(57)【要約】【課題】半導体装置の不良箇所に関して主面内での位置情報に加えて厚さ方向での位置情報を得ることが可能な半導体装置の検査装置および半導体装置の検査方法を提供する。【解決手段】半導体装置の検査装置は、支持台２１と、検出部８０と、表示部５とを備える。支持台２１には半導体装置４が搭載される。検出部８０は、支持台２１に搭載された半導体装置４に対する第１方向および第１方向と交差する第２方向から、半導体装置４の不良箇所２０にて発生する光２３を検出する。表示部５は、検出部８０による光２３の検出結果に基づき、半導体装置４における光２３の発生箇所を表示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体装置を搭載する支持台と、
前記支持台に搭載された前記半導体装置に対する第１方向および前記第１方向と交差する第２方向から、前記半導体装置の不良箇所にて発生する光を検出する検出部と、
前記検出部による前記光の検出結果に基づき、前記半導体装置における前記光の発生箇所を表示する表示部とを備える、半導体装置の検査装置。
【請求項２】
前記半導体装置は、前記支持台に搭載された状態で前記支持台に面する第１主面と、前記第１主面に連なり前記第１主面と交差する方向に延びる第１側面と、前記第１主面および前記第１側面と連なり前記第１主面および前記第１側面と交差する方向に延びる第２側面と、前記第１側面および前記第２側面と連なり前記第１主面と反対側に位置する第２主面と、を含み、
前記第１方向は前記第１側面に対して垂直な方向であり、
前記第２方向は前記第２側面に対して垂直な方向である、請求項１に記載の半導体装置の検査装置。
【請求項３】
前記検出部は、
前記第１方向から前記半導体装置に面する第１検出面を有する第１センサ部と、
前記第２方向から前記半導体装置に面する第２検出面を有する第２センサ部と、
前記第１センサ部および前記第２センサ部が接続される検出機構部とを含み、
前記第１センサ部は、前記第１検出面に一方端面が露出する複数の第１光ファイバを含み、
前記第２センサ部は、前記第２検出面に一方端面が露出する複数の第２光ファイバを含み、
前記第１センサ部の前記第１検出面において、前記複数の第１光ファイバの前記一方端面のうちの少なくとも２つは、前記半導体装置の前記第１主面から前記第２主面に向かう厚さ方向において異なる位置に配置され、
前記第１センサ部の前記複数の第１光ファイバにおいて、前記一方端面と反対側の他方端面は前記検出機構部に接続され、
前記第２センサ部の前記複数の第２光ファイバにおいて、前記一方端面と反対側の他方端面は前記検出機構部に接続され、
前記検出機構部は、前記複数の第１光ファイバおよび前記複数の第２光ファイバの前記一方端面に入射し前記他方端面から出射する前記光を検出する、請求項２に記載の半導体装置の検査装置。
【請求項４】
前記第１センサ部の前記第１検出面では、前記複数の第１光ファイバの前記一方端面が格子状に配置されており、
前記第２センサ部の前記第２検出面では、前記複数の第２光ファイバの前記一方端面が格子状に配置されている、請求項３に記載の半導体装置の検査装置。
【請求項５】
前記第１センサ部の前記第１検出面では、前記複数の第１光ファイバの前記一方端面が千鳥状に配置されており、
前記第２センサ部の前記第２検出面では、前記複数の第２光ファイバの前記一方端面が千鳥状に配置されている、請求項３に記載の半導体装置の検査装置。
【請求項６】
前記複数の第１光ファイバは、第１コア部と、前記第１コア部を囲むように配置された第１クラッド部とを含み、
前記第１センサ部は、前記第１クラッド部に接触するとともに前記複数の第１光ファイバを囲むように配置された第１コーティング部を含み、
前記複数の第２光ファイバは、第２コア部と、前記第２コア部を囲むように配置された第２クラッド部とを含み、
前記第２センサ部は、前記第２クラッド部に接触するとともに前記複数の第２光ファイバを囲むように配置された第２コーティング部を含む、請求項３〜５のいずれか１項に記載の半導体装置の検査装置。
【請求項７】
前記検出部は、
前記第１方向から前記半導体装置に面する第１検出面を有する第１センサ部と、
前記第１センサ部が接続される検出機構部とを含み、
前記第１センサ部は、
前記第１検出面に一方端面が露出する第１光ファイバと、
前記第１光ファイバを支持し、前記第１検出面に露出する前記一方端面を前記半導体装置の前記第１側面に沿って移動させる第１移動部材と、を含む、請求項２に記載の半導体装置の検査装置。
【請求項８】
前記半導体装置は、前記支持台に搭載された状態で前記支持台に面する第１主面と、前記第１主面に連なり前記第１主面と交差する方向に延びる第１側面と、前記第１主面および前記第１側面と連なり前記第１主面および前記第１側面と交差する方向に延びる第２側面と、前記第１側面および前記第２側面と連なり前記第１主面と反対側に位置する第２主面と、を含み、
前記第１方向は前記第１側面に対して垂直な方向であり、
前記第２方向は、前記第２主面に対して垂直な方向である、請求項１に記載の半導体装置の検査装置。
【請求項９】
半導体装置の不良箇所にて光を発生させる工程と、
前記半導体装置に対する第１方向および前記第１方向と交差する第２方向から、前記光を検出する工程と、を備える、半導体装置の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、半導体装置の検査装置および半導体装置の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置の故障解析などの検査に用いる方法としては、発光解析、ＯＢＩＲＣＨ（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｂｅａｍ  Ｉｎｄｕｃｅｄ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ＣＨａｎｇｅ）解析、発熱解析などが知られている。発光解析を行う検査装置として、たとえば、特開２０１３−１２００７５号公報には、半導体装置の側面から漏れ出る不良箇所からの光の時間的な累積強度分布を当該半導体装置の主面上に配置された検出器で検出し、半導体装置における不良箇所を特定する検査装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１２００７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した検査装置では、半導体装置における不良箇所の位置に関して当該半導体装置の主面内での位置情報、すなわち当該主面をＸＹ平面と規定すれば不良箇所のＸＹ平面における位置情報を特定することはできる。一方、当該不良箇所の位置に関して半導体装置の主面に対して垂直な厚さ方向での位置情報、すなわち当該垂直な方向をＺ軸方向と規定すれば不良箇所のＺ軸方向における位置情報を特定できない。
【０００５】
このように不良箇所に関してＺ軸方向における位置情報が不明である場合、当該不良箇所の物理解析を行う手法を適切に判断することができない。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、半導体装置の不良箇所に関して主面内での位置情報に加えて厚さ方向での位置情報を得ることが可能な半導体装置の検査装置および半導体装置の検査方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本実施の形態に従った半導体装置の検査装置は、支持台と、検出部と、表示部とを備える。支持台には半導体装置が搭載される。検出部は、支持台に搭載された半導体装置に対する第１方向および第１方向と交差する第２方向から、半導体装置の不良箇所にて発生する光を検出する。表示部は、検出部による光の検出結果に基づき、半導体装置における光の発生箇所を表示する。
