(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サファイアのレーザー加工方法であって、
前記サファイアを加工する時の前記サファイアの画像を取得することと、
前記画像のエッジ検出を行うことにより、裂け目の座標を得ることと、
前記裂け目の座標に基づいて、偏移パラメーターを確定することと、
前記偏移パラメーターに基づいて、レーザーの加工位置を調整することと、
調整した前記レーザーの加工位置に従って、前記サファイアを引き続き加工することと、を含み、
前記サファイアを加工する時の前記サファイアの画像を取得することは、
任意のスクライブラインの中間位置点に沿って前記サファイアを加工して、前記サファイアに前記裂け目を発生させることと、
前記裂け目が発生した前記サファイアの画像を取得することと、
を含み、
前記裂け目が発生した前記サファイアの画像を取得することは、
点光源から発出した光を、正面から前記裂け目が発生した前記サファイアに照射させ、面光源から発出した光を、裏面から前記裂け目が発生した前記サファイアに照射させるように前記光源を制御することと、
前記光により照射されている時の前記サファイアの画像を取得することを含む
ことを特徴とするサファイアのレーザー加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載されているサファイアのレーザー加工方法であって、
前記光により照射されている時の前記サファイアの画像を取得することは、ＣＣＤカメラに画像収集指令を送信し、前記ＣＣＤカメラが前記画像収集指令に従って視界における光に照射されている時の前記サファイアの画像を収集することを含むことを特徴とするサファイアのレーザー加工方法。
【請求項３】
請求項１に記載されているサファイアのレーザー加工方法であって、
前記画像のエッジ検出を行うことにより、前記裂け目の座標を得ることは、
前記画像のグレースケールのヒストグラムを生成することと、
前記グレースケールのヒストグラムに従って前記画像の標準化処理を行うことと、
前記標準化処理が行われた画像についてエッジ検出を行って裂け目の座標を得ることとを、
含むことを特徴とするサファイアのレーザー加工方法。
【請求項４】
請求項３に記載されているサファイアのレーザー加工方法であって、
前記標準化処理が行われた画像について前記エッジ検出を行って前記裂け目の座標を得ることは、
前記標準化処理が行われた画像において希望エリアを描くことと、
前記希望エリアに対してエッジ検出を行って前記裂け目の座標を得ることと、
を含むことを特徴とするサファイアのレーザー加工方法。
【請求項５】
請求項１に記載されているサファイアのレーザー加工方法であって、
前記画像のエッジ検出を行うことにより、前記裂け目の座標を得ることは、
前記画像について前記エッジ検出を行って裂け目の輪郭を取得することと、
前記画像における前記裂け目の輪郭の座標を抽出することと、
を含むことを特徴とするサファイアのレーザー加工方法。
【請求項６】
請求項１に記載されているサファイアのレーザー加工方法であって、
前記裂け目の座標に基づいて前記偏移パラメーターを確定することは、
前記画像の中心座標を取得することと、
前記裂け目の座標の平均値を算出することと、
前記平均値と前記中心座標に基づいて前記偏移パラメーターを取得することと、
を含むことを特徴とするサファイアのレーザー加工方法。
【請求項７】
請求項６に記載されているサファイアのレーザー加工方法であって、
前記平均値及び前記中心座標に基づいて、前記偏移パラメーターを取得することは、
前記平均値と前記中心座標との差の値を算出することと、
前記差の値に基づいて、偏移方向と偏移距離を含めた前記偏移パラメーターを確定することと、
を含むことを特徴とするサファイアのレーザー加工方法。
【請求項８】
請求項１に記載されているサファイアのレーザー加工方法であって、
前記偏移パラメーターに基づいて、前記レーザーの加工位置を調整することは、
前記偏移パラメーターから偏移方向及び偏移距離を抽出することと、
前記レーザーの加工位置を前記偏移方向に向かって前記偏移距離と等しい距離を移動させることと、
を含むことを特徴とするサファイアのレーザー加工方法。
【請求項９】
指令を記憶するメモリと、プロセッサーとを備えたサファイアのレーザー加工設備であって、
前記指令が前記プロセッサーにより実行される時、
前記サファイアを加工する時の前記サファイアの画像を取得するステップと、
前記画像のエッジ検出を行い裂け目の座標を得るステップと、
前記裂け目の座標に基づいて、偏移パラメーターを確定するステップと、
前記偏移パラメーターに基づいて、レーザーの加工位置を調整するステップと、
調整した前記レーザーの加工位置に従って、前記サファイアを引き続き加工するステップと、
を実行させ、
前記サファイアを加工する時の前記サファイアの画像を取得するステップは、
任意のスクライブラインの中間位置点に沿って前記サファイアを加工して、前記サファイアに裂け目を発生させるステップと、
前記裂け目が発生した前記サファイアの画像を取得するステップと、
を含み、
