を検知して、これらの出力比
により受光部２１の感度を検知する。この結果に基づい
て、半導体ウエハ１の結晶欠陥について検知することが
できる。 [0023] In the case of detecting the electrical output of the semiconductor wafer 1 has no inherent photoelectric conversion unit, by previously Sakutsu the monitoring light-receiving unit 21 on the semiconductor wafer 1, the light receiving portion 21 of the semiconductor wafer 1 And the output voltage or output current obtained thereby is detected, and the sensitivity of the light receiving unit 21 is detected based on the output ratio . Based on this result
Thus, it is possible to detect a crystal defect of the semiconductor wafer 1.
it can.
【００２４】[0024]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１，２に基づい
て説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【００２５】図１は本発明に係わる一実施例の半導体ウ
エハの検査装置を示す概略構成図、図２は同じくその一
部を示す分解斜視図、図３は同じく発光部を示す斜視
図、図４は同じくその平面図、図５は同じくその底面
図、図６は同じくその電気配線図、図７は同じく駆動回
路を示す電気回路図、図８は同じく半導体ウエハ上にモ
ニタ用受光部を配した状態を示す図、図９は同じくその
一部拡大断面図である。FIG. 1 is a schematic structural view showing an apparatus for inspecting a semiconductor wafer according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view showing a part thereof, and FIG. 4 is a plan view thereof, FIG. 5 is a bottom view thereof, FIG. 6 is an electric wiring diagram thereof, FIG. 7 is an electric circuit diagram showing a driving circuit, and FIG. FIG. 9 is a partially enlarged sectional view of the same.
【００２６】図示の如く、本実施例の被測定物である半
導体ウエハ１は、図１，２の如く、ダイシング前のフオ
トダイオード等である受光部２（光電変換素子）の集合
物であり、受けた光を光電変換し電気出力するものであ
る。As shown in the figure, a semiconductor wafer 1, which is an object to be measured in the present embodiment, is an aggregate of light receiving sections 2 (photoelectric conversion elements) such as photodiodes before dicing as shown in FIGS. The received light is subjected to photoelectric conversion and electrical output.
【００２７】本実施例の検査装置は図１の如く、前記半
導体ウエハ１の電気出力が適正か否かを検査するもので
あつて、半導体ウエハ１に光を照射する発光部３と、光
電変換された半導体ウエハ１の出力電圧または出力電流
を検知する出力検知部４とが設けられたものである。As shown in FIG. 1, the inspection apparatus of this embodiment inspects whether or not the electric output of the semiconductor wafer 1 is proper. The inspection apparatus includes a light emitting unit 3 for irradiating the semiconductor wafer 1 with light, and a photoelectric conversion unit. And an output detector 4 for detecting the output voltage or output current of the semiconductor wafer 1.
【００２８】前記発光部３は、互いに波長範囲の異なる
光を半導体ウエハ１の全面に夫々均一に照射する複数の
発光素子ＧＬ１，ＧＬ２と、これらを選択的に切換え駆
動する駆動回路５とから構成され、前記出力検知部４
は、各発光素子ＧＬ１，ＧＬ２からの波長範囲の異なる
光ごとに出力検知するよう構成されたものである。The light emitting section 3 comprises a plurality of light emitting elements GL1 and GL2 for uniformly irradiating light having different wavelength ranges to the entire surface of the semiconductor wafer 1, respectively, and a drive circuit 5 for selectively switching and driving these. And the output detection unit 4
Is configured to detect the output of each light having a different wavelength range from each of the light emitting elements GL1 and GL2.
【００２９】前記発光素子ＧＬ１，ＧＬ２は、例えばそ
れぞれピーク発光波長がλ１，λ２とされた一対の発光
ダイオードであり、これらは、図３〜６の如く、同一の
基板６（ステム）の上面に隣接配置されている。The light-emitting elements GL1 and GL2 are, for example, a pair of light-emitting diodes having peak emission wavelengths of λ 1 and λ 2 , respectively, and these are formed on the same substrate 6 (stem) as shown in FIGS. It is arranged adjacent to the upper surface.
【００３０】７はボンデイングワイヤ、８は電極であ
る。そして、該基板６は、図２の如く、カード状の固定
用治具９に取付けられる。Reference numeral 7 denotes a bonding wire, and 8 denotes an electrode. Then, the substrate 6 is attached to a card-like fixing jig 9 as shown in FIG.
