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CN112255245B - 一种Mini LED晶圆正反面外观缺陷检测方法及装置 - Google Patents

一种Mini LED晶圆正反面外观缺陷检测方法及装置 Download PDF

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CN112255245B CN202011513335.5A CN202011513335A CN112255245B CN 112255245 B CN112255245 B CN 112255245B CN 202011513335 A CN202011513335 A CN 202011513335A CN 112255245 B CN112255245 B CN 112255245B
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Abstract

本发明涉及一种Mini LED晶圆正反面外观缺陷检测方法及装置，所述方法包括正面工位检测，通过标记点定位正面缺陷的位置，将正面缺陷和正面缺陷的位置信息合并至Mini LED晶圆信息文档中、背面工位检测，通过标记点位置定位背面缺陷的位置，将背面缺陷和背面缺陷的位置信息合并至Mini LED晶圆信息文档中，分选机根据Mini LED晶圆信息文档判断晶圆是否合格并分选。本文提出的Mini LED晶圆正反面缺陷检测方法及装置，解决了Mini LED晶圆背面缺陷检测中的定位问题，让正反面的检测信息结合在一起，完成Mini LED正反面的缺陷检测，大大提高了Mini LED外观缺陷检出率、准确率及效率。

Description

一种Mini LED晶圆正反面外观缺陷检测方法及装置
技术领域
本发明涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种Mini LED晶圆正反面外观缺陷检测方法及装置。
背景技术
在现有的Mini LED视觉检测中，机器视觉需要通过Mini LED的标记点，将每个晶圆的检测结果同步到晶圆信息文档中，然后分选机台通过检测结果，对晶圆进行分选。目前Mini LED标记点只存在正面，故对Mini LED的背面缺陷检测中的定位标记在机器视觉中是一大检测难题。
发明内容
针对上述现有技术的缺陷，公开了一种晶圆正反面外观缺陷检测装置及方法，可以通过标记点将缺陷信息同步到晶圆信息文档中，让分选机可分选出Mini LED的背面缺陷晶圆，从而提出了一种同时兼容Mini LED的正、反面外观缺陷检测及定位标记的检测方法，极大地提高了Mini LED晶圆外观缺陷检出率，准确率和效率。
本发明公开了一种Mini LED晶圆正反面外观缺陷检测方法，包括以下步骤：
正面工位检测：将Mini LED晶圆放置于正面检测装置的第一检测镜头下方的第一载台上，将Mini LED晶圆正面朝上设置，Mini LED晶圆平面与第一检测镜头中心轴线垂直，所述第一载台为透明载台，所述Mini LED晶圆上方设置有第一环形光源，所述第一载台下方设置有第一背光源，使用第一环形光源和第一背光源照射晶圆，通过第一检测相机检测晶圆正面缺陷，通过标记点定位正面缺陷的位置，将正面缺陷和正面缺陷的位置信息合并至Mini LED晶圆信息文档中；
正面工位检测完成后，将Mini LED晶圆输送至背面检测装置，进行背面工位检测；
背面工位检测：将Mini LED晶圆设置于背面检测装置的第二检测镜头上方的第二载台上，将Mini LED晶圆背面朝下设置，Mini LED晶圆平面与第二检测镜头中心轴线垂直，所述第二载台为透明载台，所述Mini LED晶圆下方设置有第二组合光源，所述第二组合光源由环形光源和棱镜同轴光源组合而成，所述第二载台上方设置有第二背光源，使用所述第二组合光源和第二背光源照射Mini LED晶圆使得第二检测相机对标记点清晰成像，通过第二检测相机检测出Mini LED晶圆背面缺陷，通过标记点位置定位背面缺陷的位置，将背面缺陷和背面缺陷的位置信息合并至Mini LED晶圆信息文档中；
分选机根据Mini LED晶圆信息文档判断Mini LED晶圆是否合格并根据判断结果分选。
