(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する際に、光源から照射される光の照度が変化しても光電変換特性を正確に測定できる検査装置を提供する。【解決手段】プローバー装置３０に保持されたプローブカード１０に設けられた照度センサーによって測定された照度を基準面内の所定の位置における照度に換算する換算係数、所定の位置における照度が第１の照度となるときの基準設定値、及び、基準面内における照度分布の情報を格納する格納部と、基準設定値に応じて光源から光が照射されるときに、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーの出力信号を測定すると共に、照度センサーによって照度を測定する測定回路と、照度センサーによって測定された照度を、換算係数を用いて第２の照度に換算し、第２の照度及び照度分布の情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正する制御回路とを含む。【選択図】図１
2016100545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定値に応じた光度の光を照射する光源と、照度センサーが設けられたプローブカードとを用いて、半導体ウェハーに形成され、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーを検査する装置であって、
プローバー装置に保持された前記プローブカードの照度センサーによって測定された照度を前記基準面内の所定の位置における照度に換算する換算係数、前記所定の位置における照度が第１の照度となるときの基準設定値、及び、前記基準面内における前記光の照度分布に関する情報を格納する格納手段と、
前記基準設定値に応じて前記光源から光が照射されるときに、前記イメージセンサーの出力信号を測定すると共に、前記プローバー装置に保持された前記プローブカードの照度センサーによって照度を測定する測定回路と、
前記照度センサーによって測定された照度を、前記換算係数を用いて第２の照度に換算し、前記第２の照度が前記第１の照度に対して所定の範囲内である場合に、前記第１又は第２の照度及び前記照度分布に関する情報に基づいて前記イメージセンサーの出力信号の測定値を補正し、前記第２の照度が前記第１の照度に対して所定の範囲外である場合に、前記第２の照度及び前記照度分布に関する情報に基づいて前記イメージセンサーの出力信号の測定値を補正する制御回路と、
を備える検査装置。
【請求項２】
設定値に応じた光度の光を照射する光源を用いて、半導体ウェハーに形成され、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーを検査する装置であって、
前記半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって測定された照度を前記基準面内の所定の位置における照度に換算する換算係数、前記所定の位置における照度が第１の照度となるときの基準設定値、及び、前記基準面内における前記光の照度分布に関する情報を格納する格納手段と、
前記基準設定値に応じて前記光源から光が照射されるときに、前記イメージセンサーの出力信号を測定すると共に、前記半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって照度を測定する測定回路と、
前記照度センサーによって測定された照度を、前記換算係数を用いて第２の照度に換算し、前記第２の照度が前記第１の照度に対して所定の範囲内である場合に、前記第１又は第２の照度及び前記照度分布に関する情報に基づいて前記イメージセンサーの出力信号の測定値を補正し、前記第２の照度が前記第１の照度に対して所定の範囲外である場合に、前記第２の照度及び前記照度分布に関する情報に基づいて前記イメージセンサーの出力信号の測定値を補正する制御回路と、
を備える検査装置。
【請求項３】
設定値に応じた光度の光を照射する光源と、複数の照度センサーを含む照度測定ユニットと、照度センサーが設けられたプローブカードとを用いて、半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する方法であって、
前記照度測定ユニットの複数の照度センサーの受光面が前記光源の発光面から第１の高さになるように前記照度測定ユニットを位置合わせし、前記光源から光を照射して、前記複数の照度センサーによって照度を測定するステップ（ａ）と、
前記照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定される照度が第１の照度となるときの基準設定値、及び、前記複数の照度センサーの受光面を含む測定面内における照度分布に関する情報を格納するステップ（ｂ）と、
前記プローブカードの照度センサーの受光面が前記光源の発光面から第２の高さになるように前記プローブカードを位置合わせし、前記光源から光を照射して、前記プローブカードの照度センサーによって照度を測定するステップ（ｃ）と、
前記プローブカードの照度センサーによって測定された照度を前記照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定された照度に換算する換算係数を求めるステップ（ｄ）と、
前記イメージセンサーの受光面が前記光源の発光面から前記第１の高さになるように前記半導体ウェハーを位置合わせし、前記基準設定値に応じて前記光源から光を照射して、前記イメージセンサーの出力信号を測定すると共に、前記プローブカードの照度センサーによって照度を測定するステップ（ｅ）と、
ステップ（ｅ）において前記プローブカードの照度センサーによって測定された照度を、前記換算係数を用いて第２の照度に換算し、前記第２の照度が前記第１の照度に対して所定の範囲内である場合に、前記第１又は第２の照度及び前記照度分布に関する情報に基づいて前記イメージセンサーの出力信号の測定値を補正し、前記第２の照度が前記第１の照度に対して所定の範囲外である場合に、前記第２の照度及び前記照度分布に関する情報に基づいて前記イメージセンサーの出力信号の測定値を補正するステップ（ｆ）と、
を備える検査方法。
【請求項４】
設定値に応じた光度の光を照射する光源と、複数の照度センサーを含む照度測定ユニットとを用いて、半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する方法であって、
前記照度測定ユニットの複数の照度センサーの受光面が前記光源の発光面から第１の高さになるように前記照度測定ユニットを位置合わせし、前記光源から光を照射して、前記複数の照度センサーによって照度を測定するステップ（ａ）と、
前記照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定される照度が第１の照度となるときの基準設定値、及び、前記複数の照度センサーの受光面を含む測定面内における照度分布に関する情報を格納するステップ（ｂ）と、
前記イメージセンサーの受光面が前記光源の発光面から前記第１の高さになるように前記半導体ウェハーを位置合わせし、前記光源から光を照射して、前記半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって照度を測定するステップ（ｃ）と、
前記半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって測定された照度を前記照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定された照度に換算する換算係数を求めるステップ（ｄ）と、
前記基準設定値に応じて前記光源から光を照射して、前記イメージセンサーの出力信号を測定すると共に、前記半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって照度を測定するステップ（ｅ）と、
ステップ（ｅ）において前記半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって測定された照度を、前記換算係数を用いて第２の照度に換算し、前記第２の照度が前記第１の照度に対して所定の範囲内である場合に、前記第１又は第２の照度及び前記照度分布に関する情報に基づいて前記イメージセンサーの出力信号の測定値を補正し、前記第２の照度が前記第１の照度に対して所定の範囲外である場合に、前記第２の照度及び前記照度分布に関する情報に基づいて前記イメージセンサーの出力信号の測定値を補正するステップ（ｆ）と、
を備える検査方法。
【請求項５】
ステップ（ｂ）が、前記測定面内における照度を、前記照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定される照度及び前記測定面内の位置の関数として表す関係式を求めることを含み、
