(57)【要約】【課題】  フィラメントから照射される電子ビームのビーム電流を自動で一定値に制御し、また、生産ラインに組み込まれたＴＦＴアレイ基板検査装置において、ビーム電流の一定値制御を、生産ラインを停止することなく行う。【解決手段】  熱電子放出によりフィラメントから電子ビームを放出する電子ビーム発生装置１において、フィラメント３を流れるフィラメント電流を制御するフィラメント電流制御手段４，５を備え、電子ビームのビーム電流を検出し、その検出値をフィラメント電流制御手段にフィードバックすることによってビーム電流を一定値に制御する。フィラメント電流制御手段５は、フィラメント３からＴＦＴアレイ基板１０に向けて照射されるビーム電流の検出値をフィードバックすることによって、電子ビームのビーム電流の一定値制御をより有効に行う。【選択図】図１
2006324124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電子放出によりフィラメントから電子ビームを放出する電子ビーム発生装置において、
前記フィラメントを流れるフィラメント電流を制御するフィラメント電流制御手段を備え、
前記電子ビームのビーム電流を検出し、その検出値を前記フィラメント電流制御手段にフィードバックして前記ビーム電流を一定値に制御することを特徴とする、電子ビーム発生装置。
【請求項２】
熱電子放出によりフィラメントから電子ビームを放出する電子ビーム発生装置において、
前記フィラメントを流れるフィラメント電流を制御するフィラメント電流制御手段を備え、
前記電子ビームのビーム電流、前記電子ビーム放出によるエミッション電流、及びフィラメントに流れるフィラメント電流を検出し、これら各検出値を前記フィラメント電流制御手段にフィードバックして、前記ビーム電流を一定値に自動制御することを特徴とする、電子ビーム発生装置。
【請求項３】
前記ビーム電流を検出する電流検出板を備え、
この電流検出板はビーム電流を検出して、ビーム電流の電流量を検出し、
前記フィラメント電流制御手段は、前記ビーム電流の電流量と基準電流との差からビーム電流を補正する補正値を算出し、この補正値によりフィラメント電流を増減することを特徴とする、請求項１又は２に記載の電子ビーム発生装置。
【請求項４】
電子ビーム発生装置から電子ビームをＴＦＴアレイ基板に照射し、当該電子ビーム照射により発生する二次電子の強度を二次電子検出器で検出し、当該二次電子強度によってＴＦＴアレイ基板を検査するＴＦＴアレイ基板検査装置において、
前記電子ビーム発生装置は、
前記ビーム電流を検出する電流検出板と、
電子ビームをＴＦＴアレイ基板と電流検出板との間で偏向させる電子ビーム偏向手段と、
フィラメントを流れるフィラメント電流を制御するフィラメント電流制御手段とを備え、
前記電流ビーム偏向手段は、フィラメントから放出された電子ビームを偏向して前記電流検出板に照射し、
前記電流検出板は照射されたビーム電流を検出し、
前記フィラメント電流制御手段は、前記電流検出板で検出した電流の検出値をビーム電流フィードバック値としてビーム電流を一定値に制御することを特徴とする、ＴＦＴアレイ基板検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィラメントから電子ビームを発生する電子ビーム発生装置、及び電子ビームによってＴＦＴアレイ基板の基板検査を行うＴＦＴアレイ基板検査装置に関し、特に、電子ビームのビーム電流の自動制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴアレイ基板検査装置は、欠陥検出用信号パターンでＴＦＴ基板を駆動し、その結果ＴＦＴ基板に発生するＩＴＯ電圧を電子ビーム照射により発生する二次電子の強度で検出し、アレイ全体の良否を判定している。
【０００３】
このようなＴＦＴアレイ基板検査装置において、ＴＦＴアレイ基板の良否判定を良好に行うためには、ＴＦＴアレイ基板に照射する電子ビームのビーム電流が一定である必要があるが、このビーム電流は、電子ビームを発生するフィラメントの抵抗等の種々の要因によって変動する。
【０００４】
ＴＦＴアレイ基板検査装置において、ビーム電流の調整は、通常、必要に応じて手動によって行われている。
【０００５】
これに対して、本発明の出願人は、フィラメントが熱電子放出するエミッション電流を一定とすることによって、フィラメント電流及びエミッション電流が設定値を超えないようにするフィラメント点灯電源回路を提案している。
