KR102485363B1 - Apparatus for Micro LED Inspection and Method for The Same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 마이크로 LED 검사 장치는, 마이크로 LED 검사에 사용될 제1 광을 생성하여 조사하는 광 조사부, 제1 광이 검사 대상 마이크로 LED를 향하도록 처리하는 광학계, 및 제1 광에 의해 각 마이크로 LED에서 발생된 제2 광에 기초하여 검사 정보를 획득하는 검출부를 포함하며, 제1 광의 조사와 검출부에서의 검사 정보 획득은, 직선을 이루는 복수 개의 마이크로 LED 단위인 '검사 영역 단위'로 이루어진다. 검사 정보에는 각 마이크로 LED의 위치인 공간정보, 파장 대역별 크기를 나타내는 분광정보, 영상 정보 등이 포함될 수 있다. 본 발명에 따르면, 각 마이크로 LED 칩의 전극에 전압을 인가하지 않고도 칩의 상태(불량 여부, 오염 상태 등)를 검사하고, 그 특성을 확인할 수 있다. 그러므로, 다수의 마이크로 LED 칩들이 기판상에 배열된 이후뿐만 아니라 칩 프로세싱 과정 중 그 어디에서나 칩의 상태를 검사할 수 있다.A micro LED inspection apparatus according to the present invention includes a light emitter generating and irradiating a first light to be used for inspecting a micro LED, an optical system processing the first light to direct the micro LED to be inspected, and each micro LED by the first light. and a detection unit that obtains inspection information based on the second light generated from , and the irradiation of the first light and the acquisition of inspection information by the detection unit are performed in an 'inspection area unit' that is a plurality of micro LED units forming a straight line. The inspection information may include spatial information indicating the location of each micro LED, spectral information indicating the size of each wavelength band, image information, and the like. According to the present invention, it is possible to inspect the chip state (whether defective, contaminated, etc.) and check its characteristics without applying a voltage to the electrode of each micro LED chip. Therefore, the state of the chip can be inspected anywhere during the chip processing process as well as after the plurality of micro LED chips are arranged on the substrate.
Description
본 발명은 마이크로 LED 검사 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 다수의 마이크로 LED를 신속하고 정확하게 검사할 수 있도록 한다.The present invention relates to an apparatus and method for inspecting a micro LED, enabling a plurality of micro LEDs to be quickly and accurately inspected.
마이크로 LED(micro LED)는 1~100μm 정도 크기의 LED(Light Emitting Diode)를 말하며, RGB로 이루어진 픽셀을 구성하여 디스플레이로 실현되면, 소형 디스플레이부터 대형 TV까지 현존하는 모든 디스플레이에 사용 가능하다. 마이크로 LED 디스플레이는 마이크로 LED 칩 자체를 발광 재료로 사용한다.Micro LED refers to an LED (Light Emitting Diode) with a size of about 1 to 100 μm, and if it is realized as a display by configuring pixels made of RGB, it can be used in all existing displays, from small displays to large TVs. The micro LED display uses the micro LED chip itself as a light emitting material.
도 1은 마이크로 LED 디스플레이 패널의 생산 공정을 개락적으로 나타낸 것이고, 도 2는 Epi 웨이퍼(wafer)로부터 디스플레이 패널 제작까지의 제작 프로세스를 개략적으로 나타낸 것이다.1 schematically shows a manufacturing process of a micro LED display panel, and FIG. 2 schematically shows a manufacturing process from an Epi wafer to display panel manufacturing.
마이크로 LED 디스플레이 패널의 생산 공정은 Epi 웨이퍼 제작 단계(Step 1), 칩(또는 픽셀)의 정밀 절단 및 분리 단계(Step 2), CMOS 기판 위에 칩을 정밀 배열하고 접착하는 단계(Step 3)로 이루어질 수 있다.The production process of the micro LED display panel consists of Epi wafer fabrication step (Step 1), precise cutting and separation of chips (or pixels) (Step 2), and precision arranging and bonding of chips on a CMOS substrate (Step 3). can
이러한 Step 1 내지 Step 3은 LED 칩 프로세싱 단계라고 지칭될 수 있다.These
마이크로 LED 칩(chip)들은 디스플레이에 사용되어야 하기 때문에, 각 마이크로 LED 칩을 발광시킨 후, 분광 스펙트럼 검사와 외형 검사 등이 필수적으로 수행되어야 한다.Since the micro LED chips are to be used in a display, after each micro LED chip emits light, a spectral spectrum inspection and an external inspection are necessarily performed.
구체적인 예를 들자면, 4K UHD TV를 가정할 때, 검사해야 하는 마이크로 LED 칩의 개수는 대략 24,800,000개이며, 이 칩들은 도 2에 도시된 제작 프로세스의 각 단계마다 검사가 필요하다.As a specific example, assuming a 4K UHD TV, the number of micro LED chips to be inspected is approximately 24,800,000, and these chips need to be inspected at each stage of the manufacturing process shown in FIG. 2 .
마이크로 LED의 불량 문제와 관련하여, 한국공개특허 제10-2019-0114334호는 마이크로 LED의 양품 또는 불량 여부를 검사하여, 불량 마이크로 LED를 양품의 마이크로 LED로 교체하는 마이크로 LED 검사 및 리페어 방법을 개시하고 있다.Regarding the problem of defective micro LED, Korean Patent Publication No. 10-2019-0114334 discloses a micro LED inspection and repair method that inspects whether the micro LED is good or bad and replaces the defective micro LED with a good micro LED. are doing
그러나, 종래의 LED 검사는 칩 프로세싱 과정을 거쳐 LED 칩들이 기판상에 배열된 후, 전극에 전압을 인가하여, 칩(픽셀) 하나하나를 개별적으로 검사하므로, 검사 시간이 매우 오래 걸리는 문제가 있다.However, in the conventional LED inspection, after the LED chips are arranged on the substrate through the chip processing process, voltage is applied to the electrodes to individually inspect each chip (pixel), so there is a problem in that the inspection time is very long. .
또한, 종래 마이크로 LED 검사는, 칩의 크기가 수십 마이크로미터 크기로 매우 작아서, 일부의 마이크로 LED 칩만을 부분적으로 샘플링하여 검사하는 방법으로 해당 패널 자체의 불량 여부 등을 판단하였다. 이 때문에 정확한 판단이 이루어지지 못하는 문제가 있었다.In addition, in the conventional micro LED inspection, since the size of the chip is very small, tens of micrometers, only some micro LED chips are partially sampled and inspected to determine whether the corresponding panel itself is defective. For this reason, there was a problem that an accurate determination could not be made.
즉, 마이크로 LED를 발광시키기 위해서는 전기 신호를 인가해야 하지만, 최종 패널 제작이 완료된 이후가 아니면 전기 신호를 인가할 수 없어서, 필요한 각 공정에서 마이크로 LED를 검사하기 어렵다.That is, although an electrical signal must be applied to emit light from the micro LED, the electrical signal cannot be applied unless the final panel is manufactured, making it difficult to inspect the micro LED in each necessary process.
또한, 마이크로 LED 칩의 작은 크기와, 많은 검사 수량 등으로 원활한 검사가 이루어지기 어렵기 때문에, 현재 기술로는 마이크로 LED를 효과적으로 검사하는 데 한계가 있다.In addition, since it is difficult to perform smooth inspection due to the small size of the micro LED chip and the large number of inspections, current technology has limitations in effectively inspecting the micro LED.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 마이크로 LED 칩들이 기판에 배치된 이후뿐만 아니라, 배치되기 이전이라도, 그 어느 과정에서든 마이크로 LED 칩의 상태를 검사(확인)할 수 있는, 마이크로 LED 검사 장치 및 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and the state of the micro LED chips can be inspected (confirmed) in any process, not only after the micro LED chips are placed on the substrate, but also before they are placed. , Its purpose is to provide a micro LED inspection device and method.
본 발명의 다른 목적은 전극에 전압을 인가하지 않고도 마이크로 LED 칩의 상태를 검사할 수 있도록 하는 데 있다.Another object of the present invention is to be able to inspect the state of the micro LED chip without applying a voltage to the electrode.
