JP2013135074A - 光学試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各チップに対するプローブ位置によらず光量の計測条件を均一にできて光量の測定値を均一にする。
【解決手段】発光デバイス、例えばＬＥＤチップなどのチップ２２の光学特性計測において、複数個を同時にプローブコンタクトして、光量を計測する場合の光学的補正手段であり、電源を供給するためのコンタクトプローブ２１と、コンタクトプローブ群の両側に、それ以外に拡散光を遮光することを目的とした同一計測条件を得るためのダミープローブ２１ａとを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体ウエハにマトリクス状に形成された複数の半導体デバイスまたは、半導体ウエハから切断された状態で他方面に接着テープが貼り付けられた複数の半導体デバイス（チップ）を所定数ずつ光学試験する光学試験装置に関する。

従来、半導体デバイス、例えばＬＥＤチップの動作試験の検査や光学検査を正確に行うには、各ＬＥＤチップの電極パッドにプローブを接触させてＬＥＤチップを動作させ、そのときのＬＥＤチップの電気特性と共に出力光の特性を検査している。

図８は、特許文献１に開示されている従来のマルチチッププローバのニードルヘッドおよび光検出ユニット部分の構成例を示す図であって、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその平面図である。

図８（ａ）に示すように、従来のマルチチッププローバ１００の光検出ユニット１０１は、検査するチップの直上に配置され、チップ（ここではＬＥＤチップ）が出力する光量を検出する光パワーメータ１０２と、この光パワーメータ１０２の支持部１０３と、支持部１０３を移動する光パワーメータ移動機構１０４と、先端が検査するチップの近傍に伸びた光ファイバ１０５と、光ファイバ１０５を保持して光ファイバ１０５に入射した光の波長を検出するためのモノクロメータ（図示せず）に中継する中継ユニット１０６と、中継ユニット１０６を支持する支持部１０７と、支持部１０７を移動するファイバ移動機構１０８とを有している。

図８（ｂ）に示すように、光検出ユニット１０１は円形部から、ファイバ移動機構１０８を収容する部分が突出した形状を有する。光パワーメータ移動機構１０４およびファイバ移動機構１０８は、ピエゾ素子のような高速の動作が可能な素子を用いた移動機構であることが望ましい。しかし、駆動ネジとモータを組み合わせたような移動機構を使用してもよい。光パワーメータ移動機構１０４とファイバ移動機構１０８は、異なるチップを検査する時に移動する必要のない場合には、設ける必要はない。

ニードルヘッド１０９は、光検出ユニット１０１の周囲に配置される形状を有し、１個のニードルユニット１０９ａと、７個のニードル位置調整機構１０９ｂ〜１０９ｈとを有している。

このニードルユニット１０９ａは、基準ニードル１１０ａをニードルヘッド１１１に固定するユニットである。

ニードル位置調整機構１０９ｅは、ニードル１１０ｅと、ニードル１１０ｅを保持するニードル保持ユニット１１２ｅと、ニードル保持ユニット１１２ｅが取り付けられる移動ユニット１１３ｅと、移動ユニット１１３ｅを移動させる移動機構１１４ｅとを有している。移動機構１１４ｅは、ニードル１１０ｅをステージ１２０の載置面に平行な面内の２軸方向、例えばＸ軸方向とＹ軸方向に移動させることが可能である。ニードル位置調整機構１０９ｂ〜１０９ｈも、公知の移動機構で実現でき、ピエゾ素子のような高速の動作が可能な素子を用いた移動機構であることが望ましいが、駆動ネジとモータを組み合わせたような移動機構を使用してもよい。

ステージ１２０の載置面に垂直な方向のチップの電極パッド位置のずれは小さい上、ニードルは弾性があり、この方向の電極パッド位置のずれが小さければ正しく接触させることができるので、ニードル位置調整機構はニードルをステージ表面に垂直な方向に移動させないが、正確な接触圧が必要である場合などは、各ニードル位置調整機構は対応するニードルをステージ１２０の表面に垂直な方向に移動するように構成してもよい。これによって、全てのニードル１１０ａ〜１１０ｈの位置関係を、粘着テープ１２１上に貼り付けられた、分離したチップ１２２の各電極パッドの位置関係に合致させることができる。

図９は、図８の従来のマルチチッププローバ１００のニードル保持ユニット１１２ａ〜１１２ｈのニードル１１０ａ〜１１０ｈにおけるプロービング状態を説明するための平面図である。図１０は、発光デバイスの拡散特性を示すイメージ図である。

図９に示すように、隣接する４つのチップ１２２の８つの電極パッドに対して、その周りから従来のニードル保持ユニット１１２ａ〜１１２ｈのニードル１１０ａ〜１１０ｈを接触させて８つの同時コンタクトを実現している。即ち、従来のマルチチッププローバ１００は、複数の位置調整機構を持ったニードル１１０ａ〜１１０ｈを持ち、検出した４つのチップ１２２の電極パッドの各位置に対応するように８本のニードル１１０ａ〜１１０ｈの各位置を各々調整して４つのチップ１２２に接触するようになっている。

