特許 7101577 検査方法及び検査システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-07

(45)【発行日】2022-07-15

(54)【発明の名称】検査方法及び検査システム

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/66 20060101AFI20220708BHJP

   G01R 31/28 20060101ALI20220708BHJP

【ＦＩ】

H01L21/66 B

H01L21/66 X

G01R31/28 K

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2018177401

(22)【出願日】2018-09-21

(65)【公開番号】P2020047889

(43)【公開日】2020-03-26

【審査請求日】2021-04-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000153018

【氏名又は名称】株式会社日本マイクロニクス

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100095500

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 正和

(74)【代理人】

【識別番号】100070024

【弁理士】

【氏名又は名称】松永 宣行

(72)【発明者】

【氏名】新井 治

(72)【発明者】

【氏名】神谷 浩

【審査官】安田 雅彦

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第７０２４０６６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１１－２４２２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４２２１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１３－００４２２２５（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２５９８４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許第６０７５５９２（ＵＳ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０６９４２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６６

Ｇ０１Ｒ ３１／２６ －３１／３１９３

Ｇ０１Ｒ １／０６７－ １／０７３

Ｈ０１Ｌ ２１／６７ －２１／６８７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電気信号が伝搬する電気信号端子及び光信号が伝搬する光信号端子を有する半導体素子が形成された被検査体の検査方法であって、
前記半導体素子の前記電気信号端子と電気接続子を電気的に接続すると共に、前記半導体素子の前記光信号端子と光接続子を光学的に接続するステップと、
前記被検査体に形成されたモニタ用素子について、入力したテスト入力信号に応答して出力されるテスト光出力信号を前記被検査体の位置及び傾きの条件を調整しながら測定し、前記テスト光出力信号の光強度が所定の判定値以上である条件を検査条件として抽出するステップと、
前記検査条件において前記半導体素子を検査するステップと
を含むことを特徴とする検査方法。

【請求項2】

条件を調整しながら測定した中で前記テスト光出力信号の光強度が最大である条件を前記検査条件とすることを特徴とする請求項１に記載の検査方法。

【請求項3】

前記検査条件において複数の前記半導体素子を同時に検査することを特徴とする請求項１又は２に記載の検査方法。

【請求項4】

前記モニタ用素子が、前記被検査体の前記半導体素子の形成された領域の残余の領域に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検査方法。

【請求項5】

前記モニタ用素子が光導波路であることを特徴とする請求項４に記載の検査方法。

【請求項6】

前記モニタ用素子が、前記被検査体に形成された複数の前記半導体素子から選択されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の検査方法。

【請求項7】

前記被検査体を分割したブロックのそれぞれについて前記モニタ用素子を配置し、前記ブロックごとに前記半導体素子を検査することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の検査方法。

【請求項8】

前記電気接続子及び前記光接続子が配置されたプローブカードを用いて、前記半導体素子の前記電気信号端子と前記電気接続子を電気的に接続させ、かつ前記半導体素子の前記光信号端子と前記光接続子を光学的に接続させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の検査方法。

【請求項9】

前記被検査体が搭載され、前記被検査体の位置及び傾きを調整するプローバを用いて、前記半導体素子の前記電気信号端子と前記電気接続子を電気的に接続すると共に、前記半導体素子の前記光信号端子と前記光接続子を光学的に接続することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の検査方法。

【請求項10】

電気信号が伝搬する電気信号端子及び光信号が伝搬する光信号端子を含む信号端子群を有する半導体素子が形成された被検査体の検査に使用される検査システムであって、
前記半導体素子の前記電気信号端子と電気的に接続される電気接続子、及び前記半導体素子の前記光信号端子と光学的に接続される光接続子を含む接続子群が配置されたプローブカードと、
前記被検査体が搭載され、前記接続子群が前記半導体素子の前記信号端子群と接続するように、前記被検査体の位置及び傾きを調整するプローバと、
前記接続子群を介して伝搬される電気信号及び光信号によって前記半導体素子の特性を検査するテスタと
を備え、
前記プローバによって前記被検査体の位置及び傾きの条件を調整しながら、前記被検査体に形成されたモニタ用素子について、入力したテスト入力信号に応答して出力されるテスト光出力信号を測定し、前記テスト光出力信号の光強度が所定の判定値以上である条件を検査条件として抽出し、
前記検査条件において前記半導体素子を検査する
ことを特徴とする検査システム。