根据本发明的一个优选实施例，所述第二背光源为红外光背光源。所述Mini LED的背面缺陷主要包括DBR背崩、背面划痕、表面脏污、崩边，使用红外光背光源结合由环形光源和棱镜同轴光源组合而成的第二组合光源可以更清晰地呈现背面缺陷。
根据本发明的一个优选实施例，所述正面检测装置还包括点光源，正面工位检测时，使用点光源、环形光源与背光源频闪打光。使用上述三种光源频闪打光能更好地凸显出产品正面的多种缺陷，如电极缺损、电极刮伤/划痕、电极脏污、电极多金、电极鼓泡、划裂不良、电极方向不一致、隔离槽脏污、衬底破裂、晶粒双胞、PV正面崩边、PV边沿测量等。
根据本发明的一个优选实施例，正面工位检测和背面工位检测时，将所述MiniLED晶圆真空吸附在第一载台或第二载台上。使用真空吸附的方式固定待测Mini LED晶圆连接稳固且安装方便。
根据本发明的一个优选实施例，正面工位检测结束后，使用机械臂将Mini LED晶圆输送至背面检测装置。使用机械臂传送检测晶圆提高效率，降低人工成本。
本发明还公开了一种Mini LED晶圆正反面外观缺陷检测装置，其适用于前文所述的检测方法，所述检测装置包括正面检测装置、背面检测装置、传输装置、分选机，所述正面检测装置包括第一检测相机、第一镜头、点光源、第一环形光源、第一载台、第一背光源；所述第一检测相机、第一镜头、第一环形光源、第一载台、第一背光源从上至下依次同轴设置，所述第一载台用于放置Mini LED晶圆；
所述背面检测装置包括第二检测相机、第二镜头、第二组合光源、第二载台、第二背光源；所述第二检测相机、第二镜头、第二组合光源、第二载台、第二背光源从下至上依次同轴设置，所述第二载台用于放置Mini LED晶圆；
所述传输装置用于将Mini LED晶圆从正面检测装置移动至背面检测装置；
所述分选机用于根据Mini LED晶圆信息文档判断Mini LED晶圆是否合格并根据判断结果分选。
根据本发明的一个优选实施例，所述第二组合光源由环形光源和棱镜同轴光源组合而成，所述第二背光源为红外光背光源。使用红外光背光源结合第二组合光源由环形光源和棱镜同轴光源组合而成的第二组合光源可以更清晰地呈现背面缺陷。
根据本发明的一个优选实施例，所述第一载台和第二载台为玻璃载台，玻璃载台四周设置有一圈气孔。载台设置为上述结构便于Mini LED晶圆真空吸附在载台上。
根据本发明的一个优选实施例，所述传输装置为机械臂，所述第一检测镜头和第二检测镜头为远心镜头。根据本发明的一个优选实施例，所述点光源设置在所述第一检测镜头的中间位置。
本发明公开的一种Mini LED晶圆背面缺陷检测装置及方法不仅解决了Mini LED晶圆正面缺陷检测的问题，而且还能通过背面成像结构，让正反面的检测信息结合在一起，完成Mini LED晶圆正反面的缺陷检测；通过背面打透待测Mini LED晶圆的方式以使得检测晶圆背面缺陷时可以清晰地对标记点成像，解决了目前Mini LED晶圆背面缺陷检测过程中的定位标记技术难题；将正反面缺陷合并至晶圆信息文档中，大大提高了Mini LED外观缺陷检出率、准确率及效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的检测方法示意图。
图2为本发明的检测装置中的正面检测装置示意图。
图3为本发明的检测装置中的背面检测装置示意图。
图4为本发明的检测装置中的背面检测装置的第二组合光源的示意图。
图5为本发明的一具体实施例中的正面标记点成像。
图6为本发明的一具体实施例中的背面标记点成像。
图7为本发明的一具体实施例中的Mini LED晶圆完整缩略图像。
1.第一检测相机；2.第一镜头；3.点光源；4.第一环形光源；5.待测晶圆；6.第一载台；7.第一背光源；11.第二检测相机；12第二镜头；14.第二组合光源；141.环形光源；142.棱镜同轴光源；17.第二背光源。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
如图1所示，为本发明的检测方法示意图。本发明公开的Mini LED晶圆正反面外观缺陷检测方法，包括以下步骤：
正面工位检测：将Mini LED晶圆放置于正面检测装置的第一检测镜头下方的第一载台上，将Mini LED晶圆正面朝上设置，Mini LED晶圆平面与第一检测镜头中心轴线垂直，所述第一载台为透明载台，所述Mini LED晶圆上方设置有第一环形光源，所述第一载台下方设置有第一背光源，使用第一环形光源和第一背光源照射晶圆，通过第一检测相机检测晶圆正面缺陷，通过标记点定位正面缺陷的位置，将正面缺陷和正面缺陷的位置信息合并至Mini LED晶圆信息文档中；
