TWI416642B

TWI416642B - With double-sided electrode semiconductor grain detection method and testing machine

Info

Publication number: TWI416642B
Application number: TW98102338A
Authority: TW
Inventors: Cheng Huiung Chen; Chia Bin Tseng
Original assignee: Chroma Ate Inc
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2013-11-21
Also published as: TW201029083A

Description

具有雙面電極半導體晶粒檢測方法及檢測機台

本發明係關於一種半導體晶粒檢測方法，特別是一種具有雙面電極之半導體晶粒檢測方法及該檢測機台。

發光二極體(LED)逐漸廣泛應用於顯示器之背光源、招牌、手持照明裝置及汽機車之儀表指示、或信號燈，且單顆元件的發光亮度逐漸提升，個別元件被單獨使用的機會大增。以往常見的製造方法，是如圖1所示，將LED晶粒80的兩個電極81都成型於單一側面，在製造及測試流程中，則是先將整片佈局完成的晶圓以例如雷射進行部分切割，在各晶粒間仍保持聯繫狀況下置放到一片供承載的塑膠膜上，使得晶圓與塑膠膜間緊密附著。

隨後因塑膠膜具有良好的延展性，當將塑膠膜12拉伸、繃緊於如圖2所示之框架13時，原本附著於塑膠膜上的整片晶圓8，將由各被切割的部分斷開，使得所有晶粒80彼此分離而暫時附著於塑膠膜12上，成為常見的單顆受測狀態。測試時，如圖3所示，則是以兩組針壓組件14，分別致能此LED晶粒位於同一側面兩電極，使得受測的單顆LED晶粒發光，並感測其發光強度與光場分佈等資訊，從而判別該LED晶粒的好壞。

為因應不同需求，半導體晶粒也有各自不同的設計；例如目前常見的高亮度LED晶粒，為有效增大發光表面的面積，發光側面僅有單一致能電極，而將接地電極設置在發光面的相反側面，且在晶圓狀態時，尚未被分離的各晶粒之接地電極彼此導通。因此在測試時，是如圖4所示，將整片晶圓置放於單一的導電基座15上，由導電基座15導接所有接地電極作為共同接地，並以例如單一的針壓組件14逐一致能各晶粒90，並在檢測完畢後才切割分離各晶粒90。為便於說明，以下稱呼此類接地電極與致能電極分在兩相反側面的晶粒90為雙面電極半導體晶粒。

不幸的是，由於單一晶粒的發光強度逐漸增強，發光強度是否精準也成為備受關注的議題，在切割過程中，即使些微的偏差，都會使該切割偏差兩側的晶粒因發光面積非預期的增大或縮小，導致發光強度過大或過小而減損其價值。如何確認每一顆晶粒的發光強度，並正確分類，使出廠產品規格齊一，便成為提升產品競爭力與價格的不二法門。

而此種雙面電極晶粒在置放於塑膠膜，並拉伸塑膠膜而使晶粒彼此分離後，由於接地電極與致能電極之一必然平貼於不導電的塑膠膜上，若以導針戳破藍膜接觸底部電極(由塑膠膜承載)，導通時所產生之高溫會導致藍膜在約60度時即開始熔融，因此一方面不能像整片晶圓時，以導電基座導接至共同接地電極，以單一針壓組件導接致能致能電極而使其發光受測；也不能以兩組位於同一側面的針壓組件致能發光。也就是說，依照目前技術，此種具有雙面電極的半導體晶粒在分離後並無適當的自動化檢測方法。

承上所述，若能利用與現有技術大致相容的檢測方法及檢測機台，供檢測各分離後的上述晶粒，將使得晶粒的電氣性能被精確測出，產品品質從而提升。

本發明之一目的，在提供一種可檢測切割分離後，不再相互電性連結的雙面電極半導體晶粒之檢測方法。

本發明之另一目的，在提供一種具有良好導電性及導熱性的承載裝置之雙面電極半導體晶粒檢測機台。

本發明之再一目的，在提供一種可穩固固定受測晶粒之雙面電極半導體晶粒檢測機台。

本發明係一種具有雙面電極半導體晶粒檢測方法，包含下列步驟：a)提供一組具有一層金屬導電膜及一層形成於該金屬導電膜上之導電黏著層的承載裝置；b)其雙面電極之一被導電接觸並附著於該承載裝置導電黏著層，設置複數具有雙面電極之半導體晶粒於該承載裝置上；c)以至少一組針壓組件導電接觸該等半導體晶粒之至少一者的該另一面電極進行檢測；及d)獲得該檢測結果。

