TWI475626B

TWI475626B - 半導體元件測試及分類設備與方法

Info

Publication number: TWI475626B
Application number: TW101106725A
Authority: TW
Inventors: Tun Chih Shih
Original assignee: Gallant Micro Machining Co Ltd
Priority date: 2012-03-01
Filing date: 2012-03-01
Publication date: 2015-03-01
Also published as: TW201338066A

Description

半導體元件測試及分類設備與方法

本發明屬於半導體設備領域，特別是一種針對半導體元件進行測試及分類的半導體設備。

在習知技術中，晶圓經過測試設備測試後，測試設備會根據晶圓上每一個半導體元件訊號傳輸的狀況給予各半導體元件一個等級分類，之後作業人員再將晶圓移載至分類設備，再由分類設備根據各半導體元件的等級將進行挑撿，將相同等級的半導體元件挑選出放置於承載盤(tray)或是料管(tube)中進行後續製程。然而，在傳統的分類製程中，分類設備是先針對某一個分類進行挑撿，待晶圓上特定分類挑撿完後將晶圓移出分類設備，再載入另一片晶圓進行同一個等級半導體元件的挑撿，此時，前一片晶圓上仍存在有其他尚未被挑撿的半導體元件，必須等待挑撿另一個等級的半導體元件時，再把未挑撿完的晶圓載入分類設備中。如此一來，在半導體元件分類的製程中，就必須反覆的將晶圓移出或移入分類設備，因此花費了許多時間。再者，由於一般半導體元件的分類等級不多，大多可以採用傳統的分類設備進行半導體元件的分類，然而，對發光二極體(LED)來說，依照發光二極體的亮度、波長等數值進行分類，往往可以分出上百個不同的分類等級，若依照傳統的分類設備進行分類，則需花費更多的時間，同時也產生更多未挑撿的半導體元件殘留在晶圓上的問題。

同時，對傳統的測試及分類製程來說，必須在兩個不同的設備進行，亦即必須在測試設備中完成測試後，再以人工移載至分類設備來進行半導體元件的挑撿，而在轉換機台的過程中亦可能產生許多潛在的風險，也增加許多轉換設備過程中所花費的時間。

由於上述種種問題，因此業界亟需要一種半導體分類及測試的設備與分類及測試的方法，來克服傳統測試及分類製程中所存在的問題。

為了解決習知技術的問題，因此本發明提供一種半導體元件測試及分類設備，包含晶圓載台、旋轉檢測台、第一取放機構、測試機構、半導體元件收納機構及第二取放機構。晶圓載台可承載晶圓，晶圓內包含有複數個不同等級的半導體元件。旋轉檢測台，鄰近設置於晶圓載台，旋轉檢測台包含有複數個半導體元件承座，各半導體元件承座環繞旋轉檢測台中心排列，並以旋轉檢測台的中心為軸心旋轉至放置位置、測試位置及取出位置，其中，放置位置鄰近於晶圓載台。第一取放機構，鄰近設置於旋轉檢測台及晶圓載台，並可自晶圓載台上拾取半導體元件放置至該旋轉檢測台上的放置位置。測試機構，鄰近設置於旋轉檢測台之測試位置，並可對位於測試位置的半導體元件進行測試。半導體元件收納機構，鄰近設置於旋轉檢測台之取出位置，包含有滾筒裝置，滾筒裝置環設有複數個收納單元。第二取放機構，鄰近設置於旋轉檢測台及半導體元件收納機構，並可自旋轉檢測台之取出位置拾取半導體元件放置至該半導體元件收納機構。

因此本發明之主要目的在於提出一種半導體元件測試及分類設備，由於半導體元件經由測試裝置測試後，可直接將半導體元件藉由旋轉檢測台及第二取放機構放置至半導體元件收納機構中特定的收納單元，因此不需要轉換設備即可完成測試及分類的製程，降低轉換機台所造成的風險及時間上的浪費。

本發明之再一目的在於提出一種半導體元件測試及分類設備，由於在半導體元件測試後即可進行分類的製程，因此不需重複將晶圓移出及移入分類設備中，可節省許多晶圓移載的時間。