【０００８】
本実施の形態に従った半導体装置の検査方法は、半導体装置の不良箇所にて光を発生させる工程と、半導体装置に対する第１方向および当該第１方向と交差する第２方向から、前記光を検出する工程と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
上記によれば、半導体装置の不良箇所からの光を第１方向および第２方向という互いに異なる方向から検出することにより、半導体装置の不良箇所に関して主面内での位置情報に加えて厚さ方向での位置情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体装置の検査装置のブロック図である。
【図２】図１に示した半導体装置の検査装置の具体例の外観模式図である。
【図３】図２に示した半導体装置の検査装置における第１センサ部の部分斜視模式図である。
【図４】図３に示した第１センサ部に含まれる光ファイバの断面模式図である。
【図５】図２に示した半導体装置の検査装置を説明するための模式図である。
【図６】図２に示した半導体装置の検査装置を説明するための模式図である。
【図７】検査対象の半導体装置の一例の構成を示す断面模式図である。
【図８】図２に示した半導体装置の検査装置に半導体装置をセットした状態を説明するための模式図である。
【図９】図８に示した半導体装置について検査した結果の表示例を示す模式図である。
【図１０】図８に示した半導体装置について検査した結果の表示例を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る半導体装置の検査装置における第１センサ部の部分斜視模式図である。
【図１２】図１１に示した半導体装置の検査装置における第１センサ部の構成を説明するための模式図である。
【図１３】本発明の実施の形態３に係る半導体装置の検査装置における第１センサ部の断面模式図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る半導体装置の検査装置の外観模式図である。
【図１５】図１４に示した半導体装置の検査装置の部分模式図である。
【図１６】図１４に示した半導体装置の検査装置の第１センサ部の走査経路を示す模式図である。
【図１７】図１４に示した半導体装置の検査装置の第１センサ部の走査経路の変形例を示す模式図である。
【図１８】本発明の実施の形態５に係る半導体装置の検査装置の外観模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。
【００１２】
実施の形態１．
＜検査装置の基本構成＞
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置の検査装置のブロック図である。図１に示す検査装置は、支持台２１と、検出部８０と、撮影部４０と、制御部５０と、表示部５とを備える。支持台２１には検査対象物である半導体装置４が搭載される。検出部８０は、第１センサ部１ａと、第２センサ部１ｂと、検出機構部２とを主に含む。
【００１３】
第１センサ部１ａは、半導体装置４に対する第１方向から半導体装置４に面するように配置される。第２センサ部１ｂは、第１方向と交差する方向であって、第１方向と異なる第２方向から半導体装置４に面するように配置される。第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂは、半導体装置４の不良箇所２０にて発生する光２３を検出する。つまり、第１センサ部１ａは、不良箇所２０において発生した光のうち第１方向に出射する成分である光２３を検出する。第２センサ部１ｂは、不良箇所２０において発生した光のうち第２方向に出射する成分である光２３を検出する。検出機構部２には、第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂが接続される。第１センサ部１ａ、第２センサ部１ｂ、検出機構部２の具体的な構成例は後述する。
【００１４】
支持台２１上に配置された半導体装置４は、第１主面４ａ、第１側面４ｂ、第２側面４ｃ、第２主面４ｄを含む。第１主面４ａは、支持台２１に半導体装置４が搭載された状態で支持台２１に面する。第１側面４ｂは、第１主面４ａに連なり第１主面４ａと交差する方向に延びる。第２側面４ｃは、第１主面４ａおよび第１側面４ｂと連なり第１主面４ａおよび第１側面４ｂと交差する方向に延びる。第２主面４ｄは、第１側面４ｂおよび第２側面４ｃと連なり第１主面４ａと反対側に位置する。第１方向は、たとえば第１側面４ｂに対して垂直な方向である。第１方向は、図１におけるＸ軸方向である。第２方向は、たとえば第２側面４ｃに対して垂直な方向である。この場合、第２方向は図１におけるＹ軸方向である。また、第２方向は、第２主面４ｄに対して垂直な方向としてもよい。この場合、第２方向は図１におけるＺ軸方向である。
【００１５】
撮影部４０は、支持台２１上に配置された半導体装置４の外観を撮影する。撮影部４０としては、たとえばＣＣＤカメラなどを用いることができる。制御部５０には、撮影部４０、検出機構部２、表示部５が接続される。制御部５０は、撮影部４０および検出機構部２からのデータを表示部５に伝送し表示させる。
【００１６】
制御部５０では、撮影部４０および検出機構部２からのデータを加工する処理を行ってもよい。たとえば、撮影部４０からの半導体装置４の画像データに、検出機構部２からの光２３の検出位置のデータを重ね合せて表示部５に表示する、あるいは検出機構部２からの光２３の検出位置のデータに基づき表示部５において表示する画像データを生成する、といった処理を行ってもよい。このようにして、表示部５では、検出部８０による光２３の検出結果に基づき、半導体装置４における光２３の発生箇所、つまり不良箇所２０の位置を３次元的に特定できるように表示する。
【００１７】
制御部５０は、たとえば独立したコンピュータにプログラムをインストールすることで実現してもよいし、専用の演算装置や記憶装置を組込んだ回路基板により実現してもよい。また、当該回路基板を検出機構部２または表示部５に組込んでもよい。
【００１８】
＜検査装置の具体的な構成＞
図２は、図１に示した半導体装置の検査装置の具体例の外観模式図である。図３は、図２に示した半導体装置の検査装置における第１センサ部の部分斜視模式図である。図４は、図３に示した第１センサ部に含まれる光ファイバの断面模式図である。図５および図６は、図２に示した半導体装置の検査装置を説明するための模式図である。
【００１９】
図２〜図６に示した半導体装置の検査装置は、図１に示した検査装置の具体的な構成例の１つであって、第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂとして光ファイバを複数束ねてコーティング部により被覆した部材を用いる。また、検出機構部２である検出器としてたとえばＩｎＧａＡｓイメージセンサなどのセンサを用いてもよい。図１に示した制御部５０は、検出機構部２または表示部５の内部に内蔵されている。図１の撮影部４０は図２において図示されていない。
