(57)【要約】 【課題】  低コストで位置検出精度の高い光学素子の位置検査装置を提供する。【解決手段】  位置検査装置２０は、通電手段２３によって光学素子２１である発光素子に電力供給して発光させ、発光状態にある発光素子２１の画像を撮像手段２２で撮影する。位置検査装置２０に備わる画像処理手段２４は、発光素子２１の画像上に予め定める位置を原点として構成される２次元座標系を設定し、発光素子２１の画像上で選択される位置、たとえば発光位置の２次元座標系における座標を抽出する。さらに、位置検査装置２０に備わる演算手段である制御部２５は、画像処理手段２４によって抽出される発光位置の座標に基づいて、２次元座標軸に対する発光軸の傾斜角度を演算する。【選択図】      図１
2005235955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発することのできる光学素子である発光素子の画像を撮影し、撮影された画像上で予め定める位置を原点として構成される２次元座標系における発光素子の位置を検出する光学素子の位置検査方法において、
発光素子から光が発せられる発光位置であって発光素子の一方の端面における発光位置を検出するステップと、
発光素子から光が発せられる発光位置であって発光素子の他方の端面における発光位置を検出するステップと、
一方の端面における発光位置と他方の端面における発光位置とから、一方の端面における発光位置と他方の端面における発光位置とを結ぶ軸である発光軸の２次元座標軸に対する傾斜角度を検出するステップとを含むことを特徴とする光学素子の位置検査方法。
【請求項２】
発光素子の一方または他方の端面の２次元座標軸に対する傾斜角度を検出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の光学素子の位置検査方法。
【請求項３】
発光素子が、２つの発光軸を有し、２つの発光軸について２次元座標軸に対する傾斜角度をそれぞれ検出することを特徴とする請求項１記載の光学素子の位置検査方法。
【請求項４】
光学素子が２つの第１および第２発光素子であり、
第１および第２発光素子がそれぞれ有する第１および第２発光軸の２次元座標軸に対する傾斜角度を検出するステップと、
第１発光素子が有する第１発光軸の２次元座標軸に対する傾斜角度と、第２発光素子が有する第２発光軸の２次元座標軸に対する傾斜角度とから第１発光軸と第２発光軸との相対的な傾斜角度を検出するステップとを含むことを特徴とする請求項１記載の光学素子の位置検査方法。
【請求項５】
電子と正孔とが再結合する領域である活性層を有し、活性層から光を発することのできる光学素子である発光素子の画像を撮影し、撮影された画像上で予め定める位置を原点として構成される２次元座標系における発光素子の位置を検出する光学素子の位置検査方法において、
発光素子に備わる活性層の一端部の位置を検出するステップと、
発光素子に備わる活性層の他端部の位置を検出するステップと、
活性層の一端部の位置と他端部の位置とから、活性層の２次元座標軸に対する傾斜角度を検出するステップとを含むことを特徴とする光学素子の位置検査方法。
【請求項６】
電子と正孔とが再結合する領域である活性層を有し、活性層から光を発することのできる光学素子である発光素子、および光を受光して光電変換することのできる光学素子である受光素子の画像を撮影し、撮影された画像上で予め定める位置を原点として構成される２次元座標系における発光素子および受光素子の位置を検出する光学素子の位置検査方法において、
発光素子に備わる活性層の一端部の位置を検出するステップと、
発光素子に備わる活性層の他端部の位置を検出するステップと、
発光素子に備わる活性層の発光位置を検出するステップと、
活性層の一端部の位置と他端部の位置とから、活性層の２次元座標軸に対する傾斜角度を検出するステップと、
受光素子が光を受光する領域の２次元座標系における形状である受光パターンの中心位置を検出するステップと、
受光パターンの境界上に選択して定める第１地点の位置を検出するステップと、
受光パターンの境界上に選択して定める第２地点の位置を検出するステップと、
第１および第２地点の位置から受光素子の２次元座標軸に対する傾斜角度を検出するステップと、
活性層の発光位置と受光パターンの中心位置とから発光素子と受光素子との相対的な位置を検出するステップと、
活性層の２次元座標軸に対する傾斜角度と、受光素子の２次元座標軸に対する傾斜角度とから活性層と受光素子との相対的な傾斜角度を検出するステップとを含むことを特徴とする光学素子の位置検査方法。
【請求項７】
発光素子の画像の撮影と、受光素子の画像の撮影とが、同時に行われることを特徴とする請求項６記載の光学素子の位置検査方法。
【請求項８】
前記請求項１〜７のいずれか１つに記載の位置検査方法によって光学素子の位置を検出するステップと、
光学素子の位置検査結果に基づいて光学素子を基板またはパッケージの所定位置に搬送するステップと、
光学素子を基板またはパッケージに対してダイボンディングするステップとを含むことを特徴とするダイボンド方法。
【請求項９】
光学素子である光を発することのできる発光素子および／または光を受光して光電変換することのできる受光素子の画像を撮影し、撮影された画像上で予め定める位置を原点として構成される２次元座標系における光学素子の位置を検出する光学素子の位置検査装置において、
光学素子の画像を撮影する撮像手段と、
光学素子に電力を供給する通電手段と、
撮像手段によって撮影される光学素子の画像上に予め定める位置を原点として構成される２次元座標系を設定し、光学素子の画像上で選択される位置の２次元座標系における座標を抽出する画像処理手段と、
画像処理手段によって抽出される座標に基づいて、２次元座標軸に対する光学素子の位置および傾斜を演算する演算手段とを含むことを特徴とする光学素子の位置検査装置。
【請求項１０】
撮像手段は、
２つの第１および第２カメラと、
第１および第２カメラに対してそれぞれ異なる部位の画像を結像させることのできる２軸顕微鏡とを含むことを特徴とする請求項９記載の光学素子の位置検査装置。
【請求項１１】
光学素子が発光素子であり、発光素子の画像上で選択される位置が、
通電手段から電力供給されることによって光を発する発光素子の一方の端面における発光位置と、他方の端面における発光位置とであり、
演算手段が、
発光素子の一方の端面における発光位置の座標と、他方の端面における発光位置の座標とに基づいて、一方の端面における発光位置と他方の端面における発光位置とを結ぶ軸である発光軸の２次元座標軸に対する傾斜角度を演算することを特徴とする請求項９または１０記載の光学素子の位置検査装置。
【請求項１２】
発光素子から発せられる光の進路を折曲げる光路折曲部材が設けられることを特徴とする請求項１１記載の光学素子の位置検査装置。
【請求項１３】
光学素子が発光素子であり、発光素子の画像上で選択される位置が、
通電手段から電力供給されることによって光を発する発光素子の活性層における一端部の位置と他端部の位置とであり、
演算手段が、
活性層の一端部の座標と他端部の座標とに基づいて、活性層の２次元座標軸に対する傾斜角度を演算することを特徴とする請求項９または１０記載の光学素子の位置検査装置。
【請求項１４】
光学素子の画像上で選択される位置が、
通電手段から電力供給されることによって光を発する発光素子の活性層における一端部の位置および他端部の位置ならびに活性層の発光位置であり、また受光素子が光を受光する領域の２次元座標系における形状である受光パターンの中心位置と、受光パターンの境界上に選択して定める第１および第２地点の位置とであり、
