TW201441603A

TW201441603A - 檢測及分類led晶圓的檢測總成及方法

Info

Publication number: TW201441603A
Application number: TW103111591A
Authority: TW
Inventors: 蔡政道
Original assignee: 政美應用股份有限公司
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2014-11-01
Also published as: CN104112686B; CN104112686A; TWI507677B

Abstract

本發明係關於一種用以檢測及分類複數LED晶圓的檢測總成及方法，該總成包含複數卡匣、一光學檢測裝置、一第一輸送單元及一第二輸送單元。複數卡匣分別設置於一待測區及一測定區中，用以承載該等LED晶圓。光學檢測裝置係設置於待測區及測定區之間，以檢測該等LED晶圓。第一輸送單元適可自待測區之該等卡匣中移動該等LED晶圓至光學檢測裝置，且第二輸送單元適可自光學檢測裝置移動該等LED晶圓至測定區之該等卡匣中。

Description

檢測及分類LED晶圓的檢測總成及方法

【0001】

本發明係關於一種檢測LED晶圓的檢測總成及方法，特別指一種可以快速檢測並分類複數LED晶圓的檢測總成及方法。

【0002】

隨著節能省電意識的興起，以及3C產品薄型化、輕量化的需求，將LED（發光二極體）做為光源來取代傳統燈泡，以降低功耗並提升發光效率，已經是不可避免的趨勢。也因此，對於製作LED基材-LED晶圓的良率要求也越趨嚴格。

【0003】

在分割LED晶圓上的晶片單位（die）以進行後續的封裝作業之前，為了降低封裝缺陷並提升整體良率，一般會先針對晶圓上的晶片單位進行良率檢測，再接續後續的封裝作業。

【0004】

於習知的檢測作業中，多是先採用人工操作的方式將晶圓載入光學檢測儀器後，再同樣以人工的方式檢視光學檢測儀器上之晶圓內的晶片單元。因此，由於此種方式皆是依據人工的方式判別並紀錄晶圓上的缺陷，故具有較慢的檢測速度。

【0005】

另一方面，考量到成本因素，在進行前述檢測作業時，大多會採用抽樣檢測的方式為之。如此一來，此種檢測方式將具有以下的缺點：其一為人工檢測並無法有效分析晶圓缺陷的形成原因，在缺乏數據化分析的情況下，對於改善製程以提高整體良率的助益其實相當有限；另一方面，以人工方式進行的檢測，難免會因檢測人員身心狀態的不穩定，而出現疏漏現象；再者，人工檢測的效率較為低落，故將提高整體的製造成本。

【0006】

此外，習知的檢測方式大多是將可容許的最高缺陷作為量測基準，故於分類上僅會將量測後的晶圓粗略的分類為良品及不良品，若欲針對這些良品及不良品各自做進一步等級的區隔，則需再次地進行相關檢測，實乃非經濟的做法。

【0007】

有鑑於此，如何提高並改善上述缺失，以提供一種可以快速檢測並分類複數LED晶圓的裝置及方法，乃為此業界亟待解決的問題。

【0008】

本發明之一目的在於提供一種LED晶圓的檢測總成及方法，其可用以快速地進行複數LED晶圓的檢測及分類。

【0009】

本發明之另一目的在於提供一種LED晶圓的檢測總成及方法，其可進一步針對被區分為良品及不良品的LED晶圓做進一步等級的篩選及分類。

【0010】

為達上述目的，本發明所揭示的一種檢測總成，適可用以檢測及分類複數LED晶圓，該檢測總成包含：複數卡匣、一光學檢測裝置、一第一輸送單元及一第二輸送單元。複數卡匣分別設置於一待測區及一測定區中，用以承載該等LED晶圓。光學檢測裝置係設置於待測區及測定區之間，以檢測該等LED晶圓。第一輸送單元適可自待測區之該等卡匣中移動該等LED晶圓至光學檢測裝置，且第二輸送單元適可自光學檢測裝置移動該等LED晶圓至測定區之該等卡匣中。其中，第一輸送單元將該等LED晶圓自待測區之該等卡匣移動至光學檢測裝置後，光學檢測裝置適可針對該等LED晶圓進行一檢測作業，第二輸送單元接著依據檢測作業所獲得之一檢測數據，將該等LED晶圓移動至測定區之該等卡匣中。