【００２０】
第１センサ部１ａは、図２のＸ軸方向である第１方向から半導体装置４に面する第１検出面１ａａを有する。第２センサ部１ｂは、図２のＹ軸方向である第２方向から半導体装置４に面する第２検出面１ｂａを有する。検出機構部２には、第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂが接続される。第１センサ部１ａの第１検出面１ａａは、半導体装置４が搭載された支持台２１の表面に対して垂直であって、半導体装置４の第１側面４ｂに平行となるように配置される。第２センサ部１ｂの第２検出面１ｂａは、半導体装置４が搭載された支持台２１の表面に対して垂直であって、半導体装置４の第２側面４ｃに平行となるように配置される。半導体装置４と第１センサ部１ａまたは第２センサ部１ｂとの間の距離Ｌ１は、たとえば１ｍｍ以下に設定できる。
【００２１】
第１センサ部１ａは、図３に示すように第１検出面１ａａに一方端面６ａが露出する複数の第１光ファイバ６を含む。第２センサ部１ｂの構成は第１センサ部１ａの構成と同様である。すなわち、第２センサ部１ｂは、第２検出面１ｂａに一方端面６ａが露出する複数の第２光ファイバ６を含む。第１センサ部１ａの第１検出面１ａａにおいて、複数の第１光ファイバ６の一方端面６ａのうちの少なくとも２つは、半導体装置４の第１主面４ａから第２主面４ｄに向かう厚さ方向、すなわちＺ軸方向において異なる位置に配置される。つまり、第１センサ部１ａの第１検出面１ａａでは、第１光ファイバ６の一方端面６ａが格子状に配置されている。第２センサ部１ｂの第２検出面１ｂａの構成は、基本的に第１センサ部１ａの第１検出面１ａａの構成と同様である。言い換えれば、第２センサ部１ｂの第２検出面１ｂａでは、複数の第２光ファイバ６の一方端面６ａが格子状に配置されている。
【００２２】
第１および第２光ファイバ６の一方端面６ａは、図２のＺ軸方向、つまり第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂの厚さ方向において２層以上が積層するように配置される。なお、１つの第１光ファイバ６の外径が半導体装置４の厚さより大きい場合、第１光ファイバ６を積層せず１層として複数の第１光ファイバ６を横方向に並べるように配置してもよい。
【００２３】
格子状に配置された複数の第１および第２光ファイバ６の一方端面６ａが占有する領域は、その高さが半導体装置４の厚さより大きくなっていることが好ましい。また、当該領域の幅は、半導体装置４の第１側面４ｂまたは第２側面４ｃの幅より大きくなっていることが好ましい。当該領域の幅は、たとえば第１側面４ｂまたは第２側面４ｃの幅より１ｍｍ以上大きくなっていることが好ましい。
【００２４】
第１光ファイバ６は、図４に示すように第１コア部８と、第１クラッド部９と、第１外層部１０とを備える。第１クラッド部９は第１コア部８の外周を囲むように配置される。第１外層部１０は第１クラッド部９の外周を囲むように配置される。第２光ファイバ６の構成は、第１光ファイバ６の構成と同様である。つまり、第２光ファイバ６は、第２コア部８と、第２クラッド部９と、第２外層部１０とを備える。第１および第２コア部８と、第１および第２クラッド部９は、たとえば石英ガラスまたはプラスチックなどにより形成される。第１および第２外層部１０は、たとえばシリコン、ナイロン、ＵＶ硬化樹脂などの樹脂材料により構成される。図４に示す第１コア部８の直径Ｄ１はたとえば９．２μｍである。第１クラッド部９の外径Ｄ２はたとえば１２５μｍである。第１外層部１０の外径Ｄ３はたとえば２５０μｍである。なお、上述した各部分のサイズは上記の数値に限られず、他の数値であってもよい。
【００２５】
第１センサ部１ａの複数の第１光ファイバ６において、一方端面６ａと反対側の他方端面は検出機構部２に接続される。第２センサ部１ｂの複数の第２光ファイバ６において、一方端面６ａと反対側の他方端面は検出機構部２に接続される。検出機構部２は、複数の第１光ファイバ６および複数の第２光ファイバ６の一方端面６ａに入射し他方端面から出射する光２３を検出する。
【００２６】
半導体装置４が搭載される支持台２１は、導電体からなる導通ステージである。支持台２１は、ベース体３である非導通ステージ上に配置されている。支持台２１を構成する材料は、金属などの導電体である。たとえば、支持台２１を構成する材料として金（Ａｕ）を用いることができる。支持台２１はベース体３から取り外し可能である。ベース体３はたとえば絶縁体により構成される。ベース体３を構成する材料としては、たとえば木材や樹脂を用いることができる。支持台２１には、半導体装置４を吸着して固定するための吸着穴２８ｂが複数形成されている。ベース体３には、支持台２１を固定するための吸着穴２８ａが複数形成されている。吸着穴２８ａ、２８ｂの直径はたとえば１ｍｍ程度、あるいは０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることができる。
【００２７】
これらの吸着穴２８ａ、２８ｂには、図示しないドライポンプなどのポンプ部材が配管を介して接続されている。当該ポンプ部材を運転することで、吸着穴２８ａ、２８ｂの内部から空気を吸引することで、半導体装置４または支持台２１を固定することができる。
【００２８】
支持台２１の厚さＴ２は半導体装置４の厚さＴ４などの寸法や半導体装置４の構成に応じて適宜選択できる。また、ベース体３の厚さＴ１も同様に適宜選択できる。また、第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂの厚さＴ３も、半導体装置４の厚さＴ４より厚くなるようにしたうえで適宜選択できる。
【００２９】
第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂはベース体３に固定されていてもよい。第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂをベース体３に固定する方法としては、任意の方法を採用できる。たとえば、樹脂や接着剤などの固定部材により第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂをベース体３に固定してもよい。
【００３０】
表示部５には、検出機構部２において検出した光２３の検出位置を示す情報が表示される。たとえば、図６に示すように、表示部５には第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂによって検出された光の位置を示す画像が表示される。図６に示した表示部５では、表示画面の上側に半導体装置４のＸ軸に沿った側面である第２側面４ｃ（図１参照）からの光の検出結果が画面上側に表示され、半導体装置４のＹ軸に沿った側面である第１側面４ｂ（図１参照）からの光の検出結果が画面下側に表示されている。図６の表示部５の表示画面では、上側に第２側面４ｃの外形を示す線図３０ｂが示されている。また、図６の表示部５の表示画面では、下側に第１側面４ｂの外形を示す線図３０ａが示されている。各線図３０ａ、３０ｂの内部には、光２３の検出位置を示す点３１が示されている。図６に示すように、２つの図から光２３の検出位置、つまり光２３の出射位置である不良箇所２０の３次元での座標がわかる。なお、表示部５の表示画面の表示内容は上述した構成に限定されない。