【０００６】
図４はフィラメント点灯電源回路１０１の概略を説明するためのブロック構成図である。フィラメント点灯電源回路１０１は、フィラメント１０３とフィラメント電流モニタ１０４とフィラメント点灯回路１０２から構成される内ループと、その外側でフィラメント１０３とエミッション電流モニタ１０５とＣＰＵ１０６とフィラメント点灯回路１０２から構成される外ループの２つの制御系により制御回路を構成し、フィラメント電流をモニタして点灯回路にフィードバックすることにおりフィラメント電流を設定値に制御し、同時に、エミッション電流をモニタし、ＣＰＵ処理によってエミッション電流を一定に制御することで、フィラメントの過剰電流を抑制している（特許文献１参照）。
【０００７】
一般に、フィラメントは常温状態の電気抵抗は小さいため、フィラメントの点灯時点では、フィラメント電流は急激に立ち上がり、フィラメント電流が流れることでフィラメントが加熱されて電気抵抗が大きくなるとフィラメント電流は安定状態となる。フィラメント電流が安定状態となると、エミッション電流も安定するので、エミッション電流を検知してフィードバックすることでエミッション電流を一定に制御することができる。
【０００８】
また、このエミッション電流の制御では、フィラメントの温度上昇に時間がかかることから、電源の立ち上がり時にエミッション電流が不足し、フィラメント電流が設定値を超えてフィラメントにダメージを与えるという問題があるため、エミッション電流とフィラメント電流をモニタしてフィラメント点灯電源回路にフィードバックすることによって、エミッション電流とフィラメント電流を設定値に制御し、電源の立ち上がり時の問題点を解決することが提案されている。
【特許文献１】特開２０００−７７０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＴＦＴアレイ基板検査装置は、自動運転を前提とする生産ラインで使用される装置であることから、ＴＦＴアレイ基板の基板検査についても自動調整が求められる。したがって、ＴＦＴアレイ基板検査装置が備える電子ビーム発生装置についても自動調整が求められるが、前記したように、従来の電子ビーム発生装置ではビーム電流の調整を手動で行う必要があるため、ＴＦＴアレイ基板検査装置を生産ラインに対してオフライン状態とする必要があり、生産ラインを一次的に停止させなければならないという問題がある。
【００１０】
また、前記した文献に示される、定常状態においてエミッション電流をフィードバックすることによってエミッション電流を一定に制御する技術を電子ビーム発生装置に適用することが考えられる。
【００１１】
しかしながら、ＴＦＴアレイ基板検査装置では、ＴＦＴアレイ基板に照射する電子ビームのビーム電流が一定であることが求められるのに対して、従来提案される技術では、ＴＦＴアレイ基板に実際に照射される電子ビームのビーム電流ではなく、フィラメントから放出されるエミッション電流が一定となるように制御を行っているため、ビーム電流の安定性の点で問題がある。
【００１２】
これは、ＴＦＴアレイ基板検査装置において、フィラメントからＴＦＴアレイ基板に照射する電子ビームのビーム電流の電流量と、フィラメントから放出されるエミッション電流の電流量の比率はおおよそ１対１０００程度であるためである。ビーム電流量に比較してエミッション電流の電流量は１０００倍も多いため、エミッション電流量の変動に対してビーム電流量の変動は１／１０００程度となる。そのため、ビーム電流の変動を、その１０００倍の量を有するエミッション電流の変動に基づいて制御した場合には、ビーム電流の感応性は１／１０００程度となってしまうため、十分な応答性でビーム電流を制御することは望めず、安定した制御が困難となるためである。
【００１３】
そこで、本発明は上記課題を解決し、フィラメントから照射される電子ビームのビーム電流を自動で一定値に制御することを目的とし、また、生産ラインに組み込まれたＴＦＴアレイ基板検査装置において、ビーム電流の一定値制御を、生産ラインを停止することなく行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を解決するために、本発明は、熱電子放出によりフィラメントから電子ビームを放出する電子ビーム発生装置において、フィラメントを流れるフィラメント電流を制御するフィラメント電流制御手段を備え、電子ビームのビーム電流を検出し、その検出値をフィラメント電流制御手段にフィードバックすることによってビーム電流を一定値に制御する。
