JP2004309488A

JP2004309488A - Ｔｆｔｆｐｄ基板検査装置および検査方法

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Publication number: JP2004309488A
Application number: JP2004120084A
Authority: JP
Inventors: Torolira Girelmo; トロリラギレルモ
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1998-01-12
Filing date: 2004-04-15
Publication date: 2004-11-04
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Also published as: JP4279720B2; JP3563283B2; US6075245A; JPH11265678A

Abstract

【課題】ＴＦＴＦＰＤ基板検査装置及びＴＦＴＦＰＤ基板検査方法において、高速検査を行い、また、大面積の基板の検査を行う。
【解決手段】ＴＦＴＦＰＤ基板検査装置は、基板４に電子線１４を導入する複数の電子銃１Ａ〜１Ｄと、実質的に作業領域Ｒを定め、該作業領域において真空状態の基板の少なくとも一部分を含み、作業領域内の基板に電子線の照射を行う真空室２と、基板からの電子を検出する電子検出器３とを備え、電子線を基板で走査して得られる電子の電圧コントラストを用いて基板検査を行う構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、電子線を用いてＦＰＤのＴＦＴＦＰＤ基板を高速検査するＴＦＴＦＰＤ基板検査装置及びＴＦＴＦＰＤ基板検査方法に関する。

フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）は、電子情報を表示する陰極線管（ＣＲＴ）と置換可能な表示装置である。フラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤと称する）は、小型や低消費電力の点で利点がある。しかしながら、ＦＰＤの製造工程において所定の性能を検査する能力等の、製造上におけるいくつか問題のために、一般的な陰極線管（以下、ＣＲＴと称する）よりも高価となっている。ＴＶのような消費商品において、ＣＲＴをＦＰＤに置き換えるには、ＦＰＤのコストを下げる必要がある。

最近の最も一般的なＦＰＤ技術は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）である。ＴＦＴ液晶ディスプレイは、一般の電機製品ほど価格が重要でないため、高性能ラップトップコンピュータに用いられている。

図１５は、典型的なＴＦＴＦＰＤを示す概略図である。単一のガラス基板４上には、集積回路の製造で用いられるプロセスと同様に、リソグラフと半導体製造プロセスを用いてＴＦＴＦＰＤ５が多数形成されている（図１５（ａ））。各ＴＦＴＦＰＤ５は、アレイ状に配列されたピクセル電極で構成されている。ピクセル電極を個々に繰り返して駆動することにより液晶の発光制御が行われ、これによって二次元画像が形成される。ピクセル５１は、図１５（ｂ），（ｃ）に示すように、縦行と横列のマトリックス状に配列される。図１５（ｃ）において、各ピクセル５１の横列Ｌｒと縦行Ｌｃとの選択信号をアドレスとすることによって、ＴＦＴＦＰＤ５の表示操作を行う。

図１６は、ピクセルの構成を示す概略図である。図１６において、各ピクセルは、ピクセル電極５２とＴＦＴ５３と蓄積容量５４とを備える。ＴＦＴ５３はスイッチを構成する。ＴＦＴのゲートあるいはスイッチ制御電極Ｇにはディスプレイの列選択信号Ｌｒが接続され、ＴＦＴのソース電極Ｓにはディスプレイの行選択信号Ｌｃが接続される。ピクセルの駆動時には、ピクセルに必要な電圧信号（図１６（ｂ）の５５）が縦行Ｌｃのラインに印加されており、横列Ｌｒに横列信号（図１６（ｂ）の５６）が立ち上げることによって、短時間の間にＴＦＴがオン状態となる。このＴＦＴがオン状態の間に、蓄積容量５４は、ＴＦＴのソースに印加される電圧値までチャージされ、次のピクセルのリフレッシュサイクルまでその電圧を維持する。

このプロセスを繰り返すことによって、ディスプレイ上に二次元画像が表示される。ＴＦＴＦＰＤ基板の検査においてよく用いられる技術として、機械的接触プローブによって直接求めた電気測定値に基づくものが知られている。図１７，１８は機械的接触プローブによる基板の一検査方法を説明するための図である。