演算手段が、
活性層の一端部の座標と他端部の座標とに基づいて活性層の２次元座標軸に対する傾斜角度を演算し、
第１および第２地点の座標に基づいて受光素子の２次元座標軸に対する傾斜角度を演算し、
さらに活性層の発光位置と受光パターンの中心位置とに基づいて発光素子と受光素子との相対的な位置を演算し、活性層の２次元座標軸に対する傾斜角度と受光素子の２次元座標軸に対する傾斜角度とに基づいて活性層と受光素子との相対的な傾斜角度を演算することを特徴とする請求項９または１０記載の光学素子の位置検査装置。
【請求項１５】
前記請求項９〜１４のいずれか１つに記載の光学素子の位置検査装置を備え、
光学素子を供給する光学素子供給手段と、
基板またはパッケージを供給する接合基材供給手段と、
位置検査装置による光学素子の位置検査結果に基づいて光学素子を基板またはパッケージの所定位置に搬送する搬送手段と、
光学素子を基板またはパッケージに対してダイボンディングする接合手段とを含むことを特徴とするダイボンド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子の位置検査方法および位置検査装置ならびにダイボンド方法およびダイボンド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造においては、チップを基板またはパッケージに接合するダイボンディングと呼ばれる処理が行われる。チップを基板またはパッケージに対してダイボンディングするに際しては、チップと基板またはパッケージとの相対的な位置が重要なので、位置検出が行われる。特に、コンパクトディスク（略称ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（略称ＤＶＤ）などの光記録媒体に対して情報を記録／再生する光情報記録再生装置の光源として用いられるレーザチップを、基板またはパッケージに対してダイボンディングするに際しては、レーザチップから発せられるレーザ光を微細な光ビームスポットとして、光記録媒体の情報記録面の所定位置に集光しなければならないので、高い精度の位置検出が要求されている。
【０００３】
位置検出に係る先行技術の一つに、位置検査の被検体である基板に第１および第２の位置合せマークを付し、所定位置に固定されたカメラによって、第１の位置合せマークを検出し、さらに第２の位置合せマークがカメラの視野内に位置するように基板を所定角度回転させて第２の位置合せマークを検出し、第１の位置合せマークの位置と第２の位置合せマークの位置とに基づいて基板の位置を算出するというものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、被検体である基板の位置を求めるために、基板の回転移動および水平移動を複数回繰返さなければならないので、生産における工数増加、いわゆるタクトアップになるという問題がある。
【０００５】
また図１１は、レーザチップ２の位置検出に係る従来の位置検査装置１の構成を示す図である。図１１に示すような位置検査装置１は、レーザチップ２をたとえばパッケージにダイボンディングするダイボンド装置に設けられて、レーザチップ２の位置検出に用いられる。位置検査装置１は、概略、レーザチップ２の上方に設けられる第１顕微鏡３および第１顕微鏡３に付設される第１カメラ４と、レーザチップ２の発光面を臨んで設けられる第２顕微鏡５および第２顕微鏡５に付設される第２カメラ６と、レーザチップ２に通電するためのコンタクト７と、第１および第２カメラ４，６によって撮影されるレーザチップ２の画像情報に基づいてレーザチップ２の位置検出を行う画像処理部８と、第１および第２カメラ４，６によって撮影されるレーザチップ２の画像を表示する画像表示部９と、上記各部の動作を制御する制御部１０と、制御部１０およびコンタクト７に電力を供給する電源部１１とを含んで構成される。
【０００６】
従来の位置検査装置１においては、まずレーザチップ２の上方に設けられる第１カメラ４による画像情報に基づいて、画像処理部８がレーザチップ２の外形のみの認識および位置補正を行う。次に、コンタクト７をレーザチップ２に接触させて通電し、レーザチップ２の発光面を臨んで設けられる第２カメラ６によって、ジャストピントで発光点の画像を撮影して画像処理部８において位置検出するとともに、発光点からピントをずらせて発光パターンを撮影し発光軸として画像処理部８において位置検出する。さらに、コンタクト７をレーザチップ２から離反させ、検出した数値量の補正を行い、レーザチップ２を不図示のコレットによって定点搬送を行い基板またはパッケージにダイボンディングする。
【０００７】
しかしながら、従来の位置検査装置１には、以下のような問題がある。１つのレーザチップ２の位置検出に、２方向から画像を撮影しなければならないので、２台の第１および第２カメラ４，６が必要であり装置のコストアップになる。また第１カメラ４によってレーザチップ２の外形位置検出しその補正後に、再度発光点およびピントをずらせてぼかした画像を第２カメラ６で撮影し、発光軸として位置検出を行わなければならないので、タクトアップになる。またコンタクト７によってレーザチップ２に通電し検出した位置を補正後、コンタクト７をレーザチップ２から離反させたとき、レーザチップ２が動いたとしても、その位置変化を確認することができない。さらに、ピントをずらしたボケ画像を撮影して発光軸の位置を検出しダイボンディングする場合、撮影した画像が不安定なので、繰返し測定誤差が約±０．１°にも及び、位置決め精度が悪い。
【０００８】
このような問題点に対処する位置検出精度向上に係る先行技術に、ステムのポスト上に直接またはヒートシンクを介して、レーザチップを搭載し、ダイボンディングするに際し、ダイボンディングの前段階で中間ステージ上にレーザチップを載置し、粗い位置決めを行った後、レーザチップを発光させて、その発光方向のうち角度θ方向をレーザ光強度分布の遠視野画像観測用カメラで、たがいに直角方向のＸおよびＹ方向をレーザ光強度分布の近視野画像観測用カメラで各々とらえて、計測を行い、その計測値に応じて発光方向を補正するというものがある（特許文献２参照）。
【０００９】
特許文献２に開示される技術によれば、レーザチップの位置検出に必要な遠視野画像観測用カメラと近視野画像観測用カメラとによる光強度波形を同時に得ることができるので、タクトアップの問題を生じることなく、また位置検出にピントをずらしたボケ画像を用いないので、画像の不安定さに起因する精度低下もない。しかしながら、レーザチップの位置検出に、遠視野画像観測用カメラと、近視野画像観測用カメラとの２台のカメラを必要とするので、装置のコストアップが不可避という問題がある。
【００１０】
また光情報記録再生装置には、１台の装置でたとえばＣＤとＤＶＤとの両方の光記録媒体に対して記録／再生が可能な機種がある。このような装置では、光源として用いられる半導体レーザとして、異なる波長のレーザ光をそれぞれ出射することのできる２つのレーザチップが設けられる。近年、光情報記録再生装置は、据置型にとどまらずモバイルへの用途展開に伴う装置の小型化要請に対応して、各部品が小さくかつ集約される傾向にある。したがって、半導体レーザに２つのレーザチップが設けられる場合、２つのレーザチップは、近接して配置すなわち近接してパッケージにダイボンディングされる。２つのレーザチップを近接して配置する場合、高精度に位置決めされないと、レーザチップ同士が接触したり、光ピックアップに組込んだときに充分な光学特性を発揮することができないという問題がある。
