DE102005022884B4

DE102005022884B4 - Method for inspecting a printed conductor structure

Info

Publication number: DE102005022884B4
Application number: DE102005022884A
Authority: DE
Inventors: Christian 85221 Fricke; Anton 84149 Schick
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2005-05-18
Filing date: 2005-05-18
Publication date: 2011-08-18
Anticipated expiration: 2025-05-19
Also published as: KR20080014970A; DE102005022884A1; KR101226197B1; WO2006122897A1; JP4856698B2; JP2008541181A

Abstract

Verfahren zur kontaktlosen Inspektion von einer auf einem flächigen Träger ausgebildeten Leiterbahnstruktur, bei dem
• mittels einer Positioniereinrichtung (135, 235, 335) eine Elektrode (130, 230, 330) relativ zu der Leiterbahnstruktur (120, 220, 320) in einem vorbestimmten Abstand positioniert wird,
• zwischen der Elektrode (130, 230, 330) und der Leiterbahnstruktur (120, 220, 320) eine elektrische Spannung angelegt wird,
• die Elektrode (130, 230, 330) durch eine entsprechende Ansteuerung der Positioniereinrichtung (135, 235, 335) relativ zu dem Träger (110, 210, 310) in einer Ebene parallel zu dem Träger (110, 210, 310) bewegt wird,
• zumindest an ausgewählten Positionen der Elektrode (130, 230, 330) relativ zu dem Träger (110, 210, 310) ein Umladestromfluss durch eine mit der Elektrode (130, 230, 330) verbundene elektrische Leitung (160, 260, 360) gemessen wird, der durch eine Änderung eines zwischen der Elektrode (130, 230, 330) und der Leiterbahnstruktur (120, 220, 320) durch die elektrische...Method for contactless inspection of a printed conductor structure formed on a flat carrier, in which
An electrode (130, 230, 330) is positioned at a predetermined distance relative to the printed conductor structure (120, 220, 320) by means of a positioning device (135, 235, 335),
An electrical voltage is applied between the electrode (130, 230, 330) and the printed conductor structure (120, 220, 320),
The electrode (130, 230, 330) is moved by a corresponding activation of the positioning device (135, 235, 335) relative to the carrier (110, 210, 310) in a plane parallel to the carrier (110, 210, 310) .
• measured at least at selected positions of the electrode (130, 230, 330) relative to the carrier (110, 210, 310) a Umladestromfluss by an electrode connected to the electrode (130, 230, 330) electrical line (160, 260, 360) caused by a change in a between the electrode (130, 230, 330) and the wiring pattern (120, 220, 320) by the electrical ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontaktlosen Inspizieren von einer auf einem flächigen Träger ausgebildeten Leiterbahnstruktur.The invention relates to a method for contactless inspection of a conductor track structure formed on a flat carrier.

Im Bereich der Fertigung von Flüssigkristallanzeigen (LCD, Liquid Crystal Display) ist für einen effektiven und wirtschaftlichen Fertigungsprozess eine Inspektion von elektrischen TFT-Elektroden (Thin Film Transistor-Elektroden) auf einem Glassubstrat erforderlich, um ggf. vorhandene Defekte zu erkennen.In the field of liquid crystal display (LCD) manufacturing, an effective and economical manufacturing process requires the inspection of thin film transistor (TFT) electrical electrodes on a glass substrate to detect any defects that may be present.

Aus der US 5,504,438 A ist eine Vorrichtung zum Überprüfen von Leiterbahnstrukturen bekannt, welche als ”Array Checker” für Flüssigkristallanzeigen bezeichnet werden. Das zugrunde liegende physikalische Prinzip basiert auf der Sichtbarmachung von elektrischen Feldern, welche durch Anlegen von Spannungen an TFT-Elektroden entstehen. Zu diesem Zweck weist die Vorrichtung eine elektro-optische Platte auf, welche eine elektrisch nicht leitende, optisch reflektierende Unterseite und eine Flüssigkristallschicht aufweist. Beim Anlegen eines elektrischen Feldes zwischen der elektro-optischen Platte und den TFT-Elektroden richten sich die Flüssigkristalle derart aus, dass die Flüssigkristallschicht transparent wird. Im Falle einer fehlenden Kontaktierung einer TFT-Elektrode erfolgt keine Ausrichtung der Flüssigkristalle in dem Bereich unmittelbar oberhalb der betreffenden TFT-Elektrode und die Flüssigkristallschicht bleibt an dieser Stelle dunkel. Somit kann bei einer geeigneten oberseitigen Beleuchtung durch eine flächige oberseitige Aufnahme der gesamten elektro-optischen Platte mittels einer oder mehrerer Kameras ein Fehler in der die TFT-Elektroden kontaktierenden Leiterbahnstruktur sichtbar gemacht und durch eine geeignete Bildverarbeitung angezeigt werden. Die Verwendung einer elektro-optischen Konverterplatte hat jedoch den Nachteil, dass die elektro-optische Konversion eine starke Nichtlinearität aufweist, so dass nur sehr schwierig zwischen schlecht kontaktierten und gar nicht kontaktierten TFT-Elektroden unterschieden werden kann.From the US 5,504,438 A For example, a device for checking printed conductor structures is known, which is referred to as an "array checker" for liquid crystal displays. The underlying physical principle is based on the visualization of electric fields caused by the application of voltages to TFT electrodes. For this purpose, the device has an electro-optical disk which has an electrically non-conductive, optically reflective underside and a liquid crystal layer. When an electric field is applied between the electro-optical disk and the TFT electrodes, the liquid crystals align to make the liquid crystal layer transparent. In the case of a lack of contact of a TFT electrode, there is no alignment of the liquid crystals in the region immediately above the TFT electrode in question and the liquid crystal layer remains dark at this point. Thus, with a suitable top-side illumination by a flat top-side recording of the entire electro-optical disk by means of one or more cameras, an error in the conductor track structure contacting the TFT electrodes can be visualized and displayed by suitable image processing. However, the use of an electro-optical converter plate has the disadvantage that the electro-optical conversion has a strong nonlinearity, so that it is very difficult to distinguish between poorly contacted and not contacted at all TFT electrodes.

