JP7128415B2 - 半導体素子検査装置 - Google Patents

Description

本発明は半導体素子検査装置に関し、より詳しくは、検査プローブを水平面のＸＹ方向にも移動可能として、検査対象となる半導体素子の電極に上記検査プローブを確実に接触させて半導体素子の品質検査を行う半導体素子検査装置に関する。

従来、半導体素子を発光させて品質検査を行う半導体素子検査装置は公知である（例えば特許文献１）。
特許文献１の半導体素子検査装置においては、搬送装置としての回転テーブルを備えており、この回転テーブルを間欠的に回転させて吸着孔（保持部）に保持した半導体素子を検査位置まで搬送し、該検査位置において上記吸着孔と固定テーブル側の連通孔を介して検査プローブを半導体素子の電極に下方側から接触させてから通電することで、半導体素子の光学品質の検査を行うようになっている。

特開２０１７－２２３５７３号公報

ところで、最近の半導体素子は、一辺が２ｍｍ程度まで小型化されているので、半導体素子の電極自体も寸法が小さくなっている。そのため、上記特許文献１の装置によって品質検査を行う際に半導体素子の電極と検査プローブとの位置がずれてコンタクトミスが生じて測定不良になるという問題が生じている。このような測定不良を防止するためには、半導体素子の電極の位置を補正する機構を設けることが考えられるが、特許文献１にはそのような機構は示唆されていない。
また、特許文献１の装置においては、回転テーブルの吸着孔に負圧を供給するため、検査位置の固定テーブルに内部空間が形成されるとともに、上記検査プローブを取り付けた昇降部材（移動手段）を上記内部空間に昇降自在に設けている。また、上記内部空間の気密を保持するために、昇降部材の外周部に環状シール部材を装着してあり、この環状シール部材のリップ部を上記内部空間の側壁に密着させている。環状シール部材のリップ部は柔軟で肉厚が薄い形状となっており、昇降部材の昇降作動に伴って環状シール部材のリップ部が繰り返し弾性変形されることにより損傷しやすくなっており、したがって、環状シール部材を頻繁に交換する必要があった。

上述した事情に鑑み、本発明は、固定テーブルに載置されて所定方向に間欠的に回転される回転テーブルと、上記回転テーブルの円周方向複数個所に形成されて、該回転テーブル上に載置された半導体素子の下面を吸着して保持する吸着孔と、上記固定テーブルに形成され、上記吸着孔の移動経路上に設定された検査位置に半導体素子を保持した上記吸着孔が一時停止された際に該吸着孔と連通する連通孔と、上記検査位置に昇降可能に設けられるとともに、該検査位置に一時停止した上記回転テーブルの吸着孔と上記固定テーブルの連通孔とを介して半導体素子の下面に露出した電極と接触可能な検査プローブと、上記検査プローブを昇降させて上記検査位置に一時停止した半導体素子の電極に接触させる昇降機構を備える半導体素子検査装置において、
上記検査位置の固定テーブルの下方に、該固定テーブルとの間で気密空間を形成するケーシングを設けるとともに、上記気密空間内に上記検査プローブを配置し、さらに、上記ケーシングを水平面のＸＹ方向に移動させる位置調整機構を設けたことを特徴とするものである。

このような構成によれば、検査位置に一時停止した半導体素子の電極の位置に応じて、上記位置調整機構によってＸＹ方向に検査プローブの位置を調整できるので、検査プローブを半導体素子の下面の電極に確実に接触させることができる。したがって、従来と比較して高精度な品質検査が可能な半導体素子検査装置を提供することができる。

本発明の一実施例を示す全体の斜視図。 図１のプローブユニットとその周辺の縦断面図。 図２の矢視ＩＩＩ方向からの要部の底面図。 本発明の第２実施例を示す縦断面図。

以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１において１は半導体素子検査装置であり、この半導体素子検査装置１は、半導体素子としてのＬＥＤ素子２（チップ）を回転テーブル３により間欠的に搬送しながら検査位置Ａの検査装置４によって光学品質の検査を行うようになっている。
多数のＬＥＤ素子２を載置したウエハリング５が、回転テーブル３に近い搬入位置Ｂに供給されると、ウエハリング５上のＬＥＤ素子２は、供給装置としてのロボット６によって順次、１つずつ保持されてから供給位置Ｃまで移送され、そこで回転テーブル３に形成された保持部としての２個一組の吸着孔３Ａ、３Ａ上に供給されるようになっている。保持部となる吸着孔３Ａ、３Ａは、平行に形成された長孔からなり、吸着孔３Ａ、３Ａには負圧が作用しているので、保持部としての一組の吸着孔３Ａ、３Ａの位置となる回転テーブル３の上面にＬＥＤ素子２が吸着して保持されるようになっている（図３参照）。なお、ロボット６は、搬入位置ＢでＬＥＤ素子２を保持した後に供給位置Ｃまで移送する過程において、保持したＬＥＤ素子２を水平面において所要角度だけ正逆に回転させるようになっている。それにより、ロボット６が供給位置Ｃにおいて回転テーブル３の上面にＬＥＤ素子２を供給する際には、ＬＥＤ素子２を左右に２分割する中心線２ａが回転テーブル３の放射方向と一致するように、ＬＥＤ素子２の方向が規制されて吸着孔３Ａに保持されるようになっている。
搬送装置としての回転テーブル３が矢印方向に所定ピッチずつ間欠的に回転されることに伴って、吸着孔３Ａに保持された各ＬＥＤ素子２は供給位置Ｃから検査位置Ａへ間欠的に搬送されるようになっており、検査位置ＡでＬＥＤ素子２が一時停止した際に、計測装置７とプローブユニット８からなる検査装置４によって、ＬＥＤ素子２の光学品質の検査が行われるようになっている。
検査装置４による品質検査が終了したＬＥＤ素子２は、回転テーブル３の間欠的な回転に伴って排出位置Ｄまで搬送されると、吸着孔３Ａによる保持状態が解放されるとともに排出位置Ｄに配置された排出装置９によって保持されて吸着孔３Ａから取り外された後に、品質検査の結果に応じて図示しない分類装置へ排出されるようになっている。