【００１１】
このような問題に対処する先行技術に、２つのレーザチップをサブマウントにダイボンディングするに際し、加熱直前のヒータヘッド上でレーザチップを発光させ、発光点の近視野像を観測し、その位置を測定し、位置決め調整後に加熱することによって、位置決め後の搬送動作を無くして、２つのレーザチップの位置を高精度に保持したまま熱接合するというものがある（特許文献３参照）。
【００１２】
しかしながら、特許文献３には、レーザチップを吸着搬送するためのコレットにプローブ電極としての機能を付与することによって、レーザチップを吸着したまま発光させることを可能にし、通電発光と吸着保持とを一体化することによって位置誤差を低減する技術が開示されているけれども、レーザチップの位置検出そのものに関する技術については開示されていない。
【００１３】
２つのレーザチップを備える半導体レーザにおいて、位置精度向上に係るもう一つの先行技術として、２つのレーザチップそれぞれの発光軸を測定し、測定結果に基づいてそれぞれの発光軸が所定の角度範囲になるように位置補正し、その後ダイボンディングするというものがある（特許文献４参照）。
【００１４】
しかしながら、特許文献４には、２つのレーザチップそれぞれにおける発光軸の角度を測定する際に通電するための２対のコンタクトプローブを備える構成が開示されるけれども、レーザチップの発光軸の角度検出そのものに関する技術については開示されていない。
【００１５】
また光情報記録再生装置には、レーザ光を出射するレーザチップと、レーザチップから出射されて光記録媒体の表面で反射された反射光を受光する受光素子とが、一体的にパッケージに装着されたレーザホログラムと呼ばれる装置を備えるものがある。従来、このレーザホログラムにおいて、レーザチップと受光素子とを１つのパッケージに装着するに際し、パッケージに対するレーザチップの位置および発光軸の位置検出と、レーザチップに対する受光素子の相対位置検出とは、それぞれ異なる検査装置で行われている。
【００１６】
たとえば、レーザチップの発光軸位置の検査は、電荷結合素子（Charge Coupled
Device：略称ＣＣＤ）カメラ付顕微鏡で発光面からピントをずらして発光パターンを観測することによって行われる。またレーザチップと受光素子との相対位置の検査は、電気的なスケールを備えるＸ−Ｙテーブル上に、相対位置を検査するべき試験体である被検体をセットし、検査作業者が、顕微鏡で被検体の予め定める測定点を目視観測しながらＸ−Ｙテーブルを移動させ、測定点を所定位置まで移動させたときのＸ−Ｙテーブル位置を測定値として求め、該測定値に基づいて数値計算することによって行われる。
【００１７】
このようにレーザホログラム作製における従来のレーザチップおよび受光素子の位置検査では、２台の検査装置を必要とするので、設備投資コストが高騰するという問題がある。またレーザチップの発光軸の位置を測定する検査では、ピントをずらしたボケ画像を観測しているので、撮影画像が不安定であり、繰返し測定誤差が約±０．１°程度発生する。またレーザチップと受光素子との相対位置の検査における被検体の予め定める測定点は、検査作業者の目視によって指定されるので、検査作業者間の測定のバラツキが大きく、同一の検査作業者においても検査機会によって測定値に差異が生じるという問題がある。特に、レーザチップの発光点位置およびレーザチップの活性層位置は、レーザチップに通電されておらず発光していない場合、目視では見えにくいので測定誤差の原因になっている。さらに被検体を顕微鏡の下で移動させるので、テーブルの移動誤差およびテーブルの機械精度による測定精度への影響があり、テーブル移動精度を向上するべくテーブルの剛性を上げる等の改善を行うと、設備コストの高騰を招くという問題がある。
【００１８】
【特許文献１】特開平８−１２２０１８号公報
【特許文献２】特開平６−２８３８１９号公報
【特許文献３】特開２００３−１８８４５１号公報
【特許文献４】特開２００３−１５２２６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
本発明の目的は、低コストで位置検出精度の高い光学素子の位置検査方法および光学素子の位置検査装置を提供することである。
【００２０】
また本発明のもう一つの目的は、低コストかつ高い位置決め精度で光学素子を基板またはパッケージにダイボンディングすることのできるダイボンド方法およびダイボンド装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明は、光を発することのできる光学素子である発光素子の画像を撮影し、撮影された画像上で予め定める位置を原点として構成される２次元座標系における発光素子の位置を検出する光学素子の位置検査方法において、
発光素子から光が発せられる発光位置であって発光素子の一方の端面における発光位置を検出するステップと、
発光素子から光が発せられる発光位置であって発光素子の他方の端面における発光位置を検出するステップと、
一方の端面における発光位置と他方の端面における発光位置とから、一方の端面における発光位置と他方の端面における発光位置とを結ぶ軸である発光軸の２次元座標軸に対する傾斜角度を検出するステップとを含むことを特徴とする光学素子の位置検査方法である。
【００２２】
また本発明は、発光素子の一方または他方の端面の２次元座標軸に対する傾斜角度を検出するステップをさらに含むことを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、発光素子が、２つの発光軸を有し、２つの発光軸について２次元座標軸に対する傾斜角度をそれぞれ検出することを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、光学素子が２つの第１および第２発光素子であり、
第１および第２発光素子がそれぞれ有する第１および第２発光軸の２次元座標軸に対する傾斜角度を検出するステップと、
第１発光素子が有する第１発光軸の２次元座標軸に対する傾斜角度と、第２発光素子が有する第２発光軸の２次元座標軸に対する傾斜角度とから第１発光軸と第２発光軸との相対的な傾斜角度を検出するステップとを含むことを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、電子と正孔とが再結合する領域である活性層を有し、活性層から光を発することのできる光学素子である発光素子の画像を撮影し、撮影された画像上で予め定める位置を原点として構成される２次元座標系における発光素子の位置を検出する光学素子の位置検査方法において、
発光素子に備わる活性層の一端部の位置を検出するステップと、
発光素子に備わる活性層の他端部の位置を検出するステップと、
活性層の一端部の位置と他端部の位置とから、活性層の２次元座標軸に対する傾斜角度を検出するステップとを含むことを特徴とする光学素子の位置検査方法である。
【００２６】
また本発明は、電子と正孔とが再結合する領域である活性層を有し、活性層から光を発することのできる光学素子である発光素子、および光を受光して光電変換することのできる光学素子である受光素子の画像を撮影し、撮影された画像上で予め定める位置を原点として構成される２次元座標系における発光素子および受光素子の位置を検出する光学素子の位置検査方法において、
発光素子に備わる活性層の一端部の位置を検出するステップと、
