WO2022209266A1 - 製造方法、検査方法、及び検査装置 - Google Patents

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Definitions

  • One aspect of the present invention relates to a semiconductor device manufacturing method, an inspection method, and an inspection apparatus.
  • the method of observing photoluminescence as described above can detect leakage defects, contact defects (open defects, high-resistance defects, and high-threshold defects) cannot be detected appropriately. Therefore, in the method of observing photoluminescence as described above, defective products (light emitting devices with poor contact) may be included in the light emitting devices that are determined to be good products because they are not leak defective. It may not be possible to appropriately determine whether the light emitting element is good or bad.
  • An aspect of the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to appropriately detect contact failure of a light-emitting element.
  • a method of manufacturing a semiconductor device is a method of manufacturing a semiconductor device in which a plurality of light emitting elements are formed, wherein crystals are grown on a substrate to form a buffer layer, an N layer, a light emitting layer, and a P layer, an insulating film is formed on the laminated film, contact holes are formed in the insulating film at an electrical connection portion of the N layer and an electrical connection portion of the P layer, and the first member is formed.
  • a laminated film and an insulating film are formed, contact holes are formed in the insulating film at an electrical connection portion of the N layer and an electrical connection portion of the P layer, and the insulating film is
  • the second member on which the conductive layer is formed is irradiated with light, and the second member generates The emitted light is measured.
  • the electrical connection portion of the N layer and the electrical connection portion of the P layer are electrically connected to each other by the conductive layer, and are in a short-circuited state.
  • recombination of carriers is less likely to occur in the portion that becomes a non-defective light-emitting element, resulting in low emission luminance.
  • the portion of the light emitting element with poor contact even if the electrically connected portion of the N layer and the electrically connected portion of the P layer are electrically connected to each other by the conductive layer (short-circuited state).
  • the emission luminance is higher than that of a non-defective product.
  • the luminance of light emitted from the second member in a state where the electrically connected portion of the N layer and the electrically connected portion of the P layer are electrically connected to each other by the conductive layer depends on the presence or absence of contact failure. Differences occur. Therefore, as in the manufacturing method according to one aspect of the present invention, the second member in which the electrically connected portion of the N layer and the electrically connected portion of the P layer are electrically connected to each other by the conductive layer is irradiated with light.
  • contact failure can be detected in the semiconductor device manufacturing process. Contact failures can be detected easily and quickly as compared with the case (inspection is performed separately outside the manufacturing process).
  • the above manufacturing method may further comprise, after the fourth step, a fifth step of irradiating the semiconductor device with light and measuring the light emitted from the semiconductor device.
  • the semiconductor device produced through the fourth step the first pad electrode and the second pad electrode are formed, and the electrical connection portion of the N layer and the electrical connection portion of the P layer are electrically connected to each other. do not have.
  • the brightness of light emitted from such a semiconductor device varies depending on the presence or absence of leakage defects. For this reason, by irradiating the semiconductor device after the fourth step with light and measuring the light emission from the semiconductor device, based on the luminance of the measured light emission, the portion of the light emitting element with the leak defect and the light emission without the leak defect can be determined. It becomes possible to distinguish from the part of the element. This makes it possible to appropriately detect leakage defects in the light emitting element.
  • the part of the light emitting element with the contact failure is specified based on the measurement result in the third step, and the part of the light emitting element with the leakage failure is specified based on the measurement result in the fifth step.
  • the method may further include a sixth step of discriminating between non-defective and defective light-emitting elements based on the specified result. According to such a configuration, it is possible to appropriately detect a light-emitting element with a contact failure and a light-emitting element with a leak failure as defective products, and improve the accuracy of determining whether the light-emitting element is good or bad.
  • the semiconductor device in the reflected image is obtained based on the reflected image obtained by irradiating the second member with light and measuring the reflected light from the second member, and the design data of the semiconductor device obtained in advance.
  • a seventh step of identifying a location corresponding to each light emitting element of the device may also be included. As a result, it is possible to determine from which light emitting element on the design data the light is emitted when the light emission is measured.
  • An inspection method is a measurement object in which a plurality of light-emitting elements are being formed, wherein an electrical connection portion of an N layer and an electrical connection portion of a P layer in an insulating film on a laminated film are electrically connected to each other.
  • the measurement object is irradiated with light in a state in which the electrically connected portion of the N layer and the electrically connected portion of the P layer are electrically connected to each other by the conductive layer.
  • Light emission from the measurement object is measured.
  • the state in which the electrical connection portion of the N layer and the electrical connection portion of the P layer are electrically connected to each other is a short-circuited state. In such a short-circuited object to be measured, recombination of carriers is less likely to occur in a portion that becomes a non-defective light-emitting element, resulting in low emission luminance.
  • the portion of the light emitting element with poor contact even if the electrically connected portion of the N layer and the electrically connected portion of the P layer are electrically connected to each other by the conductive layer (short-circuited state). Since recombination of carriers occurs actively inside, the emission luminance is higher than that of a non-defective product. In this way, the luminance of light emitted from the measurement object in a state in which the electrically connected portion of the N layer and the electrically connected portion of the P layer are electrically connected to each other by the conductive layer depends on the presence or absence of contact failure. Differences occur.
  • the inspection method As in the inspection method according to one aspect of the present invention, light is applied to the measurement object in which the electrically connected portion of the N layer and the electrically connected portion of the P layer are electrically connected to each other by the conductive layer.
  • the measurement object By measuring the light emission from the measurement object, it becomes possible to distinguish between the light emitting element portion with poor contact and the light emitting device portion without contact failure based on the luminance of the measured light emission. .
  • the object to be measured in a state in which the conductive layer is processed so that the electrical connection portion of the N layer and the electrical connection portion of the P layer are not electrically connected to each other, the object to be measured is irradiated with light, and the object to be measured is may further include a second measurement step of measuring the light emission generated at .
  • the luminance of light emitted from a semiconductor device in which the electrically connected portion of the N layer and the electrically connected portion of the P layer are not electrically connected to each other varies depending on the presence or absence of leakage defects.
  • the portion of the light emitting element having the contact failure is specified based on the measurement result in the first measurement step, and the portion of the light emitting element having the leakage failure is specified based on the measurement result of the second measurement step, A determination step of determining whether the light-emitting element is good or bad based on the identification result may be further included. According to such a configuration, it is possible to appropriately detect a light-emitting element with a contact failure and a light-emitting element with a leak failure as defective products, and improve the accuracy of determining whether the light-emitting element is good or bad.
  • the reflected image A specifying step of specifying a position corresponding to each light emitting element of the measurement object may be further included.
  • An inspection apparatus includes a light irradiation unit that irradiates light onto a measurement object being formed by a plurality of light-emitting elements, and light emitted from the measurement object according to the light irradiated by the light irradiation unit.
  • An optical measurement unit that measures light emission, and a processing unit that outputs measurement results obtained by the optical measurement unit.
  • a measurement result obtained by the optical measurement unit is output in a state in which the conductive layer is formed so that the electrical connection point of the layer and the electrical connection point of the P layer are electrically connected to each other.
  • the light emission from the object to be measured in the state where the electrical connection point of the N layer and the electrical connection point of the P layer are electrically connected to each other depends on the presence or absence of contact failure. A difference occurs in the luminance.
  • optical measurement in a state in which a conductive layer is formed and the electrical connection portion of the N layer and the electrical connection portion of the P layer are electrically connected to each other By outputting the result of measurement by the part, it becomes possible to distinguish between the part of the light emitting element with defective contact and the light emitting element with no defective contact based on the measured luminance of light emission. As a result, it is possible to appropriately detect the contact failure of the light-emitting element and improve the accuracy of determining the quality of the light-emitting element.
  • the processing unit may output the result of measurement by the optical measurement unit in a state in which the electrically conductive layer is processed so that the electrically connected portion of the N layer and the electrically connected portion of the P layer are not electrically connected to each other.
  • the brightness of the light emitted from the object to be measured in a state in which the electrically connected portion of the N layer and the electrically connected portion of the P layer are not electrically connected to each other varies depending on the presence or absence of leakage defects. occur. Therefore, by outputting the measurement result of the optical measurement unit in a state in which the electrically connected portion of the N layer and the electrically connected portion of the P layer are not electrically connected to each other, the luminance of the light emission is measured. Therefore, it becomes possible to distinguish between the portion of the light emitting element that has a leak defect and the portion of the light emitting element that does not have a leak defect. This makes it possible to appropriately detect leakage defects in the light emitting element.
  • the processing unit identifies the portion of the light emitting element with poor contact based on the measurement result by the optical measurement unit in a state where the electrical connection portion of the N layer and the electrical connection portion of the P layer are electrically connected to each other. At the same time, the part of the light emitting element having a leak defect is specified based on the measurement result by the optical measurement unit in a state where the electrical connection part of the N layer and the electrical connection part of the P layer are not electrically connected to each other. Based on the results, it is also possible to determine whether the light-emitting elements are good or bad.
  • the light measurement unit further measures reflected light from the measurement object according to the light irradiated by the light irradiation unit, and the processing unit measures a reflected light obtained by measuring the reflected light in the light measurement unit, and A position corresponding to each light-emitting element of the measurement object in the reflected image may be specified based on design data of the measurement object acquired in advance. As a result, it is possible to determine from which light emitting element on the design data the light is emitted when the light emission is measured.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an inspection device 1 according to an embodiment of the present invention
  • FIG. It is a figure which shows the imaging result by a camera, (a) is a reflected image, (b) is a PL image which shows leak failure, (c) is a PL image which shows contact failure.
  • It is a figure explaining the manufacturing process of a semiconductor device. It is a figure explaining the manufacturing process of a semiconductor device. It is a figure explaining the manufacture of a semiconductor device, and an inspection process. It is a figure explaining the manufacture of a semiconductor device, and an inspection process. It is a flow chart which shows the procedure of the manufacturing method of a semiconductor device.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an inspection apparatus 1 according to this embodiment.