前記裂け目が発生した前記サファイアの画像を取得するステップは、
点光源から発出した光を、正面から前記裂け目が発生した前記サファイアに照射させ、面光源から発出した光を、裏面から前記裂け目が発生した前記サファイアに照射させるように前記光源を制御するステップと、
前記光により照射されている時の前記サファイアの画像を取得するステップを含む、
ことを特徴とするサファイアのレーザー加工設備。
【請求項１０】
請求項９に記載されているサファイアのレーザー加工設備であって、
前記光により照射されている時の前記サファイアの画像を取得するステップは、ＣＣＤカメラに画像収集指令を送信し、前記ＣＣＤカメラが前記画像収集指令に従って視界における光に照射されている時の前記サファイアの画像を収集するステップを含むことを特徴とするサファイアのレーザー加工設備。
【請求項１１】
請求項９に記載されているサファイアのレーザー加工設備であって、
前記画像のエッジ検出を行い裂け目の座標を得るステップは、
前記画像のグレースケールのヒストグラムを生成するステップと、
前記グレースケールのヒストグラムに従って前記画像の標準化処理を行うステップと、
前記標準化処理が行われた画像について前記エッジ検出を行って前記裂け目の座標を得るステップと、
を含むことを特徴とするサファイアのレーザー加工設備。
【請求項１２】
請求項１１に記載されているサファイアのレーザー加工設備であって、
前記標準化処理が行われた画像について前記エッジ検出を行って前記裂け目の座標を得るステップは、
前記標準化処理が行われた画像において希望エリアを描くステップと、
前記希望エリアに対して前記エッジ検出を行って前記裂け目の座標を得るステップと、
を含むことを特徴とするサファイアのレーザー加工設備。
【請求項１３】
請求項９に記載されているサファイアのレーザー加工設備であって、
前記画像についてエッジ検出を行い裂け目の座標を得るステップは、
前記画像のエッジ検出を行って前記裂け目の輪郭を取得するステップと、
前記画像における前記裂け目の輪郭の座標を抽出するステップと、
を含むことを特徴とするサファイアのレーザー加工設備。
【請求項１４】
請求項９に記載されているサファイアのレーザー加工設備であって、
前記裂け目の座標に基づいて、前記偏移パラメーターを確定するステップは、
前記画像の中心座標を取得するステップと、
前記裂け目の座標の平均値を算出するステップと、
前記平均値と前記中心座標に基づいて、前記偏移パラメーターを取得するステップと、
を含むことを特徴とするサファイアのレーザー加工設備。
【請求項１５】
請求項１４に記載されているサファイアのレーザー加工設備であって、
前記平均値及び前記中心座標に基づいて、前記偏移パラメーターを取得するステップは、
前記平均値と前記中心座標との差の値を算出するステップと、
前記差の値に基づいて、偏移方向と偏移距離を含めた前記偏移パラメーターを確定するステップと、
を含むことを特徴とするサファイアのレーザー加工設備。
【請求項１６】
請求項９に記載されているサファイアのレーザー加工設備であって、
前記偏移パラメーターに基づいて、前記レーザーの加工位置を調整するステップは、
前記偏移パラメーターから偏移方向及び偏移距離を抽出するステップと、
前記レーザーの加工位置を前記偏移方向に向かって前記偏移距離と等しい距離を移動させるステップと、
を含むことを特徴とするサファイアのレーザー加工設備。
【請求項１７】
コンピューターにより実行可能な指令を保存する１つ又は複数の不揮発性のコンピューター読み取り可能な記録媒体であって、
前記コンピューターにより実行可能な指令が１つ又は複数のプロセッサーにより実行される場合、１つ又は複数のプロセッサーに、
サファイアを加工する時の前記サファイアの画像を取得するステップと、
前記画像のエッジ検出を行うことにより、裂け目の座標を得るステップと、
前記裂け目の座標に基づいて、偏移パラメーターを確定するステップと、
前記偏移パラメーターに基づいて、レーザーの加工位置を調整するステップと、
調整した前記レーザーの加工位置に従って前記サファイアを引き続いて加工するステップと、
を実行させ、
前記サファイアを加工する時の前記サファイアの画像を取得するステップは、
任意のスクライブラインの中間位置点に沿って前記サファイアを加工して、前記サファイアに裂け目を発生させるステップと、
前記裂け目が発生した前記サファイアの画像を取得するステップと、
を含み、
前記裂け目が発生した前記サファイアの画像を取得するステップは、
点光源から発出した光を、正面から前記裂け目が発生した前記サファイアに照射させ、面光源から発出した光を、裏面から前記裂け目が発生した前記サファイアに照射させるように前記光源を制御するステップと、
前記光により照射されている時の前記サファイアの画像を取得するステップを含む、