発光素子に備わる活性層の他端部の位置を検出するステップと、
発光素子に備わる活性層の発光位置を検出するステップと、
活性層の一端部の位置と他端部の位置とから、活性層の２次元座標軸に対する傾斜角度を検出するステップと、
受光素子が光を受光する領域の２次元座標系における形状である受光パターンの中心位置を検出するステップと、
受光パターンの境界上に選択して定める第１地点の位置を検出するステップと、
受光パターンの境界上に選択して定める第２地点の位置を検出するステップと、
第１および第２地点の位置から受光素子の２次元座標軸に対する傾斜角度を検出するステップと、
活性層の中央位置と受光パターンの中心位置とから発光素子と受光素子との相対的な位置を検出するステップと、
活性層の２次元座標軸に対する傾斜角度と、受光素子の２次元座標軸に対する傾斜角度とから活性層と受光素子との相対的な傾斜角度を検出するステップとを含むことを特徴とする光学素子の位置検査方法である。
【００２７】
また本発明は、発光素子の画像の撮影と、受光素子の画像の撮影とが、同時に行われることを特徴とする。
【００２８】
また本発明は、前記いずれか１つに記載の位置検査方法によって光学素子の位置を検出するステップと、
光学素子の位置検査結果に基づいて光学素子を基板またはパッケージの所定位置に搬送するステップと、
光学素子を基板またはパッケージに対してダイボンディングするステップとを含むことを特徴とするダイボンド方法である。
【００２９】
また本発明は、光学素子である光を発することのできる発光素子および／または光を受光して光電変換することのできる受光素子の画像を撮影し、撮影された画像上で予め定める位置を原点として構成される２次元座標系における光学素子の位置を検出する光学素子の位置検査装置において、
光学素子の画像を撮影する撮像手段と、
光学素子に電力を供給する通電手段と、
撮像手段によって撮影される光学素子の画像上に予め定める位置を原点として構成される２次元座標系を設定し、光学素子の画像上で選択される位置の２次元座標系における座標を抽出する画像処理手段と、
画像処理手段によって抽出される座標に基づいて、２次元座標軸に対する光学素子の位置および傾斜を演算する演算手段とを含むことを特徴とする光学素子の位置検査装置である。
【００３０】
また本発明は、撮像手段は、
２つの第１および第２カメラと、
第１および第２カメラに対してそれぞれ異なる部位の画像を結像させることのできる２軸顕微鏡とを含むことを特徴とする。
【００３１】
また本発明は、光学素子が発光素子であり、発光素子の画像上で選択される位置が、
通電手段から電力供給されることによって光を発する発光素子の一方の端面における発光位置と、他方の端面における発光位置とであり、
演算手段が、
発光素子の一方の端面における発光位置の座標と、他方の端面における発光位置の座標とに基づいて、一方の端面における発光位置と他方の端面における発光位置とを結ぶ軸である発光軸の２次元座標軸に対する傾斜角度を演算することを特徴とする。
【００３２】
また本発明は、発光素子から発せられる光の進路を折曲げる光路折曲部材が設けられることを特徴とする。
【００３３】
また本発明は、光学素子が発光素子であり、発光素子の画像上で選択される位置が、
通電手段から電力供給されることによって光を発する発光素子の活性層における一端部の位置と他端部の位置とであり、
演算手段が、
活性層の一端部の座標と他端部の座標とに基づいて、活性層の２次元座標軸に対する傾斜角度を演算することを特徴とする。
【００３４】
また本発明は、光学素子の画像上で選択される位置が、
通電手段から電力供給されることによって光を発する発光素子の活性層における一端部の位置および他端部の位置ならびに活性層の発光位置であり、また受光素子が光を受光する領域の２次元座標系における形状である受光パターンの中心位置と、受光パターンの境界上に選択して定める第１および第２地点の位置とであり、
演算手段が、
活性層の一端部の座標と他端部の座標とに基づいて活性層の２次元座標軸に対する傾斜角度を演算し、
第１および第２地点の座標に基づいて受光素子の２次元座標軸に対する傾斜角度を演算し、
さらに活性層の発光位置と受光パターンの中心位置とに基づいて発光素子と受光素子との相対的な位置を演算し、活性層の２次元座標軸に対する傾斜角度と受光素子の２次元座標軸に対する傾斜角度とに基づいて活性層と受光素子との相対的な傾斜角度を演算することを特徴とする。
【００３５】
また本発明は、前記いずれか１つに記載の光学素子の位置検査装置を備え、
光学素子を供給する光学素子供給手段と、
基板またはパッケージを供給する接合基材供給手段と、
位置検査装置による光学素子の位置検査結果に基づいて光学素子を基板またはパッケージの所定位置に搬送する搬送手段と、
光学素子を基板またはパッケージに対してダイボンディングする接合手段とを含むことを特徴とするダイボンド装置である。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、光学素子である発光素子の画像を撮影し、撮影された画像上で予め定める位置を原点とする２次元座標系における発光素子の両端面それぞれの発光位置を検出し、両発光位置を結ぶ発光軸の２次元座標軸に対する傾斜角度が求められる。このように、発光素子に通電し、発光状態で発光位置を定め、該発光位置の検出結果に基づいて発光軸の傾斜角度を求めるので、位置検査精度を向上することができる。また発光位置の検出を、検査作業者の目視によることなく、たとえば画像処理装置を用いた画像認識に基づいて行うことによって、検査作業者間の測定のばらつきおよび同一検査作業者による検査機会毎の測定のばらつきをなくすことができる。
【００３７】
また本発明によれば、発光素子の一方または他方の端面の２次元座標軸に対する傾斜角度が求められる。このことによって、発光素子の位置検出精度を一層向上することができる。
【００３８】
また本発明によれば、２つの発光軸を有する発光素子についても、それぞれの発光軸の２次元座標軸に対する傾斜角度が求められるので、発光素子の基板またはパッケージに対する装着に際し、発光方向を最適な角度に設定することができる。
【００３９】
また本発明によれば、２つの第１および第２発光素子がそれぞれ有する第１および第２発光軸ついて２次元座標軸に対する傾斜角度を求め、さらに第１および第２発光軸のそれぞれの傾斜角度に基づいて相対的な傾斜角度を求めることができる。このことによって、２つの第１および第２発光素子が、基板またはパッケージに近接して装着される場合においても、高い位置決め精度で装着される。したがって、発光素子同士の接触または光学特性不良などの発生が防止されるので、製品歩留の向上が実現される。
【００４０】
また本発明によれば、発光素子の活性層の２次元座標軸に対する傾斜角度が求められるので、発光素子の発光端面についても高精度で位置検出することができる。
【００４１】
また本発明によれば、発光素子の活性層の位置と、受光素子の位置とが検出され、さらに両者の位置検出結果に基づいて、発光素子と受光素子との相対的な位置が求められる。これらの位置検出のための発光素子の画像撮影と受光素子の画像撮影とは、同時に行われる。すなわち、発光素子および受光素子の位置ならびに両者の相対位置の検出は、１台の装置によって同時に達成されるので、設備コストの低減が実現される。
【００４２】
また本発明によれば、前述の位置検査方法を用いて光学素子の位置決めを行い、次いで光学素子を基板またはパッケージにダイボンディングするので、コストが低く位置決め精度の高いダイボンド方法が実現される。