  • the inspection apparatus 1 is an apparatus for inspecting a sample S (object to be measured).
  • a sample S is a semiconductor device in which a plurality of light emitting elements are formed on a wafer.
  • the sample S (object to be measured) described in this embodiment includes not only completed semiconductor devices but also semiconductor devices that are being manufactured (unfinished).
  • a light-emitting element may be in the process of being formed, and terms that refer to such a light-emitting element being formed include, for example, "portion to become the light-emitting element" and "portion of the light-emitting element".
  • the inspection apparatus 1 observes photoluminescence (specifically, fluorescence) for each of the plurality of light-emitting elements formed in the sample S to determine whether the defective product corresponds to a contact failure or a leak failure, or , to determine whether the product is acceptable. It is also conceivable to inspect such light-emitting elements by probing, for example (that is, based on electrical characteristics).
  • the method for inspecting a light-emitting element based on photoluminescence can perform inspection by acquiring a fluorescence image. can be inspected.
  • the inspection apparatus 1 includes a chuck 11, an XY stage 12, an excitation light source 20 (light irradiation section), an optical system 30, a dichroic mirror 40, an objective lens 51, and a Z stage 52. , an imaging lens 72 , a camera 82 (optical measurement section), a dark box 90 , a control device 100 (processing section), and a monitor 110 .
  • the dark box 90 accommodates, for example, the components other than the control device 100 and the monitor 110 among the components described above, and is provided to avoid the influence of external light on each component accommodated.
  • each component housed in the dark box 90 may be mounted on a vibration isolation table in order to improve the quality of the image captured by the camera 82 (improvement of image quality and prevention of positional deviation of the image).
  • the chuck 11 is a holding member that holds the sample S.
  • the chuck 11 holds the sample S by vacuum-sucking the wafer of the sample S, for example.
  • the XY stage 12 is a stage that moves the chuck 11 holding the sample S in the XY directions (front-rear and left-right directions), that is, in directions along the mounting surface of the sample S on the chuck 11 .
  • the XY stage 12 moves the chuck 11 in the XY directions under the control of the control device 100 so that each of the plurality of light emitting elements sequentially becomes the irradiation region of the excitation light.
  • the inspection apparatus 1 may further include a rotation stage ( ⁇ stage; not shown).
  • Such a rotating stage may be provided above the XY stage 12 and below the chuck 11 , or may be provided integrally with the XY stage 12 .
  • the rotating stage is for aligning the vertical and horizontal positions of the sample S with high accuracy. By providing the rotating stage, it is possible to shorten the time for alignment and the like, and shorten the total time for data processing.
  • the excitation light source 20 is a light irradiation unit that generates excitation light to irradiate the sample S and irradiates the sample S with the excitation light.
  • the excitation light source 20 may be any light source capable of generating light having a wavelength that excites the light emitting element of the sample S, such as an LED, a laser, a halogen lamp, a mercury lamp, a D2 lamp, a plasma light source, or the like.
  • the inspection apparatus 1 may further include a sensor that monitors the illumination luminance in order to keep the luminance of the excitation light emitted from the excitation light source 20 constant. Further, in order to reduce shading as much as possible, a diffusion plate, a fly-eye lens, or the like may be used at the position where the excitation light is emitted from the excitation light source 20 to homogenize the luminance distribution.
  • the optical system 30 includes an optical fiber cable 31 and a light guide lens 32 .
  • the optical fiber cable 31 is a light-guiding optical fiber cable connected to the excitation light source 20 .
  • the light guide lens 32 is, for example, a single or compound convex lens, and guides the excitation light arriving via the optical fiber cable 31 toward the dichroic mirror 40 .
  • the inspection apparatus 1 includes a bandpass filter (not shown) between the excitation light source 20 and the dichroic mirror 40. may
  • the dichroic mirror 40 is a mirror made using a special optical material that reflects light of a specific wavelength and transmits light of other wavelengths. Specifically, the dichroic mirror 40 reflects the excitation light in the direction of the objective lens 51 and transmits photoluminescence (more specifically, fluorescence) from the light-emitting element, which is light in a wavelength band different from that of the excitation light, to the imaging lens 72 . It is configured to transmit in all directions.
  • the region of the normal emission spectrum of excitation light may be on the lower wavelength side than the region of the normal emission spectrum of fluorescence (normal fluorescence spectrum). That is, the dichroic mirror 40 reflects excitation light, which is light in a low wavelength band, toward the objective lens 51 , and transmits fluorescent light, which is light in a higher wavelength band than the excitation light, toward the imaging lens 72 .
  • the objective lens 51 is configured to observe the sample S, and collects the excitation light guided by the dichroic mirror 40 onto the sample S.
  • the Z stage 52 moves the objective lens 51 in the Z direction (vertical direction), that is, in a direction intersecting the mounting surface of the sample S on the chuck 11 to perform focus adjustment.
  • the imaging lens 72 is a lens that forms an image of the fluorescence of the light-emitting element that has passed through the dichroic mirror 40 and guides the fluorescence to the camera 82 .
  • a camera 82 captures the fluorescence of the light emitting element. That is, the camera 82 performs measurement by capturing the luminescence (fluorescence) generated in the sample S in response to the excitation light emitted by the excitation light source 20 .
  • Camera 82 detects the image formed by imaging lens 72 .
  • the camera 82 outputs a PL image (fluorescence image), which is the imaging result, to the control device 100 .
  • the camera 82 is, for example, an area image sensor such as CCD or MOS.
  • the camera 82 may be configured by a line sensor or a TDI sensor. Note that the camera 82 also captures (measures) reflected light from the sample S corresponding to the excitation light applied to the sample S by the excitation light source 20, as will be described later.
  • the control device 100 controls the XY stage 12, the excitation light source 20, the Z stage 52, and the camera 82. Specifically, the controller 100 controls the XY stage 12 to adjust the irradiation area of the excitation light (irradiation area on the sample S). The controller 100 controls the Z stage 52 to adjust the focus of the excitation light. The control device 100 controls the pumping light source 20 to adjust the emission of the pumping light and adjust the wavelength, amplitude, and the like of the pumping light. The control device 100 controls the camera 82 to make adjustments related to acquisition of fluorescence images. In addition, the control device 100 determines the quality of the light-emitting element based on the fluorescence image captured by the camera 82 (details will be described later).
  • control device 100 is a computer, and physically includes memories such as RAM and ROM, a processor (arithmetic circuit) such as a CPU, a communication interface, and a storage unit such as a hard disk. Examples of the control device 100 include personal computers, cloud servers, smart devices (smartphones, tablet terminals, etc.).
  • the control device 100 functions by causing the CPU of the computer system to execute a program stored in memory.
  • a monitor 110 is a display device that displays a PL image (fluorescence image) or the like, which is a measurement result.
  • FIG. 3 A semiconductor device manufacturing process is performed in a manufacturing apparatus 500 (see FIG. 5).
  • a sapphire substrate 401 is prepared as shown in FIG. 3(a).
  • the sapphire substrate 401 may be produced through, for example, a single crystal growth process for producing an ingot, a processing process for thinly slicing the sapphire ingot, and a CMP (Chemical Mechanical Polishing) process for polishing flat.
  • a substrate made of another material suitable for the semiconductor may be used instead of the sapphire substrate 401.
  • an epitaxial growth process is performed on the sapphire substrate 401.
  • a buffer layer 402 (see FIG. 3(b)), an n-GaN layer 403 (see FIG. 3(c)) as an electron transport layer, and a light emitting layer are formed.
  • a laminated film is formed comprising a layer 404 (see FIG. 3(d)) and a p-GaN layer 405 (see FIG. 3(e)) which is a hole transport layer.
  • the epitaxial growth step may be performed by, for example, LPE (Liquid Phase Epitaxy) method or MOVPE (Metal Organic Vapor Phase Epitaxy) method.
  • the electron-transporting layer and the hole-transporting layer are not necessarily made of GaN, and may be a semiconductor containing another element that does not cause mismatch in band energy and lattice spacing with the light-emitting layer 404 . Also, the positions of the n-GaN layer 403 and the p-GaN layer 405 may be opposite to each other.
  • element isolation is performed. Specifically, resist application, patterning, etching, and resist removal are sequentially performed.
  • FIG. 4(a) a process for exposing the n-GaN layer 403 is performed. Specifically, resist application, patterning, etching, and resist removal are sequentially performed. The order of the element isolation process shown in FIG. 3F and the process shown in FIG. 4A may be reversed.
  • an insulating film 406 is formed on the laminated film.
  • contact holes H1 and H2 are formed through the insulating film 406 at predetermined locations in the insulating film 406.
  • a contact hole H ⁇ b>1 is formed in the insulating film 406 where the n-GaN layer 403 is electrically connected.
  • a contact hole H2 is formed in the insulating film 406 at a location where the p-GaN layer 405 is electrically connected.
  • the member produced by the steps up to this point is the first member S1.
  • a conductive layer 407 is formed on the surface of the first member S1 on which the insulating film 406 is formed, as shown in FIG. 4(d).
  • the conductive layer 407 is an electrode material, such as metal or ITO (Indium Tin Oxide).
  • the conductive layer 407 is formed over substantially the entire surface on which the insulating film 406 is formed. Therefore, the conductive layer 407 electrically connects (conducts) the electrical connection portion of the n-GaN layer 403 and the electrical connection portion of the p-GaN layer 405 to each other.
  • the member produced by the steps up to this point is the second member S2.
  • the first pad electrode 407A corresponding to the electrical connection portion of the n-GaN layer 403 and the p-GaN layer 405 are electrically connected.
  • a second pad electrode 407B corresponding to the location is formed.
  • resist application, patterning, etching, and resist removal are sequentially performed to form the first pad electrode 407A and the second pad electrode 407B.
  • the electrical connection portion of the n-GaN layer 403 and the electrical connection portion of the p-GaN layer 405 are electrically connected to each other. do not have.
  • the above is the manufacturing process of the semiconductor device.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of manufacturing and inspection processes of a semiconductor device.