本發明之又一目的在於提出一種半導體元件測試及分類設備，由於在半導體元件收納機構中的滾筒裝置可一次容置數十甚至上百個收納單元，因此可解決發光二極體分類的問題。

再者，為了解決習知技術所存在的問題，本發明再提供一種半導體元件測試及分類方法，包含(1)提供晶圓載台，晶圓載台承載有晶圓，晶圓中包含有複數個待測試之半導體元件。(2)藉由第一取放機構將待測試的半導體元件逐一拾取至旋轉檢測台上位於放置位置之半導體元件承座中。(3)旋轉檢測台將放置有待測試半導體元件之半導體元件承座旋轉至測試位置，測試位置鄰近於測試機構，由測試機構對半導體元件進行測試，並於測試後記錄半導體元件的等級。(4)旋轉檢測台旋轉至取出位置，取出位置鄰近半導體元件收納機構，半導體元件收納機構包含有滾筒裝置，滾筒裝置還設有複數個收納單元，各收納單元可分別存放不同分類的半導體元件，由第二取放機構自取出位置將半導體元件取出，並依據半導體元件測試後的分類，將半導體元件放置至滾筒裝置上對應的收納單元中。

因此本發明之主要目的在於提出一種半導體元件測試及分類方法，由於半導體元件經由測試裝置測試後，可直接將半導體元件藉由旋轉檢測台及第二取放機構放置至半導體元件收納機構中特定的收納單元，因此不需要轉換設備即可完成測試及分類的製程，降低轉換機台所造成的風險及時間上的浪費。

本發明之再一目的在於提出一種半導體元件測試及分類方法，由於在半導體元件測試後即可進行分類的製程，因此不需重複將晶圓移出及移入分類設備中，可節省許多晶圓移載的時間。

本發明之又一目的在於提出一種半導體元件測試及分類方法，由於在半導體元件收納機構中的滾筒裝置可一次容置數十甚至上百個收納單元，因此可解決發光二極體分類的問題。

由於本發明主要係揭露一種半導體元件測試及分類設備與測試及分類方法，其中所提及之半導體元件測試及分類的原理，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，不再作完整描述。同時，以下文中所對照之圖式，係表達與本發明特徵有關之結構示意，並未亦不需要依據實際尺寸完整繪製，合先敘明。

請參考圖1及圖2為本發明提出的第一實施例，為一種半導體元件測試及分類設備1，包含有晶圓載台11、旋轉檢測台12、第一取放機構13、測試機構14、半導體元件收納機構15及第二取放機構16。晶圓載台11可承載晶圓110，晶圓110包含有複數個半導體元件111。旋轉檢測台12鄰近於晶圓載台11，同時，包含有複數個半導體元件承座121，各個半導體元件承座121環繞旋轉檢測台12的中心排列，並可以旋轉檢測台12的中心為軸心旋轉，旋轉檢測台12具有至放置位置101、測試位置102及取出位置103(請參閱圖3)，藉此，旋轉檢測台12可將半導體元件承座121依序旋轉至放置位置101、測試位置102與取出位置103，其中，放置位置101鄰近於晶圓載台11。第一取放機構13，鄰近設置於旋轉檢測台12及晶圓載台11，且可移動至晶圓載台11上拾取一個半導體元件111放置至旋轉檢測台12上位於放置位置101的半導體元件承座121。

請參考圖2，測試機構14鄰近設置於旋轉檢測台12的測試位置102(請同時參考圖3)，使測試機構14可對位於測試位置102的半導體元件承座121上的半導體元件111進行測試，並於測試後根據半導體元件111的測試結果進行分級，例如針對發光二極體(LED)的半導體元件，可透過積分球對每一個發光二極體半導體元件測試其波長及亮度等，再根據每個發光二極體半導體元件測試的結果給予各個發光二極體半導體元件一個等級。半導體元件收納機構15鄰近設置於旋轉檢測台12的取出位置103，半導體元件收納機構15包含有滾筒裝置151，滾筒裝置151周圍環繞設置複數個收納單元17，每一個收納單元17可對應容置不同等級的半導體元件111，收納單元17為可容置半導體元件111的塑膠料管(tube)。第二取放機構16，鄰近設置於旋轉檢測台12及半導體元件收納機構15，並可自旋轉檢測台12上取出位置103的半導體元件承座121中，將半導體元件111取出，同時，半導體元件收納機構15的滾筒裝置151會依據取出位置103上半導體元件111的分類，將對應於該分類的收納單元17旋轉至一個便於第二取放機構16 放置半導體元件111的位置，使第二取放機構16將取出位置103上的半導體元件111取出後，可直接放置至滾筒裝置151上對應於該半導體元件111分類的收納單元17中。