【００３１】前記駆動回路５は、図１の如く、電源ＶＡ
を備え、該電源ＶＡの負極は、ＧＬ１，ＧＬ２のカソー
ドに、それぞれ抵抗Ｒ１，Ｒ２を介して結線されており
電源ＶＡの正極はスイツチＳＷ１を介しＧＬ１，ＧＬ２
のアノードに結線され、スイツチＳＷ１の切換えにより
半導体ウエハ１に照射する光の波長を切換える。The drive circuit 5 includes a power supply VA as shown in FIG.
Comprising a negative electrode of the power supply VA is, GL1, the cathode of the GL2, the positive electrode of the resistors R 1, via R 2 are connected power VA is via a switch SW1 GL1, GL2
The wavelength of the light irradiated on the semiconductor wafer 1 is switched by switching the switch SW1.
【００３２】また、駆動回路５の他の例として、図７に
示すようなものであつてよい。ここで、図７の回路を説
明する。Another example of the drive circuit 5 may be as shown in FIG. Here, the circuit of FIG. 7 will be described.
【００３３】該駆動回路５は、ＧＬ１，ＧＬ２の２波長
の発光ダイオードを切り換える手段１０（リレーＬ１，
Ｌ２）と、発光ダイオードのドライブ電流を切り換える
手段１１（トランジスタＱ３，Ｑ５）と、交流駆動する
手段１２（電源ＰＧ）とを有してなる。すなわち、互い
にエミッタ共通とした差動増幅回路を構成するトランジ
スタＱ３，Ｑ５により、発光ダイオードＧＬ１，ＧＬ２
のドライブ電流ＯＮ／ＯＦＦを切り換えるものである。The drive circuit 5 includes means 10 (relays L1, L2) for switching light emitting diodes of two wavelengths GL1 and GL2.
L2), means 11 for switching the drive current of the light emitting diode (transistors Q3, Q5), and means 12 for AC driving (power supply PG). That is, the transistors Q 3, Q 5 constituting the differential amplifier circuit and an emitter common to each other, the light emitting diode GL1, GL2
This switches the drive current ON / OFF.
【００３４】前記差動構成の一方のトランジスタＱ５の
コレクタは電源Ｖｃｃに結線される。トランジスタＱ５
のベースは、抵抗Ｒ３と共通接続され、トランジスタＱ
５のベースとコレクタを共通接続してなるダイオードと
して使つたトランジスタＱ６，Ｑ７を夫々直列接続して
なるバイアス回路のトランジスタＱ６のベース（コレク
タ）電位がリフアレンス電位として接続されている。The collector of one transistor Q 5 of the differential configuration is connected to the power supply Vcc. Transistor Q 5
The base is connected in common with the resistor R 3, the transistor Q
Base (collector) potential of the transistor Q 6 of the fifth base and used as a formed by commonly connected diodes collector ivy transistor Q 6, bias circuit and Q 7 formed by each series connection is connected as Rifuarensu potential.
【００３５】差動構成の他方のトランジスタＱ３のコレ
クタは、リレーＬ２を介して発光ダイオードＧＬ１，Ｇ
Ｌ２のカソードに、また発光ダイオードＧＬ１，ＧＬ２
のアノードはリレーＬ１を介してＶＣＣ電源に結線され
ている。The other collector of the transistor Q 3 of the differential configuration, the light emitting diode GL1 through the relay L2, G
At the cathode of L2, and at the light emitting diodes GL1, GL2
Is connected to a VCC power supply via a relay L1.
【００３６】リレーＬ１，Ｌ２は連動して切換えられ、
リレーＬ１のＡ側の接点では発光ダイオードＧＬ１を、
Ｂ側の接点のときは発光ダイオードＧＬ２を駆動する。The relays L1 and L2 are switched in conjunction with each other,
The light emitting diode GL1 is connected to the contact on the A side of the relay L1,
When the contact is on the B side, the light emitting diode GL2 is driven.
