KR20230159137A - Inspection device and inspection method using the same - Google Patents
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Abstract
실시예는, 복수 개의 마이크로 발광소자가 배치되는 스테이지; 상기 복수 개의 마이크로 발광소자에 전자빔을 조사하는 전자빔 조사부; 상기 복수 개의 마이크로 발광소자에서 방출된 광을 측정하는 광검출부; 및 상기 전자빔 조사부와 상기 복수 개의 마이크로 발광소자 사이에 배치되는 전자빔 유도부를 포함하는, 검사장치 및 검사방법을 개시한다. The embodiment includes a stage on which a plurality of micro light emitting devices are arranged; an electron beam irradiation unit that radiates electron beams to the plurality of micro light emitting devices; a light detection unit that measures light emitted from the plurality of micro light emitting devices; and an electron beam guidance unit disposed between the electron beam irradiation unit and the plurality of micro light emitting devices.
Description
실시예는 마이크로 발광소자의 불량 여부를 비접촉식으로 검사할 수 있는 검사장치 및 검사방법에 관한 것이다.The embodiment relates to an inspection device and an inspection method that can non-contactly inspect whether a micro light emitting device is defective.
현재 상용화된 디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display)와 OLED(Organic Light Emitting Diodes)로 대표되고 있다. 최근에는 OLED 디스플레이에 대한 개발이 활발하나 OLED 디스플레이는 수명이 짧고, 양산 수율이 좋지 않다는 문제점이 있다.Currently commercialized displays are represented by LCD (Liquid Crystal Display) and OLED (Organic Light Emitting Diodes). Recently, development of OLED displays has been active, but OLED displays have the problem of short lifespan and poor mass production yield.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광 소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나다. 최근, 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정표시장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 각종 기기에 적용되고 있다.Light Emitting Diode (LED) is one of the light emitting devices that emits light when current is applied. Light-emitting diodes can emit high-efficiency light at low voltage, providing excellent energy savings. Recently, the luminance problem of light emitting diodes has been greatly improved, and they are being applied to various devices such as backlight units of liquid crystal displays, electronic signs, indicators, and home appliances.
GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 발광 다이오드는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져서 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다. 특히 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다.Light-emitting diodes containing compounds such as GaN and AlGaN have many advantages, such as having a wide and easily adjustable band gap energy, and can be used in a variety of ways, such as light-emitting devices, light-receiving devices, and various diodes. In particular, it has the advantages of low power consumption, semi-permanent lifespan, fast response speed, safety, and environmental friendliness.
최근에는 발광 다이오드를 작게 제작한 마이크로 발광소자를 디스플레이의 픽셀로 사용하는 기술에 대한 연구가 진행되고 있다. 이러한 마이크로 발광소자는 한 장의 웨이퍼에 많은 발광소자가 제작되므로 발광소자의 불량 여부를 정확히 검사하는 것이 중요하다. Recently, research is being conducted on technology that uses micro light-emitting devices made of small light-emitting diodes as pixels in displays. Since many light-emitting devices are manufactured on a single wafer, it is important to accurately inspect the light-emitting devices for defects.
그러나 비접촉식으로 복수 개의 마이크로 발광소자를 발광시켜 검사하는 장치는 아직 상용화되지 않고 있다.However, a non-contact device for inspection by emitting light from a plurality of micro light emitting devices has not yet been commercialized.
실시예는 비접촉식으로 마이크로 발광소자를 발광시켜 검사하는 검사장치를 제공한다.The embodiment provides an inspection device that inspects a micro light emitting device by emitting light in a non-contact manner.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problem to be solved in the embodiment is not limited to this, and it will also include means of solving the problem described below and purposes and effects that can be understood from the embodiment.
본 발명의 일 특징에 따른 검사 장치는, 복수 개의 마이크로 발광소자가 배치되는 스테이지; 상기 복수 개의 마이크로 발광소자에 전자빔을 조사하는 전자빔 조사부; 상기 복수 개의 마이크로 발광소자에서 방출된 광의 이미지를 획득하는 광검출부; 상기 전자빔 조사부와 상기 복수 개의 마이크로 발광소자 사이에 배치되는 전자빔 유도부; 및 상기 광검출부가 획득한 광 이미지를 기초로 상기 복수 개의 마이크로 발광소자의 불량 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.An inspection device according to one aspect of the present invention includes a stage on which a plurality of micro light emitting devices are arranged; an electron beam irradiation unit that radiates electron beams to the plurality of micro light emitting devices; a light detection unit that acquires an image of light emitted from the plurality of micro light emitting devices; an electron beam guiding unit disposed between the electron beam irradiation unit and the plurality of micro light emitting devices; and a control unit that determines whether the plurality of micro light emitting devices are defective based on the optical image acquired by the light detection unit.
상기 전자빔 유도부는 상기 전자빔이 통과하는 복수 개의 관통홀을 포함할 수 있다.The electron beam guide may include a plurality of through holes through which the electron beam passes.
상기 전자빔 조사부와 상기 마이크로 발광소자 사이의 제1 거리와, 상기 전자빔 조사부와 상기 전자빔 유도부 사이의 제2 거리의 비(제1 거리: 제2 거리)는 1: 0.6 내지 1: 0.99일 수 있다.The ratio of the first distance between the electron beam irradiation unit and the micro light emitting device and the second distance between the electron beam irradiation unit and the electron beam guide unit (first distance: second distance) may be 1:0.6 to 1:0.99.
상기 전자빔 유도부는, 상기 전자빔 조사부와 복수 개의 마이크로 발광소자 사이에 배치되는 제1 전자빔 유도부, 및 상기 제1 전자빔 유도부와 상기 복수 개의 마이크로 발광소자 사이에 배치되는 제2 전자빔 유도부를 포함할 수 있다.The electron beam guide unit may include a first electron beam guide unit disposed between the electron beam irradiation unit and the plurality of micro light emitting devices, and a second electron beam guide portion disposed between the first electron beam guide unit and the plurality of micro light emitting devices.
상기 전자빔 조사부는 전극층, 상기 전극층 상에 형성되어 상기 복수 개의 마이크로 발광소자를 향해 전자를 방출하는 복수 개의 에미터, 및 상기 전극층과 이격 배치되는 게이트 전극을 포함하고, 상기 에미터는 탄소나노튜브를 포함할 수 있다.The electron beam irradiation unit includes an electrode layer, a plurality of emitters formed on the electrode layer to emit electrons toward the plurality of micro light-emitting devices, and a gate electrode spaced apart from the electrode layer, and the emitter includes a carbon nanotube. can do.
상기 전자빔 유도부에 인가되는 전압 레벨은 상기 게이트 전극에 인가되는 전압 레벨보다 높을 수 있다.The voltage level applied to the electron beam guide may be higher than the voltage level applied to the gate electrode.
상기 복수 개의 마이크로 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하고, 상기 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층은 전자빔이 조사되면 각각 광을 방출할 수 있다.The plurality of micro light emitting devices include a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer, and the first conductive semiconductor layer. The type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity type semiconductor layer can each emit light when irradiated with an electron beam.
상기 광검출부에 입사되는 광을 일부 차폐하는 필터를 포함하고, 상기 필터는 상기 활성층에서 방출된 제1 광은 투과시키고, 상기 제1 도전형 반도체층 또는 제2 도전형 반도체층에서 방출한 제2 광은 차단할 수 있다.and a filter that partially blocks light incident on the light detector, wherein the filter transmits the first light emitted from the active layer and the second light emitted from the first conductive semiconductor layer or the second conductive semiconductor layer. Light can be blocked.
상기 광검출부에 입사되는 광을 일부 차폐하는 필터 어레이를 포함하고, 상기 필터 어레이는 상기 복수 개의 마이크로 발광소자의 활성층에서 출사되는 제1 광의 전체 파장대역 중에서 제1 파장대역의 광을 선택적으로 투과시키는 제1 필터, 및 상기 제1 광의 전체 파장대역 중에서 상기 제1 파장대역과 다른 제2 파장대역의 광을 선택적으로 투과시키는 제2 필터를 포함하고, 상기 제1 광은 청색광, 녹색광, 및 적색광 중에 어느 하나일 수 있다.and a filter array that partially blocks light incident on the light detector, wherein the filter array selectively transmits light in a first wavelength band among the entire wavelength band of first light emitted from the active layer of the plurality of micro light emitting devices. A first filter and a second filter that selectively transmits light in a second wavelength band different from the first wavelength band among the entire wavelength band of the first light, wherein the first light is selected from among blue light, green light, and red light. It could be any one.
상기 필터 어레이는 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터를 선택적으로 상기 광검출부 상에 배치하는 구동부를 포함할 수 있다.The filter array may include a driver that selectively disposes the first filter and the second filter on the light detector.
상기 전자빔 조사부에 진동을 부여하는 진동 유닛을 포함할 수 있다.It may include a vibration unit that applies vibration to the electron beam irradiation unit.
상기 스테이지 또는 상기 전자빔 유도부를 이동시키는 이동부재를 포함하고, 상기 스테이지 또는 상기 전자빔 유도부가 이동함으로써 상기 전자빔 유도부와 중첩되는 마이크로 발광소자는 상기 전자빔 유도부의 관통홀로 노출될 수 있다.It includes a moving member that moves the stage or the electron beam guide, and as the stage or the electron beam guide moves, the micro light emitting device overlapping with the electron beam guide can be exposed through the through hole of the electron beam guide.
상기 스테이지, 상기 전자빔 조사부, 및 상기 전자빔 유도부가 내부에 배치되는 챔버; 및 상기 챔버 내부에 진공을 형성하는 진공펌프를 포함할 수 있다.a chamber in which the stage, the electron beam irradiation unit, and the electron beam guidance unit are disposed; And it may include a vacuum pump that creates a vacuum inside the chamber.
상기 전자빔 조사부 및 상기 전자빔 유도부를 수용하는 하우징; 및 상기 하우징을 이동시키는 이동 모듈을 포함하고, 상기 하우징에서 출사된 전자빔은 상기 복수 개의 마이크로 발광소자의 일부에만 조사될 수 있다.a housing accommodating the electron beam irradiation unit and the electron beam guidance unit; and a movement module that moves the housing, wherein the electron beam emitted from the housing may be irradiated only to a portion of the plurality of micro light emitting devices.
상기 하우징은 상기 스테이지와 수직한 가상선을 기준으로 기울어지게 배치될 수 있다.The housing may be arranged to be inclined based on an imaginary line perpendicular to the stage.
본 발명의 일 특징에 따른 검사 방법은, 챔버 내부에 진공을 형성하는 단계; 상기 챔버 내부에 배치된 복수 개의 마이크로 발광소자에 전자빔을 조사하는 단계; 상기 복수 개의 마이크로 발광소자의 발광 강도를 측정하는 단계; 및 상기 복수 개의 마이크로 발광소자의 불량 여부를 판단하는 단계를 포함하고, 상기 전자빔은 전자빔 조사부와 상기 복수 개의 마이크로 발광소자 사이에 배치되는 전자빔 유도부에 의해 가속되어 상기 복수 개의 마이크로 발광소자에 주입된다.An inspection method according to one aspect of the present invention includes forming a vacuum inside a chamber; irradiating an electron beam to a plurality of micro light emitting devices disposed inside the chamber; Measuring the light emission intensity of the plurality of micro light emitting devices; and determining whether the plurality of micro light emitting devices are defective, wherein the electron beam is accelerated by an electron beam guider disposed between the electron beam irradiator and the plurality of micro light emitting devices and is injected into the plurality of micro light emitting devices.