Aus der US 5,974,869 A ist ein Inspektionsverfahren für Wafer bekannt, wobei mit einer Metallspitze die Oberfläche von Wafern kontaktlos abgetastet wird. Dabei wird die Potentialdifferenz zwischen Metallspitze und Wafer-Oberfläche gemessen, wobei zu dieser Potentialdifferenz auch die Austrittsarbeit der Elektronen aus unterschiedlichen Materialen beträgt. Dadurch können außer unterschiedlichen Materialien auch chemische Veränderungen wie beispielsweise eine Korrosion oder geometrische Veränderungen einer Oberfläche wie beispielsweise eine Grabenstruktur erfasst werden. Das Inspektionsverfahren hat jedoch den Nachteil, dass die zu untersuchende Oberfläche relativ zu der Metallspitze rotiert werden muss, so dass das Inspektionsverfahren für Leiterbahnstrukturen, die auf flächigen Trägern ausgebildet sind, nicht geeignet ist.From the US 5,974,869 A For example, an inspection method for wafers is known in which the surface of wafers is scanned without contact with a metal tip. In this case, the potential difference between the metal tip and the wafer surface is measured, wherein the work function of the electrons from different materials is at this potential difference. As a result, not only different materials but also chemical changes such as corrosion or geometric changes of a surface such as a trench structure can be detected. However, the inspection method has the disadvantage that the surface to be examined has to be rotated relative to the metal tip, so that the inspection method is not suitable for printed conductor structures which are formed on flat carriers.

In der DE 100 43 731 C2 wird eine Messsonde für ein Rastersensor-Mikroskop mit einem kombinierten Rasterkraft-Tunnel-Modus zum Erfassen von elektrischen Signalen in einer integrierten Schaltung auf einem Halbleiter-Chip mit einem Hebelarm und einer daran angeordneten Sondenspitze mit einem Krümmungsradius von höchstens 20 nm beschrieben, wobei die Sondenspitze am Scheitelpunkt ein Fenster mit einem Durchmesser von höchstens 10 nm in einer Isolatorschicht aufweist und der Hebelarm durch die Isolatorschicht hindurch kontaktiert ist. Der Einsatz eines Raster-Mikroskops ist jedoch mit sehr großem Aufwand verbunden.In the DE 100 43 731 C2 A probe for a scanning sensor microscope with a combined scanning force tunnel mode for detecting electrical signals in an integrated circuit on a semiconductor chip with a lever arm and a probe tip disposed thereon with a radius of curvature of 20 nm at the most is described, wherein the probe tip at the apex has a window with a diameter of at most 10 nm in an insulator layer and the lever arm is contacted by the insulator layer therethrough. However, the use of a raster microscope is associated with very great effort.

Aus der Entgegenhaltung JP 2004 264 348 A sind ein Gerät und ein Verfahren zur Inspektion von Dünnschicht-Transistoren bekannt. Zur Lösung wird ein Inspektionsverfahren mit entsprechenden Verfahrensschritten beschrieben. Darin wird die Aufbringung eines dielektrischen Fluides zwischen dem Substrat und der Probe angewandt. Weiterhin wird die Energieversorgung mittels eines geschlossenen Stromkreises, in dem Substrat und Probe integriert sind, aufgebaut. Weiterhin werden Erfassungssignale, die durch den geschlossenen Stromkreis geleitet werden, durch die Energieversorgung detektiert. Das in dieser Druckschrift eingesetzte Verfahren erweist sich durch den Einsatz eines zusätzlichen dielektrischen Fluides als umständlich.From the citation JP 2004 264 348 A For example, an apparatus and a method for inspecting thin-film transistors are known. To solve an inspection method is described with corresponding method steps. Therein, the application of a dielectric fluid between the substrate and the sample is applied. Furthermore, the power supply is established by means of a closed circuit in which substrate and sample are integrated. Furthermore, detection signals conducted through the closed circuit are detected by the power supply. The method used in this document proves to be cumbersome due to the use of an additional dielectric fluid.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Inspektionsverfahren anzugeben, mit dem Leiterbahnstrukturen auf ebenen Substraten auf einfache Weise inspiziert werden können.The invention has for its object to provide an inspection method, can be inspected with the conductor track structures on flat substrates in a simple manner.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur kontaktlosen Inspektion von einer auf einem flächigen Träger ausgebildeten Leiterbahnstruktur mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.This object is achieved by a method for contactless inspection of a printed circuit board structure formed on a flat carrier with the features of independent claim 1.

Gemäß der Erfindung wird mittels einer Positioniereinrichtung eine Elektrode relativ zu der Leiterbahnstruktur in einem vorbestimmten Abstand positioniert und zwischen der Elektrode und der Leiterbahnstruktur wird eine elektrische Spannung angelegt, welche eine Gleichspannung, eine Wechselspannung oder eine von einem Gleichspannung überlagerte Wechselspannung sein kann. Die Elektrode wird relativ zu dem Träger durch eine entsprechende Ansteuerung der Positioniereinrichtung in einer Ebene parallel zu dem Träger bewegt, wobei zumindest an ausgewählten Positionen ein Stromfluss durch eine mit der Elektrode verbundene elektrische Leitung gemessen wird. Aus der Stärke des Stromflusses wird der lokale Spannungszustand der Leiterbahnstruktur in dem Teilbereich detektiert. Der Teilbereich der Leiterbahnstruktur wird dabei durch den Verlauf der elektrischen Feldlinien bestimmt, welche sich zwischen der Elektrode und der Leiterbahnstruktur erstrecken.According to the invention, by means of a positioning device, an electrode is positioned at a predetermined distance relative to the printed conductor structure and an electrical voltage is applied between the electrode and the printed conductor structure, which can be a DC voltage, an AC voltage or an AC voltage superimposed by a DC voltage. The electrode is moved relative to the carrier by a corresponding actuation of the positioning device in a plane parallel to the carrier, whereby at least at selected positions a current flow through an electrical line connected to the electrode is measured. From the strength of the current flow, the local stress state of the Conductor structure detected in the subregion. The subregion of the conductor track structure is determined by the course of the electric field lines which extend between the electrode and the conductor track structure.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Verteilung und der Verlauf der elektrischen Feldlinien zwischen der Elektrode und dem betreffenden Teilbereich der Leiterbahnstruktur von dem lokalen Spannungszustand abhängen. Der Verlauf der elektrischen Feldlinien bestimmt dabei die elektrische Kapazität zwischen der Elektrode und dem Teilbereich der Leiterbahnstruktur. Mit einer Variation der Feldlinienverteilung ändert sich somit auch die Kapazität zwischen Elektrode und dem Teilbereich der Leiterbahnstruktur, so dass sich der Stromfluss I zwischen der Elektrode und der Leiterbahnstruktur aus folgender Gleichung (1) ergibt: I = (U_AC + U_DC)dC/dt + CdU_AC/dt (1) The invention is based on the finding that the distribution and the course of the electric field lines between the electrode and the relevant subarea of the conductor track structure depend on the local stress state. The course of the electric field lines determines the electrical capacitance between the electrode and the subregion of the conductor track structure. With a variation of the field line distribution, the capacitance between the electrode and the subregion of the interconnect structure thus also changes, so that the current flow I between the electrode and the interconnect structure results from the following equation (1): I = (U _AC + U _DC ) dC / dt + CdU _AC / dt (1)