【００１５】
フィラメント電流制御手段は、フィラメントからＴＦＴアレイ基板に向けて照射されるビーム電流の検出値をフィードバックすることによって、電子ビームのビーム電流の一定値制御をより有効に行う。
【００１６】
本発明の電子ビーム発生装置は、ビーム電流を検出する機構として、ビーム電流を検出する電流検出板を備える。この電流検出板はビーム電流を検出して、ビーム電流の電流量を検出し、フィラメント電流制御手段にフィードバックする。フィラメント電流制御手段は、フィードバックされたビーム電流の電流量と、予め設定しておいた基準電流との差を求め、この差の電流量からビーム電流を補正する補正値を算出し、この補正値によりフィラメント電流を増減する。これによって、ビーム電流を一定値に自動制御する。
【００１７】
また、本発明の電子ビーム発生装置の他の態様では、電子ビームのビーム電流を検出してフィードバックする構成に加えて、電子ビーム放出によるエミッション電流、及びフィラメントに流れるフィラメント電流を検出し、これら各検出値をフィラメント電流制御手段にフィードバックし、エミッション電流やフィラメント電流の変動による電子ビームの変動を抑制する。
【００１８】
本発明の電子ビーム発生装置はＴＦＴアレイ基板検査装置に適用することができ、このＴＦＴアレイ基板検査装置では、電子ビーム発生装置から電子ビームをＴＦＴアレイ基板に照射し、この電子ビーム照射により発生する二次電子の強度を二次電子検出器で検出し、検出した二次電子強度によってＴＦＴアレイ基板を検査する。
【００１９】
本発明のＴＦＴアレイ基板検査装置は、電子ビーム発生装置を、ビーム電流を検出する電流検出板と、電子ビームをＴＦＴアレイ基板と電流検出板との間で偏向させる電子ビーム偏向手段と、フィラメントを流れるフィラメント電流を制御するフィラメント電流制御手段とを備えた構成とする。
【００２０】
電子ビーム偏向手段は、フィラメントから放出された電子ビームを偏向して電流検出板に照射し、電流検出板は照射されたビーム電流を検出する。フィラメント電流制御手段は、電流検出板で検出した電流の検出値をビーム電流フィードバック値とし、ビーム電流を一定値に制御する。
【００２１】
電子ビーム偏向手段によって、電子ビームを電流検出板に照射させるインターバルは、予めの設定した時間単位とする他、ＴＦＴアレイ基板のロット単位等任意に定めることができる。
【００２２】
電流ビーム偏向手段及びフィラメント電流制御手段の動作を、予め設定したスケジュールに従って行うことによって、ビーム電流調整を自動化することができ、また、電子ビームのビーム電流量の検出は電子ビーム偏向手段によって、フィラメントからの電子ビームを単に偏向させて電流検出板に振るだけで行うことができ、また、その電子ビームの偏向時間もＴＦＴアレイ基板の基板検査時間と比較して短時間で済むため、生産ラインの稼働状態としたままで停止させることなく行うことができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の電子ビーム発生装置によれば、フィラメントから照射される電子ビームのビーム電流を自動で一定値に制御することができる。
【００２４】
また、本発明のＴＦＴアレイ基板検査装置によれば、ビーム電流を一定に保持することによって、ビーム電流の変動に伴う誤欠陥検出の発生を抑制することができる。
【００２５】
また、生産ラインに組み込まれたＴＦＴアレイ基板検査装置において、ビーム電流の一定値制御を、生産ラインを停止することなく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の電子ビーム発生装置１の概略構成を説明するためのブロック図である。
【００２８】
電子ビーム発生装置１は、フィラメント電源回路２からフィラメント３にフィラメント電流を流し、フィラメント３を加熱することによって熱電子を放出させる。フィラメント３から放出された電子ビーム２１は、対象物に照射される。ＴＦＴアレイ基板検査装置では、この対象物は検査対象のＴＦＴアレイ基板１０であり、ＴＦＴアレイ基板１０の電子ビーム２１を照射して得られる二次電子を検出することによって、ＴＦＴアレイ基板１０の欠陥検査を行うことができる。
【００２９】
フィラメント電源回路２は、フィラメント３にフィラメント電流を供給する電源回路であり、このフィラメント電流はフィラメント電流制御回路５によって一定値となるように制御される。
【００３０】
本発明のフィラメント電流制御回路５は、フィラメント３から例えばＴＦＴアレイ基板１０に向けて照射される電子ビーム２１のビーム電流をフィードバックすることによって、ビーム電流が一定となるように制御する。
【００３１】
フィラメント電源回路２を流れる電流量は、フィラメント３から放出される全電子の総和に相当するエミッション電流の電流量であり、このエミッション電流には、ＴＦＴアレイ基板１０に照射されるビーム電流が含まれている。ビーム電流の電流量とエミッション電流の電流量との比率は約１：１０００であり、本発明のフィラメント電源回路２は、エミッション電流の電流量ではなく、ビーム電流の電流量をフィードバックすることで、ビーム電流の電流量を直接に制御する。
【００３２】
ビーム電流の電流量をフィラメント電源回路２にフィードバックするために、本発明の電子ビーム発生装置１はフィラメント３から照射された電子ビームを検出するビーム電流モニタ４を備える。ビーム電流モニタ４は、通常は電子ビーム２１をモニタしないが、所定時間単位あるいはＴＦＴアレイ基板のロット単位等の所定のインターバルで電子ビーム２１を取り込んでそのビーム電流の電流量を検出し、フィラメント電流制御回路５にフィードバックする。
【００３３】
図２は本発明の電子ビーム発生装置１、及びこの電子ビーム発生装置を有したＴＦＴアレイ基板検査装置２０の概略構成を説明するためのブロック図である。
【００３４】
ＴＦＴアレイ基板検査装置２０は、ＴＦＴアレイ基板１０に所定パターンの検査電圧を印加し、このＴＦＴアレイ基板１０に電子ビーム発生装置１のフィラメント３からの電子ビーム２１ａを照射して、ＴＦＴアレイ基板１０から得られる二次電子２２を二次電子検出器２３で検出し、その検出信号を欠陥検査手段２４で信号処理することによって、ＴＦＴアレイ基板１０の欠陥検査を行う。
【００３５】
したがって、ＴＦＴアレイ基板検査装置２０は、検査中において電子ビーム２１ａはＴＦＴアレイ基板１０に照射されている。
【００３６】
フィラメント３には、フィラメント電源回路２からフィラメント電流が供給される。フィラメント電源回路２は、電源２ａとこの電源２ａに接続されて電流調整回路２ｂを備え、この電流調整回路２ｂはフィラメント３に流す電流量を調整する。電流調整回路２ｂによるフィラメント電流の電流量調整は、フィラメント電流制御回路５によって行われる。
【００３７】
フィラメント電流制御回路５は、フィラメント３から照射されるビーム電流を検出し、その電流量をフィードバックすることによって行う。図２に示す構成例は、フィラメント電流制御回路５に対して、ビーム電流の電流量をフィードバックする他、フィラメント３に流れるフィラメント電流、およびエミッション電流をフィードバックし、これらの電流量の変動に基づいて、フィラメント電流が一定値となるように制御する。
【００３８】
ビーム電流の電流量のフィードバックは、ビーム電流モニタ４によって行うことができる。ビーム電流モニタ４は、フィラメント３から照射されるビーム電流を検出する電流検出板４ａ、電流検出板４ａで検出してビーム電流を増幅する増幅器４ｂ、増幅器４ｂで増幅したアナログのビーム電流をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器４ｃ、検出したビーム電流の電流量を、予め設定しておいた基準電流値と比較してその差を求めて、この差に基づいてビーム電流の電流量を基準電流量に戻すための補正値を算出する演算手段４ｅと、演算手段４ｅで算出した補正値をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器４ｆを備える。
【００３９】
フィラメント電流制御回路５は、このビーム電流モニタ４が算出して補正値をビーム電流のフィードバック値として入力し、フィラメント電源回路２の電流調整回路２ｂを制御する。
【００４０】
なお、フィラメント３から電子ビーム２１ａを、ＴＦＴアレイ基板１０に代えて電流検出板４ａに照射する機構として、本発明の電子ビーム発生装置１は電子ビームを偏向する偏向手段６を用いることができる。偏向手段６は、フィラメント３から放出された電子ビーム２１ｂを電流検出板４ａに向けて偏向させる手段であり、例えば、ＴＦＴアレイ基板検査装置２０の走査手段が備えるレンズ系６ａ及びレンズ制御手段６ｂを利用することができる。
【００４１】