図１７において、ＴＦＴＦＰＤ基板はパネル６０の縦行の端子及び横列の端子を備え、両端子には縦行及び横列の駆動信号が印加される。通常、縦行のライン６１と横列のライン６２には、静電放電（ＥＳＤ）からＴＦＴＦＰＤを保護するために、抵抗回路に接続されている。この抵抗回路は、製造工程の最終工程の間にＴＦＴＦＰＤから切り離される。図１８に示すように、抵抗回路の接続の有無にかかわらず、機械的プローブ７５を検査ピクセルに接続するように配置する。また、検査ピクセルに対応する横列ライン６２及び縦行ライン６１に対して、機械的プローブ７２，７１を接続する。機械的プローブ７２，７１の二つのプローブは、信号源７３、７４からＴＦＴのピクセルを駆動する駆動信号を検査ピクセルに印加する。検査ピクセルに接続された機械的プローブ７５は、検査ピクセルのピクセル信号を測定し、マルチメータタイプのテスター８１によって検査ピクセルの動作状態を評価する。

機械的プローブ７５を用いる代わりに、横列と縦行のラインに生成される電流信号を測定し、この測定電流によってピクセル状態を間接的に表示する、他の機械的接触プローブ技術も知られている。図１９は他の機械的接触プローブによる基板の一検査方法を説明するための図である。

図１９による機械的接触プローブを用いて検査を行う場合には、プローブ７６を横列あるいはＴＦＴゲートの信号ライン６２に接続し、信号源７７から信号を供給する。一方、プローブ７８をＴＦＴソースラインに接続し、信号源７９から信号を供給し、電流をマルチメータタイプの検出器８２で測定する。このような構成によって、検査ピクセル内に機械的接触プローブを直接挿入することなく、検査ピクセルを間接的に検査することができる。

機械的にプローブを接触させる方法には、以下のような大きな問題がある。これらの方法は、多くの機械的接点（横列及び縦行毎に１つの機械的プローブ）と、信号発生器と、信号検出器とを必要とする。これらの機械的プローブは非常に高価であり、また、全プローブを定期的に交換する必要がある。このプローブの交換には、およそ１００，０００＄の費用を要する。

また、機械的プローブを用いた検査方法に対して、光学的検査方法も知られている。この光学的検査システムでは、ＥＳＤ短絡バーを用いて全ての横列と縦行とを同時に駆動し、パネルに対してピエゾ光学変調器を最接近させて走査することによって、ピクセルに電圧値を記録する。この光学的検査方法は、多数のプローブを不要とすることができるが、検査速度が低速であり、大量生産に適していない。
なお、後述する電圧コントラストを用いた従来技術として、特許文献１，非特許文献２，３がある。

米国特許第３，９６１，１９０号明細書 "走査電子線装置のための電圧コントラスト検出器"Lukianoff et al.1976 "走査電子線マイクロスコープにおける電圧検出装置としての円筒型二次電子検出器"Ballantyne et al.走査電子線マイクロスコープ／1972（PartＩ）

上記したように、従来より知られているＦＰＤの検査では、機械的プローブによる検査では、多くの高価で定期的交換を要する機械的接点を要し、また、光学的な検査では、検査に時間を要するためＦＰＤの大量生産に適していないという問題がある。

非接触で電圧を測定するよく知られた従来方法として、電子線によって生成される電圧コントラスト現象がある。図２０，２１，２２を用いて、電圧コントラスト現象を簡単に説明する。図２０において、電子線ＥＢが導電性の試料ｓに照射されると、試料ｓの表面から二次電子ＳＥが放出される。二次電子ＳＥは静電的特性であり、二次電子検出器ＤＥに向かって進む。二次電子検出器ＤＥは電子数を電気信号に変換し検出信号ＤＳを出力する。

