JP2016130714A - 測定装置及び位置合わせ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】交換前後で計測ステージの位置合わせを好適に実行することが可能な測定装置を提供する。【解決手段】測定装置１００は、計測ステージ３Ｍと、基準ステージ３Ｓと、テーブル３０とを備える。計測ステージ３Ｍは、ＬＥＤチップ５０が載置されるステージであり、基準ステージ３Ｓは、計測ステージ３Ｍの位置合わせを行うためのステージである。テーブル３０は、計測ステージ３Ｍと基準ステージ３Ｓとのいずれかを測定位置に移動させる。そして、計測ステージ３Ｍは、基準ステージ３Ｓが測定位置に存在するときの位置と、計測ステージ３Ｍが測定位置に存在するときの位置とが一致するように、位置合わせが行われる。【選択図】図１

Description

本発明は、電子部品に対して検査針を接触させることで電気的特性を計測する測定装置に関する。

従来から、半導体チップなどの測定対象物の夫々の電気的特性を測定するために、検査針の触針によって測定対象物の電気的特性の測定を行うプローブを備えた半導体計測装置が知られている。そして、プローブの検査針（プローブ針）の検査前の位置合わせの方法について、種々の方法が提案されている。例えば、特許文献１には、プローブ針の交換後の位置合わせに関し、プローブ針と電子部品との位置関係を撮影した画像をディスプレイに表示し、ユーザは当該画像を参照してプローブ針の移動操作を行う検査システムが開示されている。

特開２００５−１８９２３９号公報

ＬＥＤを測定対象物とした測定などでは、ステージ（計測ステージ）上に測定対象物を載置させ、プローブ針を測定対象物に触針させて測定を行う。この場合、計測ステージは、消耗品であり交換が必要であるため、交換する度に計測ステージの設置位置がずれてしまい、プローブ針の位置合わせの作業に手間がかかるなどの問題があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、計測ステージの位置合わせを好適に実行することが可能な測定装置を提供することを主な目的とする。

請求項に記載の発明は、測定装置であって、測定対象物が載置されるステージである計測ステージと、前記計測ステージの位置合わせを行うためのステージである基準ステージと、前記計測ステージ及び前記基準ステージが設置され、前記計測ステージと前記基準ステージとのいずれかを測定位置に移動させる移動部と、を備え、前記計測ステージは、前記基準ステージが前記測定位置に存在するときの位置と、前記計測ステージが前記測定位置に存在するときの位置とが一致するように、位置合わせが行われることを特徴とする。

また、請求項に記載の発明は、測定対象物が載置されるステージである計測ステージと、前記計測ステージの位置合わせを行うためのステージである基準ステージと、前記計測ステージ及び前記基準ステージが設置され、前記計測ステージと前記基準ステージとのいずれかを測定位置に移動させる移動部と、を備える測定装置が実行する位置合わせ方法であって、前記計測ステージを、前記基準ステージが前記測定位置に存在するときの位置と、前記計測ステージが前記測定位置に存在するときの位置とが一致するように、位置合わせを行う位置合わせ工程を有することを特徴とする。

測定装置の概略構成を示す。 テーブル上の計測ステージ及び基準ステージの配置例である。 定点カメラが撮影した画像を示す。 プローブ針のＸＹ平面での位置合わせの様子を撮影した画像である。 プローブ針のＺ軸方向での位置合わせの様子を示す。 計測ステージの高さ測定の様子を示す。 コンタクト動作の前後の様子を示す。 ＬＥＤチップの上面に２つの電極がある場合の針合わせ動作時の状態遷移を示す。 ＬＥＤチップの表裏に電極がある場合の針合わせ動作時の状態遷移を示す。 変形例に係る計測ステージ及び基準ステージの配置例である。 （Ａ）は、変形例に係るテーブルの上面図を示す。（Ｂ）は、計測ステージの位置合わせを行う際にディスプレイに表示される画像を示す。

本発明の好適な実施形態によれば、測定装置は、測定対象物が載置されるステージである計測ステージと、前記計測ステージの位置合わせを行うためのステージである基準ステージと、前記計測ステージ及び前記基準ステージが設置され、前記計測ステージと前記基準ステージとのいずれかを測定位置に移動させる移動部と、を備え、前記計測ステージは、前記基準ステージが前記測定位置に存在するときの位置と、前記計測ステージが前記測定位置に存在するときの位置とが一致するように、位置合わせが行われる。

上記測定装置は、計測ステージと、基準ステージと、移動部とを備える。計測ステージは、測定対象物が載置されるステージであり、基準ステージは、計測ステージの位置合わせを行うためのステージである。移動部は、計測ステージ及び基準ステージが設置され、計測ステージと基準ステージとのいずれかを測定位置に移動させる。そして、計測ステージは、基準ステージが測定位置に存在するときの位置と、計測ステージが測定位置に存在するときの位置とが一致するように、位置合わせが行われる。この態様では、基準ステージを基準として計測ステージの位置決めが行われるため、計測ステージの交換時の計測ステージの位置ずれ等を好適に抑制することができる。

上記測定装置の一態様では、測定装置は、前記測定位置を撮影範囲とする撮影部をさらに備え、前記計測ステージは、前記基準ステージが前記測定位置に存在するときに前記撮影部が撮影した画像内での前記基準ステージの位置と、前記計測ステージが前記測定位置に存在するときに前記撮影部が撮影した画像内での前記計測ステージの位置とが一致するように、位置合わせが行われる。この態様により、撮影部が撮影した画像に基づき、計測ステージの位置決めを好適に実行することができる。

上記測定装置の好適な例では、前記撮影部は固定されており、前記測定位置は、固定された前記撮影部の撮影範囲内である。

上記測定装置の他の一態様では、測定装置は、前記撮影部が撮影した画像を表示する表示部をさらに備え、前記表示部は、前記基準ステージが前記測定位置に移動した後、前記計測ステージが前記測定位置に移動した場合に、前記基準ステージの位置を示すマーク画像を前記画像に重ねて表示する。この態様では、測定装置は、計測ステージの撮影画像と共に基準ステージの位置を好適に表示することで、計測ステージの位置調整をユーザに好適に実行させることができる。

