CN101107534A - Tft阵列基板检查装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的TFT阵列基板检查装置(1)包括：驱动状态检测装置(例如是，具备电子束源(2)与二次电子检测器(5)的单元，或是具备电子束源(12)与二次电子检测器(15)的单元，或是具备光源(22)与光检测器(25)的单元，亦或是具备光源(32)与光检测器(35)的单元)，用以检测TFT阵列基板(10)的晶体管的驱动状态。并包括：晶体管特性变化装置(可视光照射装置(4)、加热器(14)、电磁波加热装置(24)、加热器(34))，用以改变构成TFT阵列基板(10)的晶体管的特性。更包括：检查装置(6、16、26、36)，由上述驱动状态检测装置的输出，检查上述晶体管的特性产生变化状态的上述TFT阵列基板(10)的驱动状态。

Description

TFT阵列基板检查装置
技术领域
本发明是关于一种对形成于TFT阵列基板等基板上的阵列进行检查的TFT阵列基板检查装置。
背景技术
TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)阵列基板检查装置，是利用缺陷检测用信号图案驱动TFT阵列基板，并借由对此时的驱动状态进行检测而检查缺陷位置或缺陷种类等，由此判断整个阵列的优劣程度。可使用各种方法对该TFT阵列驱动状态进行检测，例如，借由照射电子束或者光而进行的方法、对流经TFT的信号进行检测的方法等。
于借由照射电子束对TFT阵列进行检查的装置中，例如，对借由向TFT阵列照射电子束而产生的二次电子强度进行检测(例如是请参照专利文献1)。又，使用有光照射的检查装置中，众所周知的装置例如，与TFT阵列基板之间隔开间隙而配置光电元件，以检测照射光的反射状态的装置(例如是请参照专利文献2)。
检测二次电子强度的TFT阵列基板装置，是基于由TFT阵列基板所产生的二次电子的强度，对借由驱动TFT阵列基板而产生的ITO电压状态进行判断，而检测照射光的反射状态的TFT阵列基板装置，是借由对照射光的反射角等进行检测，而对TFT阵列基板所产生的电场的光电元件折射率的变化进行判断。
专利文献1：特开2005-24378号公报
专利文献2：特开平11-271800号公报
TFT的缺陷存在各种类型。例如，应为连接的配线处于开放状态的开路缺陷、或必须绝缘的配线之间为短路状态的短路缺陷等。
当处于配线完全开放的状态、或者处于配线之间完全短路的状态的情形时，可由上述二次电子的强度、或照射光的反射角度而容易地判断。
然而，开路缺陷中除配线为完全开放状态的外亦包括断开状态，又，短路缺陷中除配线为完全短路状态的外亦包括连接状态，此种不完全缺陷称作弱泄漏，其存在使缺陷判断变得困难的问题。
发明内容
为了解决上述目的，本发明的特征在于提供一种TFT阵列基板检查装置，其具备：驱动状态检测装置，用以检测TFT阵列基板的晶体管的驱动状态；晶体管特性变化装置，用以改变构成上述TFT基板的晶体管的特性；检查装置，用以从上述驱动状态检测装置的输出，检查上述晶体管的特性产生变化状态的上述TFT阵列基板的驱动状态。
根据本发明的TFT阵列基板检查装置，可使称作弱泄漏的缺陷的判断变得容易。
附图说明
图1是用以说明本发明第1实施形态的构成例的图示。
图2是用以说明本发明的二次电子检测器的一个构成例的图示。
图3是表示电子所具有的能量、与该电子于铝中移动的移动距离的关系图。
图4表示可视光对于铝膜厚的透过率。
图5(A)～图5(C)是用以说明铝膜厚与电子及可视光的透过波长范围的图示。
图6是用以说明本发明第2实施形态的构成例的图示。
图7是用以说明本发明第3实施形态的构成例的图示。
