JP2007019237A - Probing device for double-sided light emitting element - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子の端子にプローブを接触させて発光させ、発光素子の光特性を検査するプロービング装置に関し、特に発光素子の表面と裏面の両面から出射される光を捕らえて光特性を検査するプロービング装置に関する。 The present invention relates to a probing apparatus for inspecting light characteristics of a light emitting element by causing a probe to contact a terminal of the light emitting element and inspecting light characteristics of the light emitting element, and in particular, inspecting light characteristics by capturing light emitted from both the front and back surfaces of the light emitting element. The present invention relates to a probing device.
半導体製造工程は、多数の工程を有し、品質保証及び歩留まりの向上のために、各種の製造工程で各種の検査が行われる。例えば、半導体ウエハ上に半導体装置の複数のチップが形成された段階で、各チップの半導体装置の電極をテスタに接続し、テスタから電源及びテスト信号を供給し、半導体装置の出力する信号をテスタで測定して、正常に動作するかを電気的に検査するウエハレベル検査が行われている。ウエハレベル検査を行う装置については、特許文献1及び2などに記載されている。
The semiconductor manufacturing process has a large number of processes, and various inspections are performed in various manufacturing processes in order to guarantee quality and improve yield. For example, when a plurality of chips of a semiconductor device are formed on a semiconductor wafer, electrodes of the semiconductor device of each chip are connected to a tester, a power supply and a test signal are supplied from the tester, and a signal output from the semiconductor device is A wafer level inspection is performed to electrically inspect whether it operates normally. An apparatus for performing wafer level inspection is described in
ウエハレベル検査の後、ウエハはフレームに貼り付けられ、ダイサで個別のチップに切断される。切断された各チップは、正常に動作することが確認されたチップのみが次の組み立て工程でパッケージ化され、動作不良のチップは組み立て工程から除かれる。更に、パッケージ化された最終製品は、出荷検査が行われる。 After wafer level inspection, the wafer is affixed to the frame and cut into individual chips with a dicer. For each chip that has been cut, only chips that have been confirmed to operate normally are packaged in the next assembly process, and defective chips are excluded from the assembly process. Further, the packaged final product is subjected to shipping inspection.
LEDなどの発光素子も、ウエハに形成された後、ウエハレベル検査が行われ、良品のみが組み立てられる。発光素子は、端子に所定の電圧を印加した時の発光量や発光波長が測定され、発光量は発光波長が所定の範囲内である時に良品と判定される。 Light emitting elements such as LEDs are also formed on a wafer, and then a wafer level inspection is performed to assemble only non-defective products. The light emitting element measures a light emission amount and a light emission wavelength when a predetermined voltage is applied to a terminal, and the light emission amount is determined to be a good product when the light emission wavelength is within a predetermined range.
図1は、発光素子のウエハレベル検査を行う従来のプロービング装置の概略構成を示す投影図であり、側面図はヘッドの一部を断面で示し、上面図はステージを示し、ヘッドの各要素の位置を破線で示す。 FIG. 1 is a projected view showing a schematic configuration of a conventional probing apparatus that performs wafer level inspection of a light emitting element, a side view showing a part of the head in cross section, a top view showing a stage, and each element of the head The position is indicated by a broken line.