図２ないし図３に示すように、半導体素子検査装置１の検査対象となるＬＥＤ素子２は略直方体の形状をしており、その上面２Ａと周囲の４つの側面２Ｂが発光面となっている。また、ＬＥＤ素子２の下面２Ｃの所定位置には４つの電極２Ｄが露出させて配置されている。
検査装置４のプローブユニット８は、吸着孔３Ａに下面２Ｃを保持されたＬＥＤ素子２が検査位置Ａに一時停止した際に、ＬＥＤ素子２の４箇所の電極２Ｄに４本の検査プローブ１１を下方側から接触させてから通電することにより、上記発光面から発光させるようになっている。その際に検査位置Ａの上方側に配置された計測装置７としての積分球を用いてＬＥＤ素子２の明度や輝度等の光学品質を検査するようになっている。そして計測装置７による明度等の検査結果は、制御装置１４へ送信されるようになっており、制御装置１４は計測装置７から送信された検査結果を基にして、個々のＬＥＤ素子２の品質を判定するようになっている。

半導体素子検査装置１は、平坦な上面１２Ａが水平となるように固定して配置された固定テーブル１２と、この固定テーブル１２の上面１２Ａに気密を保持して載置されるとともに駆動機構１３によって矢印方向（時計方向）に間欠的に回転される回転テーブル３と、供給位置Ｃにおいて回転テーブル３の各吸着孔３Ａ上にＬＥＤ素子２を供給するロボット６と、検査位置Ａに配置されてプローブユニット８と計測装置７とからなる検査装置４と、排出位置Ｄに配置されて品質検査後のＬＥＤ素子２を吸着孔３Ａの位置から取り外して分類装置へ排出する排出装置９と、上記駆動機構１３やロボット６等の作動を制御するとともにＬＥＤ素子２の品質を判定する制御装置１４を備えている。

また、本実施例の半導体素子検査装置１は、搬入位置Ｂと供給位置Ｃの間に配置された下方カメラ１６と、供給位置Ｃと検査位置Ａとの中間となる吸着孔３Ａの移動経路の上方側に配置された上方カメラ１７を備えている。
下方カメラ１６は、供給位置Ｃの隣接位置に鉛直上方を向けて配置されており、ロボット６に保持されて搬入位置Ｂから供給位置Ｃへ移送されるＬＥＤ素子２の下面を撮影するようになっている。上方カメラ１７は鉛直下方に向けて配置されており、供給位置Ｃから検査位置Ａへ吸着孔３Ａに保持されたＬＥＤ素子２が間欠的に搬送される際に、ＬＥＤ素子２を上方から撮影するようになっている。下方カメラ１６及び上方カメラ１７が撮影した画像は、制御装置１４に送信されるようになっている。
制御装置１４は、下方カメラ１６の画像を基にしてＬＥＤ素子２における正方形の外形線とそれに対する電極２Ｄの位置を認識するとともに、電極２Ｄの位置を認識した上で、上方カメラ１７による画像を基にして吸着孔３Ａに保持されたＬＥＤ素子２における電極２Ｄの水平面におけるＸＹ方向における位置を認識するようになっている。
そして、制御装置１４は、吸着孔３Ａに保持されたＬＥＤ素子２とその電極２Ｄの位置を認識した上で、プローブユニット８の検査プローブ１１を後述する位置調整機構３６によって水平面のＸＹ方向に所要量移動させるようになっている。それによって、検査プローブ１１をＬＥＤ素子２の下面２Ｃに露出した電極２Ｄに確実に接触させてるようになっている。本実施例は、保持部としての吸着孔３Ａに保持されて検査位置Ａに搬送される全てのＬＥＤ素子２について、上記両カメラ１６、１７による撮影を行い、それらの画像データを基にして検査プローブ１１のＸＹ方向の位置調整を行って品質検査を行うようになっている。

