Led晶圓激光切割裝置和led晶圓激光切割調(diào)水平方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及LED激光切割領域，具體而言，涉及LED晶圓激光切割裝置和LED晶圓激光切割調(diào)水平方法。
【背景技術】
[0002]相關技術的LED晶圓切割是采用金剛石等方式進行機械切割。此方法存在切割線槽較寬、加工速度較慢等缺點。2英寸的晶圓在機械切割的情況下，只能達到I一2片/小時。隨著半導體產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，LED晶圓采用藍寶石等質(zhì)地堅硬的基底材料，并且晶圓上的晶粒尺寸越來越小，傳統(tǒng)的機械加工方式已經(jīng)成為制約半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的因素。近年來，激光加工的應用越來越廣泛，LED晶圓紫外激光切割也迅速發(fā)展，與傳統(tǒng)的機械切割相比，激光切割具有加工速度快，切割線寬小等優(yōu)點。2英寸的晶圓在激光切割的情況下，可以達至IJ8片/小時。
[0003]為了適應微電子產(chǎn)品的快速發(fā)展，需要更加微小的LED芯片，從而需要對相應的晶圓進行更高精度的激光切割；為了提高LED生產(chǎn)的產(chǎn)能，也需要對相應的晶圓進行更快速的激光切割。通過對晶圓進行角度位置調(diào)整，保證晶圓在運動平臺坐標系中可以實現(xiàn)精準的切割。所以晶圓的定位精度和定位速度直接影響著整個LED切割的效率和成品率。
[0004]晶圓在切片前，放置的位置越靠近吸附區(qū)的中心位置越好。并且晶圓中晶粒的橫向要和運動平臺的X軸平行，縱向要和運動平臺的Y軸平行。經(jīng)過肉眼觀察，手動粗略定位，然后通過肉眼觀察顯微C⑶采集的圖像來手動進行精確定位。由于晶圓上的晶粒較小，在顯微CCD的整個視場范圍內(nèi)只有晶圓的一小部分，大概只有4個晶粒大小，因此很難對晶圓的水平位置做一次的精確定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供LED晶圓激光切割裝置和LED晶圓激光切割調(diào)水平方法，以解決上述的問題。
[0006]在本發(fā)明的實施例中提供了一種LED晶圓激光切割裝置，包括:激光光源、四軸平臺、多個45°分光鏡、顯微(XD、同軸光源、成像鏡組、Z軸直線運動支架；四軸平臺包括:X/Y軸直線運動平臺、設置在Χ/Υ軸直線運動平臺上的旋轉(zhuǎn)平臺、設置在旋轉(zhuǎn)平臺上的吸附盤；吸附盤上方依次固定著多個45°分光鏡,各個45°分光鏡分別對準橫向設置的顯微CCD、同軸光源和激光光源，Z軸直線運動支架上固定成像鏡組；各個45°分光鏡使得顯微CCD、同軸光源、成像鏡組的主光軸和激光光源分別對準吸附盤的中心。
[0007]在本發(fā)明的實施例中還提供了一種LED晶圓激光切割調(diào)水平方法，包括以下步驟:獲取待切割的LED晶圓的顯微圖像；利用圖像分析技術確定所述顯微圖像中晶粒的特征直線；根據(jù)所述特征直線將所述LED晶圓調(diào)水平。
[0008]本發(fā)明實現(xiàn)了 LED晶圓激光切割計算機自動調(diào)水平，從而提高了速度和精度。
【附圖說明】
[0009]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的LED晶圓激光切割裝置示意圖。
[0010]圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的成像系統(tǒng)坐標中晶圓位置示意圖。
[0011]圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的圖像坐標系中晶圓B點位置的采集圖像示意圖。
[0012]圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的圖像坐標系中晶圓A點位置的采集圖像示意圖。
[0013]圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的圖像坐標系中晶圓C點位置的采集圖像示意圖。
[0014]圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的LED晶圓激光切割調(diào)水平方法的流程圖。
[0015]圖7為根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的LED晶圓激光切割調(diào)水平方法的流程圖。
[0016]圖8為根據(jù)本發(fā)明實施例的LED晶圓的顯微圖像。
[0017]圖9為圖8的顯微圖像進行細化前預處理的圖。
[0018]圖10為圖9的圖像進行細化后的圖。
【具體實施方式】
[0019]下面通過具體的實施例子并結合附圖對本發(fā)明做進一步的詳細描述。
[0020]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的LED晶圓激光切割裝置示意圖，包括:
[0021]激光光源7、四軸平臺、多個45°分光鏡3、4、6、顯微CXDl、同軸光源2、成像鏡組、Z軸直線運動支架5 ；
[0022]四軸平臺包括:
