(57)【要約】【課題】大面積基板上に形成された複数の電子デバイスを検査するための方法及び装置が開示されている。【解決手段】一実施例において、本装置は検査されるべき基板の大きさよりもちょっと幅広い少なくとも１つのチャンバ内で、一線形軸において前記基板上において検査を行なう。クリーンルームのスペース及びプロセスの時間は、システムのより小さいサイズ及び容量によって最小化される。【選択図】図６
2006317437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動可能な基板支持体と、
前記基板支持体上の少なくとも１つの検査コラムとを含み、
前記基板支持体は単一軸方向に移動可能であり、前記単一軸は前記少なくとも１つの検査コラムの光軸に直交している大面積基板上の電子デバイスを検査するための装置。
【請求項２】
前記基板支持体は検査チャンバ内に収容されている請求項１の装置。
【請求項３】
前記検査チャンバは真空ポンプに接続されている請求項２の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの検査コラムは検査領域を有する電子ビームコラムである請求項１の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの電子ビームコラムの検査領域は第１の方向において、約２３０ｍｍ〜約２７０ｍｍであり、前記第１の方向に直交する方向において、約３４０ｍｍ〜約３８０ｍｍである請求項４の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの電子ビームコラムの前記テスト領域は第１の方向において、約３２５ｍｍ〜約３７５ｍｍであり、前記第１の方向に直交する方向において、約２４０ｍｍ〜約２９０ｍｍである請求項４の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つの検査コラムは６個若しくはそれ以上の検査コラムを含む請求項１の装置。
【請求項８】
前記基板支持体はさらにエンド・エフェクタを含む請求項１の装置。
【請求項９】
前記６個若しくはそれ以上の検査コラムは前記基板支持体上に、実質的に直線上にある請求項７の装置。
【請求項１０】
前記６個若しくはそれ以上の検査コラムは基板の長さ若しくは幅を検査するに十分な集合的な検査領域を形成する請求項９の装置。
【請求項１１】
大面積基板を支持するための支持表面を有する検査プラットホームと、
前記検査プラットホームに接続された複数の検査コラムとを含み、
前記複数の検査コラムのそれぞれは検査領域内に光軸を有し、
前記検査プラットホームは前記光軸に対し線形方向に移動可能であり、
前記複数の検査コラムは前記基板が前記システムを通過移動するにつれ、基板の幅若しくは長さを検査するに十分な集合的検査領域を有する大面積基板上の電子デバイスを検査するための装置。
【請求項１２】
前記線形の方向は光軸に対し直交している請求項１１の装置。
【請求項１３】
前記光軸は垂直方向であり、前記線形の方向は前記垂直方向に直交している請求項１１の装置。
【請求項１４】
前記検査プラットホームはエンドエフェクタを有する基板支持体を含む請求項１１の装置。
【請求項１５】
前記検査プラットホームは検査チャンバ内にあり、前記検査チャンバは真空ポンプに結合している請求項１１の装置。
【請求項１６】
チャンバと、
基板を受容する大きさの、前記チャンバ内の基板支持体と、
各々が検査領域を有しており、前記チャンバの上側表面に結合された複数の検査デバイスとを含み、
前記複数の検査デバイスは前記基板が前記システム内を移動するにつれ、前記基板の長さ若しくは幅をテストするに十分な集合的な検査領域を形成するよう離間している大面積基板上の電子デバイスを検査するためのシステム。
【請求項１７】
前記複数の検査デバイスの各々は光軸を有しており、前記基板支持体は前記光軸に直交する方向に移動可能である請求項１６のシステム。
【請求項１８】
前記チャンバはチャンバへの、及び、チャンバからの１つ以上のプローバの搬送を行なう移動可能な側壁を有する請求項１６のシステム。
【請求項１９】
前記複数の検査デバイスは少なくとも６個の電子ビームコラムを含む請求項１６のシステム。
【請求項２０】
前記複数の検査デバイスは実質的に一直線上にある請求項１９のシステム。
【請求項２１】
前記基板支持体はエンドエフェクタを含む請求項１６のシステム。
【請求項２２】
前記複数の検査デバイスの各々の検査領域はＹ方向において約２３０ｍｍ〜約２７０ｍｍであり、Ｘ方向において約３４０ｍｍ〜約３８０ｍｍである請求項１６のシステム。
【請求項２３】
前記複数の検査デバイスの各々の検査領域はＹ方向において約３２５ｍｍ〜約３７５ｍｍであり、Ｘ方向において約２４０ｍｍ〜約２９０ｍｍである請求項１６のシステム。
【請求項２４】
下側表面上に複数の接触ピンを有する矩形のフレームを形成する複数の構造部材と、
前記複数の接触ピンと通信を行なう少なくとも１つの電気接触接続ブロックと
を含むプローバ・フレームを含むことを特徴とする大面積基板上の電子デバイスを検査するための装置。
【請求項２５】
前記複数の構造部材のそれぞれは四角形、三角形若しくはそれらの組み合わせである請求項２４の装置。
【請求項２６】
前記電子デバイスは薄膜トランジスタである請求項２４の装置。
【請求項２７】
前記プローバ・フレームは前記大面積基板の大きさと等しいか若しくはそれ以上の大きさを有する請求項２４の装置。
【請求項２８】