ＴＦＴアレイ基板検査装置２０が備えるレンズ６ａは、電子ビームをＴＦＴアレイ基板１０上で走査する走査レンズ系を兼用する他に、電子ビーム２１ｂを電流検出板４ａに向ける専用のレンズを設ける構成としてもよい。
【００４２】
なお、フィラメント電流制御回路５にフィードバックするフィラメント電流の電流量は、フィラメント３に基準抵抗２ｃを接続することで得られる電圧値により求めることができる。また、フィードバックするエミッション電流の電流量は、電源２ａの電流を抵抗２ｄによって得られる電圧値により求めることができる。
【００４３】
図３は、本発明のフィラメント電源回路２及びフィラメント電流制御回路５の構成例を説明するための概略図である。
【００４４】
フィラメント電源回路２は、電源２ｅにパワートランジスタ等の電流調整素子２ｂを接続してフィラメント３の一端に接続し、フィラメント３の他端を基準抵抗２ｃを介して接地して構成される。電流調整素子２ｂは、フィラメント電流制御回路５の制御信号によってフィラメント３に流す電流量を調整する。例えば、パワートランジスタの場合には、制御信号をゲートに印加することで電流量調整を行う。
【００４５】
フィラメント電流制御回路５は、オペアンプ５ｄとコンデンサ５ｅ等により形成される積分回路を備える。積分回路の入力端には、ビーム電流の補正分、エミッション電流のフィードバック分、及びフィラメント電流の相当する電圧が、それぞれ抵抗５ａ，５ｂ，５ｃを介して入力され、これらの各電流変動を加えて積分した値を制御信号として電流調整素子２ｂに出力する。
【００４６】
ここで、ビーム電流の補正分は、図２で示したビーム電流モニタ４で求めた値であって、ビーム電流の変動を基準値に戻して一定に保持するための補正値であり、エミッション電流のフィードバック分は、フィラメント電源回路の電源２ａに流れる電流の基準値である。
【００４７】
本発明の電子ビーム発生装置によれば、ビーム電流を一定時間毎に読み取って、その検出値と予め設定しておいた基準値との差分を求め、この差分によってビーム電流の電流量を補正して、設定した基準値となるようにすることで、ビーム電流を一定に制御することができる。
【００４８】
この電子ビーム発生装置をＴＦＴアレイ基板検査装置に用いた場合には、ビーム電流の読み取りは、ＴＦＴアレイ基板の基板検査に影響を与えない時点で行うことができるため、ＴＦＴアレイ基板検査装置を組み込んだ生産ラインを停止することなく、ビーム電流を常に一定に保持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明の電子ビーム発生装置は、ＴＦＴアレイ基板検査装置に限らず、電子ビームを用いた検査装置の他、電子ビームを用いた加工装置等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の電子ビーム発生装置１の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図２】本発明の電子ビーム発生装置、及びこの電子ビーム発生装置を有したＴＦＴアレイ基板検査装置の概略構成を説明するためのブロック図である。
【図３】本発明のフィラメント電源回路及びフィラメント電流制御回路の構成例を説明するための概略図である。
【図４】フィラメント点灯電源回路の概略を説明するためのブロック構成図である。
【符号の説明】
【００５１】
１…電子ビーム発生装置、２…フィラメント電源回路、２ａ…電源、２ｂ…電流調整回路、２ｃ…基準抵抗、２ｄ，２ｄ…抵抗、２ｅ…電源、３…フィラメント、４…ビーム電流モニタ、４ａ…電流検出板、４ｂ…増幅器、４ｃ…Ａ／Ｄ変換器、４ｄ…基準電流値、４ｅ…演算手段、４ｆ…Ｄ／Ａ変換器、５…フィラメント電流制御回路、５ａ，５ｂ，５ｃ…抵抗、５ｄ…オペアンプ、５ｅ…コンデンサ、６…偏向手段、６ａ…レンズ、６ｂ…レンズ制御手段、１０…ＴＦＴアレイ基板、２０…ＴＦＴアレイ基板検査装置、２１ａ，２１ｂ…ビーム電流、２２…二次電子、２３…二次電子検出器、２４…欠陥検査手段、１０１…フィラメント点灯電源回路、１０２…フィラメント点灯回路、１０３…フィラメント、１０４…フィラメント電流モニタ、１０５…エミッション電流モニタ、１０６…ＣＰＵ。
【図１】
2006324124.tif 000003
【図２】
2006324124.tif 000004
【図３】
2006324124.tif 000005
【図４】
2006324124.tif 000006