  • the sapphire substrate 401 undergoes an epitaxial growth process (see FIGS. 3B to 3E), element isolation (see FIG. 3F), A process of exposing the n-GaN layer 403 (see FIG. 4A), a process of forming the insulating film 406 (see FIG. 4B), and a process of forming the contact holes H1 and H2 (see FIG. 4C). ), a conductive layer forming process (see FIG. 4D) for forming the conductive layer 407 is performed to generate the second member S2.
  • the second member S2 is used as the sample S, and a first measurement step (details will be described later) of PL measurement for the second member S2 is performed.
  • a first measurement step (details will be described later) of PL measurement for the second member S2 is performed.
  • the contact failure position on the second member S2 is specified, and data D1 indicating the contact failure position is output.
  • the processes after the pad forming process (see FIG. 4E) for forming the first pad electrode 407A and the second pad electrode 407B are performed on the second member S2 to produce the semiconductor device S3. be.
  • the first measurement step which is the PL measurement for specifying the contact failure position, is performed.
  • the first measurement step is a step related to detection of a light-emitting element with poor contact.
  • the second member S2 which is the object to be measured, is irradiated with light, and the second member S2 is irradiated with light. This is the step of measuring the emitted light.
  • the excitation light emitted from the excitation light source 20 is applied to the surface (back surface) of the second member S2 on which the conductive layer 407 is not formed. ).
  • the excitation light may be irradiated from the surface (surface) on the conductive layer 407 side.
  • Light emitted from the second member S2 in response to the excitation light is transmitted through the dichroic mirror 40, formed into an image by the imaging lens 72, and detected (measured) by the camera 82 as a PL image.
  • the controller 100 controls the camera 82 in a state in which the conductive layer 407 is formed such that the electrical connection portion of the n-GaN layer 403 and the electrical connection portion of the p-GaN layer 405 are electrically connected to each other.
  • a detection (measurement) result is output for a determination step to be described later.
  • the determination step is performed by the control device 100.
  • the control device 100 identifies the light-emitting element with poor contact based on the measurement result in the first measurement step.
  • the control device 100 identifies the luminance of each light emitting element in the PL image, and identifies the light emitting element with poor contact based on the luminance. In the PL image of FIG. 2(c), only the luminance of a certain light emitting element 200z is higher than the luminance of the other light emitting elements.
  • control device 100 identifies the light emitting element 200z as a light emitting element with poor contact.
  • the control device 100 generates and outputs data D1, which is a contact failure map defining addresses (positions) of light emitting elements with contact failure.
  • the control device 100 based on the data D1, which is the measurement result in the first measurement step, the control device 100 identifies the light-emitting element having the contact failure in the semiconductor device S3 as a defective product, and outputs the address of the defective light-emitting element. .
  • defective light emitting elements are not used in subsequent processes, and the quality of panels and the like using light emitting elements can be improved.
  • FIG. 6 is a diagram explaining another example of the manufacturing and inspection process of a semiconductor device.
  • the semiconductor device S3 subjected to the pad forming process is used as the sample S, and the second measurement step is performed. Further, a determination step corresponding to the second measurement step is performed.
  • the second measurement step is a step related to detection of a light emitting element with a leak defect, and a pad forming process is performed so that an electrical connection portion of the n-GaN layer 403 and an electrical connection portion of the p-GaN layer 405 are formed.
  • This is a step of irradiating the semiconductor devices S3 that are not electrically connected to each other with light and measuring the luminescence generated in the semiconductor devices S3.
  • the semiconductor device S3 is irradiated with excitation light emitted from the excitation light source 20 while the semiconductor device S3 is placed on the chuck 11 .
  • the control device 100 displays the detection (measurement) result by the camera 82 in a state in which the electrical connection portion of the n-GaN layer 403 and the electrical connection portion of the p-GaN layer 405 are not electrically connected to each other, which will be described later. output for the decision step.
  • the control device 100 identifies the light emitting element with the contact failure based on the measurement result in the first measurement step, and identifies the light emitting element with the leakage failure based on the measurement result in the second measurement step, A non-defective light-emitting element and a defective light-emitting element are discriminated based on the identification result. Identification of contact failure is as described above.
  • the control device 100 identifies the luminance of each light emitting element in the PL image, and identifies the light emitting element with the leak failure based on the luminance.
  • the control device 100 identifies the light emitting element 200x as a light emitting element with a leak failure.
  • the control device 100 generates and outputs data D2, which is a leak defect map that defines the addresses (positions) of light emitting elements with leak defects.
  • the control device 100 identifies the light emitting element with the contact failure based on the data D1, which is the measurement result in the first measurement step, and specifies the leak failure based on the data D2, which is the measurement result in the second measurement step.
  • a light-emitting element is specified, and a non-defective light-emitting element and a defective light-emitting element are discriminated based on the result of the specification.
  • the control device 100 specifies the light emitting elements that are not defective in contact and not defective in leakage, determines the light emitting elements to be non-defective, and determines the other light emitting elements. The defective product is determined, and the address of the defective light emitting element is output.
  • the defective light emitting element can be removed by the laser device 600 (see FIG. 6).
  • the semiconductor device S4 see FIG. 6) can be produced from which the defective light emitting element is removed.
  • a specific step of aligning the light emitting elements may be performed before performing the first measurement step and the second measurement step.
  • the identification step based on the reflected image obtained by irradiating the sample S with light and measuring the reflected light from the sample S and the design data of the sample S acquired in advance, each of the samples S in the reflected image Identify the position corresponding to the light emitting element (align the light emitting element).
  • the second member S2 is irradiated with light emitted from the excitation light source 20, and the reflected light is detected by the camera 82 and reflected image (for example, shown in FIG. 2(a) image) is obtained.
  • the semiconductor device S3 is irradiated with light emitted from the excitation light source 20, the reflected light is detected by the camera 82, and the reflected image (for example, as shown in FIG. 2(a) image) is obtained.
  • the reflected image shows an image corresponding to each light emitting element 200 and each electrode 300 .
  • the control device 100 identifies the position corresponding to each light emitting element of the sample S in the reflected image by comparing the reflected image with the design data of the sample S.
  • the design data here indicates at least the state (position, shape, etc.) of each light emitting element and electrode of the sample S.
  • each light emitting element of the sample S is specified at which position in the acquired image, so that in the first measurement step and the second measurement step It is possible to specify which light-emitting element each position of the acquired PL image corresponds to.
  • FIG. 7 is a flow chart showing the steps of the method for manufacturing the semiconductor device S4.
  • an epitaxial growth step is performed to grow crystals on a sapphire substrate 401 to form a buffer layer 402, an n-GaN layer 403, a light emitting layer 404 and a p-GaN layer 405. is formed, an insulating film 406 is formed on the laminated film, a contact hole H1 is formed in the insulating film 406 at an electrical connection portion of the n-GaN layer 403, and p - A contact hole H2 is formed at the electrical connection point of the GaN layer 405 (first step, step S101).
  • a first member S1 is generated by the first step.
  • a conductive layer 407 is formed on the entire surface of the first member S1 on which the insulating film 406 is formed (second step, step S102).
  • the second step produces a second member S2 in which the electrical connection points of the n-GaN layer 403 and the electrical connection points of the p-GaN layer 405 are electrically connected to each other by the conductive layer 407 .
  • control device 100 identifies the luminance of each light emitting element in the PL image, and identifies the light emitting element with poor contact based on the luminance.
  • the control device 100 generates and outputs data D1, which is a contact failure map defining addresses (positions) of light emitting elements with contact failure.
  • the first pad electrode 407A corresponding to the electrical connection portion of the n-GaN layer 403 and the p-GaN layer 405 are electrically connected.
  • a second pad electrode 407B corresponding to the location is formed (fourth step, step S104).
  • step S105 PL measurement is performed by irradiating the semiconductor device S3 with excitation light and measuring the light emission generated in the semiconductor device S3 (fifth step, step S105).
  • the control device 100 identifies the luminance of each light emitting element in the PL image, and identifies the light emitting element with the leak failure based on the luminance.
  • the control device 100 generates and outputs data D2, which is a leak defect map that defines the addresses (positions) of light emitting elements with leak defects.
  • a light emitting element with a contact failure is identified based on the data D1
  • a light emitting element with a leak failure is identified based on the data D2
  • good and defective light emitting elements are identified based on the identification results. It is determined (sixth step, step S106).
  • the laser device 600 laser-removes the defective light-emitting elements (step S107) to produce a semiconductor device S4 from which the defective light-emitting elements are removed.
  • the method of manufacturing the semiconductor device S3 according to the present embodiment is a method of manufacturing a semiconductor device having a plurality of light emitting elements formed thereon. 403, a light-emitting layer 404, and a p-GaN layer 405. An insulating film 406 is formed on the laminated film.
  • the laminated film and the insulating film 406 are formed, and the insulating film 406 is contacted to the electrical connection portion of the n-GaN layer 403 and the electrical connection portion of the p-GaN layer 405.
  • the holes H1 and H2 are formed, the conductive layer 407 is formed in the insulating film 406, and the conductive layer 407 is processed to form the first pad electrode 407A and the second pad electrode 407B.
  • excitation light is applied to the second member S2 on which the conductive layer 407 is formed, and light emission generated in the second member S2 is measured.
  • the electrically connected portion of the n-GaN layer 403 and the electrically connected portion of the p-GaN layer 405 are electrically connected to each other by the conductive layer 407. and is considered to be short-circuited.
  • recombination of carriers is less likely to occur in a non-defective light-emitting element, resulting in lower emission luminance.
  • the electrically connected portion of the n-GaN layer 403 and the electrically connected portion of the p-GaN layer 405 are electrically connected to each other by the conductive layer 407 (short-circuited state).
  • the light emission luminance is higher than that of a non-defective product.
  • the light emission from the second member S2 in a state where the electrically connected portion of the n-GaN layer 403 and the electrically connected portion of the p-GaN layer 405 are electrically connected to each other by the conductive layer 407 is The presence or absence of a defect causes a difference in luminance.
