TWI532979B

TWI532979B - 點測機故障判別方法

Info

Publication number: TWI532979B
Application number: TW103139926A
Authority: TW
Inventors: 吳秉穎; 陳秋旺
Original assignee: 旺矽科技股份有限公司
Priority date: 2014-11-18
Filing date: 2014-11-18
Publication date: 2016-05-11
Also published as: TW201619583A

Description

點測機故障判別方法

本發明係有關於一種點測機故障判別方法，特別是有關於一種用以檢測晶圓上之晶粒的點測機的故障判別方法。

隨著發光二極體產業的快速成長，除了發光二極體本身具有的高亮度、高功率、較長壽命等優點，要如何維持發光二極體之品質亦相當重要。因此，發光二極體製造完成後，必須檢測發光二極體之發光特性，以判斷發光二極體之品質是否良好。

發光二極體在製造時會先成長於晶圓之上，再利用雷射切割形成複數LED晶粒於晶圓上。在進行LED晶粒的檢測程序時，是以點測機(prober)的探針(probe)依序接觸每一LED晶粒的兩個電極，不僅可檢測每一LED晶粒的電性，還可同時使受檢測的LED晶粒發光，並透過收光機構(圖未示)感測LED晶粒之發光特性。

在點測的過程當中，由於探針在使用一段時間之後，會於探針之外周緣積卡塵埃或污物，進而影響測試的可靠度，並使得產品的品質降低。為了解決此問題，目前現有的一種點測機之故障判別方法包含下列步驟：步驟1：訂定一標準值範圍，及一預定判斷機制。步驟2：點測晶圓上預定數量的晶粒，並獲得一組檢測值。步驟3：點測晶圓上預定數量且相鄰已檢測後晶粒的其它晶粒，並獲得另一組檢測值。步驟4：比對二組檢測值，並以二組檢測值的差產生一組核校值。步驟5：統計前述核校值超出該標準值範圍的數量。步驟6：當前述數量符合該判斷機制時，進行點測機故障排除的動作。

然而，上述習知技術會有設定值(即超出該標準值範圍的數量)不容易設定的問題。如果設定值定的太小，在實際測試時，連續發生有設定值數量的晶粒測試為不合格，就會有「需要清針」的需求，但實際上可能只是判斷錯誤，其實並不需要清針，因此將導致測試晶粒時間的延長。如果設定值定的太大，在實際測試晶粒時，可能在連續發生有設定值數量的晶粒測試為不合格的期間，探針上面沾粘的塵埃或污物自動掉落，也不需要清針。由此可知，上述超出該標準值範圍的數量的設定值並不易拿捏。

因此，如何解決上述習知技術的問題，是目前業界亟欲投入研發資源解決的問題之一。

本發明提供一種點測機故障判別方法，應用至用以檢測晶圓上的晶粒的點測機。點測機故障判別方法包含： (a)設定晶粒合格條件以及亮度梯度差標準值；(b)使點測機沿著第一維度依序檢測晶粒；(c)若被檢測之晶粒符合晶粒合格條件，則即時測量並計算被檢測之晶粒在第一維度上的第一維亮度梯度差計算值；以及(d)判斷第一維亮度梯度差計算值的絕對值是否超出亮度梯度差標準值，若否，則繼續執行步驟(b)。

A09~E13‧‧‧晶粒

D1‧‧‧第一維度

D2‧‧‧第二維度

S100~S114‧‧‧步驟

P‧‧‧弓字型路徑

W‧‧‧晶圓

第1圖為繪示本發明一實施方式之點測機故障判別方法的示意圖。

第2圖為繪示以本發明一實施方式之點測機故障判別方法檢測晶圓上的晶粒的局部示意圖。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

請先參閱第1圖以及第2圖。第1圖為繪示本發明一實施方式之點測機故障判別方法的示意圖。第2圖為繪示以本發明一實施方式之點測機故障判別方法檢測晶圓W 上的晶粒的局部示意圖。

如第1圖與第2圖所示，於本實施方式中，點測機故障判別方法主要是應用至用來檢測晶圓W上的晶粒的點測機(圖未示)。點測機故障判別方法包含步驟S100~S114，如下所示。

步驟S100：設定晶粒合格條件以及亮度梯度差標準值。

上述之晶粒合格條件即針對晶粒的電壓、亮度及波長所設定的預設範圍，而上述之亮度梯度差標準值為2%~4%，較佳地為3%，但本發明並不以此為限，可依據實際需求而彈性地調整。

