JP2009115611A - 電子素子の検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査精度を悪化させることなく、作業効率を飛躍的に向上させることができる検査装置を提供する。
【解決手段】ＬＤバーを分離して構成された複数のＬＤチップ１について、その劈開端面の良否を順次検査する検査装置である。複数のＬＤチップを保持する粘着シート３と、粘着シート３と共に移動する載置台２と、ＬＤチップ１を撮影する捕捉カメラ４と、ＬＤチップ１の劈開端面からの反射光を受ける検査カメラ５と、装置各部の動作を制御する制御部とを有する。捕捉カメラ４からの画像に基づいて、載置台２を移動させてＬＤチップ１を最適位置に位置決めし、最適位置のＬＤチップについて、粘着シート３を通過して劈開端面で反射される反射光に基づいて、劈開端面の良否を判定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子素子の検査方法及びその装置に関し、典型的には、ＬＤチップの劈開端面に形成された保護膜などの良否を確実に検出できる検査装置に関する。

レーザダイオード（laser diode：本明細書ではＬＤと略す）は、例えば、ウェハ上にレジスト膜を塗布しマスクパターンを形成する工程と、ウェハ上に複数の配列溝を形成する工程と、レジスト膜を除去する工程と、ウェハの両面に電極を形成する工程と、ウェハに劈開用のキズを付ける工程と、ウェハを劈開し複数のＬＤバーを形成する工程と、複数のＬＤバーの劈開端面に保護膜を形成する工程と、各ＬＤバーを個々のＬＤチップに切断する工程と、を有して製造される（例えば、特許文献１）。
特開平１０−１２５９９４号公報

このようにして切断されたＬＤチップについて、その劈開端面の良否が検査されていた。具体的には、Ｓｉウェハ上に配置されたサブマウント状態のＬＤチップについて、その劈開端面へのゴミ付着の有無、劈開端面のキズの有無、保護膜の不完全さ、チップの欠けの有無などについて良否判定をしていた。

従来、この検査工程では、サブマウント状態のＬＤチップを１個ずつ検査台に配置し、ＬＤチップの劈開端面の直交方向から撮影したカメラ画像に基づいて、ＬＤチップの良否判定がされていた。図５は、検査工程の概略構成を図示したものであり、Ｓｉウェハに配置されたＬＤチップに対して、ほぼ水平方向から検査光を放射すると共に、劈開端面からの反射光を、ハーフミラーを経由してＣＣＤ素子などで取得する構成を示している。

このような検査方法によれば、確かに、細部まで鮮明な画像が得られる利点はある。しかし、ＬＤチップを１個ずつ取り出す作業が煩雑であり、作業効率が非常に悪いという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、検査精度を悪化させることなく、作業効率を飛躍的に向上させることができる検査装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明者が種々検討したところ、必ずしも、精密な画像を取得しなくても、検査光のレベルを上げると共に、取得画像についてフィルタ処理などの画像処理を設けることで、ＬＤチップの劈開端面などの側端面の良否を確実に判定することを見出し、本発明を完成させた。

すなわち、本発明は、複数の電子素子の側端面の良否を順次検査する検査装置であって、前記複数の電子素子を保持するシート材と、前記複数の電子素子をシート材と共に移動させる移動機構と、前記シート材の上方位置から検査対象の電子素子を撮影する撮影部と、前記シート材の延設面に傾斜角度を有して検査光を放射し、前記検査対象の電子素子の側端面からの反射光を受ける検査部と、装置各部の動作を制御する制御部とを有すると共に、前記撮影部からの画像に基づいて、前記移動機構を動作させて検査対象の電子素子を最適位置に位置決めする位置決め手段と、前記最適位置における電子素子について、前記シート材から側端面を経由して受信される反射光に基づいて、前記側端面の良否を判定する判定手段と、を有して構成されている。

本発明の検査光は、必ずシート材を反射又は透過するが、そのような経路を経ることによる減衰分は、検査光の強度を上げることで十分に対処可能である。また、本発明では、シート材から電子素子の側端面を経由して受信される反射光を使用するので、反射光には、シート材の傷や汚れを示す画像（ノイズ）が不可避的に重畳する。しかし、検査対象の側端面に、正確に撮影部の焦点を合わせると共に、取得した画像データにフィルタ処理などを施すことで、前記のノイズを確実に除去することができる。

検査光をシート材の表面で反射させる実施態様では、シート材の表面を正反射面ではなく、適度に乱反射する反射面に構成するのが好適であり、この場合には、前記のノイズ除去が更に容易となる。一方、シート材に検査光を透過させる実施態様では、透光性（透明又は半透明）のシート材を使用するのは当然であるが、この場合にも、シート材の表面を乱反射表面とすることでノイズ除去が容易となる。