上記測定装置の他の一態様では、前記基準ステージの上面にはマークが付されており、前記表示部は、前記基準ステージが前記測定位置に存在するときに前記撮影部が撮影した画像内での前記マークの位置に基づき、前記マーク画像を前記画像に重ねて表示する。この態様により、測定装置は、撮影範囲内での基準ステージの位置を好適に認識し、計測ステージの位置合わせ用のマーク画像を的確に表示することができる。

上記測定装置の他の一態様では、測定装置は、前記測定対象物に電力を供給することで当該測定対象物を測定するためのプローブと、前記プローブの針の位置を変更自在に保持する保持部と、をさらに有し、前記移動部は、前記基準ステージが前記測定位置に存在する状態で前記プローブの位置合わせが行われた後、前記基準ステージに代えて前記計測ステージを前記測定位置に移動させ、前記プローブは、前記位置合わせが行われた後、前記計測ステージが前記測定位置に存在する状態で、前記電力の供給を行う。この態様では、測定装置は、計測ステージの位置合わせに用いる基準ステージを基準としてプローブの位置合わせを行うことで、各計測ステージに載置される測定対象物の測定を好適に実行することができる。

上記測定装置の他の一態様では、前記保持部は、前記針の位置を、前記基準ステージの上面と平行な面方向及び当該面方向と垂直な方向に移動自在である。この態様によれば、測定装置は、プローブの３軸方向での位置合わせを好適に実行することができる。

上記測定装置の他の一態様では、前記基準ステージの上面にはマークが付されており、前記プローブの針先は、前記マークの位置を基準として前記位置合わせが行われる。この態様により、プローブの針先の位置合わせを好適に実行することができる。

上記測定装置の他の一態様では、前記プローブの針先はタッチセンサの位置検出部であり、測定装置は、前記基準ステージが前記測定位置に存在する状態で前記プローブの位置を降下させたときに前記タッチセンサが反応した位置と、前記計測ステージが前記測定位置に存在する状態で前記プローブの位置を降下させたときに前記タッチセンサが反応した位置とに基づき、前記基準ステージと前記計測ステージとの高低差を算出する算出部をさらに備える。この態様では、測定装置は、タッチセンサの反応に基づき、基準ステージと計測ステージとの高低差を算出する。これにより、測定対象物の測定時において、プローブの針先を測定対象物に好適に合わせることができる。

本発明に係る他の好適な実施形態では、測定対象物が載置されるステージである計測ステージと、前記計測ステージの位置合わせを行うためのステージである基準ステージと、前記計測ステージ及び前記基準ステージが設置され、前記計測ステージと前記基準ステージとのいずれかを測定位置に移動させる移動部と、を備える測定装置が実行する位置合わせ方法であって、前記計測ステージを、前記基準ステージが前記測定位置に存在するときの位置と、前記計測ステージが前記測定位置に存在するときの位置とが一致するように、位置合わせを行う位置合わせ工程を有する。測定装置は、この位置合わせ方法を実行することで、基準ステージを基準として計測ステージの位置決めを行い、計測ステージの交換時の計測ステージの位置ずれ等を好適に抑制することができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説明する。

［概略構成］
図１は、本実施例に係る測定装置１００の概略構成図である。

図１に示す測定装置１００は、ＬＥＤチップ５０の電気的特性及び光特性を検査する装置であって、主に、第１プローブ１０と、第２プローブ２０と、テーブル３０及びテーブル位置調整部３１と、制御部４０と、定点カメラ４１と、フォトディテクタ４２と、ディスプレイ４３と、入力部４４とを備える。

テーブル３０には、ＬＥＤチップ５０がそれぞれ載置される複数の計測ステージ３Ｍと、各計測ステージ３Ｍを設置及び交換する際の位置合わせの基準となる基準ステージ３Ｓとが設けられている。テーブル位置調整部３１は、制御部４０に接続され、テーブル３０を、テーブル３０の上面と平行な面内、及びテーブル３０の上面に直交する方向に移動させる。以後では、テーブル３０の上面に直交する方向を「Ｚ軸」、第１プローブ１０及び第２プローブ２０が並ぶ方向を「Ｘ軸」、Ｘ軸及びＺ軸に直交する方向を「Ｙ軸」とし、各軸の正方向を図１及び後述する図２に示すように定める。テーブル３０は、本発明における「移動部」の一例である。

各計測ステージ３Ｍは、測定装置１００の組立て時又は消耗に伴う交換時に、基準ステージ３Ｓを基準として位置合わせが行われる。計測ステージ３Ｍの位置合わせについては、［計測ステージの位置合わせ］のセクションで詳しく説明する。

第１プローブ１０は、第１プローブ基部１１によって固定され、第１プローブ針１２と、高さ調整部１３と、スライド部１４と、土台部１５とを有する。第１プローブ針１２は、ＬＥＤチップ５０の電極に触針することでＬＥＤチップ５０を通電状態にする。高さ調整部１３は、Ｚ軸操作部１Ｚへの操作量に応じ、テーブル３０に対する第１プローブ針１２のＺ軸上の位置を調整する。高さ調整部１３は、本発明における「保持部」の一例である。スライド部１４は、Ｘ軸操作部１Ｘへの操作に応じ、土台部１５に対しＸ軸方向にスライドする。これにより、テーブル３０に対する第１プローブ針１１２のＸ軸方向の位置が調整される。また、スライド部１４は、図示しないＹ軸方向の第１プローブ針１２の位置を調整するためのＹ軸操作部への操作に応じ、土台部１５に対しＹ軸上をスライドする。これによりテーブル３０に対する第１プローブ針１２のＹ軸方向の位置が調整される。