回転テーブル３は、固定テーブル１２の上面１２Ａに密着した状態で載置されるとともに、該上面１２Ａとの間の気密を保持して摺動可能となっている。この回転テーブル３の外周部の近傍には、円周方向に等ピッチでＬＥＤ素子２を保持する２つ１組の吸着孔３Ａが穿設されている。これら２つ１組の吸着孔３ＡによってＬＥＤ素子２を保持する保持部が構成されている（図３参照）。
駆動機構１３によって回転テーブル３が所定ピッチずつ間欠的に回転されると、保持部としての各組の吸着孔３Ａは供給位置Ｃ、検査位置Ａ、排出位置Ｄ及びその他の移動経路上の所定位置で一時停止されるようになっている（図３参照）。そして、吸着孔３Ａに保持されたＬＥＤ素子２が検査位置Ａで一時停止された際に、検査装置４によって品質検査が行われる。
図１ないし図２に示すように、検査位置Ａにおける固定フレーム１２の外周部には、回転テーブル３の吸着孔３Ａの移動経路に合わせて上下方向の連通孔１２Ｂが穿設されている。回転テーブル３が駆動機構１３によって間欠的に回転されるのに伴って、ＬＥＤ素子２を保持した各組の吸着孔３Ａが検査位置Ａで一時停止すると、吸着孔３Ａと固定フレーム１２の連通孔１２Ｂが重合してそれらが連通するようになっている（図２、図３参照）。
検査位置Ａにおける固定テーブル１２の下方側にプローブユニット８が配置されている。プローブユニット８の構成は後に詳述するが、プローブユニット８は、上方側の負圧室１８Ａに検査プローブ１１を収容したケーシング１８を備えており、このケーシング１８の天面（負圧室１８Ａの天面）には円形の開口部１８Ｂが形成されている。この開口部１８Ｂを囲繞してケーシング１８の天面に環状の閉鎖部材１９が固着されている。この閉鎖部材１９の上面１９Ａがケーシング１８の実質的な上端面となっており、閉鎖部材１９の上面１９Ａを上記連通孔１２Ｂの周囲となる固定テーブル１２の下面１２Ｃに気密を保持して密着させている。
それにより、ケーシング１８の開口部１８Ｂと固定フレーム１２の下面１２Ｃとの間の気密が保持されるとともに連通孔１２Ｂと負圧室１８Ａが常時連通しており、その状態において、一体となった閉鎖部材１９とケーシング１８が固定テーブル１２に対して水平方向に移動できるようになっている。
ケーシング１８の上下方向の中央部には、水平な仕切部１８Ｃが形成されており、この仕切部１８Ｃよりも上方側となるケーシング１８の内部空間が負圧室１８Ａとなっている。この負圧室１８Ａとその上方の固定テーブル１２の連通孔１２Ｂは、開口部１８Ｂを介して常時連通している。回転テーブル３の吸着孔３Ａが検査位置Ａに一時停止してない状態では、回転テーブル３の下面により連通孔１２Ｂが閉鎖される。
これに対して、回転テーブル３の吸着孔３Ａが検査位置Ａで一時停止して連通孔１２Ｂと重合すると、保持部としての吸着孔３Ａと固定フレーム１２の連通孔１２Ｂ及び負圧室１８Ａが連通するようになっている（図２の状態）。
ケーシング１８の負圧室１８Ａは導管２０を介して第１負圧発生機構２１に連通しており、第１負圧発生機構２１の作動は制御装置１４によって制御されるようになっている。駆動機構１３により回転テーブル３が間欠的に回転される際には、第１負圧発生機構２１も作動されるので、その際には導管２０を介して負圧室１８Ａ及び連通孔１２Ｂに負圧を供給されるようになっている。

図１に破線で示すように、固定テーブル１２の上面１２Ａには、回転テーブル３の吸着孔３Ａの移動経路に合わせて円周方向の第１吸気溝１２Ｄと第２吸気溝１２Ｅが形成されている。
上記第１吸気溝１２Ｄは供給位置Ｃから検査位置Ａを経由して排出位置Ｄの少し手前の位置にわたって形成されており、第２吸気溝１２Ｅは上記排出位置Ｄとその前後の短い領域にわたって形成されている。そのため、排出位置Ｄの少し手前のオーバラップ領域Ｅにおいては、第１吸気溝１２Ｄと第２吸気溝１２Ｅが固定テーブル１２の円周方向においてオーバラップして配置されている。
第１吸気溝１２Ｄは検査位置Ａにおける連通孔１２Ｂを介して負圧室１８Ａと常時連通している。そのため、第１吸気溝１２Ｄと重合する領域内の回転テーブル３の各組の吸着孔３Ａ（保持部）は、第１吸気溝１２Ｄ、連通孔１２Ｂ、負圧室１８Ａおよび導管２０を介して第１負圧発生機構２１と連通している。回転テーブル３が回転される際には第１負圧発生機構２１も作動されるので、回転テーブル３が間欠的に回転される際には供給位置Ｃから排出位置Ｄの手前に位置する各吸着孔３Ａに負圧が供給される。
そのため、回転テーブル３が矢印方向に間欠的に回転されて供給位置Ｃに吸着孔３Ａが順次一時停止すると、それに合わせてロボット６によりウエハリング５からＬＥＤ素子２が取り出されて供給位置Ｃの吸着孔３Ａ上に順次供給され、供給位置Ｃの吸着孔３ＡによりＬＥＤ素子２が吸着・保持されるようになっている。
ロボット６が供給位置Ｃの吸着孔３ＡにＬＥＤ素子２を供給する際には、該ＬＥＤ素子２は下方側から下方カメラ１６によって撮影されるようになっており、下方カメラ１６が撮影したＬＥＤ素子２の画像は制御装置１４に送信されている。
供給位置Ｃにおいて吸着孔３Ａに保持されたＬＥＤ素子２は、回転テーブル３の間欠的な回転により順次検査位置Ａへ搬送されるようになっており、その過程において各組の吸着孔３Ａに保持されたＬＥＤ素子２は、上方カメラ１７によって上方から撮影されて、その画像は制御装置１４に送信されるようになっている。

