TWI488250B - 晶粒分類裝置 - Google Patents

Description

晶粒分類裝置

本發明係關於一晶粒分類裝置及其分類方法。

在半導體製程中，每一片晶圓需經過數道至數百道製程才能製作完成，製作完成的晶圓上有複數個被定義的區域，這些區域經過切割後成為複數個晶粒(chip)。在晶圓製程後，晶粒切割前或切割後，這些複數個區域需經過一連串的檢測。以發光二極體為例，在晶圓磊晶完成後，會經過蒸鍍製程形成電極，再經過黃光、蝕刻製程開出切割道，這些被切割道區隔的複數個區域即為晶粒。這些複數個區域經過探針測試後，其測試結果會以分類代號被寫入晶圓圖檔(wafer map file)，並依客戶或使用者需求規格，根據晶圓圖檔進行分類。分類時經由晶圓圖檔上之資料對應至各晶粒，藉由分類機(sorter)將所需之晶粒由晶圓中一顆一顆的揀出，再置於另一分類平台(bin table)之蒐集膠膜上，並重複揀出的動作，直到完成分類。然而利用分類機進行分類之過程中，分類機之機械手臂往返晶圓及分類平台之間需耗費許多時間，以現今商用之分類機為例，每秒約僅能揀出4顆晶粒，以一片晶圓中含40,00顆晶粒為例來推算，完成整片晶圓分類約需花費3小時，影響生產製造效率。

本發明提出一晶粒分類裝置，包含一晶粒承載部，具有一第一面以及相對於第一面之第二面；一晶圓，包含一第一晶粒貼附於第一面之第一位置；一第一晶粒接收部，具有一第三面以及相對於第三面之第四面，第三面位於晶粒承載部之第一面之對側；一施壓器，藉由施壓器施壓於第二面對應於第一位置之處，使得第一晶粒與第一晶粒接收部之第三面 互相貼附；以及一分離器，藉由分離器減弱第一晶粒與第一面之間的貼附力。

依本發明之一實施例所述之晶粒分類裝置，更包含一晶粒定位器，具有晶粒定位的功能。

依本發明之一實施例所述之晶粒分類裝置，其中晶粒定位器包含一影像辨識器。

依本發明之一實施例所述之晶粒分類裝置，其中晶圓包含複數個晶粒。

依本發明之一實施例所述之晶粒分類裝置，更包含一第二晶粒貼附於晶粒承載部之第一面之一第二位置。

本發明另一方面在提供一晶粒分類方法，包含提供一晶粒承載部，具有一第一面以及相對於第一面之第二面；貼附一晶圓於晶粒承載部之第一面之第一位置，此晶圓包含一第一晶粒；提供一第一晶粒接收部，具有一第三面以及相對於第三面之第四面；移動晶粒承載部或/及第一晶粒接收部，使得第一晶粒接收部之第三面位於晶粒承載部之第一面之對側；提供一施壓器；驅動施壓器施壓於第二面對應於第一位置之處，使得第一晶粒與第一晶粒接收部之第三面互相貼附；提供一分離器；以及驅動分離器作用於晶粒承載部，使得第一晶粒與第一面之間的貼附力減弱。

依本發明之一實施例所述之晶粒分類方法，更包含將第一晶粒與晶粒承載部分離。

依本發明之一實施例所述之晶粒分類方法，更包含貼附一第二晶粒於晶粒承載部之第一面之一第二位置；提供一第二晶粒接收部，具有一第五面以及相對於第五面之第六面；移動晶粒承載部或/及第二晶粒接收部，使得第五面位於第一面之對側；驅動施壓器施壓於第二面對應於第二位置之處，使得第二晶粒與第五面互相貼附；驅動分離器作用於晶粒承載部，使得第二晶粒與第一面之間的貼附力減弱；以及分離第二晶粒與晶粒承載部。

