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技術 検査装置

出願人 シャープ株式会社
発明者 三好隆一
出願日 2003年11月5日 (18年3ヶ月経過) 出願番号 2003-375760
公開日 2005年6月2日 (16年8ヶ月経過) 公開番号 2005-140586
状態 特許登録済
技術分野 個々の半導体装置の試験 測定用導線・探針 電子回路の試験
主要キーワード 角変位方向 基準端面 画像処理カメラ 搬送ロス 排出場所 外形認識 各検査位置 入光角度
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2005年6月2日)のものです。
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図面 (18)

課題

チップの位置を正確に特定し、高精度で検査を行い、複数の測定装置を用いて正確かつ効率よく検査をし、複数の発光点を有するチップに対する検査を可能ならしめる検査装置を提供することである

解決手段

チップを検査ステージ8から外方に突出させた状態で搭載し、検査ステージ照明15によりチップ外形を抽出可能な光量で照明し、検査ステージ画像処理カメラ14により撮像された画像から位置を特定し、制御部23がXYθ駆動機構24を制御して検査ステージ8を駆動し位置決めをし、導電性搬送コレット10を用いて効率よくチップの検査を行う検査装置を構成する。

概要

背景

半導体レーザチップである被検査チップ検査する検査装置は、シートあるいはトレイ(以下「シートなど」という)に載せられて供給される複数の被検査チップの中から、1つの被検査チップを、搬送コレットによって把持して取り出し、検査ステージに搬送する。この検査ステージ上で被検査チップを検査している。

シートなどに載置される各被検査チップを、1つずつ検査ステージに搬送するにあたっては、シートなどに載置される各被検査チップの位置を特定しなければならない。各被検査チップの位置は、各被検査チップを照明した状態で撮像し、得られる画像を処理して特定される。被検査チップの位置を特定するにあたっては、チップ輪郭を抽出することが好ましい。しかし、シートなどの反射の影響で、大光量の照明下でも、被検査チップの輪郭を抽出することが困難であり、電極を検出することによりチップの位置を特定している。

電極の検出を容易にするために、電極が明るく、かつ、その周囲部分が暗く写るような照明光量は、チップの輪郭を抽出する場合と比べて小さくなる。

このように電極の位置を特定するにあたって、好適な照明光量を得るために、照明光量を検出して自動的に照明光量が一定になるように制御する技術が知られている(たとえば、特許文献1参照)。また画像処理手段が画像認識不能と判断したときに、照明光量を増加させ、画像認識が可能になるように制御する技術が知られている(たとえば、特許文献2参照)。

被検査チップの位置を特定した後、シートなどから1つの被検査チップを搬送して検査ステージ上に搭載する。検査ステージでは、被検査チップを発光させ、その光を測定装置受光して検査するが、検査ステージ上に搭載された状態で、被検査チップの位置によっては、測定装置に入光しない場合がある。その場合、被検査チップの位置を特定し、測定装置に入光させることができる位置に被検査チップを移動させる必要がある。この場合にも、シートなどから検査ステージに搬送するにあたって位置を特定した場合と同様に、電極を検出して位置を検出している。被検査チップの位置を特定した後、被検査チップが所望の位置に配置されるように検査ステージを、XYの2軸方向にスライド変位させて移動させている。

このようにして検査ステージ上に搭載した被検査チップを検査するにあたっては、コンタクトプローブを被検査チップの電極に接触させ、被検査チップに電力を供給している。検査装置では、検査ステージに被検査チップを搭載した状態で、電流光出力測定など単一の検査のみ実施していた。電流−光出力測定に加え、波長特性およびコヒーレント長などのレーザ特性測定を実行する場合には、2つの検査ステージを設けて、電流−光出力測定とレーザ特性測定とを別の検査ステージで実行している。また、被検査チップが有する2つの射出面の一方から射出される光に基づいて電流−光出力測定を実行し、前記2つの射出面の他方から射出される光に基づいてレーザ特性測定を実行している。

特開昭60−149141
特開平1−233572

概要

チップの位置を正確に特定し、高精度で検査を行い、複数の測定装置を用いて正確かつ効率よく検査をし、複数の発光点を有するチップに対する検査を可能ならしめる検査装置を提供することである チップを検査ステージ8から外方に突出させた状態で搭載し、検査ステージ照明15によりチップ外形を抽出可能な光量で照明し、検査ステージ画像処理カメラ14により撮像された画像から位置を特定し、制御部23がXYθ駆動機構24を制御して検査ステージ8を駆動し位置決めをし、導電性の搬送コレット10を用いて効率よくチップの検査を行う検査装置を構成する。

目的

本発明の目的は、被検査チップ1の位置を特定し、正確に検査を行い、複数の測定装置を用いて正確かつ効率よく検査をする検査装置を提供することである。また、複数の発光部を有する被検査チップ1に対する検査を可能ならしめる検査装置を提供することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

被検査物が搭載される検査ステージと、検査ステージに搭載された被検査物を撮像する第1撮像手段と、検査ステージに搭載された被検査物を検査する検査手段と、被検査物を検査手段に対して位置決めするために、検査手段および検査ステージの少なくともいずれか一方を変位駆動する駆動手段と、第1撮像手段によって得られた画像に基づいて、被検査物の位置を特定し、被検査物が予め定める位置に正確に位置決めされるように駆動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする検査装置

請求項2

検査ステージには、被検査物が、制御手段による被検査物の位置の特定が可能な画像を、第1撮像手段によって得ることができる位置に、搭載されることを特徴とする請求項1記載の検査装置。