請繼續參考圖2，本實施例中，進一步可以包含第一收納單元堆疊模組18及第二收納單元堆疊模組19，以及，半導體元件收納機構15可再包含收納單元移送裝置152。第一收納單元堆疊模組18位於滾筒裝置151的一側，裝設有空的收納單元17，而第二收納單元堆疊模組19則包含有複數個收納位置191，每個收納位置191可以容置多個裝載有相同等級半導體元件111的收納單元17，藉此，當滾筒裝置151上其中一個收納單元17裝滿半導體元件111後，收納單元移送裝置152會將裝滿半導體元件111的收納單元17移送至對應該收納單元17中半導體元件111等級的堆疊位置191堆疊存放，因此，第二收納單元堆疊模組19中在單一個堆疊位置191所容置的收納單元17，存放有相同分類的半導體元件111。接著，收納單元移送裝置152會移動至第一收納單元堆疊模組18取出一個空個收納單元17，並將空的收納單元17放置到滾筒裝置151上所空出的位置。

此外，請繼續參考圖1，本發明第一實施例的半導體元件測試及分類設備1還可包含有晶圓提籃21，晶圓提籃21設置在晶圓載台11的一側，同時在晶圓提籃21中可容置複數片的晶圓110，在晶圓提籃21及晶圓載台11之間，可再設置晶圓移載裝置22，晶圓移載裝置22可將晶圓110自晶圓提籃21移送至晶圓載台11上。

請參考圖4，為本發明第二實施例之半導體元件測試及分類方法流程圖，包含下列步驟：

步驟301：提供晶圓載台，晶圓載台可承載晶圓，晶圓上包含有複數個待測試的半導體元件。

步驟302：將各待測試的半導體元件藉由第一取放機構逐一拾取至旋轉檢測台上位於放置位置的半導體元件承座中。

步驟303：旋轉檢測台將放置有待測試半導體元件的半導體元件承座旋轉至測試位置，測試位置鄰近測試機構，並由測試機構對半導體元件進行測試，並在測試後對半導體元件進行分類，亦即在測試後根據測試的結果，給予半導體元元不同的分類等級；

步驟304：旋轉檢測台旋轉至取出位置，取出位置鄰近半導體元件收納機構，半導體元件收納機構包含滾筒裝置，滾筒裝置環設有複數個收納單元，各收納單元可分別存放不同分類的半導體元件，再由第二取放機構自取出位置將半導體元件取出，並依據半導體元件測試後之分類，將半導體元件放置至滾筒裝置上之對應的收納單元中。

在本發明第二實施例中，進一步可以包含當滾筒裝置上的收納單元存放滿半導體元件後，半導體元件移送裝置可自滾筒裝置上將裝滿半導體元件的收納單元，移送至第二收納單元堆疊模組，第二收納單元堆疊模組具有複數個容置位置，每個容置位置可以對應到不同的半導體元件等級。

再者，在第二實施例中，可再進一步包含當半導體元件移送裝置將滾筒裝置上裝滿半導體元件的收納單元取出後，會再自第一收納單元堆疊裝置中取出一個空的收納單元，並放置至滾筒裝置上先前取出收納單元的位置。

要特別說明的是，在步驟304中，由於滾筒裝置上的收納單元分別對應至不同的半導體元件等級，因此當第二取放機構將半導體元件自取出位置的半導體元件承座上將半導體元件取出後，滾筒裝置會依據半導體元件的等級，將對應於該等級的收納單元旋轉至一個便於第二取放機構放置半導體元件的位置，使第二取放機構將取出位置上的半導體元件取出後，可直接放置至滾筒裝置上對應於該半導體元件等級的收納單元中。

藉由上述的實施例，本發明可以在單一個機台中完成半導體元件測試及分類的製程，能有效的節省生產的成本、提生產能，並降低晶圓破片的風險。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之權利範圍；同時以上的描述，對於相關技術領域之專門人士應可明瞭及實施，因此其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在申請專利範圍中。

1‧‧‧半導體元件測試及分類設備

101‧‧‧放置位置

102‧‧‧測試位置

103‧‧‧取出位置

11‧‧‧晶圓載台

110‧‧‧晶圓

111‧‧‧半導體元件

12‧‧‧旋轉檢測台

121‧‧‧半導體元件承座

13‧‧‧第一取放機構

14‧‧‧測試機構

15‧‧‧半導體元件收納機構

151‧‧‧滾筒裝置

152‧‧‧收納單元移送裝置

16‧‧‧第二取放機構

17‧‧‧收納單元

18‧‧‧第一收納單元堆疊模組

19‧‧‧第二收納單元堆疊模組

191‧‧‧堆疊位置

21‧‧‧晶圓提籃

22‧‧‧晶圓移載裝置

301、302、304、304‧‧‧步驟

圖1，為本發明第一實施例之半導體元件測試及分類設備立體示意圖。

圖2，為本發明第一實施例之半導體元件測試及分類設備俯視圖。

圖3，為本發明第一實施例之半導體元件測試及分類設備局部立體圖。

圖4，為本發明第二實施例之半導體元件測試及分類方法流程圖。