TWI507695B - 檢測發光元件的方法 - Google Patents

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Description

檢測發光元件的方法
本發明係關於檢測發光元件的方法，更特別關於在發光元件如發光二極體(LED)晶片上進行電性檢測與光學檢測的方法。
一般來說，形成於半導體晶圓上的發光元件如發光二極體(LED)晶片，在切割為個別的晶粒後，可由晶粒接合製程貼附至基板(如導線架)上。接著電性與光學檢測發光元件。
檢測發光元件的方法可為多個探針施加電子訊號至發光元件。在特定實施例中，為了檢測發光元件是否能正常操作，電性檢測可量測流經發光元件之電流，或量測發光元件的電阻。藉由施加電子訊號至發光元件，光學檢測可量測發光元件發出的光強度。
然而，對切割製程及接合製程所形成的每一發光元件，進行個別的電性或光學檢測的習知方式，不但耗費許多時間，且會降低發光元件的產能。
在本發明之實施例中，提供晶圓等級的檢測製程，可對形成於晶圓上的發光元件，依序進行電性與光學檢測。
在本發明之實施例中，檢測發光元件的方法包含將晶圓置於第一吸盤上，且晶圓上形成有多個發光元件。在晶圓上進行電性與光學檢測製程中一者後，將晶圓置於第二吸盤上。接著進行電性與光學檢測中另一者。
在本發明之某些實施例中，晶圓可含有多個晶粒，並貼附至切割帶。此時每一晶粒含有至少一發光元件。
在本發明某些實施例中，發光元件可分為多個第一群，且電性檢測製程可重複進行於第一群的發光元件上。
在本發明某些實施例中，發光元件可分為多個第二群，且光學檢測製程可進行於第二群的發光元件中至少一者上。
在本發明某些實施例中，可採用含有多個第一探針的探針卡，與含有多個第二探針的探針卡，分別進行電性檢測與光學檢測。
在本發明某些實施例中，在進行電性檢測前，晶圓可對準第一探針卡。在進行光學檢測前，晶圓可對準第二探針卡。
在本發明某些實施例中，在將晶圓置於第一吸盤前，可藉由晶圓傳輸機械手臂傳輸晶圓，並將晶圓預先對準晶圓傳輸機械手臂上的預定位置。
在本發明某些實施例中，可對晶圓中一者進行電性與光學檢測中一者，並對晶圓中另一者進行電性與光學檢測中另一者。舉例來說，對第一晶圓進行光學檢測時，可對第二晶圓進行電性檢測。
在本發明某些實施例中，在將晶圓自第一吸盤取下後，可將另一晶圓置於第一吸盤上，並將剛取下的晶圓置於第二吸盤上。
在本發明上述的實施例中，可在形成於晶圓上的發光元件上依序進行電性與光學檢測。在特定實施例中，可同時在第一晶圓上進行光學檢測，並在第二晶圓上進行電性檢測。如此一來，可減少在發光元件上進行電性與光學檢測所需的時間。
此外，在將第一晶圓自第一吸盤取下後，可將第二晶圓置於第一吸盤上。接著可將第一晶圓置於第二吸盤上。如此一來，可節省將晶圓自第一吸盤轉換至第二吸盤上的時間。
本發明之實施例可搭配圖示以得更完整的說明。本發明可由其他形式完成，而不限於實施例的形式。此外，這些實施例可完整的揭露發明特徵，並讓本技術領域中具有通常知識者能據以實施。為了清楚起見，圖示中層狀結構與區域的尺寸及相對比例可能會放大而不與實體一致。
必需理解的是，當某一元件或層被描述為位於另一元件(或層)上或連接至另一元件(或層)時，兩者可直接接觸或連接，亦或兩者間隔有其他元件(或層)。另一方面，若某一元件被描述為直接位於另一元件上或直接連接至另一元件(或層)時，兩者間不隔有其他元件(或層)。不同圖示中的相同元件將採用相同標號。在本說明書中，用語「及/或」指的是一或多個物件的任一者與所有組合。
可以理解的是，雖然「第一」、「第二」、「第三」等用語可用以描述不同單元、構件、區域、層、及/或部份，這些單元、構件、區域、層、及/或部份並不受這些用語的限制。這些用語只是用來分別某一單元、構件、區域、層、及/或部份與另一單元、構件、區域、層、及/或部份。在不偏離本發明教示的前提下，第一單元、構件、區域、層、及/或部份亦可稱之為第二單元、構件、區域、層、及/或部份。
