(57)【要約】【課題】半導体ウエハに形成した複数の固体撮像装置をウエハ状態で同時に光学的、電気的に検査することができる半導体ウエハの検査方法を提供する。【解決手段】コンタクタフレーム１８１とシート用フレーム２２１で構成されるコンタクタ２４１に固体撮像装置ウエハ２１を減圧吸着して、各固体撮像装置１１の外部接続電極１３１とコンタクタ２４１の異方導電性部材２１１を電気的に接続し、固体撮像装置ウエハ２１の主面側から光を照射することで、ウエハ状態で複数の固体撮像装置１１を同時に検査する。【選択図】図１
2008171905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の固体撮像装置を有し、主面側に前記固体撮像装置のぞれぞれの撮像領域を有し、裏面側に前記固体撮像装置のそれぞれの複数の外部接続電極を備える半導体ウエハの検査を行うものであって、
コンタクタの端子部に前記固体撮像装置のそれぞれの前記外部接続電極を電気的に接続させるステップと、前記半導体ウエハの主面側から所定の検査光を照射しながら前記固体撮像装置の光学的または電気的特性を同時または順次に測定するステップとを含むことを特徴とする固体撮像装置の検査方法。
【請求項２】
前記コンタクタは、所定の複数個所に形成した導電端子と前記導電端子上に配置した異方導電性部材とからなる端子部を有するフレキシブル基板と、
前記フレキシブル基板に固定したシート用フレームを備えることを特徴とする請求項１に記載の固体撮像装置の検査方法。
【請求項３】
前記半導体ウエハの裏面との間に形成する前記コンタクタの空間を減圧し、前記固体撮像装置の前記外部接続電極と前記コンタクタの端子部とを圧接させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の固体撮像装置の検査方法。
【請求項４】
前記半導体ウエハに形成した前記固体撮像装置のそれぞれの前記撮像領域に対応する位置に前記撮像領域の大きさ以上の開口を有する格子状遮光部材を、前記半導体ウエハ上または検査光源と前記半導体ウエハとの間に配置して検査することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の固体撮像装置の検査方法。
【請求項５】
前記半導体ウエハが下方側に位置するように前記コンタクタを支持して検査することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の固体撮像装置の検査方法。
【請求項６】
前記検査光の光量を段階的に変化させながらが測定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の固体撮像装置の検査方法。
【請求項７】
前記半導体ウエハの主面の全面に前記検査光を照射しながら測定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の固体撮像装置の検査方法。
【請求項８】
検査対象の前記固体撮像装置を含む前記半導体ウエハの主面の一部に前記検査光を照射しながら測定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の固体撮像装置の検査方法。
【請求項９】
複数の固体撮像装置を有し、主面側に前記固体撮像装置のぞれぞれの撮像領域を有し、裏面側に前記固体撮像装置のそれぞれの複数の外部接続電極を備える半導体ウエハの検査を行うものであって、
前記半導体ウエハを装着してコンタクタユニットを形成し、前記半導体ウエハの裏面の外部接続電極に圧接する端子部を有するフレキシブル配線基板を備えたコンタクタと、前記半導体ウエハの主面の前記固体撮像装置に検査光を照射する検査光源と、電気信号の発生と測定結果を判定するためのテスターと、前記コンタクタユニットと前記テスターの間で発生信号や測定結果の電気信号を伝送する接続系とを備えたことを特徴とする固体撮像装置の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体撮像装置の検査方法および検査装置に関し、裏面に外部接続電極を有する固体撮像装置をウエハ状態で検査する技術に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、固体撮像素子の電気特性不良を確実かつ迅速に検査する方法は、ウエハを支持するプローバーステージ上にウエハを固定し、ウエハ内に形成された複数の固体撮像素子の一つずつを検査するものであり、各固体撮像素子の複数の電極面のそれぞれにプローブ針を接続して電気特性検査を行なっている。
【０００３】
その際、光学フィルターを通過した光をレンズで集光し、その光をスポットライトとして固体撮像素子の各画素毎に照射して電気特性検査を行い、当該画素の検査が終わればプローバーステージとウエハを画素間隔で移動させて順次に各画素の検査を行うことが、例えば、特許文献１に開示されている。
【０００４】
また、従来の固体撮像装置の実装方法では、固体撮像素子を収納するための封止容器や透明部材を必要とし、組立工程中に固体撮像素子の撮像領域面上に塵埃の付着が生じる可能性があり、透明部材や封止容器の外形と固体撮像素子の撮像領域との高い相対位置精度が要求されている。このために、固体撮像装置の薄型化、小型化に対する制約、歩留り低下、組立て調整の困難さ等の問題が生じている。
【０００５】
これらの問題を解決するものとして、例えば特許文献２に受光センサーの実装構造体が開示されている。これは、半導体ウエハと、半導体ウエハの主面に形成された受光センサーと、半導体ウエハを貫通して受光センサー自体または受光センサーに接続する配線から裏面に達する貫通電極と、受光センサーから間隙を設けて配置された光透過性保護部材と、受光センサー以外の領域で光透過性保護部材と半導体ウエハの主面とを接着固定する封止材とで構成したものである。
【０００６】