ステップ（ｆ）が、前記第２の照度が前記第１の照度に対して所定の範囲内である場合に、前記第１又は第２の照度及び前記イメージセンサーの位置を前記関係式に代入して、前記イメージセンサーの位置における照度を算出し、前記第２の照度が前記第１の照度に対して所定の範囲外である場合に、前記第２の照度及び前記イメージセンサーの位置を前記関係式に代入して、前記イメージセンサーの位置における照度を算出することを含む、
請求項３又は４記載の検査方法。
【請求項６】
ステップ（ａ）が、複数の設定値について前記光源から光を照射して、前記照度測定ユニットの所定の照度センサーによって照度を測定することを含み、
ステップ（ｂ）が、前記複数の設定値と前記所定の照度センサーによって測定された照度とを対応して含むテーブルを作成することを含み、
ステップ（ｅ）が、前記テーブルを参照することにより、前記第１の照度に対応する前記基準設定値を読み出すことを含む、
請求項３〜５のいずれか１項記載の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体イメージセンサー（撮像素子）を検査する検査装置及び検査方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体イメージセンサーの検査（ウェハーテスト）においては、半導体ウェハーに含まれている複数のセンサーチップの光電変換特性を同時に測定する際に、光源から半導体ウェハーに光が照射され、測定エリア内の各センサーチップの出力信号がテスター等の計測器で測定される。しかしながら、光源の性能等により、測定エリアにおける半導体ウェハーの照度が均一にならない場合がある。従って、照度の均一性が崩れたエリアに位置するセンサーチップについては、所望の光量を表す出力信号を得ることができない。
【０００３】
関連する技術として、特許文献１には、検出視野内でのイメージセンサーの感度を均一にするセンサー出力補正機能を有する検査装置が開示されている。この検査装置は、光源と、検査対象を搭載するステージと、検査対象からの反射光もしくは回折光成分の分布を変更可能な光学系と、光学系を介して検査対象を撮像する一次元もしくは二次元の光電変換イメージセンサーとを有し、ステージとイメージセンサーとを相対的に走査することにより検査対象の画像を取得し、取得した画像をもとに検査対象の欠陥等を検査する検査装置であって、イメージセンサーの視野内でのコントラストを補正するセンサー出力補正部を有する。
【０００４】
特許文献１によれば、光学条件（照明光学系、検出光学系、走査方向等）毎に検査対象試料を撮像して取得したイメージセンサー検出視野内での光量分布から算出したコントラストに着目してイメージセンサー出力補正データを生成することにより、検出視野内でのイメージセンサーの感度を均一にすることができる。しかしながら、熱や電圧変動等の影響によって、光源から検査対象に照射される光の照度が変化することもあるので、検出される光量が経時的に一定となるようにイメージセンサー出力を補正することはできない。
【０００５】
また、特許文献２には、受光素子の光感度を検査するに際し、その検査の信頼性の向上を図ることができる受光素子検査方法が開示されている。この受光素子検査方法は、複数の半導体チップからなる半導体ウェハーの個々の受光素子領域に光を照射することにより受光素子の光感度を測定する受光素子検査方法であって、半導体ウェハーの個々の受光素子領域毎に光源からの光を照射する工程と、その照射光による光電流を測定する工程と、その光電流と評価基準電流とを比較する工程と、その比較結果に基づき光感度のランク付けを行う工程とを備える。
【０００６】
特許文献２によれば、光の照射位置によって半導体チップの合否が大きく左右されてしまうといった状況を回避することができ、検査の信頼性の向上を図ることができる。しかしながら、半導体ウェハーの個々の受光素子領域に光を照射することにより受光素子の光感度が測定されるので、半導体ウェハーに含まれている複数の半導体チップを同時に測定することはできない。
【０００７】
また、特許文献２には、光源からの光を受けて光源の出射光量をモニターするモニター用受光手段を、半導体チップ上、又は、プローブカード上に配設し、このモニター用受光手段及び受光素子領域に対して光源からの光を照射し、光源の出射光量をモニター用受光手段によってモニターしながら光電流を測定することが開示されている。
【０００８】
このように光源の出射光量をモニターしながら光電流を測定することにより、光源の光量が変動してもその影響による出力の変動を考慮した光感度測定を行うことができ、スムーズに且つ高精度で光感度を測定することが可能になる。しかしながら、半導体ウェハーに含まれている複数の半導体チップを同時に測定する場合には、光源から複数の半導体チップに光を照射する必要があるので、光源からの距離に応じて光が広がって単位面積当りの光量が変化する。従って、光源から受光素子までの間の距離と、光源からモニター用受光手段までの距離とが異なる場合には、受光素子の位置における照度を正確に把握することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−１１３０２０号公報（請求項１、段落０００５−０００６）
【特許文献２】特開２００６−３２４５８８号公報（段落００１２−００１７、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、上記の点に鑑み、本発明の第１の目的は、半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する際に、光源からイメージセンサーに照射される光の照度が変化しても、イメージセンサーの光電変換特性を正確に測定することである。また、本発明の第２の目的は、測定エリアにおける半導体ウェハーの照度が均一にならない場合でも、測定エリア内のイメージセンサーの光電変換特性を正確に測定することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以上の課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の第１の観点に係る検査装置は、設定値に応じた光度の光を照射する光源と、照度センサーが設けられたプローブカードとを用いて、半導体ウェハーに形成され、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーを検査する装置であって、プローバー装置に保持されたプローブカードの照度センサーによって測定された照度を基準面内の所定の位置における照度に換算する換算係数、所定の位置における照度が第１の照度となるときの基準設定値、及び、基準面内における光の照度分布に関する情報を格納する格納手段と、基準設定値に応じて光源から光が照射されるときに、イメージセンサーの出力信号を測定すると共に、プローバー装置に保持されたプローブカードの照度センサーによって照度を測定する測定回路と、照度センサーによって測定された照度を、換算係数を用いて第２の照度に換算し、第２の照度が第１の照度に対して所定の範囲内である場合に、第１又は第２の照度及び照度分布に関する情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正し、第２の照度が第１の照度に対して所定の範囲外である場合に、第２の照度及び照度分布に関する情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正する制御回路とを備える。
【００１２】
また、本発明の第２の観点に係る検査装置は、設定値に応じた光度の光を照射する光源を用いて、半導体ウェハーに形成され、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーを検査する装置であって、半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって測定された照度を基準面内の所定の位置における照度に換算する換算係数、所定の位置における照度が第１の照度となるときの基準設定値、及び、基準面内における光の照度分布に関する情報を格納する格納手段と、基準設定値に応じて光源から光が照射されるときに、イメージセンサーの出力信号を測定すると共に、半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって照度を測定する測定回路と、照度センサーによって測定された照度を、換算係数を用いて第２の照度に換算し、第２の照度が第１の照度に対して所定の範囲内である場合に、第１又は第２の照度及び照度分布に関する情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正し、第２の照度が第１の照度に対して所定の範囲外である場合に、第２の照度及び照度分布に関する情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正する制御回路とを備える。
【００１３】
本発明の第１又は第２の観点に係る検査装置によれば、基準設定値に応じて光源から光が照射され、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーの出力信号を測定する際に、プローブカードに設けられた照度センサー又は半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって照度が測定されて、その照度が、予め測定に基づいて求められた換算係数を用いて、基準面内の所定の位置における第２の照度に換算される。
