TWI250603B - Method for wafer-level testing photoelectric chips - Google Patents

Description

1250綱

【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於光電晶片之測試，特別係有關於_種 影像感測晶片之晶圓級測試方法。 【先前技術】 習知光電晶片（元件）係能將光能轉換成電訊號、電能 或圖案化影像處理，或者是將電能轉換成光能，例如影^ 感測器（image sensor)晶片、光電池（ph〇t〇cell)晶片、' 數位光源處理器（DLP)晶片、液晶石夕投影（lc〇s)晶片、發 光二極體（LED)晶片、雷射二極體晶片等等，複數個光電 晶片係以積體電路製程、微機電製程或兩者之混合技術大 量製造於一晶圓上，為了確保該些光電晶片之品質，係在 晶圓型態時先行測試該些光電晶片之後，以進行適當之 裝。 請參閱第1及2圖，一晶圓1〇内係已預先製作形成複數 個光電晶片1 3，該晶圓1 0係具有一第一表面丨丨以及一第二 表面12 ’該些光電晶片13之光電元件、一光作動區η與複 數個接點1 5 (例如銲塾）係形成在該晶圓1 〇之該第一表面 11 ’在習知光電晶片之晶圓級測試過程中，該晶圓1 〇係被 固定在一支撐機構20上，該支撐機構20係為可為一真空吸 盤（vacuum chuck)而具有複數個吸氣孔21，以吸附該第二 表面1 2並固定該晶圓1 〇 ;接著，以一種如探針卡之探測機 構3 0探觸在該第一表面11之該些接點1 5，該探測機構3 〇係 设置有複數個探針31以及一光源32。如第2圖所示，通常 該些探針31僅能接觸其中一光電晶片13之該些接點15，該

1 -— 五、發明說明（2) 光源所發出的光係照射該被接觸之該光電晶片1 3之該光 作動區1 4 ’其測試效率相當慢且僅能使用特定型態之該探 測機構30來測試裸晶圓型態之光電晶片，此外，在測試過 1中’該光源32發出的光易容易被該些探針31干擾，且該 探測機構3 0之設計與製作受限於内含該光源3 2之結構，無 法使該些探針31作高密度或任意之排列。 州專利第0480775 號「an image sensor and a method of inspecting image sensor」揭示有一種影像 感測器晶片之晶圓級測試方法，其係在測試之前，在影像 感測器晶片之周邊以半切割方式形成溝槽，其深度約1 〇 # m 或更深；又’其係以探針接觸該晶圓上表面之接墊，同時 光照射該晶圓之上表面，藉由該些溝槽構成的變形晶格 (deformed lattice)可以抓住或重組由光照射產生之感光 載體（photo sensing carrier)，然而由於該晶圓之被照 射表面與被探觸表面係為同一表面，仍有受到光干擾之可 能 發明内容】

本發明之主要目的在於提供一種光電晶片之晶圓級測 试方法’ 一晶圓内係已預先形成複數個光電晶片’並且每 一光電晶片係具有一在該晶圓之一第一表面之光作動區以 及複數個在該晶圓之一第二表面之接點，利用一為透明或 具有透光窗口之支撐機構固定該晶圓之該第一表面，並利 用一探測機構探觸該晶圓之該第二表面，以電性接觸至少 一光電晶片之該些接點，一光源所發射的光係通過該支撐