特開２００８−７０３０８号公報

特許文献１に開示されている上記従来のマルチチッププローバ１００の構成では、４つのチップ１２２の電極パッドにその周りから同時に８本のニードル１１０ａ〜１１０ｈを接触させて光学検査を行うときに、プローブの配置、即ち、８本のニードル１１０ａ〜１１０ｈの配置やこれを支持する支持アーム、即ち、ニードル保持ユニット１１２ａ〜１１２ｈの各位置が、図１０に示すようなチップ１２２の拡散光を遮蔽することによりチップ配置や計測位置に対する計測条件の均一性が保たれていない。要するに、図９に示すように、８本のニードル１１０ａ〜１１０ｈの各配置を決めるための可動調整機構が備わっているものの、個々のチップ１２２に対してニードル角度やその支持アームの位置関係が一定ではないため、拡散光がニードル１１０ａ〜１１０ｈで遮蔽されて均一な光量の計測条件とはなっていない。しかも、特許文献１では、４個のチップ１２２の同時コンタクトが限界で、これ以上の多数のチップ１２２の同時コンタクトは困難であった。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、４個を超える多数のチップに対してコンタクトして、各チップに対するプローブ位置によらず光学計測条件を均一にできて光学測定値を均一にできる光学試験装置を提供することを目的とする。

本発明の光学試験装置は、計測対象の複数の発光デバイスに電気的にコンタクトして光学特性を計測する場合に、該複数の発光デバイスに電源を供給するための複数のコンタクト手段と、該複数のコンタクト手段の両側にそれぞれ設けられ、該コンタクト手段と同様に該発光デバイスからの拡散光を遮光するためのダミー手段とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の光学試験装置における複数のコンタクト手段およびその両側の前記ダミー手段が固定されたカード手段で構成されている。

さらに、好ましくは、本発明の光学試験装置におけるダミー手段は、計測対象の領域の両側末端位置の発光デバイスからの拡散光を遮蔽することにより、前記複数のデバイス間で、前記光学特性の計測値を補正する物理的光学補正を行っている。

さらに、好ましくは、本発明の光学試験装置におけるコンタクト手段と前記ダミー手段は、その下方の発光デバイスからの拡散光の遮光幅または遮光面積が同一に構成されている。

さらに、好ましくは、本発明の光学試験装置におけるコンタクト手段と前記ダミー手段の断面形状が同一サイズの同一形状に構成されている。

さらに、好ましくは、本発明の光学試験装置におけるコンタクト手段と前記ダミー手段が断面同一径に構成されている。

さらに、好ましくは、本発明の光学試験装置における複数のコンタクト手段の配置間隔と同一の間隔で該複数のコンタクト手段の両側に前記ダミー手段が配置されている。

さらに、好ましくは、本発明の光学試験装置におけるコンタクト手段の発光位置からの高さと前記ダミー手段の該発光位置からの高さは同一の高さに配置されている。

さらに、好ましくは、本発明の光学試験装置におけるコンタクト手段の材質と前記ダミー手段の材質は同一の材質に構成されている。

さらに、好ましくは、本発明の光学試験装置におけるコンタクト手段の表面反射特性と前記ダミー手段の表面反射特性は同一の表面反射特性に構成されている。

さらに、好ましくは、本発明の光学試験装置における複数のコンタクト手段群の両側にそれぞれ設けられた前記ダミー手段の必要本数は、前記発光デバイスからの拡散光の拡散特性に応じて決定されている。

さらに、好ましくは、本発明の光学試験装置における複数のコンタクト手段群の両側にそれぞれ設けられた前記ダミー手段の必要本数は、前記発光デバイスの発光位置から前記コンタクト手段までの距離に応じて決定されている。

さらに、好ましくは、本発明の光学試験装置におけるダミー手段の先端長は、前記コンタクト手段の先端長に比べて、該ダミー手段の先端が前記発光デバイスの電極パッドに接触しない高さまで短縮されている。

さらに、好ましくは、本発明の光学試験装置におけるコンタクト手段はコンタクトプローブであり、前記ダミー手段はダミープローブである。

さらに、好ましくは、本発明の光学試験装置における複数のコンタクト手段は複数のコンタクトプローブであり、前記ダミー手段はダミープローブであり、前記カード手段は、該複数のコンタクトプローブおよびその両側の該ダミープローブが固定されたプローブカードで構成されている。

さらに、好ましくは、本発明の光学試験装置において、均一な光学特性計測条件となるように、前記複数のコンタクト手段のうち中央部のコンタクト手段の表面反射特性が、その両側の該コンタクト手段の表面反射特性よりも高く調整されている。

