JP4291310B2 - 薄膜トランジスタアレイ検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor；ＴＦＴ)アレイ(Array)検査装置に係り、より詳細には、ＴＦＴアレイが傾斜して配置された状態で検査されるようにすることによって、様々な大きさのＴＦＴアレイを連続して検査することができ、また、電子検出ユニットをＴＦＴアレイに近接するように配置することによって、２次電子の検出性能を向上させることができるＴＦＴアレイ検査装置に関する。

平面表示装置の一つであるＴＦＴ液晶表示装置(ＴＦＴ-ＬＣＤ)は、電圧によって光の透過度が変わる液晶の特性を用いて情報を表示する装置であり、低い電圧で駆動可能でかつ電力の消耗が小さいことからＯＡ(Office Automation)機器及び家電製品などに広く使用されている。

一般に、かかるＴＦＴ-ＬＣＤは、個別スイッチング素子として機能するＴＦＴ(ＴＦＴ)アレイ(Array)が形成された下面ガラス基板と、赤、緑、青の三原色カラーフィルターが形成された上面ガラス基板と、下面ガラス基板と上面ガラス基板との間に注入された液晶(Liquid Crystal)と、下面ガラス基板の下部から照射される光を与えるバックライト(Back Light)と、から構成され、ＴＦＴの電気的信号とＬＣＤに印加された電圧によって分子構造が異なるようにして光の透過度合を制御し、このように制御された光が三原色からなるカラーフィルターを通過することによって所望の色と映像を表示するようになる。

このＴＦＴ-ＬＣＤを製造する方法は、ＴＦＴを形成するアレイ製造工程と、ＴＦＴアレイ基板(下面ガラス基板)とカラーフィルター基板(上面ガラス基板)との間に液晶を封入するセル製造工程と、ＴＦＴアレイ基板及びセル基板を駆動させるために駆動電気回路を搭載するモジュール製造工程と、からなる。

ＴＦＴアレイの製造後には、このＴＦＴアレイの不良有無をＴＦＴアレイ検査装置を用いて検査する(例えば、特許文献１参照)。
米国特許第６,０７５,２４５号明細書

特許文献１に開示されたＴＦＴアレイ検査装置は、真空チャンバーより上に設置され、電子ビームを放出させるＣＲＴガンと、真空チャンバーの下部に配置され、真空チャンバーの内部を真空状態にさせる真空ポンプと、真空チャンバーの一側面に設置され、電子ビームによりＴＦＴアレイから放出される電子を検出する電子検出器と、を備え、真空チャンバーに投入されたＴＦＴアレイを検査する。

しかしながら、かかる従来のＴＦＴアレイ検査装置は、一つの真空チャンバーで様々な大きさのＴＦＴアレイを検査するには限界があった。すなわち、従来のＴＦＴアレイ検査装置は、一定の大きさのＴＦＴアレイに基づいてＣＲＴガンの投射範囲が定められると、定められた投射範囲よりも大きい大きさを有するＴＦＴアレイを検査することができなかった。

したがって、定められた投射範囲よりも大きい大きさを有するＴＦＴアレイを検査するためには、ＣＲＴガンを再調整した後に、真空チャンバーの内部を再び要求される真空状態にしなければならないため、一つの真空チャンバーで様々な大きさのＴＦＴアレイを検査する作業が複雑であり、かつ、複雑な作業を準備するのに長時間を要するという欠点があった。

本発明は、上記の従来技術の問題点を解決するためのもので、その目的は、ＴＦＴアレイを水平位置及び傾斜位置の両方で検査できるようにしたＴＦＴアレイ検査装置を提供することである。

本発明の他の目的は、電子検出ユニットが、検出するＴＦＴアレイに近接するように配置された状態で２次電子を検出する薄膜トランジスタアレイ検査装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る薄膜トランジスタアレイ検査装置は、真空チャンバーと、前記真空チャンバー内に配置され、検査する薄膜トランジスタアレイが安置されるステージと、前記真空チャンバーにおいて前記ステージと対向するように配置され、前記薄膜トランジスタアレイに電子ビームを照射する電子銃と、前記電子ビームにより前記薄膜トランジスタアレイから放出される２次電子を検出する電子検出ユニットと、前記薄膜トランジスタアレイが、水平位置と該水平位置に対して一定角度を有する傾斜位置との間で移動するように制御する少なくとも一つの昇降ユニットと、を備えることを特徴とする。