依本發明之一實施例所述之晶粒分類方法，更包含提供一晶粒定位器，藉由晶粒定位器完成晶粒定位。

110‧‧‧分類裝置

10‧‧‧晶圓

11‧‧‧晶粒

12‧‧‧中央晶粒

13‧‧‧晶粒

20‧‧‧晶粒承載部

30‧‧‧晶粒定位器

40‧‧‧第一平台

50‧‧‧晶粒接收部

60‧‧‧第二平台

70‧‧‧施壓器

71‧‧‧施壓筆

72‧‧‧施壓筆

80‧‧‧分離器

81‧‧‧去膠溶劑

110‧‧‧晶粒分類裝置

201‧‧‧晶粒承載部

501‧‧‧晶粒接收部

601‧‧‧第二平台

602‧‧‧電流控制器

801‧‧‧分離器

第1圖顯示依本發明實施例之晶粒分類裝置之上視圖；第2圖顯示依本發明實施例之晶粒分類裝置之上視圖；第3圖顯示依本發明實施例之晶粒分類裝置之剖面圖；第4A-4F圖顯示依本發明實施例之晶粒分類方法之流程圖；第5圖顯示依本發明實施例之晶粒分類裝置之上視圖；第6圖顯示依本發明實施例之晶粒分類裝置之上視圖；第7-10圖顯示依本發明實施例之晶粒分類方法之流程圖。

請參照第1-6圖，於第4A圖中其揭示一符合本發明一實施例之晶粒分類裝置110之示意圖，晶粒分類裝置110，包含一晶圓10、一晶粒承載部20、一第一晶粒接收部50、一施壓器70、以及一分離器80。其中，第1圖所示為晶粒分類裝置110之部分上視圖，其中晶圓10更包含複數個晶粒定義區，此複數個晶粒定義區係經過前段製程中黃光微影製程定義後，經過切割步驟，形成複數獨立的晶粒11。位於晶圓中間位置有一中央晶粒(center chip)12，此中央晶粒上有一圖案可做為後續製程中的定位標記。切割後的晶圓10係置於晶粒承載部20上，此晶粒承載部20一般為具有黏性之膠材，例如藍膜膠帶或紫外光膠帶。於本實施例中是選用藍膜膠帶做為晶粒承載部。前述之切割步驟亦可於晶圓10貼附於膠帶之後再進行。於分類裝置110中，各晶粒之位置座標是以中央晶粒12為原點定義出晶粒的X/Y座標位置；各晶粒之光電特性資料，例如波長、亮度、操作電壓、或電流等，已於前段測試時建置完成儲存在晶圓圖檔中，因此藍膜膠帶上各晶粒的位置就是依照測試階段已定義好之相對位置排列於膠帶上。晶粒11附著於膠帶上的面可以是晶粒正面或背面。

參考第2圖及第3圖。第2圖為晶粒分類裝置110之部份上視圖，第3圖為晶粒分類裝置110之部分側視圖；晶圓10與膠帶黏貼後， 可固定於一第一平台40上，於本實施例中，第一平台40係為一中空環狀之子母環結構與晶粒承載部20相接，可露出晶圓10及與晶圓10相貼附的晶粒承載部20。晶粒分類裝置110更包含一晶粒定位器30以調整晶圓至定位點，以便後續製程所需，於本實施例中，晶粒定位器係一影像辨識器，藉由影像辨識器可對晶圓10上的晶粒進行定位。影像辨識器係置於晶粒承載部20上方。將晶圓10未與膠帶黏貼的面翻轉朝下固定於一第一平台40，藉由晶粒定位器30發出之訊號驅動第一平台40將晶圓10移動至定位點，並以中央晶粒12作為座標辨識之原點，以進一步對晶粒11進行定位。

於另一實施例中，第一平台40，例如一子母環，係固定於晶粒定位器30可辨識之範圍內，將晶粒承載部20以子母環固定後，再藉由晶粒定位器30辨識出中央晶粒12之所在位置以及其他晶粒11之相對位置，以完成各晶粒之定位。

於晶圓10下方有一晶粒接收部50，晶粒接收部50係置於一第二平台60上，為一具有黏性之膠材，例如藍膜膠帶或紫外光膠帶。本實施例中是選用藍膜膠帶做為晶粒接收部，以於後續製程中收集被分類出來的晶粒。藍膜膠帶的面積須大於或等於晶圓10的面積，且其所在位置於本實施例中是位於晶圓10之下方，使其能夠完全收集到於後來製程中自晶圓10分類出來的晶粒。