ことを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１５年５月１２日に中国特許局に提出された、出願番号が２０１５１０２３９３００．Ｘであって、発明の名称が「サファイアのレーザー切断方法」である中国特許出願を基にして優先権を主張し、その全ての内容が引用されて本願に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、レーザー加工技術に関し、特にサファイアのレーザー加工方法、設備及び記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００３】
ＬＥＤ用ウェハー等半導体などのレーザー微細加工業界において、多く使用されるサファイア基板は、端面がｃ面となるウェハーである。図１に示すように、ＬＥＤ用ウェハーのレーザー切断技術では、円形状のウェハー全体を若干の矩形ダイ単体になるように分割する必要がある。互いに垂直な二つの切断方向は、一般的にサファイア結晶のａ面とｍ面に対応し、ａ面とｍ面は、それぞれｃ面と垂直である。ｍ面がｒ面（劈開面）に近接し、且つｒ面はｃ面に対して垂直ではなく、ある程度の斜角を有している。レーザー切断後のダイ単体製品がｍ面において実際に裂けた方向は、ｒ面である。これにより、ＣＣＤカメラの位置合せを行うレーザー加工点は、ウェハーが実際に裂けた位置と一定の偏差が生じて、実際の裂け目がスクライブラインの中間からずれてしまうという問題を招き、スクライブラインの幅が大きい場合、実際の裂け目の位置はチップ発光電極領域（電極）に延伸しない。しかし、実際に加工する場合、生産量をできるだけ向上させることが要求されるので、スクライブラインの幅が小さくなっていく。裂け目はスクライブラインの中間位置からずれるので、チップの発光電極領域を傷つけ、最終的な良品率に悪影響を与える。
【発明の概要】
【０００４】
本発明の各実施例により、サファイアのレーザー加工方法、設備及び記録媒体を提供する。
【０００５】
サファイアのレーザー加工方法であって、
前記サファイアを加工する時の前記サファイアの画像を取得することと、
前記画像のエッジ検出を行うことにより、裂け目の座標を得ることと、
前記裂け目の座標に基づいて、偏移パラメーターを確定することと、
前記偏移パラメーターに基づいて、レーザーの加工位置を調整することと、
調整した前記レーザーの加工位置に従って、前記サファイアを引き続き加工することと、
を含むことを特徴とするサファイアのレーザー加工方法。
【０００６】
指令を記憶するメモリと、プロセッサーとを備えたサファイアのレーザー加工設備であって、
前記指令が前記プロセッサーにより実行される時、
前記サファイアを加工する時の前記サファイアの画像を取得するステップと、
前記画像についてエッジ検出を行うことにより、裂け目の座標を得るステップと、
前記裂け目の座標に基づいて、偏移パラメーターを確定するステップと、
前記偏移パラメーターに基づいて、レーザーの加工位置を調整するステップと、
調整した前記レーザーの加工位置に従って、前記サファイアを引き続き加工するステップと、
を実行させることを特徴とするサファイアのレーザー加工設備。
【０００７】
コンピューターにより実行可能な指令を保存する１つ又は複数の不揮発性のコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記コンピューターにより実行可能な指令が１つ又は複数のプロセッサーにより実行される時、１つ又は複数の前記プロセッサーに、
サファイアを加工する時の前記サファイアの画像を取得するステップと、
前記画像のエッジ検出を行うことにより、裂け目の座標を得るステップと、
前記裂け目の座標に基づいて、偏移パラメーターを確定するステップと、
前記偏移パラメーターに基づいて、レーザーの加工位置を調整するステップと、
調整した前記レーザーの加工位置に従って、前記サファイアを引き続き加工するステップと、
を実行させることを特徴とする記録媒体。
【０００８】
以下の図面及び記載において、本発明の１つ又は複数の実施例の詳細を説明する。本発明の他の特徴、目的及び効果は明細書、図面及び請求の範囲から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明の実施例又は先行技術の技術案をより明らかに説明するために、以下、実施例又は先行技術についての記載に必要な図面を簡単に説明する。なお、以下記載している図面は、本発明の実施例に過ぎず、当業者にとって創造的な工夫をせずにこれらの図面から他の図面が得られることは明らかである。
【００１０】
【図１】一実施例が提供するサファイアの構成を示す図である。
【図２】一実施例が提供するサファイアウェハーの切断方向を示す図である。
【図３】従来の技術において、サファイアウェハーをスクライブラインの中間位置に沿って切断することを示す図である。
【図４】一実施例において、サファイアのレーザー加工システムの応用環境図である。
【図５】一実施例において、サファイアのレーザー加工方法のフローチャートである。
【図６】一実施例において、サファイアウェハーをスクライブラインの中間位置に沿って切断することを示す図である。
【図７】一実施例において、加工位置を調整した後に、サファイアを切断することを示す図である。
【図８】一実施例において、サファイアの加工面と画像の中間との相対位置を示す図である。