【００４３】
また本発明によれば、光学素子の位置検査装置は、光学素子の画像を撮影する撮像手段と、光学素子に電力を供給する通電手段と、撮像手段によって撮影される光学素子の画像上に予め定める位置を原点として構成される２次元座標系を設定し、光学素子の画像上で選択される位置の２次元座標系における座標を抽出する画像処理手段と、画像処理手段によって抽出される座標に基づいて、２次元座標軸に対する光学素子の位置および傾斜を演算する演算手段とを含んで構成される。このことによって、光学素子の位置検査精度が向上するとともに、２次元座標系における位置抽出を、検査作業者の目視によることなく、画像処理手段による画像認識に基づいて行うので、検査作業者間の測定のばらつきおよび同一検査作業者による検査機会毎の測定のばらつきをなくすことができる光学素子の位置検査装置が実現される。
【００４４】
また本発明によれば、撮像手段は、第１および第２カメラと、第１および第２カメラに対してそれぞれ異なる部位の画像を結像させることのできる２軸顕微鏡とを含むので、たとえば、発光素子と受光素子とのように、異なる２つの光学素子の画像を同時に撮影し、それぞれの位置を検出するとともに、両者の相対位置をも求めることが可能である。このように１台の検査装置で、発光素子および受光素子の位置ならびに両者の相対位置が求められるので、光学素子の位置検査における設備コストの低減が実現される。
【００４５】
また本発明によれば、発光素子から発せられる光の進路を折曲げる光路折曲部材が設けられることによって、位置検出するべき部位が他の部材で隠されるような場合であっても、位置検出するべき部位から発せられる光の進路を折曲げて撮像手段へ導くことができるので、位置検出することが可能になる。
【００４６】
また本発明によれば、演算手段は、以下の光学素子の位置、すなわち発光素子の発光軸の傾斜角度、発光素子の活性層の傾斜角度、活性層の位置および受光素子の位置ならびに活性層と受光素子との相対位置および相対傾斜角度の演算をすることができるので、多種の位置検出に対応可能な光学素子の位置検査装置が実現される。
【００４７】
また本発明によれば、ダイボンド装置は、前述の位置検査装置を備えるので、設備コストが低く、基板またはパッケージに対する光学素子の高い位置決め精度を発現することのできるダイボンド装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
図１は、本発明の実施の一形態である光学素子の位置検査装置２０の構成を簡略化して示す図である。光学素子の位置検査装置２０（以後、位置検査装置と略称する）は、大略、光学素子２１が載置されるステージ２７と、光学素子２１の画像を撮影する撮像手段２２と、光学素子２１に電力を供給する通電手段２３と、撮像手段２２によって撮影される光学素子２１の画像上に予め定める位置を原点として構成される２次元座標系を設定し、光学素子２１の画像上で選択される位置の２次元座標系における座標を抽出する画像処理手段２４と、画像処理手段２４によって抽出される座標に基づいて、２次元座標軸に対する光学素子２１の位置および傾斜を演算する演算手段２５と、撮像手段２２によって撮影され画像処理手段２４によって画像処理された光学素子２１の画像を表示する画像表示手段２６とを含んで構成される。
【００４９】
位置検査装置２０は、光学素子２１の画像を撮影し、撮影された画像上で予め定める位置を原点として構成される２次元座標系における光学素子２１の位置を検出することに用いられる。ここで、光学素子２１は、たとえばレーザ光を発することのできるレーザチップなどの発光素子と、光を受光して光電変換することのできるたとえばフォトダイオードなどからなる受光素子との両方を含めた意味に用いる。
【００５０】
ステージ２７は、不図示の電動機を備える２軸方向に移動可能なＸ−Ｙテーブルであり、載置された状態の発光素子２１を、水平面内において矢符３１，３２で示す各方向に移動させることができる。
【００５１】
通電手段２３は、第１および第２コンタクトプローブ３３，３４と、第１および第２コンタクトプローブ３３，３４に電力を供給する電源部３５と、第１および第２コンタクトプローブ３３，３４と電源部３５とを接続する通電回路３６ａ，３６ｂとを含む。第１および第２コンタクトプローブ３３，３４は、電極であり、光電素子２１である発光素子に形成される回路に接触することによって、電源部３５からの電力を発光素子へ供給することができる。発光素子は、第１および第２コンタクトプローブ３３，３４を介して供給される電力によって光を発することができる。
【００５２】
撮像手段２２は、２つの第１および第２カメラ３７，３８と、第１および第２カメラ３７，３８に対してそれぞれ異なる部位の画像を結像させることのできる２軸顕微鏡３９とを含む。第１および第２カメラ３７，３８は、それぞれＣＣＤを備えるいわゆるＣＣＤカメラである。
【００５３】
図２は、撮像手段２２の構成を簡略化して示す図である。２軸顕微鏡３９は、対物レンズ４０と、反射鏡４１と、エクステンションレンズ４２とを含む。２軸顕微鏡３９は、後述する発光素子２１ａと受光素子２１ｂとの両方について位置検査を必要とする場合、両方の画像を同時に撮影することを可能にするものである。ここで、光学素子２１が、発光素子の場合の参照符号を２１ａで表し、受光素子の場合の参照符号を２１ｂで表す。本実施の形態の２軸顕微鏡３９では、発光素子２１ａと受光素子２１ｂとの素子間距離Ｌ１が１．１ｍｍ、素子間段差Ｌ２が０．７３５ｍｍの位置で撮像のピントが合うように設計されている。２軸顕微鏡３９を備える撮像手段２２では、発光素子２１ａは、対物レンズ４０によって第２カメラ３８でピントの合った画像が撮影され、受光素子２１ｂは、対物レンズ４０、反射鏡４１およびエクステンションレンズ４２によって第１カメラ３７でピントの合った画像が撮影される。
【００５４】
再び図１に戻って、第１および第２カメラ３７，３８で撮影された画像の情報は、画像処理手段２４に入力される。画像処理手段２４は、たとえばイメージアナライザなどによって実現される画像処理装置であり、前述のように、撮像手段２２によって撮影される光学素子２１の画像上に予め定める位置を原点として構成される２次元座標系を設定することができ、また光学素子２１の画像上で選択される位置の２次元座標系における座標を抽出することができる。
【００５５】
撮影された画像上に２次元座標系を設定するための原点は、後述する演算部２５である制御部２５に備えられる入力手段から検査作業者が入力して設定するようにしてもよく、また撮影された画像視野の中心位置になるように予め設定しておくようにしてもよい。座標抽出するべき画像上の位置は、制御部２５に備えられる入力手段から検査作業者が入力して指定するようにしてもよく、また撮影された画像の濃度差、コントラストまたは濃度分布、輝度分布の微分演算処理結果に基づいて、画像処理手段２４が動作制御プログラムに従って特定するようにしてもよい。座標抽出位置指定に対する人為的要素を排除する観点からは、画像処理手段２４によって特定されるように構成されることが望ましい。
【００５６】
画像表示部２６は、たとえば液晶ディスプレイ（略称ＬＣＤ）によって実現される表示画面である。画像表示部２６には、撮像手段２２によって撮影された光学素子２１の画像が、画像処理手段２４によって表示に適した様式に処理されて表示される。
【００５７】