前記複数の構造部材の１つ以上は２つのメージャーサイドと、少なくとも１つのマイナーサイドを含み、メジャーサイドの少なくとも１つは斜めになっている請求項２４の装置。
【請求項２９】
前記プローバ・フレームはさらに、前記四角形のフレームの少なくとも２つの平行なサイドの間に設けられた少なくとも１つのプローバ・バーを含む請求項２４の装置。
【請求項３０】
前記少なくとも１つのプローバ・バーは下方の表面上に複数の接触ピンを含む請求項２９の装置。
【請求項３１】
前記少なくとも１つのプローバ・バーは断面形状を有し、その断面形状は四角形か三角形か若しくはその組み合わせである請求項２９の装置。
【請求項３２】
前記少なくとも１つのプローバ・バーは２つのメジャーサイドと少なくとも１つのマイナーサイドを有し、少なくとも前記メジャーサイドのうちの少なくとも１つは斜めになっている請求項２９の装置。
【請求項３３】
前記少なくとも１つのプローバ・バーは前記四角形のフレームに対して移動可能である請求項２９の装置。
【請求項３４】
複数の検査デバイスの下方に基板支持体を設け、
前記基板支持体上に前記複数の電子デバイスを有する基板を位置せしめ、
前記複数の検査コラムからの前記基板の検査領域をもたらし、
前記複数の検査コラムに対して単一の方向軸において前記基板支持体を動かすことを含む大面積基板上の複数のデバイスを検査するための方法。
【請求項３５】
前記検査領域は第１の方向において約１９５０ｍｍ〜約２２５０ｍｍの間にあり、前記第１の方向に直交する方向において、約２４０ｍｍ〜約２９０ｍｍの間にある請求項３４の方法。
【請求項３６】
前記検査領域は第１の方向において約１９２０ｍｍ〜約２３２０ｍｍの間にあり、前記第１の方向に直交する方向において、約３２５ｍｍ〜約３７５ｍｍの間にある請求項３４の方法。
【請求項３７】
前記電子デバイスのそれぞれは薄膜トランジスタである請求項３４の方法。
【請求項３８】
前記複数の検査デバイスのそれぞれは電子ビームコラムである請求項３４の方法。
【請求項３９】
前記動かすステップは単一の方向軸において前記基板を断続的に動かすことを含む請求項３４の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明の実施例は、主に、基板のための検査システムに関する。より詳細には、本発明はフラット・パネル・ディスプレイの生産において大面積基板のための集積化された検査システムに関する。
【関連技術の説明】
【０００２】
フラット・パネル・ディスプレイは、しばしばアクティブ・マトリックス・液晶表示（ＬＣＤ’s）とも称されるが、近年、過去の電子管の代替品として世界中において普及しつつある。ＬＣＤは、より高度の画像品質、より軽量な重さ、より低い電圧要件、及び低い電力消費を含む、いくつかのＣＲＴを上回る利点を有する。このディスプレイは、少し例示するだけでも、コンピュータのモニタ、携帯電話、テレビにおいて多くの応用例を有する。
【０００３】
アクティブ・マトリックスＬＣＤの１つのタイプはフラット・パネル基板を形成するために薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）のアレイ基板とカラー・フィルタ基板との間に挟まれた液晶材料を含む。このＴＦＴ基板は薄膜トランジスタのアレイを含み、それぞれは画素電極に結合されており、カラーフィルタ基板は異なるカラーフィルタの部分と共通電極を含む。所定の電圧が画素電極に印加されると、電界が画素電極と、共通電極との間に形成され、特定の画素を介して光が通過するよう液晶材料の方向付けを行なう。
【０００４】
製造プロセスの一部分として、画素の動作性を決めるために、フラット・パネル基板の検査を行なうことが必要である。電圧によるイメージング、チャージ・センシング、及び電子ビームの検査は、製造プロセスの間の欠陥をモニター若しくはトラブルシュートするために用いられるプロセスである。典型的な電子ビームの検査プロセスにおいて、画素内のＴＦＴの応答は欠陥情報を提供するためにモニターされる。電子ビームの検査の一例では、所定の電圧がＴＦＴに印加され、電子ビームは調査される個々の画素電極に向けられる。画素電極エリアから放出される二次電子がＴＦＴの電圧を決定するために感知される。
【０００５】
プロセスのスループット時間と同様に、処理装置の大きさは、経済的な観点及び設計の観点の両者から、フラット・パネル・ディスプレイ製造者にとって大きな関心事である。現在のフラット・パネル・ディスプレイ処理装置は一般に、約２２００ｍｍ×約２５００ｍｍ及びそれより大きな面積の基板を収容する。このより大きいディスプレイの需要、増加する生産性の要求、及びより低い生産コストの要求は、より大きいサイズの基板を収容し、クリーンルームのスペースを最小化し得る新しい検査システムの必要性を創造した。
【０００６】
従って、クリーンルームのスペースを最小化し、検査時間を短縮する、より大きな面積の基板上で検査を行なう検査システムの必要性がある。
【発明の要約】
【０００７】
本発明は主に、複数の電子ビーム・コラムからの電子ビームの下に基板を動かすことによって、検査シーケンスを実行する、基板上の電子デバイスを検査するための方法及び装置を提供する。この複数の電子ビーム・コラムは基板の全体の幅若しくは長さを検査するように集合的な検査領域を形成する。基板は基板全体が電子ビームの照射対象となるまで、検査領域に対して一方向に動かされる。１つ以上のロード・ロック・チャンバに結合されうる検査チャンバが開示され、この検査チャンバはロード・ロック・チャンバとしても機能し得る。