正面工位检测完成后，将Mini LED晶圆输送至背面检测装置，进行背面工位检测；
背面工位检测：将Mini LED晶圆设置于背面检测装置的第二检测镜头上方的第二载台上，将Mini LED晶圆背面朝下设置，Mini LED晶圆平面与第二检测镜头中心轴线垂直，所述第二载台为透明载台，所述Mini LED晶圆下方设置有第二组合光源，所述第二组合光源由环形光源和棱镜同轴光源组合而成，所述第二载台上方设置有第二背光源，使用所述第二组合光源和第二背光源照射Mini LED晶圆使得第二检测相机对标记点清晰成像，通过第二检测相机检测出Mini LED晶圆背面缺陷，通过标记点位置定位背面缺陷的位置，将背面缺陷和背面缺陷的位置信息合并至Mini LED晶圆信息文档中；
分选机根据Mini LED晶圆信息文档判断Mini LED晶圆是否合格并根据判断结果分选。
可选的，所述第二背光源为红外光背光源。所述Mini LED的背面缺陷主要包括DBR背崩、背面划痕、表面脏污、崩边，使用红外光背光源结合由环形光源和棱镜同轴光源组合而成的第二组合光源可以更清晰地呈现背面缺陷。
可选的，所述正面检测装置还包括点光源，正面工位检测时，使用点光源、环形光源与背光源频闪打光，所述点光源可选为高亮RB点光源。使用上述三种光源频闪打光能更好地凸显出产品正面的多种缺陷，如电极缺损、电极刮伤/划痕、电极脏污、电极多金、电极鼓泡、划裂不良、电极方向不一致、隔离槽脏污、衬底破裂、晶粒双胞、PV正面崩边、PV边沿测量等。
可选的，正面工位检测和背面工位检测时，将所述Mini LED晶圆真空吸附在第一载台或第二载台上。使用真空吸附的方式固定待测Mini LED晶圆连接稳固且安装方便。
可选的，正面工位检测结束后，使用机械臂将Mini LED晶圆输送至背面检测装置。使用机械臂传送检测晶圆提高效率，降低人工成本。
如图2、3所示为本发明的检测装置中的正面检测装置示意图和背面检测装置示意图，本发明还公开的Mini LED晶圆正反面外观缺陷检测装置，其适用于前文所述的检测方法，所述检测装置包括正面检测装置、背面检测装置、传输装置、分选机，所述正面检测装置包括第一检测相机1、第一镜头2、点光源3、第一环形光源4、第一载台6、第一背光源7；所述第一检测相机、第一镜头、第一环形光源、第一载台、第一背光源从上至下依次同轴设置，所述第一载台用于放置Mini LED晶圆；
所述背面检测装置包括第二检测相机11、第二镜头12、第二组合光源14、第二载台（未示出）、第二背光源17；所述第二检测相机、第二镜头、第二组合光源、第二载台、第二背光源从下至上依次同轴设置，所述第二载台用于放置Mini LED晶圆；
所述传输装置用于将Mini LED晶圆从正面检测装置移动至背面检测装置；
所述分选机用于根据Mini LED晶圆信息文档判断Mini LED晶圆是否合格并根据判断结果分选。
如图4所示，可选的，所述第二组合光源由环形光源141和棱镜同轴光源142组合而成，所述第二背光源为红外光背光源。使用红外光背光源结合第二组合光源由环形光源和棱镜同轴光源组合而成的第二组合光源可以更清晰地呈现背面缺陷。
可选的，所述第一载台和第二载台为玻璃载台，玻璃载台四周设置有一圈气孔。载台设置为上述结构便于Mini LED晶圆真空吸附在载台上。
可选的，所述传输装置为机械臂，所述第一检测镜头和第二检测镜头为远心镜头。根据本发明的一个优选实施例，所述点光源设置在所述第一检测镜头的中间位置。
如图5、6所示为本发明的一具体实施例中的正、反面标记点成像，如图所示标记点位于框中，如图7所示为本发明的一具体实施例中的Mini LED晶圆完整缩略图像，图6中黑色的点为标记点。
本发明公开的一种Mini LED晶圆背面缺陷检测装置及方法不仅解决了Mini LED晶圆正面缺陷检测的问题，而且还能通过背面成像结构，让正反面的检测信息结合在一起，完成Mini LED晶圆正反面的缺陷检测；通过背面打透待测Mini LED晶圆的方式以使得检测晶圆背面缺陷时可以清晰地对标记点成像，解决了目前Mini LED晶圆背面缺陷检测过程中的定位标记技术难题；将正反面缺陷合并至晶圆信息文档中，大大提高了Mini LED外观缺陷检出率、准确率及效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种Mini LED晶圆正反面外观缺陷检测方法，其特征在于：包括以下步骤：