第7頁 該光電晶片 係可減少該 探測機構， 排列在預定 中，係可以 該些光電晶 次一目的在 試之前，一 一表面係設 成在該第二 厚度，使得 別地設置於 其係可提升 待測裝置測 再一目的在 或具有透光 係朝向該載 晶片之該些 試該些被電 之光電晶片 圓係具有一 複數個光電 五、發明說明（3) 機構並照射至 光電測試。其 具光源設計之 雄、度或任意的 次之探壓操作 以利快速測試 本發明之 試方法，在測 該晶圓之一第 具有複數個形 超過該晶圓之 性絕緣，並個 晶片之干擾， 可以達到多個 本發明之 試方法’一晶圓係包含複 具有在不同表面之一光作 設置至一透明 之該光作動區 接觸該些光電 量且快速地測 依本發明 一晶圓，該晶 該晶圓係包含 之該光作動區，以達到有 探測機構之光干擾，並且 且其探針或探觸凸點係可 位置，較佳地，在該探測 電性導接更多之該些光電 於提供一種光電晶片之晶 晶圓係已完成晶圓級封裝 置有一透明載體，其中該 表面之溝槽，該些溝槽之 該晶圓中之複數個光電晶 該透明載體上，以避免相 該些光電晶片之測試準確 試（multi DUT test)之功 於提供一種光電晶片之晶 數個光電晶片，該些光電 動區以及複數個接點，該 窗口之載體，以使該些光 體，因此，一探測機構係 接點，並以光通過該載體 性導接之光電晶片。 之晶圓級測試方法，首先 效率地 不需要 更加高 機構一 晶片 ， 圓級測 ，並在 晶圓係 深度係 片為電 鄰光電 性，並 效。 圓級測 晶片係 晶圓係 電晶片 可電性 ，以大 ，提供 第一表面以及一第二表面，並且 晶片，每一光電晶片係具有一在

1250603 _丨_ _m - 五、發明說明（4)^ ""~"" ---------- 孩第表面之光作動區以及複數個形成在該第二表面上之 ^ j ,固疋"亥曰日圓至一支撐機構，並使該第一表面朝向該 支撐機構；接著，以一探測機構探壓該晶圓之第二表面， 以電性接觸至少一光電晶片之該些接點；以及，提供一光 源，其所發射之光係通過該支撐機構並照射至 光電晶片之光作動區，以進行測試。 蜩之$ 【實施方式】 請參閱所附圖式，本發明將列舉以下之實施例說明·· 在本發明之第一具體實施例中，其係揭示一種光電晶 片之晶圓級測試方法。首先，請參閱第3A圖，提供一晶圓 11 〇 ’該晶圓11 〇係具有一第一表面丨n以及一第二表面 11 2，並且該晶圓1 1 〇係包含複數個光電晶片丨丨3，該些光 電晶片113係可為影像感測器（image sensor)晶片、光電 池（photocell)晶片、數位光源處理器（DLp)晶片、液晶矽 投f (LC0S)晶片、發光二極體（LED)晶片、雷射二極體晶 片等’在本實施例中，該些光電晶片i i 3係為影像感測器 晶片。該些光電晶片Η 3之一光作動區i j 4與光電元件（圖 未繪出）係形成於該晶圓110之該第一表面m，每一光電 晶片11 3係另具有複數個形成在該第一表面丨丨1之銲墊 115 〇 在本實施例中，該晶圓11 0係經過晶圓級封裝，以適 當保護該些光電晶片11 3，並且使得該些光電晶片1 i 3之對 外接點118形成在該晶圓110之該第二表面112上，習知之 相關晶圓級封裝技術係已可見於美國專利第β，1 1 7，7 0 7號