【００３７】発光ダイオードＧＬ１，ＧＬ２の駆動電流
Ｉ４は、トランジスタＱ３，Ｑ５の共通エミッタにつな
がるトランジスタＱ４により供給される。The drive current I 4 of the light emitting diode GL1, GL2 are supplied by the transistor Q 4 connected to the common emitter of the transistors Q 3, Q 5.
【００３８】トランジスタＱ４は、トランジスタＱ１の
ベース、エミッタとそれぞれ共通に結線され、カレント
ミラー回路を構成している。The transistor Q 4 are, the base of the transistor Q 1, is connected to the common respectively and emitters constitute a current mirror circuit.
【００３９】トランジスタＱ２は、同回路の単にベース
電流に対する補正の働きをするものであり、トランジス
タＱ１のコレクタ電流Ｉ２とほぼ等しい電流Ｉ３がトラ
ンジスタＱ４のコレクタ電流として流れ差動構成のトラ
ンジスタＱ３，Ｑ５のエミッタに供給される。The transistor Q 2 is, is intended to serve as a correction to simply base current of the circuit, the flow differential configuration substantially equal currents I 3 and the collector current I 2 of transistor Q 1 is as the collector current of the transistor Q 4 Are supplied to the emitters of the transistors Q 3 and Q 5 .
【００４０】また電流の大きさは、外部電源（可変）の
Ｖ１よりＲ５を介して流れるＩ１と、ＶｃｃよりＲ６を
介して流れる電流の和となり、外部電源Ｖ１の値を変え
ることにより調整可能となつている。Further the current magnitude, and I 1 flowing through the R 5 than V 1 of the external power supply (variable), the sum of the current flowing through the R 6 than Vcc, changing the value of the external power supply V 1 This makes it adjustable.
【００４１】トランジスタＱ３のベースは外部電源Ｖ３
により供給されＶ３がＶ２より十分大きいとき発光ダイ
オードＧＬ１，ＧＬ２にドライブ電流Ｉ３が供給され、
また、Ｖ３がＶ２より十分小さいとき、発光ダイオード
ＧＬ１，ＧＬ２にはドライブ電流が供給されない。ま
た、Ｖ３に電源ＰＧからのクロツクをつなぎ、ドライブ
電流をＯＮ／ＯＦＦすることにより、交流駆動による発
光ダイオードＧＬ１，ＧＬ２のドライブが可能となる。The base of the transistor Q 3 is an external power supply V 3
A drive current I 3 is supplied to the light emitting diode GL1, GL2 when the V 3 is supplied sufficiently greater than V 2, the
Further, when V 3 is sufficiently smaller than V 2, the light emitting diode GL1, the GL2 drive current is not supplied. Also, connect the clock from the power PG to V 3, by turning ON / OFF the drive current, the drive of the light emitting diode GL1, GL2 by AC driving is possible.
【００４２】リレーＬ１，Ｌ２，及び外部電源Ｖ１，Ｖ
３をテスタよりコントロールすることにより本案の半導
体ウエハテストが実現される。[0042] Relay L1, L2, and the external power supply V 1, V
The semiconductor wafer test according to the present invention is realized by controlling 3 by the tester.
【００４３】次に、発光ダイオードＧＬ１，ＧＬ２の駆
動電流に対しては、テスト前、すなわち、後述のプロー
ブ体１４をセツトするごとに予め値付けされた特定のモ
ニタ半導体ウエハ（図示せず）上のモニタチツプを用い
て、発光ダイオードＧＬ１，ＧＬ２に対し、それぞれ任
意の出力が得られるようＶ１電源によりドライブ電流を
調整してテストする。これにより、安定した光入力テス
トを実現する。Next, the drive current of the light emitting diodes GL1 and GL2 is measured before a test, that is, on a specific monitor semiconductor wafer (not shown) pre-valued each time a probe 14 described later is set. using the Monitachitsupu, to light emitting diodes GL1, GL2, each test by adjusting the drive current by V 1 supply so that any output is obtained. Thereby, a stable optical input test is realized.
【００４４】前記出力検知部４は、半導体ウエハ１のダ
イシング前の受光部２ごとに、その光電変換出力を検知
し、これらの各出力値または平均値を検出するもので、
前記受光部２で得られた電気量をアンプを介して増幅さ
れた比例出力を検知するテスタ１３と、半導体ウエハ１
の電極パツドに接続するプローブ体１４（プローブカー
ド）とから構成され、該各発光素子ＧＬ１，ＧＬ２から
の波長範囲の異なる光ごとに出力検知し、これらの出力
比を検出するよう構成されている。The output detection section 4 detects the photoelectric conversion output of each light receiving section 2 of the semiconductor wafer 1 before dicing, and detects each output value or average value thereof.
