JP2009162717A - Ｔｆｔアレイ検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板検査に要するトータルの処理時間が長くすることなく、ステージの駆動機構による位置ずれによって生じる欠陥位置の誤差を低減する。
【解決手段】ＴＦＴアレイ基板のアレイ欠陥を検査するＴＦＴアレイ検査装置であり、ＴＦＴアレイ基板を載置して検査位置に移動するステージと、移動中のステージの画像を取得する画像取得部と、この画像取得手段で取得した画像データを用いて検査位置におけるステージの位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部と、位置ずれ量算出部で算出したステージの位置ずれ量に基づいて、欠陥検査により得られたＴＦＴアレイの欠陥位置を補正する欠陥位置補正部とを備える。ステージが移動している間にステージの位置ずれ量を求めることによって、処理時間を短縮する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＴＦＴアレイ基板の欠陥を検査するＴＦＴアレイ検査装置に関する。

液晶基板や有機ＥＬ基板等のＴＦＴアレイが形成された半導体基板に係わる工程では、ＴＦＴアレイ検査が行われる。このＴＦＴアレイ基板の検査は、ＴＦＴアレイ基板の製造工程の後に単独にＴＦＴアレイ基板検査工程として設けられる他、製造工程内に組み込まれて行われる場合もある。このＴＦＴアレイ基板検査では、ＴＦＴアレイ基板に生成されたＴＦＴアレイに、例えば短絡や断線や付着物等の欠陥について、その有無、位置、欠陥種類等を判定し分類することが行われている。

ＴＦＴアレイは、例えば液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置の画素電極を選択するスイッチング素子として用いられる。

ＴＦＴアレイの欠陥検出では、ＴＦＴアレイに欠陥検出用の駆動信号を入力し、そのときの電圧状態を検出することで欠陥検出を行うことができる。このＴＦＴアレイにおいて、走査線（ゲートライン）や信号線（ソースライン）の断線、走査線（ゲートライン）と信号線（ソースライン）の短絡、画素を駆動するＴＦＴの特性不良による画素欠陥等の欠陥検査は、例えば、対向電極を接地し、ゲートラインの全部あるいは一部に、例えば、−１５Ｖ〜＋１５Ｖの直流電圧を所定間隔で印加し、ソースラインの全部あるいは一部に検査信号を印加することによって行っている。（例えば、特許文献１の従来技術。）

ＴＦＴアレイの欠陥検出として電子線を用いるものが知られている。電子線を用いたＴＦＴアレイ検査では、検査パターンによって、ＴＦＴアレイを駆動しながらピクセル（ＩＴＯ電極）に対して電子線を照射し、この電子線照射によって放出される二次電子を検出することによって、ピクセル（ＩＴＯ電極）に印加された電圧波形を二次電子波形に変えて信号をイメージ化し、これによってＴＦＴアレイの電気的検査を行っている。また、ＴＦＴアレイの欠陥位置は、例えば、電子線が照射するステージ位置によって求めることができる。

上述したＴＦＴアレイ検査装置では、ステージ上に検査対象のＴＦＴアレイを載置し、このステージを駆動することで検査位置への移動、および検査位置からの移動を行っている。このステージを駆動する駆動機構としてボールネジを用いる構成が知られている。

このボールネジによる駆動機構では、温度によって長さが変化するという熱膨張の問題がある。ボールネジを構成する軸が熱膨張によって伸縮すると、同一の駆動量であってもステージが実際に移動する距離に差が生じる場合がある。このようにステージの移動距離が温度によって変化すると、ステージ上に載置されたＴＦＴアレイ基板の位置がずれることになり、その結果、欠陥検査で得られたＴＦＴアレイの欠陥位置もずれることになる。

例えば、ボールネジの膨張率を約２０μｍ／ｍ・℃とし、温度差が２０℃とした場合には、最大で４００μｍの位置ずれが発生することになる。ＴＦＴアレイ検査装置を駆動直後の時点と連続して使用した時点とでは、この程度の温度差が生じる。この４００μｍの位置ずれは、ＴＦＴアレイの細密さにもよるが数ドット分に相当する。そのため、ＴＦＴアレイの検査によって得られた欠陥位置には誤差が含まれるおそれがある。