前記電子銃は、前記真空チャンバーより上に配置され、前記ステージは、前記真空チャンバーの下部に配置され、前記昇降ユニットは、前記ステージの第１端部に配置される。

前記ステージの第２端部には上向きに突出するストッパーが配置され、前記薄膜トランジスタアレイは、第２端部が前記ストッパーに係止した状態で、第１端部が前記昇降ユニットにより持ち上げられて傾斜位置に移動することを特徴とする。

前記電子検出ユニットは、前記ストッパーより上に垂直に設置され、前記薄膜トランジスタアレイから放出される２次電子を検出することを特徴とする。

好ましくは、前記昇降ユニットは、油圧シリンダータイプとし得る。

前記薄膜トランジスタアレイ検査装置は、電子ビームの照射位置を設定するレンズユニットと、前記電子銃の前方に配置され、前記レンズユニットを通過した電子ビームを偏向させるデフレクションユニットと、をさらに備えることを特徴とする。

本発明の他の様態による薄膜トランジスタアレイ検査装置は、真空ポンプにより真空に維持される真空チャンバーと、前記真空チャンバーに投入された薄膜トランジスタアレイに電子ビームを照射する電子銃と、前記電子銃からの電子ビームによって前記薄膜トランジスタアレイから放出される２次電子を検出する電子検出ユニットと、前記薄膜トランジスタアレイが、水平位置と該水平位置に対して一定角度を有する傾斜位置との間で移動するように制御する少なくとも一つの昇降ユニットと、を備えることを特徴とする。

前記電子銃は、前記真空チャンバーより上に配置され、前記薄膜トランジスタアレイは、前記真空チャンバーの下部に設置され、前記昇降ユニットは、前記薄膜トランジスタアレイの第１端部に配置され、前記薄膜トランジスタアレイの一端部を昇降させることを特徴とする。

前記電子検出ユニットは、前記薄膜トランジスタアレイの第２端部より上に垂直に配置され、前記薄膜トランジスタアレイから放出される２次電子を検出することを特徴とする。

本発明によるＴＦＴ検査装置は、ＴＦＴアレイを水平位置の他に、傾斜位置においても不良有無を検査することができるため、様々な大きさのＴＦＴアレイを単一の真空チャンバーで迅速且つ簡便に検査することが可能になる。

また、本発明によるＴＦＴ検査装置は、電子検出ユニットがＴＦＴアレイに近接するように配置された状態で２次電子を検出するため、２次電子の検出性能を向上させ、ＴＦＴアレイの不良有無を正確に検査できる効果が得られる。

以下、添付の図面に基づいて、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明によるＴＦＴアレイ検査装置を示す概略ブロック図である。同図において、ＴＦＴアレイ検査装置は、真空チャンバー１０と、真空チャンバー１０の下部に設置され、真空チャンバー１０内を真空にする真空ポンプ２０と、真空チャンバー１０の上部に配置される電子銃３０と、電子銃３０から照射される電子ビームの方向に配置されるレンズユニット３１及びデフレクションユニット３２と、真空チャンバー１０内の床部に設置され、検査するＴＦＴアレイ１が置かれるステージ４０と、真空チャンバー１０の下部に設置される１対の昇降ユニット５０と、真空チャンバー１０の一側に配置される電子検出ユニット６０と、を備えてなる。

電子銃３０は、真空状態でＴＦＴアレイ１の不良有無を検査するための高エネルギーの電子ビーム３３(図２参照)を発生させる構造を有し、レンズユニット３１は、電子銃３０から放出された電子ビーム３３の進行方向と強度を調節する構造を有する。また、レンズユニット３１の前方に配置されたデフレクションユニット３２は、レンズユニット３１を通過した電子ビーム３３をＴＦＴアレイ１の各ピクセル２に向けて曲げるようにし、ＴＦＴアレイ１の全検査面を連続して照射且つスキャン可能にした構造を有する。