图8是用以说明本发明第4实施形态的构成例的图示。
1：TFT阵列基板检查装置    2：电子束源
3：电子束                 4：可视光照射装置
5：二次电子检测器         5a：光电倍增管
5b：玻璃基板              5c：闪烁体材料
5d：铝薄膜                6：检查装置
7：可视光                 8：二次电子
10：TFT阵列基板           11：TFT阵列基板检查装置
12：电子束源              13：电子束
14：加热器                15：二次电子检测器
16：检查装置              18：二次电子
21：TFT阵列基板检查装置   22：光源
23：光                    24：电磁波照射装置
25：光检测器              26：检查装置
28：光                    29：光电元件
31：TFT阵列基板检查装置   32：光源
33：光                    34：加热器
35：光检测器    36：检查装置
38：光          39：光电元件
具体实施方式
以下，参照图示就本发明的实施形态加以详细说明。
本发明的TFT阵列基板检查装置的第1、2实施形态，是对照射电子束后所获得的二次电子进行检测的形态，第3、4实施形态是对光电元件的光的光学变化进行检测的形态。
此等实施形态中，第1、3实施形态构成为，借由将可视光等的电磁波照射至TFT阵列基板上，而使硅的晶体管特性产生变化，而第2、4实施形态构成为，借由利用加热单元加热TFT阵列基板，而使硅的晶体管特性产生变化。
首先，使用图1就本发明第1实施形态的构成例加以说明。图1中，TFT阵列基板检查装置1包括：电子束源2，其向TFT阵列基板10照射电子束3，二次电子检测器5，其对借由照射电子束3而自TFT阵列基板10放出的二次电子8进行检测，检查装置6，其基于由二次电子检测器5所检测出的二次电子的强度信号，进行TFT阵列缺陷等的检查。
TFT阵列基板检查装置1更包括作为晶体管特性变化单元的晶体管特性变化装置，用以改变TFT阵列基板10的晶体管特性。于实施型态中，具备有作为晶体管特性变化单元的可视光照射装置(可视光照射单元)4。可视光照射装置4，向电子束3照射于TFT阵列基板10上的电子束照射区域，照射可视光7。检查装置6借由作为晶体管特性变化装置的可视光照射装置4，检查晶体管特性产生变化状态时的TFT阵列基板10的缺陷。
TFT阵列基板10所具备的硅的晶体管特性，借由所照射的可视光7而产生变化。
可视光照射装置4，除LED以外，亦可使用白色灯。再者，由于白色灯具有较宽的波长范围，故而考虑到因缺陷种类不同而有所不同的波长依存性，可倂用波长滤波器而构成。又，使用有LED的构成的情形时，可根据缺陷的波长依存性而选择波长。
例如，a-Si(非晶系硅)型TFT的汲极电流对闸极电压特性(转移特性)为，接通电流与断开电流的比率大于等于7位数，又，由于a-Si的光导电度较大，故而当受到光照射时会表现出较强的光电场效应。借由该光电效应，例如，使用2000lx的白色光照射TFT的情形时，断开电流的电流比大于等于2位数。
本发明的TFT阵列基板检查装置1，借由该光照射所产生的光电效应，使因缺陷所产生的较弱的断开电流泄漏增大，藉此增强泄漏，由此使缺陷检查变得容易。
虽然无缺陷部分的断开电流亦将增大，而缺陷部分与正常部分的断开电流相比，缺陷部分的断开电流更加受到增强而增大。