【００３１】
＜検査装置の動作＞
図７は、検査対象の半導体装置の一例の構成を示す断面模式図である。図８は、図２に示した半導体装置の検査装置に半導体装置をセットした状態を説明するための模式図である。図９は、図８に示した半導体装置について検査した結果の表示例を示す模式図である。図１０は、図８に示した半導体装置について検査した結果の表示例を示す模式図である。図７〜図１０を用いて、上述した検査装置による半導体装置４としてのパワーデバイスに対する検査の一例を説明する。なお、ここではパワーデバイスの耐圧不良の解析を行っている。
【００３２】
検査対象について：
図７を用いて、検査対象である半導体装置４の構成を説明する。半導体装置４は、トレンチ型ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）である。半導体装置４のチップサイズは縦１０ｍｍ×横１０ｍｍ、厚さ０．７５ｍｍとする。図７に示す半導体装置４は、０．７５ｍｍ厚のＳｉ基板１１と、Ｓｉ基板１１の表面に形成されたチャネル層１５と、Ｓｉ基板１１の表面に形成されたトレンチ内部に配置されたゲート電極１２と、ソース層１４と、層間絶縁膜１３と、エミッタ電極１８と、Ｓｉ基板１１の裏面に形成されたｐ型コレクタ層１７と、ｐ型コレクタ層１７から見てＳｉ基板１１の表面側に形成されたｎ型バッファ層１６と、Ｓｉ基板１１の裏面上に形成されたコレクタ電極１９と、を主に備える。Ｓｉ基板１１の表面においてトレンチはチャネル層１５を貫通するように形成されている。ソース層１４はゲート電極１２に隣接するように形成されている。層間絶縁膜１３はゲート電極１２を覆うように形成されている。エミッタ電極１８は層間絶縁膜１３上に形成されている。
【００３３】
不良箇所２０における不良モードはコレクタ−エミッタショートである。不良箇所２０は、半導体装置４の裏面である第１主面４ａ側のｐ型コレクタ層１７内部に形成されている。図７に示すｐ型コレクタ層１７からチャネル層１５表面までの距離Ｔ５は５００μｍである。
【００３４】
検査方法：
図８に示すように、ベース体３上に支持台２１を搭載する。ベース体３には第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂが固定されている。支持台２１上に半導体装置４を搭載する。半導体装置４の第１側面は第１センサ部１ａの第１光ファイバ６の一方端面６ａが露出する第１検出面と接触している。また、半導体装置４の第２側面は、第２センサ部１ｂの第２光ファイバ６の一方端面６ａが露出する第２検出面と接触している。この状態で、ポンプ部材などを用いて支持台２１およびベース体３の吸着穴２８ａ、２８ｂ（図５参照）から空気を吸引することで、ベース体３、支持台２１および半導体装置４を互いに固定する。なお、図８（Ａ）は、支持台２１上に半導体装置４が配置された状態を示す上面模式図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）を側面側から見た側面模式図である。なお、図８（Ｂ）では、半導体装置４および第１センサ部１ａが説明の便宜のため断面図として示されている。
【００３５】
図８（Ｂ）に示すように、支持台２１の表面に対して垂直な高さ方向において、不良箇所２０が位置するｐ型コレクタ層１７（図７参照）の位置と、第１センサ部１ａを構成する複数の第１光ファイバ６の中の１本の第１コア部の位置とが、概ね同じになるように、支持台２１の厚さを選択する。図８に示した構成では、上記高さ方向において第１光ファイバ６が５本積み重なり、高さＴ６が１．２５ｍｍの第１センサ部１ａを用いている。そのため、半導体装置４の厚さ０．７５ｍｍとの差分となる０．５ｍｍ厚の支持台２１を用いる。
【００３６】
この状態で、プローブ等を用いて半導体装置４に電圧を印加する。その際、上記のようにｐ型コレクタ層１７の位置と、第１センサ部１ａを構成する複数の第１光ファイバ６の中の１本の第１コア部の位置とが概ね同じになっているため、不良箇所２０から発生した微弱発光である光２３を、第１センサ部１ａの第１光ファイバ６の一方端面６ａに露出する第１コア部に入射させることができる。光２３は、１本の第１光ファイバ６の第１コア部の内部を伝って、検出機構部２にまで到達する。
【００３７】
この現象は、第２センサ部１ｂでも同じく発生する。この結果、図８（Ａ）に示すように、半導体装置４の不良箇所２０から出射した光２３は、半導体装置４からＸ軸方向およびＹ軸方向という２方向において第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂによって検出され、検出機構部２に伝達される。
【００３８】
検出機構部２において検出された光２３の情報は、制御部を介して表示部５に伝送され表示される。表示部５における表示の一例を図９に示す。図９に示した表示部５の表示画面の表示方法は、基本的に図６に示した表示部５における表示方法と同様である。すなわち、図９の表示部５の表示画面では、上側に第２センサ部１ｂが面する半導体装置４の側面の外形を示す線図３０ｂが示されている。また、図９の表示部５の表示画面では、下側に第１センサ部１ａが面する半導体装置４の側面の外形を示す線図３０ａが示されている。各線図３０ａ、３０ｂの内部には、光２３の検出位置を示す点３１が示されている。線図３０ａの内部に表示された点３１は、光２３の検出位置、つまり不良箇所２０のＹ座標とＺ座標とを示す。線図３０ｂの内部に表示された点３１は、光２３の検出位置、つまり不良箇所２０のＸ座標とＺ座標とを示す。表示画面中の原点は図８（Ａ）のＸ軸とＹ軸との原点に対応し、表示画面中のＸ軸およびＹ軸は、図８（Ａ）のＸ軸およびＹ軸にそれぞれ対応する。表示画面中のＺ軸は、図８（Ｂ）に示す半導体装置４の厚さ方向に対応する。図９に示すように、２つの図から光２３の検出位置、つまり不良箇所２０の３次元での座標がわかる。
【００３９】
また、表示部５における表示方法としては、他の方法を採用してもよい。たとえば、事前に撮影部４０（図１参照）を構成する光学顕微鏡などにより、半導体装置４の第２主面４ｄ（図１参照）を撮影しておく。撮影部４０により撮影された画像データに、上述した不良箇所２０の３次元での座標データを重ねあわせて表示部５において表示してもよい。具体的には、図１０に示すように、表示画面において撮影部４０により撮影した半導体装置４の第２主面の画像３５に、不良箇所２０の位置に対応する点３１を重ねて表示してもよい。図１０では、上記画像に加え、Ｘ軸、Ｙ軸、原点が表示される。また、図９の場合と同様に、点３１に隣接して、不良箇所２０のＸ座標とＹ座標とを表示してもよい。このようにすれば、不良箇所２０の位置を、直観的に分かり易い視覚情報として提示できる。
【００４０】
＜作用効果＞
本実施の形態に従った半導体装置の検査装置は、支持台２１と、検出部８０と、表示部５とを備える。支持台２１には半導体装置４が搭載される。検出部８０は、支持台２１に搭載された半導体装置４に対する第１方向および第１方向と交差する第２方向から、半導体装置４の不良箇所２０にて発生する光２３を検出する。表示部５は、検出部８０による光２３の検出結果に基づき、半導体装置４における光２３の発生箇所を表示する。
【００４１】
また、本実施の形態に従った半導体装置の検査方法は、半導体装置４の不良箇所２０にて光２３を発生させる工程としての半導体装置４に電圧を印加する工程と、半導体装置４に対する第１方向および当該第１方向と交差する第２方向から、光２３を検出する工程と、を備える。上記半導体装置の検査方法は、上記半導体装置の検査装置を用いて実施されてもよい。
