(57)【要約】      （修正有）【課題】光学的検査と電気的検査とを行う基板アレイ検査装置において、装置構成を小型化し、検査のスループットを向上させる。【解決手段】ＴＦＴアレイ検査装置１は、電子線走査によって得られる二次電子を検出するメインチャンバー２０と、メインチャンバーとの間で基板２を搬出入するロードロックチャンバー１０と、基板の搬送方向と直交する方向の幅のライン状画像を撮像するライン撮像手段４０と、電気的検査画像を形成する検査画像形成手段５２と、光学画像を形成する光学画像形成手段４１と、検査画像および光学画像を用いて基板検出を行う基板検査手段６０とを備え、ライン撮像手段を、基板の搬送路上で、ロードロックチャンバーとメインチャンバーの境界近傍に配置する。メインチャンバーへの基板の搬入時に基板の光学画像を取得することで、光学画像を取得するスペースを不要として小型化し、検査のスループットを向上させる。【選択図】図１
2011047770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線を基板に走査して得られる二次電子を検出することによりＴＦＴアレイを検査するＴＦＴアレイ検査装置において、
基板に電子線を走査し、当該電子線走査によって得られる二次電子を検出するメインチャンバーと
前記メインチャンバーとの間で基板の搬出入を行うロードロックチャンバーと、
前記基板の搬送方向と直交する方向の幅に相当するライン状画像を撮像するライン撮像手段と、
前記二次電子から電気的検査画像を形成する検査画像形成手段と、
前記ライン状画像から光学画像を形成する光学画像形成手段と、
前記検査画像および／又は光学画像を用いて基板検出を行う基板検査手段とを備え、
前記ライン撮像手段は、前記メインチャンバー又は前記ロードロックチャンバー内において、前記基板の搬送路上に配置することを特徴とする、ＴＦＴアレイ検査装置。
【請求項２】
前記ライン撮像手段は、ロードロックチャンバーのメインチャンバー側、又はメインチャンバーのロードロックチャンバー側に配置することを特徴とする、請求項１に記載のＴＦＴアレイ検査装置。
【請求項３】
前記光学画像形成手段は、ロードロックチャンバーからメインチャンバー内に基板を搬送する搬送過程でライン状画像を撮像し、
前記光学画像形成手段は、前記ライン撮像手段が撮像したライン状画像を用いて基板全面の光学画像を形成することを特徴とする、請求項１又は２に記載のＴＦＴアレイ検査装置。
【請求項４】
前記基板検査手段は、前記光学画像形成手段で形成した基板全面の光学画像に基づいて基板のアレイの光学的外観を検査することを特徴とする、請求項３に記載のＴＦＴアレイ検査装置。
【請求項５】
前記基板検査手段は、前記光学画像形成手段で形成した基板全面の光学画像と前記検査画像形成手段で形成した基板の電気的検査画像とに基づいて基板のアレイの欠陥を検査することを特徴とする、請求項３に記載のＴＦＴアレイ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＴＦＴアレイ基板の検査に使用するＴＦＴアレイ検査装置に関し、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどに使われる基板検査装置に適用する他、走査型電子顕微鏡、非破壊検査装置、ＥＢテスター、トランジスタ検査装置等に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
ＴＦＴアレイ基板の電気的検査において、非接触で試料の電位を測定する技術として電位コントラストを用いた検査方法が知られている。この電位コントラストによれば、試料に電子線を照射することにより試料表面から放出される２次電子のエネルギーを測定することにより試料の電位を測定することができる。
【０００３】
このＴＦＴアレイ検査装置では、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどに使われるＴＦＴアレイ基板に所定パターンの検査信号を印加して所定に電位状態とし、この基板に電子線を照射してＴＦＴ基板から発生する２次電子を検出し、２次電子から得られる信号によりＴＦＴ基板に所定の電圧が印加されているかを測定し、その測定結果に基づいて短絡等の欠陥セルの判別を行う。このようなＴＦＴアレイ検査装置として、例えば、特許文献１が知られている。