【請求項11】

条件を調整しながら測定した中で前記テスト光出力信号の光強度が最大である条件を前記検査条件とすることを特徴とする請求項１０に記載の検査システム。

【請求項12】

前記検査条件において複数の前記半導体素子を同時に検査することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の検査システム。

【請求項13】

前記モニタ用素子が、前記被検査体の前記半導体素子の形成された領域の残余の領域に形成され、
前記プローブカードに、前記テスト入力信号が伝搬するテスト入力用接続子と前記テスト光出力信号が伝搬するテスト出力用接続子が配置されている
ことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の検査システム。

【請求項14】

前記モニタ用素子が光導波路であることを特徴とする請求項１３に記載の検査システム。

【請求項15】

前記モニタ用素子が、前記被検査体に形成された複数の前記半導体素子から選択されることを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の検査システム。

【請求項16】

前記テスタが、
前記半導体素子の電気特性を検査する電気特性検査ユニットと、
前記半導体素子の光学特性を検査する光学特性検査ユニットと
を備え、
前記電気特性検査ユニット及び前記光学特性検査ユニットの少なくともいずれかが、前記モニタ用素子に前記テスト入力信号を入力し、
前記光学特性検査ユニットが、前記モニタ用素子から出力される前記テスト光出力信号の光強度を検査する
ことを特徴とする請求項１５に記載の検査システム。

【請求項17】

前記プローバが、
前記被検査体が搭載されるステージと、
前記ステージの前記被検査体を搭載する搭載面の位置及び傾斜角を調整する調整機構と
を備えることを特徴とする請求項１０乃至１６のいずれか１項に記載の検査システム。

【請求項18】

前記プローバの前記被検査体の裏面と対向する搭載面に、前記被検査体の裏面に配置された信号端子と接続する接続子が配置されていることを特徴とする請求項１０乃至１７のいずれか１項に記載の検査システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被検査体の特性の検査に使用される検査方法及び検査システムに関する。

【背景技術】

【0002】

シリコンフォトニクス技術を用いて、電気信号が伝搬する電気回路と光信号が伝搬する光回路を有する半導体素子（以下、「光デバイス」という。）がシリコン基板などに形成される。光デバイスの特性をウェハ状態で検査するために、光信号を伝搬する光ファイバなどが使用されている。

【0003】

例えば、プローブ本体に保持した光ファイバの先端を近接させて検査対象の特性を取得する方法が開示されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】米国特許出願公開第２００６／０００８２２６Ａ１号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来の検査では、検査対象から出力される光信号の特性について十分な確認がされていない。このため、検査に要求される測定精度が得られていないという問題があった。

【0006】

上記問題点に鑑み、本発明は、光デバイスが形成された被検査体の測定精度を向上できる検査方法及び検査システム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】

【0007】

本発明の一態様によれば、半導体素子の電気信号端子と電気接続子を電気的に接続すると共に、半導体素子の光信号端子と光接続子を光学的に接続するステップと、被検査体に形成されたモニタ用素子について、入力したテスト入力信号に応答して出力されるテスト光出力信号を被検査体の位置及び傾きの条件を調整しながら測定し、テスト光出力信号の光強度が所定の判定値以上である条件を検査条件として抽出するステップと、検査条件において半導体素子を検査するステップとを含む検査方法が提供される。

【0008】

本発明の他の態様によれば、半導体素子の電気信号端子と電気的に接続される電気接続子、及び半導体素子の光信号端子と光学的に接続される光接続子を含む接続子群が配置されたプローブカードと、被検査体が搭載され、接続子群が半導体素子の信号端子群と接続するように、被検査体の位置及び傾きを調整するプローバと、接続子群を介して伝搬される電気信号及び光信号によって半導体素子の特性を検査するテスタとを備え、プローバによって被検査体の位置及び傾きの条件を調整しながら、被検査体に形成されたモニタ用素子について入力したテスト入力信号に応答して出力されるテスト光出力信号を測定し、テスト光出力信号の光強度が所定の判定値以上である条件を検査条件として抽出し、検査条件において半導体素子を検査する検査システムが提供される。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、光デバイスが形成された被検査体の測定精度を向上できる検査方法及び検査システムを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る検査方法を説明するためのフローチャートである。