請求項3

検査ステージに搭載された被検査物を照明する第1照明手段であって、第1撮像手段によって得られる画像が、制御手段が被検査物の基準端面を抽出可能な画像となるように照明する第1照明手段を含むことを特徴とする請求項1または2記載の検査装置。

請求項4

電極を有する被検査物を検査する検査装置であって、複数の被検査物が搭載される被検査物供給台と、被検査物供給台に搭載される各被検査物のうちの1つを把持して検査ステージに搬送する供給搬送手段と、被検査物供給台に搭載される各被検査物を撮像する第2撮像手段と、被検査物供給台に搭載された被検査物を照明する照明手段であって、第2撮像手段によって得られる画像が、被検査物の電極領域を抽出可能な画像となるように照明する第2照明手段とを含み、前記制御手段は、第2撮像手段によって得られた各被検査物の画像における電極領域を抽出し、この抽出した電極領域に基づいて被検査物の位置を特定し、被検査物を搬送するように供給搬送手段を制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の検査装置。

請求項5

電極を有する被検査物を検査する検査装置であって、複数の被検査物が搭載される被検査物供給台と、被検査物供給台に搭載される各被検査物のうちの1つを把持して検査ステージに搬送する供給搬送手段と、被検査物供給台に搭載される各被検査物を撮像する第2撮像手段とを含み、前記制御手段は、第2撮像手段によって得られた各被検査物の画像における電極領域を抽出し、撮像して得られた画像中の隣接する2つの電極領域が1つの被検査物領域に含まれる電極領域であるか否かを判定し、1つの被検査物領域に含まれる電極領域であると判定すると、それら電極領域間を電極領域として補間し、求められる電極領域に基づいて、被検査物の位置を特定し、被検査物を搬送するように供給搬送手段を制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の検査装置。

請求項6

検査手段は、相互に異なる検査原理を利用して検査する複数の検査部を有し、制御手段は、各検査部が被検査物を検査可能な各検査位置に被検査物が順次配置される状態に、検査手段および検査ステージを駆動するように、駆動手段を制御することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の検査装置。

請求項7

駆動手段は、検査ステージを相互に異なる2方向へ変位駆動するとともに前記2方向に垂直な軸線まわり角変位駆動する検査ステージ駆動部を含むことを含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の検査装置。

請求項8

複数の発光部と、各発光部を個別に発光させるための複数の電極とを有する被検査物を検査する検査装置であって、制御手段は、被検査物に通電するために検査手段を各電極に個別に接触させることができる位置に、検査ステージを変位させるように、駆動手段を制御することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の検査装置。

請求項9

電極を有する被検査物を検査する検査装置であって、被検査物を所定の保管場所から検査ステージに搬送する供給搬送手段を含み、供給搬送手段は、被検査物を把持する把持部と、把持部を変位駆動する把持部駆動手段とを有し、把持部が導電性材料から成り被検査物に通電するためのプローブを兼ねることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の検査装置。

請求項10

電極を有する被検査物を検査する検査装置であって、被検査物を所定の保管場所から検査ステージに搬送する排出搬送手段を含み、排出搬送手段は、被検査物を把持する把持部と、把持部を変位駆動する把持部駆動手段とを有し、把持部が導電性材料から成り被検査物に通電するためのプローブを兼ねることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の検査装置。

技術分野

0001

本発明は、半導体検査装置に関する。本発明において、被検査物の位置は、被検査物中の予め定める基準点の位置および被検査物の姿勢を含む。

背景技術

0002

半導体レーザチップである被検査チップ検査する検査装置は、シートあるいはトレイ(以下「シートなど」という)に載せられて供給される複数の被検査チップの中から、1つの被検査チップを、搬送コレットによって把持して取り出し、検査ステージに搬送する。この検査ステージ上で被検査チップを検査している。

0003

シートなどに載置される各被検査チップを、1つずつ検査ステージに搬送するにあたっては、シートなどに載置される各被検査チップの位置を特定しなければならない。各被検査チップの位置は、各被検査チップを照明した状態で撮像し、得られる画像を処理して特定される。被検査チップの位置を特定するにあたっては、チップ輪郭を抽出することが好ましい。しかし、シートなどの反射の影響で、大光量の照明下でも、被検査チップの輪郭を抽出することが困難であり、電極を検出することによりチップの位置を特定している。

0004

電極の検出を容易にするために、電極が明るく、かつ、その周囲部分が暗く写るような照明光量は、チップの輪郭を抽出する場合と比べて小さくなる。

0005

このように電極の位置を特定するにあたって、好適な照明光量を得るために、照明光量を検出して自動的に照明光量が一定になるように制御する技術が知られている(たとえば、特許文献1参照)。また画像処理手段が画像認識不能と判断したときに、照明光量を増加させ、画像認識が可能になるように制御する技術が知られている(たとえば、特許文献2参照)。

0006

被検査チップの位置を特定した後、シートなどから1つの被検査チップを搬送して検査ステージ上に搭載する。検査ステージでは、被検査チップを発光させ、その光を測定装置受光して検査するが、検査ステージ上に搭載された状態で、被検査チップの位置によっては、測定装置に入光しない場合がある。その場合、被検査チップの位置を特定し、測定装置に入光させることができる位置に被検査チップを移動させる必要がある。この場合にも、シートなどから検査ステージに搬送するにあたって位置を特定した場合と同様に、電極を検出して位置を検出している。被検査チップの位置を特定した後、被検査チップが所望の位置に配置されるように検査ステージを、XYの2軸方向にスライド変位させて移動させている。