실시예에 따르면, 비접촉식으로 마이크로 발광소자를 발광시켜 검사하는 검사장치를 제공함으로써 복수 개의 마이크로 발광소자의 검사 속도를 향상시킬 수 있고 발광소자의 손상을 방지할 수 있다.According to an embodiment, by providing an inspection device that inspects micro light emitting devices by emitting light in a non-contact manner, the inspection speed of a plurality of micro light emitting devices can be improved and damage to the light emitting devices can be prevented.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The various and beneficial advantages and effects of the present invention are not limited to the above-described content, and may be more easily understood through description of specific embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 검사 장치의 개념도이고,
도 2는 전자빔이 조사되어 발광소자가 발광하는 상태를 보여주는 도면이고,
도 3은 발광소자가 전자빔에 의해 발광하는 원리를 보여주는 도면이고,
도 4는 필터에 의해 발광소자에서 방출된 광이 선택적으로 입사하는 상태를 보여주는 도면이고,
도 5a는 전자빔 유도부의 메쉬 형상을 보여주는 도면이고,
도 5b는 전자빔 유도부의 단면 형상을 보여주는 도면이고,
도 5c는 도 5a의 제1 변형예이고,
도 5d는 도 5a의 제2 변형예이고,
도 6a는 전자빔 조사부를 보여주는 도면이고,
도 6b는 도 6a의 변형예이고,
도 7은 측정된 복수 개의 마이크로 발광소자의 발광 강도를 보여주는 도면이고,
도 8은 측정된 복수 개의 마이크로 발광소자의 사진이고,
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 검사 장치의 개념도이고,
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 검사 장치의 개념도이고,
도 11는 필터 어레이를 보여주는 도면이고,
도 12는 필터 어레이가 회전하는 상태를 보여주는 도면이고,
도 13은 필터에 의해 파장을 선별하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 검사 장치의 개념도이고,
도 15는 일부가 연결된 복수 개의 발광소자를 보여주는 도면이고,
도 16은 도 15의 변형예이고,
도 17은 본 발명의 제5 실시예에 따른 검사 장치의 개념도이고,
도 18a 및 도 18b는 라인 형상의 검사 영역을 스캔하는 과정을 보여주는 도면이고,
도 19는 본 발명의 제6 실시예에 따른 검사 장치의 개념도이고,
도 20은 본 발명의 제7 실시예에 따른 검사 장치의 개념도이고,
도 21은 전자빔 유도부의 평면도이고,
도 22는 전자빔 유도부가 이동하는 상태를 보여주는 도면이고,
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 검사 방법을 보여주는 흐름도이고,
도 24a는 전자빔 측정부가 전자빔의 균일도를 측정하는 상태를 보여주는 도면이고,
도 24b는 제1 전극층과 전자빔 측정부가 복수 개의 영역으로 구분된 상태를 보여주는 도면이다.1 is a conceptual diagram of an inspection device according to a first embodiment of the present invention;
Figure 2 is a diagram showing a state in which a light-emitting device emits light when an electron beam is irradiated;
Figure 3 is a diagram showing the principle by which a light-emitting device emits light by an electron beam;
Figure 4 is a diagram showing a state in which light emitted from a light emitting device is selectively incident by a filter;
Figure 5a is a diagram showing the mesh shape of the electron beam guide part,
Figure 5b is a diagram showing the cross-sectional shape of the electron beam guide part,
Figure 5c is a first modified example of Figure 5a,
Figure 5d is a second modification of Figure 5a,
Figure 6a is a diagram showing the electron beam irradiation unit,
Figure 6b is a modification of Figure 6a,
Figure 7 is a diagram showing the measured luminous intensity of a plurality of micro light-emitting devices;
Figure 8 is a photograph of a plurality of measured micro light emitting devices;
9 is a conceptual diagram of an inspection device according to a second embodiment of the present invention;
10 is a conceptual diagram of an inspection device according to a third embodiment of the present invention;
Figure 11 is a diagram showing the filter array,
Figure 12 is a diagram showing the state in which the filter array rotates,
Figure 13 is a diagram showing the process of selecting wavelengths by a filter,
Figure 14 is a conceptual diagram of an inspection device according to a fourth embodiment of the present invention;
Figure 15 is a diagram showing a plurality of light emitting devices partially connected,
Figure 16 is a modified example of Figure 15,
17 is a conceptual diagram of an inspection device according to a fifth embodiment of the present invention;
Figures 18a and 18b are diagrams showing the process of scanning a line-shaped inspection area;
19 is a conceptual diagram of an inspection device according to a sixth embodiment of the present invention;
Figure 20 is a conceptual diagram of an inspection device according to a seventh embodiment of the present invention;
Figure 21 is a plan view of the electron beam guide section;
Figure 22 is a diagram showing the state in which the electron beam guide is moving;
Figure 23 is a flowchart showing an inspection method according to an embodiment of the present invention;
Figure 24a is a diagram showing a state in which the electron beam measuring unit measures the uniformity of the electron beam;
Figure 24b is a diagram showing a state in which the first electrode layer and the electron beam measuring unit are divided into a plurality of areas.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated and described in the drawings. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. Terms containing ordinal numbers, such as second, first, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, the second component may be referred to as the first component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the first component may also be referred to as the second component. The term and/or includes any of a plurality of related stated items or a combination of a plurality of related stated items.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between.
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. 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.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings, but identical or corresponding components will be assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 검사 장치의 개념도이다.1 is a conceptual diagram of an inspection device according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 검사장치는 복수 개의 마이크로 발광소자(100)가 배치되는 스테이지(530), 복수 개의 마이크로 발광소자(100)에 전자빔을 조사하는 전자빔 조사부(200), 전자빔 조사부(200)와 복수 개의 마이크로 발광소자(100) 사이에 배치되는 전자빔 유도부(300) 및 내부에 진공을 형성하는 챔버(500)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the inspection device according to the embodiment includes a stage 530 on which a plurality of micro light-emitting devices 100 are arranged, an electron beam irradiation unit 200 that irradiates an electron beam to the plurality of micro light-emitting devices 100, and an electron beam irradiation unit. It includes an electron beam guiding part 300 disposed between 200 and a plurality of micro light emitting devices 100, and a chamber 500 forming a vacuum therein.
챔버(500)는 스테이지(530), 전자빔 조사부(200), 및 전자빔 유도부(300)가 수용되며, 내부에 진공을 형성하여 전자빔이 스캐터링되는 것을 방지할 수 있다. The chamber 500 accommodates the stage 530, the electron beam irradiation unit 200, and the electron beam guidance unit 300, and can prevent the electron beam from scattering by forming a vacuum therein.
챔버(500)는 10-5 Torr 이하의 진공을 유지할 수 있고, 연속사용시간은 10,000시간 이상일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 마이크로 발광소자(100)에 전자빔을 조사하기 위한 다양한 조건을 만족하도록 조정될 수 있다. 챔버(500)에는 진공 펌프(520)가 배치되어 챔버(500) 내의 진공압을 조절할 수 있다.The chamber 500 can maintain a vacuum of 10 -5 Torr or less, and the continuous use time can be more than 10,000 hours, but it is not necessarily limited to this and can be adjusted to satisfy various conditions for irradiating the electron beam to the micro light emitting device 100. You can. A vacuum pump 520 is disposed in the chamber 500 to control the vacuum pressure within the chamber 500.
챔버(500)에는 복수 개의 웨이퍼가 수용되는 서브 챔버(미도시) 및 웨이퍼를 스테이지(530)에 안착시키는 이송 부재(미도시)가 더 배치될 수 있다.The chamber 500 may further include a subchamber (not shown) that accommodates a plurality of wafers and a transfer member (not shown) that seats the wafers on the stage 530 .
스테이지(530)에는 기판(10) 상에 복수 개의 마이크로 발광소자(100)가 배치될 수 있다. 기판(10)은 성장기판인 사파이어(Al2O3) 웨이퍼일 수 있으나 반드시 이에 한정되지 않고 마이크로 발광소자(100)가 배치되는 다양한 기판일 수도 있다. 예시적으로 기판(10)은 마이크로 발광소자(100)가 전사되는 트랜스퍼 기판일 수도 있고, 전사가 완료된 디스플레이 패널일 수도 있다.A plurality of micro light emitting devices 100 may be placed on the substrate 10 on the stage 530 . The substrate 10 may be a sapphire (Al 2 O 3 ) wafer, which is a growth substrate, but is not necessarily limited thereto and may be a variety of substrates on which the micro light emitting device 100 is disposed. For example, the substrate 10 may be a transfer substrate onto which the micro light emitting device 100 is transferred, or it may be a display panel on which the transfer has been completed.
마이크로 발광소자(100)는 사이즈가 1㎛ 내지 200㎛인 발광 다이오드 또는 유기 발광 다이오드일 수 있다. 예시적으로 마이크로 발광소자(100)의 사이즈는 10㎛ 내지 60㎛일 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 다양한 사이즈의 발광 소자가 적용될 수 있다. 예시적으로 200㎛ 내지 500㎛의 미니 사이즈 발광소자일 수도 있고, 1000㎛ 이상의 RGB 발광소자일 수도 있다.The micro light emitting device 100 may be a light emitting diode or an organic light emitting diode with a size of 1 μm to 200 μm. For example, the size of the micro light emitting device 100 may be 10㎛ to 60㎛, but it is not necessarily limited thereto, and light emitting devices of various sizes may be applied. For example, it may be a mini-sized light emitting device of 200㎛ to 500㎛, or it may be an RGB light emitting device of 1000㎛ or more.
마이크로 발광소자(100)는 청색 발광소자, 녹색 발광소자, 및 적색 발광소자 중 어느 하나일 수 있다. 마이크로 발광소자(100)는 디스플레이의 픽셀 역할을 수행 하므로 RGB 중 어느 하나의 파장 대역을 갖도록 설계될 수 있다.The micro light emitting device 100 may be one of a blue light emitting device, a green light emitting device, and a red light emitting device. Since the micro light emitting device 100 functions as a pixel of a display, it can be designed to have any one of RGB wavelength bands.
마이크로 발광소자(100)는 성장기판 상에서 발광 구조물이 복수 개로 분리된 상태일 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 일부 반도체층이 서로 연결된 상태일 수도 있다. 즉, 마이크로 발광소자(100)는 각각 활성층이 분리되어 독립적으로 발광할 수 있는 반도체 구조물로 정의될 수 있다.The micro light emitting device 100 may have a plurality of light emitting structures separated on a growth substrate, but this is not necessarily limited, and some semiconductor layers may be connected to each other. In other words, the micro light emitting device 100 can be defined as a semiconductor structure in which each active layer is separated and can emit light independently.
마이크로 발광소자(100)는 유기금속 화학 증착법(Metal Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD), 화학 증착법(Chemical Vapor Deposition; CVD), 플라즈마 화학 증착법(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition; PECVD), 분자선 성장법(Molecular Beam Epitaxy; MBE), 수소화물 기상 성장법(Hydride Vapor Phase Epitaxy; HVPE), 스퍼터링(Sputtering) 등의 방법을 이용하여 기판 상에 에피 성장시킬 수 있다.The micro light emitting device 100 can be manufactured using Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD), Chemical Vapor Deposition (CVD), Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD), and Molecular Beam Deposition (PECVD) methods. Epi-growth can be performed on a substrate using methods such as Beam Epitaxy (MBE), Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE), and sputtering.
전자빔 조사부(200)는 제1 전극층(210), 및 제1 전극층(210) 상에 형성되어 복수 개의 마이크로 발광소자(100)를 향해 전자를 방출하는 복수 개의 에미터(220)를 포함할 수 있다. 방출된 전자는 복수 개의 마이크로 발광소자를 향해 이동할 수 있다. 여기서 전자(electron)는 음전하를 띠는 입자이고, 전자빔(전자선)은 운동에너지와 방향이 균일한 전자의 연속적인 흐름으로 정의할 수 있다.The electron beam irradiation unit 200 may include a first electrode layer 210 and a plurality of emitters 220 formed on the first electrode layer 210 to emit electrons toward the plurality of micro light emitting devices 100. . The emitted electrons can move toward a plurality of micro light emitting devices. Here, an electron is a negatively charged particle, and an electron beam can be defined as a continuous flow of electrons with uniform kinetic energy and direction.
제1 전극층(210)은 Al, Ag, Cu, Ti, Pt, Ni, Ir 또는 Rh을 포함할 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 예시적으로 제1 전극층(210)은 ITO와 같은 투명 전극으로 제작될 수도 있다. The first electrode layer 210 may include Al, Ag, Cu, Ti, Pt, Ni, Ir, or Rh, but is not necessarily limited thereto. For example, the first electrode layer 210 may be made of a transparent electrode such as ITO.
에미터(220)는 탄소나노튜브(CNT)를 포함할 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않고 전자를 방출할 수 있는 다양한 물질 및 구조가 적용될 수 있다. The emitter 220 may include carbon nanotubes (CNT), but is not necessarily limited thereto, and various materials and structures capable of emitting electrons may be applied.
에미터(220)를 구성하는 복수 개의 탄소나노튜브는 적어도 일부분이 제1 전극층(210)에서 스테이지(530)를 향하는 수직 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 복수 개의 탄소나노튜브는 수평 방향으로 연장된 형상을 가질 수도 있다.At least a portion of the plurality of carbon nanotubes constituting the emitter 220 may have a shape extending in a vertical direction from the first electrode layer 210 toward the stage 530. However, it is not necessarily limited to this, and the plurality of carbon nanotubes may have a shape extending in the horizontal direction.
복수 개의 에미터(220)는 제1 전극층(210) 상에 균일하게 배열될 수 있다. 따라서, 복수 개의 에미터(220)에서 방출되는 전자는 균일하게 복수 개의 마이크로 발광소자(100)에 조사될 수 있다.A plurality of emitters 220 may be uniformly arranged on the first electrode layer 210. Accordingly, electrons emitted from the plurality of emitters 220 can be uniformly irradiated to the plurality of micro light emitting devices 100.
게이트 전극(230)은 절연층(240)에 의해 복수 개의 에미터(220)와 이격 배치될 수 있다. 게이트 전극(230)은 에미터(220)보다 높게 배치될 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 제1 전극층(210)과 전계를 형성할 수 있는 다양한 위치에 배치될 수 있다.The gate electrode 230 may be spaced apart from the plurality of emitters 220 by an insulating layer 240 . The gate electrode 230 may be placed higher than the emitter 220, but is not necessarily limited thereto, and may be placed at various positions that can form an electric field with the first electrode layer 210.