ステージ４０は、真空チャンバー１０に投入されたＴＦＴアレイ１を安置するように、ＴＦＴアレイ１よりも大きい大きさを有する平板形状に形成され、真空チャンバー１０の床上に配置される。

１対の昇降ユニット５０は、胴体部５１と、この胴体部５１に上下方向に進退可能に設置されたピストンロッド５２とを備える油圧シリンダーからなり、ステージ４０の第１端部４１の下面において前後方向に配置され、ＴＦＴアレイ１の一側端を上下方向に移動させる。

同図は、２つの昇降ユニット５０が設置した構造を示すが、昇降ユニット５０の設置数は、検査するＴＦＴアレイ１の大きさによって増減可能である。例えば、ＴＦＴアレイ１の大きさが小さい場合には、一つの昇降ユニット５０のみを設置し、ＴＦＴアレイ１の大きさが大きい場合には、３つ以上の昇降ユニット５０を設置しても良い。

昇降ユニット５０の胴体部５１は、真空チャンバー１０の外側下部に配置され、ピストンロッド５２は、胴体部５１の内部と真空チャンバー１０の内部との間で上下移動可能に配置される。

昇降ユニット５０のピストンロッド５２が、ステージ４０の上面に載置したＴＦＴアレイ１を上下移動させるように、ステージ４０の第１端部４１には各昇降ユニット５０のピストンロッド５２が通る１対の貫通穴４３が穿孔される。

一方、ピストンロッド５２がＴＦＴアレイ１の第１端部を持ち上げる際に、ＴＦＴアレイ１の第２端部が動かないように、ステージ４０の第２端部４２にはステージ４０の上面から上向きに延在するストッパー４４が設置される。したがって、ピストンロッド５１が上向きに前進したり下向きに後退すると、ＴＦＴアレイ１は、ストッパー４４に当接する第２端部がステージ４０に位置が固定された状態で第１端部が上向きに持ち上げられるか、ステージ４０上に載置されることによって、水平位置から傾斜位置へ、傾斜位置から水平位置へ、または水平位置と傾斜位置との間で移動するようになる。

図１は、ストッパー４４の長さがステージ４０の長手方向の長さと一致する例を示すが、ストッパー４４の長さをステージ４０の長手方向の中心から前後に少しだけ延長した長さに関しても、ＴＦＴアレイ１が動くことなく位置を固定することができる。

電子検出ユニット６０は、ストッパー４４の上部でステージ４０に対して略垂直に配置され、ＴＦＴアレイ１が水平位置又は最大傾斜位置に配置された状態で、電子ビーム３３によってＴＦＴアレイ１から放出された２次電子を検出するようになる。電子銃３０から照射された電子ビーム３３は１次電子であり、電子ビーム３３によりＴＦＴアレイ１から照射された電子は２次電子とし得る。

次に、上記のように構成された本発明によるＴＦＴアレイ検査装置によりＴＦＴアレイが傾斜位置において検査される動作について、図２を参照しつつ説明する。

図２に示すように、電子銃３０、レンズユニット３１、及びデフレクションユニット３２により照射される電子ビーム３３により水平位置では検査されないような大きさを持つＴＦＴアレイ１が、真空チャンバー１０の内部に投入されステージ４０上に載置されると、昇降ユニット５０の作動により、ＴＦＴアレイ１の全検査面積が電子ビーム３３により照射される傾斜角度に持ち上げられる。

続いて、電子銃３０から電子ビーム３３が放出され、該電子ビーム３３が、レンズユニット３１を通過しながら進行方向と強度が調節された後、デフレクションユニット３２を通過しながら曲がりつつＴＦＴアレイ１の各ピクセル２を順次に照射且つスキャンするようになる。

