(57)【要約】【課題】調温時間や測定時間が異なる半導体素子であっても効率よく検査できる半導体素子の検査装置を提供することを目的とする。【解決手段】所定温度に調整した半導体素子１の電気特性を測定する検査装置１０において、１の半導体素子１が載置され該半導体素子１の温度を調整する複数の試料台２０と、複数の試料台２０が所定間隔毎に一列に設けられた試料テーブル５０と、試料台２０に載置された半導体素子１の電気特性を順次測定する測定部６０と、試料台２０に半導体素子１を搬入するととともに、測定部６０において測定が完了した半導体素子１を試料台２０から取り出す搬送手段７０と、を有し、試料ステージ５０に設けられた複数の試料台２０のうち、試料台２０が半導体素子１を所定温度に調整するために要する調温時間Ｔａを測定部６０が１の半導体素子１を測定するために要する測定時間Ｔｍで除算して得られた値Ｔａ／Ｔｍの小数点以下を切り上げた整数ｎ個の試料台２０に半導体素子１を載置することを特徴とする。【選択図】図１
2008249644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定温度に調整した半導体素子の電気特性を測定する検査装置において、
１の半導体素子が載置され該半導体素子の温度を調整する試料台と、
複数の前記試料台が所定間隔毎に一列に設けられた試料テーブルと、
前記試料台に載置された半導体素子の電気特性を順次測定する測定部と、
前記試料台に半導体素子を搬入するととともに、前記測定部において測定が完了した半導体素子を前記試料台から取り出す搬送手段と、を有し、
前記試料ステージに設けられた前記複数の試料台のうち、前記試料台が半導体素子を前記所定温度に調整するために要する調温時間Ｔａを前記測定部が１の半導体素子を測定するために要する測定時間Ｔｍで除算して得られた値Ｔａ／Ｔｍの小数点以下を切り上げた整数ｎ個の試料台に半導体素子を載置することを特徴とする検査装置。
【請求項２】
前記試料台は、前記半導体素子を載置する載置板が窒化アルミニウムにより形成されていることを特徴とする請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記試料台は、前記半導体素子を載置する載置板と、該半導体素子を前記載置板に押さえ付けるクランプ機構と、を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記試料ステージは、断熱箱体により覆われていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の検査装置。
【請求項５】
前記断熱箱体内部に乾燥気体を導入する露点制御手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の検査装置。
【請求項６】
前記試料台は、載置された前記半導体素子の温度を制御するために前記半導体素子の温度を測定する第１温度センサと、所定温度範囲を超えた場合に前記半導体素子の温度調節を中止させるために前記半導体素子の温度を測定する第２温度センサと、を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ等の半導体素子の電気特性を所定温度条件下で測定する検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザ等の半導体素子を検査する上で、電気特性の温度依存性の検査は重要な検査項目の一つである。そのため、被検査対象である測定対象素子を低温または高温に温度調整して電気特性を測定する検査装置がある。
【０００３】
この種の装置として、作業者又は装置によって半導体素子を通電用ボードに挿入し、恒温槽で所定温度に恒温保管するとともに、通電して半導体素子の電気特性測定を行うものが知られているが、通電用ボードには数百個程度の半導体素子が装着されているため、通電用ボードへの半導体素子の着脱に長時間を要し非効率であるととともに、恒温槽の故障等により半導体素子が過剰に加熱あるいは冷却された場合、通電用ボード上の半導体素子全数を破損するおそれがある。
【０００４】