さらに、従来の固体撮像装置では、遮光板の下層に金ワイヤが位置している。このため遮光板は固体撮像素子の導体パターン面へ所定距離以上には接近して配置することができないので、金ワイヤ等からの反射光が撮像領域に侵入する。そのために、電気信号を画像に変換した場合、画像にフレアやスミア等の光学雑音が現れる問題が生じている。
【０００７】
これらの問題を解決するものとして、例えば特許文献３に固体撮像装置が開示されている。これは、撮像領域の外側に周辺領域が形成される固体撮像素子と、固体撮像素子を覆って配置される透明の保護ガラスとを備えたものであって、保護ガラスの外周に、周辺領域の少なくとも一部を遮光する遮光層を形成し、保護ガラスを固体撮像素子に接合したものである。
【特許文献１】特開昭５９−２２５５４０号公報
【特許文献２】特開２００１−３５１９９７号公報
【特許文献３】特開２００２−２６１２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の第１の例では、各固体撮像素子の周囲に配置された複数の導体パターンのそれぞれの表面に検査用プローブ針を加圧接触させた状態で光を照射しながら電気特性および光学特性の検査を行なう。
【０００９】
しかしながら、この方法では照射した光の一部が検査用プローブ針で反射し、その光の反射光が撮像領域内に侵入する。このためにフレアやスミア特性を正確に検査することができない。また、多数個の固体撮像素子を同時に検査することが困難である。
【００１０】
さらに、各固体撮像素子上に透明部材や複数の突起電極（バンプ）等の構成部材が取り付けられた半導体ウエハでは、突起電極上に検査用プローブ針を押圧しながら特性検査を行なうが、突起電極上に検査用プローブ針が接触した時に突起電極表面にプローブ針の傷痕を生じる。このため、固体撮像装置を実装基板に２次実装した際に、前述の傷痕によって突起電極と２次実装配線基板との間で接合信頼性不良を生じるという課題を有していた。
【００１１】
上記の第２の例は、固体撮像装置の薄型化、小型化に対する制約、歩留り低下、組立て調整の困難さ等の問題に対する解決方法を提示する。しかしながら、この構成の固体撮像装置の検査方法については開示していない。
【００１２】
上記第３の例は、反射光が撮像領域に侵入することに起因して画像にフレアやスミア等の光学雑音が現れる問題に対する解決方法を提示する。しかしながら、この構成の固体撮像装置の検査方法については開示していない。
【００１３】
本発明は、半導体ウエハの主面に形成された複数の固体撮像装置を同時に電気的、光学的に検査することができ、かつ薄型で小型な構成の固体撮像装置を安価に実現できる固体撮像装置の検査方法および検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明の固体撮像装置の検査方法は、複数の固体撮像装置を有し、主面側に前記固体撮像装置のぞれぞれの撮像領域を有し、裏面側に前記固体撮像装置のそれぞれの複数の外部接続電極を備える半導体ウエハの検査を行うものであって、コンタクタの端子部に前記固体撮像装置のそれぞれの前記外部接続電極を電気的に接続させるステップと、前記半導体ウエハの主面側から所定の検査光を照射しながら前記固体撮像装置の光学的または電気的特性を同時または順次に測定するステップとを含むことを特徴とする。
【００１５】
このような検査方法とすることにより、半導体ウエハの主面側から射光しながら複数の固体撮像装置の光学的電気的特性を同時に検査することができ、そのために迅速且つ安価な検査方法が実現することができる。また、固体撮像装置を形成する前の半導体ウエハにおいて予備検査で固体撮像素子を合否判別することにより、固体撮像装置を組み立てる際に部材数が固体撮像素子の合格数だけですみ、固体撮像装置を安価に実現することができる。
【００１６】
また、前記コンタクタは、所定の複数個所に形成した導電端子と前記導電端子上に配置した異方導電性部材とからなる端子部を有するフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に固定したシート用フレームを備えることを特徴とする。
【００１７】
このような検査方法とすることにより、異方導電性部材が固体撮像装置の外部接続電極の高さばらつきを吸収することができるので半導体ウエハ内の複数の固体撮像装置の外部接続電極との接続が正確に行えるとともに、検査前の導電端子と外部接続電極の位置合わせを容易にすることができて、且つ外部接続電極表面にプローブ針の傷痕を生じない。
【００１８】
また、前記半導体ウエハの裏面との間に形成する前記コンタクタの空間を減圧し、前記固体撮像装置の前記外部接続電極と前記コンタクタの端子部とを圧接させることを特徴とする。
【００１９】
このような検査方法とすることにより、減圧によって半導体ウエハの全面に外圧が作用し、異方導電性部材を介して半導体ウエハの各外部接続電極と導電端子が圧接して電気的に接続する。よって、半導体ウエハの広い領域にわたって均等な力が作用し、外部接続電極と端子部との圧接部の接触抵抗が十分に低くて良好な電送路が得られるとともに、測定時の接触抵抗バラツキによる歩留まり低下を防止することができて、低コスト化が図れる。
【００２０】
また、前記半導体ウエハに形成した前記固体撮像装置のそれぞれの前記撮像領域に対応する位置に前記撮像領域の大きさ以上の開口を有する格子状遮光部材を、前記ウエハ上または検査光源と前記ウエハとの間に配置して検査することを特徴とする。
【００２１】
このような検査方法とすることにより、隣接する固体撮像装置からの検査光の反射やコンタクタ各部からの検査光の反射に起因する迷光が測定結果へ影響を及ぼすことを回避でき、外乱光の影響を受けない状態で固体撮像装置の電気的特性を容易に測定できる。
【００２２】
また、前記半導体ウエハが下方側に位置するように前記コンタクタを支持して検査することを特徴とする。
