KR20220078146A - 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 제 1 진공수용부를 구비하며 음극선 출광면을 구비한 진공 챔버; 상기 진공 챔버의 음극선 출광면측에 형성되며, 외기에 노출되는 마이크로 엘이디 칩을 진공 고정하는 진공척, 상기 진공척과 상기 진공 챔버사이에는 제 2 진공수용부가 형성됨; 상기 제 1 진공수용부에 설치되어서 마이크로 엘이디 칩에 대하여 면음극선을 조사하는 면음극선 조사 장치; 상기 면음극선이 상기 마이크로 엘이디에 도달하여 상기 마이크로 엘이디 칩에 포함되는 활성층에 에너지를 전달하여 발생되는 면측정광을 감지하여 면광감지정보를 생성하는 측정광 감지 센서; 상기 진공척과 연결되어서 상기 제 2 진공수용부를 형성하는 진공 펌프; 및 상기 면광감지 정보를 분석하여 상기 마이크로 엘이디 칩의 특성을 분석하는 평가 분석부를 포함하는, 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은, 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템에 관한 것이다.
마이크로 엘이디 기판을 제조하는 공정으로는 에피탁시공정, PL 공정, 포토리소그라피 공정, ITO 증착 공정, 에칭공정, 레이저 리프트오프(Laser life off) 공정, 이송 공정, 본딩 공정, 검사 공정등을 과정을 거친다.
이러한 마이크로 엘이디 기판은 각 공정 단계에서 필요에 따라 특성 검사가 이루어지게 된다. 이 중 하나가 PL 법이다. PL법(Photoluminescence, PL)는 LED 등 반도체 발광소자의 파장을 결정하는 밴드갭 에너지보다 높은 에너지를 가지는 광을 조사하여 발광상태를 보는 것이다. 즉, 발광 파장 보다 짧은 파장을 가지는 광을 여기광으로 사용하여 가전자대에 있는 전자를 전도대로 여기시켜서 여기된 전자들이 다시 가전자대로 떨어지면서 방출하는 광을 검출하는 것이다.
PL 법에 의하면 밝기, 파장 측정이 가능하며 밝기가 다른칩에 피해 낮아지면 전기특성에 문제가 있는 것으로 추측하여 표시하게 된다. .
그런데 마이크로 엘이디는 칩의 크기가 50㎛이하로 매우 작은 크기이다. 이로 인하여 기존 LED 칩을 평가하는 방식을 사용하는 경우 프로브의 크기가 수 ㎛ 이하여야 한다는 문제점이 있다. 그래서 현재 마이크로 LED 특성 평가는 PL(photo luminesence)법이 이용되며 칩의 문제점만을 추측하는 수준이다.
본 발명은, 마이크로 엘이디 칩의 불량 유무를 CL(CathodoLuminescence)법에 의하여 판단이 가능한 비파괴 평가 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 이때 본 평가 시스템에 의하여 측정되는 샘플은 PL법에서 측정되는 밝기, 파장외에 칩 내부의 결함을 측정하여, 칩의 불량 유무를 판단한다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 일실시예인 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템은 제 1 진공수용부를 구비하며 음극선 출광면을 구비한 진공 챔버; 상기 진공 챔버의 음극선 출광면측에 형성되며, 대기압에 일부 노출되는 마이크로 엘이디 칩을 진공 고정하는 진공척, 상기 진공척과 상기 진공 챔버사이에는 제 2 진공수용부가 형성됨; 상기 제 1 진공수용부에 설치되어서 마이크로 엘이디 칩에 대하여 면음극선을 조사하는 면음극선 조사 장치; 상기 면음극선이 상기 마이크로 엘이디에 도달하여 상기 마이크로 엘이디 칩에 포함되는 활성층에 에너지를 전달하여 발생되는 면측정광을 감지하여 면광감지정보를 생성하는 측정광 감지 센서; 상기 진공척과 연결되어서 상기 제 2 진공수용부를 형성하는 진공 펌프; 및 상기 면광감지 정보를 분석하여 상기 마이크로 엘이디 칩의 특성을 분석하는 평가 분석부를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 마이크로 엘이디 칩의 일면에는 ITO층이 형성될 수 있다. 상기 마이크로 엘이디 칩은 ITO 증착 공정후의 샘플일 수 있다.
여기서, 상기 ITO 층에 전압이 가해져서 상기 면음극선이 가속화될 수 있다.
여기서, 상기 진공척은, 도넛형의 하우징; 상기 하우징 상면에 형성된 진공홀, 상기 진공홀에 의해 상기 제 2 진공수용부가 형성되고, 상기 마이크로 엘이디 칩이 고정됨;을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 진공홀은 등간격으로 배열될 수 있다.
여기서, 면음극선 조사 장치는 카본 나노튜브건일 수 있다.
여기서, 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템은 상기 음극선 출광면에 형성되는 전자 통과 윈도우를 더 포함할 수 있다.
