(57)【要約】【課題】所望の位置における断面をより容易かつ確実に取得可能な薄膜積層体の検査方法を提供すること。【解決手段】基板本体２上に形成された線状パターン１５と、基板本体２上に線状パターン１５と線状パターン１５上で交差するように形成された第１電極層１６とを有する第１ＴＦＤ素子１８の検査方法において、基板本体２を、線状パターン１５の一端辺１５ｃと第１電極層１６の一端辺１６ａとの第１交点Ｐ１と平面視で重なる箇所を支点として応力をかけて、第１ＴＦＤ素子１８のうち少なくとも平面視で線状パターン１５及び第１電極層１６と重なる領域を、第１電極層１６の一端辺１６ａに沿って割断する割断工程を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板本体上に薄膜をパターニングして形成された第１パターンと、前記基板本体上に前記第１パターンと該第１パターン上で交差するように薄膜をパターニングして形成された第２パターンとを有する薄膜積層体の検査方法において、
前記基板本体を、前記第１パターンの一端辺と前記第２パターンの一端辺との交点と平面視で重なる箇所を支点として前記基板本体に応力をかけて、
前記薄膜積層体のうち少なくとも平面視で前記第１及び第２パターンと重なる領域を、該第２パターンの前記一端辺に沿って割断する割断工程を備えることを特徴とする薄膜積層体の検査方法。
【請求項２】
前記割断工程で、平面視で前記交点と重なる点を通る直線と前記基板本体の側縁とが交差する位置に切欠を形成した後に、前記基板本体に応力をかけることを特徴とする請求項１に記載の薄膜積層体の検査方法。
【請求項３】
前記基板本体の裏面であって前記交点と平面視で重なる点を通る直線を支点として、前記基板本体に応力をかけることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜積層体の検査方法。
【請求項４】
平面視で前記直線と前記第２パターンの前記一端辺とのなす角が、−２０°以上＋２０°以下であることを特徴とする請求項２または３に記載の薄膜積層体の検査方法。
【請求項５】
前記第１パターンが、第１導体層と、該第１導体層の上面に形成された第１絶縁層とを有し、
前記第２パターンが、第２導体層を有すると共に、
前記薄膜積層体が、薄膜ダイオードを構成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の薄膜積層体の検査方法。
【請求項６】
前記第１導体層がタンタルで構成されると共に前記第１絶縁層が酸化タンタルで構成され、
前記第２導体層がクロムで構成されていることを特徴とする請求項５に記載の薄膜積層体の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査型電子顕微鏡）などを用いた薄膜積層体の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板本体上に積層されたパターンを有する薄膜積層体の断面形状をＳＥＭなどで観察することにより、薄膜積層体の検査を行うことがある。ここで、薄膜積層体の断面形状を取得するための方法として、基板本体の裏面に直線状の傷を付け、この傷を起点として基板を分割することで薄膜積層体の断面形状を得る方法がある（例えば、特許文献１参照）。
このような薄膜積層体において、基板本体上に第１パターンと第１パターン上で交差する第２パターンとを形成してＴＦＤ（Thin Film Diode：薄膜ダイオード）を構成したものがある。そして、この薄膜積層体を第２パターンの一端辺に沿って分割して断面を形成し、第１及び第２パターンの層構造を観察することで、ＴＦＤの検査を行うことがある。
【特許文献１】特開平６−３０７９９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の薄膜積層体の検査方法には、以下の課題が残されている。すなわち、上述した第１及び第２パターンを有する積層構造体を検査する場合には、基板本体の裏面に付けた傷を起点として薄膜積層体の分割を行うが、より確実に所望の位置で積層構造体を分割し、層構造を観察して検査することが望まれている。ここで、ＦＩＢ（Focused Ion Beam：収束イオンビーム）などを用いて薄膜積層体に溝を形成することによって断面を得る方法があるが、溝の形成に時間がかかるという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、所望の位置における断面をより容易かつ確実に取得可能な薄膜積層体の検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかる薄膜積層体の検査方法は、基板本体上に薄膜をパターニングして形成された第１パターンと、前記基板本体上に前記第１パターンと該第１パターン上で交差するように薄膜をパターニングして形成された第２パターンとを有する薄膜積層体の検査方法において、前記基板本体を、前記第１パターンの一端辺と前記第２パターンの一端辺との交点と平面視で重なる箇所を支点として前記基板本体に応力をかけて、前記薄膜積層体のうち少なくとも平面視で前記第１及び第２パターンと重なる領域を、該第２パターンの前記一端辺に沿って割断する割断工程を備えることを特徴とする。