제1 전원부(410)는 제1 전극층(210)과 게이트 전극(230)에 전압을 인가할 수 있다. 제1 전극층(210)에는 음의 전압이 인가되고, 제1 전극층(210)에는 양의 전압이 인가될 수 있다.The first power supply unit 410 may apply voltage to the first electrode layer 210 and the gate electrode 230. A negative voltage may be applied to the first electrode layer 210, and a positive voltage may be applied to the first electrode layer 210.
제1 전원부(410)는 1000V 내지 3000V의 고전압을 1KHz 이하로 펄스 구동할 수 있다. 고전압 펄스가 인가되면 제1 전극층(210)과 게이트 전극(230) 사이에는 전계(Electric Field)가 형성될 수 있다. 따라서, 에미터(220)에서 방출된 전자는 마이크로 발광소자(100)를 향해 이동할 수 있다.The first power supply unit 410 can pulse-drive a high voltage of 1000V to 3000V at 1KHz or less. When a high voltage pulse is applied, an electric field may be formed between the first electrode layer 210 and the gate electrode 230. Accordingly, electrons emitted from the emitter 220 can move toward the micro light emitting device 100.
전자빔 유도부(300)는 전자빔 조사부(200)와 복수 개의 마이크로 발광소자(100) 사이에 배치될 수 있다. 전자빔 유도부(300)는 전자빔 조사부(200)의 제1 전극층(210)과 이격 배치되어 전계를 형성하는 제2 게이트 전극일 수 있다.The electron beam guiding unit 300 may be disposed between the electron beam irradiating unit 200 and the plurality of micro light emitting devices 100. The electron beam guiding unit 300 may be a second gate electrode that is spaced apart from the first electrode layer 210 of the electron beam irradiating unit 200 and forms an electric field.
제2 전원부(420)는 전자빔 유도부(300)에 8000V 내지 12000V의 양의 전압을 인가하여 전자빔을 가속시킬 수 있다. 전자빔 유도부(300)에 의해 가속된 전자빔은 복수 개의 마이크로 발광소자(100)에 조사됨으로써 복수 개의 마이크로 발광소자(100)를 발광시킬 수 있다.The second power supply unit 420 may accelerate the electron beam by applying a positive voltage of 8000V to 12000V to the electron beam guidance unit 300. The electron beam accelerated by the electron beam guide 300 is irradiated to the plurality of micro light-emitting devices 100, thereby causing the plurality of micro light-emitting devices 100 to emit light.
전자빔 조사부(200)는 전자빔 조사부(200) 보다 마이크로 발광소자(100)에 더 가까이 배치될 수 있다. The electron beam irradiation unit 200 may be placed closer to the micro light emitting device 100 than the electron beam irradiation unit 200 .
전자빔 조사부(200)와 마이크로 발광소자(100) 사이의 제1 거리(d1)와, 전자빔 조사부(200)와 전자빔 유도부(300) 사이의 제2 거리(d2)의 비(제1 거리: 제2 거리)는 1: 0.6 내지 1: 0.99일 수 있다. 거리의 비가 1: 0.6 보다 작은 경우(예: 1:0.4)에는 전자빔 유도부(300)와 마이크로 발광소자(100)의 거리가 멀어지게 되어 전자빔이 충분한 에너지를 가진 상태에서 마이크로 발광소자(100)에 입사되지 못할 수 있다. 또한, 거리가 1:0.99보다 커지는 경우 전자빔 유도부(300)가 마이크로 발광소자(100)와 너무 가까워져 전자빔의 균일도가 저하될 수 있다.The ratio of the first distance d1 between the electron beam irradiator 200 and the micro light emitting device 100 and the second distance d2 between the electron beam irradiator 200 and the electron beam guide 300 (first distance: 2 Distance) may be 1:0.6 to 1:0.99. If the distance ratio is less than 1:0.6 (e.g., 1:0.4), the distance between the electron beam guide unit 300 and the micro light-emitting device 100 increases, so that the electron beam has sufficient energy to reach the micro light-emitting device 100. You may not be able to get hired. Additionally, if the distance is greater than 1:0.99, the electron beam guide unit 300 may become too close to the micro light emitting device 100 and the uniformity of the electron beam may deteriorate.
전자빔 유도부(300)는 전자빔이 통과할 수 있도록 복수 개의 관통홀(310)이 형성될 수 있다. 예시적으로 전자빔 유도부(300)는 메쉬(Mesh) 형상을 가질 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 전자빔 유도부(300)는 전자빔을 가속시킬 수 있는 전계를 형성하면서도 전자빔이 통과할 수 있는 다양한 구조를 가질 수 있다. 예시적으로 전자빔 유도부(300)는 전자빔이 투과하는 전극으로 구성될 수도 있다.The electron beam guide unit 300 may have a plurality of through holes 310 formed so that the electron beam can pass through. For example, the electron beam guiding unit 300 may have a mesh shape. However, it is not necessarily limited to this, and the electron beam guide unit 300 may have various structures that allow the electron beam to pass while forming an electric field that can accelerate the electron beam. For example, the electron beam guide unit 300 may be composed of an electrode through which an electron beam passes.
균일도를 높이기 위해 전자빔 유도부(300) 또는 스테이지(530)는 상대적으로 이동할 수 있다. 이동 부재(도 5a의 320)는 전자빔 유도부(300)를 좌우로 이동시킴으로써 전자빔 유도부(300)와 중첩되어 가려진 마이크로 발광소자(100)를 전자빔 유도부(300)의 관통홀(310)로 노출시켜 전자빔이 조사되도록 할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 스테이지(530)를 좌우로 이동시킬 수도 있다.In order to increase uniformity, the electron beam guide 300 or stage 530 may be relatively moved. The moving member (320 in FIG. 5A) moves the electron beam guide unit 300 left and right to expose the hidden micro light emitting device 100 to the electron beam guide unit 300 through the through hole 310 of the electron beam guide unit 300. This can be investigated. However, it is not necessarily limited to this and the stage 530 can be moved left and right.
이러한 전자빔 유도부(300)는 다양한 이점을 가질 수 있다. 실시예에 따르면, 전자빔 유도부(300)가 전자빔 조사부(200)와 마이크로 발광소자(100) 사이에 배치되므로 마이크로 발광소자(100)에 전압을 인가할 필요가 없다. 마이크로 발광소자(100)에 전원을 연결해야 하는 구조는 복수 개의 마이크로 발광소자(100)에 각각 전원을 연결해야 하므로 회로가 매우 복잡해질 수 있다.This electron beam guide unit 300 may have various advantages. According to the embodiment, since the electron beam guiding unit 300 is disposed between the electron beam irradiating unit 200 and the micro light emitting device 100, there is no need to apply voltage to the micro light emitting device 100. The structure of connecting power to the micro light emitting device 100 requires connecting power to each of the plurality of micro light emitting devices 100, so the circuit may become very complicated.
또한, 기판(10)의 후면 또는 스테이지(530)에 전극을 배치하는 구조는 전계가 강하게 형성되지 못하여 전자빔이 충분히 가속되지 않을 수 있다. 따라서, 발광소자에 전자빔이 충분히 주입되지 못하여 정상 소자인 경우에도 불구하고 충분한 발광 강도를 갖지 못할 수 있다.Additionally, a structure in which electrodes are placed on the back of the substrate 10 or on the stage 530 may not generate a strong electric field, so the electron beam may not be sufficiently accelerated. Accordingly, the electron beam may not be sufficiently injected into the light emitting device, so that the light emitting device may not have sufficient light emission intensity even if it is a normal device.
광검출부(600)는 복수 개의 마이크로 발광소자(100)가 발광하는 광 이미지를 획득할 수 있다. 광검출부(600)는 CCD가 구비된 카메라일 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 마이크로 발광소자(100)의 발광 이미지를 획득할 수 있는 다양한 영상 장비가 제한 없이 적용될 수 있다.The light detection unit 600 may acquire an optical image emitted by a plurality of micro light emitting devices 100. The light detection unit 600 may be a camera equipped with a CCD, but is not necessarily limited thereto, and various imaging equipment capable of acquiring a light-emitting image of the micro light-emitting device 100 may be applied without limitation.
광검출부(600)는 챔버(500)의 윈도우(510) 상에 배치되어 복수 개의 마이크로 발광소자(100)의 발광 강도를 측정할 수 있다. 복수 개의 마이크로 발광소자(100)에서 방출된 광은 기판(10)을 투과하여 광검출부(600)에 입사될 수 있다.The light detector 600 is disposed on the window 510 of the chamber 500 and can measure the light emission intensity of the plurality of micro light emitting devices 100. Light emitted from the plurality of micro light emitting devices 100 may pass through the substrate 10 and be incident on the light detection unit 600.
그러나 광검출부(600)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니고 다양하게 변경될 수 있다. 예시적으로 광검출부(600)와 윈도우(510)는 챔버(500)의 측면 또는 전자빔 조사부(200)의 하부에 배치될 수도 있다. 즉, 광검출부(600)는 마이크로 발광소자(100)의 발광 강도를 측정할 수 있는 다양한 위치에 배치될 수 있다.However, the position of the light detection unit 600 is not limited to this and can be changed in various ways. For example, the light detection unit 600 and the window 510 may be placed on the side of the chamber 500 or below the electron beam irradiation unit 200. That is, the light detection unit 600 can be placed in various positions to measure the light emission intensity of the micro light emitting device 100.
광검출부(600)는 수집된 발광 강도(스펙트럼) 또는 파장 신호를 전기적 신호로 변환하여 제어부(700)로 전달할 수 있다. 제어부(700)는 검사장치의 전반을 제어하는 메인 프로세서(Processor)를 포함할 수 있다. The light detection unit 600 may convert the collected light emission intensity (spectrum) or wavelength signal into an electrical signal and transmit it to the control unit 700. The control unit 700 may include a main processor that controls the overall inspection device.
제어부(700)는 전자빔 조사부(200), 제1 전원부(410), 및 제2 전원부(420)의 동작을 제어하며, 광검출부(600)의 측정 신호를 처리하여 마이크로 발광소자(100)의 평가 결과가 포함되는 맵 데이터를 출력하고, 불량 소자를 검출할 수 있다.The control unit 700 controls the operations of the electron beam irradiation unit 200, the first power supply unit 410, and the second power supply unit 420, and processes the measurement signal from the light detection unit 600 to evaluate the micro light emitting device 100. Map data containing the results can be output and defective devices can be detected.
제어부(700)는 검사장치 내 구성요소들의 동작을 제어하기 위한 알고리즘 또는 알고리즘을 재현한 프로그램에 대한 데이터를 저장하는 메모리(미도시), 및 메모리에 저장된 데이터를 이용하여 전술한 동작을 수행하는 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다. 이때, 메모리와 프로세서는 각각 별개의 칩으로 구현될 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 메모리와 프로세서는 단일 칩으로 구현될 수도 있다.The control unit 700 includes a memory (not shown) that stores data for an algorithm for controlling the operation of components in the inspection device or a program that reproduces the algorithm, and a processor that performs the above-described operations using the data stored in the memory. It can be implemented as (not shown). At this time, the memory and processor may each be implemented as separate chips, but this is not necessarily limited, and the memory and processor may be implemented as a single chip.
제어부(700)는 처리한 데이터를 저장하는 저장부(미도시)와 연결될 수 있으며, 이러한 저장부는 ROM(Read Only Memory), PROM(Programmable ROM), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 및 플래쉬 메모리(Flash memory)와 같은 비휘발성 메모리 소자 또는 RAM(Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리 소자 또는 하드디스크 드라이브(HDD, Hard Disk Drive), CD-ROM과 같은 저장 매체 중 적어도 하나로 구현될 수 있으나 반드시 이에 한정되지는 않는다.The control unit 700 may be connected to a storage unit (not shown) that stores processed data, and this storage unit may include Read Only Memory (ROM), Programmable ROM (PROM), Erasable Programmable ROM (EPROM), and Electrically Erasable Programmable Memory (EEPROM). Implemented with at least one of a non-volatile memory device such as ROM and flash memory, a volatile memory device such as RAM (Random Access Memory), or a storage medium such as a hard disk drive (HDD) or CD-ROM. It may be possible, but is not necessarily limited to this.
도 2는 전자빔이 조사되어 발광소자가 발광하는 상태를 보여주는 도면이고, 도 3은 발광소자가 전자빔에 의해 발광하는 원리를 보여주는 도면이고, 도 4는 필터에 의해 발광소자에서 방출된 광이 선택적으로 입사하는 상태를 보여주는 도면이다.Figure 2 is a diagram showing a state in which a light-emitting device emits light when an electron beam is irradiated, Figure 3 is a diagram showing the principle of a light-emitting device emitting light by an electron beam, and Figure 4 is a diagram showing the light emitted from the light-emitting device by a filter selectively. This is a drawing showing the state of joining the company.
도 2 및 도 3을 참조하면, 각각의 마이크로 발광소자(100)는 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120), 및 제2 도전형 반도체층(130)을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(110)은 ⅢⅤ족, ⅡⅥ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 반도체층(110)에 제1 도펀트가 도핑될 수 있다. Referring to FIGS. 2 and 3 , each micro light emitting device 100 may include a first conductivity type semiconductor layer 110, an active layer 120, and a second conductivity type semiconductor layer 130. The first conductivity type semiconductor layer 110 may be implemented as a compound semiconductor such as group IIIV or group IIVI, and the first conductivity type semiconductor layer 110 may be doped with a first dopant.
제1 도전형 반도체층(110)은 AlxInyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 제1 도펀트가 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트인 경우, 제1 도전형 반도체층(110)은 n형 질화물 반도체층일 수 있다.The first conductive semiconductor layer 110 is a semiconductor material with a composition formula of Al x In y Ga 1-xy N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1), InAlGaN, AlGaAs , may be formed of any one or more of GaP, GaAs, GaAsP, and AlGaInP, but is not limited thereto. When the first dopant is an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, Te, etc., the first conductive semiconductor layer 110 may be an n-type nitride semiconductor layer.
활성층(120)은 제1 도전형 반도체층(110) 상에 배치될 수 있다. 또한, 활성층(120)은 제1 도전형 반도체층(110)과 제2 도전형 반도체층(130) 사이에 배치될 수 있다.The active layer 120 may be disposed on the first conductive semiconductor layer 110. Additionally, the active layer 120 may be disposed between the first conductive semiconductor layer 110 and the second conductive semiconductor layer 130.
활성층(120)은 제1 도전형 반도체층(110)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제2 도전형 반도체층(130)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 활성층(120)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.The active layer 120 is a layer where electrons (or holes) injected through the first conductive semiconductor layer 110 and holes (or electrons) injected through the second conductive semiconductor layer 130 meet. The active layer 120 transitions to a low energy level as electrons and holes recombine, and can generate light with a corresponding wavelength.
활성층(120)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(120)의 구조는 이에 한정하지 않는다. 활성층(120)은 가시광 파장대의 광을 생성할 수 있다. The active layer 120 may have any one of a single well structure, a multi-well structure, a single quantum well structure, a multi quantum well (MQW) structure, a quantum dot structure, or a quantum wire structure, and the active layer 120 The structure is not limited to this. The active layer 120 can generate light in the visible wavelength range.
제2 도전형 반도체층(130)은 활성층(120) 상에 배치될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(130)은 ⅢⅤ족, ⅡⅥ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(130)에 제2 도펀트가 도핑될 수 있다. The second conductive semiconductor layer 130 may be disposed on the active layer 120. The second conductive semiconductor layer 130 may be implemented with a compound semiconductor such as group IIIV or group IIVI, and the second conductive semiconductor layer 130 may be doped with a second dopant.
제2 도전형 반도체층(130)은 Inx5Aly2Ga1-x5-y2N (0≤x5≤1, 0≤y2≤1, 0≤x5+y2≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 선택된 물질로 형성될 수 있다. 제2 도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우, 제2 도펀트가 도핑된 제2 도전형 반도체층(130)은 p형 반도체층일 수 있다. The second conductive semiconductor layer 130 is a semiconductor material with a composition formula of In x5 Al y2 Ga 1-x5-y2 N (0≤x5≤1, 0≤y2≤1, 0≤x5+y2≤1) or AlInN. , AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, and AlGaInP. When the second dopant is a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, Ba, etc., the second conductive semiconductor layer 130 doped with the second dopant may be a p-type semiconductor layer.
도 2 및 도 3을 참조하면, 전자빔 유도부(300)의 관통홀(310)을 통과한 전자빔은 마이크로 발광소자(100)의 각 반도체층에 조사될 수 있다. 전자빔이 마이크로 발광소자(100)에 조사되면 반도체층에서 전자빔이 충돌하여 전자-정공쌍이 생성될 수 있다. 생성된 전자-정공쌍은 재결합을 통해 가시광을 발광할 수 있다.Referring to FIGS. 2 and 3 , the electron beam passing through the through hole 310 of the electron beam guide unit 300 may be irradiated to each semiconductor layer of the micro light emitting device 100. When an electron beam is irradiated to the micro light emitting device 100, the electron beam may collide in the semiconductor layer to generate an electron-hole pair. The generated electron-hole pairs can emit visible light through recombination.
마이크로 발광소자(100)에서 방출되는 가시광의 강도는 전자빔의 강도(또는 밀도)에 비례할 수 있다. 따라서, 마이크로 발광소자(100)에서 방출되는 광을 검출하여 불량 여부를 판단할 수 있도록 전자빔의 강도(또는 밀도)가 조절될 수 있다.The intensity of visible light emitted from the micro light emitting device 100 may be proportional to the intensity (or density) of the electron beam. Accordingly, the intensity (or density) of the electron beam can be adjusted so that light emitted from the micro light emitting device 100 can be detected to determine whether it is defective.
마이크로 발광소자(100)는 청색 발광소자, 녹색 발광소자, 및 적색 발광소자 중 어느 하나일 수 있다. 따라서, 마이크로 발광소자(100)는 청색, 녹색 또는 적색 파장대의 광을 발광할 수 있다.The micro light emitting device 100 may be one of a blue light emitting device, a green light emitting device, and a red light emitting device. Accordingly, the micro light emitting device 100 can emit light in the blue, green, or red wavelength range.
마이크로 발광소자(100)에 주입되는 전자빔은 활성층(120)뿐만 아니라 제1 도전형 반도체층(110)과 제2 도전형 반도체층(130)에도 주입될 수 있다. 따라서, 제1 도전형 반도체층(110)과 제2 도전형 반도체층(130) 역시 발광할 수 있다. The electron beam injected into the micro light emitting device 100 may be injected not only into the active layer 120 but also into the first conductivity type semiconductor layer 110 and the second conductivity type semiconductor layer 130. Accordingly, the first conductive semiconductor layer 110 and the second conductive semiconductor layer 130 can also emit light.
예시적으로 마이크로 발광소자(100)가 청색 발광소자인 경우 활성층(120)에서 출사되는 청색 파장대의 제1 광(L1)과 제1 도전형 반도체층(110)과 제2 도전형 반도체층(130)에서 방출되는 황색 파장대의 제2 광(L2, L3)이 혼합되어 외부로 출사될 수 있다.For example, when the micro light emitting device 100 is a blue light emitting device, the first light (L1) in the blue wavelength band emitted from the active layer 120, the first conductive semiconductor layer 110, and the second conductive semiconductor layer 130 ) The second lights (L2, L3) in the yellow wavelength range emitted from ) may be mixed and emitted to the outside.
도 4를 참조하면, 광검출부(600)의 전방에 배치된 필터(800)는 제1 광(L1)만을 투과시키고 제2 광(L2, L3)은 차단할 수 있다. 따라서, 제1 광(L1)의 강도만을 측정할 수 있어 마이크로 발광소자(100)의 불량 여부를 정확하게 판단할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the filter 800 disposed in front of the light detection unit 600 may transmit only the first light L1 and block the second light L2 and L3. Therefore, since only the intensity of the first light L1 can be measured, it is possible to accurately determine whether the micro light emitting device 100 is defective.
필터(800)는 제1 광(L1)의 파장대만 통과시키는 다양한 밴드 패스 필터가 적용될 수 있다. 예시적으로 필터(800)는 특정 파장대의 광만을 통과시킬 수 있도록 복수 개의 고굴절률층(801)과 복수 개의 저굴저률층(802)이 교대로 적층될 수 있으나 필터(800)의 구조는 반드시 이에 한정하지 않는다.The filter 800 may be a various band-pass filter that passes only the wavelength of the first light L1. For example, the filter 800 may have a plurality of high refractive index layers 801 and a plurality of low refractive index layers 802 alternately stacked so that only light in a specific wavelength range can pass through, but the structure of the filter 800 must be in this manner. It is not limited.
필터(800)는 검사 방식에 따라 선택적으로 적용될 수 있다. 필터를 구비하지 않는 검사 방식의 경우, 검사 대상이 청색 마이크로 소자인 경우 검출 파장에 청색광과 황색광의 강도가 미리 정해진 범위 내인 경우 정상 소자로 판단하고, 청색광과 황색광의 강도가 미리 정해진 비율을 벗어나는 경우 불량 소자로 판단할 수도 있다. 예시적으로 청색광의 강도가 현저히 작다면 그 마이크로 발광소자는 불량이라고 판단할 수도 있다. 이와 같은 방식으로 불량을 판단하는 경우 필터는 생략될 수도 있다.The filter 800 can be selectively applied depending on the inspection method. In the case of an inspection method without a filter, if the inspection target is a blue micro device, the device is judged to be normal if the intensity of blue light and yellow light at the detection wavelength are within a predetermined range, and if the intensity of blue light and yellow light exceeds the predetermined ratio, the device is judged to be normal. It may be judged to be a defective device. For example, if the intensity of blue light is significantly low, the micro light emitting device may be judged to be defective. When determining a defect in this way, the filter may be omitted.
실시예는 전자빔을 조사하여 마이크로 발광소자(100)를 발광시키는 음극 발광(Cathodoluminescence, CL) 방식이므로 발광소자를 손상시키지 않으면서 발광이 가능해지고, 전자빔 조사에 의해 복수 개의 마이크로 발광소자가 한번에 발광하므로 검사가 신속해질 수 있다. The embodiment is a cathodoluminescence (CL) method in which the micro light-emitting device 100 emits light by irradiating an electron beam, so light emission is possible without damaging the light-emitting device, and a plurality of micro light-emitting devices 100 emit light at once by electron beam irradiation. Testing can be speeded up.
주사전자빔현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)은 고체 상태에서 작은 크기의 미세 조직과 형상을 관찰할 때 널리 쓰이는 현미경으로서 초점 심도가 깊고 3차원적인 영상의 관찰이 용이해서 복잡한 표면구조나 결정외형 등의 입체적인 형상을 높은 배율로 관찰할 수 있는 분석 장비다.Scanning Electron Beam Microscope (SEM) is a microscope widely used to observe small-sized microstructures and shapes in the solid state. It has a deep depth of focus and makes it easy to observe three-dimensional images, such as complex surface structures and crystal shapes. It is an analysis equipment that can observe three-dimensional shapes at high magnification.
주사전자빔현미경은 전자빔을 발생 및 가속시키는 전자빔총(electron gun), 전자빔을 가늘게 모아주는 집속렌즈와 대물렌즈, 필라멘트를 떠난 전자빔이 시편에 닿을 때까지 전자빔의 경로를 조절하는 주사코일(deflection coil)로 구성되어 있다. 그러나 주사전자빔현미경은 국소적인 영역에 전자빔을 조사하여 화학 조성을 측정하는 점에서 대면적으로 전자빔을 조사하는 본 실시예와 차이가 있다.A scanning electron beam microscope uses an electron beam gun to generate and accelerate an electron beam, a focusing lens and objective lens to narrowly focus the electron beam, and a deflection coil to control the path of the electron beam after leaving the filament until it reaches the specimen. It consists of: However, the scanning electron beam microscope is different from the present embodiment, which irradiates the electron beam over a large area, in that it measures the chemical composition by irradiating the electron beam to a local area.
전계방출 디스플레이(Field Emission Display)는 냉음극 전자빔원인 전계 방출 에미터(220) 어레이를 매트릭스 형태로 배치하고 전자빔선을 형광체에 조사하여 음극 발광시키는 디스플레이다. 그러나, 전계방출 디스플레이는 발광 다이오드를 발광시키는 구조가 아닌 점에서 차이가 있다.A field emission display is a display that arranges an array of field emission emitters 220, which are cold cathode electron beam sources, in a matrix form and emits cathode light by irradiating electron beam lines to a phosphor. However, the field emission display is different in that it does not have a structure that emits light from a light emitting diode.
또한, PL(Photoluminesecnce) 방식은 시료에 빛을 주입하여 그 에너지로 여기와 재결합에 의해 빛이 발생하는 방식인 반면, 실시예의 음극 발광(Cathodoluminescence, CL) 방식은 전계 방출된 전자빔이 전기장에 의해 가속되어 에너지를 얻은 후 발광 다이오드에 주입되어 빛이 발생하는 점에서 차이가 있다.In addition, the PL (Photoluminescence) method is a method in which light is injected into the sample and light is generated by excitation and recombination with the energy, while the cathodoluminescence (CL) method of the embodiment is a method in which the field-emitted electron beam is accelerated by an electric field. The difference is that energy is obtained and then injected into a light emitting diode to generate light.