演算手段２５は、演算回路によって実現される。この演算手段２５は、制御部２５に備わる一つの機能であることから、演算手段２５をも含めて以後制御部２５として表す。制御部２５は、中央処理装置（略称ＣＰＵ）を備えるたとえばパーソナルコンピュータによって実現される。制御部２５には、たとえばハードディスクドライブ（略称ＨＤＤ）などのメモリ、キーボードなどの入力手段が備えられる。制御部２５のメモリには、制御部２５が、前述の画像処理手段２４、ステージ２７などの動作制御も含め、位置検査装置２０の全体動作を制御するためのプログラムが予めストアされる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、前述の通電手段２３に含まれる電源部３５は、発光素子２１ａに対する電力供給だけでなく、制御部２５およびステージ２７の電動機へ電力供給する電源を兼ねる。
【００５９】
以下、位置検査装置２０を用いる光学素子２１の位置検査方法について説明する。図３は、発光素子２１ａの発光軸４３の傾斜角度θを求める方法を説明する図である。図３（ａ）は発光軸４３の傾斜角度を求める方法を模式的に示す図であり、図３（ｂ）は発光素子２１ａを撮像手段２２によって撮影した上面（平面）画像を示す図である。
【００６０】
図３に示す発光素子２１ａは、第１および第２コンタクトプローブ３３，３４を介して電源部３５から電力供給されて発光している状態である。撮影された発光素子２１ａの画像上には、図３（ａ）に示すように画像処理手段２４によって２次元座標系が設定される。
【００６１】
次いで、画像処理手段２４は、発光素子２１ａから光が発せられる発光位置Ａであって発光素子２１ａの一方の端面４４における発光位置Ａを検出してその座標Ａ（Ｘ１，Ｙ１）を抽出し、発光素子２１ａから光が発せられる発光位置Ｂであって発光素子２１ａの他方の端面４５における発光位置Ｂを検出してその座標Ｂ（Ｘ２，Ｙ２）を抽出する。演算手段である制御部２５は、一方の端面４４の発光位置Ａと他方の端面４５の発光位置Ｂとの座標から、式（１）に従って両方の発光位置Ａ，Ｂを結ぶ軸である発光軸４３の２次元座標軸に対する傾斜角度θを演算し検出する。
θ＝ｔａｎ−１｛（Ｘ２−Ｘ１）／（Ｙ２−Ｙ１）｝                 …（１）
【００６２】
図４は、２つの第１および第２発光素子２１ａ１，２１ａ２についてそれぞれの第１および第２発光軸４６，４７の傾斜角度θ１，θ２を求める方法を説明する図である。位置検査装置２０は、光学素子２１として２つの第１および第２発光素子２１ａ１，２１ａ２が与えられる場合においても、第１および第２発光素子２１ａ１，２１ａ２それぞれの第１および第２発光軸４６，４７についての傾斜角度θ１，θ２と、両発光軸の相対的な傾斜角度θ３とを検出することができる。
【００６３】
まず画像処理手段２４は、第１発光素子２１ａ１の一方の端面４８における発光位置Ｉおよび他方の端面４９における発光位置Ｊを検出してそれぞれの座標Ｉ（Ｘ９，Ｙ９），Ｊ（Ｘ１０，Ｙ１０）を抽出し、第２発光素子２１ａ２の一方の端面５０における発光位置Ｋおよび他方の端面５１における発光位置Ｌを検出してそれぞれの座標Ｋ（Ｘ１１，Ｙ１１），Ｌ（Ｘ１２，Ｙ１２）を抽出する。
【００６４】
次いで、制御部２５が、第１発光素子２１ａ１の第１発光軸４６について、一方の端面４８の発光位置Ｉと他方の端面４９の発光位置Ｊとから、式（２）に従って第１発光軸４６の傾斜角度θ１を演算し、第２発光素子２１ａ２の第２発光軸４７について、一方の端面５０の発光位置Ｋと他方の端面５１の発光位置Ｌとから、式（３）に従って第２発光軸４７の傾斜角度θ２を演算し検出する。さらに制御部２５は、第１発光軸４６の傾斜角度θ１と第２発光軸４７の傾斜角度θ２とから、式（４）に従って第１発光軸４６と第２発光軸４７との相対的な傾斜角度θ３を演算し検出する。
θ１＝ｔａｎ−１｛（Ｘ１０−Ｘ９）／（Ｙ１０−Ｙ９）｝           …（２）
θ２＝ｔａｎ−１｛（Ｘ１２−Ｘ１１）／（Ｙ１２−Ｙ１１）｝       …（３）
θ３＝θ２−θ１                                                …（４）
【００６５】
位置検査装置２０は、前述の２軸顕微鏡３９を備えるので、相異なる光学素子２１である発光素子２１ａと受光素子２１ｂとを、たとえば一体的にパッケージにダイボンディングするに際して、それぞれの位置検出と相対的な位置検出とを同時に行うことができる。
【００６６】
図５は、発光素子２１ａと受光素子２１ｂとの相対的な位置を検出する方法を説明する図である。図５（ａ）には、発光素子２１ａの端面と受光素子２１ｂの上面（平面）とを２軸顕微鏡３９を用いて同時に撮影した場合の配置を模式的に示す。また図５（ｂ）には、受光素子２１ｂが光を受光する領域の２次元座標系における形状である受光パターンの一例と、発光状態にある発光素子２１ａの端面の画像を例示する。
【００６７】
本実施の形態における発光素子２１ａは、より具体的にはレーザチップであり、ｎ型半導体とｐ型半導体との接合層であって、電子と正孔とが再結合する領域である活性層５２を有する。位置検査装置２０は、発光素子２１ａの活性層５２の位置を検出し、活性層５２の位置検出に基づく発光素子２１ａの位置と、受光素子２１ｂの位置との相対位置を検出することができる。
【００６８】
まず発光素子２１ａの活性層５２の位置検出について説明する。画像処理手段２４は、発光状態にある発光素子２１ａの端面画像から、発光点の位置Ｃ（以後、発光位置Ｃと呼ぶ）を検出してその座標Ｃ（Ｘ３，Ｙ３）を抽出するとともに、活性層５２における一端部の位置Ｅおよび他端部の位置Ｄをそれぞれ検出して座標Ｅ（Ｘ５，Ｙ５），座標Ｄ（Ｘ４，Ｙ４）を抽出する。
【００６９】
制御部２５は、位置Ｄおよび位置Ｅについて抽出された座標を用いて式（５）に従い、活性層５２の勾配ＬＫを演算する。制御部２５は、この勾配ＬＫの逆正接（ｔａｎ−１）を演算することによって、２次元座標軸に対する活性層５２の傾斜角度を得ることができる。
ＬＫ＝｛（Ｙ５−Ｙ３）−(Ｙ４−Ｙ３)｝／｛(Ｘ５−Ｘ３)−(Ｘ４−Ｘ３)｝
＝（Ｙ５−Ｙ４）／（Ｘ５−Ｘ４）                           …（５）
【００７０】
なお、発光素子２１ａの上面（平面）画像からは、前述のように発光軸の傾斜角度θを検出することができるので、活性層５２の位置および発光軸の傾斜角度θを検出することによって、高い精度で発光素子２１ａの位置決めを行うことが可能になる。
【００７１】
次に受光素子２１ｂの位置検出について説明する。画像処理手段２４は、受光素子２１ｂの上面（平面）画像から、受光素子２１ｂが受光する領域の２次元座標系における形状である受光パターンの中心位置Ｆを検出してその座標Ｆ（Ｘ６，Ｙ６）を抽出し、受光パターンの境界上に選択して定める第１地点の位置Ｇを検出してその座標Ｇ（Ｘ７，Ｙ７）を抽出し、受光パターンの境界上に選択して定める第２地点の位置Ｈを検出してその座標Ｈ（Ｘ８，Ｙ８）を抽出する。ここで第１地点Ｇおよび第２地点Ｈは、受光パターンの平面画像における一辺（エッジ）上に選定される。
【００７２】
制御部２５は、第１地点位置Ｇおよび第２地点位置Ｈについて抽出された座標を用いて式（６）に従い、受光パターンの勾配ＰＫを演算する。制御部２５は、この勾配ＰＫの逆正接（ｔａｎ−１）を演算することによって、２次元座標軸に対する受光パターンの傾斜角度を得ることができる。
ＰＫ＝（Ｙ７−Ｙ８）／（Ｘ７−Ｘ８）                            …（６）
【００７３】