そこで、ワークトレーに整列された半導体レーザをターンテーブルに設けられたワークホルダに搬送し、ワークホルダを高温に調温するとともにターンテーブルを所定時間ごとに所定角度回転させて半導体レーザの特性検査を行うことで、少量の半導体レーザを搬送しながら調温する装置が提案されている（下記特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、種類の異なる半導体素子では所定温度に調温するのに要する調温時間や電気特性検査に要する測定時間が異なるため、上記の装置では次のような問題がある。
【０００６】
すなわち、上記の装置では、調温時間や測定時間が異なる半導体素子であってもターンテーブルによる搬送中に所定温度に安定させることができるように、ターンテーブルに設けるワークホルダの数をある程度余裕をもって多く設ける必要があるため、所定温度で安定している半導体素子が測定待ち状態となって、測定時間をロスする問題がある。
【特許文献１】特開２００６−２３７２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、調温時間や測定時間が異なる半導体素子であっても効率よく検査できる半導体素子の検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る検査装置は、所定温度に調整した半導体素子の電気特性を測定する検査装置において、１の半導体素子が載置され該半導体素子の温度を調整する試料台と、複数の前記試料台が所定間隔毎に一列に設けられた試料テーブルと、前記試料台に載置された半導体素子の電気特性を順次測定する測定部と、前記試料台に半導体素子を搬入するととともに、前記測定部において測定が完了した半導体素子を前記試料台から取り出す搬送手段と、を有し、前記試料ステージに設けられた前記複数の試料台のうち、前記試料台が半導体素子を前記所定温度に調整するために要する調温時間Ｔａを前記測定部が１の半導体素子を測定するために要する測定時間Ｔｍで除算して得られた値Ｔａ／Ｔｍの小数点以下を切り上げた整数ｎ個の試料台に半導体素子を載置することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の検査装置によれば、調温時間や測定時間が異なる半導体素子であっても効率よく検査できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は本実施形態にかかる検査装置１０の平面図であり、図２は試料テーブル５０の平面図、図３は試料台２０の断面図である。図４は、断熱箱体９０の斜視図である。
【００１２】
本実施形態に係る検査装置１０は、加熱又は冷却して所定の設定温度Ｔｃ（例えば、−５℃）に安定させた状態で半導体レーザ１から出射されるレーザ光の光出力を測定することで、半導体レーザ１の光学特性について検査するものである。
【００１３】
この検査装置１０は、図１〜図３に示すように、被検査対象素子である半導体レーザ１を多数配置された供給部１２と、半導体レーザ１を所定温度になるように調温する複数（本実施形態では１０個）の試料台２０−１，２０−２，・・・２０−１０（総称して２０という）と、各試料台２０を所定の測定位置へ搬送する試料ステージ５０と、設定温度Ｔｃに調温された半導体レーザ１の定格駆動時における光出力値を測定する測定部６０と、半導体レーザ１を供給部１２から試料台２０へ移載するとともに測定が完了した半導体レーザ１を試料台２０から収納部１４へ移載する搬送手段７０と、試料ステージ５０及び測定部６０を収納する断熱箱体９０と、試料台２０、試料ステージ５０、測定部６０及び搬送手段７０を予め定められた操作プログラムに従って制御する不図示の制御部とを備えている。
【００１４】
供給部１２には、複数の半導体レーザ１を収納した供給トレイ１６が配設されており、搬送手段７０によって半導体レーザ１が試料台２０に供給されて空になると新たに用意されていた供給トレイ１６と交換される。
【００１５】
試料テーブル５０は、樹脂等の断熱材からなる板状体であって試料台２０を配設するための貫通孔５６が所定間隔をあけて一列に設けられている。また、試料テーブル５０は、ベース５４を介してリニアガイド５２に取り付けられ直線移動可能に設けられており、送り方向Ｆに移動することで試料テーブル５０に配設された各試料台２０を測定部６０がある測定位置に順次搬送するようになっている。
【００１６】
