CN102713651A - 半导体检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种半导体检测装置，其与以前相比，更加高速地检测并设的半导体。半导体检测装置(1)用于测定粘贴在薄片(粘合薄片45)上的半导体元件(LED芯片)的特性，其具备：框状固定部件(贴片环43)，其用来固定薄片；探测器(30)，其配置在半导体元件的上方，与半导体元件的电极片(41a，41b)相接触测定特性；内侧承片台(小型承片台20)，其配置在薄片的下方，在上下方向上驱动固定部件的内侧。在测定半导体元件的特性时，探测器(30)被固定，内侧承片台从薄片的下方上升而通过薄片举起部分半导体元件，使半导体元件的电极与探测器(30)相接触，从而测定特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种半导体检测装置。
背景技术
从前，例如作为对如已经切割分离的晶圆那样并设的半导体实施高速检测的半导体检测装置，例如专利文献1中所记载，在XYZ三轴可移动及可旋转地设置的承片台上固定有半导体的状态下，在重复为了使探测器位于半导体端子的上方而移动承片台的工序和通过上升承片台而使探测器接触端子的工序的同时，测定半导体的特性广为人知。
另外，例如专利文献2中所记载，在被设置成可向水平方向移动的承片台上固定了半导体的状态下，在重复为了使探测器位于半导体端子的上方而移动承片台的工序和通过在该位置下降承片台而使其与半导体的端子相接触的工序的同时，测定半导体的特性广为人知。
【专利文献1】日本专利文献特开2007-19237号公报(段落0011、0030)
【专利文献2】日本专利文献特开2006-329816号公报(段落0030)
发明所要解决的问题
根据如上所述的构成，的确可以考虑能够依次测定多个并设的半导体各自的特性。然而，专利文献1中所述的发明，为了创建半导体与探测器的接触以及非接触状态，反复向上下方向移动固定有半导体的整体承片台。这种情况下，由于承片台的重量较大，所以有时很难上下方向高速移动承片台。另外，为了上下高速移动承片台，可以考虑使用大功率的电机，但是在这种情况下，存在半导体检测装置整体振动而无法高速测定特性之虑。
另外，专利文献2中所述的发明，为了创建半导体与探测器的接触以及非接触状态，将探测器向上下方向反复移动。这种情况下，由于探测器的重量较小，所以的确可以考虑为能够高速创建半导体与探测器相接触以及非接触状态。然而，如果使探测器高速上下移动，则会因此产生振动，探测器本身也会产生振动。这种情况下，半导体特性的测定将会在探测器的振动停止后开始实施，其结果，存在整体测定工序的动作速度迟缓之虑。另外，在大多数情况下，探测器的周围配置有测定电路等，因此存在因探测器的上下移动产生的振动传递到测定电路而加快恶化或者连接测定电路和探测器的电缆断开之虑。
发明内容
本发明为鉴于上述事情而完成的，将解决上述问题作为课题之一例，其目的在于提供一种能够解决上述课题的半导体检测装置。
为解决上述课题，第一发明的半导体检测装置，用来测定粘贴在薄片上的半导体元件的特性，其特征在于，具备：框状固定部件，其用来固定上述薄片；探测器，其配置在上述半导体元件的上方，与上述半导体元件的电极相接触而测定特性；内侧承片台，其配置在上述薄片的下方，上下方向驱动上述固定部件的内侧，并且，在测定上述半导体元件的特性时，上述探测器被固定，上述内侧承片台从上述薄片的下方上升而通过上述薄片举起部分上述半导体元件，使上述半导体元件的电极与上述探测器相接触，从而测定特性。
附图说明
图1是显示本发明一实施例的半导体检测装置的示意性透视图。
图2是示意性显示并设于粘合薄片上的半导体(LED芯片)的平面图。
图3(a)为显示本发明一实施例的半导体检测装置动作的示意图(部分截面)，(b)为显示本发明一实施例的半导体检测装置动作的示意图(部分截面)，(c)为显示本发明一实施例的半导体检测装置动作的示意图(部分截面)。
图4是显示本发明一实施例的半导体检测装置中小型承片台的变形例的示意图。
图5是显示本发明一实施例的半导体检测装置的变形例的示意图。
符号说明
1 半导体检测装置
10 大型承片台(外侧承片台)
20 小型承片台(内侧承片台)
30 探测器
41 LED芯片(半导体元件)
41a 电极片(电极)
