KR20130023065A - 발광소자의 검사장치 및 검사방법 - Google Patents

발광소자의 검사장치 및 검사방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 확장 웨이퍼 상의 발광소자의 광학 특성의 검사의 효율화를 높여, 단위 시간당 검사 개수를 증대시키는 검사장치와 검사방법을 제공하기 위한 것이다. 복수 개의 웨이퍼 척을 갖춘 웨이퍼 척 스테이지와, 각 웨이퍼 척에 로드된 확장 웨이퍼 상의 발광소자의 위치를 측정하는 위치 측정장치와, 각 확장 웨이퍼의 각각에 대응하여 설치된 포토디텍터 및 프로브와, 각 확장 웨이퍼 상의 발광소자가 순차적으로 대응하는 프로브의 아래쪽에 오도록 웨이퍼 척 스테이지를 XY축 방향으로 이동시키는 수단과, 프로브가 발광소자의 전극위치에 대응하는 위치에 오도록 각 프로브를 이동시키는 수단과, 프로브를 대응하는 각각의 발광소자의 전극과 접촉시키는 수단을 갖추는 제어장치를 가지고 있는 검사장치 및 상기 검사장치를 이용하는 검사방법을 제공하는 것에 의해서 해결한다.

Description

발광소자의 검사장치 및 검사방법{Inspection Apparatus for Light Emitting Device and Method thereof}
본 발명은, 발광소자의 검사장치 및 검사방법에 관한 것으로, 상세하게는, 확장(expand) 웨이퍼 상의 LED 소자 등의 발광소자의 광학 특성을 검사하는 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.
웨이퍼 상에 형성된 반도체 소자의 검사에 있어서는, 검사 비용을 낮추기 위하여, 단위 시간당 검사 개수를 얼마나 늘릴지가 큰 과제이다. 그러나, 다이싱(dicing) 되어, 테이프 상에서 확장된 확장 웨이퍼에 있어서는, 검사 대상이 되는 반도체 소자의 간격이 일정하지 않고, 또한, 웨이퍼마다 다르기 때문에, 검침에 앞서 각각의 반도체 소자의 위치 정보를 웨이퍼마다 취득할 필요가 있어, 단위 시간당 검사 개수를 많이 하고자 할 때 큰 장해가 되고 있다.
특히, 검사 대상이 되는 반도체 소자가 예를 들어 LED 소자와 같은 발광소자로서, 그 휘도나 색도 등의 광학 특성을 검사하는 경우에는, 포토디텍터를 검사 대상이 되는 발광소자의 근방에 배치할 필요가 있지만, 예를 들어 광검출기를 구비한 적분구를 포토디텍터로서 이용하는 경우에는, 그 외형 치수는, 통상, 확장 웨이퍼와 같은 정도가 되기 때문에, 한 장의 확장 웨이퍼에 대해서 한 개의 포토디텍터 밖에 배치하지 못하고, 발광소자의 광학 특성의 검사는 한 개씩밖에 행할 수 없는 제약이 있다.
한편, 예를 들어 특허문헌 1에 있어서는, 다이싱 처리에 의해서 개별적으로 분할된 웨이퍼 상의 반도체 소자의 검사 장치로서, 각각 다른 반도체 소자와 접촉하는 2개의 프로브를 이용하여 동시에 2개의 반도체 소자의 전기적 특성의 검사를 행하는 것에 의해 검사 시간의 단축화를 도모한 장치가 제안되고 있다. 이 장치에 있어서는, 포토디텍터를 배치하는 것에 의해 광학 특성의 검사도 가능하다고 여겨지고 있다. 그러나, 특허문헌 1의 장치에 있어서는, 포토디텍터는, 2개의 프로브의 어느 한쪽의 근방을 측정할 수 있게 위치맞춤하기 위한 것이며, 광학 특성의 검사측면에서는 검사시간의 단축을 기대할 수 없다.
특허문헌 1: 일본특허 제4646271호 공보
본 발명은, 상기 종래 기술의 결점을 해결하기 위해서 행해진 것으로, 확장 웨이퍼 상의 발광소자의 광학 특성의 검사의 효율화를 높여, 단위 시간당 검사 개수를 증대시킬 수 있는 발광소자의 검사장치와 검사방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
본 발명자들은 상기의 과제를 해결하기 위해 열심히 연구를 거듭한 결과, 웨이퍼 척(chuck) 스테이지에 복수 개의 웨이퍼 척을 구비함과 동시에, 이들 복수 개의 웨이퍼 척의 각각에 대응시켜 프로브와 포토디텍터를 배치하는 것에 의해서, 웨이퍼 척에 로드된 여러 장의 확장 웨이퍼 상의 발광소자의 광학 특성을 동시에 검사할 수 있고, 단위 시간당 검사 개수를 비약적으로 높일 수 있는 것을 찾아내어 본 발명을 완성했다.
즉, 본 발명은, 확장 웨이퍼 상의 발광소자의 검사장치로서,
(1) 복수 개의 웨이퍼 척을 갖춘 웨이퍼 척 스테이지와, 상기 각 웨이퍼 척에 로드된 확장 웨이퍼 상의 발광소자의, 기준 위치에 대한 상대 위치를 측정하여 발광소자 위치정보로서 기억하는 위치 측정장치로 이루어지는 위치 측정부,
(2) 상기 각 웨이퍼 척에 로드되는 확장 웨이퍼의 각각에 대응하여 설치된 포토디텍터 및 1 또는 2 이상의 프로브와, 상기 프로브의 각각을 독립하여 XYZ 축 방향으로 이동시키는 프로브 이동 스테이지로 이루어지는 검사부, 및,
(3) 상기 발광소자 위치정보에 근거하여 각 확장 웨이퍼 상의 발광소자가 순차적으로 대응하는 1 또는 2 이상의 프로브의 아래쪽에 오도록 상기 웨이퍼 척 스테이지를 XY 방향축으로 이동시키는 수단과, 상기 발광소자 위치정보와 각 발광소자에서의 전극 위치정보에 근거하여 상기 프로브 이동스테이지를 작동시켜 상기 프로브의 각각이 아래쪽에 위치하는 발광소자의 전극위치에 대응하는 위치에 오도록 각 프로브를 XY축 방향으로 이동시키는 수단과, 상기 프로브를 상기 웨이퍼 척 스테이지에 대해서 Z방향으로 이동시켜서 상기 프로브를 대응하는 각각의 발광소자의 전극과 접촉시키는 수단으로 이루어지는 제어장치,
를 포함하고 있는 발광소자의 검사장치를 제공하는 것에 의해, 상기의 과제를 해결하는 것이다.
본 발명의 상기 검사장치에 의하면, 복수 개의 웨이퍼 척에 로드된 여러 장의 확장 웨이퍼 상의 발광소자에 대해서, 그 광학 특성의 검사를 동시에 행할 수 있기 때문에, 단위 시간당 검사 개수는 웨이퍼 척의 개수만큼 배가 되어, 단위 시간당 검사 개수를 큰 폭으로 증대시킬 수 있다.
본 발명의 검사장치의 적합한 한 형태에 있어서는, 상기 위치 측정장치는, 상기 발광소자 위치정보에 더하여, 각 발광소자에서의 전극의, 기준 위치에 대한 상대 위치를 측정하여 전극 위치정보로서 기억하는 위치 측정장치이다. 위치 측정장치가, 발광소자 위치정보에 더하여, 전극 위치정보를 기억하고 있는 경우에는, 그 전극 위치정보에 근거하여, 각 프로브가 대응하는 전극과 접촉하도록, 각 프로브를 보다 정확하게 위치 결정하는 것이 가능해진다. 또한 각 발광소자에서의 전극 위치가, 예를 들어 웨이퍼 정보로서 별도 제공되는 경우에는, 그 제공된 전극 위치를, 전극위치 참고정보로서 상기 위치 측정장치에 기억시켜, 적당히 이용하도록 하여도 좋다.
더욱이, 본 발명의 검사장치는, 그 적합한 한 형태에 있어서, 상기 검사부가, 상기 포토디텍터의 각각을, 독립하여 XYZ축 방향으로 이동시키는 포토디텍터 이동스테이지와, 대응하는 1 또는 2 이상의 프로브의 어느 하나와 연동시켜서 XYZ축 방향으로 이동시키는 수단으로 이루어져 있다. 본 발명의 검사장치가, 포토디텍터의 각각을 독립하여 XYZ축 방향으로 이동시킬 수 있는 경우에는, 각 포토디텍터를 검사 대상이 되는 발광소자의 광학 특성검사에 최적의 위치에 위치 결정하거나, 피하게 할 수 있다. 또한, 본 발명의 검사장치가, 포토디텍터의 각각을 대응하는 1 또는 2 이상의 프로브의 어느 것과 연동시켜 XYZ축 방향으로 이동시킬 수 있는 경우에는, 각각의 확장 웨이퍼에 맞춰서, 혹은, 검사 대상이 되는 각각의 발광소자 상의 전극위치에 맞춰서, 프로브의 위치를 변화시킨 경우에도, 더욱이, 검사대상이 되는 발광소자의 전극과 접촉시키기 위해서 프로브를 Z축 방향으로 이동시킨 경우에도, 포토디텍터와 프로브와의 상대적인 위치 관계를 유지할 수 있어, 포토디텍터를 항상 광학 특성검사에 최적의 위치에 배치하는 것이 가능해진다.
