(57)【要約】【課題】効率的にＬＥＤチップの光学特性を測定することができるＬＥＤチップの光学特性測定装置、およびＬＥＤチップの光学特性測定方法を提供する。【解決手段】粘着テープ６上で半導体ウェハ４がダイシングされて形成された複数のフリップチップＬＥＤ１である一群のフリップチップＬＥＤ５が載置される透明テーブル２０、透明テーブル２０の下面に密着して透明テーブル２０を透過した光が入射光として入射する平坦な入射部３１と、入射光が均一化されて射出光として射出する射出部３２とを有するライトパイプ３０、射出部３２側に取り付けた透過拡散部材４０、射出光を検出する光検出器５０、からＬＥＤチップの光学特性測定装置１０を構成する。プローブ７が電極２に接触する際、一群のフリップチップＬＥＤ５が粘着テープ６と共に透明テーブル２０に載置される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘着テープ上で半導体ウェハがダイシングされて形成された複数のフリップチップＬＥＤの光学特性が、前記フリップチップＬＥＤの上面に形成された電極に接触されたプローブを介して通電されて発光した光に基づいて測定されるＬＥＤチップの光学特性測定装置において、
前記フリップチップＬＥＤの下面から発光された前記光が入射光として入射される入射部と、前記入射光が射出光として射出される射出部とを有するライトパイプが備えられ、
前記射出光が検出される光検出器が前記射出部側に備えられ、
前記入射部が平坦に形成され、前記電極が前記プローブに接触される際、前記複数のフリップチップＬＥＤである一群のフリップチップＬＥＤが前記粘着テープと共に平坦な前記入射部に載置された、
ことを特徴とするＬＥＤチップの光学特性測定装置。
【請求項２】
前記ライトパイプが、前記入射部よりも前記射出部が大きく形成された錐柱状である、
ことを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤチップの光学特性測定装置。
【請求項３】
前記光が透過される透明テーブルが前記入射部に密着して備えられ、
前記一群のフリップチップＬＥＤが前記粘着テープと共に前記透明テーブルに載置された、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＬＥＤチップの光学特性測定装置。
【請求項４】
前記射出光が投影される透過拡散部材が前記射出部と前記光検出器との間に備えられた、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のＬＥＤチップの光学特性測定装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のＬＥＤチップの光学特性測定装置を用いて前記フリップチップＬＥＤの光学特性を測定する、
ことを特徴とするＬＥＤチップの光学特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップの光学特性を測定するために用いられるＬＥＤチップの光学特性測定装置、およびＬＥＤチップの光学特性測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、製造されたＬＥＤチップの光学特性（例えば強度、波長など）を半導体製造工程において測定するための装置として、下記特許文献１に記載の光学特性測定装置が提案されている。
【０００３】
この光学特性測定装置は、ＬＥＤチップが載置されるプレート、プレートの上面側に配置されたプローブ、プレートの下面側に配置された集光器、集光器に取り付けられた光ファイバ、光学特性を測定する測定部、から構成されている。この光学特性測定装置によれば、電極が上面に形成されると共に発光面が下面に形成されたフリップチップＬＥＤを集光器のプレートに吸着させる。プローブピンが電極に接触してフリップチップＬＥＤが発光する。発光された光が集光器の内壁面で拡散反射を繰り返し、集光された光束が光ファイバに入射する。この光に基づいて測定部がＬＥＤチップの光学特性を測定する。集光器は略球面状の凹部が形成されたいわゆる半球型の積分球である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２３４４９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記した光学特性測定装置は、半導体ウェハが切断（ダイシング）されて細分化されたＬＥＤチップを、ＬＥＤチップ毎にピックアップしてプレートに乗せて個々に測定するため、全てのＬＥＤチップを測定するのに長い時間を要し非効率である。
【０００６】