このような検査方法とすることにより、測定中に固体撮像装置の透明部材表面へ塵埃が付着することによる検査歩留りの低下を防止することができ、固体撮像装置の低コスト化が図れる。
【００２３】
また、前記検査光の光量を段階的に変化させながらが測定することを特徴とする。
このような検査方法とすることにより、固体撮像装置の詳細特性や故障解析を容易に実施することができ、より信頼性の高い設計手法を蓄積することができる。
【００２４】
また、前記半導体ウエハの主面の全面に前記検査光を照射しながら測定することを特徴とする。
このような検査方法とすることにより、複数の固体撮像装置における光学的電気的測定を同時に測定することができて、検査時間の短縮にともなう固体撮像装置の低コスト化が図れる。
【００２５】
また、検査対象の前記固体撮像装置を含む前記半導体ウエハの主面の一部に前記検査光を照射しながら測定することを特徴とする。
このような検査方法とすることにより、個別に固体撮像装置の詳細特性や故障解析を容易に実施することができて、より信頼性の高い設計手法を蓄積することができる。また検査光源を小さくすることができるので、安価な検査光発生装置を用いることができ、より低コストな検査方法を実現することができる。
【００２６】
本発明の固体撮像装置の検査装置は、複数の固体撮像装置を有し、主面側に前記固体撮像装置のぞれぞれの撮像領域を有し、裏面側に前記固体撮像装置のそれぞれの複数の外部接続電極を備える半導体ウエハの検査を行うものであって、前記半導体ウエハを装着してコンタクタユニットを形成し、前記半導体ウエハの裏面の外部接続電極に圧接する端子部を有するフレキシブル配線基板を備えたコンタクタと、前記半導体ウエハの主面の前記固体撮像装置に検査光を照射する検査光源と、電気信号の発生と測定結果を判定するためのテスターと、前記コンタクタユニットと前記テスターの間で発生信号や測定結果の電気信号を伝送する接続系とを備えたことを特徴とする。
【００２７】
このような構成とすることにより、複数の固体撮像装置を同時に測定することができる効率的で安価な検査方法を実現することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、半導体ウエハの裏面との間に形成するコンタクタの空間の減圧によって半導体ウエハの全面に外圧が作用し、半導体ウエハの広い領域にわたって均等な力が作用し、異方導電性部材が固体撮像装置の外部接続電極の高さばらつきを吸収するので、従来のように外部接続電極表面にプローブ針の傷痕を生じることなく、外部接続電極と端子部との圧接部の接触抵抗が十分に低くて良好な電送路を得ることができ、測定時の接触抵抗バラツキによる歩留まり低下を防止することができる。しかも、シート用フレームおよびコンタクタフレームを用いて複数の固体撮像装置を同時に検査することで、検査時間の短縮、固体撮像装置の薄型小型化、必要最小限の各部品の使用によるコスト削減等が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。これらの図面におけるそれぞれの厚みや長さ等は図面の作成上から実際の形状と異なる。また、半導体ウエハ上に形成された固体撮像装置の個数や固体撮像装置主面上の導体パターンの個数も実際とは異なり、図示しやすい数量としている。
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態にかかる固体撮像装置の検査方法を示すものである。本実施の形態の検査方法は、固体撮像装置１１が複数形成された半導体ウエハ（以下、固体撮像装置ウエハ２１という）を、コンタクタ２４１を用いて測定する方法である。
【００３０】
コンタクタ２４１はコンタクタフレーム１８１、シート用フレーム２２１、フレキシブル基板１９１、異方導電性部材２１１、第１シールリング１６１および第２シールリング１７１で構成される。
【００３１】
コンタクタフレーム１８１は外形が円筒状をなし、開口部の内側壁面に仕切り段差３０１が形成してあり、開口部は仕切り段差３０１を境に上部が円筒上方開口をなし、下部が円筒上方開口をなす。仕切り段差３０１は開口を備えており、開口は固体撮像装置ウエハ２１の有効パターン面積と同等もしくはそれ以上の直径を有している。
【００３２】
コンタクタフレーム１８１の円筒上方開口の深さは、固体撮像装置ウエハ２１の外部接続電極１３１の最下面から透明部材１５１の上面までの高さと同等もしくはそれ以上の深さが好ましい。円筒上方開口の直径は検査対象とする固体撮像装置ウエハ２１の直径よりも所定値だけ大きく形成されており、所定値は０．５ｍｍから２ｍｍの範囲にあり、好ましくは１ｍｍである。
【００３３】
円筒下方開口の直径は、円筒上方開口の直径と同等であってもよく、それ以上の直径であってもよい。さらに、仕切り段差３０１の開口内側面には孔が形成されており、孔はコンタクタフレーム１８１の外部側面の減圧口２３１に繋がっている。コンタクタフレーム１８１には、例えば樹脂、鋳鉄、アルミニウム等を用いることができ、円筒上方開口や円筒下方開口の内壁面はテフロン（登録商標）系樹脂被膜加工を施してもよい。
【００３４】
シート用フレーム２２１は円環形状をなし、外径は円筒下方開口の直径より所定値だけ小さく形成されており、所定値は０．５ｍｍから３ｍｍの範囲にあり、好ましくは０．５ｍｍである。シート用フレーム２２１は開口を備えており、開口は固体撮像装置ウエハ２１の有効パターン面積と同等もしくはそれ以上の直径を有している。シート用フレーム２２１には、例えば樹脂、鋳鉄、アルミニウム等を用いることができる。
【００３５】
フレキシブル基板１９１は円板形状をなし、シート用フレーム２２１の外径と同等もしくはそれ以上の大きさをなし、厚みは０．０５ｍｍから１．５ｍｍの範囲にあって好ましくは１．０ｍｍである。フレキシブル基板１９１には、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等を用いることができる。