A tester 13 for detecting a proportional output obtained by amplifying an electric quantity obtained by the light receiving unit 2 through an amplifier;
And a probe body 14 (probe card) connected to the electrode pads of the respective light emitting elements GL1 and GL2. The output is detected for each light having a different wavelength range from each of the light emitting elements GL1 and GL2, and the output ratio is detected. .
【００４５】前記テスタ１３は受光部２の出力が電流で
あるか電圧であるかによつて電流／電圧モード切換可能
とされている。The tester 13 can switch between current and voltage modes depending on whether the output of the light receiving section 2 is a current or a voltage.
【００４６】前記プローブ体１４は、図２の如く、中央
部に採光窓１５を有するカード状のもので、底面には、
図１の如く、各受光部２に対応して複数本の電極プロー
ブ（針）Ｋ１〜Ｋｉが設けられている。そして、該プロ
ーブ体１４を半導体ウエハ１の受光部２ごとの電極パツ
トに対応してあてると、受光面に採光窓１５が位置され
るよう構成されている。As shown in FIG. 2, the probe body 14 is a card having a lighting window 15 at the center, and has
As shown in FIG. 1, a plurality of electrode probes (needle) K1 to Ki are provided corresponding to the respective light receiving sections 2. When the probe body 14 is applied to the electrode pad of each light receiving section 2 of the semiconductor wafer 1, the light receiving window 15 is located on the light receiving surface.
【００４７】そして、本実施例の検査装置には、該プロ
ーブ体１４と前記発光部３の固定用治具９とを着脱自在
に位置決めする位置決め手段Ｓが設けられている。The inspection apparatus of this embodiment is provided with positioning means S for removably positioning the probe body 14 and the fixing jig 9 of the light emitting section 3.
【００４８】該位置決め手段Ｓは、発光部３の固定用治
具９の下面に一体成形された三本の棒状スペーサ１６
と、該スペーサ１６に係合するための係合孔１７を有す
るピン１８とから構成される。前記スペーサ１６の先端
１６ａは、前記係合孔１７に係合するよう小径とされて
いる。該位置決め手段Ｓにより、検査前の半導体ウエハ
１の位置決め（アライメント）時および、不良チツプの
バツドマークを印すインク塗布用インカー用の設置をす
るとき、発光部３の固定用治具９をプローブ体１４から
取り外して作業を容易にする。The positioning means S comprises three rod-like spacers 16 integrally formed on the lower surface of the fixing jig 9 of the light emitting section 3.
And a pin 18 having an engaging hole 17 for engaging with the spacer 16 . The distal end 16 a of the spacer 16 has a small diameter so as to engage with the engagement hole 17. When positioning (aligning) the semiconductor wafer 1 before inspection and when installing the ink coating inker for marking a bad chip bad mark by the positioning means S, the jig 9 for fixing the light emitting section 3 is used as a probe body. 14 to make work easier.
【００４９】上記構成において、図２の如く、まず、発
光部３の固定用治具９をプローブ体１４から取り外した
状態で、受光部２を有する半導体ウエハ１の上部にプロ
ーブ体１４を覆い被せ、半導体ウエハ１の上面の電極パ
ツドへ、各受光部２ごとにプローブ体１４の電極ブロー
ブＫ１〜Ｋｉを電気的に接触させる。In the above configuration, as shown in FIG. 2, first, with the jig 9 for fixing the light emitting section 3 removed from the probe body 14, the probe body 14 is covered on the upper part of the semiconductor wafer 1 having the light receiving section 2. The electrode probes K1 to Ki of the probe body 14 are brought into electrical contact with the electrode pads on the upper surface of the semiconductor wafer 1 for each light receiving section 2.