【図2】本発明の第１の実施形態に係る検査システムの構成を示す模式図である。

【図3】本発明の第１の実施形態に係る検査方法に使用するモニタ用素子の例を示す模式図である。

【図4】本発明の第１の実施形態に係る検査方法により検査条件を抽出する例を説明するための模式図である。

【図5】本発明の第１の実施形態に係る検査方法により検査条件を抽出する他の例を説明するためのフローチャートである。

【図6】本発明の第１の実施形態に係る検査システムにより光デバイスを検査する方法の例を説明するための模式図である。

【図7】本発明の第１の実施形態に係る検査方法の変形例を説明するための被検査体の模式的な平面図である。

【図8】図７に示した被検査体の検査方法を説明するためのフローチャートである。

【図9】本発明の第１の実施形態の変形例に係る検査システムの構成を示す模式図である。

【図10】本発明の第２の実施形態に係る検査システムの構成を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各部の厚みの比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。以下に示す実施形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の実施形態は、構成部品の材質、形状、構造、配置などを下記のものに特定するものでない。

【0012】

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る検査方法は、電気信号が伝搬する電気信号端子及び光信号が伝搬する光信号端子を含む信号端子群を有する半導体素子（光デバイス）が形成された被検査体の検査に使用される。第１の実施形態に係る検査方法は、図１に示すように、被検査体をプローバに搭載するステップＳ１０と、初期位置合わせをするステップＳ２０と、高精度位置合わせをするステップＳ３０と、光デバイスを検査するステップＳ４０を含む。

【0013】

「初期位置合わせ」では、被検査体の信号端子と検査システムの接続子とを、一定の位置精度でおよその位置合わせをする。「高精度位置合わせ」では、所定の測定精度が得られるように、初期位置合わせよりも高い位置精度で光デバイスの信号端子と接続子を接続させる。

【0014】

第１の実施形態に係る検査方法は、例えば図２に示す検査システムによって実行可能である。このため、検査方法の詳細を説明する前に、図２に示した検査システムについて説明する。

【0015】

図２に示す検査システムは、プローブカード１０、プローバ２０、テスタ３０、制御装置４０を備え、被検査体１００に形成された光デバイス１１０をウェハ状態で検査するために使用される。図２に示した例では、光デバイス１１０が、入射光の周波数や位相などの性質を変化させる光変調素子１１１と、入射光を検出する光検出素子１１２を含む。

【0016】

プローブカード１０には、電気接続子５０及び光接続子６０を含む接続子群が配置されている。電気接続子５０は、被検査体１００に形成された光デバイス１１０の電気信号端子と電気的に接続される。光接続子６０は、光デバイス１１０との間で光信号が伝搬するように、光デバイス１１０の光信号端子と光学的に接続される。光学的に接続することにより、光デバイス１１０の光信号端子と光接続子６０との間で光信号が伝搬する。通常、光信号端子と光接続子６０とは非接触である。例えば、光デバイス１１０の光信号端子と、この光信号端子に近接して配置された光接続子６０との間で光信号が伝搬する。光信号端子と接触する光接続子６０を使用してもよい。

【0017】

電気接続子５０には、導電性の材料からなるプローブなどが好適に使用される。例えば、カンチレバー形のプローブやその他の形態のプローブが電気接続子５０に用いられ、プローブの先端が光デバイス１１０の電気信号端子と接続される。電気接続子５０に接続する電気配線７１１、７２１が、プローブカード１０の内部に配置されている。

【0018】

光接続子６０には、光ファイバなどが使用される。例えば、プローブカード１０を貫通する光導波路部品８１～８３に光ファイバを使用する。そして、これらの光ファイバの先端部を、レンズ加工や研磨などの端末処理を施して光接続子６０とする。このように、光デバイス１１０の光信号端子に先端部を近接させる光接続子６０を、光導波路部品８１～８３と一体化してもよい。なお、光ファイバ以外の光導波路を有する光学部品を光接続子６０や光導波路部品８１～８３に用いてもよいことはもちろんである。

【0019】

図２に示したプローブカード１０は、カード側アライメントマーク１５、テスト入力用接続子６１及びテスト出力用接続子６２を更に備える。テスト入力用接続子６１及びテスト出力用接続子６２は、光接続子６０と同様の構成である。テスト入力用接続子６１は光導波路部品８４を介してテスタ３０に接続され、テスト出力用接続子６２は光導波路部品８５を介してテスタ３０に接続される。カード側アライメントマーク１５、テスト入力用接続子６１及びテスト出力用接続子６２の詳細については後述する。