도 5a는 전자빔 유도부의 메쉬 형상을 보여주는 도면이고, 도 5b는 전자빔 유도부의 단면 형상을 보여주는 도면이고, 도 5c는 도 5a의 제1 변형예이고, 도 5d는 도 5a의 제2 변형예이고, 도 6a는 전자빔 조사부를 보여주는 도면이고, 도 6b는 도 6a의 변형예이다.FIG. 5A is a diagram showing the mesh shape of the electron beam guide, FIG. 5B is a diagram showing the cross-sectional shape of the electron beam guide, FIG. 5C is a first modification of FIG. 5A, and FIG. 5D is a second modification of FIG. 5A. FIG. 6A is a diagram showing an electron beam irradiation unit, and FIG. 6B is a modified example of FIG. 6A.
도 5a를 참조하면, 전자빔 유도부(300)는 프레임(311) 상에 복수 개의 관통홀(310)이 형성된 메쉬 형상을 가질 수 있다. 관통홀(310)은 사각 형상인 것을 예시하였으나 관통홀(310)은 다양한 다각 형상 또는 원 형상을 가질 수도 있다.Referring to FIG. 5A, the electron beam guide unit 300 may have a mesh shape with a plurality of through holes 310 formed on the frame 311. Although the through hole 310 is illustrated as having a square shape, the through hole 310 may have various polygonal shapes or circular shapes.
전자빔 유도부(300)에서 복수 개의 관통홀(310)의 면적은 전체 면적의 80% 내지 95%일 수 있다. 전자빔이 마이크로 발광소자(100)에 균일하게 조사되기 위해서는 관통홀(310)의 면적이 커지는 것이 바람직하다. 그러나, 관통홀(310)의 면적이 95%보다 커지는 경우 전자빔 유도부(300)의 면적이 작아져 전자빔을 가속시키는 효과가 저하될 수 있다.The area of the plurality of through holes 310 in the electron beam guide unit 300 may be 80% to 95% of the total area. In order for the electron beam to be uniformly irradiated to the micro light emitting device 100, it is desirable that the area of the through hole 310 be increased. However, when the area of the through hole 310 becomes larger than 95%, the area of the electron beam guide 300 becomes smaller, which may reduce the effect of accelerating the electron beam.
도 5b를 참조하면, 전자빔 유도부(300)는 전자빔 조사부(200)와 마주보는 제1 면(300a) 및 복수 개의 마이크로 발광소자와 마주보는 제2 면(300b)을 가질 수 있고, 제2 면(300b)은 곡률을 가질 수 있다. 따라서, 제2 면(300b)의 면적은 제1 면(300a)의 면적보다 넓을 수 있다.Referring to Figure 5b, the electron beam guide unit 300 may have a first surface (300a) facing the electron beam irradiation unit 200 and a second surface (300b) facing the plurality of micro light emitting devices, and the second surface (300b) 300b) may have a curvature. Accordingly, the area of the second surface 300b may be larger than the area of the first surface 300a.
이러한 구성에 의하면 전자빔 유도부(300)를 통과한 전자빔이 제2 면(300b)과의 인력에 의해 휘어져 보다 균일하게 복수 개의 마이크로 발광소자(100)에 조사될 수 있다. According to this configuration, the electron beam passing through the electron beam guide unit 300 is bent by the attraction force with the second surface 300b and can be more uniformly irradiated to the plurality of micro light emitting devices 100.
도 5c를 참조하면, 전자빔 유도부(300)는 일방향으로 길게 연장 형성된 복수 개의 관통홀(310)을 포함할 수 있다. 즉, 메쉬 형상 이외에도 다양한 형상을 가질 수 있다. 전자빔 유도부(300)의 면적은 복수 개의 발광소자(100)에 대응되는 면적을 가질 수 있으나 반드시 이에 한정하지 않는다. 예시적으로 도 5d와 같이 전자빔 유도부(300)는 일방향으로 길게 연장 형성된 적어로 하나의 관통홀(310)을 포함할 수도 있다. 즉, 1개의 관통홀(310)의 면적은 1개 또는 복수 개의 발광소자의 면적보다 클 수 있다.Referring to FIG. 5C, the electron beam guide unit 300 may include a plurality of through holes 310 extending long in one direction. That is, it can have various shapes other than the mesh shape. The area of the electron beam guide 300 may have an area corresponding to the plurality of light emitting elements 100, but is not necessarily limited thereto. For example, as shown in FIG. 5D, the electron beam guiding unit 300 may include at least one through hole 310 extending long in one direction. That is, the area of one through hole 310 may be larger than the area of one or more light emitting devices.
실시예에 따르면, 전자빔이 균일하게 복수 개의 마이크로 발광소자(100)에 조사되는 것이 중요할 수 있다. 따라서, 에미터(220)는 균일한 전자빔을 방출하는 다양한 구조가 선택될 수 있다.According to the embodiment, it may be important that the electron beam is uniformly irradiated to the plurality of micro light emitting devices 100. Accordingly, the emitter 220 may be selected from various structures that emit a uniform electron beam.
도 6a를 참조하면, 지지기판(10) 상에 제1 전극층(210)이 배치되고, 에미터(220)는 복수 개의 탄소나노튜브로 형성될 수 있다. 복수 개의 탄소나노튜브는 제1 전극층(210) 상에 직접 성장시킬 수도 있으나 별도의 기판에서 탄소나노튜브를 성장시킨 후 제1 전극층(210)에 전사할 수도 있다. 별도의 기판이 도전성 기판인 경우 도전성 기판 자체를 제1 전극층(210) 상에 적층할 수도 있다.Referring to FIG. 6A, the first electrode layer 210 is disposed on the support substrate 10, and the emitter 220 may be formed of a plurality of carbon nanotubes. A plurality of carbon nanotubes may be grown directly on the first electrode layer 210, or the carbon nanotubes may be grown on a separate substrate and then transferred to the first electrode layer 210. If the separate substrate is a conductive substrate, the conductive substrate itself may be laminated on the first electrode layer 210.
복수 개의 탄소나노튜브는 절연층(240)에 의해 구획될 수 있다. 게이트 전극(230)은 절연층(240)의 상부에 배치될 수 있으나 게이트 전극(230)의 위치는 특별히 한정하지 않는다.A plurality of carbon nanotubes may be partitioned by an insulating layer 240. The gate electrode 230 may be disposed on top of the insulating layer 240, but the location of the gate electrode 230 is not particularly limited.
도 6b를 참조하면, 에미터(220)는 끝단이 뽀족하게 형성되어 전자를 방출하기 용이한 구조를 가질 수도 있다. 이외에도 전자빔 조사부(200)의 구성은 전자를 방출하기 위한 공지의 에미터 구성이 모두 적용될 수 있다.Referring to FIG. 6B, the emitter 220 may have a structure in which the end is formed to be sharp to facilitate the emission of electrons. In addition, any known emitter configuration for emitting electrons may be applied to the configuration of the electron beam irradiation unit 200.
도 7은 측정된 복수 개의 마이크로 발광소자의 발광 강도를 보여주는 도면이고, 도 8은 측정된 복수 개의 마이크로 발광소자의 사진이다.FIG. 7 is a diagram showing the measured luminescence intensity of a plurality of micro light-emitting devices, and FIG. 8 is a photograph of a plurality of measured micro light-emitting devices.
도 7 및 도 8을 참조하면, 제어부는 광검출부에 수집된 복수 개의 마이크로 발광소자(100)의 발광 강도(광 이미지)를 수집하여 맵 데이터를 생성할 수 있다. 제어부는 미리 정해진 발광 강도보다 약한 강도를 갖거나 발광이 없는 불량 소자(101)는 불량으로 판단할 수 있다.Referring to FIGS. 7 and 8 , the control unit may generate map data by collecting the light emission intensity (light image) of the plurality of micro light emitting devices 100 collected by the light detection unit. The control unit may determine that a defective element 101 that has a lower intensity than a predetermined light emission intensity or does not emit light is defective.
전사 공정시에는 불량 소자(101)를 제외한 정상 소자(102)만을 선택적으로 전사할 수 있다. 또한, 전사가 완료된 이후에 검사한 경우에는 불량으로 판단된 불량소자를 선택적으로 제거 또는 리페어할 수 있다.During the transfer process, only the normal devices 102 excluding the defective devices 101 can be selectively transferred. Additionally, when inspection is performed after transfer is completed, defective elements determined to be defective can be selectively removed or repaired.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 검사 장치의 개념도이고, 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 검사 장치의 개념도이고, 도 11는 필터 어레이를 보여주는 도면이고, 도 12는 필터 어레이가 회전하는 상태를 보여주는 도면이고, 도 13은 필터에 의해 파장을 선별하는 과정을 보여주는 도면이다.Figure 9 is a conceptual diagram of an inspection device according to a second embodiment of the present invention, Figure 10 is a conceptual diagram of an inspection device according to a third embodiment of the present invention, Figure 11 is a diagram showing a filter array, and Figure 12 is a filter This is a diagram showing the state in which the array is rotating, and Figure 13 is a diagram showing the process of selecting wavelengths by a filter.
도 9를 참조하면, 실시예에 따른 검사 장치는, 전자빔 유도부(300)가 수직 방향으로 복수 개 배치됨으로써 전자빔을 효과적으로 가속시킬 수 있다. 이때, 하부에 배치된 제1 전자빔 유도부(301)에 인가되는 전압 레벨과 상부에 배치된 제2 전자빔 유도부(302)에 인가되는 전압 레벨은 상이할 수 있다. 예시적으로 상부에 배치된 제2 전자빔 유도부(302)에 인가되는 전압 레벨이 더 높을 수 있다.Referring to FIG. 9, the inspection device according to the embodiment can effectively accelerate the electron beam by arranging a plurality of electron beam guide units 300 in the vertical direction. At this time, the voltage level applied to the first electron beam guide 301 disposed at the bottom may be different from the voltage level applied to the second electron beam guide 302 disposed at the top. For example, the voltage level applied to the second electron beam guide 302 disposed at the top may be higher.
또한, 전자빔 조사부(200)에는 진동 유닛(250)이 배치되어 전자빔 조사부(200)에 진동을 부여할 수 있다. 따라서 방출되는 전자빔의 방향이 조절되어 전자빔의 균일도를 향상시킬 수 있다. Additionally, a vibration unit 250 may be disposed in the electron beam irradiation unit 200 to provide vibration to the electron beam irradiation unit 200. Therefore, the direction of the emitted electron beam can be adjusted to improve the uniformity of the electron beam.
균일도를 높이기 위해 전자빔 유도부(300) 또는 스테이지(530)는 상대적으로 이동시킬 수도 있다. 이동 부재(미도시)는 전자빔 유도부(300) 또는 스테이지(530)를 좌우로 이동시킴으로써 전자빔 유도부(300)와 중첩되어 가려진 마이크로 발광소자(100)를 전자빔 유도부(300)의 관통홀로 노출시켜 전자빔이 조사되도록 할 수 있다.To increase uniformity, the electron beam guide 300 or stage 530 may be moved relatively. The moving member (not shown) moves the electron beam guide unit 300 or the stage 530 to the left and right, thereby exposing the hidden micro light emitting device 100 to the through hole of the electron beam guide unit 300 so that the electron beam is transmitted. It can be investigated.
전자빔 조사부(200)는 게이트 전극이 생략될 수도 있다. 이 경우 제1 전극층(210)과 전자빔 유도부(300) 사이의 전계가 형성되어 전자가 방출될 수 있다. The gate electrode of the electron beam irradiation unit 200 may be omitted. In this case, an electric field is formed between the first electrode layer 210 and the electron beam guide 300, and electrons may be emitted.
도 10을 참조하면, 실시 예에 따른 검사 장치는 마이크로 발광소자(100)에서 출사되는 광 중에서도 원하는 파장대의 광만을 필터링할 수 있다. 예시적으로 청색 마이크로 발광소자(100)에서 원하는 피크 파장대가 423nm인 경우 다른 파장대의 청색광은 필터 어레이(PA1)를 이용하여 차단할 수 있다. 따라서, 소망하는 파장대를 갖는 마이크로 발광소자(100)를 선별할 수 있다.Referring to FIG. 10, the inspection device according to the embodiment can filter only the light in the desired wavelength range among the light emitted from the micro light emitting device 100. For example, if the desired peak wavelength band of the blue micro light emitting device 100 is 423 nm, blue light in other wavelength bands can be blocked using the filter array (PA1). Accordingly, the micro light emitting device 100 having a desired wavelength range can be selected.
도 11 및 도 12를 참조하면, 필터 어레이(PA1)는 복수 개의 마이크로 발광소자(100)의 활성층에서 출사되는 제1 광의 전체 파장대역 중에서 제1 파장대역의 광을 선택적으로 투과시키는 제1 필터(810), 및 제1 광의 전체 파장대역 중에서 제1 파장대역과 다른 제2 파장대역의 광을 선택적으로 투과시키는 제2 필터(820), 및 제3 파장대역의 광을 선택적으로 투과시키는 제3 필터(830)를 포함할 수 있다. 복수 개의 필터(810, 820, 830)는 구동부(840)에 의해 선택적으로 광검출부(600)의 하부에 배치될 수 있다. 제1 광은 청색, 녹색, 및 적색 파장대의 광 중에 하나일 수 있다.Referring to FIGS. 11 and 12, the filter array PA1 is a first filter ( 810), and a second filter 820 that selectively transmits light in a second wavelength band different from the first wavelength band among the entire wavelength band of the first light, and a third filter that selectively transmits light in the third wavelength band. It may include (830). A plurality of filters 810, 820, and 830 may be selectively placed below the light detection unit 600 by the driving unit 840. The first light may be one of blue, green, and red wavelength bands.
도 13을 참조하면 예시적으로 청색 마이크로 발광소자는 440nm 내지 460nm 파장대에서 피크를 갖는 광을 방출할 수 있다. 복수 개의 청색 마이크로 발광소자는 하나의 웨이퍼 상에서 성장하지만 미세하게 성장 조건이 달라져 메인 피크는 조금씩 상이할 수 있다. 이때, 각각의 청색 마이크로 발광소자(100)의 발광 파장대는 약 5nm의 대역을 가질 수 있다. 즉, 각 발광소자에서 방출되는 청색광의 메인 피크의 반치폭은 매우 좁을 수 있다.Referring to FIG. 13, the blue micro light emitting device may emit light with a peak in the 440nm to 460nm wavelength range. A plurality of blue micro light-emitting devices are grown on one wafer, but the main peaks may be slightly different due to slightly different growth conditions. At this time, the emission wavelength band of each blue micro light emitting device 100 may have a band of approximately 5 nm. That is, the half width of the main peak of blue light emitted from each light emitting device may be very narrow.
예를 들면, 100개의 청색 마이크로 발광소자를 제작한 경우 모두 청색광을 발광하지만 32개는 440nm 내지 445nm의 파장 대역을 가질 수 있고, 38개는 446nm 내지 450nm의 파장 대역을 가질 수 있고, 나머지 30개는 451nm 내지 455nm의 파장 대역을 가질 수 있다.For example, if 100 blue micro light emitting devices are manufactured, all of them emit blue light, but 32 may have a wavelength band of 440 nm to 445 nm, 38 may have a wavelength band of 446 nm to 450 nm, and the remaining 30 may have a wavelength band of 451 nm to 455 nm.
따라서 제1 필터(810)의 투과 대역(CA1)을 440nm 내지 445nm로 제작한 경우, 제1 필터(810)를 이용하여 440nm 내지 445nm의 파장을 갖는 청색 마이크로 발광소자만을 분류할 수 있다. 즉, 446nm 내지 460nm 파장 대역을 갖는 소자는 실제로는 청색광을 발광하지만 제1 필터(810)에 의해 차단되므로 광검출부(600)에는 발광하지 않은 것으로 검출될 수 있다.Therefore, when the transmission band CA1 of the first filter 810 is manufactured to be 440 nm to 445 nm, only blue micro light-emitting devices having a wavelength of 440 nm to 445 nm can be classified using the first filter 810. That is, a device having a wavelength range of 446 nm to 460 nm actually emits blue light, but since it is blocked by the first filter 810, it may be detected as not emitting light by the light detector 600.
제2 필터(820)의 투과 대역(CA2)을 446nm 내지 450nm로 제작하는 경우, 제2 필터(820)를 이용하여 446nm 내지 450nm의 파장을 갖는 청색 마이크로 발광소자(100)만을 분류할 수 있다. When the transmission band CA2 of the second filter 820 is manufactured to be 446 nm to 450 nm, only the blue micro light emitting device 100 having a wavelength of 446 nm to 450 nm can be classified using the second filter 820.
또한, 제3 필터(830)의 투과 대역(CA3)을 451nm 내지 455nm로 제작하면 제3 필터(830)를 이용하여 451nm 내지 455nm의 파장을 갖는 청색 마이크로 발광소자(100)만을 분류하여 검사할 수 있다. 그러나 필터의 개수 및 투과 파장 대역의 범위는 자유롭게 변형될 수 있다.In addition, if the transmission band (CA3) of the third filter 830 is manufactured to be 451 nm to 455 nm, only the blue micro light emitting devices 100 with a wavelength of 451 nm to 455 nm can be classified and inspected using the third filter 830. there is. However, the number of filters and the range of the transmission wavelength band can be freely modified.
따라서, 하나의 웨이퍼 상에서 성장한 복수 개의 청색 마이크로 발광소자(100) 중에서도 원하는 청색 파장을 갖는 소자를 세밀하게 분류할 수 있다. 마이크로 발광소자(100)는 디스플레이의 픽셀로 사용되므로 청색 파장 중에서도 피크 파장이 동일한 소자를 배치하는 것이 색 균일도 면에서 유리할 수 있다.Therefore, among the plurality of blue micro light emitting devices 100 grown on one wafer, devices having a desired blue wavelength can be classified in detail. Since the micro light emitting device 100 is used as a pixel of a display, it may be advantageous in terms of color uniformity to arrange devices with the same peak wavelength among blue wavelengths.
또한 제1 내지 제3 청색 마이크로 발광소자(100)를 분류한 후 이를 균일하게 섞어 패널에 전사할 수도 있다. 이 경우 어느 한 부분에 제1 청색 마이크로 발광소자(또는 제2, 제3 청색 마이크로 발광소자)가 밀집되지 않으므로 색 균일도 면에서 유리할 수 있다.Additionally, after sorting the first to third blue micro light emitting devices 100, they can be evenly mixed and transferred to the panel. In this case, it can be advantageous in terms of color uniformity because the first blue micro light emitting devices (or the second and third blue micro light emitting devices) are not crowded in any one part.
위에서는 예시적으로 청색 마이크로 발광소자로 설명하였으나 녹색 마이크로 발광소자 및 적색 마이크로 발광소자도 동일한 방법으로 분류할 수 있다.Above, the blue micro light emitting device was described as an example, but the green micro light emitting device and red micro light emitting device can also be classified in the same way.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 검사 장치의 개념도이고, 도 15는 일부가 연결된 복수 개의 발광소자를 보여주는 도면이고, 도 16은 도 15의 변형예이다.Figure 14 is a conceptual diagram of an inspection device according to a fourth embodiment of the present invention, Figure 15 is a diagram showing a plurality of light emitting devices partially connected, and Figure 16 is a modified example of Figure 15.
도 14 및 도 15를 참조하면, 복수 개의 마이크로 발광소자는 활성층(120) 및 제2 도전형 반도체층(130)이 서로 분리되어 있으나, 제1 도전형 반도체층(110)은 서로 연결될 수 있다. 이러한 발광 구조는 아직 발광 다이오드 제작이 완료되지 않은 경우일 수 있다. Referring to Figures 14 and 15, the active layer 120 and the second conductive semiconductor layer 130 of the plurality of micro light emitting devices are separated from each other, but the first conductive semiconductor layer 110 may be connected to each other. This light-emitting structure may be a case where the production of light-emitting diodes has not yet been completed.
이 경우 제3 전원부(430)를 이용하여 제1 도전형 반도체층(110)에 양의 전압을 인가함으로써 전자빔 유도부(300)를 통과한 전자빔을 더욱 가속시킬 수 있다. 이때 제1 도전형 반도체층(110)과 전자빔 조사부(200) 사이에 전계가 충분히 형성된 경우에는 전자빔 유도부(300)를 생략할 수도 있다. In this case, the electron beam passing through the electron beam guide 300 can be further accelerated by applying a positive voltage to the first conductive semiconductor layer 110 using the third power supply unit 430. At this time, if the electric field is sufficiently formed between the first conductive semiconductor layer 110 and the electron beam irradiation unit 200, the electron beam guide unit 300 may be omitted.
도 16을 참조하면, 복수 개의 마이크로 발광소자(100)는 디스플레이 패널(20)에 전사가 완료된 상태일 수도 있다. 복수 개의 마이크로 발광소자(100)의 전사 공정이 완료된 경우에도 패널 조립이 완료되기 전에 불량인 소자를 검사하는 작업이 필요할 수 있다. 실시예는 비접촉식으로 마이크로 발광소자를 발광시킬 수 있으므로 패널에 전사가 완료된 이후에도 검사를 진행할 수 있는 장점이 있다.Referring to FIG. 16, the plurality of micro light emitting devices 100 may have been transferred to the display panel 20. Even when the transfer process of the plurality of micro light emitting devices 100 is completed, inspection of defective devices may be necessary before panel assembly is completed. The embodiment has the advantage of being able to conduct inspection even after transfer to the panel is completed because the micro light emitting device can emit light in a non-contact manner.
도 17은 본 발명의 제5 실시예에 따른 검사 장치의 개념도이고, 도 18a 및 도 18b는 라인 형상의 검사 영역을 스캔하는 과정을 보여주는 도면이다.FIG. 17 is a conceptual diagram of an inspection device according to a fifth embodiment of the present invention, and FIGS. 18A and 18B are diagrams showing a process of scanning a line-shaped inspection area.
도 17을 참조하면, 검사 장치는 전자빔 조사 모듈(910)을 이용하여 검사할 수 있다. 전자빔 조사 모듈(910)은 전자빔 조사부(200)와 전자빔 유도부(300)를 수용하는 하우징(930)을 포함할 수 있다. 전자빔 조사부(200)와 전자빔 유도부(300)는 복수 개의 마이크로 발광소자(100)의 일부 영역에만 전자빔을 조사할 정도의 크기를 가질 수 있다.Referring to FIG. 17, the inspection device can perform inspection using the electron beam irradiation module 910. The electron beam irradiation module 910 may include a housing 930 that accommodates the electron beam irradiation unit 200 and the electron beam guide unit 300. The electron beam irradiation unit 200 and the electron beam guidance unit 300 may be large enough to irradiate the electron beam to only a partial area of the plurality of micro light emitting devices 100.
하우징(930)은 발광소자의 일부 영역에만 전자빔을 조사하는 투과부(920)를 포함하고 이동 모듈(940)에 의해 일 방향으로 이동할 수 있다. 이러한 구성에 의하면, 전자빔 조사부(200)와 전자빔 유도부(300)의 면적을 줄일 수 있고 웨이퍼의 사이즈에 관계없이 검사가 가능해질 수 있다.The housing 930 includes a transmission portion 920 that irradiates an electron beam only to a portion of the light emitting device and can be moved in one direction by the movement module 940. According to this configuration, the area of the electron beam irradiation unit 200 and the electron beam guidance unit 300 can be reduced, and inspection can be possible regardless of the size of the wafer.
도 18a 및 도 18b를 참조하면, 전자빔 조사 모듈(910)에서 조사되는 전자빔은 라인 형상으로 조사될 수 있고, 라인 스캔 방식으로 조사 영역(SN1, SN2)은 일방향으로 이동하면서 연속적으로 마이크로 발광소자(100)를 발광시킬 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 전자빔 조사 모듈(910)에서 조사되는 전자빔이 기판(10)의 1시 영역, 5시 영역, 7시 영역, 및 11시 영역을 시계 방향 또는 반시계 방향으로 순차적으로 조사할 수도 있다.Referring to FIGS. 18A and 18B, the electron beam irradiated from the electron beam irradiation module 910 may be irradiated in a line shape, and the irradiation areas SN1 and SN2 move in one direction in a line scan manner and continuously emit micro light emitting devices ( 100) can emit light. However, it is not necessarily limited to this, and the electron beam irradiated from the electron beam irradiation module 910 sequentially irradiates the 1 o'clock area, 5 o'clock area, 7 o'clock area, and 11 o'clock area of the substrate 10 in a clockwise or counterclockwise direction. You can also investigate.
도 19는 본 발명의 제6 실시예에 따른 검사 장치의 개념도이다.Figure 19 is a conceptual diagram of an inspection device according to a sixth embodiment of the present invention.
도 19를 참조하면, 제1 전자빔 조사 모듈(910)과 제2 전자빔 조사 모듈(910)은 스테이지(530)에 수직한 선을 기준으로 기울어져 배치될 수 있다. 제1 전자빔 조사 모듈(910)에서 출사되는 전자빔과 제2 전자빔 조사 모듈(910)에서 출사되는 전자빔은 복수 개의 마이크로 발광소자(100)에 전체적으로 조사될 수 있다. 제1 전자빔 조사 모듈(910)에 의해서 복수 개의 마이크로 발광소자(100)에 전체적으로 조사될 수 있다면 제2 전자빔 조사 모듈(910)은 생략될 수도 있다.Referring to FIG. 19 , the first electron beam irradiation module 910 and the second electron beam irradiation module 910 may be arranged at an angle based on a line perpendicular to the stage 530. The electron beam emitted from the first electron beam irradiation module 910 and the electron beam emitted from the second electron beam irradiation module 910 may be irradiated entirely to the plurality of micro light emitting devices 100. If the plurality of micro light emitting devices 100 can be irradiated as a whole by the first electron beam irradiation module 910, the second electron beam irradiation module 910 may be omitted.