さらに、制御部２５は、前述した抽出座標と、式（５）および式（６）の演算結果を用いて、下記式（７）〜（１２）の演算を行うことによって、発光素子２１ａの活性層５２と受光素子２１ｂの受光パターンとの相対位置（Ｘｄ，Ｙｄ）および相対傾斜角度θｄを検出することができる。
ＳＫ＝(Ｘ６−Ｘ３)／(Ｙ６−Ｙ３)                                …（７）
ＹＤ１＝√｛（Ｘ６−Ｘ３）２＋（Ｙ６−Ｙ３）２｝                  …（８）
θＧＬ＝ｔａｎ−１｛（Ｋ−ＬＫ）／（１＋Ｋ×ＬＫ）｝              …（９）
Ｘｄ＝ＹＤ１×ｓｉｎθＧＬ                                        …（10）
Ｙｄ＝ＹＤ１×ｃｏｓθＧＬ…                                      …（11）
θｄ＝ｔａｎ−１｛（ＰＫ−ＬＫ）／（１＋ＬＫ×ＰＫ）｝            …（12）
ここで、ＳＫは活性層５２の発光位置Ｃと受光パターンの中心位置Ｆとを結ぶ線分の勾配であり、ＹＤ１は活性層５２の発光位置Ｃと受光パターンの中心位置Ｆとを結ぶ線分の距離であり、θＧＬは活性層５２の発光位置Ｃと受光パターンの中心位置Ｆとを結ぶ線分の２次元座標軸に対する傾斜角度である。
【００７４】
本実施の形態の位置検査装置２０では、２軸顕微鏡３９を備えるので、発光素子２１ａの画像の撮影と、受光素子２１ｂの画像の撮影とが、同時に行われることを特徴とする。したがって、発光素子２１ａおよび受光素子２１ｂそれぞれの位置検出および相対的な位置検出に要する時間を著しく短縮することができる。
【００７５】
図６は、本発明の実施の第２形態である位置検査装置６０の構成を簡略化して示す図である。本実施の形態の位置検査装置６０は、実施の第１形態の位置検査装置２０に類似し、対応する部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００７６】
位置検査装置６０では、撮像手段６１が、顕微鏡６２と顕微鏡６２に付設される一つのカメラ６３とを含んで構成され、発光素子２１ａに通電するコンタクトプローブ６４が１本であり、発光素子２１ａが載置されるステージ６５を他方の電極とすることを特徴とする。
【００７７】
撮像手段６１は、ステージ２７の上方に設けられる。カメラ６３は、ＣＣＤカメラであり、顕微鏡６２は１軸顕微鏡でよいけれども、実施の第１形態と同様に２軸顕微鏡３９が用いられてもよい。
【００７８】
図７は、図６に示す位置検査装置６０における発光素子２１ａの位置検出を説明する図である。図７（ａ）には位置検出時の状態を示し、図７（ｂ）には発光点認識補正後の状態を示す。
【００７９】
位置検査装置６０においても実施の第１形態の場合と同様にして、コンタクトプローブ６４を介する通電によって発光状態にある発光素子２１ａの上面（平面）画像から、一方の端面４４における発光位置Ａおよび他方の端面４５における発光位置Ｂの座標を抽出し、各座標値を用いて発光軸４３の２次元座標軸に対する傾斜角度θを検出することができる。また実施の第１形態の位置検査装置２０においては触れなかったけれども、位置検査装置２０および本実施の形態の位置検査装置６０は、発光素子２１ａの外形を認識することができる。
【００８０】
画像処理手段２４によって、発光素子２１ａの一方の端面４４の平面画像上における両端部Ｍ，Ｎの各座標Ｍ（Ｘ２１，Ｙ２１），Ｎ（Ｘ２２，Ｙ２２）を抽出し、制御部２５が各座標を用いて、前述の発光軸４３または活性層５２の場合と同様にして演算処理し、一方の端面４４の２次元座標軸に対する傾斜角度を検出することができる。図７（ａ）では、図示を省くけれども、他方の端面４５についても両端部の位置を検出し、該位置の座標を用いて２次元座標軸に対する傾斜角度を検出することができるので、発光素子２１ａの外形を検出、すなわち認識することが可能である。
【００８１】
発光素子２１ａであるレーザチップは、固有の屈折率ｎを有し、この屈折率ｎは、予め計測することによって求めることができる。したがって、発光素子２１ａの外形と発光軸４３の傾斜角度θとを検出することによって、屈折率ｎを用いて実際の出射光を計算して求めることができる。
【００８２】
次に、発光素子２１ａからコンタクトプローブ６４を離反させ、位置検出結果に基づいて発光素子２１ａのＸ−Ｙ座標位置および傾斜角度θについて位置補正を行い、その後発光素子２１ａに通電することなく、発光素子２１ａの画像を撮影し、撮影した画像から外形を再度認識する。このように発光素子２１ａにコンタクトプローブ６４を接触させて通電している状態と、通電後、発光素子２１ａからコンタクトプローブ６４を離反させた状態との両方において、発光素子２１ａの外形認識を行うことによって、コンタクトプローブ６４の接触通電に起因する発光素子２１ａの移動の有無を確認することができる。
【００８３】
位置検査装置６０によれば、発光素子２１ａの発光位置および発光軸４３の傾斜角度θの位置検出を一つのカメラ６４で行うことができるとともに、コンタクトプローブ６４を発光素子２１ａから離反させた補正後の最終位置を確認することができる。したがって、装置コストを低減することができ、また位置決め精度のフィードバック確認を行うことが可能になる。また発光素子２１ａの外形に対して、どの位置に発光点があるかをデータとして取込みその特性を把握することができるとともに、外形に対する発光位置のずれ量を検出することができるので、前工程へのフィードバック等に役立てることができる。
【００８４】
図８は、本発明の実施の第３形態である位置検査装置に設けられる光路折曲部材７１の構成を示す図である。本実施の形態の位置検査装置は、実施の第２形態の位置検査装置６０に類似するので、装置の全体構成を示す図および説明を省略する。
【００８５】
本実施の形態の位置検査装置は、発光素子２１ａから発せられる光の進路を折曲げる光路折曲部材７１が設けられることを特徴とする。本実施の形態では、光路折曲部材７１としてプリズムが用いられる。発光素子２１ａであるレーザチップから発光させるには、コンタクトプローブ６４を発光素子２１ａに接触させて電力供給しなければならない。しかしながら、発光素子２１ａが小さいので、通電のために接触されるコンタクトプローブ６４に、位置検出するべき、たとえば発光位置Ｂが隠されて、位置検出できなくなることがある。このような場合、発光位置Ｂから発せられる光の進路を折曲げて撮像手段６１へ導くことができる位置にプリズム７１を設けることによって、発光位置Ｂの位置を演算処理して検出することが可能になる。なお、本実施の形態では、光路折曲部材７１としてプリズムが用いられるけれども、これに限定されることなく、光路折曲部材７１は反射鏡などであってもよい。
【００８６】
図９は、本発明の実施の第４形態である位置検査装置における発光素子２１ａ３に対する通電部分を示す図である。本実施の形態の位置検査装置は、実施の第２形態の位置検査装置６０に類似するので、装置の全体構成を示す図および説明を省略する。本実施の形態の位置検査装置は、実施の第２形態の位置検査装置６０に加えてもう一つのコンタクトプローブ７３が設けられ、２つのコンタクトプローブ６４，７３を有する。
【００８７】
位置検査装置に２つのコンタクトプローブ６４，７３を設けることによって、２つの第１および第２発光軸７４，７５を有する発光素子２１ａ３について、各発光軸７４，７５の２次元座標軸に対する傾斜角度をそれぞれ検出することが可能になる。
【００８８】