【０００８】
一実施例において、大面積基板上の電子デバイスを検査するための装置が記述される。この装置は移動可能な基板支持体と、この基板支持体上にある、少なくとも１つの検査コラムを含み、この基板支持体は単一軸方向に移動可能であり、その単一軸方向は少なくとも１つの検査コラムの光学軸に直交している。
【０００９】
別の実施例において、大面積基板上に位置する電子デバイスを検査するための装置が記述される。この装置は大面積基板を支持するための支持表面を有する検査プラットフォームと、この検査プラットフォームに結合される複数の検査コラム等を含み、前記複数の検査コラムのそれぞれは検査領域内に光学軸を有し、前記検査プラットフォームは光軸に対して線形方向に移動可能であり、前記複数の検査コラムは、前記基板がシステムを通過するとき、基板の幅若しくは長さをテストするに十分な集合的な検査領域を有する。
【００１０】
別の実施例においては、大面積基板上の電子デバイスを検査するためのシステムが記述される。このシステムはチャンバと、このチャンバ内にあり、基板を受ける大きさの基板支持体と、チャンバの上側の表面に結合された複数の検査デバイスとを含み、この複数の検査デバイスのそれぞれは検査領域を有し、複数の検査デバイスは、基板がシステムを通過するときに、基板の長さ若しくは幅をテストするに十分な集合的な検査領域を形成するよう離間している。
【００１１】
別の実施例において、大面積基板上の複数の電子デバイスをテストするための方法が記述されている。この方法は複数の検査デバイスの下に設けられた基板支持体を提供し、複数の電子デバイスを有する基板を、その基板支持体上に位置せしめ、基板上に、複数の検査コラムによる検査領域を提供し、複数の検査コラムに対して単一の方向軸において、基板支持体を動かすことを含む。
【詳細な説明】
【００１２】
本明細書において用いられている基板という用語は、一般に、その上に形成された電子デバイスを有するためのガラスでできた基板、重合体部材、若しくは、他の基板部材を指す。本応用例において描かれる実施例は、垂直方向の動き、水平方向の動き、及びそれらの組み合わせをもたらす、空気圧シリンダ、油圧シリンダ、磁気ドライブ、ステッパー、若しくは、サーボモータ、若しくは、他のタイプの機械装置、又は、説明される動きの一部分を少なくとも提供するための他のデバイス等のうちの、１つ若しくはその組み合わせであるかもしれない、様々なドライブ、モータ、及びアクチュエータに言及するものである。
【００１３】
本明細書において説明される様々なコンポーネントは水平方向及び垂直方向の平面内での独立な動きをすることができる。垂直とは水平平面に直交する動きとして定義され、Ｚ方向として参照される。水平とは垂直平面に直交する動きとして定義され、Ｘ若しくはＹ方向として参照され、Ｘ方向はＹ方向に直交する動きであり、またその逆でもある。Ｘ、Ｙ、及びＺ方向は更に読者を助けるために図中において必要に応じて、方向性のある差込図により定義される。
【００１４】
図１は、例えば、約２２００ｍｍ×２６００ｍｍ、又はそれを超える大きさを有する大面積基板などの、大きい面積のフラット・パネル基板上にある電子デバイスの動作性を検査するインライン検査システム１００の一実施例の等角投影図である。この検査システム１００は検査チャンバ１１０、１つ以上のロード・ロック・チャンバ１２０Ａ、１２０Ｂ、及び複数の検査コラム１１５（図１中では６個示されている）を含み、それらは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等の大面積基板上に設けられた電子デバイスを検査するための電子ビーム・コラム、若しくはその他のデバイスである。検査システム１００は、典型的には、クリーンルームの環境に置かれ、１つ以上の大面積基板を検査システム１００Ａと又はそれから搬送するロボット装置若しくはコンベアシステム等の基板ハンドリング装置を含む生産システムの一部分である。
【００１５】
１つ以上のロード・ロック・チャンバ１２０Ａは、ロード・ロック・チャンバ１２０Ａと検査チャンバ１１０との間に設けられたバルブ１３５Ａ、及び、ロード・ロック・チャンバ１２０Ｂと検査チャンバ１１０との間に設けられたバルブ１３５Ｂによって、検査チャンバ１１０の一方の側若しくは両方の側において、検査チャンバ１１０の近傍に設けられ、且つ、それに接続されている。ロード・ロック・チャンバ１２０Ａ、１２０Ｂは、典型的にはクリーンルーム環境において設けられる搬送ロボット、及び／又は、コンベアーシステムにより、検査チャンバ１１０及び大気圧環境への、又は、それらからの、大面積基板の搬送を行なう。一実施例において、１つ以上のロード・ロック・チャンバ１２０Ａ、１２０Ｂは少なくとも２つの大面積基板の搬送を行なうために構成されたデュアル・スロットのロード・ロック・チャンバである。デュアル・スロットのロード・ロック・チャンバの例は、２００４年１２月２１日に発行された、米国特許第６，８３３，７１７号（代理人・ドケット番号００８５００）及び、２００５年６月６日に出願された、「集積されたプローバ・ドライブを備えた基板支持体」と題する、米国特許出願第１１／２９８，６４８号（代理人・ドケット番号０１０１４３）に記載されており、その両者はそれらの出願内容が本件開示に共通する範囲内において本明細書において参照され組み込まれる。
【００１６】