【０００４】
また、ＴＦＴアレイ検査装置では、上記した電気的検査の他に、基板上に形成されたアレイを光学的に観察する外観検査を行って、アレーパターンの欠陥を光学的に検査することが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２２８４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来行われる基板アレイ検査において、光学的検査は大気中で行われ、電気的検査は真空中で行われる。このように光学的検査と電気的検査は検査環境が異なるため、両検査を行うには、独立した光学的検査装置と電気的検査装置とをそれぞれ用意し、一つの複合装置として構成する場合であっても、単に両検査装置を並置する構成としている。
【０００７】
このように、異なる機能を備えた独立した検査装置を並置する構成では、単に検査装置を並べるだけであるため、全体の装置構成が大型化するという問題がある他、真空状態や大気状態など各検査チャンバー内の検査環境に合わせる必要があるため、基板アレイ検査のスループットが低下するという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は上記課題を解決して、光学的検査と電気的検査とを行う基板アレイ検査装置において、装置構成を小型化することを目的とする。
【０００９】
また、光学的検査と電気的検査とを行う基板アレイ検査装置において、基板アレイ検査のスループットを向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＴＦＴアレイ検査装置は、電気的検査を行うメインチャンバーに対して基板を搬入する移動時に基板の光学画像を取得する構成とすることによって、光学的検査を行うために要するスペースを不要として装置構成を小型化すると共に、基板の搬入と同時に光学画像を取得することによって、光学的画像のみを取得するための時間を不要として基板アレイ検査のスループットを向上させることができる。
【００１１】
本発明のＴＦＴアレイ検査装置は、電子線を基板に走査して得られる二次電子を検出することによりＴＦＴアレイを検査するＴＦＴアレイ検査装置であり、基板に電子線を走査し、この電子線走査によって得られる二次電子を検出するメインチャンバーと、メインチャンバーとの間で基板の搬出入を行うロードロックチャンバーと、基板の搬送方向と直交する方向の幅に相当するライン状画像を撮像するライン撮像手段と、二次電子から電気的検査画像を形成する検査画像形成手段と、ライン状画像から光学画像を形成する光学画像形成手段と、検査画像および光学画像を用いて基板検出を行う基板検査手段とを備える。
【００１２】
ライン撮像手段は、基板の搬送路上に配置し、ロードロックチャンバーのメインチャンバー側、又はメインチャンバーのロードロックチャンバー側に配置する。
【００１３】
ライン撮像手段をメインチャンバー又はロードロックチャンバー内において、基板の搬送路上に配置することによって、基板の移動と共に基板面を撮像することができる。
【００１４】
また、ライン撮像手段をメインチャンバー又はロードロックチャンバー内において、ロードロックチャンバーのメインチャンバー側、又はメインチャンバーのロードロックチャンバー側に配置することによって、基板がロードロックチャンバーからメインチャンバーへ内に移動して時点で、基板全面を撮像することができる。
【００１５】
ライン撮像手段は、ロードロックチャンバーからメインチャンバー内への搬送過程において、基板の移動に伴ってライン状画像を取得する。
【００１６】
光学画像形成手段は、ライン撮像手段が取得したライン状画像を用いて基板全面の光学画像を形成する。本発明の基板アレイ検査装置において、基板全面の光学画像の取得は、光学画像を取得するための専用チャンバーを用意することなく、メインチャンバー又はロードロックチャンバー内にライン撮像手段を配置することで構成することができる。この構成によれば、ロードロックチャンバーからメインチャンバー内へ基板を搬送する移動動作を利用することによって基板全面の光学画像を取得することができるため、光学画像を取得するためのチャンバーを不要とすることができる。したがって、基板アレイ検査装置において、装置構成を大型化することなく光学的検査と電気的検査とを行うことができる。
