JP2016184607A - Evaluation device and evaluation method of semiconductor light-emitting element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体発光素子の評価装置および評価方法に関する。 The present invention relates to an evaluation apparatus and an evaluation method for a semiconductor light emitting element.
従来、半導体ウェハ上に形成された半導体素子の特性を測定するプローブ検査装置が広く用いられている。従来のプローブ検査装置は、ウェハチャック上にウェハを載置し、その上方に配置された測定部のプローブと、ウェハに形成された素子の電極とを電気的に接触させて素子の電気的特性を測定する(特許文献1参照)。 Conventionally, a probe inspection apparatus for measuring characteristics of a semiconductor element formed on a semiconductor wafer has been widely used. In the conventional probe inspection apparatus, a wafer is placed on a wafer chuck, and the probe of the measurement unit disposed above the wafer and the electrode of the element formed on the wafer are in electrical contact with each other, thereby electrical characteristics of the element. Is measured (see Patent Document 1).
また、発光ダイオード(LED)に代表される半導体発光素子の光学特性を測定するために、石英等の光を透過する材料からなるステージを有する半導体検査装置も知られている(特許文献2参照) In addition, in order to measure the optical characteristics of a semiconductor light emitting element typified by a light emitting diode (LED), a semiconductor inspection apparatus having a stage made of a material that transmits light such as quartz is also known (see Patent Document 2).
図5(a)は、特許文献1のプローブ検査装置の断面模式図である。また、図5(b)は、特許文献1のプローブ検査装置のウェハチャック97の上面模式図である。特許文献1に開示のプローブ検査装置90は、ウェハ積載面の大部分を占める領域に真空吸着通路(ウェハ吸着部)93を内包するウェハチャック97を備えている。評価対象の半導体ウェハ91は真空吸着通路93と、真空引きを行う真空ポンプ96とによって、ウェハチャック97のウェハ積載面に吸着される。そして、プローブ94と半導体ウェハ91上の半導体発光素子の電極とを電気的に接触させ、半導体発光素子から出力される光を受光部92にて受光することで、半導体発光素子の電気的特性を測定する。このようなプローブ検査装置90を用いて半導体発光素子を評価する場合、例えステージに石英等の光透過性部材を用いたとしても、図5(a)に示すように、真空吸着通路93によって、半導体発光素子から出力された光が反射、屈折、吸収等の光学的干渉95を生じてしまう。これにより、評価に供された半導体発光素子の光学特性について測定箇所によって誤差が生じてしまう。また、半導体発光素子の配置や真空溝93に対する相対的な位置関係は測定される半導体ウェハ91ごとに異なってしまうため、上述した測定箇所による誤差は一義的な補正が困難である。
FIG. 5A is a schematic cross-sectional view of the probe inspection apparatus disclosed in
また、特許文献2に開示されているような、真空吸着を要さない半導体検査装置を用いる場合は、予め半導体発光素子を粘着シート状に貼着させる必要がある。しかしながら、測定対象の半導体発光素子が紫外域の光を発する素子である場合、測定中に粘着シートが劣化して粘着性や透過率が変化するため、再現性良く測定することが困難である。
Moreover, when using the semiconductor test | inspection apparatus which does not require vacuum adsorption | suction which is disclosed by
本発明は、上記課題に鑑み、半導体発光素子の発する光の波長域によらず、光学特性を高精度に評価することが可能な半導体ウェハ上の半導体発光素子の評価装置および半導体発光素子の評価方法を提供することを課題とする。 In view of the above problems, the present invention provides an evaluation apparatus for a semiconductor light emitting element on a semiconductor wafer and an evaluation of the semiconductor light emitting element capable of evaluating optical characteristics with high accuracy regardless of the wavelength range of light emitted from the semiconductor light emitting element. It is an object to provide a method.