步驟S102：使點測機根據弓字型路徑P沿著第一維度D1依序檢測晶粒，並沿著第二維度D2換排檢測晶粒。

如第2圖所示，僅就晶圓W上的25個晶粒A09~E13做說明。於本實施方式中，第一維度D1為X維度，而第二維度D2為Y維度。當點測機的探針根據上述之弓字型路徑P進行移動時，會沿著第一維度D1由晶粒A09朝向晶粒A13的方向依序檢測該排所有晶粒。在該排所有晶粒都檢測完畢之後，探針會沿著第二維度D2換排，再沿著第一維度D1由晶粒B13朝向晶粒B09的方向依序檢測，之後依此類推。於實際應用中，上述之第一維度D1與第二維度D2也可以分別是Y維度與X維度，或者為其他自訂之維度。

步驟S104：若被檢測之晶粒符合晶粒合格條件，則即時計算被檢測之晶粒在第一維度D1上的第一維亮度梯度差計算值以及在第二維度D2上的第二維亮度梯度差計算值。

實際上，本實施方式之點測機故障判別方法係以晶粒合格條件作為判斷晶粒本身是否合格的第一階段檢測，並以亮度梯度差標準值作為判斷探針(圖未示)是否有異物(例如塵埃或污物)的第二階段檢測。詳細來說，本發明實施方式之點測機故障判別方法先利用晶粒合格條件對每一晶粒進行一般性檢測。若第一階段檢測的檢測結果為「不合格」，則明顯代表晶粒發生嚴重問題。也就是說，在步驟S100中就可先確定晶粒是否為合格的。如果是不合格的晶粒，在步驟S100就會先被紀錄為不良晶粒(Bad Die)，在第二階段檢測將會剔除不良晶粒的部份。雖然第一階段檢測的檢測結果為「合格」，有時卻無法確認晶粒本身的測試值的正確或錯誤，因為受到探針上積卡的異物影響，晶粒的測試結果可能不會等於實際值。以發光二極體的產業來說，晶粒除了要確認是否為不良晶粒，還需要根據測試結果來分等級，不同等級的晶粒可以販賣的價錢也會有所不同。若晶粒的測試結果不等於實際值，例如測試結果比實際值差，表示實際上等級比較高的晶粒可能因為測試結果的錯誤而導致晶粒分到較差的等級。因此，本發明實施方式之點測機故障判別方法還進一步基於相鄰的晶粒彼此之間的亮度落差都相似的特性對晶粒進行亮度檢測。若所檢測之晶粒的亮度梯度差計算值的絕對值極大，則表示探針上有異物積卡。

於本實施方式中，第一維亮度梯度差計算值係由被檢測之晶粒以及其在第一維度D1上至少前一個被檢測之晶粒的第一維亮度比值所計算，並且第二維亮度梯度差計算值係由被檢測之晶粒以及其在第二維度D2上至少前一個被檢測之晶粒的第二維亮度比值所計算。

舉例來說，以第2圖中的晶粒C11來說，晶粒C11的第一維亮度梯度差計算值係由晶粒C11以及其在第一維度D1上至少前一個被檢測之晶粒C10的第一維亮度比值所計算，晶粒C11的第二維亮度梯度差計算值係由晶粒C11以及其在第二維度D2上至少前一個被檢測之晶粒B11的第二維亮度比值所計算。由此可知，必須在被檢測之晶粒在第一維度D1上必須有至少兩個以上第一維亮度比值，且在第二維度D2上必須有至少兩個以上第二維亮度比值的情況之下，才能以本實施方式之點測機故障判別方法對被檢測之晶粒進行判斷。因此，於第2圖中，若晶圓W只有25個晶粒A09~E13，則其中僅有晶粒C11~C13、D09~D11、E11~E13可以同時計算出第一維亮度梯度差計算值與第二維亮度梯度差計算值。

詳細來說，被檢測之晶粒的第一維亮度梯度差計算值與第二維亮度梯度差計算值可由下述方式計算而得。

被檢測之晶粒(以晶粒E13為例)的第一維亮度比值為Lx3_ratio=Lx3/Lx2，被檢測之晶粒在第一維度D1上的前一個被檢測之晶粒(即晶粒E12)的第一維亮度比值為 Lx2_ratio=Lx2/Lx1，Lx3、Lx2以及Lx1分別為被檢測之晶粒以及其在第一維度D1上前兩個被檢測之晶粒(即晶粒E12、E11)的亮度值，則第一維亮度梯度差計算值Ratio_X=(Lx3_ratio/Lx2_ratio)-1。被檢測之晶粒的第二維亮度比值為Ly3_ratio=Ly3/Ly2，被檢測之晶粒在第二維度D2上的前一個被檢測之晶粒(即晶粒D13)的第二維亮度比值為Ly2_ratio=Ly2/Ly1，Ly3、Ly2以及Ly1分別為被檢測之晶粒以及其在第二維度D2上前兩個被檢測之晶粒(即晶粒D13、C13)的亮度值，則第二維亮度梯度差計算值Ratio_Y=(Ly3_ratio/Ly2_ratio)-1。