【０００６】
この発明では、交点（第１交点）を支点として基板本体に応力をかけることで、その応力が第１交点と、第１パターンの他の一端辺と第２パターンの一端辺との交点（第２交点）とに集中する。これにより、薄膜積層体のうち平面視で第１及び第２パターンと重なる領域を第２パターンの一端辺に沿って割断することができる。
すなわち、基板本体にかけた応力は、第１及び第２交点に集中する。このため、薄膜積層体のうち平面視で第１及び第２パターンと重なる領域は、第２パターンの一端辺を支点として反ることになる。これにより、薄膜積層体が平面視で第１及び第２パターンと重なる領域における第２パターンの一端辺に沿って割断され、一端辺に沿った断面形状を取得できる。
したがって、薄膜積層体の第１及び第２パターンの断面形状をより容易に取得でき、第１及び第２パターンの観察、検査の短時間化が図れる。
【０００７】
また、本発明にかかる薄膜積層体の検査方法は、前記割断工程で、平面視で前記交点と重なる点を通る直線と前記基板本体の側縁とが交差する位置に切欠を形成した後に、前記基板本体に応力をかけることが好ましい。
この発明では、切欠を起点として基板本体を割断することで、薄膜積層体を容易に割断できる。
【０００８】
また、本発明にかかる薄膜積層体の検査方法は、前記基板本体の裏面であって前記交点と平面視で重なる点を通る直線を支点として、前記基板本体に応力をかけることが好ましい。
この発明では、直線を支点として基板本体に応力をかけることで、より確実に第１交点に応力を集中させると共に第２交点にも応力を集中させ、薄膜積層体をより確実に第２パターンの一端辺に沿って割断できる。
【０００９】
また、本発明にかかる薄膜積層体の検査方法は、平面視で前記直線と前記第２パターンの前記一端辺とのなす角が、−２０°以上＋２０°以下であることが好ましい。
この発明では、直線と第２パターンの一端辺とのなす角を−２０°以上＋２０°以下することで、より確実に薄膜積層体を第２パターンの一端辺に沿って割断できる。
ここで、直線と第２パターンの一端辺とのなす角度は、−５°以上＋５°以下であることがより好ましい。これにより、薄膜積層体のうち平面視で第１及び第２パターンと重なる領域における割断位置を、より確実に第２パターンの一端辺に沿わせることができる。
【００１０】
また、本発明にかかる薄膜積層体の検査方法は、前記第１パターンが、第１導体層と、該第１導体層の上面に形成された第１絶縁層とを有し、前記第２パターンが、第２導体層を有すると共に、前記薄膜積層体が、薄膜ダイオードを構成することとしてもよい。
また、本発明にかかる薄膜積層体の検査方法は、前記第１導体層がタンタルで構成されると共に前記第１絶縁層が酸化タンタルで構成され、前記第２導体層がクロムで構成されていることとしてもよい。
この発明では、薄膜積層体の断面を取得して第１及び第２導体層や第１絶縁層の層厚、形状を観察することで、薄膜ダイオードの検査、評価を行う。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明による薄膜積層体の検査方法の一実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、図１は基板の平面図、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ’矢視断面図（ｂ）、図２（ｂ）はＢ−Ｂ’矢視断面図を示している。なお、以下の説明ではこれらの図面を用いて各種の構造を例示するが、各図面に示される構造は特徴的な部分をわかりやすく示すために実際の構造に対して寸法を異ならせて示す場合がある。
【００１２】
本実施形態では、薄膜積層体は、例えば液晶パネルに用いられるＴＦＤアレイ基板の中間体である基板１の構成要素であるＴＦＤ素子であって、このＴＦＤ素子の断面形状の検査を行う。
基板１は、図１及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように、基板本体２と、基板本体２の上面に形成された信号線３、ＴＦＤ素子部４及び画素電極５とを備えている。
基板本体２は、例えばガラスによって構成されており、上面に酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）で構成された絶縁層１１が形成されている。この絶縁層１１は、高周波スパッタリング法などによって形成されている。なお、基板本体２の上面に絶縁層１１を形成しなくてもよい。
【００１３】
信号線３は、互いが平行に並び、全体としてストライプ状となるように複数形成されている。そして、信号線３は、基板本体２の上面の絶縁層１１上に形成された線状パターン１２上に設けられており、例えばクロム（Ｃｒ）などの導電材料によって構成されている。ここで、線状パターン１２は、タンタル（Ｔａ）によって構成された導体層１２ａと、導体層１２ａの上面を陽極酸化することによって形成されて酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）で構成された絶縁層１２ｂを備えている。
【００１４】
ＴＦＤ素子部４は、各信号線３に沿って形成された非線形抵抗素子であってスイッチング素子として機能し、一方が信号線３に接続されると共に、他方が画素電極５のそれぞれに接続されている。そして、ＴＦＤ素子部４は、基板本体２の上面の絶縁層１１上に形成された線状パターン（第１パターン）１５と、線状パターン１５と交差するように線状パターン１５上にそれぞれ積層して形成された第１電極層（第２パターン、第２導体層）１６及び第２電極層１７とを備えている。
なお、上述したように、信号線３の下層には、導体層１２ａ及び絶縁層１２ｂが形成されている。これは、そもそも導体層１５ａが導体層１２ａから分岐して形成されたものであって、絶縁層１２ｂ、１５ｂが同一プロセスにおける陽極酸化により形成された後、線状パターン１５が島状に切り離されたものであるからである。
【００１５】
線状パターン１５は、導体層（第１導体層）１５ａと導体層１５ａの上面に形成された絶縁層（第１絶縁層）１５ｂとを備えている。この導体層１５ａは、例えばタンタルで構成されており、絶縁層１１上に島状に形成されている。また、絶縁層１５ｂは、導体層１５ａの上面を陽極酸化することによって形成されており、酸化タンタルで構成されている。
【００１６】
第１及び第２電極層１６、１７は、信号線３と同様に、それぞれクロムなどの同一の導電材料をパターニングしたものである。そして、第１電極層１６は信号線３から分岐するように形成されており、第２電極層１７は画素電極５に接続されている。
この線状パターン１５及び第１電極層１６によって第１ＴＦＤ素子（薄膜積層体）１８が構成され、線状パターン１５及び第２電極層１７によって第２ＴＦＤ素子１９が構成されている。すなわち、ＴＦＤ素子部４は、信号線３と画素電極５との間を第１及び第２ＴＦＤ素子１８、１９を直列接続した構成となっている。
【００１７】
ここで、第１ＴＦＤ素子１８は、信号線３側から見ると順番に、第１電極層１６／絶縁層１５ｂ／導体層１５ａとなっており、金属／絶縁体／金属の層構造であるため、その電流−電圧特性が正負双方向にわたって非線形となる。一方、第２ＴＦＤ素子１９は、信号線３側から見ると、導体層１５ａ／絶縁層１５ｂ／第２電極層１７となっており、第１ＴＦＤ素子１８とは逆向きの層構造である。このため、第２ＴＦＤ素子１９の電流−電圧特性が第１ＴＦＤ素子１８の電流−電圧特性を原点を中心として点対称化したものとなる。したがって、ＴＦＤ素子部４は、２つの素子を互いに逆向きに直列接続した形となるため、１つの素子を用いる場合と比較して、電流−電圧の非線形特性が正負双方向にわたって対称化されることとなる。
【００１８】
画素電極５は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）などの透明導電材料で構成されてＸ方向及びＹ方向に並べられており、全体としてドットマトリックス状に配列されている。また、画素電極５の一部は第２電極層１７上に積層されており、画素電極５と第２電極層１７との導通を確保している。
【００１９】
次に、このような構成の第１ＴＦＤ素子１８の検査方法について説明する。本実施形態では、ＳＥＭを用いて第１ＴＦＤ素子１８を構成する線状パターン１５及び第１電極層１６の層構造を観察することで、第１ＴＦＤ素子１８の検査を行う。
まず、基板１を割断して第１ＴＦＤ素子１８の断面を形成する割断工程を行う。これは、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、適宜の矩形状に切り出した基板１の一対の側縁に、それぞれ切欠１ａを形成する。ここで、各切欠１ａは、両切欠１ａを結ぶ直線が複数設けられた第１ＴＦＤ素子１８の内の１つを構成する第１電極層１６の幅方向の−Ｘ側の端辺（一端辺）１６ａと線状パターン１５の幅方向の−Ｙ側の端辺（一端辺）１５ｃとの交点である第１交点（交点）Ｐ１を交差するように形成されている。また、両切欠１ａを接続する直線Ｌと第１ＴＦＤ素子１８を構成する第１電極層１６の端辺１６ａとのなす角度θは、−５°以上＋５°以下となっている。
【００２０】
そして、基板１の裏面に、例えばガラスなどの硬質の割断案内板Ｂを配置する。ここで、割断案内板Ｂは、ほぼ矩形状を有しており、その一端辺Ｂａが直線Ｌと平面視で一致するように配置されている。
その後、基板１の上面側から割断案内板Ｂの一端辺Ｂａを支点として応力をかけ、基板１を反らせる。
【００２１】