[0023]X/Y軸直線運動平臺10、設置在X/Y軸直線運動平臺10上的旋轉(zhuǎn)平臺8、設置在旋轉(zhuǎn)平臺上的吸附盤9;
[0024]吸附盤9上方依次固定著多個45°分光鏡3、4、6，各個45°分光鏡分別對準橫向設置的顯微CXDl、同軸光源2和激光光源7，Z軸直線運動支架5上固定成像鏡組；
[0025]各個45°分光鏡3、4、6使得顯微CXDl、同軸光源2、成像鏡組的主光軸和激光光源7分別對準吸附盤9的中心。S卩，四軸平臺中心位置、切割激光的光斑中心和顯微CXD的中心位置在同一垂直線上。
[0026]本實施例相比于相關技術中的LED晶圓激光切割裝置，增加了顯微成像裝置和可四軸運動的平臺，這可以用于獲取LED晶圓的顯微圖像，從而進行圖像分析，將LED晶圓XY軸移動，以及在XY平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)自動地將LED晶圓調(diào)水平。相對于相關技術中完全用手工方法來調(diào)水平，本實施例可以提高調(diào)水平的速度和精度。
[0027]圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的LED晶圓激光切割調(diào)水平方法的流程圖，包括以下步驟:
[0028]步驟SlO:獲取待切割的LED晶圓的顯微圖像；
[0029]步驟S20:利用圖像分析技術確定顯微圖像中晶粒的特征直線；
[0030]步驟S30，根據(jù)特征直線將LED晶圓調(diào)水平。
[0031]本發(fā)明一個實施例的LED晶圓激光切割調(diào)水平方法，利用圖像分析技術確定待切割的LED晶圓中的晶粒的特征直線，根據(jù)特征直線將LED晶圓調(diào)水平。本實施例利用圖像分析技術，實現(xiàn)了自動地將LED晶圓調(diào)水平。相對于相關技術中完全用手工方法來調(diào)水平，本實施例可以提高調(diào)水平的速度和精度。
[0032]優(yōu)選地，本方法包括初步調(diào)水平和二次調(diào)水平，在初步調(diào)水平和二次調(diào)水平中均包括以上步驟S10-S30。
[0033]本優(yōu)選實施例很容易通過計算機編程來自動化地實現(xiàn)。
[0034]優(yōu)選地，步驟S20包括確定最鄰近顯微圖像中心的連續(xù)的長邊為晶粒的特征直線。采用長邊比采用短邊誤差更小，調(diào)整更精確。另外，可以根據(jù)采集的圖像像素，其橫向中線和縱向的中線交點可以確定為顯微圖像的中心。
[0035]優(yōu)選地，使用Hough(霍夫)變換在顯微圖像中確定特征直線?；舴蜃儞Q是圖像處理中識別幾何形狀的一種方法，在圖像處理中有著廣泛應用，霍夫變換不受圖形旋轉(zhuǎn)的影響，易于進行幾何圖形的快速變換。最簡單的霍夫變換是在圖像中識別直線。在平面直角坐標系(x-y)中，一條直線可以用方程y = kx+b表示。對于直線上一個確定的點(X。，y。)，有y。= kX(j+b。這表示參數(shù)平面(k-b)中的一條直線。因此，圖像中的一個點對應參數(shù)平面中的一條直線，圖像中的一條直線對應參數(shù)平面中的一個點。對圖像上所有的點作霍夫變換，最終所要檢測的直線對應的一定是參數(shù)平面中直線相交最多的那個點。這樣就在圖像中檢測出了直線。
[0036]優(yōu)選地，使用Hough變換前，先對顯微圖像進行預處理，預處理包括對圖像依次進行灰度化、濾波、二值化處理，處理完后對得到的圖像邊緣進行細化。細化得到的邊緣中即可取得特征直線。通過優(yōu)化圖像，可以減少干擾，提高特征直線的分辨率。
[0037]圖7為根據(jù)本發(fā)明實施例的LED晶圓激光切割調(diào)水平方法的流程圖，如圖所示，初步調(diào)水平包括:
[0038]步驟S112，將LED晶圓放置于激光切割裝置的四軸平臺的吸附區(qū)域的中央；
[0039]步驟SI 14，調(diào)整Z軸上的成像鏡組，使LED晶圓圖像清晰并拍攝LED晶圓的第一顯微圖像；
[0040]步驟S116，確定第一顯微圖像靠近中心位置晶粒的第一特征直線；
[0041]步驟S118，確定第一特征直線與四軸平臺的X軸之間的夾角a ；
[0042]步驟S120，旋轉(zhuǎn)四軸平臺，使得α變?yōu)镺 ;
[0043]步驟S122，移動四軸平臺，使得特征直線與X軸重合。
[0044]如圖所示，二次調(diào)水平包括:
[0045]步驟S212，橫向移動四軸平臺第一距離；
[0046]步驟S214，拍攝LED晶圓的第二顯微圖像；
[0047]步驟S216，確定第二顯微圖像靠近中心位置晶粒的第二特征直線；
[0048]步驟S218，確定第二特征直線的中點在Y軸上的對應坐標yl ；
[0049]步驟S220，反向移動四軸平臺第二距離s ;
[0050]步驟S222，拍攝LED晶圓的第三顯微圖像；
[0051]步驟S224，確定第三顯微圖像靠近中心位置晶粒的第三特征直線；
[0052]步驟S226，確定第三特征直線的中點在Y軸上的對應坐標y2 ；
[0053]步驟S228,確定 LED 晶圓的傾角 β % arctg((y2-yl)/s)；
[0054]步驟S230，旋轉(zhuǎn)四軸平臺，使得β變?yōu)镺。
[0055]初調(diào)時，特征直線就是選最靠近顯微圖像中心的晶粒的長邊，該長邊也最靠近顯微圖像的中心；二次調(diào)節(jié)時，因為橫向移動了晶圓，Y方向的移動量少于半個晶粒的寬，所