KR101104558B1

KR101104558B1 - Method for laser repair

Info

Publication number: KR101104558B1
Application number: KR1020050097842A
Authority: KR
Inventors: 강경민
Original assignee: 사천홍시현시기건유한공사
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2012-01-11
Also published as: KR20070042217A

Abstract

본 발명은 이물질 주변의 소자에 영향을 주지 않고 이물질만을 정확히 제거할 수 있으며 취급이 용이한 레이저 보수 방법에 관한 것으로서, The present invention relates to a laser repair method that can accurately remove only foreign matters without affecting devices around foreign matters and is easy to handle.

본 발명에 따른 레이저 보수 방법은 반도체 소자 또는 평판표시소자의 제조 공정 상에서 발생되는 전극 간 단락, 이물질 등의 불량을 제거하는 레이저 보수 방법에 있어서, 780∼840nm의 파장과 130∼250fs의 펄스 폭을 갖는 레이저를 상기 전극 간 단락, 이물질 등의 불량 영역에 조사하여 제거하는 것을 특징으로 하며, 상기 레이저는 760MHz∼5000KHz의 반복률(repetition rate)을 갖는다. Laser repair method according to the present invention is a laser repair method for removing defects such as short-circuit between electrodes, foreign matters, etc. generated in the manufacturing process of a semiconductor device or a flat panel display device, the wavelength of 780 ~ 840nm and pulse width of 130 ~ 250fs It is characterized in that the laser having a laser irradiation to remove the defective region such as short-circuit between the electrodes, foreign matters, and the like, the laser has a repetition rate (760MHz ~ 5000KHz).

레이저, 보수, 리페어 Laser, Repair, Repair

Description

Laser repair method {Method for laser repair}

도 1a 및 도 1b는 세포에 각각 400nm급(또는 YAG) 레이저와 800nm급 레이저를 조사한 에너지 프로파일.1A and 1B are energy profiles of 400 nm (or YAG) lasers and 800 nm lasers irradiated to cells.

도 2a 및 도 2b는 각각 400nm급(또는 YAG) 레이저와 800nm급 레이저의 여기(excitation)에 의한 열화 작용으로부터 기인된 세포의 손상정도를 보여주는 현미경 사진.2A and 2B are micrographs showing the degree of damage of cells resulting from degradation due to excitation of 400 nm (or YAG) laser and 800 nm laser, respectively.

본 발명은 레이저 보수 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 이물질 주변의 소자에 영향을 주지 않고 이물질만을 정확히 제거할 수 있으며 취급이 용이한 레이저 보수 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a laser repairing method, and more particularly, to a laser repairing method that can remove only foreign matters accurately and does not affect devices around foreign matters.

반도체 소자 또는 LCD, PDP, 유기 EL 소자 등과 같은 평판표시소자는 포토리소그래피 공정, 식각, 증착 등의 수많은 단위 공정을 통해 제작된다. 이러한 단위 공정의 진행 중 얼라인먼트의 오류 또는 장치상의 오류 등으로 인해 전극의 단락과 같은 불량이 발생할 수 있다. BACKGROUND Semiconductor devices or flat panel display devices such as LCDs, PDPs, organic EL devices, and the like are manufactured through numerous unit processes such as photolithography, etching, and deposition. During such a unit process, a defect such as short circuit of an electrode may occur due to an error in alignment or a device error.

유기 EL 소자의 예를 들면, 에칭 공정의 비정상적 진행으로 인해 음극 간의 단락이 발생하거나 증착 공정 수행 중 미세 먼지가 단위 유기 EL 소자 영역에 부착되어 불량이 발생되는 경우가 있다. 음극 간의 단락이 발생하면 음극과 양극 사이에 전위차가 없어져 유기 EL 소자에 부분적으로 전류가 흐르지 않게 되어 일부의 화소 영역에 다크 스팟(dark spot) 및 단락(short)이 발생하는 문제점이 야기된다. For example, a short circuit between the cathodes may occur due to abnormal progress of the etching process, or fine dust may adhere to the unit organic EL device region during the deposition process to cause defects. When a short circuit occurs between the cathodes, there is no potential difference between the cathode and the anode, so that a current does not flow partially in the organic EL element, which causes a problem of dark spots and shorts in some pixel areas.

