(57)【要約】【課題】基板検査工程の段階で、基板欠陥を検出するに限らず、その欠陥の電気的特性を取得し、検出した欠陥の要因となる原因物質を特定する。【解決手段】ＴＦＴアレイ基板検査装置１は、ＴＦＴアレイ基板３０に電子線を照射する電子線源２と、この電子線照射によってＴＦＴアレイ基板から放出される二次電子２０を検出する二次電子検出器５と、ＴＦＴアレイ基板を撮像する撮像装置７と、電子線をＴＦＴアレイ基板上で走査し、走査で得られる二次電子を前記二次電子検出器で検出して基板の欠陥検出を行う基板欠陥検出部１１と、電子線をＴＦＴアレイ基板上の特定位置に照射し、この照射で得られる二次電子を二次電子検出器で検出して基板のＳＥＭ像を形成するＳＥＭ像処理部１２と、撮像装置で撮像した撮像信号により撮像画像を取得する撮像画像処理部１４を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＴＦＴアレイ基板に電子線を照射する電子線源と、
前記電子線照射によってＴＦＴアレイ基板から放出される二次電子を検出する二次電子検出器と、
ＴＦＴアレイ基板を撮像する撮像装置と、
前記電子線をＴＦＴアレイ基板上で走査し、当該走査で得られる二次電子を前記二次電子検出器で検出して基板の欠陥検出を行う基板欠陥検出部と、
前記電子線をＴＦＴアレイ基板上の特定位置に照射し、当該照射で得られる二次電子を前記二次電子検出器で検出して基板のＳＥＭ像を形成するＳＥＭ像処理部と、
前記撮像装置で撮像した撮像信号により撮像画像を取得する撮像画像処理部とを備え、
前記基板欠陥検出部は欠陥部位を観察部位として特定し、
前記撮像画像処理部は前記観察部位を撮像し、
前記ＳＥＭ像処理部は前記観察部位の撮像画像から観察点を特定することを特徴とする、ＴＦＴアレイ基板検査装置。
【請求項２】
前記電子線照射によってＴＦＴアレイ基板から放出されるＸ線を検出するＸ線検出器と、当該Ｘ線検出器で検出したＸ線により元素分析を行うＥＤＸ元素分析部とを備え、
前記ＥＤＸ元素分析部は、前記ＳＥＭ像処理部で特定した観察点への電子線照射で得られるＸ線から特性Ｘ線を選出して元素分析を行うことを特徴とする、請求項１に記載のＴＦＴアレイ基板検査装置。
【請求項３】
前記基板欠陥検出部は、前記ＳＥＭ像処理部で特定した観察点への電子線照射で得られる二次電子を前記二次電子検出器で検出して、前記観察点の欠陥検出を行うことを特徴とする、請求項１に記載の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、ＴＦＴアレイ基板の検査装置に関し、特に、ＴＦＴアレイ基板のアレイ欠陥の原因の究明解析に有用なデータを取得することができるＴＦＴアレイ基板検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子線を用いてフラットパネルディスプレイ等のＴＦＴアレイ基板のピクセルの状態（良否）を検査する検査装置として例えば、特許文献１，２が知られている。
【０００３】
この検査装置は、測定画像データから欠陥点を特定する装置であり、基板にプロービングピンを接触させて検査信号を印加してパネルを駆動させ、このパネルに電子線を照射して放出された二次電子を検出し、この二次電子の強度変化によってピクセル単位で欠陥の有無を判定する。ここで得られる二次電子の強度は、フォトマルチプライヤなどのアナログ信号に変換され、得られた強度データを、電子線を照射した際の座標を逆算してピクセル単位に割り付けられ画像処理が行われる。この画像処理により、測定信号値から検査対象であるＴＦＴ基板のピクセル配列に対応した画像データ（２次元データ）を取得し、この画像データから欠陥画素を抽出することによって、欠陥座標や欠陥種の分類などの検査情報を取得している。
【０００４】
例えば、特定の信号強度を持つ画素を抽出することで行い、抽出した画素を欠陥画素としている。また、欠陥種の分類では、大きく、孤立した点として存在する欠陥（点欠陥）や、水平あるいは垂直方向に連続した点の集合となっていることにより線となっている欠陥（線欠陥）に分類される。また、それぞれの点欠陥や線欠陥は、互いの相関の有無に応じて、さらにグループ化した欠陥としても分類される。
【０００５】