図1において、参照番号1は、XYZの3軸移動及び回転が可能な移動機構に設けられた移動台である。移動台1の上に、ウエハを保持するステージ機構2が設けられる。ステージ機構2は、移動台1の上に設けられる底板20と、側板21と、上面にウエハ10が保持される載置面を有するステージ22とで構成される筐体を有する。ステージ22の載置面の下には、ウエハ10を真空吸着するための真空経路23が設けられ、真空経路23は、側面に設けられた接続口24を介して真空源に接続される。真空経路23の空気圧を低下させることにより、ステージ22の載置面に載置されたウエハ10が真空吸着されてステージ22に固定される。また、ウエハ10のステージ22の載置面上への移動及び載置面からの移動のために、ステージ22の載置面の穴25から3本のピン26が上下移動可能に設けられている。3本のピン26は、底板20に設けられたモータ駆動又は空圧器による駆動装置27により上下移動する。
In FIG. 1,
ウエハをステージ22の載置面に載置する時には、移動機構によりステージ機構2をウエハの受け渡し位置まで移動し、搬送アームに保持されたウエハを、上昇させた3本のピン26の上に配置する。次に、3本のピン26を降下させてウエハをステージ22の載置面に載置して真空吸着する。ウエハをステージ22の載置面から搬送する時には、ステージ機構2をウエハの受け渡し位置まで移動し、真空吸着を解除した状態で3本のピン26を上昇させ、搬送アームをウエハの下に移動した後上昇させて搬送アームにウエハを載置して保持させる。以上のステージ機構の構成は広く知られているので、詳しい説明は省略する。
When placing the wafer on the placement surface of the
一方、ヘッド3は、ステージ機構2の上方に配置される。従って、ステージ機構2は、ヘッド3に対して相対的に移動可能である。なお、ここでは、ステージ機構2を移動させる移動機構を設けた例を説明するが、ヘッド3を移動させることも可能である。
On the other hand, the head 3 is disposed above the
ヘッド3は、ヘッド筐体30と、ヘッド筐体30に取り付けられるプローブカード32と、発光素子の発光量を検出するための光量検出器(光パワーメータ)33と、発光素子の出力する光の波長を検出するための分光計に光を導く波長測定用ファイバ35とを有する。光量検出器33は、取り付け機構34により筐体30に取り付けられ、3軸方向に取り付け位置が調整できるようになっている。波長測定用ファイバ35は、取り付け機構36により筐体30に取り付けられ、3軸方向に取り付け位置が調整できるようになっている。
The head 3 includes a
プローブカード32には、ウエハ10上の発光素子の端子に接触する触針(プローブ)31が設けられている。触針31の位置は針位置カメラによりあらかじめ測定されている。
The
測定を行う時には、ウエハ10をステージ22に固定し、アライメントカメラにより端子の位置を検出し、触針31が端子の直ぐ上に位置するようにステージ22を移動した後、ステージ22を上昇させて触針31を端子に接触させる。触針31に電流を供給して発光素子を発光させ、発光量及び波長を測定する。ウエハ10には複数の発光素子が形成されているので、触針31が各発光素子の端子に接触するように順次移動させて測定を行う。なお、発光素子の光特性だけでなく、電気特性も合わせて測定される。
When performing the measurement, the
発光素子の端子は、ウエハの表面又は裏面に設けられが、図1の従来のプロービング装置で測定できるのは表面に端子が設けられた発光素子の表面側の光特性であり、裏面側の光特性は測定できない。また、裏面に端子が設けられた発光素子の表面側の光特性も測定できない。 The terminal of the light emitting element is provided on the front or back surface of the wafer, but what can be measured by the conventional probing apparatus of FIG. 1 is the light characteristic on the front side of the light emitting element provided with the terminal on the front surface. Characteristics cannot be measured. In addition, the optical characteristics on the front surface side of a light emitting element having a terminal on the back surface cannot be measured.
また、近年、発光素子は、表面側から出射される光だけでなく、裏面側から出射される光も利用することも行われており、ウエハレベル検査では、両方の面からそれぞれ出射される光を検査する必要が生じている。しかし、図1に示したような従来のプロービング装置では、ウエハの表面に端子が形成され、ウエハの表面から出射される光を検出できるだけであり、ウエハの裏面から出射される光を検出することはできない。そのため、ウエハの裏面から出射される光を検出するには、ウエハを反転してステージに載置して測定することになるが、ウエハを反転して2度測定を行う必要があり、測定のスループットが低いという問題があった。 In recent years, light-emitting elements have been used not only for light emitted from the front surface side but also for light emitted from the back surface side. In wafer level inspection, light emitted from both surfaces is used. Need to be inspected. However, in the conventional probing apparatus as shown in FIG. 1, a terminal is formed on the surface of the wafer, and only the light emitted from the wafer surface can be detected, and the light emitted from the back surface of the wafer can be detected. I can't. Therefore, in order to detect light emitted from the back surface of the wafer, the wafer is inverted and placed on the stage for measurement. However, it is necessary to invert the wafer and perform measurement twice. There was a problem of low throughput.
