JP2008101946A - 発光素子の特性検査装置および特性検査方法 - Google Patents

発光素子の特性検査装置および特性検査方法 Download PDF

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Abstract


【課題】 効率が良く信頼度の高い、発光素子の特性検査装置および特性検査方法を提供することである。
【解決手段】 発光素子２０について複数の測定を、高温測定部１２、第１常温測定部１７および第２常温測定部１８にて行う。高温測定部１２での測定が終了した後、判定部１３によって発光素子２０が良品か不良品かを判断する。第１常温測定部１７においてまず行ったＩＬ特性の測定結果に基づいて、その後行う測定の測定条件を決定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発光素子の特性検査装置および特性検査方法に関する。本発明において、発光素子に電圧を印加したときに発光素子から発せされる光強度を、発光素子を流れる電流の電流値に対応する値として測定することを「ＩＬ測定」と称する。発光素子に対して電圧を印加する２つの電極間を結ぶ直線に垂直な平面のうちの、発光素子から発せられる光線の光軸を含む平面と、発光素子から発せられる光の進行方向に垂直な面とが交わる線上の、前記光のファーフィールドパターン（Far Field Pattern 略称：ＦＦＰ）を、「ＦＦＰＨ」と称する。発光素子に対して電圧を印加する２つの電極間を結ぶ直線および発光素子から発せられる光線の光軸を含む平面と、発光素子から発せられる光の進行方向に垂直な面とが交わる線上の、前記光のＦＦＰを、「ＦＦＰＶ」と称する。
発光素子から発せられる偏光の割合と、偏光に含まれる右円偏光および左円偏光の割合と、各偏光の光強度とを、「偏光特性」と称し、偏光特性についての測定を「偏光測定」または「偏光特性測定」と称する。７９℃以上の温度を「高温」と称し、２３℃以上２７℃以下の温度を「常温」と称する。高温における光学的特性および電気特性を「高温特性」と称し、常温における光学的特性および電気特性を「常温特性」と称する。
発光素子のＩＬ特性、ＦＦＰは個々の発光素子に依存するので、発光素子の光学的および電気的特性の測定は、全ての発光素子について行う必要があり、該測定を効率よく進める必要がある。これを解決するために、複数個のレーザダイオードのＦＦＰ測定を短時間に行い、かつ各種測定を連続的に行うことを目的として、複数個のレーザダイオードを装着保持したマウントと、第１、第２、第３の受光部を具備するレーザダイオードの特性測定装置が提案されている（たとえば特許文献１参照）。
また半導体素子からの発光光線が試験台面で反射して”蹴られ”現象が発生することを防止することを目的として、アレー状の複数の半導体素子が固定されるアレーセットステージと半導体素子とが半導体素子の端面部の位置で接合するように構成された半導体装置の検査装置が提案されている（たとえば特許文献２参照）。
特開昭６２−２４５１２８号公報 特開昭６１−１６９７７５号公報
しかし、複数個のレーザダイオードを装着保持したマウントと、第１、第２、第３の受光部を具備するレーザダイオードの特性測定装置では、複数個のレーザダイオードについてＩＬ特性の測定、ＦＦＰ特性の測定、スペクトラム特性の測定が全て行われており、不良品のレーザダイオードが多くても測定工程、測定時間を短縮することができない。
またアレーセットステージと半導体素子とが半導体素子の端面部の位置で接合するように構成された半導体装置の検査装置においても、各種の測定は独立に全て、半導体について行われており、不良品のレーザダイオードが多くても測定工程、測定時間を短縮することができない。
本発明の目的は、効率が良く信頼度の高い、発光素子の特性検査装置および特性検査方法を提供することである。
本発明は、発光素子の光学的特性および電気的特性を測定する特性検査装置であって、
発光素子を供給する供給部と、
発光素子の高温特性を測定する高温測定部と、
前記高温測定部における測定結果に基づいて前記発光素子が良品であるか否かを判定する判定部と、
前記高温測定部において良品と判定された発光素子の常温特性を測定する常温測定部と、
検査に供された発光素子を収納する収納部と、
発光素子を高温測定部、常温測定部および収納部の各部にわたって搬送する搬送部とを備え、
前記高温測定部、常温測定部および収納部の各部を直線状に配設し、該各部の配設経路に沿って搬送部を配設することを特徴とする発光素子の特性検査装置である。
また本発明は、前記高温測定部を常温測定部よりも搬送方向上流側に配設することを特徴とする。
また本発明は、前記常温測定部は、ＩＬ測定およびＦＦＰＨ測定を行う第１の常温測定部と、ＦＦＰＶ測定および偏光測定を行う第２の常温測定部とを含み、第１の常温測定部を第２の常温測定部よりも搬送方向上流側に配設することを特徴とする。
また本発明は、前記高温測定部または常温測定部に搬送された発光素子に通電するためのプローブピンと、
該プローブピンを保持するコンタクトプローブと、
前記プローブピンの前記発光素子への接触の直前まで、予め定める速度で前記コンタクトプローブを前記発光素子に近づけ、前記プローブピンの前記発光素子への接触以降の前記コンタクトプローブの駆動を、前記予め定める速度と同じ向きで、かつ前記予め定める速度の大きさよりも、小さい速度の大きさで、行うように制御するプローブ制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする。
また本発明は、前記供給部における発光素子を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像された画像を処理して、発光素子の種類および向きを判別する画像処理部と、をさらに備えることを特徴とする。
また本発明は、前記高温測定部および常温測定部における測定結果を、該発光素子の前記供給部における位置についての情報と関連付けて記憶する記憶手段を、さらに有することを特徴とする。
また本発明は、前記常温測定部は、光スペクトル測定のための受光部であるスペクトル用受光部と、
ＦＦＰＨ測定のための受光部であるＦＦＰＨ用受光部と、
前記スペクトル用受光部と前記ＦＦＰＨ用受光部とを同一の円周上において移動させる受光部移動手段と、
をさらに含んでいることを特徴とする。
また本発明は、発光素子の光学的特性および電気的特性を測定する特性検査方法であって、
予め定める高い温度条件下で、発光素子の高温でのＩＬ測定を行う高温測定工程と、
該高温測定工程における高温でのＩＬ測定の結果、発光素子が良品か否かを判定する判定工程と、
前記判定工程で良品と判定された発光素子の常温でのＩＬ測定を常温で行う常温測定工程とを含むことを特徴とする発光素子の特性検査方法である。
また本発明は、検査に供する発光素子を載置する測定ステージに対し、前記発光素子の発光端面が前記測定ステージの外縁部よりも外方になるように発光素子を配置する発光素子配置工程をさらに含むことを特徴とする。
また本発明は、前記常温測定工程は、発光素子の常温におけるＦＦＰＨ測定を行う工程、ＦＦＰＶ測定を行う工程、光スペクトル測定を行う工程、および偏光測定を行う工程を含み、
前記高温でのＩＬ測定、常温でのＩＬ測定、ＦＦＰＨ測定、ＦＦＰＶ測定、光スペクトル測定、および偏光測定の各測定を行う工程では、前記各測定に用いるパルス状の電圧を、該パルス状の電圧のデューティ比を制御して印加することが可能であることを特徴とする。
また本発明は、前記ＦＦＰＨ測定を行う工程は、ＦＦＰＨ測定のための受光部を発光素子に対して相対的に移動させるＦＦＰＨ用移動工程を含み、
前記ＦＦＰＶ測定を行う工程は、ＦＦＰＶ測定のための受光部を発光素子に対して相対的に移動させるＦＦＰＶ用移動工程を含み、
前記偏光測定を行う工程は、偏光測定のための受光部を発光素子に対して相対的に移動させる偏光測定用移動工程を含み、
前記ＦＦＰＨ用受光部の駆動工程、ＦＦＰＶ用受光部の駆動工程および偏光測定用受光部の駆動工程は、それぞれＦＦＰＨ測定を行う工程、ＦＦＰＶ測定を行う工程および偏光測定を行う工程における前記パルス状の電圧の印加と、同期して行われることを特徴とする。
また本発明は、前記高温測定工程および常温測定工程においては、パルス状の電圧の印加を周期的に、または、正弦波状の電圧の印加を連続的に一定時間行うことを特徴とする。
また本発明は、前記判定工程では、発光素子についての前記高温測定工程での測定結果と、前記発光素子についての前記常温測定工程での測定結果とを比較し、前記発光素子が良品か否かを判定することが可能であることを特徴とする。
また本発明は、前記ＦＦＰＨ測定を行う工程の後、前記光スペクトル測定を行う工程を行い、
前記光スペクトル測定工程は、前記光スペクトル測定のための受光部を、前記ＦＦＰＨ測定のための受光部が最大の光強度を受光した位置と同じ位置に位置させて、光スペクトル測定を行うことを特徴とする。
また本発明は、前記常温測定は、常温で行ったＩＬ測定の結果から、
前記光スペクトル測定を行う工程において発光素子に印加する電圧の電圧値と、
前記ＦＦＰＨ測定を行う工程において発光素子に印加する電圧の電圧値と、
前記ＦＦＰＶ測定を行う工程において発光素子に印加する電圧の電圧値と、
前記偏光測定を行う工程において発光素子に印加する電圧の電圧値と、
を算出する制御工程をさらに含むことを特徴とする。
本発明によれば、高温測定部および常温測定部の２つの測定部と、搬送部とを備えていることによって、１つの測定終了後、不良品と判定された発光素子を除去することが可能である。したがって不良品と判定された発光素子に対して測定の一部を省略することができる。常温測定よりも発光素子にかかる負荷が大きい高温測定を先に行い、発光素子が良品であるか否かを高温測定部における測定後に判断するので、耐熱性に乏しい発光素子を検出することができる。したがって不良品と判定された発光素子に対して、判定を行った後の測定を省略することができる。したがって発光素子に対して効率的な特性検査を行うことができる。また高温測定部および常温測定部、収納部は直線状に配設されており、搬送部は供給部、高温測定部、常温測定部および収納部の各部にわたって発光素子を搬送するので、前記各部および搬送部は回転移動をすることはない。したがって、回転に伴うぐらつきなどによって測定誤差が生じることがない。したがって効率が良く信頼性の高い、発光素子の特性検査装置を提供することができる。
また本発明によれば、常温測定よりも発光素子にかかる負荷が大きい高温測定を先に行うことよって、耐熱性に乏しい発光素子を、特性検査の工程のうち早い段階において検出することができる。耐熱性に乏しい発光素子を検出した後に常温測定を行うので、耐熱性を有する発光素子についてのみ常温測定をすることができる。したがって測定時の負荷によって品質の下がった発光素子を不良品として判定しそこなうことがない。また耐熱性に乏しい発光素子を検出した後は、測定によって発光素子の品質を下げることがない。
また本発明によれば、常温測定部は第１の常温測定部と第２の常温測定部とを備えていることによって、一方の測定部で測定を行っているときに、別の発光素子の特性を他方の測定部で測定することができる。したがって、測定にかかる時間を短縮することができ、効率の良い特性検査を行うことができる。第１および第２の常温測定部のうち、第１の常温測定部においてＩＬ測定およびＦＦＰＨ測定を行うことによって、後の特性検査においてＩＬ測定およびＦＦＰＨ測定の結果を利用し、効率の良い測定を行うことができる。具体的にはＩＬ測定によって、後の測定においてどの程度の電圧を印加して測定を行うことが効率的かどうかを見積もることができ、偏光測定などの条件を最適化することができる。ＦＦＰＨ測定によってどの方位に対して最も強い光強度を発しているかが分かり、光スペクトル測定をどの方位に対して行うことが高効率であるかを知ることができる。したがって、効率が良く信頼性が高い、発光素子の特性検査装置を提供することができる。