さらに、好ましくは、本発明の光学試験装置において、均一な光学特性計測条件となるように、前記複数のコンタクト手段のうち中央部のコンタクト手段の遮光度合いが、その両側の該コンタクト手段の遮光度合いよりも小さく調整されている。

上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。

本発明においては、計測対象の複数の発光デバイスに電気的にコンタクトして光学特性を計測する場合に、複数の発光デバイスに電源を供給するための複数のコンタクト手段と、複数のコンタクト手段の両側にそれぞれ設けられ、コンタクト手段と同様に発光デバイスからの拡散光を遮光するためのダミー手段とを有している。

これによって、複数のコンタクト手段の両側にそれぞれダミー手段を設けたので、４個を超える多数のチップに対してコンタクトして、各チップに対するプローブ位置によらず光学計測条件を均一にできて光学測定値を均一にすることが可能となる。

しかも、プローブとしてのニードルの可動調整機構として支持アームを用いているために、アームサイズが嵩張ることから、検査対象の各チップの真上に配置された光学検出用の受光センサを検査対象の各チップに近づけることができないという問題もあったが、プローブ手段としてプローブカードを設けることにより、検査対象の各チップに受光センサを接近させて光学計測を確実にすることが可能となる。

以上により、本発明によれば、複数のコンタクト手段の両側にそれぞれダミー手段を設けたため、４個を超える多数のチップに対してコンタクトして、各チップに対するプローブ位置によらず光学計測条件を均一にできて光学測定値を均一にできる。

また、プローブとしてのニードルの可動調整機構として支持アームを用いているために、アームサイズが嵩張ることから、検査対象の各チップの真上に配置された光学検出用の受光センサを検査対象の各チップに近づけることができないという問題もあったが、プローブ手段としてプローブカードを設けて、検査対象の各チップに受光センサを接近させて光学計測を確実にすることができる。

本発明の実施形態１における光学試験装置の、縦配列電極パッドに対するプロービング配置例を示す平面図であって、（ａ）はダミープローブなしの場合の平面図、（ｂ）はダミープローブ有りの場合の平面図である。 本発明の実施形態１における光学試験装置の、横配列電極パッドに対するプロービング配置例を示す平面図であって、（ａ）はダミープローブなしの場合の平面図、（ｂ）はダミープローブ有りの場合の平面図である。 （ａ）はダミープローブがプローブ群の両側にない場合の発光位置に戴する発光強度を示す図、（ｂ）はダミープローブがプローブ群の両側に有る場合の発光位置に戴する発光強度を示す図である。 図１（ｂ）および図２（ｂ）のプローブおよびダミープローブとチップの発光中心との間隔が小さい場合の拡散光の遮光状態を説明するための要部縦断面図である。 図１（ｂ）および図２（ｂ）のプローブおよびダミープローブとチップの発光中心との間隔が大きい場合の拡散光の遮光状態を説明するための要部縦断面図である。 図１（ｂ）および図２（ｂ）のプローブの先端形状を説明するためのプローブ側面図である。 図１（ｂ）および図２（ｂ）のダミープローブの先端形状を説明するためのプローブ側面図である。 特許文献１に開示されている従来のマルチチッププローバのニードルヘッドおよび光検出ユニット部分の構成例を示す図であって、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその平面図である。 図８の従来のマルチチッププローバのニードル保持ユニットのニードルにおけるプロービング状態を説明するための平面図である。 発光デバイスの拡散特性を示すイメージ図である。

以下に、本発明の光学試験装置の実施形態１について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。

（実施形態１）
本実施形態１の光学試験装置は、プローバとテスタで構成されている。

プローバは、ウエハ切断前またはウエハ切断後の複数のチップを上面に固定可能とし、基台上に設けられてＸ軸とＹ軸とＺ軸の３軸方向に移動可能とすると共にＺ軸周りに回転可能とするステージである移動台（図示せず）と、移動台の上方に配置され、検査対象の複数のチップの各電極パッドに対するコンタクト用の複数のコンタクト手段としての複数のプローブ（ニードル状やばね状など）が設けられたプローブ手段（図示せず）と、検査対象の複数のチップの各電極パッドの位置とコンタクト用の複数のプローブの先端位置が合うように、移動台の座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）の３軸座標位置を制御すると共に回転位置を制御する位置制御装置（図示せず）とを有している。

テスタは、プローブ手段の各プローブからの電気信号を入力とし、検査対象のデバイス、例えばＬＥＤチップのＩＶ特性などの各種の電気的動作特性を検査する動作特性テスタと、ＬＥＤチップの発光を受光センサなどの受光手段や積分球に入射させて発光色および発光量（発光強度）などの各種の光学特性を検査する光学特性テスタとを有している。