本発明の一態様は、平面方向および垂直方向に移動可能であり、ウェハ積載面の中央部に形成されたウェハ吸着部と、側面部に形成された排気口と、前記ウェハ吸着部と前記排気口とを空間的に接続する真空溝と、を有するステージ部と、前記ステージ部の前記ウェハ積載面に搭載される半導体ウェハ上の半導体発光素子に電力を印加することが可能なプローブ部と、前記半導体発光素子から出力される光を受光する前記ウェハ積載面とは逆の面側に配置された受光部と、を備え、前記真空溝は、前記ステージ部の平面方向のいずれか一つの軸方向である第1の軸方向に延在し、前記プローブ部にて前記半導体発光素子に電力を印加する際に、前記半導体ウェハおよび前記受光部を、前記第1の軸方向に垂直かつ前記ステージ部の平面部に平行である第2の軸方向に移動する、半導体発光素子の評価装置である。 One embodiment of the present invention is movable in a planar direction and a vertical direction, and includes a wafer suction portion formed in a central portion of a wafer stacking surface, an exhaust port formed in a side portion, the wafer suction portion, and the exhaust A stage having a vacuum groove that spatially connects the mouth, and a probe capable of applying power to a semiconductor light emitting device on a semiconductor wafer mounted on the wafer loading surface of the stage, A light receiving portion disposed on a surface opposite to the wafer loading surface for receiving light output from the semiconductor light emitting element, and the vacuum groove is any one axis in the planar direction of the stage portion. When the power is applied to the semiconductor light emitting element by the probe unit, the semiconductor wafer and the light receiving unit are perpendicular to the first axial direction and the stage. Flat on the flat surface Move to a second axial is an evaluation apparatus for a semiconductor light-emitting device.
また、本発明の他の態様は、上記の半導体発光素子の評価装置を用いる半導体発光素子の評価方法であって、前記ステージ部の前記ウェハ吸着部を、その外縁部で覆うように半導体ウェハを設置する第1設置工程と、前記排気口から前記真空溝を介して減圧を行い、前記半導体ウェハを前記ウェハ積載面に固定する第1固定工程と、固定された前記半導体ウェハ上に形成された第1の群の半導体発光素子のそれぞれに電力を印加し、前記それぞれの半導体発光素子から前記ステージ部を介して出射された光を前記受光部において受光し、前記第1の群の半導体発光素子のそれぞれの光出力特性を評価する第1評価工程と、
前記半導体ウェハの固定を解除し、前記ウェハ吸着部が前記第1の群の半導体発光素子で覆われるように前記半導体ウェハを移動する第2設置工程と、前記排気口から前記真空溝を介して減圧を行い、再び前記半導体ウェハを前記ウェハ積載面に固定する第2固定工程と、固定された前記半導体ウェハ上に形成された前記第1の群の半導体発光素子とは異なる第2の群の半導体発光素子のそれぞれに電力を印加し、前記それぞれの半導体発光素子から前記ステージ部を介して出射された光を前記受光部において受光し、前記第2の群の半導体発光素子のそれぞれの光出力特性を評価する第2評価工程と、を備える半導体発光素子の評価方法である。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor light-emitting element evaluation method using the semiconductor light-emitting element evaluation apparatus, wherein a semiconductor wafer is covered so as to cover the wafer suction portion of the stage portion with an outer edge portion thereof. A first installation step of installing, a first fixing step of depressurizing through the vacuum groove from the exhaust port, and fixing the semiconductor wafer to the wafer loading surface; and formed on the fixed semiconductor wafer Electric power is applied to each of the first group of semiconductor light emitting elements, and light emitted from the respective semiconductor light emitting elements via the stage unit is received by the light receiving unit, and the first group of semiconductor light emitting elements is received. A first evaluation step for evaluating each light output characteristic of
A second installation step of releasing the fixation of the semiconductor wafer and moving the semiconductor wafer so that the wafer adsorption portion is covered with the first group of semiconductor light emitting elements; and from the exhaust port through the vacuum groove A second fixing step of reducing the pressure and fixing the semiconductor wafer to the wafer stacking surface again; and a second group different from the first group of semiconductor light emitting elements formed on the fixed semiconductor wafer. Electric power is applied to each of the semiconductor light emitting elements, light emitted from the respective semiconductor light emitting elements through the stage unit is received by the light receiving unit, and each light output of the second group of semiconductor light emitting elements is received. And a second evaluation step for evaluating the characteristics.
以下、本発明を実施するための形態(以下、本実施形態と称する)を説明する。ただし、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as this embodiment) will be described. However, the following embodiments do not limit the invention according to the claims. In addition, not all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solving means of the present invention.