【図９】一実施例において、裂け目の座標を抽出する工程のフローチャートである。
【図１０】一実施例において、偏移パラメーター算出のフローチャートである。
【図１１】一実施例において、収集された画像における裂け目の位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の目的、技術案及び効果をより一層明瞭にするために、以下、図面と実施例とを併用し、本発明を更に詳しく説明する。ここで述べた具体的な実施例は、単に本発明を解釈するために用いられ、本発明を限定するものではないと理解されるべきである。
【００１２】
図１に示すサファイア結晶構造のように、ＬＥＤ業界において、サファイア基板は、端面がｃ面となるウェハーであり、当該ウェハーが切断された互いに垂直な２つの切断面はｍ面とａ面である。図２に示すように、ウェハーに必要となる２つの切断方向はｍ軸とａ軸であり、それぞれがｍ面とａ面に垂直であり、そのうち、直辺はｍ軸方向と平行である。図２は図１のｃ面における投影図である。
【００１３】
図１から分かるように、ｍ面がｒ面（劈開面）に近接し、サファイア結晶のｒ面自体の特性により、ｍ面に沿って切断する時、一般的に、ｒ面が先に裂けることが多い。このため、レーザー切断が行われた後、ｍ面において、実際に裂けた方向はｒ面になり、このように加工されたサンプル品は、ｒ面とｃ面が斜め方向に一定の裂け角度を持つ。
【００１４】
図３に示すように、ＬＥＤ用ウェハーのレーザー切断業界において、レーザーによる加工方式として、サファイア基板の内部に、レーザーを合焦させて、レーザーの爆発点を形成し、レーザーの爆発点により生じた応力によって、サファイアをスプリットさせる。サファイア基板には周期的なパターンを有する電極１が成長され、電極のパターンが矩形且つ互いに垂直なスクライブライン２により分離されている。ｒ面の斜め裂け特性により、実際に裂けた箇所はスクライブライン２の中間からずれやすく、そのずれがひどい場合、電極１のパターン領域まで斜めに裂けてしまい、不良品が発生し、切断良品率が低下する。
【００１５】
ａ面の横断面からｒ面の斜め裂け方向を見ると、レーザー光束３は垂直にサファイア基板の内部に入射し、レーザー爆発点４を形成する。その入射位置はスクライブライン２の中間位置Ｏ点に合わせている。しかし、ｒ面の存在により、実際の裂け目５はスクライブライン２の中間位置Ｏ点には位置しないため、電極面における辺の長さに大きなバラツキがあり、加工良品率に悪影響を与えてしまう。スクライブライン２の幅が３０ｕｍよりも小さい場合、又はさらに小さい場合、裂け目５は電極１にまで裂けてしまい、不良品が発生する。
【００１６】
図４は、サファイアのレーザー加工システムの応用環境図である。サファイアのレーザー加工システムでは、設備７は加工環境における制御設備であり、サファイアのレーザー加工方法の応用環境における各部品を制御可能である。レーザーフォーカシングレンズ１７は、レーザー加工機能と画像形成機能とを具備している。ＣＣＤカメラ１４は、サファイアウェハー１８の表面画像及び裂け目を観察するために備えられる。画像を形成する具体的な手順として、更に、点光源８と面光源２２とを同時に点灯させることによって、サファイア１８の裏面での画像形成効果を最適にすることができ、認識しやすく、画像収集が容易になる。また、ＣＣＤカメラ１４は設備７に接続されており、設備７のモニターにはＣＣＤカメラの視界全体において形成した画像を表示することができる。レーザー光束１６はビームスプリッター１２を介してフォーカシングレンズ１７に入り、焦点をサファイア１８の内部に位置させるように調整し、レーザー爆発点４を形成する。載置台１９はａ軸方向に沿って等速で直線運動することにより、サファイアのｍ面を加工する。
【００１７】
図５に示すように、サファイアのレーザー加工方法を提供する。本実施例において、当該方法が図４のサファイアのレーザー加工システムにおける設備となる設備７に適用されることを例として説明する。設備７において、サファイアのレーザー加工プログラムを実行し、サファイアのレーザー加工制御プログラムによってサファイアのレーザー加工方法を実行する。具体的に、当該方法は以下のステップを含む。
【００１８】
ステップ５０２において、サファイアを加工する時のサファイアの画像を取得する。
【００１９】
具体的に、サファイアを加工する時、設備７はＣＣＤカメラ１４でサファイアの画像を取得することができ、ＣＣＤカメラ１４は設備７に接続されている。ＣＣＤカメラ１４は視界内のサファイアの画像を設備７へ伝送し、設備７はＣＣＤカメラ１４の視界内の画像をモニターに表示する。画像は、レーザー加工時におけるＣＣＤが一定の倍数で拡大して撮影したサファイアの局部画像である。サファイアを加工する過程において、一定の倍数で拡大されたサファイアの局部画像から、サファイアが加工過程において発生した裂け目が見られる。
【００２０】
一実施例において、ステップ５０２は、任意のスクライブラインの中間位置点に沿ってサファイアを加工し、サファイアに裂け目を発生させることと、裂け目が発生したサファイアの画像を取得することとを含む。
【００２１】
