KR102602029B1 - 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 led 검사장비 - Google Patents
광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 led 검사장비 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102602029B1 KR102602029B1 KR1020210154519A KR20210154519A KR102602029B1 KR 102602029 B1 KR102602029 B1 KR 102602029B1 KR 1020210154519 A KR1020210154519 A KR 1020210154519A KR 20210154519 A KR20210154519 A KR 20210154519A KR 102602029 B1 KR102602029 B1 KR 102602029B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light
- photoluminescence
- inspection
- micro led
- sample
- Prior art date
Links
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title claims abstract description 128
- 238000005424 photoluminescence Methods 0.000 title claims abstract description 107
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 78
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 57
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 44
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 11
- 238000000241 photoluminescence detection Methods 0.000 claims description 9
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 4
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- VSQYNPJPULBZKU-UHFFFAOYSA-N mercury xenon Chemical compound [Xe].[Hg] VSQYNPJPULBZKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001443 photoexcitation Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000013518 transcription Methods 0.000 description 1
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/2607—Circuits therefor
- G01R31/2632—Circuits therefor for testing diodes
- G01R31/2635—Testing light-emitting diodes, laser diodes or photodiodes
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
- G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
- G01R23/165—Spectrum analysis; Fourier analysis using filters
Abstract
본 발명은 광루미네선스 검사(Photoluminescence Inspection)와 자동광학검사(Automatic Optical Inspection)를 동시에 수행하여 측정시간을 단축시키는 마이크로 LED 검사장비에 관한 것으로, 본 발명의 마이크로 LED 검사장비는 광루미네선스 특성과 자동광학검사를 동시에 수행하여, 검사시간을 획기적으로 단축시키고 영상 데이터의 크기도 효율적으로 조절하여 데이터 저장과 연산을 위한 컴퓨터 관련 장치의 비용도 절감시킨다.
Description
본 발명은 마이크로 엘이디(micro LED) 소자의 결함여부를 검사하는 마이크로 LED 검사장비에 관한 것으로, 특히 광루미네선스 검사(Photoluminescence Inspection)와 자동광학검사(Automatic Optical Inspection)를 동시에 수행하여 측정시간을 단축시키는 마이크로 LED 검사장비에 관한 것이다.
마이크로 LED 디스플레이는 기존 LED의 1/10 수준인 100 μm 이하의 크기를 갖는 초소형 LED를 이용하는 디스플레이다. LED 기반 LCD가 백색의 LED를 백라이트 광원으로 이용하고, 화소는 TFT(Thin Film Transistor)를 이용한 액정의 제어와 컬러필터를 통해 구현하는데 반해 마이크로 LED 디스플레이에서는 초소형 LED가 직접 각각 적녹청(RGB) 화소로 독립 구동하며 자체 발광한다. 각각의 RGB LED로 세부화소(subpixels)를 구성한다는 측면에서 마이크로 LED 디스플레이는 LED 전광판의 구동원리와 유사하지만, LED 전광판에 사용되는 1~40 mm 수준의 LED 칩과 비교할 수 없을 정도의 작은 LED 칩이 사용되므로 근거리에서 사용할 수 있는 고해상도 디스플레이를 제공한다.
마이크로 LED 디스플레이를 제조하기 위해서는 에피 웨이퍼(epi wafer)에서 마이크로 LED 칩을 제조한 COW(Chip on wafer) 상태에서 칩을 분리하여 R, G, B 각각의 단색광 소자를 1차 캐리어(carrier)로 전사(1차 전사)해야 한다. 그 뒤 R, G, B 3색 광원이 전사된 3개의 1차 캐리어(carrier)에서 2차 캐리어(carrier)로 함께 전사(2차 전사)하고 이를 다시 TFT 기판에 전사하여 구동회로를 갖추게 된다.