【００４２】
このようにすれば、半導体装置４の不良箇所にて発生する光２３を第１方向と第２方向という異なる方向から検出部８０により検出できるので、当該検出部８０での検出結果に基づき半導体装置４内部における不良箇所２０に関して、半導体装置４の主面内での位置情報に加え厚さ方向での位置情報を得ることができる。
【００４３】
上記半導体装置の検査装置および半導体装置の検査方法において、半導体装置４は、第１主面４ａ、第１側面４ｂ、第２側面４ｃ、第２主面４ｄを含む。第１主面４ａは、支持台２１に半導体装置４が搭載された状態で支持台２１に面する。第１側面４ｂは、第１主面４ａに連なり第１主面４ａと交差する方向に延びる。第２側面４ｃは、第１主面４ａおよび第１側面４ｂと連なり第１主面４ａおよび第１側面４ｂと交差する方向に延びる。第２主面４ｄは、第１側面４ｂおよび第２側面４ｃと連なり第１主面４ａと反対側に位置する。第１方向は第１側面４ｂに対して垂直な方向である。第２方向は第２側面４ｃに対して垂直な方向である。
【００４４】
この場合、半導体装置４の第１側面４ｂおよび第２側面４ｃから出射する不良箇所２０からの光２３を検出部８０により検出することができる。半導体装置４の第１側面４ｂ上および第２側面４ｃ上には通常電極などは形成されていないため、当該検査装置における検査に先だって半導体装置４の第１側面４ｂおよび第２側面４ｃから電極などを除去する前処理を実施する必要が無い。このため、半導体装置４の検査を容易に行うことができる。また、当該前処理の実施により不良箇所２０が影響を受けて、正確な検査ができないといった問題の発生も抑制できる。
【００４５】
すなわち、半導体装置４の第２主面４ｄ上などにアルミニウム（Ａｌ）などからなる電極が形成されていると、当該電極が微弱発光である光２３を遮る。そのため、塩酸等の薬液を用いて当該電極を除去する工程が必要となる。このような薬液を用いた作業をすることで、半導体装置４における電気特性の変動が生じる、あるいは不良箇所２０が当該作業によって同時に除去されるといった問題が発生し得る。しかし、本実施の形態に係る検査装置のように、半導体装置４の側面から漏れ出る微弱発光である光２３を直接的に検出する場合、上記のような電極の除去作業は不要であり、上記のような問題の発生を避けることができる。
【００４６】
上記半導体装置の検査装置および半導体装置の検査方法において、検出部８０は、第１センサ部１ａと、第２センサ部１ｂと、検出機構部２とを含む。第１センサ部１ａは、第１方向から半導体装置４に面する第１検出面１ａａを有する。第２センサ部１ｂは、第２方向から半導体装置４に面する第２検出面１ｂａを有する。検出機構部２には、第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂが接続される。第１センサ部１ａは、第１検出面１ａａに一方端面６ａが露出する複数の第１光ファイバ６を含む。第２センサ部１ｂは、第２検出面１ｂａに一方端面６ａが露出する複数の第２光ファイバ６を含む。第１センサ部１ａの第１検出面１ａａにおいて、複数の第１光ファイバ６の一方端面６ａのうちの少なくとも２つは、半導体装置４の第１主面４ａから第２主面４ｄに向かう厚さ方向において異なる位置に配置される。第１センサ部１ａの複数の第１光ファイバ６において、一方端面６ａと反対側の他方端面は検出機構部２に接続される。第２センサ部１ｂの複数の第２光ファイバ６において、一方端面６ａと反対側の他方端面は検出機構部２に接続される。検出機構部２は、複数の第１光ファイバ６および複数の第２光ファイバ６の一方端面６ａに入射し他方端面から出射する光を検出する。
【００４７】
この場合、第１および第２光ファイバ６を利用した第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂを用いることで、第１および第２光ファイバ６の径に応じた寸法精度で半導体装置４の不良箇所２０からの光２３を検出できる。また、第１センサ部１ａでは、半導体装置４の厚さ方向において少なくとも２つの第１光ファイバ６の一方端面６ａが互いに異なる位置に配置されている。このため、これらの第１光ファイバ６への光の入力の有無により不良箇所２０の厚さ方向での位置を検出できる。
【００４８】
第２センサ部１ｂの第２検出面１ｂａにおいて、複数の第２光ファイバ６の一方端面６ａのうちの少なくとも２つは、半導体装置４の第１主面４ａから第２主面４ｄに向かう厚さ方向において異なる位置に配置される。
【００４９】
この場合、厚さ方向において異なる位置に一方端面６ａが配置された少なくとも２つの第２光ファイバへ６の光の入射の有無により、不良箇所２０の厚さ方向での位置を第２センサ部１ｂでも検出できる。
【００５０】
上記半導体装置の検査装置および半導体装置の検査方法において、第１センサ部１ａの第１検出面１ａａでは、複数の第１光ファイバ６の一方端面６ａが格子状に配置されている。第２センサ部１ｂの第２検出面１ｂａでは、複数の第２光ファイバ６の一方端面６ａが図３に示すように格子状に配置されている。なお、一方端面６ａが格子状に配置されているとは、図３に示すように複数の第１光ファイバ６または第２光ファイバ６が、縦方向および横方向においても整列するように配置されている状態を意味する。
【００５１】
この場合、第１光ファイバ６の一方端面６ａが第１検出面１ａａにおいて格子状に並んでいるため、半導体装置４の不良箇所２０からの光２３の位置情報として、半導体装置４の第１側面４ｂにおける横方向での位置および半導体装置４の厚さ方向での位置についての情報を得ることができる。また、第２側面４ｃから出射する上記光２３の位置情報としても、半導体装置４の第２側面４ｃにおける横方向での位置および半導体装置４の厚さ方向での位置についての情報を得ることができる。
【００５２】
異なる観点から言えば、上記半導体装置の検査装置および半導体装置の検査方法では、半導体装置４に所望の電圧を印加することで、不良箇所２０においてキャリアの再結合による微弱発光、つまりｐ−ｎ接合の順方向バイアスに伴う光が発生する。あるいは、不良箇所２０において電界で加速されたキャリアが散乱される際の、当該キャリアのエネルギー緩和に伴って生じる微弱発光、つまりｐ−ｎ接合の逆バイアスに伴う光が発生する。これらの光は半導体装置４の第１側面４ｂおよび第２側面４ｃなどの側面から半導体装置４の外部へ漏れ出る。
【００５３】
ここで、第１および第２光ファイバ６としては、波長１．３１μｍでの波長分散がゼロとなるよう、汎用シングルモード光ファイバが用いられる。例えば半導体装置４がパワーデバイスである場合、半導体装置４の不良箇所２０から発生する光２３がバンド間キャリアの再結合による発光である場合、当該光２３は、波長が１．１μｍを中心にした正規分布をもつ発光スペクトルを有する。そして、上記汎用シングルモード光ファイバは当該光２３を伝達が可能である。そのため、半導体装置４の第１側面４ｂおよび第２側面４ｃに面するように配置された第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂを構成する第１および第２光ファイバ６は、不良箇所２０からの光２３を受けて検出機構部２まで当該光２３を伝達させることができる。上述した検査装置では、検出機構部２で検出した光２３の位置情報を、表示部５に表示する。