종래의 기술에 있어서, 이러한 음극 간의 단락 등과 같은 불량을 처리하기 위해 레이저 보수(laser repair) 공정이 제조 공정 상에 적용되고 있다. 레이저 보수 공정이란 소정의 파장 예를 들어 1064nm의 파장을 갖는 레이저를 이물질에 직접 조사하거나 532nm 이하의 파장을 갖는 레이저를 이물질의 주변에 조사하여 이물질을 제거하는 공정이다. In the prior art, a laser repair process is applied on the manufacturing process to deal with such defects such as short circuit between cathodes. The laser repair process is a process of removing foreign matters by directly irradiating a laser having a predetermined wavelength, for example, a wavelength of 1064 nm, to the foreign matter or irradiating a laser having a wavelength of 532 nm or less around the foreign matter.

그러나, 1064nm 등의 적외선 부근 파장의 일반 레이저를 이용하여 레이저 보수 공정을 진행할 경우 적절한 광 조사가 이루어지지 않을 경우 해당 레이저의 에너지에 의해 직접 또는 간접적으로 전극에 손상이 가해지는 문제점이 있으며, 532nm 이하의 파장을 갖는 레이저를 이용하는 경우에는 소자(반도체 소자 또는 평판표시소자)가 직접적으로 532nm 이하의 파장을 흡수하게 되어 소자가 파괴되는 문제점이 있다. 또한, 1064nm 등의 적외선 부근 파장의 레이저는 눈에 보이지 않아 취급에 어려움이 있으며, 펄스 에너지가 높은 단파장(355nm 또는 532nm 등)의 레이저는 눈에 보이는 장점은 있으나 높은 에너지로 인해 파생되는 문제점이 많다는 단점이 있다. However, when the laser repair process is performed using a general laser having an infrared wavelength of 1064 nm or the like, there is a problem that the electrode is directly or indirectly damaged by the energy of the laser when proper light irradiation is not performed. In the case of using a laser having a wavelength of, a device (semiconductor device or flat panel display device) directly absorbs a wavelength of 532 nm or less, which causes a problem in that the device is destroyed. In addition, lasers with near-infrared wavelengths, such as 1064 nm, are difficult to handle because they are invisible. Lasers with short wavelengths (such as 355 nm or 532 nm) with high pulse energy have visible advantages, but are often caused by high energy. There are disadvantages.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 이물질 주변의 소자에 영향을 주지 않고 이물질만을 정확히 제거할 수 있으며 취급이 용이한 레이저 보수 방법을 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, and the object of the present invention is to provide a laser repair method that can remove only foreign matters accurately and does not affect devices around foreign matters.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 레이저 보수 방법은 반도체 소자 또는 평판표시소자의 제조 공정 상에서 발생되는 전극 간 단락, 이물질 등의 불량을 제거하는 레이저 보수 방법에 있어서, 780∼840nm의 파장과 130∼250fs의 펄스 폭을 갖는 레이저를 상기 전극 간 단락, 이물질 등의 불량 영역에 조사하여 제거하는 것을 특징으로 한다. The laser repair method according to the present invention for achieving the above object is a laser repair method for removing defects such as short-circuits, foreign substances, etc. generated in the manufacturing process of a semiconductor device or a flat panel display device, the wavelength of 780 ~ 840nm and A laser having a pulse width of 130 to 250 fs is irradiated to and removed from defective areas such as short-circuits between electrodes and foreign matter.

바람직하게는, 상기 레이저는 760MHz∼5000KHz의 반복률(repetition rate)을 갖는다. Preferably, the laser has a repetition rate of 760 MHz to 5000 KHz.

본 발명의 특징에 따르면, 눈에 보이는 near-IR계의 레이저를 사용하여 작업의 안전을 기할 수 있으며, 250fs 이하의 펄스 폭을 갖는 레이저를 사용함으로써 열적 효과를 배제하여 반도체 소자 또는 평판표시소자의 제조 공정 상에서 발생되는 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다. According to a feature of the present invention, the safety of the work can be ensured by using a visible near-IR-based laser, and by using a laser having a pulse width of 250 fs or less, the thermal effect is excluded, It is possible to effectively remove foreign substances generated in the manufacturing process.

본 발명의 기술적 사상의 핵심은 종래의 적외선 파장 계열 레이저의 단점과 자외선 파장 계열 레이저의 단점을 극복하기 위해, near-IR계 레이저를 사용하여 반도체 소자 또는 평판표시소자의 제조 과정에서 발생하는 전극 간 단락, 이물질 등의 불량을 제거하는데 있다. The core of the technical idea of the present invention is to overcome the disadvantages of the conventional infrared wavelength-based lasers and the disadvantages of the ultraviolet wavelength-based lasers. It is to remove defects such as short circuit and foreign material.