本発明は、典型的には、ＬＤチップの劈開端面の検査に使用されるが、特に、ＬＤチップに限定されるものではなく、例えば、ＬＥＤチップの４端面を検査する場合にも使用することができる。この場合、側端面は鏡面ではないが、光量を上げることで、側端面の良否を正確に判定することができる。

上記した本発明では、サブマウント状態のＬＤチップではなく、ＬＤバーから切り出された複数のＬＤチップなどの電子素子について、これらをシート材に保持した状態のままで良否判定できるので作業効率を大幅に改善することができる。

＜第１実施形態＞
先ず、本発明の第１実施形態について、図１〜図２を参照しつつ説明する。なお、以下では、ＬＤチップの検査装置について説明するが、ＬＥＤチップなどの半導体素子や、コンデンサなどの電子素子の検査装置にも適用可能である。

図１〜図２は、ＬＤバーから切り出された複数のＬＤチップ１・・・１について、その劈開端面の良否を判定する検査装置を説明する図面である。この検査装置は、同一平面上で任意の位置に移動する載置台２と、載置台２に固定配置される粘着シート３と、載置台２の垂直上方位置に配置される捕捉カメラ（撮影部）４と、載置台２の垂直斜め上方位置に配置される検査カメラ（検査部）５と、これらの動作を制御すると共に、検査カメラ５からの画像データに基づいてＬＤチップの良否判定をする制御部６（不図示）と、を有して構成されている。

ここで、捕捉カメラ４は、検査対象のＬＤチップ１を捕捉し、捕捉したＬＤチップ１が所定の姿勢になるよう、制御部６が載置台２を制御するために使用される。一方、検査カメラ５は、検査対象のＬＤチップ１に検査光を放射する放射部５Ａと、検査対象のＬＤチップ１の劈開端面からの反射光を受信する受光部５Ｂとを有して構成されている。

本発明では、検査光や反射光は、粘着シート３の延設面に対して、傾斜角αを形成するよう構成されている。したがって、傾斜角αから大きくずれた散乱光などの反射光は検査カメラ５に取得されない。

粘着シート３は、延性を有する円形状のシート材であって（図１（ｃ）参照）、載置台２に接しない上面には粘着層が設けられている。そして、ＬＤバーから切り出された複数のＬＤチップ１・・・１は、各々が粘着層によって保持されると共に、粘着シート３が径方向に延ばされることで（図１（ａ）エキスバンド処理）、隣接するＬＤチップ１との間に適度な隙間δが形成されるようになっている。

図示のＬＤチップ１は、図１の左右の端面が、検査対象となる劈開端面であるが、隣接するＬＤチップ１の劈開端面との間隔δが、δ＞２＊ｈ／ｔａｎ（α）となるよう粘着シートが延ばされている（図１（ｂ）、図２（ａ）参照）。ここで、ｈは、ＬＤチップ１の高さ、αは、粘着シート３の延設面と検査光との角度である。

載置台２は、不図示の移動機構に駆動されて、Ｘ−Ｙ−θ方向に任意の量だけ移動するよう構成されている。Ｘ方向は、例えば図１（ｃ）の平面図における横方向であり、Ｙ方向は図１（ｃ）の縦方向である。そして、この場合のθは、ＸＹ平面における回転角度を意味する。したがって、粘着シート３上の個々のＬＤチップ１は、捕捉カメラ４や検査カメラ５に対して、同一平面上で任意の姿勢をとることが可能となる。

続いて、上記の構成からなる検査装置の動作内容を説明する。粘着シート３に保持された複数のＬＤチップ１は、先ず、粘着シート３と共に載置台２に載置される。そして、粘着シート３が引き伸ばされて固定されることで、隣接するＬＤチップ１との隙間δが、２＊ｈ／ｔａｎ（α）よりやや大きく設定される。なお、隙間δは、隣接するＬＤチップ１の劈開端面との間隔である。

ここでは、検査カメラ５は、平面視では左下位置であって（図１（ｃ）参照）、正面視では粘着シート３の左斜め上方位置に、固定的に配置されていると仮定する（図１（ｂ）参照）。捕捉カメラ４も、これに対応して、検査カメラ５に近接する所定位置に固定的に配置されていると仮定する。

このような配置構成の場合には、制御部６は、検査ライン（１）の左端のＬＤチップが、捕捉カメラ４に捕捉されるよう、載置台２を−Ｘ方向に移動させる。そして、検査対象のＬＤチップ１が捕捉されたら、次に、載置台２を適宜にθ方向に回転させて、検査光の放射方向とＬＤチップの劈開端面とが、平面視において直交するようＬＤチップ１を位置決めする。続いて、制御部は、検査カメラ５の受光部５Ｂ（ＣＣＤイメージセンサ）から、撮影された劈開端面の画像データを取得する。