図２１は二次電子のエネルギー分布図である。図２１において、試料ｓが接地電位に接続されている場合には、二次電子のエネルギー分布はＶＧで示されるグラフとなる。これに対して、試料ｓが図２０に示されるように、電圧Ｖの電気的バイアスがかけられている場合には、二次電子のエネルギー分布はＶｘで示されるグラフとなり、ＶＧのグラフから電圧Ｖに比例してシフトする。

二次電子の検出応答が、検出された二次電子のエネルギーの関数である場合には、エネルギー分布のシフトは検出信号ＤＳの出力を変化させる。この出力変化を測定することによって、試料の電圧を推量することができる。通常の検査システムでは、試料の電圧Ｖと検出器の信号Ｏとの関係を表す移動関数は、図２２に示すように非直線的である。電子スペクトロメーターのような特殊な検出器では、移動関数は直線化され、検出器の検出信号から試料の電圧を直接測定することができる。

電圧コントラストを用いた従来技術は、刊行物や特許に示されている。参考文献として例えば、前記した特許文献１（米国特許番号３，９６１，１９０）、非特許文献２（“走査電子線装置のための電圧コントラスト検出器”Lukianoff et al.1976）、非特許文献３（“走査電子線マイクロスコープにおける電圧検出装置としての円筒型二次電子検出器”Ballantyne et al.走査電子線マイクロスコープ／1972（PartＩ））がある。

電子線による電圧コントラスト技術は、原理的にはＦＰＤの電極基板上の電気信号の検査に適用することができる。しかしながら、電子線を微小領域で走査する速度制限や、高真空を要する条件から、この技術はＦＰＤの量産には適していない。ＦＰＤの量産には、検査速度は重要な要件である。

電子線による電圧コントラストや電子線検査は、集積回路（ＩＣ）に利用されている。これらの利用では、電子線を微小照射点とすることによって、像の形成を行い、また、ＩＣにおいて１μｍよりも小さな領域で発生する電圧を測定する。しかしながら、ＦＰＤの製造中に求められる高速検査には、種々の技術的制限によって実用的ではない。一つの制限は、得られる最大の電子線走査領域はせいぜい数ミリメーターに過ぎないという検査領域の面積にかかわる制限である。近い将来のＦＰＤの基板は、１０００×１０００ミリメーターの面積を備えることになる。他の制限は、電子線が必要とする高真空環境によって、膨大な検査時間が必要とされるという検査時間にかかわる制限である。

そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、ＴＦＴＦＰＤ基板検査装置及びＴＦＴＦＰＤ基板検査方法において、高速検査を行うことを目的とし、また、大面積の基板の検査を行うことを目的とする。

本発明は、大型の基板の高速検査を行うために、複数の電子銃を用いて電子線の走査領域を拡大して、従来技術の問題点を解決するものである。電子銃は、例えばＣＲＴ（陰極線管）の表示装置を改良した電子線源、ＣＲＴと同様の電子線を発生する機能を有する電子線源を用いることができる。

本発明のＴＦＴＦＰＤ基板検査装置は、電子線を発生し走査してＴＦＴＦＰＤ基板に導く複数の電子銃と、実質的に作業領域を定め、作業領域において真空状態のＴＦＴＦＰＤ基板の少なくとも一部分を含み、内部に設けた複数の電子銃によって作業領域内のＴＦＴＦＰＤ基板に電子線を照射する真空室と、ＴＦＴＦＰＤ基板からの電子を検出する電子検出器とを備え、複数の電子銃による電子線をＴＦＴＦＰＤ基板上で走査して得られる二次電子の電圧コントラストを用いてＴＦＴＦＰＤ基板検査を行う構成とする。

また、本発明のＴＦＴＦＰＤ基板検査方法は、真空状態内で作業領域を囲む工程と、作業領域内にＴＦＴＦＰＤ基板の少なくとも一部を配置する工程と、複数の電子銃で発生し走査する電子線の少なくとも一部を作業領域内の基板に導く工程と、ＴＦＴＦＰＤ基板からの電子を検出する工程とを備え、複数の電子銃による電子線をＴＦＴＦＰＤ基板上で走査して得られる電圧コントラストを用いてＴＦＴＦＰＤ基板検査を行う。