[半導体発光素子評価装置]
図1は、本実施形態に係る半導体発光素子評価装置の構成の一例を示す図である。図1(a)は、本実施形態に係る半導体発光素子評価装置の上面模式図である。図1(b)は、本実施形態に係る半導体発光素子評価装置の断面模式図である。以下、図1を参照しながら、本実施形態に係る半導体素子評価装置の構成の一例について説明する。なお、本説明においては、半導体発光素子評価装置を通常使用する時の状態(すなわち、略水平な台などに設置された状態)を基準として説明する。
[Semiconductor Light-Emitting Element Evaluation Apparatus]
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the semiconductor light-emitting element evaluation apparatus according to this embodiment. FIG. 1A is a schematic top view of the semiconductor light-emitting element evaluation apparatus according to this embodiment. FIG. 1B is a schematic cross-sectional view of the semiconductor light-emitting element evaluation apparatus according to this embodiment. Hereinafter, an example of the configuration of the semiconductor element evaluation apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In this description, the semiconductor light-emitting element evaluation apparatus will be described with reference to a state in which the semiconductor light-emitting element evaluation apparatus is normally used (that is, a state in which the semiconductor light-emitting element evaluation apparatus is installed on a substantially horizontal table).
本実施形態に係る半導体発光素子評価装置1は、上面中央部に形成されたウェハ吸着部3と、側面部に形成された排気口7と、ウェハ吸着部3と排気口7とを空間的に接続する真空溝5と、を有するステージ部6と、ステージ部6の上面側に搭載される半導体ウェハ(図示しない)上の半導体発光素子に電力を印加することが可能なプローブ部4と、半導体発光素子から出力された光を受光するステージ部6の下面側に配置された受光部2と、を備える。また、ステージ部6は、平面部を有する形状であって、平面方向および垂直方向に移動可能である。
The semiconductor light-emitting
半導体発光素子評価装置1は、ステージ部6の上面中央部にウェハ吸着部3が備わっていることにより、半導体ウェハの外縁部をウェハ吸着部3に重ねたうえで、真空溝5を介して排気口7から減圧する。これにより、半導体ウェハをステージ部6上に固定しつつ、半導体ウェハ上の半導体発光素子のうち大部分の半導体発光素子を高精度に評価することが可能になる。すなわち、ステージ部6を上面視したときにウェハ吸着部3と重複しない領域の半導体発光素子は、ウェハ吸着部3による光の反射、屈折、吸収等の影響が低減されるため、測定箇所によらない一義的な補正によって各半導体発光素子の光学特性を評価することが可能になる。
The semiconductor light-emitting
ここで「ステージ部の上面中央部」とは、ステージ部6のウェハ積載面の略中央部であって、ステージ部6のウェハ積載面の一辺の長さ(ステージ部6のウェハ積載面が円形の場合は直径)に対して半分以下の長さの領域を意味し、好ましくは1/3以下の長さ、より好ましくは1/4以下の長さの領域を意味する。また、特にこれに制限されるものではないが、光学的干渉を低減する観点から、ウェハ吸着部3はステージ部6の上面中央部のみに備わっていることが好ましい。
Here, “the central portion of the upper surface of the stage portion” is a substantially central portion of the wafer loading surface of the
また、本実施形態に係る半導体発光素子評価装置1は、ステージ部6上に搭載される半導体ウェハを第2の軸方向に移動可能な搬送部(図示しない)をさらに備えていてよい。搬送部をさらに備えることで、ウェハを運び入れと運び出しを自動で実行させることができ、製造時間をさらに短縮させることが可能となる。
Moreover, the semiconductor light-emitting
本実施形態に係る半導体発光素子評価装置1は、半導体ウェハを複数枚収納できるマガジン部と半導体ウェハの向きを揃えるアライナー部と(図示しない)をさらに備えていてもよい。マガジン部とアライナー部を備えることで、複数枚のウェハを連続して自動で測定することができ、製造時間をさらに短縮させることが可能になる。
The semiconductor light-emitting
以下、半導体発光素子評価装置1の各構成について説明する。
Hereinafter, each structure of the semiconductor light-emitting
[ステージ部]
ステージ部6は、上面中央部に形成されたウェハ吸着部3と、側面部に形成された排気口7と、ウェハ吸着部3と排気口7とを空間的に接続する真空溝5を有する。また、ステージ部6は、平面方向および垂直方向に移動可能であり、半導体ウェハを載置する可動台としての機能を有する。すなわち、ステージ部6は、半導体ウェハを載置しつつ、垂直方向及び水平方向に移動することができる。
[Stage part]
The
また、ステージ部6の形状は、矩形状であってもよいし、円形状であってもよいが、これらに限られない。
The shape of the
また、ステージ部6の有する真空溝5は、図1(b)に示されるように、ステージ部6の平面方向のいずれか一つの軸方向である第1の軸方向に延在していることが好ましい。
Moreover, the
真空溝5がステージ部6の平面方向のいずれか一つの軸方向である第1の軸方向に延在していることで、半導体ウェハ上に形成された半導体発光素子から発光された光の真空溝部分における光学的干渉を、より低減することが可能になる。
The