【００１７】
本発明の基板検査手段は、光学画像形成手段で形成した基板全面の光学画像に基づいて基板のアレイの光学的外観を検査することができる。
【００１８】
また、本発明の基板検査手段は、光学画像形成手段で形成した基板全面の光学画像と検査画像形成手段で形成した基板の電気的検査画像とに基づいて基板のアレイの欠陥を検査することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のＴＦＴアレイ検査装置によれば、光学的検査と電気的検査とを行う基板アレイ検査装置において、装置構成を小型化することができる。
【００２０】
また、本発明のＴＦＴアレイ検査装置によれば、光学的検査と電気的検査とを行う基板アレイ検査装置において、基板アレイ検査のスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のＴＦＴアレイ検査装置の構成を説明するための概略図である。
【図２】本発明のＴＦＴアレイ検査装置による光学画像の取得を説明するための断面図である。
【図３】本発明のＴＦＴアレイ検査装置による光学画像の取得を説明するための斜視図である。
【図４】本発明のＴＦＴアレイ検査装置による光学画像の取得を説明するための平面図である。
【図５】本発明のＴＦＴアレイ検査装置の他の構成例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
図１は本発明のＴＦＴアレイ検査装置の構成を説明するための概略図である。
【００２４】
図１において、ＴＦＴアレイ検査装置１は、基板２を搬出入するためのロードロックチャンバー１０と、ロードロックチャンバー１０から搬入された基板２を電気的に検査するメインチャンバー２０の２つのチャンバーを備える。
【００２５】
ロードロックチャンバー１０は、大気側から搬送された基板をメインチャンバー２０に搬入し、また、メインチャンバー２０で検査が終了した基板を大気側に搬出するためのチャンバーであり、大気側との間にゲートバルブ３１を備え、メインチャンバー２０との間にゲートバルブ３２を備える。また、ロードロックチャンバー１０は、チャンバー内を真空排気する排気装置（図示していない）が接続されている。また、ロードロックチャンバー１０内には、基板２を載置したパレット３を搬送するためのパレット搬送機構１１が設けられている。
【００２６】
メインチャンバー２０は、基板２の電気的検査を行うチャンバーであり、電子線を基板２に向けて照射する電子線源５０ａ，５０ｂと、電子線照射によって基板２から放出される二次電子検出器５１ａ，５１ｂと、基板２をＸ方向,Ｙ方向,Ｚ方向に移動するＸＹＺステージ２１を備える。ＸＹＺステージ２１による移動、および電子線源５０から照射される電子線の偏向によって電子線を走査させることで、基板２の全面に対して電子線を照射する。
【００２７】
検査画像形成手段５２は、二次電子検出器５１ａ，５１ｂで検出した検出信号を入力して、基板２の電位状態に基づく電気的検査画像を形成する。また、メインチャンバー２０には、基板２に検査信号を入力するプローバ（図示してない）が設けられる。プローバ（図示してない）は、プローブピンを基板の電極に接触させることによって、基板のＴＦＴアレイに検査信号を入力して、基板のピクセル電極を所定の電位状態とする。電子線が照射されたピクセル電極は、ピクセルの電位状態に応じた二次電子を放出する。二次電子検出器５１は放出された二次電子を検出して検出信号を出力する。検査画像形成手段５２は、この検出信号に基づいてピクセルの電位状態を表す検査画像を形成する。メインチャンバー２０内には、チャンバー内を真空排気する排気装置（図示していない）が接続されている。
【００２８】
ロードロックチャンバー１０あるいはメインチャンバー２０の少なくとも何れか一方のチャンバー内において、パレット搬送機構１１による基板の搬送路上であって、両チャンバーが隣接する境界の近傍にライン撮像手段４０を配置する。ライン撮像手段４０はライン状に撮像する撮像装置であり、例えば、複数のＣＣＤ素子をライン状に配列して構成することができる。
【００２９】