ここで、ダイシングによって細分化されたＬＥＤチップをピックアップせず、一群の状態（以下、「一群のＬＥＤチップ」と記す。）で個々に測定することも考えられる。しかしこの場合、一般的にＬＥＤチップはダイシングによる離散を防ぐために粘着テープに張り付けられているため、粘着テープ越しに測定する必要がある。また、粘着テープが撓むのを防ぐために粘着テープをプレートに乗せて静止させ、プレートを積分球の入力ポートに密着させる必要がある。積分球は光を拡散反射させて空間的に積分して均一化するため、入射光に対する射出光の割り合いが高くない。そのため、粘着テープとプレートとを透過する際に反射、減衰した光を積分球で均一化すると、測定部における測定に長い時間を要し非効率である。
【０００７】
本発明は、上記の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、効率的にＬＥＤチップの光学特性を測定することができるＬＥＤチップの光学特性測定装置、およびＬＥＤチップの光学特性測定方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るＬＥＤチップの光学特性測定装置は、粘着テープ上で半導体ウェハがダイシングされて形成された複数のフリップチップＬＥＤの光学特性が、前記フリップチップＬＥＤの上面に形成された電極に接触されたプローブを介して通電されて発光した光に基づいて測定されるＬＥＤチップの光学特性測定装置において、前記フリップチップＬＥＤの下面から発光された前記光が入射光として入射される入射部と、前記入射光が射出光として射出される射出部とを有するライトパイプが備えられ、前記射出光が検出される光検出器が前記射出部側に備えられ、前記入射部が平坦に形成され、前記電極が前記プローブに接触される際、前記複数のフリップチップＬＥＤである一群のフリップチップＬＥＤが前記粘着テープと共に平坦な前記入射部に載置された、ことを特徴としている。
【０００９】
本発明に係るＬＥＤチップの光学特性測定装置は、前記ライトパイプが、前記入射部よりも前記射出部が大きく形成された錐柱状である、ことを特徴としている。
【００１０】
本発明に係るＬＥＤチップの光学特性測定装置は、前記光が透過される透明テーブルが前記入射部に密着して備えられ、前記一群のフリップチップＬＥＤが前記粘着テープと共に前記透明テーブルに載置された、ことを特徴としている。
【００１１】
本発明に係るＬＥＤチップの光学特性測定装置は、前記射出光が投影される透過拡散部材が前記射出部と前記光検出器との間に備えられた、ことを特徴としている。
【００１２】
本発明に係るＬＥＤチップの光学特性測定方法は、本発明に係るＬＥＤチップの光学特性測定装置を用いて前記フリップチップＬＥＤの光学特性を測定する、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係るＬＥＤチップの光学特性測定装置は上記した構成である。この構成によれば、フリップチップＬＥＤから発光されてライトパイプに入射した入射光が反射を繰り返して散乱し均一化するため、入射光に対する射出光の割り合いが低下し難い。したがって、効率的にフリップチップＬＥＤの光学特性を測定することができる。
【００１４】
また、ライトパイプによれば入射光に対する射出光の割り合いが低下し難いため、粘着テープ越しに光が入射されても、光の均一化および測定部における測定が短時間で済む。そのため、粘着テープに貼り付けられた一群のフリップチップＬＥＤをライトパイプの入射部に載置し、粘着テープ越しにフリップチップＬＥＤの光学特性を測定することができる。したがって、効率的にフリップチップＬＥＤの光学特性を測定することができる。
【００１５】
また、ライトパイプの入射部は平坦に形成されているため測定台として機能する。すなわち、一群のフリップチップＬＥＤが入射部に載置されて電極にプローブが接触する際、入射部が平坦に形成されているためプローブからの押圧力に対する反作用によって、プレートがなくても粘着テープが撓まず静止する。したがって、正確にフリップチップＬＥＤの光学特性を測定することができる。
【００１６】
本発明に係るＬＥＤチップの光学特性測定装置は、ライトパイプが、入射部よりも射出部が大きく形成された錐柱状である。この構成によればライトパイプは、入射部に対して射出部で開口数（ＮＡ）が小さくなり、射出部から射出される射出光の拡がりを抑制することができる。したがって、フリップチップＬＥＤから発光された光が、ＮＡが大きいのに対し、ＮＡが小さい光検出器において光を効率よく検出することができる。
【００１７】
本発明に係るＬＥＤチップの光学特性測定装置は、光が透過される透明テーブルが入射部に密着して備えられ、一群のフリップチップＬＥＤが粘着テープと共に透明テーブルに載置される。この構成によれば、一般的に透明テーブルが一群のフリップチップＬＥＤおよび粘着テープよりも大きいため、透明テーブル上に一群のフリップチップＬＥＤが粘着テープと共に載置されることで粘着テープが静止し、かつ容易に安定する。したがって、正確、かつ容易にフリップチップＬＥＤの光学特性を測定することができる。
【００１８】