이 과정에서 마이크로 LED의 광방출(전기적인 특성, Electroluminescence) 여부가 아니라, 반사광을 이용한 외관검사용으로 자동광학검사(Automated Optical Inspection)과 광발광(Photoluminescence Inspection) 특성평가를 수행한다. 자동광학검사는 제품의 양불여부를 검사해주는 자동화 요소로, 사람 대신 비전 카메라를 사용하여 영상을 취득하고 영상처리 알고리즘을 이용하여 기계가 양불 판정을 내린다. 색채 특성은 광발광 검사를 통해서 확인한다.
광발광 또는 광루미네선스(Photoluminescence)는 시료물질의 밴드갭보다 큰 에너지를 가진 광을 시료에 조사해 전자를 가전자대(Valence band)에서 전도대(Conduction band)로 여기시키면, 여기된 전자가 가전자대로 되돌아오는 과정에서 발생한다. 광루미네선스는 광을 조사하기 때문에 시료에 특별한 처리가 필요없고 손상도 일으키지 않아서 비파괴적으로 반도체 등의 물성을 분석하는데 유용한 방법이다. 광루미네선스는 LED소자의 광특성을 확인하는데도 사용될 수 있다. 완성된 LED 칩에 전원을 공급하지 않은 상태에서 광여기를 통해 개별 칩의 방출광을 검사할 수 있다.
이와 같이 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 위해서는 광발광을 위한 여기광(Excitation light)과 조명(Illumnation)을 모두 조사해야 하는데, 소자가 소형화됨에 따라서 측정 해상도의 증가로 인한 측정시간이 늘어나는 문제가 있다. 2차전사를 마친 상태에서 R, G, B 광루미네선스 특성검사와 자동광학검사를 하려면 시료에서 방출되는 광루미네선스의 파장 분포에 따라 각 파장별로 필터를 교체하면서 측정을 하기 때문에 최대 4회에 걸쳐 검사를 반복해야 하는 등의 문제가 생긴다.
대한민국 등록특허 제10-2286322호는 '마이크로 LED 검사 시스템 및 방법'에 관한 것으로, LED 표면 스캔을 통한 자동광학검사부와 광루미네선스 검사부 및 전계발광 검사부를 구비한 검사기술을 개시한다. 그러나 상기 기술은 전계발광 검사까지 포함하여 자동광학검사와 광발광검사를 수행하도록 하여 지나치게 데이터가 많게 되어 검사시간이 길어지고 데이터 분석에도 많은 시간과 자원을 투여해야 한다는 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전계 발광 검사 이전 단계에서 광루미네선스 광원과 자동광학검사 광원 및 광필터를 배열하여, 광루미네선스 특성과 자동광학검사를 동시에 수행할 수 있도록 기능하는 마이크로 LED 검사장비를 제공하고자 한다.
본 발명은 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비로: 상기 장비는, 광루미네선스 여기광을 방출하는 광루미네선스 광원부; 상기 광루미네선스 광원부에서 방출된 광루미네선스 여기광을 선형빔(line beam)으로 형성하여 시료로 보내는 광루미네선스 여기광 선형빔 생성부; 자동광학검사를 위한 조명광을 선형빔으로 방출하는 조명광원부; 상기 조명광원부에서 방출된 조명광을 반사하여 시료로 보내고, 시료에서 발생한 광루미네선스, 산란광 및 반사광을 투과시키는 조명광 반사 거울부; 상기 광루미네선스 여기광과 상기 조명광이 상기 시료 표면을 주사할 수 있도록 시료를 장착하고 이동시키는 시료 스테이지; 상기 시료에서 발생한 광루미네선스, 산란광 및 반사광을 통과시키는 광학렌즈부; 상기 광학렌즈부를 통과한 상기 산란광 및 반사광을 상기 발생한 광루미네선스로부터 분리하는 이색 거울(dichroic mirror) 분리부; 상기 이색 거울 분리부에서 분리된 산란광 및 반사광을 검출하는 산란광 및 반사광검출부; 및 상기 이색 거울 분리부에서 분리된 광루미네선스를 검출하는 광루미네선스 검출부를 포함하고, 상기 광루미네선스 광원부는 청색광과 녹색광 겸용 여기광 및 적색광용 여기광을 포함하고, 상기 두 여기광은 여기광 합류부를 통해 합류하고, 상기 광루미네선스 광원부와 상기 광루미네선스 여기광 선형빔 생성부 사이의 광경로는 광섬유로 연결되는, 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 검사장비는 상기 반사 거울부와 시료 사이에 위치한 