一実施例において、ロード・ロック・チャンバ１２０Ａは入口ポート１３０Ａを介してクリーンルーム内から基板を受取るようになっており、その一方、ロード・ロック１２０Ｂは大面積基板をクリーンルーム内に戻すために選択的に開く出口ポート１３０Ｂを有する。ロード・ロック・チャンバ１２０Ａ、１２０Ｂは大気側から遮断可能であり、典型的には１つ以上の排気ポンプ１２２に結合されており、検査チャンバ１１０はロード・ロック・チャンバ１２０Ａの排気ポンプから分離している１つ以上の排気ポンプ１２２に結合されている。大面積基板を検査するための電子ビーム検査システムの様々なコンポーネントの例は先に参照され組み込まれた、「集積化された基板搬送モジュールを備えた電子ビーム検査システム」と題された、２００４年１２月２１日に発行された米国特許第６，８３３，７１７号（代理人・ドケット番号００８５００）に記載されている。
【００１７】
一実施例において、検査システム１００は大面積基板上にある、いかなる領域をもみる検査システムに結合された顕微鏡１５８を含む。顕微鏡１５８は、一実施例においては、図示のとおり、ロード・ロック・チャンバ１２０Ａに結合される顕微鏡アセンブリ１６０に付加されているが、（図示されていないが、）他の実施例のおいては、検査チャンバ１１０及びロード・ロック・チャンバ１２０Ｂの１つ若しくは両方に、顕微鏡１５８及び顕微鏡アセンブリ１６０が結合されるかもしれない。顕微鏡アセンブリ１６０はロード・ロック・チャンバ１２０の上側の表面上で、透明部分１６２の上において顕微鏡アセンブリ１６０を動かす構台１６４を含む。透明部分１６２は耐熱性であり、負の圧力、及び他のプロセスパラメータに耐えうるよう設計された透明なガラス、クウォーツ、若しくは他の透明部材等の透明な部材から構成されている。
【００１８】
構台１６４は透明部分１６２を介してロード・ロック・チャンバ１２０に置かれた大面積基板上の興味のある部分を見るために、少なくともＸ及びＹ方向の動きを顕微鏡アセンブリ１６０に提供するよう構成される。例えば、顕微鏡１５８は大面積基板上の特定の座標を目指し、Ｘ及びＹ方向に動くことができ、また、ロード・ロック・チャンバ１２０内に設けられた大面積基板上のＺ方向にも動くことができる。（図示されていない）コントローラは大面積基板上の検査コラム１１５によって位置決めされた興味のある領域の入力を受取るために検査システム１００及び顕微鏡アセンブリ１６０に接続され、顕微鏡アセンブリ１６０に座標を提供する。（図示されていない）一実施例においては、顕微鏡アセンブリは検査コラム１１５の近傍において、検査チャンバ１１０に接続され、複数の検査コラム１１５に平行な少なくともＸ方向に動くよう構成されている。この実施例においては、検査チャンバ１１０は検査チャンバ１１０の上側表面の少なくとも一部分上に透明部分を含み、構台１６４及び顕微鏡アセンブリ１６０は検査チャンバ１１０内にも置かれたときに、大きい領域面積の基板上の興味のある領域を見るために、検査チャンバ１１０の上側表面に結合される。
【００１９】
一実施例において、検査シーケンスにより、図においてＹ軸として示されている、単一方向の軸に沿って、その上に電子デバイスを有する大面積基板１０５が搬送されるように、検査システム１００は構成されている。他の実施例においては、検査シーケンスはＸ及びＹ軸方向に沿った組み合わせの動きを含む。他の実施例において、検査シーケンスは検査コラム１１５及び検査チャンバ１１０内の移動可能な基板支持体のうちの、１つ若しくは両者によって提供されるＺ方向の動きを含む。基板１０５は基板の幅方向、若しくは、基板の長さ方向に沿って検査システム１００内に導入される。システムは基板１０５の幅若しくは長さ方向よりも少し大きい大きさであるので、検査システムにおける基板１０５のＹ方向の動きが可能となる。
【００２０】
また、検査システム１００は、検査システム１００により少なくともＹ方向に動くよう構成された移動可能な基板支持テーブルを含む。選択的に、支持テーブルの有無に関わらず、基板１０５は、検査システム１００を通して、基板１０５を搬送するようにしたコンベア、ベルトシステム、シャトルシステム、若しくは他の適宜な搬送体により、検査システムにより搬送される。一実施例において、これらの支持及び／又は搬送メカニズムの何れかは１つの水平方向の軸に沿って動くよう構成されている。搬送システムが単一方向であることの結果として、ロード・ロック・チャンバ１２０Ａ、１２０Ｂ、及び検査チャンバ１１０のチャンバの高さは最小化され得る。検査システムを最小の幅にすることができることに加え、高さをより低くできることにより、ロード・ロック・チャンバ１２０Ａ、１２０Ｂ、及び検査チャンバ１１０をより小さい容量にすることができる。このように容量をより小さくすることにより、ロード・ロック・チャンバ１２０、１２５及び検査チャンバ１１０におけるポンプダウン及び通気の時間を減少せしめ、これにより検査システム１００のスループットを向上せしめる。単一方向軸に沿った支持テーブルの動きは、また、Ｘ方向における支持テーブルを動かすに必要なドライブを削減若しくは最小化する。
【００２１】
図２はロード・ロック・チャンバとしても機能する検査チャンバ２１０を有する電子ビーム検査システム１００の他の実施例である。この実施例において、検査チャンバ２１０はバルブ１３５Ａ、１３５Ｂにより外気から選択的に遮断され、検査チャンバ２１０の内部に負の圧力をもたらすよう設計された排気システム１２２に接続される。バルブ１３５Ａ、１３５Ｂの各々は必要なときに、このバルブを開閉するための少なくとも１つのアクチュエータ２２０を有する。プローバ交換器３００は検査チャンバ２１０の近傍に位置し、検査チャンバ２１０への、又は、それからの１つ以上のプローバ２０５の搬送を行なう。この１つ以上のプローバ２０５は検査チャンバ２１０に結合された移動可能な側壁１５０を介して、検査チャンバ２１０に入ったり又はそこから出たりする。移動可能な側壁１５０は移動可能な側壁１５０及び検査チャンバ２１０のフレーム部分に接続された１つ以上のアクチュエータ１５１を用いて、選択的に開閉するように構成されている。また、移動可能な側壁１５０は、プローバの搬送に供することに加え、検査チャンバ２１０内へのアクセス及びメンテナンスを行わしめるものである。
