(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 110174414 A(43)申请公布日 2019.08.27
(21)申请号 201910595662.0(22)申请日 2019.07.03
(71)申请人 厦门特仪科技有限公司
地址 361000 福建省厦门市同安区美溪道
思明工业园79号4楼之一(72)发明人 王世锐 林志阳 (51)Int.Cl.
G01N 21/95(2006.01)
权利要求书1页 说明书7页 附图7页
CN 110174414 A(54)发明名称
一种Micro-OLED产品光学检测设备及晶圆片检测方法(57)摘要
本发明涉及半导体检测技术领域，特别涉及一种Micro-OLED产品光学检测设备及晶圆片检测方法。其中，光学检测设备包括检测系统、控制系统和显示系统；检测系统包括过滤器，过滤器与光学检测暗室连接，其内部包括相互连接的分光式光谱仪和CCD；分光式光谱仪与三轴运动模组连接；光学检测暗室的底侧设置有探针台；检测系统与控制系统信号连接，控制系统包括控制柜、电气控制模块、SMU模块、工业电脑和CCD控制模块。本发明首次提供了一种Micro-OLED产品光学检测设备配合测试方法能够对Micro-OLED晶圆片进行检测，具有检查分辨率高，测试效力可达到平均3-4秒/die，设备可靠性和稳定高，在Micro-OLED产品的光学检测上具有重要的实际应用价值。
CN 110174414 A
权 利 要 求 书
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1.一种Micro-OLED产品光学检测设备，其特征在于：包括检测系统、控制系统和显示系统；
所述检测系统包括过滤器，所述过滤器与光学检测暗室连接，所述光学检测暗室四周设置有外框，其内部包括相互连接的分光式光谱仪和CCD图像控制器；所述分光式光谱仪与三轴运动模组连接；
所述光学检测暗室的底侧设置有探针台；所述检测系统与所述控制系统信号连接，所述控制系统包括控制柜、电气控制模块、SMU模块、工业电脑和CCD控制模块；
所述检测系统与显示系统信号连接。
2.根据权利要求1所述的Micro-OLED产品光学检测设备，其特征在于：所述探针台的底侧设置有防震座。
3.根据权利要求1所述的Micro-OLED产品光学检测设备，其特征在于：所述控制系统设置有UPS不间断电源。
4.根据权利要求1所述的Micro-OLED产品光学检测设备，其特征在于：所述检测系统与检测系统采用CIM协议和工厂系统交互连接。
5.根据权利要求1所述的Micro-OLED产品光学检测设备，其特征在于：所述过滤器为FFU过滤器。
6.根据权利要求1所述的Micro-OLED产品光学检测设备，其特征在于：所述CCD图像控制器为4300M_CCD图像控制器。
7.根据权利要求1所述的Micro-OLED产品光学检测设备，其特征在于：所述控制柜内设置有装工控机和电气配件。
8.一种采用如权利要求1-7任一项所述Micro-OLED产品光学检测设备的晶圆片检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤a、待测试产品放置于探针台上料口，控制系统控制探针台实现自动上下料；步骤b、控制系统控制SMU模块对晶圆片上面的die产品进行通电，并通过电路检测检测电流、电压参数是否符合规格要求；
步骤c、控制系统控制三轴运动模组和探针台实现光谱仪对die 产品进行光学参数测试，并判断检测色度是否符合规格要求；
步骤d、控制系统控制三轴运动模组和探针台实现CCD图像控制器对Die 产品进行光学参数测试，并判断像素级别亮度和点线面、Mura的AOI光学参数是否符合规格要求；
步骤e、控制系统根据SMU模块、光谱仪和CCD图像控制器的检测结果，对测试产品进行综合判断。
9.根据权利要求8所述的Micro-OLED产品光学检测设备的晶圆片检测方法，其特征在于：步骤e中，控制系统将晶圆片上Die的检测信息采用不同的颜色进行成像输出，并在所述显示系统上形成产品信息报告。
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说 明 书
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一种Micro-OLED产品光学检测设备及晶圆片检测方法
技术领域
[0001]本发明涉及半导体检测技术领域，特别涉及一种Micro-OLED产品光学检测设备及晶圆片检测方法。
背景技术
[0002]面板是AR/VR技术的重要载体。之前由于AR/VR技术本身还未完善，导致市场对面板的需求没有迫切，但现在的情况却不同了，AR/VR技术除了在娱乐方面的应用外，在医疗、军事、工业维修、城市建设等领域都有投入应用。AR/VR市场逐步扩大，对于面板的要求也越来越高，旧有的LCD显示器和OLED显示器已经跟不上越来越高的市场需求。随着这种需求愈加迫切，厂商们必将会寻找新的屏幕显示技术来替代现有的LCD或是OLED显示器，而这种新技术，就是有机发光二极管微显示技术Micro-OLED。[0003]相较于普通OLED显示器件以玻璃为背板，OLED微显示器件采用单晶硅晶圆(Wafer)为背板，除具有OLED自发光、厚度薄、质量轻、视角大、响应时间短、发光效率高等特性外，更容易实现高PPI(像素密度)、体积小、易于携带、功耗低等优异特性，特别适合应用于头盔显示器、立体显示镜以及眼镜式显示器等AR/VR显示设备。也就是说，Micro-OLED能让人们抛弃以往他们心目中AR/VR显示设备屏幕厚重的刻板印象，让AR/VR技术更加地在人群中普及，带动更大的产品需求。在国家以供给侧结构性改革引领产业转型升级的背景下，新型显示产业对于提升我国在信息技术、材料技术、装备技术、系统技术及等方面具有非常重要的意义；因此，如何对Micro-OLED产品实现自动化测试，是本领域需要解决的技术问题。
发明内容
[0004]为解决上述背景技术中存在的问题，本发明提供一种Micro-OLED产品光学检测设备，包括检测系统、控制系统和显示系统；[0005]所述检测系统包括过滤器，所述过滤器与光学检测暗室连接，所述光学检测暗室四周设置有外框，其内部包括相互连接的分光式光谱仪和CCD图像控制器；所述分光式光谱仪与三轴运动模组连接；
[0006]所述光学检测暗室的底侧设置有探针台；[0007]所述检测系统与所述控制系统信号连接，所述控制系统包括控制柜、电气控制模块、SMU模块、工业电脑和CCD控制模块；
[0008]所述检测系统与显示系统信号连接。[0009]在上述技术方案的基础上，进一步地，所述探针台的底侧设置有防震座。[0010]在上述技术方案的基础上，进一步地，所述控制系统设置有UPS不间断电源。[0011]在上述技术方案的基础上，进一步地，所述检测系统与检测系统采用CIM协议和工厂系统交互连接。
[0012]在上述技术方案的基础上，进一步地，所述过滤器为FFU过滤器。
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在上述技术方案的基础上，进一步地，所述CCD图像控制器为4300M_CCD图像控制
器。
在上述技术方案的基础上，进一步地，所述控制柜内设置有装工控机和电气配件。
[0015]本发明还提供一种采用如上任意所述Micro-OLED产品光学检测设备进行的晶圆片检测方法，包括以下步骤：[0016]步骤a、待测试产品放置于探针台上料口，控制系统控制探针台实现自动上下料；[0017]步骤b、控制系统控制SMU模块对晶圆片上面的die产品进行通电，并通过电路检测检测电流、电压参数是否符合规格要求；[0018]步骤c、控制系统控制三轴运动模组和探针台实现光谱仪对die产品进行光学参数测试，并判断检测色度是否符合规格要求；[0019]步骤d、控制系统控制三轴运动模组和探针台实现CCD图像控制器对Die产品进行光学参数测试，并判断像素级别亮度和点线面、Mura的AOI光学参数是否符合规格要求；[0020]步骤e、控制系统根据SMU模块、光谱仪和CCD图像控制器的检测结果，对测试产品进行综合判断。
[0021]在上述技术方案的基础上，进一步地，步骤e中，控制系统将晶圆片上Die的检测信息采用不同的颜色进行成像输出，并在所述显示系统上形成产品信息报告。[0022]本发明首次提供了提供的一种Micro-OLED产品光学检测设备，能够对Micro-OLED晶圆片进行检测，具有检查分辨率高，测试效力可达到平均3-4秒/die，设备可靠性和稳定高，在Micro-OLED产品的光学检测上具有重要的实际应用价值。附图说明
[0023]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。
[0024]图1为本发明提供的Micro-OLED产品光学检测设备结构示意图；[0025]图2为MIT主电路图；
[0026]图3为图2中A的局部放大图；[0027]图4为MIT辅助电路图；
[0028]图5为图4中B的局部放大图；[0029]图6为产品检测流程图；[0030]图7为产品报告结果显示图。[0031]附图标记：[0032]10过滤器 20光学检测暗室 21外框[0033]22分光式光谱仪 23CCD图像控制器 24三轴运动模组[0034]30探针台 41控制柜 42电气控制模块[0035]43SMU模块 44工业电脑 45CCD控制模块[0036]50显示系统 60防震座
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具体实施方式
[0037]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0038]在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0039]本发明提供一种Micro-OLED产品光学检测设备，包括检测系统、控制系统和显示系统；