このように電子ビーム３３が各ピクセル２にぶつかると、各ピクセル２から２次電子が放出されて電子検出ユニット６０に送られ、電子検出ユニット６０では、電子ビーム３３が各ピクセル２まで移動した経路と強度、そして各ピクセル２から放出されて電子検出ユニット６０に送られてきた２次電子の強度を測定することによって、ＴＦＴアレイ１の不良有無を判定する。

したがって、ＴＦＴアレイ１から放出された２次電子を検出する電子検出ユニット６０が、ＴＦＴアレイ１と近接した位置に配置されているため、その検出性能が向上する。また、ＴＦＴアレイ検査装置は、ＴＦＴアレイ１の第１端部の上側に垂直に配置され、電子検出ユニット６０に向かって傾斜位置に配置されたＴＦＴアレイ１を検査するため、２次電子の強度を正確に検出することができる。

次に、相対的に大きい大きさを有するＴＦＴアレイが、水平位置に対して傾斜して配置された状態で検査可能になることについて説明する。

図１乃至図３に示すように、本発明によるＴＦＴアレイ検査装置の有効検査長さＬ１よりも小さいか等しい第１検査長さを持つ第１ＴＦＴアレイ１ａを検査する場合には、従来のようにＴＦＴアレイ１ａをステージ４０に水平に配置した状態で不良有無を検査する。

この第１ＴＦＴアレイ１ａの検査が終わった後、有効検査長さＬ１よりも大きい第２検査長さＬ２を持つ第２ＴＦＴアレイ１ｂが真空チャンバー１０内に投入されると、昇降ユニット５０が第２ＴＦＴアレイ１ｂの一側端部を一定傾斜角度θ１だけ持ち上げる。これにより、傾斜した状態でのＴＦＴアレイ１ｂの第２検査長さＬ２は有効検査長さＬ１以内となる。

このように一定傾斜角度θ１だけ傾斜した状態で第２ＴＦＴアレイ１ｂを検査するときに、有効検査長さＬ１よりも相対的に大きい第２検査長さＬ２を有する第２ＴＦＴアレイ１ｂの検査が可能になる。

もし、第２ＴＦＴアレイ１ｂの検査長さＬ２よりも大きい第３検査長さＬ３を有する第３ＴＦＴアレイ１ｃが真空チャンバー１０内に投入されると、第３ＴＦＴアレイ１ｃを第２ＴＦＴアレイ１ｂの傾斜角度θ１よりも大きい傾斜角度θ２で持ち上げ、傾斜した状態での第３ＴＦＴアレイ１ｃの検査長さＬ３が有効検査長さＬ１以内となるようにし、第１及び第２ＴＦＴアレイ１ａ，１ｂよりも相対的に大きい大きさを有する第３ＴＦＴアレイ１ｃを検査することが可能になる。

上記の如く、本発明によるＴＦＴアレイ検査装置は、相互に異なる大きさを有するＴＦＴアレイ１ａ，１ｂ，１ｃを、水平位置と傾斜位置との間で簡単に位置調整することによって不良有無を検査することができる。

したがって、検査するＴＦＴアレイの大きさが相互にやや異なっていても、本発明によるＴＦＴアレイ検査装置によれば何れの不良有無をも迅速且つ簡便に検査することができる。

本発明による薄膜トランジスタアレイ検査装置を示す概略ブロック図である。 図１の薄膜トランジスタアレイ検査装置において、電子銃から照射された電子ビームが薄膜トランジスタアレイの各ピクセルと衝突することによって電子検出ユニットに２次電子が送られる状態を示す正面図である。 水平位置と傾斜位置間の位置に配置されるＴＦＴアレイの面積を示す図である。

符号の説明

１ａ，１ｂ，１ｃ 薄膜トランジスタアレイ
１０ 真空チャンバー
３０ 電子銃
３１ レンズユニット
３２ デフレクションユニット
３３ 電子ビーム
４０ ステージ
４１ 第１端部
４２ 第２端部
４３ １対の貫通穴
４４ ストッパー
５０ 昇降ユニット
５１ 胴体部
５２ ピストンロッド
６０ 電子検出ユニット

Claims (19)

1. 真空チャンバーと、
   前記真空チャンバー内に配置され、検査する薄膜トランジスタアレイが安置されるステージと、
   前記真空チャンバーにおいて前記ステージと対向するように配置され、前記薄膜トランジスタアレイに電子ビームを照射する電子銃と、
   前記電子ビームにより前記薄膜トランジスタアレイから放出される２次電子を検出する電子検出ユニットと、
   前記薄膜トランジスタアレイが、水平位置と該水平位置に対して一定角度を有する傾斜位置との間で移動するように制御する少なくとも一つの昇降ユニットと、を備え、
   電子ビームの照射位置を設定するレンズユニットと、
   前記電子銃から照射される電子ビームの方向に配置され、前記レンズユニットを通過した電子ビームを偏向させて前記薄膜トランジスタアレイに照射するデフレクションユニットと、をさらに備えることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ検査装置。
2. 前記電子銃は、前記真空チャンバーより上に配置され、
   前記ステージは、前記真空チャンバーの下部に配置され、
   前記昇降ユニットは、前記ステージの第１端部に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜トランジスタアレイ検査装置。
3. 前記ステージの第２端部には上向きに突出するストッパーが配置され、
   前記薄膜トランジスタアレイは、第２端部が前記ストッパーに係止された状態で、第１端部が前記昇降ユニットにより持ち上げられて傾斜位置に移動することを特徴とする、請求項２に記載の薄膜トランジスタアレイ検査装置。
4. 前記電子検出ユニットは、前記ストッパーより上に垂直に設置され、前記薄膜トランジスタアレイから放出される２次電子を検出することを特徴とする、請求項３に記載の薄膜トランジスタアレイ検査装置。
5. 前記昇降ユニットは、油圧シリンダータイプであることを特徴とする、請求項１に記載の薄膜トランジスタアレイ検査装置。
6. 真空ポンプにより真空に維持される真空チャンバーと、
   前記真空チャンバーに投入された薄膜トランジスタアレイに電子ビームを照射する電子銃と、
   前記電子銃からの電子ビームによって前記薄膜トランジスタアレイから放出される２次電子を検出する電子検出ユニットと、
   前記薄膜トランジスタアレイが、水平位置と該水平位置に対して一定角度を有する傾斜位置との間で移動するように制御する少なくとも一つの昇降ユニットと、を備え、
   電子ビームの照射位置を設定するレンズユニットと、
   前記電子銃から照射される電子ビームの方向に配置され、前記レンズユニットを通過した電子ビームを偏向させて前記薄膜トランジスタアレイに照射するデフレクションユニットと、をさらに備えることを特徴とする薄膜トランジスタアレイ検査装置。
7. 前記電子銃は、前記真空チャンバーより上に配置され、
   前記薄膜トランジスタアレイは、前記真空チャンバーの下部に設置され、
   前記昇降ユニットは、前記薄膜トランジスタアレイの第１端部に配置され、前記薄膜トランジスタアレイの一端部を昇降させることを特徴とする、請求項６に記載の薄膜トランジスタアレイ検査装置。
8. 前記電子検出ユニットは、前記薄膜トランジスタアレイの第２端部より上に垂直に配置され、前記薄膜トランジスタアレイから放出される２次電子を検出することを特徴とする、請求項７に記載の薄膜トランジスタアレイ検査装置。
9. 真空チャンバーと、
   前記真空チャンバーに投入されたトランジスタアレイ上に電子ビームを照射する電子銃と、
   前記電子銃からの電子ビームによって前記トランジスタアレイから放出される２次電子を検出する電子検出ユニットと、
   前記トランジスタアレイと前記電子銃及び電子検出装置のいずれかとの間の相対的位置を変更し、前記検出された２次電子によって前記トランジスタアレイに不良が発生したか否かが判別されるようにする少なくとも一つの昇降ユニットと、を備え、
   電子ビームの照射位置を設定するレンズユニットと、
