JPS62207904A - Measuring instrument for light emission wavelength and area of wafer - Google Patents
Measuring instrument for light emission wavelength and area of waferInfo
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- Led Devices (AREA)
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ウェハー、特に発光ダイオード（ＬＥＤ）用
ウェハーの発光波長及びウェハー面積を同時測定するウ
ェハー発光波長及び面積測定装置に関する。
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a wafer emission wavelength and area measuring device for simultaneously measuring the emission wavelength and wafer area of a wafer, particularly a wafer for light emitting diodes (LEDs).
.
一般にＬＥＤ用ウヱつ−では、面積により取引価格が決
められるが、ウェハーは高価であるので、その種類毎に
ウェハー面積を正確に測定することが必要である。また
、ウェハーの種類はその発光波長により分類されるので
、発光波長を測定することも必要である。Generally, the transaction price of LED wafers is determined by the area, but since wafers are expensive, it is necessary to accurately measure the wafer area for each type. Furthermore, since the types of wafers are classified according to their emission wavelengths, it is also necessary to measure the emission wavelengths.
そこで従来は、先ず人手により分光計等を用い、ウェハ
ー毎にフォトルミネセンス（ＰＬ）及び、または、エレ
クトロルミネセンス（ＥＬ）を測定して製品区分けのチ
ェックをし、それから１枚づつ光学的にウェハー面積を
測定していた。Conventionally, the photoluminescence (PL) and/or electroluminescence (EL) of each wafer was measured manually using a spectrometer, etc. to check product classification, and then each wafer was optically measured. The wafer area was being measured.
しかしながら、このような従来のウェハー測定方式では
、先ず人手によりウェハー発光波長を測定して製品の区
分けに誤りがないかチェックし、その後、面積測定を行
うと言うように、二工程で測定をしていた為、多大な労
力を要し、製品のコストアンプ要因になっていた。また
、製品区分が非常に細かく、多種類かつ、多数の製品を
チェックする必要がある場合は、人手による区分はチェ
ック作業自体も大変であった。However, in this conventional wafer measurement method, measurement is performed in two steps: first manually measuring the wafer emission wavelength to check for errors in product classification, and then measuring the area. This required a great deal of labor and increased the cost of the product. In addition, when product classification is very detailed and it is necessary to check a large number of products of many types, the checking work itself is difficult to classify manually.
本発明は上記問題点を解決するためのもので、人手によ
らず、ウェハーの発光波長及び面積を、正確に同時測定
することのできるウェハー発光波長及び面積測定装置を
提供することを目的とする。The present invention is intended to solve the above problems, and aims to provide a wafer emission wavelength and area measuring device that can accurately and simultaneously measure the emission wavelength and area of a wafer without manual intervention. .
Ｃ問題点を解決するための手段〕
そのために本発明のウェハー発光波長及び面積測定装置
は、ウェハー表面に励起光を照射し、走査する手段、ウ
ェハーからのフォトルミネッセンス光から励起光をカッ
トするフィルタ、フィルタを透過した光を分光する分光
器、分光器からの出力が所定レベル以上である時に出ツ
ノを発する波形整形回路、波形整形回路出力からウェハ
ー面積を求める手段、及び分光器出力からウェハー発光
波長を判別する手段を備えたことを特徴とする。Means for Solving Problem C] To this end, the wafer emission wavelength and area measurement device of the present invention includes means for irradiating and scanning the wafer surface with excitation light, and a filter for cutting off the excitation light from photoluminescence light from the wafer. , a spectroscope that separates the light transmitted through the filter, a waveform shaping circuit that emits a horn when the output from the spectroscope is above a predetermined level, a means for determining the wafer area from the waveform shaping circuit output, and a wafer light emission from the spectrometer output. It is characterized by comprising means for determining wavelength.
本発明のウェハー発光波長及び面積測定装置では、ウェ
ハー表面に励起光を照射して走査し、照射光がウェハー
上を走査している時のみ放射されるフォトルミネッセン
ス光を利用してウェハーの面積を測定し、同時にフォト
ルミネッセンス光の分光スペクトルからウェハーの発光
波長も測定することにより、一工程でウェハー発光波長
とつエバー面積の測定を行うことが可能となる。In the wafer emission wavelength and area measuring device of the present invention, the wafer surface is irradiated with excitation light and scanned, and the area of the wafer is measured using photoluminescence light that is emitted only when the irradiation light is scanning the wafer. By simultaneously measuring the emission wavelength of the wafer from the spectrum of the photoluminescence light, it becomes possible to measure the emission wavelength of the wafer and the ever area in one step.
