TW201300764A - 光學檢測裝置與光學檢測方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種光學檢測裝置與一種光學檢測方法，此光學檢測裝置包括一載入器、一緩衝台、多個檢測台、與一機械手臂，載入器包括一儲存櫃與一取放台，該儲存櫃儲存有多個待檢測的被檢測物件。其中，載入器可將儲存櫃中的被檢測物件載入至取放台或將取放台上的被檢測物件載入至儲存櫃中。機械手臂用以使被檢測物件於取放台、緩衝台、與各檢測台之間移動。此外，上述之被檢測物件例如為LED晶圓。

Description

光學檢測裝置與光學檢測方法

本發明是關於一種光學檢測裝置與光學檢測方法，且特別是關於一種用於檢測LED晶圓的光學檢測裝置與光學檢測方法。

近年來，發光二極體(light emitting diode，以下簡稱LED)的發光效率有非常顯著地進步。因此，LED的應用領域也愈來愈廣泛，從早期的交通號誌，到近期的液晶電視用的背光模組。而且，也有愈來愈多的照明裝置改用LED作為光源，而非採用燈泡或螢光燈管。

目前，LED的製程已漸趨成熟，其所製造出來的的良率也愈來愈高。然而，為了保證終端產品的品質，仍需對LED晶圓中的各LED晶粒進行檢測，並將不合格的LED晶粒從中剔除之後，才能進行後續的製程。對於LED晶粒來說，光學檢測是必須經過的程序，主要是檢測LED晶粒的峰值波長(peak length)、發光強度(luminous intensity)、光通量(luminous flux)、與色溫(color temperature)等，此外還包括檢測LED晶粒是否有外觀不良、LED晶粒排列的間隙是否有差異等問題。

在檢測的過程中，待檢測的LED晶圓是以一片接一片的方式依序進行檢測。經過檢測後，LED晶圓中不良的LED晶粒會被標示出來，並於之後的流程中被晶粒分選機所挑除。然而，以一片接一片的方式進行檢測卻有效率較低的問題。因此，如何進一步提高LED晶圓的光學檢測效率，是值得本領域具有通常知識者去思量地。

本發明的主要目的在於提供一種光學檢測裝置與光學檢測方法，藉由此光學檢測裝置與光學檢測方法可提高被檢測物件的光學檢測效率。

基於上述目的與其他目的，本發明提供一種光學檢測裝置。此光學檢測裝置包括一載入器、一緩衝台、多個檢測台、與一機械手臂，載入器包括一儲存櫃與一取放台，該儲存櫃儲存有多個待檢測的被檢測物件。其中，載入器可將儲存櫃中的被檢測物件載入至取放台或將取放台上的被檢測物件載入至儲存櫃中。機械手臂用以使被檢測物件於取放台、緩衝台、與各檢測台之間移動。此外，上述之被檢測物件例如為LED晶圓。

於上述之光學檢測裝置中，機械手臂是藉由一樞軸而樞接在光學檢測裝置上。而且，取放台、緩衝台、與所述檢測台例如是環繞著樞軸。

於上述之光學檢測裝置中，取放台、緩衝台、與多個檢測台的至少其中之一是可於垂直方向上進行升降。而且，所述的檢測台於水平上的位置是可被調整地。

於上述之光學檢測裝置中，機械手臂可於垂直方向上進行升降。

基於上述目的與其他目的，本發明提供一種光學檢測方法，其是利用一光學檢測裝置來檢測多個被檢測物件。光學檢測裝置包括一載入器、一緩衝台、多個檢測台、與一機械手臂。所述的被檢測物件於檢測前是儲存於載入器的一儲存櫃中，所述的光學檢測方法包括以下步驟：

(a)　將所述的被檢測物件從儲存櫃中傳送至取放台，再從取放台傳送到所述的檢測台進行檢測，直到每一檢測台皆放置有被檢測物件；

(b)　當所有檢測台皆在進行檢測時，將另一待檢測的被檢測物件從儲存櫃中傳送至取放台上後，再傳送至緩衝台上放置；

(c)　當其中一被檢測物件檢測完畢後，將檢測完畢的被檢測物件傳送至取放台，並將緩衝台上的被檢測物件傳送至具有空缺的檢測台上進行檢測；以及

(d)　將位於取放台上的被檢測物件傳送至儲存櫃中。

在上述之步驟中，當所述檢測台皆在進行檢測時，其他待測的被檢測物件是先移到緩衝台上，待其中一檢測完畢的檢測物件移回到取放台後，再將緩衝台上的被檢測物件移動至具有空缺的檢測台上。然而，也可以先將檢測完畢的被檢測物件移到緩衝台，再將待測的被檢測物件移動至具有空缺的檢測台上，最後再將緩衝台上的被檢測物件移回至取放台上。