【００５４】
ここで、従来のように半導体装置４の表面である第２主面４ｄ側から見て不良箇所２０の位置を特定する場合、不良箇所２０のＸ軸方向における座標（Ｘ座標）およびＹ軸方向における座標（Ｙ座標）の情報のみが得られる。つまり、不良箇所２０のＺ軸方向における座標（Ｚ座標）については検出できない。一方、上述した本実施の形態に係る検査装置では、半導体装置４のＹ軸に沿った側面である第１側面４ｂおよびＸ軸に沿った側面である第２側面４ｃから漏れ出る発光を、複数の光ファイバが束ねられた第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂで検出することで、不良箇所２０のＸ座標およびＹ座標に加えて、Ｚ座標も特定することができる。
【００５５】
その結果、検査装置による故障解析の次のステップである、半導体装置４を物理加工して不良箇所２０を直接観察する際、当該不良箇所２０の３次元での位置情報に基づき適切な手法を選択できる。例えば、不良箇所２０が形状異常部である場合、当該形状異常部を観察するために収束イオンビーム（ＦＩＢ：Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ）装置を用いる。しかし、収束イオンビーム装置の最大加工深さは約２０μｍ程度と限度がある。そのため、半導体装置４が例えばパワーデバイスのような厚さＴ２が数十〜数百μｍあるようなデバイスである場合、不良箇所２０のＺ座標によっては上述した収束イオンビーム装置による加工（以下、ＦＩＢ加工とも呼ぶ）によって不良箇所２０にまで到達できない場合が想定される。そこで上記のように不良箇所２０のＺ座標の情報に基づき、半導体装置４の第１主面４ａ側または第２主面４ｄ側のいずれから加工をするべきかの判断を行うことで、加工のやり直しなどの工程ロスを避けることができる。この結果、上述のような直接観察により早急に不良箇所２０を特定することができる。
【００５６】
また、不良箇所２０がｐ型領域もしくはｎ型領域の濃度異常箇所である場合、上述した直接観察の手法として本来は走査型容量顕微鏡（ＳＣＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）や走査型マイクロ波顕微鏡（ＳＭＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を用いた解析手法を用いる。しかし、半導体装置４における不良箇所２０の位置についてのＺ座標に関する情報がない場合、半導体装置４の不良モードを形状異常と誤判定し、直接観察手法として半導体装置４に対しＦＩＢ加工を行ってしまう場合がある。この場合、加工後の半導体装置４の観察像からは不良原因の究明ができない。なお、半導体装置４の構成によってはＦＩＢ加工の後に上述したＳＣＭによる観察またはＳＭＭによる観察を行うことが可能である。しかし、工程のやり直しに時間がかかる。また、半導体装置４の状態によってはＦＩＢ加工時に不良箇所が消失してしまう。この結果、当該ＦＩＢ加工後のＳＣＭまたはＳＭＭによる観察では不良原因を特定することができない場合がある。
【００５７】
一方、本実施の形態に係る検査装置のように、半導体装置４の厚さ方向における不良箇所２０の位置情報であるＺ座標の情報を得ることができれば、上記のような工程上のロスを発生させることなく半導体装置４の不良箇所２０を直接観察することで当該不良箇所２０の物理解析を実施できる。
【００５８】
また、上述した検査装置では、束状の光ファイバを含む第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂを、絶縁性の材料からなるベース体３に固定している。このため、例えば半導体装置４に電圧を印加する時に、半導体装置４と支持台２１との間で放電が発生し、支持台２１に放電痕などができた場合、取り外し可能な支持台２１のみを交換することができる。この結果、支持台２１とベース体３とが一体となっている場合より、検査装置のメンテナンス費用を抑制できる。
【００５９】
さらに、束状とされた複数の光ファイバからなる第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂでは、微弱発光である光２３を捉えられないクラッド部およびや心線である外層部の領域が存在する。そのため、コア部で光２３を確実に検出するには、コア部と半導体装置４とを同じ高さに配置する必要がある。その際、半導体装置４の厚さおよび半導体装置４の構造に応じた厚さの支持台２１を用いることで、第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂを構成する光ファイバのコア部と半導体装置４との相対的な位置を調整でき、上記のような課題を解決できる。
【００６０】
実施の形態２．
＜検査装置の構成＞
図１１は、本発明の実施の形態２に係る半導体装置の検査装置における第１センサ部の部分斜視模式図である。図１２は、図１１に示した半導体装置の検査装置における第１センサ部の構成を説明するための模式図である。図１２（Ａ）は、第１光ファイバ６の一方端面６ａが格子状に並んだ状態を示す。図１２（Ｂ）は、第１光ファイバ６の一方端面６ａが千鳥状に並んだ状態を示す。
【００６１】
図１１に示した第１センサ部を含む検査装置は、基本的には図１〜図１０に示した検査装置と同様の構成を備え、上述した半導体装置の検査方法に適用し得るが、第１センサ部１ａおよび第２センサ部の構成が図１〜図１０に示した検査装置と異なっている。なお、第１センサ部１ａと第２センサ部とは同様の構成を備えているため、以下では第１センサ部１ａについて説明する。
【００６２】
図１１に示した第１センサ部１ａでは、半導体装置４（図２参照）に対向する面である第１検出面において、複数の第１光ファイバ６の一方端面６ａが千鳥状に配置されている。ここで、千鳥状に配置とは、図１１および図１２（Ｂ）に示すように、複数の第１光ファイバ６の一方端面６ａについて、第１層を構成する第１端面６ａの位置と、当該第１層の上に積層された第２層を構成する第１端面６ａの位置とが、ずれている状態を意味する。
【００６３】
＜作用効果＞
上記半導体装置の検査装置において、第１センサ部１ａの第１検出面１ａａでは、複数の第１光ファイバ６の一方端面６ａが千鳥状に配置されている。第２センサ部１ｂの第２検出面１ｂａでは、複数の第２光ファイバ６の一方端面６ａが千鳥状に配置されている。
【００６４】
この場合、第１光ファイバ６の一方端面６ａが第１検出面１ａａにおいて千鳥状、すなわち段違いに並んでいるため、図１〜図１０に示した検査装置と同様に、半導体装置４の不良箇所２０からの光２３の位置情報として、半導体装置４の第１側面４ｂにおける横方向での位置および半導体装置４の厚さ方向での位置についての情報を得ることができる。さらに、第１光ファイバ６が千鳥状に配置されることで、たとえば図１２に示すように、厚さ方向における第１光ファイバ６の第１コア部８間の距離Ｔ８を、第１光ファイバ６が格子状に配置される場合の当該距離Ｔ７より小さくできる。また、第２光ファイバ６についても、光の位置情報として、半導体装置４の第２側面４ｃにおける横方向での位置および半導体装置４の厚さ方向での位置についての情報を得ることができるとともに、厚さ方向における第２光ファイバ６の第２コア部８間の距離Ｔ８を、第２光ファイバ６が格子状に配置される場合の距離Ｔ７より小さくできる。
【００６５】
実施の形態３．
＜検査装置の構成＞