本發明更揭露一種具有雙面電極半導體晶粒檢測機台，包含：一組承載裝置，包括：一層金屬導電膜；一個固定並繃緊該金屬導電膜之框架；及一層形成於該金屬導電膜上、供該等具有雙面電極半導體晶粒的雙面電極之一被導電接觸並附著其上的導電黏著層；一組電氣連接該承載裝置之該金屬導電膜及/或該導電黏著層、並支撐該承載裝置之導電基座；一組供導電接觸該等半導體晶粒之至少一者的該另一面電極之針壓組件；一組供處理該待測半導體晶粒所發訊號之處理裝置。

利用本發明，切割偏差而發光面積非預期變化的具有雙面電極晶粒，以單一針壓組件導接致能而接受測試，令晶粒的電氣性能被精確測出，在出貨給顧客前，挑掉非合格晶粒或進行發光亮度分類，使顧客獲得不良率趨近於0ppm及最符合顧客要求的晶粒，從而解決習知檢測方法及機台的上述問題。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。為方便說明，本發明之檢測機台係例示為發光測試機台，且半導體晶粒係一種發光二極體晶粒；當然，若利用本發明針對具有雙面電極之半導體元件進行它項檢測亦屬本案之範疇無疑。

如圖5、6、7所示之本發明第一實施例，依圖8所示檢測步驟，先以步驟a)提供一承載裝置21電氣接觸測試機台之導電基座25，且本例中，該承載裝置21更包含有一層例示為銅箔的金屬導電膜211、一層表面阻抗小於0.06歐姆之導電黏著層212及用以固定該承載裝置21的框架213，並被導電基座25所支撐；隨後進行步驟b)令具有特定延展性基板92的複數雙面電極半導體晶粒90雙面電極91之一被導電接觸於承載裝置21。

而該步驟b)更依序包含下列三個步驟：b1)將一片尚未被切割，並具有複數上文所述晶粒90的晶圓9，置放於一片於此例示為藍膜的可延展基片7上，且該片藍膜之厚度及延展性分別約為100μm及200%；b2)拉伸該可延展基片7，使得該晶圓9中的晶粒90彼此分離；及b3)搬移該等彼此分離的晶粒90，令其單一面電極91朝上，另一面電極91則導電接觸並附著於該承載裝置21之導電黏著層212。

承上並參照圖9進行步驟c)，該檢測機台2以一組針壓組件24導電接觸該等半導體晶粒90之一的朝上面電極91以進行晶粒發光檢測，並由光感測器261接收其發光資料。再進行步驟d)由處理裝置26處理發光檢測資料並紀錄該檢測結果。

再者，參照圖10，上述晶粒檢測方法檢測步驟亦可如圖11所示方式施行，此即為本發明之第二實施例，不同於前例之處則為其步驟b)係依序包含另外三個不同步驟：b4)置放一片尚未分離、並包括複數雙面電極晶粒的晶圓於承載裝置導電黏著層，並以其雙面電極之一導電接觸該承載裝置；b5)拉伸該延展性優於半導體晶粒基板的金屬導電膜，使該等晶粒彼此分離；及b6)將該金屬導電膜固定至一組框架上，使該等晶粒保持彼此分離。

承上，更因為前例所述之藍膜，係一種難以重複使用的耗材，欲將每片晶圓分離出晶粒時，皆需使用一片藍膜；而相較於前文之檢測方式，本例不僅將節省下藍膜的不斐成本，更無須耗用時間將已被分離的複數晶粒轉置於承載裝置，進一步減少了部份工序及其所用工時，而提升了晶粒檢測之效率；當該等複數晶粒皆已檢測完畢時，其發光資料亦傳送至處理裝置，則進行步驟e)由汲取裝置27’逐一將晶粒搬離承載裝置，得以進行隨後的分類動作；而該汲取裝置27’之汲取分離動作係先後以e1)隱藏於導電基座底面的頂撐件271’頂撐承載裝置之金屬導電膜及導電黏著層，減少晶粒附著導電黏著層之面積，再以e2)一組汲取件272’以一個大於該導電黏著層黏著力之汲取力，將該待分類晶粒汲取脫離該導電黏著層。再者，本例所示之導電黏著層係一層導電膠，該層導電膠的黏著力約為9.8nt/in，且其黏著性可被調整，而能輕鬆適用於不同種類的待測晶粒及汲取裝置。

如此，藉由本發明所揭露之具有雙面電極半導體晶粒檢測機台，依一個自動化檢測流程，令由晶圓分離之雙面電極晶粒的電氣性能被精確測出，使顧客能獲得不良率0ppm的晶粒，不僅提昇檢測結果之精度及效率，並正確分類完測晶粒，使顧客出廠產品規格、品質得以一致，增加了產品受檢測後的市場價值。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