本実施形態では、検査光が、スポット状の平行光で放射されるので、その反射光は、図２（ａ）と図２（ｂ）に示す２つの経路を経るものに区分される。図２（ａ）は、粘着シート３で反射された検査光が、劈開端面（鏡面）で正反射される反射光を示している。一方、図２（ｂ）は、劈開端面で正反射された検査光が、粘着シート３で反射される反射光を示している。

何れの反射波も、粘着シート３の表面を経由するが、粘着シート３は、それなりの光沢を有しているので、粘着シート３において適度な乱反射が実現される。そして、乱反射による減衰分を見越したレベルの検査光を放射しているので、受光部５Ｂには、２つの経路の反射光によって、劈開端面についての２つの像が得られることになる。

同一の劈開端面を示す２つの画像は、その結像位置の違いから明確に区別できるので、制御部では、図２（ａ）の経路で得られた画像に基づいて劈開端面の良否判定をしている。具体的には、劈開端面へのゴミ付着の有無、劈開端面のキズの有無、保護膜の不完全さ、チップの欠けの有無などについて良否判定をする。

ところで、本実施形態では、粘着シート３の表面を経由する反射光を使用するので、例えば、粘着シートのＢ点の傷も、不可避的に取得されてしまう。そのため、傷のない劈開端面のＡ点に、傷があるような画像が取得されるとも思われる（図２（ａ）の鏡像Ｂ’参照）。また、劈開端面のＡ点にも傷があった場合には、２つの傷が重なることになる。このような事態は、図２（ａ）の経路による画像でも、図２（ｂ）の経路による画像でも同様に生じるので（鏡像Ａ’Ｂ’参照）、重大な弊害であるとも思われる。

しかし、本実施形態では、検査カメラ５の焦点位置を、Ａ点に特異的に一致させているので、実際には、Ａ点だけが鮮明に映り、Ｂ点は不鮮明に映ることになって弊害は生じない。すなわち、フィルタ処理などの通常の画像処理によって、Ａ点の良否を特異的に判定することができる。しかも、粘着シートの表面は、乱反射面として機能するので、Ｂ点の画像は、その分だけ弱く不鮮明となり、良否判定の画像処理には、何らの困難もない。

以上のようにして、目的のＬＤチップの良否判定が終われば、その右隣のＬＤチップが捕捉カメラ４に捕捉されるまで、載置台２が更に−Ｘ方向に移動する。そして、最適に位置決めされた状態で、上記と同じ検査動作が実行される。以下同様にして検査ライン（１）上の全てのＬＤチップの良否判定が実行される。その後、載置台２が＋Ｘ方向に戻り、−Ｙ方向に移動した後、検査ライン（２）上のＬＤチップの良否判定が実行される。

このようにして検査ライン（１）〜検査ライン（ｎ）の処理が終われば、載置台２が１８０度回転されて、各ＬＤチップの反対側の劈開端面について、同様の手順で良否判定が実行される。

＜第２実施形態＞
以上、本発明の第１実施形態について説明した。しかし、この第１実施形態では、隣接するＬＤチップとの隙間δは、δ＞２＊ｈ／ｔａｎ（α）でなくてはならず、それ以上近づけることができない。この欠点は、傾斜角度αが小さい場合に、特に顕著である。また、第１実施形態では、同じ劈開端面について、２つの画像が得られる無駄もある。そこで、かかる問題を解消するためには、図３に示す第２実施形態を採用するのが好適である。

図３に示す検査装置は、同一平面上で任意の位置に移動する透光性の載置台２と、載置台２に固定配置される透光性の粘着シート３と、載置台２の垂直上方位置に配置される捕捉カメラ（撮影部）４と、載置台２の垂直斜め下方位置に配置されて検査光を放射する放射部５Ａと、載置台２の垂直斜め上方位置に配置されて、ＬＤチップ１の劈開端面からの反射波を受ける受光部５Ｂと、これらの動作を制御すると共に、受光部５Ｂからの画像データに基づいて劈開端面の良否判定をする制御部６と、を有して構成されている。

本実施形態は、載置台２と粘着シート３が透光性を有すること、及び、検査部５が放射部５Ａと受光部５Ｂに分離構成されていることが特徴であり、それ以外は、実質的に第１実施形態と同じである。なお、載置台２はガラス製であり、粘着シート３は透明又は半透明の合成樹脂で構成される。

この実施形態では、放射部５Ａが載置台２の垂直斜め下方位置に配置されて、検査対象のＬＤチップの劈開端面に向けて検査光を放射するので、隣接するＬＤチップとの隙間δは、δ＞ｈ／ｔａｎ（α）であれば良く、第１実施形態の場合より隣接するＬＤチップ１を近接させることができる。また、この実施形態では、第１実施形態のように２系統の光路が存在しないので、受光部５Ｂには単一の画像しか結像されず、この意味でも優れている。