このボールネジが周囲温度の変化において、ボールネジの伸縮によって所望位置への移動が困難となるという課題を解決する構成として、チャック台に基準マークを設け、この基準マークをカメラで撮像することによって誤差を検出し、この誤差に基づいてチャック台の移動を制御する構成が特許文献２に示されている。
特開平５−３０７１９２号公報 特開平６−２８２３１５号公報

上記した特許文献２では、チャック台を駆動する駆動機構の位置ずれについては配慮されているものの、チャック台を所定位置に移動させ、その位置において位置誤差を測定求め、求めた位置誤差に基づいてチャック台の位置を制御する構成であるため、チャック台を所定位置に位置決めする工程、および位置誤差に基づいてチャック台の位置を制御する工程という位置誤差を解消するための工程が、基板検査の工程に加えて別途必要となるため、基板検査に要するトータルの処理時間が長くなるという問題がある。

そこで、本発明は上記課題を解決して、基板検査に要するトータルの処理時間を長くすることなく、ステージの駆動機構による位置ずれによって生じる欠陥位置の誤差を低減することを目的とする。

本発明は、ステージが実際に駆動するときに生じる位置ずれ量を求め、この位置ずれ量に基づいて欠陥位置を補正することで、温度等によるステージの駆動機構に含まれる位置ずれ量を起因とする欠陥位置の誤差を低減する。なお、ステージの駆動機構の位置ずれの原因は温度によるボールネジの膨張に限られるものではなく、ボールネジの加工精度などであっても、同様にして欠陥位置の誤差の低減に適用することができる。

本発明はＴＦＴアレイ基板のアレイ欠陥を検査するＴＦＴアレイ検査装置であり、ＴＦＴアレイ基板を載置して検査位置に移動するステージと、移動中のステージの画像を取得する画像取得部と、この画像取得手段で取得した画像データを用いて検査位置におけるステージの位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部と、位置ずれ量算出部で算出したステージの位置ずれ量に基づいて、欠陥検査により得られたＴＦＴアレイの欠陥位置を補正する欠陥位置補正部とを備える。

ステージは、検査対象のＴＦＴアレイ基板を載置した状態で駆動し、ＴＦＴアレイ基板を検査位置に移動する他に、検査済みのＴＦＴアレイ基板を検査位置から次の工程を行う場所に移動する。

画像取得部は、ＣＣＤカメラ等の撮像装置を用いることができる。画像取得部は、ステージの移動経路上に設け、この移動経路上を移動するステージの画像を撮像する。

移動経路上の同じ位置で画像を取得したとき、得られる画像間に位置ずれがある場合には、この位置ずれはステージの移動機構による位置ずれを表している。そこで、移動経路上の同一位置で画像を取得し、位置ずれ量算出部によって取得した画像から位置ずれ量を求める。

この位置ずれの算出は、所定位置において予め基準となる画像を取得しておき、実際にステージを駆動したときに取得される画像と基準画像とを比較することで行うことができる。

位置ずれ量算出部は、画像データからステージ上に定めておいた特定部位を画像処理によって検出し、この検出した特定部位の位置座標と、基準の位置座標との差分を算出し、この差分に基づいて検査位置におけるステージの位置ずれ量として算出する。この位置ずれ量の算出に用いる基準位置は、予め所定温度において画像を取得しておき、この画像中の特定部位の位置座標とすることができる。なお、この基準位置は、必ずしも特定部位である必要はなく、特定部位との間に所定の関係が既知であればよい。

この特定部位は、ステージ上に設けたマークを用いることができる。ステージは、ステージ上において、載置する基板と重ならない位置にマークを設けておき、画像取得部は、このマークを含むステージの画像を取得する。マークは画像処理によって識別可能なものであればよく、ステージを構成する部材に設けた凹凸形状とする他、真空状態や電子線の照射によって汚染物質が浮遊しないものであれば、印刷によって設けても良い。

位置ずれ量算出部は、画像取得部で取得した画像中のマークを特定部位として検出し、このマークの位置座標と基準位置座標との差分を算出する。

画像取得部は、ステージの移動経路上の所定位置の通過をトリガとして画像を取得することで、移動経路上の同じ位置で画像を取得することができる。この画像取得のトリガは、ステージを駆動する駆動信号において所定位置を通過する駆動信号を用いる他、ステージの位置を検出する検出信号を用いることができる。