由于TFT阵列基板10的电压对应于该断开电流的变化而产生变化，故而本发明的TFT阵列基板装置，可利用二次电子检测器5检测相应于该电压而放出的二次电子。经检测的二次电子的强度，于缺陷部分与正常部分受到增强而被检测出，因此即使对于称作弱泄漏的不完全缺陷，亦可良好地进行识别且进行缺陷检查。
再者，此处虽以a-Si(非晶系硅)型TFT为例，但p-Si(多晶硅)型TFT或c-Si(单结晶硅)型TFT的情形时，亦与a-Si型TFT相同。再者，关于所照射的电磁波的波长，选择对应于相关硅的特性的波长。
图1所示的构成例中，二次电子检测器5中，有时与二次电子8一同，由可视光照射装置4直接射入可视光7，或者由TFT阵列基板10或检查装置内的壁面反射而射入可视光7。
通常，具备SEM等功能的二次电子检测装置，构成为使用将电子转换成光的闪烁器及将光转换成电信号的光电子倍增管等光电变换装置(光电转换单元)，故而除作为检测对象的二次电子以外，光亦产生反应。因此，本发明的TFT阵列基板检查装置中，若对作为检查对象的TFT阵列基板照射光，则于二次电子检测时，该光作为噪声成分混入，而对正常的二次电子检测产生不良影响。
为了防止该情形，于二次电子检测器5的闪烁体表面实施铝涂层，利用该铝遮蔽光，而仅使必须检测的二次电子通过(透过)。
图2是用以说明二次电子检测器5的一个构成例的图示。图2中，二次电子检测器5，是于光电倍增管5a的光入射侧具有玻璃基板5b。而且，于此玻璃基板5b的外表面设置CsI等闪烁器材料5c。此具有光电倍增管5a、玻璃基板5b以及闪烁器材料5c的构成与普通二次电子检测器相同。于此二次电子检测器5进一步借由溅镀等方法使铝薄膜5d蒸镀于闪烁器材料5c的表面侧。
再者，关于将光转换成电信号的装置，除光电倍增管5a以外，亦可使用CCD影像传感器或MOS型影像传感器等半导体光电转换元件。
当射入可视光7与二次电子8至二次电子检测器5的铝薄膜5d时，可视光7受到铝薄膜5d的遮蔽，仅二次电子8通过铝薄膜5d而到达闪烁器材料5c。然后，此二次电子8借由闪烁器材料5c而转换成光。经转换的光借由光电倍增管5a而转换成电信号，继而送至检查装置中。
以下，使用图3、图4，对铝膜厚与电子能量的关系加以说明。图3表示电子所具有的能量与该电子于铝中移动的移动距离的关系。再者，由于二次电子的能量为数eV，而向闪烁器施加数kV～10kV的正电压，故而二次电子得到加速，以高电压能量入射至闪烁体。
由图3可知，具有10eV的能量的电子于铝中的移动距离为0.16mg/cm2。另一方面，因铝的比重为27000mg/cm3，故其膜厚为6000(＝0.16mg/cm2/27000mg/cm3)。
因此，二次电子于10kV下加速时可使用6000的铝膜厚进行遮蔽。
图4表示λ＝6500以及λ＝2200的光对于铝膜厚的透过率。λ＝6500相当于可视光的红光的长波长，λ＝2200则相当于可视光的蓝光的短波长。由图4可知，可视光区域中，可使用400的铝膜厚进行遮蔽。
图5表示上述铝膜厚的关系，图5(a)表示透过与不透过可视光的铝膜厚的边界，图5(b)表示透过与不透过二次电子的铝膜厚的边界，图5(c)是将图5(a)与图5(b)组合后表示禁止可视光通过而使二次电子通过的铝膜厚范围。因此，可借由将铝膜厚设于400～6000的范围内，而遮蔽可视光，且使二次电子通过闪烁器。
使用图6，就本发明第2实施形态的构成例加以说明。图6中，TFT阵列基板检查装置11包括：电子束源12，其向TFT阵列基板10照射电子束13，二次电子检测器15，其对借由照射电子束13而自TFT阵列基板10放出的二次电子18进行检测，检查装置16，其基于由二次电子检测器15所检测出的二次电子的强度信号而进行TFT阵列缺陷等的检查，加热器(作为加热单元的加热装置)14，用以作为晶体管特性变化装置。此加热器14，将TFT阵列基板10加热至特定温度。加热器14，可使用护套发热器或灯管。