상술한 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따르면, 점이 아닌 면으로서 음극선을 조사하는 조사장치를 통해 평가 객체인 마이크로 엘이디 기판 샘플의 전면을 동시에 분석하여 검출함으로써 검출 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있게 됨과 아울러 기존의 PL 법에 비해 마이크로 엘이디 칩의 결함 유무를 측정하므로 정확도를 크게 개선시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 평가 객체인 마이크로 엘이디 기판 샘플을 외기에 놓인 상태에서 평가 특성을 하게 됨으로써 평가 절차가 간소화시킬 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템의 전체적인 개념도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템에 사용되는 진공척의 평면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템에 의한 동작을 설명하는 흐름도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템에서 획득된 평가 이미지.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템에 사용되는 진공척의 평면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템에 의한 동작을 설명하는 흐름도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템에서 획득된 평가 이미지.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템의 전체적인 개념도이다..
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일싱시예에 따름 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템은 진공 챔버(10), 진공척(20), 면음극선 조사장치(30), 측정광 감지센서(40), 진공 펌프(50), 평가 분석부(60), 및 전자 통과 윈도우(70)로 구성될 수 있다.
여기서 평가 객체가 되는 마이크로 엘이디 칩(S)은 마이크로 LED 기판 제조 공정 중 ITO 증착공정이 완료된 상태로서 ITO층(I)을 구비하고 있다. 본 발명에 따르면 ITO층(I)은 면음극선 가속기능을 구비한다. 다시 말해 금속층인 ITO층(I)에 가속 전압이 가해지면 후술하는 면음극선 조사장치(30)에서 발생되는 측정광인 면음극선이 가속되게 된다. 여기서 마이크로 엘이디 칩(S)의 일부는 대기압에 노출되고, 일부는 진공척(20)에 의한 제 2 진공수용부(21)를 형성하는 경계면이 된다.
진공 챔버(10)는 진공 발생기(진공 펌프(50)로 겸용할 수 있다)에 의해 내부에 제 1 진공수용부(11)를 구비하는 구성요소이다. 일측면에는 음극선 출광면(13)이 형성되어 있으며, 이 음극선 출광면(13)에는 전자 통과 윈도우(70)가 설치된다. 제 1 진공수용부(11)에는 평가 객체인 마이크로 엘이디 칩(S)이 위치하며, 이 평가 객체에 대하여 조사광인 면음극선을 조사하는 면음극선 조사장치(30), 측정광 감지센서(40)가 제 1 진공수용부(11)에 위치하게 된다.
진공척(20)은 진공 챔버(10)의 외부에 설치된다. 즉, 진공척(20)은 음극선 출광면에 설치되며 평가 객체인 마이크로 엘이디 칩(S)을 진공 고정하는 기능을 한다. 진공척(20)에 의해 진공 챔버(10)의 외기와 평가 객체인 마이크로 엘이디 칩(S)사이의 공간이 진공 상태가 되며, 이를 제 2 진공수용부(21)로서 규정한다. 진공척(20)의 구조에 대해서 도 2에서 설명하도록 한다.
면음극조사장치(30)는, 제 1 진공수용부(11)내에 설치되어서 평가 객체인 마이크로 엘이디 칩(S)에 면음극선을 조사하는 장치로서 카본 나노튜브건일 수 있다.
측정광 감지센서(40)는, 제 1 진공수용부(11)내에 설치된 장치로서, 상기 면음극선이 평가 객체인 마이크로 엘이디 칩(S)에 도달하여 상기 샘플(S)에 포함되는 활성층에 에너지를 전달하여 발생되는 면측정광을 감지하여 면광감지정보를 생성한다. 여기서 면측정광(a)은, BLUE광(400~470nm), UVA광 (320~400nm), UVB광 (290~320nm), UVC광 (200~290nm) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 면광감지정보는 광파장정보, 광세기 정보, 결정성장 품질정보를 포함하게 된다. 이와 같이 측정광 감지센서(40)에서 생성된 광파장정보 및 광세기 정보, 결정성장 품질 정보를 포함하는 면광감지정보는 평가 분석부(60)에서 분석되며, 이 분석에 따라 평가 객체인 마이크로 엘이디 칩(S)의 특성 평가가 이루어지게 된다. 이에 대해서는 이미 공지의 기술이므로 그 설명을 생략하도록 한다.
진공 펌프(50)는 제 2 진공수용부(21)를 형성하는 기능을 한다. 진공척(20)에 연결되어서 평가 객체인 마이크로 엘이디 칩(S)이 진공척(20)에 진공 고정되도록 함과 아울러 평가 객체인 마이크로 엘이디 칩(S)와 진공 챔버(10) 사이로 규정되는 제 2 진공수용부(21)를 형성한다.