本発明の画像取得部はステージが移動している間にマークを撮像し、位置ずれ量算出部はこのマークの位置からステージの位置ずれを算出することができるため、ステージを所定位置に停止させることなくステージの熱膨張による変形を求めることができるため、ステージの定位置への停止動作、撮像した後に行うステージの再移動等に伴う操作工程の増加や、測定時間の長時間化といった問題を解消することができる。

ＴＦＴアレイ検査装置によるアレイ検査による欠陥検査では、アレイの短絡や切断等の欠陥種類や、その欠陥位置が欠陥情報として得られる。欠陥位置補正部は、この欠陥検査で得られた欠陥位置の情報を読み込み、位置ずれ量算出部で算出したステージの位置ずれ量に基づいてその欠陥位置の位置座標を補正する。

本発明の欠陥位置補正部は、位置ずれ量算出部で算出したステージの位置ずれ量に基づいて欠陥位置の位置座標を補正するため、欠陥位置の補正を単に演算処理で行うことができる。したがって、従来のようにステージの位置を誤差に応じて調整するといった機械的な動作が不要であるため、欠陥位置補正の処理が容易となる他、ステージの停止・再移動に伴う動作時間の長時間化を避けることができる。

本発明によれば、基板検査に要するトータルの処理時間を長くすることなく、ステージの駆動機構による位置ずれによって生じる欠陥位置の誤差を低減することができる。

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は本発明のＴＦＴアレイ検査装置の概略構成を説明するための図である。なお、ここでは、ステージに位置ずれを補正する機構を主に説明するために、ＴＦＴアレイ検査を行う構成については簡略化して示している。

図１において、ＴＦＴアレイ検査装置１は、ＴＦＴアレイ基板の欠陥検査を行う構成として、ＴＦＴアレイ基板３０に電子線を照射する電子銃３、ＴＦＴアレイ基板３０から放出される二次電子を検出する二次電子検出器４、ＴＦＴアレイ基板３０に検査信号を供給する検査信号生成部５、二次電子検出器４で検出した検出信号を信号処理する検出信号処理部６、処理信号を用いてＴＦＴアレイの断線や開放等の欠陥を判定する欠陥判定部７を備える。

検査対象のＴＦＴアレイ基板３０はステージ２に載置された状態で検査位置に移動され、検査後のＴＦＴアレイ基板３０は同じくステージ２に載置された状態で検査位置から次に工程に向けて搬出される。このステージ２の駆動は、ボールネジ等の駆動機構によって行われる。

なお、上述したＴＦＴアレイ基板の欠陥検査を行う構成は、通常に知られた構成であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

本発明のＴＦＴアレイ検査装置１は、ステージ２が位置ずれすることによって生じる、電子銃３や二次電子検出器４等の検査部分とＴＦＴアレイ基板３０との位置ずれを低減するための構成として、画像取得部１１、位置ずれ量算出部１２、欠陥位置補正部１３を備える。

ステージ２には、載置したＴＦＴアレイ基板３０と重ならない位置にマーク２０を備える。このマーク２０は、ＴＦＴアレイ検査装置１の基準部分、特に検査部分に対する位置ずれを検出するための指標とするものであり、画像取得部１１で取得する画像から識別可能なものであれば、その形状は任意とすることができる。図１では、マーク２０は“＋”の形状で示しているが、この形状に限られるものではない。また、マーク２０は、画像処理によって識別可能なものであればよく、例えば、ステージ２０を構成する部材に設けた凹凸形状とする他、真空状態や電子線の照射によって汚染物質が浮遊しないものであれば、印刷によって設けてよい。

画像取得部１１は、ステージ２上に設けたマーク２０を含む画像を取得するＣＣＤカメラ等の撮像部１１ａ、撮像部１１ａで撮像した画像信号を信号処理する画像処理部１１ｂを備える。ステージ２はボールネジ等の移動機構によって、ＴＦＴアレイ基板３０を載置した状態で移動する。

画像取得部１１は、この移動中のステージ２を撮像して、ステージ２上に設けられたマーク２０の画像を取得する。本発明のＴＦＴアレイ検査装置は、ステージ２が移動している間に、ステージ２上に設けられたマーク２０の画像を取得し、位置ずれ量算出１２において、この取得した画像からステージ２の位置ずれ量を算出するものであるため、画像取得部１１は、移動中のステージ２が所定位置に到達した時点で画像を取得する必要がある。