このとき、上述した第１交点Ｐ１と、第１電極層１６の端辺１６ａと線状パターン１５の幅方向の＋Ｙ側の端辺（他の一端辺）１５ｄとの交点である第２交点Ｐ２とに応力が集中する。このため、基板１のうち平面視で線状パターン１５及び第１電極層１６と重なる領域において、基板１が第１電極層１６の端辺１６ａを支点として反る。このように、第１及び第２交点Ｐ１、Ｐ２に応力が集中することで、基板１は、線状パターン１５及び第１電極層１６と重なる領域において確実に第１及び第２交点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ線である第１電極層１６の端辺１６ａで割断される。この割断工程で形成される第１ＴＦＤ素子部４の断面形状は、例えば図４に示すようになる。
なお、割断工程による基板１の割断位置は、基板１のうち線状パターン１５及び第１電極層１６と重なる領域において第１及び第２交点Ｐ１、Ｐ２を結ぶように割断されればよく、他の領域における割断位置は第１及び第２交点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ直線に限らない。
【００２２】
次に、このようにして割断された基板１をＳＥＭで観察する観察工程を行う。これは、割断された基板１をＳＥＭ内に配置し、基板１に電子ビームを照射する。そして、基板１は、電子が照射されると、その照射面の形状に応じた量の二次電子を放出する。その後、放出された二次電子の量から照射面の形状を算出し、基板１の断面形状を画像としてＳＥＭに設けられたモニタ（図示略）に表示する。このときに得られる観察像は、例えば図５に示すようになる。
その後、ＳＥＭによる観察像から第１ＴＦＤ素子１８の層構造を確認し、第１電極層１６や導体層１５ａ、絶縁層１５ｂの層厚や導体層１５ａの傾斜角などを求める。以上のようにして、第１ＴＦＤ素子１８の検査を行う。
【００２３】
このように、本実施形態における第１ＴＦＤ素子１８の検査方法によれば、応力が第１及び第２交点Ｐ１、Ｐ２に集中するので、基板１のうち平面視で線状パターン１５及び第１電極層１６と重なる領域を第１電極層１６の端辺１６ａに沿って割断できる。これにより、第１ＴＦＤ素子１８の断面形状を容易に取得でき、第１ＴＦＤ素子１８の層構造の検査の短時間化が図れる。
ここで、切欠１ａを形成することで、容易に基板１を割断できる。また、直線と第１電極層１６の端辺１６ａとのなす角度を−５°以上＋５°以下とすることで、第１ＴＦＤ素子１８をより確実に第１電極層１６の端辺１６ａに沿って割断できる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態では、電子顕微鏡としてＳＥＭを用いたが、ＳＥＭに限らず、ＴＥＭ（Transmission Electron Microscope：透過型電子顕微鏡）などの他の電子顕微鏡や光学顕微鏡などであってもよい。
また、割断工程において、第１電極層の一方の端辺に沿うように第１ＴＦＤ素子を割断しているが、第２電極層の一方の端辺に沿うように第２ＴＦＤ素子を割断してもよい。
また、割断工程において、基板の両側縁に切欠を形成しているが、一方の側縁にのみ切欠を形成してもよく、第１ＴＦＤ素子のうち平面視で線状パターン及び第１電極層と重なる領域における割断位置を確実に第１電極層の一方の端辺に沿わせることができれば、切欠を形成しなくてもよい。
また、割断工程において、切欠を結ぶ直線と第１電極層の一方の端辺とのなす角度を−５°以上＋５°以下としているが、−２０°以上＋２０°以下であればよく、第１ＴＦＤ素子のうち平面視で線状パターン及び第１電極層と重なる領域を第１電極層の一方の端辺に沿って割断できれば、この範囲に限られない。
また、薄膜積層体は、基板本体の上面に形成された第１パターンとこの第１パターンと交差するように形成された第２パターンとを有する構造であれば、ＴＦＤ素子に限られず、ＴＦＴ（Thin Film Transistors：薄膜トランジスタ）など他の素子などであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態における基板を示す平面図である。
【図２】（ａ）は図１のＡ−Ａ’矢視断面図、（ｂ）はＢ−Ｂ’矢視断面図である。
【図３】割断工程時の基板を示す、（ａ）は平面図、（ｂ）は拡大図である。
【図４】割断工程で得られた第１ＴＦＤ素子の断面形状である。
【図５】一実施形態の検査方法における第１ＴＦＤ素子の断面の観察像である。
【符号の説明】
【００２６】
１ａ  切欠、２  基板本体、１５  線状パターン（第１パターン）、１５ａ  導体層（第１導体層）、１５ｂ  絶縁層（第１絶縁層）、１５ｃ  一端辺、１５ｄ  他の一端辺、１６  第１電極層（第２パターン、第２導体層）、１６ａ  一端辺、１８  第１ＴＦＤ素子（薄膜積層体）、Ｌ  直線、Ｐ１  第１交点（交点）
【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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