具体的に、図６を参照すると、ｍ面において、まず、レーザーを任意の１つのスクライブライン２０の中間位置Ｏ点に位置合わせをして加工を行う。レーザー光束３０はスクライブライン２０の中間位置Ｏ点に位置合わせて、垂直にサファイア基板に入射し、サファイア内部にレーザー爆発点４０を形成し、実際の裂け目５０が発生する。なお、裂け目５０はスクライブライン２０の中間位置Ｏ点に位置しない設備７はＣＣＤカメラによって裂け目５０が発生したサファイアの画像を取得すると共に、裂け目５０が発生したサファイアの画像を表示し、サファイアの画像からサファイアの裂け目５０が見られる。スクライブライン２０の幅を減少させることにより、同じウェハーから生産されたチップ単体の生産量を増加させる。サファイアは表面と電極１０付きの裏面とを含み、当該裏面には相互に交錯したスクライブライン２０があり、電極１０はスクライブライン２０により分離されている。
【００２２】
一実施例において、裂け目が発生したサファイアの画像を取得することは、光源を制御することにより、光源から発出した光を裂け目が発生したサファイアに照射させ、光が照射されている時のサファイアの画像を取得することを含む。
【００２３】
一実施例において、光が照射されている時のサファイアの画像を取得することは、ＣＣＤカメラに画像収集指令を送信し、ＣＣＤカメラが画像収集指令に従って、視界における光が照射されている時のサファイアの画像を収集させることを含む。
【００２４】
具体的に、図４を参照すると、設備７は点光源８と面光源２２について制御を行う。そのうち、点光源８は、凸レンズ９、４５度ミラー１０、凸レンズ１１、ビームスプリッター１２を経て、フォーカシングレンズ １７に入る。なお、凸レンズ９と凸レンズ１１は共役レンズ群であり、発散した点光源８を平行光に変更させる。また、点光源８は白光である。平行な白光は、フォーカシングレンズに入ってからサファイア１８の裏面に合焦し、反射されてビームスプリッター１２に戻され、そして凸レンズ１３に入射し、最終的にＣＣＤカメラ１４に入る。ＣＣＤカメラ１４とサファイア１８の裏面との相対距離を適宜調整することにより、ＣＣＤカメラ１４はサファイア１８の裏面での画像を取得する。それと共に、面光源２２からの近赤外光は、載置台１９、サファイア１８、フォーカシングレンズ １７、ビームスプリッター１２及び凸レンズ１３を経て、最後にＣＣＤカメラ１４に入り、ＣＣＤカメラ１４とサファイア１８の裏面との相対距離を適宜調整することにより、ＣＣＤカメラ１４はサファイア１８の裏面での画像を取得する。
【００２５】
図４と図８を参照すると、ＣＣＤカメラ１４は、サファイアの正面の電極面でのスクライブラインとの位置合わせにも用いられる。サファイア１８の表面は周期的に配列されたダイ単体２０からなり、ａ軸方向に沿って切断され、スクライブライン２は一定の幅を有する。ＣＣＤカメラ１４の中心２１は十字状線であり、スクライブライン２に対して位置合わせと認識を行うための線であり、切断する前に、ＣＣＤカメラ１４の中心をスクライブライン２の中心と合わせる。特に、図８に示したのは、設備７のモニターに表示されている画像であり、ＣＣＤカメラ１４の中心にある十字状線がモニターにおける画像の幾何的な中心に位置している。図７中の面光源２２を点灯させると共に、ＣＣＤカメラ１４とサファイア１８の表面との相対距離を適宜調整することによって、当該画像を取得する。
【００２６】
そのうち、面光源２２は載置台とサファイア１８を通過することができるため、サファイア表面での電極図、スクライブラインの画像、サファイア内部のレーザー爆発点４、並びにサファイア裏面での裂け目の画像など、サファイア全体の厚さ方向における任意の一つの厚さを有する平面内の画像もＣＣＤカメラ１４により得ることができる。異なる厚さ方向における画像を取得することはＣＣＤカメラ１４とサファイア１８との相対距離を調整することによって実現することができる。特に、サファイア裏面での裂け目について、面光源２２と点光源８との両方を同時に点灯させ、フォーカシングレンズの焦点をサファイアの裏面に調整させると共に、面光源と点光源の輝度を調整することにより、表面での裂け目の明瞭さを最適にすることで、ＣＣＤカメラ１４により収集されやすくなる。ＬＥＤチップの製作過程において、サファイアの裏面の被膜はバラツキがあるため、画像を形成する効果もバラツキがある。本発明において２種類の光源が画像形成用として提供されているので、被膜による画像形成のバラツキを解消することができ、サファイアの裏面における裂け目の認識や画像収集が容易になる。更に、点光源８は白光の点光源でも良く、面光源２２は近赤外光の光源でも良い。
【００２７】
ステップ５０４において、画像についてエッジ検出を行い裂け目の座標を得る。
【００２８】
具体的に、設備７はサファイアの画像を取得する時、画像のノイズ除去処理を行う。ノイズが除去された画像についてエッジ検出算法によりエッジ検出を行う。エッジ検出によって裂け目のエッジを確定すると共に、画像における裂け目のエッジ上の点の座標を確定し、座標集合を形成する。
【００２９】
ステップ５０６において、裂け目の座標に基づいて偏移パラメーターを確定する。