  • the conductive layer 407 electrically connects the electrical connection portion of the n-GaN layer 403 and the electrical connection portion of the p-GaN layer 405 to each other.
  • the light emitting element with poor contact and the light emitting element without poor contact are distinguished based on the luminance of the measured light emission. becomes possible.
  • contact failure can be detected in the manufacturing process of the semiconductor device S3. Contact failures can be detected easily and quickly as compared with the case (inspection is performed separately outside the manufacturing process).
  • the above manufacturing method may further include, after the fourth step, a fifth step of irradiating the semiconductor device S3 with excitation light and measuring the luminescence generated in the semiconductor device S3.
  • the semiconductor device S3 produced through the fourth step the first pad electrode 407A and the second pad electrode 407B are formed, and the electrical connection point of the n-GaN layer 403 and the electrical connection of the p-GaN layer 405 are formed. points are not electrically connected to each other.
  • the brightness of light emitted from such a semiconductor device S3 varies depending on the presence or absence of leakage defects.
  • the light emitting element having the leakage defect and the light emitting element not having the leakage defect can be detected. It becomes possible to distinguish from the light emitting element. This makes it possible to appropriately detect leakage defects in the light emitting element.
  • the light-emitting element having a contact failure is specified based on the measurement result in the third step
  • the light-emitting element having a leak failure is specified based on the measurement result in the fifth step
  • light is emitted based on the specified result.
  • a sixth step of discriminating non-defective and defective elements may be further provided. According to such a configuration, it is possible to appropriately detect a light-emitting element with a contact failure and a light-emitting element with a leak failure as defective products, and improve the accuracy of determining whether the light-emitting element is good or bad.
  • the reflected image is obtained by irradiating the second member S2 with light and measuring the reflected light from the second member S2, and based on the design data of the semiconductor device acquired in advance.
  • an electrical connection point of the n-GaN layer 403 and an electrical connection of the p-GaN layer 405 in the insulating film 406 on the laminated film are measured in a measurement object in which a plurality of light emitting elements are being formed.
  • the inspection apparatus 1 includes an excitation light source 20 (light irradiation unit) that irradiates light onto a measurement object being formed by a plurality of light emitting elements, and the measurement object according to the light irradiated by the excitation light source 20. and a control device 100 (processing unit) that outputs the measurement result of the camera 82 (optical measurement unit) that measures the light emission generated in the measurement object.
  • a conductive layer 407 is formed on the surface on which the insulating film 406 is formed so that the electrical connection points of the n-GaN layer 403 and the electrical connection points of the p-GaN layer 405 in the insulating film 406 are electrically connected to each other.
  • the inspection apparatus 1 similarly to the manufacturing method described above, it is possible to appropriately detect a contact failure of a light emitting element and improve the quality determination accuracy of the light emitting element.
  • Inspection device 20... Excitation light source (light irradiation unit), 82... Camera (light measurement unit), 100... Control device (processing unit).

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Abstract

半導体デバイスの製造方法は、サファイア基板上において結晶を成長させることにより積層膜を形成し、積層膜上に絶縁膜を形成し、絶縁膜におけるｎ-ＧａＮ層の電気的接続箇所及びｐ－ＧａＮ層の電気的接続箇所にコンタクトホールを形成して第１部材を生成する第１ステップと、第１部材に導電層を形成し、導電層によってｎ-ＧａＮ層の電気的接続箇所及びｐ－ＧａＮ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている第２部材を生成する第２ステップと、第２部材に励起光を照射し、第２部材にて発生した発光を計測する第３ステップと、第１パッド電極及び第２パッド電極を形成し、半導体デバイスを生成する第４ステップと、を備える。

Description

製造方法、検査方法、及び検査装置
　本発明の一態様は、半導体デバイスの製造方法、検査方法、及び検査装置に関する。
　ウェハ上に形成された発光素子群の良・不良を判定する手法として、発光素子が発するフォトルミネッセンスを観察し、該フォトルミネッセンスの輝度に基づいて発光素子の良否判定を行う手法が知られている（例えば特許文献１参照）。このような手法によれば、例えばプロービングによって（すなわち電気的特性に基づいて）発光素子の良否判定を行う手法と比較して、微細且つ多量の発光素子を効率的に検査することができる。
特開２０１４－１６３８５７号公報
　ここで、上述したようなフォトルミネッセンスを観察する手法では、リーク不良を検出することができるものの、コンタクト不良（オープン不良、高抵抗不良、高閾値不良）を適切に検出することができない。このため、上述したようなフォトルミネッセンスを観察する手法では、リーク不良でないため良品であると判定された発光素子の中に、不良品（コンタクト不良の発光素子）が含まれてしまうことがあり、発光素子の良否判定を適切に行うことができないおそれがある。
　本発明の一態様は上記実情に鑑みてなされたものであり、発光素子のコンタクト不良を適切に検出することを目的とする。
　本発明の一態様に係る半導体デバイスの製造方法は、複数の発光素子が形成された半導体デバイスの製造方法であって、基板上において結晶を成長させることにより、バッファ層、Ｎ層、発光層、及びＰ層を含む積層膜を形成し、積層膜上に絶縁膜を形成し、絶縁膜におけるＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所にコンタクトホールを形成して第１部材を生成する第１ステップと、第１部材における絶縁膜が形成された面に導電層を形成し、導電層によってＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている第２部材を生成する第２ステップと、第２部材に光を照射し、第２部材にて発生した発光を計測する第３ステップと、第２部材に形成された導電層を加工することにより、Ｎ層の電気的接続箇所に対応する第１パッド電極、及び、Ｐ層の電気的接続箇所に対応する第２パッド電極を形成し、半導体デバイスを生成する第４ステップと、を備える。