本発明において、高真空の真空室内に検査を行う基板を配置し、電子銃から基板に電子線を導入し、基板上で電子線を走査させる。ＣＲＴ銃を用いた電子銃の構成では、ＣＲＴの表示装置においてガラス容器とスクリーンを除いた部分とし、電子線発生部と発生した電子線を走査する走査部とを備えた部分とする。また、本発明のＣＲＴ銃は、前記したＣＲＴの表示装置からガラス容器とスクリーンとを除いた構成の他に、電子線の発生及び走査について同等の特性を備える電子銃を用いることができる。

電子銃は、電子線を真空室内の基板の表面を走査する。電子線によって基板の表面で発生した二次電子等の電子は電子検出器で検出される。電子の電圧コントラストに基づいて、電子検出器の検出出力の変化から基板の電位を求め、求めた基板の電位によって基板及び該基板を備える装置の検査を行う。

真空室内には、１つの電子銃あるいは複数の電子銃を設ける構成とすることができる。複数の電子銃を用いる場合には、複数の電子銃は共通の真空室を備え、当該真空室内においてＦＰＤの基板を検査するように複数の電子銃を設ける。

電子検出器は、複数の電子銃に対応して設けることも、あるいは全電子銃に共用させることもできる。複数の電子検出器を用いる場合には、各電子検出器の検出範囲を分離するために静電遮蔽を備えることができる。

複数の電子銃を設ける構成では、各電子銃の走査領域に重なり部分が形成されるようにオーバーラップさせる構成とすることも、また、走査領域の間にギャップを設ける構成とすることもできる。走査領域の間にギャップを設ける構成では、ギャップ部分の走査を行うために、走査軌跡が重なるように基板の走査を行う必要がある。

本発明のＴＦＴＦＰＤ基板検査装置およびＴＦＴＦＰＤ基板検査方法は、以下の各実施形態を備える。

本発明の第１の実施態様は、電子検出器は基板から放出された二次電子を検出する。また、本発明の第２の実施態様は、電子検出器を真空室内に配置する。

本発明の第３の実施態様は、電子銃はその少なくとも一部を真空室内に配置し、電子銃と真空室とを結合する真空シールを備え、該真空シールによって真空室内を実質的に真空状態に維持する。

本発明の第４の実施態様は、真空室内を真空状態とする真空ポンプを備える。

本発明の第５の実施態様において、ＴＦＴＦＰＤ基板はＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）を構成する。これによってＦＰＤの製造中での高速検査、及び大型のＦＰＤの検査を行うことができる。

本発明の第６の実施態様は、複数の電子銃を備え、各電子銃は真空室内の作業領域内の副作業領域に電子線を走査させ、本発明の第７の実施態様は、各副作業領域に電子検出器を備える。また、本発明の第８の実施態様は、副作業領域から発生する電子を各電子検出器で検出するように、電子検出を制限する静電遮蔽を備える。

本発明の第９の実施態様は、副作業領域がオーバーラップするよう電子銃を配置する。本発明の第１０の実施態様は、副作業領域が分離するよう電子銃を配置し、ＴＦＴＦＰＤ基板の走査を段階的に行い、全ＴＦＴＦＰＤ基板にわたる電圧コントラストの検出を行う。

本発明をＦＰＤのＴＦＴＦＰＤ基板検査に適用することによって、大型のＦＰＤの検査を行うことができる。
また、本発明をＦＰＤのＴＦＴＦＰＤ基板検査に適用することによって、ＦＰＤの製造過程中において短時間でＦＰＤの検査を完了させ、これによって、ＦＰＤの製造時間を短縮することができる。