以下、実施例を図面を参照しつつ説明する。 Examples will be described below with reference to the drawings.
第１図は本発明によるウェハー発光波長及び面積測定装
置の概略構成を示す図、第２図は励起光を照射し、走査
する装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a wafer emission wavelength and area measuring device according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a device for irradiating and scanning excitation light.
図中、１は被測定ウェハー、２はウェハー搬送シー ト
、’３は照射光線、４はＰＬ光、５は集光レンズ、６は
励起光カットフィルタ、７は光ファイバー、８は分光器
、９は分光波長測定装置、１０はウェハー面積測定装置
、１１はレーザ光源、１２は光線、１３はミラー、１４
はポリゴンミラー、１５はポリゴンミラー駆動用パルス
モータ、１６はコリメータレンズである。In the figure, 1 is a wafer to be measured, 2 is a wafer transport sheet, 3 is an irradiation light beam, 4 is a PL light, 5 is a condenser lens, 6 is an excitation light cut filter, 7 is an optical fiber, 8 is a spectrometer, 9 1 is a spectroscopic wavelength measuring device, 10 is a wafer area measuring device, 11 is a laser light source, 12 is a light beam, 13 is a mirror, 14
1 is a polygon mirror, 15 is a pulse motor for driving the polygon mirror, and 16 is a collimator lens.
図において、レーザ光ｔＡ１１から出たレーザ光１２は
ミラー１３で反射されてクロックパルスに同期して回転
するポリゴンミラー１４に入射し、ポリゴンミラー１４
上に焦点を有するコリメータレンズ１６により平行光＆
？ｔ ３となってウェハー搬送シート２により所定の速
度で搬送されている被測定ウェハー１上を走査する。と
ころで、半導体結晶に、その半導体のエネルギーギヤツ
ブより大きなエネルギーを持つ光を照射すると、エネル
ギー遷移が起こり、ＰＬ光として観測される。今、図の
点Ａから、点Ｂに向かって照射光線が走査されていくと
すると、レーザ光がウェハーから外れた時はＰＬ光は得
られず、ウェハー上に照射された時ＰＬ光が得られるこ
とから、ウェハー１のエツジＣからエツジＤまでの部分
でＰＬ光４が放射される。そこで、ＰＬ光４を集光レン
ズ５で集光し、励起光カットフィルタ６、光ファイバー
７を通して分光器８へ導く。一方、レーザ光はパルスモ
ータにより正確に走査されているから、分光器８から得
られる出力パルス幅を測定することによりエツジ間隔が
測定され、これとウェハー搬送速度とからウェハーの面
積を測定することができる。In the figure, a laser beam 12 emitted from a laser beam tA11 is reflected by a mirror 13 and enters a polygon mirror 14 that rotates in synchronization with a clock pulse.
Parallel light &
? At t3, the wafer 1 to be measured, which is being transported at a predetermined speed by the wafer transport sheet 2, is scanned. By the way, when a semiconductor crystal is irradiated with light having an energy greater than the energy gear of the semiconductor, an energy transition occurs and is observed as PL light. Now, if the irradiation beam is scanned from point A to point B in the figure, when the laser beam leaves the wafer, no PL light is obtained, and when the laser beam is irradiated onto the wafer, PL light is obtained. Therefore, the PL light 4 is emitted from the edge C to the edge D of the wafer 1. Therefore, the PL light 4 is condensed by a condenser lens 5 and guided to a spectrometer 8 through an excitation light cut filter 6 and an optical fiber 7. On the other hand, since the laser beam is accurately scanned by a pulse motor, the edge spacing can be measured by measuring the output pulse width obtained from the spectrometer 8, and the wafer area can be measured from this and the wafer transport speed. I can do it.
また、ＬＥＤの材料として用いられる周期率表第ｍｂ族
及び第ｖｂ族元素からなる化合物、例えばＧａＡｓ、Ｇ
ａ、１ＡＩＨ−ｘ ＡＳ％ ＧａＡｓ＊ Ｐ＋−８等化
合物半導体、特に多元混晶では、観測されたＰＬ波長よ
りその発光波長及び組成比Ｘを決定することができる。In addition, compounds consisting of elements of Group MB and Group VB of the periodic table used as materials for LEDs, such as GaAs, G
a, 1AIH-x AS% GaAs*P+-8 Compound semiconductors, especially multi-component mixed crystals, can determine their emission wavelength and composition ratio X from the observed PL wavelength.