試料台２０は、図２及び図３に示すように、ペルチェ素子からなる調温部２２と、半導体レーザ１が載置される載置板２６と、半導体レーザ１を載置板２６に押さえ付けるクランプ部３０とを備える。
【００１７】
詳細には、載置板２６は、例えば、窒化アルミニウム等の熱伝導率が高い絶縁材からなり、ステンレス等の良熱伝導材からなる伝熱板２４を介して調温部２２と熱交換可能に配設され、貫通孔２８に半導体レーザ１の端子を挿入することで半導体レーザ１が載置される。
【００１８】
伝熱板２４には、載置板２６の近傍に載置板２６及び伝熱板２４を介して半導体レーザ１の温度を測定する第１温度センサ３２が埋設されるとともに、調温部２２の近傍に伝熱板２４を介して調温部２２の温度を測定する第２温度センサ３４が配設されている。第１温度センサ３２及び第２温度センサ３４が検知した温度はそれぞれ制御部に入力され、制御部は、第１温度センサ３２の検知温度に基づいて調温部２２をフィードバック制御することで半導体レーザ１の温度を設定温度Ｔｃに制御するとともに、第２温度センサ３４の検知温度が所定値を越えると、調温部２２が過剰に加熱・冷却する異常動作状態と判断して調温部２２の動作を停止させ、半導体レーザ１が熱破壊するのを防止する。
【００１９】
クランプ部３０は、先端がフォーク状としたセラミックス等の絶縁材からなる爪部３３が、回動軸３６に回動自在に支持され、バネ３８によって載置板２６に押さえ付けるように付勢されており、上方から半導体レーザ１を載置板２６に押さえ付けるようになっている。これにより、半導体レーザ１は載置板２６との熱交換が効率的に行うことができ、速やかに設定温度Ｔｃに調温することができる。
【００２０】
測定部６０は、試料台２０が所定の測定位置に移動した状態において、試料台２０の下方に配設された電源供給部６２と、試料台２０の上方に配設されたＰＩＮフォトダイオードなどの受光部６４を備え、電源供給部６２は、半導体レーザ１の端子に向けたプローブ６６，６６と、それぞれのプローブ６６，６６を半導体レーザ１の端子に押し当てる一対の押圧体６８，６８を備えており、プローブ６６，６６が端子に対して接離するようになっている。また、受光部６４は、断熱箱体９０内部に配設されており、半導体レーザ１から出射されるレーザ光を光電変換してその光出力値を測定するようになっている。
【００２１】
断熱箱体９０は、図４に示すように、断熱板を箱体に成型したものであって内部にリニアガイド５２、ベース５４、試料ステージ５０及び測定部６０を収納している。また、断熱箱体９０内部には不図示の露点計が配設されており、側面に設けられた吸気口９２よりドライ窒素などの乾燥気体を導入することで、断熱箱体９０内部の湿度を所定値以下になるように制御して内部が結露するのを防止している。一方、断熱箱体９０の上面には、試料台２０の載置板２６に半導体レーザ１を搬入するとともに測定が完了した半導体レーザ１を搬出するための搬送口９２が設けられ、半導体レーザ１を搬入・搬出時以外は開閉扉９６により搬送口９４を閉扉する。
【００２２】
搬送部７０は、図５に示すように、半導体レーザ１を保持する一対の吸着ノズル７２，７４を備え、この一対の吸着ノズル７２，７４は、シリンダ等を用いて上下動可能に設けられるとともに、図１に示す搬送ガイド７６，７８を介して電動モータなどにより水平面内を移動可能に設けられている。このような搬送部７０は、断熱箱体９０の搬送口９４を介して一方の吸着ノズル７２が測定済みの半導体レーザ１を吸着保持して試料台２０から収納部１４へ移載するとともに、他方の吸着ノズル７４が供給部１２から吸着保持した半導体レーザ１を試料台２０に載置するようになっている。
【００２３】
次に、上記した検査装置１０による測定方法と動作について、図６を参照して説明する。図６は検査装置１０により測定を行う際の手順を示すフローチャートである。
【００２４】
まず、ステップＳ１０１において、半導体レーザ１を設定温度Ｔｃに調整するために要する時間を調温時間Ｔａと、測定部６０が１の半導体レーザ１を測定するのに要する測定時間Ｔｍを入力する。
【００２５】
次に、ステップＳ１０３では、入力された調温時間Ｔａ及び測定時間Ｔｍに基づき、調温時間Ｔａを測定時間Ｔｍで除算して得られた値の小数点以下を切り上げた整数ｎを算出して、ステップＳ１０５に進む。
【００２６】