図１３は、本発明の実施の形態３に係る半導体装置の検査装置における第１センサ部の断面模式図である。
【００６６】
図１３に示した第１センサ部を含む検査装置は、基本的には図１〜図１０に示した検査装置と同様の構成を備え、上述した半導体装置の検査方法に適用し得るが、第１センサ部１ａおよび第２センサ部の構成が図１〜図１０に示した検査装置と異なっている。なお、第１センサ部１ａと第２センサ部とは同様の構成を備えているため、以下では第１センサ部１ａについて説明する。
【００６７】
図１３に示した第１センサ部１ａでは、第１光ファイバが第１コア部８と第１クラッド部９とにより構成されている。すなわち、図１３に示した第１センサ部１ａを構成する第１光ファイバは、図４に示す光ファイバと異なり第１外層部を有さない。図１３に示した第１センサ部１ａは、上記第１光ファイバと、複数の積層配置された第１光ファイバの周囲を囲む第１コーティング部７とを備える。第１コーティング部７は第１光ファイバの第１クラッド部９と接触している。
【００６８】
なお、複数の第１光ファイバの配置は、図１３に示すように格子状であるが、図１１に示すような千鳥状であってもよい。
【００６９】
＜作用効果＞
上記半導体装置の検査装置において、複数の第１光ファイバ６は、第１コア部８と、第１コア部８を囲むように配置された第１クラッド部９とを含む。第１センサ部１ａは、第１クラッド部９に接触するとともに複数の第１光ファイバ６を囲むように配置された第１コーティング部７を含む。複数の第２光ファイバ６は、第２コア部８と、第２コア部８を囲むように配置された第２クラッド部９とを含む。第２センサ部１ｂは、第２クラッド部９に接触するとともに複数の第２光ファイバ６を囲むように配置された第２コーティング部７を含む。
【００７０】
この場合、第１光ファイバ６が第１クラッド部９を囲む被覆層を有している場合より、第１光ファイバ６の合計直径を小さくできる。また、第２光ファイバ６が第２クラッド部９を囲む被覆層を有している場合より、第２光ファイバ６の合計直径を小さくできる。このため、第１および第２光ファイバ６を積層したときに、隣接する第１コア部８の間の距離および隣接する第２コア部８の間の距離を小さくできるので、不良箇所２０からの光の位置検出精度を向上させることができる。
【００７１】
さらに、図４に示すような構成と比べて第１外層部１０または第２外層部１０を形成していないので、第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂの材料コストを低減できる。
【００７２】
実施の形態４．
＜検査装置の構成＞
図１４は、本発明の実施の形態４に係る半導体装置の検査装置の外観模式図である。図１５は、図１４に示した半導体装置の検査装置の部分模式図である。
【００７３】
図１４および図１５に示した検査装置は、基本的には図１〜図１０に示した検査装置と同様の構成を備え、上述した半導体装置の検査方法に適用し得るが、第１センサ部１ａおよび第２センサ部１ｂの構成が図１〜図１０に示した検査装置と異なっている。なお、第１センサ部１ａと第２センサ部とは同様の構成を備えているため、以下では第１センサ部１ａについて主に説明する。
【００７４】
図１４および図１５に示した検査装置の第１センサ部１ａは、単一の第１光ファイバ６と、第１移動部材２７ａとを含む。第１移動部材２７ａは、第１光ファイバ６を搭載する搭載部２７ａａと、搭載部２７ａａを移動させる駆動部２７ａｃと、駆動部２７ａｃに搭載部２７ａａを接続する接続部２７ａｂとを含む。駆動部２７ａｃは、接続部２７ａｂを介して搭載部２７ａａをＹ軸方向およびＺ軸方向に移動可能である。駆動部２７ａｃの動力源としてはたとえば電導モータ、アクチュエータなど任意の駆動源を用いることができる。駆動部２７ａｃは、搭載部２７ａａをμｍ単位で移動可能である。走査装置である第１移動部材２７ａは絶縁物でコーティングされている。
【００７５】
第１光ファイバ６の一方端面が第１検出面１ａａを構成する。第１光ファイバ６の他方端面は検出機構部２に接続されている。第１光ファイバ６の一方端面は半導体装置４の第１側面４ｂに面するように配置される。第１光ファイバ６の構成は、図４に示した第１光ファイバ６の構成と同様である。
【００７６】
第１光ファイバ６の一方端面は、第１側面４ｂに面した状態を維持しつつ、駆動部２７ａｃにより第１側面４ｂに沿って移動される。すなわち、第１光ファイバ６の一方端面である第１検出面１ａａは、第１側面４ｂの面内を走査するように移動する。第１光ファイバ６の搭載部２７ａａに固定された部分の延在方向は、第１側面４ｂに対して垂直な方向である。第１光ファイバ６を搭載部２７ａａに固定する方法は、任意の方法を採用できる。たとえば、第１光ファイバ６を樹脂または接着剤により搭載部２７ａａに固定してもよい。
【００７７】
第１光ファイバ６の一方端面である第１検出面１ａａと半導体装置４の第１側面４ｂとの間の距離は小さいことが好ましく、第１検出面１ａａが第１側面４ｂに接触していてもよい。搭載部２７ａａの端部から第１光ファイバ６の端部が突出してもよい。搭載部２７ａａの端部から第１光ファイバ６の端部が突出する突出長さＷ１は、たとえば１ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００７８】
なお、第２センサ部１ｂは、単一の第２光ファイバ６と、第２移動部材２７ｂとを含む。第２移動部材２７ｂは、第２光ファイバ６を搭載する搭載部と、搭載部を移動させる駆動部と、駆動部に搭載部を接続する接続部とを含む。駆動部は、接続部を介して搭載部をＸ軸方向およびＺ軸方向に移動可能である。
【００７９】
＜検査装置の動作＞
図１６は、図１４に示した半導体装置の検査装置の第１センサ部の走査経路を示す模式図である。図１７は、図１４に示した半導体装置の検査装置の第１センサ部の走査経路の変形例を示す模式図である。図１６および図１７を用いて、図１４および図１５に示した検査装置の動作を説明する。
【００８０】
図１４および図１５に示した検査装置の動作は、基本的には図１〜図１０に示した検査装置の動作と同様であるが、検査時に第１センサ部１ａの第１光ファイバ６を半導体装置４の第１側面４ｂに対して走査させ、第２センサ部１ｂの第２光ファイバ６を半導体装置４の第２側面４ｃに対して走査させる点が図１〜図１０に示した検査装置の動作と異なっている。たとえば、第１センサ部１ａの第１光ファイバ６の第１端面である第１検出面１ａａが、図１６の線分６１に示す経路で第１側面４ｂ上を走査するように、第１光ファイバ６は移動される。このとき、たとえば図１６の横方向に進む１つの経路と、当該１つの経路に隣接して横方向に進む他の経路との間の間隔は、第１光ファイバ６の第１コア部８の径と同じ、あるいは第１コア部８の径より小さい値とすることが好ましい。また、上記１つの経路での移動終了から他の経路での移動開始まで第１光ファイバ６の移動が停止している待機時間を設けてもよい。待機時間はたとえば１秒以上５秒以下としてもよい。
【００８１】
また、第１光ファイバ６の走査経路としては、図１７に示すように半導体装置の厚さ方向、つまり図２に示したＺ軸方向に移動を繰返すような経路を採用してもよい。この場合も、Ｚ軸方向に移動する経路のうち隣接する２つの経路の間の間隔は、第１光ファイバ６の第１コア部８の径と同じ、あるいは第１コア部８の径より小さい値とすることが好ましい。第２センサ部１ｂの第２光ファイバ６の動作も、上述した第１光ファイバ６の動作と同様である。