本発明に係るＬＥＤチップの光学特性測定装置は、射出光が投影される透過拡散部材が射出部と光検出器との間に備えられている。この構成によれば、光を拡散反射部材に投影させることで均一化し、光を効率的に光測定器で集光することができる。
【００１９】
本発明に係るＬＥＤチップの光学特性測定方法は、上記したＬＥＤチップの光学特性測定装置が用いられている。したがって、効率的にフリップチップＬＥＤの光学特性を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一実施形態に係るＬＥＤチップの光学特性測定装置の概略を示す概略図である。
【図２】本発明の第二実施形態に係るＬＥＤチップの光学特性測定装置の概略を示す概略図である。
【図３】本発明の参考例の概略を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る第一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係るＬＥＤチップの光学特性測定装置１０の概略が示されている。なお、図１は概略図であるため、本発明を理解しやすくするため各構成が誇張して表されている。図２および図３も同じである。
【００２２】
図１において、本発明の実施形態に係るＬＥＤチップの光学特性測定装置１０は、フリップチップＬＥＤ１の光学特性の測定に適したものである。フリップチップＬＥＤ１は半導体ウェハ４がダイシングされて個々に細分化された一のＬＥＤチップであり、上面に電極２が形成され、下面に発光面３が形成されている。半導体ウェハ４がダイシングされた直後の一群のフリップチップＬＥＤ（以下、「一群のフリップチップＬＥＤ５」と記す。）は、一群の状態で粘着テープ６上に貼り付けられている。
【００２３】
ＬＥＤチップの光学特性測定装置１０は、粘着テープ６と共に一群のフリップチップＬＥＤ５が載置される透明テーブル２０、透明テーブル２０の上面側に配置されたプローブ７、透明テーブル２０の下面側に入射部３１が密着して取り付けられたライトパイプ３０、ライトパイプ３０の射出部３２に密着して取り付けられた透過拡散部材４０、透過拡散部材４０を透過した光を検出する光検出器５０、光検出器５０で検出された光を測定する光測定器５１、から構成されている。
【００２４】
粘着テープ６は透明であり、素材が例えばポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンなどである。粘着テープ６は上面（一群のフリップチップＬＥＤ５が貼り付けられている面）が粘着面であり、紫外線が照射されることによって硬化する粘着剤が塗布されたことで形成されている。
【００２５】
透明テーブル２０は均一性が優れた透明な強化ガラスであり、例えば石英ガラス、サファイアガラスなどである。透明テーブル２０の面積は一群のフリップチップＬＥＤ５（半導体ウェハ４）よりも大きく形成されている。透明テーブル２０は所定の角度で光を透過させることができ、かつ、強度が保障される厚みに形成される。透明テーブル２０を所定の角度で透過させることで、光がライトパイプ３０の内側で全反射することができる角度で入射する入射光となる。透明テーブル２０は吸着器具（図示せず）や静止器具（図示せず）などによって一群のフリップチップＬＥＤ５と共に粘着テープ６を上面に静止させている。透明テーブル２０の上面側はプローブ７が配置されている。プローブ７はフリップチップＬＥＤ１の電極２に接触して通電するための電極針であり、素材がタングステンなどである。
【００２６】
ライトパイプ３０は中実または中空の柱状に形成され、形状が例えば円柱、楕円柱、円錐、多角柱、多角錐、断面星形の柱状などである。ライトパイプ３０はフリップチップＬＥＤ１から発光された光が入射光として入射される入射部３１が上端側に形成され、入射光が射出光として射出される射出部３２が下端側に形成されている。入射部３１は平坦に形成された平坦部３３を有し、透明テーブル２０の下面に密着して取り付けられている。入射部３１（平坦部３３）は、面積がフリップチップＬＥＤ１よりも大きい。射出部３２は、透過拡散部材４０が密着して取り付けられている。
【００２７】
ライトパイプ３０は、射出部３２の面積が入射部３１の面積よりも大きく形成されたテーパ状の四角錐柱状であることが好ましい。例えば、入射部３１（平坦部３３）の面積が約４×４ｍｍ、射出部３２の面積が約１２×１２ｍｍ、全長が約５０ｍｍである。この場合、ライトパイプ３０はＮＡが入射部３１と射出部３２との面積比の逆数に応じて小さくなるため、入射部３１に対して射出部３２でＮＡが１／３となる。面積比は入射光のＮＡに応じて適宜変更され、また、全長は全反射の角度に応じて適宜変更される。
【００２８】
透過拡散部材４０は、例えば板状のすりガラスであり、ライトパイプ３０の射出部３２から射出した光が投影される。透過拡散部材４０は、射出部３２に密着して取り付けられる他、光検出器５０の受光部に取り付けられていてもよい。この場合、光検出器５０のＮＡとライトパイプ３０から射出された射出光の配光分布とから、透過拡散部材４０と光検出器５０との距離が決定される。なお、透過拡散部材４０の取付は任意であり、射出光の配光分布の条件に応じて取り付けられる。