대물렌즈(Objective lens)를 더 포함하고, 상기 대물렌즈는 상기 시료에서 방출된 광루미네선스, 산란광 및 반사광을 투과시켜 상기 광학렌즈부로 진행하도록 하는, 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 청색광과 녹색광 겸용 여기광의 파장은 370nm~420nm이고, 상기 적색광용 여기광의 파장은 550nm~600nm인, 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 광루미네선스 검출부는 다중밴드패스필터를 포함하고, 상기 다중밴드패스필터의 통과 파장 대역은 각각 433~465nm, 512~538nm 및 610~644nm인, 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 산란광 및 반사광 검출부의 광필터는 480nm~510nm의 인, 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 조명광은 근적외선인, 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비를 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 근적외선의 파장은 770~790nm이고, 상기 산란광 및 반사광 검출부의 광필터는 725nm 롱패스필터인, 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비를 제공한다.
본 발명의 마이크로 LED 검사장비는 광루미네선스 특성과 자동광학검사를 동시에 수행하여, 검사시간을 획기적으로 단축시키고 영상 데이터의 크기도 효율적으로 조절하여 데이터 저장과 연산을 위한 컴퓨터 관련 장치의 비용도 절감시킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 조명광이 근적외선인 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 조명광이 밴드패스필터를 구비한 가시광선인 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 여기광원과 근적외선 조명광의 파장대역을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 광루미네선스용 다중 밴드패스필터의 파장대역을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 725nm 롱패스필터의 통과 파장대역을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 백색 조명광용 475nm~485nm 밴드패스필터의 파장대역을 통과 파장대역을 나타내는 그래프이다.
도 7은 종래기술의 마이크로 LED 검사방법(a)과 본 발명에 따른 마이크로 LED 검사방법(b)의 측정개념을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 조명광이 밴드패스필터를 구비한 가시광선인 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 여기광원과 근적외선 조명광의 파장대역을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 광루미네선스용 다중 밴드패스필터의 파장대역을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 725nm 롱패스필터의 통과 파장대역을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 백색 조명광용 475nm~485nm 밴드패스필터의 파장대역을 통과 파장대역을 나타내는 그래프이다.