이러한 구성에 의하면, 광검출부(600)가 복수 개의 발광소자가 방출하는 광을 직접 촬영할 수 있는 장점이 있다. 기판(10)의 두께가 너무 두꺼워 발광소자에서 방출되는 광의 강도가 약하거나, 기판(10)이 디스플레이 패널 기판 또는 GaAs 기판 같이 광을 잘 투과시키지 않는 경우에는 이러한 구조가 적합할 수 있다.According to this configuration, there is an advantage that the light detection unit 600 can directly capture light emitted by a plurality of light emitting devices. This structure may be suitable when the thickness of the substrate 10 is too thick and the intensity of light emitted from the light emitting device is low, or when the substrate 10 does not transmit light well, such as a display panel substrate or a GaAs substrate.
제1 전자빔 조사 모듈(910) 및/또는 제2 전자빔 조사 모듈(910)은 복수 개의 마이크로 발광소자의 일부 영역에만 전자빔을 조사할 수도 있다. 이때, 스테이지(530)는 수평 방향으로 이동할 수 있다. 따라서, 순차적으로 복수 개의 마이크로 발광소자(100)가 발광할 수 있다. 따라서, 제어부(700)는 광검출부(600)가 획득한 광 이미지를 분석하여 순차적으로 불량 소자를 검출할 수 있다. 또는 전체적으로 스캐닝이 끝난 이후에 불량 소자를 검출할 수도 있다.The first electron beam irradiation module 910 and/or the second electron beam irradiation module 910 may irradiate the electron beam only to some areas of the plurality of micro light emitting devices. At this time, the stage 530 can move in the horizontal direction. Accordingly, a plurality of micro light emitting devices 100 may sequentially emit light. Accordingly, the control unit 700 can sequentially detect defective devices by analyzing the optical image acquired by the photodetector 600. Alternatively, defective elements may be detected after overall scanning is completed.
도 20은 본 발명의 제7 실시예에 따른 검사 장치의 개념도이고, 도 21은 전자빔 유도부의 평면도이고, 도 22는 전자빔 유도부가 이동하는 상태를 보여주는 도면이다.FIG. 20 is a conceptual diagram of an inspection device according to a seventh embodiment of the present invention, FIG. 21 is a plan view of the electron beam guide unit, and FIG. 22 is a diagram showing a state in which the electron beam guide unit is moving.
도 20 및 도 21을 참조하면, 실시예에 따른 검사 장치는, 복수 개의 마이크로 발광소자(100)가 배치되는 스테이지(530), 복수 개의 마이크로 발광소자(100)에 전자빔을 조사하는 전자빔 조사부(200), 전자빔 조사부(200)와 복수 개의 마이크로 발광소자(100) 사이의 일부 영역에 배치되는 전자빔 유도부(300) 및 내부에 진공을 형성하는 챔버(500)를 포함한다.20 and 21, the inspection device according to the embodiment includes a stage 530 on which a plurality of micro light-emitting devices 100 are arranged, and an electron beam irradiation unit 200 that irradiates an electron beam to the plurality of micro light-emitting devices 100. ), an electron beam guide unit 300 disposed in a partial area between the electron beam irradiation unit 200 and the plurality of micro light emitting devices 100, and a chamber 500 that forms a vacuum therein.
전자빔 유도부(300)는 적어도 하나의 관통홀(310)을 포함할 수 있다. 실시예에서는 2개의 직사각형 형상의 관통홀(310)을 예시하였으나, 관통홀(310)의 개수는 1개일 수도 있고 3개 이상의 복수 개로 구성될 수도 있다. 또한, 관통홀의 형상은 직사각형 형상이 아닌 다양한 형상(원, 다각)일 수도 있다.The electron beam guide unit 300 may include at least one through hole 310. In the embodiment, two rectangular-shaped through-holes 310 are illustrated, but the number of through-holes 310 may be one or three or more. Additionally, the shape of the through hole may be of various shapes (circle, polygon) rather than a rectangular shape.
전자빔 유도부(300)는 전자빔 조사부(200)와 복수 개의 마이크로 발광소자(100) 사이의 일부 영역에 배치되고 이동 부재(320)에 의해 일 방향으로 이동할 수 있다. The electron beam guiding unit 300 is disposed in a partial area between the electron beam irradiating unit 200 and the plurality of micro light emitting devices 100 and can be moved in one direction by the moving member 320.
도 22를 참조하면, 이동 부재(320)에 의해 전자빔 유도부(300)가 일 방향으로 이동하면서 순차적으로 전자빔이 가속화될 수 있다. 이러한 구성에 의하면 전자빔 조사부(200)에 의해 전체적으로 전자빔이 방출되는 상태에서 전자빔 유도부(300)가 이동하는 지점에서는 전자빔이 상대적으로 가속될 수 있다.Referring to FIG. 22, the electron beam guide 300 may be sequentially accelerated while moving in one direction by the moving member 320. According to this configuration, the electron beam can be relatively accelerated at a point where the electron beam guide unit 300 moves while the electron beam is emitted as a whole by the electron beam irradiation unit 200.
즉, 전자빔 조사부(200)에서 전체적으로 전자빔을 방출하므로 일부 정상 발광소자(100)는 발광할 수 있다. 그러나 전자빔이 충분히 가속되지 않아 발광 이미지는 상대적으로 어두울 수 있다. 또는 일부 정상 발광소자(100)는 전자빔이 유효하게 입사되지 않아 발광하지 않을 수도 있다. 이러한 광 이미지는 유효하지 않은 것으로 처리될 수 있다.That is, since the electron beam irradiation unit 200 emits electron beams as a whole, some normal light emitting devices 100 can emit light. However, because the electron beam is not sufficiently accelerated, the luminescent image may be relatively dark. Alternatively, some normal light emitting devices 100 may not emit light because the electron beam is not effectively incident on them. These optical images may be treated as invalid.
전자빔 유도부(300)가 위치한 지점에서는 전자빔이 충분히 가속되어 상대적으로 많은 전자빔이 발광소자에 입사되므로 상대적으로 밝은 광 이미지가 검출될 수 있다. 따라서, 전자빔 유도부(300)가 이동하면서 순차적으로 전자빔을 가속시키고, 전자빔이 가속된 영역에서의 발광 이미지를 순차적으로 획득하여 정상 소자를 검출할 수 있다.At the point where the electron beam guide unit 300 is located, the electron beam is sufficiently accelerated and a relatively large number of electron beams are incident on the light emitting device, so that a relatively bright optical image can be detected. Accordingly, the electron beam guidance unit 300 moves and sequentially accelerates the electron beam, and a normal element can be detected by sequentially acquiring light emission images in the area where the electron beam is accelerated.
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 검사 방법을 보여주는 흐름도이고, 도 21a는 전자빔 측정부가 전자빔의 균일도를 측정하는 상태를 보여주는 도면이고, 도 22b는 제1 전극층과 전자빔 측정부가 복수 개의 영역으로 구분된 상태를 보여주는 도면이다.Figure 23 is a flowchart showing an inspection method according to an embodiment of the present invention, Figure 21a is a diagram showing a state in which the electron beam measurement unit measures the uniformity of the electron beam, and Figure 22b is a diagram showing the first electrode layer and the electron beam measurement unit being divided into a plurality of areas. This is a drawing showing the divided state.
도 1 및 도 23을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 검사 방법은, 챔버(500) 내부에 진공을 형성하는 단계(S10), 챔버(500) 내부에 배치된 마이크로 발광소자(100)에 전자빔을 조사하는 단계(S20); 마이크로 발광소자(100)의 발광 강도를 측정하는 단계(S30); 및 마이크로 발광소자(100)의 불량 여부를 판단하는 단계(S40)를 포함할 수 있다.Referring to Figures 1 and 23, the inspection method according to an embodiment of the present invention includes forming a vacuum inside the chamber 500 (S10), and micro light emitting device 100 disposed inside the chamber 500. irradiating an electron beam to (S20); Measuring the light emission intensity of the micro light emitting device 100 (S30); And it may include a step (S40) of determining whether the micro light emitting device 100 is defective.
챔버(500) 내부에 진공을 형성하는 단계(S10)는, 마이크로 발광소자(100)가 챔버(500) 내에 배치되면 진공펌프를 가동시켜 챔버(500) 내부의 진공을 10-5 Torr 이하로 조절할 수 있다. 챔버(500) 내의 진공을 10-5 Torr 이하로 조절하면 전자빔이 스캐터링되어 플라즈마가 형성되는 것을 방지할 수 있다.In the step (S10) of forming a vacuum inside the chamber 500, when the micro light emitting device 100 is placed in the chamber 500, the vacuum pump is operated to control the vacuum inside the chamber 500 to 10 -5 Torr or less. You can. By adjusting the vacuum in the chamber 500 to 10 -5 Torr or less, scattering of the electron beam can be prevented from forming plasma.
챔버(500) 내부에 배치된 마이크로 발광소자(100)에 전자빔을 조사하는 단계(S20)는, 전자빔 조사부(200)에 3000V 내지 5000V의 고전압을 1KHz 이하로 펄스 구동하고, 전자빔 유도부(300)에 8000V 내지 12000V의 양의 전압을 인가하여 전자빔을 가속시킬 수 있다.In the step (S20) of irradiating an electron beam to the micro light-emitting device 100 disposed inside the chamber 500, a high voltage of 3000V to 5000V is pulse driven at 1 KHz or less in the electron beam irradiation unit 200, and the electron beam guidance unit 300 is pulsed. The electron beam can be accelerated by applying a positive voltage of 8000V to 12000V.
전자빔이 마이크로 발광소자(100)에 조사되면 활성층에서 전자빔이 충돌하여 전자-정공쌍이 생성될 수 있다. 생성된 전자-정공쌍은 활성층의 장벽층에 의해 우물층에 구속될 수 있다. 구속된 전자과 정공은 재결합을 통해 가시광을 발광할 수 있다. When an electron beam is irradiated to the micro light emitting device 100, the electron beam may collide in the active layer to generate an electron-hole pair. The generated electron-hole pairs may be confined to the well layer by the barrier layer of the active layer. The confined electrons and holes can emit visible light through recombination.
마이크로 발광소자(100)에서 방출되는 가시광의 강도는 전자빔의 강도(또는 밀도)에 비례할 수 있다. 따라서, 마이크로 발광소자(100)에서 방출되는 광을 검출하여 불량 여부를 판단할 수 있도록 전자빔의 강도(또는 밀도)는 조절될 수 있다.The intensity of visible light emitted from the micro light emitting device 100 may be proportional to the intensity (or density) of the electron beam. Accordingly, the intensity (or density) of the electron beam can be adjusted so that light emitted from the micro light emitting device 100 can be detected to determine whether it is defective.
마이크로 발광소자(100)의 발광 강도를 측정하는 단계(S30)는, 광검출부(600)가 복수 개의 마이크로 발광소자(100)가 발광하는 이미지를 획득할 수 있다. 광검출부(600)는 카메라일 수 있으나 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 마이크로 발광소자(100)의 발광 여부를 검출할 수 있는 다양한 검출 장비가 제한 없이 적용될 수 있다.In the step S30 of measuring the light emission intensity of the micro light emitting device 100, the light detector 600 may acquire an image in which the plurality of micro light emitting devices 100 emit light. The light detection unit 600 may be a camera, but is not necessarily limited thereto, and various detection equipment capable of detecting whether the micro light emitting device 100 emits light may be applied without limitation.
광검출부(600)는 수집된 광 이미지를 전기적 신호로 변환한 후, 제어부(700)에 전달할 수 있다.The optical detector 600 may convert the collected optical images into electrical signals and then transmit them to the control unit 700.
이때, 필터(800)를 이용하여 발광소자에서 방출되는 제1 광 중에서 일부 파장대의 광만을 선택적으로 투과시킬 수도 있다. 이에 대한 자세한 설명은 도 10 내지 도 13에서 설명한 내용이 그대로 적용될 수 있다.At this time, the filter 800 may be used to selectively transmit only light in a partial wavelength range among the first light emitted from the light emitting device. For detailed explanation of this, the contents described in FIGS. 10 to 13 may be applied as is.
마이크로 발광소자(100)의 불량 여부를 판단하는 단계(S40)는, 각각의 마이크로 발광소자(100)에서 출사되는 광을 검출하여 정해진 기준 강도 이하의 광을 방출하는 마이크로 발광소자(100)를 불량으로 판단할 수 있다.The step (S40) of determining whether the micro light emitting device 100 is defective detects the light emitted from each micro light emitting device 100 and detects the micro light emitting device 100 that emits light below a predetermined standard intensity as defective. It can be judged as follows.