【００２２】
この１つ以上のプローバ２０５が使用されていないとき、この１つ以上のプローバ２０５が検査チャンバ２１０の下方のプローバ保管領域２００に収容されている。プローバ交換器３００は、検査チャンバ２１０への、又は、それからの１つ以上のプローバ２０５の搬送を行なう、１つ以上の移動可能な棚３１０Ａ、３１０Ｂを含む。他の実施例において、この１つ以上のプローバ２０５は検査チャンバ２１０の近傍若しくはそれに接続されている他の領域に保管されてもよい。
【００２３】
一実施例において、移動可能な側壁１５０は検査チャンバ２１０の長さにほぼ及ぶ長さのものである。他の実施例において、移動可能な側壁１５０は検査チャンバ２１０の長さよりも短いものであり、検査チャンバ２１０のサイド若しくは長さに結合された１つ以上のロード・ロック・チャンバのための十分な空間をもたらすよう構成される。さらに、他の実施例において、移動可能な側壁１５０は、少なくともプローバの搬送のためには用いられず、プローバの搬送は検査チャンバ２１０の上側の表面を通して行われうる。
【００２４】
プローバ交換器及び移動可能な側壁の詳細な説明は、以前に本明細書に組み込まれ参照される、「集積化されたプローバ・ドライブを備えた基板支持体」と題され、２００５年６月６日に出願された米国特許出願第１１／２９８，６４８号（代理人・ドケット番号０１０１４３）内の図面の記述の中に見出されうる。検査システム１００内において用いられる適宜なプローバの例は２００４年７月１２日に出願された米国特許出願第１０／８８９，６９５号（代理人・ドケット番号００８５００．Ｐ１）及び、２００４年７月３０日に出願された米国特許出願第１０／９０３，２１６号（代理人・ドケット番号００８５００．Ｐ２）に記載されており、その両者は「ＴＦＴ  ＬＣＤ  アレイ検査のための構成しうるプローバ」と題され、それらの出願はその出願が本開示に整合する範囲内で本明細書において組み込まれ参照される。
【００２５】
図３は検査チャンバ２１０の内部に収容されるよう構成された基板支持体３６０の一実施例の概略平面図を図示しており、この検査チャンバは明確化には図示されていない。一実施例において、基板支持体３６０は第１及び第２及び第３のステージを有する複数段のパネルステージのものである。三つのステージは、実質的に平面のプレートであり、一段ずつ上に重ねられ、一面においては、適宜なドライブ若しくはベアリングによって、直交軸又は次元に沿って独立に動く。説明を簡単にし容易にするために、第１のステージはＸ方向に動くステージとして以下にさらに説明され、下側のステージ３６７として参照される。第２のステージはＹ方向に動くステージとして以下に説さらに説明され、上側のステージ３６２として参照される。第３のステージはＺ方向に動くステージとして以下にさらに説明され、Ｚステージ３６５として参照される。
【００２６】
更に、基板支持体３６０はエンド・エフェクタ３７０を含む。一実施例において、エンド・エフェクタ３７０は、基板１０５が支持されうる、平面若しくは実質的に平面の上側面を有する、上側のステージ３６２の上側面を基礎とする複数のフィンガーを含む。一実施例において、エンド・エフェクタ３７０は支持体接続子３６９によって少なくとも一端に接続される２つ以上のフィンガーを有する。この支持体接続子３６９は全てのフィンガーが同時に動くことができるようフィンガーのそれぞれに接続されるようになっている。エンド・エフェクタ３７０の各フィンガーはＺステージ３６５内のスロット若しくはスペースによって分離されている。フィンガーの実際の数は設計事項であり、操作されるべき基板のサイズに対して必要な適宜な数のフィンガーを決定するために、本技術の当業者にはよく知られている。
【００２７】
例えば、エンド・エフェクタ３７０は均等に離間した四つのフィンガー３７１Ａ、３７１Ｂ、３７１Ｃ、及び３７１Ｄを持つことができ、それらの上に置かれたときに、フィンガーは基板１０５に接触し、基板を支持する。エンド・エフェクタ３７０は、ロード・ロック・チャンバ（図１）への、及び、それからの、又は、搬送ロボットやコンベアシステム等の大気圧下のハンドリングシステムへの、及び、それからの、基板の取出し、若しくは、載置を行うために検査チャンバから延長するように構成されている。フィンガー３７１Ａ−３７１Ｄは、エンド・エフェクタ３７０がＺステージ３６５と実質的に同じ平面内に置かれたときに、フィンガー３７１Ａ―３７１Ｄがセグメント３６６Ａ、３６６Ｂ、３６６Ｃ、３６６Ｄ、及び３６６Ｅと互いに噛み合うように、Ｚステージ３６５に入ったり出たりする。この構成により、エンド・エフェクタ３７０は、ロード・ロック・チャンバ若しくは大気下のハンドリングシステムへ、基板支持台３６０から自由に延長したり、引っ込んだりすることができる。引っ込んだとき、平面のＺステージ３６５に接触して基板１０５を載置するように、Ｚステージ３６５はエンド・エフェクタ３７０より上に上昇するようになっている。複数段のパネルステージの詳細な説明は、（以前に参照され組み込まれた）２００４年１２月２１日に発行された米国特許第６，８３３，７１７号（代理人・ドケット番号００８５００）、及び、２００５年７月２７日に出願された米国特許出願第１１／１９０，３２０号（代理人・ドケット番号００８５００．Ｐ３）内の図面の記述されており、それらは本開示と整合する範囲内で本明細書において組み込まれ参照される。