【００３０】
具体的に、画像における中心座標を取得し、裂け目のエッジ上の点の座標を中心座標と比較して、画像中心に対する裂け目の偏移パラメーターを確定する。偏移パラメーターは、裂け目と画像中心との位置関係を表すことができる。
【００３１】
ステップ５０８において、偏移パラメーターに基づいてレーザーの加工位置を調整する。
【００３２】
具体的に、設備７に表示される画像の中心はレーザーの加工位置に対応し、レーザーの加工位置はレーザー光束１６がサファイアに入射する位置である。設備７は得られた偏移パラメーターに基づいてレーザー光束１６がサファイアに入射する位置を調整することができる。
【００３３】
一実施例において、図６と図７を参照すると、レーザー光束３０がウェハー内部に発生したレーザー爆発点４０′の位置を調整する。なお、レーザーの加工位置の調整方向は、裂け目をスクライブラインの中心に向ける方向とする。本実施例において、スクライブライン２０の中間位置Ｏ点で加工を行って発生した裂け目５０を、右へ偏移させるため、レーザーの加工位置を右へ調整し、裂け目５０´をスクライブラインの中間位置Ｏ点に位置させる必要がある。ただし、右へ調整する距離は、スクライブラインの幅の半分以下である。更に、右へ調整する距離は裂け目５０とスクライブラインの中間位置Ｏ点との距離と等しい。
【００３４】
ステップ５１０において、調整したレーザーの加工位置に従ってサファイアを引き続き加工する。
【００３５】
具体的に、設備７はレーザージェネレータを制御し、レーザージェネレータにより生成されたレーザー光束１６を調整したレーザーの加工位置に従ってサファイアに入射させて、サファイアを引き続き加工する。
【００３６】
本実施例において、サファイアを加工する時、サファイア加工時のサファイアの画像を取得する。取得した画像について分析処理を行うことで、サファイアの裂け目の座標を検出し、裂け目の座標に基づいて偏移パラメーターを確定し、偏移パラメーターに基づいてレーザーの加工位置を調整する。画像処理により、最終的に画像中の裂け目の座標に基づいて偏移パラメーターを得る。これにより、加工過程におけるサファイアの加工精度を向上させることができ、サファイアの加工精度を向上させることに伴い、サファイアの加工品質も向上させることができる。
【００３７】
図９に示すように、一実施例において、ステップ５０４は画像処理のステップを含む。具体的には、以下の通りである。
【００３８】
ステップ９０２において、画像のグレースケールのヒストグラムを生成する。
【００３９】
具体的に、設備７は画像における各グレースケール値の画素数を取得し、各グレースケール値の画素数に基づいて各グレースケール値が現れる頻度を算出し、算出した各グレースケール値が現れる頻度に基づいてグレースケールのヒストグラムを生成する。
【００４０】
ステップ９０４において、グレースケールのヒストグラムに従って画像の標準化処理を行う。
【００４１】
具体的に、グレースケールのヒストグラムから各グレースケール値の頻度を抽出し、各グレースケール値の頻度に基づいて画像のグレースケール値標準化処理を行う。これにより、画像中の裂け目のグレースケールがより一層明らかになる。
【００４２】
ステップ９０６において、標準化処理が行われた画像についてエッジ検出を行って裂け目の座標を得る。
【００４３】
具体的に、標準化処理が行われた画像についてエッジ検出算法でエッジ検出を行い、エッジ検出により画像におけるサファイアの裂け目のエッジを検出すると共に、画像における裂け目のエッジ上の点の座標を抽出する。
【００４４】
一実施例において、ステップ９０６は、希望エリアを描くステップを含む。具体的には、標準化処理が行われた画像において希望エリアを描き、希望エリアに対してエッジ検出を行って裂け目の座標を得るステップを含む。
【００４５】
一実施例において、ステップ９０６は、画像についてエッジ検出を行って裂け目の輪郭を取得することと、画像における裂け目の輪郭の座標を抽出することを含む。
【００４６】
具体的に、設備７はｃａｎｎｙ演算子（多段エッジ検出算法）を用いて画像のエッジ検出を行い、ｃａｎｎｙ演算子によるエッジ検出によって、画像におけるサファイアの裂け目のエッジを確定し、画像における裂け目のエッジ上の点の座標を算出し、［（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），・・・・・・］である座標のタプルを形成し、更に、画像において希望エリアを描き、ｃａｎｎｙ演算子を用いて希望エリアのエッジ検出をする。
【００４７】
本実施例において、画像を標準化処理することによって、画像における裂け目が更に明らかになることを確保し、画像における裂け目がより一層容易に認識される。また、標準化処理が行われた画像について、裂け目の画像を含めた希望エリアを描くことによって、希望エリア以外の画像による干渉を低減させ、画像処理の正確性を向上させる。
【００４８】
一実施例において、ステップ５０６は偏移パラメーターを算出するステップを含み、当該ステップは具体的に以下のことを含む。
【００４９】
ステップ１００２において、画像の中心座標を取得する。