於一實施例中，晶粒E13的亮度Lx3與Ly3皆為101，晶粒E12的亮度Lx2為100，晶粒E11的亮度Lx1為98，晶粒D13的亮度Ly2為99，晶粒C13的亮度Ly1為98。根據以上數據可計算出晶粒E13的第一維亮度比值Lx3_ratio=101/100=1.01，晶粒E12的第一維亮度比值Lx2_ratio=100/98=1.0204082，晶粒E13的第二維亮度比值Ly3_ratio=101/99=1.020202，而晶粒D13的第二維亮度比值Ly2_ratio=99/98=1.0102041。因此，晶粒E13的第一維亮度梯度差計算值Ratio_X=(1.01/1.0204082)-1=-1.020%，而晶粒E13的第二維亮度梯度差計算值Ratio_Y=(1.020202/1.0102041)-1=0.990%。於本實施例中，由於晶粒E13的第一維亮度梯度差計算值Ratio_X的絕對值與第二維亮度梯度差計算值的絕對值皆未超過預設為3%的亮度梯度差標準值，因此判定晶粒E13 通過亮度檢測，代表點測機在檢測晶粒E13時，並未有異物積卡於探針上的狀況發生。

於另一實施例中，晶粒E13的亮度Lx3與Ly3皆為96，晶粒E12的亮度Lx2為100，晶粒E11的亮度Lx1為98，晶粒D13的亮度Ly2為99，晶粒C13的亮度Ly1為98。根據以上數據可計算出晶粒E13的第一維亮度比值Lx3_ratio=96/100=0.96，晶粒E12的第一維亮度比值Lx2_ratio=100/98=1.0204082，晶粒E13的第二維亮度比值Ly3_ratio=96/99=0.969697，而晶粒D13的第二維亮度比值Ly2_ratio=99/98=1.0102041。因此，晶粒E13的第一維亮度梯度差計算值Ratio_X=(0.96/1.0204082)-1=-5.920%，而晶粒E13的第二維亮度梯度差計算值Ratio_Y=(0.969697/1.0102041)-1=-4.010%。於本實施例中，由於晶粒E13的第一維亮度梯度差計算值Ratio_X的絕對值與第二維亮度梯度差計算值的絕對值皆已超過預設為3%的亮度梯度差標準值，因此判定晶粒E13並未通過亮度檢測，代表點測機在檢測晶粒E13時，發生了異物積卡於探針上的狀況。

要說明的是，本實施方式之點測機故障判別方法需要利用上述之第一維亮度梯度差計算值與第二維亮度梯度差計算值進行判斷(而非單純利用亮度值來判斷)的目的，在於此計算步驟可以消除在晶圓W上的不同區域的待測晶粒因製程而產生的差異。

步驟S106：判斷第一維亮度梯度差計算值的絕對值與第二維亮度梯度差計算值的絕對值是否皆超出亮度梯度差標準值，若否，則執行步驟S102，若是，則執行步驟S108。

步驟S108：對點測機進行異物排除和機台錯誤診斷動作。

由此可知，當被檢測之晶粒的至少其中一維亮度梯度差計算值的絕對值未超出亮度梯度差標準值(或無法計算出)時，會判定無異物積卡的問題發生，並繼續執行步驟S102。唯有當被檢測之晶粒的兩維亮度梯度差計算值的絕對值皆超出亮度梯度差標準值時，才會判定有異物積卡的問題發生，並接著對點測機進行異物排除(例如，清針)和機台錯誤診斷動作。

步驟S110：重新測量並計算第一維亮度梯度差計算值與第二維亮度梯度差計算值。

步驟S112：判斷重新測量並計算之第一維亮度梯度差計算值的絕對值與第二維亮度梯度差計算值的絕對值是否仍超出亮度梯度差標準值，若否，則執行步驟S102，若是，則執行步驟S114。

步驟S114：判定點測機發生異常情況，並停止點測機以進行異常排除。

在對點測機進行異物排除(例如，清針)和機台錯誤診斷動作之後，探針會重新回到被檢測之晶粒，並重新測量並計算被檢測之晶粒的第一維亮度梯度差計算值與第二維亮度梯度差計算值。若重新測量並計算之第一維亮度梯度差計算值的絕對值與第二維亮度梯度差計算值的絕對值並未超出亮度梯度差標準值，則代表積卡於探針上的異物已在清針的步驟(即步驟S108)中被清除了。相反地，若重新測量並計算之第一維亮度梯度差計算值的絕對值與第二維亮度梯度差計算值的絕對值仍超出亮度梯度差標準值，則代表點測機的探針上的異物即使執行清針的步驟也無法清除，此時就必須判定點測機發生異常情況，並停止點測機。通常來說，解決上述異常情況的方式是直接更換點測機的探針。