検査装置では、検査対象であるＴＦＴアレイ基板の各ピクセルの状態（良否）に応じた相関出力を、各ピクセルの信号強度として測定することができ、その測定信号強度によって２次元の画像データを構成することができる。
【０００６】
欠陥種の分類は、例えば、測定した画像データ（２次元データ）において、ある強度値をしきい値（Threshold）として、このしきい値以下の強度を持つ点を欠陥点として抽出し、抽出した欠陥点の集合をさらにグループ化して分類する。このように、測定した２次元（画像）データから抽出した欠陥点の集合は、それらの位置的あるいは形状的などの特徴によってグループ化され、分類されて最終的な検査情報として出力される。
【０００７】
また、この基板検査装置で抽出して欠陥は、例えば、リペア工程において光学顕微鏡によって光学的観察を行うことで欠陥を確認することができる。
【特許文献１】特開平１１−２６５６７８号公報
【特許文献２】特開２０００−３１４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、光学顕微鏡による欠陥部位の確認は、アレイ基板の光学像を目視で観察するに止まるため、その欠陥の電気的特性を知ることはできない。また、その欠陥が異物の付着が要因であるような場合には、その異物の物質を特定することもでない。
【０００９】
そのため、リペア工程において、光学顕微鏡による光学的観察で欠陥を確認したとしても、その欠陥の電気的特性や原因物質を特定するには、検査対象である基板をリペア装置から基板検査装置に戻し、光学的観察で確認した位置について基板を再度検査する必要がある。そのため、検査結果を上流側にプロセスフィードバックして、欠陥の原因となってプロセス上の要因を解消させるには時間を要し、求められる迅速性に対応することができないとい問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は上記課題を解決して、基板検査工程の段階で、基板欠陥を検出するに限らず、その欠陥の電気的特性を取得することを目的とする。
【００１１】
また、検出した欠陥の要因となる原因物質を特定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、基板検出装置が備える、電子線走査によって基板欠陥を検出する機能に加えて、光学像を取得する機能、およびＳＥＭ像を取得する機能を付加することによって、電子線走査で検出した欠陥部位の光学像を取得して欠陥部位を確認し、この欠陥部位のＳＥＭ像によってより高分解能で欠陥部位を特定し、さらに、この欠陥部位について、駆動状態の二次電子を検出することで電気的特性を検出する。
【００１３】
本発明の構成によれば、ＳＥＭ像を取得するために基板に照射する電子線の電子線源は、電子線走査に用いる電子線源と同じものを使用することができるため、ＳＥＭ像を取得するための新たな電子線源の付加を要さず、また基板検出装置の大型化を防ぐことができる。
【００１４】
本発明のＴＦＴアレイ基板検査装置は、ＴＦＴアレイ基板に電子線を照射する電子線源と、この電子線照射によってＴＦＴアレイ基板から放出される二次電子を検出する二次電子検出器と、ＴＦＴアレイ基板を撮像する撮像装置と、電子線をＴＦＴアレイ基板上で走査し、当該走査で得られる二次電子を前記二次電子検出器で検出して基板の欠陥検出を行う基板欠陥検出部と、電子線をＴＦＴアレイ基板上の特定位置に照射し、この照射で得られる二次電子を二次電子検出器で検出して基板のＳＥＭ像を形成するＳＥＭ像処理部と、撮像装置で撮像した撮像信号により撮像画像を取得する撮像画像処理部とを備える。
【００１５】
ここで、基板欠陥検出部は欠陥部位を観察部位として特定し、撮像画像処理部は基板欠陥検出部で特定した観察部位を撮像し、さらに、ＳＥＭ像処理部は観察部位の撮像画像から観察点を特定する。
【００１６】
なお、観察点は、観察部位の中から高い分解能で特定した欠陥部位の部分であり、ここでは撮像画像から観察部位を特定し、ＳＥＭ像から観察点を特定する。
【００１７】
本発明のＴＦＴアレイ基板検査装置は、電子線走査で得られた二次電子によって欠陥検出を行い、この欠陥検出した位置を撮像して得られる撮像画像によって観察部位を特定し、さらに、この観察部位に電子線を照射することでより高い分解能のＳＥＭ像を取得し、このＳＥＭ像によって観察点を特定する。
【００１８】