Dabei ist U_AC eine Wechselspannung und U_DC eine Gleichspannung, die zwischen Elektrode und Leiterbahnstruktur anliegen. C ist die Kapazität zwischen Elektrode und Leiterbahnstruktur. Der Ausdruck d/dt bezeichnet die zeitliche Ableitung der Größen C bzw. U_AC.In this case, U _{AC is} an AC voltage and U _{DC is} a DC voltage which is present between the electrode and the conductor track structure. C is the capacitance between the electrode and the conductor track structure. The term d / dt denotes the time derivative of the quantities C and U _AC .

Es wird darauf hingewiesen, dass für die Realisierung der Erfindung lediglich eine relative Positionierung zwischen Leiterbahn und Elektrode erforderlich ist. Dies bedeutet, dass entweder die Elektrode, der Träger oder auch Elektrode und Träger mittels zumindest einer Positioniereinrichtung bewegt werden können.It should be noted that for the realization of the invention, only a relative positioning between the conductor and the electrode is required. This means that either the electrode, the carrier or electrode and carrier can be moved by means of at least one positioning.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass der lokale Spannungszustand der Leiterbahnstruktur im Vergleich zu bekannten Inspektionsverfahren mit einer einfachen und vergleichsweise billigen Erfassungselektronik gemessen werden kann. Damit kann das kontaktlose Inspektionsverfahren mit einer Vorrichtung durchgeführt werden, welche elektrische und mechanische Komponenten enthält, die von vielen verschiedenen Herstellern angeboten werden und deshalb vergleichsweise gleich günstig erworben werden können.The method according to the invention has the advantage that the local stress state of the conductor track structure can be measured in comparison to known inspection methods with a simple and comparatively cheap detection electronics. Thus, the contactless inspection method can be carried out with a device which contains electrical and mechanical components that are offered by many different manufacturers and therefore can be purchased comparatively cheap.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den weiteren Vorteil, dass ein optischer Konverter zur Sichtbarmachung von Spannungszuständen nicht erforderlich ist. Die direkte Erfassung der Spannungszustände kann bei Verwendung einer entsprechenden linearen Erfassungselektronik mit einem im Vergleich zu optischen Konvertern weitgehend linearen Kennlinie erfolgen.The method according to the invention has the further advantage that an optical converter for visualizing voltage states is not required. The direct detection of the voltage states can be carried out using a corresponding linear detection electronics with a largely linear characteristic compared to optical converters.

Gemäß Anspruch 2 wird der lokale Spannungszustand des Teilbereichs zur Bestimmung der Qualität der Leiterbahnstruktur verwendet. Unter dem Begriff Qualität der Leiterbahnstruktur sind in diesem Zusammenhang insbesondere die flächigen geometrischen Abmessungen der Leiterbahnstruktur zu verstehen. Dazu zählen insbesondere Defekte wie Kurzschlüsse, Einschnürungen oder Leitungsbrüche. Derartige Defekte ändern auf jeden Fall die örtliche Spannungsverteilung und können somit zuverlässig erkannt werden.According to claim 2, the local stress state of the subregion is used to determine the quality of the conductor track structure. In this context, the term quality of the conductor track structure should be understood as meaning, in particular, the areal geometric dimensions of the conductor track structure. These include in particular defects such as short circuits, constrictions or broken lines. Such defects definitely change the local stress distribution and can thus be reliably detected.

Die Qualität der Leiterbahnstruktur wird jedoch auch durch dielektrische Einflüsse bestimmt, welche die Kapazität zwischen der Elektrode und der Leiterbahnstruktur beeinflussen. Dies geschieht beispielsweise durch chemische Veränderungen der Leiterbahnstruktur oder durch unerwünschte dielektrische Ablagerungen auf der Leiterbahnstruktur.However, the quality of the wiring pattern is also determined by dielectric influences that affect the capacitance between the electrode and the wiring pattern. This happens, for example, by chemical changes in the conductor track structure or by undesired dielectric deposits on the printed conductor structure.

Gemäß Anspruch 3 werden zumindest ausgewählte Zielpunkte der Leiterbahnstruktur mehrfach abgetastet, wobei jeweils unterschiedliche Spannungen zwischen Elektrode und der Leiterbahnstruktur angelegt werden. Die unterschiedlichen Spannungen können ebenso wie die ursprünglich angelegten Spannungen eine Gleichspannung, eine Wechselspannung oder eine von einem Gleichspannung überlagerte Wechselspannung sein. Auf diese Weise werden sequentiell Bilder von unterschiedlichen Spannungszuständen von einzelnen Teilbereichen der Leiterbahnstruktur aufgenommen. Diese Bilder, welche bevorzugt eine gesamte Ansteuermatrix einer späteren Flüssigkristallanzeige darstellen, erlauben eine zuverlässige Aussage über die elektrische Ansteuerbarkeit von einzelnen LCD-Pixeln der inspizierten Leiterbahnstruktur.In accordance with claim 3, at least selected target points of the interconnect structure are scanned multiple times, wherein in each case different voltages between the electrode and the interconnect structure are applied. The different voltages, like the originally applied voltages, may be a DC voltage, an AC voltage or an AC voltage superimposed by a DC voltage. In this way, images of different stress states of individual subregions of the conductor track structure are recorded sequentially. These images, which preferably represent an entire drive matrix of a later liquid crystal display, allow a reliable statement about the electrical drivability of individual LCD pixels of the inspected trace structure.