第２プローブ２０は、第２プローブ基部２１によって固定され、第２プローブ針２２と、高さ調整部２３と、スライド部２４と、土台部１５とを有する。第２プローブ針２２は、ＬＥＤチップ５０に形成された電極に触針することで、ＬＥＤチップ５０を通電状態にする。高さ調整部２３は、スライド部２４上で第２プローブ針２２を所定の高さに保持する。スライド部２４は、Ｘ軸操作部２Ｘへの操作に応じ、土台部１５に対しＸ軸方向にスライドする。これにより、テーブル３０に対する第２プローブ針２２のＸ軸方向の位置が調整される。また、スライド部２４は、図示しないＹ軸方向の第２プローブ針２２の位置を調整するためのＹ軸操作部への操作に応じ、土台部１５に対しＹ軸上をスライドする。これによりテーブル３０に対する第２プローブ針２２のＹ軸方向の位置が調整される。また、第１プローブ基部１１及び第２プローブ基部２１は、制御部４０の制御信号に応じて伸縮自在であり、土台部１５のＺ軸方向の位置を調整する。

第１プローブ１０及び第２プローブ２０には、図示していないが、接触を検知するタッチセンサが設けられており、針先の接触時に所定の電気信号を制御部４０に供給する。また、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２は、ＬＥＤチップ５０の測定前に、手動のティーチング作業によって、ＬＥＤチップ５０の各電極と適切に触針するように位置調整が行われる。以後では、載置されたＬＥＤチップ５０を第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２により触針可能な計測ステージ３Ｍの位置を、単に「測定位置」とも呼ぶ。

定点カメラ４１は、第１及び第２プローブ針１２、２２の触針位置近傍（即ち測定位置）を上方から撮影するカメラであり、撮影した画像を制御部４０へ供給する。本実施例では、定点カメラ４１が撮影した画像（単に「撮影画像Ｉｍ」とも呼ぶ。）は、計測ステージ３Ｍの位置合わせなどに用いられる。

フォトディテクタ４２は、第１及び第２プローブ針１２、２２とＬＥＤチップ５０の電極とが触針した場合に発せられるＬＥＤチップ５０の光を受光することで、ＬＥＤチップ５０の光学的特性の測定を行う。本実施例においては、フォトディテクタ４２は、第１及び第２プローブ針１２、２２の触針位置近傍を測定可能に位置合わせされており、ＬＥＤチップ５０の光学的特性を測定する。

図でフォトディテクタ４２は定点カメラ４１上にあるが、測定の際にだけ定点カメラ４１の下（定点カメラ４１とＬＥＤチップ５０の間）に移動するように制御部４０が制御しても良い。

ディスプレイ４３は、制御部４０の制御に基づき、撮影画像Ｉｍを表示する。入力部４４は、ユーザが測定装置１００に対して指示を行うための入力を受け付ける。入力部４４は、ボタン、スイッチ、音声入力装置、タッチパネル等の種々の形態を含む。

制御部４０は、例えば公知のＣＰＵ（Central Processing Unit）などの処理装置であって、メモリなどを備えると共に、測定装置１００の各部と接続することでその動作の制御や、測定結果の取得などを行う。

例えば、制御部４０は、テーブル位置調整部３１、第１プローブ１０及び第２プローブ２０の夫々に接続され、各操作部１Ｘ、１Ｚ、２Ｘ、２Ｚ及び入力部４４への入力等に基づき、その移動動作の実施や移動量を制御する。また、制御部４０は、フォトディテクタ４２からのＬＥＤチップ５０の測定結果の取得を行う。さらに、制御部４０は、定点カメラ４１から受信した撮影画像Ｉｍをディスプレイ４３に表示し、計測ステージ３Ｍや第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の位置合わせの操作をユーザに実行させる。

次に、テーブル３０上の基準ステージ３Ｓ及び計測ステージ３Ｍの配置例について、図２を参照して説明する。図２（Ａ）は、基準ステージ３Ｓが測定位置に存在する場合のテーブル３０の上面図を示す。

図２（Ａ）の例では、基準ステージ３Ｓ及び３つの計測ステージ３Ｍ（３Ｍａ〜３Ｍｃ）は、テーブル３０の中心から等距離の位置を結ぶ仮想的な円Ｌｃ上に、等間隔（即ち９０度間隔）で配置されている。なお、図２（Ａ）における線分Ｌｖは、対向配置された基準ステージ３Ｓ及び計測ステージ３Ｍｂの中心を結ぶ仮想的な線分であり、線分Ｌｈは、対向配置された計測ステージ３Ｍａ、３Ｍｃの中心を結ぶ仮想的な線分である。また、破線枠が示す範囲Ｒｔａｇは、定点カメラ４１による撮影範囲を示す。

図２（Ａ）に示すように、基準ステージ３Ｓの中心位置には、位置合わせを行うための十字マーク３７が設けられている。一方、計測ステージ３Ｍａ〜３Ｍｃの中心位置には、それぞれ、ＬＥＤチップ５０を固定するための吸着穴３８（３８ａ〜３８ｃ）が設けられている。図２（Ａ）では、ＬＥＤチップ５０は、まだ計測ステージ３Ｍに設置されていない。

図２（Ｂ）は、計測ステージ３Ｍｃが計測位置に移動した場合のテーブル３０の上面図を示す。図２（Ｂ）では、制御部４０は、テーブル３０を図２（Ａ）の状態から９０度回転させることにより、破線枠Ｒｔａｇ内に計測ステージ３Ｍｃを移動させている。このように、制御部４０は、テーブル３０を回転させることで、任意の計測ステージ３Ｍ又は基準ステージ３Ｓを、測定位置である定点カメラ４１の撮影範囲内に遷移させることが可能である。

［計測ステージの位置合わせ］
次に、計測ステージ３Ｍの設置時における位置合わせについて説明する。概略的には、まず、基準ステージ３Ｓを測定位置に移動させた状態で、制御部４０は、撮影画像Ｉｍ内における基準ステージ３Ｓの位置を記憶する。そして、制御部４０は、位置合わせの対象となる計測ステージ３Ｍを測定位置に移動させ、記憶した撮影画像Ｉｍ内における基準ステージ３Ｓの位置に、撮影範囲内の計測ステージ３Ｍの位置を合わせる。

