浜松ホトニクス㈱は、ウエハー上のマイクロLEDの外観、輝度、発光波長の異常を高速で検査できる「MiNY（マイニー）PL マイクロLED PL検査装置 C15740-01」を開発した。この新製品によって、ディスプレー用途に向けて良品率の向上が進められているマイクロLEDの良否を短時間で判定し、研究開発の効率を高めることができる。また、将来の量産ラインで効率的な全数検査が可能になると期待できる。価格は税別1億円。年間で初年度に5台、3年後に10台の販売を目標とする。

マイクロLEDは小さすぎて検査が難しい

　マイクロLEDとは、1辺が100μｍ以下のLEDチップを指す。これを精密に並べて画素として用いるディスプレーを「マイクロLEDディスプレー」と呼び、液晶や有機ELなどに次ぐ次世代ディスプレー技術として期待されている。マイクロLEDディスプレーは、液晶や有機ELに比べて高輝度、低消費電力、長寿命であり、今後の市場拡大が見込まれており、研究開発が進められている。

　通常のLEDは、ウエハー1枚の上に数万個が形成され、チップの1辺が300～350μmであるため、可視光の画像による外観検査に加え、LED 1つ1つに針を当てて通電し、光らせて発光特性を検査するエレクトロルミネッセンス（EL）検査を実施している。だが、マイクロLEDはウエハー1枚に数百万個も形成され、1辺が100μｍ以下ときわめて小さいため、EL検査による全数検査は現実的ではなかった。

可視光とPLで全数検査

　こうした状況に対応するため、新製品は可視光とフォトルミネッセンス（PL）による2種類の画像から、ウエハー上のマイクロLEDの外観、輝度、発光波長の異常を高速で検査する。マイクロLEDが形成された直径約150mmのウエハーをセットし、可視光像からマイクロLEDの欠けや傷などの外観情報を取得する。その後、PLによる画像から輝度と発光波長の情報を取得し、これらを組み合わせて解析して良品と不良品を判定する。

　独自の光学設計技術で開発した光学部品を用いるとともにカメラの構成を工夫し、ウエハー全面に形成されたマイクロLEDの輝度のみならず、発光波長も分光器を用いることなくPL像から同時に取得できるイメージングモジュールを開発した。また、照射面に対して強さが均一で安定した光をマイクロLEDに照射しPL像を取得するため、信頼性の高い計測結果を得ることができる。

　主な仕様は、▽対応ウエハーサイズ＝6インチ（他サイズ応相談）、▽計測時間＝約20分（対物レンズ10倍、PL計測、計測エリア100×100mm時）、▽PL計測波長＝RGB、▽空間分解能1μm／ピクセル（対物レンズ10倍時）、▽外形寸法2000×1130×1878mm、▽重量1800㎏、▽クリーンルーム対応可。

電子デバイス産業新聞 編集長　津村 明宏