本発明のライン撮像手段４０は、パレット搬送機構１１の搬送方向と交差する方向に配置すると共に、基板２の搬送方向と直交する方向の幅分のライン画像を取得する長さを有している。
【００３０】
このライン撮像手段４０をロードロックチャンバー１０とメインチャンバー２０とが隣接するゲートバルブ３２の近傍に配置することによって、基板２の全面について光学画像を撮像することができる。ライン撮像手段４０による撮像は、一ライン分のライン画像を取得するものであるが、撮像対象である基板が移動することによって、基板全面を撮像することができる。
【００３１】
ロードロックチャンバー１０からメインチャンバー２０に基板２を搬入するときには、基板２の全面は、必ずロードロックチャンバー１０とメインチャンバー２０の境界部分を移動して通過する。本発明は、この基板２の移動を利用するものであり、ライン撮像手段４０をロードロックチャンバー１０とメインチャンバー２０とが隣接するゲートバルブ３２の近傍に配置することによって、基板２をロードロックチャンバー１０からメインチャンバー２０に搬入動作に伴って、ライン撮像手段４０によって基板２の全面を撮像することができる。
【００３２】
光学画像形成手段４１は、ライン撮像手段４０で撮像した撮像信号を入力して、基板２全面の光学画像を形成する。
【００３３】
ＴＦＴアレイ検査装置１は基板検査手段６０を備え、光学画像形成手段４１で形成した基板２の光学画像と、検査画像形成手段５２で形成した基板２の電気的検査を行うための検査画像とを入力し、これらの光学画像および検査画像を用いて基板のＴＦＴアレイの欠陥検査を行う。
【００３４】
なお、図１では、光学画像形成手段、検査画像形成手段、基板検査手段をそれぞれ個別の構成要素で示しているが、これらの構成要素は必ずしも個別に構成する必要はなく、光学画像形成手段と検査画像形成手段とを一つの画像形成手段で構成したり、光学画像形成手段と検査画像形成手段とを基板検査手段内に組み込む構成としたり、光学画像形成手段と検査画像形成手段と基板検査手段をＴＦＴアレイ検査装置が備える制御回路内に組み込む構成とすることもできる。
【００３５】
本発明のＴＦＴアレイ検査装置の構成によれば、ロードロックチャンバー１０からメインチャンバー２０に基板２を搬入する搬送過程の間に基板２の光学画像を取得することによって、メインチャンバーでの電気的検査に先駆けて、光学画像を用いて光学的観察による外観検査によって欠陥箇所や汚染物質を検出したり、アレイ配列のパターンを光学的に検査することによってアレイ欠陥を検出することができる。
【００３６】
図２〜図４を用いて、本発明のＴＦＴアレイ検査装置による光学画像の取得について説明する。図２は本発明のＴＦＴアレイ検査装置による光学画像の取得を説明するための断面図であり、図３は本発明のＴＦＴアレイ検査装置による光学画像の取得を説明するための斜視図であり、図４は本発明のＴＦＴアレイ検査装置による光学画像の取得を説明するための平面図である。
【００３７】
図２（ａ），図３（ａ），図４（ａ）は、基板２がロードロックチャンバー１０内に搬入された状態を示している。
【００３８】
ロードロックチャンバー１０内を大気圧状態とした後、ゲートバルブ３１を開放し、このゲートバルブ３１を通してパレット３上に載置された状態の基板２をロードロックチャンバー１０に搬入する。ロードロックチャンバー１０内において、パレット３の搬送はパレット搬送機構１１によって行われる。
【００３９】
ロードロックチャンバー１０内に基板２を搬入した後ゲートバルブ３１を閉じ、図示していない排気装置によってロードロックチャンバー１０内を真空排気する。ロードロックチャンバー１０内を真空排気した後、ゲートバルブ３２を開放して、ロードロックチャンバー１０とメインチャンバー２０とを連通させる。このとき、メインチャンバー２０内は図示しない排気装置によって真空状態となっている。
【００４０】
図２（ｂ），図３（ｂ），図４（ｂ），（ｃ）は、基板２がロードロックチャンバー１０からメインチャンバー２０内に搬送される状態を示している。
【００４１】
ロードロックチャンバー１０内のパレット３は、パレット搬送機構１１によってメインチャンバー２０に向けて搬送され、ゲートバルブ３２を通過してメインチャンバー２０内に搬入される。この搬送移動の過程において、パレット３に載置された基板２はゲートバルブ３２の近傍に配置されたライン撮像手段４０を通過する。ライン撮像手段４０は、ロードロックチャンバー１０あるいはメインチャンバー２０の何れに配置してもよい。