本発明によれば、ＴＦＴＦＰＤ基板検査装置および検査方法において、高速検査を行うことができる。また、大面積の基板の検査を行うことができる。

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。

図１は通常知られるＣＲＴ（陰極線管）の図である。図１に示される基本的なＣＲＴ１０はＣＲＴディスプレイ管として１０^-5から１０^-8Torrの高真空のガラス容器１３を備える。ＣＲＴ１０は電子線源１１から発した電子線を電子線制御部１２で走査し、内部発光燐コーティング１５に照射し、表示を行う。電子線源１１は、熱−イオン放射型の電子線源を用いることができ、また、電子線制御部１２は静電レンズ及び又は電磁レンズ、及び反射装置等を備え、電子線源１１から放射された電子線を制御して内部発光燐コーティング１５上で走査させる。以下では、通常のＣＲＴ１０をＣＲＴディスプレイと呼び、ガラス容器１３及び内部発光燐コーティング１５を除いた部分をＣＲＴ銃１と呼ぶこととする。

図２は本発明のＴＦＴＦＰＤ基板検査装置の構成例の概略ブロック図である。以下、ＦＰＤが備えるＴＦＴＦＰＤ基板について説明する。

図２に示すＴＦＴＦＰＤ基板検査測装置は、要部を切り開いたＣＲＴを用いて、高真空室内で検査用のＦＰＤを挿入した状態を示している。図２において、ＣＲＴ銃１は、通常のＣＲＴが備えるガラス容器１３（破線で示している）を取り除き、該ガラス容器１３の代わりに高真空の真空室２を真空シール２１を用いて結合している。真空室２は高真空ポンプ装置２２によって、ＣＲＴ銃１に適した圧力に調圧される。ＣＲＴ銃１で発生された電子線は、作業領域Ｒ内において検査中のＦＰＤの基板４上を走査し、走査によって基板から放出された電子は電子検出器３によって検出される。電子検出器３は、二次電子を検出するエバーハート−ソンリー型（Ｅｖｅｈａｒｔ−Ｔｈｏｒｎｌｅｙ type）を用いることができる。二次電子は、電圧コントラスト情報を有しており、電子検出器３で検出した二次電子の電圧変化を求めることによって、ＦＰＤの基板上の電圧を測定することができる。

作業領域Ｒ内における検査位置と検出信号との対応は、電子線１４を走査する走査制御信号に同期して、検出信号を信号処理することによって行うことができる。

前記図２に示す構成は、本発明のＴＦＴＦＰＤ基板検査装置の基本構成を示すと共に、一つのＣＲＴ銃を備えた構成例を示している。

これに対して、図３は複数のＣＲＴ銃を備えた構成例を示している。本発明が備える改良した複数のＣＲＴディスプレイを用いて、有効的に走査領域を拡大することが望ましい。各改良したＣＲＴディスプレイは、対応する副作業領域を備える。この構成は、電流による電子線テスターや走査電子線マイクロスコープ（ＳＥＭ）を複数用いた複雑な電子線銃と比較して低コストであるＣＲＴディスプレイを用いることによって構成することができる。また、ＣＲＴの配列は、複数の電子線を近接させた集積配列を可能としている。

図３において、複数のＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄはライン状に配列され、真空ポンプ装置２２で排気される共通の真空室２を共有している。各ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄは、それぞれ副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤを備え、該副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤの基板４から放出された電子を、図示しない二次電子検出器で検出する。二次電子検出器は全ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄに対してただ１つ備える構成、あるいは各ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄに対してそれぞれ備える構成とすることができる。二次電子検出器をいずれの配置構成とするかは、基板検査で要求される操作速度に基づいて定められる。複数の電子検出器を配列する場合には、パラレル処理を行うことによって検査の操作をより速めることができる。

図３に示す構成は、４つのＣＲＴ銃１を備える構成例であるが、任意のＦＰＤの領域をカバーするために、必要に応じて増加させることができる。

また、ＣＲＴ銃１は、間隔を開けて配置したり、走査領域が重なるように隣接させることができる。この配置間隔の選択は、基板検査において要求される性能とコストとの比率や、二次電子検出器の構成等の要素に応じて行われる。