41b 电极片(电极)
43 贴片环(固定部件)
45 粘合薄片(薄片)
具体实施例
以下，参照附图具体说明本发明的实施例。
为了方便起见，对于发挥相同作用效果的部分标上相同符号，省略其说明。另外，本发明可广泛适用于用来测定粘贴于薄片上的半导体元件特性的半导体检测装置，但是，在这里，将对把本发明适用于测定发光元件即LED(Light Emitting Diode)芯片的电子特性和光学特性的半导体检测装置时的一例进行说明。
图1示意性地显示一实施例之半导体检测装置1。半导体检测装置1构成为包含：大型承片台10，其作为通过致动器向水平方向(XY平面内)移动自如且旋转自如地设置的外侧承片台；小型承片台20，其作为在该大型承片台10的中央设置的平面视图为圆形的开口部11的内侧所配置的内侧承片台；一对探测器30、30，其配置在该小型承片台20的上方。
大型承片台10，在配置有检测对象即晶圆状LED芯片41的状态下，可水平移动及旋转移动。LED芯片41，例如粘贴在环形圆盘状贴片环43中所固定的粘合薄片45上，一般情况下是粘贴在粘合薄片45上的晶圆被切割分离而形成，因此如图2中作为示意性的部分放大图显示一样，并设有多个LED芯片41。例如，在使用一般的2英寸晶圆切割分离大体0.3mm角的LED芯片41时，并设有约两万个LED芯片41。
贴片环43，其外径形成为比大型承片台10的开口部11的内径大，配置并固定在大型承片台10中，以使贴片环43的中心与开口部11的中心一致。另外，在被固定在大型承片台10的状态下，贴片环43配置在粘合薄片45的上方。据此，粘合薄片45的高度位置大体与大型承片台10的上面保持一致。粘合薄片45，至少由具有伸缩性(弹性)的材料所构成，并在固定于贴片环43的状态下向上下方向移动自如。另外，如实施例检测对象为LED芯片41时，因粘合薄片45由透光材料所形成，故可以是测定透射光的构成。另外，在实施例中为使薄片本身具备粘性的构成，但并不仅限于此，只要是晶圆粘贴在薄片上，即不受特别的限定。
小型承片台20，配置在大型承片台10的开口部11的内侧，可上下方向(Z方向)移动。在实施例中，如图3中示意性地显示，小型承片台20可通过安装有伺服电机22的凸轮24在规定的范围内上下移动，但并不仅限于此，只要是可以高速上下移动的动作机构，例如也可以是采用滚珠丝杠的机构或者直线电机等现有的技术。另外，在图示例中，小型承片台20通过框架部件27被固定，固定在该框架部件27上的邻接杵27a与凸轮24相邻接。另外，小型承片台20及大型承片台10，通过由CPU等构成的控制部(省略图示)，实施移动距离、移动方向等的动作控制。
图示例中的小型承片台20，例如通过玻璃(石英)等透光材料形成为可以装入大型承片台10的开口部11的大小，上端部21侧的面积形成为比切割分离前的晶圆还小为比较理想。在形成为最小时，可以考虑使上端部21侧的面积小于一个LED芯片41，但是在实施例中的小型承片台20，上端部21侧的面积形成为比一个LED芯片41大。实施例中的小型承片台20，其上下方向的动作距离例如为100μm～150μm，当小型承片台20位于最上方时，其上端部21将会比大型承片台10的上面高出100μm左右。另外，由于大型承片台10在水平方向上移动自如，所以可以说小型承片台20相对地在大型承片台10的开口部11内向水平方向移动自如。另外，由于小型承片台与粘合薄片的下面相接触，所以为了防止粘合薄片受损伤最好使上端部21中的角为较少，实施例中的上端部21大体呈圆形(如果是椭圆形等没有角的形状，则可以得到同样的效果)。
此外，小型承片台20的上端部21，利用特氟隆(Teflon，注册商标)等实施旨在控制摩擦阻力的润滑处理。例如，在粘合薄片上发生松弛等情况时，在小型承片台相对于粘合薄片向水平方向移动时，小型承片台的上端部21将会与粘合薄片的下面产生摩擦而动作。在实施例中的小型承片台中，通过对上端部实施润滑处理，抑制承片台挂碰粘合薄片或者粘到粘合薄片上。
如图3所示，在小型承片台20的下方，固设有例如PD(Photodiode)那样的受光部25。据此，从LED芯片41放射出的光，可以透过粘合薄片45及小型承片台20被受光部25检测到。另外，受光部25，即使未被固设亦可，例如也可以是与小型承片台20一体化形成，并且与小型承片台20一同上下方向移动(参照图4)。另外，在实施例中，由于小型承片台20的上端部21侧的面积形成为比一个LED芯片41大，所以可以抑制从LED芯片41放射至受光部25的光被小型承片台20的框架部件27所阻挡。