1250603____ 五、發明說明（5) 與第6, 040, 235號。接著，請參閱第3B圖，在該晶圓11〇之 该第'一表面1 11係設置有一透明載體120 ’例如玻璃片，可 利用一透明樹脂層1 21黏接該透明載體1 20與該晶圓i丨〇之 第一表面11 1。較佳地，在該晶圓11 〇之該第二表面丨丨2另 ， 貼設有一透明片1 3 0。之後，執行一晶圓切割之步驟，請 參閱第3C圖，將複數個溝槽116形成於該晶圓11 〇之該第二 表面11 2。該些溝槽11 6之深度係超過該晶圓11 〇之厚度， 使得該些光電晶片11 3為電性絕緣並為個別地設置於該透 明載體1 2 0上，因此該些相鄰之光電晶片11 3在光電測試過 程中係不會相互干擾。在本實施例中，該些溝槽11 6係為V φ 形’以利形成複數個線路117。並可將複數個例如凸塊、 銲球或導接墊之接點11 8形成在該透明片1 30，此外，在本 實施例中並不局限該些接點11 8形成之位置，例如當該晶 圓11 0之該第二表面112不貼設該透明片13 〇時，該些接點 11 8係可形成在該晶圓11 〇之該第二表面丨丨2上，即該些接 點11 8係與該些光作動區114係分別形成在該晶圓11 〇之不 同表面上，且該些接點1 18係經由該些線路117電性連接至 該些銲墊115。 接著’請參閱第3 D圖，在測試過程中，係將該晶圓 11 0放置於一光電測試設備内，該光電測試設備係包含有 魯 一支撐機構1 40、一探測機構1 50以及一光源1 60，其中該 探測機構1 5 0係位於該支撐機構1 4 〇之上方，該光源1 6 0係 位於該支撐機構140之下方，該光源160與該支撐機構1 40 之間係以例如光纖、規線或排線等之導接線丨7〇加以連

第10頁 1250603 — .__一 五、發明說明（6) ------ 接。較佳地，泫支樓機構1 4 〇係可為透明或具有至少一透 光® 口，以利該光源160發出之光161通過該支撐機構 1^0。在本實施例中，該支撐機構140係可為玻璃材質之真 空吸盤（vacuum chuck)或靜電吸盤（electr〇static chuck) 〇 、 如第3D圖所示’將該晶圓11 0固定至該支撐機構ΐ4〇， 並使該晶圓110之該第一表面111朝向該支撐機構14〇。較 佳地，該支撐機構140係包含有一夾具（圖未繪出），以夾 固該晶圓11 0，使得該晶圓1 1 〇能更加平貼於該支撐機構 140。並以一探測機構150探壓該晶圓11〇之第二表面112， 以電性接觸之該些接點118。在本實施例中，該探測機構 150係為一探針卡（probe card)，並具有複數個探針151， 以電性接觸該些光電晶片11 3之至少一光電晶片之對應接 點118。而由該光源1 6 0所發射的光1 61係通過該支撲機構 140並照射至該被探觸之光電晶片n 3之光作動區丨14，以 進行測試與分析。 在上述之光電晶片之晶圓級測試過程中，該光電測試 設備係對該晶圓11 〇之該第一表面11 1與該第二表面丨丨2分 別進行探觸與光照射，該探測機構1 5 0並不會影響或干擾 該光源160發射出光161，該些探針1 51可高密度或任意排 列在該探測機構1 5 0之預定位置，在該探測機構1 50係可以 一次之探壓操作，電性導接該些光電晶片11 3，以達到多 待測裝置測試（mul ti DUT test)之功效。在每一次探壓操 作之後，該探測機構150與該光源160係可同步移動，或

1250603____ ^、發明說明（7) ' ' ' -- 者’該支撐機構140係可X-Y向水平移動，之後，再進行一 z向之探壓移動，其z向移動機構可配置於該支撐機構14〇 或是該探測機構150，以進行連續之探壓動作。 此外’上述之光電測試設備係能以光接受機構（圖未 繪出）取代該光源160，該光接受機構係位於該支撐機構 1 4 0之下方或是設置於該支撐機構1 4 〇之内部，以測試不同 型態可發出光線或影像之光電晶片，例如數位光源處理器 (DLP)晶片、液晶石夕投影（LCOS)晶片、發光二極體（led)晶 片、雷射一極體晶片等等’其係藉由該探測機構1 $ 〇提供 一電源至該被探觸之光電晶片11 3，使得該光電晶片i i 3能 發出光或影像，並通過該支撐機構1 40，以進行測試。匕 另’不同型態的晶圓亦可適用於本發明之光電晶片之 晶圓級測試方法。依據本發明之第二具體實施例，請參閱 第4A圖，提供一晶圓210，該晶圓210係具有一第一表面 211以及一第二表面212並包含複數個光電晶片213，每一 光電晶片213係具有一光作動區214以及複數個接點217， 且该光作動區214與該些接點217係設置在晶圓之不同表 面，在本實施例中，該晶圓21 0之該第一表面21 1係形成有 該光作動區2 1 4與複數個銲塾2 15並覆蓋一保護層218，該 保護層2 1 8係顯露出該光作動區2 1 4，在該晶圓2 1 〇之該第 二表面2 1 2係形成有該些接點2 1 7，此外，例如可利用複數 個電性導通之通孔2 1 6 ’以電性連接該些接點21 7與該此銲 墊2 1 5。另，在該些光電晶片2 1 3之間係定義有複數個切割 道 219。 "