Gemäß Anspruch 4 ist der Träger ein Glassubstrat. Damit eignet sich das Inspektionsverfahren in besonderer Weise für den Herstellungsprozess von Flüssigkristallanzeigen. Die Inspektion der späteren Flüssigkristallanzeigen kann bereits zu einem frühen Zeitpunkt durchgeführt werden, an dem auf dem Glassubstrat lediglich die Steuerleitungen für die späteren TFT-Elektroden aufgebracht sind. Defekte in sämtlichen Steuerleitungen können zuverlässig erkannt werden, so dass Glassubstrate mit einer defekten Leiterbahnstruktur frühzeitig aus dem weiteren Herstellungsprozess aussortiert oder ggf. auch repariert werden können.According to claim 4, the carrier is a glass substrate. Thus, the inspection method is particularly suitable for the manufacturing process of liquid crystal displays. The inspection of the later liquid crystal displays can already be carried out at an early point in time, on which only the control lines for the later TFT electrodes are applied on the glass substrate. Defects in all control lines can be reliably detected, so that glass substrates with a defective interconnect structure can be sorted out of the further manufacturing process at an early stage or, if necessary, also repaired.

Gemäß Anspruch 5 ist die Leiterbahnstruktur eine elektrische Ansteuermatrix für Pixel eines Bildschirms, insbesondere einer Flüssigkristallanzeige. Das Verfahren eignet sich jedoch auch zur Inspektion eines Plasmabildschirms oder von beliebigen anderen Bildschirmen, bei denen elektrische Felder in der Umgebung von Pixelelektroden zu einem Aufleuchten eines entsprechenden Bildpunktes beitragen.According to claim 5, the conductor track structure is an electrical drive matrix for pixels of a screen, in particular a liquid crystal display. However, the method is also suitable for inspecting a plasma screen or any other screens in which electric fields in the vicinity of pixel electrodes contribute to a lighting of a corresponding pixel.

Gemäß Anspruch 6 weist die Elektrode eine Elektrodenspitze auf, so dass die Leiterbahnstruktur auf vorteilhafte Weise mit einer hohen räumlichen Auflösung abgetastet werden kann. According to claim 6, the electrode has an electrode tip, so that the conductor track structure can be scanned in an advantageous manner with a high spatial resolution.

Gemäß Anspruch 7 wird die Leiterbahnstruktur durch eine rasterförmige Bewegung der Elektrode abgetastet. Dies hat den Vorteil, dass eine matrixförmige Anordnung von Leiterbahnstrukturen im Rahmen eines standardisierten Abtastvorganges zügig vermessen werden kann. Die Relativbewegung zwischen Elektrode und Träger erfolgt bevorzugt kontinuierlich. Die Relativbewegung kann jedoch genauso gut in Form einer schrittweisen Bewegung erfolgen.According to claim 7, the conductor track structure is scanned by a grid-shaped movement of the electrode. This has the advantage that a matrix-like arrangement of conductor track structures can be measured quickly in the context of a standardized scanning process. The relative movement between electrode and carrier is preferably carried out continuously. However, the relative movement can just as well take the form of a stepwise movement.

Gemäß Anspruch 8 wird die Leiterbahnstruktur gleichzeitig durch eine Mehrzahl von nebeneinander angeordneten Elektroden abgetastet. Durch eine derartige zeilenförmige bzw. kammartige Anordnung von mehreren Elektroden kann bei einer entsprechenden Anzahl an Messeinrichtungen zur Detektion des Stromflusses über jede einzelne der Elektroden eine parallele Datenaufnahme erreicht und somit insgesamt eine deutlich höhere Abtastgeschwindigkeit realisiert werden.According to claim 8, the conductor track structure is scanned simultaneously by a plurality of juxtaposed electrodes. By means of such a line-shaped or comb-like arrangement of a plurality of electrodes, a parallel data acquisition can be achieved with a corresponding number of measuring devices for detecting the current flow via each individual electrode, and thus a significantly higher scanning speed can be achieved overall.

Gemäß Anspruch 9 wird zwischen der Elektrode und der Leiterbahnstruktur eine amplitudenmodulierte Spannung angelegt. Dies ermöglicht eine besonders empfindliche Inspektion, so dass nahezu alle Defekte einer Leiterbahnstruktur zuverlässig erkannt werden können.According to claim 9, an amplitude-modulated voltage is applied between the electrode and the printed conductor structure. This allows a particularly sensitive inspection, so that almost all defects of a conductor track structure can be reliably detected.

Gemäß Anspruch 10 wird der Stromfluss zwischen der Elektrode und einem Teilbereich der Leiterbahnstruktur über einen bandpass-gefilterten Verstärker gemessen. Somit können auf vorteilhafte Weise unerwünschte Störsignale effektiv unterdrückt und somit die Empfindlichkeit des Inspektionsverfahrens weiter erhöht werden. Der Einsatz einer amplitudenmodulierten Spannung in Verbindung mit der Verwendung eines bandpass-gefilterten Verstärkers entspricht im Wesentlichen der Anwendung von Lock-In-Technik, so dass zur Durchführung des Verfahrens auf herkömmliche Lock-In-Verstärker zurückgegriffen werden kann. Unter dem Begriff bandpass-gefilterter Verstärker wird in diesem Zusammenhang jede Art von elektronischer Verstärkerschaltung verstanden, welche einen vorgegebenen und gewollten frequenzabhängigen Verstärkungsfaktor aufweist. Dazu zählen auch so genannte Kantenfilter, bei der lediglich Frequenzen oberhalb oder unterhalb einer bestimmten Grenzfrequenz verstärkt werden.According to claim 10, the current flow between the electrode and a portion of the wiring pattern is measured via a bandpass-filtered amplifier. Thus, advantageously undesirable spurious signals can be effectively suppressed and thus the sensitivity of the inspection process can be further increased. The use of an amplitude-modulated voltage in conjunction with the use of a bandpass-filtered amplifier essentially corresponds to the use of lock-in technology, so that conventional lock-in amplifiers can be used to carry out the method. In this context, the term bandpass-filtered amplifier is understood as meaning any type of electronic amplifier circuit which has a predetermined and desired frequency-dependent amplification factor. These include so-called edge filters, in which only frequencies above or below a certain cutoff frequency are amplified.