以下、本実施形態１における光学試験装置において、検査対象の複数のチップにおける各電極パッドに対するプロービング配置例について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態１における光学試験装置の、縦配列電極パッドに対するプロービング配置例を示す平面図であって、（ａ）はダミー手段としてのダミープローブなしの場合の平面図、（ｂ）はダミー手段としてのダミープローブ有りの場合の平面図である。図２は、本発明の実施形態１における光学試験装置の、横配列電極パッドに対するプロービング配置例を示す平面図であって、（ａ）はダミー手段としてのダミープローブなしの場合の平面図、（ｂ）はダミー手段としてのダミープローブ有りの場合の平面図である。

図１（ａ）および図２（ａ）に示すように、両側にダミープローブがない場合、縦配列のチップ１２の各電極パッド１２ａであろうと横配列のチップ１３の各電極パッド１３ａであろうと、参考例の光学試験装置１０Ａまたは１０Ｂにおいて、従来に比べてプローブ１１を支持する従来の支持アームの削減と、ＬＥＤチップなどの発光デバイス（単にチップ１２または１３という）の各電極パッド１２ａまたは１３ａに対する複数のプローブ１１の配置を均一化して、複数のチップ１２または１３間で光量計測条件の均一性を確保するためにプローブ手段としてプローブカードを使用するが、光量計測に必要なプローブ１１のみ設置している。複数のプローブ１１の配置は、チップ１２または１３に対するプローブ１１の横切り方を均一にして光の遮光程度を均一にしている。

一方、図１（ｂ）および図２（ｂ）に示すように、両側にダミープローブを設けた場合、縦配列のチップ２２の各電極パッド２２ａであろうと横配列のチップ２３の各電極パッド２３ａであろうと、本実施形態１の光学試験装置２０Ａまたは２０Ｂにおいて、従来に比べてプローブ２１を支持する従来の支持アームの削減と、ＬＥＤチップなどの発光デバイス（単にチップ２２または２３という）の各電極パッド２２ａまたは２３ａに対する複数のプローブ２１の配置を均一化して、複数のチップ２２または２３間で光量計測条件の均一性を確保するためにプローブ手段としてプローブカードを使用するが、光量計測に必要な複数（ここでは説明を簡略化するために４個）のプローブ２１と、その並びの両側位置に配置され、光量計測を行わないダミープローブ２１ａとを有している。プローブカードは、複数のプローブ２１およびその両側のダミープローブ２１ａの各先端部がその下面にチップ２２または２３の各電極パッドに対応するように固定されている。これによって、複数のプローブ２１の配置は、チップ２２または２３に対するプローブ２１の横切り方を均一（遮光度合いを均一）にすると共に、両側のダミープローブ２１ａによって、各チップ２２または２３に対するプローブ位置（計測位置）によらず光量の計測条件を均一にできる。

複数のコンタクトプローブおよび前記その両側のダミープローブが固定されたプローブカードで構成されている
要するに、両側にダミープローブ２１ａがない場合には、両端上下方向の拡散光を遮るものがないため、中央と両側ＣＨ位置（計測位置）によって光量の測定値が異なる。即ち、図３（ａ）のように、ＣＨ位置（計測位置）の両端のＣＨ−１とＣＨ−４は、検査領域外の拡散光が取り込まれて、放射強度が強く計測されている。また、図３（ａ）のように、ＣＨ位置（計測位置）の中央のＣＨ−２とＣＨ−３は、それらの両側のＣＨ−１とＣＨ−４用の各プローブ２１によって拡散光が遮蔽されて放射強度が弱く計測されている。

これに対応するために、光学的補正計算を行う場合には、光学的特性とプローブ位置関係の他、多重の要因により補正計算が複雑化してしまう。したがって、発光デバイスの各チップ２２または２３を検査対象に光量の計測をする場合に、計測／発光用コンタクトプローブであるプローブ２１と同一設計のダミープローブ２１ａをその両側に設け、両側のダミープローブ２１ａにより検査対象の両側のチップ２２または２３からの計測時の放射拡散光を遮蔽することにより、発光位置に依存せず、光量の計測条件を均一にできて、物理的構成で計測対象のチップ２２または２３の光学的補正手段を提供することができる。即ち、ダミープローブ２１ａは、検査対象の計測領域の両側末端位置のチップ２２または２３からの拡散光を遮へいすることにより、複数のチップ２２または２３間で、光学特性の計測値を補正する演算以外の物理的光学補正を行っている。