図３の構成では、一連のＣＲＴ銃１によってＦＰＤの基板の２度走査範囲は、基板の合計の範囲となる。このとき、各ＣＲＴ銃１はＣＲＴ銃の配置間隔の半分の距離をオフセットして配置される。なお、他の走査の構成も本発明に含まれる。

各ＣＲＴ銃に１つずつ電子検出器を設ける場合には、ＣＲＴ銃から発生した二次電子が１つの電子検出器以上の電子検出器に入射することによる影響が生じないように配慮する必要がある。各ＣＲＴ銃の走査路に対する各電子検出器の距離によって、ＣＲＴ銃は図３中の破線２３で示す領域で静電遮蔽を行う必要がある。この静電遮蔽の目的は、各ＣＲＴ銃から発生した電子のみが、対応する電子検出器で検出することにあり、クロストークを低減させることができる。

以下、複数のＣＲＴ銃を備えた構成例について、図４〜図１４を用いて説明する。

図４は複数のＣＲＴ銃を備えた第１の構成例の概略ブロック図であり、図５は第１の構成例による走査領域を説明する図である。第１の構成例は、前記した図３の構成において、１つの電子検出器３を備え、各ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄの副作業領域を重なるようにＣＲＴ銃を配列する構成である。この構成によって各ＣＲＴ銃の各走査領域はオーバーラップし、基板４上で走査漏れとなる領域を除去することができる。

基板４の検査は、各ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄを順次駆動し、各駆動毎に放出される二次電子を電子検出器３で検査する。図５（ａ）〜図５（ｄ）は、ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄを順次駆動して得られる走査領域であり、各副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤに対応している。

図５（ｅ）は、図５（ａ）〜図５（ｄ）の検出結果を重ねた状態を示している。各副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤに重複部分ＯＲＡＢ，ＯＲＢＣ，ＯＲＣＤの重なりを設けることによって、走査漏れを除去することができる。

電子検出器３は、駆動するＣＲＴ銃について、該ＣＲＴ銃の走査制御信号と同期して検出信号を検出する。

図６は複数のＣＲＴ銃を備えた第２の構成例の概略ブロック図であり、図７は第２の構成例による走査領域を説明する図である。第２の構成例は、前記した図３の構成において、１つの電子検出器３を備え、各ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄの副作業領域を重なりがないよう分離してＣＲＴ銃を配列する構成である。この構成によって各ＣＲＴ銃の各走査領域は分離するため、基板を移動させて段階的に走査を行い、検出した信号を重ねることによって、基板４上で走査漏れとなる領域を除去することができる。

基板４の検査は、各ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄによる順次駆動を段階的に行い、各駆動毎に放出される二次電子を電子検出器３で検査する。図７（ａ）〜図７（ｄ）は、第１段において、ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄを順次駆動して得られる走査領域であり、各副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤに対応している。また、図７（ｅ）〜図７（ｆ）は、基板４を所定距離移動させた第２段において、ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄを順次駆動して得られる走査領域であり、各副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤに対応している。

図７（ｇ）は、図７（ａ）〜図７（ｆ）の検出結果を重ねた状態を示している。基板４の移動量を、副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤに重複部分が生じるように定めることによって、走査漏れを除去することができる。

なお、図７において、各副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤの配置間隔をＤとし、各副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤの間のオフセット距離をｄとし、基板４の移動量をａとしている。ここで、ＣＲＴ銃の配置間隔Ｄの半分の距離をオフセット距離ｄし、移動量ａをオフセット距離ｄとすることによって、重複部分を零とすることができる。

図８は複数のＣＲＴ銃を備えた第３の構成例の概略ブロック図であり、図９は第３の構成例による走査領域を説明する図である。第３の構成例は、前記した図３の構成において、各ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄ毎に電子検出器３ａ〜３ｄを備え、各ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄの副作業領域を重なるようにＣＲＴ銃を配列する構成である。この構成によって各ＣＲＴ銃の各走査領域はオーバーラップし、基板４上で走査漏れとなる領域を除去することができる。