さらに、アレイに検査信号を印加して駆動した状態において、ＳＥＭ像で特定した観察点に電子線を照射する。この電子線照射で得られる二次電子を二次電子検出器で検出して、観察点の欠陥検出を行う。これによって、より高い分解能で欠陥部位の電気的特性を取得することができる。
【００１９】
このＳＥＭ像の取得では、電子線走査に用いる電子線源と二次電子検出器を利用することができるため、ＴＦＴアレイ基板検査装置の大型化を防ぐことができる。
【００２０】
また、本発明のＴＦＴアレイ基板検査装置は、電子線照射によってＴＦＴアレイ基板から放出されるＸ線を検出するＸ線検出器と、このＸ線検出器で検出したＸ線により元素分析を行うＥＤＸ元素分析部とを備える。ＥＤＸ元素分析部は、ＳＥＭ像処理部で特定した観察点に電子線を照射し、この電子線照射によって欠陥部位から放出されるＸ線をＸ線検出器で検出し、その欠陥部位について選出して元素分析を行う。
【００２１】
この特性Ｘ線によるＥＤＸ元素分析では、電子線走査や、観察部位への電子線照射に用いる電子線源を利用することができるため、ＴＦＴアレイ基板検査装置の大型化を防ぐことができる。
【００２２】
また、本発明によれば、電子線走査で検出した欠陥部位をＣＣＤカメラ等の撮像装置によって光学像でモニタし、その欠陥の状態をレビューすることができる。そして、この欠陥をレビューする機能を基板検査装置に付加させることで、検査工程からリペア工程に移行する前に、検査工程の段階で即座に確認し、基板製造の上流の工程にプロセスフィードバックすることが可能となる。この基板検査の工程から上流工程へのプロセスフィードバックは、同種の欠陥が多発してその欠陥の原因を早急に究明した場合には、特に有効性が高まる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、基板検査工程の段階で、基板欠陥を検出するに限らず、その欠陥の電気的特性を取得することができる。
【００２４】
また、基板検査工程の段階で、欠陥の原因物質を特定することができる。
【００２５】
また、本発明の態様によれば、欠陥検出の分解能を高めることができる。
【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ＴＦＴアレイ基板検査装置の一構成例を説明するための図である。
【００２８】
図１において、ＴＦＴアレイ基板検査装置１は、ＴＦＴアレイ基板３０に照射する電子線２０を発生する電子線源２と、電子線源２から発せられた電子線２０を偏向させるレンズ系３と、ＴＦＴアレイ基板３０を載置し、載置したＴＦＴアレイ基板３０の位置を変更させるステージ４と、電子線２０の照射によってＴＦＴアレイ基板３０から放出される二次電子２１を検出する二次電子検出器５と、電子線２０の照射によってＴＦＴアレイ基板３０から放出されるＸ線２２を検出するＸ線検出器６と、ＴＦＴアレイ基板３０の光学像を撮像する撮像装置７を備える。なお、撮像装置７は、光学顕微鏡およびこの光学顕微鏡で拡大した光学像を電気信号として出力するＣＣＤカメラを含む。
【００２９】
さらに、二次電子検出器５で検出した二次電子２１の検出信号を入力して基板の欠陥検出を行う基板欠陥検出部１１と、二次電子検出器５で検出した二次電子２１の検出信号を入力して基板の観察部位のＳＥＭ像を取得するＳＥＭ像処理部１２と、Ｘ線検出器６で検出したＸ線２２を検出して得られる検出信号を入力して基板の観察点の元素分析を行うＥＤＸ元素分析部１３と、撮像装置７で得られた光学像の信号を入力して基板の観察部位の光学画像を取得する撮像画像処理部１４と、これら各部１１〜１４で得られた欠陥検出データ、ＳＥＭ像、元素分析結果、撮像画像等を表示する表示装置１５、およびこれら各部１１〜１４と表示装置１５の他、電子線源２、レンズ系３，ステージ４等を制御する制御部１０を備える。
【００３０】
基板欠陥検出部１１は、基板３０に所定パターンの検査信号を印加して駆動し、電子線源２から照射される電子線をこの駆動状態の基板３０上で走査させ、この走査によって基板３０から放出される二次電子２１を用いて欠陥検出を行う。このとき、基板３０は、検査信号のパターンに応じた電圧状態となり、電子線が照射されると、この電圧状態に応じた量の二次電子２１が放出される。基板欠陥検出部１１は、二次電子検出器５で検出して二次電子量から基板の電圧状態を求め、印加した検査信号のパターンで想定される電圧状態と比較することで基板の欠陥検出を行う。