また本発明によれば、高温測定部または常温測定部に搬送された発光素子に対し、通電のためにプローブピンを接触させる。これによって、発光素子をプローブピンを含む電極によって挟持することができる。したがって振動などによって発光素子と高温測定部または常温測定部との相対位置が変化することを防止することができる。よって信頼性の高い特性検査を行うことができる。またプローブピンを保持するコンタクトプローブは、プローブピンの発光素子への接触直前まで、予め定める速度で発光素子に対してプローブピンを近づける。これによって、発光素子への衝突によって発光素子に破損などを及ぼす危険のないプローブピンの移動範囲においては、プローブピンを速く移動させ、移動時間の短縮を図ることができる。プローブピンの発光素子への接触以降は、コンタクトプローブは、前記予め定める速度と同じ向きに、前記予め定める速度の大きさよりも小さい速度の大きさで、移動する。これによって、プローブピンが発光素子に対して大きな運動量で当たることを防ぐことができる。またプローブピンがある範囲内の大きさの力で発光素子を押すことを容易にすることができる。したがってプローブピンが発光素子に対して破損などの影響を及ぼすことを防止することができる。
また本発明によれば、撮像手段と画像処理部とによって発光素子の種類および向きを判別する。これによって特性検査のために発光素子を機械的に一定の方向に向けるためのジグおよび工程を省略することができる。したがって発光素子に対してジグが接触し、荷重が作用することを防ぎ、破損などの影響を及ぼすことなく特性検査を行うことができる。また発光素子の向きはジグの機械的な接触によって調節されるのではなく、載置された発光素子の向きを撮像手段と画像手段とによって検出する。したがって機械的な位置の調節に伴う誤差を防ぐことができ、信頼性の高い発光素子の特性検査装置を提供することができる。
また本発明によれば、高温測定部および常温測定部における測定結果を、供給部における発光素子の位置に関連付けて記憶する記憶手段を有する。供給部における発光素子の位置は、複数の発光素子が製造されたときの個々の発光素子の配置関係を反映する。したがって測定結果を供給部における発光素子の位置に関連付けることによって、それぞれの発光素子の特性の差異を、製造段階における位置に対する分布として把握することが可能になる。よって高温測定部および常温測定部における測定結果を、発光素子の製造方法の改善に反映することが可能になる。
また本発明によれば、スペクトル用受光部とＦＦＰＨ用受光部とを同一の円周上において移動させる移動手段を有する。これによってスペクトル用受光部とＦＦＰＨ用受光部とを測定の対象となる発光素子に対して同じ位置に位置させることができる。したがってＦＦＰＨ測定を行うときに、発光素子が最大の光強度を発する向きを検出すれば、光スペクトル測定を行うときには発光素子が最大の光強度を発する向きを改めて検出せずに、光スペクトル測定のための受光部を、発光素子が最大の光強度を発する向きに位置させることができる。したがって効率的な発光素子の特性検査装置を提供することができる。また発光素子が最大の光強度を発する向きにスペクトル用受光部を位置させて光スペクトルを測定することができるので、信頼性の高い光スペクトル測定を行うことができる。
また本発明によれば、判定工程では、高温測定工程におけるＩＬ測定の結果に基づいて発光素子が良品か否かの判定を行う。これによって高温測定終了後、該測定を行った発光素子が不良品であることが分かれば、該発光素子を除去することができる。したがって不良品と判定されなかった発光素子について、高温測定工程に後続する工程を行うことができるので、効率的な発光素子の特性検査方法を提供することができる。また判定工程は高温測定工程終了後なので、耐熱性に乏しい発光素子は高温という温度条件下での結果から判定工程において不良品と判定され、除去される。不良品と判定されなかった発光素子はその後高温という温度条件下に置かれることはなく、判定工程の後、熱による悪影響を受けることがない。また耐熱性に乏しい発光素子については判定工程に後続する測定を省くことができるので、耐熱性のある発光素子の特性を検査する上で無駄な測定を省略することができる。
また本発明によれば、測定ステージ上で発光素子の発光端面が測定ステージの外縁部よりも外方になるように発光素子を配置する。これによって発光素子に電圧を印加して発光させたとき、発光素子から発せられる光の一部が測定ステージに当たることがない。したがって特性検査を行うときに発光素子から発せられる光が測定ステージに遮られることなく、発光素子から発せられる光について測定を行うことができる。
また本発明によれば、高温測定工程および常温測定工程において印加するパルス状の電圧のデューティ比を調節することが可能である。これによってＩＬ測定、ＦＦＰＨ測定、光スペクトル測定、ＦＦＰＶ測定および偏光測定などを行う各測定部の受光部の駆動と、パルス状の電圧の印加とを同期させやすくすることができる。受光部の駆動とパルス状の電圧印加とが、同期した状態から時間的にずれを生じた場合に、デューティ比を調節してずれを補正することが可能である。
また本発明によれば、各測定部の受光部の駆動工程は電圧の印加と同期して行われる。これによって、電圧が印加されるときに測定が行われるように時期を合わせることができる。したがって発光素子への電圧の印加による発光素子からの発光が起こっていないときに測定することを防止することができ、信頼度の高い測定を行うことができる。
また本発明によれば、高温測定工程および常温測定工程においては、パルス状または正弦波状の電圧の印加を一定時間行う。これによって発光素子の通電状態が良くなりＩＬ測定の結果を安定しやすくすることができる。
また本発明によれば、判定工程において高温測定工程での測定結果と常温測定工程での測定結果とを比較し、該比較の結果から発光素子が良品であるか否かを判断することができる。したがって高温測定工程および常温測定工程の各測定結果から直接的に判定するよりも信頼度の高い判定を行うことができる。
また本発明によれば、ＦＦＰＨ測定を行う工程において最大の光強度が測定されたときのＦＦＰＨ用受光部の位置と、発光素子に対する相対位置が同じになる位置に、スペクトル用受光部を位置させ、光スペクトル測定を行う。これによってスペクトル用受光部で再度光強度を測定しなおす必要がなくなるので、効率の良い測定を行うことができる。ＦＦＰＨ測定のときに最大の光強度を示した位置から光スペクトルの測定を行うので信頼度の高い測定を行うことができ、信頼度の高い光スペクトル測定を行うことができる。
また本発明によれば、常温測定工程におけるＩＬ測定の測定結果から、他の工程において印加する電圧の電圧値を算出する。これによってＦＦＰＨ測定、光スペクトル測定、ＦＦＰＶ測定および偏光測定の各測定を行うときに、印加する電圧の大きさをそれぞれにおいて最適化する必要がない。したがって発光素子の効率的な特性検査を行うことができる。ＩＬ測定において最適化された電圧を印加するので、ＩＬ測定以外の各測定においても高精度の測定を行うことができる。したがって効率が良く信頼性の高い、発光素子の特性検査方法を提供することができる。
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。以下の説明においては、各形態に先行する形態ですでに説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。発光素子２０の面のうち、光を発する面を「発光面」と称し、発光面を含む発光素子２０の一部分を「発光面部」と称する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る発光素子の特性検査装置１０の構成を表す図である。第１実施形態に係る発光素子の特性検査装置１０は、供給部１１と、高温測定部１２と、判定部１３と、搬送部１４と、常温測定部１５と、収納部１６を含んで構成されている。常温測定部１５は、第１常温測定部１７と第２常温測定部１８とを含んで構成されている。供給部１１は、供給シートに載せられた複数の発光素子２０を高温測定部１２に供給する。高温測定部１２は、供給部１１から供給された発光素子２０の光学的特性および電気的を高温条件下において測定する。発光素子２０は、半導体から成るレーザダイオード（Laser Diode 略称：ＬＤ）である。高温測定部１２は、高温測定部１２に供給された発光素子２０についてＩＬ特性を測定する。
判定部１３は第１次判定として、高温測定部１２の測定結果に基づいて発光素子２０が良品であるか否かを判定する。耐熱性に乏しい発光素子は判定部１３によって不良品と判定される。判定部１３による判定は、高温測定部１２による測定の後、第１および第２常温測定の前に行われ、該判定によって不良品と判定された発光素子２０については常温測定を行うことなく、除外する。除外は、搬送部１４が高温測定部１２から直接、収納部１６内の予め定める位置に発光素子２０を搬送することによって行う。
搬送部１４は高温測定部１２から常温測定部１５内の第１常温測定部１７へ、また第１常温測定部１７から常温測定部１５内の第２常温測定部１８へ、第１次判定で良品と判定された発光素子を搬送する。常温測定部１５は、供給部１１から供給された発光素子２０の光学的特性および電気的を常温条件下において測定する。収納部１６は、高温および常温測定が行われた後、判定部１３において良品と判定された発光素子２０を保持する。
供給部１１と、高温測定部１２と、第１常温測定部１７と、第２常温測定部１８と、収納部１６とは、発光素子２０の搬送方向上流から下流に向けて、この順番で直線状に並んでいる。搬送部１４は、供給部１１と、高温測定部１２と、第１常温測定部１７と、第２常温測定部１８と、収納部１６とが成す直線に並行に移動できるように配設され、高温測定部１２、第１常温測定部１７、第２常温測定部１８および収納部１６にわたって発光素子２０を搬送する。
判定部１３は高温測定部１２から出力される測定結果と、第１常温測定部１７から出力される測定結果と、第２常温測定部１８から出力される測定結果とを受信できるように各測定部と電気的に接続されている。高温測定部１２の測定結果、第１常温測定部１７の測定結果、第２常温測定部１８の測定結果に基づいて、それぞれの測定の後、測定を行った発光素子２０が良品であるか否かを判定してもよいけれども、第１実施形態では、高温測定部１２の測定結果に基づいて測定を行った発光素子２０が良品であるか否かを判定する。不良品と判定された発光素子２０については、判定された後、除外するように制御を行う。除外は、搬送部１４が高温測定部１２から直接、収納部１６内の予め定める位置に発光素子２０を搬送することによって行う。他の実施形態においては、第１常温測定部１７を行った発光素子２０について、高温測定部１２による測定の結果と第１常温測定部１７による測定の結果とを比較し、比較結果を基に発光素子２０が良品であるか否かを判定してもよい。この場合、比較結果は、測定を行った各発光素子２０を個々に特定する情報とともに、記憶される。各測定結果は、各発光素子２０を個々に特定する情報とともに、記憶される。
図２は、本発明の第１実施形態における供給部１１の構成を表す図である。供給部１１は、供給シート移動手段２５と、チップ認識手段２６と、チップピックアップ２７と、真空ポンプ２８と、チップピックアップ移動手段２９とを含んで構成されている。供給シート移動手段２５は、供給シート２１と、供給シート２１に載って特性検査装置１０に供給される複数の発光素子２０とを、高温測定部１２の遠方から高温測定部１２近傍にまで移動させる。供給シート２１は発光素子２０が自重によって供給シート２１から落ちないように、水平に保たれて移動する。供給シート２１に接する供給シート移動手段２５の一表面は水平に保たれている。チップ認識手段２６は、電荷結合素子（Charge Coupled