空間上的相對用語如「較低」、「較高」、或類似用語，係用以方便描述圖示中某一元件與另一元件之間的關係。必需理解的是，除了圖示中元件或操作的方向以外，空間上的相對用語可為其他不同的方向。舉例來說，若圖示中的元件反轉，則位於其他元件「下方」或「下面」的某一元件將轉為位於其他元件「上方」或「上面」。如此一來，上述的用語「下方」可包含「上方」與「下方」兩種可能。元件亦可為其他方向，比如旋轉90度或其他角度，此時空間上的相對用語需視元件的實際方向而定。
說明書中的術語只是用來描述特定實施例，而非用以限制本發明。舉例來說，冠詞「一」除了單數以外，還包含了複數型態，除非說明書明確指出此物為單數。必需進一步理解的是，用語「包括」除了特定的結構、整體、步驟、操作、單元、及/或構件以外，並未排除其他的一或多種結構、整體、步驟、操作、單元、及/或構件。
除非特別說明，所有用語(如技術用語與科學用語)的定義，與本技術領域中具有通常知識者所知相同。必需進一步理解的是除非特別說明，已定義於一般字典並出現於說明書中的用語，其定義需與相關技術內容中的定義一致，而非與理想化或過於形式化的定義一致。
在下述說明中，已搭配剖視圖說明本發明實施例及製程中的結構。如此一來，圖示中的形狀可依製程技術及/或容忍度的不同產生變化。由此可知，本發明實施例並不限於圖示中的特定形狀，而可含有因製程所造成的一點差異。圖示中的區域形狀只是一種可能，而非用以限制元件的實際形狀，更不是用來限制本發明的範圍。
第1圖係本發明一實施例中，檢測發光元件的流程圖。第2圖係本發明一實施例中，檢測發光元件之裝置圖。
如第1圖所示，本發明一實施例中檢測發光元件的方法可對發光元件20(見第3圖)如形成於晶圓10(見第2圖)上的LED晶片進行電性檢測與光學檢測。
如第2圖所示，在檢測發光元件20的檢測裝置100之中心位置，可放置用以容納多個晶圓10的卡匣102。晶圓傳輸機械手臂104可位於鄰近卡匣102的位置以傳輸晶圓10。
此外，第一站點110與第二站點120可各自位於晶圓傳輸手臂104兩側，且電性檢測部份130與光學檢測部份140可分別位於鄰近第一站點110與第二站點120的位置。
此時，雖然第一站點110鄰近電性檢測部份130，且第二站點120鄰近光學檢測部份140，第二站點120亦可鄰近電性檢測部份130，且第一站點110亦可鄰近光學檢測部份140。
第一吸盤112可置於第一站點110上，以支撐晶圓10進行電性檢測，且第一站點可位於第一驅動部份114上。第一驅動部份114可水平及垂直移動第一站點110。第二吸盤122可位於第二站點120上，以支撐晶圓10進行光學檢測，且第二站點120可位於第二驅動部份124上。第二驅動部份124可水平及垂直移動第二站點120。此外，第一驅動部份114可旋轉第一吸盤112，且第二驅動部份124可旋轉第二吸盤122。此時，可藉由控制器(未圖示)操作第一驅動部份114與第二驅動部份124。
第3圖係第2圖中晶圓的圖示，第4圖係第2圖中第一吸盤與電性檢測部份的圖示，且第5圖係第2圖中第二吸盤與光學檢測部份的圖示。
如第3-5圖所示，晶圓10可含有多個切割製程分開的個別晶粒30，且每一晶粒30可含有至少一發光元件20。在特定實施例中，晶粒30係藉由切割帶12嵌置於晶圓環14，以完成晶圓10。
第一吸盤112的中間部份可向上凸起。晶粒30可位於第一吸盤112的中間部份上，而晶圓環可位於第一吸盤112的邊緣部份上。第一吸盤112的邊緣部份可具有多個真空孔112A，以提供晶圓環14吸力。第二吸盤122亦可具有與第一吸盤112類似的結構，在此不贅述。
電性檢測部份130可含有第一探針卡132，其具有多個第一探針134以施加電子訊號至發光元件20。此外，可將第一頂部相機150設置於電性檢測部份130的一側，以取得晶圓10的影像，並可將第一底部相機152設置於第一站點110的一側，以取得第一探針134的影像。第一頂部相機150與第一底部相機152可讓晶圓10與第一探針卡132彼此對準。同時，第一探針卡132可連接至第一測試器160。