【００２９】
光検出器５０は、例えば光ファイバでありライトパイプ３０の射出部３２から射出された射出光が受光部に集光され、光測定器５１に光を搬送する。光検出器５０とライトパイプ３０の射出部３２との距離は任意であり、光検出器５０の仕様によって適宜調節される。光測定器５１は、入射された光を信号として処理し、例えば色度、放射束、光束、分光密度などの光学特性を測定する。
【００３０】
透明テーブル２０、プローブ７、およびライトパイプ３０は、それぞれ移動機構（図示せず）が接続されて各移動機構に連動する。移動機構はこれらを、Ｘ、Ｙ、およびＺの各軸方向に移動させると共にＺ軸を中心に回転させる。
【００３１】
次に、本発明に係る第二実施形態を図面に基づいて説明する。図２は、本発明の第二実施形態に係るＬＥＤチップの光学特性測定装置１１の概略が示されている。なお、以下では上記したＬＥＤチップの光学特性測定装置１０と異なる構成のみの説明がなされ、同一の構成に関する説明が省略されている。
【００３２】
図２において、光学特性測定装置１１は、透明テーブル２０が備えられていない。すなわち、ライトパイプ３０の入射部３１が平坦に形成された平坦部３３であり、この平坦部３３に一群のフリップチップＬＥＤ５が粘着テープ６と共に載置される。粘着テープ６およびフリップチップＬＥＤ１のうち平坦部３３の範囲に収まらない部分は、吸着器具や支持器具（図示せず）によって静止される。
【００３３】
なお、図３は本発明の参考例であるＬＥＤチップの光学特性測定装置１２の概略が示されている。図３において、ＬＥＤチップの光学特性測定装置１２は、透明テーブル２０の下面に透過拡散部材４０が密着して取り付けられ、ライトパイプ３０が備えられていない。
【００３４】
上記した各実施形態において、ライトパイプ３０をレンズ（図示せず）に替えてもよい。レンズは、例えばエフシータレンズ（Ｆθレンズ）および集光用レンズが用いられる。フリップチップＬＥＤ１から放射状に発光された光がレンズにより均一化され、集光される。
【００３５】
次に、本発明の実施形態に係るＬＥＤチップの光学特性測定装置１０を用いたＬＥＤチップの光学特性測定方法を説明する。なお、以下の説明において、ＬＥＤチップの光学特性測定装置１１が用いられる場合は、ＬＥＤチップの光学特性測定装置１０の場合と異なる方法のみの説明がなされ、同様の方法についての説明が省略されている。
【００３６】
透明テーブル２０の上面に一群のフリップチップＬＥＤ５を粘着テープ６と共に載置する。粘着テープ６を吸着器具または静止器具を用いて透明テーブル２０上で静止させる。
【００３７】
移動機構と連動させてプローブ７を透明テーブル２０の上面側に配置し、ライトパイプ３０を透明テーブル２０の下面側に配置する。プローブ７を一群のフリップチップＬＥＤ５のうち任意のフリップチップＬＥＤ１に対面させ、ライトパイプ３０の入射部３１を透明テーブル２０の下面に密着させる。なお、上記したＬＥＤチップの光学特性測定装置１１の場合、一群のフリップチップＬＥＤ５を粘着テープ６と共にライトパイプ３０の平坦部３３に載置し、粘着テープ６を吸着器具や支持器具によって静止させる。
【００３８】
プローブ７をフリップチップＬＥＤ１の電極２に接触させて通電する。フリップチップＬＥＤ１の発光面３が発光し、光が粘着テープ６と透明テーブル２０とを透過する。光は入射光としてライトパイプ３０の入射部３１から入射し、射出光として射出部３２から射出する。ライトパイプ３０では、内部で光が散乱して均一化される。均一化された光が射出光として射出部３２から射出し、透過拡散部材４０に投影される。透過拡散部材４０は、ライトパイプ３０の射出部３２の内側において明るさの分布に影響が残る場合であっても、射出光が投影されることで光を均一化する。
【００３９】
透過拡散部材４０を透過して集光された光を光検出器５０が検出して光測定器５１に搬送し、光測定器５１が光に基づいてフリップチップＬＥＤ１の光学特性を測定する。
【００４０】
ＬＥＤチップの光学特性測定装置１０は上記の動作を繰り返し、隣接するフリップチップＬＥＤ１にプローブ７およびライトパイプ３０を移動させて配置し、光学特性を測定する。なお、ＬＥＤチップの光学特性測定装置１１を用いる場合、隣接するフリップチップＬＥＤ１の光学特性を測定する際、ライトパイプ３０が粘着テープ６からＺ軸方向に離れてＸＹ方向に移動して再びＺ軸方向に接近するか、または粘着テープ６の下面を滑って移動する。
【００４１】
次に、上記した各実施形態の効果を説明する。
【００４２】