また、ステージ部6は、図1(b)に示されるように、第1の軸方向に垂直かつステージ部6の平面に平行な第2の軸方向におけるステージの長さをLとし、第2の軸方向における吸着部3の開口部の長さをaとしたときに、a<L/4であることが好ましい。これにより、ある一つの状態で真空引きすることで固定された半導体ウェハの中で、光学的干渉を低減しながら測定可能な半導体発光素子の数を十分に確保できるため好ましい。a<L/4の関係を満たすことで、半導体ウェハの面積のうち略半数以上の半導体発光素子の光学的干渉を低減しながら測定可能になるため、2回の真空引きで全半導体発光素子を測定可能になる。
Further, as shown in FIG. 1B, the
また、ステージ部6は、半導体発光素子から出力された光に対する光透過率が50%以上の部材からなってよい。これにより、半導体ウェハ上に形成された半導体発光素子から発光され、ステージ部6によって吸収される光を最小限に留めることができ、半導体発光素子の特性を正確に測定することが可能となる。例えば半導体発光素子として紫外線LEDを採用した場合、光透過率が50%以上の部材としては石英からなるガラスが挙げられる。ただし、ステージ部6の材料はガラスに限定されず、様々な材料を利用することができる。また、発光特性を測定する構成であっても、ガラス以外の光透過性の樹脂等を用いることもできる。
The
また、図1では、半導体発光素子評価装置1におけるステージ部6が有するウェハ吸着部3が円形状である場合を示しているが、これに限定されるものではない。ウェハ吸着部3は、半導体ウェハを保持することができる形状であればよく、円形状以外にも、例えば、四角形状をはじめとする多角形状や、楕円形状、あるいは十字形状等のような、様々な形状およびそれらの組み合わせを採用することができる。
In addition, FIG. 1 shows a case where the wafer suction unit 3 included in the
また、ステージ部6は、CPU等によって構成される制御部(図示しない)によって、移動量、移動方向等の動作制御が行われるものであってもよい。
Further, the
[半導体ウェハ]
本実施形態の半導体発光素子評価装置1によって測定可能な半導体ウェハは、例えばサファイア基板からなるものであってもよい。サファイア基板は平面視において例えば円形状であって、その直径は、例えば、1インチ以上のものを用いることができる。ただし、形状や寸法はこれに限定されるものではない。
[Semiconductor wafer]
The semiconductor wafer that can be measured by the semiconductor light emitting
半導体ウェハ上の半導体発光素子としては、基板上に発光用のn型半導体層、活性層及びp型半導体層を積層した半導体層(LED構造)を形成されたものであってもよい。半導体層(LED構造)のp型半導体層の表面には、電流拡散層を形成してあってもよい。電流拡散層は、例えば、導電性の透明膜であるITO膜(インジウム錫酸化膜)であってよい。電流拡散層の表面にはボンディング電極を形成してあり、p型半導体層は、電流拡散層を介してボンディング電極に電気的に接続してあってよい。発光用の半導体層(LED構造)のn型半導体層と分離させて抵抗層としてのn型半導体層を形成してあってよい。抵抗層としてのn型半導体層の表面には、nオーミック電極を形成してあってよい。nオーミック電極の表面には、ボンディング電極を形成してあってよい。抵抗層のn型半導体層は、nオーミック電極を介してボンディング電極に電気的に接続してあってよい。抵抗層としてのn型半導体層の表面に形成されたオーミック電極と、発光用の半導体層(LED構造)のn型半導体層の表面に形成されたオーミック電極とは、配線層により接続されていてよい。配線層は、適長離隔して平行に配置された配線層を備えていてよい。 As a semiconductor light emitting element on a semiconductor wafer, a semiconductor layer (LED structure) in which a light emitting n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type semiconductor layer are stacked may be formed on a substrate. A current diffusion layer may be formed on the surface of the p-type semiconductor layer of the semiconductor layer (LED structure). The current diffusion layer may be, for example, an ITO film (indium tin oxide film) that is a conductive transparent film. A bonding electrode may be formed on the surface of the current diffusion layer, and the p-type semiconductor layer may be electrically connected to the bonding electrode through the current diffusion layer. An n-type semiconductor layer as a resistance layer may be formed separately from the n-type semiconductor layer of the light-emitting semiconductor layer (LED structure). An n-ohmic electrode may be formed on the surface of the n-type semiconductor layer as the resistance layer. A bonding electrode may be formed on the surface of the n ohmic electrode. The n-type semiconductor layer of the resistance layer may be electrically connected to the bonding electrode through the n ohmic electrode. The ohmic electrode formed on the surface of the n-type semiconductor layer as the resistance layer and the ohmic electrode formed on the surface of the n-type semiconductor layer of the light emitting semiconductor layer (LED structure) are connected by a wiring layer. Good. The wiring layer may include wiring layers arranged in parallel with an appropriate distance from each other.