Gemäß Anspruch 11 wird die Leiterbahnstruktur mit einer weiteren Leiterbahnstruktur kontaktiert, wobei die Leiterbahnstruktur und die weitere Leiterbahnstruktur an gegenüberliegenden Seiten des Trägers ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass der Spannungszustand, der aus Sicht der Elektrode ersten Leiterbahnstruktur auch durch den Spannungszustand der auf der gegenüberliegenden Seite des Trägers, d. h. der aus Sicht der Elektrode zweiten Leiterbahnstruktur beeinflusst wird. Somit kann mit einer Inspektion der ersten Leiterbahnstruktur gleichzeitig auch die Geometrie der zweiten Leiterbahnstruktur erfasst werden.According to claim 11, the conductor track structure is contacted with a further conductor track structure, wherein the conductor track structure and the further track structure are formed on opposite sides of the carrier. This has the advantage that the state of stress, the first conductor track structure from the point of view of the electrode, is also due to the state of stress of the opposite side of the carrier, ie. H. which is influenced from the point of view of the electrode second interconnect structure. Thus, with an inspection of the first interconnect structure, the geometry of the second interconnect structure can also be detected simultaneously.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen.Further advantages and features of the present invention will become apparent from the following exemplary description of presently preferred embodiments.

In der Zeichnung zeigen in schematischen DarstellungenIn the drawing show in schematic representations

1 die elektrische Kontaktierung zwischen Elektrode und Leiterbahnstruktur, 1 the electrical contact between the electrode and the conductor track structure,

2a und 2b eine Änderung des Feldlinienverlaufs zwischen Elektrode und Leiterbahnstruktur durch einen Leiterbahndefekt in Form einer Einschnürung, 2a and 2 B a change in the field line course between the electrode and the conductor track structure due to a conductor track defect in the form of a constriction,

3a und 3b eine Änderung des Feldlinienverlaufs zwischen Elektrode und Leiterbahnstruktur durch einen Leiterbahndefekt in Form einer Unterbrechung, und 3a and 3b a change in the field line course between the electrode and the conductor track structure due to a printed conductor defect in the form of an interruption, and

4 eine gleichzeitige Abtastung einer Mehrzahl von Leiterbahnen mittels einer zeilenförmigen Anordnung von mehreren Elektroden. 4 a simultaneous scanning of a plurality of conductor tracks by means of a row-shaped arrangement of a plurality of electrodes.

An dieser Stelle bleibt anzumerken, dass sich in der Zeichnung die Bezugszeichen einander entsprechender Komponenten lediglich in ihrer ersten Ziffer unterscheiden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden werden bei der Beschreibung der 2a, 2b, 3a, 3b und 4 gleiche bzw. entsprechende Komponenten, die bereits in 1 dargestellt sind, nicht erneut im Detail erläutert.It should be noted at this point that in the drawing the reference signs of corresponding components differ only in their first digit. To avoid unnecessary repetitions are in the description of the 2a . 2 B . 3a . 3b and 4 same or corresponding components already in 1 are not explained again in detail.

Wie aus 1 ersichtlich, erfolgt die Vermessung einer auf einem Glassubstrat 110 ausgebildeten Leiterbahnstruktur 120 durch ein kontaktloses Abtasten der Leiterbahnstruktur mittels einer Elektrode 130. Die Elektrode 130 weist eine Elektrodenspitze 131 auf, welche in einem genau definierten Abstand parallel zu der Oberfläche des Glassubstrates 110 bewegt wird. Die Bewegung erfolgt mittels einer Positioniereinrichtung 135, welche einen nicht explizit dargestellten luftgelagerten Positioniertisch aufweist. Alternativ kann das Glassubstrat 110 auch mittels einer Positioniereinrichtung relativ zu einer feststehenden Elektrode 130 bewegt werden.How out 1 can be seen, the measurement is carried out on a glass substrate 110 trained trace structure 120 by contactless scanning of the printed conductor structure by means of an electrode 130 , The electrode 130 has an electrode tip 131 which at a precisely defined distance parallel to the surface of the glass substrate 110 is moved. The movement takes place by means of a positioning device 135 which has an air-bearing positioning table not explicitly shown. Alternatively, the glass substrate 110 also by means of a positioning relative to a fixed electrode 130 to be moved.

Zwischen der Elektrode 130 und der Leiterbahnstruktur 120 wird eine Potentialdifferenz angelegt. Die Potentialdifferenz wird durch eine Spannungsquelle 150 erzeugt, deren einer Pol über eine Leitung 161 mit der Leiterbahnstruktur 120 verbunden ist. Der andere Pol der Spannungsquelle 150 ist über eine Leitung 160 mit der Elektrode 130 verbunden. Mittels einer Strom-Messeinrichtung 155 kann der durch die Leitung 161 fließende Strom präzise erfasst werden.Between the electrode 130 and the track structure 120 a potential difference is applied. The potential difference is caused by a voltage source 150 generated, whose one pole over a management 161 with the conductor track structure 120 connected is. The other pole of the voltage source 150 is over a line 160 with the electrode 130 connected. By means of a current measuring device 155 can that through the line 161 flowing electricity can be detected precisely.