上記したとおり、第一実施形態によればＬＥＤチップの光学特性測定装置１０は、粘着テープ６と共に一群のフリップチップＬＥＤ５が載置される透明テーブル２０、透明テーブル２０の上面側に配置されたプローブ７、透明テーブル２０の下面側に入射部３１が密着して取り付けられたライトパイプ３０、ライトパイプ３０の射出部３２に密着して取り付けられた透過拡散部材４０、透過拡散部材４０を透過した光を検出する光検出器５０、光検出器５０で検出された光を測定する光測定器５１、から構成されている。この構成によれば、フリップチップＬＥＤ１から発光されてライトパイプ３０に入射した入射光が反射を繰り返して散乱し均一化するため、入射光に対する射出光の割り合いが低下し難い。したがって、効率的にフリップチップＬＥＤ１の光学特性を測定することができる。
【００４３】
また、ライトパイプ３０によれば入射光に対する射出光の割り合いが低下し難いため、粘着テープ６および透明テーブル２０越しに光が入射されても、光の均一化および測定が短時間で済む。そのため、粘着テープ６に貼り付けられた一群のフリップチップＬＥＤ５を透明テーブル２０上に載置し、粘着テープ６および透明テーブル２０越しにフリップチップＬＥＤ１の光学特性を測定することができる。したがって、効率的にフリップチップＬＥＤ１の光学特性を測定することができる。
【００４４】
また、上記した構成によれば、透明テーブル２０が一群のフリップチップＬＥＤ５（半導体ウェハ４）よりも大きいため、透明テーブル２０上に一群のフリップチップＬＥＤ５が粘着テープ６と共に載置されることで粘着テープ６が静止し、かつ容易に安定させることができる。したがって、正確、かつ容易にフリップチップＬＥＤ１の光学特性を測定することができる。
【００４５】
また、ライトパイプ３０が柱状であるため、光学特性測定装置を小型化することができる。なお、仮にライトパイプ３０に相当する機器が球体である場合フリップチップＬＥＤ１が入射部の中心に配置されるが、ここで一群のフリップチップＬＥＤ５のうち、周縁のフリップチップＬＥＤ１が入射部の中心に配置されると、球体のほぼ半分が一群のフリップチップＬＥＤ５の周縁の外側に張り出すこととなる。そのため、一群のフリップチップＬＥＤ５の周縁の外側に球体を配置する際の空間を形成して光学特性測定装置を設計する必要があり、光学特性測定装置が大型化する。
【００４６】
第二実施形態によれば、ライトパイプ３０の入射部が平坦に形成された平坦部３３であるため、平坦部３３に一群のフリップチップＬＥＤ５を載置して電極２にプローブ７が接触する際、プローブ７からの押圧力に対する反作用によって、粘着テープ６が撓まず静止する。したがって、正確にフリップチップＬＥＤ１の光学特性を測定することができる。
【００４７】
また、透明テーブル２０が備えられていないため、透明テーブル２０を透過する際の光の反射、減衰が抑制される。したがって、効率的にフリップチップＬＥＤ１の光学特性を測定することができる。
【００４８】
各実施形態によれば、射出部３２の面積が入射分３１の面積よりも大きく形成されたテーパ状の四角錐柱状である。この構成によれば、ライトパイプ３０はＮＡが入射部３１と射出部３２との面積比の逆数に応じて小さくなる。そのため、入射部３１に対して射出部３２ではＮＡが小さくなり、ライトパイプ３０の射出部３１から射出される射出光の拡がりを抑制することができる。したがって、フリップチップＬＥＤ１から発光された光が、ＮＡが大きいのに対し、ＮＡが小さい光検出器５０において光を効率よく検出することができる。
【００４９】
各実施形態によれば、ライトパイプ３０の射出部３２は、透過拡散部材４０が密着して取り付けられている。この構成によれば、ライトパイプ３０の射出部３２の内側において明るさの分布に影響が残る場合であっても、射出光を透過拡散部材４０に投影させることで均一化する。したがって、光を効率的に光測定器５１で集光することができる。
【００５０】
以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１                  フリップチップＬＥＤ
２                  電極
３                  発光面
４                  半導体ウェハ
５                  一群のフリップチップＬＥＤ
６                  粘着テープ
７                  プローブ
１０、１１、１２    ＬＥＤチップの光学特性測定装置
２０                透明テーブル
３０                ライトパイプ
３１                入射部
３２                射出部
３３                平坦部
４０                透過拡散部材
５０                光検出器
５１                光測定器
【図１】
2014134497.tif 000003
【図２】
2014134497.tif 000004
【図３】
2014134497.tif 000005