また、半導体ウェハ上の半導体発光素子は、基板側から発光した光が取り出される裏面発光型LED構造であってもいい。 Further, the semiconductor light emitting device on the semiconductor wafer may have a backside light emitting LED structure from which light emitted from the substrate side is taken out.
また、半導体ウェハ上の半導体発光素子は、波長は赤外域でもよいし、可視域でもよいし、紫外域でもよい。 The wavelength of the semiconductor light emitting device on the semiconductor wafer may be in the infrared region, visible region, or ultraviolet region.
[プローブ部]
プローブ部4は、半導体ウェハに形成された半導体発光素子の電極から素子に電気信号を入力したり、素子から電気信号を取り出したりするのに用いられる。プローブ部4は、一般的に、銅、アルミニウム等の金属からなる触針を複数備える。触針の測定対象となる半導体発光素子に設けられた電極と接触する部分は、オーミック接触を形成する金属で構成されていることが好ましい。また、半導体発光素子の電極とオーミック接触となる金属を、触針の先端部にめっきしてもよい。触針はプローブ部4の本体部から押し出されるように付勢され、半導体発光素子の電極等に触針の先端が押し付けられたときに適度な圧力によって、電極とプローブ部4の各触針は、電源や測定器に接続される(図示しない)。そして、必要な測定内容によって、この電源から半導体発光素子に電気信号が入力され、それに応答して半導体発光素子から出力される信号を測定器で測定する。
[Probe part]
The probe unit 4 is used to input an electric signal to an element from an electrode of a semiconductor light emitting element formed on the semiconductor wafer and to extract an electric signal from the element. The probe unit 4 generally includes a plurality of styluses made of metal such as copper or aluminum. It is preferable that the part which contacts the electrode provided in the semiconductor light emitting element used as the measuring object of a stylus is comprised with the metal which forms ohmic contact. Moreover, you may plate the metal which will be in ohmic contact with the electrode of a semiconductor light emitting element on the front-end | tip part of a stylus. The stylus is urged so as to be pushed out from the main body of the probe unit 4, and when the tip of the stylus is pressed against the electrode of the semiconductor light emitting element, the stylus of the electrode and the probe unit 4 is pressed by an appropriate pressure. , Connected to a power source or a measuring instrument (not shown). Then, an electric signal is input from the power source to the semiconductor light emitting element according to the necessary measurement contents, and a signal output from the semiconductor light emitting element in response to the electric signal is measured with a measuring instrument.