図３（Ａ）は、基準ステージ３Ｓが測定位置に存在する場合（即ち図２（Ａ）の場合）に撮影された撮影画像Ｉｍを表示したディスプレイ４３の表示例である。図３（Ａ）の例では、撮影画像Ｉｍには、十字マーク３７が付された基準ステージ３Ｓの上面が表示されている。

この場合、制御部４０は、定点カメラ４１の撮影範囲内にある基準ステージ３Ｓの中心位置に設けられた十字マーク３７の撮影画像Ｉｍ内での位置を検出し、記憶する。この場合、例えば、制御部４０は、撮影画像Ｉｍを対象に公知の画像認識処理を行うことで、十字マーク３７の位置を検出する。制御部４０は、この処理を、各計測ステージ３Ｍの位置合わせ前に予め実行する。

なお、このとき、ユーザは、撮影画像Ｉｍの中心位置またはユーザ所望の位置と基準ステージ３Ｓの中心位置とが一致するように、基準ステージ３Ｓの位置又は定点カメラ４１の撮影範囲を調整してもよい。この場合、制御部４０は、以後の処理において、撮影画像Ｉｍの中心位置などを、基準ステージ３Ｓの中心位置として取り扱うことが可能となる。
この場合、この位置を、「測定位置の原点」とする。

図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の状態からテーブル３０を９０度回転させて計測ステージ３Ｍｃを測定位置に移動させた場合に撮影された撮影画像Ｉｍを表示するディスプレイ４３の表示例を示す。

この場合、撮影画像Ｉｍには、位置合わせを行う前にテーブル３０上にネジなどで仮止めされた計測ステージ３Ｍｃが表示されると共に、制御部４０が生成したマーク３７Ａが重畳表示されている。この場合、制御部４０は、図３（Ａ）の状態で記憶した十字マーク３７の位置情報に基づき、図３（Ａ）に示す撮影画像Ｉｍ内の十字マーク３７と同一位置に、マーク３７Ａを撮影画像Ｉｍに重ねて表示する。なお、撮影画像Ｉｍの中心位置と基準ステージ３Ｓの中心位置とが一致するように基準ステージ３Ｓの位置又は定点カメラ４１の撮影範囲を予め調整済みである場合には、制御部４０は、マーク３７Ａを、撮影画像Ｉｍの中心位置に表示する。

ここで、図３（Ｂ）の例では、計測ステージ３Ｍｃの中心にある吸着穴３８ｃは、制御部４０が記憶した撮影画像Ｉｍ内における十字マーク３７の位置とずれている。よって、この場合、ユーザは、図３（Ｂ）に示す撮影画像Ｉｍが表示されたディスプレイ４３を参照しながら、マーク３７Ａの交点に、吸着穴３８ｃの中心が合うように、計測ステージ３Ｍｃの位置を調整する操作を行う。この場合、例えば、測定装置１００は、手動操作により各計測ステージ３Ｍを位置調整自在な機構を有し、制御部４０は、検知した操作量に応じて、計測ステージ３Ｍｃを移動させる。そして、計測ステージ３Ｍｃを移動させた後、仮止めした計測ステージ３Ｍｃを固定する。

そして、制御部４０は、各計測ステージ３Ｍを設置する測定装置１００の組立時などでは、図３で説明した処理を、他の計測ステージ３Ｍａ〜３Ｍｂに対しても同様に実行する。また、消耗による任意の計測ステージ３Ｍの交換時には、制御部４０は、交換して仮止めした計測ステージ３Ｍに対し、図３で説明した処理を実行する。具体的には、制御部４０は、仮止めされた交換後の計測ステージ３Ｍを測定位置に移動させた後、撮影画像Ｉｍ内の計測ステージ３Ｍの中心位置が、記憶した基準ステージ３Ｓの中心位置と一致するように、当該計測ステージ３Ｍの位置調整を実行する。なお、制御部４０は、測定装置１００の組立時に基準ステージ３Ｓの位置情報を記憶するため、計測ステージ３Ｍの交換時では、撮影画像Ｉｍ内における基準ステージ３Ｓの位置を記憶する処理を実行しなくともよい。

このように、本実施例では、基準ステージ３Ｓを基準として各計測ステージ３Ｍの位置調整を実行する。これにより、交換前後の計測ステージ３Ｍを略同一位置に設置することができる。また、基準ステージ３Ｓを基準として各計測ステージ３Ｍを設置することで、計測ステージ３Ｍごとの設置位置のばらつき（誤差）を記憶する必要がなく、誤差の累積を好適に抑制することができる。

［プローブ針の位置合わせ］
次に、基準ステージ３Ｓを利用した第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の位置合わせについて説明する。以下に説明する位置合わせは、測定ステージ３Ｍの位置合わせ後であってＬＥＤチップ５０の測定前に実行される。

（１）ＸＹ平面での位置合わせ
まず、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２のＸＹ平面での位置合わせについて説明する。

第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２のＸＹ平面での位置合わせは、基準ステージ３Ｓを測定位置に移動させた状態で、基準ステージ３Ｓの十字マーク３７を基準として実行される。このとき、制御部４０は、撮影画像Ｉｍをディスプレイ４３に表示することで、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の位置調整のためのユーザ操作を誘導する。

ここで、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の先端を、基準ステージ３Ｓの十字マーク３７の交点位置に合わせる処理例について、図４を参照して説明する。

図４（Ａ）は、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２のＸＹ平面での位置合わせの実行前に撮影された撮影画像Ｉｍを表示したディスプレイ４３の表示例を示す。なお、図４（Ａ）及び後述の図４（Ｂ）〜（Ｄ）では、定点カメラ４１の倍率変更により、図２（Ａ）、（Ｂ）の範囲Ｒｔａｇの中心部分が拡大されている。