   前記電子銃から照射される電子ビームの方向に配置され、前記レンズユニットを通過した電子ビームを偏向させて前記薄膜トランジスタアレイに照射するデフレクションユニットと、をさらに備えることを特徴とするトランジスタアレイ検査装置。
10. 前記真空チャンバーは床部を有し、少なくとも一つの前記昇降ユニットは、
    胴体部と、
    該胴体部に連結され、前記床部に対してトランジスタアレイを昇降させるピストンロッドと、
    を備えることを特徴とする、請求項９に記載のトランジスタアレイ検査装置。
11. 前記胴体部は、前記真空チャンバーの外側に配置され、
    前記ピストンロッドは、前記真空チャンバーの床部に穿孔された穴を通じて前記トランジスタアレイを昇降させることを特徴とする、請求項１０に記載のトランジスタアレイ検査装置。
12. 前記真空チャンバー内に配置されたストッパーをさらに備え、
    前記ピストンロッドは、前記ストッパーにより前記トランジスタアレイの第２端部が支持された状態で、前記トランジスタアレイの第１端部を昇降させることを特徴とする、請求項１０に記載のトランジスタアレイ検査装置。
13. 前記真空チャンバー内に配置され、前記トランジスタアレイが置かれるステージをさらに備え、
    少なくとも一つの前記昇降ユニットは、前記ステージに対して前記トランジスタアレイを昇降させることを特徴とする、請求項９に記載のトランジスタアレイ検査装置。
14. 前記真空チャンバーは床部を有し、前記電子銃及び電子検出ユニットは前記真空チャンバーに固定され、
    少なくとも一つの昇降ユニットは、前記相対的位置に基づいて、前記トランジスタアレイが前記床部に対して回るように制御することを特徴とする、請求項９に記載のトランジスタアレイ検査装置。
15. 前記真空チャンバーは床部を有し、
    前記少なくとも一つの昇降手段は、前記トランジスタアレイが前記相対的位置に基づいて前記床部に対して一定角度を有する位置に移動するように制御することを特徴とする、請求項９に記載のトランジスタアレイ検査装置。
16. 前記トランジスタアレイは、第１及び第２表面積の一つを有し、前記電子ビームを受光して前記２次電子を放出し、
    前記少なくとも一つの昇降ユニットは、前記トランジスタアレイを、前記電子銃及び電子検出ユニットに対応する前記真空チャンバーの床部に対して第２表面積が前記第１表面積と同じ有効面積を有するように前記相対的位置に移動するように制御することを特徴とする、請求項９に記載のトランジスタアレイ検査装置。
17. 前記トランジスタアレイは、
    第１表面積を有する第１トランジスタアレイと、
    前記第１表面積よりも大きい第２表面積を有する第２トランジスタアレイと、からなり、
    少なくとも一つの前記昇降ユニットは、前記第１トランジスタアレイが水平位置に配置されるようにし、前記第２トランジスタアレイが前記水平位置に対して所定角度を有する傾斜位置に移動させることによって、前記第１トランジスタアレイの第１表面積と第２トランジスタアレイの第２表面積が、前記電子銃及び電子検出ユニットに対して同一の有効面積を有するようにすることを特徴とする、請求項９に記載のトランジスタアレイ検査装置。
18. 前記トランジスタアレイは、
    第１表面積を有する第１トランジスタアレイと、
    前記第１表面積よりも大きい第２表面積を有する第２トランジスタアレイと、
    からなり、
    前記第１トランジスタアレイの第１表面積と前記第２トランジスタの第２表面積が前記電子銃からの電子ビームにより照射され、前記相対的位置において前記２次電子により前記前記電子検出ユニットで検出されることを特徴とする、請求項９に記載のトランジスタアレイ検査装置。
19. 少なくとも一つの前記昇降手段は、前記トランジスタアレイを前記相対的位置に基づいて前記電子銃及び電子検出ユニット対して移動させ、検出するトランジスタアレイの表面積に拘わらず該トランジスタアレイを検査することを特徴とする、請求項９に記載のトランジスタアレイ検査装置。

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