【００２８】
図４は検査チャンバ内に収容されるよう構成された基板支持体３６０の一部分の斜視図であり、検査チャンバは明確化のために図示されていない。エンド・エフェクタのフィンガー３７１Ｃ、３７２ＤはＺステージ３６５の上方の、引っ込んだ位置に示されている。プローバ２０５はプローバ位置決めアセンブリ４２５によって支持されたＺステージ３６５の上部の搬送位置に示されている。プローバ位置決めアセンブリ４２５は（この図では１つのみしか示されていないが）、基板支持体３６０の対向する両側に置かれた２つのプローバ・リフト部材４２６を含む。プローバ・リフト部材４２６は（本図においては１つのみしか示されていないが）、支持体３６０のそれぞれの角のところで複数のＺモータ４２０に結合されている。本実施例において、Ｚドライブ４２０はプローバ支持体４３０の近傍の基板支持体３６０に接続される。プローバ２０５はまた、大面積基板上に位置するデバイスに接触するようになっている複数のプローバ・ピン（図示せず）と電気的な通信を行なう少なくとも１つの電気接続ブロック４１４を有する。また、プローバ支持体４３０は適宜にコントローラに接続される接触ブロック接続子４７４を介してプローバ２０５の電気接触ブロック４１４のためインターフェースを提供する。
【００２９】
プローバ・リフト部材４２６に接続される複数の摩擦低減部材を有する、プローバ位置決めアセンブリ４２５の１つの側が図４に示される。摩擦低減部材はプローバ・フレーム４１０の突設部位４１８を動的に移動可能に支持することによりプローバ２０５の搬送を可能ならしめるようになっている。本実施例において、プローバ・リフト部材４２６はプローバ・フレーム４１０の突設部位４１８を受容するようになっているチャネル４２７を含む。本実施例の複数の摩擦低減部材は、チャネル４２７の近傍のプローバ・リフト部材４２６に接続された上側のローラーベアリング４５０及び下側のローラーベアリング４６０である。下側のローラーベアリング４６０は突設部位４１８を支持し、上側のローラーベアリングはプローバ・フレーム４１０の搬送の間、突設部位４１８のためのガイドとして動く。また、プローバ支持体４３０上に位置するときに、プローバ２０５を整列させ支持するために、プローバ支持体４３０に一体の対応するレセプタクル４２２にはまり込むよう位置する、プローバ２０５と一体の位置決め部材４１６が示されている。
【００３０】
動作中、大面積基板はエンド・エフェクタのフィンガー３７１Ｃ、３７１Ｄによって支持され、Ｚステージは基板を上側の表面上に置くためにＺ方向に起動される。プローバ２０５はプローバ交換器３００から検査チャンバ１１０、２１０へ搬送される（図２）。プローバ２０５はプローバ交換器３００からプローバ位置決めアセンブリ４２５上に横方向に搬送され、プローバ２０５の横方向の動きはプローバフレーム４１０が静止部材４２５に接触したときに終了する。シャフト４２３によりプローバ位置決めアセンブリに接続されたＺドライブ４２０は、大面積基板上の選択された領域若しくはデバイスに接触するようプローバーピン（図示せず）を置くように、Ｚ方向に下げられる。プローバ２０５が基板に接触すると、基板支持体３６０は検査コラム１１５の下の大面積基板を動かすことにより検査シーケンスを自由に開始する。
【００３１】
図１乃至図４を参照する例示的な検査動作において、大面積基板１０５はコンベア・システム若しくは搬送ロボットであり得る基板ハンドリングシステムからロード・ロック・チャンバ１２０Ａへと導入される。ロード・ロック・チャンバ１２０Ａは排気ポンプ１２２により適宜な圧力までポンプダウンされ、密閉される。そして、バルブ１３５Ａは開かれ、基板はエンド・エフェクタ３７０の延長及び収縮により検査チャンバ１１０へと搬送される。本明細書に記述される実施例の何れかを参照して、大面積基板は本システムの両側からアンロードされうる。例えば、大面積基板はシステムの一方端から入り、反対側の端から出て、若しくは同じ端から入ったり出たりする。
【００３２】
大面積基板上のデバイスへの、又は、からの信号を提供若しくは検知するよう構成されるプローバ２０５は、検査システム１００の近傍にあるプローバ交換器３００から移動可能な側壁１５０を介して導入され得る。選択的に、プローバ２０５はロード・ロック・チャンバ１２０Ａに搬送され、ロード・ロック・チャンバ１２０Ａ内の基板に結合され、ロード・ロック・チャンバ１２０Ａへの搬送に先立ち基板に接続される。別の選択例として、検査システム１００は、検査システム１００を介しての搬送経路に亘り、基板に接続される集積化されたプローバを含む移動可能なテーブルを含みうる。
【００３３】
図５は光学軸５１０を有する電子ビームコラムである検査コラム１１５の一実施例である。一実施例において、光学軸５１０は各検査コラム１１５の長手方向の軸であり、基板１０５上の検査領域５００の中央領域を含む。各検査コラム１１５は基板１０５上で電子ビームコラムによって生成される電子ビームのアドレス領域若しくはアドレス指定可能な品質領域として定義されうる検査領域５００を生成するよう構成されている。一実施例において、各電子ビームコラムが基板１０５上で生成する検査領域５００はＹ方向において約２３０ｍｍ〜約２７０ｍｍの間であり、Ｘ軸方向において約１４０ｍｍ〜約１８０ｍｍの間である。