　本発明の一態様に係る半導体デバイスの製造方法では、積層膜及び絶縁膜が形成され、絶縁膜におけるＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所にコンタクトホールが形成され、絶縁膜に導電層が形成され、導電層が加工されてパッド電極が形成される、という半導体デバイスの製造過程において、導電層が形成された第２部材に光が照射されて、第２部材にて発生した発光が計測される。ここで、導電層が形成された第２部材においては、導電層によってＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されており、ショートした状態とされている。このようなショートした第２部材においては、良品の発光素子となる部分についてはキャリアの再結合が起こりにくく、発光輝度が小さくなる。一方で、コンタクト不良の発光素子となる部分については、導電層によってＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続された状態（ショートした状態）であっても内部にてキャリアの再結合が活発に起こるため、良品と比べて発光輝度が大きくなる。このように、導電層によってＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている状態における第２部材からの発光は、コンタクト不良の有無によって、その輝度に差異が生じる。このため、本発明の一態様に係る製造方法のように、導電層によってＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている第２部材に光が照射されて第２部材からの発光が計測されることにより、計測された発光の輝度に基づいて、コンタクト不良である発光素子の部分とコンタクト不良でない発光素子の部分とを区別することが可能になる。これにより、発光素子のコンタクト不良を適切に検出し、発光素子の良否判定精度を向上させることができる。そして、本発明の一態様に係る半導体デバイスの製造方法では、上述したように、半導体デバイスの製造過程においてコンタクト不良に関する検出を行うことができるため、例えばコンタクト不良の検出のために別途検査を行う（製造過程以外で別途検査を行う）場合と比較して、容易且つ迅速にコンタクト不良に関する検出を行うことができる。
　上記製造方法は、第４ステップの後において、半導体デバイスに光を照射し、半導体デバイスにて発生した発光を計測する第５ステップ、を更に備えていてもよい。第４ステップを経て生成された半導体デバイスでは、第１パッド電極及び第２パッド電極が形成されており、Ｎ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されていない。このような半導体デバイスからの発光は、リーク不良の有無によって、その輝度に差異が生じる。このため、第４ステップ後の半導体デバイスに光が照射されて半導体デバイスからの発光が計測されることにより、計測された発光の輝度に基づいてリーク不良である発光素子の部分とリーク不良でない発光素子の部分とを区別することが可能になる。これにより、発光素子のリーク不良を適切に検出することができる。
　上記製造方法は、第３ステップにおける計測結果に基づいてコンタクト不良である発光素子の部分を特定すると共に、第５ステップにおける計測結果に基づいてリーク不良である発光素子の部分を特定することによって取得された特定結果に基づいて、発光素子の良品と不良品とを判別する第６ステップを更に備えていてもよい。このような構成によれば、コンタクト不良の発光素子及びリーク不良の発光素子を不良品として適切に検出し、発光素子の良否判定精度を向上させることができる。
　上記製造方法は、第２部材に光を照射し第２部材からの反射光を計測することにより得られる反射像と、予め取得されている半導体デバイスの設計データとに基づいて、反射像における半導体デバイスの各発光素子に対応する位置を特定する第７ステップを更に備えていてもよい。これにより、発光を計測した際に設計データ上におけるどの発光素子からの発光かを判別することができる。
　本発明の一態様に係る検査方法は、複数の発光素子が形成中の測定対象物において、積層膜上の絶縁膜におけるＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されるように、絶縁膜が形成された面に導電層を形成する導電層形成ステップと、導電層によってＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている状態において、測定対象物に光を照射し、測定対象物にて発生した発光を計測する第１計測ステップと、を備える。本発明の一態様に係る検査方法では、導電層によってＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている状態において、測定対象物に光が照射されて測定対象物からの発光が計測される。ここで、Ｎ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている状態とは、ショートした状態である。このようなショートした測定対象物においては、良品の発光素子となる部分についてはキャリアの再結合が起こりにくく、発光輝度が小さくなる。一方で、コンタクト不良の発光素子となる部分については、導電層によってＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続された状態（ショートした状態）であっても内部にてキャリアの再結合が活発に起こるため、良品と比べて発光輝度が大きくなる。このように、導電層によってＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている状態における測定対象物からの発光は、コンタクト不良の有無によって、その輝度に差異が生じる。このため、本発明の一態様に係る検査方法のように、導電層によってＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている測定対象物に光が照射されて測定対象物からの発光が計測されることにより、計測された発光の輝度に基づいて、コンタクト不良である発光素子の部分とコンタクト不良でない発光素子の部分とを区別することが可能になる。これにより、発光素子のコンタクト不良を適切に検出し、発光素子の良否判定精度を向上させることができる。
　上記検査方法は、導電層が加工されてＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されていない状態において、測定対象物に光を照射し、測定対象物にて発生した発光を計測する第２計測ステップを更に備えていてもよい。Ｎ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されていない半導体デバイスからの発光は、リーク不良の有無によって、その輝度に差異が生じる。このため、このような半導体デバイスに光が照射されて半導体デバイスからの発光が計測されることにより、計測された発光の輝度に基づいてリーク不良である発光素子の部分とリーク不良でない発光素子の部分とを区別することが可能になる。これにより、発光素子のリーク不良を適切に検出することができる。
　上記検査方法は、第１計測ステップにおける計測結果に基づいてコンタクト不良である発光素子の部分を特定すると共に、第２計測ステップにおける計測結果に基づいてリーク不良である発光素子の部分を特定し、特定結果に基づいて発光素子の良品と不良品とを判別する判別ステップを更に備えていてもよい。このような構成によれば、コンタクト不良の発光素子及びリーク不良の発光素子を不良品として適切に検出し、発光素子の良否判定精度を向上させることができる。
　上記検査方法は、測定対象物に光を照射し測定対象物からの反射光を計測することにより得られる反射像と、予め取得されている測定対象物の設計データとに基づいて、反射像における測定対象物の各発光素子に対応する位置を特定する特定ステップを更に備えていてもよい。これにより、発光を計測した際に設計データ上におけるどの発光素子からの発光かを判別することができる。
　本発明の一態様に係る検査装置は、複数の発光素子が形成中の測定対象物に光を照射する光照射部と、光照射部によって照射された光に応じて測定対象物にて発生した発光を計測する光計測部と、光計測部による計測結果を出力する処理部と、を備え、処理部は、測定対象物における積層膜上の絶縁膜が形成された面に、絶縁膜におけるＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されるように導電層が形成された状態における光計測部による計測結果を出力する。上述したように、Ｎ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている状態（ショートした状態）における測定対象物からの発光は、コンタクト不良の有無によって、その輝度に差異が生じる。このため、本発明の一態様に係る検査装置のように、導電層が形成されてＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている状態における光計測部による計測結果が出力されることにより、計測された発光の輝度に基づいてコンタクト不良である発光素子の部分とコンタクト不良でない発光素子とを区別することが可能になる。これにより、発光素子のコンタクト不良を適切に検出し、発光素子の良否判定精度を向上させることができる。
　処理部は、導電層が加工されてＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されていない状態における光計測部による計測結果を出力してもよい。上述したように、Ｎ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されていない状態における測定対象物からの発光は、リーク不良の有無によって、その輝度に差異が生じる。このため、Ｎ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されていない状態における光計測部による計測結果が出力されることにより、計測された発光の輝度に基づいてリーク不良である発光素子の部分とリーク不良でない発光素子の部分とを区別することが可能になる。これにより、発光素子のリーク不良を適切に検出することができる。
　処理部は、Ｎ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている状態における光計測部による計測結果に基づいてコンタクト不良である発光素子の部分を特定すると共に、Ｎ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されていない状態における光計測部による計測結果に基づいてリーク不良である発光素子の部分を特定し、特定結果に基づいて発光素子の良品と不良品とを判別してもよい。このような構成によれば、コンタクト不良の発光素子及びリーク不良の発光素子を不良品として適切に検出し、発光素子の良否判定精度を向上させることができる。
　光計測部は、光照射部によって照射された光に応じた測定対象物からの反射光を更に計測し、処理部は、光計測部において反射光が計測されることにより得られる反射像と、予め取得されている測定対象物の設計データとに基づいて、反射像における測定対象物の各発光素子に対応する位置を特定してもよい。これにより、発光を計測した際に設計データ上におけるどの発光素子からの発光かを判別することができる。
　本発明の一態様によれば、発光素子のコンタクト不良を適切に検出することができる。
本発明の実施形態に係る検査装置１の構成図である。 カメラによる撮像結果を示す図であり、（ａ）は反射像、（ｂ）はリーク不良を示すＰＬ像、（ｃ）はコンタクト不良をしめすＰＬ像である。 半導体デバイスの製造工程を説明する図である。 半導体デバイスの製造工程を説明する図である。 半導体デバイスの製造及び検査工程を説明する図である。 半導体デバイスの製造及び検査工程を説明する図である。 半導体デバイスの製造方法の手順を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
　図１は、本実施形態に係る検査装置１の構成図である。検査装置１は、サンプルＳ(測定対象物)を検査する装置である。サンプルＳは、ウェハ上に複数の発光素子が形成された半導体デバイスである。なお、本実施形態で説明するサンプルＳ（測定対象物）には、完成している半導体デバイスだけでなく、製造中（未完成）の半導体デバイスも含まれる。製造中の半導体デバイスにおいては、発光素子が形成中である場合があり、このような形成中の発光素子を指す用語としては、例えば「発光素子となる部分」や「発光素子の部分」のように記載することが正確であるが、以下ではそのような形成中の発光素子についても、単に「発光素子」として説明する場合がある。発光素子は、例えばＬＥＤ、ミニＬＥＤ、μＬＥＤ、ＳＬＤ素子、レーザ素子、垂直型レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）等である。検査装置１は、サンプルＳにおいて形成されている複数の発光素子のそれぞれについて、フォトルミネッセンス（具体的には蛍光）を観察することにより、コンタクト不良又はリーク不良に該当する不良品であるか、或いは、良品であるかを判定する。なお、このような発光素子の検査については、例えばプロービングによって（すなわち電気的特性に基づいて）行うことも考えられる。しかしながら、例えばμＬＥＤ等の微細なＬＥＤについては、針をあてて計測を行うプロービングが物理的に困難である。この点、本実施形態に係るフォトルミネッセンスに基づく発光素子の検査方法は、蛍光画像を取得することによって検査を行うことができるので、物理的な制約にとらわれることなく、大量の発光素子を効率的に検査することができる。