このように、ＣＨ位置（計測位置）のＣＨ−１〜ＣＨ−４の計測領域外の両側にもダミープローブ２１ａをそれぞれ設置することにより、ＣＨ位置（計測位置）のＣＨ−１、ＣＨ−４は、その内側のＣＨ−２、ＣＨ−３と同様の遮蔽が施され、ＣＨ−１〜ＣＨ−４の全てのチップ２１に対して、平均化された同一条件の計測環境となる。これによって、図３（ｂ）のように、ＣＨ位置（計測位置）にかかわらず、チップ２１からの拡散光は周囲のプローブ２１およびこれと同形状のダミープローブ２１ａによって均一に遮られるので、同一計測条件で光量の測定値が均一となる。

チップ２１の検査動作（計測）の手順としては、電気的動作特性としてのＤＣ特性計測において、ＣＨ位置（計測位置）のＣＨ−１〜ＣＨ−４を同時に一括して計測する。次に、光学特性計測において、ＣＨ位置（計測位置）のＣＨ−１〜ＣＨ−４を個別に１ＣＨ毎に、発光とその光量および色の計測を制御する。

図４は、図１（ｂ）および図２（ｂ）のプローブ２１およびダミープローブ２１ａとチップ２２または２３の発光中心との間隔が小さい場合の拡散光の遮光状態を説明するための要部縦断面図である。図５は、図１（ｂ）および図２（ｂ）のプローブ２１およびダミープローブ２１ａとチップ２２または２３の発光中心との間隔が大きい場合の拡散光の遮光状態を説明するための要部縦断面図である。

図４に示すように、ＣＨ位置（計測位置）のＣＨ−１〜ＣＨ−４のうちのＣＨ−２のチップ２２または２３の発光中心からの拡散光は、その上方の各プローブ２１およびダミープローブ２１ａによって遮光され、各プローブ２１およびダミープローブ２１ａの各間を通して更にその上の受光センサ２４に入射される。この受光センサ２４によって光量が検出される。

この場合、ダミープローブ２１ａを、検査対象の複数のプローブ２１の両側の計測領域以外の領域に設置することにより、検査対象の両側末端位置のチップ２２または２３からの拡散光を遮蔽し光学的な取り込み条件を、検査対象の全チップ位置で同じにすることができる。

ダミープローブ２１ａの断面円形状のプローブ径は、検査対象の計測領域の各プローブ２１のプローブ径と同じものを採用することにより、拡散光の遮蔽度合いをより均一化することができる。要するに、プローブ２１とダミープローブ２１ａは、その下方のチップ２２または２３の発光位置からの拡散光の遮光幅または遮光面積が同一に構成されている。さらに、プローブ２１とダミープローブ２１ａの断面形状が同一サイズの同一形状（例えば円、楕円、多角形、４角形、正方形および長方形など）に構成されている。

ダミープローブ２１ａのプローブ配置は、検査対象の計測領域の各プローブ２１と同じ配置と距離間隔（ピッチ・高さ）に設計することにより、拡散光の遮蔽度合いをより均一化することができる。即ち、プローブ２１のプローブ間隔とダミープローブ２１ａのプローブ間隔は同一距離に構成されている。また、プローブ２１のチップ２２または２３の発光位置からのプローブ高さと、ダミープローブ２１ａのチップ２２または２３の発光位置からのプローブ高さとは同一のプローブ高さに構成されている。このプローブ高さは先端でプローブ２１およびダミープローブ２１ａが折れ曲がっている根元の高さとする。

ダミープローブ２１ａのプローブ材質についても、検査対象の計測領域の各プローブ２１と同じものを採用することにより、光の表面反射特性を均一化することができる。即ち、プローブ２１の表面反射特性とダミープローブ２１ａの表面反射特性は同一の表面反射特性に構成されている。

一方、受光センサ２４は、数ｃｍ〜数＋ｃｍ角で十分な受光面積があり発光位置に対して計測特性の差がないものとする。プローブ断面は、直径が数百μｍ〜数ｍｍオーダでチップ２２または２３の発光中点のピッチと同一ピッチで配列されるように設計される。チップ２２または２３の発光中点は数百μｍオーダでチップ２２または２３からの拡散特性によって遮光される光量が変化する。各プローブ２１およびダミープローブ２１ａは直径が太いほど遮光される。

全プローブ本数は、検査対象の計測領域に必要なプローブ本数と、その両側の計測領域以外の領域のダミープローブ本数とで構成する。この計測領域以外のダミープローブ本数は、光の拡散条件に合わせて必要本数を決定する。図４および図５を用いてダミープローブ本数について説明する。

図４において、ＣＨ位置（計測位置）のＣＨ−２のチップ２２または２３の発光中心からの拡散光の拡散特性が弱く指向性が強い場合（拡散角度θ２）に、発光点ＣＨ−２に対して、遮光しているプローブ２１はＰＲ５のみである。この場合には各発光点ＣＨ−１〜ＣＨ−４に対して遮光プローブ面積が同じであるため、各発光点ＣＨ−１〜ＣＨ−４の発光位置に対する光学特性に差異は生じない。つまり、ダミープローブ２１ａを４つのプローブ２１の両側に設ける必要がない。