레이저 보수 공정에 사용되는 레이저의 기술 동향을 살펴보면, 적외선 부근 파장 즉, 1064nm 정도의 파장을 갖는 레이저가 널리 사용되었으나 종래 기술에서 설명한 바와 같이 적외선 부근 파장을 갖는 레이저는 이물질에 대한 정확한 광 조사가 이루어지지 않게 되면 이물질 주변의 소자에 영향을 끼쳐 다크 스팟(dark spot) 및 단락(short) 등을 야기하는 문제점이 있다. 이와 같은 적외선 부근 파장의 레이저의 단점을 극복하기 위해 <한국 공개특허공보 2004-67964호>는 532nm 이하의 파장을 갖는 즉, 자외선 부근의 파장을 갖는 레이저를 이용한 레이저 보수 방법을 제안하고 있다. 그러나, 532nm 이하의 파장을 갖는 레이저는 열화작용이 발생하는 부작용이 있다. Looking at the technology trend of the laser used in the laser repair process, the laser having a wavelength near the infrared wavelength, that is, about 1064nm was widely used, but as described in the prior art, the laser having a wavelength near the infrared radiation is precisely irradiated with foreign matter If not supported, there is a problem that affects the device around the foreign matter, causing dark spots (short spots) and short (short). In order to overcome the shortcomings of the laser near the infrared wavelength, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2004-67964 proposes a laser repair method using a laser having a wavelength of 532 nm or less, that is, having a wavelength near ultraviolet. However, lasers having a wavelength of 532 nm or less have a side effect of deterioration.

도 1a 및 도 1b는 세포에 각각 400nm급(또는 YAG) 레이저와 800nm급 레이저를 조사한 에너지 프로파일이고, 도 2a 및 도 2b는 각각 400nm급(또는 YAG) 레이저와 800nm급 레이저의 여기(excitation)에 의한 열화 작용으로부터 기인된 세포의 손상정도를 보여주는 현미경 사진이다. 1A and 1B are energy profiles of 400 nm (or YAG) lasers and 800 nm lasers irradiated to cells, respectively, and FIGS. 2A and 2B are excitations of 400 nm (or YAG) lasers and 800 nm lasers, respectively. This is a micrograph showing the degree of cell damage resulting from degradation.

도 1a 및 도 1b는 세포에 각각 400nm급(또는 YAG) 레이저와 800nm급 레이저를 조사한 SEM 사진이고, 도 2a 및 도 2b는 각각 400nm급(또는 YAG) 레이저와 800nm급 레이저의 여기 영역(excitation region)을 나타낸 참고도이다. 1A and 1B are SEM photographs of 400 nm (or YAG) lasers and 800 nm lasers, respectively. FIG. 2A and 2B are excitation regions of 400 nm (or YAG) lasers and 800 nm lasers, respectively. ) Is a reference diagram.

먼저, 도 1a에 도시한 바와 같이 532nm 이하의 파장을 갖는 레이저 예를 들 어, 400nm급의 레이저를 매질에 조사한 결과, 포커스 포인트(focus point) 뿐만 아니라 주변 영역에도 에너지가 전달됨을 알 수 있다. 반면, 도 1b는 800nm 정도의 파장을 갖는 울트라-패스트 레이저(ultra-fast laser)를 매질에 조사한 결과로서, 매질의 중심 즉, 포커스 포인트(focus point)만 레이저에 의해 에너지가 전달되어 그 주변 영역은 레이저의 영향을 받지 않음을 알 수 있다. First, as shown in FIG. 1A, for example, a laser having a wavelength of 532 nm or less, for example, a 400 nm laser is irradiated to a medium, and it can be seen that energy is transmitted not only to a focus point but also to a peripheral region. On the other hand, Figure 1b is a result of irradiating the medium with an ultra-fast laser having a wavelength of about 800nm to the medium, only the center of the medium, that is, the focus point (focus point) is transferred to the energy by the laser It can be seen that is not affected by the laser.