探测器30、30(探针)，例如由一对电极所构成，并与外加电源/测量仪35电性连接。据此，探测器30、30可以通过与LED芯片41接触并施加规定的电压来测定电子特性等。该探测器30、30配置在小型承片台20的上方，并在LED芯片41固定在大型承片台10的状态下，从LED芯片41的表面例如保持约50μm左右距离而被固定。另外，探测器30、30，由于大型承片台10与小型承片台20同样在水平方向上移动自如，所以可以说在相对于大型承片台10的水平方向上移动自如。
以下，根据图3(a)至(c)说明半导体检测装置1。LED芯片41，在粘贴于固定在贴片环43中的粘合薄片45上的状态下，被固定在大型承片台10的规定位置。大型承片台10，基于检测对象即LED芯片41的位置信息，进行水平移动及旋转，以使探测器30、30配置在作为对象的LED芯片41的电极片41a、41b的上方。同时，根据该动作使小型承片台20配置在成为对象的LED芯片41的下方。另外，LED芯片41的位置信息，可以通过利用照相机等成像装置所获取的图像来获取。
其次，如图3(b)及(c)所示，一旦小型承片台20上升，则小型承片台20从粘合薄片45的下方侧向上推举LED芯片41。如上所述，探测器30、30从LED芯片41的表面保持50μm左右的距离而被固定，因此通过推举LED芯片41使探测器30、30的尖端31与LED芯片41的电极片41a、41b(在图3中省略图示)相接触。另外，在实施例中，LED芯片41例如约被推举100μm左右，但是在被推举到50μm左右时与探测器30、30相接触，然后探测器30、30将被弯曲。据此，探测器30、30与电极片41a、41b保持良好的接触状态。如此，在探测器30、30与LED芯片41正确接触的状态下，可以进行各种特性的测定。
测定，例如在通过探测器30、30测定电子特性的同时，还可以通过通电测定LED芯片的光学特性。通过使LED芯片通电，可以使LED芯片发光，而且此时的光透过粘合薄片45及小型承片台20照射到受光部，测定光学特性。
一旦测定结束，小型承片台20将会下降，被推举的LED芯片41恢复原来的状态。此外，基于下一个检测对象的LED芯片41的位置信息，实施大型承片台10的水平移动及旋转，以使探测器30、30配置在作为对象的LED芯片41的电极片41a、41b的上方。以后，通过重复上述动作，对固定在大型承片台10上的所有LED芯片41实施检测。在实施例中，通过高速上下移动小型承片台20，可以实施比传统的检测装置更高速的检测。小型承片台20比大型承片台10轻，所以不需要大功率的电机等，而且即使进行高速上下移动也很难产生振动。
以下，显示基于大体与实施例相同大小的先前技术的检测装置与实施例中半导体检测装置的比较研究结果。比较对象为，固定有半导体的整体承片台(相当于实施例中的大型承片台10)在向水平方向及上下方向移动的同时进行旋转的检测装置(比较例1)与固定有半导体的整体承片台(相当于实施例中的大型承片台)在向水平方向移动的同时进行旋转且探测器向上下方向移动的检测装置(比较例2)。为了比较而进行测量的动作工序，是从第一个半导体至下一个半导体相对移动探测器的一系列动作，具有(1)从探测器与半导体相接触的状态转变成非接触状态的上下方向的移动，(2)从第一个半导体向下一个半导体移动的水平方向的移动，(3)在下一个半导体中，为了使探测器从非接触状态转变成接触状态的上下方向的移动三个工序。另外，根据上下方向的移动距离大约为150μm，水平方向的移动距离大约为500μm的例测定了实测值。
在比较例1中，由于承片台的重量较大，上下方向的移动中花费了时间，一系列的动作花费了约120ms。假设检测一个半导体所需的时间为100ms，则检测所需的节拍时间为220ms。
在比较例2中，为了使探测器上下方向移动，可以缩短上下方向移动所需的时间，一系列的动作需要约80ms。假设检测一个半导体元件所需的时间为100ms，则检测所需的节拍时间为180ms，但是因测定无法进行至探测器的振动停止，所以认为实际上需要再加算数十ms。