なお、第２実施形態の場合でも、放射部５ＡからＬＤチップ１に至るまでの光路に、傷や陰などが存在すると、その画像がＬＤチップの劈開端面に重なる（図３の鏡像Ｂ’参照）。しかし、受光部５Ｂのカメラの焦点位置を、Ａ点に特異的に一致させているので、第１実施形態の場合と同様、フィルタ処理などの通常の画像処理によって、Ａ点の良否を特異的に判定することができる。しかも、粘着シートの表面は、乱反射面として機能するので、Ｂ点などの画像は、その分だけ弱く不鮮明となり、良否判定の画像処理には、何らの困難もない。

以上、本発明の２つの実施形態について説明したが、具体的な記載内容は特に本発明を限定するものではない。例えば、実施形態では、粘着シート３を載置台２と共に一体的に移動させたが、第２実施形態と類似の構成において、透光性の粘着シート３だけを移動させても良い。

図４は、この第３実施形態の構成を図示したものである。この検査装置は、固定的に配置される載置台２と、載置台２の上面を滑って移動する透光性の粘着シート３と、載置台２の垂直上方位置に配置される捕捉カメラ（撮影部）４と、載置台２の垂直斜め下方位置に配置されて検査光を放射する放射部５Ａと、載置台２の垂直斜め上方位置に配置されて、ＬＤチップ１の劈開端面からの反射波を受ける受光部５Ｂと、これらの動作を制御すると共に、受光部５Ｂからの画像データに基づいて劈開端面の良否判定をする制御部６と、を有して構成されている。

この装置では、粘着シート３の外周が移動機構によって保持されており、移動機構の動作に基づいて粘着シート３全体が、Ｘ−Ｙ−θ方向に適宜に移動するよう構成されている。したがって、移動機構の動作に基づいて粘着シート３が移動することで、図１（ｃ）に示す検査ライン（１）〜検査ライン（ｎ）について、順次、ＬＲチップ１の良否判定が可能となる。なお、粘着シート３の外周は、載置台２の頂面より、やや下方位置において保持されている。したがって、粘着シート３には、常に、適宜なテンションが付与されることになり、移動機構による適宜な移動が可能となる。

第１実施形態の検査装置と、検査方法を説明する図面である。 図１の検査装置の動作を説明する図面である。 第２実施形態の検査装置を説明する図面である。 第３実施形態の検査装置を説明する図面である。 従来技術を説明する図面である。

符号の説明

１ ＬＤチップ
２ 載置台
３ シート材（粘着シート）
４ 撮影部（捕捉カメラ）
５ 検査部（検査カメラ）
６ 制御部

Claims (8)

1. 複数の電子素子の側端面の良否を順次検査する検査装置であって、
   前記複数の電子素子を保持するシート材と、前記複数の電子素子をシート材と共に移動させる移動機構と、前記シート材の上方位置から検査対象の電子素子を撮影する撮影部と、前記シート材の延設面に傾斜角度を有して検査光を放射し、前記検査対象の電子素子の側端面からの反射光を受ける検査部と、装置各部の動作を制御する制御部とを有すると共に、
   前記撮影部からの画像に基づいて、前記移動機構を動作させて検査対象の電子素子を最適位置に位置決めする位置決め手段と、
   前記最適位置における電子素子について、前記シート材から側端面を経由して受信される反射光に基づいて、前記側端面の良否を判定する判定手段と、を有して構成されていることを特徴とする検査装置。
2. 前記位置決め手段と前記判定手段の動作を繰り返すことで、複数の電子素子の側端面の良否を順次検査する請求項１に記載の検査装置。
3. 前記判定手段が受ける反射光は、前記シート材で反射された後、前記側端面で反射されて受信される請求項１又は２に記載の検査装置。
4. 前記判定手段が受ける反射光は、前記シート材を透過した後、前記側端面で反射されて受信される請求項１又は２に記載の検査装置。
5. 前記シート材は、その下面の載置台と一体的に移動するよう構成されている請求項１〜４の何れかに記載の検査装置。
6. 前記シート材は透光性であって、固定状態の載置台の上面を滑って移動するよう構成されている請求項１〜４の何れかに記載の検査装置。
7. 前記判定手段が受ける反射光は、検査対象の電子素子の側端面に焦点を一致させて取得される請求項１〜５の何れかに記載の検査装置。
8. 前記電子素子は、ＬＤチップであり、前記側端面は、劈開端面となっている請求項１〜７の何れかに記載の検査装置
   

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