【００５０】
具体的に、画像の中心座標とは、ＣＣＤカメラ１４の視界中心の座標を指し、設備７に表示されているＣＣＤカメラ１４により収集された画像の中心の座標でもあり、画像の中心とレーザーの加工位置とが対応する。画像の中心を特定のマーク、例えば赤点や十字形マークで標記してもいい。画像の中心座標は固定一定であっても良く、例えば、中心座標を原点として座標系を設定すると、画像の中心座標が（０，０）となる。画像は、レーザー加工時ＣＣＤが一定の倍数で拡大して撮影したサファイアの局部画像である。サファイアを加工する過程において、一定の倍数で拡大されたサファイアの局部画像によって、サファイアが加工過程において発生した裂け目が見られる。ステップ１００４において、裂け目の座標の平均値を算出する。
【００５１】
具体的に、裂け目のエッジ上の点と対応する座標を抽出し、座標軸毎にその対応する座標の平均値を算出し、算出結果により得られた平均値を裂け目の中点座標とする。
【００５２】
ステップ１００６において、平均値及び中心座標に基づいて偏移パラメーターを取得する。
【００５３】
具体的に、座標の平均値と中心座標とを比較して、裂け目と画像中心との相対位置を確定し、画像の中心をレーザーの加工位置に対応させることにより、レーザーの加工位置と裂け目との偏移パラメーターを得ることができる。
【００５４】
一実施例において、ステップ１００６は、平均値と中心座標との差の値を算出することと、その差の値に基づいて偏移方向と偏移距離を含めた偏移パラメーターを確定することとを含む。
【００５５】
具体的に、計算で得られた裂け目の中心の平均値を抽出し、平均値と中心座標との差の値を算出し、その差の値が０よりも小さくなるかによって、裂け目の中心の、画像の中心からの偏移方向を確定し、その差の値の絶対値を偏移距離とする。
【００５６】
例を挙げて説明すると、裂け目のエッジ上の点の座標集合を［（ｘ１，ｙ１），（ｘ２，ｙ２），・・・・・・]とし、画像の中心座標を（ｘ０，ｙ０）とする。裂け目のエッジ上の点のｙ座標値の平均値と、画像の中心のｙ座標値ｙ０とを比較して、平均値とｙ０との差の値であるＤｉｓｔａｎｃｅを求め、平均値と中心の座標値ｙ０との差の値の絶対値｜Ｄ｜を記録する。Ｄｉｓｔａｎｃｅ＞０の場合、裂け目が画像の中心に対して上方に偏移し、Ｄｉｓｔａｎｃｅ＜０の場合、裂け目が画像の中心に対して下方に偏移して、且つ相対的に偏移した距離が｜Ｄ｜となる。
【００５７】
一実施例において、ステップ５１０は、偏移パラメーターから偏移方向及び偏移距離を抽出することと、レーザーの加工位置を偏移方向に向かって偏移距離と等しい距離を移動させることとを含む。
【００５８】
例を挙げて説明すると、図１１を参照すると、図１１に示しているのは、設備７に表示されているＣＣＤカメラ１４により収集された画像であり、画像における裂け目１１０２が画像の中心に対して下方に偏移した。偏移パラメーターは裂け目１１０２が画像の中心に対して下方に偏移したので、載置台を調整することにより、サファイアの裂け目を画像の中心に対して上方に移動させ、移動距離を偏移距離と等しい距離とする。
【００５９】
本実施例において、計算によりサファイアの裂け目とレーザーの加工位置との偏移パラメーターを判断することにより、判断の正確さを向上させる。また、偏移パラメーターに基づいてレーザーの加工位置を裂け目の中心に調整し、裂け目においてサファイアを加工するので、良品の生産率が向上する。
【００６０】
一実施例において、指令を記憶するメモリと、プロセッサーとを備えたサファイアのレーザー加工設備であって、指令がプロセッサーにより実行される時、
サファイアを加工する時のサファイアの画像を取得するステップと、
画像のエッジ検出を行うことにより、裂け目の座標を得るステップと、裂け目の座標に基づいて、偏移パラメーターをするステップと、
偏移パラメーターに基づいて、レーザーの加工位置を調整するステップと、
調整したレーザーの加工位置に従って、サファイアを引き続いて加工するステップと、
を実行させることを特徴とするサファイアのレーザー加工設備を提供する。
【００６１】
一実施例において、サファイアを加工する時のサファイアの画像を取得することは、
任意のスクライブラインの中間位置点に沿ってサファイアを加工してサファイアに裂け目を発生させることと、
裂け目が発生したサファイアの画像を取得することと、
を含む。
【００６２】
一実施例において、裂け目が発生したサファイアの画像を取得することは、
光源から発出した光を、裂け目が発生したサファイアに照射させるように光源を制御することと、
光により照射されている時のサファイアの画像を取得することと、
を含む。
【００６３】
一実施例において、光により照射されている時のサファイアの画像を取得することは、  ＣＣＤカメラに画像収集指令を送信し、ＣＣＤカメラが画像収集指令に従って、視界における光に照射されている時のサファイアの画像を収集することを含む。
【００６４】
一実施例において、画像のエッジ検出を行い裂け目の座標を得ることは、
画像のグレースケールのヒストグラムを生成することと、
グレースケールのヒストグラムに従って画像の標準化処理を行うことと、