【００１４】
そして、基準設定値によって設定された第１の照度に対して第２の照度が所定の範囲外である場合には、第２の照度に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値が補正されるので、光源からイメージセンサーに照射される光の照度が変化しても、イメージセンサーの光電変換特性を正確に測定することができる。
【００１５】
また、予め測定された基準面内における照度分布に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値が補正されるので、測定エリアにおける半導体ウェハーの照度が均一にならない場合でも、測定エリア内のイメージセンサーの光電変換特性を正確に測定することができる。
【００１６】
本発明の第１の観点に係る検査方法は、設定値に応じた光度の光を照射する光源と、複数の照度センサーを含む照度測定ユニットと、照度センサーが設けられたプローブカードとを用いて、半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する方法であって、照度測定ユニットの複数の照度センサーの受光面が光源の発光面から第１の高さになるように照度測定ユニットを位置合わせし、光源から光を照射して、複数の照度センサーによって照度を測定するステップ（ａ）と、照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定される照度が第１の照度となるときの基準設定値、及び、複数の照度センサーの受光面を含む測定面内における照度分布に関する情報を格納するステップ（ｂ）と、プローブカードの照度センサーの受光面が光源の発光面から第２の高さになるようにプローブカードを位置合わせし、光源から光を照射して、プローブカードの照度センサーによって照度を測定するステップ（ｃ）と、プローブカードの照度センサーによって測定された照度を照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定された照度に換算する換算係数を求めるステップ（ｄ）と、イメージセンサーの受光面が光源の発光面から第１の高さになるように半導体ウェハーを位置合わせし、基準設定値に応じて光源から光を照射して、イメージセンサーの出力信号を測定すると共に、プローブカードの照度センサーによって照度を測定するステップ（ｅ）と、ステップ（ｅ）においてプローブカードの照度センサーによって測定された照度を、換算係数を用いて第２の照度に換算し、第２の照度が第１の照度に対して所定の範囲内である場合に、第１又は第２の照度及び照度分布に関する情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正し、第２の照度が第１の照度に対して所定の範囲外である場合に、第２の照度及び照度分布に関する情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正するステップ（ｆ）とを備える。
【００１７】
また、本発明の第２の観点に係る検査方法は、設定値に応じた光度の光を照射する光源と、複数の照度センサーを含む照度測定ユニットとを用いて、半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する方法であって、照度測定ユニットの複数の照度センサーの受光面が光源の発光面から第１の高さになるように照度測定ユニットを位置合わせし、光源から光を照射して、複数の照度センサーによって照度を測定するステップ（ａ）と、照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定される照度が第１の照度となるときの基準設定値、及び、複数の照度センサーの受光面を含む測定面内における照度分布に関する情報を格納するステップ（ｂ）と、イメージセンサーの受光面が光源の発光面から第１の高さになるように半導体ウェハーを位置合わせし、光源から光を照射して、半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって照度を測定するステップ（ｃ）と、半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって測定された照度を照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定された照度に換算する換算係数を求めるステップ（ｄ）と、基準設定値に応じて光源から光を照射して、イメージセンサーの出力信号を測定すると共に、半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって照度を測定するステップ（ｅ）と、ステップ（ｅ）において半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって測定された照度を、換算係数を用いて第２の照度に換算し、第２の照度が第１の照度に対して所定の範囲内である場合に、第１又は第２の照度及び照度分布に関する情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正し、第２の照度が第１の照度に対して所定の範囲外である場合に、第２の照度及び照度分布に関する情報に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値を補正するステップ（ｆ）とを備える。
【００１８】
本発明の第１又は第２の観点に係る検査方法によれば、ウェハーテストに先立って、照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定される照度が第１の照度となるときの基準設定値が格納され、プローブカードに設けられた照度センサー又は半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって測定された照度を照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定された照度に換算する換算係数が求められる。
【００１９】
また、ウェハーテストにおいて、基準設定値に応じて光源から光が照射され、イメージセンサーの出力信号を測定する際に、プローブカードに設けられた照度センサー又は半導体ウェハー上に取り付けられた照度センサーによって照度が測定されて、その照度が、換算係数を用いて、イメージセンサーの受光面を含む面内の所定の位置における第２の照度に換算される。
【００２０】
そして、基準設定値によって設定された第１の照度に対して第２の照度が所定の範囲外である場合には、第２の照度に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値が補正されるので、光源からイメージセンサーに照射される光の照度が変化しても、イメージセンサーの光電変換特性を正確に測定することができる。
【００２１】
また、ウェハーテストに先立って、照度測定ユニットの複数の照度センサーの受光面を含む測定面内における照度分布が測定され、ウェハーテストにおいて、照度分布に基づいてイメージセンサーの出力信号の測定値が補正されるので、測定エリアにおける半導体ウェハーの照度が均一にならない場合でも、測定エリア内のイメージセンサーの光電変換特性を正確に測定することができる。
【００２２】
本発明の第１又は第２の観点に係る検査方法において、ステップ（ｂ）が、測定面内における照度を、照度測定ユニットの所定の照度センサーによって測定される照度及び測定面内の位置の関数として表す関係式を求めることを含み、ステップ（ｆ）が、第２の照度が第１の照度に対して所定の範囲内である場合に、第１又は第２の照度及びイメージセンサーの位置を関係式に代入して、イメージセンサーの位置における照度を算出し、第２の照度が第１の照度に対して所定の範囲外である場合に、第２の照度及びイメージセンサーの位置を関係式に代入して、イメージセンサーの位置における照度を算出することを含むようにしても良い。その場合には、半導体ウェハーのイメージセンサーに対応する位置に照度測定ユニットの照度センサーが存在しない場合においても、イメージセンサーの出力信号の測定値を正確に補正することができる。
【００２３】
また、ステップ（ａ）が、複数の設定値について光源から光を照射して、照度測定ユニットの所定の照度センサーによって照度を測定することを含み、ステップ（ｂ）が、複数の設定値と所定の照度センサーによって測定された照度とを対応して含むテーブルを作成することを含み、ステップ（ｅ）が、テーブルを参照することにより、第１の照度に対応する基準設定値を読み出すことを含んでも良い。そのようなテーブルを作成することにより、ウェハーテストにおいて、テーブルに含まれている複数の照度の内から所望の照度を選択して設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る検査装置の構成例を示す図。