　図１に示されるように、検査装置１は、チャック１１と、ＸＹステージ１２と、励起光源２０（光照射部）と、光学系３０と、ダイクロイックミラー４０と、対物レンズ５１と、Ｚステージ５２と、結像レンズ７２と、カメラ８２（光計測部）と、暗箱９０と、制御装置１００（処理部）と、モニタ１１０と、を備えている。暗箱９０は、上述した構成のうち、例えば制御装置１００及びモニタ１１０以外の構成を収容しており、収容した各構成に外部の光の影響が及ぼされることを回避するために設けられている。なお、暗箱９０に収容される各構成は、カメラ８２において撮像される画像の質の向上（画質の向上及び画像の位置ずれ防止）を図るべく除振台の上に搭載されていてもよい。
　チャック１１は、サンプルＳを保持する保持部材である。チャック１１は、例えばサンプルＳのウェハを真空吸着することにより、サンプルＳを保持する。ＸＹステージ１２は、サンプルＳを保持しているチャック１１をＸＹ方向（前後・左右方向）、すなわちチャック１１におけるサンプルＳの載置面に沿った方向に移動させるステージである。ＸＹステージ１２は、制御装置１００の制御に応じて、複数の発光素子のそれぞれが順次、励起光の照射領域とされるように、チャック１１をＸＹ方向に移動させる。なお、検査装置１は、更に回転ステージ（Θステージ。不図示）を備えていてもよい。このような回転ステージは、例えばＸＹステージ１２の上且つチャック１１の下に設けられていてもよいし、ＸＹステージ１２と一体的に設けられていてもよい。回転ステージは、サンプルＳの縦横の位置を精度よく合わせるためのものである。回転ステージが設けられることによって、位置合わせ等の時間を短縮し、データ処理のトータル時間を短縮することができる。
　励起光源２０は、サンプルＳに照射される励起光を生成し、該励起光をサンプルＳに照射する光照射部である。励起光源２０は、サンプルＳの発光素子を励起させる波長を含む光を生成可能な光源であればよく、例えばＬＥＤ、レーザ、ハロゲンランプ、水銀ランプ、Ｄ２ランプ、プラズマ光源等である。なお、検査装置１は、励起光源２０から出射される励起光の輝度を一定に保つべく、照明輝度をモニタするセンサを更に備えていてもよい。また、シェーディングを極力減らすため、励起光源２０から励起光が出射される位置に拡散板もしくはフライアイレンズ等を用いて輝度分布の均一化を行ってもよい。
　光学系３０は、光ファイバケーブル３１と、導光レンズ３２と、を含んで構成されている。光ファイバケーブル３１は、励起光源２０に接続された導光用の光ファイバケーブルである。光ファイバケーブル３１としては、例えば、偏波保存ファイバ又はシングルモードファイバ等を用いることができる。導光レンズ３２は、例えば単独又は複合の凸レンズであり、光ファイバケーブル３１を介して到達した励起光をダイクロイックミラー４０方向に導く。なお、励起光源２０から出射される励起光の波長が経時的に変化することを防ぐために、検査装置１は、励起光源２０とダイクロイックミラー４０との間にバンドパスフィルタ（不図示）を備えていてもよい。
　ダイクロイックミラー４０は、特殊な光学素材を用いて作成されたミラーであり、特定の波長の光を反射すると共に、その他の波長の光を透過する。具体的には、ダイクロイックミラー４０は、励起光を対物レンズ５１方向に反射すると共に、励起光とは異なる波長帯の光である発光素子からのフォトルミネッセンス（詳細には蛍光）を結像レンズ７２方向に透過するように構成されている。なお、励起光の正常発光スペクトルの領域は、蛍光の正常発光スペクトル（正常蛍光スペクトル）の領域よりも低波長側であってもよい。すなわち、ダイクロイックミラー４０は、低波長帯の光である励起光を対物レンズ５１方向に反射すると共に、励起光と比べて高波長帯の光である蛍光を結像レンズ７２方向に透過する。
　対物レンズ５１は、サンプルＳを観察するための構成であり、ダイクロイックミラー４０によって導かれた励起光をサンプルＳに集光する。Ｚステージ５２は、対物レンズ５１をＺ方向（上下方向）、すなわちチャック１１におけるサンプルＳの載置面に交差する方向に移動させてフォーカス調整を行う。
　結像レンズ７２は、ダイクロイックミラー４０を透過した発光素子の蛍光を結像させ、該蛍光をカメラ８２に導くレンズである。カメラ８２は、発光素子の蛍光を撮像する。すなわち、カメラ８２は、励起光源２０によって照射された励起光に応じてサンプルＳにて発生した発光（蛍光）を撮像することにより計測する。カメラ８２は、結像レンズ７２によって結像された画像を検出する。カメラ８２は、撮像結果であるＰＬ像（蛍光画像）を制御装置１００に出力する。カメラ８２は、例えばＣＣＤやＭＯＳ等のエリアイメージセンサである。また、カメラ８２は、ラインセンサやＴＤＩセンサによって構成されていてもよい。なお、カメラ８２は、後述するように、励起光源２０によってサンプルＳに照射された励起光に応じたサンプルＳからの反射光についても撮像（計測）する。
　制御装置１００は、ＸＹステージ１２、励起光源２０、Ｚステージ５２、及びカメラ８２を制御する。具体的には、制御装置１００は、ＸＹステージ１２を制御することにより励起光の照射領域（サンプルＳにおける照射領域）を調整する。制御装置１００は、Ｚステージ５２を制御することにより励起光に係るフォーカス調整を行う。制御装置１００は、励起光源２０を制御することにより励起光の出射調整並びに励起光の波長及び振幅等の調整を行う。制御装置１００は、カメラ８２を制御することにより蛍光画像の取得に係る調整を行う。また、制御装置１００は、カメラ８２によって撮像された蛍光画像に基づいて、発光素子の良否判定を行う（詳細は後述）。なお、制御装置１００は、コンピュータであって、物理的には、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ、ＣＰＵ等のプロセッサ（演算回路）、通信インターフェイス、ハードディスク等の格納部を備えて構成されている。かかる制御装置１００としては、例えばパーソナルコンピュータ、クラウドサーバ、スマートデバイス（スマートフォン、タブレット端末など）などが挙げられる。制御装置１００は、メモリに格納されるプログラムをコンピュータシステムのＣＰＵで実行することにより機能する。モニタ１１０は、計測結果であるＰＬ像（蛍光画像）等を表示する表示装置である。
　次に、検査装置１におけるサンプルＳとなる、半導体デバイスの製造工程について、図３及び図４を参照して説明する。半導体デバイスの製造工程は、製造装置５００（図５参照）において実施される。製造工程では、最初に、図３（ａ）に示されるようにサファイア基板４０１が準備される。サファイア基板４０１は、例えばインゴットを生成する単結晶成長工程、インゴットのサファイアを薄くスライスする加工工程、平坦に研磨するCMP（Chemical Mechanical Polishing）工程等を経て生成されてもよい。なお、サファイア基板４０１に替えて、半導体に合わせた別の材質の基板が用いられてもよい。
　つづいて、サファイア基板４０１についてエピタキシャル成長工程が実施され、サファイア基板４０１上にバッファ層４０２（図３（ｂ）参照）、電子輸送層であるｎ-ＧａＮ層４０３（図３（ｃ）参照）、発光層４０４（図３（ｄ）参照）、及び、正孔輸送層であるｐ－ＧａＮ層４０５（図３（ｅ）参照）からなる積層膜が形成される。エピタキシャル成長工程は、例えばLPE（Liquid Phase Epitaxy）法又はMOVPE（Metal Organic Vapor Phase Epitaxy）法等により実施されてもよい。なお、電子輸送層及び正孔輸送層は、必ずしもＧａＮでなくてもよく、発光層４０４とのバンドエネルギー及び格子間隔に不整合を起こさない別の元素を含む半導体であってもよい。また、ｎ-ＧａＮ層４０３及びｐ－ＧａＮ層４０５の位置は互いに反対であってもよい。
　つづいて、図３（ｆ）に示されるように、素子分離が実施される。具体的には、レジスト塗布、パターニング、エッチング、レジスト除去が順次実施される。つづいて、図４（ａ）に示されるように、ｎ‐ＧａＮ層４０３を露出させる処理が実施される。具体的には、レジスト塗布、パターニング、エッチング、レジスト除去が順次実施される。なお、図３（ｆ）に示される素子分離の処理と図４（ａ）に示される処理とは、処理の順番が反対であってもよい。
　つづいて、図４（ｂ）に示されるように、積層膜上に絶縁膜４０６が形成される。そして、図４（ｃ）に示されるように、絶縁膜４０６における所定の箇所において絶縁膜４０６を貫通するコンタクトホールＨ１，Ｈ２が形成される。コンタクトホールＨ１は、絶縁膜４０６におけるｎ‐ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所に形成される。コンタクトホールＨ２は、絶縁膜４０６におけるｐ‐ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所に形成される。ここまでの工程で生成された部材が第１部材Ｓ１である。
　つづいて、第１部材Ｓ１における絶縁膜４０６が形成された面に、図４（ｄ）に示されるように導電層４０７が形成される。導電層４０７は、電極材料であり、例えばメタル又はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等である。導電層４０７は、絶縁膜４０６が形成された面の略全域に形成される。このため、導電層４０７によって、ｎ‐ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ‐ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続される（導通する）。ここまでの工程で生成された部材が第２部材Ｓ２である。
　つづいて、第２部材Ｓ２に形成された導電層４０７を加工することにより、ｎ‐ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所に対応する第１パッド電極４０７Ａ、及び、ｐ‐ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所に対応する第２パッド電極４０７Ｂを形成する。具体的には、レジスト塗布、パターニング、エッチング、レジスト除去が順次実施されて、第１パッド電極４０７Ａ及び第２パッド電極４０７Ｂが形成される。第１パッド電極４０７Ａ及び第２パッド電極４０７Ｂが形成された半導体デバイスＳ３においては、ｎ‐ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ‐ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されていない。以上が、半導体デバイスの製造工程である。
　ここで、本実施形態では、上述した半導体デバイスの製造工程の途中で、半導体デバイスの検査工程を実施する。以下では、半導体デバイスの製造工程中の検査工程について説明する。図５は、半導体デバイスの製造及び検査工程の一例を説明する図である。
　図５に示される例では、最初に、製造装置５００において、サファイア基板４０１に対してエピタキシャル成長工程（図３（ｂ）～図３（ｅ）参照）、素子分離（図３（ｆ）参照）、ｎ‐ＧａＮ層４０３を露出させる処理（図４（ａ）参照）、絶縁膜４０６を形成する処理（図４（ｂ）参照）、コンタクトホールＨ１，Ｈ２を形成する処理（図４（ｃ）参照）、導電層４０７を形成する導電層形成処理（図４（ｄ）参照）が実施されて、第２部材Ｓ２が生成される。そして、検査装置１において、第２部材Ｓ２がサンプルＳとされて、第２部材Ｓ２についてのＰＬ計測である第１計測ステップ（詳細は後述）が実施される。詳細は後述するが、第１計測ステップ後の判別ステップにおいて第２部材Ｓ２におけるコンタクト不良位置が特定され、コンタクト不良位置を示すデータＤ１が出力される。そして、製造装置５００において、第２部材Ｓ２について第１パッド電極４０７Ａ及び第２パッド電極４０７Ｂを形成するパッド形成処理（図４（ｅ）参照）以降のプロセルが実施されて半導体デバイスＳ３が生成される。コンタクト不良位置を示すデータＤ１が取得されているので、当該データＤ１に基づいて、半導体デバイスＳ３におけるコンタクト不良の発光素子を除去する等が可能になる。このように、本実施形態においては、製造工程における導電層形成する処理の後、パッド形成処理の前に、コンタクト不良位置を特定するためのＰＬ計測である第１計測ステップが実施される。
　第１計測ステップは、コンタクト不良である発光素子の検出に係るステップであり、上述した導電層形成処理（導電層形成ステップ）の後に、導電層４０７によってｎ‐ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ‐ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている状態（すなわちパッド形成処理の前）において、測定対象物である第２部材Ｓ２に光を照射し、第２部材Ｓ２にて発生した発光を計測するステップである。第１計測ステップでは、第２部材Ｓ２がチャック１１上に配置されている状態で、励起光源２０から出射された励起光が第２部材Ｓ２における導電層４０７が形成されていない側の面（裏面）に照射される。なお、導電層４０７がＩＴＯ等の透明の材料で形成されている場合には、励起光が導電層４０７側の面（表面）から照射されてもよい。そして、励起光に応じて第２部材Ｓ２にて発生した発光がダイクロイックミラー４０を透過し、結像レンズ７２によって結像されて、カメラ８２においてＰＬ像として検出（計測）される。そして、制御装置１００は、ｎ‐ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ‐ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されるように導電層４０７が形成された状態におけるカメラ８２による検出（計測）結果を、後述する判別ステップのために出力する。
