(57)【要約】【課題】二次電子検出器の二次電子収集効率を電子線走査領域内で均一とする。【解決手段】収集電極に印加する電圧を、一定の固定電圧に代えて、電子線の走査位置に応じて変化させることによって、二次電子の収集効率が低下する位置での収集効率を高め、走査領域内における二次電子の収集効率を均一化する。ＴＦＴアレイ検査装置１は、電子線を放出する電子線源（電子銃部２）と、電子線を偏向して基板上で走査させる偏向電極４と、偏向電極に偏向電圧を印加する偏向電源７と、二次電子を検出する二次電子検出器９と、この二次電子検出器の前段に設けられる収集電極１０と、収集電極１０に収集電極電圧を印加する収集電極電源８とを備える。収集電極電源８は、電子線走査領域２２内において電子線の走査位置に応じて収集電極１０に印加する収集電極電圧を変化させ、これによって、走査領域内における二次電子の収集効率を均一化する。【選択図】図１
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【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、
電子線を放出する電子線源と、
前記電子線を偏向して基板上で走査させる偏向電極と、
前記偏向電極に偏向電圧を印加する偏向電源と、
二次電子を検出する二次電子検出器と、
前記二次電子検出器の前段に設けられる収集電極と、
前記収集電極に収集電極電圧を印加する収集電極電源とを備え、
前記収集電極電源は、電子線走査領域内において電子線の走査位置に応じて収集電極に印加する収集電極電圧を変化させることを特徴とする、ＴＦＴアレイ検査装置。
【請求項２】
前記収集電極電源は、電子線が走査領域の周辺部を走査するときには相対的に高い収集電極電圧を印加し、電子線が走査領域の中央部を走査するときには相対的に低い収集電極電圧を印加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】
前記収集電極電源は、前記偏向電源の偏向電圧に同期して収集電極電圧を変化させることにより、電子線走査領域内において電子線の走査位置に応じて収集電極電圧を変化させ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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液晶ディスプレイや有機ＥＬディスブレイなどに使われる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、特に、電子線を用いて試料の電位を測定することで基板の欠陥検出を行うＴＦＴアレイ検査装置において二次電子を収集する二次電子収集電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
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】
ＴＦＴアレイ基板の欠陥ピクセル等の検査において、前記した電位コントラストを用いた検査方法を適用することにより非接触測定で検査を行うＴＦＴ検査装置が提案されている。このＴＦＴアレイ検査装置では、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスブレイなどに使われるＴＦＴアレイ基板に電子線を照射し、ＴＦＴ基板から発生する２次電子を測定して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、２、３が知られている。
【０００４】
図４は、従来のＴＦＴアレイ検査装置１０１の概略を説明するための図である。ＴＦＴアレイ検査装置１０１は、電子銃部１０２で発生させた電子線をコンデンサレンズ１０３で絞り、その後、対物レンズ１０５を通して基板設置台１０６上に載置したＴＦＴアレイ基板１３０上に照射する。
【０００５】
入射電子線１２１は、コンデンサレンズ１０３と対物レンズ１０５との間に設けた偏向電極１０４によって偏向され、ＴＦＴアレイ基板１３０上を走査する。入射電子線１２１の偏向は、偏向電源１０７により印加される偏向電圧に行われる。この偏向電極１０４による入射電子線１２１の走査、および、基板設置台１０６の移動によって、入射電子線１２１はＴＦＴアレイ基板１３０上において電子線走査領域１２２内を二次元的に走査する。
【０００６】
ＴＦＴアレイ基板１３０は、入射電子線１２１の照射によって二次電子１２３を放出する。二次電子検出器１０９は放出された二次電子１２３を検出する。二次電子検出器１０９で検出した検出信号は、増幅器１１１によって増幅された後、例えば、イメージ表示器１１２に表示される。