다만, 본 발명의 각 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다However, the technical problem to be achieved by each embodiment of the present invention is not limited to the above technical problems, and other technical problems may exist.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 마이크로 LED 검사 장치는, 마이크로 LED 검사에 사용될 제1 광을 생성하여 조사하는 광 조사부; 상기 광 조사부에서 조사된 제1 광이, 배열되어 있는 다수의 검사 대상 마이크로 LED를 향하도록 처리하는 광학계; 및 상기 제1 광에 의해 복수 개의 마이크로 LED에서 발생된 제2 광에 기초하여, 검사 정보를 획득하는 검출부를 포함하여 이루어진다.In order to achieve the above object, a micro LED inspection device according to the present invention includes a light irradiation unit generating and irradiating first light to be used for micro LED inspection; an optical system for processing the first light emitted from the light irradiation unit to direct the plurality of micro LEDs to be inspected; and a detector configured to obtain test information based on second light emitted from the plurality of micro LEDs by the first light.
이때, 상기 마이크로 LED에 대한 제1 광의 조사와 상기 검출부에서의 검사 정보 획득은, 직선을 이루는 복수 개의 마이크로 LED 단위인 '검사 영역 단위'로 이루어질 수 있다.At this time, the irradiation of the first light to the micro LED and the acquisition of inspection information in the detection unit may be performed in an 'inspection area unit' that is a unit of a plurality of micro LEDs forming a straight line.
상기 검사 정보는 각 마이크로 LED의 위치인 공간정보, 및 파장 대역별 크기를 나타내는 분광정보를 포함할 수 있다.The inspection information may include spatial information indicating the position of each micro LED and spectral information indicating the size of each wavelength band.
상기 검사 영역 단위에 속한 각 마이크로 LED에 대한 제1 광의 조사는 각 마이크로 LED에 대해 순차적으로 이루어질 수 있다.The irradiation of the first light to each micro LED belonging to the inspection area unit may be sequentially performed for each micro LED.
이때, 상기 검사 영역 단위에 속한 각 마이크로 LED에 대한 순차적 광 조사는, 미러의 회전 각도를 조절함으로써 이루어질 수 있다.In this case, sequential light irradiation to each micro LED belonging to the inspection area unit may be performed by adjusting the rotation angle of the mirror.
또한, 상기 검사 영역 단위에 속한 전체 마이크로 LED에 대한 광 조사는 상기 검출부에서 검사 정보를 획득하는 속도보다 빠르도록 구성될 수 있다.In addition, the irradiation of light to all micro LEDs belonging to the inspection area unit may be configured to be faster than the speed at which inspection information is acquired by the detection unit.
상기 검사 영역 단위에 속한 각 마이크로 LED에 대한 제1 광의 조사는 라인 광으로 동시에 이루어지도록 구성될 수도 있다.The irradiation of the first light to each micro LED belonging to the inspection area unit may be configured to be performed simultaneously with line light.
상기 광 조사부는, 각각 서로 다른 파장대의 광을 생성하는 복수 개의 광 생성부; 상기 각 광 생성부에 대응하여, 각 광 생성부에서 생성된 광을 라인 형태로 확장하는 복수 개의 익스팬더부; 상기 각 익스팬더부를 통해 확장된 광을 미러를 통해 수신하여, 하나의 광신호로 통합하는 먹스 필터부; 상기 먹스 필터부의 광 출력 파워를 조절하는 ND 필터부; 및 상기 각 광 생성부의 동작을 선택적으로 제어하는 파장선택 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다.The light irradiation unit may include a plurality of light generating units each generating light of different wavelengths; a plurality of expander units corresponding to each of the light generating units and expanding the light generated by each light generating unit in a line shape; a mux filter unit for receiving the light expanded through each of the expander units through a mirror and combining them into one optical signal; an ND filter unit adjusting optical output power of the mux filter unit; and a wavelength selection control unit selectively controlling the operation of each light generating unit.
상기 광 생성부는 375nm 또는 405nm 파장을 갖는 광을 생성하는 제1 광생성부; 및 532nm 이상 610nm 이하 중 어느 파장을 갖는 광을 생성하는 제2 광생성부를 포함할 수 있다.The light generating unit includes a first light generating unit generating light having a wavelength of 375 nm or 405 nm; and a second light generating unit generating light having any wavelength of 532 nm or more and 610 nm or less.
상기 파장선택 제어부는 배열되어있는 검사 대상 마이크로 LED가 녹색(Green) 마이크로 LED나 청색(Blue) 마이크로 LED를 포함하는지, 또는 적색(Red) 마이크로 LED를 포함하는지에 따라, 상기 제1 광생성부와 제2 광생성부를 선택적으로 동작시킬 수 있다.The wavelength selection control unit determines whether the arrayed micro LEDs to be inspected include green micro LEDs, blue micro LEDs, or red micro LEDs, and the first light generating unit and The second light generator may be selectively operated.
상기 광학계는, 상기 광 조사부에서 조사되는 광이 라인 광의 형태를 가지도록 처리하는 빔 제너레이터; 전후방향에 대해 기울어져 배치되고, 상기 빔 제너레이터에서 처리된 광이 입사되는 빔 스플리터부; 및 상기 빔 스플리터부로부터 입사되는 광을 상기 마이크로 LED로 전달하는 대물 렌즈를 포함할 수 있으며, 상기 검출부는 상기 제2 광의 분광정보를 획득하는 분광부를 포함할 수 있다.The optical system may include a beam generator that processes the light emitted from the light irradiator to have a line light form; a beam splitter unit disposed obliquely with respect to the forward and backward directions and into which the light processed by the beam generator is incident; and an objective lens for transmitting light incident from the beam splitter to the micro-LED, and the detector may include a spectrometer for obtaining spectral information of the second light.
상기 제1 광은 상기 전후방향과 직교하는 방향에서 상기 빔 스플리터부를 향해 입사되고, 상기 빔 스플리터부는, 상기 입사되는 제1 광을 전방에 위치한 상기 각 마이크로 LED를 향해 반사시키되, 상기 각 마이크로 LED로부터 발생되는 상기 제2 광은 통과시켜 후방에 위치한 상기 분광부로 전달할 수 있다.The first light is incident toward the beam splitter in a direction orthogonal to the forward and backward directions, and the beam splitter reflects the incident first light toward each of the micro LEDs located in the front, from each of the micro LEDs. The generated second light may pass through and be transmitted to the spectrometer located at the rear.
여기서, 상기 전후방향은 상기 마이크로 LED가 배치되는 전방과, 상기 분광부가 배치되는 후방을 잇는 방향일 수 있다.Here, the front-back direction may be a direction connecting a front where the micro LED is disposed and a rear where the spectrometer is disposed.
상기 빔 제너레이터는 미러의 회전 각도를 조절함으로써 상기 검사 영역 단위의 각 마이크로 LED에 대한 순차적 광 조사가 이루어지도록 처리할 수 있다.The beam generator may adjust the rotation angle of the mirror so that light is sequentially irradiated to each micro LED in the inspection area unit.
상기 빔 제너레이터는 상기 광 조사부에서 조사된 광을 라인 광으로 변환하도록 구성될 수 있다.The beam generator may be configured to convert light emitted from the light emitter into line light.
본 발명에 따른 마이크로 LED 검사 장치는, 상기 대물 렌즈의 초점거리에 따라 배율을 결정할 수 있도록 하는 튜브 렌즈를 더 포함할 수 있다.The micro LED inspection apparatus according to the present invention may further include a tube lens for determining magnification according to the focal length of the objective lens.
상기 검출부는 상기 제2 광의 상이 맺히게 하는 촬상부를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 광학계는 상기 제2 광을 모두 상기 촬상부로 전달하거나, 상기 분광부로 모두 전달하거나, 또는 상기 촬상부와 분광부에 각각 일정 비율로 전달하는 검출 경로 선택부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.The detection unit may further include an imaging unit that forms an image of the second light. In addition, the optical system may further include a detection path selector configured to transmit all of the second light to the imaging unit, all of the second light to the spectrometer, or pass the second light to the imaging unit and the spectrometer at a predetermined ratio.