도 7은 종래기술의 마이크로 LED 검사방법(a)과 본 발명에 따른 마이크로 LED 검사방법(b)의 측정개념을 나타낸 순서도이다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 된다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 이하 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 조명광이 근적외선인 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비의 개념도이다. 본 발명의 일 구현예에 따른 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비는, 광루미네선스 여기광(300)을 방출하는 광루미네선스 광원부; 상기 광루미네선스 광원부에서 방출된 광루미네선스 여기광을 선형빔(line beam)으로 형성하여 시료(50)로 보내는 광루미네선스 여기광 선형빔 생성부(30); 자동광학검사를 위한 조명광을 선형빔으로 방출하는 조명광원부; 상기 조명광원부에서 방출된 조명광을 반사하여 시료로 보내고, 시료에서 발생한 광루미네선스, 산란광 및 반사광을 투과시키는 조명광 반사 거울부(40); 상기 광루미네선스 여기광과 상기 조명광이 상기 시료 표면을 주사할 수 있도록 시료를 장착하고 이동시키는 시료 스테이지; 상기 시료에서 발생한 광루미네선스, 산란광 및 반사광을 통과시키는 광학렌즈부(60); 상기 광학렌즈부를 통과한 상기 산란광 및 반사광을 상기 발생한 광루미네선스로부터 분리하는 이색 거울(dichroic mirror) 분리부(70); 상기 이색 거울 분리부에서 분리된 산란광 및 반사광(450)을 검출하는 산란광 및 반사광 검출부(80); 및 상기 이색 거울 분리부에서 분리된 광루미네선스(350)를 검출하는 광루미네선스 검출부를 포함한다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 광루미네선스 광원부는 청색광과 녹색광 겸용 여기광(100) 및 적색광용 여기광(200)을 포함하고, 상기 두 여기광은 여기광 합류부(10)를 통해 합류하고, 상기 광루미네선스 광원부와 상기 광루미네선스 여기광 선형빔 생성부 사이의 광경로는 광섬유(20)로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서 상기 광루미네선스 검출부는 청색광, 녹색광 및 적색광을 선택적으로 투과시키는 다중밴드패스필터(77)를 포함하고, 상기 다중밴드패스필터의 통과 파장 대역은 각각 청색광 433~465nm, 녹색광 512~538nm 및 적색광 610~644nm이다. 상기 광루미네선스 파장대역에서 상기 조명광은 475nm~485nm의 밴드패스필터(45)를 구비한 할로겐 램프를 포함하는 백색광이고, 이때 상기 산란광 및 반사광 검출부의 광필터는 480nm~510nm의 밴드패스필터(74)이다. 자동 광학 검사를 위한 반사광 또는 산란광 측정에서 여기용 입사광과 입사광에 의한 광루미네선스를 차단하기 위해 상기 산란광 및 반사광 검출부의 광필터는 480nm~510nm의 밴드패스필터를 사용하게 된다. 그 결과 상기 밴드패스필터를 통과한 반사광 및/또는 산란광만 수집할 수 있다. 이처럼 근적외선보다 짧은 파장대의 광원을 사용하는 경우는 광학적 특성에 따른 이유로 자동 광학검사의 해상력을 높이기 위한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 조명광이 밴드패스필터를 구비한 가시광선인 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비의 개념도이다. 본 발명의 일 구현예에 따른 검사장비는 광루미네선스 여기광을 방출하는 광루미네선스 광원부; 상기 광루미네선스 광원부에서 방출된 광루미네선스 여기광을 선형빔(line beam)으로 형성하여 시료로 보내는 광루미네선스 여기광 선형빔 생성부; 자동광학검사를 위한 조명광을 선형빔으로 방출하는 조명광원부; 상기 조명광원부에서 방출된 조명광을 반사하여 시료로 보내고, 시료에서 발생한 광루미네선스, 산란광 및 반사광을 투과시키는 조명광 반사 거울부; 상기 광루미네선스 여기광과 상기 조명광이 상기 시료 표면을 주사할 수 있도록 시료를 장착하고 이동시키는 시료 스테이지; 상기 시료에서 발생한 광루미네선스, 산란광 및 반사광을 통과시키는 광학렌즈부; 상기 광학렌즈부를 통과한 상기 산란광 및 반사광을 상기 발생한 광루미네선스로부터 분리하는 이색 거울(dichroic mirror) 분리부; 상기 이색 거울 분리부에서 분리된 산란광 및 반사광을 검출하는 산란광 및 반사광 검출부; 및 상기 이색 거울 분리부에서 분리된 광루미네선스를 검출하는 광루미네선스 검출부를 포함하고, 상기 광루미네선스 광원부는 청색광과 녹색광 겸용 여기광 및 적색광용 여기광을 포함하고, 상기 두 여기광은 여기광 합류부를 통해 합류하고, 상기 광루미네선스 광원부와 상기 광루미네선스 여기광 선형빔 생성부 사이의 광경로는 광섬유로 연결되며, 상기 조명광은 근적외선이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른, 여기광원과 근적외선 조명광(400)의 파장대역을 나타내는 그래프이다. 