【０００７】
二次電子検出器１０９は、前段部分に二次電子１２３を収集する収集電極１１０を備える。この収集電極１１０には収集電極電源１０８から一定の正の固定電圧が印加され、これによって、放出された二次電子１２３は二次電子検出器１０９に効率よく収集される。
【特許文献１】特開平１１−２６５６７８号公報（第２、２０図）
【特許文献２】特開２０００−３１４２号公報（第１、５、２９図）
【特許文献３】特開２００４−２２８４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来のＴＦＴアレイ基板検査装置では、二次電子検出器の前段に設ける二次電子収集電極に一定電圧を印加している。この二次電子電極に印加する電圧を固定電圧とする構成では、電子線走査領域１２２が拡がると（例えば、４０mm以上）、二次電子の収集効率が走査領域内で一定とならず、仮に電子線走査領域１２２から均一な強度の二次電子が放出される場合であっても、走査領域の中央部分と周辺部分とで二次電子強度に差が生じるという問題が生じる。
【０００９】
図５は、走査領域と二次電子収集効率との関係を説明するための図であり、図５（ａ）は電子線の走査領域例を示し、図５（ｂ）は走査領域の一方向（ｘ方向）の位置と二次電子収集効率との関係を示している。
【００１０】
図５（ｂ）によれば、二次電子収集効率は、ｘ方向走査範囲において、両端部側の二次電子収集効率は中央付近の二次電子収集効率よりも低レベルとなる。そのため、二次電子が電子線走査領域から均一に放出されたとしても、二次電子検出器に入射する二次電子の量に差が生じ、検出される二次電子強度に差が生じることになる。
【００１１】
そこで、本発明は上記課題を解決して、二次電子検出器の二次電子収集効率を電子線走査領域内で均一とすることを目的とする。
また、電子線走査領域の端部での二次電子収集効率の低下を補償することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のＴＦＴアレイ検査装置は、収集電極に印加する電圧を、一定の固定電圧に代えて、電子線の走査位置に応じて変化させることによって、二次電子の収集効率が低下する位置での収集効率を高め、走査領域内における二次電子の収集効率を均一化する。
【００１３】
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、電子線を放出する電子線源と、電子線を偏向して基板上で走査させる偏向電極と、偏向電極に偏向電圧を印加する偏向電源と、二次電子を検出する二次電子検出器と、この二次電子検出器の前段に設けられる収集電極と、収集電極に収集電極電圧を印加する収集電極電源とを備える。
【００１４】
本発明の収集電極電源は、電子線走査領域内において電子線の走査位置に応じて収集電極に印加する収集電極電圧を変化させる。電子線の走査位置が二次電子の収集効率が低下する位置であるときには、収集電極に印加する収集電極電圧を高めることによって収集電極電圧を補償する。これによって、走査領域内における二次電子の収集効率を均一化する。
【００１５】
本発明の収集電極電源は、電子線が走査領域の周辺部を走査するときには相対的に高い収集電極電圧を印加し、電子線が走査領域の中央部を走査するときには相対的に低い収集電極電圧を印加する。
【００１６】
走査領域において、収集電極電圧を電子線の走査位置に応じて変化させる一構成では、収集電極電源は偏向電源の偏向電圧に同期して収集電極電圧を変化させる。これによって、電子線走査領域内において電子線の走査位置に応じて収集電極電圧を変化させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のＴＦＴアレイ検査装置によれば、二次電子検出器の二次電子収集効率を電子線走査領域内で均一とすることができる。また、電子線走査領域の端部での二次電子収集効率の低下を補償することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
【００１９】
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。なお、ここでは、図４で示したＴＦＴアレイ検査装置の構成を例として説明する。
【００２０】
ＴＦＴアレイ検査装置１は、電子銃部２から発生させた電子線をコンデンサレンズ３で絞った後、対物レンズ５を通して基板設置台６上に載置したＴＦＴアレイ基板３０上に照射する。電子銃部２は、例えば、熱電子を放出するウエルネートフィラメント部２ａ、および放出された熱電子をＴＦＴアレイ基板３０側に引き出す陽極２ｂを備える。
【００２１】