【００５０】次にプローブ体１４の上面に突設されたピ
ン１８の係合孔１７に、発光部３の固定用治具９のスペ
ーサ１６の先端部１６ａを係合させ、発光部３を半導体
ウエハ１に対して、三次元的に位置決めする。Next, the tip 16a of the spacer 16 of the fixing jig 9 of the light emitting unit 3 is engaged with the engaging hole 17 of the pin 18 protruding from the upper surface of the probe body 14, and the light emitting unit 3 is connected to the semiconductor. It is positioned three-dimensionally with respect to the wafer 1.
【００５１】そして、出力検知部４にて発光部３のいず
れか一方の発光素子ＧＬ１，ＧＬ２を駆動し、一定の波
長範囲の光（例えばλ１を中心とする）を半導体ウエハ
１の全受光部２にて均一に受光する。そして、プローブ
体１４を介してテスタ１３により各受光部２の出力電圧
または出力電流を受信し、その各電気量または各電気量
の平均値を検知する。[0051] Then, outputs either one of the light emitting element GL1, GL2 emitting portion 3 and driven by detection unit 4, the total light-receiving semiconductor wafer 1 a certain wavelength range of the light (e.g., around the lambda 1) The light is uniformly received by the unit 2. Then, the output voltage or the output current of each light receiving unit 2 is received by the tester 13 via the probe body 14, and each electric quantity or an average value of each electric quantity is detected.
【００５２】その後、駆動回路５にて発光部３の他方の
発光素子ＧＬ１，ＧＬ２を切換駆動し、先と異なる一定
の波長範囲の光（例えばλ２を中心とする光）を、半導
体ウエハ１の受光部２にて受光する。そして、テスタ１
３にてその電気量を検知する。[0052] Then, the other light emitting element GL1, GL2 emitting portion 3 by the driving circuit 5 and the switching drive, the above different range of wavelengths of light (e.g., light centered at lambda 2), the semiconductor wafer 1 The light is received by the light receiving unit 2. And tester 1
At 3, the amount of electricity is detected.
【００５３】そして、両検知結果の比を計算し、その比
が予め設定された一定範囲内にあれば、良品と判断し、
範囲外であれば不良と判断する。Then, the ratio between the two detection results is calculated, and if the ratio is within a predetermined range, it is determined to be non-defective.
If it is out of the range, it is determined to be defective.
【００５４】このように、簡単な構成で、半導体ウエハ
１の異なつた光波長に対する光感度を測定できる。As described above, the light sensitivity of the semiconductor wafer 1 to different light wavelengths can be measured with a simple structure.
【００５５】また、発光部３およびプローブ体１４を着
脱自在としているので、半導体ウエハ１の不良が発見さ
れた場合に、赤色インク等で不良マークを塗布する際、
発光部３の固定用治具９をプローブ体１４から脱し、プ
ローブ体１４の採光窓１５からインク吹き付け用のイン
カーにて赤色インクを吹き付けることが可能となり、塗
布作業が簡易となる。ここで、前記固定用治具９は、プ
ローブ体１４に対して、周知の昇降装置にて自動的に脱
着するのが望ましい。Further, since the light emitting section 3 and the probe body 14 are detachable, when a defect of the semiconductor wafer 1 is found, a defect mark is applied with red ink or the like.
The fixing jig 9 of the light emitting unit 3 is detached from the probe body 14, and red ink can be sprayed from the lighting window 15 of the probe body 14 with an ink spraying inker, thereby simplifying the coating operation. Here, it is desirable that the fixing jig 9 is automatically attached to and detached from the probe body 14 by a well-known lifting device.
【００５６】なお、上記実施例では、受光部２で得られ
た電気量を、電圧出力として測定した例を示したが、出
力が電流である場合には、テスタ１３のモードを電流側
に切換ればよい。In the above embodiment, an example was shown in which the electric quantity obtained by the light receiving section 2 was measured as a voltage output. However, when the output is a current, the mode of the tester 13 is switched to the current side. Just do it.