청색광과 녹색광보다 단파장의 청색광 및 녹색광 여기광원을 사용하여 청색광 및 녹색광 루미네선스를 발생시키며, 적색광 루미네선스를 발생시키기 위한 별도의 적색광 여기광원을 함께 사용한다. 또한, 근적외선으로 자동광학검사를 수행하므로 광루미네선스와 파장범위가 겹치치 않는다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 광루미네선스용 다중 밴드패스필터의 파장대역을 나타내는 그래프이다. 본 발명의 일 구현예에서 상기 광루미네선스 검출부는 청색광, 녹색광 및 적색광을 선택적으로 투과시키는 다중밴드패스필터를 포함하고, 상기 다중밴드패스필터의 통과 파장 대역은 각각 청색광 433~465nm, 녹색광 512~538nm 및 적색광 610~644nm이다. 본 발명의 일 구현예에서는 좁은 밴드패스필터를 채택하여 여기광과 광루미네선스가 겹치지 않도록 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 725nm 롱패스필터(75)의 통과 파장대역을 나타내는 그래프이다. 본 발명의 일 구현예에서, 상기 근적외선의 파장은 770~790nm이고, 상기 산란광 및 반사광 검출부의 광필터는 725nm 롱패스필터이다. 상기 롱패스필터는 근적외선이 시료에 조사되어 반사된 광만 통과하게 된다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 백색 조명광(410)용 475nm~485nm 밴드패스필터의 파장대역을 통과 파장대역을 나타내는 그래프이다. 자동 광학 검사를 위한 반사광 또는 산란광 측정에서 여기용 입사광과 입사광에 의한 광루미네선스를 차단하기 위해 상기 산란광 및 반사광 검출부의 광필터는 480nm~510nm의 밴드패스필터를 사용하게 된다. 그 결과 상기 밴드패스필터를 통과한 반사광 및/또는 산란광만 수집할 수 있다. 이처럼 근적외선보다 짧은 파장대의 광원을 사용하는 경우는 광학적 특성에 따른 이유로 자동 광학검사의 해상력을 높이기 위한 것이다.
도 7은 종래기술의 마이크로 LED 검사방법(a)과 본 발명에 따른 마이크로 LED 검사방법(b)의 측정개념을 나타낸 순서도이다. 종래기술의 마이크로 LED 검사방법에서 광루미네선스 검사는 청색광과 녹색광용 칩은 자외선영역의 수은-제논 램프에서 나오는 자외선 첨두(peak) 파장을 이용하여 여기(excitation)시켜 광특성을 측정하고, 적색광은 녹색 영역인 532nm 근처의 레이저 또는 제논램프의 첨두 파장을 이용하였다. 여기서 자동 광학검사는 조명광을 백색광이나 적색광으로 사용하였기 때문에 시료의 광루미네선스 파장과 중복되는 문제가 있었다. 청색광, 녹색광, 적색광 LED의 광루미네선스 특성과 자동 광학검사를 모두 하려면 총 3회 또는 4회의 검사과정을 반복해야 했다. 칩의 크기가 작아지는 마이크로 LED 디스플레이의 경우에는 고해상도 영상을 얻어 판독할 때 4번까지 측정하는데 따른 측정시간의 증가에다, 영상 데이터가 커지므로 컴퓨터를 비롯한 기록장치의 요구성능이 지나치게 높아지기도 했다.
본 발명의 검사방법은 청색광과 녹색광의 여기광원으로 370nm~420nm 대역의 자외선을 채택하고, 적색광의 여기광원으로는 550nm~600nm의 황색광을 함께 사용하여 청색광, 녹색광, 적색광 루미네선스를 동시에 획득하고, 자동 광학검사에서는 청색광, 녹색광, 적색광 대역이 아닌 780nm 이상의 근적외선 조명광이나 480nm~510nm 대역의 조명광을 사용하여 검사용 파장이 서로 겹치지 않게 하여 한번의 검사 동작으로 서로 다른 4가지 측정을 수행할 수 있다. 여기에 더해 광루미네선스 검사에서는 멀티 밴드패스필터를 채택하여 여기광과 자동 광학장치의 조명광을 차단할 수 있고, 자동 광학검사에서는 근적외선 영역의 광을 통과시키는 롱패스필터를 채택하여 광루미네선스 및 여기광을 차단하여 시료에서 반사된 광만 검출할 수 있다.