基板４の検査は、各ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄを順次駆動し、各駆動毎に放出される二次電子を各電子検出器３ａ〜３ｄで検査する。図９（ａ）〜図９（ｄ）は、ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄを順次駆動し、各電子検出器３ａ〜３ｄで検出される走査領域であり、各副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤに対応している。

図９（ｅ）は、図９（ａ）〜図９（ｄ）の検出結果を重ねた状態を示している。各副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤ（電子検出器３ａ〜３ｄの検出領域）に重複部分ＯＲＡＢ，ＯＲＢＣ，ＯＲＣＤの重なりを設けることによって、走査漏れを除去することができる。電子検出器３は、駆動するＣＲＴ銃について、該ＣＲＴ銃の走査制御信号と同期して検出信号を検出する。

図１０は複数のＣＲＴ銃を備えた第４の構成例の概略ブロック図であり、図１０は第４の構成例による走査領域を説明する図である。第４の構成例は、前記した図３の構成において、各ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄ毎に電子検出器３ａ〜３ｄを備え、各ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄの副作業領域を重なりがないよう分離してＣＲＴ銃を配列する構成である。この構成によって各ＣＲＴ銃の各走査領域は分離するため、基板を移動させて段階的に走査を行い、検出した信号を重ねることによって、基板４上で走査漏れとなる領域を除去することができる。

基板４の検査は、各ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄによる順次駆動を段階的に行い、各駆動毎に放出される二次電子を電子検出器３で検査する。図１１（ａ）〜図１１（ｄ）は、第１段において、ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄを順次駆動して各電子検出器３ａ〜３ｄで得られる走査領域であり、各副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤに対応している。また、図１１（ｅ）〜図１１（ｆ）は、基板４を所定距離移動させた第２段において、ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄを順次駆動して各電子検出器３ａ〜３ｄで得られる走査領域であり、各副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤに対応している。

図１１（ｇ）は、図１１（ａ）〜図１１（ｆ）の検出結果を重ねた状態を示している。基板４の移動量を、副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤに重複部分が生じるように定めることによって、走査漏れを除去することができる。電子検出器３は、駆動するＣＲＴ銃について、該ＣＲＴ銃の走査制御信号と同期して検出信号を検出する。

図１２は複数のＣＲＴ銃を備えた第５の構成例の概略ブロック図であり、図１３は第５の構成例による走査領域を説明する図である。第５の構成例は、第４の構成例と同様に、各ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄ毎に電子検出器３ａ〜３ｄを備え、各ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄの副作業領域を重なりがないよう分離してＣＲＴ銃を配列する構成であり、各ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄ及び対応する電子検出器３ａ〜３ｄの間に静電遮蔽を設け、各電子検出器は、対応しないＣＲＴ銃の影響を受けることなく検出を行う。

基板４の検査は、各ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄによる駆動を段階的に行い、各駆動毎に放出される二次電子を電子検出器３で検査する。図１３（ａ）は、第１段において、ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄを駆動して各電子検出器３ａ〜３ｄで得られる走査領域であり、各副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤに対応している。また、図１３（ｂ）は、基板４を所定距離移動させた第２段において、ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄを駆動して各電子検出器３ａ〜３ｄで得られる走査領域であり、各副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤに対応している。

なお、ＣＲＴ銃１Ａ〜１Ｄの駆動及び各電子検出器３ａ〜３ｄの検出は、静電遮蔽を設けることによって同時に行うことができる。

図１３（ｃ）は、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）の検出結果を重ねた状態を示している。基板４の移動量を、副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤに重複部分が生じるように定めることによって、走査漏れを除去することができる。電子検出器３は、駆動するＣＲＴ銃について、該ＣＲＴ銃の走査制御信号と同期して検出信号を検出する。