【００３１】
この基板欠陥検出部１１では、検出した欠陥の部位の座標と欠陥種を求めることができる。欠陥部位の座標は、電子線走査における照射位置から求めることができるが、その分解能には限界がある。欠陥種は、基板に印加する検査信号パターンによって定まり、検出する欠陥種に応じたパターンの検出信号を予め設定しておく。
【００３２】
ＳＥＭ像処理部１２は、電子線源２の電子線を撮像画像処理部１４で特定された観察部位に照射し、この電子線照射によって基板３０から放出される二次電子２１を用いてＳＥＭ像を取得し、欠陥部について高分解能で観察点を特定する。このＳＥＭ像による観察部位の分解能は、前記した電子線を走査して得られ欠陥部位に分解能よりも高くすることができる。
【００３３】
撮像画像処理部１４は、光学顕微鏡やＣＣＤカメラ等で得られた光学像を画像処理して光学画像を取得する。この光学画像は、基板欠陥検出部１１で特定した欠陥部位の光学像であり、この光学画像から欠陥部分を抽出し、観察部位として特定する。前記したＳＥＭ像処理部１４は、この撮像画像処理部１４で特定した観察部位に対して電子線を照射する。
【００３４】
ＥＤＸ元素分析部１３は、電子線源２の電子線をＳＥＭ像画像像処理部１２で特定された観察点に照射し、この電子線照射によって基板３０から放出されるＸ線２２から特性Ｘ線を取得し、元素分析を行う。
【００３５】
表示部１５は、基板欠陥検出部１１で得られる検出信号や欠陥検出結果、撮像画像処理部１４で得られる撮像画像、ＳＥＭ像処理部１２で得られるＳＥＭ像、およびＥＤＸ元素分析部１３でえら得る元素分析結果等を表示する。なお、各画像やデータを単独で表示することも、あるいは複数種の画像がデータを組み合わせて表示することもできる。
【００３６】
制御部１０は、基板欠陥検出、基板撮像、ＳＥＭ像取得、元素分析等の各モードに対応して電子線源２，レンズ系３，ステージ４、撮像装置７を制御する。
【００３７】
例えば、基板欠陥検出を行うモードでは、電子線源２の電子線２０を基板３０上で走査し、この電子線走査によって基板３０から放出される二次電子２１を二次電子検出器５で検出する。このために、電子線源２を制御して、放出する電子線２０の放出条件を設定し、レンズ系３およびステージ４を制御して、基板３０上で電子線２０を走査させる。また、基板欠陥検出部１１を制御して、二次電子検出器５で得られた検出信号を処理して欠陥検出を行わせる。
【００３８】
また、基板撮像のモードでは、電子線源２から基板３０に対して電子線２０が照射されないように電子線２０の照射を制御し、撮像装置７によって基板３０の光学像を撮像させる。この光学像の倍率は、図示しない光学顕微鏡を制御することで設定することができる。この撮像で得られた撮像画像から、観察部位を設定する。
【００３９】
ＳＥＭ像を取得するモードでは、基板撮像のモードで設定した観察部位に対して、電子線２０を照射し、この電子線照射によって基板３０の観察部位から放出される二次電子２１を二次電子検出器５で検出する。このために、電子線源２を制御して、放出する電子線２０の放出条件を設定し、レンズ系３およびステージ４を制御して、基板３０上の観察部位に電子線２０を照射する。観察部位は、基板撮像モードで得た座標を用いることができる。また、ＳＥＭ像信号部１２を制御して、二次電子検出器５で得られた検出信号を処理してＳＥＭ像を生成する。このＳＥＭ像から、観察点を設定する。
【００４０】
元素分析を行うモードでは、ＳＥＭ像のモードで設定した観察点に対して、電子線２０を照射し、この電子線照射によって基板３０の観察点から放出されるＸ線２２をＸ線検出器６で検出する。このために、電子線源２を制御して、放出する電子線２０の放出条件を設定し、レンズ系３およびステージ４を制御して、基板３０上の観察点に電子線２０を照射する。観察点は、ＳＥＭ像モードで得た座標を用いることができる。
【００４１】
次に、本発明のＴＦＴアレイ基板検査装置の動作例について、図２のフローチャート、および図３，４の説明図を用いて説明する。
【００４２】