　判別ステップは、制御装置１００が実施する。判別ステップにおいて、制御装置１００は、第１計測ステップにおける計測結果に基づいてコンタクト不良である発光素子を特定する。
　コンタクト不良の特定について説明する。第１計測ステップの実施状態である、導電層４０７によってｎ‐ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ‐ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている状態とは、第２部材Ｓ２における各発光素子がショートした状態である。このような状態においては、良品の発光素子についてはキャリアの再結合が起こりにくく発光輝度が比較的小さくなる。一方で、コンタクト不良の発光素子については、ショートした状態であっても発光素子の内部にてキャリアの再結合が活発に起こるため、良品の発光素子と比べて発光輝度が大きくなる。このように、第１計測ステップにおいて計測される各発光素子に係る発光は、コンタクト不良の有無によってその輝度に差異が生じる。制御装置１００は、ＰＬ像における各発光素子の輝度を特定し、該輝度に基づいてコンタクト不良の発光素子を特定する。図２（ｃ）のＰＬ像では、ある発光素子２００ｚの輝度だけが他の発光素子の輝度と比べて大きくなっている。このような場合には、制御装置１００は、当該発光素子２００ｚをコンタクト不良の発光素子であると特定する。制御装置１００は、コンタクト不良の発光素子のアドレス（位置）を規定したコンタクト不良マップであるデータＤ１を生成し出力する。
　そして、制御装置１００は、第１計測ステップにおける計測結果であるデータＤ１に基づいて、半導体デバイスＳ３におけるコンタクト不良である発光素子を不良品として特定し、不良品である発光素子のアドレスを出力する。これにより、以降のプロセスにおいて不良品である発光素子を使用しないようにして、発光素子を利用したパネル等の品質を向上させることができる。
　図６は、半導体デバイスの製造及び検査工程の他の例を説明する図である。図６に示される例では、図５の工程に加えて、パッド形成処理が実施された半導体デバイスＳ３がサンプルＳとされて、第２計測ステップが実施される。更に、第２計測ステップに応じた判別ステップが実施される。
　第２計測ステップは、リーク不良である発光素子の検出に係るステップであり、パッド形成処理が実施されて、ｎ‐ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ‐ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されていない半導体デバイスＳ３に光を照射し、半導体デバイスＳ３にて発生した発光を計測するステップである。第２計測ステップでは、半導体デバイスＳ３がチャック１１上に配置されている状態で、励起光源２０から出射された励起光が半導体デバイスＳ３に照射される。そして、励起光に応じて半導体デバイスＳ３にて発生した発光がダイクロイックミラー４０を透過し、結像レンズ７２によって結像されて、カメラ８２においてＰＬ像として検出（計測）される。そして、制御装置１００は、ｎ‐ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ‐ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されていない状態におけるカメラ８２による検出（計測）結果を、後述する判別ステップのために出力する。
　判別ステップでは、制御装置１００が、第１計測ステップにおける計測結果に基づいてコンタクト不良である発光素子を特定すると共に、第２計測ステップにおける計測結果に基づいてリーク不良である発光素子を特定し、特定結果に基づいて発光素子の良品と不良品とを判別する。コンタクト不良の特定については上述したとおりである。
　リーク不良の特定について説明する。第２計測ステップの実施状態である、ｎ‐ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ‐ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されていない状態での発光素子からの発光については、リーク不良（ショート不良）である発光素子の発光輝度が、良品の発光素子と比べて極めて小さくなる。制御装置１００は、ＰＬ像における各発光素子の輝度を特定し、該輝度に基づいてリーク不良の発光素子を特定する。図２（ｂ）のＰＬ像では、ある発光素子２００ｘの輝度だけが他の発光素子の輝度と比べて極端に小さくなっている。このような場合には、制御装置１００は、当該発光素子２００ｘをリーク不良の発光素子であると特定する。制御装置１００は、リーク不良の発光素子のアドレス（位置）を規定したリーク不良マップであるデータＤ２を生成し出力する。
　そして、制御装置１００は、第１計測ステップにおける計測結果であるデータＤ１に基づいてコンタクト不良である発光素子を特定すると共に、第２計測ステップにおける計測結果であるデータＤ２に基づいてリーク不良である発光素子を特定し、特定結果に基づいて発光素子の良品と不良品とを判別する。制御装置１００は、データＤ１及びデータＤ２の排他的論理和を導出することにより、コンタクト不良でなく且つリーク不良でない発光素子を特定し、該発光素子を良品と判別し、それ以外の発光素子を不良品と判別し、不良品である発光素子のアドレスを出力する。これにより、以降のプロセスにおいて不良品である発光素子を使用しないようにして、発光素子を利用したパネル等の品質を向上させることができる。また、不良品である発光素子のアドレスが出力されることにより、レーザ装置６００（図６参照）によって不良品である発光素子をレーザ除去することが可能になる。この場合には、不良品の発光素子を除去した半導体デバイスＳ４（図６参照）を生成することができる。
　なお、第１計測ステップ及び第２計測ステップの実施前において、発光素子のアライメントを合わせる特定ステップが実施されてもよい。特定ステップでは、サンプルＳに光を照射しサンプルＳからの反射光を計測することにより得られる反射像と、予め取得されているサンプルＳの設計データとに基づいて、反射像におけるサンプルＳの各発光素子に対応する位置を特定する（発光素子のアライメントを合わせる）。第１計測ステップ実施前の特定ステップでは、励起光源２０から出射された光が第２部材Ｓ２に照射され、その反射光がカメラ８２において検出されて反射像（例えば図２（a）に示されるような像）が取得される。第２計測ステップ実施前の特定ステップでは、励起光源２０から出射された光が半導体デバイスＳ３に照射され、その反射光がカメラ８２において検出されて反射像（例えば図２（ａ）に示されるような像）が取得される。図２（ａ）に示されるように、反射像には、各発光素子２００及び各電極３００に対応する像が示される。そして、例えば制御装置１００が、反射像と、サンプルＳの設計データとを照らし合わせるにより、反射像におけるサンプルＳの各発光素子に対応する位置を特定する。ここでの設計データとは、少なくともサンプルＳの各発光素子及び電極の状態（位置、形状等）を示すものである。このように、第１計測ステップ及び第２計測ステップの前において、サンプルＳの各発光素子が、取得画像のどの位置にあるかが特定されることにより、第１計測ステップ及び第２計測ステップにおいて取得されるＰＬ像の各位置がどの発光素子に対応しているかを特定することができる。
　次に、図７を参照して、半導体デバイスＳ４の製造方法の手順について説明する。本製造方法においては、製造工程の途中で半導体デバイスの検査工程が実施される。図７は、半導体デバイスＳ４の製造方法の手順を示すフローチャートである。
　図７に示されるように、最初に、エピタキシャル成長工程が実施され、サファイア基板４０１上において結晶を成長させることにより、バッファ層４０２、ｎ-ＧａＮ層４０３、発光層４０４、及び、ｐ－ＧａＮ層４０５を含む積層膜が形成され、積層膜上に絶縁膜４０６が形成され、更に、絶縁膜４０６におけるｎ‐ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所にコンタクトホールＨ１が形成されると共に、絶縁膜４０６におけるｐ‐ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所にコンタクトホールＨ２が形成される（第１ステップ，ステップＳ１０１）。第１ステップにより、第１部材Ｓ１が生成される。
　つづいて、第１部材Ｓ１における絶縁膜４０６が形成された面の全面に導電層４０７が形成される（第２ステップ，ステップＳ１０２）。第２ステップにより、導電層４０７によってｎ‐ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ‐ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている第２部材Ｓ２が生成される。
　つづいて、第２部材Ｓ２に励起光を照射して第２部材Ｓ２にて発生した発光を計測するＰＬ計測が実施される（第３ステップ，ステップＳ１０３）。この場合、制御装置１００は、ＰＬ像における各発光素子の輝度を特定し、該輝度に基づいてコンタクト不良の発光素子を特定する。制御装置１００は、コンタクト不良の発光素子のアドレス（位置）を規定したコンタクト不良マップであるデータＤ１を生成し出力する。
　つづいて、第２部材Ｓ２に形成された導電層４０７を加工することにより、ｎ‐ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所に対応する第１パッド電極４０７Ａ、及び、ｐ‐ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所に対応する第２パッド電極４０７Ｂが形成される（第４ステップ，ステップＳ１０４）。このように、第１パッド電極４０７Ａ及び第２パッド電極４０７Ｂが形成された半導体デバイスＳ３においては、ｎ‐ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ‐ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されていない。
　つづいて、半導体デバイスＳ３に励起光を照射して半導体デバイスＳ３にて発生した発光を計測するＰＬ計測が実施される（第５ステップ，ステップＳ１０５）。この場合、制御装置１００は、ＰＬ像における各発光素子の輝度を特定し、該輝度に基づいてリーク不良の発光素子を特定する。制御装置１００は、リーク不良の発光素子のアドレス（位置）を規定したリーク不良マップであるデータＤ２を生成し出力する。
　つづいて、データＤ１に基づいてコンタクト不良である発光素子が特定されると共に、データＤ２に基づいてリーク不良である発光素子が特定され、特定結果に基づいて、発光素子の良品と不良品とが判別される（第６ステップ，ステップＳ１０６）。
　最後に、レーザ装置６００によって不良品である発光素子がレーザ除去され（ステップＳ１０７）、不良品の発光素子を除去した半導体デバイスＳ４が生成される。
　次に、本実施形態に係る半導体デバイスＳ３の製造方法、検査方法、及び、検査装置１の作用効果について説明する。
　本実施形態に係る半導体デバイスＳ３の製造方法は、複数の発光素子が形成された半導体デバイスの製造方法であって、サファイア基板４０１上において結晶を成長させることにより、バッファ層４０２、ｎ-ＧａＮ層４０３、発光層４０４、及び、ｐ－ＧａＮ層４０５を含む積層膜を形成し、積層膜上に絶縁膜４０６を形成し、絶縁膜４０６におけるｎ-ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ－ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所にコンタクトホールＨ１，Ｈ２を形成して第１部材Ｓ１を生成する第１ステップと、第１部材Ｓ１における絶縁膜４０６が形成された面に導電層４０７を形成し、導電層４０７によってｎ-ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ－ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている第２部材Ｓ２を生成する第２ステップと、第２部材Ｓ２に励起光を照射し、第２部材Ｓ２にて発生した発光を計測する第３ステップと、第２部材Ｓ２に形成された導電層４０７を加工することにより、ｎ－ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所に対応する第１パッド電極４０７Ａ、及び、ｐ－ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所に対応する第２パッド電極４０７Ｂを形成し、半導体デバイスＳ３を生成する第４ステップと、を備える。
　本実施形態に係る半導体デバイスＳ３の製造方法では、積層膜及び絶縁膜４０６が形成され、絶縁膜４０６におけるｎ－ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ－ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所にコンタクトホールＨ１，Ｈ２が形成され、絶縁膜４０６に導電層４０７が形成され、導電層４０７が加工されて第１パッド電極４０７Ａ及び第２パッド電極４０７Ｂが形成される、という半導体デバイスＳ３の製造過程において、導電層４０７が形成された第２部材Ｓ２に励起光が照射されて、第２部材Ｓ２にて発生した発光が計測される。ここで、導電層４０７が形成された第２部材Ｓ２においては、導電層４０７によってｎ－ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ－ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されており、ショートした状態とされている。このようなショートした第２部材Ｓ２においては、良品の発光素子についてはキャリアの再結合が起こりにくく、発光輝度が小さくなる。一方で、コンタクト不良の発光素子については、導電層４０７によってｎ－ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ－ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続された状態（ショートした状態）であっても内部にてキャリアの再結合が活発に起こるため、良品と比べて発光輝度が大きくなる。このように、導電層４０７によってｎ－ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ－ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている状態における第２部材Ｓ２からの発光は、コンタクト不良の有無によって、その輝度に差異が生じる。このため、本実施形態に係る製造方法のように、導電層４０７によってｎ－ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ－ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている第２部材Ｓ２に励起光が照射されて第２部材Ｓ２からの発光が計測されることにより、計測された発光の輝度に基づいて、コンタクト不良である発光素子とコンタクト不良でない発光素子とを区別することが可能になる。これにより、発光素子のコンタクト不良を適切に検出し、発光素子の良否判定精度を向上させることができる。そして、本実施形態に係る半導体デバイスＳ３の製造方法では、上述したように、半導体デバイスＳ３の製造過程においてコンタクト不良に関する検出を行うことができるため、例えばコンタクト不良の検出のために別途検査を行う（製造過程以外で別途検査を行う）場合と比較して、容易且つ迅速にコンタクト不良に関する検出を行うことができる。
　上記製造方法は、第４ステップの後において、半導体デバイスＳ３に励起光を照射し、半導体デバイスＳ３にて発生した発光を計測する第５ステップ、を更に備えていてもよい。第４ステップを経て生成された半導体デバイスＳ３では、第１パッド電極４０７Ａ及び第２パッド電極４０７Ｂが形成されており、ｎ－ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ－ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されていない。このような半導体デバイスＳ３からの発光は、リーク不良の有無によって、その輝度に差異が生じる。このため、第４ステップ後の半導体デバイスＳ３に励起光が照射されて半導体デバイスＳ３からの発光が計測されることにより、計測された発光の輝度に基づいてリーク不良である発光素子とリーク不良でない発光素子とを区別することが可能になる。これにより、発光素子のリーク不良を適切に検出することができる。
　上記製造方法は、第３ステップにおける計測結果に基づいてコンタクト不良である発光素子を特定すると共に、第５ステップにおける計測結果に基づいてリーク不良である発光素子を特定し、特定結果に基づいて発光素子の良品と不良品とを判別する第６ステップを更に備えていてもよい。このような構成によれば、コンタクト不良の発光素子及びリーク不良の発光素子を不良品として適切に検出し、発光素子の良否判定精度を向上させることができる。
　上記製造方法は、第２部材Ｓ２に光を照射し第２部材Ｓ２からの反射光を計測することにより得られる反射像と、予め取得されている半導体デバイスの設計データとに基づいて、反射像における半導体デバイスの各発光素子に対応する位置を特定する第７ステップを更に備えていてもよい。これにより、発光を計測した際に設計データ上におけるどの発光素子からの発光かを判別することができる。
　本実施形態に係る検査方法は、複数の発光素子が形成中の測定対象物において、積層膜上の絶縁膜４０６におけるｎ－ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ－ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されるように、絶縁膜４０６が形成された面に導電層４０７を形成する導電層形成ステップと、導電層４０７によってｎ－ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ－ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている状態において、測定対象物に励起光を照射し、測定対象物にて発生した発光を計測する第１計測ステップと、を備える。本実施形態に係る検査方法によれば、上述した製造方法と同様に、発光素子のコンタクト不良を適切に検出し、発光素子の良否判定精度を向上させることができる。
　本実施形態に係る検査装置１は、複数の発光素子が形成中の測定対象物に光を照射する励起光源２０（光照射部）と、励起光源２０によって照射された光に応じて測定対象物にて発生した発光を計測するカメラ８２（光計測部）と、カメラ８２による計測結果を出力する制御装置１００（処理部）と、を備え、制御装置１００は、測定対象物における積層膜上の絶縁膜４０６が形成された面に、絶縁膜４０６におけるｎ－ＧａＮ層４０３の電気的接続箇所及びｐ－ＧａＮ層４０５の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されるように導電層４０７が形成された状態におけるカメラ８２による計測結果を出力する。本実施形態に係る検査装置１によれば、上述した製造方法と同様に、発光素子のコンタクト不良を適切に検出し、発光素子の良否判定精度を向上させることができる。
　１…検査装置、２０…励起光源（光照射部）、８２…カメラ（光計測部）、１００…制御装置（処理部）。

Claims (12)

  1. 　複数の発光素子が形成された半導体デバイスの製造方法であって、
    　基板上において結晶を成長させることにより、バッファ層、Ｎ層、発光層、及びＰ層を含む積層膜を形成し、前記積層膜上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜におけるＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所にコンタクトホールを形成して第１部材を生成する第１ステップと、
    　前記第１部材における前記絶縁膜が形成された面に導電層を形成し、前記導電層によって前記Ｎ層の電気的接続箇所及び前記Ｐ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている第２部材を生成する第２ステップと、
    　前記第２部材に光を照射し、前記第２部材にて発生した発光を計測する第３ステップと、
    　前記第２部材に形成された前記導電層を加工することにより、前記Ｎ層の電気的接続箇所に対応する第１パッド電極、及び、前記Ｐ層の電気的接続箇所に対応する第２パッド電極を形成し、前記半導体デバイスを生成する第４ステップと、を備える半導体デバイスの製造方法。
  2. 　前記第４ステップの後において、前記半導体デバイスに光を照射し、前記半導体デバイスにて発生した発光を計測する第５ステップを更に備える、請求項１記載の半導体デバイスの製造方法。
  3. 　前記第３ステップにおける計測結果に基づいてコンタクト不良である発光素子の部分を特定すると共に、前記第５ステップにおける計測結果に基づいてリーク不良である発光素子の部分を特定することによって取得された特定結果に基づいて、発光素子の良品と不良品とを判別する第６ステップを更に備える、請求項２記載の半導体デバイスの製造方法。
  4. 　前記第２部材に光を照射し前記第２部材からの反射光を計測することにより得られる反射像と、予め取得されている前記半導体デバイスの設計データとに基づいて、前記反射像における前記半導体デバイスの各発光素子に対応する位置を特定する第７ステップを更に備える、請求項１～３のいずれか一項記載の半導体デバイスの製造方法。
  5. 　複数の発光素子が形成中の測定対象物において、積層膜上の絶縁膜におけるＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されるように、前記絶縁膜が形成された面に導電層を形成する導電層形成ステップと、
    　前記導電層によって前記Ｎ層の電気的接続箇所及び前記Ｐ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている状態において、前記測定対象物に光を照射し、前記測定対象物にて発生した発光を計測する第１計測ステップと、を備える検査方法。
  6. 　前記導電層が加工されて前記Ｎ層の電気的接続箇所及び前記Ｐ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されていない状態において、前記測定対象物に光を照射し、前記測定対象物にて発生した発光を計測する第２計測ステップを更に備える、請求項５記載の検査方法。
  7. 　前記第１計測ステップにおける計測結果に基づいてコンタクト不良である発光素子の部分を特定すると共に、前記第２計測ステップにおける計測結果に基づいてリーク不良である発光素子の部分を特定し、特定結果に基づいて発光素子の良品と不良品とを判別する判別ステップを更に備える、請求項６記載の検査方法。
  8. 　前記測定対象物に光を照射し前記測定対象物からの反射光を計測することにより得られる反射像と、予め取得されている前記測定対象物の設計データとに基づいて、前記反射像における前記測定対象物の各発光素子に対応する位置を特定する特定ステップを更に備える、請求項５～７のいずれか一項記載の検査方法。
  9. 　複数の発光素子が形成中の測定対象物に光を照射する光照射部と、
    　前記光照射部によって照射された光に応じて前記測定対象物にて発生した発光を計測する光計測部と、
    　前記光計測部による計測結果を出力する処理部と、を備え、
    　前記処理部は、前記測定対象物における積層膜上の絶縁膜が形成された面に、前記絶縁膜におけるＮ層の電気的接続箇所及びＰ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されるように導電層が形成された状態における前記光計測部による計測結果を出力する、検査装置。
  10. 　前記処理部は、前記導電層が加工されて前記Ｎ層の電気的接続箇所及び前記Ｐ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されていない状態における前記光計測部による計測結果を出力する、請求項９記載の検査装置。
  11. 　前記処理部は、前記Ｎ層の電気的接続箇所及び前記Ｐ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されている状態における前記光計測部による計測結果に基づいてコンタクト不良である発光素子の部分を特定すると共に、前記Ｎ層の電気的接続箇所及び前記Ｐ層の電気的接続箇所が互いに電気的に接続されていない状態における前記光計測部による計測結果に基づいてリーク不良である発光素子の部分を特定し、特定結果に基づいて発光素子の良品と不良品とを判別する、請求項１０記載の検査装置。
  12. 　前記光計測部は、前記光照射部によって照射された光に応じた前記測定対象物からの反射光を更に計測し、
    　前記処理部は、前記光計測部において反射光が計測されることにより得られる反射像と、予め取得されている前記測定対象物の設計データとに基づいて、前記反射像における前記測定対象物の各発光素子に対応する位置を特定する、請求項９～１１のいずれか一項記載の検査装置。
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