실시예에 따르면, 진공을 형성하는 단계(S10)와 전자빔을 조사하는 단계(S20) 사이에, 챔버(500) 내부에 배치된 전자빔 조사부(200)의 복수 개의 조사 영역에서 전자빔 강도를 측정하는 단계; 및 복수 개의 조사 영역 중에서 미리 정해진 강도 범위를 벗어나는 조사 영역의 전자빔 강도를 조절하는 단계를 포함할 수 있다.According to the embodiment, between the step of forming a vacuum (S10) and the step of irradiating the electron beam (S20), measuring the electron beam intensity in a plurality of irradiation areas of the electron beam irradiation unit 200 disposed inside the chamber 500 ; And it may include adjusting the electron beam intensity of a radiation area that is outside a predetermined intensity range among the plurality of radiation areas.
도 24a 및 도 24b를 참조하면, 전자빔 강도를 측정하는 단계는 마이크로 발광소자(100)에 전자빔을 조사하기 전에 먼저 전자빔 측정부(30)가 전자빔의 균일도를 측정할 수 있다. 전자빔 측정부(30)는 구동부(미도시)에 의해 측정시 전자빔 조사부(200)와 스테이지(530) 사이에 배치되고, 측정이 완료되면 전자빔 조사부(200)와 스테이지(530)의 사이에서 이탈할 수 있다.Referring to FIGS. 24A and 24B , in the step of measuring the electron beam intensity, the electron beam measuring unit 30 may first measure the uniformity of the electron beam before irradiating the electron beam to the micro light emitting device 100. The electron beam measuring unit 30 is placed between the electron beam irradiating unit 200 and the stage 530 during measurement by a driving unit (not shown), and can be separated between the electron beam irradiating unit 200 and the stage 530 when the measurement is completed. You can.
전자빔 측정부(30)는 복수 개의 감지 영역(P1 내지 P24)으로 구분될 수 있다. 복수 개의 감지 영역(P1 내지 P24)은 복수 개의 조사 영역(S1 내지 S24)과 서로 매칭되게 배치될 수 있다. 따라서, 복수 개의 감지 영역(P1 내지 P24)에서 측정한 값을 이용하여 어느 조사 영역의 전자빔이 불균일한지 판단할 수 있다.The electron beam measuring unit 30 may be divided into a plurality of detection areas (P1 to P24). The plurality of sensing areas (P1 to P24) may be arranged to match the plurality of irradiation areas (S1 to S24). Therefore, it is possible to determine in which irradiation area the electron beam is non-uniform using the values measured in the plurality of detection areas (P1 to P24).
전자빔 강도를 조절하는 단계는 상대적으로 전자빔의 강도가 불균일한 지점을 검출하여 해당 영역의 전자빔 강도가 미리 정해진 기준 범위(또는 평균 강도)와 매칭되도록 조정할 수 있다. In the step of adjusting the electron beam intensity, a point where the electron beam intensity is relatively uneven can be detected and the electron beam intensity in the corresponding area can be adjusted to match a predetermined reference range (or average intensity).
예시적으로 전자빔의 강도가 약한 지점은 조사 영역의 전압 레벨을 높일 수 있고, 전자빔의 강도가 강한 지점은 조사 영역의 전압 레벨을 낮출 수 있다.For example, a point where the electron beam intensity is weak may increase the voltage level of the irradiation area, and a point where the electron beam intensity is strong may lower the voltage level of the irradiation area.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the above description focuses on the examples, this is only an example and does not limit the present invention, and those skilled in the art will be able to You will see that various variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the examples can be modified and implemented. And these variations and differences in application should be construed as being included in the scope of the present invention as defined in the appended claims.
Claims (20)
상기 복수 개의 마이크로 발광소자에 전자빔을 조사하는 전자빔 조사부;
상기 복수 개의 마이크로 발광소자에서 방출된 광의 이미지를 획득하는 광검출부;
상기 전자빔 조사부와 상기 복수 개의 마이크로 발광소자 사이에 배치되는 전자빔 유도부; 및
상기 광검출부가 획득한 광 이미지를 기초로 상기 복수 개의 마이크로 발광소자의 불량 여부를 판단하는 제어부를 포함하는, 검사장치.A stage on which a plurality of micro light emitting devices are arranged;
an electron beam irradiation unit that radiates electron beams to the plurality of micro light emitting devices;
a light detection unit that acquires an image of light emitted from the plurality of micro light emitting devices;
an electron beam guiding unit disposed between the electron beam irradiation unit and the plurality of micro light emitting devices; and
An inspection device comprising a control unit that determines whether the plurality of micro light emitting devices are defective based on the optical image acquired by the light detection unit.
상기 전자빔 유도부는 상기 전자빔이 통과하는 적어도 하나의 관통홀을 포함하는, 검사장치.According to paragraph 1,
The electron beam guide part includes at least one through hole through which the electron beam passes.
상기 전자빔 유도부는 메쉬 형상을 갖는, 검사장치.According to paragraph 2,
An inspection device wherein the electron beam guide part has a mesh shape.
상기 전자빔 유도부의 적어도 하나의 관통홀은 길게 연장 형성된 검사장치.According to paragraph 2,
An inspection device in which at least one through hole of the electron beam guide part extends long.
상기 전자빔 유도부는 상기 스테이지의 일부 영역에 대응되는 면적을 갖고,
상기 전자빔 유도부는 상기 스테이지와 상기 전자빔 조사부 사이에서 일방향으로 이동하는 검사장치.According to paragraph 2,
The electron beam guide has an area corresponding to a partial area of the stage,
An inspection device in which the electron beam guidance unit moves in one direction between the stage and the electron beam irradiation unit.
상기 전자빔 조사부와 상기 마이크로 발광소자 사이의 제1 거리와, 상기 전자빔 조사부와 상기 전자빔 유도부 사이의 제2 거리의 비(제1 거리: 제2 거리)는 1: 0.6 내지 1: 0.99인, 검사장치.According to paragraph 1,
The ratio of the first distance between the electron beam irradiation unit and the micro light emitting element and the second distance between the electron beam irradiation unit and the electron beam guide unit (first distance: second distance) is 1: 0.6 to 1: 0.99, the inspection device .
상기 전자빔 유도부는,
상기 전자빔 조사부와 복수 개의 마이크로 발광소자 사이에 배치되는 제1 전자빔 유도부, 및
상기 제1 전자빔 유도부와 상기 복수 개의 마이크로 발광소자 사이에 배치되는 제2 전자빔 유도부를 포함하는, 검사장치.According to paragraph 1,
The electron beam guide unit,
A first electron beam guiding unit disposed between the electron beam irradiation unit and a plurality of micro light emitting elements, and
An inspection device comprising a second electron beam guide disposed between the first electron beam guide and the plurality of micro light emitting devices.
상기 전자빔 조사부는 전극층, 상기 전극층 상에 형성되어 상기 복수 개의 마이크로 발광소자를 향해 전자를 방출하는 복수 개의 에미터, 및 상기 전극층과 이격 배치되는 게이트 전극을 포함하고,
상기 에미터는 탄소나노튜브를 포함하는 검사장치.According to paragraph 1,
The electron beam irradiation unit includes an electrode layer, a plurality of emitters formed on the electrode layer to emit electrons toward the plurality of micro light-emitting devices, and a gate electrode spaced apart from the electrode layer,
The emitter is an inspection device including a carbon nanotube.
상기 전자빔 유도부에 인가되는 전압 레벨은 상기 게이트 전극에 인가되는 전압 레벨보다 높은, 검사장치.According to clause 8,
An inspection device wherein the voltage level applied to the electron beam guide is higher than the voltage level applied to the gate electrode.
상기 복수 개의 마이크로 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하고,
상기 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층은 전자빔이 조사되면 각각 광을 방출하는, 검사장치. According to paragraph 1,
The plurality of micro light emitting devices include a first conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer,
The first conductivity type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity type semiconductor layer each emit light when irradiated with an electron beam.
상기 광검출부에 입사되는 광을 일부 차폐하는 필터를 포함하고,
상기 필터는 상기 활성층에서 방출된 제1 광은 투과시키고, 상기 제1 도전형 반도체층 또는 제2 도전형 반도체층에서 방출한 제2 광은 차단하는, 검사장치.According to clause 10,
It includes a filter that partially blocks light incident on the light detection unit,
The filter transmits the first light emitted from the active layer and blocks the second light emitted from the first conductivity type semiconductor layer or the second conductivity type semiconductor layer.
상기 광검출부에 입사되는 광을 일부 차폐하는 필터 어레이를 포함하고,
상기 필터 어레이는 상기 복수 개의 마이크로 발광소자의 활성층에서 출사되는 제1 광의 전체 파장대역 중에서 제1 파장대역의 광을 선택적으로 투과시키는 제1 필터, 및 상기 제1 광의 전체 파장대역 중에서 상기 제1 파장대역과 다른 제2 파장대역의 광을 선택적으로 투과시키는 제2 필터를 포함하고,
상기 제1 광은 청색광, 녹색광, 및 적색광 중에 어느 하나인 검사장치.According to clause 10,
It includes a filter array that partially blocks light incident on the light detection unit,
The filter array includes a first filter that selectively transmits light in a first wavelength band among the entire wavelength band of the first light emitted from the active layer of the plurality of micro light emitting devices, and a first filter that selectively transmits light in a first wavelength band among the entire wavelength band of the first light. It includes a second filter that selectively transmits light in a second wavelength band different from the band,
The first light is one of blue light, green light, and red light.
상기 필터 어레이는 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터를 선택적으로 상기 광검출부 상에 배치하는 구동부를 포함하는, 검사장치.According to clause 12,
The filter array includes a driving unit that selectively disposes the first filter and the second filter on the light detection unit.
상기 전자빔 조사부에 진동을 부여하는 진동 유닛을 포함하는, 검사장치.According to paragraph 1,
An inspection device comprising a vibration unit that applies vibration to the electron beam irradiation unit.
상기 스테이지 또는 상기 전자빔 유도부는 일방향으로 이동함으로써 상기 전자빔 유도부와 중첩되는 마이크로 발광소자는 상기 전자빔 유도부의 관통홀로 노출되는 검사장치.According to paragraph 2,
An inspection device in which the stage or the electron beam guide moves in one direction, so that the micro light emitting device overlapping with the electron beam guide is exposed through a through hole of the electron beam guide.
상기 스테이지, 상기 전자빔 조사부, 및 상기 전자빔 유도부가 내부에 배치되는 챔버; 및
상기 챔버 내부에 진공을 형성하는 진공펌프를 포함하는, 검사장치.According to paragraph 1,
a chamber in which the stage, the electron beam irradiation unit, and the electron beam guidance unit are disposed; and
An inspection device comprising a vacuum pump that creates a vacuum inside the chamber.
상기 전자빔 조사부 및 상기 전자빔 유도부를 수용하는 하우징; 및
상기 하우징을 이동시키는 이동 모듈을 포함하고,
상기 하우징에서 출사된 전자빔은 상기 복수 개의 마이크로 발광소자의 일부에만 조사되고 상기 전자빔의 조사 영역은 상기 이동 모듈에 의해 일방향으로 이동하는, 검사장치.According to paragraph 1,
a housing accommodating the electron beam irradiation unit and the electron beam guidance unit; and
It includes a movement module that moves the housing,
An inspection device wherein the electron beam emitted from the housing is irradiated only to a portion of the plurality of micro light-emitting devices, and the irradiation area of the electron beam is moved in one direction by the movement module.
상기 하우징은 상기 스테이지와 수직한 가상선을 기준으로 기울어지게 배치되는, 검사장치.According to clause 17,
The housing is disposed at an angle based on an imaginary line perpendicular to the stage.
상기 챔버 내부에 배치된 복수 개의 마이크로 발광소자에 전자빔을 조사하는 단계;
상기 복수 개의 마이크로 발광소자의 발광 강도를 측정하는 단계; 및
상기 복수 개의 마이크로 발광소자의 불량 여부를 판단하는 단계를 포함하고,
상기 전자빔은 전자빔 조사부와 상기 복수 개의 마이크로 발광소자 사이에 배치되는 전자빔 유도부에 의해 가속되어 상기 복수 개의 마이크로 발광소자에 주입되는 검사방법.forming a vacuum inside the chamber;
irradiating an electron beam to a plurality of micro light emitting devices disposed inside the chamber;
Measuring the light emission intensity of the plurality of micro light emitting devices; and
Comprising the step of determining whether the plurality of micro light emitting devices are defective,
An inspection method in which the electron beam is accelerated by an electron beam guider disposed between the electron beam irradiation unit and the plurality of micro light-emitting devices and is injected into the plurality of micro light-emitting devices.
상기 발광 강도를 측정하는 단계는,
상기 복수 개의 마이크로 발광소자의 활성층에서 방출된 제1 광의 전체 파장대역 중에서 일부 파장대역의 광을 선택적으로 투과시키는 검사방법.According to clause 19,
The step of measuring the luminous intensity is,
An inspection method for selectively transmitting light in a partial wavelength band among the entire wavelength band of the first light emitted from the active layer of the plurality of micro light emitting devices.
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