[受光部]
受光部2は、半導体ウェハ上の半導体発光素子からの発光量を測定する機能を有する。
[Light receiving section]
The
受光部2は効率的に光学特性を取得する観点から、積分球と検出器(図示しない)とを備えていることが好ましい。
The
積分球とは、球面状の内壁が約100%の反射率に形成された球体を意味する。300nm〜1300nm程度の波長帯域の光を測定する場合には、球面状の内壁を、所定厚の硫酸バリウムでコーティングする。また、波長帯域250nm〜2500nmの光を測定する場合は、PTFE(ポリテトラフルオロチレン)の粉末を押し固めた内壁とされ、さらに、赤外域の波長帯域1μm〜2μmを測定する場合には、内壁を金メッキするのが好ましい。積分球は、高反射率の内壁を有するので、積分球の内部に光源を配置すると、光源からの放射光は、高反射率の内壁で拡散反射され、この拡散反射光が、繰り返し積分球の内壁に当たり拡散されることになる。この結果、放射光の指向性が積分されて、積分球内の計測位置に拘わらず、ほぼ均一な明るさを得ることができる。この計測値は、光源の全光量に比例するので、基準光源(マスタワーク)による基準出力値で校正することにより、測定対象の光源の光量を特定することが可能となる。 The integrating sphere means a sphere in which a spherical inner wall is formed with a reflectance of about 100%. When measuring light in a wavelength band of about 300 nm to 1300 nm, the spherical inner wall is coated with barium sulfate having a predetermined thickness. Further, when measuring light in the wavelength band of 250 nm to 2500 nm, the inner wall is made by compacting powder of PTFE (polytetrafluoroethylene), and when measuring the wavelength band of 1 μm to 2 μm in the infrared region, the inner wall Is preferably plated with gold. Since the integrating sphere has a highly reflective inner wall, when a light source is placed inside the integrating sphere, the emitted light from the light source is diffusely reflected by the highly reflective inner wall, and this diffuse reflected light is repeatedly reflected on the integrating sphere. It hits the inner wall and diffuses. As a result, the directivity of the radiated light is integrated, and almost uniform brightness can be obtained regardless of the measurement position in the integrating sphere. Since this measurement value is proportional to the total light amount of the light source, the light amount of the light source to be measured can be specified by calibrating with the reference output value from the reference light source (master work).
また、検出器とは、光量を測定できる機器を意味する。検出器に設置されたフォトダイオード部に光を照射すると、電流や電圧を発生し光量を測定することが出来る。検出器には光を波長ごとに分散させる分光器が備えられていてもよい。検出器を積分球内に設置することにより、測定対象の光源の光量を特定することが可能となる。 Moreover, a detector means the apparatus which can measure a light quantity. When light is applied to the photodiode portion installed in the detector, current and voltage can be generated and the amount of light can be measured. The detector may be provided with a spectrometer that disperses light for each wavelength. By installing the detector in the integrating sphere, the light quantity of the light source to be measured can be specified.
以下、本実施形態の半導体発光素子評価装置1のより具体的な形態や、半導体発光素子の評価方法に係る形態について、さらに説明する。
Hereinafter, a more specific form of the semiconductor light emitting
図1に示されるように、一例として、半導体発光素子評価装置1は、一辺の長さがLの正方形状のステージ部6の上面中央部に直径aのドーナツ状のウェハ吸着部3を有している。そして、このウェハ吸着部3は、真空溝5を介して排気口7につながっている。よって、排気口7に真空ポンプ等の装置を接続し、ウェハ吸着部3が半導体ウェハで覆われた状態で減圧せしめることで、半導体ウェハをステージ部6に固定することが出来る。
As shown in FIG. 1, as an example, the semiconductor light-emitting
図2は、ウェハ吸着部3の変形例を示す図である。ウェハ吸着部3は、例えば、図2(a)に示されるように円形状であってもよいし、図2(b)に示されるように多角形状であってもよいし、図2(c)に示されるようにクロス状であってもよい。さらに、これらの組み合わせであってもよい。 FIG. 2 is a diagram illustrating a modification of the wafer suction unit 3. For example, the wafer suction portion 3 may be circular as shown in FIG. 2A, polygonal as shown in FIG. 2B, or FIG. ) As shown in FIG. Further, a combination of these may be used.
また、上述したように、半導体発光素子評価装置1は、ステージ部6の上面側に搭載される半導体ウェハ上の半導体発光素子に電力を印加することが可能なプローブ部4と、半導体発光素子から出力された光を受光するステージ部6の下面側に配置された受光部2と、を備えている。ステージ部6が、垂直方向および水平方向に移動可能な場合は、プローブ部4と受光部2は、固定されていても、ステージ部6のほうが動くことによって測定が可能である。またステージ部6が移動できない場合は、プローブ部4と受光部2との水平方向における相対的位置関係を保持したまま、プローブ部4と受光部2とを移動可能な構成とすることにより、測定を行うことが可能である。
Further, as described above, the semiconductor light emitting
また、本例の半導体発光素子評価装置1の真空溝5は、図1(b)に示されるように、第1の軸方向に延在している。そして、第1の軸方向に垂直かつステージ部6の平面に平行な第2の軸方向におけるステージ部6の長さをLとして、この第2の軸方向におけるウェハ吸着部3の開口部の長さをaとすると、a<L/4の関係を満たしていることが好ましい。
Moreover, the
図3は、本実施形態の半導体発光素子評価装置のステージ部上面に、半導体発光素子が形成された半導体ウェハを積載した状態における上面模式図および断面模式図である。 FIGS. 3A and 3B are a schematic top view and a schematic cross-sectional view in a state where a semiconductor wafer on which a semiconductor light emitting element is formed is stacked on the upper surface of the stage portion of the semiconductor light emitting element evaluation apparatus of the present embodiment.