第１および第２発光軸７４，７５それぞれの傾斜角度は、実施の第１形態の位置検査装置２０を用いる場合と同様にして検出される。もう一つのコンタクトプローブ７３とステージ６５との間で発光素子２１ａ３の一方の発光回路７６に通電して発光させ、またコンタクトプローブ６４とステージ６５との間で発光素子２１ａ３の他方の発光回路７７に通電して発光させる。発光素子２１ａ３を発光させた状態で、撮像手段６１によって発光素子２１ａ３の平面画像を撮影する。
【００８９】
撮影した画像から、画像処理手段２４が、一方の発光回路７６の通電によって発せられる光の両端面における発光位置Ｐおよび発光位置Ｑを検出し、それぞれの座標Ｐ（Ｘ３１，Ｙ３１），Ｑ（Ｘ３２，Ｙ３２）を抽出し、他方の発光回路７７の通電によって発せられる光の両端面における発光位置Ｒおよび発光位置Ｓを検出し、それぞれの座標Ｒ（Ｘ３３，Ｙ３３），Ｓ（Ｘ３４，Ｙ３４）を抽出する。制御部２５が、発光位置ＰおよびＱの座標に基づいて第１発光軸７４の傾斜角度を演算して検出し、発光位置ＲおよびＳの座標に基づいて第２発光軸７５の傾斜角度を演算して検出する。
【００９０】
図１０は、本発明の実施の他の形態であるダイボンド装置８０の構成を概略的に示す図である。ダイボンド装置８０は、基板またはパッケージなどの接合基材にダイボンディングされる光学素子２１の位置検出のために本発明の実施の第１形態である位置検査装置２０を備えることを特徴とする。本実施の形態のダイボンド装置８０では、光学素子２１のうち発光素子２１ａであるレーザチップを、サブマウント９１と呼ぶパッケージにダイボンディングする場合について例示する。
【００９１】
ダイボンド装置８０は、大略、レーザチップ２１ａを供給する光学素子供給手段８１と、位置検査装置２０と、サブマウント９１を供給する接合基材供給手段８２と、位置検査装置２０によるレーザチップ２１ａの位置検査結果に基づいてレーザチップ２１ａをサブマウント９１の所定位置に搬送する不図示の搬送手段と、レーザチップ２１ａをサブマウント９１に対してダイボンディングする接合手段８３と、接合後のレーザチップ２１ａとサブマウント９１とを収納する収納部８４とを含む。
【００９２】
光学素子供給手段８１は、サブマウント９１にダイボンディングされるべきレーザチップ２１ａが、１つまたは複数で予め定められる位置に載置されているレーザチップ供給シートである。レーザチップ供給シート８１に載置されるレーザチップ２１ａは、搬送手段によって位置検査装置２０へ定点搬送される。ここで、搬送手段には、吸引治具であるコレットを用いてレーザチップ２１ａを吸着保持し、レーザチップ２１ａを吸着保持した状態で、コレットを予め定められる搬送経路上に敷設される軌道上を移動させ、所定位置まで搬送する公知の搬送装置を用いることができる。なお、この方式の搬送装置は、レーザチップ２１ａの搬送に用いられるとともに、サブマウント９１を所定位置へ搬送することにも用いられ、また接合後のレーザチップ２１ａとサブマウント９１とを収納部８４へ搬送することにも用いられる。
【００９３】
接合基材供給手段８２は、サブマウント９１が、１つまたは複数で予め定められる位置に載置されているサブマウント供給シートである。サブマウント供給シート８２に載置されるサブマウント９１は、搬送手段によって接合手段８３を構成するダイボンドヘッド９２へ搬送され、ダイボンドヘッド９２によって吸着保持される。
【００９４】
位置検査装置２０のステージ２７上へ搬送されたレーザチップ２１ａは、前述の位置検査装置２０における位置検査方法に従って位置検出される。位置検出されたレーザチップ２１ａは、位置検査結果に基づいて、ダイボンドヘッド９２に吸着保持されるサブマウント９１の所定位置まで搬送手段によって搬送される。サブマウント９１上の所定位置に搭載されたレーザチップ２１ａおよびサブマウント９１は、接合手段８３を構成するヒータヘッド９３によって加熱され、サブマウント９１に予め設けられるろう材が溶融することによってダイボンディングされる。ダイボンディングされて一体化された後のレーザチップ２１ａとサブマウント９１とは、搬送手段によって収納部８４へ搬送されて一旦収納される。この収納部８４に収納されたレーザチップ２１ａとサブマウント９１とは、その後、次の加工工程へ搬送される。
【００９５】
このように、ダイボンド装置８０は、レーザチップ２１ａの位置検査のために位置検査装置２０を備えるので、設備コストが低く、サブマウント９１に対してレーザチップ２１ａを高い位置決め精度でダイボンディングすることが可能である。
【００９６】
以上に述べたように、本実施の形態では、ダイボンド装置８０は、実施の第１形態の位置検査装置２０を備える構成であるけれども、位置検査装置２０に代えて実施の第２形態の位置検査装置６０を備える構成にしてもよく、その場合も同一の効果を奏することができる。
【００９７】
また位置検査装置２０，６０における被検体である光学素子２１は、ステージ２７，６５上に載置された状態で位置検出されるけれども、これに限定されることなく、被検体である光学素子２１が基板またはパッケージ上に載置された状態で位置検出されるように構成されてもよい。このように構成される場合、被検体を移動させることなく位置検出するので、検査および位置決め精度を上げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の実施の一形態である光学素子の位置検査装置２０の構成を簡略化して示す図である。
【図２】撮像手段２２の構成を簡略化して示す図である。
【図３】発光素子２１ａの発光軸４３の傾斜角度θを求める方法を説明する図である。
【図４】２つの第１および第２発光素子２１ａ１，２１ａ２についてそれぞれの第１および第２発光軸４６，４７の傾斜角度θ１，θ２を求める方法を説明する図である。
【図５】発光素子２１ａと受光素子２１ｂとの相対的な位置を検出する方法を説明する図である。
【図６】本発明の実施の第２形態である位置検査装置６０の構成を簡略化して示す図である。
【図７】図６に示す位置検査装置６０における発光素子２１ａの位置検出を説明する図である。
【図８】本発明の実施の第３形態である位置検査装置に設けられる光路折曲部材７１の構成を示す図である。
【図９】本発明の実施の第４形態である位置検査装置における発光素子２１ａ３に対する通電部分を示す図である。
【図１０】本発明の実施の他の形態であるダイボンド装置８０の構成を概略的に示す図である。
【図１１】レーザチップ２の位置検出に係る従来の位置検査装置１の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００９９】
２０，６０  位置検査装置
２１  光学素子
２２，６１  撮像手段
２３  通電手段
２４  画像処理手段
２５  制御部
２６  画像表示部
２７，６５  ステージ
３３，３４，６４，７３  コンタクトプローブ
３５  電源部
３７，３８，６３  カメラ
３９  ２軸顕微鏡
４３，４６，４７，７４，７５  発光軸
５２  活性層
６２  顕微鏡
７１  光路折曲部材
８０  ダイボンド装置
８１  光学素子供給手段
８２  接合基材供給手段
８３  接合手段
８４  収納部
９１  サブマウント
９２  ダイボンドヘッド
９３  ヒータヘッド
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図３】
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【図５】
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