【００３６】
フレキシブル基板１９１のシート上面には導電端子２０１のパターンが形成されており、このパターンは固体撮像装置ウエハ２１の複数の外部接続電極１３１に対応する位置にある。導電端子２０１はその表面に化学的に安定な良導体の箔、またはメッキ層の被膜を積層するのが好ましく、例えば電解メッキと無電解メッキを併用して形成した後に、所定のパターンにエッチング加工することにより形成され、ニッケルと金、もしくは銅と金等の積層膜をなす。
【００３７】
異方導電性部材２１１は弾性を備えた電気的接続部材であり、垂直方向に電気的導通を有し、水平方向は絶縁されている。第１シールリング１６１と第２シールリング１７１のシールリングは、コンタクタフレーム１８１の仕切り段差３０１の上面と下面にそれぞれ載置し得る直径をなし、例えばシリコンゴムやバイトン等からなる。
【００３８】
次に、上記の構成部材を有するコンタクタ２４１を用いて検査する固体撮像装置ウエハ２１について説明する。
本実施の形態の検査方法の対象である固体撮像装置ウエハ２１はウエハ内領域に複数の固体撮像装置１１を有している。固体撮像装置１１は主面側に透明部材１５１が接着されており、透明部材１５１は撮像領域４１を覆って配置されている。固体撮像装置１１は裏面側に形成した複数のランド１２１に外部接続電極１３１が接合しており、ランド１２１は主面側の導体パターン９１と電気的に接続している。固体撮像装置１１については後に図３、図４を参照して詳細に説明する。
【００３９】
固体撮像装置ウエハ２１は、第１シールリング１６１を覆って仕切り段差３０１の上面に積載してコンタクタ２４１に搭載する。仕切り段差３０１の段差下面にはフレキシブル基板１９１が第２シールリング１７１を覆って配置してあり、フレキシブル基板１９１はシート用フレーム２２１を介してコンタクタフレーム１８１に固定しており、導電端子２０１の上に異方導電性部材２１１を備えている。
【００４０】
そして、コンタクタフレーム１８１の内壁、固体撮像装置ウエハ２１およびフレキシブル基板１９１で囲まれた空間を減圧することにより、仕切り段差３０１の段差上面に対する固体撮像装置ウエハ２１の固定と、段差下面に対するシート用フレーム２２１の固定と、外部接続電極１３１と異方導電性部材２１１の圧接とが可能となる。
【００４１】
フレキシブル基板１９１は一方の面に、固体撮像装置ウエハ２１の外部接続電極１３１に対応する位置に配置された導電端子２０１と、接続系に接続される接続端子（図示せず）と、接続端子と導電端子２０１を接続する導体配線（図示せず）を有している。フレキシブル基板１９１の導電端子２０１と異方導電性部材２１１との電気的接続は、異方導電性部材２１１の片側の端面をフレキシブル基板１９１の導電端子２０１の上に異方導電性接着剤で接着して行なう。
【００４２】
以下に第１の実施の形態にかかる検査方法の工程を説明する。図２は第１の実施の形態にかかる固体撮像装置の検査工程を示す断面図であり、以下に図２（ａ）から図２（ｅ）の各ステップを説明する。
【００４３】
図２（ａ）に示すものは、固体撮像装置ウエハ２１を準備するステップである。固体撮像装置ウエハ２１は、主面に複数の固体撮像装置１１を備え、各固体撮像装置１１の主面に撮像領域４１を覆う透明部材１５１が透明接着剤１４１で接着され、裏面にはスルーホールに充填された貫通導体１０１を介して主面の導体パターン９１と接続された複数の外部接続電極１３１が接合されている。
【００４４】
図２（ｂ）に示すものは、コンタクタ２４１のコンタクタフレーム１８１に固体撮像装置ウエハ２１を載置するステップである。
本ステップでは、コンタクタ２４１を構成するコンタクタフレーム１８１の円筒上方開口に第１シールリング１６１を挿入し、コンタクタフレーム１８１の仕切り段差３０１の上面に第１シールリング１６１を載置し、その上に固体撮像装置ウエハ２１を載置する。固体撮像装置ウエハ２１は第１シールリング１６１の全体を覆って配置し、主面を上方に向けて、外部接続電極１３１を有する裏面を下方に向けて配置する。
【００４５】
この際に、例えば仕切り段差３０１に配置した第１シールリング１６１の上面に固体撮像装置ウエハ２１の裏面を直接に積み重ねてもよいし、仕切り段差３０１の上面と第１シールリング１６１の表面の何れか一方もしくは両方に低蒸気圧のシーリンググリース被膜を形成して後に固体撮像装置ウエハ２１を載置してもよい。
【００４６】
図２（ｃ）に示すものは、コンタクタ２４１のコンタクタフレーム１８１にシート用フレーム２２１を嵌め込んで装着するステップであり、異方導電性部材２１１の接触面と固体撮像装置ウエハ２１の外部接続電極１３１を接触させる。
【００４７】
本ステップでは、フレキシブル基板１９１の上面の所定位置に第２シールリング１７１を載置し、フレキシブル基板１９１およびその下面に気密性を維持して固定したシート用フレーム２２１をコンタクタフレーム１８１の円筒下方開口に嵌め込み、フレキシブル基板１９１の上面に設けた導電端子２０１および異方導電性部材２１１を固体撮像装置ウエハ２１の裏面に対向させる。
【００４８】
次に、シート用フレーム２２１のＸ方向、Ｙ方向、θ方向を調整し、固体撮像装置ウエハ２１の外部接続電極１３１とフレキシブル基板１９１の異方導電性部材２１１とが一致する位置関係にシート用フレーム２２１をコンタクタフレーム１８１に対して配置し、第２シールリング１７１の上面がコンタクタフレーム１８１の仕切り段差３０１の下面に接触する位置までシート用フレーム２２１およびフレキシブル基板１９１を上昇させて固体撮像装置ウエハ２１の外部接続電極１３１と異方導電性部材２１１を接触させる。
【００４９】
この際に、例えばコンタクタフレーム１８１の仕切り段差３０１の下面に第２シールリング１７１を直接に接触させてもよいし、仕切り段差３０１の下面と第２シールリング１７１の表面の何れか一方もしくは両方に低蒸気圧のシーリンググリース被膜を形成して後に、第２シールリング１７１を仕切り段差３０１の下面に接触させてもよい。