はじめに、検査対象の基板３０をＴＦＴアレイ基板検査装置１のステージ４上にロードする（Ｓ１）。基板３０のパネルに検査信号を印加し、この状態で基板３０上で電子線２０を走査させる。なお、基板３０のパネルへの検査信号に印加は、例えば、プローブフレームに設けたプローブピンを基板３０が備える電極に接触させることで行うことができる。なお、検査信号は、検出する欠陥の種類に応じて用意しておき、欠陥種に応じて選択して印加する（図３（Ａ））（Ｓ２）。
【００４３】
二次電子検出器５は、電子線走査によって基板３０のピクセル（例えばＩＴＯ電極）から放出される二次電子２１を検出する。基板欠陥検出部１１は、この二次電子検出器５で検出した二次電子信号を用いて、基板の欠陥検出を行う。この欠陥検出では、印加した検査信号のパターンで想定される二次電子信号の検出出力の信号波形と比較することによって行う（図３（ａ1））（Ｓ３）。
【００４４】
前記Ｓ３の工程で得られた欠陥データおよび印加して検査信号パターンに基づいて、欠陥種や欠陥座標を求める（図３（ａ2））（Ｓ４）。Ｓ４で得られる欠陥部位は、種々の欠陥種や欠陥点を含んでいるので、この中から、より詳細なデータを取得する欠陥部位を選択する（図３（ａ2））（Ｓ５）。
【００４５】
選択した欠陥部位の欠陥座標に基づいて、ステージ４やレンズ系３を駆動して、撮像装置７によって、その欠陥部位の光学画像を撮像する。このときには、基板３０に対して電子線２０が照射されないように制御しておく（図３（Ｂ））（Ｓ６）。
【００４６】
撮像画像によってピクセル付近の外観を観察し（Ｓ７）、観察部位を特定する（図３（ｂ））（Ｓ８）。
【００４７】
次に、Ｓ７，Ｓ８で特定した観察部位に電子線を照射し、二次電子検出器５によって二次電子２１を検出し（図４（Ｃ））（Ｓ９）、観察部位のＳＥＭ像を取得する（Ｓ１０）。高分解能のＳＥＭ像を用いて、観察部位の中からより詳細な観察点を特定する（図４（ｃ））（Ｓ１１）。
【００４８】
この時点で、基板のパネルに検査信号を再度印加して、所定の検査パターンで駆動するとともに、この観察点の電子線を照射する（図４（Ｄ））（Ｓ１２）。
【００４９】
二次電子検出器５で二次電子２１を検出し、観察点の欠陥データを得る。この欠陥データは、観察でのデータであるため、前記Ｓ３の工程において電子線走査で得られた欠陥データよりも高い分解能によって特定された欠陥部位の欠陥データで得ることができる（図４（ｄ））（Ｓ１３）。
【００５０】
さらに、この観察点への電子線照射において、観察点から放出されるＸ線２２をＸ線検出器６で検出し、観察点のＥＤＸ元素分析を行う（図４（ｅ））（Ｓ１４）。
【００５１】
なお、前記各工程において、Ｓ１１〜Ｓ１４の工程を全観察点について行い（Ｓ１５）、Ｓ８〜Ｓ１４の工程を全観察部位について行い（Ｓ１６）、また、Ｓ６〜Ｓ１４の工程を全欠陥種、欠陥座標について行う（Ｓ１７）。
【００５２】
本発明の態様によれば、基板の欠陥発生において、その欠陥原因の究明、解析を行い、その対策によるプロセスフィードバックを迅速に行うことができ、これによって、基板の製造ラインにおける歩留まりを向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、液晶基板や有機ＥＬ基板等に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明のＴＦＴアレイ基板検査装置の一構成例を説明するための図である。
【図２】本発明のＴＦＴアレイ基板検査装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明のＴＦＴアレイ基板検査装置の動作例を説明するための説明図である。
【図４】本発明のＴＦＴアレイ基板検査装置の動作例を説明するための説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１…ＴＦＴアレイ基板検査装置、２…電子線源、３…レンズ系、４…ステージ、５…二次電子検出器、６…Ｘ線検出器、７…撮像装置、１０…制御部、１１…基板欠陥検出部、１２…ＳＥＭ像処理部、１３…ＥＤＸ元素分析部、１４…撮像画像処理部、１５…表示部、２０…電子線、２１…二次電子、２２…Ｘ線、３０…基板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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