吸着孔３Ａに保持されたＬＥＤ素子２が検査位置Ａに搬入されて、そこで一時停止されると、図２に示すように、吸着孔３Ａは固定テーブル１２の連通孔１２Ｂと重合する。後に詳述するが、この状態において、プローブユニット８の検査プローブ１１が水平面のＸＹ方向の位置を調整されてから所要量上昇されることで、該検査プローブ１１の上端が固定テーブル１２の連通孔１２Ｂと吸着孔３Ａの内部空間を介して、ＬＥＤ素子２の電極２Ｄに接触するようになっている（図２、図３参照）。その状態で検査プローブ１１を介して電極２Ｄに通電することで、吸着孔３Ａに保持された状態のＬＥＤ素子２を発光させるとともに、その発光状態を計測装置７によって計測するようになっている。
検査位置Ａにおいてプローブユニット８、計測装置７からなる検査装置４によって品質検査が終了したＬＥＤ素子２は、この後、吸着孔３Ａに保持された状態で回転テーブル３の間欠的な回転に伴って排出位置Ｄに向けて搬送される。
排出位置Ｄの少し手前のオーバラップ領域Ｅでは、第１吸気溝１２Ｄと第２吸気溝１２Ｅがオーバラップして形成されており、そのオーバラップ領域Ｅの第２吸気溝１２Ｅに、導管２２を介して第２負圧発生機構２３が接続されている。第２負圧発生機構２３の作動は制御装置１４によって制御されるようになっている。
オーバラップ領域Ｅを吸着孔３Ａが移動される際には、長孔からなる吸着孔３Ａの下方側の開口は、第1吸気溝１２Ｄと第２吸気溝１２Ｅとに同時に重合するようになっており、他方、排出位置Ｄにおいては、吸着孔３Ａの下方側の開口は第２吸気溝１２Ｅのみに重合するようになっている。
検査後のＬＥＤ素子２を保持した吸着孔３Ａがオーバラップ領域Ｅ内に移動すると、第２負圧発生機構２３が作動されて第２吸気溝１２Ｅにも負圧が供給される。そのため、オーバラップ領域ＥをＬＥＤ素子２が移動する際には、第１吸気溝１２Ｄと第２吸気溝１２Ｅからの負圧によってＬＥＤ素子２の保持状態が維持される。
そして、ＬＥＤ素子２を保持した吸着孔３Ａがオーバラップ領域Ｅを通過すると、吸着孔３Ａには第２吸気溝１２Ｅからの負圧だけが供給されるようになり、その後、ＬＥＤ素子２を保持した吸着孔３Ａが排出位置Ｄまで移動すると、制御装置１４は第２負圧発生機構２３による負圧の供給を停止させる。
そのため、排出位置Ｄにおける吸着孔３ＡによるＬＥＤ素子２の保持状態が解放され、そのタイミングに合わせて排出装置９によって排出位置Ｄにおける吸着孔３ＡのＬＥＤ素子２が保持されてから回転テーブル３の外方の分類装置へ排出されるようになっている。
搬送装置としての回転テーブル２とその周辺は以上のように構成されている。搬入位置ＢからＬＥＤ素子２を供給位置Ｃに供給するロボット６の構成、及び排出位置ＤにおいてＬＥＤ素子２を回転テーブル３から排出する排出装置９の構成は、上記特許文献１等により公知であるため、それらに関する詳細な説明は省略する。

しかして、本実施例は、検査装置４のプローブユニット８全体を水平面のＸＹ方向に移動可能に構成したものであり、それによって検査位置Ａにおいて吸着孔３Ａに保持された個々のＬＥＤ素子２の電極２Ｄの位置に合わせて検査プローブ１１の位置をＸＹ方向に調整可能としたことが特徴となっている。
図２に示すように、検査装置４は、検査位置Ａにおける固定テーブル１２の上方側に配置された計測装置７と、固定テーブル１２の下方側に移動可能に設けられたプローブユニット８とを備えている。
プローブユニット８は、上部に気密空間としての負圧室１８Ａが形成された上記ケーシング１８と、仕切部１８Ｃの段付きの貫通孔１８Ｄに摺動自在に貫通されて、４本の検査プローブ１１を保持する保持部材２５と、仕切部１８Ｃよりも下方側となるケーシング１８の側壁１８Ｅ及び底部１８Ｆにわたって設けられて、保持部材２５を介して検査プローブ１１を昇降させる昇降機構２６と、昇降機構２６等を含めたケーシング１８全体（プローブユニット８全体）を支持するベース２７とを備えている。
ベース２７は、水平面のＸ方向に移動されるＸ方向テーブル３１に支持されており、Ｘ方向テーブル３１は、水平面のＹ方向に移動されるＹ方向テーブル３２に設けられている。つまり、プローブユニット８全体が、ベース２７とＸ方向テーブル３１、Ｙ方向テーブル３２によって水平に支持されており、水平面のＸＹ方向に移動可能になっている。
Ｘ方向テーブル３１には、該Ｘ方向テーブル３１を水平面のＸ方向に移動させるＸ方向移動用のモータ３４が連動させてあり、Ｙ方向テーブル３２には該Ｙ方向テーブル３２をＹ方向に移動させるためのＹ方向移動用のモータ３５が連動している。これら両モータ３４，３５の作動は制御装置１４によって制御されるようになっている。制御装置１４が、両モータ３４，３５を所要量、正逆に回転させることで、Ｘ方向テーブル３１、Ｙ方向テーブル３２を介してケーシング１８及びそれに設けた上記検査プローブ１１をＸＹ方向に移動させることができるようになっている。
上記Ｘ方向テーブル３１、Ｙ方向テーブル３２、両モータ３４，３５によって、プローブユニット８の検査プローブ１１のＸＹ方向の位置を調整する位置調整機構３６が構成されている。
前述したように、ケーシング１８と一体となった閉鎖部材１９の上面１９Ａは、連通孔１２Ｂの周囲の固定テーブル１２の下面１２Ｃに気密を保持して密着させている。そのため、位置調整機構３６によって、プローブユニット８全体がＸＹ方向に移動される際にも、閉鎖部材１９の上面１９Ａと固定テーブル１２の下面１２Ｃとの間の気密が保持され、ケーシング１８の負圧室１８Ａの密封状態が維持されるようになっている。
上記閉鎖部材１９は上面１９Ａが平滑なものであれば良く、例えば窒化処理等により滑り性を向上させたアルミニウム等の金属を用いることができる。また、平滑性の良いものであればその他の素材でも良く、例えばエンジニアリングプラスチックを用いても良い。