Die Spannungsquelle 150 erzeugt bevorzugt eine Spannung U, welche eine Überlagerung von einer Gleichspannung U_DC mit einer Wechselspannung U_AC ist. Abhängig von der jeweiligen Phasenlage der Wechselspannung U_AC ergibt sich zwischen der Elektrode 130 und der Leiterbahnstruktur 120 ein bestimmter Verlauf von elektrischen Feldlinien 133. Der Verlauf der Feldlinien 133 hängt unter anderem von dem aktuellen Spannungszustand der Leiterbahnstruktur 120 ab.The voltage source 150 preferably generates a voltage U, which is a superposition of a DC voltage U _DC with an AC voltage U _AC . Depending on the respective phase position of the AC voltage U _AC results between the electrode 130 and the track structure 120 a certain course of electric field lines 133 , The course of the field lines 133 depends inter alia on the current state of stress of the conductor track structure 120 from.

Die Spannung U kann jedoch auch eine reine Wechselspannung U_AC oder eine reine Gleichspannung U_DC sein. Bei einer relativen Bewegung zwischen Elektrode 130 und einer strukturierten Leiterbahnstruktur 120 ergibt sich stets eine zeitliche Variation des Feldlinienverlaufs und damit auch eine zeitliche Variation der Kapazität zwischen Elektrode 130 und Leiterbahnstruktur 120. Dies führt gemäß Gleichung (1) zu einem Stromfluss I durch die Leitung 160, welcher von der Strom-Messeinrichtung 155 erfasst wird.However, the voltage U can also be a pure AC voltage U _AC or a pure DC voltage U _DC . At a relative movement between electrode 130 and a structured wiring pattern 120 always results in a temporal variation of the field line profile and thus also a temporal variation of the capacitance between the electrode 130 and trace structure 120 , This leads according to equation (1) to a current flow I through the line 160 , which of the current measuring device 155 is detected.

Da der Verlauf der Feldlinien 133 zu dem auch durch den Spannungszustand einer ggf. auf der Unterseite des Glassubstrats 110 ausgebildeten unteren Leiterbahnstruktur 125 abhängt, ist der negative Pol der Spannungsquelle 150 über eine Leitung 162 mit der unteren Leiterbahnstruktur 125 verbunden. Somit kann mit einer einzigen Messung gleichzeitig auch der Spannungszustand der unteren Leiterbahnstruktur 125 mit erfasst werden. Das Substrat 110 muss somit für eine Inspektion von auf beiden Seiten ausgebildeten Leiterbahnen 120 und 125 nur von einer Seite kontaktlos abgetastet werden.As the course of the field lines 133 to which also by the stress state of a possibly on the underside of the glass substrate 110 formed lower trace structure 125 depends, the negative pole is the voltage source 150 over a line 162 with the lower wiring pattern 125 connected. Thus, with a single measurement at the same time, the voltage state of the lower conductor track structure 125 to be recorded. The substrate 110 must therefore for an inspection of trained on both sides traces 120 and 125 be scanned contactless only from one side.

2a und 2b zeigen eine Veränderung des Verlaufs der Feldlinien 233b gegenüber den Feldlinien 233, sobald die Elektrodenspitze 231 oberhalb einer defekten Leiterbahnstruktur 220b positioniert ist, wobei die defekte Leiterbahnstruktur 220b eine unerwünschte Einschnürung 221b aufweist. 2a and 2 B show a change in the course of the field lines 233b opposite the field lines 233 as soon as the electrode tip 231 above a defective track structure 220b is positioned, the defective trace structure 220b an undesirable constriction 221b having.

Wie bereits zuvor erläutert, führt ein geänderter Verlauf der elektrischen Feldlinien 233b zu einem im Vergleich zu dem in 2a dargestellten Zustand geänderten Stromfluss, der von der Strom-Messeinrichtung 255 detektiert werden kann. Da der Feldlinienverlauf und damit auch die Kapazität zwischen Elektrode 230 von der Geometrie der Leiterbahnstruktur 220 bzw. 220b abhängt, kann auf diese Weise der in der Einschnürung 221b bestehende Defekt der Leiterbahnstruktur 220b erkannt werden.As already explained above, a changed course of the electric field lines 233b to one compared to the one in 2a illustrated state changed current flow, that of the current measuring device 255 can be detected. Since the field line course and thus also the capacity between electrode 230 from the geometry of the trace structure 220 respectively. 220b in this way, the one in the constriction can depend 221b existing defect of the conductor track structure 220b be recognized.

3a und 3b zeigen die Veränderung des Verlaufs der Feldlinien 333b gegenüber dem Verlauf der Feldlinien 333, wenn sich die Elektrodenspitze 331 oberhalb eines Defekts in der Leiterbahnstruktur 320b befindet, welcher Defekt in einer unerwünschten Unterbrechung 321b der Leiterbahnstruktur 320b besteht. Auch der durch die Unterbrechung 321b verursachte aufgeweitete Verlauf der Feldlinien 333b führt im Vergleich zu dem in 3a dargestellten Zustand zu einer Änderung des Stromflusses I. 3a and 3b show the change in the course of the field lines 333b opposite the course of the field lines 333 when the electrode tip 331 above a defect in the track structure 320b which defect is in an undesirable interruption 321b the conductor track structure 320b consists. Also by the interruption 321b caused widened course of the field lines 333b leads compared to the in 3a State shown to change the current flow I.

Die Variation des Stromflusses I ist durch die oben erläuterte Gleichung (1) bestimmt, gemäß der sich die Kapazität zwischen der Elektrode 230 und der Leiterbahnstruktur 220b bzw. zwischen der Elektrode 330 und der Leiterbahnstruktur 320b durch die Defekte 221b bzw. 321b verändert.The variation of the current flow I is determined by the above-explained equation (1) according to which the capacitance between the electrode 230 and the track structure 220b or between the electrode 330 and the track structure 320b through the defects 221b respectively. 321b changed.