於另一實施例中，與上述實施例不同處在於晶粒接收部50與平台60可為透明或半透明裝置；影像辨識器亦可置於晶粒接收部50與平台60下方，可透視晶粒接收部50與平台60，對晶圓10進行定位。

於又一實施例中，第一平台40係固定於一預定位置，且須位於晶粒定位器30辨識範圍內；將晶粒承載部20移送至第一平台40，再調整晶粒承載部20使其位於晶粒定位器30之辨識範圍內之後，再固定於第一平台40上。接著藉由晶粒定位器30辨識晶圓中央晶粒12之位置以及其他晶粒與中央晶粒12之相對位置，完成各晶粒定位。

晶粒分類裝置110更包含一施壓器70及一分離器80，如第4A圖所示，於本實施例中施壓器70包含兩個施壓筆71、72。於晶粒分類過程中，晶粒製程前段點測時所產生之晶圓圖檔中包含各晶粒之光電特性 資料，係依照客戶的需求，將符合需求的晶粒篩選出來，接著再將這些符合客戶需求的晶粒所對應之位置的資料由晶粒定位器30傳送給施壓器70，以驅動施壓器70施壓於晶粒承載部20對應於符合需求的晶粒的位置，使此晶粒未與晶粒承載部20接觸之面與晶粒接收部50，於本實施例為一藍膜膠帶，互相貼附。施壓器70會根據待分類晶粒之尺寸大小選擇不同尺寸的施壓筆來施壓，待分類晶粒尺寸較大時，選擇大尺寸的筆72來操作，待分類晶粒尺寸較小時，選擇小尺寸的筆71來操作。

接著，藉由分離器80可減弱晶粒11與晶粒承載部20之間的貼附力。於本實施例中，分離器80係一液體塗佈裝置，例如一注射器，可將去膠溶劑81，例如丙酮，塗佈於施壓器施壓的部位，使得符合需求的晶粒與晶粒承載部間的貼附力減弱，接著移動晶粒承載部20，進而分離晶粒與晶粒承載部20，例如為一藍膜膠帶。分離後的晶粒13貼附於作為晶粒接收部50之藍膜膠帶上，即完成第一次的分類。

第4A-4F圖中揭示本發明之晶粒分類的方法，包含以下步驟，首先提供晶圓10，於一實施例中，此晶圓包括用以製造發光二極體之基材，例如藍寶石、矽、磷化鎵、砷化鎵、或氮化鎵系列之材料；在本實施例中，晶圓10為一2吋的氮化鎵晶圓片，包含複數個晶粒11；各晶粒可由複數個切割道(scribe line)所環繞，於晶圓10中央位置包含一中央晶粒12。將晶圓10置於晶粒承載部20上，於本實施例中是選用藍膜膠帶做為晶粒承載部，晶粒10與藍膜膠帶之間藉由貼附力互相貼附。接著藉由晶粒定位器30進行晶粒定位，於本實施例中晶粒定位器為影像辨識器，晶圓10未與膠帶黏貼的面翻轉朝下並與第一平台40連接，藉由影像辨識器之訊號驅動第一平台40，使中央晶粒12位於定位點，並辨識各晶粒之相對位置，完成晶粒定位的步驟。接著提供晶粒接收部50於定位之後的晶圓10下方，本實施例中是選用藍膜膠帶做為晶粒接收部。

接著進行晶粒分類，如上述說明，於晶粒製程前段點測時會產生晶圓圖檔，將晶圓圖檔中各晶粒之光電資料依照客戶的需求篩選出符合客戶需求之光電特性的晶粒，並收集於晶粒接收部50。於本實施例中，符合客戶需求之晶粒藉由晶圓圖檔被篩選出，以BIN1表示；若客戶端同時 有另一種光電特性之晶粒需求，則再依晶圓圖檔所紀錄之各晶粒光電特性中篩選出符合第二種光電特性的晶粒，以BIN2表示。如第4B-4C圖及第5圖所示，其中第5圖為第4B圖之上視圖，將BIN1晶粒所對應之位置提供給施壓器70，施壓器70根據輸入之資料判斷BIN1晶粒尺寸，驅動施壓器選擇適當之施壓筆施壓於作為晶粒承載部20之藍膜膠帶對應於BIN1晶粒的位置，使得晶粒未與晶粒承載部20貼附之面因施壓筆與作為晶粒接收部50之藍膜膠帶互相貼附。