図２に示すように、ケーシング１８Ｃの仕切部１８Ｃには、下方側が上方側よりも大径となる段付きの貫通孔１８Ｄが穿設されており、そこに円柱状をした保持部材２５が上下方向に摺動自在に貫通させて設けられている。
４本の検査プローブ１１は保持部材２５によって鉛直上方に向けて支持されて負圧室１８Ａ内に収容されている。検査プローブ１１は金属製の線材からなり、それらの上端（先端）は保持部材２５により同じ高さに支持されている。保持部としての吸着孔３Ａが検査位置Ａの連通孔１２Ｂの位置に一時停止しない時（重合しない時）には、保持部材２５が下降端に位置しており、その時には検査プローブ１１の上端は、連通孔１２Ｂ内における上面１２Ａよりも少し低い下降端の位置に支持されている。
これに対して、ＬＥＤ素子２を保持した吸着孔３Ａが検査位置Ａで一時停止して連通孔１２Ｂと重合した際には、昇降機構２６により保持部材２５が上昇端の位置まで所定量上昇されるので、検査プローブ１１も上昇端まで上昇されて、検査プローブ１１の上端が吸着孔３Ａを介して、それに保持されたＬＥＤ素子２の下面の電極２Ｄに接触するようになっている（図２、図３参照）。

次に、保持部材２５を介して検査プローブ１１を昇降させる昇降機構２６について説明する。
ケーシング１８の仕切部１８Ｃよりも下方側は、半径方向外方側となる側壁１８Ｅとその下端部に連設された底部１８Ｆのみが配置されており、残りの側壁部分と底部の約半分は外部に露出した状態となっている。
段付きの貫通孔１８Ｄを貫通した保持部材２５の下端部には、連結具を介してナット部材４１が連結されており、そのナット部材４１にリニアスライダ４２が上下方向を向けて連結されている。側壁１８Ｅの内面にはリニアレール４３が上下方向に固定されており、このリニアレール４３にリニアスライダ４２が摺動自在に係合している。
保持部材２５の下方側となる底部１８Ｆ上にモータ４４が配置されており、このモータ４４の駆動軸に連結されたボールねじ４５が上記ナット部材４１に螺合している。
モータ４４の作動は制御装置１４によって制御されるようになっており、制御装置１４によりモータ４４を所要量正逆に回転させることで、保持部材２５及び検査プローブ１１を上昇端と下降端とに昇降させるようになっている。
ＬＥＤ素子２を保持した吸着孔３Ａが検査位置Ａに一時停止した際に、制御装置１４はモータ４４を所要量正転させるので、保持部材２５とそれに設けた検査プローブ１１が下降端から上昇端まで上昇されて、検査プローブ１１の上端（先端）が固定テーブル１２の上面１２Ａよりも上昇して吸着孔３Ａを介してＬＥＤ素子２の下面に露出した電極２Ｄに接触する。この状態で検査プローブ１１を介してＬＥＤ素子２に通電して発光させるようにしてあり、その発光状態を計測装置７で検査するようになっている。
他方、吸着孔３Ａに保持された検査後のＬＥＤ素子２が排出位置Ｄに向けて移動される際には、制御装置１４はモータ４４を所要量逆転させるので、保持部材２５と検査プローブ１１は上昇端から下降端まで下降されてそこで停止する。その際には、検査プローブ１１の上端は、固定テーブル１２の上面１２Ａよりも僅かに低くなる連通孔１２Ｂ内に位置している。昇降機構２６は、モータ４４、ボールねじ４５、ナット部材４１、保持部材２５、リニアスライダ４２およびリニアレール４３によって構成されている。