【0011】

本發明亦包含一種檢測方法，可搭配上述檢測總成進行檢測，該方法之步驟如下所述。將欲檢測之複數個LED晶圓設置於一待測區後，該等LED晶圓自待測區移動至一光學檢測裝置。將移至光學檢測裝置的該等LED晶圓適可進行一檢測作業，並依據檢測作業所量測之一檢測數據，將該等LED晶圓移動至一測定區。將該等LED晶圓依據不同的檢測數據被置放於測定區內之不同卡匣內，因此可以同時完成篩選及分類檢測的動作。

【0012】

為了讓上述的目的、技術特徵和優點能夠更為本領域之人士所知悉並應用，下文係以本發明之數個較佳實施例以及附圖進行詳細的說明。

10．．．機台

100．．．檢測總成

200．．．卡匣

210．．．待測區

210a．．．第一次待測區

210b．．．第二次待測區

220．．．測定區

220a．．．第一次測定區

220b．．．第二次測定區

222．．．良品區

224．．．不良品區

230．．．檢測區

300．．．光學檢測裝置

310．．．檢測平台

312．．．頂持元件

320．．．吸附總成

322．．．吸附槽

330．．．影像投射總成

340．．．光學鏡頭

350．．．運算單元

400．．．第一輸送單元

410．．．第一次手臂

500．．．第二輸送單元

510．．．第二次手臂

600．．．卡扣元件

700．．．LED晶圓

【0013】

第1圖為用以容置本發明之檢測總成的機台外觀示意圖；
第2圖為本發明之檢測總成裝設於機台上之示意圖；
第3圖為本發明之檢測總成的第一實施例上視圖；
第4圖為本發明之檢測總成的第一實施例側視圖；
第5圖為本發明檢測總成之光學檢測裝置所具有之影像投射總成與複數光學頭之示意圖；
第6圖為本發明檢測總成之檢測平台之示意圖；
第7圖為本發明檢測總成之頂持元件之示意圖
第8圖為本發明檢測總成之吸附總成之示意圖；
第9圖為本發明之檢測總成的第二實施例上視圖；
第10圖為本發明之檢測總成的第三實施例上視圖；及
第11、12圖為本發明檢測及分類複數LED晶圓之步驟方塊圖。

【0014】

如第1圖所示，其係為用以容置本發明之一檢測總成100之一機台10之外觀示意圖，而第2圖則為本發明之檢測總成100裝設於機台10上之示意圖。

【0015】

如第1圖及第2圖所示，機台10係用以容置檢測總成100，使檢測總成100於進行檢測複數LED晶圓700的過程中，可與外界環境隔絕，以避免外物的不當侵入，導致檢測總成100與複數LED晶圓700之損害。

【0016】

請接續參閱第3圖及第4圖，本發明之檢測總成100係用以檢測及分類複數LED晶圓700。檢測總成100包含複數卡匣200、一光學檢測裝置300、一第一輸送單元400及一第二輸送單元500。其中，複數卡匣200分別設置於一待測區210及一測定區220中，用以承載複數LED晶圓700。光學檢測裝置300則係設置於待測區210及測定區220之間的一檢測區230，用以檢測複數LED晶圓700。較佳地，待測區210與測定區220係以光學檢測裝置300為中心，環狀設置於光學檢測裝置300之外側，且第一輸送單元400係設置於待測區210與光學檢測裝置300間，而第二輸送單元500係設置於測定區220與光學檢測裝置500間。

【0017】

當欲進行前述LED晶圓700的檢測作業時，第一輸送單元400適可自待測區210之該等卡匣200中移動LED晶圓700至檢測區230之光學檢測裝置300中，且第二輸送單元500適可自檢測區230之光學檢測裝置300中移動檢測完畢之LED晶圓700至測定區220之該等卡匣200中。

【0018】

進一步說明，當第一輸送單元400將LED晶圓700自待測區210之該等卡匣200移動至檢測區230之光學檢測裝置300後，光學檢測裝置300適可針對LED晶圓700進行一檢測作業；而後，第二輸送單元500便會依據檢測作業所獲得之一檢測數據，將LED晶圓700自檢測區230之光學檢測裝置300移動至測定區220之該等卡匣200的適當位置中，而完成LED晶圓700的篩選及分類。