이상에서 본원의 예시적인 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본원의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본원의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본원의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.
10. 여기광 합류부
20. 광섬유(optical fiber)
30. 선형빔 생성부(Line beam generator)
40. 반사 거울부
45. 475nm~485nm의 밴드패스필터
50. 시료
60. 광학 렌즈부
70. 이색 거울(dichroic mirror) 분리부
74. 480nm~510nm의 밴드패스필터
75. 725nm 롱패스필터
77. 다중 밴드패스필터
80. 산란광 및 반사광검출부
90. 광루미네선스 검출부
100. 청색광과 녹색광 겸용 여기광
200. 적색광용 여기광
300. 광루미네선스 여기광
350. 이색 거울 분리부에서 분리된 광루미네선스
400. 근적외선 조명광
410. 백색 조명광
450. 이색 거울 분리부에서 분리된 산란광 및 반사광
20. 광섬유(optical fiber)
30. 선형빔 생성부(Line beam generator)
40. 반사 거울부
45. 475nm~485nm의 밴드패스필터
50. 시료
60. 광학 렌즈부
70. 이색 거울(dichroic mirror) 분리부
74. 480nm~510nm의 밴드패스필터
75. 725nm 롱패스필터
77. 다중 밴드패스필터
80. 산란광 및 반사광검출부
90. 광루미네선스 검출부
100. 청색광과 녹색광 겸용 여기광
200. 적색광용 여기광
300. 광루미네선스 여기광
350. 이색 거울 분리부에서 분리된 광루미네선스
400. 근적외선 조명광
410. 백색 조명광
450. 이색 거울 분리부에서 분리된 산란광 및 반사광
Claims (7)
- 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비로:
상기 장비는, 광루미네선스 여기광을 방출하는 광루미네선스 광원부;
상기 광루미네선스 광원부에서 방출된 광루미네선스 여기광을 선형빔(line beam)으로 형성하여 시료로 보내는 광루미네선스 여기광 선형빔 생성부;
자동광학검사를 위한 조명광을 선형빔으로 방출하는 조명광원부;
상기 조명광원부에서 방출된 조명광을 반사하여 시료로 보내고, 시료에서 발생한 광루미네선스, 산란광 및 반사광을 투과시키는 조명광 반사 거울부;
상기 광루미네선스 여기광과 상기 조명광이 상기 시료 표면을 주사할 수 있도록 시료를 장착하고 이동시키는 시료 스테이지;
상기 시료에서 발생한 광루미네선스, 산란광 및 반사광을 통과시키는 광학렌즈부;
상기 광학렌즈부를 통과한 상기 산란광 및 반사광을 상기 발생한 광루미네선스로부터 분리하는 이색 거울(dichroic mirror) 분리부;
상기 이색 거울 분리부에서 분리된 산란광 및 반사광을 검출하는 산란광 및 반사광 검출부; 및
상기 이색 거울 분리부에서 분리된 광루미네선스를 검출하는 광루미네선스 검출부를 포함하고,
상기 광루미네선스 광원부는 청색광과 녹색광 겸용 여기광 및 적색광용 여기광을 포함하고, 상기 두 여기광은 여기광 합류부를 통해 합류하고,
상기 광루미네선스 광원부와 상기 광루미네선스 여기광 선형빔 생성부 사이의 광경로는 광섬유로 연결되는,
광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비.
- 제 1항에 있어서,
상기 검사장비는 상기 반사 거울부와 시료 사이에 위치한 대물렌즈(Objective lens)를 더 포함하고,
상기 대물렌즈는 상기 시료에서 방출된 광루미네선스, 산란광 및 반사광을 투과시켜 상기 광학렌즈부로 진행하도록 하는,
광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비.