Device 略称：ＣＣＤ）を備えており、供給シート移動手段２５によって移動してきた供給シート２１上の発光素子２０をＣＣＤによって撮像し、発光素子２０の種類、位置および向きに関する情報を取得する。また撮像した画像を処理して発光素子２０の種類、位置および向きの判別も行う。換言すれば、チップ認識手段２６は、供給部１１における発光素子２０を撮像する撮像手段であり、かつ撮像された画像を処理して発光素子２０の種類、位置および向きを判別する画像処理部である。
チップピックアップ２７は、供給シート２１上の複数の発光素子２０のうちの１つを吸着する。チップピックアップ２７の表面部のうち供給シート移動手段２５に臨む一表面部には孔が形成されており、真空ポンプ２８によって該孔内の空気を吸引し、発光素子２０をチップピックアップ２７の一表面部に吸着、保持する。発光素子２０が接するチップピックアップ２７の一表面は水平である。チップピックアップ２７にはチップピックアップ移動手段２９が機械的に接続されており、チップピックアップ移動手段２９は発光素子２０を吸着、保持したチップピックアップ２７を供給シート２１から高温測定部１２に移動させる。
チップ認識手段２６は、供給シート２１上のどこに各発光素子２０が位置しているか、および各発光素子２０が発光面部をどの向きに向けて載置されているか、を判断する。チップピックアップ移動手段２９がチップピックアップ２７を供給シート２１上のどこに移動させ、どの発光素子２０を移動させるか、についてはチップ認識手段２６が撮像した画像に基づいて判断する。
供給シート移動手段２５は、一面を水平に保っており、水平に保たれた面は供給シート２１を載置できるように配設されている。該水平に保たれた面の表面部分は水平に移動でき、該表面部分の一部分は発光素子の特性検査装置１０の外部の近くに、他の部分は高温測定部１２の近くに位置している。該表面部分は特性検査装置１０の外部の近くから、他方は高温測定部１２の近くまで移動することによって、供給シート２１を搬送する。チップ認識手段２６は高温測定装置近傍の供給シート移動手段２５上の供給シート２１および発光素子２０を撮像できる位置に位置している。
チップピックアップ２７は供給シート移動手段２５の表面部分のうち、高温測定部１２に近い部分と、高温測定部１２とに近い位置に配設されており、高温測定部１２内にまで移動できる。チップピックアップ２７の供給シート移動手段２５に臨む一表面部の孔は、該一表面部から真空ポンプ２８にまでわたって形成されており、真空ポンプ２８の駆動によって該孔内の空気は真空ポンプ２８に吸引される。チップピックアップ移動手段２９はチップピックアップ２７に機械的に接続されており、チップピックアップ２７を供給部１１と高温測定部１２とにわたって移動させる。チップピックアップ移動手段２９はチップ認識手段２６および高温測定部１２内の測定ステージ上のチップ認識手段３３の両方に電気的に接続されており、チップ認識手段２６および高温測定部１２内のチップ認識手段３３の両方からの画像に基づいてチップピックアップ２７の吸着および脱離を行う。
図３は、本発明の第１実施形態における高温測定部１２の構成を表す図である。高温測定部１２は、高温測定ステージ３１と、ヒータ３２と、測定ステージ上のチップ認識手段３３と、コンタクトプローブ３４と、プローブピン３５と、コンタクトプローブ移動手段３６と、電圧印加部３７と、パルス発生部３８と、電流電圧測定部３９と、演算処理部４０と、受光部４１とを含み、構成されている。受光部４１は、受光素子４２と、受光回路４３と、受光部移動手段４５とを含んで構成されている。本明細書において発光素子２０を載置する測定ステージ上の面を「載置面」と称する。
高温測定ステージ３１は水平に保たれた載置面４４を有しており、供給部１１から搬送された発光素子２０を載置面４４上に受取る。高温測定ステージ３１は、供給部１１から供された発光素子２０に電圧を印加するときの電極として機能し、発光素子２０への電圧の印加を行う。このとき高温測定ステージ３１は正極としても負極としても機能することができ、その切り替えは演算処理部４０の制御によって電圧印加部３７が行う。ヒータ３２の少なくとも一部分は高温測定ステージ３１に包含されており、ヒータ３２は、ヒータ３２の熱が高温測定ステージ３１に伝わるように配設されている。ヒータ３２は、高温測定ステージ３１の少なくとも載置面４４が７９℃以上８１℃以下に保たれるように、高温測定ステージ３１を加熱する。
測定ステージ上のチップ認識手段３３は、ＣＣＤを備えており、チップピックアップ２７によって高温測定ステージ３１に搬送されてきた発光素子２０をＣＣＤによって撮像し、発光素子２０の種類、位置および向きに関する情報を取得する。測定ステージ上のチップ認識手段３３が撮像した画像を処理して、発光素子２０の種類、位置および向きを判別するのは、測定ステージ上のチップ認識手段３３内の一部分でもよいけれども、本実施形態では、後に詳述する演算処理部４０が行うものとする。
電圧印加部３７と電流電圧測定部３９とは部分的に回路を共有しており、高温測定ステージ３１と、コンタクトプローブ３４と、パルス発生部３８と、演算処理部４０とに電気的に接続されている。電圧印加部３７は演算処理部４０の制御によって、パルス発生部３８によって駆動され、高温測定ステージ３１とコンタクトプローブ３４との間に電位差を発生させる。電流電圧測定部３９は、高温測定ステージ３１とコンタクトプローブ３４との間に生じる電位差と、発光素子２０に流れた電流とを測定する。電流電圧測定部３９で得られた結果は電気信号として演算処理部４０に伝えられる。電流電圧測定部３９で測定結果として得られた電圧の情報は、演算処理部４０がパルス発生部３８を制御し、電圧印加部３７を駆動するときに利用される。パルス発生部３８は演算処理部４０の制御によって、電圧印加部３７にパルス状の電圧が発生するように、電圧印加部３７を駆動する。
受光素子４２および受光回路４３を含む受光部４１は、受光部移動手段４５の駆動によって移動し、高温測定ステージ３１に供された発光素子２０について、ＩＬ特性を測定する。受光素子４２は発光素子２０からの光を受光する位置に移動できるように配設され、受光回路４３と電気的に接続される。受光回路４３は受光素子４２および演算処理部４０と電気的に接続される。発光素子２０を挟持する高温測定ステージ３１とコンタクトプローブ３４との間に電圧が印加されることによって、発光素子２０から発せられる光は受光素子４２によって受光され、受光素子４２は受光した光についての情報を受光回路４３に対して電気信号として出力する。受光回路４３は、受光素子４２からの電気信号を解析し、解析結果を発光素子２０の特性として演算処理部４０に送る。高温測定部１２で行われる発光素子２０のＩＬ測定は、パルス状の電圧を印加することによって行う。
演算処理部４０は測定ステージ上のチップ認識手段３３から出力される画像情報に基づいて、発光素子２０から発せられる光の光軸がおよそ水平になるように、かつ発光素子２０の発光面部が高温測定ステージ３１の載置面４４の外縁部よりも外方になるように、供給部１１内のチップピックアップ移動手段２９の駆動を制御する。発光素子２０が高温測定ステージ３１の載置面４４に載置された後は、測定ステージ上のチップ認識手段３３から出力される画像情報に基づいて、高温測定ステージ３１の載置面４４に載置された発光素子２０の種類、位置を判断する。またパルス発生部３８の駆動を制御することで電圧印加部３７の駆動および制御を行い、ＩＬ測定について電流電圧測定部３９の結果と受光回路４３からの解析結果とを、測定した発光素子２０についての情報として記憶する。
演算処理部４０は測定ステージ上のチップ認識手段３３から出力される画像情報に基づいて、発光素子２０の向きを判断する。該判断は、発光面部がどの向きに向かって発光素子２０が位置しているか、という情報を含む。また発光素子２０に電圧の印加を行うときに、高温測定ステージ３１の載置面４４とコンタクトプローブ３４のどちらを正極として印加するか、ということについての情報を含む。換言すれば、演算処理部４０が行う、発光素子２０についての向きの判断は、発光面部の向きと、正極に接触させるべき面の向きとについての判断である。
演算処理部４０は、高温測定ステージ３１とコンタクトプローブ３４とに電圧を印加する時期を制御する。また受光部移動手段４５による受光部４１の移動およびその時期と、受光部４１によってＩＬ測定が行われる時期とを制御する。受光部移動手段４５による受光部４１の移動は、たとえば５°ずつ行われる。受光部４１が移動し停止した後、パルス状の電圧の印加が行われる。電圧の印加と受光部移動手段４５による受光部４１の移動とは交互に行われ、受光部４１による受光および測定が行われているときには、受光部４１は発光素子２０に対して変位していない。パルス状電圧の印加と受光部移動手段４５による受光部４１の移動とが交互に行われるときのパルス状電圧印加のデューティ比は、演算処理部４０によって調節する。受光部移動手段４５による受光部４１の移動は、たとえば１０°ずつでも構わないし、たとえば２°ずつであってもよい。
演算処理部４０が測定ステージ上のチップ認識手段３３から出力される画像情報に基づいて、発光素子２０に対して行う種類の判断は、発光素子２０に電圧が印加された状態で行われる。発光素子２０に電圧が印加されると、発光素子２０から発せられた光の一部または該光の反射光の一部が測定ステージ上のチップ認識手段３３に入射する。発光素子２０から発せられた光または該光の反射光の波長を、測定ステージ上のチップ認識手段３３が測定することによって、発光素子２０が赤色ＬＥＤなのか、緑色ＬＥＤなのか、青色ＬＥＤなのか、その他であるのか、などを判断する。受光部移動手段４５は、演算処理部４０の制御によって受光部４１の駆動を行い、受光素子４２と発光素子２０との相対位置を変化させる。
コンタクトプローブ３４はプローブピン３５を保持しており、プローブピン３５の少なくとも一部を内包している。コンタクトプローブ３４は、コンタクトプローブ移動手段３６の駆動によって移動し、高温測定ステージ３１に近づいたり離れたりすることができる。コンタクトプローブ３４の移動の速度は２段階に変化する。プローブピン３５はコンタクトプローブ３４の移動によって移動し、発光素子２０に接する。コンタクトプローブ３４に印加された電圧は、プローブピン３５を通じて発光素子２０に印加される。コンタクトプローブ３４に保持されるプローブピン３５は発光素子２０に対して電圧の印加を行うときの電極として機能する。プローブピン３５は正極としても負極としても機能することができ、正極と負極との切り替えは演算処理部４０の制御によって電圧印加部３７が行う。コンタクトプローブ移動手段３６は、演算処理部４０の制御によってコンタクトプローブ３４を移動させ、移動の速度は２段階に変化する。
高温測定部１２では、高温測定ステージ３１の載置面４４に供給された発光素子２０に電圧の印加を行い、発光素子２０から発せられた光を受光素子４２によって受光し、受光素子４２からの信号を受光回路４３で解析することによって、発光素子２０のＩＬ特性を測定する。発光素子２０のＩＬ特性は、測定を行った発光素子２０についての情報とともに演算処理部４０で記憶される。該発光素子２０についての情報とは、供給シート２１上における各発光素子２０の位置の情報を含んでいる。供給シート２１上における各発光素子２０の位置は、たとえば行と列とに番号を付し、高温測定部１２に供される各発光素子２０を該番号によって順次認識することによって行われる。換言すれば、演算処理部４０は、高温測定部１２における測定結果を、発光素子２０の供給部１１における位置についての情報と関連付けて記憶する記憶手段である。