於上述之光學檢測方法中，被檢測物件例如為LED晶圓。

在本發明之光學檢測裝置中，由於有緩衝台的設置，故當所有的檢測台上皆有被檢測物件在進行檢測時，另一個待測的被檢測物件便可先放置在緩衝台上。待其中一檢測台上的被檢測物件測試完畢並被移動至取放台後，便可立即將緩衝台上的被檢測物件移動至具有空缺的該檢測台上進行檢測。如此一來，便可增加光學檢測的效率。

為讓本發明之上述目的、特徵和優點更能明顯易懂，下文將以實施例並配合所附圖式，作詳細說明如下。需注意的是，所附圖式中的各元件僅是示意，不一定是按照各元件的實際比例進行繪示。

以下，將以LED晶圓作為被檢測物件的實施例，而檢測台的實施例則為圖1所示的第一檢測台130與第二檢測台140。

請參照圖1與圖2，圖1所繪示為本發明之光學檢測裝置之實施例的立體圖，圖2所繪示為本發明之光學檢測裝置之實施例的俯視圖。此光學檢測裝置100包括一載入器110、一緩衝台120、一第一檢測台130、一第二檢測台140、與一機械手臂150。載入器110包括一儲存櫃112與一取放台114，其中於儲存櫃112中儲存有多個LED晶圓20(如圖3所示)，每一LED晶圓20皆包括多個LED晶粒，而每一LED晶粒都具有一獨特的編碼。緩衝台120是位於取放台114旁，第二檢測台140則是靠近於取放台114，而第一檢測台130是鄰近於第二檢測台140與緩衝台120。此外，機械手臂150則是藉由一樞軸152而樞接在光學檢測裝置100上。其中，取放台114、緩衝台120、第一檢測台130、與第二檢測台140是環繞著樞軸152，也就是說樞軸152是位於取放台114、緩衝台120、第一檢測台130、與第二檢測台140所環繞之區域的中央處。機械手臂150可藉由樞軸152而進行旋轉，藉此，機械手臂150的抓取端154可在取放台114、緩衝台120、第一檢測台130、與第二檢測台140之間移動。

請同時參照圖3，圖3所繪示為儲存櫃112的結構圖。儲存櫃112是由多個片匣211所組成，每個片匣211中都有多個槽位213用以容納LED晶圓20。此外，光學檢測裝置100還包括一取片機構(圖未示)與一升降機構160，取片機構是用以將儲存櫃112中的LED晶圓20載入至取放台114上，此取片機構例如是用夾取或托取的方式來對LED晶圓20進行傳輸。升降機構160是用於對整個取片機構作垂直方向的升降，以讓取片機構處於適當的高度來進行LED晶圓20的載入或載出。

請參照圖4，圖4所繪示為光學檢測裝置對LED晶圓進行檢測的方法流程。以下，將搭配圖5A至圖5H，對圖4所示的各步驟進行較詳細的介紹。

步驟S305：首先，請參照圖5A，利用取片機構將儲存櫃112中的一第一LED晶圓21載入至取放台114上。

步驟S310：接著，請參照圖5B，啟動機械手臂150並使其抓取位於取放台114上的第一LED晶圓21，將第一LED晶圓21移動到第一檢測台130的上方並置放於第一檢測台130上。在本實施例中，機械手臂150是利用夾取或真空吸附的方式來抓取第一LED晶圓21。此外，在本實施例中，機械手臂150與第一檢測台130皆具有垂直升降的功能，因此當機械手臂150來到第一檢測台130的上方後，機械手臂150會往下降，而第一檢測台130則會往上升，以使第一LED晶圓21能穩當地放置在第一檢測台130上。待第一LED晶圓21穩當地放置在第一檢測台130後，第一檢測台130會再次往下降。

步驟S315：再來，啟動位於第一檢測台130上方的第一感測器132，該第一感測器132內部裝設有感光耦合元件(Charge Coupled Device，簡稱CCD)，其可感測經由第一LED晶圓21所傳送過來或所發出的的光線。藉此，便可檢測第一LED晶圓21中的LED晶粒。無法通過檢測的LED晶粒，光學檢測裝置100中的電腦會記錄其編碼，以便在之後的程序中將其剔除。

步驟S320：利用取片機構從儲存櫃112中載入一第二LED晶圓22至取放台114上。需注意的是，步驟S320的執行順序並不一定就在步驟S315之後，步驟S320也可在步驟S310執行後便開始執行。也就是說，當第一LED晶圓21從取放台114移開後，載入器110便可開始將第二LED晶圓22從儲存櫃112中載入至取放台114上。

步驟S325：然後，請參照圖5C，啟動機械手臂150並使其抓取位於取放台114上的第二LED晶圓22，將第二LED晶圓22移動到第二檢測台140的上方並置放於第二檢測台140上。

步驟S330：待第二LED晶圓22安置於第二檢測台140後，啟動位於第二檢測台140上方的第二感測器142，以檢測第二LED晶圓22中的LED晶粒。第二感測器142內部也裝設有感光耦合元件，用以感測經由第二LED晶圓22所傳送過來或所發出來的光線。藉此，便可檢測第二LED晶圓22中的LED晶粒。無法通過檢測的LED晶粒，光學檢測裝置100中的電腦會記錄其編碼，以便在之後的程序中將其剔除。

步驟S335：利用取片機構從儲存櫃112中載入一第三LED晶圓23至取放台114上。

步驟S340：請同時參照圖5D，啟動機械手臂150並使其抓取位於取放台114上的第三LED晶圓23，將第三LED晶圓23移動到緩衝台120的上方並置放於緩衝台120上。

步驟S345：待第一LED晶圓21檢測完後，機械手臂150便會將第一LED晶圓21從第一檢測台130抓起，並使第一LED晶圓21移回到取放台114上。

在上述的步驟中，由於第一檢測台130上的第一LED晶圓21先檢測完畢，故先移動第一LED晶圓21。然而，若是第二檢測台140上的第二LED晶圓22先檢測完畢，則可先移動第二LED晶圓22。

步驟S350：請參照圖5E，在第一LED晶圓21移動到取放台114後，機械手臂150便會將第三LED晶圓23從緩衝台120移動到第一檢測台130的上方並置放於第一檢測台130上，以檢測第三LED晶圓23中的LED晶粒。

步驟S355：將位於取放台114上的第一LED晶圓21收納至儲存櫃112中。

由上述的步驟可知，由於有緩衝台120的設置，故當第一檢測台130與第二檢測台140上皆有LED晶圓在進行檢測時，另一個待測的LED晶圓(即：第三LED晶圓23)便可先放置在緩衝台120上。待第一LED晶圓21測試完畢並被移動至取放台114後，可將第三LED晶圓23移動至第一檢測台130上進行檢測。然而，若無緩衝台120的設置，且第一檢測台130與第二檢測台130上皆有LED晶圓在進行檢測時，則必須等到第一檢測台130或第二檢測台130上的其中一LED晶圓檢測完畢並被收納至儲存櫃112後，載入器110才能繼續從儲存櫃112載入其他的待測LED晶圓到取放台114上。因此，藉由緩衝台120的設置可大大地加快對LED晶圓的檢測速度。

此外，在上述的步驟中，步驟編號並不代表步驟的先後順序。例如，步驟S335的執行順序並不一定就在步驟S330之後，它們可以同時進行。同理，步驟S355也可與步驟S350同時進行。如此一來，便可提高整個光學檢測流程的效率。

此外，在步驟S340至步驟S350中，第三LED晶圓23是先移到緩衝台120上，待第一LED晶圓21移回到取放台114後，再將第三LED晶圓23移動至第一檢測台130上。然而，也可以先將第一LED晶圓21移到緩衝台120，再將第三LED晶圓23移動至第一檢測台130上，最後再將第一LED晶圓21移回至取放台114上。

步驟S360：請參照圖5F，在步驟S355執行完畢後，載入器110便可繼續將儲存櫃112中其他的LED晶圓(即：第四LED晶圓24)載入至取放台114上。

步驟S365：之後，利用機械手臂150將第四LED晶圓24移動到緩衝台120上。

步驟S370：請參照圖5G，當第二LED晶圓22檢測完畢後，便可以啟動機械手臂150以將其移回到取放台114上。之後，便可將第二LED晶圓22收納至儲存櫃112中。

步驟S375：之後，請參照圖5H，利用機械手臂150將第四LED晶圓24移動到第二檢測台140上，以進行檢測。

在步驟S360~步驟S375中，是先將第四LED晶圓24移動到緩衝台120上，待第二LED晶圓22檢測完畢並移動到取放台114後，再將第四LED晶圓24移動到第二檢測台140上進行檢測。然而，也可以先將檢測完畢的第二LED晶圓22移動到緩衝台120上，再將第四LED晶圓24從取放台114移動到第二檢測台140上。之後，將緩衝台120上的第二LED晶圓22移動到取放台114上，並將第二LED晶圓22收納至儲存櫃112中。

在本實施例中，取放台114、緩衝台120、第一檢測台130、第二檢測台140、與機械手臂150皆可作垂直方向的上下移動，如此設計的原因除了可讓LED晶圓較穩當地進行放置外，還可避免機械手臂150在移動時與其他元件產生干涉。此外，除了垂直方向的位置外，第一檢測台130與第二檢測台140還可在水平位置上作調整，以求更精準的對位。另外，在上述的實施例中，機械手臂150是藉由樞軸152進行轉動。然而，機械手臂也可為其他種形態，例如以懸吊的方式進行設置。

此外，取放台114、緩衝台120、第一檢測台130、與第二檢測台140彼此之間的相對位置也不限於圖2中所示的相對位置，本領域具有通常知識者可對其作適當地變化，例如將取放台114的位置與第二檢測台140的位置相交換。此外，檢測台的數目也不限於兩個，也可在光學檢測裝置中設置更多的檢測台，例如：3個，這樣一來可使檢測的速度更加快。

在上述的實施例中，被檢測物件為LED晶圓，然而本領域具有通常知識者應可了解，本發明之光學檢測裝置與光學檢測方法也可用於對其他種類的被檢測物件進行檢測，例如可以用來檢測IC或二極體。

本發明以實施例說明如上，然其並非用以限定本發明所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡本領域具有通常知識者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本發明所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。

20．．．LED晶圓

21．．．第一LED晶圓

22．．．第二LED晶圓

23．．．第三LED晶圓

24．．．第四LED晶圓

100．．．光學檢測裝置

110．．．載入器

112．．．儲存櫃

211．．．片匣

213．．．槽位

114．．．取放台

120．．．緩衝台

130．．．第一檢測台

132．．．第一感測器

140．．．第二檢測台

142．．．第二感測器

150．．．機械手臂

152．．．樞軸

154．．．抓取端

160．．．升降機構

S305~S375．．．流程圖步驟

圖1所繪示為本發明之光學檢測裝置之實施例的立體圖。

圖2所繪示為本發明之光學檢測裝置之實施例的俯視圖。

圖3所繪示為儲存櫃的結構圖。

圖4所繪示為光學檢測裝置對LED晶圓進行檢測的方法流程。

圖5A至圖5H所繪示為在執行各步驟時的光學檢測裝置。

100．．．光學檢測裝置

110．．．載入器

112．．．儲存櫃

114．．．取放台

120．．．緩衝台

130．．．第一檢測台

132．．．第一感測器

140．．．第二檢測台

142．．．第二感測器

150．．．機械手臂

152．．．樞軸

160．．．升降機構

Claims (13)

1. 一種光學檢測裝置，包括：一載入器，該載入器包括一儲存櫃與一取放台，該儲存櫃儲存有多個被檢測物件；一緩衝台；多個檢測台，所述的檢測台是用以檢測所述的被檢測物件；及一機械手臂；其中，該載入器可將該儲存櫃中的被檢測物件載入至該取放台或將該取放台上的被檢測物件載入至該儲存櫃中，該機械手臂用以使該被檢測物件於該取放台、該緩衝台、與各檢測台之間移動。
2. 如申請專利範圍第1項所述之光學檢測裝置，其中該被檢測物件為LED晶圓。
3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學檢測裝置，其中該機械手臂是藉由一樞軸而樞接在該光學檢測裝置上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之光學檢測裝置，其中該取放台、該緩衝台、與所述的檢測台是環繞著該樞軸。
5. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學檢測裝置，其中所述的檢測台、該取放台、與該緩衝台的至少其中之一是可於垂直方向上進行升降。
6. 如申請專利範圍第5項所述之光學檢測裝置，其中所述的檢測台於水平上的位置是可被調整。
7. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學檢測裝置，其中該機械手臂可於垂直方向上進行升降。
8. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學檢測裝置，其中當該光學檢測裝置進行檢測時，執行下述的步驟；將所述的被檢測物件從該儲存櫃中傳送至該取放台，再從該取放台傳送到所述的檢測台上進行檢測，直到每一檢測台皆放置有該被檢測物件；當所述檢測台皆在進行檢測時，將另一被檢測物件從該儲存櫃中傳送至該取放台上後，再傳送至該緩衝台上放置；當其中一被檢測物件檢測完畢後，將檢測完畢的該被檢測物件傳送至該取放台，並將該緩衝台上的被檢測物件傳送至具有空缺的該檢測台上進行檢測；及將位於該取放台上的該被檢測物件傳送至該儲存櫃中。
9. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之光學檢測裝置，其中當該光學檢測裝置進行檢測時，執行下述的步驟：將所述的被檢測物件從儲存櫃中傳送至該取放台，再從該取放台傳送到所述的檢測台上進行檢測，直到每一檢測台皆放置有該被檢測物件；當所述檢測台皆在進行檢測時，將另一被檢測物件從該儲存櫃中傳送至該取放台上；當其中一被檢測物件檢測完畢後，將檢測完畢的該被檢測物件傳送至該緩衝台，並將位於該取放台上的被檢測物件傳送至具有空缺的該檢測台上進行檢測；及將位於該緩衝台上的該被檢測物件傳送至該取放台，並傳送至該儲存櫃中。
10. 一種光學檢測方法，是利用一光學檢測裝置來檢測多個被檢測物件，該光學檢測裝置包括一載入器、一緩衝台、多個檢測台、與一機械手臂，該載入器包括一儲存櫃與一取放台，所述的被檢測物件於檢測前是儲存於該儲存櫃中，該光學檢測方法包括：將所述的被檢測物件從該儲存櫃中傳送至該取放台，再從該取放台傳送到所述的檢測台上進行檢測，直到每一檢測台皆放置有該被檢測物件；當所述檢測台皆在進行檢測時，將另一被檢測物件從該儲存櫃中傳送至該取放台上後，再傳送至該緩衝台上放置；當其中一被檢測物件檢測完畢後，將檢測完畢的該被檢測物件傳送至該取放台，並將該緩衝台上的被檢測物件傳送至具有空缺的該檢測台上進行檢測；及將位於該取放台上的該被檢測物件傳送至該儲存櫃中。
11. 如申請專利範圍第10項所述之光學檢測方法，其中該被檢測物件為LED晶圓。
12. 一種光學檢測方法，是利用一光學檢測裝置來檢測多個被檢測物件，該光學檢測裝置包括一載入器、一緩衝台、多個檢測台、與一機械手臂，該載入器包括一儲存櫃與一取放台，所述的被檢測物件於檢測前是儲存於該儲存櫃中，該光學檢測方法包括：將所述的被檢測物件從儲存櫃中傳送至該取放台，再從該取放台傳送到所述的檢測台上進行檢測，直到每一檢測台皆放置有該被檢測物件；當所述檢測台皆在進行檢測時，將另一被檢測物件從該儲存櫃中傳送至該取放台上；當其中一被檢測物件檢測完畢後，將檢測完畢的該被檢測物件傳送至該緩衝台，並將位於該取放台上的被檢測物件傳送至具有空缺的該檢測台上進行檢測；及將位於該緩衝台上的該被檢測物件傳送至該取放台，並傳送至該儲存櫃中。
13. 如申請專利範圍第12項所述之光學檢測方法，其中該被檢測物件為LED晶圓。