本実施例においては、段付きの貫通孔１８Ｄに円柱状の保持部材２５を摺動自在に貫通させてあるので、保持部材２５の外周面と貫通孔１８Ｄとの間の気密を保持する必要がある。そのため、保持部材２５の外周部にゴム製の環状シール部材２９を装着するとともに、環状シール部材２９の下方側にストッパリング３０を嵌装して環状シール部材２９に密着させている。それにより、環状シール部材２９が保持部材２５の軸方向（上下方向）に位置ずれしないようになっている。
環状シール部材２９の下半分は断面が方形の本体部となっており、環状シール部材２９の上半部は、断面がＣ字状のリップ部２９Ａとなっている。そして、このリップ部２９Ａの上端（先端）を貫通孔１８Ｄの段部端面１８Ｄａに下方側から接触させている。このようにリップ部２９Ａの上端によって貫通孔１８Ｄの下端を囲繞してあり、それによって保持部材２５の外周面と段付きの貫通孔１８Ｄの内周面との間の気密を保持している。
上記リップ部２９Ａは、上下方向（軸方向）に容易に弾性変形することができるようになっているので、昇降機構２６によって保持部材２５が上昇端と下降端位置とに昇降される際にも、リップ部２９Ａの上端は貫通孔１８Ｄの段部端面１８Ｄａに密着しており、したがって、保持部材２５の外周面と貫通孔１８Ｄの間の気密が常に保持されている。
環状シール部材２９の本体部の外周面は、貫通孔１８Ｄの内周面と離隔しているので、保持部材２５が昇降されても環状シール部材２９の本体部が貫通孔１８Ｄの内周面と摺動することはない。
本実施例の環状シール部材２９は、以上のようにして保持部材２５に装着されているので、保持部材２５の昇降作動に伴ってリップ部２９Ａが繰り返し弾性変形されたとしても、該リップ部２９Ａ自体の損傷を遅らせることができる。それにより、上記特許文献１の環状シール部材と比較して環状シール部材２９の寿命を延ばすことができ、環状シール部材２９の交換の頻度を少なくすることができ。

次に、検査位置Ａに配置された計測装置７は、ドーム型の積分球からなり、図示しない受光素子を備えている。検査位置Ａに一時停止したＬＥＤ素子２の電極２Ｄに検査プローブ１１を接触させてから通電することで、ＬＥＤ素子２の上記５つ発光面から発光すると、計測装置７の内部の受光素子によって受光されるようになっている。計測装置７が計測したＬＥＤ素子２からの受光量等の計測結果は制御装置１４へ送信されるようになっており、計測装置７による計測結果を基にして制御装置１４は、ＬＥＤ素子２の明度、輝度、色味、発光不良といった光学品質を判定するようになっている。なお、積分球を用いた計測装置７の構成は従来公知であるため、これ以上の説明は省略する。
このようにして、プローブユニット８と計測装置７とからなる検査装置８によりＬＥＤ素子２の検査を行うとともに、制御装置１４は計測装置７による計測結果に基づいてＬＥＤ素子２の光学品質を判定し、その判定結果を記憶するようになっている。

以上の構成において、駆動機構１３により回転テーブル１２が矢印方向に間欠的に回転されるとともに第１負圧発生機構２１が作動されている状態において、多数のＬＥＤ素子２を載置したウエハリング５が、回転テーブル３に近い搬入位置Ｂに供給される。
すると、ウエハリング５上のＬＥＤ素子２は、ロボット６によって順次、１つずつ保持されてから供給位置Ｃまで移送され、そこで回転テーブル３の上面における吸着孔３Ａ、３Ａの位置に載置される。その際、ロボット６は、ＬＥＤ素子２の中心線２ａが回転テーブル３の放射方向と一致するように、回転テーブル３上に供給する。保持部としての吸着孔３Ａには負圧が供給されているので、ロボット６から供給位置Ｃに供給されたＬＥＤ素子２は、保持部としての吸着孔３Ａによって吸着・保持される。
また、ロボット６により搬入位置Ｂから供給位置Ｃへ移送されるＬＥＤ素子２は下方側から下方カメラ１６によって撮影されており、下方カメラ１６が撮影した画像は制御装置１４へ送信される。制御装置１４は、下方カメラ１６からの画像を基にして、ＬＥＤ素子２の外形線と電極２Ｄの位置を認識する（図３参照）。
回転テーブル３が矢印方向に間欠的に回転されることに伴って、吸着孔３Ａに保持された各ＬＥＤ素子２は、供給位置Ｃから検査位置Ａへ間欠的に搬送される。この過程において各ＬＥＤ素子２は上方側から上方カメラ１７によって撮影され、上方カメラ１７が撮影した画像は制御装置１４に送信される。制御装置１４は、下方カメラ１６及び上方カメラ１７から送信された画像を基にして、吸着孔３Ａに吸着されて搬送される各ＬＥＤ素子２について、その電極２Ｄの水平面におけるＸＹ方向の位置を認識する。
そして、回転テーブル３の間欠的な回転に伴って吸着孔３Ａに保持されたＬＥＤ素子２が検査位置Ａで一時停止すると、制御装置１４は、当該ＬＥＤ素子２に関して両カメラ１６，１７からの画像を基にした電極２ＤのＸＹ方向の位置に対して、プローブユニット８の検査プローブ１１のＸＹ方向における位置ずれ量を演算し、その位置ずれ分だけモータ３４、３５を正逆に移動させてＸ方向テーブル３１、Ｙ方向テーブル３２をＸＹ方向に移動させる。これにより、検査プローブ１１が水平面のＸＹ方向における停止位置が調整されて、４本の検査プローブ１１の上端がＬＥＤ素子２の４個の電極２Ｄの真下に停止する。
その後、制御装置１４は、昇降機構２６のモータ４４を所定量、正転させるので、保持部材２５とそれに設けた検査プローブ１１が上昇端まで上昇されてＬＥＤ素子２の電極２Ｄに確実に接触する（図３参照）。
この後、制御装置１４が、検査プローブ１１を介して電極２Ｄに電流を印可するとＬＥＤ素子２が５つの発光面から発光し、その発光状態は計測装置７によって計測される。
すると、計測装置７は、ＬＥＤ素子２から発光された光を受光して計測結果を制御装置１４へ送信する。制御装置１４は、計測装置７からの計測結果を基にして、ＬＥＤ素子２の明度、輝度、色味、発光不良といった光学品質を判定し、それを記憶する。
このようにして検査位置Ａに一時停止したＬＥＤ素子２に対して検査装置４のプローブユニット８と計測装置７によって前述したように品質検査が行われると、制御装置１４は昇降機構２６のモータ４４を逆転させて保持部材２５及び検査プローブ１を上昇端から下降端まで下降させる。
なお、このように検査プローブ１１を昇降させるために昇降機構２６によって保持部材２５が昇降されるが、保持部材２５に装着した環状シール部材２９のリップ部２９Ａが軸方向（上下方向）に容易に弾性変形されるので、リップ部２９の上端は貫通孔１８Ｄの段部端面１８Ｄａに密着した状態に維持される。そのため、保持部材２５と貫通孔１８との間の気密は保持され、それらの間から負圧室１８Ａに外気が入りこんで負圧室１８Ａの負圧状態が破壊されることはない。
この後、回転テーブル３が間欠的に回転されることに伴い、検査位置Ａで検査が終了したＬＥＤ素子２は下流側の排出位置Ｄに向けて搬送される一方、次の新たなＬＥＤ素子２が検査位置Ａに一時停止される。
すると、制御装置１４は、前述したようにして当該ＬＥＤ素子２の電極２Ｄの位置に合わせて、位置調整機構３６のモータ３４，３５を正逆に所要量、回転させるので、プローブユニット８とそれに設けた検査プローブ１１がＬＥＤ素子２の電極２Ｄの真下に停止する。
この後、制御装置１４が昇降機構２６のモータ４４を所要量、正転させるので、保持部材２５及び検査プローブ１１が上昇端まで上昇されて、検査プローブ１１がＬＥＤ素子２の電極２Ｄに確実に接触する。
この状態となれば、前述したようにしてＬＥＤ素子２に通電して、それから発光される光を計測装置７で計測して、制御装置１４によるＬＥＤ素子２の光学品質の判定が行われる。
このようにして、順次、検査位置Ａに一時停止される各ＬＥＤ素子２に対して、プローブユニット８によるＬＥＤ素子２の発光と計測装置７による発光状態の計測結果を基にして、制御装置１４による品質検査が行われるようになっている。
検査装置４による品質検査が終了したＬＥＤ素子２は、回転テーブル３の間欠的な回転に伴って排出位置Ｄまで搬送されると、前述したようにして吸着孔３Ａによる保持状態が解放されるとともに排出装置９によって保持されて吸着孔３Ａの位置の回転テーブル３から取り外された後に、制御装置１４による品質の判定結果の区分に応じて図示しない分類装置へ排出されるようになっている。