【００４２】
ライン撮像手段４０が撮像するライン方向は、パレット搬送機構１１の搬送方向と交差する方向に配置されているため、ライン撮像手段４０はパレット搬送機構１１によって搬送される基板２の幅分を撮像する。この撮像を、基板２が移動する搬送過程の間連続して続けることによって、基板２の全面を撮像することができる。図４（ｂ）と図４（ｃ）は、搬送過程を示している。図中において斜線で示した基板部分は、撮像された領域を示している。基板全面の撮像は、基板２がライン撮像手段４０を通過して時点で完了する。
【００４３】
光学画像形成手段４１は、ライン撮像手段４０で撮像された撮像信号を入力して基板の光学画像を形成する。
【００４４】
図２（ｃ），図４（ｄ）は、基板２がメインチャンバー２０内に搬入された状態を示している。
【００４５】
基板２を載置するパレット３がメインチャンバー２０内に搬入し、ＸＹＺステージ２１上に載置した後ゲートバルブ３２を閉じる。メインチャンバー２０内において、基板２の電気的検査が行われる。
【００４６】
基板２のアレイには、基板検査手段６０から所定の信号パターンの検査信号が印加されて所定の電位状態が形成される。この所定の電位状態の基板２に、電子線源５０ａ，５０ｂから電子線を照射して基板上を走査し、電子線照射によって放出される二次電子を二次電子検出器５１ａ，５１ｂで検出する。電子線走査は、照射した電子線の偏向とＸＹＺステージ２１の移動とによって行うことができる。
【００４７】
検査画像形成手段５２は、二次電子検出器５１ａ，５１ｂで検出した検出信号を入力して検査画像を形成する。
【００４８】
本発明のＴＦＴアレイ検査装置によれば、ロードロックチャンバーあるいはメインチャンバーにおいて基板の搬送路上にライン撮像手段を配置することよって、専用のチャンバーを必要とすることなく基板全面を撮像することができ、また、基板が移動する間に撮像を行うことができるため、基板を撮像するためのみの時間を省くことができ、検査のタクト時間を短縮することができる。
【００４９】
図５は本発明のＴＦＴアレイ検査装置の他の構成例を説明するための図である。図５に示す構成例は、ライン撮像手段４０をメインチャンバー２０内に配置する構成例である。なお、図５では、光学画像形成手段４１，検査画像形成手段５２，基板検査手段６０等は省略している。
【００５０】
図５において、ＴＦＴアレイ検査装置１は、基板２を搬出入するためのロードロックチャンバー１０と、ロードロックチャンバー１０から搬入された基板２を電気的に検査するメインチャンバー２０の２つのチャンバーを備え、メインチャンバー２０内のロードロックチャンバー１０側に、ライン撮像手段４０を配置する。
【００５１】
ライン撮像手段４０をメインチャンバー２０内に配置する構成においても、図１で示した構成と同様に、ロードロックチャンバー１０からメインチャンバー２０内に基板２が搬入する搬送過程中に基板２の全面を撮像し、基板の光学画像を取得することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、基板の欠陥の有無検出、欠陥種の検出の他、検出した欠陥を修復するリペア装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１    ＴＦＴアレイ検査装置
２    基板
３    パレット
１０    ロードロックチャンバー
１１    パレット搬送機構
２０    メインチャンバー
２１    ステージ
３１    ゲートバルブ
３２    ゲートバルブ
４０    ライン撮像手段
４１    光学画像形成手段
５０，５０ａ，５０ｂ    電子線源
５１，５１ａ，５１ｂ    二次電子検出器
５２    検査画像形成手段
６０    基板検査手段
【図１】
2011047770.tif 000003
【図２】
2011047770.tif 000004
【図５】
2011047770.tif 000005
【図３】
2011047770.tif 000006
【図４】
2011047770.tif 000007