[发明专利]一种Mini LED晶圆外观缺陷检测系统及方法

说明书

本发明涉及一种Mini LED晶圆外观缺陷光学检测系统及方法，所述检测系统包括大靶面高分辨率相机、高倍高数值孔径镜头、光源、位移载物台、计算机图像处理系统等；其系统的分辨率可小于1μm，对Mini LED的表面缺陷可实现清晰成像分辨；可以在一张图片对超过1000颗晶粒进行同步分析检测，相比于传统的显微镜人工目检的方式有50倍的效率提升，实现了高精度高效率自动化的光学检测。所述检测系统既能满足高精度的检测要求，又能进行高效率扫描拍摄成像，适合用于Mini LED表面缺陷检测。所述检测系统采用机器视觉方式代替人工目检对缺陷自动判定及分类，可实现大批量自动化测量。

技术领域

本发明涉及一种晶圆外观缺陷检测系统，尤其涉及一种Mini LED晶圆外观缺陷的光学检测系统及方法。

背景技术

随着智能设备的显示技术不断创新发展，对屏幕的分辨率要求越来越高，MiniLED阵列器件应运而生。与常规LED相比，Mini LED的尺寸进一步减少，制作工艺更为复杂，因此对Mini LED的检测要求及难度会进一步提高。由于Mini LED的尺寸一般在100μm-200μm，而常规LED的尺寸一般大于1000μm，所以目前常规LED的外观缺陷自动化检测系统，其检测光学分辨率未能满足Mini LED的检测要求；目前对Mini LED外观缺陷检测多采用显微镜的人工检测方式，普遍存在检测效率低下满足不了产能需求、人工检测容易疲劳导致检测结果参差不齐、人为误差导致标准不统一等缺点。

目前行业中普遍使用的显微镜一般是5倍、10倍、20倍的镜头组合来观察。要达到晶圆缺陷清晰成像的效果，高倍率的物镜导致视野非常小。如图1所示，单次视野只能观察到不超过20个晶圆，而一张晶圆片的晶圆颗粒数可达几十万之多，导致人工检测完一片4寸的Mini LED晶元片就至少需要3个小时，若是6寸的那检测时间将会翻倍，于是使用人工目检方式效率极低或只能采用抽检方式来代替。

发明内容

为解决目前Mini LED行业存在的光学检测精度与效率无法兼顾而导致无法全检的问题，本发明提出一种能提供高分辨率及快速高效的自动化检测系统及方法。

一种Mini LED晶圆外观缺陷光学检测系统，其特征在于：包括大靶面高分辨率相机、高倍高数值孔径镜头、光源、位移载物台、计算机图像处理系统；所述大靶面高分辨率相机和高倍高数值孔径镜头配合，所述高倍高数值孔径镜头设置于大靶面高分辨率相机下方，检测时所述位移载物台设置于高倍高数值孔径镜头正下方。所述检测系统采用高倍高数值孔径的镜头对晶圆进行成像，配合高分辨率的相机，其系统的分辨率可小于1μm，对Mini LED的表面缺陷可实现清晰成像分辨。

本发明所述的高倍率大视野Mini LED表面缺陷光学检测系统主要包括镜头、相机以及光源等主要组成部分。（1）镜头采用高倍高数值孔径镜头，其目的是能够将Mini LED表面上0.5μm-200μm的缺陷的清晰成像，有效分辨筛选出有外观缺陷的Mini LED产品；（2）由于一般高倍镜头的小视野会导致大大降低扫描效率，因此本系统采用了能支持大靶面相机的高倍镜头，配合2/3inch以上的大靶面高分辨率相机，组合成高分辨率大视野相机镜头。系统在保证高精度的前提下，可以在一张图片对超过1000颗晶粒进行同步分析检测，相比于传统的显微镜人工目检的方式有50倍的效率提升，实现了高精度高效率自动化的光学检测。所述光源为频闪或常亮光源，优选为频闪光源，频闪光源可以提高检测效率。

所述检测系统既能满足高精度的检测要求，又能进行高效率扫描拍摄成像，适合用于Mini LED表面缺陷检测。所述检测系统采用机器视觉方式代替人工目检对缺陷自动判定及分类，可实现大批量自动化测量。