在实施例中，由于小型承片台的重量小，所以可以缩短上下方向的移动时间，一系列的动作花费了60ms。假设检测一个半导体元件所需的时间为100ms，侧检测所需的节拍时间为160ms。如上所述，根据实施例的半导体检测装置1，与传统的检测装置相比，可以缩短半导体的检测时间。
以上，参照附图详细说明了本发明的实施例，但是具体的构成并不仅限于这些实施例，即使在不脱离本发明要旨的范围内进行设计变更等，也包含在本发明中。例如，检测对象即半导体不仅限于LED芯片自不言待，在不测定发光特性时，PD并不是必需的构成。
另外，显示了将粘贴有半导体的粘合薄片被固定的贴片环固定在大型承片台上，并直接进行测定的例，但并不仅限于此。例如，如在图5中示意性地显示，可以在大型承片台的开口部11内侧配置可上下方向移动且可伴随大型承片台的移动而移动的圆环形状的环形部件50。该环形部件50，在位于最上方时，构成为其上端部51比大型承片台的上面(大体与粘合薄片45的面相同)高，例如其移动距离可任意设定。根据该构成，检测时通过从下方按压粘合薄片45，即使粘合薄片45出现松弛等也能去除那些松弛。另外，图5显示粘合薄片45被环形部件50从下方按压的状态。
另外，显示了小型承片台由玻璃形成的例，但是如果形成为比开口部及贴片环的内侧还小，则不仅限于此。在实施例中，检测装置作为检测对象的半导体假设了LED芯片，并且为了在粘合薄片的下方能够测定发光特性而将透光的玻璃作为一例进行了显示，但是在不测定发光特性时，也可以利用除玻璃以外的各种材料。另外，在LED芯片的上面侧受光时，受光部将会配置在粘合薄片的上方，所以小型承片台的材料并不仅限定于玻璃，也可以利用各种材料。另外，即便是测定发光特性的构成，也可以采用玻璃以外具有透光性的树脂等，而且通过将小型承片台的形状设置成筒状，可以在筒状部的边缘部按压粘合薄片，还可以使光线从筒状部的内侧空间透射。
另外，显示了大型承片台中的开口部在平面视图中呈圆形的例，但并不仅限于此。大型承片台，只要可以固定贴片环就可以为任何形状，开口部也只要小型承片台能够相对地移动，也并不仅限定于圆形。
另外，显示了大型承片台通过致动器构成为可以旋转的例，但并不仅限定于此。例如，通过在探测器上设置致动器，可以使探测器旋转。
另外，显示了受光部配置在小型承片台正下方的例以及受光部与小型承片台构成为一体的例，但并不仅限于此，小型承片台也可以是由光导波材料构成。例如，通过利用导光板构成小型承片台，发射光会非常有效地引导至受光部。另外，例如可以利用光纤构成小型承片台，还可以构成为利用光纤的尖端按压粘合薄片。这种情况下，由于发射光非常有效地被引导至受光部，所以能够非常有效地实施光学测定。另外，不必使受光部与小型承片台一起上下移动。
另外，显示了粘贴有半导体的粘合薄片通过环形圆盘状的贴片环固定的例，但并不仅限于此。贴片环，只要是能够固定粘合薄片的框架部件即可，除了环形圆盘状以外，例如还可以采用以四边形为中心的多边形以及椭圆形等各种形状。
Claims (4)
1.一种半导体检测装置，其用来测定粘贴在薄片上的半导体元件的特性，其特征在于，具备：
框状固定部件，其用来固定上述薄片；
探测器，其配置在上述半导体元件的上方，与上述半导体元件的电极相接触而测定特性；
内侧承片台，其配置在上述薄片的下方，在上下方向驱动上述固定部件的内侧，
并且，在测定上述半导体元件的特性时，
上述探测器被固定，
上述内侧承片台从上述薄片的下方上升而通过上述薄片举起部分上述半导体元件，使上述半导体元件的电极与上述探测器相接触，从而测定特性。
2.根据权利要求1所述的半导体检测装置，其特征在于，
上述固定部件配置于可向水平方向移动的外侧承片台上，
上述外侧承片台，通过将上述半导体元件水平移动至其电极和上述探针可以借助上述内侧承片台的移动相接触的测定位置而定位。
3.根据权利要求1或权利要求2所述半导体检测装置，其特征在于，
具备测光装置，其从上述薄片的下方检测来自上述半导体元件的光，
并且，上述内侧承片台是由透过来自上述半导体元件的光的材料所形成。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的半导体检测装置，其特征在于，
上述内侧承片台，在与上述薄片接触的面上实施了抑制摩擦阻力的润滑处理。
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