そこで、本発明の画像取得部１１は、ステージ２を駆動制御するステージ駆動部８から移動に伴う信号を取り込み、この移動信号をトリガ信号としてステージの画像を取得する。この移動信号はステージ２を所定の動作で移動させるものであり、この移動信号中で定めた移動信号をトリガ信号とすることで、常に同じ位置で撮像動作を行うことができる。

この撮像で得られた画像は、所定位置におけるステージの画像であるため、この画像中の特定部位の位置と、変形が無いときあるいは所定の温度における変形を含むときに予め求めておいた基準位置とを比較することによって、ステージ２の周囲温度による変形量を算出することができる。

位置ずれ量算出部１２は、画像取得部１１で取得した画像から位置ずれ量を算出する構成として、例えば、マーク位置検出部１２ａ、誤差演算部１２ｂ、基準マークデータ保持部１２ｃを備える。

マーク位置検出部１２ａは、画像取得部１１で取得した画像から、ステージ２に設けたマーク２０を抽出し、その位置を検出する。誤差演算部１２ｂは、マーク位置検出部１２ａで検出したマーク２０の位置と、予め求めて置いて基準マークデータ保持部１２ｃに記録しておいた基準マークの位置とを比較して、その誤差を算出する。

図２は、位置ずれ量検出部１２による動作を説明するための図である。図２（ａ）は、ステージ２に変形が無いとき、あるいはステージ２が所定の温度において変形してときの撮像したときに取得される画像２１ａを示している。この取得画像２１において、ステージ２に設けたマーク２０の位置を検出し、取得画像２１上ａでのマーク２０の位置を基準位置２２として求め、求めた基準位置の位置データを基準マークデータ保持部１２ｃに格納しておく。

この基準位置２２の位置データは、ステージが周囲温度によって変形した際の位置ずれ量を求めるための基準となる。

図２（ｂ）は、周囲温度が変化した状態で撮像して得られる画像２１ｂを示している。この画像２１ｂでは、ステージが変形することによってマーク２０の画像位置２３は基準位置２２から位置ずれした位置となる。

画像２１ｂ上における基準位置２２と画像位置２３との位置ずれ量は、ステージの位置ずれ量を表している。

図２（ｂ）では、ｘ方向の位置ずれ量としてΔｘが算出され、ｙ方向の位置ずれ量として−Δｙが算出される。なお、ここでは、取得画像における画像位置２３の座標から基準位置２２の座標を差し引いた場合で示しているが、位置ずれ量の算出の演算はこれに限らない。また、ここでは位置ずれ量を位置座標の差分で示しているが、ステージの寸法に対する比率によって算出してもよい。

欠陥位置補正部１３は、欠陥判定部７で判定して得られたＴＦＴアレイ基板の欠陥情報から欠陥部位の位置データを取り込むと共に、誤差演算部１２ｂから誤差位置データを取り込む。欠陥判定部７で得られる欠陥部位の位置データは、ＴＦＴアレイ基板３０がステージ２０上に載置されているため、ステージ２０の位置ずれに伴う誤差を含んでいる。

そこで、欠陥位置補正部１３は、欠陥判定部７から読み込んだ欠陥部位の位置データを、誤差演算部１２ｂから読み込んだ誤差位置データを用いて補正し、周囲温度によるステージの変形に基づく誤差を補正して欠陥位置データを得る。

図３は、本発明のＴＦＴアレイ検査装置の動作例を説明するためのフローチャートである。

画像取得部１１は、ステージが移動する間に読み取り位置に到達したかをモニタし（Ｓ１）、読み取り位置に到達したときに画像を取得する。ステージの移動位置が所定位置に達したときに画像を取得するには、例えば、ステージ２を駆動制御するステージ駆動部８から移動信号を読み込み、この移動信号において所定位置となる移動信号をトリガ信号として行う他、ステージ２の移動を開始してからのボールネジの回転数を計数しておき、この計数値が所定値となったときにトリガ信号を出力したり、ステージ２の移動経路上の所定位置にステージ２を検出するセンサを設け、このセンサ出力をトリガ信号として用いてもよい（Ｓ２）。