이와 같은 결과는 각각의 레이저의 여기 영역(excitation region)이 다르기 때문이다. 도 2a에 도시한 바와 같이 400nm급 레이저를 이용하여 세포 중심에 레이저를 조사하는 경우(z축 기준), 세포 중심에 레이저가 포커스(focus) 되기 직전 및 이후에도 세포에 레이저의 에너지가 전달되어 광대역의 에너지 분포 형태를 나타낸다. 이에 따라, 도 1a에 도시한 바와 같이 세포의 중심 부위뿐만 아니라 그 주변 영역까지 레이저에 의해 영향을 받는 것이다. 반면, 도 2b에 도시한 바와 같이 800nm 정도의 파장을 갖는 레이저를 세포 중심에 조사하는 경우 협대역의 에너지 분포 형태를 갖음에 따라 세포 중심 부위에 레이저가 집중되어 주변 영역이 레이저에 의해 영향을 받지 않게 된다. The result is that the excitation regions of each laser are different. As shown in FIG. 2A, when the laser is irradiated to the center of the cell using a 400 nm laser (z-axis), the energy of the laser is transmitted to the cell immediately before and after the laser is focused on the cell center. Represents the form of energy distribution. Accordingly, as shown in FIG. 1A, not only the central portion of the cell but also the peripheral region thereof is affected by the laser. On the other hand, when a laser having a wavelength of about 800 nm is irradiated to the center of the cell as shown in FIG. 2B, the laser is concentrated at the center of the cell as the narrow band energy distribution forms, so that the peripheral area is not affected by the laser. Will not.

본 발명은 이와 같은 실험적 결과를 바탕으로 800nm 정도의 파장 바람직하게는, 780∼840nm의 파장을 갖는 레이저를 레이저 보수 공정에 적용하는 것을 특징으로 한다. 이에 더불어, 본 발명에 적용되는 레이저는 130∼250fs의 펄스 폭과 760MHz∼5000KHz의 반복률(repetition rate)을 갖도록 하여 열 전달 속도보다 짧은 시간 내에 레이저가 작용하도록 함으로써 레이저 조사로 인한 열적 효과(thermal effect)를 배제하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized by applying a laser having a wavelength of about 800 nm, preferably a wavelength of 780 to 840 nm, to the laser repair process based on the experimental results. In addition, the laser applied to the present invention has a pulse width of 130 to 250 fs and a repetition rate of 760 MHz to 5000 KHz so that the laser acts within a shorter time than the heat transfer rate, thereby causing a thermal effect due to laser irradiation. ) To be excluded.

이상과 같은 780∼840의 파장을 갖고, 130∼250fs의 펄스 폭과 760MHz∼5000KHz의 반복률(repetition rate)을 갖는 레이저를, 반도체 소자 또는 유기 EL 소자와 같은 평판표시소자의 제조 공정 상에서 발생되는 전극 간 단락, 이물질 등에 조사하게 되면 이물질 주변 영역에의 영향 없이 안정적으로 이물질을 제거할 수 있게 된다. An electrode which has a wavelength of 780 to 840 as described above and a laser having a pulse width of 130 to 250 fs and a repetition rate of 760 MHz to 5000 KHz in a manufacturing process of a flat panel display device such as a semiconductor device or an organic EL device. Investigation of liver short-circuit, foreign matters, etc. can stably remove foreign matters without affecting the surrounding area.

본 발명에 따른 레이저 보수 방법은 다음과 같은 효과가 있다. Laser repair method according to the present invention has the following effects.

눈에 보이는 near-IR계의 레이저를 사용하여 작업의 안전을 기할 수 있으며, 250fs 이하의 펄스 폭을 갖는 레이저를 사용함으로써 열적 효과를 배제하여 반도체 소자 또는 평판표시소자의 제조 공정 상에서 발생되는 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다. The safety of the work can be ensured by using the visible near-IR laser and the foreign material generated in the manufacturing process of semiconductor device or flat panel display device can be removed by eliminating the thermal effect by using the laser with the pulse width of 250fs or less. Can be removed effectively.

Claims

In the laser repair method for removing the short-circuit between the electrodes and the defect of the foreign matter generated in the manufacturing process of the semiconductor device or flat panel display device,

Generating a short circuit between electrodes in a process of manufacturing a semiconductor device or a flat panel display device;

And a short circuit region is removed by irradiating a laser having a wavelength of 780 to 840 nm and a pulse width of 130 to 250 fs to the short region of the short circuit between the electrodes.

The method of claim 1, wherein the laser has a repetition rate of 760 MHz to 5000 KHz.