전자 통과 윈도우(70)는, 진공 챔버(10)의 음극선 출광면에 설치되며 상기 면음극선 조사장치(30)에서 발생하는 면음극선을 가속시키는 역할을 한다.,
이하 도 2를 참조하여 는 본 발명의 일실시예에 따른 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템에 사용되는 진공척(20)의 구조를 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템에 사용되는 진공척의 평면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진공척(20)은 전체적으로 도넛형의 하우징(22)과 하우징 상면에서 등간격으로 배열된 진공홀로 구성될 수 있다. 이와 같은 진공홀(24)에 의해 평가 객체인 마이크로 엘이디 칩(S)이 진공척(20)에 고정됨과 아울러 제 2 진공수용부(21)가 진공상태를 이루게 된다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템에 의한 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 우선 평가 객체인 마이크로 엘이디 칩(S)을 외기 상태에서 고정위치에 고정한다. 다시 말해 진공 챔버(10)의 전자 통과 윈두와의 주변에 설치된 진공척(20)에 의해 평가객체인 마이크로 엘이디 칩(S)이 고정된다(S1).그리고 마이크로 엘이디 칩(S)의 ITO층(I)에 전압(가속 전압)이 가해진다(S2) 그 다음 면음극선 조사장치(30)가 동작되어서 면음극선이 평가 객체인 마이크로 엘이디 에피샘플(S)로 조사된다(S3). 면음극선이 평가 객체에 도달한 후 산란되어 나오는 면측정광은 측정광 감지센서(40)에서 감지되며, 측정광 감지센서(40)는 면광감지정보를 생성하게 된다. 그리고, 평가 분석부(60)에 의해 면광감지정보를 분석하여 상기 마이크로 엘이디 칩(S)의 특성을 분석하게 된다(S4).
이상의 방법에 의해 획득된 마이크로 엘이디 침 평가 시스템에서 획득된 평가 이미지가 도 4에 예시된다.
상술한 구성을 가지는 본 발명의 일실시예에 따르면, 점이 아닌 면으로서 음극선을 조사하는 조사장치를 통해 평가 객체인 마이크로 엘이디 기판 샘플의 전면을 동시에 분석하여 검출함으로써 검출 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있게 됨과 아울러 기존의 PL 법에 비해 정확도를 크게 개선시킬 수 있게 된다.
또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 평가 객체인 마이크로 엘이디 기판 샘플을 외기에 놓인 상태에서 평가 특성을 하게 됨으로써 평가 절차가 간소화시킬 수 있게 된다.
상기와 같은 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템은 위에서 설명된 실시예 들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
10 : 진공 챔버
20 : 진공척
30 : 면음극선 조사장치
40 : 측정광 감지 센서
50 : 진공 펌프
60 : 평가 분석부
70 : 전자 통과 윈도우
20 : 진공척
30 : 면음극선 조사장치
40 : 측정광 감지 센서
50 : 진공 펌프
60 : 평가 분석부
70 : 전자 통과 윈도우
Claims (8)
- 제 1 진공수용부를 구비하며 음극선 출광면을 구비한 진공 챔버;
상기 진공 챔버의 음극선 출광면측에 형성되며, 대기압에 일부 노출되는 마이크로 엘이디 칩을 진공 고정하는 진공척, 상기 진공척과 상기 진공 챔버사이에는 제 2 진공수용부가 형성됨;
상기 제 1 진공수용부에 설치되어서 마이크로 엘이디 칩에 대하여 면음극선을 조사하는 면음극선 조사 장치;
상기 면음극선이 상기 마이크로 엘이디에 도달하여 상기 마이크로 엘이디 칩에 포함되는 활성층에 에너지를 전달하여 발생되는 면측정광을 감지하여 면광감지정보를 생성하는 측정광 감지 센서;
상기 진공척과 연결되어서 상기 제 2 진공수용부를 형성하는 진공 펌프; 및
상기 면광감지 정보를 분석하여 상기 마이크로 엘이디 칩의 특성을 분석하는 평가 분석부를 포함하는, 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 마이크로 엘이디 칩의 일면에는 ITO 층이 형성되는, 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템.
- 제 2 항에 있어서,
상기 마이크로 엘이디 칩은 ITO 증착공정 후의 샘플인, 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템.
- 제 2 항에 있어서,
상기 ITO 층에 전압이 가해져서 상기 면음극선이 가속화되는, 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 진공척은
도넛형의 하우징;
상기 하우징 상면에 형성된 진공홀, 상기 진공홀에 의해 상기 제 2 진공수용부가 형성되고, 상기 마이크로 엘이디 칩이 고정됨;을 포함하는, 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 진공홀은 등간격으로 배열되는 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
면음극선 조사 장치는 카본 나노튜브건인, 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템.
- 제 1 항에 있어서,
상기 음극선 출광면에 형성되는 전자 통과 윈도우를 더 포함하는, 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템.
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| KR1020200167359A KR20220078146A (ko) | 2020-12-03 | 2020-12-03 | 비파괴 마이크로 엘이디 칩의 특성 평가 시스템 |
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