図４（Ａ）では、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の各先端位置は、基準ステージ３Ｓの中心に相当する十字マーク３７の交点に対してそれぞれずれている。従って、この場合、ユーザは、ディスプレイ４３に表示された図４（Ａ）に示す撮影画像Ｉｍを参照し、Ｘ軸方向の第１及び第２プローブ針１２、２２を調整するためのＸ軸操作部１Ｘ、２Ｘと、Ｙ軸方向の第１及び第２プローブ針１２、２２を調整するためのＹ軸操作部とを適宜操作する。この場合、制御部４０は、ユーザが操作した操作部及び操作量に応じ、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２のＸＹ平面上の位置を調整する。

図４（Ｂ）は、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の位置調整後における撮影画像Ｉｍを表示したディスプレイ４３の表示例を示す。この場合、ユーザ操作に基づき、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２が移動した結果、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の先端位置は、十字マーク３７の交点に略一致している。この場合、ユーザは、各操作部への操作を終了し、第１及び第２プローブ針１２、２２の位置調整が終了した旨の入力を入力部４４により行う。

図４（Ｃ）は、任意の計測ステージ３Ｍが測定位置となるようにテーブル３０を回転させた場合のディスプレイ４３の表示例を示す。この場合、［計測ステージの位置合わせ］のセクションで述べたように、測定位置に移動した任意の計測ステージ３Ｍの中心は、測定位置に存在する場合の基準ステージ３Ｓの中心と撮影画像Ｉｍ上で一致するように位置合わせが行われている。よって、テーブル３０を回転させて任意の計測ステージ３Ｍが測定位置に遷移した場合であっても、図４（Ｃ）に示すように、撮影対象の計測ステージ３Ｍの中心に位置する吸着穴３８に第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の先端が「測定位置の原点」で重なる。

図４（Ｄ）は、ＬＥＤチップ５０の検査時に撮影された撮影画像Ｉｍを表示したディスプレイ４３の表示例である。図４（Ｄ）に示すように、ＬＥＤチップ５０の検査時には、吸着穴３８は排気ポンプ（真空ポンプ）により負圧になり、ＬＥＤチップ５０が吸引され、吸着している。そして、第１プローブ針１２の先端は電極パット５１と接触し、第２プローブ針２２の先端は電極パッド５２と接触しており、ＬＥＤチップ５０が通電状態となっている。

このとき、ＬＥＤチップ５０の中心が吸着穴３８と重なるようにＬＥＤチップ５０が取り付けられるため、電極パッド５１、５２と、吸着穴３８とは、ＸＹ平面上で近傍に位置する。

なお、図４では、ＬＥＤチップ５０のサイズは１ｍｍ×０．６ｍｍ、吸着穴３８は直径０．２ｍｍ、電極パッド５１、５２は直径０．２ｍｍ強の例で、プローブ先端は直径０．１ｍｍ弱である。
従って、この場合、図４（Ｂ）、（Ｃ）に示す位置合わせが行われた状態からの第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の移動量は短い。具体的には、図４（Ｄ）では、第１プローブ針１２は、図４（Ｃ）の状態からＸ軸負方向に矢印７０の幅だけ移動し、第２プローブ針２２は、図４（Ｃ）の状態からＸ軸正方向に矢印７１の幅だけ移動している。

なお、図４では、ＬＥＤチップ５０のサイズは１ｍｍ×０．６ｍｍ、吸着穴３８は直径０．２ｍｍ、電極パッド５１、５２は直径０．２ｍｍ強の例で、プローブ先端は直径０．１ｍｍ弱である。

このように、ＬＥＤチップ５０の検査前に、図４（Ｂ）に示す位置になるように、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の位置調整を実行しておく。これにより、ＬＥＤチップ５０の検査時には、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２のＸＹ平面上での位置調整を好適に簡略化することができ、画角が狭い高倍率に定点カメラ４１が設定されていた場合であっても、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の針先が撮影範囲から外れることがない。また、制御部４０は、ＬＥＤチップ５０上の電極パッド５１、５２の位置を予め記憶しておくことで、検査時に、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２を、電極パッド５１、５２の位置に自動的に移動させることもできる。

（２）Ｚ軸での位置合わせ
次に、Ｚ軸方向での第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の位置合わせについて、図５を参照して説明する。

図５（Ａ）〜（Ｄ）は、Ｚ軸方向での第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の位置合わせに伴う第１プローブ１０及び第２プローブ２０の遷移を示す。なお、図５等では、説明便宜上、第１プローブ基部１１及び第２プローブ基部２１等を図示していない。

図５（Ａ）は、Ｚ軸方向での第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の位置合わせを行う直前の第１プローブ１０及び第２プローブ２０を示す。図５（Ａ）に示す状態では、第１プローブ１０及び第２プローブ２０は、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２が基準ステージ３Ｓに接触しない所定の高さ（「プローブ待機高さ」とも呼ぶ。）に設定されている。また、図５（Ａ）に示すように、Ｚ軸方向での位置調整が可能な高さ調整部１３により保持される第１プローブ針１２は、高さ調整機能がない高さ調整部２３により保持される第２プローブ針２２よりも、予め高い位置で保持されている。そして、図５（Ａ）の状態で、制御部４０は、第１プローブ基部１１及び第２プローブ基部２１を制御することで、土台部１５を一定速度により下降させる。

図５（Ｂ）は、第２プローブ針２２の先端が基準ステージ３Ｓの上面に接触したときの第１プローブ１０及び第２プローブ２０を示す。この場合、第２プローブ針２２の先端が基準ステージ３Ｓの上面に接触したことから、第２プローブ針２２の先端に設けられていたタッチセンサは、接触した旨の検知信号を制御部４０に送信する。上述の検知信号を受信した制御部４０は、第１プローブ基部１１及び第２プローブ基部２１による移動を停止させる。従って、この場合、第２プローブ針２２の先端のみが基準ステージ３Ｓの上面に接触した状態で土台部１５の移動が停止する。そして、制御部４０は、この場合の第１プローブ１０及び第２プローブ２０の位置を、ＬＥＤチップ５０の検査時の基準となる高さ（「プローブ基準高さ」とも呼ぶ。）であると認識し、記憶しておく。

図５（Ｃ）は、Ｚ軸操作部１Ｚを操作することにより第１プローブ針１２を下降させる様子を示す。第１プローブ１０及び第２プローブ２０の停止後、ユーザのＺ軸操作部１Ｚへの操作量に応じ、高さ調整部１３は、第１プローブ針１２を下降させる。この場合、ユーザは、第１プローブ針１２が基準ステージ３Ｓの上面に接触するまで、第１プローブ針１２を移動させる。

図５（Ｄ）は、第１プローブ針１２が基準ステージ３Ｓの上面に接触したときの様子を示す。図５（Ｄ）では、第１プローブ針１２が基準ステージ３Ｓの上面に接触したことから、第１プローブ針１２の先端に設けられたタッチセンサは、接触した旨の検知信号を制御部４０に送信する。この場合、制御部４０は、第１プローブ針１２の先端が接触した旨をユーザに通知し、Ｚ軸操作部１Ｚによる操作を中止させる。なお、制御部４０は、タッチセンサからの検知信号受信後のＺ軸操作部１Ｚによる操作を無効であるとみなしてもよい。その後、所定のボタン押下があった場合、制御部４０は、第１プローブ１０及び第２プローブ２０を、プローブ待機高さまで再び移動させる。

このように、測定装置１００は、Ｚ軸操作部１Ｚの操作に基づき、好適に第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２のＺ軸方向の位置合わせを実行することができる。

［計測ステージの高さ測定］
次に、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の位置合わせ後に実行する、各計測ステージ３Ｍの高さの測定処理について説明する。制御部４０は、第１プローブ１０及び第２プローブ２０をプローブ待機高さから徐々に下降させ、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２、または第２プローブ針２２が計測ステージ３Ｍへの接触を検知したときの高さを、当該計測ステージ３Ｍの高さとして認識する。

図６（Ａ）は、高さを計測する計測ステージ３Ｍを測定位置に移動させた状態を示す。この場合、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２のＺ軸方向の位置合わせが実行済みであることから、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２のＺ軸での先端位置が略一致している。そして、図６（Ｂ）の状態で、制御部４０は、第１プローブ基部１１及び第２プローブ基部２１を制御することで、土台部１５を一定速度により下降させる。

図６（Ｂ）は、第１プローブ針１２又は／及び第２プローブ針２２が測定対象の計測ステージ３Ｍの上面に接触したときの様子を示す。この場合、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２、または第２プローブ針２２の先端が計測ステージ３Ｍの上面に接触し、対応するタッチセンサが検知信号を制御部４０へ送信する。この場合、制御部４０は、第１プローブ１０及び第２プローブ２０の移動を停止させると共に、停止時の高さを、計測対象の計測ステージ３Ｍの高さとして認識する。

そして、制御部４０は、図５に示した処理により認識した基準ステージ３Ｓの高さ（即ちプローブ基準高さ）と、図６に示した処理により認識した計測ステージ３Ｍの高さとの高低差を算出し、当該計測ステージ３Ｍの高さに関するオフセット値として記憶する。そして、制御部４０は、後述するＬＥＤチップ５０の検査時では、プローブ基準高さと、測定位置にある計測ステージ３Ｍの高さのオフセット値とを勘案して、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２のＺ軸方向での停止位置を決定する。

［検査時の動作］
次に、ＬＥＤチップ５０の検査時に実行する測定装置１００の動作について説明する。

（１）コンタクト動作
まず、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の針先をＬＥＤチップ５０に押し当てる動作であるコンタクト動作について図７を参照して説明する。図７（Ａ）、（Ｂ）は、コンタクト動作の実行前後における測定装置１００の状態を示す。

まず、コンタクト動作の実行前に、制御部４０は、ＬＥＤチップ５０が載置された計測ステージ３Ｍを認識すると共に、入力部４４により、ＬＥＤチップ５０の高さ及び第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２のＬＥＤチップ５０への押し込み量（所謂オーバードライブ）の入力を受け付ける。そして、制御部４０は、コンタクト動作を開始すべき旨の入力を入力部４４により検知した場合、図７（Ａ）に示すように、土台部１５を降下させる。

その後、制御部４０は、［計測ステージの高さ測定］のセクションで認識した計測ステージ３Ｍの高さに対し、入力されたＬＥＤチップ５０の高さ分だけ高く、かつ、入力された押し込み量だけ低い位置まで土台部１５を降下させる。この場合、図７（Ｂ）に示すように、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２は、ＬＥＤチップ５０の表面に対して入力された押し込み量だけ押し込まれた位置で停止する。

なお、［計測ステージの高さ測定］のセクションで説明した手順と同様の手順でＬＥＤチップ５０の高さを第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２、または第２プローブ針２２で検知、認識し、入力された押し込み量だけ低い位置まで土台部１５を降下させても良い。

これらの場合、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２に設けられたタッチセンサは、接触を検知して、検知信号を制御部４０へ送信する。

（２）針合わせ動作
次に、ＬＥＤチップ５０の各電極に第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の針先を合わせる動作である針合わせ動作について説明する。

まず、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２をそれぞれ接触させる２つの電極が両方ともＬＥＤチップ５０の上面に形成されている場合の針合わせ動作について、図８を参照して説明する。図８（Ａ）〜（Ｃ）は、針合わせ動作時の測定装置１００の遷移を示す。

まず、針合わせ動作の実行前に、制御部４０は、ＬＥＤチップ５０が載置された計測ステージ３Ｍを認識すると共に、入力部４４により、ＬＥＤチップ５０の高さ及び針合わせを行う位置に関する入力を受け付ける。そして、制御部４０は、針合わせ動作を開始すべき旨の入力を入力部４４により検知した場合、図８（Ａ）に示すように、土台部１５を降下させる。

その後、制御部４０は、図８（Ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ５０の表面よりも所定長だけ高い位置で土台部１５を停止させ、Ｘ軸操作部１Ｘ、２ＸによるＸ軸方向の第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の位置調整の操作を受け付ける。この場合、制御部４０は、定点カメラ４１が生成した撮影画像Ｉｍをディスプレイ４３に表示させることで、ユーザに第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の針先の位置と各電極の位置とを認識させる。

その後、制御部４０は、所定の入力を検知することで、Ｘ軸操作部１Ｘ、２Ｘによる第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の位置調整の終了を認識する。この場合、制御部４０は、入力されたＬＥＤの高さ及び記憶された計測ステージ３Ｍの高さに基づき、第１プローブ針１２及び高さ調整部２３をＬＥＤチップ５０の上面に接触する位置（図８（Ｃ）参照）まで移動させる。そして、図８（Ｃ）の状態では、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２は、それぞれＬＥＤチップ５０の電極と接触し、ＬＥＤへの通電が可能な状態となっている。

次に、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２を接触させる電極がＬＥＤチップ５０の表面と裏面とにそれぞれ形成されている場合の針合わせ動作について、図９を参照して説明する。

図９（Ａ）〜（Ｃ）は、この場合の針合わせ動作における測定装置１００の遷移を示す。図９の例では、各計測ステージ３Ｍの上面には、導電板３９が形成されており、第１プローブ針１２の先端を導電板３９に接触させ、第２プローブ針２２の先端をＬＥＤチップ５０上に形成された電極に接触させることで、ＬＥＤチップ５０を通電状態にする。

まず、制御部４０は、図８の例と同様に、針合わせ動作の実行前に、制御部４０は、入力部４４により、ＬＥＤチップ５０の高さ及び針合わせを行う位置に関する入力を受け付けた後、土台部１５を降下させる。その後、制御部４０は、図９（Ｂ）に示すように、ＬＥＤチップ５０の上面よりも所定長だけ高い位置で第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２を停止させ、Ｘ軸操作部１Ｘ、２ＸによるＸ軸方向の第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の位置調整の操作を受け付ける。この場合、制御部４０は、定点カメラ４１が生成した撮影画像Ｉｍをディスプレイ４３に表示させることで、ユーザに第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の針先の位置とＬＥＤチップ５０の位置とを認識させる。なお、図９（Ｂ）では、ユーザは、導電板３９と第１プローブ針１２とを接触させるため、第１プローブ針１２がＬＥＤチップ５０と接触しない位置まで第１プローブ針１２をＸ軸負方向に移動させる。

そして、制御部４０は、例えば所定の入力を検知することで、Ｘ軸操作部１Ｘ、２Ｘによる第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２の位置調整の終了を認識する。そして、制御部４０は、入力されたＬＥＤチップ５０の高さ及び記憶された計測ステージ３Ｍの高さの情報に基づき、高さ調整部２３をＬＥＤチップ５０の表面に接触する位置（即ち、図９（Ｃ）に示す位置）まで移動させる。

なお、ＬＥＤチップ５０の高さを第２プローブ針２２で検知、認識し、高さ調整部２３を移動させても良い。
そして、図９（Ｃ）の状態では、第２プローブ針２２は、ＬＥＤチップ５０の表面上の電極と接触する。

次に、制御部４０は、図９（Ｄ）に示すように、Ｚ軸操作部１Ｚへの操作に基づき、第１プローブ針１２を降下させる。そして、制御部４０は、第１プローブ針１２に設けられたタッチセンサから検知信号を受信した場合、第１プローブ針１２が接触した旨をユーザに通知する。その後、ユーザは、Ｚ軸操作部１Ｚをさらに操作することで、所定の押し込み量だけ第１プローブ針１２をＬＥＤチップ５０に押し込む。そして、図９（Ｄ）の状態では、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２は、それぞれＬＥＤチップ５０の電極と電気的に接続し、ＬＥＤへの通電が可能な状態となっている。

［変形例］
以下、上述の実施例に好適な各変形例について説明する。なお、これらの各変形例は、任意に組み合わせて上述の実施例に適用することが可能である。

（変形例１）
図２に示す計測ステージ３Ｍａ〜３Ｍｃ及び基準ステージ３Ｓは、それぞれテーブル３０の中心に対して９０度回転した位置に配置されていた。しかし、本発明が適用可能な配置はこれに限られない。

図１０は、変形例に係るテーブル３０の上面図を示す。図１０の例では、計測ステージ３Ｍａ〜３Ｍｃは、テーブル３０の中心から等距離であって、当該中心に対して１２０度間隔で配置されている。そして、基準ステージ３Ｓは、テーブル３０の中心に対して計測ステージ３Ｍｃから６０度反時計回りに回転した位置に配置されている。

この場合であっても、制御部４０は、計測ステージ３Ｍａ〜３Ｍｃ及び基準ステージ３Ｓの配置情報を記憶し、当該配置情報に基づきテーブル３０を回転させることで、定点カメラ４１の撮影範囲となる対象を切り替える。これにより、実施例と同様、各計測ステージ３Ｍの位置合わせを好適に実行することができる。

（変形例２）
［計測ステージの位置合わせ］のセクションの説明では、制御部４０は、各計測ステージ３ＭのＸＹ平面における位置を調整対象とした。これに加えて、制御部４０は、各計測ステージ３Ｍの向き（回転角度）についても調整対象としてもよい。

図１１（Ａ）は、変形例に係るテーブル３０の上面図を示す。図１１（Ａ）の例では、各計測ステージ３Ｍａ〜３Ｍｃの中心には、基準ステージ３Ｓと同様に、十字マーク３６ａ〜３６ｃが付されている。図１１（Ｂ）は、計測ステージ３Ｍｃの位置合わせを行う際のディスプレイ４３の表示例である。図１１（Ｂ）では、図３（Ｂ）の例と同様に、制御部４０は、撮影画像Ｉｍに重ねて、基準ステージ３Ｓの十字マーク３７の位置を示すマーク３７Ａを表示している。この場合、ユーザは、図１１（Ｂ）に示す撮影画像Ｉｍが表示されたディスプレイ４３を参照し、撮影画像Ｉｍに表示されたマーク３７Ａに計測ステージ３Ｍｃの十字マーク３６ｃが重なるように、計測ステージ３ＭｃのＸＹ平面上の位置及び向きの調整を行う。