高温測定ステージ３１の載置面４４は水平である。高温測定ステージ３１の載置面４４には供給部１１のチップピックアップ２７が発光素子２０を載置する。このときチップピックアップ移動手段２９は、発光素子２０から発せられる光の光軸がおよそ水平になるように、チップピックアップ２７を制御して発光素子２０を載置させる。同時に発光素子２０の発光面部が高温測定ステージ３１の載置面４４の外縁部よりも外方になるように、発光素子２０を載置する。高温測定ステージ３１は電圧印加部３７と電気的に接続されている。高温測定ステージ３１はヒータ３２と熱的には接続されているけれども、電気的には接続されていない。ヒータ３２は高温測定ステージ３１と熱的に接続されているけれども、電気的に接続されていない。高温測定ステージ３１は電圧印加部３７と電気的に接続されている。
測定ステージ上のチップ認識手段３３は高温測定ステージ３１の載置面４４を撮像できる位置に配置されており、供給部１１内のチップピックアップ移動手段２９と、コンタクトプローブ移動手段３６と、演算処理部４０とに電気的に接続されている。受光素子４２は高温測定ステージ３１の載置面４４に載置された発光素子２０からの発せられる光を受光できる位置に移動できるように配設されている。受光素子４２および受光回路４３を含む受光部４１は、演算処理部４０の制御によって、発光素子２０からの発せられる光を受光できる位置に移動する。受光素子４２は受光回路４３と電気的に接続されている。受光回路４３は受光素子４２と演算処理部４０とに電気的に接続されている。演算処理部４０は測定ステージ上のチップ認識手段３３と、受光回路４３と、電圧印加部３７と、電流電圧測定部３９と、パルス発生部３８と、受光部移動手段４５とに電気的に接続され、それらを制御する。図３において発光素子２０から発せられる光線束を「ｈν」と表示している。受光部移動手段４５は、受光素子４２と受光回路４３とを含む受光部４１に機械的に接続されており、演算処理部４０と電気的手に接続されている。
電圧印加部３７はコンタクトプローブ３４と、高温測定ステージ３１と、パルス発生部３８と、演算処理部４０とに電気的に接続されている。電流電圧測定部３９は電圧印加部３７と部分的に回路を共有しており、パルス発生部３８と演算処理部４０とに電気的に接続されている。パルス発生部３８は演算処理部４０と電圧印加部３７とに電気的に接続されている。コンタクトプローブ３４は水平に保たれた高温測定ステージ３１の載置面４４に対してプローブピン３５を垂直に接触させることのできる位置に配設され、コンタクトプローブ３４が移動したときには、プローブピン３５が高温測定ステージ３１の載置面４４に接触する。プローブピン３５は、一部分がコンタクトプローブ３４に内包され、コンタクトプローブ３４が移動して高温測定ステージ３１の載置面４４に近づくことによって、プローブピン３５のさらに多くの部分がコンタクトプローブ３４に内包される。コンタクトプローブ移動手段３６はコンタクトプローブ３４に電気的に接続されている。
図４は、本発明の第１実施形態におけるプローブピン３５に外力が加わっていない状態のコンタクトプローブ３４およびプローブピン３５の側面図である。図５は、本発明の第１実施形態におけるプローブピン３５が発光素子２０に接触し、発光素子２０からプローブピン３５に圧縮荷重が作用した状態を表す図である。図４に示すように、プローブピン３５はコンタクトプローブ３４に保持されており、プローブピン３５に外力が加わらない状態では、外力が加わったときに比べてプローブピン３５はより多くコンタクトプローブ３４の外に出ている。コンタクトプローブ移動手段３６によってコンタクトプローブ３４が高温測定ステージ３１に近づけられると、プローブピン３５は発光素子２０に接触し、発光素子２０からプローブピン３５に圧縮荷重が作用する。これによって図５に示すように、プローブピン３５は圧縮荷重を作用しないときに比べてコンタクトプローブ３４内に多く内包されるようになる。
高温測定ステージ３１の載置面４４に載置された発光素子２０に対して、コンタクトプローブ３４が近づくときには、コンタクトプローブ３４は、２段階の速度の変化を伴って移動する。コンタクトプローブ３４はコンタクトプローブ移動手段３６の駆動によって、プローブピン３５が発光素子２０に接触する直前まで、予め定める速度でコンタクトプローブ３４が発光素子２０に近づく。プローブピン３５が発光素子２０に接触して以降は、前記予め定める速度の大きさよりも、ゆっくりとした速度で発光素子２０に近づく。これによってコンタクトプローブ３４に保持されるプローブピン３５は、発光素子２０に接触して以降、発光素子２０との相対位置は変化せず、コンタクトプローブ３４内に多く内包されるようにコンタクトプローブ３４との相対位置が変化する。コンタクトプローブ移動手段３６の駆動を制御することによるコンタクトプローブ３４およびプローブピン３５の移動速度の調節は、演算処理部４０が行う。換言すれば、演算処理部４０は、コンタクトプローブ３４およびプローブピン３５を、前記のように２段階の速度変化を伴って発光素子２０に近づけるようにコンタクトプローブ移動手段３６を制御する、プローブ制御手段である。図４において発光素子２０から発せられる光線束を「ｈν」と表示している。
コンタクトプローブ３４にプローブピン３５が少なく内包されているときも、多く内包されているときにも、コンタクトプローブ３４とプローブピン３５との相対位置が変化しているときにも、コンタクトプローブ３４とプローブピン３５とは電気的に接続されており、コンタクトプローブ３４と高温測定ステージ３１との間に電位差が生じたときには、プローブピン３５と高温測定ステージ３１との間にも電位差が生じる。
図６は、本発明の第１実施形態における第１常温測定部１７の構成を表す図である。第１常温測定部１７は、常温測定ステージ５０と、測定ステージ上のチップ認識手段３３と、コンタクトプローブ３４と、プローブピン３５と、コンタクトプローブ移動手段３６と、電圧印加部３７と、パルス発生部３８と、電流電圧測定部３９と、演算処理部４０Ａと、受光部４１と、受光部移動手段４５Ａと、スペクトル用受光部５２と、スペクトル用受光回路５３とを含み、構成されている。受光部４１Ａは、受光素子４２Ａと、受光回路４３Ａとを含んで構成されている。
第１常温測定部１７では、常温測定ステージ５０に供された発光素子２０について、ＩＬ測定およびＰＰＦＨ測定を行う。常温測定ステージ５０の載置面４４は水平である。常温測定ステージ５０の載置面４４には搬送部１４が発光素子２０を載置する。このとき搬送部１４は、発光素子２０から発せられる光の光軸がおよそ水平になるように、発光素子２０を載置する。同時に発光素子２０の発光面部が常温測定ステージ５０の載置面４４の外縁部よりも外方になるように、発光素子２０を載置する。
第１常温測定部１７内の受光部４１Ａは、常温測定ステージ５０に供された発光素子２０について、ＩＬ特性およびＦＦＰＨを測定する。受光部４１Ａは受光部移動手段４５Ａの駆動によって移動し、発光素子２０の発光面部付近を中心とした水平面内の円周上を移動する。受光部移動手段４５Ａは、演算処理部４０Ａの制御によって受光部４１Ａと、スペクトル用受光部５２との移動を行い、該移動が同一円周上を移動するように移動させることができる。スペクトル用受光部５２は、受光部移動手段４５Ａによって移動し、受光部４１Ａ内の受光素子４２Ａと同じ軌道上を移動する。常温条件下、発光素子２０に電圧が印加されたときに発光素子２０から発せられる光を、スペクトル用受光部５２が受光する。スペクトル用受光回路５３は、スペクトル用受光部５２が受光した光を分光分析し、受光した光の波長および各波長における光強度を測定する。第１常温測定部１７で行われる発光素子２０のＩＬ測定およびＦＦＰＨの測定は、パルス状の電圧を印加することによって行う。
スペクトル用受光部５２が測定を行うときのスペクトル用受光部５２の位置は、受光部４１Ａ内の受光素子４２ＡがＦＦＰＨの測定を行ったときの結果に基づいて、演算処理部４０Ａによって決定される。ＦＦＰＨの測定において発光素子２０が最も大きい光強度を示したときの、発光素子２０に対する受光素子４２Ａの相対位置と、スペクトル用受光部５２が測定を行うときの、発光素子２０に対するスペクトル用受光部５２の相対位置とが同じになるように、受光部移動手段４５Ａはスペクトル用受光部５２を移動し、光スペクトル測定が行われる。
演算処理部４０Ａは、測定ステージ上のチップ認識手段３３から出力される画像情報に基づいて、発光素子２０から発せられる光の光軸がおよそ水平になるように、かつ発光素子２０の発光面部が常温測定ステージ５０の載置面４４の外縁部よりも外方になるように、搬送部１４の駆動を制御する。またパルス発生部３８の駆動を制御することで電圧印加部３７の駆動および制御を行うと同時に、ＩＬ測定およびＦＦＰＨについての電流電圧測定部３９の結果と受光回路４３からの解析結果とを、測定した発光素子２０についての情報として記憶する。またスペクトル用受光回路５３からの解析結果を、発光素子２０についての情報として記憶する。該発光素子２０についての情報とは、供給シート２１上における各発光素子２０の位置の情報を含んでいる。供給シート２１上における各発光素子２０の位置は、たとえば行と列とに番号を付し、第１常温測定部１７に供される各発光素子２０を該番号によって順次認識することによって行われる。換言すれば、演算処理部４０Ａは、第１常温測定部１７における測定結果を、発光素子２０の供給部１１における位置についての情報と関連付けて記憶する記憶手段である。
演算処理部４０Ａは測定ステージ上のチップ認識手段３３から出力される画像情報に基づいて、発光素子２０の向きを判断する。該判断は、発光面部がどの向きに向かって発光素子２０が位置しているか、という情報を含む。また発光素子２０に電圧の印加を行うときに、第１常温測定部１７内の常温測定ステージ５０の載置面４４とコンタクトプローブ３４のどちらを正極として印加するか、ということについての情報を含む。換言すれば、演算処理部４０Ａが行う、発光素子２０についての向きの判断は、発光面部の向きと、正極に接触させるべき面の向きとについての判断である。
演算処理部４０Ａは、常温測定ステージ５０とコンタクトプローブ３４とに電圧を印加する時期を制御する。また受光部移動手段４５Ａの移動およびその時期と、受光部４１ＡによってＩＬ測定およびＦＦＰＨ測定が行われる時期とを制御する。受光部４１Ａが発光素子２０についてＩＬ測定を行うとき、受光部移動手段４５Ａによる受光部４１Ａの移動は、たとえば５°ずつ行われる。受光部４１Ａが移動し停止した後、パルス状の電圧の印加が行われる。電圧の印加と受光部移動手段４５Ａによる受光部４１Ａの移動とは交互に行われ、受光部４１Ａによる受光および測定が行われているときには、受光部４１は発光素子２０に対して変位していない。パルス状電圧の印加と受光部移動手段４５Ａによる受光部４１Ａの移動とが交互に行われるときのパルス状電圧印加のデューティ比は、演算処理部４０Ａによって調節する。
演算処理部４０Ａは、常温におけるＩＬ測定の結果から、ＦＦＰＨ測定、光スペクトル測定、ＦＦＰＶ測定、偏光特性測定のそれぞれを行うときに最適な印加電圧値を算出する。またＦＦＰＨの測定において発光素子２０が最も大きい光強度を示したときの、発光素子２０に対する受光素子４２Ａの相対位置を特定し、これと同じ位置に、スペクトル用受光部５２が位置するように、スペクトル用受光部５２を移動させる。
常温測定ステージ５０は、電圧印加部３７と電気的に接続されている。常温測定ステージ５０は、電圧印加部３７と電気的に接続されている。常温測定ステージ５０は、高温測定部１２から搬送された発光素子２０に電圧を印加するときの電極として機能し、発光素子２０への電圧の印加を行う。このとき常温測定ステージ５０は正極としても負極としても機能することができ、その切り替えは演算処理部４０Ａの制御によって電圧印加部３７が行う。第１常温測定部１７内の受光部４１Ａは、受光部移動手段４５Ａと機械的に接続されており、受光素子４２Ａおよび受光回路４３Ａを含んでいる。受光素子４２Ａは常温測定ステージ５０の載置面４４に載置された発光素子２０からの発せられる光を受光できる位置に移動できるように配設されている。受光素子４２Ａおよび受光回路４３Ａを含む受光部４１Ａは、演算処理部４０Ａの制御によって、発光素子２０からの発せられる光を受光できる位置に移動する。受光素子４２Ａは受光回路４３Ａと電気的に接続されている。受光回路４３Ａは受光素子４２Ａと演算処理部４０Ａとに電気的に接続されている。