【００３４】
別の実施例において、検査領域５００は、Ｙ方向において約２４０ｍｍ〜約２６０ｍｍの間であり、例えば、約２５０ｍｍである。Ｘ方向において約３５０ｍｍ〜約３７０ｍｍの間であり、例えば、約３６０ｍｍである。この実施例において、検査コラム１１５の近傍は約０．００１ｍｍ〜約２ｍｍの間、例えば、約１ｍｍの検査領域のオーバーラップとし、又は、オーバーラップがない。近傍のビームの検査領域はオーバーラップのない部分と接触しないようになっている。他の実施例において、各検査コラムの検査領域５００はＹ方向において、約３２５ｍｍ〜約３７５ｍｍの間であり、Ｘ方向において約２４０ｍｍ〜約２９０ｍｍの間である。別の実施例において、検査領域５００はＹ方向において約３５５ｍｍ〜約３６５ｍｍの間、例えば、約３４５ｍｍである。Ｘ方向において、約２６０ｍｍ〜約２８０ｍｍの間、例えば、約２７０ｍｍである。
【００３５】
別の実施例において、集合的な検査領域はＸ方向において、約１９５０ｍｍ〜約２２５０ｍｍの間であり、Ｙ方向において約２４０ｍｍ〜約２９０ｍｍの間である。別の実施例において、集合的検査領域はＸ方向において、約１９２０ｍｍ〜約２３２０ｍｍの間であり、Ｙ方向において、約３２５ｍｍ〜約３７５ｍｍの間である。一実施例において、隣接する検査コラム１１５は約０．００１ｍｍ〜約２ｍｍの間、例えば、約１ｍｍの範囲で検査領域においてオーバーラップするかもしれない。別の実施例において、隣接する検査コラム１１５の検査領域とはオーバーラップがない。
【００３６】
接続されたプローバによって基板１０５は検査チャンバ１１０に導入されると、検査チャンバ１１０は密閉され、ポンプダウンされる。検査コラム１１５の各々は基板の方向に向けて電子ビームを送出するように構成されている。この実施例において、複数の検査コラム１１５は、基板が検査コラムの下を移動するにつれ、基板の全体の幅若しくは長さをテストするようになっている集合的な検査領域を提供する。一実施例において、基板１０５は検査システム１００の長さ方向に送り出され、６個の検査コラム１１５は基板がシステムを通過するときに、基板の全体幅を検査するよう用いられる。別の実施例において、基板は幅方向に検査システム１００に送り出され、８個の検査コラム１１５が基板がシステムを通過にするにつれ、基板の全長を検査するよう用いられ得る。本発明は開示された検査コラムの数に限定されるものではなく、実際の数は基板のサイズ及び電子ビームにより基板上に形成される検査領域に依存する。図１及び図２に示される検査コラム１１５の千鳥状の配置構成により、隣接する基板上の検査領域が少なくともＸ方向において、部分的にオーバーラップするかもしれない。これにより、一方向軸において、検査の間、基板上の各画素に電子ビームを照射せしめることができる。
【００３７】
図６は直線上に構成された、検査チャンバ１１０に接続された複数の検査コラム１１５を有する検査チャンバ１１０の別の実施例である。複数の検査コラム１１５の直線上の構成は基板がシステムを通過するにつれ、大面積基板の長さ若しくは幅をテストするに十分な集合的検査領域をもたらす。８個の検査コラムが示されているが、他の実施例ではプロセス要件に従い、より多く又は少ないコラムを必要とするかもれない。
【００３８】
基板１０５は検査の間、連続的な動きをするか、若しくは、基板は検査シーケンスの間、断続的に送られる。いずれのケースにおいても基板全体１０５は検査チャンバ１１０内での一搬送路において検査される。検査シーケンスが完了すると、検査チャンバ１１０は通気され、プローバは検査チャンバから搬出され、基板１０５は次に大気へ戻るために、ロード・ロック・チャンバ１２０Ａと搬送される。図２及び図６に示される実施例において、基板１０５はロード・ロック・チャンバに搬送されることなく大気圧下に戻される。
【００３９】
図７は検査システム７００の別の実施例である。検査システムは複数の検査コラム１１５を有する検査チャンバ７１０と１つ以上のサイド部分７０５、７０６、７０７及び７０８を含む。この１つ以上のサイド部分７０５、７０６、７０７及び７０８は、１つ以上のロード・ロック・チャンバ１２０Ａ―１２０Ｄに結合するよう構成され、それらは様々な基板の搬送路への適用性を示すためにチャンバ７１０に接続された破線で示されている。チャンバ７１０に接続された、１つ以上のロード・ロック・チャンバ１２０Ａ―１２０Ｄを用いる様々な構成及び基板の搬送路は、クリーンルームのスペースを節約し、様々なクリーンルームのワークフローパスに整合するように検査システム７００を適合させうる。
【００４０】
一実施例においては、１つ以上のロード・ロック・チャンバ１２０Ａ―１２０ＤはＴ字型の構成をとり、大面積基板は１つ以上のロード・ロック・チャンバ１２０Ａ―１２０Ｄを介して検査チャンバ７１０へ搬送され、又、そこから搬出される。例えば、大面積基板はクリーンルームの大気圧下からロード・ロック・チャンバ１２０Ａに搬送され、検査シーケンスの後、ロード・ロック・チャンバ１２０Ｂから大気圧下に戻される。
【００４１】
別の実施例において、１つ以上のロード・ロック・チャンバ１２０Ａ−１２０ＤはＵ字型の構成をとり、そこでは大面積基板は１つ以上のロード・ロック・チャンバ１２０Ａ−１２０Ｄへ搬送され、又は、そこから搬送され搬出される。例えば、大面積基板はクリーンルーム内の大気圧下からロード・ロック・チャンバ１２０Ａへ搬送され、検査シーケンスの後、ロード・ロック・チャンバ１２０Ｃから大気圧下に戻される。
【００４２】