此加热器14使用灯管，并使用此灯管加热TFT阵列基板10的情形时，TFT阵列基板10的温度可能存在不均。但是，在借由此灯管将TFT阵列基板加热至特定温度的构成，可倂用上述光照射的构成。又，可依据缺陷的波长依存性而设定加热温度。
使用图7，就本发明第3实施形态的构成例加以说明。图7中，TFT阵列基板检查装置21包括：光源22，其向TFT阵列基板10照射光23，光电元件29，其与TFT阵列基板10之间隔有微小间隙而配置，光检测器25，其对由光电元件29的反射面所反射的光28进行检测。进而，TFT阵列基板检查装置21更包括：检查装置26，其基于光检测器25所检测出的光强度信号而进行TFT阵列缺陷等的检查，电磁波照射装置(电磁波照射单元)24，用以作为晶体管特性变化装置。此电磁波照射装置24可作为上述第1实施形态中所示的白色灯或LED等可视光照射装置(可视光照射单元)。
电磁波照射装置24向光23照射于TFT阵列基板10上的照射区域，照射可视光等的电磁波27。
TFT阵列基板10所具备的硅的晶体管特性，借由所照射的电磁波27而产生变化。
借由该晶体管特性的变化，TFT阵列基板10上的电压分布产生变化，使得施加于光电元件29上的电场亦产生变化。若施加于光电元件29上的电场产生变化，则光电元件29的折射率会改变，故而由光电元件29的反射面所反射的光23的出射方向改变。该光23的出射方向的变化是作为光检测器25的检测强度变化而受到检测，藉此可进行缺陷检查。
而且，借由向TFT阵列基板10照射电磁波27，而增强缺陷所引起的电压分布偏移，因此缺陷的识别变得容易。
使用图8，就本发明第4实施形态的构成例加以说明。图8中，TFT阵列基板检查装置31包括：光源32，其向TFT阵列基板10照射光33，光电元件39，其与TFT阵列基板10之间隔开细小间隙而配置，光检测器35，其对光电元件39的反射面所反射的光38进行检测。进而，TFT阵列基板检查装置31更包括：检查装置36，其基于由光检测器35所检测的光强度信号进行TFT阵列缺陷等的检查，加热器(作为加热单元的加热装置)34，用以作为晶体管特性变化装置。加热器34将TFT阵列基板10加热至特定温度。而且，此加热器34可使用护套发热器或灯管。
而且，TFT阵列基板10所具备的硅的晶体管特性，借由加热温度而产生变化。
借由因该加热所引起的晶体管特性变化，TFT阵列基板10上的电压分布产生变化，施加于光电元件39上的电场亦产生变化，且光电元件39的折射率借由电场而改变，故而由光电元件39的反射面所反射的光38的出射方向改变。该光33的出射方向的变化是作为光检测器35的检测强度变化而受到检测，藉此进行缺陷检查。
而且，借由使用加热器34将TFT阵列基板10加热至高温，而增强因缺陷所引起的电压分布偏移，因此缺陷的识别变得容易。
如上述的说明，本发明的实施型态的TFT基板检查装置包括：驱动状态检测装置(例如是，具备电子束源2与二次电子检测器5的单元，或是具备电子束源12与二次电子检测器15的单元，或是具备光源22与光检测器25的单元，亦或是具备光源32与光检测器35的单元)，用以检测TFT阵列基板10的晶体管的驱动状态。而且，TFT基板检查装置包括：晶体管特性变化装置(可视光照射装置4、加热器14、电磁波加热装置24、加热器34)，用以改变构成TFT阵列基板10的晶体管的特性。尚且，TFT基板检查装置更包括：检查装置(6、16、26、36)，由上述驱动状态检测装置的输出，检查上述晶体管的特性产生变化状态的上述TFT阵列基板10的驱动状态。