標準化処理が行われた画像についてエッジ検出を行って裂け目の座標を得ることと、
を含む。
【００６５】
一実施例において、標準化処理が行われた画像についてエッジ検出を行って裂け目の座標を得ることは、
標準化処理が行われた画像において希望エリアを描くことと、
希望エリアに対してエッジ検出を行って裂け目の座標を得ることと、
を含む。
【００６６】
一実施例において、画像のエッジ検出を行い裂け目の座標を得ることは、
画像のエッジ検出を行って裂け目の輪郭を取得することと、
画像における裂け目の輪郭の座標を抽出することと、
を含む。
【００６７】
一実施例において、裂け目の座標に基づいて、偏移パラメーターを確定することは、
画像の中心座標を取得することと、
裂け目の座標の平均値を算出することと、平均値と中心座標に基づいて、偏移パラメーターを取得することと、
を含む。
【００６８】
一実施例において、平均値及び中心座標に基づいて、偏移パラメーターを取得することは、
平均値と中心座標との差の値を算出することと、
その差の値に基づいて偏移方向と偏移距離を含めた偏移パラメーターを確定することと、
を含む。
【００６９】
一実施例において、偏移パラメーターに基づいて、レーザーの加工位置を調整することは、
偏移パラメーターから偏移方向及び偏移距離を抽出することと、
レーザーの加工位置を偏移方向に向かって偏移距離と等しい距離を移動させることと、
を含む。
【００７０】
本実施例において、サファイアを加工する時、サファイア加工時のサファイアの画像を取得する。取得した画像について分析処理を行うことで、サファイアの裂け目の座標を検出し、裂け目の座標に基づいて偏移パラメーターを確定し、偏移パラメーターに基づいてレーザーの加工位置を調整する。画像処理により、最終的に画像における裂け目の座標に基づいて偏移パラメーターを得ることによって、加工過程におけるサファイアの加工精度を向上させることができ、サファイアの加工精度の向上に伴い、サファイアの加工質量も向上させる。
【００７１】
一実施例において、コンピューターにより実行可能な指令を保存する１つ又は複数の不揮発性のコンピューター読み取り可能な記録媒体であって、コンピューターにより実行可能な指令が１つ又は複数のプロセッサーにより実行される時、
１つ又は複数のプロセッサーに、サファイアを加工する時のサファイアの画像を取得するステップと、
画像のエッジ検出を行い裂け目の座標を得るステップと、
裂け目の座標に基づいて偏移パラメーターを確定するステップと、
偏移パラメーターに基づいてレーザーの加工位置を調整するステップと、
調整したレーザーの加工位置に従ってサファイアを引き続いて加工するステップとを実行させることを特徴とする記録媒体を提供する。
【００７２】
本実施例において、サファイアを加工する時、サファイア加工時におけるサファイアの画像を取得する。取得した画像について分析処理を行うことにより、サファイアの裂け目の座標を検出し、裂け目の座標に基づいて偏移パラメーターを確定し、偏移パラメーターに基づいてレーザーの加工位置を調整する。画像処理により、最終的に画像における裂け目の座標に基づいて偏移パラメーターを得ることによって、加工過程におけるサファイアの加工精度を向上させることができ、サファイアの加工精度の向上に伴い、サファイアの加工質量も向上させる。
【００７３】
当業者が理解できるように、上記した実施例を実現する方法において、ルーチン全体又はルーチンの一部はコンピューターのプログラムを通じて関連するハードウェアを指令して実行することが可能である。上記したプログラムは、コンピューター読み取り可能な記録媒体に保存させることができ、当該プログラムを実行する場合、上記した各方法の実施例のルーチンを含むことが可能である。なお、上記した記録媒体は磁気ディスク、光ディスク、読み出し専用記憶媒体（Ｒｅａｄ−Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ，ＲＯＭ）などの不揮発性記録媒体、又は随時アクセス記憶媒体（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ，ＲＡＭ）で良い。
【００７４】
以上に述べた実施例の各構成要件を任意に組み合わせることができ、説明を簡潔にするために、上記した実施例における各構成要件の全ての組み合わせの可能性を記載しないが、これらの構成要件の組み合わせは矛盾しなければ、本明細書の記載範囲と考えられるべきである。
【００７５】
なお、以上に述べた実施例は本発明の幾つかの実施形態のみを表し、その記載が比較的具体的で詳しい説明であるが、本発明の特許の範囲に限定するものと理解されるべきではない。当業者にとって、本発明の構想から逸脱しない前提で、若干の変形と改良を行うことができ、これらはいずれも本発明の特許の範囲に属する。これにより、本発明の特許保護範囲は添付する請求項に準じる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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