本発明は、このような問題を解決するもので、ウエハの両面からそれぞれ出射される光を検査する必要がある発光素子を、効率よく測定できるプロービング装置の実現を目的とする。 The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to realize a probing apparatus that can efficiently measure a light emitting element that needs to inspect light emitted from both sides of a wafer.
上記目的を実現するため、本発明のプロービング装置は、ヘッドに光検出手段を設けるだけでなく、ステージを透明にしてステージ側にも光検出手段を設ける。 In order to achieve the above object, the probing apparatus of the present invention not only provides the light detection means on the head, but also provides the light detection means on the stage side with the stage made transparent.
すなわち、本発明のプロービング装置は、表面と裏面の両面から光を出射する発光素子を検査する両面発光素子用プロービング装置であって、前記発光素子の表面又は裏面を保持するステージと、前記ステージの上側に配置され、前記発光素子の端子に接触するプローブを有するヘッドとを備え、前記ヘッドは、前記発光素子の発光特性を測定する上側光検出手段を備え、前記ステージは透明であり、前記ステージに下側に配置され、前記発光素子の発光特性を測定する下側光検出手段を備えることを特徴とする。 That is, the probing device of the present invention is a double-sided light-emitting element probing device that inspects light-emitting elements that emit light from both the front and back surfaces, a stage that holds the front or back surface of the light-emitting element, A head having a probe disposed on the upper side and in contact with a terminal of the light emitting element, the head further comprising upper light detecting means for measuring light emission characteristics of the light emitting element, the stage being transparent, and the stage And a lower light detection means for measuring the light emission characteristics of the light emitting element.
本発明によれば、端子がウエハの表面に設けられている時には、表面を上側にしてウエハを保持し、端子がウエハの裏面に設けられている時には、裏面を上側にしてウエハを保持して測定を行う。これにより、端子が表面又は裏面に設けられた発光素子の表面側と裏面側の両方の光特性が測定可能であり、しかも両方の面からそれぞれ出射される光を同時に測定できるので、測定のスループットが高い。 According to the present invention, when the terminals are provided on the front surface of the wafer, the wafer is held with the front surface facing up, and when the terminals are provided on the back surface of the wafer, the wafer is held with the back surface facing up. Measure. As a result, it is possible to measure the optical characteristics of both the front and back sides of a light-emitting element with a terminal provided on the front or back side, and to measure the light emitted from both sides at the same time. Is expensive.
ウエハはステージ上に固定する必要があり、ステージには、ウエハの表面又は裏面を吸着する吸着手段を設ける。吸着手段が真空吸着機構である時には、透明なステージに真空経路を設ける。真空経路は、透明なステージ内に設けられる空洞であり、下側光検出手段による検出にはあまり影響しないが、影響をより小さくするために、ウエハの周辺部を吸着するように配置することが望ましい。 The wafer needs to be fixed on the stage, and the stage is provided with a suction means for sucking the front or back surface of the wafer. When the suction means is a vacuum suction mechanism, a vacuum path is provided in a transparent stage. The vacuum path is a cavity provided in a transparent stage and does not affect the detection by the lower light detection means so much, but in order to reduce the influence, it may be arranged to adsorb the periphery of the wafer. desirable.
また、ウエハのステージ上への搬送及びステージ上からの搬出のために、従来と同様に、ウエハをステージ表面から上方に移動させる3本のピンと、3本のピンを移動させるピン移動機構とを設け、ステージに3本のピンが通る穴を設けることが望ましい。3本のピンは、ウエハの周辺部を支持するように配置し、更に3本のピンは可撓性にして、側方の移動を上下方向の移動に変えられるようにして、ピン移動機構を下側光検出手段による検出に影響しない位置に配置できるようにすることが望ましい。 Also, in order to carry the wafer onto the stage and to carry it out of the stage, as in the prior art, there are three pins for moving the wafer upward from the stage surface and a pin moving mechanism for moving the three pins. It is desirable to provide a hole through which three pins pass through the stage. The three pins are arranged to support the peripheral part of the wafer, and the three pins are made flexible so that the lateral movement can be changed to the vertical movement. It is desirable to be able to arrange at a position that does not affect the detection by the lower light detection means.
上側光検出手段及び下側光検出手段は、発光量及び発光波長を測定できるように、それぞれ光量検出器及び光波長検出器を備える。 The upper light detection means and the lower light detection means each include a light amount detector and a light wavelength detector so that the light emission amount and the light emission wavelength can be measured.