【図２】図１に示す検査装置の一部を拡大して示す斜視図。
【図３】図１に示す検査装置の一部を拡大して示す一部断面図。
【図４】プローブカードと照度測定ユニットとを対比して示す平面図。
【図５】光源とプローブカード及び照度測定ユニットとの位置関係を示す正面図。
【図６Ａ】本発明の第１の実施形態に係る検査方法を示すフローチャート。
【図６Ｂ】本発明の第１の実施形態に係る検査方法を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２の実施形態におけるプローブカード等を示す平面図。
【図８Ａ】本発明の第２の実施形態に係る検査方法を示すフローチャート。
【図８Ｂ】本発明の第２の実施形態に係る検査方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。本発明に係る検査装置は、プロセス工程において半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する装置であり、以下の実施形態においては、複数のイメージセンサーの光電変換特性を同時に測定する場合について説明する。
【００２６】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る検査装置の構成例を示す図である。また、図２は、図１に示す検査装置の一部を拡大して示す斜視図であり、図３は、図１に示す検査装置の一部を拡大して示す一部断面図である。本発明の第１の実施形態に係る検査装置は、設定値に応じた光度の光を照射する光源と、照度センサーが設けられたプローブカードとを用いて、半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する装置である。
【００２７】
図１〜図３に示すように、この検査装置は、例えば、プローブカード１０と、接続部材２０と、オートプローバー（プローバー装置）３０と、テスター（半導体試験装置）４０と、サーバー５０と、光源部６０とを備えている。ただし、テスター４０以外は、オプションとしても良い。
【００２８】
図３に示すように、プローブカード１０は、複数のプローブ針１１と、それらのプローブ針１１を支持する基板１２と、光源部６０から照射される光の照度を測定する照度センサーＳ１とを含んでいる。基板１２は、半導体ウェハー１に形成された複数の電極（パッド）と電気的な接続を得るための複数のプローブ針１１を、テスター４０のテストヘッドに設けられた複数チャンネルのピンに電気的に接続するための中継用の基板である。
【００２９】
例えば、基板１２は、円形形状を有するガラスエポキシ等のプリント配線基板で構成されており、その上面周辺部にテスター４０のテストヘッドとの接続端子が取り付けられ、下面中央部に金属製等の複数のプローブ針１１が取り付けられている。また、基板１２の中央部には開口が形成されており、基板１２の主面（図中の上面）において、開口の近傍に照度センサーＳ１が設けられている。
【００３０】
図１に示すように、プローブカード１０は、接続部材２０を介してオートプローバー３０に保持されている。接続部材２０の内部には、基板１２の接続端子とテスター４０のテストヘッドとを接続するための配線が設けられても良い。
【００３１】
オートプローバー３０は、半導体ウェハー１とプローブカード１０とを電気的及び機械的にドッキングさせるための位置決めハンドリング装置である。オートプローバー３０は、コネクタ又はピン等を介してテスター４０に接続され、テスター４０との間で電気信号を通信することによって自動測定を行う。
【００３２】
オートプローバー３０は、測定用ステージ３１と、ウェハー搬送ステージ３２と、ウェハーカセット設置部３３とを含んでいる。ウェハー搬送ステージ３２は、ウェハーカセット設置部３３に設置されているウェハーカセットに収納された半導体ウェハー１を、順番に測定用ステージ３１に搬送する。
【００３３】
測定用ステージ３１は、例えば、半導体ウェハー１を固着保持するチャック部と、プローブカード１０に対する半導体ウェハー１の相対位置を調節する位置調節部とを有している。チャック部は、ＸＹ平面に平行なウェハー搭載面（図中の上面）に真空ポンプと連通する吸着溝が形成されており、半導体ウェハー１を真空吸着することができる。また、位置調節部は、モーターによって、チャック部を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及び、Ｚ軸方向に移動させると共に、Ｚ軸の回りに回転させることができる。
【００３４】
チャック部が、ウェハー搬送ステージ３２から搬送される半導体ウェハー１を真空吸着すると、位置調節部は、チャック部をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させて、プローブカード１０の複数のプローブ針１１の先端のＺ軸方向下方に半導体ウェハー１の対応する電極が位置するように半導体ウェハー１の位置を調節する。
【００３５】
次に、位置調節部は、チャック部をＺ軸方向上方に移動させて、半導体ウェハー１を複数のプローブ針１１の先端に押し当てる。それにより、複数のプローブ針１１の先端が、測定エリア内の複数のセンサーチップの電極に接触して、それらのセンサーチップとテスター４０とが電気的に接続される。
【００３６】
このようにして、位置調節部は、複数のプローブ針１１の先端に対して複数のセンサーチップを位置合わせする。それにより、複数のセンサーチップに含まれているイメージセンサーＳ０（図３）の受光面が、一定の平面に沿って位置合わせされる。それらのセンサーチップの検査が終了すると、位置調節部は、チャック部をＺ軸方向下方に移動させて、半導体ウェハー１を複数のプローブ針１１から離す。
【００３７】
次に、位置調節部は、チャック部をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させてからＺ軸方向上方に移動させることにより、複数のプローブ針１１の先端に対して半導体ウェハー１の別の複数のセンサーチップを位置合わせする。このようにして、半導体ウェハー１に含まれている全てのセンサーチップが連続的に検査される。
【００３８】
テスター４０は、プローブカード１０の複数のプローブ針に電気的に接続されており、測定エリア内の複数のセンサーチップに電源電圧及び制御信号を供給して、それらのセンサーチップに含まれているイメージセンサーＳ０の光電変換特性を測定する。図３に示すように、テスター４０は、例えば、クロック信号生成回路４１と、測定回路４２と、制御回路４３と、格納部４４とを含んでいる。
【００３９】
クロック信号生成回路４１は、水晶振動子等を用いてクロック信号を生成する。測定回路４２は、クロック信号に同期して制御信号を生成し、測定エリア内の複数のセンサーチップに制御信号を供給して、それらのセンサーチップの設定又は制御を行う。また、測定回路４２は、それらのセンサーチップや照度センサーＳ１の出力信号（出力電圧又は出力電流等）を測定して、出力信号の測定値を制御回路４３に供給する。
【００４０】
制御回路４３は、例えば、ＣＰＵ（中央演算装置）と、メモリーと、入出力部とを含むＭＣＵ（マイクロコントローラー）等で構成される。格納部４４は、ハードディスク又は不揮発性メモリー等を含んでおり、ＣＰＵに各種の処理を行わせるためのソフトウェア（検査プログラム）や各種のデータを格納する。
【００４１】
制御回路４３は、設定データを測定回路４２に供給して測定回路４２の測定動作を制御すると共に、測定回路４２から供給される測定値を補正して、半導体ウェハー１に形成された複数のセンサーチップの検査データを生成する。さらに、制御回路４３は、検査データを格納部４４等に格納されている規格値データと比較することにより、センサーチップの良否判定やクラス分けを行っても良い。
【００４２】
図１に示すサーバー５０は、ＣＰＵと、各種のデータやソフトウェアを格納する記録媒体とを含んでいる。記録媒体としては、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＭＯ、ＭＴ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、又は、各種のメモリー等を用いることができる。サーバー５０、テスター４０の格納部４４、又は、外部の記憶装置は、テスター４０の測定動作に必要な設定データやテスター４０の測定動作によって得られた検査データ等を格納する格納手段として機能する。
【００４３】
図３に示すように、テスター４０が接続部材２０に装着されると、半導体ウェハー１及びプローブカード１０は、接続部材２０、オートプローバー３０、及び、テスター４０に囲まれて、外部から光が入射しない環境にセットされる。そのような環境の中に、光源部６０が設置されている。
【００４４】
光源部６０は、設定値に応じた光度の光を半導体ウェハー１及びプローブカード１０に向けて照射する光源６１と、光源６１がプローブカード１０に対して所定の位置及び姿勢で配置されるように光源６１を支持する支持部材６２とを含んでいる。ここで、光源６１の発光面がＸＹ平面に平行であり、光源６１の発光面の中心が測定エリアの中心のＺ軸方向上方に配置されることが望ましい。
【００４５】
光源６１から照射される光の光度を設定するための設定値は、テスター４０の測定回路４２から光源６１に供給される。光源６１は、測定エリア内の複数のイメージセンサーＳ０に光を照射するために、図３に破線で示すような放射状に広がる光を発生する。従って、光源６１の発光面とイメージセンサーＳ０の受光面との間の距離や角度に応じて、イメージセンサーＳ０の受光面における単位面積当りの光量が変化する。
【００４６】
半導体ウェハー１に形成されたイメージセンサーＳ０の光電変換特性を測定する際には、先に説明したように、複数のセンサーチップに含まれているイメージセンサーＳ０の受光面が、一定の平面に沿って位置合わせされる。そこで、本実施形態においては、その平面を基準面として定義する。
【００４７】
複数の照度センサーを含む照度測定ユニットを、それらの照度センサーの受光面が基準面に沿うように測定用ステージ３１上に配置することにより、基準面内における照度が予め測定される。また、オートプローバー３０に保持されたプローブカード１０の照度センサーＳ１によって、照度が予め測定される。あるいは、照度の測定は、光源部６０と、照度測定ユニット又はプローブカード１０とを、暗箱の中に配置して行っても良い。その場合には、暗箱の中にも、検査装置におけるのと同じ位置関係で、光源６１に対して基準面及び測定エリアが設定される。
【００４８】
格納手段は、オートプローバー３０に保持されたプローブカード１０の照度センサーＳ１によって測定された照度を基準面内の所定の位置における照度に換算する換算係数を格納している。所定の位置は、例えば、照度測定ユニットの複数の照度センサーの内で、測定エリアの中心に配置された照度センサーの受光面の中心位置とする。
【００４９】
また、格納手段は、基準面内の所定の位置における照度が第１の照度Ｌ１となるときの基準設定値、及び、基準面内における照度分布に関する情報を格納している。それらの換算係数、基準設定値、及び、照度分布に関する情報は、テスター４０の測定回路４２又は制御回路４３に供給される。
【００５０】
測定回路４２は、基準設定値に応じて光源６１から光が照射されるときに、受光面が基準面に沿って位置合わせされた複数のイメージセンサーＳ０の出力信号を測定すると共に、オートプローバー３０に保持されたプローブカード１０の照度センサーＳ１によって照度を測定する。制御回路４３は、照度センサーＳ１によって測定された照度を、換算係数を用いて第２の照度Ｌ２に換算する。
【００５１】
制御回路４３は、第２の照度Ｌ２が第１の照度Ｌ１に対して所定の範囲内（例えば、±５％以内）である場合に、第１の照度Ｌ１又は第２の照度Ｌ２、及び、照度分布に関する情報に基づいて、複数のイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値を補正する。これにより、補正された測定値を表す検査データが生成される。
【００５２】
また、制御回路４３は、第２の照度Ｌ２が第１の照度Ｌ１に対して所定の範囲外である場合に、第２の照度Ｌ２及び照度分布に関する情報に基づいて、複数のイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値を補正する。これにより、補正された測定値を表す検査データが生成される。
【００５３】
例えば、基準面内の所定の位置における第２の照度Ｌ２が第１の照度Ｌ１に対して１０％低い場合に、制御回路４３は、第２の照度Ｌ２及び照度分布に関する情報に基づいて、第１のイメージセンサーの位置における照度を算出する。算出された照度が第１の照度Ｌ１に対してＰ％である場合に、制御回路４３は、次式に従って第１のイメージセンサーの出力信号の測定値を補正して、補正値を算出する。
補正値＝（測定値−オフセット値）／（Ｐ／１００）
ここで、オフセット値は、光源６１から光が照射されていないときにおける第１のイメージセンサーの出力信号の測定値である。同様に、第２、第３、・・・のイメージセンサーの出力信号の補正値が算出される。
【００５４】
さらに、制御回路４３は、検査データを格納手段に格納されている規格値データと比較することにより、イメージセンサーの良否判定やクラス分けを行っても良い。例えば、制御回路４３は、検査データの値が規格値データによって表される許容範囲内である場合に、そのイメージセンサーの光電変換特性が良好であると判定する。一方、制御回路４３は、検査データの値が規格値データによって表される許容範囲外である場合に、そのイメージセンサーの光電変換特性が不良であると判定する。
【００５５】
本実施形態に係る検査装置によれば、基準設定値に応じて光源６１から光が照射され、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーＳ０の出力信号を測定する際に、プローブカード１０に設けられた照度センサーＳ１によって照度が測定されて、その照度が、予め測定に基づいて求められた換算係数を用いて、基準面内の所定の位置における第２の照度Ｌ２に換算される。
【００５６】
そして、基準設定値によって設定された第１の照度Ｌ１に対して第２の照度Ｌ２が所定の範囲外である場合には、第２の照度Ｌ２に基づいてイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値が補正されるので、光源６１からイメージセンサーＳ０に照射される光の照度が変化しても、イメージセンサーＳ０の光電変換特性を正確に測定することができる。
【００５７】
また、予め測定された基準面内における照度分布に基づいてイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値が補正されるので、測定エリアにおける半導体ウェハー１の照度が均一にならない場合でも、測定エリア内のイメージセンサーＳ０の光電変換特性を正確に測定することができる。
【００５８】
次に、本発明の第１の実施形態に係る検査装置を用いる検査方法について、図１〜図６Ｂを参照しながら説明する。
図４は、プローブカードと照度測定ユニットとを対比して示す平面図である。図４（Ａ）は、プローブカード１０を示しており、図４（Ｂ）は、照度測定ユニット７０を示している。
【００５９】
図４（Ａ）に示すように、プローブカード１０には、照度センサーＳ１が設けられている。また、図４（Ｂ）に示すように、照度測定ユニット７０は、複数の照度センサーＳ２を含んでおり、照度センサーＳ３をさらに含んでも良い。
【００６０】
照度測定ユニット７０がプローブカード１０に対して位置合わせされた状態で、複数の照度センサーＳ２が測定エリア内に配置される。その中で、測定エリアの中心に配置される照度センサーが、照度センサーＳ２Ａとして示されている。また、照度センサーＳ３は、平面視においてプローブカード１０の照度センサーＳ１の位置に対応する位置に配置される。なお、照度測定ユニット７０として、検査される半導体ウェハーと同様の半導体ウェハーを用いても良い。
【００６１】
図５は、光源とプローブカード及び照度測定ユニットとの位置関係を示す正面図である。図５（Ａ）は、光源６１とプローブカード１０と半導体ウェハー１との位置関係を示しており、図５（Ｂ）は、光源６１と照度測定ユニット７０との位置関係を示している。
【００６２】
図５（Ａ）に示すように、半導体ウェハー１がプローブカード１０に対して位置合わせされた状態で、半導体ウェハー１の複数のイメージセンサーＳ０の受光面は、光源６１の発光面から下方に測って第１の高さＨ１に位置しており、この面が基準面として設定される。一方、プローブカード１０の照度センサーＳ１の受光面は、光源６１の発光面から下方に測って第２の高さＨ２に位置している（Ｈ２＜Ｈ１）。
【００６３】
また、図５（Ｂ）に示すように、光源６１から照射される光の照度を照度測定ユニット７０を用いて測定する際には、照度測定ユニット７０の照度センサーＳ２及びＳ３の受光面が、光源６１の発光面から下方に測って第１の高さＨ１に位置するように照度測定ユニット７０が配置される。
【００６４】
照度測定ユニット７０の照度センサーＳ２及びＳ３の出力端子は、テスター４０に接続される。照度センサーＳ２及びＳ３の出力信号は、基準光源又は基準センサーを用いた測定に基づいて校正されることが望ましい。例えば、格納手段は、照度センサーＳ２及びＳ３の出力信号の測定値を正しい測定値に校正するための校正データを格納しており、制御回路４３は、測定回路４２から照度センサーＳ２及びＳ３の出力信号の測定値が供給された際に、校正データに基づいて測定値を校正する。
【００６５】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の第１の実施形態に係る検査方法を示すフローチャートである。この検査方法は、設定値に応じた光度の光を照射する光源６１と、複数の照度センサーＳ２を含む照度測定ユニット７０と、照度センサーＳ１が設けられたプローブカード１０とを用いて、半導体ウェハー１に形成された複数のイメージセンサーＳ０を検査する方法である。照度測定ユニット７０は、照度センサーＳ３をさらに含んでも良い。
【００６６】
まず、光源部６０及び照度測定ユニット７０が、照度を測定するための環境にセットされる。また、それらと共にプローブカード１０を、照度を測定するための環境にセットしても良い。照度を測定するための環境としては、図１〜図３に示すような検査装置、又は、暗箱を利用することができる。
【００６７】
図６ＡのステップＳ１１において、測定回路４２又はオペレーターが、照度測定ユニット７０の複数の照度センサーＳ２及びＳ３の受光面が光源６１の発光面から下方に測って第１の高さＨ１になるように照度測定ユニット７０を位置合わせし、光源６１から光を照射して、複数の照度センサーＳ２及びＳ３によって照度を測定する。その際に、図４（Ｂ）及び図５（Ｂ）に示すように、照度測定ユニット７０の複数の照度センサーＳ２が測定エリア内に配置される。
【００６８】
ステップＳ１２において、制御回路４３又はオペレーターが、照度測定ユニット７０の所定の照度センサーによって測定される照度（校正された照度）が第１の照度Ｌ１となるときの基準設定値、及び、複数の照度センサーＳ２及びＳ３の受光面を含む測定面内における照度分布に関する情報を格納手段に格納する。以下においては、所定の照度センサーとして、測定エリアの中心に位置する照度センサーＳ２Ａを用いる場合について説明するが、所定の照度センサーとして照度センサーＳ３又は他の照度センサーを用いても良い。
【００６９】
光源６１は、設定値を変更することによって照度をコントロールできるので、測定回路４２は、複数の設定値について光源６１から光を照射して、照度測定ユニット７０の所定の照度センサーＳ２Ａによって照度を測定しても良い。それにより、制御回路４３は、複数の設定値と所定の照度センサーＳ２Ａによって測定された照度との関係を表す設定テーブルＴ０を作成して格納手段に格納する。
【００７０】
設定テーブルＴ０には、所定の照度センサーＳ２Ａによって測定される照度が第１の照度Ｌ１となるときの基準設定値も含まれている。そのような設定テーブルＴ０を作成することにより、ウェハーテストにおいて、設定テーブルＴ０に含まれている複数の照度の内から所望の照度を選択して設定することが可能となる。
【００７１】
また、制御回路４３は、照度測定ユニット７０の所定の照度センサーＳ２Ａの測定照度とその他の照度センサーＳ２の測定照度との関係を表す関係式ｆ０を求めても良い。その際に、測定面内における照度を、照度測定ユニット７０の所定の照度センサーＳ２Ａによって測定される照度及び測定面内の位置の関数として表す関係式ｆ０を求めることが望ましい。その場合には、半導体ウェハー１のイメージセンサーＳ０に対応する位置に照度測定ユニット７０の照度センサーが存在しない場合においても、イメージセンサーＳ０の出力信号の測定値を正確に補正することができる。
【００７２】
そのために、基準設定値を含む少なくとも１つの設定値について、測定エリアの中心位置における照度Ｘに対する基準面内の各位置における照度を表す関係式ｇ０が求められる。例えば、関係式ｇ０は、３次関数である場合に、次式（１）で表される。
ｇ０＝ＡＸ３＋ＢＸ２＋ＣＸ＋Ｄ  ・・・（１）
ここで、Ａ、Ｂ、Ｃは係数である。外部から照度測定ユニット７０に光が入射しない状態においては、Ｘ＝０のときにｇ０＝０となるので、Ｄ＝０として良い。未知の係数が３つある場合には、３つの異なる設定値について測定が行われる。
【００７３】
係数Ａ、Ｂ、Ｃが位置に依存することを考慮して、係数Ａ、Ｂ、Ｃを基準面内の位置（ｘ，ｙ）の関数Ａ（ｘ，ｙ）、Ｂ（ｘ，ｙ）、Ｃ（ｘ，ｙ）として表すと、関係式ｆ０は次式（２）で表される。
ｆ０＝Ａ（ｘ，ｙ）Ｘ３＋Ｂ（ｘ，ｙ）Ｘ２＋Ｃ（ｘ，ｙ）Ｘ  ・・・（２）
ここで、例えば、Ａ（ｘ，ｙ）＝ａｘ２＋ｂｙ２＋ｃｘ＋ｄｙ＋ｅとしても良い。これらの係数ａ、ｂ、ｃ、・・・は、照度分布に関する情報として格納手段に格納される。式（２）により、測定エリアの中心位置における照度Ｘと、基準面内の位置（ｘ，ｙ）とに基づいて、基準面内の各位置における照度（照度分布）を算出することが可能となる。
【００７４】
次に、光源部６０及びプローブカード１０が、照度を測定するための環境にセットされる。ステップＳ１３において、測定回路４２又はオペレーターが、プローブカード１０の照度センサーＳ１の受光面が光源６１の発光面から下方に測って第２の高さＨ２になるようにプローブカード１０を位置合わせし、光源６１から光を照射して、プローブカード１０の照度センサーＳ１によって照度を測定する。その際に、光源６１の設定値は、基準設定値としても良い。
【００７５】
ステップＳ１４において、制御回路４３又はオペレーターが、ステップＳ１１及びＳ１３における測定結果に基づいて、プローブカード１０の照度センサーＳ１によって測定された照度を照度測定ユニット７０の所定の照度センサーＳ２Ａによって測定された照度に換算する換算係数を求める。
【００７６】
例えば、照度センサーＳ１によって測定された照度Ｌを所定の照度センサーＳ２Ａによって測定された第２の照度Ｌ２に換算する関係式ｆ１が求められる。関係式ｆ１は、３次関数である場合に、次式（３）で表される。
ｆ１＝ＥＬ３＋ＦＬ２＋ＧＬ  ・・・（３）
これらの係数Ｅ、Ｆ、Ｇは、換算係数として格納手段に格納される。
【００７７】
次に、光源部６０、プローブカード１０、及び、半導体ウェハー１が、図１〜図３に示す検査装置にセットされ、ウェハーテストが開始される。その際に、制御回路４３は、格納手段に格納されている設定テーブルＴ０を参照することにより、第１の照度Ｌ１に対応する基準設定値を読み出し、測定回路４２に供給する。また、制御回路４３は、格納手段に格納されている関係式ｆ０の係数（照度分布に関する情報）及び関係式ｆ１の係数（換算係数）を読み出しておく。
【００７８】
ステップＳ１５において、測定回路４２が、半導体ウェハー１に形成された複数のイメージセンサーＳ０の受光面が光源６１の発光面から下方に測って第１の高さＨ１になるように半導体ウェハー１を位置合わせし、基準設定値に応じて光源６１から光を照射して、複数のイメージセンサーＳ０の出力信号を測定すると共に、プローブカード１０の照度センサーＳ１によって照度を測定する。
【００７９】
例えば、測定回路４２は、基準設定値を光源６１に出力して、光源６１から照射される光の光度を設定する。また、測定回路４２は、半導体ウェハー１に形成された複数のイメージセンサーＳ０の出力信号を測定するタイミングで、プローブカード１０の照度センサーＳ１によって照度Ｌを測定する。
【００８０】
図６ＢのステップＳ１６において、制御回路４３が、プローブカード１０の照度センサーＳ１によって測定された照度Ｌを、換算係数を用いて第２の照度Ｌ２に換算する。例えば、制御回路４３は、格納手段から読み出された換算係数によって表される関係式ｆ１を用いて、第２の照度Ｌ２（Ｌ２＝ｆ１（Ｌ））を算出する。
【００８１】
ステップＳ１７において、制御回路４３は、換算照度である第２の照度Ｌ２を設定照度である第１の照度Ｌ１と比較して、第２の照度Ｌ２が第１の照度Ｌ１に対して所定の範囲内であるか否かを判定する。第２の照度Ｌ２が第１の照度Ｌ１に対して所定の範囲内であれば処理がステップＳ１８に移行し、第２の照度Ｌ２が第１の照度Ｌ１に対して所定の範囲外であれば処理がステップＳ１９に移行する。
【００８２】
ステップＳ１８において、制御回路４３は、第１の照度Ｌ１又は第２の照度Ｌ２、及び、照度分布に関する情報に基づいて、半導体ウェハー１に形成された複数のイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値を補正する。例えば、制御回路４３は、第１の照度Ｌ１又は第２の照度Ｌ２、及び、イメージセンサーＳ０の位置を関係式ｆ０に代入して、イメージセンサーＳ０の位置における照度を算出し、算出された照度に基づいてイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値を補正する。
【００８３】
ステップＳ１９において、制御回路４３は、第２の照度Ｌ２及び照度分布に関する情報に基づいて、半導体ウェハー１に形成された複数のイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値を補正する。例えば、制御回路４３は、第２の照度Ｌ２及びイメージセンサーＳ０の位置を関係式ｆ０に代入して、イメージセンサーＳ０の位置における照度を算出し、算出された照度に基づいてイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値を補正する。
【００８４】
ステップＳ２０において、制御回路４３は、補正された測定値を規格値と比較することによって、イメージセンサーＳ０の光電変換特性が良好であるか否かを判定する。例えば、格納手段に格納されている規格値データは、上限の規格値及び下限の規格値によって規定される許容範囲を表している。制御回路４３は、補正された測定値が許容範囲内である場合に、そのイメージセンサーＳ０の光電変換特性が良好であると判定し、補正された測定値が許容範囲外である場合に、そのイメージセンサーＳ０の光電変換特性が不良であると判定する。
【００８５】
測定エリア内の複数のセンサーチップの検査が終了すると、測定用ステージ３１が半導体ウェハー１を所定のピッチでステップ移動させることにより、別の複数のセンサーチップの検査が行われる。このように、半導体ウェハー１を所定のピッチでステップ移動させながら複数のセンサーチップの検査を順次繰り返すことによって、半導体ウェハー１に含まれている全てのセンサーチップが検査される。
【００８６】
本実施形態に係る検査方法によれば、ウェハーテストに先立って、照度測定ユニット７０の所定の照度センサーＳ２Ａによって測定される照度が第１の照度Ｌ１となるときの基準設定値が格納され、プローブカード１０に設けられた照度センサーＳ１によって測定された照度を照度測定ユニット７０の所定の照度センサーＳ２Ａによって測定された照度に換算する換算係数が求められる。
【００８７】
また、ウェハーテストにおいて、基準設定値に応じて光源６１から光が照射され、イメージセンサーＳ０の出力信号を測定する際に、プローブカード１０に設けられた照度センサーＳ１によって照度が測定されて、その照度が、換算係数を用いて、イメージセンサーＳ０の受光面を含む面内の所定の位置における第２の照度Ｌ２に換算される。
【００８８】
そして、基準設定値によって設定された第１の照度Ｌ１に対して第２の照度Ｌ２が所定の範囲外である場合には、第２の照度Ｌ２に基づいてイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値が補正されるので、光源６１からイメージセンサーＳ０に照射される光の照度が変化しても、イメージセンサーＳ０の光電変換特性を正確に測定することができる。
【００８９】
また、ウェハーテストに先立って、照度測定ユニット７０の複数の照度センサーＳ２の受光面を含む測定面内における照度分布が測定され、ウェハーテストにおいて、照度分布に基づいてイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値が補正されるので、測定エリアにおける半導体ウェハー１の照度が均一にならない場合でも、測定エリア内のイメージセンサーＳ０の光電変換特性を正確に測定することができる。
【００９０】
次に、本発明の第２の実施形態に係る検査装置について説明する。
本発明の第２の実施形態に係る検査装置は、設定値に応じた光度の光を照射する光源を用いて、半導体ウェハーに形成されたイメージセンサーを検査する装置である。第２の実施形態においては、ウェハーテストにおいて光源から照射される光の照度を測定する照度センサーが、プローブカードではなく、検査対象の半導体ウェハー上に取り付けられる。その他の点に関しては、第２の実施形態は第１の実施形態と同様である。
【００９１】
図７は、本発明の第２の実施形態におけるプローブカードと半導体ウェハーとを対比して示す平面図である。図７（Ａ）は、プローブカード１０ａを示しており、図７（Ｂ）は、半導体ウェハー１ａを示している。図１〜図３及び図７に示すように、この検査装置は、例えば、プローブカード１０ａと、接続部材２０と、オートプローバー（プローバー装置）３０と、テスター（半導体試験装置）４０と、サーバー５０と、光源部６０とを備えている。ただし、テスター４０以外は、オプションとしても良い。
【００９２】
図７（Ｂ）に示すように、例えば、半導体ウェハー１ａの主面の両端部（図中の上端部及び下端部）に２つの照度センサーＳ１Ａ及びＳ１Ｂが取り付けられている。照度センサーＳ１Ａ及びＳ１Ｂの出力端子は、テスター４０（図３）に接続される。また、図７（Ａ）に示すように、プローブカード１０ａの基板１２ａの両端（図中の上端及び下端）に切り欠きが形成されている。それにより、プローブカード１０ａに対して半導体ウェハー１ａが移動しても、照度センサーＳ１Ａ及びＳ１Ｂの内の少なくとも一方が、光源６１から照射される光の照度を測定できるようになっている。
【００９３】
半導体ウェハー１ａに形成されたイメージセンサーＳ０の光電変換特性を測定する際には、複数のセンサーチップに含まれているイメージセンサーＳ０の受光面が、一定の平面に沿って位置合わせされる。そこで、本実施形態においては、その平面を基準面として定義する。
【００９４】
複数の照度センサーを含む照度測定ユニットを、それらの照度センサーの受光面が基準面に沿うように測定用ステージ３１上に配置することにより、基準面内における照度が予め測定される。また、半導体ウェハー１ａ上に取り付けられたプローブカード１０ａの照度センサーＳ１Ａ及びＳ１Ｂによって、照度が予め測定される。あるいは、照度の測定は、光源部６０と、照度測定ユニット又は半導体ウェハー１ａとを、暗箱の中に配置して行っても良い。その場合には、暗箱の中にも、検査装置におけるのと同じ位置関係で、光源６１に対して基準面及び測定エリアが設定される。
【００９５】
格納手段は、半導体ウェハー１ａ上に取り付けられた照度センサーＳ１Ａ及びＳ１Ｂによって測定された照度を基準面内の所定の位置における照度に換算する換算係数を格納している。所定の位置は、例えば、照度測定ユニットの複数の照度センサーの内で、測定エリアの中心に配置された照度センサーの受光面の中心位置とする。
【００９６】
また、格納手段は、基準面内の所定の位置における照度が第１の照度Ｌ１となるときの基準設定値、及び、基準面内における照度分布に関する情報を格納している。それらの換算係数、基準設定値、及び、照度分布に関する情報は、テスター４０の測定回路４２又は制御回路４３に供給される。
【００９７】
図３に示す測定回路４２は、基準設定値に応じて光源６１から光が照射されるときに、受光面が基準面に沿って位置合わせされた複数のイメージセンサーＳ０の出力信号を測定すると共に、半導体ウェハー１ａ上に取り付けられた照度センサーＳ１Ａ又はＳ１Ｂによって照度を測定する。制御回路４３は、照度センサーＳ１Ａ又はＳ１Ｂによって測定された照度を、換算係数を用いて第２の照度Ｌ２に換算する。
【００９８】
制御回路４３は、第２の照度Ｌ２が第１の照度Ｌ１に対して所定の範囲内である場合に、第１の照度Ｌ１又は第２の照度Ｌ２、及び、照度分布に関する情報に基づいて、複数のイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値を補正する。これにより、補正された測定値を表す検査データが生成される。
【００９９】
また、制御回路４３は、第２の照度Ｌ２が第１の照度Ｌ１に対して所定の範囲外である場合に、第２の照度Ｌ２及び照度分布に関する情報に基づいて、複数のイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値を補正する。これにより、補正された測定値を表す検査データが生成される。
【０１００】
本実施形態に係る検査装置によれば、基準設定値に応じて光源６１から光が照射され、受光面が基準面に沿って位置合わせされたイメージセンサーＳ０の出力信号を測定する際に、半導体ウェハー１ａ上に取り付けられた照度センサーＳ１Ａ又はＳ１Ｂによって照度が測定されて、その照度が、予め測定に基づいて求められた換算係数を用いて、基準面内の所定の位置における第２の照度Ｌ２に換算される。
【０１０１】
そして、基準設定値によって設定された第１の照度Ｌ１に対して第２の照度Ｌ２が所定の範囲外である場合には、第２の照度Ｌ２に基づいてイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値が補正されるので、光源６１からイメージセンサーＳ０に照射される光の照度が変化しても、イメージセンサーＳ０の光電変換特性を正確に測定することができる。
【０１０２】
また、予め測定された基準面内における照度分布に基づいてイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値が補正されるので、測定エリアにおける半導体ウェハー１ａの照度が均一にならない場合でも、測定エリア内のイメージセンサーＳ０の光電変換特性を正確に測定することができる。
【０１０３】
次に、本発明の第２の実施形態に係る検査装置を用いる検査方法について、図１〜図５、及び、図７〜図８Ｂを参照しながら説明する。
図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る検査方法を示すフローチャートである。この検査方法は、設定値に応じた光度の光を照射する光源６１と、複数の照度センサーＳ２を含む照度測定ユニット７０とを用いて、半導体ウェハー１ａに形成された複数のイメージセンサーＳ０を検査する方法である。
【０１０４】
図８ＡのステップＳ２１〜Ｓ２２は、図６ＡのステップＳ１１〜Ｓ１２と同様である。ただし、第２の実施形態においては、照度測定ユニット７０において照度センサーＳ３（図４（Ｂ））を設ける必要はない。次に、光源部６０、プローブカード１０ａ、及び、半導体ウェハー１ａが、図１〜図３に示す検査装置にセットされる。
【０１０５】
図８ＡのステップＳ２３において、測定回路４２又はオペレーターが、半導体ウェハー１ａに形成された複数のイメージセンサーＳ０の受光面が光源６１の発光面から下方に測って第１の高さＨ１になるように半導体ウェハー１ａを位置合わせし、光源６１から光を照射して、半導体ウェハー１ａ上に取り付けられた照度センサーＳ１Ａ及びＳ１Ｂによって照度を測定する。その際に、光源６１の設定値は、基準設定値としても良い。このとき、半導体ウェハー１ａ上に取り付けられた照度センサーＳ１Ａ及びＳ１Ｂの受光面は、光源６１の発光面から下方に測って第２の高さＨ２になる（Ｈ２＜Ｈ１）。
【０１０６】
ステップＳ２４において、制御回路４３又はオペレーターが、ステップＳ２１及びＳ２３における測定結果に基づいて、半導体ウェハー１ａ上に取り付けられた照度センサーＳ１Ａ及びＳ１Ｂによって測定された照度を照度測定ユニット７０の所定の照度センサーＳ２Ａによって測定された照度に換算する換算係数を求める。
【０１０７】
例えば、照度センサーＳ１Ａによって測定された照度Ｌを所定の照度センサーＳ２Ａによって測定された第２の照度Ｌ２に換算する関係式ｆ１Ａ、及び、照度センサーＳ１Ｂによって測定された照度Ｌを所定の照度センサーＳ２Ａによって測定された第２の照度Ｌ２に換算する関係式ｆ１Ｂが求められる。関係式ｆ１Ａ及びｆ１Ｂは、３次関数である場合に、次式（４）及び（５）で表される。
ｆ１Ａ＝ＱＬ３＋ＲＬ２＋ＳＬ  ・・・（４）
ｆ１Ｂ＝ＴＬ３＋ＵＬ２＋ＶＬ  ・・・（５）
これらの係数Ｑ、Ｒ、Ｓ、・・・は、換算係数として格納手段に格納される。
【０１０８】
次に、ウェハーテストが開始される。その際に、制御回路４３は、格納手段に格納されている設定テーブルＴ０を参照することにより、第１の照度Ｌ１に対応する基準設定値を読み出し、測定回路４２に供給する。また、制御回路４３は、格納手段に格納されている関係式ｆ０の係数（照度分布に関する情報）、及び、関係式ｆ１Ａ及びｆ１Ｂの係数（換算係数）を読み出しておく。
【０１０９】
ステップＳ２５において、測定回路４２が、基準設定値に応じて光源６１から光を照射して、複数のイメージセンサーＳ０の出力信号を測定すると共に、半導体ウェハー１ａ上に取り付けられた照度センサーＳ１Ａ又はＳ１Ｂによって照度を測定する。
【０１１０】
例えば、測定回路４２は、基準設定値を光源６１に出力して、光源６１から照射される光の照度を設定する。また、測定回路４２は、半導体ウェハー１ａに形成された複数のイメージセンサーＳ０の出力信号を測定するタイミングで、半導体ウェハー１ａ上に取り付けられた照度センサーＳ１Ａ又はＳ１Ｂによって照度Ｌを測定する。
【０１１１】
図８ＢのステップＳ２６において、制御回路４３は、半導体ウェハー１ａ上に取り付けられた照度センサーＳ１Ａ又はＳ１Ｂによって測定された照度Ｌを、換算係数を用いて第２の照度Ｌ２に換算する。例えば、制御回路４３は、格納手段から読み出された換算係数によって表される関係式ｆ１Ａを用いて、第２の照度Ｌ２（Ｌ２＝ｆ１Ａ（Ｌ））を算出する。あるいは、制御回路４３は、格納手段から読み出された換算係数によって表される関係式ｆ１Ｂを用いて、第２の照度Ｌ２（Ｌ２＝ｆ１Ｂ（Ｌ））を算出する。
【０１１２】
ステップＳ２７において、制御回路４３が、換算照度である第２の照度Ｌ２を設定照度である第１の照度Ｌ１と比較して、第２の照度Ｌ２が第１の照度Ｌ１に対して所定の範囲内であるか否かを判定する。第２の照度Ｌ２が第１の照度Ｌ１に対して所定の範囲内であれば処理がステップＳ２８に移行し、第２の照度Ｌ２が第１の照度Ｌ１に対して所定の範囲外であれば処理がステップＳ２９に移行する。
【０１１３】
ステップＳ２８において、制御回路４３は、第１の照度Ｌ１又は第２の照度Ｌ２、及び、照度分布に関する情報に基づいて、半導体ウェハー１ａに形成された複数のイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値を補正する。例えば、制御回路４３は、第１の照度Ｌ１又は第２の照度Ｌ２、及び、イメージセンサーＳ０の位置を関係式ｆ０に代入して、イメージセンサーＳ０の位置における照度を算出し、算出された照度に基づいてイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値を補正する。
【０１１４】
ステップＳ２９において、制御回路４３は、第２の照度Ｌ２及び照度分布に関する情報に基づいて、半導体ウェハー１ａに形成された複数のイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値を補正する。例えば、制御回路４３は、第２の照度Ｌ２及びイメージセンサーＳ０の位置を関係式ｆ０に代入して、イメージセンサーＳ０の位置における照度を算出し、算出された照度に基づいてイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値を補正する。
【０１１５】
ステップＳ３０において、制御回路４３は、補正された測定値を規格値と比較することによって、イメージセンサーＳ０の光電変換特性が良好であるか否かを判定する。例えば、格納手段に格納されている規格値データは、上限の規格値及び下限の規格値によって規定される許容範囲を表している。制御回路４３は、補正された測定値が許容範囲内である場合に、そのイメージセンサーＳ０の光電変換特性が良好であると判定し、補正された測定値が許容範囲外である場合に、そのイメージセンサーＳ０の光電変換特性が不良であると判定する。
【０１１６】
測定エリア内の複数のセンサーチップの検査が終了すると、測定用ステージ３１が半導体ウェハー１ａを所定のピッチでステップ移動させることにより、別の複数のセンサーチップの検査が行われる。その際に、半導体ウェハー１ａ上に取り付けられた照度センサーＳ１Ａ及びＳ１Ｂも移動するので、ステップＳ２３〜Ｓ３０が繰り返して実行される。このように、半導体ウェハー１ａを所定のピッチでステップ移動させながら複数のセンサーチップの検査を順次繰り返すことによって、半導体ウェハー１ａに含まれている所定数のセンサーチップが検査される。
【０１１７】
本実施形態に係る検査方法によれば、ウェハーテストに先立って、照度測定ユニット７０の所定の照度センサーＳ２Ａによって測定される照度が第１の照度Ｌ１となるときの基準設定値が格納され、半導体ウェハー１ａ上に取り付けられた照度センサーＳ１Ａ及びＳ１Ｂによって測定された照度を照度測定ユニット７０の所定の照度センサーＳ２Ａによって測定された照度に換算する換算係数が求められる。
【０１１８】
また、ウェハーテストにおいて、基準設定値に応じて光源６１から光が照射され、イメージセンサーＳ０の出力信号を測定する際に、半導体ウェハー１ａ上に取り付けられた照度センサーＳ１Ａ又はＳ１Ｂによって照度が測定されて、その照度が、換算係数を用いて、イメージセンサーＳ０の受光面を含む面内の所定の位置における第２の照度Ｌ２に換算される。
【０１１９】
そして、基準設定値によって設定された第１の照度Ｌ１に対して第２の照度Ｌ２が所定の範囲外である場合には、第２の照度Ｌ２に基づいてイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値が補正されるので、光源６１からイメージセンサーＳ０に照射される光の照度が変化しても、イメージセンサーＳ０の光電変換特性を正確に測定することができる。
【０１２０】
また、ウェハーテストに先立って、照度測定ユニット７０の複数の照度センサーＳ２の受光面を含む測定面内における照度分布が測定され、ウェハーテストにおいて、照度分布に基づいてイメージセンサーＳ０の出力信号の測定値が補正されるので、測定エリアにおける半導体ウェハー１ａの照度が均一にならない場合でも、測定エリア内のイメージセンサーＳ０の光電変換特性を正確に測定することができる。
【０１２１】
上記の実施形態においては、プローブカード又は半導体ウェハーに取り付けられた１つの照度センサーの測定結果を用いる場合について説明したが、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、プローブカード又は半導体ウェハーに取り付けられた複数の照度センサーの測定結果を用いて、それらの測定結果を相互に補正する場合においても利用可能であり、当該技術分野において通常の知識を有する者によって、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。
【符号の説明】
【０１２２】
１、１ａ…半導体ウェハー、１０、１０ａ…プローブカード、１１…プローブ針、１２、１２ａ…基板、２０…接続部材、３０…オートプローバー、３１…測定用ステージ、３２…ウェハー搬送ステージ、３３…ウェハーカセット設置部、４０…テスター、４１…クロック信号生成回路、４２…測定回路、４３…制御回路、４４…格納部、５０…サーバー、６０…光源部、６１…光源、６２…支持部材、７０…照度測定ユニット、Ｓ０…イメージセンサー、Ｓ１、Ｓ１Ａ、Ｓ１Ｂ、Ｓ２、Ｓ２Ａ、Ｓ３…照度センサー
【図１】
2016100545.tif 000003
【図２】
2016100545.tif 000004
【図３】
2016100545.tif 000005
【図４】
2016100545.tif 000006
【図５】
2016100545.tif 000007
【図６Ａ】
2016100545.tif 000008
【図６Ｂ】
2016100545.tif 000009
【図７】
2016100545.tif 000010
【図８Ａ】
2016100545.tif 000011
【図８Ｂ】
2016100545.tif 000012