【0020】

プローブカード１０には、光デバイス１１０に電気信号を入力させるドライバ１１と、光デバイス１１０から出力される電気信号を増幅する増幅器１２が配置されている。

【0021】

プローバ２０は、被検査体１００が搭載されるステージ２１と、ステージ２１の被検査体１００が搭載される搭載面の位置及び傾斜角を調整する調整機構２２を備える。プローブカード１０に配置された接続子群のそれぞれと光デバイス１１０の信号端子群が接続するように、ステージ２１に搭載された被検査体１００の位置及び傾きが調整機構２２によって調整される。調整機構２２は、ステージ２１の搭載面と同一平面レベルの位置（ｘ方向、ｙ方向）、高さ（ｚ方向）、搭載面の面法線を中心軸とする回転方向、及び搭載面の傾きを調整する機能を備える。

【0022】

テスタ３０は、プローブカード１０の接続子群を介して伝搬される電気信号及び光信号によって、光デバイス１１０の特性を検査する。テスタ３０は、光デバイス１１０の電気特性を検査する電気特性検査ユニット３１と、光デバイス１１０の光学特性を検査する光学特性検査ユニット３２を備える。

【0023】

電気特性検査ユニット３１は、検査に必要な電気信号を出力する電気信号発生器３１１と、電気信号に基づいて電気特性を検査する電気信号検査装置３１２を備える。

【0024】

電気信号発生器３１１は、光デバイス１１０を駆動させるための駆動信号を出力する。駆動信号は、電気配線７１２を経由してドライバ１１に入力する。そして、ドライバ１１から、電気配線７１１及び電気接続子５０を経由して、駆動信号が光デバイス１１０の電気信号端子に入力する。

【0025】

光デバイス１１０の電気信号端子から出力された出力信号は、電気接続子５０及び電気配線７２１を経由して増幅器１２に入力する。そして、増幅器１２によって増幅された出力信号が、電気配線７２２を経由して電気信号検査装置３１２に入力する。電気信号検査装置３１２は、出力信号が所定の規格値を満足するか否かを検査する。

【0026】

光学特性検査ユニット３２は、検査に必要な光信号を出力する光信号発生器３２１、光源３２２、及び、光信号に基づいて光学特性を検査する光信号検査装置３２３を備える。光源３２２から出射された光は、光導波路部品８２及び光接続子６０を経由して、光デバイス１１０の光信号端子に入射される。光源３２２には、発光ダイオード（ＬＥＤ）や半導体レーザなどが使用される。光信号発生器３２１及び光信号検査装置３２３は、光接続子６０に接続する光導波路部品８１、８２を介して光デバイス１１０の光信号端子と光結合される。光信号検査装置３２３は、光デバイス１１０の光信号端子から出力される光信号が所定の規格値を満足するか否かを検査する。

【0027】

テスタ３０は、電気信号検査装置３１２により得られた検査結果と、光信号検査装置３２３により得られた検査結果の両方が規定を満たす場合に、光デバイス１１０が良品であると判定する。検査内容に応じて、パワーメータ、電流計、電圧計、ファー・フィールド・パターン（ＦＦＰ）測定装置などがテスタ３０に使用される。

【0028】

制御装置４０は、プローバ２０及びテスタ３０を制御する。即ち、制御装置４０によってプローバ２０の調整機構２２が制御され、プローブカード１０の接続子群と光デバイス１１０の信号端子群が接続する。そして、制御装置４０の制御によって、テスタ３０から電気信号及び光信号が出力され、光デバイス１１０から出力された電気信号及び光信号に基づいて光デバイス１１０の特性がテスタ３０で評価される。

【0029】

図２に示すように、被検査体１００には、ウェハ側アライメントマーク１５０及びモニタ用素子１６０が形成されている。後述するように、ウェハ側アライメントマーク１５０は初期位置合わせに使用され、モニタ用素子１６０は高精度位置合わせに使用される。

【0030】

以下に、図１を参照して、図２に示した検査システムを用いた被検査体１００の検査方法を説明する。

【0031】

先ず、図１のステップＳ１０において、被検査体１００をプローバ２０のステージ２１の搭載面に搭載する。そして、ステップＳ２０において初期位置合わせを行う。即ち、位置合わせ用カメラなどを用いて、カード側アライメントマーク１５とウェハ側アライメントマーク１５０を認識する。そして、ウェハ側アライメントマーク１５０をカード側アライメントマーク１５に合わせるように、調整機構２２によってステージ２１の位置を調整する。このように、光学的手法を用いた目視などによって初期位置合わせを実行可能である。