- 제 1항에 있어서,
상기 청색광과 녹색광 겸용 여기광의 파장은 370nm~420nm이고, 상기 적색광용 여기광의 파장은 550nm~600nm인,
광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비.
- 제 3항에 있어서,
상기 광루미네선스 검출부는 다중밴드패스필터를 포함하고,
상기 다중밴드패스필터의 통과 파장 대역은 각각 433~465nm, 512~538nm 및 610~644nm인,
광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비.
- 제 3항에 있어서,
상기 조명광은 475nm~485nm의 밴드패스필터를 구비한 백색광이고,
상기 산란광 및 반사광 검출부의 광필터는 480nm~510nm의 밴드패스필터인,
광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비.
- 제 1항에 있어서,
상기 조명광은 근적외선인,
광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비.
- 제 6항에 있어서,
상기 근적외선의 파장은 770~790nm이고,
상기 산란광 및 반사광 검출부의 광필터는 725nm 롱패스필터인,
광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 LED 검사장비.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210154519A KR102602029B1 (ko) | 2021-11-11 | 2021-11-11 | 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 led 검사장비 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210154519A KR102602029B1 (ko) | 2021-11-11 | 2021-11-11 | 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 led 검사장비 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230068578A KR20230068578A (ko) | 2023-05-18 |
| KR102602029B1 true KR102602029B1 (ko) | 2023-11-14 |
Family
ID=86545604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210154519A KR102602029B1 (ko) | 2021-11-11 | 2021-11-11 | 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 led 검사장비 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102602029B1 (ko) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014503843A (ja) | 2010-12-06 | 2014-02-13 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 物品の検査方法および検査装置、ｅｕｖリソグラフィレチクル、リソグラフィ装置、ならびにデバイス製造方法 |
| JP2016038362A (ja) | 2014-08-11 | 2016-03-22 | 株式会社 東京ウエルズ | 透明基板の外観検査装置および外観検査方法 |
| KR101699604B1 (ko) | 2015-01-16 | 2017-01-25 | 한양대학교 산학협력단 | 도포 균일성 검사 장치 |
| KR101755615B1 (ko) | 2016-11-14 | 2017-07-19 | 주식회사 인스풀 | 광학 장치 및 이를 포함하는 광학 검사 장치 |
| KR101810078B1 (ko) | 2016-12-22 | 2017-12-18 | 주식회사 에타맥스 | 광루미네선스와 산란광을 동시에 검출하는 결함조사 장치 |
| KR102067972B1 (ko) | 2018-09-21 | 2020-01-20 | 주식회사 에타맥스 | 광루미네선스와 산란광의 동시 검출이 가능한 발광다이오드 검사장비 |
| JP2020505607A (ja) | 2017-01-30 | 2020-02-20 | ケーエルエー コーポレイション | 分光組成分析のためのウェハ粒子欠陥の活性化 |
| JP2021113712A (ja) | 2020-01-17 | 2021-08-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 検査装置及び検査方法 |
| KR102286322B1 (ko) | 2020-05-29 | 2021-08-06 | 한국광기술원 | 마이크로 led 검사 시스템 및 방법 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20110078354A (ko) * | 2009-12-31 | 2011-07-07 | 주식회사 에타맥스 | 반도체 측정 장치 및 반도체 측정 방법 |
| KR101217173B1 (ko) * | 2010-04-26 | 2012-12-31 | 엘아이지에이디피 주식회사 | 기판검사장치 및 기판검사방법 |