正面工位检测：将Mini LED晶圆放置于正面检测装置的第一检测镜头下方的第一载台上，将Mini LED晶圆正面朝上设置，Mini LED晶圆平面与第一检测镜头中心轴线垂直，所述第一载台为透明载台，所述第一检测镜头中间设置有点光源，所述Mini LED晶圆上方设置有第一环形光源，所述第一载台下方设置有第一背光源，使用点光源、第一环形光源和第一背光源照射晶圆，通过第一检测相机检测晶圆正面缺陷，通过只存在Mini LED晶圆正面的标记点定位正面缺陷的位置，将正面缺陷和正面缺陷的位置信息合并至Mini LED晶圆信息文档中；
正面工位检测完成后，将Mini LED晶圆输送至背面检测装置，进行背面工位检测；
背面工位检测：将Mini LED晶圆设置于背面检测装置的第二检测镜头上方的第二载台上，将Mini LED晶圆背面朝下设置，Mini LED晶圆平面与第二检测镜头中心轴线垂直，所述第二载台为透明载台，所述Mini LED晶圆下方设置有第二组合光源，所述第二组合光源由环形光源和棱镜同轴光源组合而成，所述第二载台上方设置有第二背光源，使用所述第二组合光源和第二背光源照射Mini LED晶圆使得第二检测相机对标记点清晰成像，通过第二检测相机检测出Mini LED晶圆背面缺陷，通过标记点位置定位背面缺陷的位置，将背面缺陷和背面缺陷的位置信息合并至Mini LED晶圆信息文档中；
分选机根据Mini LED晶圆信息文档判断Mini LED晶圆是否合格并根据判断结果分选；
所述第二背光源为红外光背光源。
2.根据权利要求1所述的一种Mini LED晶圆正反面外观缺陷检测方法，其特征在于：正面工位检测时，使用点光源、环形光源与背光源频闪打光。
3.根据权利要求1所述的一种Mini LED晶圆正反面外观缺陷检测方法，其特征在于：正面工位检测和背面工位检测时，将所述Mini LED晶圆真空吸附在第一载台或第二载台上。
4.根据权利要求1所述的一种Mini LED晶圆正反面外观缺陷检测方法，其特征在于：正面工位检测结束后，使用机械臂将Mini LED晶圆输送至背面检测装置。
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Assignee: Suzhou Gaoshi Semiconductor Technology Co.,Ltd.

Assignor: Gaoshi Technology (Suzhou) Co.,Ltd.

Contract record no.: X2021990000430

Denomination of invention: A method and device for detecting front and back appearance defects of mini LED wafer

Granted publication date: 20210427

License type: Common License

Record date: 20210722

CP03 Change of name, title or address
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Address after: 215129 Rooms 101, 102, 901, 902, Floor 9, Building 11, No. 198, Jialing River Road, High tech Zone, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: Gaoshi Technology (Suzhou) Co.,Ltd.

Address before: 215163 rooms 101, 102, 901 and 902, floor 1, building 11, 198 Jialingjiang Road, high tech Zone, Suzhou City, Jiangsu Province

Patentee before: Gaoshi Technology (Suzhou) Co.,Ltd.