【0032】

ステップＳ２０における初期位置合わせによって、プローブカード１０の電気接続子５０を光デバイス１１０の電気信号端子と電気的に接続させると共に、プローブカード１０の光接続子６０を光デバイス１１０の光信号端子と光学的に接続させる。例えば、プローブカード１０の接続子群のそれぞれが、被検査体１００に形成された複数の光デバイス１１０の信号端子群に接続するように、プローバ２０によって被検査体１００の位置及び傾きを調整する。

【0033】

次いで、ステップＳ３０において、高精度位置合わせを行う。先ず、ステップＳ３１において、被検査体１００の位置や傾きを調整しながら、被検査体１００に形成されたモニタ用素子１６０にテスト入力信号を入力して、モニタ用素子１６０から出力されるテスト光出力信号を測定する。即ち、モニタ用素子１６０に、光導波路部品８４及びテスト入力用接続子６１を介して、テスタ３０からテスト入力信号を入力する。このテスト入力信号に応答して、モニタ用素子１６０からテスト光出力信号が出力される。テスト光出力信号は、テスト出力用接続子６２及び光導波路部品８５を介して、テスタ３０に入力する。

【0034】

モニタ用素子１６０には、例えば図３に示すような光導波路Ｒを備える構成を採用する。テスト入力用接続子６１から出力された光信号のテスト入力信号Ｌ１は、モニタ用素子１６０の一方の端面から入射される。テスト入力信号Ｌ１は光導波路Ｒを通過し、モニタ用素子１６０の他方の端面からテスト光出力信号Ｌ２が出射される。光信号のテスト光出力信号Ｌ２は、テスト出力用接続子６２によって受光される。

【0035】

なお、テスト出力用接続子６２の光導波路Ｒのコア径Ｄ６２は、モニタ用素子１６０の光導波路Ｒのコア径Ｄ１６０よりも十分に大きくしておく。テスト入力用接続子６１の光導波路のコア径Ｄ６１は、光導波路Ｒのコア径Ｄ１６０と同程度でよい。

【0036】

モニタ用素子１６０から出力されたテスト光出力信号の光強度は、光学特性検査ユニット３２によって測定される。例えば、光信号検査装置３２３の有するパワーメータによって、テスト光出力信号の光強度を測定する。ステップＳ３１では、プローブカード１０の接続子群と接続する際の被検査体１００の位置や傾きの条件（以下において「接続条件」という）を調整しながら、テスト光出力信号を複数回にわたって測定する。被検査体１００の位置や傾きは、制御装置４０の制御によって、プローバ２０の調整機構２２により調整される。

【0037】

そして、ステップＳ３２において、テスト光出力信号の光強度が所定の判定値以上である接続条件を検査条件として抽出する。検査条件を抽出する方法は後述する。その後、処理はステップＳ４０に進む。

【0038】

ステップＳ４０において、制御装置４０がテスタ３０を制御して、検査条件において光デバイス１１０を検査する。このとき、複数の光デバイス１１０を同時に検査してもよい。その後、処理を終了する。

【0039】

以下に、検査条件を抽出する方法の例を説明する。ここでは、離間した位置にそれぞれ配置された複数のモニタ用素子１６０を用いて高精度位置合わせを行う方法を説明する。例えば、図４に示すように、平面視で円形状の被検査体１００において直交する線上の４箇所にモニタ用素子１６０Ａ～１６０Ｄを配置する。

【0040】

最初にテスト光出力信号を測定した際の、モニタ用素子１６０Ａの搭載面と平行な平面レベルの座標（以下、「平面座標」という。）を、平面座標の原点（０、０）とする。そして、調整機構２２の調整の公差がｘ方向についてＡ、ｙ方向についてＢである場合、以下の８つの平面座標においてモニタ用素子１６０Ａのテスト光出力信号の測定を行う：
（＋Ａ、０）、（－Ａ、０）、（０、＋Ｂ）、（０、－Ｂ）、（＋Ａ、＋Ｂ）、（＋Ａ、－Ｂ）、（－Ａ、＋Ｂ）、（－Ａ、－Ｂ）。

【0041】

そして、原点（０、０）と合わせて９つの平面座標での測定結果から、テスト光出力信号が最大強度である平面座標を「最適座標」とする。

【0042】

次に、最適座標に固定した状態で、モニタ用素子１６０Ｂについてテスト光出力信号の測定を行う。ここで、最初の測定での方向条件を起点（０、０）として、調整機構２２の調整の回転方向の公差がθ、搭載面の傾きの公差がＳであるとして、以下の８つの方向条件についてモニタ用素子１６０Ｂのテスト光出力信号の測定を行う：
（０、０）、（＋θ、０）、（－θ、０）、（０、＋Ｓ）、（０、－Ｓ）、（＋θ、＋Ｓ）、（＋θ、－Ｓ）、（－θ、＋Ｓ）、（－θ、－Ｓ）。

【0043】

そして、起点（０、０）と合わせて９つの方向条件での測定結果から、テスト光出力信号が最大強度である方向条件を「最適方向」とする。

【0044】

その後、モニタ用素子１６０Ｃ及びモニタ用素子１６０Ｄについて、先ず最適座標と最適方向でテスト光出力信号の測定を行う。そして、モニタ用素子１６０Ａとモニタ用素子１６０Ｂをつなぐ線を軸として、搭載面の傾きを＋Ｓと－Ｓだけそれぞれ傾けた２方向について、モニタ用素子１６０Ｃ及びモニタ用素子１６０Ｄのテスト光出力信号の測定を行う。合計で３方向の測定結果から、モニタ用素子１６０Ｃとモニタ用素子１６０Ｄの測定結果が同等になった傾きを「最適傾き」とする。以上により、検査条件が抽出される。

【0045】

上記では、複数の測定結果の中でテスト光出力信号の光強度が最大である接続条件を検査条件として抽出する例を説明した。これに対し、テスト光出力信号の光強度が所定の判定値以上である接続条件を検査条件として抽出してもよい。この抽出方法を、図５を参照して説明する。

【0046】

図５に示したステップＳ３１では、ステップＳ３１１において、被検査体１００に形成されたモニタ用素子１６０にテスト入力信号を入力する。このテスト入力信号に応答してモニタ用素子１６０から出力されるテスト光出力信号が、テスタ３０に入力する。

【0047】

次いで、ステップＳ３１２において、モニタ用素子１６０から出力されたテスト光出力信号の光強度が光学特性検査ユニット３２によって測定される。例えば、光信号検査装置３２３の有するパワーメータによって、テスト光出力信号の光強度を測定する。

【0048】

そして、ステップＳ３１３において、光学特性検査ユニット３２が、テスト光出力信号の光強度が所定の判定値以上であるか否かを判定する。光強度が判定値以上である場合には、処理はステップＳ３２０に進む。

【0049】

一方、光強度が判定値よりも低い場合には、ステップＳ３１４に進み、制御装置４０がプローバ２０を制御して、被検査体１００の位置や傾きを調整する。その後、処理はステップＳ３１１に戻り、新たな接続条件でテスト光出力信号が測定される。

【0050】

図１のステップＳ３２に対応するステップＳ３２０において、テスト光出力信号の光強度が所定の判定値以上である場合の被検査体１００の位置や傾きを、検査条件として抽出する。その後、図１に示したステップＳ４０に処理が進む。

【0051】

図５を参照して説明した高精度位置合わせでは、モニタ用素子１６０から出力されるテスト光出力信号の光強度が所定の判定値以上になるまで、被検査体１００の位置や傾きを調整しながら、テスト入力信号の入力とテスト光出力信号の光強度の判定が繰り返される。テスト光出力信号の光強度の判定値は、測定結果が検査に必要な測定精度で得られるように設定される。なお、判定値以上の光強度のうち最大強度の得られる接続条件を検査条件としてもよいことはもちろんである。

【0052】

上記のように、図２に示した検査システムを用いた検査方法では、高精度位置合わせにおいて、プローブカード１０の接続子群と被検査体１００を接続させる際の接続条件を変化させながらテスト光出力信号の測定を繰り返し、検査条件が見出される。その後、検査条件において被検査体１００の光デバイス１１０について検査が行われる。これにより、光デバイス１１０について、測定精度の高い検査を行うことができる。

【0053】

なお、上記ではモニタ用素子１６０が光導波路である例を示した。しかし、モニタ用素子１６０が単なる光導波路ではなくてもよい。例えば、電気信号もしくは光信号、又は電気信号と光信号の両方が入力して、光信号を出力するモニタ用素子１６０を使用してもよい。即ち、電気特性検査ユニット３１及び光学特性検査ユニット３２の少なくともいずれかが、モニタ用素子１６０にテスト入力信号を入力する。そして、光学特性検査ユニット３２が、モニタ用素子１６０から出力されるテスト光出力信号の光強度を検査する。

【0054】

光変調素子１１１の検査方法の例を、図６を参照して説明する。電気信号発生器３１１から出力された電気信号をドライバ１１に入力し、続けて光源３２２からの連続発振光を光変調素子１１１の光信号端子Ｐ１３に光接続子６０ｂを介して入力する。それと同時に、ドライバ１１からの駆動信号を、電気接続子５０ａを介して光変調素子１１１の電気信号端子Ｐ１１に入力する。

【0055】

上記の入力に応答して光変調素子１１１の光信号端子Ｐ１２から出力される光強度変調信号光は、光接続子６０ａを介してテスタ３０に入力される。そして、光信号検査装置３２３によって、光強度変調信号光の光学特性が検査される。例えば、光変調度、挿入損失、変調帯域、消光比、波長チャープなどが検査される。そのため、変調度測定器、光オシロスコープなどを光信号検査装置３２３に用いる。

【0056】

光検出素子１１２の検査は、例えば以下のように行われる。光信号発生器３２１から出力された光信号が、図６に示す光接続子６０ｃを介して光検出素子１１２の光信号端子Ｐ２２に入力する。光信号の入力に応答して光検出素子１１２の電気信号端子Ｐ２１から出力される電気信号は、電気接続子５０ｂを介して増幅器１２に入力される。増幅器１２によって増幅された電気信号が電気信号検査装置３１２に入力され、光検出素子１１２の電気特性が検査される。例えば、暗電流、受光感度（光電流）、応答速度、指向特性、分光感度特性、放射照度－相対光電流特性、コレクタ・エミッタ間電圧－電流特性などが検査される。

【0057】

以上に説明したように、第１の実施形態に係る検査方法では、モニタ用素子１６０を用いて高精度位置合わせを行う。これにより、被検査体１００に形成された光デバイス１１０の電気信号端子及び光信号端子とプローブカード１０の接続子群をすべて高い位置精度で接続できる。このため、所定の光強度を有する光出力信号が得られ、光デバイス１１０が形成された被検査体１００の測定精度を向上させることができる。更に、図２に示した検査システムによれば、被検査体１００に形成された複数の光デバイス１１０について同時に検査することができる。その結果、検査時間が大幅に短縮され、検査効率を向上させることができる。

【0058】

なお、１つの光デバイス１１０を単独で検査してもよいし、被検査体１００に形成されたすべての光デバイス１１０を同時に検査してもよい。或いは、被検査体１００を複数の領域に分割して、それぞれの領域ごとに光デバイス１１０を測定してもよい。例えば、図７に示すように、被検査体１００をそれぞれが光デバイス１１０を含むブロックＢ１～Ｂ４に分割し、ブロックＢ１～Ｂ４のそれぞれについてモニタ用素子１６０を配置する。そして、ブロックＢ１～Ｂ４ごとに、光デバイス１１０を検査する。

【0059】

図７に示した被検査体１００の検査方法の例を、図８を参照して説明する。先ず、ステップＳ１１０において、被検査体１００をプローバ２０のステージ２１に搭載する。そして、ステップＳ１２０において、複数のブロックから未検査のブロックを選択し、ステップＳ１３０において、選択したブロックについて、図１のステップＳ２０と同様にして初期位置合わせを行う。

【0060】

次いで、ステップＳ１４０において、選択したブロックについて、図１のステップＳ３０で説明した方法により高精度位置合わせを行う。高精度位置合わせの後、ステップＳ１５０において、選択したブロックの光デバイス１１０を検査する。

【0061】

その後、ステップＳ１６０において、すべてのブロックについて検査したか否かが判定される。未検査のブロックがあれば、ステップＳ１２０に戻る。すべてのブロックについて検査していれば、処理を終了する。

【0062】

＜変形例＞
上記では、プローブカード１０と対向する表面のみに信号端子が配置されている被検査体１００の検査について説明した。これに対し、プローバ２０と対向する裏面にも信号端子が配置されている被検査体１００の検査では、図９に示すように、プローバ２０の搭載面に電気接続子５０と光接続子６０を配置する。即ち、被検査体１００の裏面に配置された光信号端子Ｐ１４と電気信号端子Ｐ２３にそれぞれ接続する光接続子６０と電気接続子５０が配置された裏面基板９０が、ステージ２１の上面に配置されている。

【0063】

裏面基板９０に配置された電気接続子５０及び光接続子６０にそれぞれ接続する電気配線７３及び光導波路部品８６が、裏面基板９０の内部に配置されている。図示を省略するが、電気配線７３と光導波路部品８６はテスタ３０に接続されている。図９に示した検査システムは、ステージ２１の上面に裏面基板９０が配置されている点が図２に示した検査システムと異なる。

【0064】

図９に示した検査システムを用いた検査方法では、光デバイス１１０の裏面の信号端子群をプローバ２０の搭載面に配置された接続子群と位置合わせして、被検査体１００をプローバ２０に搭載する。その後、図１を参照して説明した方法によって、光デバイス１１０の表面の信号端子群をプローブカード１０に配置された接続子群と位置合わせし、光デバイス１１０を検査する。

【0065】

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、光デバイス１１０の形成された領域の残余の領域で、被検査体１００にモニタ用素子１６０が形成されている場合について説明した。これに対し、以下に説明するように、被検査体１００に形成された複数の光デバイス１１０から選択された半導体素子をモニタ用素子として使用してもよい。

【0066】

図１０に、本発明の第２の実施形態に係る検査システムの構成を示す。プローブカード１０にテスト入力用接続子６１及びテスト出力用接続子６２が配置されていない点が、図１に示した検査システムと異なる。このため、図１０に示した検査システムでは、光導波路部品８４、８５が配置されていない。その他の構成については、図１に示す第１の実施形態と同様である。以下に、図１０に示した検査システムを用いた検査方法を説明する。

【0067】

先ず、被検査体１００をプローバ２０のステージ２１の搭載面に搭載する（ステップＳ１０）。その後、例えばウェハ側アライメントマーク１５０とカード側アライメントマーク１５を用いて、初期位置合わせを行う（ステップＳ２０）。

【0068】

次いで、以下のように高精度位置合わせを行う（ステップＳ３０）。先ず、被検査体１００に形成された複数の光デバイス１１０から選択されたモニタ用素子に、テスタ３０からテスト入力信号を入力する。例えば、光学特性検査ユニット３２が、モニタ用素子の光信号端子にテスト入力信号を入力する。テスト入力信号に応答してモニタ用素子が動作し、テスト光出力信号がモニタ用素子から出力される。テスト光出力信号は、光接続子６０を介してテスタ３０に入力される。このテスト光出力信号の光強度を、光学特性検査ユニット３２が測定する（ステップＳ３１）。そして、既に説明した方法によって、テスト光出力信号の光強度が所定の判定値以上である接続条件を検査条件として抽出する（ステップＳ３２）。

【0069】

その後、制御装置４０がテスタ３０を制御して、検査条件において光デバイス１１０を検査する（ステップＳ４０）。以上により、図１０に示した検査システムを用いた検査が終了する。

【0070】

第２の実施形態に係る検査方法では、例えば、電気信号もしくは光信号、又は電気信号と光信号の両方が入力して光信号を出力する光デバイス１１０を、モニタ用素子に用いる。

【0071】

以上に説明したように、第２の実施形態に係る検査方法では、光デバイス１１０から選択したモニタ用素子を用いて高精度位置合わせを行う。他は、第１の実施形態と実質的に同様であり、重複した記載を省略する。第２の実施形態に係る検査方法によれば、光デバイス１１０の形成された領域の外部にモニタ用素子１６０を形成する検査方法と比べて、被検査体１００の面積を小さくできる。

【0072】

（その他の実施形態）
上記のように本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

【0073】

例えば、上記では、被検査体１００の全面を覆う面積のプローブカード１０を使用して光デバイス１１０を検査する例を示した。しかし、被検査体１００の一部、例えば図７に示したブロックのサイズに合わせた面積のプローブカード１０を使用して、ブロックごとに光デバイス１１０を検査してもよい。

【0074】

また、被検査体１００の光信号端子から出力された光信号を電気信号に変換してからテスタ３０に入力させてもよい。即ち、光信号端子と光学的に接続した光接続子６０を介して伝搬される光信号を変換装置によって電気信号に変換する。変換された電気信号は、電気特性検査ユニット３１の電気信号検査装置３１２に入力され、電気特性が検査される。変換装置は、例えばプローブカード１０に搭載される。

【0075】

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態などを含むことはもちろんである。

【符号の説明】

【0076】

１０…プローブカード
２０…プローバ
２１…ステージ
２２…調整機構
３０…テスタ
３１…電気特性検査ユニット
３２…光学特性検査ユニット
４０…制御装置
５０…電気接続子
６０…光接続子
９０…裏面基板
１００…被検査体
１１０…光デバイス
１６０…モニタ用素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】