以上のように、本実施例においては、検査位置ＡにおいてＬＥＤ素子２の品質検査をする際に、先ず、検査位置Ａに一時停止したＬＥＤ素子２の電極２ＤのＸＹ方向の位置に合わせて、位置調整機構３６によって検査プローブ１１を水平面のＸＹ方向に所要量、移動させて電極２Ｄの真下に位置させるようになっている。そして、その後に検査プローブ１１を昇降機構２６によって上昇させて電極２Ｄに接触させてから品質検査を行う。
そのため、ＬＥＤ素子２の電極２Ｄに検査プローブ１１を確実に接触させることができ、その状態でＬＥＤ素子２を発光させて品質検査を行うことができる。したがって、検査プローブ１１と電極２Ｄとの接触不良を確実に防止することができ、ＬＥＤ素子２に対して高精度の品質検査を行うことができる。
また、保持部材２５に装着した環状シール部材２９は、そのリップ部２９Ａの上端を貫通孔１８Ｄの段部端面１８Ｄａに下方から接触させてあるので、特許文献１の環状シール部材と比較して環状シール部材２９の寿命が長くなり、環状シール部材２９の交換頻度を低減させることができる。

次に、図４は検査装置４に関する第２実施例を示したものである。この第２実施例においては、図２のケーシング１８における仕切部１８Ｃよりも上方部分を、仕切部１８Ｃから分離した円筒状の側壁５１として形成したものである。そして、側壁５１の上端は固定テーブル１２の下面１２Ｃに気密を保持して一体に連結している。つまり、この側壁５１は固定テーブル１２の一部を構成している。他方、側壁５１の下方側の端面５１Ａは、仕切部１８Ｃの上面１８Ｃａと気密を保持して摺動できるようになっている。この第２実施例では、仕切部１８Ｃよりも上方の側壁５１の内部が気密空間としての負圧室１８Ａとなっている。その他の構成は、図２に示した第１の実施例と同じであり、図２と対応する各部材には同じ番号を付している。
この第２実施例では、仕切部１８Ｃより下方側となるケーシング１８が水平面のＸＹ方向に移動されるようになっており、それによって検査プローブ１１が水平面のＸＹ方向に移動されるようになっている。また、その際には、側壁５１の下方側の端面５１Ａと仕切部１８Ｃの上面１８Ｃａとが気密を保持して摺動するようになっている。このような第２実施例であっても上記第１の実施例と同様の作用・効果を得ることができる。