図3(a)および図3(b)に示されるように、半導体ウェハ10の外縁部でウェハ吸着部3を覆った状態で半導体ウェハ10を固定する第1設置工程と、排気口7から真空溝5を介して減圧することで半導体ウェハ10をステージ部6上に固定する第1固定工程とを行う。そして第1の群11の半導体発光素子のそれぞれに対してプロ−ブ部4から電力を印加し、電力が印加された半導体発光素子からステージ部6を介して出射した光を受光部2が受光する(第1評価工程)。ここで、図3(a)を参照すると、半導体ウェハ10の半分以上の領域(第1の群)11に存在する半導体発光素子から出力されて受光部2にて受光される光は、ウェハ吸着部3および真空溝5による光学的干渉を生じることなく、第1の群11に存在する半導体発光素子の光学特性を評価可能であることが理解される。
As shown in FIG. 3A and FIG. 3B, the first installation step of fixing the
次いで、一度減圧を開放して半導体ウェハ10の固定を解除する。そして、図3(c)および図3(d)に示されるように、ウェハ吸着部3が、上述した第1評価工程で測定された第1の群11で覆われる状態になるように半導体ウェハ10を移動してから(第2設置工程)、再び減圧して半導体ウェハ10を固定する第2固定工程を行う。その後、第1評価工程と同様に、第2の群12の半導体発光素子のそれぞれに対してプロ−ブ部4から電力を印加し、電力が印加された半導体発光素子からステージ部6を介して出射した光を受光部2が受光する(第2評価工程)。このような工程を経ることで、図3(c)に示されるように、未測定の半導体ウェハ10の第2の群12に存在する半導体発光素子は、ウェハ吸着部3および真空溝5による光学的干渉を生じることなく、第2の群12の半導体発光素子の光学特性を評価可能であることが理解される。また、この際、半導体ウェハ10は、真空溝5が延在する第1の軸方向に垂直かつ、ステージ部6の平面部に平行な第2の軸方向に移動することが効率的であり、より好ましい。
Next, the decompression is once released and the fixation of the
以上のような工程を経ることで、半導体ウェハ10上のすべての半導体発光素子について、ウェハ吸着部3および真空溝5による光学的干渉を生じることなく光学特性を評価することが可能になることが理解される。
Through the above steps, it is possible to evaluate the optical characteristics of all the semiconductor light emitting elements on the
ところで、ステージ部6の大きさや半導体ウェハ10の大きさによっては、ステージ部6の端の近傍にて測定される半導体発光素子は、ステージ部6の端部方向に出射した光の一部が受光部2に到達しない、ステージ部6とは光の吸光率等が異なる空間を通過して受光部2に到達する、等の事象が発生することが想定される。これを補償するために、図4に示されるように、ステージ部6の側面(第1の軸方向に平行な側面)を反射率の高い部材15で覆うようになっていると、より好ましい。
By the way, depending on the size of the
また、半導体ウェハ10の大きさとしては、真空溝5が延在する第1の軸方向に垂直かつステージ部6の平面部に平行な第2の軸方向におけるステージの長さをLとし、半導体ウェハ10の直径をφとしたときに、φ<L/2であることが効率的であり、より好ましい。また、少ない移動回数ですべての半導体発光素子の光学特性の評価を実現する観点から、a<φ/2であると、より好ましい。
Further, the size of the
ここまで、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらすすべての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、すべての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。 Up to this point, one embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that the present invention may be implemented in various forms within the scope of the technical idea. The scope of the present invention is not limited to the illustrated and described exemplary embodiments, but includes all embodiments that provide the same effects as those intended by the present invention. Further, the scope of the invention can be defined by any desired combination of particular features among all the disclosed features.