図１４は、第５の構成例のＣＲＴ銃１及び電子検出器３を二次元に配列した状態を示す図である。真空室２内において、基板４を実線と破線の間で移動させ、各位置で走査することによって、大型の基板４を二次元的に検査することができる。なお、上記説明では、ＣＲＴ銃は、ＣＲＴの表示装置からガラス容器とスクリーンとを除いた構成を用いているが、ＣＲＴ銃は該構成に限らず、電子線の発生及び走査について同等の特性を備える電子銃とすることができることは明らかである。

通常知られるＣＲＴ（陰極線管）の図である。本発明のＴＦＴＦＰＤ基板検査装置の構成例の概略ブロック図である。本発明のＴＦＴＦＰＤ基板検査装置の複数のＣＲＴ銃を備えた構成例の概略ブロック図である。複数のＣＲＴ銃を備えた第１の構成例の概略ブロック図である。第１の構成例による走査領域を説明する図である。複数のＣＲＴ銃を備えた第２の構成例の概略ブロック図である。第２の構成例による走査領域を説明する図である。複数のＣＲＴ銃を備えた第３の構成例の概略ブロック図である。第３の構成例による走査領域を説明する図である。複数のＣＲＴ銃を備えた第４の構成例の概略ブロック図である。第４の構成例による走査領域を説明する図である。複数のＣＲＴ銃を備えた第５の構成例の概略ブロック図である。第５の構成例による走査領域を説明する図である。第５の構成例のＣＲＴ銃及び電子検出器を二次元に配列した状態を示す図である。典型的なＴＦＴＦＰＤを示す概略図である。ＴＦＴＦＰＤのピクセルの構成を示す概略図である機械的接触プローブによる基板の一検査方法を説明するための図である。機械的接触プローブによる基板の一検査方法を説明するための図である。他の機械的接触プローブによる基板の一検査方法を説明するための図である。電圧コントラスト現象を説明する電子検出図である。電圧コントラスト現象を説明するエネルギー分布図である。電圧コントラスト現象を説明する移動関数図である。

符号の説明

１，１Ａ〜１Ｄ…ＣＲＴ銃、２…真空室、３，３ａ〜３ｄ…電子検出器、４…基板、１１…電子線源、１２…電子線制御部、１５…内部発光燐コーティング、２２…真空ポンプ装置、２３…静電遮蔽領域、５１…ピクセル、５２…ピクセル電極、５３…ＴＦＴ、５４…蓄積容量、６０…パネル、６１…縦行のライン、６２…横列のライン、７１，７２，７５…機械的プローブ、７３，７４，７７，７９…信号源、７６，７８…プローブ、ｓ…試料、ＥＢ…電子線、ＳＥ…二次電子、ＤＥ…電子検出器、ＯＲＡＢ〜ＯＲＣＤ…重複部分、Ｒ…作業領域、ＳＲＡ〜ＳＲＤ…副作業領域。

Claims

電子線を発生し走査してＴＦＴＦＰＤ基板に導く複数の電子銃と、
実質的に作業領域を定め、当該作業領域において真空状態のＴＦＴＦＰＤ基板の少なくとも一部分を含み、内部に設けた前記複数の電子銃によって作業領域内のＴＦＴＦＰＤ基板に電子線を照射する真空室と、
ＴＦＴＦＰＤ基板からの電子を検出する電子検出器とを備え、
複数の電子銃による電子線をＴＦＴＦＰＤ基板上で走査して得られる二次電子の電圧コントラストを用いてＴＦＴＦＰＤ基板検査を行う、ＴＦＴＦＰＤ基板検査装置。
真空状態内で作業領域を囲む工程と、作業領域内にＴＦＴＦＰＤ基板の少なくとも一部を配置する工程と、複数の電子銃で発生し走査する電子線の少なくとも一部を作業領域内の基板に導く工程と、ＴＦＴＦＰＤ基板からの電子を検出する工程とを備え、複数の電子銃による電子線をＴＦＴＦＰＤ基板上で走査して得られる電圧コントラストを用いてＴＦＴＦＰＤ基板検査を行う、ＴＦＴＦＰＤ基板検査方法。