【００５０】
図２（ｄ）に示すものは、固体撮像装置ウエハ２１の外部接続電極１３１と異方導電性部材２１１の接触面を圧接させるステップである。
本ステップでは、コンタクタフレーム１８１の内部で固体撮像装置ウエハ２１の裏面とフレキシブル基板１９１上面とで囲まれた空間内の空気を、コンタクタフレーム１８１の減圧口２３１から真空ポンプ等で排気して当該空間内を減圧することで、固体撮像装置ウエハ２１の各外部接続電極１３１とそれらに対応するフレキシブル基板１９１の異方導電性部材２１１を圧接させる。
【００５１】
なお、減圧系はメカニカルポンプやオイルポンプ等の真空ポンプを使用するが、オイルミストやオイルの蒸気化を配慮するとメカニカルポンプが好ましい。また、前述した減圧系に加えて、コンタクタ２４１とコンタクタ２４１に装着された固体撮像装置ウエハ２１との全体を加圧装置（図示せず）に入れることでより確実な圧接を実現してもよいし、固体撮像装置ウエハ２１の上面とフレキシブル基板１９１の下面の何れか一方もしくは両方から機械的圧力を加えることでより確実な圧接を実現してもよい。
【００５２】
図２（ｅ）に示すものは、コンタクタ２４１に装着された固体撮像装置ウエハ２１の上方から検査光を照射しながら固体撮像装置１１を測定するステップである。
本ステップは、固体撮像装置ウエハ２１の外部接続電極１３１とフレキシブル基板１９１の上面の異方導電性部材２１１とを圧接させた状態で、固体撮像装置ウエハ２１の主面側から検査光を照射しながら固体撮像装置１１の光学的電気的特性をウエハ状態で測定する。
【００５３】
なお、フレヤやスミアの検査で、検査光を固体撮像装置ウエハ２１の全面に照射して同時に測定してもよい。
また対象箇所のみに照射して測定してもよい。このような検査方法とすることにより検査光源を小さくすることができるため、より安価な検査装置を実現できる。
【００５４】
さらに、固体撮像装置１１の主面に照射する検査光の光量を時間とともに段階的に変化させながら測定してもよい。このような検査方法とすることにより電気特性の検査を効率的に行うことができる。
【００５５】
上述のような固体撮像装置ウエハ２１の検査方法では、検査時に検査針を使用しないので、固体撮像装置１1の外部接続電極１３１の表面にキズや変形が生じることを防止して検査による外観不良の発生を抑制できるので検査後の外観歩留りの向上が図れる。
【００５６】
また、ウエハ状態で複数個の固体撮像装置１１を同時に測定することができるので、検査時間の短縮と検査コストの低減が図れる。さらに、本実施の形態の固体撮像装置１１は外囲器を備えず、透明部材１５１を直接貼り合わせているので小型薄型化が図れ、低コストで検査することができる。
【００５７】
次に、図３に基づいて本発明の第１の実施の形態の検査方法に用いる固体撮像装置を説明する。図３の（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図である。
本実施の形態の固体撮像装置１１は、主面の中央部に複数列のマイクロレンズ５１を有する撮像領域４１と、撮像領域４１の周囲の周辺回路領域と、主面の周辺部に複数の導体パターン９１を有する導体パターン領域と、裏面絶縁膜７１を形成した裏面の周辺部に配置した複数のランド１２１と、各ランド１２１を主面側の導体パターン９１と電気的に接続する貫通導体１０１とを備えている。
【００５８】
貫通導体１０１は内壁絶縁膜８１が形成されたスルーホール内に充填されており、例えば、銅、ニッケル、タングステン、モリブデン、チタン、モリブデン等の単体金属または化合物を用いてなる。貫通導体１０１は内壁絶縁膜８１でシリコン基板２９１から絶縁されており、上端は主面上の導体パターン９１に、下端は裏面上のランド１２１にそれぞれ接続されている。
【００５９】
また、固体撮像装置１１は、撮像領域４１とその周囲の一部を含む大きさをなす矩形透明の透明部材１５１が主面側のマイクロレンズ５１上に透明接着剤１４１を用いて接続されている。透明部材１５１は、例えば硬質ガラス、石英、透明アルミナの何れであってもよく、あるいはエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂およびポリイミド系樹脂等の透明樹脂を用いてもよい。透明接着剤１４１は、例えば熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂が用いられるが、マイクロレンズ５１の材料より低屈折率であり、液状もしくは半硬化状である。
【００６０】
固体撮像装置１１の裏面側の複数のランド１２１の上には外部接続電極１３１が形成されている。外部接続電極１３１は半田ボールであってもよいし、電解銅メッキや無電解銅メッキにより表面に銅と金の薄膜メッキが施されたバンプであってもよい。さらに、ワイヤボンディング法により形成したスタッドバンプであってもよい。
【００６１】
上述のように固体撮像装置１１は、従来の固体撮像装置と違って金属細線を必要としないので、金属細線からの反射による光学ノイズの影響を受けない。また、固体撮像装置１１の小型薄型化が図れ、低コストで検査することができる。
【００６２】
次に、図４に基づいて本発明の第１の実施の形態の検査方法に用いる固体撮像装置ウエハの他の例を説明する。図４の（ａ）は概略斜視図、（ｂ）は概略平面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面図である。
【００６３】
この固体撮像装置ウエハ２１は、シリコン基板からなるウエハの主面に複数の固体撮像装置１１が互いの境界を接して縦横に配列されている。固体撮像装置１１は、主面側の中央部に配置されてマイクロレンズ５１を備えた撮像領域４１と、撮像領域４１の外周に配置されて撮像領域４１からの電気信号を外部回路に転送するための配線からなる周辺回路領域と、最外周に配置されて各配線の電気信号を外部回路へ取り出すための複数の導体パターン９１と、裏面絶縁膜７１を形成した裏面の周辺部に配置した複数のランド１２１と、内壁絶縁膜８１が形成されたスルーホール内に充填されて各ランド１２１を主面側の導体パターン９１と電気的に接続する貫通導体１０１とを備えている。
【００６４】
主面上の導体パターン９１と裏面上のランド１２１との接続は以下のように行なってもよい。例えば、導体パターン９１とランド１２１とをシリコン基板２９１の主面と裏面とにおける完全に対向する位置に配置し、導体パターン９１とランド１２１の両者をスルーホール内の貫通導体１０１で直接に接続してもよい。あるいは、導体パターン９１とランド１２１とをシリコン基板２９１の主面と裏面とにおけるオフセット位置に配置し、ランド１２１の直上からシリコン基板２９１の主面まで形成される貫通導体１０１と導体パターン９１との間を配線パターンで接続してもよい。さらには、導体パターン９１とランド１２１とをシリコン基板２９１の主面と裏面とにおけるオフセット位置に配置し、ランド１２１と導体パターン９１を貫通導体１０１に配線パターンで接続してもよい。
【００６５】
本実施の形態において、固体撮像装置ウエハ２１は、透明部材１５１や外部接続電極１３１を接続する前の固体撮像素子ウエハ段階の状態で一次検査として簡単な電気的特性検査が行なわれており、組み立て時には既に合格品と不合品に分類された状態で合格品の半導体撮像素子を識別することができる。
【００６６】
このため、電気的特性検査に合格した半導体撮像素子の主面側のマイクロレンズ５１の上に透明部材１５１を透明接着剤１４１で接着し、裏面側の複数のランド１２１の上に外部接続電極１３１の半田ボールを接合し、検査で合格した半導体撮像素子だけを固体撮像装置１１として組み立てることで固体撮像装置ウエハ２１を形成する。
【００６７】
上述した固体撮像装置ウエハ２１を本実施の形態の検査方法により検査することで、検査対象の固体撮像装置１１が固体撮像素子ウエハ段階での一次検査で電気特性検査に合格した固体撮像素子に透明部材１５１や外部接続電極１３１を形成したものだけとなるので、透明部材１５１や外部接続電極１３１の無駄が発生せず、且つ同時に複数の固体撮像装置１１を検査することができ、製造コストの著しい削減、検査時間の短縮によるリードタイムの短縮と在庫管理の簡素化および固体撮像装置１１の薄型小型化が図れ、低コストで検査することができる。
（第２の実施の形態）
図５は本発明の第２の実施の形態にかかる固体撮像装置の検査方法を示すものである。本実施の形態の検査方法においては、図６に示すような格子状遮光部材２５２を用いることが特徴である。図６の（ａ）は格子状遮光部材２５２の概略斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図である。
【００６８】
はじめに、図６に示す格子状遮光部材２５２の構成について説明する。格子状遮光部材２５２は、全体の平面が格子形状をなし、縦横に配列された複数の仕切り板２６２が等間隔に配置されており、縦横の仕切り板２６２の中心線間の間隔が、図５に示す固体撮像装置１２の主面の縦横の長さと等しいものである。
【００６９】
格子状遮光部材２５２の各格子の上面開口は固体撮像装置１２の主面の撮像領域４２と同等かそれ以上の大きさを有し、その下面開口は縦横ともに上方開口よりも大きく開口している。図６（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面において、各格子の上面と下面および両側の側壁で囲まれた空間形状は台形をなし、仕切り板２６２の高さは固体撮像装置１２の透明部材１５２の上面から固体撮像装置１２の主面までの高さより高い構造を有する。
【００７０】
格子状遮光部材２５２は格子仕切り板２６２の側面が粗面をなし、黒色の顔料や色素等の光線を遮断することができる材料が配合された部材からなり、その材質は樹脂であってもよいし、セラミックやガラスや金属等の無機材料であってもよい。格子状遮光部材２５２の外形平面形状は、図６（ａ）に図示したように、矩形であってもよいし、あるいはコンタクタフレームに嵌め込むことができる円形であってもよい。
【００７１】
次に、この遮光部材２５２を用いて検査する方法について以下に説明する。図５は、本発明の実施の形態にかかる固体撮像装置の検査方法を示す図である。コンタクタ２４２は、コンタクタフレーム１８２、シート用フレーム２２２、フレキシブル基板１９２、異方導電性部材２１２、第１シールリング１６２、第２シールリング１７２および減圧系で構成される。
【００７２】
コンタクタフレーム１８２は外形が円筒状をなし、内側壁面には仕切り段差３０２が形成されており、仕切り段差３０２は固体撮像装置ウエハ２２の有効パターン面積と同等もしくはそれ以上の直径を有する開口を備えている。
【００７３】
コンタクタフレーム１８２において仕切り段差３０２より上方の円筒上方開口の深さは、固体撮像装置ウエハ２２の外部接続電極１３２の最下面から透明部材１５２の上面までの高さと同等もしくはそれ以上の深さが好ましい。
【００７４】
円筒上方開口の直径は、検査対象とする固体撮像装置ウエハ２２の直径より所定値だけ大きく形成されており、その所定値は０．５ｍｍから２ｍｍの範囲にあり、好ましくは１ｍｍである。仕切り段差３０２より下方の円筒下方開口の直径は、例えば円筒上方開口の直径と同等であってもよく、それ以上の直径であってもよい。さらに仕切り段差３０２の開口側面には孔が形成されており、この孔はコンタクタフレーム１８２の外部側面の減圧口２３２に繋がっている。コンタクタフレーム１８２には、例えば樹脂、鋳鉄、アルミニウム等を用いることができ、円筒上方開口や円筒下方開口の内壁面はテフロン（登録商標）系樹脂で被膜加工を施してもよい。
【００７５】
シート用フレーム２２２は円環状をなし、外径は円筒下方開口の直径より所定値だけ小さく形成されており、その所定値は０．５ｍｍから３ｍｍの範囲にあり、好ましくは０．５ｍｍである。シート用フレーム２２２はその中心部に固体撮像装置ウエハ２２の有効パターン面積と同等もしくはそれ以上の直径を有する開口が形成されている。また、シート用フレーム２２２は、例えば樹脂、鋳鉄、アルミニウム等を用いることができる。
【００７６】
フレキシブル基板１９２は円板状をなし、シート用フレーム２２２の外径と同等もしくはそれ以上の大きさをなし、厚みは０．０５ｍｍから１．５ｍｍの範囲にあり、好ましくは１．０ｍｍであり、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等からなる。
【００７７】
フレキシブル基板１９２のシート上面には導電端子２０２のパターンが形成されており、導電端子２０２は固体撮像装置ウエハ２２の複数の外部接続電極１３２のそれぞれに対応する位置に形成されている。導電端子２０２は、その表面に化学的に安定な良導体の箔またはメッキ層の被膜を積層するのが好ましく、例えば電解メッキと無電解メッキを併用して形成でした後に、所定のパターンにエッチング加工することにより形成され、ニッケルと金もしくは銅と金等の積層膜を用いることができる。
【００７８】
異方導電性部材２１２は垂直方向に電気的導通を有し、水平方向は絶縁されており、且つ弾性を備えた電気的接続部材である。
第１シールリング１６２と第２シールリング１７２は、コンタクタフレーム１８２の仕切り段差３０２の上面と下面にそれぞれ載置しうる直径を有し、例えばシリコンゴムやバイトン等で構成されている。
【００７９】
固体撮像装置ウエハ２２はウエハ領域内に複数の固体撮像装置１２を有し、固体撮像装置１２は主面側に撮像領域４２を覆って透明部材１５２が接着されており、裏面側には複数のランド１２２および各ランド１２２に接合する外部接続電極１３２を有しており、各ランド１２２は主面側の導体パターン９２と電気的に接続されている。なお、固体撮像装置１２の詳細説明は第１の実施の形態の図３、図４で記述した内容と同様で詳細な説明を省略する。
【００８０】
本実施の形態の固体撮像装置ウエハ２２はコンタクタフレーム１８２の仕切り段差３０２の段差上面に載置した第１シールリング１６２を覆って積載されており、仕切り段差３０２の段差下面には第２シールリング１７２を覆ってフレキシブル基板１９２が配置してあり、フレキシブル基板１９２は導電端子２０２の上に異方導電性部材２１２を備えており、フレキシブル基板１９２にシート用フレーム２２２を固定している。
【００８１】
この構成により、コンタクタフレーム１８２で囲まれた固体撮像装置ウエハ２２とフレキシブル基板１９２との間の空間を減圧することで、コンタクタフレーム１８２の段差上面へ固体撮像装置ウエハ２２を固定し、段差下面へシート用フレーム２２２を固定し、外部接続電極１３２と異方導電性部材２１２を圧接することを可能とする。
【００８２】
格子状遮光部材２５２は固体撮像装置ウエハ２２の主面上に載置し、固体撮像装置ウエハ２２の隣接し合う固体撮像装置１２間の境界線上に格子状遮光部材２５２の仕切り板２６２の中心線を合わせる。検査光は格子状遮光部材２５２の上方から照射する。
【００８３】
フレキシブル基板１９２は一方の面に、導電端子２０２と、接続系に接続される接続端子および接続端子と導電端子２０２を接続する導体配線を有しており、導電端子２０２は固体撮像装置ウエハ２２の外部接続電極１３２に対応する位置に配置されている。フレキシブル基板１９２の導電端子２０２と異方導電性部材２１２は、異方導電性部材２１２の片側の端面をフレキシブル基板１９２の導電端子２０２の上に異方導電性接着剤で接着して電気的接続する。
【００８４】
次に、本実施の形態の固体撮像装置ウエハ２２の検査方法を以下に説明する。本実施の形態の検査方法は、固体撮像装置ウエハ２２を準備するステップと、コンタクタ２４２のコンタクタフレーム１８２の上方から第１シールリング１６２を介して固体撮像装置ウエハ２２を仕切り段差３０２に載置するステップと、シート用フレーム２２２が固定されたフレキシブル基板１９２の上に第２シールリング１７２を載置して、コンタクタ２４２のコンタクタフレーム２２２の下方からフレキシブル基板１９２を挿入し、導電端子２０２と固体撮像装置ウエハ２２の外部接続電極１３２とを位置あわせするステップと、異方導電性部材２１２と固体撮像装置ウエハ２２の外部接続電極１３２を接触させるステップと、コンタクタフレーム１８２の内部を排気して減圧し、異方導電性部材２１２と外部接続電極１３２を圧接させるステップと、固体撮像装置ウエハ２２の上方の所定位置に格子状遮光部材２５２を配置するステップと、固体撮像装置ウエハ２２の上の格子状遮光部材２５２の上方から所定光量の検査光を照射するステップと、検査光を照射しながら固体撮像装置１２の光学的電気的特性を測定するステップとで構成される。
【００８５】
格子状遮光部材２５２はコンタクタフレーム１８２の上面や固体撮像装置ウエハ２２の主面に直接載置してもよいし、検査光源と固体撮像装置ウエハ２２の主面との空間に支持器具で支持固定してもよいし、検査光源の筐体に取り付けてもよい。
【００８６】
上述の格子状遮光部材２５２を用いて固体撮像装置ウエハ２２を検査することで、固体撮像装置１２に検査光を照射しながら測定を実施する場合、測定中の迷光や反射光によるフレヤやスミアを防止することができて検査歩留りが向上する。また、先の実施の形態と同様に、固体撮像装置１２の小型薄型化が図れるとともに、検査時に検査針を使用しないので固体撮像装置１２の外部接続電極１３２にキズや変形が発生することを防止でき、検査後の外観歩留りが向上する。さらに、ウエハ状態で複数の固体撮像装置１２を同時に測定することができるので検査時間の短縮と工程コストの低減が図れる。
（第３の実施の形態）