【0019】

於本實施例中，光學檢測裝置300包含一檢測平台310、一吸附總成320、一影像投射總成330、複數光學鏡頭340及一運算單元350。請一併參閱如第5圖所示之本發明檢測總成100之光學檢測裝置300所具有之影像投射總成330與複數光學頭340之示意圖，以及如第6圖所示之本發明檢測總成100之吸附總成320之示意圖。其中，檢測平台310係用以置放待檢測之LED晶圓700；吸附總成320係嵌設於檢測平台310中，以吸附固定LED晶圓700；影像投射總成330適可依序投射複數影像於檢測平台310上之LED晶圓700；最後，複數光學鏡頭340適可接收LED晶圓700所反射之該等影像，使運算單元350可將該等光學鏡頭340所接收之該等影像進行處理及分析，以完成相關檢測作業。

【0020】

需理解的是，前述之複數影像可為可見光影像或不可見光影像，其係依據不同的晶圓測試需求進行選擇，且複數光學鏡頭340亦可相應於該可見光影像或不可見光影像，進行挑選。

【0021】

詳細而言，於第5圖所示之實施例中，複數光學鏡頭340為二光學鏡頭340，二光學鏡頭340其中之一係正向於LED晶圓700設置，以接收LED晶圓700所反射之該等影像，而二光學鏡頭340其中之另一係偏置於LED晶圓700，且同樣用以接收LED晶圓700所反射之該等影像。如此一來，因LED晶圓700所反射之影像會同時被正向設置之光學鏡頭340與偏置之光學鏡頭340所接收，故有助於提高影像解析的品質。如此一來，經過運算單元350的運算後，便可得出適當的數據資料來判斷檢測結果。

【0022】

承上，於第5圖所示之一較佳實施例中，二光學鏡頭340之偏置角度約為45度，但並不以此做為限制。因此，使用者亦可依據其他需求，增減光學鏡頭340的設置數量，以及複數光學鏡頭340間的偏置角度。

【0023】

如第6圖所示，吸附總成320係嵌設於檢測平台310中。且如第7圖所示，檢測平台310可進一步包含複數頂持元件312，使複數頂持元件312係被容置於檢測平台310內部，用以升降地頂持欲置放於檢測平台310上的LED晶圓700。

【0024】

如此一來，當第一輸送單元400將待測試之LED晶圓700自待測區210輸送至檢測平台310時，複數頂持元件312將會先升起，使第一輸送單元400可輕易地將LED晶圓700置放於複數頂持元件312上，同時使複數頂持元件312可承載LED晶圓700；待第一輸送單元400卸下LED晶圓700並歸位後，複數頂持元件312將下降，使LED晶圓700被置放於檢測平台310上方，並為吸附總成320所吸附固定以進行檢測；最後，於完成相關檢測作業後，LED晶圓700將重新被複數頂持元件312向上頂持，以供第二輸送單元500依據檢測結果，將LED晶圓700輸送至測定區220所具有之一良品區222或一不良品區224。

【0025】

如第8圖所示，吸附總成320上設置有複數吸附槽322，其可相應於不同LED晶圓700之尺寸（如2吋、4吋、6吋及8吋之LED晶圓700），進行吸附固定的動作。並且，雖然圖式中之部分吸附槽322間具有相互重疊之區域，然該些重複區域係經過精密計算所形成，故複數吸附槽322之設置，可確實地將不同尺寸的LED晶圓700吸附固定於吸附總成320上。

【0026】

如第8圖所示，於一較佳實施例中，吸附總成320被設置成可用以同時吸附二2吋LED晶圓700或同時吸附二4吋LED晶圓700，也可僅用以吸附單一6吋LED晶圓700或僅用以吸附單一8吋LED晶圓700，但並不以此為限。

【0027】

另一方面，吸附總成320可為一真空吸附裝置，以確保LED晶圓700可被確實地固定於檢測平台310上，但並不以此做為限制。換言之，吸附總成320亦可具有其他態樣，以協助進行LED晶圓700的吸附作業。

【0028】

除第3圖及第8圖所示之檢測總成100的第一實施例外，於第9圖所示之檢測總成100的第二實施例中，也可使吸附總成320於每次檢測時，僅用以同時吸附二2吋LED晶圓700或僅用以同時吸附二4吋LED晶圓700。而於第10圖所示之檢測總成100的第三實施例中，則可使吸附總成320於每次檢測時，僅用以吸附單一6吋LED晶圓700或僅用以吸附單一8吋LED晶圓700。