光學檢測部份140可含有第二探針卡142，其具有多個第二探針144以施加電子訊號至發光元件20。此外，可將第二頂部相機170設置於光學檢測部份140的一側，以取得晶圓10的影像，並可將第二底部相機172設置於第二站點120的一側，以取得第二探針144的影像。第二頂部相機170與第二底部相機172可讓晶圓10與第二探針卡142彼此對準。同時，第二探針卡142可連接至第二測試器180。第二測試器180可含有多個光感測器182以感測發光元件20所發出的光。
在本發明另一實施例中，容納多個晶圓10之可移式卡匣(未圖示)可置入檢測裝置100中。雖然未圖示，但此狀況中的檢測裝置100之卡匣站點(未圖示)上可放置可移式卡匣。舉例來說，兩個可移式卡匣可置入檢測裝置100中。在此情況下，檢測裝置100可含有第一卡匣站點，與位於第一卡匣站點上的第二卡匣站點，以支撐可移式卡匣。
在特定實施例中，一對對準區塊(未圖示)可嵌置到第二卡匣站點，藉由晶圓傳輸機械手臂104預對準晶圓10與可移式卡匣之一。停止器(未圖示)可位於晶圓傳輸機械手臂104上。晶圓傳輸機械手臂104可將置於機械手臂上的晶圓10，移動至對準區塊。如此一來，晶圓10可碰到對準區塊，接著可被往回推。此時，晶圓10將被對準區塊回推到機械手臂的停止器，並在機械手臂上預對準。在特定實施例中，由於晶圓10之形狀近似圓形，上述的預對準步驟可讓晶圓10中心預對準機械手臂上的預定區域。
搭配第1至5圖，將詳述本發明一實施例中檢測發光元件的方法。
在步驟S100中，可將多個晶圓10置入卡匣102中。舉例來說，可藉由軌道導引車(RGV)將晶圓10置入卡匣102中。在其他實施例中，可將含有多個晶圓10的可移式卡匣置入檢測裝置100中。
在步驟S110中，晶圓10之一(此後稱作第一晶圓)可位於第一吸盤112上。藉由晶圓傳輸機械手臂104，可將第一晶圓由卡匣102傳輸至第一吸盤112上。此時，第一晶圓之晶粒可置於第一吸盤112的中間部份上，而第一晶圓之晶圓環可置於第一吸盤112的邊緣部份上。藉由真空孔112A提供的真空吸力，可將第一晶圓的晶圓環固定於第一吸盤112的邊緣部份。
在步驟S120中，第一晶圓可對準至第一探針卡132。在特定實施例中，第一驅動部份114可移動第一站點110，使第一底部相機152之光軸與第一頂部相機150之光軸彼此對準。之後第一驅動部份114可移動第一站點110，使第一頂部相機150取得晶圓10的影像。之後第一驅動部份114可進一步移動第一站點110，使第一底部相機152取得第一探針卡132之第一探針134的影像。此外，以晶圓10與第一探針卡132之第一探針134的影像為基準，可讓第一驅動部份114調整第一吸盤112旋轉晶圓10的角度。如此一來，第一晶圓之發光元件將對準第一探針卡132之第一探針134。
在將第一晶圓傳輸到第一吸盤112上之前，可在第一晶圓上進行預對準步驟。舉例來說，晶圓傳輸機械手臂104可將第一晶圓自卡匣102取下，並將第一晶圓移動至對準區塊。當第一晶圓碰到對準區塊後，將回推至晶圓傳輸機械手臂104之停止器。如此一來，第一晶圓的中心部份將預對準晶圓傳輸機械手臂104上的預對準區域。第一晶圓上的預對準步驟，可減少對準第一晶圓與第一探針卡132的時間。
在步驟S130中，可在第一晶圓上進行電性檢測。電性檢測步驟可藉由第一探針卡132之第一探針，施加電子訊號至第一晶圓的發光元件。在特定實施例中，第一驅動部份114可垂直移動第一站點110或第一吸盤112，使第一探針134接觸發光元件的電極墊22(見第3圖)。
此時，第一探針卡132之第一探針可同時接觸發光元件的電極墊22。在特定實施例中，第一晶圓的發光元件可分為多個第一群發光元件，且每個第一群發光元件可含有多個發光元件。舉例來說，每個第一群發光元件可含有27個發光元件，且第一探針134可同時接觸這27個發光元件。此時，可經由第一探針134依序施加電子訊號至這27個發光元件。另一方面，可經由第一探針134同時施加電子訊號至這27個發光元件。
上述電性檢測製程可重複進行於第一群的發光元件上。第一驅動部份114可水平及垂直地移動第一站點110，以進行電性檢測製程。