図４において、ＣＨ位置（計測位置）のＣＨ−２のチップ２２または２３の発光中心からの拡散光の拡散特性が強く指向性が弱い場合（拡散角度θ１）に、発光点ＣＨ−２に対して、遮光しているプローブ２１はＰＲ５を中心に、左側ＰＲ２〜ＰＲ４の３本と、右側ＰＲ６〜ＰＲ８の３本で合計７本が拡散光を遮蔽している。したがって、４個同時コンタクトで計測を実施する場合には、各発光点ＣＨ１〜ＣＨ４に電流供給するためのＰＲ４〜ＰＲ７の４本のプローブ２１と、遮光条件を均一化するために、ＣＨ１の外側３本、ＣＨ４の外側３本をダミープローブ２１ａとし、４本のプローブ２１と両側各３本をダミープローブ２１ａで合計１０本のプローブを配置する必要がある。

図４のように、プローブ２１およびダミープローブ２１ａとチップ２２または２３の発光中心との間隔がＬ１として小さい場合、発光点から放射される拡散光が拡散する前に、プローブ高さに到達するため、遮光するプローブ領域の全プローブ本数（プローブ２１とダミープローブ２１ａの各本数）が少ない状態で機能する。これに対して、拡散光の拡散特性（拡散角度θ１またはθ２）が同じであっても、発光点とプローブ２１との距離が異なる場合、遮光される光量が変化して、計測される光量が変化する。このことから、図５のように、プローブ２１およびダミープローブ２１ａとチップ２２または２３の発光中心との間隔がＬ２と大きい場合、発光点から放射される拡散光がプローブ２１に到着するまでに拡散されるため、拡散光の拡散面積に応じて、プローブ領域の全プローブ本数（プローブ２１とダミープローブ２１ａの各本数）を増やす必要がある。

したがって、プローブ２１およびダミープローブ２１ａとチップ２２または２３の発光中心との間隔が近いほど、検査に供しないダミープローブ２１ａの本数を減らすことができる。

要するに、ダミープローブ２１ａの必要本数は、複数のプローブ２１の一列両側にそれぞれ発光デバイスとしての各チップ２２または２３からの拡散光の拡散特性に応じて決定されている。また、ダミープローブ２１ａの必要本数は、複数のプローブ２１の一列両側にそれぞれ発光デバイスとしての各チップ２２または２３の発光位置からプローブ２１までの距離に応じて決定されている。

図６は、図１（ｂ）および図２（ｂ）のプローブ２１の先端形状を説明するためのプローブ側面図である。

図６に示すように、光学計測時、検査対象のチップ２２または２３の各電極パッド２２ａまたは２３ａに対してプローブ２１の先端が接触している。プローブ２１の先端の先端形状は、上から下への押圧に強いように下側に屈曲した形状になっている。

図７は、図１（ｂ）および図２（ｂ）のダミープローブ２１ａの先端形状を説明するためのプローブ側面図である。

図７に示すように、検査対象のチップ２２または２３の各電極パッド２２ａまたは２３ａに対してダミープローブ２１ａの先端は接触しておらず、各電極パッド２２ａまたは２３ａとダミープローブ２１ａの先端は互いに離間している。

要するに、検査対象のチップ２２または２３の発光中点の真上に立てるプローブ２１は、図６のように電流を各電極パッド２２ａまたは２３ａに供給して検査対象のチップ２２または２３を発光させることが目的であり、検査対象のチップ２２または２３の各電極パッド２２ａまたは２３ａにプローブ２１が接触できるように設計している。ところが、ダミープローブ２１ａは、図７のように遮光が目的であるため、検査対象のチップ２２または２３の各電極パッド２２ａまたは２３ａに無駄なコンタクト傷を付けないためにも、ダミープローブ２１ａの先端が検査対象のチップ２２または２３の各電極パッド２２ａまたは２３ａに接触しないように、ダミープローブ２１ａの先端を削り取った状態としておく。したがって、ダミープローブ２１ａの先端形状は下方に折れ曲がっているものの、プローブ２１の下方に折れ曲がった先端長さに比べて短く形成されている。プローブ２１を各電極パッド２２ａまたは２３ａにその弾力を利用して接触させる場合のコンタクトオーバドライブ量Ｄが、ダミープローブ２１ａのダミープローブ短縮量Ｅよりも小さく設定されている。これによって、常にダミープローブ２１ａの先端は各電極パッド２２ａまたは２３ａに接触しないことになる。

このように、ダミープローブ２１ａの先端長は、プローブ２１の先端長に比べて、ダミープローブ２１ａの先端が発光デバイスとしての各チップ２２または２３の各電極パッド２２ａまたは２３ａの表面に接触しない高さまで短縮されている。