1 半導体発光素子評価装置
2 受光部
3 ウェハ吸着部
4 プローブ部
5 真空溝
6 ステージ部
7 排気口
10 半導体ウェハ
11 第1の領域
12 第2の領域
15 高反射率部材
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記ステージ部の前記ウェハ積載面に搭載される半導体ウェハ上の半導体発光素子に電力を印加することが可能なプローブ部と、
前記半導体発光素子から出力される光を受光する前記ウェハ積載面とは逆の面側に配置された受光部と、
を備え、
前記真空溝は、前記ステージ部の平面方向のいずれか一つの軸方向である第1の軸方向に延在し、前記プローブ部にて前記半導体発光素子に電力を印加する際に、前記半導体ウェハおよび前記受光部を、前記第1の軸方向に垂直かつ前記ステージ部の平面部に平行である第2の軸方向に移動する、半導体発光素子の評価装置。 It is movable in the plane direction and the vertical direction, and the wafer suction part formed in the center part of the wafer stacking surface, the exhaust port formed in the side part, and the wafer suction part and the exhaust port are spatially connected. A stage portion having a vacuum groove,
A probe unit capable of applying electric power to a semiconductor light emitting element on a semiconductor wafer mounted on the wafer loading surface of the stage unit;
A light receiving portion disposed on the side opposite to the wafer loading surface for receiving light output from the semiconductor light emitting element;
With
The vacuum groove extends in a first axial direction which is any one axial direction of the planar portion of the stage portion, and when applying power to the semiconductor light emitting element in the probe portion, the semiconductor wafer And an apparatus for evaluating a semiconductor light-emitting element, wherein the light-receiving unit is moved in a second axial direction that is perpendicular to the first axial direction and parallel to the planar portion of the stage unit.
前記ステージ部の前記ウェハ吸着部を、その外縁部で覆うように半導体ウェハを設置する第1設置工程と、
前記排気口から前記真空溝を介して減圧を行い、前記半導体ウェハを前記ウェハ積載面に固定する第1固定工程と、
固定された前記半導体ウェハ上に形成された第1の群の半導体発光素子のそれぞれに電力を印加し、前記それぞれの半導体発光素子から前記ステージ部を介して出射された光を前記受光部において受光し、前記第1の群の半導体発光素子のそれぞれの光出力特性を評価する第1評価工程と、
前記半導体ウェハの固定を解除し、前記ウェハ吸着部が前記第1の群の半導体発光素子で覆われるように前記半導体ウェハを移動する第2設置工程と、
前記排気口から前記真空溝を介して減圧を行い、再び前記半導体ウェハを前記ウェハ積載面に固定する第2固定工程と、
固定された前記半導体ウェハ上に形成された前記第1の群の半導体発光素子とは異なる第2の群の半導体発光素子のそれぞれに電力を印加し、前記それぞれの半導体発光素子から前記ステージ部を介して出射された光を前記受光部において受光し、前記第2の群の半導体発光素子のそれぞれの光出力特性を評価する第2評価工程と、
を備える半導体発光素子の評価方法。 A method for evaluating a semiconductor light-emitting element using the semiconductor light-emitting element evaluation apparatus according to claim 1,
A first installation step of installing a semiconductor wafer so as to cover the wafer adsorption portion of the stage portion with an outer edge portion thereof;
A first fixing step of reducing the pressure from the exhaust port through the vacuum groove and fixing the semiconductor wafer to the wafer loading surface;
Electric power is applied to each of the first group of semiconductor light emitting elements formed on the fixed semiconductor wafer, and light emitted from each of the semiconductor light emitting elements via the stage unit is received by the light receiving unit. And a first evaluation step for evaluating each light output characteristic of the first group of semiconductor light emitting devices,
A second installation step of releasing the fixation of the semiconductor wafer and moving the semiconductor wafer so that the wafer suction portion is covered with the first group of semiconductor light emitting elements;
A second fixing step of reducing the pressure from the exhaust port through the vacuum groove and fixing the semiconductor wafer to the wafer loading surface again;
Power is applied to each of the second group of semiconductor light emitting elements different from the first group of semiconductor light emitting elements formed on the fixed semiconductor wafer, and the stage unit is moved from the respective semiconductor light emitting elements. A second evaluation step of receiving the light emitted through the light receiving unit and evaluating the light output characteristics of each of the second group of semiconductor light emitting elements;
A method for evaluating a semiconductor light emitting device comprising:
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JP2015063038A JP2016184607A (en) | 2015-03-25 | 2015-03-25 | Evaluation device and evaluation method of semiconductor light-emitting element |
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-
2015
- 2015-03-25 JP JP2015063038A patent/JP2016184607A/en active Pending
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