【００５７】以上、被測定物として、受光部２としての
半導体ウエハ１を例にあげて説明したが、本実施例の検
査装置を用いると、被測定物が、機能としてフオトダイ
オードのような光電変換素子を有しない場合において
も、検査作業を行うことができる。この検査作業の方法
として、例えばトランジスタのコレクタと基板間のＰＮ
接合を利用したり、あるいはコレクタとベース間のＰＮ
接合を用いたりして、同様のテストを行うこともできる
が、本実施例では、より望ましい方法として、もつと積
極的に、本来光電変換素子を必要としない半導体ウエハ
上の少なくとも一部（全チツプでもよい）にテスト専用
に光電変換素子を配しておくことを提案する。この光電
変換素子を通じて、上記と同様に検査すればよい。As described above, the semiconductor wafer 1 as the light receiving section 2 has been described as an example of an object to be measured. However, when the inspection apparatus of the present embodiment is used, the object to be measured can function as an optical device such as a photodiode. in case no electric variable換素Ko also can perform inspection work. As a method of this inspection work, for example, a PN between a transistor collector and a substrate is used.
Utilizing junction or PN between collector and base
A similar test can be performed by using a junction. However, in this embodiment, as a more desirable method, at least a part of the semiconductor wafer that does not originally need a photoelectric conversion element (total We suggest that you arranged photoelectric conversion換素Ko also be) on the test-only chip. Inspection may be performed through this photoelectric conversion element in the same manner as described above.
【００５８】図８，９は、半導体ウエハ１上の５点に結
晶欠陥を判定するためのモニタ用受光部２１（モニタチ
ツプ）を配した状態をしめしている。モニタチツプ２１
は、例えばＰ型基板上にエピタキシャル層を成長させ、
その部分をフオトダイオードとして活用したもの（エピ
タキシヤル・サブ接合）であり、この出力を上述の感度
テストと同様な方法でテストすることによつて、本来光
電変換素子を必要としない半導体ウエハについても、受
光部としての半導体ウエハと同様に簡単な方法で検査で
きる。この場合も、上述と同様、発光素子ＧＬ１，ＧＬ
２の駆動電流等を予め設定するため、特定のモニタ半導
体ウエハ（図示せず）を用いて予め調整しておく。この
モニタ半導体ウエハとしては、前記モニタチツプ２１と
等価な位置関係でテスト環境を整え、プローブ体１４の
電極プローブＫ１〜Ｋｉに対応して位置決めピンを配し
た基板にチツプをとりつけ位置をあわせこんでチツプに
ワイヤボンドして取りつけたものを使用できる。FIGS. 8 and 9 show a state in which monitoring light receiving portions 21 (monitor chips) for determining crystal defects are arranged at five points on the semiconductor wafer 1. FIG. Monitor chip 21
Grows an epitaxial layer on a P-type substrate, for example.
This part is used as a photodiode (epitaxial sub-junction). By testing this output in the same manner as in the sensitivity test described above, semiconductor wafers that do not originally require photoelectric conversion elements can be used. Inspection can be performed by a simple method as in the case of a semiconductor wafer as a light receiving unit. Also in this case, similarly to the above, the light emitting elements GL1, GL
In order to set the drive current and the like of No. 2 in advance, they are adjusted in advance using a specific monitor semiconductor wafer (not shown). As the monitor semiconductor wafer, a test environment is prepared in a positional relationship equivalent to the monitor chip 21, and the chip is mounted on a substrate on which positioning pins are arranged corresponding to the electrode probes K1 to Ki of the probe body 14, and the position is adjusted. Can be used by wire bonding.
【００５９】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that many modifications and changes can be made to the above-described embodiment within the scope of the present invention.
【００６０】例えば、上記実施例では、位置決め手段Ｓ
としてスペーサと位置決めピンを用いていたが、プロー
ブカードに対し、スライド式に脱着させる構造や、ヒン
ジにより回転させて脱着させてもよい。For example, in the above embodiment, the positioning means S
Although the spacer and the positioning pin are used as the above, the structure may be such that the probe card is slidably attached to and detached from the probe card, or the probe card may be attached and detached by rotating with a hinge.
【００６１】[0061]
【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、受光部を有する半導体ウエハに異なつた発光波
長をもつ複数の光を照射し、それにより得られる電気出
力および出力比から受光部の感度を検知するので、簡単
な構造で各波長における光感度の測定が可能となる。As is clear from the description above, according to the present invention, according <br/> to the onset bright, irradiating a plurality of light with ivy emission wavelength different to the semiconductor wafer having a light receiving portion, out electric obtained thereby
Since the sensitivity of the light receiving unit is detected from the force and the output ratio, the light sensitivity at each wavelength can be measured with a simple structure.