더욱이, 본 발명의 검사장치는, 그 적합한 한 형태에 있어서, 1개의 상기 검사부에 대해서 2개 이상의 상기 위치 측정부를 갖추고, 상기 검사부와 상기 각 위치 측정부와는 각각 다른 위치에 있으며, 상기 제어장치는, 상기 검사부와 상기 각 위치 측정부와의 사이에 상기 웨이퍼 척 스테이지를 이동시키는 수단과, 상기 검사부에 다른 웨이퍼 척 스테이지가 존재하지 않을 때에, 상기 위치 측정장치에 의한 상기 발광소자 위치정보 또는 상기 발광소자 위치정보와 상기 전극 위치정보의 기억이 완료된 웨이퍼 척 스테이지를 상기 위치 측정부에서 상기 검사부로 이동시키는 수단과, 상기 검사부에서의 검사가 완료된 웨이퍼 척 스테이지를 상기 검사부에서 원래의 위치 측정부로 이동시키는 수단을 갖추고 있다.
본 발명의 검사장치가, 상기와 같이 1개의 검사부에 대해서 2개 이상의 위치 측정부를 갖추고, 검사부와 각 위치 측정부와의 사이에, 웨이퍼 척 스테이지를 이동시키는 수단을 갖추고 있는 경우에는, 1개의 확장 웨이퍼 상의 발광소자에 대해서 광학 특성의 검사를 실시하고 있는 동안에, 다른 확장 웨이퍼에 대해서 발광소자의 위치의 측정이나, 더욱이 전극의 위치의 측정을 행할 수 있기 때문에, 전체적으로 검사 시간을 큰 폭으로 단축해, 단위 시간당 검사 개수를 비약적으로 증대시키는 것이 가능해진다.
본 발명은, 또한, 확장 웨이퍼 상의 발광소자의 검사방법으로서,
(a) 웨이퍼 척 스테이지에 갖춰진 복수 개의 웨이퍼 척의 각각에 확장 웨이퍼를 로드하는 공정,
(b) 상기 각 웨이퍼 척에 로드된 확장 웨이퍼 상의 발광소자의, 기준 위치에 대한 상대 위치를 측정하여 발광소자 위치정보로서 기억하는 공정,
(c) 상기 발광소자 위치정보에 근거하여, 각 확장 웨이퍼 상의 검사 대상이 되는 발광소자가 상기 웨이퍼 척 상에 로드되는 확장 웨이퍼의 각각에 대하여 설치된 포토디텍터 및 1 또는 2 이상의 프로브의 아래쪽에 오도록 상기 웨이퍼 척 스테이지를 XY축 방향으로 이동시키는 공정,
(d) 상기 발광소자 위치 정보와 각 발광소자에서의 전극 위치정보에 근거하여, 상기 프로브가 아래쪽에 위치하는 발광소자의 전극위치에 대응하는 위치에 오도록 각 프로브를 XY축 방향으로 이동시키는 공정,
(e) 상기 프로브를 상기 웨이퍼 척 스테이지에 대하여 Z축 방향으로 이동시키고 상기 프로브를 대응하는 각각의 발광소자의 전극과 접촉시켜서 발광소자의 검사를 행하는 공정,
(f) 각 확장 웨이퍼 상의 검사 대상이 되는 발광소자를 변경하여, 각 확장 웨이퍼 상의 검사 대상이 되는 모든 발광소자에 대해서 상기 (c), (d), (e)의 공정을 반복하는 공정,
을 포함하는 발광소자의 검사방법을 제공하는 것에 의해, 상기의 과제를 해결하는 것이다.
본 발명의 상기 검사방법에 의하면, 복수 개의 웨이퍼 척에 로드된 여러 장의 확장 웨이퍼 상의 발광소자에 대해서, 그 광학 특성검사를 동시에 행할 수 있기 때문에, 단위 시간당 검사 개수를 큰 폭으로 증대시킬 수 있다.
본 발명의 검사방법은, 그 매우 적합한 한 형태에 있어서, 상기 (b) 공정이, 상기 발광소자 위치정보에 더하여, 각 발광소자에서의 전극의, 기준 위치에 대한 상대 위치를 측정하여 전극 위치정보로서 기억하는 공정이다. 상기 (b) 공정이, 발광소자 위치정보에 더하여, 전극 위치정보를 측정하여 기억하는 공정인 경우에는, 그 전극 위치정보에 근거하여, 각 프로브가 대응하는 전극과 접촉하도록, 각 프로브를 보다 정확하게 위치 결정하는 것이 가능해진다. 또한, 각 발광소자에서의 전극 위치가, 예를 들어 웨이퍼 정보로서 별도 제공되는 경우에는, 그 제공된 전극 위치를, 전극위치 참고정보로서 기억하여, 적절히 이용하도록 해도 좋다.
본 발명의 검사방법은, 그 매우 적합한 한 형태에 있어서, 상기 (d) 공정이, 대응하는 1 또는 2 이상의 프로브의 어느 XY축 방향으로의 이동과 연동시켜서, 대응하는 상기 포토디텍터를 XY축 방향으로 이동시키는 공정을 포함하고 있다. (d) 공정이 상기와 같은 공정을 포함하고 있는 경우에는, 각각의 확장 웨이퍼에 맞추어서, 혹은, 검사 대상이 되는 각각의 발광소자 상의 전극 위치에 맞추어서, 프로브의 위치를 변화시킨 경우에도, 포토디텍터와 프로브와의 상대적인 위치 관계를 유지하여, 포토디텍터를 항상 검사에 최적인 위치에 배치하는 것이 가능해진다.
더욱이, 본 발명의 검사방법은, 그 매우 적합한 한 형태에 있어서, 상기 (e) 공정이, 상기 포토디텍터를, 대응하는 어느 프로브의 Z축 방향으로의 이동과 연동시켜서, Z축 방향으로 이동시키는 공정을 포함하고 있다. (e) 공정이 이러한 공정을 포함하고 있는 경우에는, (e) 공정에 있어서, 검사 대상이 되는 발광소자의 전극과 접촉시키기 위해서 프로브를 Z축 방향으로 이동시킨 경우에도, 포토디텍터와 프로브와의 상대적인 위치 관계를 유지할 수 있고, 포토디텍터를 항상 광학 특성검사에 최적의 위치에 배치하는 것이 가능해진다.
더욱이, 본 발명의 검사방법은, 그 적합한 한 형태에 있어서, 각 확장 웨이퍼 상의 검사 대상이 되는 모든 발광소자에 대해서 행해지는 상기 (e) 공정 중에, 적어도 최초로 행해지는 상기 (e) 공정이, 상기 포토디텍터의 각각을 대응하는 프로브와는 독립하여 XY축 방향으로 이동시켜 검출되는 광량이 최대가 되는 위치에 상기 각 포토디텍터를 위치 결정하는 공정을 포함하고 있다. (e) 공정이 상기와 같은 공정을 포함하고 있는 경우에는, 포토디텍터를, 광학 특성검사에 최적의 위치에 위치 결정하는 것이 가능해진다.
더욱이, 본 발명의 검사방법은, 그 적합한 한 형태에 있어서, 2대 이상의 상기 웨이퍼 척 스테이지를, 각각의 위치 측정위치와 공통되는 검사 위치와의 사이에 이동시키는 발광소자의 검사 방법으로서, 상기 각 웨이퍼 척 스테이지에 대해서,
(g) 그 위치 측정위치에 있어서, 상기 (a), (b) 공정을 행하는 공정,
(h) 상기 위치 측정위치에서 공통되는 검사위치로 이동시키는 공정,
(i) 상기 공통되는 검사 위치에 있어서, 상기 (c)~(f) 공정을 행하는 공정,
(j) 상기 공통되는 검사 위치에서 상기 위치 측정위치로 이동시키는 공정, 및,
(k) 상기 위치 측정위치에 있어서, 복수 개의 웨이퍼 척의 각각으로부터 확장 웨이퍼를 언로드하는 공정,
이 행해지고, 1개의 상기 웨이퍼 척 스테이지에 대한 상기 (i) 공정과, 1개 이상의 다른 상기 웨이퍼 척 스테이지에 대한 상기 (g) 공정이, 적어도 일부 병행하여 동시에 행해지는 발광소자의 검사방법이다.
본 발명의 검사 방법이, 상기와 같이 2대 이상의 웨이퍼 척 스테이지를, 각각의 위치 측정위치와 공통되는 검사 위치와의 사이로 이동시키고, 상기 (g) ~ (k) 공정을 갖추는 경우에는, 1개의 확장 웨이퍼 상의 발광소자에 대한 위치 정보의 측정과, 다른 확장 웨이퍼 상의 발광소자에 대한 광학 특성의 검사를 동시에 병행하여 행할 수 있고, 전체적으로 검사 시간을 큰 폭으로 단축하여, 단위 시간당 검사 개수를 비약적으로 증대시키는 것이 가능해진다.
또한, 본 발명의 검사장치 및 검사방법이 대상으로 하는 발광소자는, 전형적으로는 LED 소자이지만, 웨이퍼 상에 형성되어, 외부로부터의 전력 공급을 받아 발광하는 소자이면 어떤 소자여도 좋고, LED 소자에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 검사장치 및 검사방법이 대상으로 하는 광학 특성으로서는, 예를 들어, 휘도, 색도, 발광 파장 등을 들 수 있지만, 이것들에 한정되는 것이 아니고, 포토디텍터에 의해서 검사할 수 있는 광학 특성이면 어떠한 광학 특성이어도 좋다. 더욱이, 본 발명의 검사장치 및 검사방법은, 주로, 발광소자의 광학 특성의 검사를 대상으로 하는 것이지만, 본 발명의 검사장치 및 검사방법에 의해서, 광학 특성의 검사에 더하여, 발광소자의 DC 특성이나 ESD 인가 테스트 등의 전기적 특성의 검사를 행해도 좋은 것은 물론이다.
본 발명의 발광소자의 검사장치 및 검사방법에 의하면, 여러 장의 확장 웨이퍼 상의 발광소자에 대해서, 그 광학 특성의 검사를 동시에 행할 수 있기 때문에, 단위 시간당 검사 개수를 비약적으로 증대시킬 수 있는 이점을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 발광소자의 검사장치 및 검사방법이, 2개 이상의 위치 측정부 또는 2대 이상의 웨이퍼 척 스테이지를 이용하여, 확장 웨이퍼 상의 발광소자나 전극에 대한 위치의 측정과, 프로빙에 의한 광학 특성의 검사를 다른 장소에서 행하는 경우에는, 1개의 확장 웨이퍼 상의 발광소자에 대해 광학 특성의 검사를 행하고 있는 동안에, 다른 확장 웨이퍼에 대해 발광소자나 전극에 대한 위치의 측정을 행할 수 있기 때문에, 전체적으로 검사 시간을 큰 폭으로 단축하여, 단위 시간당 검사 개수를 더욱더 증대시킬 수 있는 이점을 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 검사장치의 한 예를 나타낸 평면도이다.
도 2는 본 발명의 발광소자의 검사장치의 한 예를 나타낸 우측면도이다.
도 3은 확장 웨이퍼를 웨이퍼 척 스테이지에 로드한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 4는 확장 웨이퍼를 웨이퍼 척 스테이지에 로드한 상태를 나타낸 우측면도이다.
도 5는 웨이퍼 척 스테이지를 위치 측정부에서 검사부로 이동시킨 상태를 나타낸 평면도이다.
도 6은 웨이퍼 척 스테이지를 위치 측정부에서 검사부로 이동시킨 상태를 나타낸 우측면도이다.
도 7은 각 확장 웨이퍼 상의 최초의 검사 대상이 되는 발광소자가, 대응하는 프로브의 아래쪽에 온 상태를 나타낸 개략 평면도이다.
도 8은 발광소자의 전극에 대하여 대응하는 프로브를 위치 맞춤시킨 상태를 나타낸 개략 평면도이다.
도 9는 본 발명의 검사장치의 다른 한 예를 나타낸 평면도이다.
도 10은 본 발명의 발광소자의 검사장치의 다른 한 예를 나타낸 우측면도이다.
도 11은 도 9의 검사장치의 한 상태를 나타낸 평면도이다.
도 12는 도 9의 검사장치의 다른 상태를 나타낸 평면도이다.
이하, 도면을 이용하여 본 발명을 상세하게 설명하나, 본 발명이 도시한 것에 한정되지 않는 것은 물론이다.
도 1은, 본 발명의 발광소자의 검사장치의 한 예를 나타낸 평면도이다. 도 1에 있어서, 1은 본 발명의 발광소자의 검사장치를 나타내고, 2는 위치 측정부, 3은 검사부이다. 측정부(2)는 웨이퍼 척 스테이지(4)를 갖추고 있고, 웨이퍼 척 스테이지(4)는, 후술하는 대로, 수평인 면 안에서 직교하는 XY축 방향으로 이동 가능한 XY 스테이지 상에 설치되어 있다. 웨이퍼 척 스테이지(4)에는, 3개의 웨이퍼 척(5a, 5b, 5c)이 설치되어 있다. 3개의 웨이퍼 척(5a, 5b, 5c)은, 도시하지 않은 각각의 θ스테이지 상에 설치되어 있고, 각각 독립하여, 각 중심을 통과하는 축의 주위로 θ회전할 수 있다. 웨이퍼 척(5a~5c)은, 웨이퍼 척(5a, 5b, 5c)의 면 위에 확장 웨이퍼를 일시적으로 고정할 수 있는 것이면, 어떠한 기구여도 좋지만, 통상은, 흡인부압에 의해서, 확장 웨이퍼를 웨이퍼 척 스테이지(4)의 윗면에 흡착 고정하는 것이 바람직하다.
6은 위치 측정부(2)에 설치된 위치 측정용의 카메라이다. 카메라(6)는, 도면 중 가로 방향의 가이드(7x)를 따라 X축 방향으로, 또한, 도면 중 세로 방향의 가이드(7y)를 따라 Y축 방향으로, 각각 이동 가능하다. 8은, 웨이퍼 척 스테이지(4)의 웨이퍼 척(5a~5c)에 대해서, 확장 웨이퍼를 로드 또는 언로드 하는 웨이퍼 이동 장치이다. 웨이퍼 이동 장치(8)로서는 적당한 것을 이용하면 좋다. 또한, r, r는 Y축 레일이며, 후술하는 대로, 웨이퍼 척 스테이지(4)를, 위치 측정부(2)에서 검사부(3)로, 또는 그 반대로 이동시킬 때의 이동 가이드가 되는 것이다.
9는 위치 측정부(2)에 설치된 위치 측정장치이다. 위치 측정장치(9)는, 도시하지 않은 구동기구를 작동시키고, 카메라(6)를 가이드(7x 및 7y)를 따라서 XY축 방향으로 이동시켜서, 웨이퍼 척 스테이지(4)에 로드되어 있는 확장 웨이퍼의 윗면을 빠짐없이 촬영한다. 위치 측정 장치(9)는, 그 촬상 데이터를 화상 처리하는 것에 의해서, 확장 웨이퍼 상의 모든 발광소자에 대해서, 그 기준 위치에 대한 상대 위치를 측정하는 기능을 갖추고 있다. 측정된 발광소자의 상대 위치에 대한 정보는 발광소자 위치 정보로서 위치 측정장치(9)에 기억된다. 발광소자의 상대 위치를 측정하는 때의 기준 위치로서는, 위치 측정부(2)의 하드웨어와 고정적인 일정한 위치 관계를 유지하는 한, 임의의 위치를 선택하는 것이 가능하다. 예를 들면, 카메라(6)의 가이드(7x 및 7y)를 따른 XY축 방향의 이동 원점을 기준 위치로 할 수 있다. 이 경우에는, 카메라(6)의 XY축 방향의 이동거리를 그대로 발광소자의 상대 위치 정보로서 기억할 수 있기 때문에 편리하다.
또한, 카메라(6)에 의해서 촬영된 촬상 데이터에는, 각 발광소자에서의 전극의 화상 데이터도 포함되어 있으므로, 위치 측정장치(9)는, 상기 촬상 데이터를 화상 처리하는 것에 의해서, 상술한 발광소자 위치 정보에 더하여, 각 발광소자에서의 전극의, 기준 위치에 대한 상대 위치를 측정할 수도 있다. 측정된 전극의, 기준 위치에 대한 상대 위치는, 전극 위치정보로서, 위치 측정장치(9)에 기억된다. 또한, 전극의 상대 위치를 측정하는 때의 기준 위치로서도, 임의의 위치를 선택하는 것이 가능하지만, 예를 들어, 발광소자 위치정보에서의 기준 위치와 같은 카메라(6)의 XY축 방향의 이동 원점을 기준 위치로서 해도 좋고, 혹은, 이미 요구되어 있는 각 발광소자의 상대 위치를 기준 위치로서 해도 좋다. 또한, 각 발광소자 상의 전극 위치에 대한 정보가, 예를 들어 웨이퍼 정보로서 외부로부터 공급되는 경우에는, 위치 측정장치(9)는, 그 공급된 전극 위치에 대한 정보를 전극위치 참고정보로서 기억하여, 적당히 이용하도록 해도 좋다.
또한, 도시의 예로는 위치 측정장치(9)는 후술하는 제어장치(13)와는 따로 독립한 존재로서 설치되어 있지만, 제어장치(13)의 기능의 일부로서 존재하고 있어도 좋다. 또한, 도시의 예로는, 웨이퍼 척 스테이지(4)에 확장 웨이퍼가 로드 또는 언로드되는 위치와, 로드된 확장 웨이퍼 상의 발광소자의 위치를 카메라(6)에 의해서 측정하는 위치는 같지만, 양 위치는 달라도 좋다. 즉, 웨이퍼 척 스테이지(4)에 확장 웨이퍼가 로드된 후에, 웨이퍼 척 스테이지(4)를 카메라(6)로 촬영 가능한 위치로 이동시키도록 해도 좋다.
한편, 검사부(3)는, 프로브(Pa1~Pc2)와, 포토디텍터(11a~11c)를 갖추고 있다. 프로브(Pa1, Pa2)와 포토디텍터(11a)는 웨이퍼 척(5a)에 로드되는 확장 웨이퍼에, 프로브(Pb1, Pb2)와 포토디텍터(11b)는 웨이퍼 척(5b)에 로드되는 확장 웨이퍼에, 그리고, 프로브(Pc1, Pc2)와 포토디텍터(11c)는 웨이퍼 척(5c)에 로드되는 확장 웨이퍼에, 각각 대응하여 설치되어 있다.
본 예에 있어서는, 한 장의 확장 웨이퍼에 대응하여 각 2개의 프로브가 설치되어 있으나, 확장 웨이퍼 한 장당 프로브의 수는 2개에 한정되지 않고, 검사 대상이 되는 발광소자의 전극 수에 대응하여, 적당한 개수의 프로브를 설치하면 좋다. 또한, 본 예에 있어서, 포토디텍터(11a~11c)는, 후술하는 대로, 광입력 포트와 광검출기를 갖춘 적분구이지만, 발광소자의 광학 특성을 검사할 수 있는 한, 포토디텍터(11a~11c)의 종류에는 특별한 제한은 없다.
프로브(Pa1, Pa2, Pb1, Pb2, Pc1, Pc2)에는, 각각을 독립하여 XYZ축 방향으로 이동시키는 프로브 이동스테이지(10a1, 10a2, 10b1, 10b2, 10c1, 10c2)가 설치되어 있다. 또한, 포토디텍터(11a, 11b, 11c)에는, 각각을 독립하여 XYZ축 방향으로 이동시키는 포토디텍터 이동스테이지(12a, 12b, 12c)가 설치되어 있다. 이와 같이, 프로브(Pa1~Pc2)와 포토디텍터(11a~11c)에는, 각각 다른 이동스테이지가 설치되어 있기 때문에, 각 프로브(Pa1~Pc2)와 각 포토디텍터(11a~11c)는, 각각 독립하여 XYZ축 방향으로 이동하는 것이 가능하다. 그러나, 경우에 따라서는, 이동 모드를 바꾸는 것에 의해, 포토디텍터(11a, 11b, 및 11c)를, 각각, 대응하는 프로브(Pa1 또는 Pa2)의 어느 하나, 프로브(Pb1 또는 Pb2)의 어느 하나, 및 프로브(Pc1 또는 Pc2)의 어느 하나와, 각각 연동하여 XYZ축 방향으로 이동시키도록 해도 좋다.
상기와 같은 연동은, 예를 들어, 포토디텍터(11a~11c), 또는 포토디텍터 이동스테이지(12a~12c)를, 각각 대응하는 프로브(Pa1~Pc2)의 어느 하나 또는 프로브 이동스테이지(10a1~10c2)의 어느 하나와 기계적으로 연결하는 것에 의해서 행하는 것도 가능하지만, 소프트적으로 행하는 것도 가능하다. 즉, 예를 들어, 포토디텍터(11a, 11b, 11c)를, 각각 프로브(Pa1, Pb1, Pc1)와 연동시키는 경우에는, 후술하는 제어장치(13)에 의해서, 프로브(Pa1, Pb1, Pc1)의 프로브 이동스테이지(10a1, 10b1, 10c1)에 각각 주어지는 것과 같은 양의 XYZ축 방향의 이동 명령을, 연동 대상인 각각의 포토디텍터 이동 스테이지(12a, 12b, 12c)에 주도록 해도 좋다. 포토디텍터(11a, 11b, 11c)를 각 프로브(Pa2, Pb2, Pc2)와 연동시키는 경우도 마찬가지이다.
13은 제어장치이다. 제어장치(13)는, 프로브 이동스테이지(10a1~10c2) 및 포토디텍터 이동스테이지(12a~12c)를 통하여, 프로브(Pa1~Pc2) 및 포토디텍터(11a~11c)의 XYZ축 방향의 이동을 제어함과 동시에, 도시하지 않은 구동 기구를 통하여, 위치 측정부(2)와 검사부(3) 사이로 웨이퍼 척 스테이지(4)의 이동, 및 후술하는 XY 스테이지를 통해서 웨이퍼 척 스테이지(4)의 XY축 방향의 이동을 제어함과 동시에, 각 θ스테이지를 통해서 웨이퍼 척(5a, 5b, 5c)의 θ회전을 제어하고, 더욱이, 위치 측정장치(9)를 통해서, 발광소자 위치정보 및 전극 위치정보를 취득, 관리함과 동시에, 검사부(3)에서 행해지는 광학 특성, 및 전기적 특성의 검사 전체를 제어한다.
도 2는, 도 1의 검사장치(1)의 우측면도이며, 도 1과 같은 부재에는 같은 부호를 달았다. 편의상, 웨이퍼 이동장치(8)는 생략하였다. 도 2에 있어서, 14는 웨이퍼 척 스테이지(4)를 놓는 XY 스테이지이다. 15c는, 포토디텍터(11c)의 광입력 포트, 16c는 포토디텍터(11c)의 광검출기이다. 또한, 도 2에는 표현하지 않은 포토디텍터(11a, 11b)에도, 각각, 광입력 포트(15a, 15b) 및 광검출기(16a, 16b)가 설치되어 있는 것은 말할 필요도 없다.
다음으로 도 3 내지 도 8을 이용하여, 본 발명의 검사장치(1)를 이용하는 본 발명의 검사방법에 대해 설명한다. 먼저 도 3 및 도 4에 나타나 있듯이, 웨이퍼 이동장치(8)에 의해서, 검사 대상인 확장 웨이퍼(Ua~Uc)를, 각각, 웨이퍼 척 스테이지(4) 상의 웨이퍼 척(5a~5c)에 로드한다. 이것이 본 발명의 검사 방법에서의 (a) 공정에 해당한다. 확장 웨이퍼(Ua~Uc)의 로드가 완료되면, 위치 측정장치(9)가 작동하고, 카메라(6)를 가이드(7x 및 7y)를 따라서 XY축 방향으로 이동시켜, 확장 웨이퍼(Ua~Uc)의 윗면을 빠짐없이 촬영해, 그 촬상 데이터에 근거하여, 확장 웨이퍼(Ua~Uc) 상의 발광소자의 상대 위치를 측정하고, 발광소자 위치정보로서 위치 측정장치(9)에 기억한다. 이것이 본 발명의 검사 방법에서의 (b) 공정에 해당한다. 이때, 필요하면, 위치 측정장치(9)는, 확장 웨이퍼(Ua~Uc) 상의 발광소자의 상대 위치에 더하여, 각 발광소자 상의 전극의 상대 위치를 측정하여, 전극 위치정보로서 위치 측정장치(9)에 기억한다.
또한, 확장 웨이퍼(Ua~Uc) 상의 발광소자의 상대 위치의 측정시에, 카메라(6)의 가이드(7x, 7y)의 X축 및/또는 Y축의 방향과, 확장 웨이퍼(Ua~Uc)에서의 발광소자의 정렬 방향이 일정 각도 이상 어긋나 있는 경우에는, 제어장치(13)는, 웨이퍼 척(5a, 5b, 5c)의 각 θ스테이지에 의해서, 웨이퍼 척(5a, 5b, 5c)을 각각θ방향으로 회전시키고, 카메라(6)의 가이드(7x, 7y)의 X축 및/또는 Y축 방향으로, 확장 웨이퍼(Ua~Uc)에서의 발광소자의 정렬 방향을 일정 각도 이내로 일치시켜, 그 후에, 위치 측정장치(9)가 확장 웨이퍼(Ua~Uc) 상의 발광소자의 상대 위치를 측정하여, 기억한다. 또한, 웨이퍼 이동 장치(8)에 프리 얼라인먼트 기능이 있는 경우에는, 웨이퍼 척(5a~5c)에 로드된 시점에서, 카메라(6)의 가이드(7x, 7y)의 X축 및/또는 Y축 방향과, 확장 웨이퍼(Ua~Uc)에서의 발광소자의 정렬 방향과는 일정 각도 이내에 일치하고 있기 때문에, 웨이퍼 척(5a, 5b, 5c)을 θ방향으로 회전시킬 필요는 없다.
확장 웨이퍼(Ua~Uc)의 로드와, 발광소자 위치정보의 측정, 기억과, 필요에 따라 전극 위치정보의 측정, 기억이 완료되면, 다음으로, 제어장치(13)는, 도시하지 않은 구동 기구를 작동시켜서, 도 5 및 도 6에 나타내는 대로, 웨이퍼 척 스테이지(4)를 그 XY 스테이지(14)와 함께, 검사부(3)로 이동시킨다. 또한, 본 예의 검사장치(1)에 있어서는, 위치 측정부(2)와 검사부(3)가 다른 위치에 설치되어 있기 때문에, 위치 측정 후에, 웨이퍼 척 스테이지(4)를 위치 측정부(2)에서 검사부(3)로 이동시킬 필요가 있으나, 위치 측정부(2)와 검사부(3)가 같은 위치에 설치되어 있는 경우에는, 특별히, 웨이퍼 척 스테이지(4)를 이동시킬 필요는 없다.
웨이퍼 척 스테이지(4)의 검사부(3)로의 이동이 완료되면, 제어장치(13)는, 위치 측정장치(9)에 기억되어 있는 발광소자 위치정보에 근거하여, XY 스테이지(14)를 작동시켜서, 최초의 검사 대상이 되는 발광소자가, 대응하는 프로브(Pa1~Pc2) 및 포토디텍터(11a~11c)의 아래쪽에 오도록, 웨이퍼 척 스테이지(4)를 XY축 방향으로 이동시킨다. 이것이 (c) 본 발명의 검사방법에서의 공정에 해당한다.
웨이퍼 척 스테이지(4)의 이때의 이동은, 어느 1장의 확장 웨이퍼, 예를 들어, 확장 웨이퍼(Ua)에서의 최초의 검사 대상이 되는 발광소자의 위치에 근거하여, 그 발광소자가 대응하는 프로브(Pa1, Pa2), 및 포토디텍터(11a)의 아래쪽에 오도록, 웨이퍼 척 스테이지(4)를 XY축 방향으로 이동시키는 것에 의해서 행해도 좋고, 확장 웨이퍼(Ua~Uc) 중에, 2장 혹은 3장의 확장 웨이퍼에서의 각 최초의 검사 대상 발광소자의 위치에 근거하여, 각 최초의 검사 대상 발광소자와, 대응하는 프로브(Pa1~Pc2)와의 위치의 차이가 최소가 되도록, 웨이퍼 척 스테이지(4)를 XY축 방향으로 이동시키는 것에 의해서 행하도록 해도 좋다.
도 7은, 상기와 같이 하여, 각 확장 웨이퍼(Ua~Uc) 상의 최초의 검사 대상이 되는 발광소자가, 대응하는 프로브의 아래쪽에 온 상태를 나타내고 있다. 도 7에 있어서, Ea1, Ea2, Ea3..., Eb1, Eb2, Eb3..., 및 Ec1, Ec2, Ec3...은, 각각, 확장 웨이퍼(Ua, Ub, 및 Uc) 상의 검사 대상이 되는 발광소자를 나타내고 있다. 도면에 나타내는 예에서는, 발광소자(Ea1, Eb1, 및 Ec1)가, 각 확장 웨이퍼 상에서 최초의 검사 대상이 되는 발광소자이며, XY 스테이지(14)에 의한 웨이퍼 척 스테이지(4)의 이동에 의해, 각각 대응하는 프로브(Pa1 및 Pa2, Pb1 및 Pb2, Pc1 및 Pc2)의 아래쪽에 위치하고 있다. 또한, 도 7에 있어서 포토디텍터(11a～11c)는 도시하고 있지 않지만, 발광소자(Ea1, Eb1, 및 Ec1)는, 각각, 대응하는 포토디텍터(11a～11c)의 아래쪽에도 위치하고 있다.
도 8은, 확장 웨이퍼(Ua) 상의 발광소자(Ea1)의 전극(Ea1-d1 및 Ea1－d2 )에 대해서 대응하는 프로브(Pa1 및 Pa2)를 위치 맞춤하는 상태를 나타내는 그림이다. 즉, 상술한 것처럼, 웨이퍼 척 스테이지(4)의 XY축 방향의 이동에 의해서, 최초로 검사 대상이 되는 발광소자(Ea1)가 대응하는 프로브(Pa1 및 Pa2)의 아래쪽에 위치하면, 다음으로, 제어장치(13)는, 위치 측정장치(9)에 기억되어 있는 전극 위치정보에 근거하여, 프로브 이동 스테이지(10a1 및 10a2)를 작동시켜서, 프로브(Pa1 및 Pa2)를 XY축 방향으로 이동시켜, 도 8에 나타내는 대로, 각각 대응하는 전극(Ea1－d1 및 Ea1－d2)에 대응하는 위치로 이동시킨다. 이것이 본 발명의 검사 방법에서의 (d) 공정에 해당한다.
또한, 전극(Ea1－d1 및 Ea1－d2)에 대응하는 위치란, 프로브(Pa1 및 Pa2)를 웨이퍼 척 스테이지(4)에 대해서 Z축 방향으로 이동시켜 양자를 접근시켰을 때에, 프로브(Pa1 및 Pa2)가, 각각 대응하는 전극(Ea1－d1 및 Ea1－d2)과 접촉하는 위치이다. 또한, 도 8에 있어서는, 편의상, 발광소자(Ea1)의 전극(Ea1－d1 및 Ea1－d2)만 나타내지만, 동시에 검사되는 다른 발광소자(Eb1, Ec1)의 전극(Eb1－d1 및 Eb1－d2, Ec1－d1 및 Ec1－d2)에 대해서, 각각 대응하는 프로브(Pb1 및 Pb2, Pc1 및 Pc2)를 위치 맞춤하는 경우도 마찬가지이다.
상술한 것과 같이 하고, 각 확장 웨이퍼 상의 최초로 검사 대상이 되는 발광소자에서의 전극에 대한 대응하는 프로브의 위치 맞춤이 완료되면, 제어장치(13)는, 프로브 이동 스테이지(10a1～10c2)를 작동시켜서, 프로브(Pa1～Pc2)를, 웨이퍼 척 스테이지(4) 상의 확장 웨이퍼(Ua～Uc)를 향해 Z축 방향으로 이동시켜, 각 프로브(Pa1～Pc2)를, 각각 대응하는 전극(Ea1－d1 및 Ea1－d2, Eb1－d1 및 Eb1－d2, 및 Ec1－d1 및 Ec1－d2)과 접촉시킨다.
또한, Eb1－d1 및 Eb1－d2는, 확장 웨이퍼(Ub)에서의 발광소자(Eb1)의 전극이며, Ec1－d1 및 Ec1－d2는, 확장 웨이퍼(Uc)에서의 발광소자(Ec1)의 전극이다. 또한, 프로브(Pa1～Pc2)의 확장 웨이퍼(Ua～Uc)에 대한 Z축 방향의 이동은 상대적으로 좋고, 상술했듯이 각 프로브(Pa1～Pc2)를 웨이퍼 척 스테이지(4) 상의 확장 웨이퍼(Ua～Uc)를 향해서 하강시키는 대신에, 웨이퍼 척 스테이지(4) 상의 확장 웨이퍼(Ua～Uc)를 각 프로브(Pa1～Pc2)를 향해서 상승시켜도 좋다. 그러나, 웨이퍼 척 스테이지(4)에는, 본 예의 경우에 3개의 웨이퍼 척(5a～5c)이 구비되어 있고, 웨이퍼 척 스테이지(4)의 중량이 크기 때문에, 웨이퍼 척 스테이지(4)를 Z축 방향으로 이동시키는 것보다는, 각 프로브(Pa1～Pc2)를 Z축 방향으로 이동시키는 것이 바람직하다.
각 프로브(Pa1～Pc2), 및, 전극(Ea1－d1～Ec1－d2)을 통해서, 테스트 신호가 각 발광소자(Ea1, Eb1, 및 Ec1)에 공급되어, 각 발광소자(Ea1, Eb1, 및 Ec1)에 의해서 발생된 빛이 포토디텍터(11a～11c)로 검출되고, 발광소자(Ea1, Eb1, 및 Ec1)에 대한 광학 특성의 검사가 행해진다. 이것이 본 발명의 검사 방법에서의 (e) 공정에 해당한다.
또한, 제어장치(13)는, 광학 특성의 검사에 앞서, 포토디텍터(11a～11c)를 검사에 최적인 위치에 위치 결정할 수 있다. 즉, 제어장치(13)는, 각 발광소자(Ea1, Eb1, 및 Ec1)에 각 프로브(Pa1～Pc2)를 통하여 테스트 신호가 공급된 단계에서, 포토디텍터 이동 스테이지(12a, 12b, 12c)를 통하여, 포토디텍터(11a～11c)를, 각 포토디텍터로 검출되는 광량이 최대가 되도록, 각각 독립적으로, 적어도 XY축 방향으로, 바람직하게는 XYZ축 방향으로 이동시켜, 광량이 최대가 되는 위치에 포토디텍터(11a～11c)를 위치 결정할 수 있다. 제어장치(13)는, 이 검출되는 광량이 최대가 되는 위치를, 포토디텍터(11a)에 대해서는 대응하는 프로브(Pa1 또는 Pa2)의 어느 하나, 포토디텍터(11b)에 대해서는 대응하는 프로브(Pb1 또는 Pb2)의 어느 하나, 그리고, 포토디텍터(11c)에 대해서는 대응하는 프로브(Pc1 또는 Pc2)의 어느 하나에 대한 상대 위치로서, 각각 기억한다.
또한, 상기와 같은 포토디텍터(11a～11c)의 검출 광량 최대 위치로의 위치 결정은, 검사 대상이 되는 확장 웨이퍼 상의 적어도 최초의 발광소자에 대한 상기 (e) 공정에서 행해지는 것이 바람직하지만, 그 후도 적당한 검사 개수마다 행해도 좋고, 극단적인 경우에는, 검사 대상이 되는 모든 발광소자에 대한 상기 (e) 공정에서 행해도 좋다.
상기 검출 광량이 최대가 되는 위치에 포토디텍터(11a～11c)를 위치 결정 한 후에, 제어장치(13)는, 각 포토디텍터(11a～11c)에 의한 측정 데이터에 근거하여, 각 발광소자(Ea1, Eb1, 및 Ec1)에 대한 광학 특성의 검사를 행한다. 검사 결과 내지는 측정된 광학 데이터는, 제어장치(13)의 기억장치에 기억되어, 적당히 이용된다. 또한, 이때, 각 발광소자(Ea1, Eb1, 및 Ec1)에 대해서, 그 전기적 특성의 검사를 아울러 행해도 좋은 것은 물론이다.
이상과 같이 하여, 최초의 발광소자(Ea1, Eb1, 및 Ec1)에 대한 검사가 종료되면, 제어장치(13)는, 다시 프로브 이동 스테이지(10a1～10c2)를 작동시켜서, 프로브(Pa1～Pc2)를 Z축 방향으로 상승시킨다. 제어장치(13)는, 계속하여, XY 스테이지(14)를 통하여 웨이퍼 척 스테이지(4)를 XY축 방향으로 이동하고, 2번째로 검사 대상이 되는 발광소자(Ea2, Eb2, 및 Ec2)를, 대응하는 프로브(Pa1～Pc2) 및 포토디텍터(11a～11c)의 아래쪽에 위치시켜, 상기와 같이, 각 발광소자(Ea2, Eb2, 및 Ec2)에 서의 전극에 대한 대응하는 프로브의 위치 맞춤과, 프로브(Pa1～Pc2)의 Z축 방향으로의 하강과, 각 발광소자(Ea2, Eb2, 및 Ec2)에 대한 광학 특성의 검사가 행해져, 이하, 똑같이 하여, 검사 대상이 되는 발광소자를, 예를 들어 도 7에 화살표로 나타낸 것처럼, Ea1→Ea2→Ea3→...로 순차적으로 바꾸고, 확장 웨이퍼(Ua～Uc) 상의 검사 대상이 되는 모든 발광소자에 대해 검사를 한다. 이것이 본 발명의 검사 방법에서의 (f) 공정에 해당한다.
검사 대상이 되는 발광소자의 변경은, 위치 측정장치(9)에 기억되어 있는 발광소자 위치정보에 근거하여, 다음에 검사 대상이 되는 각 발광소자가, 각각 대응하는 프로브(Pa1～Pc2) 및 포토디텍터(11a～11c)의 아래쪽에 위치하도록, 웨이퍼 척 스테이지(4)를 X축 및/또는 Y축 방향으로 이동, 즉, 피치 이동에 의해서 행해진다. 이와 같이, 본 발명의 검사장치 및 검사방법에 있어서는, 웨이퍼 척 스테이지(4)의 피치 이동에 의해서 행해지는 검사대상 발광소자의 변경이, 위치 측정부(2)에서 미리 측정된 발광소자 위치정보에 근거하여 행해지기 때문에, 각 확장 웨이퍼 상의 발광소자의 간격이 여러 가지여도, 검사 대상이 되는 발광소자를 항상 대응하는 프로브 및 포토디텍터의 아래쪽에 정확하게 위치시킬 수 있다.
또한, 검사 대상이 되는 각 발광소자에서의 전극에 대한 대응하는 프로브의 위치 맞춤의 때에, 제어장치(13)는, 이동 모드를 바꾸고, 포토디텍터(11a～11c)를, 각각 대응하는 프로브(Pa1～Pc2)의 어느 하나와 연동시켜서, 연동 대상이 되는 프로브와 같은 양만을 XY축 및/또는 Z축 방향으로 이동시킬 수 있다. 이에 의해, 포토디텍터(11a～11c)가, 대응하는 프로브(Pa1～Pc2)와의 상대적인 위치 관계로 최적 위치에 위치 결정되어 있는 경우에는, 각 발광소자마다 프로브(Pa1～Pc2)의 위치가 바뀌어도, 포토디텍터(11a～11c)와 프로브(Pa1～Pc2)와의 상대적인 위치 관계는 유지되기 때문에, 포토디텍터(11a~11c)는, 프로브(Pa1~Pc2)에 대해서, 항상 검출되는 광량이 최대가 되는 최적의 위치에 배치되게 된다.
또한, 프로빙 때에, 프로브(Pa1～Pc2)를 웨이퍼 척 스테이지(4) 상의 확장 웨이퍼(Ua～Uc)를 향해 하강 또는 상승시키는 때에, 제어장치(13)는, 이동 모드를 바꾸고, 포토디텍터(11a～11c)를, 각각 대응하는 프로브(Pa1～Pc2)의 어느 하나와 연동시켜서, 연동 대상이 되는 프로브와 같은 양만을 Z축 방향으로 이동시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 프로브(Pa1～Pc2)와 포토디텍터(11a～11c)와의 상대적인 위치 관계를 유지한 상태로, 프로빙을 행하는 것이 가능해진다.
상기와 같이 하여, 확장 웨이퍼(Ua～Uc) 상의 모든 발광소자에 대해서, 그 광학 특성의 검사가 완료되면, 제어장치(13)는, 도 5 및 도 6에 화살표로 나타낸 것과는 반대로, 웨이퍼 척 스테이지(4)를 검사부(3)에서 위치 측정부(2)로 이동시킨다. 웨이퍼 척 스테이지(4)가 위치 측정부(2)로 돌아오면, 웨이퍼 이동장치(8)가 작동되어, 검사가 끝난 확장 웨이퍼(Ua～Uc)를 웨이퍼 척(5a～5c)으로부터 언로드한다. 비어진 웨이퍼 척(5a～5c)에는, 계속하여, 다음의 확장 웨이퍼(Ud～Uf)가 로드되어, 같은 검사가 행해진다.
또한, 상기의 예에서는, 웨이퍼 척 스테이지(4)에 구비되어 있는 웨이퍼 척(5a～5c)의 수는 3개이지만, 웨이퍼 척 스테이지(4)에 구비되는 웨이퍼 척의 수는 복수 개이면 좋고, 2개 여도 좋고, 4개 이상 이여도 좋다. 어쨌든, 본 발명의 검사장치 및 검사방법에 의하면, 여러 장의 확장 웨이퍼 상의 발광소자의 광학 특성을 동시에 검사할 수 있기 때문에, 단위 시간당 검사 개수는, 웨이퍼 척 스테이지에 구비되어 있는 웨이퍼 척 개수만큼 배가 되어, 대폭적인 검사 개수의 증대를 실현할 수 있다.
또한, 상기의 예에서는, 웨이퍼 척(5a～5c)에 로드되는 확장 웨이퍼(Ua～Uc) 상의 모든 발광소자를 검사하도록 하고 있지만, 만약 확장 웨이퍼(Ua～Uc) 상에 검사가 불요, 혹은 검사를 할 수 없는 발광소자가 존재하는 경우에는, 그 발광소자에 대응하는 프로브 및 포토디텍터를 Z축 방향으로 상승시켜서, 웨이퍼 척 스테이지(4)가 프로브(Pa1～Pc2)에 대해서 상대적으로 상승해도 상기 발광소자와는 접촉하지 않는 위치로 피하게 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 검사장치(1)의 다른 한 예를 나타내는 평면도이며, 도 10은 그 우측면도이다. 도 9 및 도 10에 나타나는 검사장치(1)에 있어서는, 1개의 검사부(3)에 대해서, 위치 측정부(2-1)와 위치 측정부(2-2)라고 하는 2개의 위치 측정부가 설치되어 있는 점이, 먼저 도시한 검사장치(1)와 다르다. 위치 측정부(2-1 및 2-2)는, 도 1 및 도 2에 나타낸 위치 측정부(2)와 기본적으로 같은 것이고, 위치 측정부(2-1 및 2-2)에는, 각각, 웨이퍼 척 스테이지(4-1 및 4-2), 카메라(6-1 및 6-2), 위치 측정 장치(9-1 및 9-2)가 설치되어 있다. 또한, 웨이퍼 척 스테이지(4-1및 4-2)에는, 각각 3개씩의 웨이퍼 척(5a-1, 5b-1, 5c-1 과 5a-2, 5b-2, 5c-2)이 구비되어 있다. 또한 8-1, 8-2는 적당한 웨이퍼 이동 장치이다.
또한, 위치 측정부(2-1)와 검사부(3)와의 사이에 Y축 레일(r)이 깔려 있는 것과 같이, 위치 측정부(2-2)와 검사부(3)의 사이에도 Y축 레일(r)이 깔려 있고, 웨이퍼 척 스테이지(4-1)가 위치 측정부(2-1)와 검사부(3) 사이를 이동할 수 있는 것과 같이, 웨이퍼 척 스테이지(4-2)는, 위치 측정부(2-2)와 검사부(3) 사이를 이동할 수 있게 되어 있다. 위치 측정부(2-1 및 2-2)에 있어서, 카메라(6-1 또는 6-2)에 의해 확장 웨이퍼 상의 발광소자의 위치 측정이 행해지는 웨이퍼 척 스테이지(4-1 및 4-2)의 위치를 「위치 측정위치」라고 부르고, 검사부(3)에 있어서 확장 웨이퍼 상의 발광소자에 대해서 광학 특성의 검사를 하는 웨이퍼 척 스테이지(4-1 또는 4-2)의 위치를 「검사위치」로 부르기로 한다. 따라서, 각 웨이퍼 척 스테이지(4-1 및 4-2)는, 각각의 위치 측정위치와, 공통되는 검사위치와의 사이를 이동 가능하게 된다.
상기와 같은 검사장치(1)를 이용하여 행해지는 본 발명의 검사방법의 다른 예를 설명한다. 먼저, 도 9는, 웨이퍼 척 스테이지(4-1 과 4-2)는, 각각의 위치 측정위치에 있고, 또한, 각각의 웨이퍼 척에는 확장 웨이퍼가 로드되어 있지 않은 상태를 나타내고 있지만, 이 상태로부터, 위치 측정부(2-1)의 위치 측정위치에 있는 웨이퍼 척 스테이지(4-1)에 대해서, 먼저 설명한 본 발명의 검사 방법에 있어서와 같이 (a) (b) 공정이 행해진다.
즉, 웨이퍼 이동장치(8-1)가 작동되고, 웨이퍼 척 스테이지(4-1)에 구비되어 있는 웨이퍼 척(5a-1～5c-1)의 각각에 확장 웨이퍼(Ua～Uc)를 로드한다. 웨이퍼 척(5 a-1～5c-1)에 확장 웨이퍼(Ua～Uc)가 로드되면, 위치 측정장치(9-1)가 작동되어, 카메라(6-1)를 가이드(7x 및 7y)를 따라서 XY축 방향으로 이동시켜, 확장 웨이퍼(Ua～Uc) 상의 발광소자의 기준 위치에 대한 상대적인 위치를 측정하여, 발광소자 위치정보로서 위치 측정장치(9－1)에 기억한다. 이때, 각 발광소자 상의 전극 위치를 아울러 측정하고, 전극 위치정보로서 위치 측정장치(9-1)에 기억해도 좋은 것은 먼저 설명한 본 발명의 예에 있어서와 같다. 또한, 필요에 따라서, 웨이퍼 척(5a-1～5c-1)을 θ축 방향으로 회전시켜서, 카메라(6-1)의 가이드(7x, 7y)의 X축 및/또는 Y축 방향으로, 확장 웨이퍼(Ua～Uc) 상의 발광소자의 배열 방향을 일치시키는 것도, 먼저 설명한 본 발명의 예에 있어서와 같다.
발광소자의 위치 측정이 끝나면, 제어장치(13)가 작동되고, 위치 측정위치에 있던 웨이퍼 척 스테이지(4-1)를 검사부(3)와 공통되는 검사 위치로 이동시킨다. 도 11은, 이 상태를 나타내는 평면도이다. 도 11에 나타내는 대로, 확장 웨이퍼(Ua～Uc)가 로드된 웨이퍼 척 스테이지(4-1)는 검사 위치로 이동하여 있고, 그 위치에서, 먼저 설명한 예에 있어서와 같이, (c) (d) (e) (f)의 공정이 행해진다.
동시에, 위치 측정부(2-2)의 위치 측정위치에 있는 웨이퍼 척 스테이지(4-2)에 대해서, 웨이퍼 척 스테이지(4-1)에 대해서 행해진 것과 같이, 먼저 설명한 본 발명의 검사 방법에서의 (a) (b) 공정이 행해진다. 즉, 위치 측정부(2-2)에서의 웨이퍼 이동장치(8-2)가 작동되고, 도 11에 나타내는 대로, 웨이퍼 척 스테이지(4-2)에 구비되어 있는 웨이퍼 척(5a-2～5c-2)의 각각에 확장 웨이퍼(Ud～Uf)를 로드한다. 웨이퍼 척(5a-2～5c-2)에 확장 웨이퍼(Ud～Uf)가 로드되면, 위치 측정 장치(9-2)가 작동되고, 카메라(6-2)를 가이드(7x 및 7y)를 따라서 XY축 방향으로 이동시켜, 확장 웨이퍼(Ud～Uf) 상의 발광소자의 기준 위치에 대한 상대적인 위치를 측정하여, 발광소자 위치정보로서 위치 측정 장치(9－2)에 기억한다. 이때, 각 발광소자 상의 전극 위치를 아울러 측정하고, 전극 위치정보로서 위치 측정장치(9-2)에 기억해도 좋은 것은 먼저 설명한 본 발명의 예에 있어서와 같다. 또한, 필요에 따라, 웨이퍼 척(5a-2~5c-2)을 θ축 방향으로 회전시켜서, 카메라(6-2)의 가이드(7x,7y)의 X축 및/또는 Y축 방향으로, 확장 웨이퍼(Ud~Uf) 상의 발광소자의 배열 방향을 일치시키는 것도, 먼저 설명한 본 발명의 예에 있어서와 같다.
다음으로, 검사부(3)의 검사 위치에 있는 웨이퍼 척 스테이지(4-1)에 대해서 상기 (c) (d) (e) (f)의 공정이 완료되고, 확장 웨이퍼(Ua～Uc) 상의 검사 대상이 되는 모든 발광소자에 대한 검사가 종료되면, 제어장치(13)는, 도 12에 나타나 있듯이, 웨이퍼 척 스테이지(4-1)를 검사 위치에서 위치 측정부(2-1)에 있는 원래의 위치 측정값 위치로 이동시킨다. 그 다음으로, 웨이퍼 이동 장치(8-1)가 작동하여, 웨이퍼 척 스테이지(4-1)로부터 검사가 종료된 확장 웨이퍼(Ua～Uc)를 언로드한다.
제어장치(13)는, 검사부(3)의 검사 위치에 웨이퍼 척 스테이지(4-1)가 존재하지 않는 것을 확인하면, 위치 측정부(2-2)의 위치 측정위치에 있는 웨이퍼 척 스테이지(4-2)를, 도 12에 화살표로 나타나 있듯이, 검사부(3)의 검사 위치로 이동시킨다. 검사부(3)의 검사 위치로 이동한 웨이퍼 척 스테이지(4-2)에 대해서는, 웨이퍼 척 스테이지(4-1)에 대한 것과 같이, 상기 (c) (d) (e) (f)의 공정이 행해져, 로드되고 있는 확장 웨이퍼(Ud～Uf) 상의 검사 대상이 되는 모든 발광소자에 대해 검사가 행해진다.
또한, 검사부(3)의 검사 위치에 웨이퍼 척 스테이지(4－1)가 존재하지 않는 것의 확인은, 검사 위치에 웨이퍼 척 스테이지(4-1)가 존재하지 않는 것을 전기적, 광전적, 혹은 전자적으로 검사하여 알아내는 것에 의해서 행해도 좋고, 위치 측정부(2-1)의 위치 측정위치에 웨이퍼 척 스테이지(4-1)가 존재하는 것을 같은 수단으로 검사하여 알아내는 것에 의해서 행해도 좋다. 웨이퍼 척 스테이지(4-2)가 검사부(3)의 검사 위치에 존재하지 않는 것의 확인에 대해서도 같다.
웨이퍼 척 스테이지(4-2)에 대해서 상기 (c) (d) (e) (f)의 공정이 행해지고 있는 것과 동시에, 웨이퍼 척 스테이지(4-1)에는, 다음의 검사 대상이 되는 확장 웨이퍼(Ug～Ui)가 웨이퍼 이동장치(8-1)에 의해서 로드되어, 이하에, 같게 하여 발광소자의 검사가 연속하여 행해지게 된다.
이상과 같이, 본 예에서의 검사 방법에 의하면, 한쪽의 웨이퍼 척 스테이지에 로드되어 있는 확장 웨이퍼에 대해서 그 발광소자의 검사가 행해지고 있는 사이에, 다른 한쪽의 웨이퍼 척 스테이지에 로드되어 있는 확장 웨이퍼에 대해서, 그 발광소자, 바람직하게는 발광소자와 각 발광소자에서의 전극의 위치를 측정할 수 있고, 한쪽의 웨이퍼 척 스테이지에 로드되어 있는 확장 웨이퍼에 대한 검사가 종료되면, 즉시, 다른 한쪽의 웨이퍼 척 스테이지를 검사부(3)의 검사 위치로 이동시켜 검사를 개시할 수 있기 때문에, 검사부(3)를 비워두는 시간을 최소한으로 하여, 결과적으로, 단위 시간당 검사 개수를 큰 폭으로 증대시킬 수 있다.
또한, 한쪽의 웨이퍼 척 스테이지에 대해서 행해지는 상기 (c) (d) (e) (f) 공정과, 다른 한쪽의 웨이퍼 척 스테이지에 대해서 행해지는 상기 (a) (b) 공정은, 적어도 그 일부가 시간적으로 겹쳐져 있으면 좋으나, 그 전체 혹은 대부분이 시간적으로 겹쳐져 있는 것이 바람직하고, 적어도 확장 웨이퍼 상의 발광소자의 위치 측정이 행해지는 상기 (b) 공정과, 확장 웨이퍼 상의 발광소자에 대해서 광학 특성의 검사가 행해지는 상기 (c) (d) (e) (f) 공정이 시간적으로 겹쳐져 있는 것이 바람직하다.
이상의 예에서, 1개의 검사부(3)에 대해서, 2개의 위치 측정부(2-1 및 2-2)가 설치되어 있지만, 1개의 검사부(3)에 대해서 설치되는 위치 측정부(2)의 수는 2개에 한정되지 않고, 예를 들어, 4개의 위치 측정부(2-1～2-4)를, 1개의 검사부(3)에 대해서, 평면상으로 서로 90도 떨어진 위치에 배치하도록 해도 좋다. 이 예는, 검사에 필요한 시간에 비해 위치 측정에 필요한 시간이 비교적 긴 경우에 유리하다.
이상 설명한 대로, 본 발명의 발광소자의 검사장치 및 검사방법에 의하면, 종래는 곤란했던 확장 웨이퍼 상의 발광소자에 대해서, 그 광학 특성의 검사를 효율적으로 좋게 행할 수 있기 때문에, 단위 시간당 검사 개수가 늘어나, 검사 비용을 큰 폭으로 절감하는 것이 가능해진다. 따라서, 본 발명은, LED 소자 등의 발광소자의 제조와 관련된 산업분야에 있어서, 크나큰 산업상의 이용 가능성을 갖는 것이다.
1: 발광소자의 검사장치 2: 위치 측정부
3: 검사부 4: 웨이퍼 척(chunk) 스테이지
5a, 5b, 5c: 웨이퍼 척 6: 카메라
7x, 7y: 가이드 8: 웨이퍼 이동장치
9: 위치 측정장치 10a1~10c2: 프로브 이동스테이지
11a~11c: 포토디텍터 12a~12c: 포토디텍터 이동스테이지
13: 제어장치 14: XY 스테이지
15a~15c: 광입력포트 16a~16c: 광검출기
Pa1~Pc2: 프로브 Ua~Uf: 확장 웨이퍼
r: Y축 레일

Claims (10)

  1. 확장 웨이퍼 상의 발광소자의 검사장치로서,
    (1) 복수 개의 웨이퍼 척을 갖춘 웨이퍼 척 스테이지와, 상기 각 웨이퍼 척에 로드된 확장 웨이퍼 상의 발광소자의 기준 위치에 대한 상대 위치를 측정하여 발광소자 위치정보로서 기억하는 위치 측정장치로 이루어지는 위치 측정부;
    (2) 상기 각 웨이퍼 척에 로드되는 확장 웨이퍼의 각각에 대응하여 설치된 포토디텍터 및 1 또는 2 이상의 프로브와, 상기 프로브의 각각을 독립하여 XYZ축 방향으로 이동시키는 프로브 이동스테이지로 이루어지는 검사부; 및
    (3) 상기 발광소자 위치정보에 근거하여 각 확장 웨이퍼 상의 발광소자가 순차적으로 대응하는 1 또는 2 이상의 프로브의 아래쪽에 오도록 상기 웨이퍼 척 스테이지를 XY축 방향으로 이동시키는 수단과, 상기 발광소자 위치정보와 각 발광소자에서의 전극 위치정보에 근거하여 상기 프로브 이동스테이지를 작동시켜 상기 프로브의 각각이 아래쪽에 위치하는 발광소자의 전극위치에 대응하는 위치에 오도록 각 프로브를 XY축 방향으로 이동시키는 수단과, 상기 프로브를 상기 웨이퍼 척 스테이지에 대해서 Z축 방향으로 이동시켜 상기 프로브를 대응하는 각각의 발광소자의 전극과 접촉시키는 수단으로 이루어지는 제어장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자의 검사장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위치 측정장치가, 상기 발광소자 위치정보에 더하여, 각 발광소자에서의 전극의 기준 위치에 대한 상대 위치를 측정하여 전극 위치정보로서 기억하는 위치 측정장치인 것을 특징으로 하는 발광소자의 검사장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 검사부가, 상기 포토디텍터의 각각을, 독립하여 XYZ축 방향으로 이동시키는 포토디텍터 이동 스테이지와, 대응하는 1 또는 2 이상의 프로브의 어느 하나와 연동시켜 XYZ축 방향으로 이동시키는 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 발광소자의 검사장치.
  4. 제1항 내지 제3항의 어느 한 항에 있어서, 1대의 상기 검사부에 대하여 2대 이상의 상기 위치 측정부로 이루어지고, 상기 검사부와 상기 각 위치 측정부는 각각 다른 위치에 있으며, 상기 제어장치는, 상기 검사부와 상기 각 위치 측정부의 사이에 상기 웨이퍼 척 스테이지를 이동시키는 수단과, 상기 검사부에 다른 웨이퍼 척 스테이지가 존재하지 않을 때에, 상기 위치 측정 장치에 의한 상기 발광소자 위치 정보의 기억 또는 상기 발광소자 위치정보와 상기 전극 위치정보의 기억이 완료된 웨이퍼 척 스테이지를 상기 위치 측정부에서 상기 검사부로 이동시키는 수단과, 상기 검사부에서의 검사가 완료된 웨이퍼 척 스테이지를 상기 검사부로부터 원래의 위치 측정부로 이동시키는 수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광소자의 검사장치.
  5. 확장 웨이퍼 상의 발광소자의 검사방법으로서,
    (a) 웨이퍼 척 스테이지에 갖추어진 복수 개의 웨이퍼 척의 각각에 확장 웨이퍼를 로드하는 공정;
    (b) 상기 각 웨이퍼 척에 로드된 확장 웨이퍼 상의 발광소자의 기준 위치에 대한 상대 위치를 측정하여 발광소자 위치정보로서 기억하는 공정;
    (c) 상기 발광소자 위치정보에 근거하여, 각 확장 웨이퍼 상의 검사 대상이 되는 발광소자가 상기 웨이퍼 척 상에 로드되는 확장 웨이퍼의 각각에 대응하여 설치된 포토디텍터 및 1 또는 2 이상의 프로브의 아래쪽에 오도록 상기 웨이퍼 척 스테이지를 XY축 방향으로 이동시키는 공정;
    (d) 상기 발광소자 위치정보와 각 발광소자에서의 전극 위치정보에 근거하여, 상기 프로브가 아래쪽에 위치하는 발광소자의 전극위치에 대응하는 위치에 오도록 각 프로브를 XY축 방향으로 이동시키는 공정;
    (e) 상기 프로브를 상기 웨이퍼 척 스테이지에 대해서 Z축 방향으로 이동시켜 상기 프로브를 대응하는 각각의 발광소자의 전극과 접촉시켜서 발광소자의 검사를 행하는 공정; 및
    (f) 각 확장 웨이퍼 상의 검사 대상이 되는 발광소자를 변경하고, 각 확장 웨이퍼 상의 검사 대상이 되는 모든 발광소자에 대해 상기 (c) (d) (e)의 공정을 반복하는 공정;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자의 검사방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 (b) 공정이, 상기 발광소자 위치 정보에 더하여, 각 발광소자에서의 전극의 기준 위치에 대한 상대 위치를 측정하여 전극 위치정보로서 기억하는 공정인 것을 특징으로 하는 발광소자의 검사방법.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 (d) 공정이, 상기 포토디텍터를 대응하는 어느 한 프로브의 XY축 방향으로의 이동과 연동시켜, XY축 방향으로 이동시키는 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 발광소자의 검사방법.
  8. 제5항 내지 제7항의 어느 한 항에 있어서, 상기 (e) 공정이, 상기 포토디텍터를 대응하는 어느 한 프로브의 Z축 방향으로의 이동과 연동시켜, Z축 방향으로 이동시키는 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 발광소자의 검사방법.
  9. 제5항 내지 제8항의 어느 한 항에 있어서, 각 확장 웨이퍼 상의 검사 대상이 되는 모든 발광소자에 대해서 행해지는 상기 (e) 공정 중, 적어도 최초로 행해지는 상기 (e) 공정이, 상기 포토디텍터의 각각을 대응하는 상기 프로브와 독립하여 XY축 방향으로 이동시켜, 검출되는 광량이 최대가 되는 위치에 상기 각 포토디텍터를 위치 결정하는 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 발광소자의 검사방법.
  10. 제5항 내지 제9항의 어느 한 항에 있어서, 2대 이상의 상기 웨이퍼 척 스테이지를 각각의 위치 측정위치와 공통되는 검사 위치와의 사이에서 이동시키는 발광소자의 검사방법으로서, 상기 각 웨이퍼 척 스테이지에 대해서,
    (g) 그 위치 측정위치에 있어서, 상기 (a) (b) 공정을 행하는 공정;
    (h) 상기 위치 측정위치에서 공통되는 검사 위치로 이동시키는 공정;
    (i) 상기 공통되는 검사 위치에 있어서, 상기 (c)～(f) 공정을 행하는 공정;
    (j) 상기 공통되는 검사 위치에서 상기 위치 측정위치로 이동시키는 공정; 및
    (k) 상기 위치 측정위치에 있어서, 복수 개의 웨이퍼 척의 각각으로부터 확장 웨이퍼를 언로드하는 공정;
    이 행해지고, 1개의 상기 웨이퍼 척 스테이지에 대한 상기 (i) 공정과 1개 이상의 다른 상기 웨이퍼 척 스테이지에 대한 상기 (g) 공정이 적어도 일부 병행하여 동시에 행해지는 것을 특징으로 하는 발광소자의 검사방법.
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