受光部移動手段４５Ａは受光部４１Ａとスペクトル用受光部５２とに機械的に接続されており、演算処理部４０Ａと電気的に接続されている。スペクトル用受光部５２は、受光部移動手段４５Ａと機械的に接続されており、受光部移動手段４５Ａの駆動によって、常温測定ステージ５０の載置面４４に載置された発光素子２０からの発せられる光を受光できる位置に移動できるように配設されている。スペクトル用受光回路５３は、スペクトル用受光部５２と演算処理部４０Ａとに電気的に接続されている。演算処理部４０Ａは測定ステージ上のチップ認識手段３３と、受光回路４３と、電圧印加部３７と、電流電圧測定部３９と、パルス発生部３８と、受光部移動手段４５Ａと、搬送部１４と電気的に接続され、それらを制御する。演算処理部４０Ａは測定ステージ上のチップ認識手段３３から出力される画像情報に基づいて、発光素子２０から発せられる光の光軸がおよそ水平になるように、かつ発光素子２０の発光面部が常温測定ステージ５０の載置面４４の外縁部よりも外方になるように、搬送部１４の駆動を制御する。
図７は、本発明の第１実施形態における第２常温測定部１８の構成を表す図である。第２常温測定部１８は、常温測定ステージ５０と、測定ステージ上のチップ認識手段３３と、コンタクトプローブ３４と、プローブピン３５と、コンタクトプローブ移動手段３６と、電圧印加部３７と、パルス発生部３８と、電流電圧測定部３９と、演算処理部４０Ｂと、受光部４１Ｂと、垂直面内移動手段５５と、偏光用受光部５６と、偏光解析回路５７と、偏光測定部移動手段５８とを含み、構成されている。受光部４１Ｂは、受光素子４２Ｂと、受光回路４３Ｂとを含んで構成されている。
第２常温測定部１８では、常温測定ステージ５０に供された発光素子２０について、ＰＰＦＶおよび偏光特性の測定を行う。該測定は、パルス状の電圧を印加することによって行う。受光部４１Ｂは、発光素子２０について、ＰＰＦＶを測定する。受光部４１Ｂは垂直面内移動手段５５の駆動によって移動し、常温測定ステージ５０の載置面４４に垂直な面内で、発光素子２０の発光面部付近を中心とした円周上を移動する。垂直面内移動手段５５は、演算処理部４０Ｂの制御によって受光部４１Ｂの移動を行う。垂直面内移動手段５５は、およそ発光素子２０から発せられる光の光軸を含む面内において受光素子４２Ｂが移動するように駆動する。該垂直面内移動手段５５の駆動は、演算処理部４０Ｂの制御によって行われる。
偏光用受光部５６は、常温測定ステージ５０の載置面４４に載置された発光素子２０から発せられる光を受光し、偏光特性について測定を行う。受光によって偏光用受光部５６が出力する結果は偏光解析回路５７によって解析され、偏光解析回路５７による解析結果は、演算処理部４０Ｂによって記憶される。偏光測定部移動手段５８は、偏光用受光部５６の移動を行う。偏光測定部移動手段５８は、受光素子４２ＢがＦＦＰＶの測定を行って最も大きな光強度を受光したときの、受光素子４２Ｂの位置と同じ位置に、偏光用受光部５６が位置するように、偏光用受光部５６を移動させる。
演算処理部４０Ｂは、測定ステージ上のチップ認識手段３３から出力される画像情報に基づいて、発光素子２０から発せられる光の光軸がおよそ水平になるように、かつ発光素子２０の発光面部が常温測定ステージ５０の載置面４４の外縁部よりも外方になるように、搬送部１４の駆動を制御する。またＦＦＰＨ測定に関する受光回路４３Ｂからの解析結果を、発光素子２０についての情報として記憶する。該発光素子２０についての情報とは、供給シート２１上における各発光素子２０の位置の情報を含んでいる。供給シート２１上における各発光素子２０の位置は、たとえば行と列とに番号を付し、第２常温測定部１８に供される各発光素子２０を該番号によって順次認識することによって行われる。換言すれば、演算処理部４０は、第２常温測定部１８における測定結果を、発光素子２０の供給部１１における位置についての情報と関連付けて記憶する記憶手段である。
演算処理部４０Ｂは、常温測定ステージ５０とコンタクトプローブ３４とに電圧を印加する時期を制御する。また垂直面内移動手段５５の移動およびその時期と、受光部４１ＢによってＦＦＰＶ測定が行われる時期とを制御する。垂直面内移動手段５５による受光部４１Ｂの移動は、たとえば５°ずつ行われる。受光部４１Ｂが移動し停止した後、パルス状の電圧の印加が行われる。電圧の印加と垂直面内移動手段５５による受光部４１Ｂの移動とは交互に行われ、受光部４１Ｂによる受光および測定が行われているときには、受光部４１Ｂは発光素子２０に対して変位していない。パルス状電圧の印加と垂直面内移動手段５５による受光部４１Ｂの移動とが交互に行われるときのパルス状電圧印加のデューティ比は、演算処理部４０Ｂによって調節する。
演算処理部４０Ｂは測定ステージ上のチップ認識手段３３から出力される画像情報に基づいて、発光素子２０の向きを判断する。該判断は、発光面部がどの向きに向かって発光素子２０が位置しているか、という情報を含む。また発光素子２０に電圧の印加を行うときに、第２常温測定部１８内の常温測定ステージ５０の載置面４４と、コンタクトプローブ３４のどちらを正極として印加するか、ということについての情報を含む。換言すれば、演算処理部４０Ｂが行う、発光素子２０についての向きの判断は、発光面部の向きと、正極に接触させるべき面の向きとについての判断である。
演算処理部４０Ｂは、演算処理部４０Ａが常温におけるＩＬ測定の結果から求めた、ＦＦＰＶ測定、偏光特性測定における最適電圧値に従って電圧の印加を行う。またＦＦＰＶの測定において発光素子２０が最も大きい光強度を示したときの、発光素子２０に対する受光素子４２Ｂの相対位置を特定し、これと同じ位置に、偏光用受光部５６が位置するように、偏光用受光部５６を移動させる。
第２常温測定部１８内の受光部４１Ｂは、垂直面内移動手段５５と機械的に接続されており、受光素子４２Ｂおよび受光回路４３Ｂを含んでいる。垂直面内移動手段５５は受光部４１Ｂと機械的に接続され、演算処理部４０Ｂと電気的に接続されている。偏光用受光部５６は、偏光測定部移動手段５８と機械的に接続されており、常温測定ステージ５０の載置面４４に載置された発光素子２０から発せられる光を受光できる位置に移動し、発光素子２０に対して偏光特性を測定する。具体的には該偏光特性は、発光素子２０から発せられる偏光の割合と、偏光に含まれる右円偏光および左円偏光の割合と、各偏光の光強度とを測定する。右円偏光および左円偏光の合成によって楕円偏光または直線偏光となっている場合には、発光素子２０に対する方位角などについても測定を行う。
偏光解析回路５７は、演算処理部４０Ｂと電気的に接続されており、偏光用受光部５６から出力される測定結果を解析し、解析結果を演算処理部４０Ｂに対して出力する。偏光測定部移動手段５８は、偏光用受光部５６と機械的に接続されており、演算処理部４０Ｂと電気的に接続されている。偏光測定部移動手段５８は、演算処理部４０Ｂに記憶されているＦＦＰＶの測定結果に基づいて、受光素子４２ＢがＦＦＰＶの測定を行って最も大きな光強度を受光したときの、受光素子４２Ｂの位置と同じ位置に、偏光用受光部５６が位置するように、偏光用受光部５６を移動させる。
演算処理部４０Ｂは測定ステージ上のチップ認識手段３３と、受光回路４３と、電圧印加部３７と、電流電圧測定部３９と、パルス発生部３８と、垂直面内移動手段５５と、偏光測定部移動手段５８と、搬送部１４と電気的に接続され、それらを制御する。演算処理部４０Ｂは測定ステージ上のチップ認識手段３３から出力される画像情報に基づいて、発光素子２０から発せられる光の光軸がおよそ水平になるように、かつ発光素子２０の発光面部が常温測定ステージ５０の載置面４４の外縁部よりも外方になるように、搬送部１４の駆動を制御する。
図８は、本発明の第１実施形態における収納部１６の構成を表す図である。収納部１６は、収納部チップ認識手段６０と、良品収納ケース６１と、不良品収納ケース６２とを含み、構成されている。収納部チップ認識手段６０はＣＣＤを備えており、搬送部１４によって搬送される発光素子２０をＣＣＤによって撮像する。また撮像された画像を処理して、発光素子２０の位置および向きを認識する。良品収納ケース６１は判定部１３で良品と判定されて搬送部１４によって搬送されてきた複数の発光素子２０を収納する。予め定める個数の発光素子２０を収納した良品収納ケース６１は、図示外の収納ケース搬送機構によって、収納部１６から搬出される。その後、発光素子２０を収納していない良品収納ケース６１が図示外の収納ケース搬送機構によって、収納部１６に搬入される。不良品収納ケース６２は判定部１３で不良品と判定されて搬送部１４によって搬送されてきた複数の発光素子２０を収納する。予め定める個数の発光素子２０を収納した不良品収納ケース６２は、図示外の収納ケース搬送機構によって、収納部１６から搬出される。その後、発光素子２０を収納していない不良品収納ケース６２が図示外の収納ケース搬送機構によって、収納部１６に搬入される。
収納部チップ認識手段６０は良品収納ケース６１内および不良品収納ケース６２内を撮像できる位置にあり、搬送部１４と電気的に接続されている。搬送部１４は収納部チップ認識手段６０が撮像した画像に基づき、良品と判定された発光素子２０を良品収納ケース６１内に、不良品と判定された発光素子２０を不良品収納ケース６２内に収納する。良品収納ケース６１内および不良品収納ケース６２内に搬送された発光素子２０の個数については収納部チップ認識手段６０によって認識、把握される。
図９は、本発明の第１実施形態に係る搬送部１４の構成を表す図である。搬送部１４は、搬送部チップピックアップ６５と、真空ポンプ６６と、搬送部ピックアップ移動手段６７とを含んで構成される。搬送部１４は発光素子２０を、高温測定部１２内の高温測定ステージ３１の載置面４４から第１常温測定部１７に移動し、常温測定ステージ５０の載置面４４に載置する。同様に第１常温測定部１７内の常温測定ステージ５０の載置面４４から第２常温測定部１８内の常温測定ステージ５０の載置面４４へ、第２常温測定部１８内の常温測定ステージ５０の載置面４４から収納部１６内の良品収納ケース６１へ、発光素子２０の搬送を行う。搬送部チップピックアップ６５は発光素子２０を吸着する。搬送部チップピックアップ６５の表面部のうち一表面部には孔が形成されており、真空ポンプ６６によって該孔内の空気を吸引し、発光素子２０を搬送部チップピックアップ６５の一表面部に吸着、保持する。発光素子２０が接する搬送部チップピックアップ６５の一表面は水平である。搬送部チップピックアップ６５には搬送部ピックアップ移動手段６７が機械的に接続されており、搬送部ピックアップ移動手段６７は発光素子２０を吸着保持した搬送部チップピックアップ６５を、高温測定部１２から第１常温測定部１７へ、第１常温測定部１７から第２常温測定部１８へ、移動させる。
搬送部１４は供給部１１、高温測定部１２、第１常温測定部１７、第２常温測定部１８および収納部１６が形成する直線に平行に移動する。搬送部１４は、高温測定部１２、第１常温測定部１７、第２常温測定部１８内の演算処理部４０、４０Ａ、４０Ｂと電気的に接続されており、収納部１６内の収納部チップ認識手段６０とも電気的に接続されている。高温測定部１２、第１常温測定部１７、第２常温測定部１８内の測定ステージ上のチップ認識手段３３からの画像情報および収納部チップ認識手段６０からの情報に基づき、搬送部チップピックアップ６５はチップの吸着および脱離を行い、搬送ピックアップ移動手段６７は搬送部チップピックアップ６５の位置を決定する。
図１０は、本発明の第１実施形態に係る発光素子の特性検査方法の工程を表すフローチャートである。第１実施形態で発光素子の特性検査方法は、素子情報認識工程と、発光素子第１配置工程と、高温測定工程と、判定工程と、発光素子第２配置工程と、第１常温測定工程と、発光素子第３配置工程と、第２常温測定工程と、収納工程を含んでいる。