ステップＳ１０５では、試料テーブル５０の送り方向Ｆの最上流側に位置する第１試料台２０−１から第ｎ番目の第ｎ試料台２０−ｎまでのｎ個の試料台２０−１・・・２０−ｎを搬送口９４の下方に相当する搬送位置へ順次移動させ、それぞれの載置板２６に半導体レーザ１を載置し、調温時間Ｔａの間、各半導体レーザ１を調温して設定温度Ｔｃにする初期載置工程を行い、ステップＳ１０７に進み変数ｉを１に設定する。
【００２７】
次いで、ステップＳ１０９において、変数ｉが整数ｎ以下である場合、ステップＳ１１１に進んで試料ステージ５０を移動させて第ｉ番目の第ｉ試料台２０−ｉを測定位置に設定し第ｉ試料台２０−ｉに載置された半導体レーザ１の光出力値を測定部６０が測定しステップＳ１１３に進み、変数ｉが整数ｎより大きい場合、ステップＳ１０７に戻って変数ｉを１に設定する。
【００２８】
ステップＳ１１３において、試料ステージ５０を移動させて第ｉ試料台２０−ｉを搬送位置に移動させるとともに、次の試料台である第（ｉ＋１）試料台２０−（ｉ＋１）を測定位置に移動させて、ステップＳ１１５に進む。
【００２９】
ステップＳ１１５では、供給部１２に半導体レーザ１があるか否かを判別し、半導体レーザ１がある場合にはステップＳ１１７に進み、半導体レーザ１がない場合にはステップＳ１２１に進む。
【００３０】
ステップＳ１１７では、搬送位置にある第ｉ試料台２０−ｉから測定済みの半導体レーザ１を搬送部７０の吸着ノズル７２が吸着保持し、次いで、吸着ノズル７４が供給部１２より吸着保持した半導体レーザ１を第ｉ試料台２０−ｉの載置板２６に載置し、ステップＳ１１９に進む。ステップＳ１１９では、変数ｉに１を加算してステップＳ１０９に戻り、変数ｉが整数ｎより大きくなるまでＳ１０７以降の処理を繰り返し、第１試料台２０−１から第ｎ番目の第ｎ試料台２０−ｎの載置板２６に載置された半導体レーザ１を順次測定し、測定が終了した半導体レーザ１を試料台２０より取り出すとともに半導体レーザ１を取り出した試料台２０に未測定の半導体レーザ１を載置する。
【００３１】
一方、ステップＳ１２１では、終了処理工程として、試料台２０に載置されている半導体レーザ１を順次測定するとともに、測定済みの半導体レーザ１を搬送部７０の吸着ノズル７４が吸着保持して収納部１４に搬出し、試料ステージ５０にある全ての半導体レーザ１の測定が終了すると一連の処理が終了する。
【００３２】
以上のように、本実施形態の検査装置１０では、調温時間Ｔａを測定時間Ｔｍで除算して得られた値Ｔａ／Ｔｍの小数点以下を切り上げた整数ｎ個の試料台２０−１，・・・２０−ｎに半導体素子１を載置するため、複数個の所定温度Ｔｃに達した半導体レーザ１が測定待ち状態になることがなく、効率よく半導体素子の電気特性を測定することができる。
【００３３】
また、調温状態にある半導体レーザ１の数量を最小限に抑えることができるため、万一、調温部２２の異常等により半導体レーザ１が過剰に加熱・冷却された場合であっても、熱破損する半導体レーザ１の数量を最小限に抑えることができる。
【００３４】
更にまた、本実施形態の検査装置１０、試料台２０及び測定部６０が断熱箱体９０の内部に配設されているため、外部雰囲気の温度変化などの影響を受けにくくなり半導体レーザ１の光出力特性を安定して測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る検査装置の平面図である。
【図２】試料テーブルの平面図である。
【図３】試料台の断面図である。
【図４】断熱箱体の一部切欠斜視図である。
【図５】搬送部の斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る検査装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１…半導体レーザ
１０…検査装置
１２…供給部
１４…収納部
２０…試料台
２６…載置板
３０…クランプ部
３２…第１温度センサ
３４…第２温度センサ
５０…試料テーブル
６０…測定部
７０…搬送手段
９０…断熱箱体
【図１】
2008249644.tif 000003
【図２】
2008249644.tif 000004
【図３】
2008249644.tif 000005
【図４】
2008249644.tif 000006
【図５】
2008249644.tif 000007
【図６】
2008249644.tif 000008