12．．．塑膠膜

13、213．．．框架

14、24．．．針壓組件

15、25．．．導電基座

2．．．檢測機台

21．．．承載裝置

211．．．金屬導電膜

212．．．導電黏著層

26．．．處理裝置

261．．．光感測器

27’．．．汲取裝置

271’．．．頂撐件

272’．．．汲取件

7．．．可延展基片

8、9．．．晶圓

80、90．．．晶粒

81、91．．．電極

92．．．基板

a----e、b1)----b6)、e1)、e2)、b’．．．步驟

圖1為同一側面兩電極的LED晶粒之俯視示意圖；

圖2為位於塑膠膜上各自分離的LED晶粒之俯視示意圖；

圖3為習知同一側面兩電極LED晶粒，利用塑膠膜承載而接受測試的立體示意圖；

圖4為習知另一晶粒，以導電基座承載而接受測試的立體示意圖；

圖5為本發明第一實施例之具有雙面電極半導體晶粒檢測機台，其電氣接觸承載裝置的導電基座立體示意圖；

圖6為本發明第一實施例之承載晶圓的藍膜俯視示意圖；

圖7為本發明第一實施例之承載裝置之金屬導電膜、導電黏著層及框架的示意圖；

圖8為本發明第一實施例之具有雙面電極半導體晶粒檢測方法的步驟示意圖；

圖9為本發明第一實施例之具有雙面電極半導體晶粒檢測機台的立體示意圖；

圖10為本發明第二實施例之汲取裝置示意圖；

圖11為本發明第二實施例之另一晶粒檢測方法的步驟示意圖。

a----d、b1)----b3)．．．步驟

Claims

一種具有雙面電極半導體晶粒檢測方法，包含下列步驟：a)提供一組具有一層金屬導電膜及一層形成於該金屬導電膜上之導電黏著層的承載裝置；b)令其雙面電極之一被導電接觸並附著於該承載裝置導電黏著層，設置複數具有雙面電極之半導體晶粒於該承載裝置上；c)以至少一組針壓組件導電接觸該等半導體晶粒之至少一者的該另一面電極進行檢測；及d)獲得該檢測結果。
如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中該步驟b)更包括下列次步驟：b1)將一片尚未分離、並包括複數具有雙面電極半導體晶粒的晶圓置放附著於一片可延展基片上；b2)拉伸該可延展基片，使得該晶圓中之該等半導體晶粒彼此分離；及b3)將該等彼此分離之半導體晶粒以使其雙面電極之一被導電接觸並附著於該承載裝置導電黏著層之方式搬移至該承載裝置上。
如申請專利範圍第1項所述之檢測方法，其中該步驟b)更包括下列次步驟：b4)將一片尚未分離、並包括複數具有雙面電極半導體晶粒的晶圓以使該等晶粒的雙面電極之一被導電接觸並附著於該承載裝置導電黏著層之方式，置放附著於該承載裝置金屬導電膜上；b5)拉伸該金屬導電膜，使該等晶粒彼此分離；及b6)將該金屬導電膜固定至一組框架上，使該等晶粒保持彼此分離。
如申請專利範圍第1、2或3項所述之檢測方法，其中該半導體晶粒係一種發光二極體晶粒，且該步驟c)係以該組針壓組件逐一致能該等發光二極體晶粒使其發光。
如申請專利範圍第1、2或3項所述之檢測方法，更包含在該步驟d)後，依照該檢測結果進行分類的步驟e)。
如申請專利範圍第5項所述之檢測方法，其中該分類步驟e)更包括下列次步驟：e1)以一組汲取裝置之頂撐件由該金屬導電膜下方將該等檢測完畢晶粒中之一個待分類晶粒上頂；及e2)以一組汲取裝置之汲取件以一個大於該導電黏著層黏著力之汲取力，將該待分類半導體晶粒汲取脫離該導電黏著層。
一種具有雙面電極半導體晶粒檢測機台，包含：一組承載裝置，包括：一層金屬導電膜；一個固定並繃緊該金屬導電膜之框架；及一層形成於該金屬導電膜上、供該等具有雙面電極半導體晶粒的雙面電極之一被導電接觸並附著其上的導電黏著層；一組電氣連接該承載裝置之該金屬導電膜及/或該導電黏著層、並支撐該承載裝置之導電基座；一組供導電接觸該等半導體晶粒之至少一者的該另一面電極之針壓組件；一組供處理該待測半導體晶粒所發訊號之處理裝置。
如申請專利範圍第7項所述之機台，更包含一組包括一個可相對該承載裝置移動之頂撐件及一個對應該頂撐件之汲取件的汲取裝置。
如申請專利範圍第7或8項所述之機台，其中該具有雙面電極半導體晶粒係發光二極體晶粒，且該處理裝置包括一組光感測器。