従って、分光器８から得られる分光スペクトルのピーク
波長よりウェハーを分類することができる。特にＬＥＤ
用多元混晶半導体の場合には、ＰＬ波長はＥＬ波長と良
い相関を示すため、ＬＥＤの発光色も分かり、発光色で
分類することができる。特に、緑〜黄色系の発光色は肉
眼にも敏感なため、製品の発光波長別の細かい分類が必
要であるが、ウェハ一単位で区分することが可能となる
。更に計算処理して主波長（ＪＩｓ、Ｚ８７０１）を用
いれば目で感じる色相に近い分類が可能となる。Therefore, wafers can be classified based on the peak wavelength of the spectroscopic spectrum obtained from the spectroscope 8. Especially LED
In the case of multi-component mixed crystal semiconductors, the PL wavelength shows a good correlation with the EL wavelength, so the color of the LED's light emission can also be determined, and it is possible to classify the light emission color. In particular, emitted light colors in the green to yellow range are sensitive to the naked eye, so detailed classification of products by emitted wavelength is required, but it is possible to classify them on a wafer basis. If further calculation processing is performed and the dominant wavelength (JIs, Z8701) is used, it becomes possible to classify hues close to those perceived by the human eye.
従って、これらの測定装置にパッケージング装置を取り
付けることにより、ウェハー組成比毎に、ＬＥＤ用ウェ
ハーの場合、容易に発光色毎に分類して包装し、出荷す
ることができる。Therefore, by attaching a packaging device to these measuring devices, it is possible to easily classify, package, and ship wafers for each wafer composition ratio and, in the case of LED wafers, for each emitted light color.
なお、Ｇ ａ ＡＳＩ−Ｘ Ｐ Ｘ Ｌ Ｅ Ｄ用ウェ
ハーの発光波長と発光色は次のようなものである。Note that the emission wavelength and emission color of the wafer for G a ASI-X PXLED are as follows.
次に、第３図、第４図によりウェハー面積ｖＩ［Ｉ＋定
について詳細に説明する。Next, the wafer area vI[I+ constant will be explained in detail with reference to FIGS. 3 and 4.
第３図は第１図における分光器の一実施例を示す図、第
４図は波形図である。図中、２０は第１図の光ファイバ
ー７からの入射光、２１は回折格子、２２は回折光、２
３は？ｉＩ数個並べられたフォトセンサ・２４１〜２４
７はバッファ、２５は各バッファ出力が加えられる加算
器、２６は加算器出力が所定値以上のとき出力を発する
比較器である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the spectroscope in FIG. 1, and FIG. 4 is a waveform diagram. In the figure, 20 is the incident light from the optical fiber 7 of FIG. 1, 21 is the diffraction grating, 22 is the diffracted light, 2
What about 3? iI Several photosensors lined up・241~24
7 is a buffer, 25 is an adder to which the outputs of each buffer are added, and 26 is a comparator that outputs an output when the output of the adder is greater than a predetermined value.
図において、光ファイバー７からのＰＬ光の入射光２０
を回折格子２１に入射させるごとにより、ＰＬ光が分光
させられ、各フォトセンナを波長毎に割りつけておけば
、バッファ２４．〜２４、からはＰＬの分光スペクトル
が得られる。一方、各バッファ２４＋〜２４ｎの出力を
加算器２５で加算し、この出力を比較器２６で所定基準
値と比較することによりウェハーエツジ間隔に対応した
幅を有するパルスが得られる。今、第４図（Ａ）に示す
ように、レーザ光の照射周期をＴｓ ｓｅｃ 、ポリゴ
ンミラー１４によるレーザ光のパルス幅をＴｐ ｓｅｃ
％同図（Ｂ）に示すように比較器２６から得られるＰ
Ｌ光のパルス幅をＴ。ｓｅｃ 、 同図（Ｃ）のように
クロックパルス幅をΔｔ ｓｅｃとし、ポリゴンミラー
エ４による■スキャンの長さをＬ国 、クロックΔｔ
ｓｅｃ間におけるスキャン長さをΔＬＣＩ１１とすると
、
Ｔ。In the figure, incident light 20 of PL light from an optical fiber 7
Each time the PL light is made incident on the diffraction grating 21, the PL light is separated, and if each photo sensor is assigned to each wavelength, the buffer 24. ~24, the PL spectrum can be obtained. On the other hand, by adding the outputs of the buffers 24+ to 24n in an adder 25 and comparing this output with a predetermined reference value in a comparator 26, a pulse having a width corresponding to the wafer edge interval is obtained. Now, as shown in FIG. 4(A), the irradiation period of the laser beam is Ts sec, and the pulse width of the laser beam by the polygon mirror 14 is Tp sec.
%As shown in the same figure (B), P obtained from the comparator 26
The pulse width of the L light is T. sec, as shown in the same figure (C), the clock pulse width is Δt sec, the length of ■scan by polygon mirror 4 is L country, clock Δt
If the scan length in seconds is ΔLCI11, then T.
従って、ウェハーエツジ間の間隔りは、Δ ｔ
となる。そこでウェハーの送り速度をＶ ｃ＋ｏ ／
ｓｅｃとすると、Ｔ３秒間に移動したウェハーの面積Δ
Ｓは
ΔＳさＤ−ＴＳ ・Ｖ （ｃｄ）
となる。このΔＳを積分することによりウェハー面積を
求めることができる。Therefore, the spacing between wafer edges is Δt. Therefore, the wafer feeding speed is V c+o /
sec, the area of the wafer moved in T3 seconds is Δ
S becomes ΔS D−TS ·V (cd). By integrating this ΔS, the wafer area can be determined.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、搬送
中のウェハーにレーザ光等の光線を照射し、ウェハーか
ら放射されるＰＬ光を検出するようにしているので、Ｐ
Ｌの分光スペクトルを利用して、ウェハー面積と同時に
ウェハーの発光波長もｉ４＋１定することができ、従来
二工程で行っていた作業を一工程で済ますことができる
。また、ＬＥＤ用ウェハーの場合は、発光色による分類
が可能になり、容易に発光色毎に包装して出荷すること
ができる。As is clear from the above description, according to the present invention, the wafer being transported is irradiated with a beam of light such as a laser beam, and the PL light emitted from the wafer is detected.
Using the optical spectrum of L, the wafer area and the wafer's emission wavelength can be determined at the same time as i4+1, and the work that conventionally required two steps can be completed in one step. Furthermore, in the case of LED wafers, it is possible to classify them by emitted color, and they can be easily packaged and shipped by emitted color.
第１図は本発明によるウェハー発光波長及び面ａΔｌす
定装置の概略構成を示す図、第２図は励起光を照射し、
走査する装置の構成を示す図、第３図は第１図における
分光器の一実施例を示す図、第４図は波形図である。
ｌ・・・被測定ウェハー、２・・・ウェハー搬送シート
、３・・・照射光線、４・・・ＰＬ光、５・・・集光レ
ンズ、６・・・励起光カットフィルタ、７・・・光ファ
イバー、８・・・分光器、９・・・分光波長測定装置、
１０・・・ウェハー面積測定装置、１１・・・レーザ光
源、１２・・・照射ビーム、１３・・・ミラー、１４・
・・ポリゴンミラー、１５・・・ポリゴンミラー駆動用
パルスモータ、１６・・・コリメータレンズ ２０・・
・入射光、２１・・・回折格子、２２・・・反射光、２
３・・・フォトセンサ、２４１〜２４．ｌ・・・バッフ
ァ、２５・・・加算器、２６・・・比較器
出 願 人 三菱モンサント化成株式会社代理人弁理
士 蛭 川 晶 信（外２名）どゝ
ど−と−
＜： ｃｏ ＋Ｊ−ノ
−Ｊ 。
手 続 ネ甫 正 暑） （自発）
昭和６１年 ４月１１ 日
特許庁長官 宇 賀 道 部 殿 １回１、事件
の表示 昭和６１年特許願第 ５００８４号２、発明の
名称 ウヱハー発光波長及び面積測定装置３、補正をす
る者
事件との関係 特許出願人
住 所 東京都千代田区丸の内二丁目５番２号名
称（６０４）三菱モンサンド化成株式会社代表者榛原四
部
４、代理人
５、補正命令の日付 な し
６、補正により増加する発明の数 な し７、補正
の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。
、−一・ζノ
ｌｊ。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a device for determining the wafer emission wavelength and surface aΔl according to the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the spectrometer in FIG. 1, and FIG. 4 is a waveform diagram. l... Wafer to be measured, 2... Wafer transport sheet, 3... Irradiation light, 4... PL light, 5... Condensing lens, 6... Excitation light cut filter, 7...・Optical fiber, 8... Spectrometer, 9... Spectral wavelength measurement device,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Wafer area measuring device, 11... Laser light source, 12... Irradiation beam, 13... Mirror, 14...