參考第4D-4E圖，接著藉由分離器80分離晶粒承載部20與晶粒10。於本實施例中，分離器80為液體塗佈裝置，其將去膠溶劑81，例如丙酮，塗佈於施壓器70施壓於晶粒承載部20的部位，丙酮滲透至晶粒承載部20與晶粒之貼附面，使得BIN1晶粒與晶粒承載部20之藍膜膠帶間貼附力減弱；接著移動承載晶粒接收部之第二平台60，因晶粒接收部50與晶粒間的貼附力較塗佈丙酮後之晶粒承載部20與晶粒間的貼附力強，因此藉由移動第二平台60，可輕易的分離晶粒與晶粒承載部20。分離後的BIN1晶粒13貼附於晶粒接收部50之藍膜膠帶上，即完成第一次的分類。

參考第4F圖及第6圖，其中第6圖為第4F圖之上視圖。接著藉由移動承載晶粒接收部50之第二平台60，更換新的藍膜膠帶，重複前述晶粒分類步驟進行後續的BIN2晶粒分類。若依客戶需求需再分出第三類光電特性的晶粒，則將晶粒承載部20上剩餘的晶粒中符合該類光電特性之晶粒篩選出，重複晶粒分類之步驟則需要依序提供3片藍膜膠帶做為晶粒接收部，並重複前述之晶粒分類的步驟，完成分類。晶粒接收部50的數量是依照晶粒待分類之類別量來決定。

於另一實施例中，與上述實施例不同處在於塗佈丙酮之步驟之後，BIN1晶粒與晶粒承載部20之藍膜膠帶間貼附力減弱，此時可直接例如以手撕去晶粒承載部20之藍膜膠帶，或撕去晶粒接收部50之藍膜膠帶，此時BIN1晶粒貼附於晶粒接收部50之藍膜膠帶上，其餘的晶粒留在晶粒承載部20之藍膜膠帶上，完成分類，進行下一階段的分類。

參考第7圖，其揭示一符合本發明之另一實施例之晶粒分類裝置710之示意圖，其中晶粒承載部201係一紫外光膠帶，晶粒接收部501 係一非紫外光膠帶之膠材，以不因紫外光照射而減弱黏結力者為佳。另外晶粒承載部201與晶粒11之間的黏結力須大於晶粒接收部501與晶粒11之間的黏結力。於本實施例中，晶粒接收部501係置於一第二平台601上，第二平台601係為於兩片導電玻璃中夾有液晶材料之液晶面板，並包含一電流控制器602。

參考第8、9圖，藉由施壓器70將所有晶粒與晶粒接收部501相黏接，晶粒11亦同時與晶粒承載部201相黏接。於液晶面板下方設置一紫外光發射器做為分離器801。將BIN1晶粒對應之位置座標傳送到電流控制器602，由控制器控制兩片導電玻璃通電之位置，進而控制其液晶材料之旋轉角度，使得於BIN1晶粒下方對應BIN1晶粒位置的液晶材料會旋轉至與玻璃垂直的方向，呈現沒有液晶阻隔之開啟區域。接著在紫外光發射器發出紫外光之後，光線通過BIN1晶粒位置下方的液晶材料而不受液晶材料的阻擋，穿過玻璃、晶粒接收部501、BIN1晶粒，再照射到晶粒承載部201上，使得紫外光膠帶所構成的晶粒承載部201其黏性因照光而減弱。參考第10圖，接著藉由移除晶粒承載部201，將BIN1以外的晶粒連同晶粒承載部201自晶粒接收部501移除，例如用手撕去晶粒承載部201之紫外光膠帶，由於沒有被紫外光照射到的紫外光膠帶與晶粒11之間的黏結力大於晶粒接收部501與晶粒11之間的黏結力，因此在紫外光膠帶撕起時，BIN1以外的晶粒也跟著紫外光膠帶與晶粒接收部501分離，留在晶粒接收部501上的僅剩下BIN1的晶粒，即完成第一次的分類。接著更新晶粒接收部501之膠帶，以進行後續的BIN2晶粒分類。