マーク位置検出部１２ａは、画像取得部１１で取得した画像に基づいてマーク２０を検出する。このマーク２０の検出は、画像処理によってマーク２０と同じ画像パターンを抽出することで行うことができる。抽出したマーク２０についてその位置座標データを求める。例えば、マーク２０が＋の形状である場合には、その交差点の位置の位置座標データを求める。このとき、位置座標の基準はカメラ１１ａであり、取得した画像上での座標によって求めることができる（Ｓ３）。

誤差演算部１２ｂは、基準マークデータ保持部１２ｃから基準マークの座標データを読み出し（Ｓ４）、マーク位置検出部１２ａで求めたマーク２３の座標データとの誤差を算出する（Ｓ５）。欠陥位置補正部１３は、欠陥判定部７から欠陥位置データを読み込み（Ｓ６）、この欠陥位置データを位置誤差データで補正する（Ｓ７）。

欠陥判定部７は、欠陥位置補正部１３で補正した欠陥位置データを取り込んで、欠陥データを修正する（Ｓ８）。

本発明の構成によれば、ステージが移動している間に、ステージの位置ずれ量を算出することができ、ステージを停止させる必要がないので、ステージの移動時間を短縮することができ、また、ステージの駆動制御も簡易なものとすることができる。

また、本発明の構成によれば、ステージの位置ずれ量を欠陥位置の位置補正に適用するため、ステージの位置を補正する必要がないため、ステージの移動時間を短縮することができ、また、ステージの駆動制御も簡易なものとすることができる。

本発明は、液晶製造装置におけるＴＦＴアレイ検査工程の他、有機ＥＬや種々の半導体基板が備えるＴＦＴアレイの欠陥検査に適用することができる。

本発明のＴＦＴアレイ検査装置の概略構成を説明するための図である。 本発明の位置ずれ量検出部による動作を説明するための図である。 本発明のＴＦＴアレイ検査装置の動作例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１…ＴＦＴアレイ検査装置、２…ステージ、３…電子銃３、４…二次電子検出器、５…検査信号生成部、６…検出信号処理部、７…欠陥判定部、８…ステージ駆動部、１１…画像取得部、１１ａ…ＣＣＤカメラ、１１ｂ…画像処理部、１２…位置ずれ量算出部、１２ａ…マーク位置検出部、１２ｂ…誤差演算部、１２ｃ…基準マークデータ保持部、１３…欠陥位置補正部、２０…マーク、２１ａ，２１ｂ…取得画像、２２…基準位置、２３…画像位置、３０…ＴＦＴアレイ基板。

Claims (6)

1. ＴＦＴアレイ基板のアレイ欠陥を検査するＴＦＴアレイ検査装置において、
   ＴＦＴアレイ基板を載置して検査位置に移動するステージと、
   移動中の前記ステージの画像を取得する画像取得部と、
   前記画像取得手段で取得した画像データを用いて、検査位置におけるステージの位置ずれ量を算出する位置ずれ量算出部と、
   前記位置ずれ量算出部で算出したステージの位置ずれ量に基づいて、欠陥検査により得られたＴＦＴアレイの欠陥位置を補正する欠陥位置補正部とを備えることを特徴とする、ＴＦＴアレイ検査装置。
2. 前記位置ずれ量算出部は、前記画像データから画像処理により前記ステージ上の特定部位を検出し、当該特定部位の位置座標と基準の位置座標との差分を算出し、当該差分に基づいて検査位置におけるステージの位置ずれ量として算出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。
3. 前記ステージは、当該ステージ上に載置する基板と重ならない位置にマークを有し、
   前記画像取得部は、前記マークを含むステージの画像を取得し、
   前記位置ずれ量算出部は、前記画像取得部で取得した画像中のマークを特定部位として検出し、当該マークの位置座標と基準位置座標との差分を算出することを特徴とする、請求項２に記載のＴＦＴアレイ検査装置。
4. 前記画像取得部は、前記ステージの移動経路上の所定位置の通過をトリガとして画像を取得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。
5. 前記画像取得部は、前記ステージを駆動する駆動信号において、所定位置を通過する駆動信号をトリガとして画像を取得することを特徴とする、請求項４に記載のＴＦＴアレイ検査装置。
6. 前記画像取得部は、前記ステージの位置を検出する検出信号をトリガとして画像を取得することを特徴とする、請求項４に記載のＴＦＴアレイ検査装置。

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