| US9354177B2 (en) * | 2013-06-26 | 2016-05-31 | Kla-Tencor Corporation | System and method for defect detection and photoluminescence measurement of a sample |
| KR102162693B1 (ko) * | 2018-12-14 | 2020-10-07 | 동우 화인켐 주식회사 | 결함 검출 시스템 및 방법 |
-
2021
- 2021-11-11 KR KR1020210154519A patent/KR102602029B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014503843A (ja) | 2010-12-06 | 2014-02-13 | エーエスエムエル ネザーランズ ビー．ブイ． | 物品の検査方法および検査装置、ｅｕｖリソグラフィレチクル、リソグラフィ装置、ならびにデバイス製造方法 |
| JP2016038362A (ja) | 2014-08-11 | 2016-03-22 | 株式会社 東京ウエルズ | 透明基板の外観検査装置および外観検査方法 |
| KR101699604B1 (ko) | 2015-01-16 | 2017-01-25 | 한양대학교 산학협력단 | 도포 균일성 검사 장치 |
| KR101755615B1 (ko) | 2016-11-14 | 2017-07-19 | 주식회사 인스풀 | 광학 장치 및 이를 포함하는 광학 검사 장치 |
| KR101810078B1 (ko) | 2016-12-22 | 2017-12-18 | 주식회사 에타맥스 | 광루미네선스와 산란광을 동시에 검출하는 결함조사 장치 |
| JP2020505607A (ja) | 2017-01-30 | 2020-02-20 | ケーエルエー コーポレイション | 分光組成分析のためのウェハ粒子欠陥の活性化 |
| KR102067972B1 (ko) | 2018-09-21 | 2020-01-20 | 주식회사 에타맥스 | 광루미네선스와 산란광의 동시 검출이 가능한 발광다이오드 검사장비 |
| JP2021113712A (ja) | 2020-01-17 | 2021-08-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | 検査装置及び検査方法 |
| KR102286322B1 (ko) | 2020-05-29 | 2021-08-06 | 한국광기술원 | 마이크로 led 검사 시스템 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20230068578A (ko) | 2023-05-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5419304B2 (ja) | 発光素子検査装置およびその検査方法 | |
| WO2014007542A1 (ko) | 비접촉식 발광다이오드 검사장치와 이를 이용한 검사방법 | |
| CN106092994B (zh) | 一种大功率led的微阵列芯片荧光检测方法 | |
| WO2020195138A1 (ja) | 検査装置及び検査方法 | |
| WO2020195136A1 (ja) | 検査装置及び検査方法 | |
| JP6076133B2 (ja) | 蛍光発光体の検査装置 | |
| KR20140012339A (ko) | 디스플레이 패널 검사장치 | |
| KR102602029B1 (ko) | 광루미네선스 검사와 자동광학검사를 동시에 수행하는 마이크로 led 검사장비 | |
| KR20220122478A (ko) | 시험 장치, 시험 방법 및 프로그램 | |
| JPH02268256A (ja) | 半導体試料の螢光特性検査装置 | |
| KR20200054869A (ko) | 검사 장치 및 검사 방법 | |
| Moser et al. | Filter cubes with built‐in ultrabright light‐emitting diodes as exchangeable excitation light sources in fluorescence microscopy | |
| EP4080199A1 (en) | Inspection apparatus and inspection method | |
| US10969597B2 (en) | Display panel inspection equipment | |
| TWM606486U (zh) | 檢測設備及其收光裝置 | |
| TWI831946B (zh) | 檢查裝置及檢查方法 | |
| US20240044799A1 (en) | Photoluminescence for semiconductor yield related applications | |
| JP6720429B1 (ja) | 検査装置及び検査方法 | |
| KR20130134467A (ko) | 디스플레이 패널의 리페어 시스템 및 리페어 방법 | |
| KR20230066183A (ko) | 발광 소자 검사 방법 및 발광 소자 검사 장치 | |
| JP6720430B1 (ja) | 検査装置及び検査方法 | |
| TWI770809B (zh) | 快速發光效率檢測方法 | |
| US11656181B2 (en) | Inspection apparatus and inspection method for inspecting light-emitting diodes | |
| TWM612787U (zh) | 光柵式發光效率檢測裝置 | |
| TWI439687B (zh) | 發光二極體測試設備及其測試方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |