TWI598580B

TWI598580B - Led晶圓檢測裝置及其方法

Info

Publication number: TWI598580B
Application number: TW103111592A
Authority: TW
Inventors: 蔡政道
Original assignee: 政美應用股份有限公司
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2017-09-11
Also published as: TW201443422A; CN104132946A

Description

LED晶圓檢測裝置及其方法

【0001】

本發明係關於一種LED晶圓檢測裝置及其方法，特別指一種可以快速檢測LED晶圓的LED晶圓檢測裝置及其方法。

【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，將發光二極體（LED）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LED晶圓的良率要求，也越趨嚴格。

【0003】

於分割LED晶圓上的晶片單位（die）以進行後續封裝作業前，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做良率檢測，再進行後續的封裝作業。

【0004】

於習知的檢測方式中，多是採用手動操作的方式將晶圓載入光學檢測儀器後，再經由檢測員以肉眼檢視光學檢測儀器上之晶圓內的晶片單元，並藉以完成晶圓的良率判斷作業。

【0005】

由於此種檢測主要是依據人工的方式判別並紀錄晶圓上的缺陷，故檢測速度相當緩慢。並且，考量到成本因素，實務上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：其一為無法對缺陷部位進行詳細的統整紀錄，當往後欲進行LED晶圓製程上的調整時，對於整體良率的提高有限；另一方面，檢測人員於長時間作業下，難免會有疲勞情形產生，故以人工方式進行檢測將依舊存在疏漏；再者，人工檢測效率的低落，也會對整體成本造成影響。

【0006】

又，當欲以不同的波段光譜（如紅色光）照射LED晶圓進行檢測時，於現有技術中，多是以一般光源搭配彩色濾光片（即紅光濾光片）的方式，來發射該紅色光，然因光源所發射之光束在穿透該彩色濾光片時，即會伴隨著亮度減損的情況，故此種以一般光源搭配彩色濾光片之方式，會存在亮度衰減而導致缺陷不明顯的問題。並且，當欲切換不同的光譜（如將紅色光切換為綠色光或藍色光）進行照射時，彩色濾光片的更換也會浪費不少工作時間。

【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LED晶圓的LED晶圓檢測裝置及其方法，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可以快速檢測LED晶圓的LED晶圓檢測裝置及其方法。

【0009】

為達上述目的，本發明之一種LED晶圓檢測裝置包含一檢測平台及一光學檢測裝置。檢測平台適可依序承載並固定複數LED晶圓，而光學檢測裝置則包含一線掃描攝影機、一稜鏡總成及一光源總成。其中，線掃描攝影機係設置於檢測平台上方，稜鏡總成係設置於線掃描攝影機與檢測平台間，且光源總成係鄰設於稜鏡總成，並用以依序發射至少二線光束至稜鏡總成。

【0010】

為達上述目的，本發明之一種LED晶圓檢測裝置所具有之光源總成具有至少二線光源，且至少二線光源係以垂直堆疊之方式，鄰設於稜鏡總成。

【0011】

為達上述目的，本發明之一種LED晶圓檢測裝置所具有之至少二線光源係為二線光源，用以發射二線光束至稜鏡總成。

【0012】

為達上述目的，本發明之一種LED晶圓檢測裝置所具有之二線光束可為紅光光束、藍光光束或綠光光束其中之二。

【0013】

為達上述目的，本發明之一種LED晶圓檢測裝置所具有之至少二線光源係為三線光源，用以發射三線光束至稜鏡總成。

【0014】

為達上述目的，本發明之一種LED晶圓檢測裝置所具有之三線光束可為紅光光束、藍光光束或綠光光束。

【0015】

為達上述目的，本發明之一種LED晶圓檢測裝置所具有之光源總成於依序發射至少二線光束後，至少二線光束係先為稜鏡總成反射至檢測平台上之該等LED晶圓，再被該等LED晶圓反射，穿透稜鏡總成後，為線掃描攝影機所接收。

【0016】

本發明亦包含一種LED晶圓檢測方法，可搭配上述LED晶圓檢測裝置進行檢測，該方法包含如下步驟(a)提供一檢測平台依序置放該等LED晶圓，以及(b)提供一光學檢測裝置，適可依序發射至少二線光束以對該等LED晶圓進行檢測。

【0017】

為達上述目的，本發明之一種LED晶圓檢測方法所具有之光學檢測裝置包含：一線掃描攝影機、一稜鏡總成及一光源總成。線掃描攝影機設置於檢測平台上方；稜鏡總成設置於線掃描攝影機與檢測平台間；光源總成鄰設於稜鏡總成，且適可依序發射至少二線光束至稜鏡總成。

【0018】

為達上述目的，本發明之一種LED晶圓檢測方法所具有之(b)步驟包含：(b1)自該光源總成朝該稜鏡總成依序發射該至少二線光束；(b2)利用該稜鏡總成反射該至少二線光束至該檢測平台上之該等LED晶圓；(b3)利用該等LED晶圓反射該至少二線光束，使該至少二線光束穿透該稜鏡總成後，為該線掃描攝影機所接收；以及(b4)將接收的該至少二線光束透過一運算程式計算並檢測該等LED晶圓之良率。

【0019】

為讓上述目的、技術特徵、和優點能更明顯易懂，下文係以較佳實施例配合所附圖式進行詳細說明。

100．．．LED晶圓檢測裝置

200．．．檢測平台

300．．．光學檢測裝置

310．．．線掃描攝影機

320．．．稜鏡總成

330．．．光源總成

332、332a、332b、332c．．．線光源

334．．．線光束

400．．．LED晶圓

【0020】

第1圖為本發明LED晶圓檢測裝置之立體圖；
第2圖為本發明LED晶圓檢測裝置所發射之光束的行進光路示意圖；
第3圖為本發明LED晶圓檢測裝置之光學檢測裝置的第二實施例示意圖；以及
第4圖為本發明LED晶圓檢測裝置進行檢測之步驟方塊圖。

【0021】

本發明係關於一種LED晶圓檢測裝置100，可用以快速地檢測複數LED晶圓400，其包含一檢測平台200及一光學檢測裝置300。

【0022】

詳細而言，如第1圖及第2圖所示，檢測平台200係用以依序承載並固定複數LED晶圓400，而光學檢測裝置300則包含一線掃描攝影機310、一稜鏡總成320及一光源總成330。其中，線掃描攝影機310設置於檢測平台200上方，稜鏡總成320設置於線掃描攝影機310與檢測平台200間，且檢測平台200、稜鏡總成320及線掃描攝影機310較佳係設置於同一鉛垂線上。光源總成330鄰設於稜鏡總成320，並用以依序發射至少二線光束332至稜鏡總成320，其中，光源總成330與稜鏡總成320之連線，較佳係與前述之鉛垂線正交。

【0023】

如第1圖所示之第一實施例中，係以LED晶圓檢測裝置100之光源總成330之線光源332包含三線光源332a、332b及332c之態樣進行說明。

【0024】

如圖所示，於本實施例中，三線光源332a、332b及332c係以垂直堆疊之方式鄰設於稜鏡總成320，並以一次僅會定位及發射三線光源332a、332b及332c其中之一之方式，依序朝稜鏡總成320發射線光束334。

【0025】

接著，請一併參考第2圖，稜鏡總成320於接收光源總成330所發射之線光束334後，藉由內部稜鏡的特殊設置，適可先將線光束334以全反射之方式反射至檢測平台200之LED晶圓400，而後，線光束334將再為LED晶圓400之表面反射，使線光束334穿透稜鏡總成320，而為設置於檢測平台200上方之線掃瞄攝影機310所接收。

【0026】

如此一來，當線掃瞄攝影機310接收這些為LED晶圓400之表面所反射之線光束334後，藉由觀察LED晶圓400之表面所反射的線光束334的灰階差，便可用以判斷LED晶圓400的缺陷。尤其，具有相異波段光譜（如紅色光、綠色光或藍色光等）的線光束334，對各種LED晶圓400上的缺陷也會產生相異的灰階差圖案，故當線掃瞄攝影機310依序接收前述為LED晶圓400之表面所反射的線光束334後，即可透過一運算程式迅速地計算並檢測LED晶圓400的良率。

【0027】

於本實施例中，三線光源332a、332b、332c較佳係採用三原色光源，其分別為綠光光源、紅光光源或藍光光源，因此將有助於確保光源強度，避免光損現象的發生，而不會具有如先前技術一般，因為採用彩色濾光片而導致光源亮度大幅衰減的問題。

【0028】

然而，於本領域具通常知識者，亦可將三線光源332a、332b、332c依據不同的檢測需求，更換為其他顏色，於此並不加以限制。

【0029】

另一方面，請再次參閱第2圖，因為第一實施例中的三線光源332a、332b、332c係以垂直堆疊之方式鄰設於稜鏡總成320，故當欲依據不同的測試需求發射不同顏色的線光束334時，便僅需以上下垂直移動三線光源332a、332b、332c之方式進行切換，即可使具有特定顏色的線光束334於對準稜鏡總成320後予以發射，因此本發明的LED晶圓檢測裝置100可於進行LED晶圓400的檢測時，迅速地完成三線光源332a、332b、332c間的更換作業，從而提高檢測效率。

【0030】

又，線掃瞄攝影機310內所裝設之感光元件的設置方向，較佳係正交於線光源332的光束方向（即線光束334的前進方向），但並不以此為限。此外，現有的線掃描攝影機310係具有4K、8K、12K及16K等解析度，故檢測人員亦可依據不同的檢測精密度需求，選擇換裝合適解析度的線掃描攝影機310。

【0031】

為確保檢測時LED晶圓檢測裝置100的檢測穩定性，於本實施例的檢測過程中，係採光學檢測裝置300固定，而僅平移檢測平台200的方式進行掃瞄，以維持線光源332所發射之線光束334的穩定輸出。然而，並非以此做為限制。

【0032】

因此，於本實施例中，因為光源總成330與稜鏡總成320之連線係正交於檢測平台200、稜鏡總成320及線掃描攝影機310所設置之鉛垂線，故當選用適合的線光源332，使其所發射之線光束334所具有之線寬大於欲檢測之LED晶圓400之直徑時，檢測平台200便僅需沿正交於線光束334之方向進行單次的平移，即可迅速地完成LED晶圓400的掃瞄檢測作業，從而有效提高檢測效率。

【0033】

如第3圖所示，本發明LED晶圓檢測裝置100之光源總成330除包含三線光源332a、332b、332之實施態樣外，亦可僅具有二線光源332a、332b之實施態樣，以對應於不同的檢測需求。其中，二線光束332a、332b可為紅光光束、藍光光束或綠光光束其中之二，但並不以此為限。因此，第二實施例之光源總成330適可依序發射二線光束334至稜鏡總成320，以對LED晶圓400進行檢測。

【0034】

本發明LED晶圓檢測裝置100之第二實施例，除光源總成330所具有之線光源332的數量與第一實施例有所差異外，其餘元件間的空間配置皆相同於第一實施例，故有關第二實施例之線光束的行進方向與檢測方式，於此將不多加贅述。

【0035】

如第4圖所示，本發明同時提供一種檢測LED晶圓400之LED晶圓檢測方法，其包含下列步驟：

【0036】

首先，如步驟510所示，提供一檢測平台200以置放複數LED晶圓400；接續著，如步驟520所示，提供一光學檢測裝置300，並依序發射至少二線光束334以對該等LED晶圓400進行檢測。

【0037】

如前所述，光學檢測裝置300包含一線掃描攝影機310、一稜鏡總成320及一光源總成330。其中，線掃描攝影機310設置於檢測平台200上方，稜鏡總成320設置於線掃描攝影機310與檢測平台200間，且光源總成330鄰設於稜鏡總成320，並用以依序發射至少二線光束332至稜鏡總成320。

【0038】

此外，步驟520更進一步包含下列步驟：

【0039】

首先，如步驟521所示，自光源總成330朝稜鏡總成320依序發射至少二線光束334；如步驟522所示，利用稜鏡總成320以全反射之方式反射至少二線光束334至檢測平台上200之該等LED晶圓400；如步驟523所示，利用該等LED晶圓400之表面反射至少二線光束334，使至少二線光束334穿透稜鏡總成320後，為線掃描攝影機310所接收；最後，如步驟524所示，將接收的至少二線光束334透過一運算程式計算並檢測該等LED晶圓400之良率。

【0040】

綜上所述，藉由本發明之LED晶圓檢測裝置100及其方法，將得以用光量更為充足的線光束334對LED晶圓400進行檢測，以提供精確的反射光譜對LED晶圓400的良率進行判斷，同時，也因為至少二線光源係以垂直堆疊之方式鄰設於稜鏡總成320，故可迅速地進行特定顏色之線光源的切換，藉以降低檢測成本並提高檢測效率。

【0041】

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。