4 zeigt eine parallele Inspektion einer Mehrzahl von insgesamt 7 Leiterbahnstrukturen 420, die in nicht dargestellter Weise mit jeweils einer Steuerleitung verbunden sind und abhängig von der Qualität der jeweiligen Steuerleitung bzw. der jeweiligen Leiterbahnstruktur in einem bestimmten Spannungszustand versetzt sind. Das Abtasten erfolgt durch eine Mehrzahl von 7 parallel angeordneten Elektroden 430, die entsprechend der Beabstandung der Leiterbahnstrukturen 420 in einem äquidistanten eindimensionalen Raster angeordnet sind. Die Elektroden 430 sind über eine gemeinsame Positioniereinrichtung 435 relativ zu dem Glassubstrat 410 verschiebbar, auf welchem die Leiterbahnstrukturen 420 ausgebildet sind. 4 shows a parallel inspection of a plurality of a total of 7 trace structures 420 , Which are connected in a manner not shown, each having a control line and are offset depending on the quality of the respective control line or the respective interconnect structure in a certain voltage state. The scanning is performed by a plurality of 7 parallel electrodes 430 , which correspond to the spacing of the interconnect structures 420 are arranged in an equidistant one-dimensional grid. The electrodes 430 are via a common positioning device 435 relative to the glass substrate 410 displaceable, on which the conductor track structures 420 are formed.

Die Elektroden 430 sind über eine mehrkanalige Leitung 460 mit einer nicht dargestellten Mehrzahl von Spannungsquellen verbunden. Die Anzahl der Kanäle und die Anzahl der Spannungsquellen stimmen mit der Anzahl der Elektroden 430 überein. Jeweils eine Spannungsquelle ist ferner in nicht dargestellter Weise mit einer der Leiterbahnstrukturen 420 verbunden.The electrodes 430 are over a multi-channel line 460 connected to a plurality of voltage sources, not shown. The number of channels and the number of voltage sources are the same as the number of electrodes 430 match. In each case, a voltage source is also in a manner not shown with one of the conductor track structures 420 connected.

Die jeweiligen Ströme zwischen den Leiterbahnstrukturen 420 und den Elektroden 430 werden von einem mehrkanaligen Lock-In-Verstärker 455a erfasst, welcher in der mehrkanaligen Leitung 460 angeordnet ist. Der Lock-In-Verstärker 455a ist mit einer Anzeigeeinrichtung 455b gekoppelt. Der Lock-In-Verstärker 455a wird dabei derart eingestellt, dass lediglich diejenigen Strombestandteile erfasst werden, welche mit der gleichen Frequenz wie der Wechselspannungsanteil der nicht dargestellten Stromquelle variieren. Auf diese Weise können unerwünschte Störsignale effektiv unterdrückt werden.The respective currents between the conductor track structures 420 and the electrodes 430 be from a multi-channel lock-in amplifier 455a detected, which in the multi-channel line 460 is arranged. The lock-in amplifier 455a is with a display device 455b coupled. The lock-in amplifier 455a is adjusted such that only those current components are detected, which vary with the same frequency as the AC voltage component of the power source, not shown. In this way, unwanted spurious signals can be effectively suppressed.

Das beschriebene Verfahren zur kontaktlosen Inspektion von auf einem flächigen Träger ausgebildeten Leiterbahnstrukturen eignet sich auf besonders vorteilhafte Weise für die Inspektion der Leiterbahnstrukturen von Flüssigkristallanzeigen. Wesentlich für die Funktion eines in einem aufwendigen Herstellungsprozess hergestellten Monitors ist die Funktion der einzelnen Pixel, die über jeweils einen Dünnschicht-Transistor (TFT) ansteuerbar sein müssen. Um bei der Herstellung von LCD's Fehler möglichst früh zu erkennen, kann bereits die Matrix aus Dünnschicht-Transistoren auf ihre Funktion geprüft werden. Dazu legt man an die Steuerleitung in geeigneter Weise Spannungen an und verändert somit den Feldlinienverlauf und die Kapazität zwischen der Elektrode und den Dünnschicht-Transistoren. Durch die Messung des Stromflusses I durch eine mit der Elektrode verbundenen Leitung- können somit die für die Matrix aus Dünnschicht-Transistoren erforderlichen Ansteuerleitungen bereits in einer frühen Herstellungsphase inspiziert werden. Da der Ausschuss bei der Herstellung von Flüssigkristallanzeigen üblicherweise dadurch verursacht wird, dass die Matrix aus Dünnschicht-Transistoren eine oberhalb einer bestimmten Spezifikation liegenden Anzahl von Pixelfehlern aufweist, kann bei der LCD-Herstellung durch das oben beschriebene Inspektionsverfahren die Ausschussquote an fertigen Displays reduziert werden, so dass die Herstellungskosten erheblich sinken.The method described for the contactless inspection of printed conductor structures formed on a flat carrier is particularly advantageous for inspecting the printed conductor structures of liquid crystal displays. Essential for the function of a monitor produced in a complex manufacturing process is the function of the individual pixels, which must be able to be controlled via a respective thin-film transistor (TFT). In order to detect errors as early as possible in the production of LCDs, the matrix of thin-film transistors can already be tested for their function. For this purpose, voltages are applied to the control line in a suitable manner and thus the field line profile and the capacitance between the electrode and the thin-film transistors are changed. By measuring the current flow I through a line connected to the electrode, the drive lines required for the matrix of thin-film transistors can thus already be inspected in an early production phase. Since the rejects in the manufacture of liquid crystal displays are usually caused by the matrix of thin-film transistors having a number of pixel defects above a certain specification, the reject rate of finished displays can be reduced in LCD production by the inspection method described above. so that the production costs decrease significantly.

Es wird darauf hingewiesen, dass bei einer sehr frühzeitigen Erkennung von fehlerhaften Leiterbahnstrukturen Defekte ggf. auch repariert werden können, so dass infolge einer besonders niedrigen Ausschussrate die Herstellkosten von LCD's weiter gesenkt werden können.It should be noted that if very early detection of faulty interconnect structures defects may possibly be repaired, so that due to a particularly low reject rate, the manufacturing cost of LCDs can be further reduced.