본 발명에 따른 마이크로 LED 검사 방법은, 상기 각 실시예의 마이크로 LED 검사 장치를 통해 다수의 검사 대상 마이크로 LED를 검사하는 방법으로서, 현재 검사 순서의 각 마이크로 LED에 상기 제1 광을 조사하도록 상기 광 조사부와 광학계를 제어하는 단계; 및 상기 제1 광의 조사에 의해 각 마이크로 LED에서 발생된 제2 광에 기초한 검사 정보를 상기 검출부를 통해 획득하는 단계를, 모든 검사 대상 마이크로 LED에 대해 수행하도록 구성될 수 있다.The micro LED inspection method according to the present invention is a method of inspecting a plurality of micro LEDs to be inspected through the micro LED inspection device of each embodiment, wherein the light irradiation unit irradiates the first light to each micro LED in the current inspection order. and controlling the optical system; and acquiring inspection information based on second light generated in each micro LED by irradiation of the first light through the detector for all micro LEDs to be inspected.
이때, 상기 제1 광의 조사와 검사 정보 획득은, 직선을 이루는 복수 개의 마이크로 LED 단위인 '검사 영역 단위'로 이루어질 수 있다.At this time, the irradiation of the first light and acquisition of inspection information may be performed in an 'inspection area unit' that is a unit of a plurality of micro LEDs forming a straight line.
상기 검사 영역 단위의 각 마이크로 LED에 대한 광 조사는, 각 마이크로 LED에 대해 순차적으로 이루어지거나, 또는 라인 광으로 동시에 이루어질 수 있다.Light irradiation to each micro LED in the inspection area unit may be sequentially performed for each micro LED or simultaneously with line light.
본 발명의 마이크로 LED 검사 장치는 각 마이크로 LED 칩의 전극에 전압을 인가하지 않고도, 각 마이크로 LED 칩의 상태(불량 여부, 오염 상태 등)를 검사하고, 그 특성을 확인할 수 있다.The micro LED inspection device of the present invention can inspect the state (whether defective, contaminated, etc.) of each micro LED chip and check its characteristics without applying a voltage to the electrode of each micro LED chip.
그러므로, 다수의 마이크로 LED 칩들이 기판상에 배열(배치)된 이후 뿐만 아니라 배열되기 이전에도, 칩 프로세싱 과정 중 그 어디에서나 마이크로 LED 칩의 상태를 검사(확인)할 수 있다.Therefore, the state of the micro LED chips can be inspected (confirmed) anywhere during the chip processing process, not only after the plurality of micro LED chips are arranged (placed) on the substrate but also before the arrangement.
이에 따라, 최종 단계에서 검사를 수행하는 종래의 비젼 검사와 달리, 공정에 직접 개입하여 수율을 향상시키고 손실을 감소시킬 수 있다.Accordingly, unlike the conventional vision inspection that performs inspection at the final stage, it is possible to directly intervene in the process to improve yield and reduce loss.
다만, 본 발명을 통해 얻을 수 있는 효과는 상기된 효과들로 한정되지 않으며, 또 다른 효과들이 존재할 수 있다.However, the effects obtainable through the present invention are not limited to the above effects, and other effects may exist.
도 1은 마이크로 LED 디스플레이 패널의 생산 공정을 개락적으로 나타낸 것,
도 2는 Epi 웨이퍼로부터 디스플레이 패널 제작까지의 제작 프로세스를 개략적으로 나타낸 것,
도 3은 본 발명에 따른 마이크로 LED 검사 장치의 일 실시예,
도 4는 광 조사부의 구체적인 실시예,
도 5는 본 발명의 마이크로 LED 검사 장치에 적용될 수 있는 광학계 구조에 관한 하나의 예를 개략적으로 나타낸 것,
도 6은 본 발명의 마이크로 LED 검사 장치에 적용될 수 있는 광학계 구조에 관한 또 다른 예를 개략적으로 나타낸 것,
도 7은 본 발명에 따른 마이크로 LED 검사 방법의 일 실시예,
도 8은 촬상부를 통해 획득된 각 마이크로 LED의 영상 정보에 관한 예,
도 9는 각 마이크로 LED의 발광 상태와 분광 정보 등 다양한 검사 정보가 출력된 GUI 화면의 예,
도 10은 본 발명과 종래 마이크로 LED 검사 장치의 성능을 비교한 예이다.1 schematically shows the production process of a micro LED display panel,
Figure 2 schematically shows the manufacturing process from Epi wafer to display panel manufacturing,
3 is an embodiment of a micro LED inspection device according to the present invention;
Figure 4 is a specific embodiment of the light irradiation unit,
5 schematically shows an example of an optical system structure that can be applied to the micro LED inspection device of the present invention;
6 schematically shows another example of an optical system structure that can be applied to the micro LED inspection device of the present invention;
7 is an embodiment of a micro LED inspection method according to the present invention;
8 is an example of image information of each micro LED acquired through an imaging unit;
9 is an example of a GUI screen on which various inspection information such as light emission status and spectral information of each micro LED is output;
10 is an example comparing performance of the present invention and a conventional micro LED inspection device.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and includes all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.
도 3은 본 발명에 따른 마이크로 LED 검사 장치(100)의 일 실시예를 보인 것으로서, 마이크로 LED 검사에 사용되는 제1 광을 생성하여 조사하는 광 조사부(110), 광 조사부(110)에서 조사된 제1 광이, 배열되어있는 다수의 검사 대상 마이크로 LED를 향하도록 처리하는 광학계(120), 광학계(120)를 통해 입사된 제1 광에 의해 각 마이크로 LED에서 발생된 제2 광에 기초하여 검사 정보를 획득하는 검출부(130)를 포함하여 이루어진다.3 shows an embodiment of the micro
다수의 검사 대상 마이크로 LED들은 기판 등의 부재에 가로 세로로 나란하게 배열되어 시료 거치대(71)에 놓여 있을 수 있으며, 광 조사부(110)에서 생성된 제1 광을 각 마이크로 LED에 조사하고, 그로 인해 각 마이크로 LED에서 발생되는 제2 광을 통해 각 마이크로 LED에 관한 검사 정보를 획득한다.A plurality of micro LEDs to be inspected may be arranged horizontally and vertically on a member such as a substrate and placed on the
이때, 마이크로 LED에 대한 광 조사와 검출부(130)에서의 검사 정보 검출은 검사 영역 단위로 이루어진다.At this time, the irradiation of light to the micro LED and the detection of inspection information by the
검사 영역 단위란 직선을 이루는 복수 개의 마이크로 LED 단위를 말한다. 그러므로, 각 검사는 배열된 다수의 마이크로 LED 중 직선을 이루는 일부 마이크로 LED 단위로 이루어진다.The inspection area unit refers to a plurality of micro LED units forming a straight line. Therefore, each inspection is performed with some micro LED units forming a straight line among a plurality of micro LEDs arrayed.
예를 들자면, 배열된 다수의 마이크로 LED 칩 중 하나의 행(가로 줄)에 해당하는 라인 또는 하나의 열(세로 줄)에 해당하는 라인 중에서 특정 개수의 마이크로 LED 단위로 검사될 수 있다.For example, a line corresponding to one row (horizontal line) or a line corresponding to one column (vertical line) of a plurality of arrayed micro LED chips may be inspected in units of a specific number of micro LEDs.
제1 광에 의해 각 마이크로 LED에서 발생되는 제2 광은 다양한 종류의 광일 수 있다. 예를 들어 PL광, 형광 등일 수 있다.The second light generated by each micro LED by the first light may be various types of light. For example, it may be PL light or fluorescence.
본 발명에 따른 마이크로 LED 검사 장치(100)는 PL(Photoluminescence)이라는 발광 기법을 기반으로 검사 대상 마이크로 LED를 발광시킬 수 있다. 즉, 광 조사부(110)로부터 조사되는 제1 광을 여기광(excitation light)으로 사용하여, 마이크로 LED를 발광시킬 수 있다. 이를 통해, 각 마이크로 LED의 전극에 전압을 인가하지 않고도, 전극으로 발광시키는 것과 동일하거나, 그에 상응하는 발광 효과가 이루어지도록 처리할 수 있다.The micro
검출부(130)가 제2 광을 통해 획득하는 검사 정보는 다양하게 구성될 수 있는 것으로서 특별히 한정되지 않는다.The inspection information obtained by the
구체적인 예로서, 검출부(130)는 분광 정보를 획득하는 분광부(131)를 포함할 수 있다. 이때, 분광부(131)가 제2 광을 통해 획득하는 검사 정보는, 검사 영역 단위를 이루는 각 마이크로 LED의 공간정보, 및 파장 대역별 크기를 나타내는 분광정보를 포함할 수 있다.As a specific example, the
배열된 다수의 마이크로 LED에 대한 검사가 검사 영역 단위로 이루어지는 과정에서, 검사 영역 단위에 속한 각 마이크로 LED가 직선을 이루므로, 각 마이크로 LED에 대한 광 조사는 라인 형태로 이루어질 수 있다.In the course of inspecting the arrayed micro LEDs in units of inspection areas, since each micro LED belonging to each inspection area unit forms a straight line, light irradiation to each micro LED may be performed in a line shape.
검사 영역 단위의 각 마이크로 LED에 대한 광 조사를 라인 형태로 수행하는 구체적인 실시예로서, 검사 영역 단위의 각 마이크로 LED에 대한 광 조사는 각 마이크로 LED에 대해 순차적으로 이루어질 수 있다(point scan 방식).As a specific embodiment of performing light irradiation on each micro LED in a unit of inspection area in a line form, light irradiation on each micro LED in unit of inspection area may be sequentially performed on each micro LED (point scan method).
예를 들어, 검사 영역 단위가 직선을 이루는 n개의 마이크로 LED 단위라고 가정할 때, 어느 하나에 대한 광 조사 후, 그 다음에 위치한 것에 대한 광 조사가 이루어지도록 하는 방식이다.For example, assuming that the inspection area unit is n micro LED units forming a straight line, light is irradiated to one of them, and then light is irradiated to the next one.
순차적인 광 조사가 이루어지도록 하는 방식은 다양하게 구성될 수 있다.A method for sequential light irradiation may be configured in various ways.
구체적인 예로서, 검사 영역 단위의 각 마이크로 LED에 대한 순차적 광 조사는 광학계(120)를 구성하는 미러의 회전 각도를 조절함으로써 이루어질 수 있다.As a specific example, sequential light irradiation to each micro LED in units of inspection area may be performed by adjusting a rotation angle of a mirror constituting the
이때, Galvano mirror scanner, mems mirror scanner 등을 이용하여, 미러의 기계적 움직임을 통해 광을 임의 형태로.구성할 수 있다.At this time, the light can be configured in an arbitrary form through mechanical movement of the mirror using a Galvano mirror scanner, mems mirror scanner, or the like.
검사 영역 단위에 속한 전체 마이크로 LED에 대한 광 조사는 검출부(130)에서 검사 정보를 획득하는 속도보다 빠르도록 구성할 수 있다. 그러면, 검사 영역 단위에 속한 각 마이크로 LED에 대한 광 조사가 순차적으로 이루어지더라도, 한꺼번에 광 조사가 이루어진 것과 같이 처리될 수 있다.The irradiation of light to all the micro LEDs belonging to the inspection area unit may be configured to be faster than the speed at which inspection information is acquired by the
검사 영역 단위의 각 마이크로 LED에 대한 광 조사를 라인 형태로 수행하는 또 다른 실시예로서, 검사 영역 단위의 각 마이크로 LED에 대한 광 조사가 라인 광을 통해 동시에 이루어지도록 구성될 수 있다(line scan 방식).As another embodiment of performing light irradiation on each micro LED in a unit of inspection area in the form of a line, light irradiation on each micro LED in unit of inspection area may be performed simultaneously through line light (line scan method). ).
이러한 line scan 방식은 cylindrical lens, DOE, powell lens와 같은 렌즈 광학 소자를 사용하여, 기계적 움직임 없이 광을 라인 형태로 구성하고, 일괄적으로 조사할 수 있다.This line scan method uses a lens optical element such as a cylindrical lens, a DOE, or a powell lens, and can configure light in a line form without mechanical movement and irradiate it in batches.
광 조사부(110)는 마이크로 LED 검사에 사용되는 제1 광을 생성하여 조사하기 위하여 다양하게 구성될 수 있다.The
도 4는 광 조사부(110)에 관한 일 실시예를 보인 것으로서, 서로 다른 파장대의 광을 생성하는 복수 개의 광 생성부(111, 114), 각 광 생성부(111, 114)에서 생성된 광을 라인 형태로 확장하는 복수 개의 익스팬더부(Beam expander, 112, 115), 각 익스팬더부(112, 115)에서 확장된 광을 미러(Mirror, 113, 116)를 통해 수신하여 하나의 광신호로 통합하는 먹스 필터부(Laser mux filter, 117), 먹스 필터부(117)의 광 출력을 조절하는 ND 필터부(118), 각 광 생성부(111, 114)의 동작을 선택적으로 제어하는 파장선택 제어부(119)를 포함하여 이루어질 수 있다.4 shows an embodiment of the
도 4에는 서로 다른 파장의 광을 생성하는 두 개의 광 생성부(111, 114)를 나타내었지만, 광 생성부의 개수는 필요에 따라 다양하게 구성될 수 있는 것으로서, 이에 한정되는 것은 아니다.Although FIG. 4 shows two
도 4에서 광 생성부는 375nm 또는 405nm 파장을 갖는 광(빔, 레이저 빔)을 생성하는 제1 광생성부(111), 및 532nm 이상 610nm 이하의 파장을 갖는 광을 생성하는 제2 광생성부(114)를 포함할 수 있다.In FIG. 4, the light generating unit includes a first
검사 대상으로 배열되어있는 마이크로 LED 칩들은 적색(Red) 마이크로 LED, 녹색(Green) 마이크로 LED, 청색(Blue) 마이크로 LED 등 3가지 유형의 마이크로 LED를 포함할 수 있다.The micro LED chips arranged as inspection objects may include three types of micro LEDs: red micro LED, green micro LED, and blue micro LED.
이때, 제1 광생성부(111)는 3가지 유형의 마이크로 LED(RGB 마이크로 LED) 중, 녹색 마이크로 LED와 청색 마이크로 LED의 발광을 측정하기 위해 이용되는 레이저 광을 생성할 수 있다. 또한, 제2 광생성부(114)는 3가지 유형의 마이크로 LED 중 적색 마이크로 LED의 발광을 측정하기 위해 이용되는 레이저 광을 생성할 수 있다. 제1 광생성부(111)는 그린/블루 LED 발광용 레이저, A 레이저 등으로 지칭될 수 있고, 제2 광생성부(114)는 레드 LED 발광용 레이저, B 레이저 등으로 지칭될 수도 있다.At this time, the first
각 익스팬더부(112, 115)는 각 광 생성부(111, 114)에 대응하여 구비되고, 각 광 생성부(111, 114)에서 생성된 광을 라인 형태로 확장할 수 있다.Each of the
ND 필터부(118)는 광 조사부(110)에서 조사되는 광의 출력을 조절하는 용도로 사용될 수 있는 것으로서, 광의 출력 파워(power)를 조절할 수 있다.The
파장선택 제어부(119)는 각 광 생성부(111, 114)의 동작을 선택적으로 제어하며, 광 조사부(110)의 전반적인 제어를 담당할 수 있다.The wavelength
특히, 파장선택 제어부(119)는 배열되어있는 검사 대상 마이크로 LED가 녹색(Green) 마이크로 LED나 청색(Blue) 마이크로 LED인지, 또는 적색(Red) 마이크로 LED인지에 따라, 제1 광생성부(111) 또는 제2 광생성부(114)가 동작하도록 선택적으로 제어할 수 있다.In particular, the wavelength
즉, 검사가 이루어지는 검사 대상이 적색 마이크로 LED 웨이퍼, 녹색 마이크로 LED 웨이퍼, 청색 마이크로 LED 웨이퍼 중 하나라면, 파장선택 제어부(119)는 검사 대상 웨이퍼의 유형에 따라, 제1 광생성부(111)와 제2 광생성부(114)를 선택적으로 동작시킬 수 있다.That is, if an inspection target to be inspected is one of a red micro LED wafer, a green micro LED wafer, and a blue micro LED wafer, the wavelength
구체적으로, 파장선택 제어부(119)는 검사 대상이 녹색 마이크로 LED 웨이퍼 또는 청색 마이크로 LED 웨이퍼일 때는, 제1 광생성부(111)가 동작하여 해당 파장의 레이저 광을 생성하도록 제어하고, 검사 대상이 적색 마이크로 LED 웨이퍼일 때는, 제2 광생성부(114)가 동작하여 해당 파장의 레이저 광을 생성하도록 제어할 수 있다.Specifically, the wavelength
먹스 필터부(117)는 제1 광생성부(111)와 제2 광생성부(114)로부터 생성되어 확장된 광을 받아 하나의 광신호로 통합하고, 하나로 통합된 광은 ND 필터부(118)에 의해 광 출력 파워가 조절될 수 있다. 그리고, ND 필터부(118)에 의해 출력 파워가 조절된 제1 광이 광 조사부(110)에서 조사될 수 있다.The
광학계(120)는 광 조사부(110)에서 조사된 제1 광이, 배열되어있는 다수의 검사 대상 마이크로 LED를 향하도록 처리한다.The
도 5와 도 6은 본 발명의 마이크로 LED 검사 장치에 적용될 수 있는 광학계 구조에 관한 예를 개략적으로 나타낸 것으로서, 도 3과 함께 참조하여, 본 발명의 마이크로 LED 검사 장치를 구성하는 광학계(120)의 일 실시예를 설명한다.5 and 6 schematically show an example of an optical system structure that can be applied to the micro LED inspection device of the present invention, and with reference to FIG. 3, the
광학계(120)는 광 조사부(110)에서 조사되는 제1 광을 라인 광 형태로 처리하는 빔 제너레이터(121)를 포함하여 이루어질 수 있다.The
이때, 빔 제너레이터(121)가 제1 광을 라인 광 형태로 처리하는 방식은 다양하게 구성될 수 있다.In this case, a method in which the
하나의 예로서, 빔 제너레이터(121)는 미러의 회전 각도를 조절함으로써 검사 영역 단위의 각 마이크로 LED에 대한 순차적 광 조사가 이루어지도록 처리할 수 있다(point scan 방식). 또 다른 예로서, 빔 제너레이터(121)는 광 조사부(110)에서 조사된 제1 광을 갈바노 스캐너(galvano scanner), 파월 렌즈(Powell lens), 실린더형 렌즈(cylindrical lens) 등을 이용하여, 라인 광으로 변환할 수도 있다(line scan 방식).As an example, the
즉, 광 조사부(110)에서 조사되는 제1 광은 빔 제너레이터(121)에 의해 point scan 방식 또는 line scan 방식의 라인 광 형태로 빔 스플리터부(123)에 입사될 수 있다.That is, the first light emitted from the
광학계(120)는 빔 제너레이터(121), 전후방향에 대해 기울어져 배치되는 빔 스플리터부(123), 빔 스플리터부(123)로부터 입사되는 광을 검사 대상 마이크로 LED로 전달하는 대물 렌즈(125) 등을 포함하여 구성될 수 있다.The
이때, 제1 광은 전후방향과 직교하는 방향에서 빔 스플리터를 향해 입사될 수 있다. 여기서, 전후방향은 검사 대상 마이크로 LED들이 배치되는 전방과, 분광부(131)가 배치되는 후방을 잇는 방향을 의미할 수 있다.In this case, the first light may be incident toward the beam splitter in a direction orthogonal to the forward and backward directions. Here, the forward-backward direction may mean a direction connecting a front where the microLEDs to be inspected are disposed and a rear where the spectrometer 131 is disposed.
즉, 전후방향은 다수의 검사 대상 마이크로 LED 칩이 배열된 기판의 상면과 수직하는 방향을 의미할 수 있다.That is, the front-back direction may mean a direction perpendicular to the upper surface of the substrate on which a plurality of micro LED chips to be inspected are arranged.
전후방향은 도 5의 예에서 4시-10시 방향, 도 3의 예에서 6시-12시 방향을 의미하고, 전후방향과 직교하는 방향은 도 5의 예에서 1시-7시 방향, 도 3의 예에서 3시-9시 방향을 의미할 수 있지만, 이러한 방향 설정은 설명의 이해를 돕기 위한 예일 뿐, 이에 한정되는 것은 아니다.The front-back direction means the 4 o'clock-10 o'clock direction in the example of FIG. 5 and the 6 o'clock-12 o'clock direction in the example of FIG. In the example of 3, it may mean the direction from 3 o'clock to 9 o'clock, but this direction setting is only an example to help understanding of the description, but is not limited thereto.
빔 스플리터부(123)는, 광 조사부(110)로부터 빔 제너레이터(121)를 통해 입사되는 라인 형태의 광을 빔 스플리터부(123)의 전방에 위치한 각 마이크로 LED를 향해 반사시키고, 또한 각 마이크로 LED로부터 발생되는 제2 광을 통과시켜 빔 스플리터부(123)의 후방으로 전달할 수 있다.The
예를 들어, 405nm 파장의 제1 광을 조사하여, 시료(마이크로 LED)에서 450nm 대역의 형광 혹은 PL 신호가 발생한다면, 빔 스플리터부(123)는 405nm 파장의 제1 광은 시료 측으로 반사시키고. 시료에서 발생한 450nm 대역의 제2 광은 분광부(131) 측으로 투과시킬 수 있다.For example, if a fluorescence or PL signal of a 450 nm band is generated from a sample (micro LED) by irradiating a first light having a wavelength of 405 nm, the
빔 스플리터는 입구 슬릿(Eentrance slit), 다이크로익 미러(dichroic mirror) 등으로 달리 지칭될 수 있다.A beam splitter may be otherwise referred to as an entrance slit, a dichroic mirror, or the like.
대물 렌즈(125)는 빔 스플리터부(123)의 전방에 배치되고, 오브젝티브 렌즈(Objective lens), 프론트 렌즈(Front Lens) 등으로 달리 지칭될 수 있다.The
검출부(130)는 제2 광의 분광정보를 검출하는 분광부(131)를 포함하여 구성될 수 있으며, 분광부(131)는 빔 스플리터부(123)의 후방에 배치될 수 있다.The
또한, 빔 스플리터부(123)와 분광부(131)의 사이에 제2 렌즈가 배치될 수 있는 데, 제2 렌즈는 A-렌즈, 콜리메이터(collimator) 등으로 달리 지칭될 수 있다.In addition, a second lens may be disposed between the
빔 스플리터부(123)는 입사된 라인 형태의 광이 대물 렌즈(125)의 전방에 위치하는 검사 대상 마이크로 LED 칩으로 전달되도록 반사할 수 있다. 이에 따라, 빔 스플리터부(123)가 반사시킨 라인 형태의 광이 시료의 초점면에 조사되고, 직선을 이루는 검사 영역 단위에 속한 복수 개의 마이크로 LED로부터 라인 형태의 제2 광이 발생될 수 있다.The
이러한 제2 광은 반사광으로서 다시 빔 스플리터부(123)를 향해 되돌아올 수 있으며, 빔 스플리터부(123)는 마이크로 LED로부터 반사되어 되돌아오는 광을 통과시켜, 빔 스플리터부(123)의 후방에 위치하는 분광부(131)로 전달할 수 있다.This second light may return to the
분광부(131)는 빔 스플리터부(123)를 통해 전달받은 광을 회절시켜 통과시킴으로써, 라인 형태의 광 조사가 이루어진 각 검사 대상 마이크로 LED에 대한 검사 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 검사 정보에는 검사 영역 단위에 속한 각 마이크로 LED의 공간정보, 및 분광정보가 포함될 수 있다.The spectrometer 131 diffracts and passes the light transmitted through the
특히, 분광부(131)는 분광정보로서 파장 대역별 크기 정보를 획득할 수 있다.In particular, the spectrometer 131 may obtain size information for each wavelength band as spectral information.
또한, 빔 스플리터부(123)와 대물 렌즈(125)의 사이에는 튜브 렌즈(124)가 배치될 수 있다. 튜브 렌즈(124)는 대물 렌즈(125)와 같이 사용되어, 대물 렌즈(125)의 초점거리에 따라 배율을 결정할 수 있도록 한다.In addition, a
한편, 검출부(130)는 제2 광의 상이 맺히게 하는 촬상부(132)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 광학계(120)는 제2 광을 촬상부(132)와 분광부(131)에 배분하는 검출 경로 선택부(126)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.Meanwhile, the
이때, 검출 경로 선택부(126)는 제2 광을 모두 촬상부(132)로 전달하거나, 모두 분광부(131)로 전달하거나, 또는 촬상부(132)와 분광부(131)에 각각 일정 비율로 전달하도록 구성될 수 있다.At this time, the detection
검사 대상 마이크로 LED에 도달한 광에.의해 제2 광(예: PL 또는 형광신호)이 발생하고, 이 신호는 다시 대물렌즈(125), 튜브 렌즈(124), 빔 스플리터부(123, 다이크로익 필터)를 지나 검출 경로 선택부(126)에서 결정되는 경로로 전달된다.Second light (e.g., PL or fluorescence signal) is generated by the light reaching the micro LED to be inspected, and this signal is again transmitted through the
검출 경로 선택부(126)는 Mirror/beam splitter/black 모드 선택 기능을 수행하여, 제2 광을 촬상부(132)와 분광부(131)에 배분할 수 있다.The detection
촬상부(132)는 다양하게 구성될 수 있다. 구체적인 예로서 촬상부(132)는 CCD(charge-coupled device)를 이용하여 구성될 수 있다. 촬상부(132)를 통해 분광정보 뿐 아니라, 픽셀의 외형 정보를 동시에 획득할 수 있다.The
시료에서 발생한 제2 광(형광, PL 광)은 튜브 렌즈(124)에 의해 분광부(131) 또는 촬상부(132)에 뚜렷한 상으로 맺힐 수 있다.The second light (fluorescence, PL light) generated from the sample may form a distinct image on the spectrometer 131 or the
검출 경로 선택부(126)는 다양하게 구성될 수 있으며, 하나의 예로서, 빔 스플리터를 이용하여 구성될 수 있다.The
검출 경로 선택부(126)가 Mirror 모드를 선택하면, 제2 광을 모두 반사하여 촬상부(132)로 보내 CCD에 상이 맺히게 되고, beam splitter 모드를 선택하면, 투과되는 일부 광은 분광부(131)로 들어가고, 일부는 촬상부(132)로 들어간다.When the
빔 스플리터(beam splitter)는 투과와 반사를 일정한 비율로.분배하는 광학 특성(예: 50:50)을 가지므로, 이러한 특성을 이용하여 분광부(131)와 촬상부(132)에서 제2 광을 동시에 측정할 수 있다.Since the beam splitter has optical characteristics (e.g., 50:50) of distributing transmission and reflection at a constant ratio, the second light can be measured simultaneously.
만일 검출 경로 선택부(126)가 blank 모드를 선택하면, 제2 광은 모두 분광부(131)로 들어간다.If the
대물 렌즈(125)의 전방에 위치하는 다수의 검사 대상 마이크로 LED는 그 위치가 변동될 수 있다.The positions of the plurality of micro LEDs to be inspected located in front of the
즉, 현재 순서의 검사 영역 단위에 속한 각 마이크로 LED에 대한 제1 광의 조사와, 이로 인해 각 마이크로 LED로부터 발생한 제2 광에 기초한 검사 정보가 획득되면, 다음 순서의 검사 영역 단위에 속한 마이크로 LED에 대한 제1 광의 조사가 이루어져야 한다. 이를 위하여, 다수의 검사 대상 마이크로 LED가 놓이는 시료 거치대(71)는 이동 가능하게 구성될 수 있다.That is, when inspection information based on the irradiation of the first light to each micro LED belonging to the inspection area unit in the current order and the second light emitted from each micro LED is acquired, the micro LED belonging to the inspection area unit in the next order is obtained. Irradiation of the first light must be performed. To this end, the
그리고, 마이크로 LED 검사 장치(100)는 다수의 검사 대상 마이크로 LED가 놓이는 시료 거치대(71)를 이동시키는 시료 이동 제어부(151)를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the micro
시료 이동 제어부(151)는 일정 시간 주기에 따라 시료 거치대(71)를 이동시킬 수 있다. 여기서, 일정 시간 주기는 광 조사부(110)로부터 제1 광이 조사된 시점부터 검출부(130)에 의한 검사 정보 획득이 종료되는 시점까지의 기간(주기)과 관련될 수 있다.The sample
시료 이동 제어부(151)에 의한 제어에 의해, 다수의 검사 대상 마이크로 LED에 대한 검사 영역 단위의 검사 정보 획득이 연속적으로 이루어질 수 있다.Under the control of the sample
본 발명에 따른 마이크로 LED 검사 방법은 본 발명의 마이크로 LED 검사 장치(100)를 이용하여 다수의 검사 대상 마이크로 LED를 검사하는 방법이다.The micro LED inspection method according to the present invention is a method of inspecting a plurality of inspection target micro LEDs using the micro
도 7을 참조하자면, 검사가 시작됨에 따라(S211), 현재 검사 순서의 각 마이크로 LED에 제1 광을 조사하도록 광 조사부(110)와 광학계(120)를 제어하는 단계(S213), 및 제1 광의 조사에 의해 각 마이크로 LED에서 발생된 제2 광에 기초한 검사 정보를 검출부(130)를 통해 획득하는 단계(S214)가 이루어진다.Referring to FIG. 7 , as the inspection starts (S211), controlling the
단계 S213에서의 각 마이크로 LED에 대한 광 조사와, 단계 S214에서의 검출부(130)를 통한 검사 정보 획득은 검사 영역 단위로 이루어질 수 있다.The irradiation of light to each micro LED in step S213 and the acquisition of inspection information through the
단계 S213과 단계 S214는 모든 검사 대상 마이크로 LED에 대하여 검사 영역 단위로 연속하여 이루어진다(S212, S215, S216).Steps S213 and S214 are continuously performed in units of inspection areas for all micro LEDs to be inspected (S212, S215, and S216).
그리고, 모든 검사 대상 마이크로 LED에 대하여 단계 S213과 단계 S214가 실행되면, 검사가 종료된다(S217).Then, when steps S213 and step S214 are executed for all micro LEDs to be inspected, the inspection ends (S217).
단계 S214에서 획득되는 검사 정보는, 각 검사 영역 단위를 이루는 각 마이크로 LED의 공간정보, 및 파장대역별 크기를 나타내는 분광정보를 포함할 수 있으며, 각 마이크로 LED의 발광 상태를 촬상한 영상을 포함할 수 있다.The inspection information obtained in step S214 may include spatial information and spectral information indicating the size of each micro LED constituting each inspection area unit and the size of each wavelength band, and may include an image obtained by capturing a light emitting state of each micro LED. there is.
검사 영역 단위의 각 마이크로 LED에 대한 광 조사를 라인 형태로 수행하는 일 실시예는 광 조사를 각 마이크로 LED에 대해 순차적으로 수행하는 방식(point scan 방식)이다.An embodiment of performing light irradiation on each micro LED in a unit of inspection area in the form of a line is a method of sequentially performing light irradiation on each micro LED (point scan method).
순차적인 광 조사가 이루어지도록 하는 방식은 다양하게 구성될 수 있으며, 구체적인 예로서 미러의 회전 각도를 조절함으로써 이루어질 수 있다.A method for sequential light irradiation may be configured in various ways, and as a specific example, it may be performed by adjusting a rotation angle of a mirror.
이때, 검사 영역 단위에 속한 전체 마이크로 LED에 대한 광 조사는 검출부(130)에서 검사 정보를 획득하는 속도보다 빠르도록 구성하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable to configure the light irradiation to all micro LEDs belonging to the inspection area unit to be faster than the speed at which inspection information is acquired by the
그러면, 검사 영역 단위에 속한 각 마이크로 LED에 대한 광 조사가 순차적으로 이루어지더라도, 한꺼번에 광 조사가 이루어진 것과 같이 처리될 수 있다.Then, even if the light irradiation to each micro LED belonging to the inspection area unit is sequentially performed, the process may be performed as if the light irradiation was performed at once.
검사 영역 단위의 각 마이크로 LED에 대한 광 조사를 라인 형태로 수행하는 또 다른 실시예는, 검사 영역 단위의 각 마이크로 LED에 대한 광 조사가 라인 광으로 동시에 이루어지도록 하는 것이다(line scan 방식).Another embodiment in which light is irradiated to each micro LED in a unit of inspection area in a line form is to simultaneously irradiate light to each micro LED in unit of inspection area with line light (line scan method).
예를 들어, cylindrical lens, DOE, powell lens와 같은 렌즈 광학 소자를 사용하여, 기계적 움직임 없이, 라인 광을 구성하여, 일괄 조사할 수 있다.For example, a lens optical element such as a cylindrical lens, a DOE, or a powell lens may be used to configure line light without a mechanical movement and collectively irradiate the line light.
본 발명에 따른 마이크로 LED 검사 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통해 실행될 수 있는 프로그램 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 기록될 수 있다. 여기서 컴퓨터 수단은 다양하게 구성될 수 있는 것으로서 특별한 제한은 없다.The micro LED inspection method according to the present invention may be implemented in the form of a program that can be executed through various computer means and recorded on a computer readable recording medium. Here, the computer means is not particularly limited as it can be configured in various ways.
예를 들어, 컴퓨터 수단은 마이크로 LED 검사 장치(100)와 연동하고, 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 제공하면서, 마이크로 LED 검사 장치(100)에 대한 제어 명령을 내릴 수 있도록 하고, 다양한 마이크로 LED 검사 관련 기능을 제공하는 컴퓨터 장치일 수 있다.For example, the computer means interworks with the micro
컴퓨터 판독 가능 기록 매체는 컴퓨터 수단에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록 장치를 포함하며, 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나, 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.Computer-readable recording media includes all types of recording devices in which data readable by computer means is stored, and may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The programs recorded on the medium may be specially designed and configured for the present invention, or may be known and usable to those skilled in computer software.
컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크, 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. - includes hardware devices specially configured to store and execute program instructions, such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like.
프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.Examples of program instructions include high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter, as well as machine language codes such as those produced by a compiler.
본 발명을 이용하면, 촬상부(132, CCD)를 통해 획득한 각 마이크로 LED 소자의 영상 정보, 분광부(131)를 통해 획득한 각 마이크로 LED 소자의 분광학적 특성 정보를 통해, 다수의 마이크로 LED에 관한 상태를 확인할 수 있다.According to the present invention, through the image information of each micro LED element obtained through the imaging unit 132 (CCD) and the spectroscopic characteristic information of each micro LED element obtained through the spectrometer 131, a plurality of micro LEDs You can check the status of
도 8은 촬상부(132, CCD)를 통해 획득한 각 마이크로 LED 소자의 영상 정보에 관한 예를 보인 것이고, 도 9는 각 마이크로 LED의 영상 정보와 분광 정보 등 다양한 검사 정보가 출력된 GUI 화면의 예를 나타낸 것이다.8 shows an example of image information of each micro LED device acquired through the imaging unit 132 (CCD), and FIG. 9 shows a GUI screen on which various inspection information such as image information and spectral information of each micro LED is output example is shown.
도 9의 A 영역에는 각 마이크로 LED의 영상 정보가 나타나 있고, 영역 B와 C에는 영역 A의 각 마이크로 LED에 관한 밝기의 세기가 그래프 형식으로 나타나 있다. 또한, 영역 D에는 영역 A에서 현재 선택된 부분((cross-hair)의 개별 마이크로 LED에 대한 분광정보가 그래프의 형식으로 나타나 있고, 영역 E에는 분광정보를 통해 산출된 발광정보(예: 중심파장, 반치폭, 색순도, 색좌표 등)가 수치 형식으로 나타나 있다.Area A of FIG. 9 shows image information of each micro LED, and area B and C show the brightness intensity of each micro LED of area A in a graph form. In addition, in area D, the spectral information of the individual micro LEDs of the currently selected part (cross-hair) in area A is shown in the form of a graph, and in area E, the emission information calculated through the spectral information (eg, center wavelength, full width at half maximum, color purity, color coordinates, etc.) are shown in numerical form.
이러한 예와 같이, 본 발명을 사용하면, 다수의 마이크로 LED에 대하여, Peak, FWHM, Integration value, 색좌표(x, y), 휘도, 색정보, defect 등 LED 발광의 모든 특성을 정확하고 신속하게 검사할 수 있다.As in this example, when the present invention is used, all characteristics of LED emission, such as Peak, FWHM, Integration value, color coordinates (x, y), luminance, color information, and defect, are accurately and quickly inspected for a plurality of micro LEDs can do.
도 10은 본 발명에 따른 마이크로 LED 검사 장치(100)의 성능과 종래 검사 장치의 성능을 비교한 것으로서, '기존 PL mapper'는 예를 들어 Rθ 회전 방식으로 검사를 수행하는 사례를 나타내고, '자사 PL mapper'는 본 발명의 마이크로 LED 검사 장치(100)에 의한 검사를 수행하는 사례를 나타낸다.10 is a comparison of the performance of the micro
본 발명의 마이크로 LED 검사 장치(100)는 PL 방식으로 검사를 수행하며, 전극에 대한 전압 인가가 필요없고, 분광 정보뿐만 아니라 픽셀 외형 정보를 동시에 획득할 수 있다.The micro
본 발명에 따른 마이크로 LED 검사 장치(100)에 의한 검사 방법은 데이터 획득 속도가 종래의 기술 대비 분(min) 단위에서 초(s) 단위로 현저히 짧게 변화되었음을 확인할 수 있고. 웨이퍼에 대한 데이터 획득 속도 역시 현저히 짧게 변화되었음을 확인할 수 있다.In the inspection method using the micro
본 발명에 따른 마이크로 LED 검사 장치(100)는 종래 기술과 비교할 때, 전체 검사 소요시간을 줄이면서도 정확하게 다수 마이크로 LED의 상태 검사 내지 특성 검사를 수행할 수 있다.Compared to the prior art, the micro
상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 기술적 특징이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이다.In the above, the present invention has been shown and described in relation to specific preferred embodiments, but the present invention can be variously modified and changed without departing from the technical features or fields of the present invention provided by the claims below. It is clear to those skilled in the art that it can be.
71: 시료 거치대
100: 마이크로 LED 검사 장치
110: 광 조사부
111, 114: 광 생성부
112, 115: 익스팬더부
113, 116: 미러
117: 먹스 필터부
118: ND 필터부
119: 파장선택 제어부
120: 광학계
121: 빔 제너레이터
123: 빔 스플리터부
124: 튜브 렌즈
125: 대물 렌즈
126: 검출 경로 선택부
130: 검출부
131: 분광부
132: 촬상부
151: 시료 이동 제어부71: sample holder
100: micro LED inspection device
110: light irradiation unit
111, 114: light generating unit
112, 115: expander part
113, 116: mirror
117: mux filter unit
118: ND filter unit
119: wavelength selection controller
120: optical system
121: beam generator
123: beam splitter unit
124: tube lens
125: objective lens
126: detection path selection unit
130: detection unit
131: spectrometer
132: imaging unit
151: sample movement control unit
Claims (17)
상기 광 조사부에서 조사된 제1 광이, 배열되어있는 다수의 검사 대상 마이크로 LED를 향하도록 처리하는 광학계; 및
상기 제1 광에 의해 복수 개의 마이크로 LED에서 발생된 제2 광에 기초하여, 검사 정보를 획득하는 검출부를 포함하고,
상기 마이크로 LED에 대한 제1 광의 조사와 상기 검출부에서의 검사 정보 획득은, 직선을 이루는 복수 개의 마이크로 LED 단위인 '검사 영역 단위'로 이루어지며,
상기 검사 영역 단위에 속한 각 마이크로 LED에 대한 제1 광의 조사는 각 마이크로 LED에 대해 순차적으로 이루어지고,
상기 검사 영역 단위에 속한 전체 마이크로 LED에 대한 광 조사는 상기 검출부에서 검사 정보를 획득하는 속도보다 빠른 것을 특징으로 하는, 마이크로 LED 검사 장치.a light emitter generating and irradiating first light to be used for micro LED inspection;
an optical system for processing the first light emitted from the light irradiation unit to direct a plurality of arrayed micro LEDs to be inspected; and
A detector configured to obtain inspection information based on second light generated by the plurality of micro LEDs by the first light;
The irradiation of the first light to the micro LED and the acquisition of inspection information in the detection unit are performed in an 'inspection area unit', which is a unit of a plurality of micro LEDs forming a straight line,
The irradiation of the first light to each micro LED belonging to the inspection area unit is sequentially performed for each micro LED;
Light irradiation to all micro LEDs belonging to the inspection area unit is faster than the speed of obtaining inspection information from the detection unit, micro LED inspection device.
상기 검사 정보는 각 마이크로 LED의 위치인 공간정보, 및 파장 대역별 크기를 나타내는 분광정보를 포함하는, 마이크로 LED 검사 장치.According to claim 1,
The inspection information includes spatial information, which is the location of each micro-LED, and spectral information indicating the size of each wavelength band.
상기 검사 영역 단위에 속한 각 마이크로 LED에 대한 순차적 광 조사는, 미러의 회전 각도를 조절함으로써 이루어지는, 마이크로 LED 검사 장치.According to claim 1,
The micro LED inspection device, wherein the sequential light irradiation to each micro LED belonging to the inspection area unit is performed by adjusting the rotation angle of the mirror.
상기 광 조사부는,
각각 서로 다른 파장대의 광을 생성하는 복수 개의 광 생성부;
상기 각 광 생성부에 대응하여, 각 광 생성부에서 생성된 광을 라인 형태로 확장하는 복수 개의 익스팬더부;
상기 각 익스팬더부를 통해 확장된 광을 미러를 통해 수신하여, 하나의 광신호로 통합하는 먹스 필터부;
상기 먹스 필터부의 광 출력 파워를 조절하는 ND 필터부; 및
상기 각 광 생성부의 동작을 선택적으로 제어하는 파장선택 제어부를 포함하는, 마이크로 LED 검사 장치.According to claim 1,
The light irradiator,
a plurality of light generators each generating light of different wavelengths;
a plurality of expander units corresponding to each of the light generating units and expanding the light generated by each light generating unit in a line shape;
a mux filter unit for receiving the light expanded through each of the expander units through a mirror and combining them into one optical signal;
an ND filter unit adjusting optical output power of the mux filter unit; and
Micro LED inspection device comprising a wavelength selection control unit for selectively controlling the operation of each light generating unit.
상기 광 생성부는 375nm 또는 405nm 파장을 갖는 광을 생성하는 제1 광생성부; 및 532nm 이상 610nm 이하 중 어느 파장을 갖는 광을 생성하는 제2 광생성부를 포함하는, 마이크로 LED 검사 장치.According to claim 7,
The light generating unit includes a first light generating unit generating light having a wavelength of 375 nm or 405 nm; and a second light generating unit generating light having any wavelength of 532 nm or more and 610 nm or less.
상기 파장선택 제어부는
배열되어 있는 검사 대상 마이크로 LED가 녹색(Green) 마이크로 LED나 청색(Blue) 마이크로 LED를 포함하는지,
또는 적색(Red) 마이크로 LED를 포함하는지에 따라,
상기 제1 광생성부와 제2 광생성부를 선택적으로 동작시키는 것을 특징으로 하는, 마이크로 LED 검사 장치.According to claim 8,
The wavelength selection controller
Whether the arrayed micro LEDs to be inspected include green micro LEDs or blue micro LEDs,
Or depending on whether it includes a red micro LED,
Characterized in that the first light generating unit and the second light generating unit selectively operate, the micro LED inspection device.
상기 광학계는,
상기 광 조사부에서 조사되는 광이 라인 광의 형태를 가지도록 처리하는 빔 제너레이터;
전후방향에 대해 기울어져 배치되고, 상기 빔 제너레이터에서 처리된 광이 입사되는 빔 스플리터부; 및
상기 빔 스플리터부로부터 입사되는 광을 상기 마이크로 LED로 전달하는 대물 렌즈를 포함하고,
상기 검출부는 상기 제2 광의 분광정보를 획득하는 분광부를 포함하며,
상기 제1 광은 상기 전후방향과 직교하는 방향에서 상기 빔 스플리터부를 향해 입사되고, 상기 빔 스플리터부는, 상기 입사되는 제1 광을 전방에 위치한 상기 각 마이크로 LED를 향해 반사시키되, 상기 각 마이크로 LED로부터 발생되는 상기 제2 광은 통과시켜 후방에 위치한 상기 분광부로 전달하며,
상기 전후방향은 상기 마이크로 LED가 배치되는 전방과, 상기 분광부가 배치되는 후방을 잇는 방향인, 마이크로 LED 검사 장치.According to claim 1,
The optical system,
a beam generator that processes the light emitted from the light irradiator to have a line light;
a beam splitter unit disposed obliquely with respect to the forward and backward directions and into which the light processed by the beam generator is incident; and
An objective lens for transmitting light incident from the beam splitter to the micro LED,
The detection unit includes a spectroscopic unit for obtaining spectral information of the second light,
The first light is incident toward the beam splitter in a direction orthogonal to the forward and backward directions, and the beam splitter reflects the incident first light toward each of the micro LEDs located in the front, from each of the micro LEDs. The generated second light passes through and is transmitted to the spectrometer located at the rear,
The front-back direction is a direction connecting a front where the micro LED is disposed and a rear where the spectrometer is disposed.
상기 빔 제너레이터는 미러의 회전 각도를 조절함으로써 상기 검사 영역 단위의 각 마이크로 LED에 대한 순차적 광 조사가 이루어지도록 처리하는 것을 특징으로 하는, 마이크로 LED 검사 장치.According to claim 10,
The beam generator controls the rotation angle of the mirror to sequentially irradiate light to each micro LED in the unit of inspection area.
상기 대물 렌즈의 초점거리에 따라 배율을 결정할 수 있도록 하는 튜브 렌즈를 더 포함하는, 마이크로 LED 검사 장치.According to claim 10,
Further comprising a tube lens to determine the magnification according to the focal length of the objective lens, the micro LED inspection device.
상기 검출부는 상기 제2 광의 상이 맺히게 하는 촬상부를 더 포함하고,
상기 광학계는 상기 제2 광을 모두 상기 촬상부로 전달하거나, 상기 분광부로 모두 전달하거나, 또는 상기 촬상부와 분광부에 각각 일정 비율로 전달하는 검출 경로 선택부를 더 포함하는, 마이크로 LED 검사 장치.According to claim 10,
The detection unit further includes an imaging unit for forming an image of the second light,
The optical system further includes a detection path selector configured to transmit all of the second light to the imaging unit, to all of the spectroscopy unit, or to each of the imaging unit and the spectroscopy unit at a predetermined ratio.
현재 검사 순서의 각 마이크로 LED에 상기 제1 광을 조사하도록 상기 광 조사부와 광학계를 제어하는 단계; 및
상기 제1 광의 조사에 의해 각 마이크로 LED에서 발생된 제2 광에 기초한 검사 정보를 상기 검출부를 통해 획득하는 단계를,
모든 검사 대상 마이크로 LED에 대해 수행하고,
상기 제1 광의 조사와 검사 정보 획득은, 직선을 이루는 복수 개의 마이크로 LED 단위인 '검사 영역 단위'로 이루어지는, 마이크로 LED 검사 방법.A micro LED inspection method for inspecting a plurality of micro LEDs to be inspected using the micro LED inspection device according to claim 1,
controlling the light irradiation unit and the optical system to radiate the first light to each micro LED in a current inspection sequence; and
Obtaining inspection information based on second light generated in each micro LED by irradiation of the first light through the detector,
It is performed on all micro LEDs to be inspected,
The irradiation of the first light and the acquisition of inspection information are performed in an 'inspection area unit' that is a plurality of micro LED units forming a straight line.
상기 검사 영역 단위의 각 마이크로 LED에 대한 광 조사는, 각 마이크로 LED에 대해 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 마이크로 LED 검사 방법.According to claim 15,
The micro LED inspection method, characterized in that the irradiation of light to each micro LED in units of the inspection area is sequentially performed for each micro LED.
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GRNT | Written decision to grant |