本發明所列舉之各實施例僅用以說明本發明，並非用以限制本發明之範圍。任何人對本發明所作之任何顯而易知之修飾或變更皆不脫離本發明之精神與範圍。。

110‧‧‧分類裝置

11‧‧‧晶粒

20‧‧‧晶粒承載部

30‧‧‧晶粒定位器

50‧‧‧晶粒接收部

60‧‧‧第二平台

70‧‧‧施壓器

71‧‧‧施壓筆

72‧‧‧施壓筆

80‧‧‧分離器

Claims (10)

1. 一種晶粒分類方法，包含：提供一晶粒承載部，具有一第一面；提供複數個晶粒於該第一面；提供一晶粒接收部，具有一第二面，其中該第二面位於該第一面之對側，該晶粒接收部包含一具有黏性之膠材；貼附該複數個晶粒於該第二面；減弱該複數個晶粒與該第一面之間的貼附力；以及於減弱該複數個晶粒與該第一面之間的貼附力之步驟之後，分離該複數個晶粒與該第一面。
2. 如申請專利範圍第1項所述之晶粒分類方法，其中該晶粒承載部包含一具有黏性之膠材。
3. 如申請專利範圍第1項所述之晶粒分類方法，其中該減弱該複數個晶粒與該第一面之間的貼附力之步驟包含塗佈一溶劑於該晶粒承載部以減弱該複數個晶粒與該第一面之間的貼附力或照射一光線於該晶粒承載部以減弱該複數個晶粒與該第一面之間的貼附力。
4. 如申請專利範圍第1項所述之晶粒分類方法，其中該貼附該複數個晶粒於該第二面之步驟包含藉由施壓於該晶粒承載部對應於該複數個晶粒之位置，使該複數個晶粒貼附於該第二面。
5. 一種晶粒分類方法，包含：提供一晶粒承載部，具有一第一面；提供複數個晶粒於該第一面；提供一晶粒接收部，具有一第二面，其中該第二面位於該第一 面之對側；貼附該複數個晶粒於該第二面；減弱該複數個晶粒與該第一面之間的貼附力，其中該減弱該複數個晶粒與該第一面之間的貼附力之步驟包含塗佈一溶劑於該晶粒承載部以減弱該複數個晶粒與該第一面之間的貼附力；以及於減弱該複數個晶粒與該第一面之間的貼附力之步驟之後，分離該複數個晶粒與該第一面。
6. 一種晶粒分類方法，包含：提供一晶粒承載部，具有一第一面；提供複數個晶粒於該第一面；提供一晶粒接收部，具有一第二面，其中該第二面位於該第一面之對側；貼附該複數個晶粒於該第二面；減弱該複數個晶粒與該第一面之間的貼附力，其中該減弱該複數個晶粒與該第一面之間的貼附力之步驟包含照射一光線於該晶粒承載部以減弱該複數個晶粒與該第一面之間的貼附力；以及於減弱該複數個晶粒與該第一面之間的貼附力之步驟之後，分離該複數個晶粒與該第一面。
7. 如申請專利範圍第1項所述之晶粒分類方法，其中該分離該複數個晶粒與該第一面之之步驟包含移動該晶粒承載部及/或移動該晶粒接收部以分離該複數個晶粒與該第一面。
8. 如申請專利範圍第1項所述之晶粒分類方法，其中該複數個晶粒符合相同之光電特性之需求。
9. 如申請專利範圍第8項所述之晶粒分類方法，其中該光電特性包含亮度，發光波長，操作電壓，或電流。
10. 如申請專利範圍第1項所述之晶粒分類方法，於該貼附該複數個晶粒於該第二面之步驟之前，更包含定位該複數個晶粒之位置。