依此构成的TFT阵列基板检查装置，可使称作弱泄漏的缺陷的判断变得容易。
而且，本发明的实施型态的TFT基板检查装置的上述驱动状态检测装置包括：光束照射装置(电子束源2、12)，用以照射电子束至上述TFT阵列基板10，二次电子检测器(5、15)，用以检测借由该电子束照射所产生的二次电子的强度并输入上述检查装置。
依此构成的TFT阵列检查基板，借由检测以电子束照射而由TFT阵列基板10产生的二次电子的强度，使称作弱泄漏的缺陷的判断变得容易。
而且，本发明的实施型态的TFT基板检查装置的上述驱动状态检测装置包括：光电元件(29、39)，于TFT阵列基板的上部隔开间隔配置，光照射装置(光源2、32)，自上述光电元件(29、39)的上部照射光，光检测器(25、35)，检测由上述光电元件(29、39)的反射膜所反射的上述光借由TFT阵列基板10与光电元件(29、39)之间的电场而产生的光学变化，并输入检测输出至检查装置(26、36)。
依此构成的TFT阵列检查基板，借由检测光电元件(29、39)的反射膜所反射的光的光学变化，使称作弱泄漏的缺陷的判断变得容易。
而且，本发明的实施型态的TFT阵列基板检查装置，是使构成TFT阵列基板10的硅的晶体管特性，由通常驱动TFT阵列基板10时的状态产生变化，于此晶体管特性产生变化的状态检查TFT阵列基板10，藉此使称作弱泄漏的缺陷的判断变得容易。
例如是，对硅照射电磁波并加热，硅的晶体管特性由通常状态产生变化。而且，硅具有光电界效果大的特性，当照射可见光区域的光时，断开电流增大。本发明的一实施例利用此特性，相对于未照射可视光区域的光的状态因弱断开电流泄漏所产生的缺陷，借由照射可视光区域的光以增大断开电流，依此强调泄漏。依此，能够使称作弱泄漏的缺陷的判断变得容易。
而且，上述TFT阵列基板检查装置包括：晶体管特性变化装置，用以改变构成TFT阵列基板10的硅的晶体管特性。借由此晶体管特性变化装置，使构成TFT阵列基板10的硅的晶体管特性产生变化，并检查此晶体管特性产生变化状态的TFT阵列基板10。
而且，上述TFT阵列基板检查装置的第1态样中，将电子束照射于TFT阵列基板10上，使用二次电子检测器检测出由该电子束照射所产生的二次电子的强度，并利用该二次电子强度对TFT阵列基板进行检查的TFT阵列基板检查装置中，包括使构成TFT阵列基板的硅的晶体管特性产生变化的晶体管特性变化装置，且对二次电子的强度进行检测，上述二次电子是借由将电子束照射至晶体管特性产生变化后的状态的TFT阵列基板上而获得。
作为晶体管特性变化装置的第1形态，可设置将电磁波照射至TFT阵列基板10上的电磁波照射装置。电磁波照射装置借由照射电磁波至TFT阵列基板10，而使构成TFT阵列基板10的硅产生晶体管特性变化，并检测此时TFT阵列基板10所产生的二次电子的强度。
电磁波照射装置可为照射可视光区域的光的可视光照射装置。借由自可视光照射装置将可视光照射至TFT阵列基板10上，而使构成TFT阵列基板10的硅的断开电流增大，并对由TFT阵列基板10所产生的二次电子强度进行检测。照射的电磁波，除可视光区域的光以外，可使用红外光、紫外光、放射线等。
作为晶体管特性变化单元的第2形态，可设置使TFT阵列基板10温度上升的加热器。加热器借由对TFT阵列基板10进行加热，而使构成TFT阵列基板10的硅产生晶体管特性变化，并检测此时TFT阵列基板所产生的二次电子的强度。
本发明的TFT阵列基板检查装置的第2态样是，对所照射光束的反射进行检测的检查装置，其是于TFT阵列基板10的上部隔开间隔配置光电元件，且自光电元件的上部照射光，检测由光电元件的反射膜所反射的光借由TFT阵列基板10与光电元件之间的电场而产生的光学变化，由此对TFT阵列基板10进行检查的TFT阵列基板检查装置，其包括使构成TFT阵列基板的硅的晶体管特性产生变化的晶体管特性变化装置，且对借由电场而产生的光的光学变化进行检测，上述电场为处于晶体管特性产生变化后的状态下的TFT阵列基板与光电元件之间的电场。