...Polygon mirror, 15...Pulse motor for driving polygon mirror, 16...Collimator lens 20...
- Incident light, 21... Diffraction grating, 22... Reflected light, 2
3... Photo sensor, 241-24. l...buffer, 25...adder, 26...comparator Applicant: Mitsubishi Monsanto Chemicals Co., Ltd. Representative Patent Attorney Akira Hirukawa (2 others) What?
Do-to- <: co +J-no
-J. (Procedure: Neho Masaharu) (Voluntary) April 11, 1986 Mr. Michibu Uga, Commissioner of the Japan Patent Office 1 time 1, Indication of the case: 1985 Patent Application No. 50084 2, Title of the invention: Wafer emission wavelength and area Measuring device 3, relationship with the amendment person case Patent applicant address: 2-5-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo
Name (604) Mitsubishi Monsando Kasei Co., Ltd. Representative: Haibara Shibe 4, Agent: 5, Date of amendment order: None 6, Number of inventions to be increased by the amendment: None 7, Subject of amendment: Detailed explanation of the invention in the specification Column. , -1 ζ no lj.
Claims (5)
ェハーから放射されるフォトルミネッセンス光から励起
光をカットするフィルタ、フィルタを透過した光を分光
する分光器、分光器からの出力が所定レベル以上である
時に出力を発する波形整形回路、波形整形回路出力から
ウェハー面積を求める手段、及び分光器からの分光スペ
クトルによりウェハー発光波長を判別する手段を備えた
ウェハー発光波長及び面積測定装置。(1) A means for irradiating and scanning the wafer surface with excitation light, a filter for cutting the excitation light from the photoluminescence light emitted from the wafer, a spectrometer for separating the light transmitted through the filter, and an output from the spectrometer at a predetermined level. A wafer emission wavelength and area measuring device comprising: a waveform shaping circuit that emits an output when the above conditions are met; a means for determining the wafer area from the output of the waveform shaping circuit; and a means for determining the wafer emission wavelength from a spectroscopic spectrum from a spectrometer.
出力から得られるウェハーエッジ間隔、励起光走査周期
、ウェハー搬送速度からウェハー面積を求めることから
なる特許請求の範囲第１項記載のウェハー発光波長及び
面積測定装置。(2) The wafer emission wavelength according to claim 1, wherein the means for determining the wafer area determines the wafer area from the wafer edge spacing, the excitation light scanning period, and the wafer transport speed obtained from the output of the waveform shaping circuit. and area measuring device.
格子からの回折光を、波長毎に割りつけた複数のフォト
センサで受光して光電変換することからなる特許請求の
範囲第１項記載のウェハー発光波長及び面積測定装置。(3) The spectrometer is configured to receive diffracted light from a diffraction grating into which the filter-transmitted light is incident, using a plurality of photosensors assigned to each wavelength, and photoelectrically convert the received light into electricity. The wafer emission wavelength and area measuring device described.
ことからなる特許請求の範囲第１項記載のウェハー発光
波長及び面積測定装置。(4) The wafer emission wavelength and area measuring device according to claim 1, wherein the wafer is a wafer for a light emitting diode.
とからなる特許請求の範囲第１項記載のウェハー発光波
長及び面積測定装置。(5) The wafer emission wavelength and area measuring device according to claim 1, which comprises computing and processing the spectrometer output to determine the dominant wavelength.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5008486A JPH0752096B2 (en) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | Wafer-emission wavelength and area measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5008486A JPH0752096B2 (en) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | Wafer-emission wavelength and area measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62207904A true JPS62207904A (en) | 1987-09-12 |
| JPH0752096B2 JPH0752096B2 (en) | 1995-06-05 |
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ID=12849154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5008486A Expired - Fee Related JPH0752096B2 (en) | 1986-03-07 | 1986-03-07 | Wafer-emission wavelength and area measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0752096B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016208049A1 (en) * | 2015-06-26 | 2016-12-29 | 株式会社日立製作所 | Laser light position control device and measuring device |
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| JPS6032234A (en) * | 1983-08-03 | 1985-02-19 | Hitachi Ltd | Formation of filming film of cathode-ray tube |
| JPS60135805A (en) * | 1983-12-26 | 1985-07-19 | Hitachi Ltd | Pattern detecting method and apparatus therefor |
-
1986
- 1986-03-07 JP JP5008486A patent/JPH0752096B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0752096B2 (en) | 1995-06-05 |
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