在步驟S130後的步驟S140中，可將第一晶圓置於第二吸盤122上。在特定實施例中，可藉由晶圓傳輸機械手臂104，將第一晶圓自第一吸盤112傳輸至第二吸盤122上。接著以第二吸盤122之真空孔提供真空力，將第一晶圓固定於第二吸盤122上。
此時，晶圓傳輸機械手臂104可將另一晶圓(以下稱作第二晶圓)，自卡匣102傳輸至第一吸盤112上。舉例來說，在第一晶圓傳輸至第二吸盤122上後，晶圓傳輸機械手臂104可將第二晶圓傳輸至第一吸盤112上。
另一方面，在將第一晶圓傳輸至第二吸盤122上之前，晶圓傳輸機械手臂104可將第二晶圓傳輸至第一吸盤112上。在這種情況下，晶圓傳輸機械手臂104可含有兩個機械手臂(未圖示)。晶圓傳輸機械手臂104之第一機械手臂可將第二晶圓自卡匣取出，其第二機械手臂可將第一晶圓自第一吸盤112取下，將第二晶圓置於第一吸盤112上，並將第一晶圓傳輸至第二吸盤122上。藉由晶圓傳輸機械手臂104，可讓第一吸盤112上的第一晶圓轉換為第二晶圓，這將減少傳輸第一晶圓與第二晶圓所需的時間。
在將第二晶圓傳輸至第一吸盤112上之前，可先在第二晶圓上進行預對準步驟。此外，在將第一晶圓傳輸至第二吸盤122之前，可先在第一晶圓上進行預對準步驟。
在步驟S150中，第一晶圓可對準第二探針卡142。部驟S150中的對準步驟與前述之步驟S120類似，可採用第二頂部相機170與第二底部相機172，在此不贅述。當第一晶圓進行對準步驟時，可在電性檢測部份130中進行第二晶圓的對準步驟。藉由第一頂部相機150與第一底部相機152，可進行第二晶圓之對準步驟。
在步驟S160中，可在第一晶圓上進行光學檢測製程。藉由第二探針卡142之第二探針144，可施加電子訊號至第一晶圓的發光元件以進行光學檢測。在特定實施例中，第二驅動部份124可垂直移動第二站點120或第二吸盤122，使第二探針144可接觸發光元件的電極墊。
第二探針卡142之第二探針144可同時接觸發光元件的電極墊。在特定實施例中，第一晶圓的發光元件可分為多個第二群的發光元件，且每一第二群的發光元件可含有多個發光元件。第二探針144可同時接觸每一第二群的發光元件，且可依序施加電子訊號至發光元件。另一方面，可藉由第二探針144同時施加電子訊號至發光元件。
在本發明另一實施例中，可在第一晶圓之發光元件上選擇性地進行光學檢測。舉例來說，可在第一晶圓之每一第二群的發光元件中至少一者上，進行光學檢測。
第二驅動部份124可水平及垂直地移動第二站點120，在第一晶圓之第二群的發光元件上，重複地進行光學檢測。此外，在第一晶圓上進行光學檢測時，可在電性檢測部份130中的第二晶圓上進行電性檢測。
雖然在上述說明中，第一晶圓上先進行電性檢測再進行光學檢測，但也可以先進行光學檢測再進行電性檢測。
請再參考第1圖，在第一晶圓上進行光學檢測後，可進行步驟S170以將第一晶圓傳輸至卡匣102中。晶圓傳輸機械手臂104可將第一晶圓自第二吸盤122，傳輸至卡匣102中。此外，晶圓傳輸機械手臂104可將第二晶圓自第一吸盤112傳輸至第二吸盤122上，並將第三晶圓由卡匣102傳輸至第一吸盤112上。
另一方面，在將第三晶圓移出卡挾102後，晶圓傳輸機械手臂104可自第一吸盤112取下第二晶圓，接著將第三晶圓置於第一吸盤112上。此外，晶圓傳輸機械手臂104可自第二吸盤122取下第一晶圓，將第二晶圓置於第二吸盤122上，再將第一晶圓傳輸至卡匣102中。晶圓傳輸機械手臂104可將第一吸盤112上的晶圓由第二晶圓轉換為第三晶圓，並可接著將第二吸盤122上的晶圓由第一晶圓轉換為第二晶圓。如此一來，可減少傳輸第一、第二、及第三晶圓所需的時間。
在本發明上述的實施例中，可依序在晶圓10上的發光元件20上，依序進行電性檢測與光學檢測製程。在特定實施例中，可同時在第一晶圓上進行光學檢測並在第二晶圓上進行電性檢測，以減少電性檢測與光學檢測發光元件所需的時間。
此外，第一吸盤112上的第二與第三晶圓可彼此交換，且第二吸盤122上的第一與第二晶圓可彼此交換。如此一來，可減少傳輸晶圓10所需的時間。