Es wird ferner darauf hingewiesen, dass außer der Vermessung der lokalen Spannungszustände im Bereich der zukünftigen TFT-Pixel durch eine geeignete Variation der Spannung auch die Strom-Spannungs-Charakteristik der Dünnschicht-Transistoren geprüft und somit nicht nur defekte, d. h. entweder statisch dunkle oder statisch helle Pixel erkannt, sondern auch solche Pixelfehler erkannt werden, bei denen die Helligkeit der Pixel nicht in vorgegebener Weise mit einer an den Dünnschicht-Transistor angelegten Spannung korreliert ist.It is further noted that besides the measurement of the local voltage states in the region of the future TFT pixels by suitable variation of the voltage, the current-voltage characteristic of the thin-film transistors is also checked and thus not only defective, ie. H. either static detected dark or static bright pixels, but also those pixel errors are recognized, in which the brightness of the pixels is not correlated in a predetermined manner with a voltage applied to the thin-film transistor voltage.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

110110: Glassubstratglass substrate
120120: obere Leiterbahnstrukturupper track structure
125125: untere Leiterbahnstrukturlower conductor track structure
130130: Elektrodeelectrode
131131: Elektrodenspitzeelectrode tip
133133: Feldlinienfield lines
135135: Positioniereinrichtungpositioning
150150: Spannungsquellevoltage source
155155: StrommesseinrichtungCurrent measurement device
160160: Leitungmanagement
161161: Leitungmanagement
162162: Leitungmanagement
210210: Glassubstratglass substrate
220220: LeiterbahnstrukturConductor structure
220b220b: LeiterbahnstrukturConductor structure
221b221b: Einschnürungconstriction
230230: Elektrodeelectrode
231231: Elektrodenspitzeelectrode tip
233233: Feldlinienfield lines
233b233b: Feldlinien (eingeschnürt)Field lines (constricted)
235235: Positioniereinrichtungpositioning
250250: Spannungsquellevoltage source
255255: StrommesseinrichtungCurrent measurement device
260260: Leitungmanagement
261261: Leitungmanagement
262262: Leitungmanagement
310310: Glassubstratglass substrate
320320: LeiterbahnstrukturConductor structure
320b320b: LeiterbahnstrukturConductor structure
321b321b: Einschnürungconstriction
330330: Elektrodeelectrode
331331: Elektrodenspitzeelectrode tip
333333: Feldlinienfield lines
333b333b: Feldlinien (aufgeweitet)Field lines (expanded)
335335: Positioniereinrichtungpositioning
350350: Spannungsquellevoltage source
355355: StrommesseinrichtungCurrent measurement device
360360: Leitungmanagement
361361: Leitungmanagement
362362: Leitungmanagement
410410: Glassubstratglass substrate
420420: LeiterbahnstrukturConductor structure
430430: Elektrodenelectrodes
435435: Positioniereinrichtungpositioning
455a455a: Lock-In-VerstärkerLock-in amplifier
455b455b: Anzeigeeinrichtungdisplay
460460: Leitungmanagement

Claims

Method for contactless inspection of a printed conductor structure formed on a flat carrier, in which • by means of a positioning device ( 135 . 235 . 335 ) an electrode ( 130 . 230 . 330 ) relative to the track structure ( 120 . 220 . 320 ) is positioned at a predetermined distance, • between the electrode ( 130 . 230 . 330 ) and the conductor track structure ( 120 . 220 . 320 ) an electrical voltage is applied, • the electrode ( 130 . 230 . 330 ) by a corresponding control of the positioning device ( 135 . 235 . 335 ) relative to the carrier ( 110 . 210 . 310 ) in a plane parallel to the carrier ( 110 . 210 . 310 ), at least at selected positions of the electrode ( 130 . 230 . 330 ) relative to the carrier ( 110 . 210 . 310 ) a Umladestromfluss by one with the electrode ( 130 . 230 . 330 ) connected electrical line ( 160 . 260 . 360 ), which is determined by a change in one between the electrode ( 130 . 230 . 330 ) and the conductor track structure ( 120 . 220 . 320 ) through the electrical voltage generated electric field is caused, and • from the strength of the Umladestromflusses the local stress state of the conductor track structure ( 120 . 220 . 320 ) is detected in the subregion.

Method according to Claim 1, in which the local stress state of the subarea for determining the quality of the conductor track structure ( 120 . 220 . 320 ) is used.

Method according to one of claims 1 to 2, in which • at the selected positions between the electrode ( 130 . 230 . 330 ) and the conductor track structure ( 120 . 220 . 320 ) additionally an altered electrical voltage between the electrode ( 130 . 230 . 330 ) and the conductor track structure ( 120 . 220 . 320 ), • a changed charge-transfer current flow through one with the electrode ( 130 . 230 . 330 ) connected electrical line ( 160 . 260 . 360 ) and, from the strength of the changed charge-transfer current flow, the local voltage state of the conductor track structure ( 120 . 220 . 320 ) is detected in the subregion.

Process according to one of Claims 1 to 3, in which the support is a glass substrate ( 110 . 210 . 310 ) is used.

Method according to one of Claims 1 to 4, in which a printed conductor structure ( 120 . 220 . 320 ), which represent at least parts of an electrical drive matrix for pixels of a screen.

Method according to one of claims 1 to 5, wherein one with an electrode tip ( 131 . 231 . 331 ) provided electrode ( 130 . 230 . 330 ) is used.

Method according to one of Claims 1 to 6, in which the conductor track structure ( 120 . 220 . 320 ) by a grid-shaped movement of the electrode ( 130 . 230 . 330 ) is scanned.

Method according to one of Claims 1 to 7, in which the conductor track structure ( 420 ) simultaneously by a plurality of juxtaposed electrodes ( 430 ) is scanned.

Method according to one of claims 1 to 8, in which • between the electrode ( 430 ) and the conductor track structure ( 420 ) an amplitude modulated voltage is applied.

Method according to Claim 9, in which the charge-transfer current flow between the electrode ( 430 ) and a subregion of the printed conductor structure ( 420 ) via a bandpass-filtered amplifier ( 455a ) is measured.

Method according to one of Claims 1 to 10, in which the conductor track structure ( 120 ) with a further interconnect structure ( 125 ), wherein the conductor track structure ( 120 ) and the further interconnect structure ( 125 ) on opposite sides of the carrier ( 110 ) are formed.