入射電子線２１は、コンデンサレンズ３と対物レンズ５との間に設けた偏向電極４によって偏向され、ＴＦＴアレイ基板３０上を走査する。偏向電極４には偏向電源７から偏向電圧を印加され、この偏向電圧を変化させることによって、偏向電極４による入射電子線２１の偏向の程度を変えて入射電子線２１を走査する。
【００２２】
偏向電極４による入射電子線２１の走査、および、基板設置台６の移動によって、入射電子線２１はＴＦＴアレイ基板３０上において電子線走査領域２２内を二次元的に走査する。
【００２３】
ＴＦＴアレイ基板３０は、入射電子線２１の照射によって二次電子２３を放出する。二次電子検出器９は放出された二次電子２３を検出する。二次電子検出器９で検出した検出信号を増幅器１１１で増幅した後、例えば、イメージ表示器１１２に表示する他、信号処理によって欠陥検出を行う。なお、図１では、欠陥検出を行う信号処理部は図示していない。二次電子検出器９は、前段部分に二次電子２３を収集する収集電極１０を備える。この収集電極１０に収集電極電源８から収集電極電圧を印加することによって、放出された二次電子２３を二次電子検出器９に効率よく収集させる。
【００２４】
収集電極電源８は、収集電極１０に印加する収集電極電圧を可変としている。収集電極電源８は、偏向電源７から偏向電圧の信号を受け、偏向電圧と同期して収集電極電圧を変化させる。
【００２５】
収集電極電源８は走査方向に沿って変化する電圧パターンを予め用意しておき、この電圧パターンに従って収集電極電圧を変化させて収集電極１０に印加する。電圧パターンは、走査領域の周辺側の電圧を相対的に高く中央部分の電圧を相対的に低くなる電圧特性とする。例えば、ｘ方向の走査位置では、走査領域のｘ方向の両端部の電圧を相対的に高く中央部分の電圧を相対的に低くなる電圧特性とする。
【００２６】
収集電極電源８による電圧特性は、直線状に変化させる電圧パターンとする他、非直線状に変化させる電圧パターンとすることができる。非直線状の電圧パターンでは、例えば、曲線状に変化する電圧パターンや階段状に変化する電圧パターンとすることができる。
【００２７】
収集電極電源８は、これらの電圧パターンを例えば図示しない記録手段に記録しておき、適用する電圧パターン読み出し、偏向電源７から送られる偏向電圧と同期して電圧を変化させて収集電極１０に印加する。
【００２８】
二次電子検出器９に取り込まれる二次電子２３は、収集電極１０の電位によって変化するため、収集電極１０に印加する収集電極電圧を変えることによって二次電子収集効率を変えることができる。このとき、収集電極電圧を偏向電圧と同期させて変えることによって、電子線の走査位置に応じて、収集電極１０の収集電極電圧を変えると共に、二次電子収集効率を変えることができる。
【００２９】
二次電子の収集効率が低下する走査領域の周辺部において収集電極電圧を高める。この収集電極電圧の電圧補償によって収集効率を走査領域全体で均一とし、走査領域の周辺部を走査した際に、二次電子検出器９が検出する検出信号の信号強度が低下することを防ぐ。
【００３０】
以下に、収集電極電圧を偏向電極電圧に同期させて変化させる例を、図２，図３を用いて説明する。図２は収集電極電圧を直線状に変化させる例を示し、図３は収集電極電圧を非直線状に変化させる例であって、曲線状の変化させる例と階段状の変化させる例を示している。なお、ここでは、ｘ方向の走査について説明する。
【００３１】
図２（ａ）において、横軸はｘ方向の走査位置を示し、縦軸は偏向電極電圧を示している。偏向電極４に偏向電極電圧を印加すると、電子銃部２から照射された入射電子線２１は偏向電極４が形成する電界によって偏向する。偏向の大きさは偏向電極４に印加する偏向電極電圧の大きさに依存し、偏向電極電圧が増加するに従って入射電子線２１のＴＦＴアレイ基板３０上での走査位置はｘ方向に移動する。図２（ａ）のｘ方向の両端は走査範囲のｘ方向の端部と対応する。
【００３２】
図２（ｂ）において、横軸はｘ方向の走査位置を示し、縦軸は収集電極電圧を示している。収集電極電源８は、偏向電源７から偏向電極電圧に同期した信号を受けて収集電極１０に印加する収集電極電圧を変化させる。ここでは、図２（ｂ）に示すように、走査範囲内において、両端での収集電極電圧を高く設定し、中央部分での収集電極電圧を低く設定し、この間を直線状に変化させている。なお、収集電極電圧の絶対値は、二次電子検出器９の特性や、二次電子検出器９とＴＦＴアレイ基板３０との位置関係等の諸条件によって定められる。
【００３３】