図７は、本発明の第３の実施の形態にかかる固体撮像装置の検査方法を説明するための図である。
【００８７】
本実施の形態の検査方法では、コンタクタ２４３のコンタクタフレーム１８３に固体撮像装置ウエハ２３を装着し、固体撮像装置ウエハ２３の装着側を下方にし、シート用フレーム２２３の側を上方にした状態で測定を行う。このため、検査光源はコンタクタ２４３の下側に配置して検査光を上方の固体撮像装置ウエハ２３の主面に向けて照射する。
【００８８】
この方法では、上述したように、はじめから固体撮像装置ウエハ２３の主面が下になるような検査系であってもよいし、コンタクタ２４３と検査光源を一体化しておき、コンタクタ２４３へ固体撮像装置ウエハ２３を着脱する時は、コンタクタ２４３を１８０°回転させて固体撮像装置ウエハ２３の主面が上になるようにして行い、測定時は固体撮像装置ウエハ２３の主面が下になるように戻して測定するものであってもよい。
【００８９】
また、本実施の形態の検査に使用される固体撮像装置ウエハ２３、コンタクタ２４３を構成するコンタクタフレーム１８３とシート用フレーム２２３は、第１の実施の形態および第２の実施の形態と同様でありここでの詳細な説明は省略する。
【００９０】
上述のようにコンタクタ２４３と検査光源を備えた検査系とすることにより、検査の途中における撮像領域上の塵埃の付着を防止することができるので検査速度や検査歩留まりの改善が図れる。
（第４の実施の形態）
図８は、本発明の第４の実施の形態にかかる固体撮像装置ウエハの検査装置にかかる構成ブロック図である。
【００９１】
本実施の形態の固体撮像装置ウエハ２３の検査装置は、本発明の第１の実施の形態から第３の実施の形態までのいずれにおいても使用可能なものであり、以下ではウエハ検査装置という。
【００９２】
ウエハ検査装置の構成は、信号生成、演算、制御、比較、入出力の各機能を備えるテスター２７４と、固体撮像装置ウエハ内の全ての外部接続電極と電気的接触を形成するためのコンタクタ２４４と、テスター２７４とコンタクタ２４４との間を電気的に接続する複数のケーブルで構成される接続系２８４と、コンタクタ２４４に装着された複数の固体撮像装置に検査光を照射するための光源１１４とで構成されている。
【００９３】
コンタクタ２４４は先に第１の実施の形態から第３の実施の形態で説明したものに相当し、本装置に適用されるテスター２７４は固体撮像装置を検査することができる汎用機能に加えて同時測定が可能な機能を備えており、コンタクタ２４４はそのフレキシブル基板上の外部端子がテスター２７４と接続するケーブルに繋がれる。固体撮像装置ウエハに検査光を照射するための光源１１４は、例えば白熱電球やエレクトロルミネッセンスのような光源を使用してもよい。
【００９４】
上述の固体撮像装置ウエハ検査装置の構成とすることで、固体撮像装置ウエハを正確且つ効率的に測定することができるとともに、薄型小型の固体撮像装置を低コストで提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明はコンタクタによるプローブレス同時複数検査方法を採用し、予備検査における合格品の固体撮像装置のみを対象として透明部材直貼りや各遮光部材の使用や付加を行なう構成とすることで、安価で高性能且つ小型薄型の固体撮像装置が得られるので、小型薄型の電子機器への適用に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる固体撮像装置の検査方法を示す断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる固体撮像装置の検査工程の断面図
【図３】（ａ）は本発明の第１の実施の形態の検査方法に用いる固体撮像装置を示す概略斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視断面図
【図４】（ａ）は本発明の第１の実施の形態の検査方法に用いる固体撮像装置ウエハの概略斜視図、（ｂ）は概略平面図、（ｃ）は（ｂ）のＢ−Ｂ矢視断面図
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかる検査方法を示す断面図
【図６】（ａ）は本発明の第２の実施の形態の検査方法に用いる格子状遮光部材の概略斜視図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ矢視断面図
【図７】本発明の第３の実施の形態にかかる検査方法を示す断面図
【図８】本発明の第４の実施の形態にかかる固体撮像装置ウエハの検査装置を示すブロック図
【符号の説明】
【００９７】
１１，１２    固体撮像装置
２１，２２，２３    固体撮像装置ウエハ
４１，４２    撮像領域
５１    マイクロレンズ
７１    裏面絶縁膜
８１    内壁絶縁膜
９１，９２    導体パターン
１０１    貫通導体
１１４    光源
１２１    ランド
１３１，１３２    外部接続電極
１４１    透明接着剤
１５１，１５２    透明部材
１６１，１６２    第１シールリング
１７１，１７２    第２シールリング
１８１，１８２，１８３    コンタクタフレーム
１９１，１９２    フレキシブル基板（基材）
２０１，２０２    導電端子
２１１，２１２    異方導電性部材
２２１，２２２，２２３    シート用フレーム
２３１，２３２    減圧口
２４１，２４２，２４３，２４４    コンタクタ
２５２    格子状遮光部材
２６２    仕切り板
２７４    テスター
２８４    接続系
２９１    シリコン基板
３０１，３０２    仕切り段差
【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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