雖然本發明已以數個較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作任意之更動與潤飾，因此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。
S100、S110、S120、S130、S140、S150、S160、S170．．．步驟
10．．．晶圓
12．．．切割帶
14．．．晶圓環
20．．．發光元件
22．．．電極墊
30．．．晶粒
100．．．檢測裝置
102．．．卡匣
104．．．晶圓傳輸機械手臂
110．．．第一站點
112．．．第一吸盤
112A．．．真空孔
114．．．第一驅動部份
120．．．第二站點
122．．．第二吸盤
124．．．第二驅動部份
130．．．電性檢測部份
132．．．第一探針卡
134．．．第一探針
140．．．光學檢測部份
142．．．第二探針卡
144．．．第二探針
150．．．第一頂部相機
152．．．第一底部相機
160．．．第一測試器
170．．．第二頂部相機
172．．．第二底部相機
180．．．第二測試器
182．．．光感測器
第1圖係本發明一實施例中，檢測發光元件的流程圖；
第2圖係檢測發光元件之裝置圖；
第3圖係圖示第2圖中的晶圓；
第4圖係圖示第2圖中的第一吸盤與電性檢測部份；以及
第5圖係圖示第2圖中的第二吸盤與光學檢測部份。
S100、S110、S120、S130、S140、S150、S160、S170．．．步驟

Claims (9)

  1. 一種檢測發光元件的方法，包括：將一晶圓置於一第一吸盤上，且該晶圓上形成有多個發光元件；在該晶圓上進行一電性檢測與一光學檢測中的一者；將該晶圓置於一第二吸盤上；以及進行該電性檢測與該光學檢測中的另一者，其中該光學檢測係選擇性地進行於該晶圓上的該些發光元件上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之檢測發光元件的方法，其中該晶圓包括多個晶粒貼附至一切割帶，且每一晶粒包括至少一發光元件。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之檢測發光元件的方法，其中該發光元件分為多個第一群的發光元件，且該電性檢測係重複地進行於該些第一群的發光元件上。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之檢測發光元件的方法，其中該發光元件分為多個第二群的發光元件，且該光學檢測係重複地進行於每一該些第二群的發光元件中至少一發光元件上。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之檢測發光元件的方法，其中該電性檢測與該光學檢測係分別採用具有多個第一探針的第一探針卡，與具有多個第二探針的第二探針卡。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之檢測發光元件的方法，更包括： 在進行該電性檢測前，先讓該晶圓對準至該第一探針卡；以及在進行該光學檢測前，先讓該晶圓對準至該第二探針卡。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之檢測發光元件的方法，其中該晶圓係以一晶圓傳輸機械手臂傳輸，且在將該晶圓置於該第一吸盤上之前，該晶圓係預對準至該晶圓傳輸機械手臂之機械手臂的一預定位置。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之檢測發光元件的方法，當該晶圓進行該電性檢測與該光學檢測中的一者時，另一晶圓則進行該電性檢測與該光學檢測中的另一者。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之檢測發光元件的方法，當該晶圓自該第一吸盤取下時，另一晶圓將置於該第一吸盤上，且該晶圓將置於該第二吸盤上。
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