由以上對於本發明之具體實施例之詳述，可以明顯地看出，本發明的點測機故障判別方法在晶粒通過一般性檢測之後，可再進一步對被檢測之晶粒進行亮度檢測，藉以精確地判斷是否有異物積卡於探針的狀況發生，並解決此狀況造成第一階段檢測結果不準確的問題。並且，相較於習知技術，本發明的點測機故障判別方法可在檢測到異常時即時對探針做清針動作。若清針之後的檢測結果不同，則可清楚得知積卡於探針上的異物在清針後以被清除，並可繼續檢測下一晶粒；若檢測結果相同，則可清楚得知點測機的探針發生了即使執行清針的步驟也無法清除的異常情況，必須停止點測機，以待檢測人員對點測機的探針進行後續更換程序。此外，本發明的點測機故障判別方法是藉由判斷對被檢測之晶粒所計算之亮度梯度差計算值(而非單純判斷亮度值或亮度比值)是否過大，來判斷探針是否有異物積卡，因此可以消除在晶圓上的不同區域的待測晶粒因製程而產生的差異。也就是說，本發明的點測機故障判別方法中所預設的亮度梯度差標準值可通用至晶圓上的不同區域的待測晶粒，因此並不會產生不容易設定的問題。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，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，當可作各種之更動與潤飾，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~S114‧‧‧步驟

Claims

一種點測機故障判別方法，用以檢測一晶圓上的晶粒，該點測機故障判別方法包含：(a)設定一晶粒合格條件以及一亮度梯度差標準值；(b)使一點測機沿著一第一維度依序檢測該些晶粒；(c)若被檢測之該晶粒符合該晶粒合格條件，則即時測量並計算被檢測之該晶粒在該第一維度上的一第一維亮度梯度差計算值以及在一第二維度上的一第二維亮度梯度差計算值；以及(d)判斷該第一維亮度梯度差計算值的絕對值與該第二維亮度梯度差計算值的絕對值是否皆超出該亮度梯度差標準值，若否，則繼續執行步驟(b)；其中該第一維亮度梯度差計算值係由被檢測之該晶粒以及其在該第一維度上至少前一個被檢測之該晶粒的第一維亮度比值所計算，並且該第二維亮度梯度差計算值係由被檢測之該晶粒以及其在該第二維度上至少前一個被檢測之該晶粒的第二維亮度比值所計算；其中被檢測之該晶粒的該第一維亮度比值為Lx3_ratio=Lx3/Lx2，被檢測之該晶粒在該第一維度上的前一個被檢測之該晶粒的該第一維亮度比值為Lx2_ratio=Lx2/Lx1，Lx3、Lx2以及Lx1分別為被檢測之該晶粒以及其在該第一維度上前兩個被檢測之該些晶粒的亮度值，則該第一維亮度梯度差計算值Ratio_X=(Lx3_ratio/Lx2_ratio)- 1，被檢測之該晶粒的該第二維亮度比值為Ly3_ratio=Ly3/Ly2，被檢測之該晶粒在該第二維度上的前一個被檢測之該晶粒的該第二維亮度比值為Ly2_ratio=Ly2/Ly1，Ly3、Ly2以及Ly1分別為被檢測之該晶粒以及其在該第二維度上前兩個被檢測之該些晶粒的亮度值，則該第二維亮度梯度差計算值Ratio_Y=(Ly3_ratio/Ly2_ratio)-1。
如申請專利範圍第1項所述之點測機故障判別方法，其中步驟(d)包含：(d1)若判斷結果為是，則執行步驟(e)；以及(e)對該點測機進行一異物排除和機台錯誤診斷動作，其中在步驟(e)之後，該點測機故障判別方法還包含：(f)重新測量並計算該第一維亮度梯度差計算值與該第二維亮度梯度差計算值；(g)判斷重新測量並計算之該第一維亮度梯度差計算值的絕對值與該第二維亮度梯度差計算值的絕對值是否仍超出該亮度梯度差標準值，若是，則執行步驟(h)，若否，則繼續執行步驟(b)；以及(h)判定該點測機發生異常情況，並停止該點測機以進行異常排除。
如申請專利範圍第1項所述之點測機故障判別方法，其中步驟(b)包含：(b1)使該點測機根據一弓字型路徑沿著該第一維度依序檢測該些晶粒，並沿著該第二維度換排檢測該些晶粒。
如申請專利範圍第1項所述之點測機故障判別方法，其中該亮度梯度差標準值為2%~4%。