第12頁 1250603_ 五、發明說明（8) ' _~— 之後’請再參閱第4A圖，設置該晶圓210之該第一表 面211至一載體220，並使該些光電晶片213之該光作動區 214朝向該載體220。在本實施例中，該載體22〇係為一切 割膠帶，以黏貼該晶圓210，該載體22〇應為高透明度或具 有複數個透光窗口221，且該些透光窗口221係對準於該些 光電晶片213之光作動區214。接著，請參閱第4B圖，執行 一晶圓切割步驟’沿著該些切割道2 1 9，切割在該載體2 2 〇 上該晶圓2 1 0，以分離該些光電晶片2 i 3。 接著，請參閱第4C圖，將該晶圓210與該載體220放置 於一光電測試設備，在該晶圓210之該第二表面212上方係 為一探測機構230，在該晶圓210之該第一表面211下方係 為一光源2 4 0 ’並以一導接線2 4 0電性連接該探測機構2 3 〇 與該光源240，當該探測機構230探壓至該晶圓2 1〇時，該 探測機構230之複數個探觸凸點231係電性接觸該些光電晶 片213之至少一光電晶片之對應接點217。由於該些光電晶 片2 1 3係已分離且個別地貼設於該載體2 2 〇，因此該探測機 構2 3 0係可為與該載體2 2 0熱膨脹係數相近之測試電路薄膜 或測試電路板。同時，由該光源2 4 〇發射之光係能通過該 載體220之該些透光窗口 221而照射至該被電性導接之該光 電晶片21 3之該光作動區2 1 4，以測試該些光電晶片21 3。 較佳地’該探測機構2 3 0之尺寸係可大於或等於該晶圓 210，並以該些探觸凸點231全接觸該些光電晶片21 3之該 些接點21 7，而不需多次探壓之操作，以達到多待測裝置 測試（mul ti DUT test)之功效。因此，藉由上述之光電晶

第13頁 ί25〇6〇3 、發明說明（9) 片之晶圓級測試方法，該探測嫵播9 q Λ 而不舍旦/鄉β止機構〇可作更彈性的設計 會影響彡亥光源240或光接受5§之杏、、目丨4 測铉♦、社★也 匕十人兀按又器之先測试路徑，在光電 J歧之準確度、效率與產率上產生明顯之效益。 、本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者 為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範 圍内所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。

第14頁 1250603 圖式簡單說明 【圖式簡單說明】 之截面示意 各知光電晶片在晶圓級測試過程之局部放大 第1圖··習知光電晶片在晶圓級測試過程 圖； 第 2 圖： 截面示意圖； 級：據本發明之第一具體實施例，複數個光電 曰日片在日日圓級測試過程之局部放大截面示意圖·及 S3依據本發明之第二具體實施例，複數個光電 曰日片在日日圓、及測試過程之局部放大截面示意圖。 元件符號簡單說明 10 晶圓 13 光電晶片 20 支撐機構 30 探測機構 11 0晶圓 113光電晶片 116溝槽 120透明載體 140支撐機構 1 6 0 光源 21 0晶圓 213光電晶片 21 6 通孔 11 第一表面 14 光作動區 21 吸氣孔 31 探針 111第一表面 114 光作動區 11 7線路 121 透明樹脂層 150探測機構 161光 211第一表面 21 4光作動區 21 7接點