【００６２】また、発光部はプローブ体に位置決めされ
て配置されるので、テスト時において、発光部からの光
が半導体ウエハの受光面に均一に照射されるように位置
決めされて、半導体ウエハに対して安定した位置で発光
部からの光を照射でき、検査精度を向上できる。しか
も、発光部をプローブ体に対して着脱自在としているの
で、テスト時以外、例えばインク吹付け用インカーの設
置時等には、発光部を取り外すだけで所定の作業を行
え、作業効率を向上させることができる。Further, since the light emitting section is positioned and arranged on the probe body, the light emitted from the light emitting section during the test is measured.
Position so that the light is uniformly illuminated on the light receiving surface of the semiconductor wafer.
Once determined, the semiconductor wafer can be irradiated with light from the light emitting unit at a stable position, and the inspection accuracy can be improved. In addition, since the light emitting unit is detachable from the probe body, a predetermined operation can be performed only by removing the light emitting unit at times other than the test, for example, when installing the ink spraying inker, etc., thereby improving work efficiency. be able to.
【００６３】さらにまた、本来受光部を有しない半導体
ウエハに対しても半導体ウエハ上にモニタ用受光部を作
ることにより、半導体ウエハの受光部に光を照射し、そ
れにより得られる電気出力および出力比から良品か不良
品かを判断することができる。これによつて、損傷を与
えることなく全数の半導体ウエハの結晶欠陥を検知する
ことができるといつた優れた効果がある。[0063] In addition, create a monitoring light-receiving portion on a semiconductor wafer also with respect to the semiconductor wafer that does not have the original light-receiving unit
By that, the light is irradiated to the light receiving portion of the semiconductor wafer, thereby good or bad from the electrical output and the output ratio is obtained
You can judge whether it is a product. This can cause damage.
There is an excellent effect that it is possible to detect the crystal defects of all the semiconductor wafers without obtaining it .
【図１】図１は本発明に係わる一実施例の半導体ウエハ
の検査装置を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a semiconductor wafer inspection apparatus according to one embodiment of the present invention.
【図２】図２は同じくその一部を示す分解斜視図であ
る。FIG. 2 is an exploded perspective view showing a part of the same.
【図３】図３は同じく発光部を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a light emitting unit in the same manner.
【図４】図４は同じくその平面図である。FIG. 4 is a plan view of the same.
【図５】図５は同じくその底面図である。FIG. 5 is a bottom view of the same.
【図６】図６は同じくその電気配線図である。FIG. 6 is an electric wiring diagram of the same.
【図７】図７は同じく駆動回路を示す電気回路図であ
る。FIG. 7 is an electric circuit diagram showing a drive circuit in the same manner.
【図８】図８は同じく半導体ウエハ上にモニタ用受光部
を配した状態を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a state in which a monitor light receiving unit is arranged on a semiconductor wafer in the same manner.
【図９】図９は同じくその一部拡大断面図である。FIG. 9 is a partially enlarged sectional view of the same.
【図１０】図１０は従来の半導体ウエハの検査装置を示
す概略構成図である。FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a conventional semiconductor wafer inspection apparatus.