透明なステージは、例えば、ガラスや透明な樹脂で作ることができ、広い波長に亘って光透過率が高い石英ガラスやレジン製の板を使用することが望ましい。
また、本発明のプロービング装置は、図1に示したような従来のプロービング装置をそのまま利用して実現することが望ましく、例えば、移動台1に取り付けるステージ機構2を、本発明の下側に出射される光を測定するステージ機構に交換することにより実現できるようにすることが望ましい。
The transparent stage can be made of, for example, glass or a transparent resin, and it is desirable to use a plate made of quartz glass or resin having a high light transmittance over a wide wavelength.
The probing apparatus of the present invention is preferably realized by using the conventional probing apparatus as shown in FIG. 1 as it is. For example, the
なお、ここではウエハをステージに載置して測定する例を説明したが、ダイシングテープでダイシングフレームに貼り付けたカットされていない、ハーフカットされた、又はフルカットされたウエハの各チップをプロービング装置で測定することも行なわれており、本発明のプロービング装置も透明なダイシングテープであればダイシングテープでダイシングフレームに貼り付けたカットされていない、ハーフカットされた、又はフルカットされたウエハの各チップの両面に出射される光の特性を測定できる。 In this example, measurement is performed by placing the wafer on the stage, but probing each chip of the uncut, half-cut, or full-cut wafer attached to the dicing frame with dicing tape. If the probing apparatus of the present invention is also a transparent dicing tape, it is possible to measure an uncut, half-cut, or full-cut wafer attached to the dicing frame with a dicing tape. The characteristics of light emitted on both sides of each chip can be measured.
本発明によれば、端子が表面又は裏面に設けられた発光素子の表面側と裏面側の両方の光特性が測定でき、両方の面からそれぞれ出射される光を同時に測定できるので、測定のスループットが向上する。 According to the present invention, it is possible to measure both the front side and back side light characteristics of the light emitting element provided with the terminal on the front side or back side, and simultaneously measure the light emitted from both sides, so that the measurement throughput can be measured. Will improve.
図2は、本発明の実施例のプロービング装置の概略構成を示す投影図であり、図1に対応する図である。図示のように、実施例のプロービング装置は、ヘッド3は図1の従来例と同じ構成を有し、移動台1の上に取り付けるステージ機構40のみが異なる。言い換えれば、従来例のステージ機構2の代わりに本実施例のステージ機構40を取り付けることにより、実施例のプロービング装置が実現できる。
FIG. 2 is a projection view showing a schematic configuration of the probing apparatus according to the embodiment of the present invention, and corresponds to FIG. As shown in the figure, in the probing apparatus of the embodiment, the head 3 has the same configuration as the conventional example of FIG. 1, and only the stage mechanism 40 mounted on the movable table 1 is different. In other words, the probing apparatus of the embodiment can be realized by attaching the stage mechanism 40 of the present embodiment instead of the
ステージ機構40は、移動台1の上に設けられる底板41と、側板42と、上板43とで構成される筐体を有する。ガラス又は透明な樹脂製のステージ板45はステージ枠44に固定されており、ステージ枠44は上板43に取り付けられる。なお、ステージ枠44を設けずに、ステージ板45を直接上板43に取り付けることも可能である。本実施例では、ステージ板45はレジン製であるが、石英ガラスなどで政策することも可能である。
The stage mechanism 40 has a housing composed of a bottom plate 41, a
ステージ板45の載置面の下には、ウエハ10を真空吸着するための真空経路46が設けられ、真空経路46は、ステージ枠44及び上板43に設けられた真空経路につながっており、上板43の側面に設けられた接続口47を介して真空源に接続される。図示していないが、真空経路46のステージ板45とステージ枠44及びステージ枠44と上板43の接続部分には、弾性のある接続部材などが使用される。図示のように、真空経路46は、ステージ板45に載置されるウエハ10の周辺部分を吸着するように開口が設けられ、ウエハ10の中心部には開口が設けられない。
A vacuum path 46 for vacuum-sucking the
ステージ板45の載置面には、3本のピン49が通過する3個の穴48が設けられている。3本のピン49は、ピン案内機構50を介して、側板42に設けられたピン駆動機構51により移動される。3本のピン49は、可撓性で、ピン案内機構50により水平方向に移動されると、3個の穴48内の3本のピン49は上下方向に移動する。これにより、ピン駆動機構51を、光測定に影響しない位置に設けることができる。