別の実施例において、１つ以上のロード・ロック・チャンバ１２０Ａ−１２０ＤはＺ字の構成であり、そこでは大面積基板は１つ以上のロード・ロック・チャンバ１２０Ａ−１２０Ｄへ搬送され、又は、そこから搬出される。例えば、大面積基板はクリーンルーム内の大気圧下から、ロード・ロック・チャンバ１２０Ａへ搬送され、検査シーケンスの後、ロード・ロック・チャンバ１２０Ｄから大気圧下に戻される。
【００４３】
１つ以上のロード・ロック・チャンバ１２０Ａ−１２０ＤのＴ字型，Ｕ字型，及びＺ字型の構成を示す実施例において、１つ以上のロード・ロック・チャンバ１２０Ａ−１２０Ｄは、上述のように単一スロットのロード・ロック、若しくは、デュアルスロットのロード・ロック・チャンバであってもよい。デュアルスロットの構成により検査チャンバへの未検査の大面積基板を搬送し、検査済みの大面積基板を大気下に搬送を行なう。移動可能な側壁は、１つ以上のサイド部分７０５、７０６、７０７、及び７０８に接続された１つ以上のロード・ロック・チャンバのための空間スペースを許容するようになっている。サイド部分７０５、７０６、７０７、及び７０８は大面積基板の搬送を行なうために、１つ以上のロード・ロック・チャンバ１２０Ａ−１２０Ｄの間にバルブ（図示せず）を有するかもしれない。一実施例において、プローバ交換シーケンスは上述のようなプローバ交換器によりもたらされ得る。別の実施例においてプローバの交換は検査チャンバの上方部分により行なわれ、１つ以上のプローバが１つ以上のロード・ロック・チャンバのうちの１つ若しくはそれ以上において大面積基板に接続される。
【００４４】
図８Ａは大面積基板上にあるデバイスからの信号を提供又は検知するよう構成された四角形のプローバ・フレーム４１０を有するプローバ２０５の一実施例である。一実施例において、四角形のプローバ・フレームは大面積基板と等しいか又はそれより大きい大きさを有する大面積基板の周辺をカバーするよう構成されており、複数の構造部材４１１を含む。このように、プローバ２０５は大面積基板及びその上の電子デバイスの少なくとも中央部分を、視認する若しくは目で見るラインを提供する。別の実施例において、プローバ２０５はプローバ・フレーム４１０内に設けられた又はプローバ・フレーム４１０の平行部分の間に設けられた１つ以上のプローバ・バー８１０を含む。この１つ以上のプローバ・バー８１０はプローバ・フレーム４１０内で固定されるか若しくは移動可能なものである。この実施例において、検査コラムからの一次電子ビームがプローバ・フレームにより遮断される部分が最小になるように、若しくは、遮断されないように、及び／又は、二次電子が遮断される部分が、最小になるように、若しくは、遮断されないように、１つ以上のプローバ・バー及びフレーム４１０が基板上に位置決めされる。このように、一次電子若しくは二次電子のオブスキュアリング若しくは大面積基板の部分にかけてのシェーディング効果が最小化され、若しくは、存在しないようにされる。
【００４５】
８Ｂ図及び８Ｃ図は、各々、構造部材８０５及び８０６の実施例の断面図である。構造部材８０５及び８０６はプローバ・フレームの構造部材４１１の断面図であり、及び／又は、１つ以上のプローバ・バー８１０の断面図である。一実施例において、構造部材８０５及び８０６は、２つの主要なサイド及び少なくとも１つのマイナーサイドを有し、２つの主要なサイドのうちの少なくとも１つは斜めになっている。この斜めの部分は邪魔されないビームパス８０２をもたらすように構成されており、それは一次電子ビームパス、及び／又は、二次電子ビームパスである。他の実施例において、構造部材８０５、８０６は堅固性を提供し、シェーディング効果を最小化するように多角形に形作られている。堅固性をもたらし、シェーディング効果を最小化する構造的形の例は、三角形、台形、直角を有する台形、若しくは、その組み合わせである。
【００４６】
以上は本発明の実施例に基づいて説明されてきたが、本発明の他の実施例及び更なる実施例は本発明の基本範囲から逸脱することなく想起され、その範囲は以下の請求の範囲によって決定される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
本発明の上述に述べられた特徴がより詳細に理解されるように、上記に要約された本発明のより特定の説明が実施例を参照してなされる。実施例のいくつかは添付の図面に図示されている。しかしながら、添付の図面は本発明の典型的な実施例のみを説明するものであり、従って、その範囲を制限すると考えるべきものではなく、本発明は同等の効果的な他の実施例も含み得る。
【００４８】
【図１】検査システムの一実施例である。
【図２】検査システムの別の実施例を図示するものである。
【図３】基板支持体の一実施例の概略平面図である。
【図４】基板支持体の他の実施例の斜視図である。
【図５】検査コラムの一実施例である。
【図６】検査システムの別の実施例である。
【図７】検査システムの別の実施例である。
【図８Ａ】プローバの一実施例である。
【図８Ｂ】構造的部材の一実施例の断面図である。
【図８Ｃ】構造的部材の別の実施例の断面図である。
【００４９】
理解のために、図中において共通な同等の要素を示すために、同じ参照番号が用いられている。一実施例において開示された要素は特定の参照なくして他の実施例においても便宜のために用いられている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【外国語明細書】
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