【0029】

於第9圖與第10圖所示之檢測總成100的第二實施例及第三實施例中，其與第8圖所示之檢測總成100的第一實施例的區別在於，第8圖所示的第一實施例可再不更換檢測總成100的情況下，吸附並檢測4種尺寸的LED晶圓700（即2吋、4吋、6吋及8吋之LED晶圓700），而第9圖與第10圖所示之第二實施例及第三實施例，則各僅分別用以吸附並檢測2種尺寸的LED晶圓700（即2吋、4吋LED晶圓700，或6吋、8吋LED晶圓700），以達到降低建置檢測總成100之成本的目的。

【0030】

另一方面，於本案所揭示之各實施例中，第一輸送單元400及第二輸送單元500係皆為一機械手臂，且該機械手臂各具有二第一次手臂410及二第二次手臂510，以交替地將LED晶圓700自待測區210輸送至檢測區230，及將LED晶圓700自檢測區230輸送至測定區220，從而有效地提升LED晶圓700之檢測速度，避免閒置時間的發生。

【0031】

本發明之檢測總成100可進一步包含複數卡扣元件600，其係分別設置於待測區210及測定區220中，以固定該等卡匣200。

【0032】

又，為提升批次檢測LED晶圓700之效率，於第2圖所示之實施例中，待測區210可具有一第一次待測區210a及一第二次待測區210b，且第一次待測區210a及第二次待測區210b係具有上下疊置之關係；相似地，測定區具220有一第一次測定區220a及一第二次測定區220b，且第一次測定區220a及第二次測定區220b係具有上下疊置之關係。

【0033】

如此一來，當設置在上層之第一次待測區210a中的複數LED晶圓700皆完成檢測作業後，第一輸送單元400將可立即地移動至下層，並自下層的第二次待測區210b中，繼續抓取並傳送待測的複數LED晶圓700至檢測區230。此際，作業人員便可趁著第一輸送單元400在抓取下層之第二次待測區210b的LED晶圓700的空檔，將上層不再承載有複數LED晶圓700的空的複數卡匣200移出，重新填充承載有待測LED晶圓700之複數卡匣200，使當下層之LED晶圓700皆完成檢測後，第一輸送單元400可重新移動至上層，繼續抓取並傳送待測的複數LED晶圓700，而供作業人員更換下層的空的複數卡匣200。也就是說，透過此種上下層的設置關係，第一輸送單元400可持續不間斷地於上層第一次待測區210a與下層第二次待測區210b間抓取LED晶圓700，避免光學檢測裝置300處於閒置狀態。

【0034】

相似地，第二輸送單元500將可依據不同的檢測結果，把檢測完畢的LED晶圓700傳送至第一次測定區220a或第二次測定區220b之複數卡匣200中。

【0035】

藉由前述之設置，平均而言，本發明之檢測總成100每小時將可完成360片LED晶圓700之檢測及篩選作業。

【0036】

如第9圖所示，本發明同時揭露一種檢測及分類複數LED晶圓700之方法，其包含下列步驟：

【0037】

首先，如步驟801所示，將複數LED晶圓700設置於一待測區210中；如步驟802所示，依序將複數LED晶圓700自待測區210移動至一檢測區230；如步驟803所示，對複數LED晶圓700進行一檢測作業；最後，如步驟804所示，依據檢測作業所量測之一檢測數據，將複數LED晶圓700移動至測定區220。

【0038】

其中，前述之步驟803更包含下列步驟：

【0039】

如步驟803a所示，將LED晶圓700置放於檢測區230之一檢測平台310；如步驟803b所示，將LED晶圓700吸附於檢測平台310上；如步驟803c所示，將複數影像依序投射於LED晶圓700；如步驟803d所示，利用複數光學鏡頭340接收LED晶圓700所反射之該等影像；最後，如步驟803e所示，利用一運算單元350處理及分析該等影像，以完成LED晶圓700的檢測作業。

【0040】

綜上所述，藉由本發明之檢測總成100之設置，將得以快速地進行複數LED晶圓700的檢測，並有效地提升LED晶圓700的檢測效率，縮短所需的等待時間。

【0041】

另一方面，因完成檢測後之LED晶圓700可依使用者的需求與定義，而進一步被區分為一良品LED晶圓700與一不良品LED晶圓700，故本發明之檢測總成100將可在完成複數LED晶圓700之檢測後，同步依不同需求，進行LED晶圓700之篩選及分類，並被第二輸送單元500傳送至特定的良品區222與不良品區224中，免除後續再進行篩選的時間，進一步提升檢測分類效率。

【0042】

上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。