過去幾年來,Micro LED在產(chǎn)業(yè)持續(xù)挹注資源大力推動下,已在新興顯示技術(shù)中確認(rèn)地位,并且開始進(jìn)入商轉(zhuǎn)過程。在此關(guān)鍵時刻,良率提升以及優(yōu)化成本,成為產(chǎn)業(yè)的關(guān)注焦點(diǎn)。如何通過改進(jìn)制程來同時達(dá)成這兩項(xiàng)目標(biāo),無疑是現(xiàn)階段投入Micro LED研發(fā)的廠商們最急迫的挑戰(zhàn)。
為了將Micro LED的良率持續(xù)拉升,檢測因而成為在不同制程階段的重要步驟。相關(guān)廠商皆致力于指認(rèn)出芯片的缺陷或是其他相關(guān)問題。然而,由于Micro LED的芯片尺寸比傳統(tǒng)LED小100倍以上,檢測的數(shù)量又成數(shù)萬倍成長,現(xiàn)有的檢測方案不但難以提供相對應(yīng)的檢測分辨率,也無法快速處理如此大量的芯片。也因此,具備更高分辨率及準(zhǔn)確度的檢測方案,將是決定Micro LED顯示技術(shù)能否加快商品化腳步的關(guān)鍵。
而在Micro LED顯示技術(shù)制程中,檢測的要點(diǎn)有哪些?相關(guān)設(shè)備廠商又能帶來哪些助益?針對這些問題,LEDinside對以色列的檢測設(shè)備新創(chuàng)公司InZiv進(jìn)行訪談,由其執(zhí)行長David Lewis進(jìn)一步說明創(chuàng)新檢測方案在Micro LED量產(chǎn)制程中所扮演的核心角色。
圖片來源:InZiv
結(jié)合光測PL及電測EL的高分辨率檢測程序能檢驗(yàn)小于1 μm的LED芯片
LED檢測可依據(jù)測量原理分為光致發(fā)光測試(Photoluminescence; PL)及電致發(fā)光測試(Electroluminescence; EL),前者通過光學(xué)方式照射或掃過LED來檢測,后者則是藉由通電來確認(rèn)LED是否正常運(yùn)作。兩者皆可用來檢測LED的功能是否正常且符合業(yè)界標(biāo)準(zhǔn),也各有利弊。
PL可以在不接觸且不損壞LED芯片的情況下進(jìn)行測試,但準(zhǔn)確度較EL測試低。而EL測試雖然較準(zhǔn)確,但需要通過物理性的探針接觸方式來進(jìn)行通電測試,而在Micro LED芯片尺寸非常微小的狀況下,挑戰(zhàn)性更高一層。
而InZiv的高分辨率解決方案,則是將兩種測試方式結(jié)合起來。首先以大范圍的PL掃描,指認(rèn)出需要進(jìn)一步檢測的區(qū)塊,再以更精細(xì)的高分辨率的nano-PL針對這些區(qū)域進(jìn)行檢測,找出更多信息。nano-PL測試已能夠達(dá)到100 nm的分辨率。最后,再采用nano-EL測試補(bǔ)強(qiáng),確保檢測范圍內(nèi)的芯片皆能運(yùn)作。
「一片標(biāo)準(zhǔn)的Micro LED晶圓通常包含上百萬顆芯片,通過此三階段篩選測試方案,InZiv能將需要高分辨率檢測的范圍縮小,控制EL檢測規(guī)模?!筁ewis說明,如此一來,檢測的速率能夠大幅提升,檢測成本也因此降低,同時,原本正常運(yùn)作的LED芯片也不會因檢測而造成損害。
至于檢測的精密度,Lewis則驕傲地秀出數(shù)據(jù):「我們的檢測方案能夠用在1 μm甚至以下的芯片尺寸,并可達(dá)到100 nm的精準(zhǔn)度跟重復(fù)率(± 10%)?!?/p>
圖片來源:InZiv
建立芯片特征及缺陷數(shù)據(jù)庫改善Micro LED制程
有效率的檢測方案不僅要提升技術(shù)精度,更提供全面性的檢測找出芯片的缺陷問題,進(jìn)而協(xié)助廠商檢視Micro LED制造過程并能加以改善。因此,InZiv也在其高分辨率檢測方案中,針對Micro LED芯片的各項(xiàng)特征進(jìn)行細(xì)部檢視,讓客戶得以重新確認(rèn)芯片的缺陷來源,由此調(diào)整制程以提升良率。
Lewis強(qiáng)調(diào):「InZiv能以比目前市場上的方案高出10倍的超高分辨率來檢測Micro LED芯片?!?/p>
Micro LED廠商能夠藉此全方位檢視不同的芯片特色,包括光學(xué)及光譜的不規(guī)則處、奈米等級的3D結(jié)構(gòu)、出光角度、發(fā)光效率及散熱特性,還有光學(xué)及結(jié)構(gòu)上相對應(yīng)的邊墻結(jié)構(gòu)等。藉由分析這些特性,廠商便能抽絲剝繭而找出制程中造成缺陷的問題,對癥下藥解決難題。
通過PL大范圍掃描以及后續(xù)的nano-PL跟nano-EL檢測階段,InZiv企圖整合搜集到的芯片信息加以分門別類,建置在線數(shù)據(jù)庫。并扮演著Micro LED制程中承先啟后的關(guān)鍵角色,讓客戶在確認(rèn)芯片良率的同時,也能回頭優(yōu)化制程。
InZiv持續(xù)專注研發(fā),拓展檢測設(shè)備產(chǎn)品線對應(yīng)不同Micro LED制程階段
隨著Micro LED顯示技術(shù)逐漸從研發(fā)樣本轉(zhuǎn)向商業(yè)量產(chǎn),InZiv認(rèn)為業(yè)界對于檢測設(shè)備的需求將會持續(xù)增長,「我們的目標(biāo)則是要提供相應(yīng)于各個不同制程階段的檢測方案,成為Micro LED技術(shù)進(jìn)展的第一線后援?!筁ewis強(qiáng)調(diào)。
Lewis指出,InZiv已經(jīng)推出Micro LED的晶圓片檢測方案,目前能在25分鐘以內(nèi)以PL方案完整檢驗(yàn)單片6吋晶圓片,并希望在明年能將檢測時間縮短至15分鐘以內(nèi)。同時,InZiv也正打造能夠檢測整個晶圓片的EL方案。
除了持續(xù)提升晶圓檢測的速率跟精準(zhǔn)度,InZiv也積極研發(fā)針對其他制程的檢測方案,現(xiàn)階段正與上下游廠商討論Micro LED巨量轉(zhuǎn)移后的檢測,之后也希望能參與面板階段的檢測。
「InZiv當(dāng)前的目標(biāo)是延伸產(chǎn)品線,以更符合不同的Micro LED制程需求?!筁ewis表示,由于Micro LED顯示技術(shù)依然蓬勃發(fā)展中,生態(tài)圈內(nèi)的廠商,皆對創(chuàng)新技術(shù)抱持開放態(tài)度,并期待有更多新技術(shù)投入,加快突破當(dāng)前瓶頸。這個產(chǎn)業(yè)氛圍也讓InZiv能夠跟產(chǎn)業(yè)鏈建立起更密切的合作關(guān)系。
InZiv已經(jīng)開始與多家Micro LED領(lǐng)導(dǎo)廠商合作并且廣受好評。隨著市場持續(xù)成長,InZiv也看好不同階段的Micro LED技術(shù)研發(fā)對于高分辨率檢測方案的需求都將開始爆發(fā)。(文:LEDinside Yining)
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