0007

このようにして検査ステージ上に搭載した被検査チップを検査するにあたっては、コンタクトプローブを被検査チップの電極に接触させ、被検査チップに電力を供給している。検査装置では、検査ステージに被検査チップを搭載した状態で、電流光出力測定など単一の検査のみ実施していた。電流−光出力測定に加え、波長特性およびコヒーレント長などのレーザ特性測定を実行する場合には、2つの検査ステージを設けて、電流−光出力測定とレーザ特性測定とを別の検査ステージで実行している。また、被検査チップが有する2つの射出面の一方から射出される光に基づいて電流−光出力測定を実行し、前記2つの射出面の他方から射出される光に基づいてレーザ特性測定を実行している。

0008

特開昭60−149141
特開平1−233572

発明が解決しようとする課題

0009

図15は、電極6が複数ある被検査チップ1を表す平面図である。複数の発光部を有する被検査チップ1は、図15に示すように、被検査チップ1の上面に複数の電極6を有する。従来の技術の検査装置は、単一の電極6を有する被検査チップ1の位置を特定することができるが、複数の電極6を有する被検査チップ1の場合、各電極6を検出することはできても、各電極6と被検査チップ1との対応関係を判断することができず、被検査チップ1の位置を特定することができない。したがって複数の発光部を有する被検査チップ1を検査することができないという問題があった。

0010

図16は、電極6を基準にして位置決めした場合のチップ位置ずれ20を示す平面図である。ダイシング工程で生じる誤差によって被検査チップ1の電極6とレーザ射出面との距離は、ばらつく図16(1)では、被検査チップ1の電極6は、レーザ射出面側に近い位置に配置されている。図16(2)では、被検査チップ1の電極6は、ほぼ中央に配置されている。検査ステージ上で、電極6の位置に基づいて被検査チップ1の位置を特定する検査装置では、被検査チップ1の電極6の配置がばらついているため、電極6の位置から求めた被検査チップ1の位置と実際の被検査チップ1の位置とにずれが生じる。このため、図16(1)および図16(2)に示すように各チップ間においてチップ位置ずれ20が生じるという問題があった。

0011

図17は、被検査チップ1のレーザ射出面が検査ステージの端面に対して一定角度ずれている場合の平面図である。図17(1)に示すように、電流−光出力測定だけを実行する場合、その検査に用いられる検査装置であるフォトディテクタ3の入光部における許容入光角度は大きいので、この回転方向のずれはあまり問題にならない。しかし、図17(2)に示すように、波長測定などのレーザ特性測定を実行する場合は、検出素子の入光部における許容入光角度は小さいので、被検査チップ1からの光が検出素子で受光できないなどの問題があった。

0012

また電流−光出力測定とレーザ特性測定とを、別の検査ステージで実行する場合、各検査ステージ間にわたって被検査物を搬送しなければならず、搬送ロスが生じていた。また電流−出力測定とレーザ特性測定とを、異なる射出面から射出される光に基づいて実行する場合、いずれか一方は、被検査チップ1が検査終了後に実際に用いられる場合の射出面とは異なる射出面から射出される光に基づく検査になってしまい、正確な検査ができない。特に、実際に用いられる場合の射出面が化学的処理によって端面コートされる場合、正確な測定は、全く不可能であるという問題があった。

0013

また検査にあたって被検査チップ1に電圧印加するために専用のコンタクトプローブを用いた場合、搬送コレットを退避させた後、コンタクトプローブを接触させ測定を行い、その後コンタクトプローブを退避させ、再度搬送コレットによって把持して搬送しなければならず、生産性のロスを生じていた。

0014

本発明の目的は、被検査チップ1の位置を特定し、正確に検査を行い、複数の測定装置を用いて正確かつ効率よく検査をする検査装置を提供することである。また、複数の発光部を有する被検査チップ1に対する検査を可能ならしめる検査装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0015

本発明は、被検査物が搭載される検査ステージと、
検査ステージに搭載された被検査物を撮像する第1撮像手段と、
検査ステージに搭載された被検査物を検査する検査手段と、
被検査物を検査手段に対して位置決めするために、検査手段および検査ステージの少なくともいずれか一方を変位駆動する駆動手段と、
第1撮像手段によって得られた画像に基づいて、被検査物の位置を特定し、被検査物が予め定める位置に正確に位置決めされるように駆動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする検査装置である。

0016

本発明に従えば、検査ステージに搭載された被検査物を撮像する第1撮像手段によって被検査物を撮像する。第1撮像手段によって得られた画像に基づいて被検査物の位置を特定し、被検査物が予め定める位置に正確に位置決めすることができる。したがって、ばらつきのない正確な検査をすることができる。

0017

また本発明は、検査ステージには、被検査物が、制御手段による被検査物の位置の特定が可能な画像を、第1撮像手段によって得ることができる位置に、搭載されることを特徴とする。

0018

本発明に従えば、被検査物が、位置決め手段による被検査物の位置の特定が可能な画像を、第1撮像手段によって得ることができる位置に搭載される。したがって、基準端面から被検査物の位置を正確に特定することができるので、検査手段に対して正確に一定位置に位置決めをすることができる。その結果、正確な検査結果を得ることができる。

0019

また本発明は、検査ステージに搭載された被検査物を照明する第1照明手段であって、第1撮像手段によって得られる画像が、制御手段が被検査物の基準端面を抽出可能な画像となるように照明する第1照明手段を含むことを特徴とする。

0020

本発明に従えば、被検査物は、第1撮像手段によって撮像される。撮像された画像から被検査物の基準端面を抽出可能になるように照明する照明手段を有する。よって、撮像された画像から被検査物の基準端面を抽出することができる。

0021

したがって、被検査物の位置を正確に特定することができる。よって、検査手段に対して正確に一定位置に位置決めをすることができる。その結果、正確な検査結果を得ることができる。