[0040]所述检测系统包括过滤器10，所述过滤器10与光学检测暗室20连接，所述光学检测暗室20四周设置有外框21，其内部包括相互连接的分光式光谱仪22和CCD图像控制器23；所述分光式光谱仪22与三轴运动模组24连接；所述光学检测暗室20的底侧设置有探针台30；所述检测系统与所述控制系统信号连接，所述控制系统包括控制柜41、电气控制模块42、SMU模块43、工业电脑44、CCD控制模块45；所述检测系统与显示系统50信号连接，所述显示系统可采用现有的显示器设备；优选地，所述探针台的底侧设置有防震座60。[0041]具体地，所述过滤器用于过滤空气粉尘，可以采用风机过滤机组(英文全称为Fan Filter Unit，简称FFU)作为过滤器；所述CCD(Charge-coupled Device，简称CCD)图像控制器可以采用4300M_CCD图像控制器；其中，所述电气控制模块用于控制设备的电力系统；所述源测量单元(简称SMU)模块用于给测试产品提供电流源和电压源；所述工业电脑可以与所述三轴运动模组采用本领域技术人员可以实现的电路连接方式连接，用于控制所述三轴运动模组的移动，而所述三轴运动模组能够控制测试机构空间上进行运动；所述CCD控制模块与CCD图像控制器采用本领域技术人员可以实现的电路连接方式连接，用于控制CCD图像控制器的位置移动，所述CCD图像控制器用于测试产品的光学参数；所述分光式光谱仪用于测试产品的亮度；所述探针台可以采用P8探针台，探针用于接触产品，待测试产品放置于探针台上料口进行上料；其中，所述防震座可以采用sotoMD500防震座，能够消除外界震动影响测试；优选地，所述控制系统设置有UPS不间断电源，能够确保机台控制系统不断电；进一步地，所述检测系统与检测系统采用CIM协议和工厂系统交互连接；所述控制柜内设置有装工控机和电气配件。
[0042]在本发明提供的Micro-OLED产品光学检测设备中，采用的控制电路图如图2-5所示，其中，图2为MIT主电路图，结合图3，该电路用于整机的轨迹运动控制；图中，-V1为电源开关，S1为伺服电机400W，S2为伺服电机200W带刹车，S3为伺服电机200W，P1、P2为排插，FU为保险丝，D1为端子排，-Q1为漏电空开，F为单P空开，H为指示灯。[0043]图4为MIT辅助电路图，结合图5，该电路表示或用于电机刹车线及仪器的端口控制；图中，XA为AC220电源，XB为伺服电机UVW线，X1为调试通信口，X2A、X2B为EtherCAT通信口，X4为脉冲焊线PIN脚，X6为伺服编码器口。
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本发明提供的Micro-OLED产品光学检测设备，能够对Micro-OLED晶圆片进行检
测，具有检查分辨率高，测试效力可达到平均3-4秒/die，在Micro-OLED产品的光学检测上具有重要的实际应用价值。
[0045]本发明还提供一种采用如上任意所述Micro-OLED产品光学检测设备进行的晶圆片检测方法，包括以下步骤：[0046]步骤a、待测试产品放置于探针台上料口，控制系统控制探针台实现自动上下料；[0047]步骤b、控制系统控制SMU模块对晶圆片上面的die产品进行通电，并通过电路检测检测电流、电压参数是否符合规格要求；[0048]例如，在点亮产品通电后电压为-1～-5(V)，电流-1～-20(mA)，依据客户设定相应规格后，确定产品检测得到的电流、电压数据是否符合相应的规格要求；[0049]步骤c、控制系统控制三轴运动模组和探针台实现光谱仪对die产品进行光学参数测试，并判断检测色度是否符合规格要求；[0050]例如，点亮产品通电后色度为x：0.2-0.4，y：0.3-0.4，最终标准依据客户设定相应规格后，确定产品检测得到的色度数据是否符合相应的规格要求；[0051]步骤d、控制系统控制三轴运动模组和探针台实现CCD图像控制器对Die产品进行光学参数测试，并判断像素级别亮度和点线面、Mura的AOI光学参数是否符合规格要求，具体根据客户对上述参数的要求来确定。[0052]步骤e、控制系统根据SMU模块、光谱仪和CCD图像控制器的检测结果，对测试产品进行综合判断。
[0053]产品检测的具体流程可如图6所示。[0054]本发明提供的设备结合测试方法，对产品测试的实施例结果如下表所示：[0055]表1
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其中，Result.Die表示此个产品的检测结果；Result.SMU表示SMU模块的检测判定
结果；Result.SRUL2表示色度，亮度的检测结果；检Result.Radiant表示外观的检测结果；而通过QC复判可知，本发明提供的方案对产品不良判断的准确率为100％，判定不良项目准确率为91％；此外，通过本发明提供的方案对产品的测试效力可达到平均3-4秒/Die，具有显著进步。
[0059]优选地，步骤e中，控制系统将晶圆片上Die的检测信息采用不同的颜色进行成像输出，并在所述显示系统上形成产品信息报告；具体地，如图7所示，深色(也可以用其它颜色代替，如红色)代表相应晶圆片上的Die为NG，浅色(也可以用其它颜色代替，如绿色)代表相应晶圆片上的Die为OK，通过该方案，能够一目了然地得知测试结果及晶圆片的信息。[0060]尽管本文中较多的使用了诸如过滤器、光学检测暗室、外框、分光式光谱仪、CCD图像控制器、三轴运动模组、探针台、控制柜、电气控制模块、SMU模块、工业电脑、CCD控制模块、显示系统、防震座等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的都是与本发明精神相违背的。
[0061]最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进
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行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
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