【００８２】
＜作用効果＞
上記半導体装置の検査装置において、検出部８０は、第１センサ部１ａと、検出機構部２とを含む。第１センサ部１ａは、第１方向から半導体装置に面する第１検出面１ａａを有する。検出機構部２には、第１センサ部１ａが接続される。第１センサ部１ａは、第１光ファイバ６と、第１移動部材２７ａとを含む。第１光ファイバ６は、第１検出面１ａａに一方端面が露出する。第１移動部材２７ａは、第１光ファイバ６を支持する。第１移動部材２７ａは、第１検出面１ａａに露出する一方端面を半導体装置４の第１側面４ｂに沿って移動させる。
【００８３】
この場合、第１光ファイバ６の一方端面を半導体装置４の第１側面４ｂに沿って移動させることで、複数の第１光ファイバ６の一方端面を第１側面４ｂに面するように並べた場合と同様に第１側面４ｂからの光２３を検出できる。また、複数の第１光ファイバ６を並べる場合には、第１光ファイバ６の合計直径が隣接する第１光ファイバ６の第１コア部８間の距離を制約するため、光２３の検出精度に制約がある。一方、上記の構成の場合、第１移動部材２７ａの動かし方によって上記のような制約を回避できる。たとえば、第１光ファイバ６を移動させるときの移動ピッチを、第１光ファイバ６の第１コア部８の直径以下とすれば、第１側面４ｂからの光２３の検出精度を向上させることができる。
【００８４】
上記半導体装置の検査装置において、検出部８０は、第２センサ部１ｂをさらに含む。第２センサ部１ｂは、第２方向から半導体装置４に面する第２検出面を有する。第２センサ部１ｂは検出機構部２に接続される。第２センサ部１ｂは、第２光ファイバ６と第２移動部材２７ｂとを含む。第２光ファイバ６は、第２検出面に一方端面が露出する。第２移動部材２７ｂは、第２光ファイバ６を支持する。第２移動部材２７ｂは、第２検出面に露出する一方端面を半導体装置４の第２側面４ｃに沿って移動させる。
【００８５】
この場合、第２光ファイバ６の一方端面を半導体装置４の第２側面４ｃに沿って移動させることで、複数の第２光ファイバ６の一方端面を第２側面４ｃに面するように並べた場合と同様に第２側面４ｃからの光２３を検出できる。また、第２移動部材２７ｂの動かし方によって光２３の検出精度の制約を回避できる。たとえば、第２光ファイバ６を移動させるときの移動ピッチを、第２光ファイバ６の第２コア部８の直径以下とすれば、第２側面４ｃからの光２３の検出精度を向上させることができる。
【００８６】
実施の形態５．
＜検査装置の構成＞
図１８は、本発明の実施の形態５に係る半導体装置の検査装置の外観模式図である。
【００８７】
図１８に示した検査装置は、基本的には図１〜図１０に示した検査装置と同様の構成を備え、上述した半導体装置の検査方法に適用し得るが、検出部８０の構成が図１〜図１０に示した検査装置と異なっている。具体的には、図１８に示した検査装置において、検出部８０は、第１センサ部１ａと、検出機構部２と、レンズ部７０と、検出器７１とを含む。つまり、図１８に示した検査装置は、図１〜図１０に示した検査装置における第２センサ部１ｂに代えて、レンズ部７０と検出器７１とを備えている。レンズ部７０と検出器７１とは、半導体装置４の第２主面４ｄに垂直な方向から半導体装置４の不良箇所２０のＸ座標とＹ座標の情報を得る機能を有する。レンズ部７０と検出器７１とにより不良箇所２０のＸ座標とＹ座標とを得る方法は、任意の方法を採用できる。たとえば、当該方法として、半導体装置４の複数の側面から漏れる光２３をＺ軸方向から検出し、当該複数の側面から漏れる光の位置情報から上記不良箇所のＸ座標とＹ座標とを求める方法を採用してもよい。
【００８８】
また、第１センサ部１ａの構成として、図１８に示す構成に代えて図１４および図１５に示した１本の第１光ファイバ６を備える構成を採用してもよい。
【００８９】
＜検査装置の動作＞
図１８に示した検査装置の動作は、基本的には図１〜図１０に示した検査装置の動作と同様であるが、上記のようにまずレンズ部７０と検出器７１とにより不良箇所２０のＸ座標とＹ座標とを得る。その後、第１センサ部１ａによって不良箇所２０のＺ座標を得る。なお、上述したＸ座標とＹ座標とを取得する工程と、Ｚ座標を取得する工程とを同時に実施してもよい。あるいは、Ｚ座標を取得する工程を先に実施し、その後Ｘ座標およびＹ座標を取得する工程を実施してもよい。
【００９０】
＜作用効果＞
上記半導体装置の検査装置において、半導体装置４は、第１主面４ａ、第１側面４ｂ、第２側面４ｃ、第２主面４ｄを含む。第１主面４ａは、支持台２１に半導体装置４が搭載された状態で支持台２１に面する。第１側面４ｂは、第１主面４ａに連なり第１主面４ａと交差する方向に延びる。第２側面４ｃは、第１主面４ａおよび第１側面４ｂと連なり第１主面４ａおよび第１側面４ｂと交差する方向に延びる。第２主面４ｄは、第１側面４ｂおよび第２側面４ｃと連なり第１主面４ａと反対側に位置する。第１方向は第１側面４ｂに対して垂直な方向である。第２方向は、第２主面４ｄに対して垂直な方向である。
【００９１】
この場合、第１側面４ｂに垂直な第１方向において検出部８０が光２３を検出することで、半導体装置４の厚さ方向における不良箇所２０からの光２３の位置情報、つまり不良箇所２０のＺ座標を得ることができる。また、第２主面４ｄに垂直な第２方向において検出部８０が光２３を検出することで、第２主面４ｄの面内における不良箇所２０からの光２３の位置情報、つまり不良箇所２０のＸ座標およびＹ座標を得ることができる。この結果、半導体装置４の内部における不良箇所２０の３次元の位置情報を得ることができる。
【００９２】
また、図１４および図１５のように１本の光ファイバを走査させて光２３を検出する場合には、検査工程に時間を要するが、上記のように不良箇所２０のＸ座標およびＹ座標を第２方向からレンズ部７０と検出器７１とにより取得することで、Ｚ座標についてのみ光ファイを走査させてＺ座標を特定すればよく、検査工程全体の時間を短縮できる。
【００９３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態の少なくとも２つを組み合わせてもよい。本発明の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
【符号の説明】
【００９４】
１ａ  第１センサ部、１ａａ  第１検出面、１ｂ  第２センサ部、１ｂａ  第２検出面、２  検出機構部、３  ベース体、４  半導体装置、４ａ  第１主面、４ｂ  第１側面、４ｃ  第２側面、４ｄ  第２主面、５  表示部、６  光ファイバ、６ａ  端面、７  コーティング部、８  コア部、９  クラッド部、１０  外層部、１１  基板、１２  ゲート電極、１３  層間絶縁膜、１４  ソース層、１５  チャネル層、１６  ｎ型バッファ層、１７  ｐ型コレクタ層、１８  エミッタ電極、１９  コレクタ電極、２０  不良箇所、２１  支持台、２３  光、２７ａ  第１移動部材、２７ａａ  搭載部、２７ａｂ  接続部、２７ｂ  第２移動部材、２８ａ，２８ｂ  吸着穴、３０ａ，３０ｂ  線図、３１  点、３５  画像、４０  撮影部、５０  制御部、６１  線分、７０  レンズ部、７１  検出器、８０  検出部。 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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