0022

また本発明は、電極を有する被検査物を検査する検査装置であって、
複数の被検査物が搭載される被検査物供給台と、
被検査物供給台に搭載される各被検査物のうちの1つを把持して検査ステージに搬送する供給搬送手段と、
被検査物供給台に搭載される各被検査物を撮像する第2撮像手段と、
被検査物供給台に搭載された被検査物を照明する照明手段であって、第2撮像手段によって得られる画像が、被検査物の電極領域を抽出可能な画像となるように照明する第2照明手段とを含み、
前記制御手段は、第2撮像手段によって得られた各被検査物の画像における電極領域を抽出し、この抽出した電極領域に基づいて被検査物の位置を特定し、被検査物を搬送するように供給搬送手段を制御することを特徴とする。

0023

本発明に従えば、第2撮像手段は、被検査物供給台に搭載される各被検査物を撮像する。第2撮像手段によって得られる画像が被検査物の電極領域を抽出可能な画像となるように照明する照明手段を有する。第2撮像手段によって撮像された各被検査物の画像における電極領域を抽出して被検査物の位置を特定し、被検査物を搬送するように供給搬送手段を制御する。

0024

したがって、被検査物供給台に搭載されている被検査物の画像における電極領域に基づいて被検査物の位置を特定することにより、被検査物を把持し、被検査物を搬送し、検査ステージの所望の位置に搭載することができる。

0025

また本発明は、電極を有する被検査物を検査する検査装置であって、
複数の被検査物が搭載される被検査物供給台と、
被検査物供給台に搭載される各被検査物のうちの1つを把持して検査ステージに搬送する供給搬送手段と、
被検査物供給台に搭載される各被検査物を撮像する第2撮像手段とを含み、
前記制御手段は、第2撮像手段によって得られた各被検査物の画像における電極領域を抽出し、撮像して得られた画像中の隣接する2つの電極領域が1つの被検査物領域に含まれる電極領域であるか否かを判定し、1つの被検査物領域に含まれる電極領域であると判定すると、それら電極領域間を電極領域として補間し、求められる電極領域に基づいて、被検査物の位置を特定し、被検査物を搬送するように供給搬送手段を制御することを特徴とする。

0026

本発明に従えば、位置決め制御手段は、撮像して得られた画像中の隣接する電極領域が1つの被検査物に設けられる電極か否かを判定する。1つの被検査物に設けられる電極であると判定すると、それら電極間の画像を電極領域として補間する。電極領域に基づいて、被検査物の位置を特定し、供給搬送手段を制御する。

0027

したがって、1つの被検査物に設けられている複数の電極の間を電極領域として補間することにより、1つの電極を有する被検査物と同様に被検査物の位置を特定することができる。複雑な機構を用いることなく1つの電極を有する被検査物を検査する検査装置の機構を流用して簡易に複数の電極を有する被検査物の位置を特定し、搬送する手段を実現することができる。さらには、1つの電極を有する被検査物を検査する検査装置と複数の電極を有する被検査物を検査する検査装置を1つの検査装置で実現することができる。

0028

また本発明は、検査手段は、相互に異なる検査原理を利用して検査する複数の検査部を有し、
制御手段は、各検査部が被検査物を検査可能な各検査位置に被検査物が順次配置される状態に、検査手段および検査ステージを駆動するように、駆動手段を制御することを特徴とする。

0029

本発明に従えば、検査手段は、相互に異なる検査原理を利用して検査する複数の検査部を有している。制御手段は、検査手段および検査ステージを駆動する駆動手段を制御する。

0030

したがって、被検査物を一つの検査ステージに搭載したままで、複数の検査項目の検査をすることができる。検査項目別に各検査ステージに移動させてそれぞれ検査を行うより、効率よく複数の検査項目の検査を行うことができる。

0031

また本発明は、駆動手段は、検査ステージを相互に異なる2方向へ変位駆動するとともに前記2方向に垂直な軸線まわり角変位駆動する検査ステージ駆動部を含むことを含むことを特徴とする。

0032

本発明に従えば、検査ステージ駆動手段は、検査ステージを相互に異なる2方向へ変位駆動するとともに前記2方向に垂直な軸線まわりに角変位駆動することができる。

0033

したがって、複数の検査部を検査ステージの周囲に配置し、検査ステージを変位駆動および角変位駆動することで、被検査物を一つの検査ステージに搭載したままで複数の検査をする装置を実現できる。また、被検査物が検査台に対して角変位方向のずれが生じていた場合、検査台を角変位駆動することにより、被検査物の角変位方向のずれを解消することができる。半導体レーザチップを検査する場合、レーザ特性プローブなどの小さな測定検出子に対しても確実にレーザ光を入光させることができる。

0034

また本発明は、複数の発光部と、各発光部を個別に発光させるための複数の電極とを有する被検査物を検査する検査装置であって、
制御手段は、被検査物に通電するために検査手段を各電極に個別に接触させることができる位置に、検査ステージを変位させるように、駆動手段を制御することを特徴とする。

0035

本発明に従えば、検査手段を各電極に個別に接触させることができるので各発光部を発光させることができ、各発光部に対する検査ができる。また同一の検査装置で単発光部を有する被検査物の検査と複数発光部を有する被検査物の検査を行うことができる。

0036

また本発明は、電極を有する被検査物を検査する検査装置であって、
被検査物を所定の保管場所から検査ステージに搬送する供給搬送手段を含み、
供給搬送手段は、被検査物を把持する把持部と、把持部を変位駆動する把持部駆動手段とを有し、
把持部が導電性材料から成り被検査物に通電するためのプローブを兼ねることを特徴とする。