図２（ｂ）に示すように、走査範囲の端部側の収集電極電圧を高く設定し、中央部分の収集電極電圧を低く設定することによって、二次電子の収集効率が低下する走査領域の周辺部の収集電極電圧を高め、これによって走査領域全体の収集効率を均一とする。図２（ｃ）において、横軸はｘ方向の走査位置を示し、縦軸は二次電子収集効率を示している。図２（ｃ）中の破線は、収集電極電圧をｘ方向の走査位置に関わらず一定とした場合の二次電子収集効率を示し、図２（ｃ）中の実線は、図２（ｂ）に示す収集電極電圧を印加した場合に二次電子収集効率を共に模式的に示している。図２（ｃ）の実線の二次電子収集効率が示すように、収集電極電圧を変化させて二次電子の収集効率が低下する走査領域の周辺部の収集電極電圧を高めることによって、走査領域全体の収集効率を均一とすることができる。
【００３４】
図３（ａ）は、図２（ａ）と同様に横軸はｘ方向の走査位置を示し、縦軸は偏向電極電圧を示している。
【００３５】
図３（ｂ）、図３（ｃ）において、横軸はｘ方向の走査位置を示し、縦軸は収集電極電圧を示している。収集電極電源８は、偏向電源７から偏向電極電圧に同期した信号を受けて収集電極１０に印加する収集電極電圧を変化させる。
【００３６】
図３（ｂ）に示す収集電極電圧は、走査範囲内において、両端での収集電極電圧を高く設定し、中央部分での収集電極電圧を低く設定し、この間を曲線状に変化させている。また、図３（ｃ）に示す収集電極電圧は、走査範囲内において、両端での収集電極電圧を高く設定し、中央部分での収集電極電圧を低く設定し、この間を階段状に変化させている。
【００３７】
なお、収集電極電圧の絶対値は、二次電子検出器９の特性や、二次電子検出器９とＴＦＴアレイ基板３０との位置関係等の諸条件によって定められる。
【００３８】
図３（ｂ），図３（ｃ）に示すように、走査範囲の端部側の収集電極電圧を高く設定し、中央部分の収集電極電圧を低く設定することによって、二次電子の収集効率が低下する走査領域の周辺部の収集電極電圧を高め、これによって走査領域全体の収集効率を均一とする。
【００３９】
図２（ｂ）に示す直線状に変化する収集電極電圧特性、図３（ｂ）に示す曲線状に変化する収集電極電圧特性、および図３（ｃ）に示す階段状に変化する収集電極電圧特性の何れの収集電極電圧特性を用いて収集電極電圧を変化させるかは、二次電子検出器の特性や二次電子検出器とＴＦＴアレイ基板との配置等の空間条件等に応じて選択すると共に、その各収集電極電圧特性を設定する。
【００４０】
本発明のＴＦＴアレイ検査装置によれば、二次電子収集効率を全走査領域にわたって均一にするという効果の他に以下の効果を奏することができる。
【００４１】
二次電子の走査画像のＳ／Ｎを改善し、ＴＦＴアレイ検査装置の検査性能を向上させることができる。
【００４２】
複数の電子銃を備える構成では、各電子銃の走査領域の境界部分での二次電子強度を均一とすることができ、誤検出を低減することができる。
【００４３】
電子線の走査領域を広げることができるため、電子銃の本数を削減することができる。
【００４４】
電子線の走査領域を広げることによって、検査時間を短縮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【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】本発明の偏向電極に印加する偏向電極電圧例を説明するための図である。
【図３】本発明の偏向電極に印加する偏向電極電圧例を説明するための図である。
【図４】従来のＴＦＴアレイ検査装置に用いられる検出部分の概略を説明するための図である。
【図５】走査領域と二次電子収集効率との関係を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…ＴＦＴアレイ検査装置、２…電子銃部、２ａ…ウエーネルトフィラメント部、２ｂ…陽極、３…コンデンサレンズ、４…偏向電極、５…対物レンズ、６…基板設置台、７…偏向電源、８…収集電極電源、９…二次電子検出器、１０…収集電極、１１…増幅器、１２…イメージ表示器、２１…入射電極、２２…電子線走査領域、２３…二次電子、３０…ＴＦＴアレイ基板、１０１…ＴＦＴアレイ検査装置、１０２…電子銃部、１０２ａ…ウエーネルトフィラメント部、１０２ｂ…陽極、１０３…コンデンサレンズ、１０４…偏向電極、１０５…対物レンズ、１０６…基板設置台、１０７…偏向電源、１０８…収集電極電源、１０９…二次電子検出器、１１０…収集電極、１１１…増幅器、１１２…イメージ表示器、１２１…入射電極、１２２…電子線走査領域、１２３…二次電子、１３０…ＴＦＴアレイ基板。
【図１】
2009265058.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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