本処理を開始した後、ステップａ１の素子情報認識工程移行し、チップ認識手段２６によって発光素子の特性検査装置１０に供された発光素子２０についての種類、位置および向きについての情報を取得する。次にステップａ２の発光素子第１配置工程に移行し、チップピックアップ２７によって複数の発光素子２０が載置されている供給シートから１つの発光素子２０を取上げ、高温測定部１２内の高温測定ステージ３１に取上げた発光素子２０を載置する。チップピックアップ２７は、発光素子２０から発せられる光の光軸がおよそ水平になるように、かつ発光素子２０の発光面部が高温測定ステージ３１の載置面４４の外縁部よりも外方になるように、発光素子２０を載置する。次にステップａ３の高温測定工程に移行し、高温条件下で載置された発光素子２０について、ＩＬ特性の測定および測定結果の記憶を行う。次いでステップａ４の判定工程に移行し、発光素子２０が良品であるか、不良品であるかの判定を行う。この判定は、ステップａ３における高温測定工程での結果に基づいて行われる。ステップａ４の判定工程で良品と判定された発光素子２０の処理については、次にステップａ５の発光素子第２配置工程に移行し、搬送部１４によって第１常温測定部１７内の常温測定ステージ５０に、発光素子２０を配置する。
次いでステップａ６の第１常温測定工程に移行し、常温条件下で、ＩＬ特性を測定した後、ＦＦＰＨ、光スペクトルを測定する。また電圧を印加される時期と、受光部移動手段４５Ａによって受光部４１Ａが移動する時期と、受光部４１ＡによってＦＦＰＨ測定が行われる時期とが制御され、パルス状電圧の印加および測定と、受光部移動手段４５Ａによる受光部４１Ａの移動とが交互に行われる。
次にステップａ７の発光素子第３配置工程に移行し、搬送部１４によって第２常温測定部１８内の常温測定ステージ５０に、発光素子２０を配置する。次いでステップａ８の第２常温測定工程に移行し、ＦＦＰＶ、偏光特性の測定および測定結果の記憶を行う。ステップａ８の第２常温測定工程では、ステップａ６の第１常温測定工程で決定したＦＦＰＶおよび偏光特性の測定用の電圧値を印加することによって、ＦＦＰＶ、偏光特性の測定を行う。また電圧を印加される時期と、垂直面内移動手段５５によって受光部４１Ｂが移動する時期と、受光部４１ＢによってＦＦＰＨ測定が行われる時期とが制御され、パルス状電圧の印加および測定と、垂直面内移動手段５５による受光部４１Ｂの移動とが交互に行われる。次にステップａ９の収納工程に移行し、常温測定工程で測定を行った発光素子２０の収納を行う。この収納は、収納部１６内の良品収納ケース６１内に載置することで行われる。その後、本処理は終了する。
ステップａ４の判定工程で不良品と判定された発光素子２０の処理としては、次にステップａ１０の不良品収納工程に移行し、不良品収納ケース６２内への搬送、載置が行われる。その後、本処理は終了する。
図１１は、図１０におけるステップａ６の第１常温測定工程を詳細に表したフローチャートである。第１常温測定工程は、常温ＩＬ測定工程と、他の測定条件算出工程と、ＦＦＰＨ測定工程と、最大光強度の方位特定工程と、スペクトル用受光部移動工程と、光スペクトル測定工程と、情報記憶工程とを含んでいる。
本処理開始後、ステップｂ１の常温ＩＬ測定工程に移行し、常温条件下でＩＬ測定を行う。次にステップｂ２に移行し、ＩＬ測定の結果に基づいて、ＦＦＰＨ測定、光スペクトル測定、ＦＦＰＶ測定および偏光特性測定に適した電圧の電圧値を算出する。次いでステップｂ３のＦＦＰＨ測定工程に移行し、ＦＦＰＨの測定を行う。ＦＦＰＨ測定のために印加する電圧の電圧値は、ステップｂ２の測定条件算出工程で算出された値である。次にステップｂ４の最大光強度の方位特定工程に移行し、ＦＦＰＨの測定結果に基づいて、発光素子２０が同じ電圧の印加によって最大の光強度の光を発した方位を特定する。この方位の特定は水平面内での方位の特定である。次いでステップｂ５のスペクトル用受光部移動工程に移行し、発光素子２０が最大の光強度の光を発した方位にスペクトル用受光部５２を位置させる。次にステップｂ６の光スペクトル測定工程に移行し、光スペクトルの測定を行う。光スペクトル測定のために印加する電圧の電圧値は、ステップｂ２の測定条件算出工程で算出された値である。次いでステップｂ７の情報記憶工程に移行し、ＩＬ、ＦＦＰＨおよび光スペクトルの測定結果と、供給シート２１上に載置されていたときの供給シート２１上における発光素子２０の位置情報とを、合わせて記憶する。その後、本処理は終了する。
図１２は、図１０におけるステップａ８の第２常温測定工程を詳細に表したフローチャートである。第２常温測定工程は、ＦＦＰＶ測定工程と、最大光強度の方位特定工程と、偏光用受光部移動工程と、偏光特性測定工程と、情報記憶工程とを含んでいる。
本処理開始後、ステップｃ１のＦＦＰＶ測定工程に移行し、ＦＦＰＶ測定を行う。ＦＦＰＶ測定のために印加する電圧の電圧値は、第１常温測定工程中のステップｂ２の測定条件算出工程で算出された値である。次にステップｃ２の最大光強度の方位特定工程に移行し、ＦＦＰＶの測定結果に基づいて、発光素子２０が同じ電圧の印加によって最大の光強度の光を発した方位を特定する。この方位の特定は、測定ステージ上の載置面４４に垂直な面内における方位の特定である。次いでステップｃ３の偏光用受光部移動工程に移行し、発光素子２０が最大の光強度の光を発した方位に偏光用受光部５６を位置させる。次にステップｃ４の偏光特性測定工程に移行し、偏光特性の測定を行う。偏光特性測定のために印加する電圧の電圧値は、第１常温測定工程中のステップｂ２の測定条件算出工程で算出された値である。次いでステップｃ５の情報記憶工程に移行し、ＦＦＰＶおよび偏光特性の測定結果と、供給シート２１上に載置されていたときの供給シート２１上における発光素子２０の位置情報とを、合わせて記憶する。その後、本処理は終了する。
第１実施形態において供給シート２１に接する供給シート移動手段２５の一表面、および発光素子２０を吸着するチップピックアップ２７の一表面は水平としたが、発光素子２０が供給シート２１からずれ落ちることがなければ、厳密に水平である必要はない。電圧印加部３７と電流電圧測定部３９とは部分的に回路を共有しているが、他の実施形態においては電圧印加部３７と電流電圧測定部３９とは異なる回路から形成されていても構わない。
第１実施形態における第１常温測定部１７内では、受光部移動手段４５Ａが受光素子４２Ａと受光回路４３Ａの両方を移動させる構成としたけれども、他の実施形態において受光部移動手段４５Ａは、受光素子４２Ａを移動させ、受光回路４３Ａの移動を行わない構成としてもよい。また他の実施形態において受光部移動手段４５Ａは、受光部４１Ａとスペクトル用受光部５２に加えてスペクトル用受光回路５３を移動させる構成としてもよい。さらに他の実施形態においては、受光部４１Ａおよびスペクトル用受光部５２ではなく、コンタクトプローブ３４と、プローブピン３５と、常温測定ステージ５０と、その載置面４４に供された発光素子２０とを一体として回転駆動し、発光素子２０の発光面部と受光部４１Ａ、または発光素子２０の発光面部とスペクトル用受光部５２との相対位置を変化させる構成としてもよい。
第２常温測定部１８内の垂直面内移動手段５５は、受光素子４２Ｂと受光回路４３Ｂの両方を移動させる構成としたけれども、他の実施形態において垂直面内移動手段５５は、受光素子４２Ｂを移動させ、受光回路４３Ｂの移動を行わない構成としてもよい。偏光測定部移動手段５８は、偏光用受光部５６を移動させる構成としたけれども、偏光用受光部５６および偏光解析回路５７の両方を移動させる構成としてもよい。
第１実施形態において良品収納ケース６１および不良品収納ケース６２は、予め定められた個数の発光素子２０を収納した後、収納部１６を出るけれども、他の実施形態においては、発光素子の特性検査装置１０が決められた個数の発光素子２０を検査し終えることに対応して収納部１６を出て、新たに別の良品収納ケース６１および不良品収納ケース６２が収納部１６に搬入される機構であってもよい。
第１常温測定部１７ではＦＦＰＨ測定の結果から、スペクトル用受光部５２を配置する位置を決定し、第２常温測定部１８ではＦＦＰＶ測定の結果から、偏光用受光部５６を配置する位置を決定したけれども、複数の測定のうち、先に行った測定の結果を、後に行う測定の測定条件を定めることに利用するならば、測定の順序は第１常温測定部１７第２常温測定部１８の通りである必要はない。たとえば第１常温測定部では、ＦＦＰＨ測定および偏光特性測定を行い、ＦＦＰＨ測定の結果から、偏光用受光部を配置する位置を決定してもよく、第２常温測定部では、ＦＦＰＶ測定および光スペクトル測定を行い、ＦＦＰＶ測定の結果から、スペクトル用受光部を配置する位置を決定してもよい。また第１常温測定部では、ＦＦＰＶ測定および偏光特性測定を行い、第２常温測定部では、ＦＦＰＶ測定および光スペクトル測定を行ってもよく、複数の測定のうち、先に行った測定の結果を、後に行う測定の測定条件を定めることに利用するならば、どのような順番で測定を行っても構わない。
第１実施形態によれば、高温測定部１２および常温測定部１５の２つの測定部と、搬送部１４とを備えていることによって、１つの測定終了後、不良品と判定された発光素子２０を除去することが可能である。したがって不良品と判定された発光素子２０に対して測定の一部を省略することができる。常温測定よりも発光素子２０にかかる負荷が大きい高温測定を先に行い、発光素子２０が良品であるか否かを高温測定部１２における測定後に判断するので、耐熱性に乏しい発光素子２０を検出することができる。したがって不良品と判定された発光素子２０に対して、判定を行った後の測定を省略することができる。したがって発光素子２０に対して効率的な特性検査を行うことができる。また高温測定部１２および常温測定部１５、収納部１６は直線状に配設されており、搬送部１４は供給部１１、高温測定部１２、常温測定部１５および収納部１６の各部にわたって発光素子２０を搬送するので、前記各部および搬送部１４は回転移動をすることはない。したがって、回転に伴うぐらつきなどによって測定誤差が生じることがない。したがって効率が良く信頼性の高い、発光素子の特性検査装置を提供することができる。
また第１実施形態によれば、常温測定よりも発光素子２０にかかる負荷が大きい高温測定を先に行うことによって、耐熱性に乏しい発光素子２０を、特性検査の工程のうち早い段階において検出することができる。耐熱性に乏しい発光素子２０を検出した後に常温測定を行うので、耐熱性を有する発光素子２０についてのみ常温測定をすることができる。したがって測定時の負荷によって品質の下がった発光素子２０を不良品として判定しそこなうことがない。また耐熱性に乏しい発光素子２０を検出した後は、測定によって発光素子２０の品質を下げることがない。
また第１実施形態によれば、常温測定部１５は第１の常温測定部１５と第２の常温測定部１５とを備えていることによって、一方の測定部で測定を行っているときに、別の発光素子２０の特性を他方の測定部で測定することができる。したがって、測定にかかる時間を短縮することができ、効率の良い特性検査を行うことができる。第１および第２の常温測定部のうち、第１常温測定部１７においてＩＬ測定およびＦＦＰＨ測定を行うことによって、後の特性検査においてＩＬ測定およびＦＦＰＨ測定の結果を利用し、効率の良い測定を行うことができる。具体的にはＩＬ測定によって、後の測定においてどの程度の電圧を印加して測定を行うことが効率的かどうかを見積もることができ、偏光測定などの条件を最適化することができる。ＦＦＰＨ測定によってどの方位に対して最も強い光強度を発しているかが分かり、光スペクトル測定をどの方位に対して行うことが高効率であるかを知ることができる。したがって、効率が良く信頼性が高い、発光素子の特性検査装置を提供することができる。