0037

本発明に従えば、供給搬送手段の把持部は、導電性材料から成り被検査物に通電するためのプローブを兼ねることができるので、把持部とは別に設けていた通電専用のコンタクトプローブを排することができる。

0038

さらに、通電専用のコンタクトプローブを使用する場合に比べて、検査に要する時間を短縮することができる。

0039

また本発明は、電極を有する被検査物を検査する検査装置であって、
被検査物を所定の保管場所から検査ステージに搬送する排出搬送手段を含み、
排出搬送手段は、被検査物を把持する把持部と、把持部を変位駆動する把持部駆動手段とを有し、
把持部が導電性材料から成り被検査物に通電するためのプローブを兼ねることを特徴とする。

0040

本発明に従えば、被検査物を検査ステージから所定の排出場所に搬送する排出搬送手段の把持部は、導電性材料からなるので、被検査物に通電するためのプローブを兼ねることができる。よって、従来、把持部とは別に設けていた前述の専用のコンタクトプローブを排することができる。

0041

さらに、通電専用のコンタクトプローブを使用する場合に比べて、検査に要する時間を短縮することができる。

発明の効果

0042

本発明によれば、被検査物を検査手段に対して正確に位置決めをすることができる。その結果、正確な検査結果を得ることができる。

0043

本発明によれば、基準端面から被検査物の位置を正確に特定することができるので、検査手段に対して正確に位置決めをすることができる。その結果、正確な検査結果を得ることができる。

0044

本発明によれば、第1撮像手段によって得られた画像から被検査物の基準端面を抽出できるので、被検査物の位置を正確に特定することができる。よって、検査手段に対して正確に位置決めをすることができる。その結果、正確な検査結果を得ることができる。

0045

本発明によれば、第2撮像手段によって得られる画像が被検査物の電極領域を抽出可能な画像となるように照明するので、被検査物の電極の位置を特定でき、被検査物を把持し、被検査物を搬送し、検査ステージの所望の位置に搭載することができる。

0046

本発明によれば、1つの被検査物に設けられている複数の電極領域の間を電極領域として補間することにより、1つの電極領域しか持たない被検査物と同じ取り扱いをすることができる。

0047

本発明によれば、検査ステージに搭載された被検査物に角度方向のずれがあった場合に、そのずれを修正することができる。半導体レーザチップを検査する場合、レーザ特性プローブなどの小さな測定検出子に対しても確実にレーザ光を入光させることができる。また、被検査物を一つの検査ステージに搭載したままで、正確に複数の検査をすることができる。

0048

本発明によれば、被検査物を一つの検査ステージに搭載したままで、正確に複数の検査をすることができる。

0049

本発明によれば、複数の発光部を有する被検査物を検査することができる。また同一の検査装置で単発光部を有する被検査物の検査および複数発光部を有する被検査物の検査を行うことができる。

0050

本発明によれば、把持部とは別に設けていた前述の専用のコンタクトプローブを排することができる。さらに、通電専用のコンタクトプローブを使用する場合に比べて、検査に要する時間を短縮することができる。

0051

本発明によれば、把持部とは別に設けていた前述の専用のコンタクトプローブを排することができる。さらに、通電専用のコンタクトプローブを使用する場合に比べて、検査に要する時間を短縮することができる。

発明を実施するための最良の形態

0052

図1は、本発明の実施の一形態の検査装置のブロック図を示す。検査装置は、被検査物である被検査チップ1を検査する装置である。被検査チップ1は、たとえば半導体レーザチップであるが、発光ダイオードチップなどの半導体チップであってもよい。制御部23は、検査装置の全体の動作を統括して制御する。本実施の形態においては、複数の被検査チップ1が配列されて搭載されたシートなどをチップ供給部7にセットすることにより被検査物供給台を実現している。このチップ供給部7の上部にある供給部画像処理カメラ12、供給部照明13によって被検査チップ1を画像認識して、この画像から制御部23は被検査チップ1の位置を特定する。本実施の形態において、第2撮像手段は、供給部画像処理カメラ12によって実現されている。その後、制御部23は被検査チップ1の位置を基に把持部駆動手段たるピックアップ機構27を制御して導電性の搬送コレット10によって被検査チップ1をピックアップする。本実施の形態においては、供給搬送手段はチップ搬送部11によって実現され、把持部は搬送コレット10によって実現される。さらに、制御部23は、チップ搬送部11を制御してピックアップした披検査チップを検査ステージ8上に搬送する。制御部23は、ピックアップ機構27を駆動して被検査チップ1を検査ステージ8に搭載する。その後、導電性の搬送コレット10を一度検査ステージ8から別の場所に移動させる。

0053

図2は、制御部23が被検査チップ1の位置を補正する処理を示すフローチャートである。図2の例では、ステップA1で、被検査チップ1を検査ステージ8上に搭載された検査ステージ照明15によって照明し、検査ステージ8の上方に取り付けられた検査ステージ画像処理カメラ14によって被検査チップ1を撮像する。ステップA2で、チップ外形5を抽出し、被検査チップ1の位置を特定する。ステップA3で、制御部23は、所定位置と被検査チップ1の位置が同じかどうかを判断する。違っていればステップA4で、所定位置とのずれを修正するように、XYθ駆動機構24を制御する。検査ステージ8を相互に異なる2方向へ変位駆動するとともに前記2方向に垂直な軸線まわりに角変位駆動する検査ステージ駆動部はXYθ駆動機構24により実現されている。相互に異なる2方向とは、座標計算が容易であることから直交する方向が好ましいが、相互に異なっていれば任意の角度でよい。本実施の形態においては、第1撮像手段は、検査ステージ画像処理カメラ14により実現されている。その後、制御部23は、導電性の搬送コレット10を再度検査ステージ8に移動させて被検査チップ1の電極6に接触させて通電させて、電流−光出力測定、波長、コヒーレント長測定などのレーザ特性測定などを行う。検査が完了した被検査チップ1はそのまま導電性の搬送コレット10でピックアップし、チップ搬送部11により検査済みチップ収納部9上に搬送し、測定結果に応じてランク別に検査済みチップ収納部9に収納する。本実施の形態においては供給搬送手段と排出搬送手段とはチップ搬送部11によって実現されているが、それぞれ別の搬送手段によって実現されていてもよい。また、搬送コレット10の材質は、必ずしも導電性でなくてもよい。しかし搬送コレット10の材質を導電性にしない場合には、電圧を印加するための専用のコンタクトプローブを設ける必要がある。