作为晶体管特性变化单元的第1形态，可设置照射电磁波至TFT阵列基板10上的电磁波照射装置。借由利用电磁波照射装置将电磁波照射至TFT阵列基板10上，而使构成TFT阵列基板的硅产生晶体管特性变化，且检测借由该状态的TFT阵列基板10与光电元件之间的电场所产生的光的光学变化。
电磁波照射装置可以是照射可视光区域的光的可视光照射装置。并且，对借由电场而产生的光的光学变化进行检测，上述电场为照射可视光后的TFT阵列基板10与光电元件之间的电场。用于照射的电磁波，除可视光区域的光以外，亦可使用红外光、紫外光、放射线等。
又，作为晶体管特性变化装置的第2形态，可设置使TFT阵列基板10温度上升的加热器。借由利用加热器加热TFT阵列基板10，而使构成TFT阵列基板10的硅的晶体管特性产生变化，并检测借由此状态下的TFT阵列基板10与光电元件之间的电场所产生的光的光学变化。
以上为借由实施例来举例说明本发明，但是本发明并不限定于此些实施例。本领域普通技术人员可以容易的理解在不脱离本发明的范围或精神的情况下对比发明的构成进行种种的改良或变更。由上述记载的观点，本发明包括改良或变更此发明的意图，此种的改良或变更包含在权利要求及其均等物的范围内。
本发明基于2005年5月2日申请的日本专利申请第2005-134592号而主张优先权，包含同申请的说明书、附图以及权利要求的申请内容，全部参照并包含于此。
产业上的可利用性
本发明的阵列检查，可应用于液晶阵列基板或有机EL阵列基板的检查等中。

Claims (9)

1.一种TFT阵列基板检查装置，其包括：
驱动状态检测装置，检测上述TFT阵列基板的晶体管的驱动状态；
晶体管特性变化装置，其使构成上述TFT阵列基板的硅的晶体管特性产生变化；以及
检查装置，借由上述检测器的输出，对上述晶体管特性变化后状态的上述TFT阵列基板的驱动状态进行检查。
2.如权利要求1所述的TFT阵列基板检查装置，其中上述驱动状态检测装置包括：
光束照射装置，用以照射电子束至上述TFT阵列基板；以及
二次电子检测器，用以检测借由上述电子束照射所产生的二次电子的强度并输入上述检查装置。
3.如权利要求2所述的TFT阵列基板检查装置，其中上述晶体管特性变化装置为向上述TFT阵列基板照射电磁波的电磁波照射装置。
4.如权利要求3所述的TFT阵列基板检查装置，其中上述电磁波照射装置为照射可视光区域的光的可视光照射装置。
5.如权利要求2所述的TFT阵列基板检查装置，其中上述晶体管特性变化单元为使上述TFT阵列基板温度上升的加热器。
6.如权利要求1所述的TFT阵列基板检查装置，其中驱动状态检测装置包括：
光电元件，于上述TFT阵列基板的上部隔开间隔配置；
光照射装置，自上述光电元件的上部照射光；以及
光检测器，检测由上述光电元件的反射膜所反射的上述光借由上述TFT阵列基板与上述光电元件之间的电场而产生的光学变化，并输入检测输出至上述检查装置。
7.如权利要求6所述的TFT阵列基板检查装置，其中上述晶体管特性变化装置为将电磁波照射至上述TFT阵列基板的电磁波照射装置。
8.如权利要求7所述的TFT阵列基板检查装置，其中上述电磁波照射装置为照射可视光区域的光的可视光照射装置。
9.如权利要求6所述的TFT阵列基板检查装置，其中上述晶体管特性变化装置为使TFT阵列基板温度上升的加热器。
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