ここで、検査対象のチップ２２または２３に対応した複数のプローブ２１と、この複数のプローブ２１のプローブ群両側の一または複数のダミープローブ２１ａを持つプローブカードを用いることの利点について説明する。

図１（ｂ）および図２（ｂ）の複数のプローブ２１およびそれらの両側のダミープローブ２１ａとチップ２２または２３の発光中心との間隔を、プローブカードを用いない場合に比べて短く設定することができる。つまり、発光点とプローブ距離Ｌを短縮できる。

また、チップ２２または２３の発光点と、チップ２２または２３からの拡散光を受光して光量を検査する受光センサ距離を短縮することができる。これによって、装置がコンパクトになる。

従来では、プローブ２１の可動調整機構としての支持アームを用いているために、アームサイズが嵩張ることから、検査対象の各チップ２２または２３の真上に配置された光学検出用の受光センサ２４を検査対象の各チップ２２または２３に近づけることができないという問題があったが、プローブ手段としてプローブカードを設けることにより、検査対象の各チップ２２または２３に受光センサを接近させて光学計測を確実に精度よく行うことが可能となる。

さらに、ダミープローブ２１ａのプローブ配置は、検査対象の計測領域の各プローブ２１と同じ配置と距離間隔（ピッチ・高さ）に設計するが、プローブカードを用いることにより均一なプローブピッチでプローブ設計を精度よく実現することができる。

さらに、プローブカードを用いることにより受光部を平面センサだけでなく、立体的な形状の積分球などを設置することができてより正確な光量の計測が可能となる。

以上により、本実施形態１によれば、発光デバイス、例えばＬＥＤチップなどのチップ２２または２３の光学特性計測において、複数個を同時にプローブコンタクトして、光量を計測する場合の光学的補正手段であり、電源を供給するためのコンタクトプローブ２１と、コンタクトプローブ群の両側に、それ以外に拡散光を遮光することを目的とした同一計測条件を得るためのダミープローブ２１ａを備えることにより、計測対象のチップ２２または２３の光学特性を、複数のチップ２２または２３の中央と両側のデバイス位置に関係なく、均一な光量計測条件で計測ができる光学試験装置としての光学試験装置２０Ａまたは２０Ｂを得ることができる。このように、４個を超える多数のチップ２２または２３に対してコンタクトして、各チップ２２または２３に対するプローブ位置によらず光学計測条件を均一にできて光学測定値を均一にできる。この多数のチップ２２または２３に対するコンタクトは、数十のチップ２２または２３または数百のチップ２２または２３へのコンタクトであってもよい。

なお、本実施形態１では、チップ２２または２３の光学特性を計測する光学試験装置において、複数個のチップ２２または２３を同時にプローブコンタクトして該光学特性を個々に計測する場合に、電源を供給するための複数のコンタクトプローブ２１と、複数のコンタクトプローブ２１群の両側にそれぞれ設けられ、コンタクトプローブ２１と同様に拡散光を遮光するためのダミープローブ２１ａとを有する場合について説明したが、これに限らず、複数個のチップ２２または２３を同時にプローブコンタクトするひつようはなく、複数個のチップ２２または２３を順次プローブコンタクトしてもよい。

なお、本実施形態１では、検査対象の複数のチップ２２または２３の光学特性の計測は、検査対象の複数のチップ２２または２３は一列について説明したが、２列の複数のチップ２２または２３であってもよく、複数列の複数のチップ２２または２３であってもよい。本実施形態１では、ダミープローブ２１ａは、複数のチップ２２または２３が一列の場合には、その両側に設けられたが、２列または複数列の複数のチップ２２または２３の場合には、ダミープローブ２１ａはそれらを取り囲むように設ける必要があって本数が増加する。

なお、本実施形態１では、特に詳細には説明しなかったが、複数のチップ２２または２３が半導体ウエハにマトリクス状に形成された状態で光学特性検査をする場合の他に、半導体ウエハを複数のチップ２２または２３に切断して個片化した後の粘着テープが貼り付けられた状態で光学特性検査を行う場合の両方に本発明を適用することができる。

なお、本実施形態１では、特に説明しなかったが、複数のプローブ２１の両側にそれぞれ設けられ、複数のプローブ２１と同様に拡散光を遮光するためのダミープローブ２１ａを設けることに加えて、精度よく均一な光学特性計測条件となるように、複数のプローブ２１のうち中央部のプローブ２１の表面反射特性が、その両側のプローブ２１の表面反射特性よりも高く調整されていてもよい。また、精度よく均一な光学特性計測条件となるように、複数のプローブ２１のうち中央部のプローブ２１の遮光度合いが、その両側のプローブ２１の遮光度合いよりも低く（小さく）調整されていてもよい。