また第１実施形態によれば、高温測定部１２または常温測定部１５に搬送された発光素子２０に対し、通電のためにプローブピン３５を接触させる。これによって、発光素子２０をプローブピン３５を含む電極によって挟持することができる。したがって振動などによって発光素子２０と高温測定部１２または常温測定部１５との相対位置が変化することを防止することができる。よって信頼性の高い特性検査を行うことができる。またプローブピン３５を保持するコンタクトプローブ３４は、プローブピン３５の発光素子２０への接触直前まで、予め定める速度で発光素子２０に対してプローブピン３５を近づける。これによって、発光素子２０への衝突によって発光素子２０に破損などを及ぼす危険のないプローブピン３５の移動範囲においては、プローブピン３５を速く移動させ、移動時間の短縮を図ることができる。プローブピン３５の発光素子２０への接触以降は、コンタクトプローブ３４は、前記予め定める速度と同じ向きに、前記予め定める速度の大きさよりも小さい速度の大きさで、移動する。これによって、プローブピン３５が発光素子２０に対して大きな運動量で当たることを防ぐことができる。またプローブピン３５がある範囲内の大きさの力で発光素子２０を押すことを容易にすることができる。したがってプローブピン３５が発光素子２０に対して破損などの影響を及ぼすことを防止することができる。
また第１実施形態によれば、撮像手段と画像処理部とによって発光素子２０の種類および向きを判別する。これによって特性検査のために発光素子２０を機械的に一定の方向に向けるためのジグおよび工程を省略することができる。したがって発光素子２０に対してジグが接触し、荷重が作用することを防ぎ、破損などの影響を及ぼすことなく特性検査を行うことができる。また発光素子２０の向きはジグの機械的な接触によって調節されるのではなく、載置された発光素子２０の向きを撮像手段と画像手段とによって検出する。したがって機械的な位置の調節に伴う誤差を防ぐことができ、信頼性の高い発光素子の特性検査装置を提供することができる。
また第１実施形態によれば、高温測定部１２および常温測定部１５における測定結果を、供給部１１における発光素子２０の位置に関連付けて記憶する記憶手段を有する。供給部１１における発光素子２０の位置は、複数の発光素子２０が製造されたときの個々の発光素子２０の配置関係を反映する。したがって測定結果を供給部１１における発光素子２０の位置に関連付けることによって、それぞれの発光素子２０の特性の差異を、製造段階における位置に対する分布として把握することが可能になる。よって高温測定部１２および常温測定部１５における測定結果を、発光素子２０の製造方法の改善に反映することが可能になる。
また第１実施形態によれば、スペクトル用受光部５２とＦＦＰＨ用の受光部４１Ａとを同一の円周上において移動させる移動手段を有する。これによってスペクトル用受光部５２とＦＦＰＨ用の受光部４１Ａとを測定の対象となる発光素子２０に対して同じ位置に位置させることができる。したがってＦＦＰＨ測定を行うときに、発光素子２０が最大の光強度を発する向きを検出すれば、光スペクトル測定を行うときには発光素子２０が最大の光強度を発する向きを改めて検出せずに、スペクトル用受光部５２を、発光素子２０が最大の光強度を発する向きに位置させることができる。したがって効率的な発光素子の特性検査装置を提供することができる。また発光素子２０が最大の光強度を発する向きにスペクトル用受光部を位置させて光スペクトルを測定することができるので、信頼性の高い光スペクトル測定を行うことができる。
また第１実施形態によれば、判定工程では、高温測定工程におけるＩＬ測定の結果に基づいて発光素子２０が良品か否かの判定を行う。これによって高温測定終了後、該測定を行った発光素子２０が不良品であることが分かれば、該発光素子２０を除去することができる。したがって不良品と判定されなかった発光素子２０について、高温測定工程に後続する工程を行うことができるので、効率的な発光素子の特性検査方法を提供することができる。また判定工程は高温測定工程終了後なので、耐熱性に乏しい発光素子２０は高温という温度条件下での結果から判定工程において不良品と判定され、除去される。不良品と判定されなかった発光素子２０はその後高温という温度条件下に置かれることはなく、判定工程の後、熱による悪影響を受けることがない。また耐熱性に乏しい発光素子２０については判定工程に後続する測定を省くことができるので、耐熱性のある発光素子２０の特性を検査する上で無駄な測定を省略することができる。
また第１実施形態によれば、測定ステージ上で発光素子２０の発光端面が測定ステージの外縁部よりも外方になるように発光素子２０を配置する。これによって発光素子２０に電圧を印加して発光させたとき、発光素子２０から発せられる光の一部が測定ステージに当たることがない。したがって特性検査を行うときに発光素子２０からの光が測定ステージに遮られることなく、発光素子２０から発せられる光について測定を行うことができる。
また第１実施形態によれば、高温測定工程および常温測定工程において印加するパルス状の電圧のデューティ比を調節することが可能である。これによってＩＬ測定、ＦＦＰＨ測定、光スペクトル測定、ＦＦＰＶ測定および偏光測定などを行う各測定部の受光部の駆動と、パルス状の電圧の印加とを同期させやすくすることができる。各測定部の受光部の駆動とパルス状の電圧印加とが、同期した状態から時間的にずれを生じた場合に、デューティ比を調節してずれを補正することが可能である。
また第１実施形態によれば、各測定部の受光部の駆動工程は電圧の印加と同期して行われる。これによって、電圧が印加されるときに測定が行われるように時期を合わせることができる。したがって発光素子２０への電圧の印加による発光素子２０からの発光が起こっていないときに測定することを防止することができ、信頼度の高い測定を行うことができる。
また第１実施形態によれば、ＦＦＰＨ測定を行う工程において最大の光強度が測定されたときのＦＦＰＨ用の受光部４１Ａの位置と、発光素子２０に対する相対位置が同じになる位置に、スペクトル用受光部５２を位置させ、光スペクトル測定を行う。これによってスペクトル用受光部５２で再度光強度を測定しなおす必要がなくなるので、効率の良い測定を行うことができる。ＦＦＰＨ測定のときに最大の光強度を示した位置から光スペクトルの測定を行うので信頼度の高い測定を行うことができ、信頼度の高い光スペクトル測定を行うことができる。
また本発明によれば、常温測定工程におけるＩＬ測定の測定結果から、他の工程において印加する電圧の電圧値を算出する。これによってＦＦＰＨ測定、光スペクトル測定、ＦＦＰＶ測定および偏光測定の各測定を行うときに、印加する電圧の大きさをそれぞれにおいて最適化する必要がない。したがって発光素子の効率的な特性検査を行うことができる。ＩＬ測定において最適化された電圧を印加するので、ＩＬ測定以外の各測定においても高精度の測定を行うことができる。したがって効率が良く信頼性の高い、発光素子の特性検査方法を提供することができる。
また第１実施形態によれば、発光素子２０についての複数の測定を複数回に分けて行う。先に行った測定の結果を、後に行う測定の測定条件を定めることに利用する。演算処理部は先に行った測定の測定結果に基づいて、後に行う測定の測定条件を定めるための演算を行う。これによって後に行う測定においては、改めて後に行う測定の測定条件を最適化する工程を省くことができる。したがって発光素子の特性検査にかかる工程数および時間を低減することができる。よって、効率的な発光素子の特性検査装置および特性検査方法を提供することができる。また後に行う測定の条件は先に行った測定結果によって最適化されているので、信頼性の高い光スペクトル測定を行うことができる。
図１３は、本発明の第２実施形態に係る発光素子の特性検査方法の工程を表すフローチャートである。第２実施形態で発光素子の特性検査方法は、素子情報認識工程と、発光素子第１配置工程と、高温測定工程と、第１判定工程と、発光素子第２配置工程と、第１常温測定工程と、第２判定工程と、発光素子第３配置工程と、第２常温測定工程と、第３判定工程と、収納工程とを含んでいる。
本処理を開始した後、ステップｄ１に移行する。ステップｄ１〜ステップｄ３までの、素子情報認識工程〜高温測定工程は、は第１実施形態におけるステップａ１〜ステップａ３までの素子情報認識工程〜高温測定工程と同様である。次いでステップｄ４の第１判定工程に移行し、発光素子２０が良品であるか、不良品であるかの判定を行う。この判定は、ステップｄ３における高温測定工程での結果に基づいて行われる。ステップｄ４の第１判定工程で良品と判定された発光素子２０の処理については、次にステップｄ５に移行する。ステップｄ５の発光素子第２配置工程は、第１実施形態におけるステップａ５の発光素子第２配置工程と同様である。
次いでステップｄ６の第１常温測定工程に移行し、常温条件下で、ＩＬ特性を測定した後、ＦＦＰＨ、光スペクトルを測定する。また電圧を印加される時期と、受光部移動手段４５Ａによって受光部４１Ａが移動する時期と、受光部４１ＡによってＦＦＰＨ測定が行われる時期とが制御され、パルス状電圧の印加および測定と、受光部移動手段４５Ａによる受光部４１Ａの移動とが交互に行われる。また第２常温測定工程では、パルス状の電圧の印加を周期的に行う工程を含む。パルス状の電圧の周期的な印加に代えて、正弦波状の電圧の連続的な印加を行ってもよい。
次にステップｄ７の第２判定工程に移行し、第１常温測定部１７で測定を行った発光素子２０が良品であるか、不良品であるかの判定を行う。この判定は、第１常温測定部１７での測定結果に基づいて行うとともに、高温測定部１２での測定結果と第１常温測定部１７での測定結果とを比較し、該比較結果に基づいた判定も行う。次いでステップｄ８に移行する。ステップｄ８およびステップｄ９の発光素子第３配置工程および第２常温測定工程は、第１実施形態におけるステップａ７およびステップａ８の発光素子第３配置工程および第２常温測定工程と同様である。次にステップｄ１０の第３判定工程に移行し、第２常温測定部１８で測定を行った発光素子２０が良品であるか、不良品であるかの判定を行う。この判定は、第２常温測定部１８での測定結果に基づいて行う。
次いでステップｄ１１の収納工程に移行し、第３判定工程で良品と判断された発光素子２０の収納を行う。この収納は、収納部１６内の良品収納ケース６１内に載置することで行われる。その後、本処理は終了する。
ステップｄ４の第１判定工程で不良品と判定された発光素子２０については、次にステップｄ１２の不良品収納工程に移行し、不良品収納ケース６２内への搬送、載置が行われる。その後、本処理は終了する。ステップｄ７およびステップｄ１１における第２判定工程および第３判定工程で不良品と判定された発光素子２０については、ステップｄ４の第１判定工程における処理と同様である。
図１４は、図１３におけるステップｄ６の第１常温測定工程を詳細に表したフローチャートである。第１常温測定工程は、電圧印加工程と、常温ＩＬ測定工程と、他の測定条件算出工程と、ＦＦＰＨ測定工程と、最大光強度の方位特定工程と、スペクトル用受光部移動工程と、光スペクトル測定工程と、情報記憶工程とを含んでいる。
本処理開始後、ステップｅ１の電圧印加工程に移行し、パルス状の電圧の印加を周期的に行う。次にステップｅ２の常温ＩＬ測定工程に移行し、常温条件下でＩＬ測定を行う。次にステップｅ３に移行し、ＩＬ測定の結果に基づいて、ＦＦＰＨ測定、光スペクトル測定、ＦＦＰＶ測定および偏光特性測定に適した電圧の電圧値を算出する。次いでステップｅ４のＦＦＰＨ測定工程に移行し、ＦＦＰＨの測定を行う。ＦＦＰＨ測定のために印加する電圧の電圧値は、ステップｅ３の測定条件算出工程で算出された値である。次にステップｅ５の最大光強度の方位特定工程に移行し、ＦＦＰＨの測定結果に基づいて、発光素子２０が同じ電圧の印加によって最大の光強度の光を発した方位を特定する。この方位の特定は水平面内での方位の特定である。次いでステップｅ６のスペクトル用受光部移動工程に移行し、発光素子２０が最大の光強度の光を発した方位にスペクトル用受光部５２を位置させる。次にステップｅ７の光スペクトル測定工程に移行し、光スペクトルの測定を行う。光スペクトル測定のために印加する電圧の電圧値は、ステップｅ３の測定条件算出工程で算出された値である。次いでステップｅ８の情報記憶工程に移行し、ＩＬ、ＦＦＰＨおよび光スペクトルの測定結果と、供給シート２１上に載置されていたときの供給シート２１上における発光素子２０の位置情報とを、合わせて記憶する。その後、本処理は終了する。