The mounting surface of the
ステージ板45の下には、発光素子の発光量を検出するための下側光量検出器(光パワーメータ)52と、発光素子の出力する光の波長を検出するための分光計に光を導く下側波長測定用ファイバ54とを有する。下側光量検出器52は、取り付け機構53により底板41に取り付けられ、3軸方向に取り付け位置が調整できるようになっている。同様に、下側波長測定用ファイバ54は、取り付け機構55により底板41に取り付けられ、3軸方向に取り付け位置が調整できるようになっている。下側光量検出器52及び下側波長測定用ファイバ54は、ヘッド3に設けられるものと同じもので、ウエハ10に対して対称な位置に設けられることが望ましいが、これに限定されるものではなく、要求される測定が行える配置を実現すればよい。
Under the
測定は、従来のプロービング装置と同様に行え、ウエハ10の端子の設けられた面を上にしてステージ板45の上に載置し、プローブ31を端子に接触させて発光素子を発光させて、上側と下側の両方に出射される光の測定を行う。
本発明のプロービング装置は、透明なダイシングテープを使用すれば、ダイシングテープでダイシングフレームに貼り付けたカットされていない、ハーフカットされた又はフルカットされたウエハの各チップの光特性を測定できる。
The measurement can be performed in the same manner as a conventional probing apparatus, and is placed on the
If a transparent dicing tape is used, the probing apparatus of the present invention can measure the optical characteristics of each chip of an uncut, half-cut or full-cut wafer attached to a dicing frame with a dicing tape.
本発明は、両方の面から光を出射する発光素子が形成されたウエハを測定する場合に適用可能である。 The present invention is applicable when measuring a wafer on which light emitting elements that emit light from both surfaces are formed.
1 移動台
2 ステージ機構
3 ヘッド
10 ウエハ
31 触針(プローブ)
33 光量検出器(光パワーメータ)
35 波長測定用ファイバ
45 透明ステージ板
52 下側光量検出器(光パワーメータ)
54 下側波長測定用ファイバ
1 moving table 2 stage mechanism 3
33 Light intensity detector (optical power meter)
35 Fiber for
54 Lower wavelength measurement fiber
Claims (4)
前記発光素子の表面又は裏面を保持するステージと、
前記ステージの上側に配置され、前記発光素子の端子に接触するプローブを有するヘッドとを備え、
前記ヘッドは、前記発光素子の発光特性を測定する上側光検出手段を備え、
前記ステージは透明であり、
前記ステージに下側に配置され、前記発光素子の発光特性を測定する下側光検出手段を備えることを特徴とする両面発光素子用プロービング装置。 A probing device for a double-sided light emitting device that inspects a light emitting device that emits light from both the front and back surfaces,
A stage for holding the front surface or the back surface of the light emitting element;
A head having a probe disposed on the stage and contacting a terminal of the light emitting element;
The head includes upper light detection means for measuring the light emission characteristics of the light emitting element,
The stage is transparent,
A double-sided light-emitting element probing device, comprising: a lower-side light detection unit that is disposed on the lower side of the stage and measures a light emission characteristic of the light-emitting element.
前記ステージは、載置された前記ウエハの表面又は裏面を吸着する吸着手段を備える請求項1に記載の両面発光素子用プロービング装置。 The light emitting element is formed on a wafer, and the terminal of the light emitting element is formed on the front surface or the back surface of the wafer,
The probing apparatus for a double-sided light emitting element according to claim 1, wherein the stage includes a suction unit that sucks a front surface or a back surface of the mounted wafer.
前記ステージは、前記3本のピンが通る穴を有し、
前記3本のピンは可撓性である請求項1又は2に記載の両面発光素子用プロービング装置。 Three pins for moving the wafer placed on the stage upward from the surface of the stage, and a pin moving mechanism for moving the three pins,
The stage has a hole through which the three pins pass,
The probing device for a double-sided light emitting element according to claim 1, wherein the three pins are flexible.
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