以上のように、本発明の好ましい実施形態１を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、半導体ウエハから切断された状態で他方面に接着テープが貼り付けられた複数のチップを所定数ずつテストする光学試験装置の分野において、各チップに対するプローブ位置によらず光量の計測条件を均一にできて光量の測定値を均一にすることができる。また、プローブとしてのニードルの可動調整機構として支持アームを用いているために、アームサイズが嵩張ることから、検査対象の各チップの真上に配置された光学検出用の受光センサを検査対象の各チップに近づけることができないという問題もあったが、プローブ手段としてプローブカードを設けて、検査対象の各チップに受光センサを接近させて光学計測を確実にすることができる。

２０Ａ、２０Ｂ 光学試験装置
２１ プローブ（コンタクトプローブ）
２１ａ ダミープローブ
２２，２３ チップ
２２ａ，２３ａ 電極パッド
２４ 受光センサ

Claims (17)

1. 計測対象の複数の発光デバイスに電気的にコンタクトして光学特性を計測する場合に、該複数の発光デバイスに電源を供給するための複数のコンタクト手段と、該複数のコンタクト手段の両側にそれぞれ設けられ、該コンタクト手段と同様に該発光デバイスからの拡散光を遮光するためのダミー手段とを有する光学試験装置。
2. 請求項１に記載の光学試験装置において、
   前記複数のコンタクト手段およびその両側の前記ダミー手段が固定されたカード手段で構成されている光学試験装置。
3. 請求項１に記載の光学試験装置において、
   前記ダミー手段は、計測対象の領域の両側末端位置の発光デバイスからの拡散光を遮蔽することにより、前記複数のデバイス間で、前記光学特性の計測値を補正する物理的光学補正を行っている光学試験装置。
4. 請求項１に記載の光学試験装置において、
   前記コンタクト手段と前記ダミー手段は、その下方の発光デバイスからの拡散光の遮光幅または遮光面積が同一に構成されている光学試験装置。
5. 請求項４に記載の光学試験装置において、
   前記コンタクト手段と前記ダミー手段の断面形状が同一サイズの同一形状に構成されている光学試験装置。
6. 請求項５に記載の光学試験装置において、
   前記コンタクト手段と前記ダミー手段が断面同一径に構成されている光学試験装置。
7. 請求項１に記載の光学試験装置において、
   前記複数のコンタクト手段の配置間隔と同一の間隔で該複数のコンタクト手段の両側に前記ダミー手段が配置されている光学試験装置。
8. 請求項１に記載の光学試験装置において、
   前記コンタクト手段の発光位置からの高さと前記ダミー手段の該発光位置からの高さは同一の高さに配置されている光学試験装置。
9. 請求項１に記載の光学試験装置において、
   前記コンタクト手段の材質と前記ダミー手段の材質は同一の材質に構成されている光学試験装置。
10. 請求項１に記載の光学試験装置において、
    前記コンタクト手段の表面反射特性と前記ダミー手段の表面反射特性は同一の表面反射特性に構成されている光学試験装置。
11. 請求項１に記載の光学試験装置において、
    前記複数のコンタクト手段群の両側にそれぞれ設けられた前記ダミー手段の必要本数は、前記発光デバイスからの拡散光の拡散特性に応じて決定されている光学試験装置。
12. 請求項１または１１に記載の光学試験装置において、
    前記複数のコンタクト手段群の両側にそれぞれ設けられた前記ダミー手段の必要本数は、前記発光デバイスの発光位置から前記コンタクト手段までの距離に応じて決定されている光学試験装置。
13. 請求項１に記載の光学試験装置において、
    前記ダミー手段の先端長は、前記コンタクト手段の先端長に比べて、該ダミー手段の先端が前記発光デバイスの電極パッドに接触しない高さまで短縮されている光学試験装置。
14. 請求項１に記載の光学試験装置において、
    前記コンタクト手段はコンタクトプローブであり、前記ダミー手段はダミープローブである光学試験装置。
15. 請求項２に記載の光学試験装置において、
    前記複数のコンタクト手段は複数のコンタクトプローブであり、前記ダミー手段はダミープローブであり、前記カード手段は、該複数のコンタクトプローブおよびその両側の該ダミープローブが固定されたプローブカードで構成されている光学試験装置。
16. 請求項１に記載の光学試験装置において、
    均一な光学特性計測条件となるように、前記複数のコンタクト手段のうち中央部のコンタクト手段の表面反射特性が、その両側の該コンタクト手段の表面反射特性よりも高く調整されている光学試験装置。
17. 請求項１に記載の光学試験装置において、
    均一な光学特性計測条件となるように、前記複数のコンタクト手段のうち中央部のコンタクト手段の遮光度合いが、その両側の該コンタクト手段の遮光度合いよりも小さく調整されている光学試験装置。

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