第２実施形態のステップｄ７では、第２判定工程は、第１常温測定部１７での測定結果に基づいて行う判定と、高温測定部１２での測定結果と第１常温測定部１７での測定結果とを比較し、該比較結果に基づいて行う判定の両方を含んでいるけれども、他の実施形態では、第１常温測定部１７での測定結果に基づいて行う判定と、高温測定部１２での測定結果と第１常温測定部１７での測定結果とを比較した比較結果に基づいて行う判定のうち、いずれか一方の判定のみを行ってもよい。
また第１および第２実施形態において常温測定部１５は、第１常温測定部１７と第２常温測定部１８との２つに分かれているけれども、発光素子２０の常温測定ステージを１つにして常温条件下での測定を１つの測定部で行ってもよい。また２つではなく３つ以上の常温測定ステージを有する３つ以上の測定部を有する発光素子の特性検査装置および特性検査方法であってもよい。測定項目はＩＬ測定、ＦＦＰＨ測定、光スペクトル測定、ＦＦＰＶ測定および偏光特性測定に限らず、このうちのいずれか２つ以上を行えば、よい。また他の測定項目の測定を実施する発光素子の特性検査装置および特性検査方法であってもよい。
図１４におけるステップｅ１の電圧印加工程では、パルス状の電圧の印加を周期的に行ったけれども、パルス状の電圧の周期的な印加に代えて、正弦波状の電圧の連続的な印加を行ってもよい。
第２実施形態によれば、高温測定工程および常温測定工程においては、パルス状または正弦波状の電圧の印加を一定時間行う。これによって発光素子２０の通電状態が良くなりＩＬ測定の結果を安定しやすくすることができる。
また第２実施形態によれば、判定工程において高温測定工程での測定結果と常温測定工程での測定結果とを比較し、該比較の結果から発光素子２０が良品であるか否かを判断することができる。したがって高温測定工程および常温測定工程の各測定結果から直接的に判定するよりも信頼度の高い判定を行うことができる。
本発明の第１実施形態に係る発光素子の特性検査装置１０の構成を表す図である。 本発明の第１実施形態における供給部１１の構成を表す図である。 本発明の第１実施形態における高温測定部１２の構成を表す図である。 本発明の第１実施形態におけるプローブピン３５に外力が加わっていない状態のコンタクトプローブ３４およびプローブピン３５の側面図である。 本発明の第１実施形態におけるプローブピン３５が発光素子２０に接触し、発光素子２０からプローブピン３５に圧縮荷重が作用した状態を表す図である。 本発明の第１実施形態における第１常温測定部１７の構成を表す図である。 本発明の第１実施形態における第２常温測定部１８の構成を表す図である。 本発明の第１実施形態における収納部１６の構成を表す図である。 本発明の第１実施形態に係る搬送部１４の構成を表す図である。 本発明の第１実施形態に係る発光素子の特性検査方法の工程を表すフローチャートである。 図１０におけるステップａ６の第１常温測定工程を詳細に表したフローチャートである。 図１０におけるステップａ８の第２常温測定工程を詳細に表したフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る発光素子の特性検査方法の工程を表すフローチャートである。 図１３におけるステップｄ６の第１常温測定工程を詳細に表したフローチャートである。
符号の説明
１０ 発光素子の特性検査装置
１１ 供給部
１２ 高温測定部
１３ 判定部
１４ 搬送部
１５ 常温測定部
１６ 収納部
１７ 第１常温測定部
１８ 第２常温測定部
２０ 発光素子
２６ チップ認識手段
３３ 測定ステージ上のチップ認識手段
３４ コンタクトプローブ
３５ プローブピン
３６ コンタクトプローブ移動手段
３９ 電流電圧測定部
４０ 演算処理部
４１ 受光部
４２ 受光素子
４５ 受光部移動手段
５２ スペクトル用受光部
５５ 垂直面内移動手段
５６ 偏光用受光部
５８ 偏光測定部移動手段
６０ 収納部チップ認識手段
６５ 搬送部チップピックアップ
６７ 搬送部ピックアップ移動手段

Claims (15)

  1. 発光素子の光学的特性および電気的特性を測定する特性検査装置であって、
    発光素子を供給する供給部と、
    発光素子の高温特性を測定する高温測定部と、
    前記高温測定部における測定結果に基づいて前記発光素子が良品であるか否かを判定する判定部と、
    前記高温測定部において良品と判定された発光素子の常温特性を測定する常温測定部と、
    検査に供された発光素子を収納する収納部と、
    発光素子を高温測定部、常温測定部および収納部の各部にわたって搬送する搬送部とを備え、
    前記高温測定部、常温測定部および収納部の各部を直線状に配設し、該各部の配設経路に沿って搬送部を配設することを特徴とする発光素子の特性検査装置。
  2. 前記高温測定部を常温測定部よりも搬送方向上流側に配設することを特徴とする請求項１に記載の発光素子の特性検査装置。
  3. 前記常温測定部は、ＩＬ測定およびＦＦＰＨ測定を行う第１の常温測定部と、ＦＦＰＶ測定および偏光測定を行う第２の常温測定部とを含み、第１の常温測定部を第２の常温測定部よりも搬送方向上流側に配設することを特徴とする請求項１または２に記載の発光素子の特性検査装置。
  4. 前記高温測定部または常温測定部に搬送された発光素子に通電するためのプローブピンと、
    該プローブピンを保持するコンタクトプローブと、
    前記プローブピンの前記発光素子への接触の直前まで、予め定める速度で前記コンタクトプローブを前記発光素子に近づけ、前記プローブピンの前記発光素子への接触以降の前記コンタクトプローブの駆動を、前記予め定める速度と同じ向きで、かつ前記予め定める速度の大きさよりも、小さい速度の大きさで、行うように制御するプローブ制御手段と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の発光素子の特性検査装置。
  5. 前記供給部における発光素子を撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段で撮像された画像を処理して、発光素子の種類および向きを判別する画像処理部と、をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の発光素子の特性検査装置。
  6. 前記高温測定部および常温測定部における測定結果を、該発光素子の前記供給部における位置についての情報と関連付けて記憶する記憶手段を、さらに有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の発光素子の特性検査装置。
  7. 前記常温測定部は、光スペクトル測定のための受光部であるスペクトル用受光部と、
    ＦＦＰＨ測定のための受光部であるＦＦＰＨ用受光部と、
    前記スペクトル用受光部と前記ＦＦＰＨ用受光部とを同一の円周上において移動させる受光部移動手段と、
    をさらに含んでいることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１つに記載の特性検査装置。
  8. 発光素子の光学的特性および電気的特性を測定する特性検査方法であって、
    予め定める高い温度条件下で、発光素子の高温でのＩＬ測定を行う高温測定工程と、
    該高温測定工程における高温でのＩＬ測定の結果、発光素子が良品か否かを判定する判定工程と、
    前記判定工程で良品と判定された発光素子の常温でのＩＬ測定を常温で行う常温測定工程とを含むことを特徴とする発光素子の特性検査方法。
  9. 検査に供する発光素子を載置する測定ステージに対し、前記発光素子の発光端面が前記測定ステージの外縁部よりも外方になるように発光素子を配置する発光素子配置工程をさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の発光素子の特性検査方法。
  10. 前記常温測定工程は、発光素子の常温におけるＦＦＰＨ測定を行う工程、ＦＦＰＶ測定を行う工程、光スペクトル測定を行う工程、および偏光測定を行う工程を含み、
    前記高温でのＩＬ測定、常温でのＩＬ測定、ＦＦＰＨ測定、ＦＦＰＶ測定、光スペクトル測定、および偏光測定の各測定を行う工程では、前記各測定に用いるパルス状の電圧を、該パルス状の電圧のデューティ比を制御して印加することが可能であることを特徴とする請求項８または９に記載の発光素子の特性検査方法。
  11. 前記ＦＦＰＨ測定を行う工程は、ＦＦＰＨ測定のための受光部を発光素子に対して相対的に移動させるＦＦＰＨ用移動工程を含み、
    前記ＦＦＰＶ測定を行う工程は、ＦＦＰＶ測定のための受光部を発光素子に対して相対的に移動させるＦＦＰＶ用移動工程を含み、
    前記偏光測定を行う工程は、偏光測定のための受光部を発光素子に対して相対的に移動させる偏光測定用移動工程を含み、
    前記ＦＦＰＨ用受光部の駆動工程、ＦＦＰＶ用受光部の駆動工程および偏光測定用受光部の駆動工程は、それぞれＦＦＰＨ測定を行う工程、ＦＦＰＶ測定を行う工程および偏光測定を行う工程における前記パルス状の電圧の印加と、同期して行われることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子の特性検査方法。
  12. 前記高温測定工程および常温測定工程においては、パルス状の電圧の印加を周期的に、または、正弦波状の電圧の印加を連続的に一定時間行うことを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１つに記載の発光素子の特性検査方法。
  13. 前記判定工程では、発光素子についての前記高温測定工程での測定結果と、前記発光素子についての前記常温測定工程での測定結果とを比較し、前記発光素子が良品か否かを判定することが可能であることを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１つに記載の発光素子の特性検査方法。
  14. 前記ＦＦＰＨ測定を行う工程の後、前記光スペクトル測定を行う工程を行い、
    前記光スペクトル測定工程は、前記光スペクトル測定のための受光部を、前記ＦＦＰＨ測定のための受光部が最大の光強度を受光した位置と同じ位置に位置させて、光スペクトル測定を行うことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１つに記載の発光素子の特性検査方法。
  15. 前記常温測定は、常温で行ったＩＬ測定の結果から、
    前記光スペクトル測定を行う工程において発光素子に印加する電圧の電圧値と、
    前記ＦＦＰＨ測定を行う工程において発光素子に印加する電圧の電圧値と、
    前記ＦＦＰＶ測定を行う工程において発光素子に印加する電圧の電圧値と、
    前記偏光測定を行う工程において発光素子に印加する電圧の電圧値と、
    を算出する制御工程をさらに含むことを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１つに記載の発光素子の特性検査方法。
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