(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211071775.9 (22)申请日 2022.09.02 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115144405 A (43)申请公布日 2022.10.04 (73)专利权人 扬州中科半导体照明有限公司 地址 225000 江苏省扬州市临江路186号 (72)发明人 李志聪　戴俊　王恩平　张溢　 王国宏　王倩　 (51)Int.Cl. G01N 21/88(2006.01) G01N 21/95(2006.01) G06V 10/762(2022.01) G06V 10/28(2022.01) G06V 10/26(2022.01)G06V 10/74(2022.01) 审查员 翁永超 (54)发明名称 基于光学检测的Mini LED晶圆外观缺陷检 测方法 (57)摘要 本发明涉及光学检测技术领域， 具体涉及基 于光学检测的Mini  LED晶圆外观缺陷检测方法。 方法为： 获取多光谱晶圆显微图像； 获取多光谱 晶圆显微图像中每个晶圆像素的光谱序列； 获取 多个正常晶圆像素的光谱序列， 然后将所述每个 晶圆像素的光谱序列与所述多个正常晶圆像素 的光谱序列进行光谱匹配， 得到晶圆网格表示图 像； 对所述晶圆网格表示图像进行分析， 获取聚 合缺陷比， 并基于所述聚合缺陷比利用聚类算法 获取缺陷簇； 将所述缺陷簇与所述各类标准缺陷 的晶圆簇进行匹配， 获取所述缺陷簇的缺陷类 型。 本方法基于小尺寸方形窗口和聚合缺陷比来 对缺陷像素进行密度聚类， 可以有效获取不同缺 陷类型的空间分布， 实现对混合型外观缺陷的精 确检测。 权利要求书2页 说明书7页 附图2页 CN 115144405 B 2022.12.13 CN 115144405 B 1.基于光学检测的Mini  LED晶圆外观缺陷检测方法， 其特征在于， 该方法包括以下步 骤： 利用多光谱显微镜对Mi ni LED晶圆进行观测， 获取多光谱晶圆显微图像； 对所述多光谱晶圆显微图像进行晶圆区域提取， 并获取晶圆中每个像素的光谱序列， 具体包括： 对多光谱晶圆显微图像进行真彩色合成得到晶圆RGB图像， 然后进行灰度转换， 得到晶圆灰度图， 对所述晶圆灰度图采用大津阈值分割方法进行晶圆区域分割并对其进 行 闭运算， 得到晶圆二值图像， 然后 将所述晶圆二值图像与多光谱晶圆显微图像相乘， 得到晶 圆多光谱图像； 将每个像素的多个通道的光谱值组成一个序列， 该序列用以反映该像素处不同波段的 光谱信息， 得到晶圆 区域每个像素的光谱序列； 获取标准无缺陷的晶圆多光谱图像， 挑选多个正常晶圆像素的光谱序列， 然后将所述 晶圆区域中每个像素的光谱序列与所述多个正常晶圆像素的光谱序列进 行光谱匹配， 得到 晶圆网格表示图像， 具体包括： 获取一个标准无缺陷的晶圆多光谱图像， 然后挑选多个正常 晶圆像素的光谱序列； 对于光谱序列利用波峰波谷检测算法， 得到光谱序列的波峰波谷点， 然后将波峰点进 行连接， 得到光谱波峰包络线， 将波谷点进行 连接， 得到光谱波谷包络线； 计算待测晶圆像素与正常晶圆像素光谱序列、 光谱波峰包络线、 光谱波谷包络线的余 弦相似度， 并求和， 得到光谱相似度； 将待测晶圆像素与多个正常晶圆像素的光谱相似度进行求平均， 获取平均光谱相似 度； 然后通过设定相似度阈值， 当待测晶圆光谱序列与多个正常晶圆像素的光谱序列的平 均光谱相似度小于相似度阈值时， 认为其为缺陷像素， 最终得到晶圆网格表示图像， 图像 中， 数值为1， 表明其 为缺陷像素， 数值 为0， 表面 为功能良好的芯片； 对所述晶圆网格表示图像进行分析， 获取聚合缺陷比， 具体包括： 对晶圆网格表示图像 进行连通域分析， 得到多个晶圆连通域， 然后设定聚合阈值， 晶圆连通域中像素数大于聚合 阈值的晶圆连通区域中的像素为聚合像素， 小于聚合阈值的晶圆连通区域中的像素为非聚 合像素； DBSCAN的窗口选用方形窗口， 对于每个像素获取其八邻域像素与中心点像素相同的数 量， 计算聚合 缺陷比： m表示窗口 的大小， a为窗口中晶圆像素的数量， b为窗口中聚合像素的数量； 并基于所述聚合缺陷比利用DBSCAN聚类算法对所述晶圆网格表示图像进行 聚类， 获取 缺陷簇； 获取各类标准缺陷的晶圆簇， 将所述缺陷簇与所述各类标准缺陷的晶圆簇进行匹配， 获取所述缺陷簇的缺陷类型。 2.根据权利要求1所述的基于光学检测的Mini  LED晶圆外观缺陷检测方法， 其特征在 于， 所述多光谱显微镜的分辨 率应在5微米/像素以下。 3.根据权利要求1所述的基于光学检测的Mini  LED晶圆外观缺陷检测方法， 其特征在权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115144405 B 2于， 所述利用多光谱显微镜对Mi ni LED晶圆进行观测的方法为： 观测过程采用稳定的卤素灯作为光源， 卤素灯的光强为   ； 同时利用光纤束 连接灯壳与准直透镜， 利用发散角为0.8 °的透镜对光线发出的光进行准直， 调整准直透镜 的聚焦位置， 使聚光灯在晶圆表面离焦， 消除光源的模式。 4.根据权利要求1所述的基于光学检测的Mini  LED晶圆外观缺陷检测方法， 其特征在 于， 所述多光谱晶圆显微图像中波段的波长包 含： 390、 475、 5 50、 590、 70 0、 850nm。 5.根据权利要求1所述的基于光学检测的Mini  LED晶圆外观缺陷检测方法， 其特征在 于， 所述基于所述聚合 缺陷比进行DBSCAN密度聚类的方法为： （1） 从所有晶圆缺陷像素的坐标中任意选取一个晶圆像素点p； （2） 如果点p的U值满足U大于G2， 则所选取的晶圆缺 陷像素点p为核心点， 则找出所有从 p密度可达的 晶圆缺陷像素点， 形成一个簇， G2的经验值 为0.12； （3） 如果选取的 晶圆缺陷像素点p小于G2， 其 为边缘点， 则选取另一个晶圆缺陷像素点； （4） 重复 （2） 、 （3） 步， 直到所有晶圆缺陷点被处 理。 6.根据权利要求1所述的基于光学检测的Mini  LED晶圆外观缺陷检测方法， 其特征在 于， 所述缺陷簇与所述各类标准 缺陷的晶圆簇进行匹配的方法为： 人为获取 各类标准 缺陷的晶圆簇； 获取每个存在外观缺陷的晶圆簇与各类标准缺陷的晶圆簇的ZerNike矩， 用以度量晶 圆簇的形状、 形态信息； 然后对于每个存在外观缺陷的晶圆簇与 各类标准缺陷的晶圆簇进行均匀采样， 每个采 样的点都有其 光谱序列， 所有采样点的光谱序列组成一个光谱矩阵； 计算匹配度T： T=NCC(X1,X2)*w1+cosi ne similarity(Z1,Z2)*w2+L1(S1,S2)*w3 w1、 w2、 w3分别为晶圆光谱、 晶圆缺陷形态、 晶圆大小的权重， X1， X2分别为存在外观缺 陷的晶圆簇、 标准缺陷的晶圆簇的光谱矩阵， NCC为归一化互相关度量， 最 终求出后， 归一化 互相关度量越大， 代表两个晶圆簇的光谱序列越相近， Z1， Z2分别为存在外观缺陷的晶圆 簇、 标准缺陷的晶圆簇的ZerNike矩向量， cosine  similarity(  )为余弦相似度计算函数， S1， S2分别为存在外观缺陷的晶圆簇、 标准缺陷的晶圆簇的面积占比， L1表 示求取两个晶圆 簇的面积占比的L1距离； 利用上述方法求得存在外观缺陷的晶圆簇与各类标准缺陷的晶圆簇的匹配度， 然后选 取匹配度最大的标准缺陷晶圆簇的缺陷类型作为存在外观缺陷的晶圆簇的缺陷类型， 完成 对Mini LED晶圆外观缺陷类型的检测。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115144405 B 3