0054

次に本発明についての具体的な実施の形態について説明する。
図3は、シート上に貼付された被検査チップ1をチップ供給部画像処理カメラ12で撮像した画像を示す図である。チップ外形5を認識すべく大光量の照明光照射すると、被検査チップ1とともにシート自体も照明光を反射してしまい、チップ外形5を明瞭に抽出できない。そのため、チップ供給部7においては被検査チップ1の電極6が明るく写り他の部分が暗く写るような低光量の照明の下で被検査チップ1を撮像する。このとき被検査チップ1の供給基台がトレイであっても、シートの場合と同様である。撮像された電極画像から電極6の位置を特定し、チップ外形5とチップの電極6との位置関係から、被検査チップ1の位置を特定する。

0055

図4は、電極6が複数あるチップを撮像した画像を示す図である。複数発光部を有する半導体レーザチップのように1つのチップの一側面に複数の電極6があるチップの場合、チップ内に複数の電極6があるチップがシートなどに複数個配列されて供給されており、図4に示すように、第2撮像手段たるチップ供給部画像処理カメラ12によって、複数のチップ内における複数の電極6が明るく写った画像が撮像される。これまでの検査装置では、撮像された隣接する電極領域が同一チップ内の電極6なのか隣接するチップの電極6なのかを判別することができず、チップの位置を特定することができないのでチップを位置決めすることができない。本実施の形態では、同一チップ内にある電極間の画素を補間することにより、チップの一側面にある複数の電極6を1つの電極領域とする。

0056

図5は、チップ供給部の同一チップ内の電極間画像データを補間する状態を示す図である。図5(1)に示すように、チップは、各チップが衝突しないようにするため、あるいは、ピックアップを容易にするために、シートなどに間隔を置いて配列される。そのため、同一チップ内の電極間の隙間の距離よりも、あるチップの電極6と別のチップの電極6間の隙間の距離の方が長い。その事実を利用して、具体的な処理を行う。先ず取り込まれた画素データを一番上のラインから横方向に走査する。図5(2)に示すように、走査線31上の画素の明度は、電極6が存在していない領域では低く、電極6が存在している領域では高い。

0057

図6は、制御部23が1ライン中の同一チップ内の電極間領域を補間する処理を示すフローチャートである。図6の例では、ステップS1で1ライン中の明領域、暗領域を抽出する。さらに詳しくは、撮像された画像の画素を、一定の閾値を基に明画素、暗画素に分けて明領域、暗領域を抽出する。明画素が電極6の幅から算出された設定数以上連続する領域を探して電極領域とする。ステップS2で、明領域に挟まれた暗領域の画素数設定値以上か否か判断する。設定値は、同一チップ内の電極間の隙間の距離、チップ間の電極間の隙間の距離を考慮して算出する。ステップS3で、電極領域に挟まれた暗領域の画素数が設定値以上の領域は、チップ間の電極間領域33であると判断しそのままにしておく。ステップS4で、暗領域の画素数が該設定値未満の領域は同一チップ内の電極間領域32であると判断し、ステップS5で、該領域を明画素で補間する。この処理を全走査ラインに対し行う。

0058

図7は、チップ供給部の同一チップ内の電極間画像を補間した後の画像を示す図である。図7に示すように、同一チップ内の離れた電極領域を結合することによって1つの電極領域となる。この電極領域の位置をチップの外形チップ電極6との位置関係に照らして、単発光部を有するチップの場合と同様に被検査チップ1の位置を特定する。

0059

位置が特定された被検査チップ1を導電性の搬送コレット10によってピックアップし、検査ステージ8上に搬送し検査ステージ8に搭載する。この際、被検査チップ1の基準端面であるレーザ射出面17が検査ステージ8に対して画像認識上影響のない位置になるように被検査チップ1を搭載する。

0060

図8は、被検査チップ1を画像認識に影響がでない位置に搭載した平面図である。図8に示すように、検査ステージ8を被検査チップ1に対し小さくし、被検査チップ1を検査ステージ8に搭載し画像を認識する際に、検査ステージ画像処理カメラ14からは検査ステージ8を見えなくする。

0061

図9は、被検査チップ1を画像認識に影響がでない位置に搭載した平面図である。図9に示すように、基準端面であるレーザ射出面17を検査ステージ8から突出させて検査ステージ8に搭載する。図8では検査ステージ8を円形に、図9では方形にしているが、検査ステージ8の形状はどのようなものであってもよい。この状態で、チップ外形全体を反射できる光量の照明で外形認識を行う。この場合、被検査チップ1のレーザ射出面17周辺には、照明を反射するものが存在しないのでチップ供給部における照明光の光量より高い光量であっても、検査ステージ8からの反射光に影響されることなく、チップ外形5を抽出することができる。チップ電極6とチップの外形との関係からチップの位置を算出するのではなく、直接にチップ外形5を抽出するので、被検査チップ1の位置を正確に特定することができる。