１ 半導体ウエハ ２ 受光部 ３ 発光部 ４ 出力検知部 ６ 基板 １４ プローブ体 １５ 採光窓 ２１ モニタ用受光部 ＧＬ１，ＧＬ２ 発光素子 Ｓ 位置決め手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor wafer 2 Light receiving part 3 Light emitting part 4 Output detecting part 6 Substrate 14 Probe body 15 Lighting window 21 Monitoring light receiving part GL1, GL2 Light emitting element S Positioning means
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−87039（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−149578（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−134522（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−231341（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/66 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-87039 (JP, A) JP-A-63-149578 (JP, A) JP-A-3-134522 (JP, A) JP-A-1- 231341 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/66
Claims (4)
気出力を検査する検査装置であって、半導体ウエハに光
を照射する発光部と、光電変換された半導体ウエハの出
力電圧または出力電流を検知する出力検知部とが設けら
れ、前記発光部は、互いに波長範囲の異なる光を照射す
る複数の発光素子と、これらを選択的に切換駆動する駆
動回路とから構成され、前記出力検知部は、各発光素子
からの波長範囲の異なる光ごとに出力検知するよう構成
され、かつ半導体ウエハの電極に電気的に接続するため
のプローブ体を備え、前記発光部をプローブ体の上方に
着脱自在に位置決めするために該発光部とプローブ体と
の間には、スペーサと該スペーサに係合する係合孔を有
するピンとから成る位置決め手段が設けられたことを特
徴とする半導体ウエハの検査装置。An inspection apparatus for inspecting an electrical output of a semiconductor wafer having photoelectric conversion means, wherein the light emitting section irradiates light to the semiconductor wafer and an output voltage or output current of the photoelectrically converted semiconductor wafer is detected. output detector and is provided, wherein the light emitting portion is constituted by a plurality of light emitting elements for irradiating different light wavelengths range together, a drive circuit for selectively switching drive them, the output detection section, the A probe is configured to detect the output of each light having a different wavelength range from the light emitting element, and is provided with a probe body for electrically connecting to an electrode of the semiconductor wafer, and the light emitting unit is detachably positioned above the probe body. The light emitting part and the probe body
A spacer and an engagement hole for engaging the spacer.
Positioning means comprising a pin and which is provided et the inspection apparatus for a semiconductor wafer characterized by.
上に並置され、該基板が固定用治具に取り付けられ、前
記半導体ウエハ受光面に対応する前記プローブ体の位置
に採光窓が形成され、前記固定用治具が前記位置決め手
段により前記プローブ体の採光窓の上方に着脱可能に位
置決めされたことを特徴とする請求項１に記載の半導体
ウエハの検査装置。2. A plurality of light emitting elements are juxtaposed on the same surface of the same substrate, the substrate is mounted on a fixing jig, and a lighting window is formed at a position of the probe body corresponding to the semiconductor wafer light receiving surface. 2. The semiconductor wafer inspection apparatus according to claim 1, wherein the fixing jig is removably positioned above the lighting window of the probe body by the positioning means.
晶欠陥を検査する検査方法であって、複数の発光素子に
より互いに波長の異なる光を選択的に切換え、各発光素
子からの波長範囲の異なる光ごとに半導体ウエハからの
電気出力を検知するとともにこれらの異なる波長範囲の
光での電気出力比を検出することを特徴とする半導体ウ
エハの検査方法。3. A binding of a semiconductor wafer having a photoelectric conversion means
An inspection method for inspecting crystal defects , wherein light having different wavelengths is selectively switched by a plurality of light-emitting elements, and an electrical output from a semiconductor wafer is detected for each light having a different wavelength range from each light-emitting element. A method for inspecting a semiconductor wafer, comprising detecting an electrical output ratio with light in different wavelength ranges.
るプローブ体を覆い被せて出力検知部に電気接続し、前
記プローブ体の上部の位置決め手段にて、前記複数の発
光素子が同一基板の同一面上に配置された発光部を前記
プローブ体の採光窓の上方に着脱自在に位置決めし、検
査時には前記発光部からの光が前記半導体ウエハの受光
面に均一に照射されるように位置決めすることを特徴と
する請求項３に記載の半導体ウエハの検査方法。4. An upper surface of the semiconductor wafer is covered with a probe body having a lighting window, and is electrically connected to an output detection unit. A light emitting unit disposed on the surface is removably positioned above the light receiving window of the probe body, and is positioned so that light from the light emitting unit is uniformly irradiated on a light receiving surface of the semiconductor wafer during inspection. 4. The method for inspecting a semiconductor wafer according to claim 3, wherein:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3270583A JP2939026B2 (en) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | Semiconductor wafer inspection apparatus and inspection method |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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| JPH05109855A JPH05109855A (en) | 1993-04-30 |
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| JPH0664121B2 (en) * | 1986-12-12 | 1994-08-22 | 日本電気株式会社 | Light receiving element characteristics measuring device |
| JPH01231341A (en) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Device for evaluating semiconductor crystal |
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| JPH03134522A (en) * | 1989-10-19 | 1991-06-07 | Ando Electric Co Ltd | Apparatus for measuring light emitting characteristic of multiple-beam type ld |
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1991
- 1991-10-18 JP JP3270583A patent/JP2939026B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH05109855A (en) | 1993-04-30 |
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