なお、上記実施例においては、検査位置Ａに半導体素子２が一時停止してから検査プローブ１１を水平面のＸＹ方向に移動させるようにしているが、半導体素子２が検査位置Ａに搬入される前に、検査プローブ１１をＸＹ方向に移動させるようにしても良い。つまり、検査位置Ａに搬入される次の半導体素子２に関して、それが検査位置Ａに搬入される前に該半導体素子２の電極２Ｄに対するＸＹ方向における検査プローブ１１の位置ずれ量に応じて、検査プローブ１１をＸＹ方向に所要量移動させて停止させておく。その後、検査位置Ａに半導体素子２が搬入されて一時停止されると直ちに検査プローブ１１を昇降機構２６により上昇させて、半導体素子２の電極２Ｄに接触させるようにしても良い。
また、上記実施例においては、２個で一組の吸着孔３Ａ、３Ａにより半導体素子２を保持する保持部を構成しているが、単一の吸着孔３Ａで保持部を構成しても良い。
また、上記実施例においては、第１吸着溝１２Ｄに対して負圧室１８Ａを介して第１負圧発生機構機構２１から負圧を供給しているが、第１吸着溝１２Ｄ専用の負圧供給機構を別個に設けて、該負圧供給機構から直接第１吸着溝１２Ｄに負圧を供給するようにしても良い。
また、上述した各実施例においては、下方側が上方側よりも大径となる段付きの貫通孔１８Ｄを仕切部１８Ｃに形成し、その段部端面１８Ｄａよりも下方側となる保持部材２５の外周部に環状シール部材２９を設けているが、図２における貫通孔１８Ｄを上下逆の形状として、負圧室１８Ａ内となる保持部材２５の外周部に環状シール部材２９を装着するようにしても良い。
また、上記各実施例においては、検査装置４の計測装置７は１つだけ配置しているが、計測装置４を２つ以上設けても良い。
上記実施例においては、昇降機構２６を仕切部１８Ｃよりも下方側に露出させて配置しているが、昇降機構２６を負圧室１８Ａ内に配置しても良い。すなわち、図２及び図４においては、昇降機構２６が露出した構成となっているが、昇降機構２６を囲繞するように側壁１８Ｅを延長するとともに底部１８Ｆも仕切部１８Ｃと同じ寸法として側壁１８Ｅの下端部と接続することで、昇降機構２６全体をケーシング１８で覆うように構成しても良い。
さらに、上記実施例においては、ロボット６で回転テーブル３上にＬＥＤ素子２を供給する際に、ＬＥＤ素子２の中心線２ａが回転テーブル３の放射方向と一致するように方向を規制しているが、回転テーブル３側の吸着孔３Ａの位置にＬＥＤ素子２を水平面で所要角度回転させるための回転機構を設けて、保持部としての吸着孔３Ａに保持されたＬＥＤ素子２を所要角度回転させて、吸着孔３Ａに保持されるＬＥＤ素子２の方向を規制するようにしても良い。

１‥半導体素子検査装置 ２‥ＬＥＤ素子（半導体素子）
３‥回転テーブル ３Ａ‥吸着孔（保持部）
８‥プローブユニット １１‥検査プローブ
１２‥固定テーブル １２Ｂ‥連通孔
１８‥ケーシング １８Ａ‥負圧室（気密空間）
２６‥昇降機構 ３１‥Ｘ方向テーブル
３２‥Ｙ方向テーブル ３６‥位置調整機構
Ａ‥検査位置 Ｃ‥供給位置

Claims (3)

1. 固定テーブルに載置されて所定方向に間欠的に回転される回転テーブルと、上記回転テーブルの円周方向複数個所に形成されて、該回転テーブル上に載置された半導体素子の下面を吸着して保持する吸着孔と、上記固定テーブルに形成され、上記吸着孔の移動経路上に設定された検査位置に半導体素子を保持した上記吸着孔が一時停止された際に該吸着孔と連通する連通孔と、上記検査位置に昇降可能に設けられるとともに、該検査位置に一時停止した上記回転テーブルの吸着孔と上記固定テーブルの連通孔とを介して半導体素子の下面に露出した電極と接触可能な検査プローブと、上記検査プローブを昇降させて上記検査位置に一時停止した半導体素子の電極に接触させる昇降機構を備える半導体素子検査装置において、
   上記検査位置の固定テーブルの下方に、該固定テーブルとの間で気密空間を形成するケーシングを設けるとともに、上記気密空間内に上記検査プローブを配置し、さらに、上記ケーシングを水平面のＸＹ方向に移動させる位置調整機構を設けたことを特徴とする半導体素子検査装置。
2. 上記ケーシングに穿設された上下方向の貫通孔に保持部材が摺動自在に貫通されるとともに該保持部材に上記検査プローブが設けられており、また、上記昇降機構は上記保持部材を介して検査プローブを昇降させるようになっており、
   さらに、上記保持部材に環状シール部材が装着されるとともに、該環状シール部材に設けられたリップ部が上記貫通孔を囲繞するように上記ケーシングに密着されることにより、上記気密空間の気密が保持されることを特徴とする請求項１に記載の半導体素子検査装置。
3. 上記半導体素子の電極の位置を検出する検出機構と、該検出機構の検出結果を基にして上記位置調整機構の作動を制御する制御装置とを備え、
   上記制御装置は、上記検出機構の検出結果に基づいて上記位置調整機構を介して上記検査プローブを水平面のＸＹ方向に所要量移動させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体素子検査装置。

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