0062

チップ供給部における被検査チップ1の位置の特定は、チップ供給部画像処理カメラ12で被検査チップ1の電極6を撮像して認識することによって行うので簡便に位置を特定でき、また、検査ステージ8における被検査チップ1の位置の特定は、検査ステージ画像処理カメラ14でチップの外形を抽出することによって検査ステージ8上でのチップの位置決めを高精度で行うので、レーザチップの検査を簡便かつ高精度で行うことができる。

0063

被検査チップ1の位置の補正が必要な場合は、一旦、導電性の搬送コレット10を上昇させる。制御部23は、特定された被検査チップ1の位置と所定の位置とのずれを算出し、検査ステージ8に取り付けられたXYθ駆動機構24を制御して被検査チップ1の位置を補正する。位置の補正は、軸方向のみならず角度方向についても行うことができる。図17に示すように、検査ステージ8に供給された被検査チップ1が、X軸とY軸とに垂直な軸線まわりに好適な角度位置から角変位していた場合、検査ステージ8を駆動するXYθ駆動機構は検査ステージ8を角変位させることにより、被検査チップ1を好適な角度位置にする。したがって、レーザ特性を測定する小さな特性検査測定プローブ4に対してもレーザ光を確実に入光させることができる。

0064

被検査チップ1の位置の補正後、上昇させていた導電性の搬送コレット10を電極6に接触するように下降させる。導電性の搬送コレット10を通じて被検査チップ1を通電させることによってレーザ光を射出させ測定を行う。搬送コレット10を導電性としているので、専用のコンタクトプローブを用いる場合に比べて、搬送用コレットから専用のコンタクトプローブに代えて電極6に接触させる必要がないため、検査全体に要する時間が短くなる。

0065

被検査チップ1の位置の補正が不要な場合には、導電性の搬送コレット10を位置補正のため一旦上昇させておく必要がないのでさらに短い時間で検査ができる。

0066

図10は、本発明により被検査チップ1を正確に位置決めして検査をしている図である。レーザ射出面17にある発光部から射出されたレーザ射出光2を特性検査用測定プローブ4などの測定検出子に入光させて検査を行う。図10(1)においては、ダイシング工程の誤差によって電極6がレーザ射出面17に近いチップを検査している場合を示している。図10(2)においては、ダイシング工程の誤差によって電極6がレーザ射出面17と反対側の面に近いチップを検査している場合を示している。ダイシング工程の誤差に基づく電極位置のずれがある場合でも、チップ外形5を抽出することによって被検査チップ1の位置を正確に特定することができる。必要に応じて前述のように位置を補正することによって正確に所定の位置に位置決めすることができる。したがって被検査チップ1の基準端面たるレーザ射出面17を一定位置にすることができるので、高精度測定ができる。

0067

複数の検査項目の検査をする検査装置を実現するため、単一の検査ステージ8に対してフォトディテクタ3および特性検査用測定プローブ4など複数の測定検出子を配置する。電流−光出力測定を行うため被検査チップ1を所定の位置に位置決めした後、導電性の搬送コレット10を被検査チップ表面の電極6に接触させる。導電性の搬送コレット10を通じて被検査チップ1に通電させることによってレーザ光を射出させる。検査ステージ8に対し垂直に配置されたフォトディテクタ3にレーザ光を入光させることによって得られた出力を測定する。また、その後レーザ波長、コヒーレント長等の特性は動作出力(電流)によって変化するために、これらの特性はレーザ素子として実際に使用する電流値で測定する必要があるので、この電流−光出力測定から得られる動作電流値を使用して、レーザ射出光2を特性検査用測定プローブ4に入光させて波長およびコヒーレント長などのレーザ特性の測定を行う。このときに、レーザ射出光2を受ける測定検出子をフォトディテクタ3から、特性検査用測定プローブ4に切替える必要がある。たとえば、この2つの検出子を平行移動させて切替える手段がある。

0068

図11は、同一検査ステージ8上で、電流−出力特性とレーザ特性を検査するための測定検出子の配置および動作を示す平面図である。図11においては、フォトディテクタ3と特性検査用測定プローブ4は連動する。図11(1)に示すように、被検査チップ1のレーザ射出面に対し平行な線上に、フォトディテクタ3と特性検査用測定プローブ4を配置する。フォトディテクタ3にレーザ射出光2が入光する位置にフォトディテクタ3と特性検査用測定プローブ4を移動させる。その後フォトディテクタ3にレーザ射出光2を入光させて電流−光出力測定をする。次に図11(2)に示すように特性検査用測定プローブ4にレーザ射出光2が入光する位置にフォトディテクタ3と特性検査用測定プローブ4を移動させる。その後、特性検査用測定プローブ4にレーザ射出光2を入光させてレーザ特性を測定する。

0069

図12は、同一検査ステージ8上で、電流−出力特性とレーザ特性を検査するための測定検出子の配置および動作を示す平面図である。図12(1)に示すように、レーザ射出光2の進行先にフォトディテクタ3と特性検査用測定プローブ4を配置する。先ずフォトディテクタ3にレーザ射出光2を入光させて電流−光出力測定をする。次に図12(2)に示すように、レーザ射出光2がフォトディテクタ3に入光しないようにフォトディテクタ3を退避させ、レーザ射出光2を特性検査測定プローブ4に入光させてレーザ特性を測定する。退避させる方向は、左右または上下方向などいずれの方向であってもよい。