このように、本変形例では、好適に計測ステージ３Ｍの向きについても基準ステージ３Ｓに合わせて調整することができる。

（変形例３）
［計測ステージの高さ測定］のセクションの説明では、制御部４０は、各計測ステージ３Ｍの高さ（即ちＺ軸方向での位置）を測定して記憶した。これに代えて、各計測ステージ３Ｍの高さ調整が可能である場合には、制御部４０は、各計測ステージ３Ｍの高さを、基準ステージ３Ｓの高さと一致するように調整してもよい。この場合、例えば、制御部４０は、各計測ステージ３Ｍ及び基準ステージ３Ｓの高低差に相当するオフセット値分だけ、各計測ステージ３Ｍの高さを調整することで、基準ステージ３Ｓの高さと一致させる。

（変形例４）
測定装置１００は、ＬＥＤチップ５０に代えて、他の任意のチップを検査対象とし、第１プローブ針１２及び第２プローブ針２２を触針させることで、電気的特性を計測してもよい。

なお、プローブ針数も２本に限定されない。

（変形例５）
図３の説明では、制御部４０は、ユーザ操作に基づき、マーク３７Ａの交点に、吸着穴３８ｃの中心が合うように、計測ステージ３Ｍｃの位置を調整した。これに代えて、制御部４０は、ユーザ操作によらずに、計測ステージ３Ｍｃの位置調整を行ってもよい。

この場合、測定装置１００は、各計測ステージ３Ｍの位置を調整自在な機構を有し、制御部４０は、図３（Ｂ）に示す撮影画像Ｉｍの取得後、画像認識処理などにより吸着穴３８ｃの位置を認識する。そして、制御部４０は、既に記憶した撮影画像Ｉｍにおける基準ステージ３Ｓの中心位置に吸着穴３８ｃの中心が重なるように、計測ステージ３Ｍｃを移動させる。

（変形例６）
［検査時の動作］のセクションの説明において、測定装置１００は、ＬＥＤ５０の位置を調整自在な機構を有し、ＬＥＤ５０を「測定位置の原点」に移動させてもよい。

１０ 第１プローブ
２０ 第２プローブ
３０ テーブル
３１ テーブル位置調整部
４０ 制御部
４１ 定点カメラ
４２ フォトディテクタ
４３ ディスプレイ
４４ 入力部
５０ ＬＥＤチップ
１００ 測定装置

Claims (10)

1. 測定対象物が載置されるステージである計測ステージと、
   前記計測ステージの位置合わせを行うためのステージである基準ステージと、
   前記計測ステージ及び前記基準ステージが設置され、前記計測ステージと前記基準ステージとのいずれかを測定位置に移動させる移動部と、を備え、
   前記計測ステージは、前記基準ステージが前記測定位置に存在するときの位置と、前記計測ステージが前記測定位置に存在するときの位置とが一致するように、位置合わせが行われることを特徴とする測定装置。
2. 前記測定位置を撮影範囲とする撮影部をさらに備え、
   前記計測ステージは、前記基準ステージが前記測定位置に存在するときに前記撮影部が撮影した画像内での前記基準ステージの位置と、前記計測ステージが前記測定位置に存在するときに前記撮影部が撮影した画像内での前記計測ステージの位置とが一致するように、位置合わせが行われることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
3. 前記撮影部は固定されており、
   前記測定位置は、固定された前記撮影部の撮影範囲内であることを特徴とする請求項２に記載の測定装置。
4. 前記撮影部が撮影した画像を表示する表示部をさらに備え、
   前記表示部は、前記基準ステージが前記測定位置に移動した後、前記計測ステージが前記測定位置に移動した場合に、前記基準ステージの位置を示すマーク画像を前記画像に重ねて表示することを特徴とする請求項２または３に記載の測定装置。
5. 前記基準ステージの上面にはマークが付されており、
   前記表示部は、前記基準ステージが前記測定位置に存在するときに前記撮影部が撮影した画像内での前記マークの位置に基づき、前記マーク画像を前記画像に重ねて表示することを特徴とする請求項４に記載の測定装置。
6. 前記測定対象物に電力を供給することで当該測定対象物を測定するためのプローブと、
   前記プローブの針の位置を変更自在に保持する保持部と、をさらに有し、
   前記移動部は、前記基準ステージが前記測定位置に存在する状態で前記プローブの位置合わせが行われた後、前記基準ステージに代えて前記計測ステージを前記測定位置に移動させ、
   前記プローブは、前記位置合わせが行われた後、前記計測ステージが前記測定位置に存在する状態で、前記電力の供給を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の測定装置。
7. 前記保持部は、前記針の位置を、前記基準ステージの上面と平行な面方向及び当該面方向と垂直な方向に移動自在であることを特徴とする請求項６に記載の測定装置。
8. 前記基準ステージの上面にはマークが付されており、
   前記プローブの針先は、前記マークの位置を基準として前記位置合わせが行われることを特徴とする請求項６または７に記載の測定装置。
9. 前記プローブの針先はタッチセンサの位置検出部であり、
   前記基準ステージが前記測定位置に存在する状態で前記プローブの位置を降下させたときに前記タッチセンサが反応した位置と、前記計測ステージが前記測定位置に存在する状態で前記プローブの位置を降下させたときに前記タッチセンサが反応した位置とに基づき、前記基準ステージと前記計測ステージとの高低差を算出する算出部をさらに備えることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の測定装置。
10. 測定対象物が載置されるステージである計測ステージと、
    前記計測ステージの位置合わせを行うためのステージである基準ステージと、
    前記計測ステージ及び前記基準ステージが設置され、前記計測ステージと前記基準ステージとのいずれかを測定位置に移動させる移動部と、を備える測定装置が実行する位置合わせ方法であって、
    前記計測ステージを、前記基準ステージが前記測定位置に存在するときの位置と、前記計測ステージが前記測定位置に存在するときの位置とが一致するように、位置合わせを行う位置合わせ工程
    を有することを特徴とする位置合わせ方法。