12 第二表面 15 接點 32 光源 112第二表面 115 銲墊 118接點 130透明片 151探針 170導接線 21 2第二表面 21 5鲜塾 218保護層

第15頁 1250603 圖式簡單說明 21 9 切割道 230 探測機構 2 4 0 光源 220 載體 2 31 探觸凸點 241 光 221 透光窗 250 導接線

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Claims (1)

1. 六、申請專利範圍 【申請專利範圍】 1、 一種光電晶片之晶圓級測試方法，包含： ^^供曰曰圓，咸晶圓係具有一第一表面以及一第二表 面，並且該晶圓係包含複數個光電晶片， 具有_尤士方势 .t 兀*电日曰β 1糸 ; 在忒第一表面之光作動區以及複數個形成在該第二 表面上之接點； 上固定該晶圓至一透明之支撐機構，並使該第一表面朝 向该支揮機構； ) 以一探測機構探壓至該晶圓之第二表面，以電性接觸 該些2電晶片之其中至少一光電晶片之對應接點；及 )、k供光源’所發射的光係通過該支推機構並照射至 α亥被探觸之光電晶片之該光作動區，以進行測試。 2、 如申印專利範圍第1項所述之光電晶片之晶圓級測試 方法’其中該些光電晶片係選自於影像感測器晶片、光電 池晶片之其中之一。 3、 、如申請專利範圍第丨項所述之光電晶片之晶圓級測試 方法’其中在測試過程，該探測機構與該光源係可同步移 動。 4、 如申請專利範圍第1項所述之光電晶片之晶圓級測試 方法’其中該支撐機構係可χ — γ向水平移動。 5、 如申請專利範圍第1項所述之光電晶片之晶圓級測試 方法’其中該支撐機構係為玻璃材質。 6、 如申請專利範圍第1項所述之光電晶片之晶圓級測試 方’去’其中該支樓機構係包含有真空吸盤（vacuuin chuck)

   第17頁 1250603 — ---— ________—_ 六、申請專利範圍 或靜電吸盤（electrostatic chuck)。 7、如申請專利範圍第1項所述之光電晶片之晶圓級測試 方法’其中該支撑機構係包含有一夾具，以夾固該晶圓。 8 '如申請專利範圍第丨項所述之光電晶片之晶圓級測試 方法’其中該探測機構係為一探針卡，該探針卡係具有複 K固探針’以電性接觸對應之該些光電晶片之該些接點。 9、如申請專利範圍第1項所述之光電晶片之晶圓級測試 方法’其中該些光電晶片之該些接點係為凸塊。 1 〇、如申請專利範圍第1項所述之光電晶片之晶圓級測試 方法’其中在測試之前，該晶圓之該第一表面係設置有一 透明載體。 1 1、如申請專利範圍第1項所述之光電晶片之晶圓級測試 方法，其中在測試之前，該晶圓之該第二表面係設置有一 透明片’該些接點係形成於該透明片上。 12、如申請專利範圍第i 〇項所述之光電晶片之晶圓級測 試方法’其中該晶圓係具有複數個形成在該第二表面之溝 槽。 1 3、如申請專利範圍第丨2項所述之光電晶片之晶圓級測 試方法’其中該些溝槽之深度係超過該晶圓之厚度，以使 該些光電晶片為電性絕緣並為個別地設置於該透明載體 上0 14、一種光電晶片之晶圓級測試方法，包含： 提供一晶圓，該晶圓係具有一第一表面以及一第二表 面’並且該晶圓係包含複數個光電晶片，每一光電晶片係

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