0070

図13は、同一検査ステージ8上で、電流−出力特性とレーザ特性を検査するための測定検出子の配置および動作を示す平面図である。XYθ駆動機構によって検査ステージ8を角変位させることができることから、図13(1)に示すように、被検査チップ1に対しフォトディテクタ3と特性検査測定プローブ4を一定角度(たとえば、180°)振った位置に配置する。先ずフォトディテクタ3にレーザ射出光2を入光させて電流−光出力測定をする。次に図13(2)に示すように検査ステージ8をその一定角度、角変位させ、特性検査用測定プロープ4にレーザ光を入光させてレーザ特性を測定する。図13では、180°角変位した位置に配置しているが、この角度は任意のものであってかまわない。検査ステージ8を単にその一定角度、角変位させただけでは、被検査チップ1が所定の位置にこないことが多い。そのため、演算処理または再画像認識処理によって、測定プローブに対して所定の位置に被検査チップ1がくるように被検査チップ1の位置を補正する。

0071

図14は、2つの発光部を有する被検査チップ1の各発光部について検査を行う際の検査装置の動作を示す図である。図14において、発光部が白抜きの楕円で示されているときは発光していない状態を示し、黒く塗りつぶされているときは発光している状態を示す。複数の発光部を有する被検査チップ1は、各発光部に対応した電極6がそれぞれ存在する。本実施の形態では、図14(1)に示すように、第1発光部18に対して第1電極21、第2発光部19に対して第2電極22がそれぞれ対応している。先ず検査ステージ8上の被検査チップ1を画像認識することにより、被検査チップ1の位置を特定し、検査ステージ8を駆動するXYθ駆動機構により被検査チップ1を所望の位置に移動させる。その後、第1電極21にのみ導電性の搬送コレット10が接触するように検査ステージ8を移動させ、導電性の搬送コレット10を下降させて第1電極21に接触させる。測定をするために必要があれば測定検出子を適宜移動させる。第1電極21を通じて通電させることによって、図14(2)に示すように、第1発光部18からレーザ光を射出させ、電流−光出力測定ならびに波長およびコヒーレント長などのレーザ特性の測定を行う。さらに導電性の搬送コレット10を上昇させ、第2電極22のみに導電性の搬送コレット10が接触するように検査ステージ8を移動させて再度導電性の搬送コレット10を下降させて第2電極22に接触させる。測定をするために必要があれば測定検出子を適宜移動させる。第2電極22を通じて通電し、図14(3)に示すように、第2発光部19からレーザ光を射出させ、電流−光出力測定ならび波長およびコヒーレント長などのレーザ特性の測定を行う。本実施の形態では、2つの発光部を有する被検査チップ1の場合を示しているが、3つ以上の発光部を有する被検査チップ1でも同様の方法により総ての発光部に対する測定ができる。また本実施の形態では、導電性の搬送コレット10を用いて検査しているが、通電させるための専用のコンタクトプローブを用いてもよい。これらの複数の発光部を持つ被検査チップ1に対する一連の動作により、単一発光点の被検査チップ1および複数の発光部を持つ被検査チップ1の測定を同一メカ機構で効率よく行うことができる。

0072

検査の終了した被検査チップ1は、導電性の搬送コレット10で吸着され、搬送部11により検査済みチップ収納ステージ9に搬送された後、検査結果に基づき必要に応じてランク別に収納される。

図面の簡単な説明

0073

本発明の実施の一形態に係る半導体レーザチップ検査装置の全体を表すブロック図である。
制御部23が被検査チップ1の位置を補正する処理を示すフローチャートである。
シート上に貼付された被検査チップ1をチップ供給部画像処理カメラ12で撮像した画像を示す図である。
電極6が複数ある被検査チップ1を撮像した画像を示す図である。
チップ供給部の同一チップ内の電極間画像データを補間する状態を示す図である。
制御部23が1ライン中の同一チップ内の電極間領域を補間する処理を示すフローチャートである。
チップ供給部の同一チップ内の電極間画像を補間した後の画像を示す図である。
被検査チップ1を画像認識に影響がでない位置に搭載した平面図である。
被検査チップ1を画像認識に影響がでない位置に搭載した平面図である。
本発明により被検査チップ1を正確に位置決めして検査している図である。
同一検査ステージ8上で、電流−出力特性とレーザ特性を検査するための測定検出子の配置および動作を示す平面図である。
同一検査ステージ8上で、電流−出力特性とレーザ特性を検査するための測定検出子の配置および動作を示す平面図である。
同一検査ステージ8上で、電流−出力特性とレーザ特性を検査するための測定検出子の配置および動作を示す平面図である。
2つの発光部を有する被検査チップ1の各発光部について検査を行う際の検査装置の動作を示す図である。
電極6が複数ある被検査チップ1を表す平面図である。
電極6を基準にして位置決めした場合のチップ位置ずれ20を示す平面図である。
被検査チップ1の射出光面が検査ステージ8の端面に対して一定角度ずれている場合の平面図である。

符号の説明

0074

1被検査チップ
2レーザ射出光
3フォトディテクタ
4特性検査用測定プローブ
5チップ外形
6電極
7チップ供給部
8検査ステージ
9検査済みチップ収納部
10搬送コレット
11 チップ搬送部
12 チップ供給部画像処理カメラ
13 チップ供給部照明
14 検査ステージ画像処理カメラ
15 検査ステージ照明
16画像処理で補間された領域
17 レーザ射出面
18 第1発光部
19 第2発光部
20チップ位置ずれ
21 第1電極
22 第2電極
23 制御部
24 XYθ駆動機構
25検査部
26 検査部駆動機構
27ピックアップ機構
31走査線
32チップ内電極間領域
33チップ間電極間領域

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