JP4586272B2 - Substrate inspection apparatus and substrate inspection method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大型基板の検査に用いて好適な基板検査装置と基板検査方法、及び液晶表示装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、半導体装置や液晶表示装置の製造プロセス過程で作製される基板の検査には、可視光顕微鏡や電子顕微鏡(SEM:走査型電子顕微鏡、TEM:透過型電子顕微鏡)などが用いられている。可視光顕微鏡は広範囲な領域から微小領域までの検査に対応可能であり、電子顕微鏡は可視光顕微鏡よりも更に微小な領域の検査に対応可能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、可視光顕微鏡は、低倍率、広範囲な観察に有効である反面、倍率、解像度の点で限界がある。そのため、基板表面の微小領域の観察に十分に対応することができない。
【0004】
また、電子顕微鏡は真空引きなどの必要性から試料室が比較的小さいため、液晶表示装置等に用いられる大型基板をそのままの状態で観察することができない。したがって、検査にあたっては、基板を破壊して小片の試料を作製する必要がある。また、観察の仕方によっては試料の前処理が必要となる場合もある。そのため、検査に時間がかかる他、基板の極一部しか検査の対象とならないため、基板全体の分布等を得ることができない。さらに、試料化による破壊や前処理などの利用から、検査対象とした基板については製品化することができない。したがって、製造プロセス途中の検査には不向きである。
【0005】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、大型基板を破壊することなく十分な解像度をもって微小領域の観察を容易にしかも短時間で行うことができる装置及び方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る基板検査装置は、大型基板を支持する試料台と、この試料台に支持された大型基板の表面に深紫外光を照射して当該大型基板からの反射画像を取得する深紫外光画像取得手段とを備えるものである。
【0007】
この基板検査装置においては、大型基板を支持する試料台を備え、この試料台で支持した大型基板の表面に深紫外光を照射して当該大型基板からの反射画像を深紫外光画像取得手段で取得することにより、非破壊検査にて高倍率で高解像度の観察画像を得ることが可能となる。
【0008】
本発明に係る基板検査方法は、大型基板の表面に深紫外光を照射して当該大型基板からの反射画像を取得し、この反射画像を用いて大型基板の表面状態を検査するものである。
【0009】
この基板検査方法においては、大型基板の表面に深紫外光を照射して当該大型基板からの反射画像を取得することにより、非破壊検査にて高倍率で高解像度の観察画像が得られる。これにより、大型基板の表面状態を短時間で容易に検査することが可能となる。
【0010】
本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、大型の液晶表示装置用基板の表面に深紫外光を照射して当該液晶表示装置用基板からの反射画像を取得し、この反射画像を用いて液晶表示装置用基板の表面状態を検査する基板検査工程を有するものである。
【0011】
この液晶表示装置の製造方法においては、大型の液晶表示装置用基板の表面に深紫外光を照射して当該液晶表示装置用基板からの反射画像を取得することにより、非破壊検査にて高倍率で高解像度の観察画像が得られる。これにより、大型の液晶表示装置用基板の表面状態を短時間で容易に検査することが可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【0013】
図1は本発明の実施形態に係る基板検査装置の全体像を示す斜視図である。図1において、基板検査装置1には基板出入口2が設けられ、この基板出し入れ口2を通して被検査基板が搬入及び搬出されるようになっている。検査対象となる大型基板(以下、被検査基板という)は、カセット3に収容された状態で搬入及び搬出される。カセット3は、基板出入口2の近傍にセットされている。一つのカセット3には所定枚数(例えば、10枚)の被検査基板が縦方向に並べて収容される。
【0014】
ちなみに、図1においては、2つのカセット3が並べてセットされているが、これは未検査の被検査基板と検査済の被検査基板を別々のカセット3に収容するためであり、これ以外にも一つのカセット3だけで対応することも可能である。
【0015】
カセット3のセット位置の近傍には、被検査基板のローディングとアンローディングを行う基板搬送ロボット4が配置されている。基板搬送ロボット4は、被検査基板5を載置状態に支持するロボットハンド6と、このロボットハンド6に支持された被検査基板を移送するロボットアーム7と、このロボットアーム7を駆動する駆動系(不図示)とによって構成される。
【0016】
基板搬送ロボット4による被検査基板の移送先には検査ステージ8が設けられている。検査ステージ8は、被検査基板を載置状態に支持するテーブル(試料台)9と、このテーブル9をX,Y,Zの3軸方向に移動可能に支持するテーブル駆動部10とを備えている。テーブル9は被検査基板を真空吸着方式によって支持するものである。
【0017】
検査ステージ8は、定盤11の上面部に搭載されている。テーブル駆動部10の駆動源としては、高精度な位置決めを実現するACサーボモータやパルスモータを用いることができる。定盤11は4つの除振台12によって水平に支持されている。さらに、定盤11の上には、検査ステージ8を跨ぐ状態で門型のコラム13が搭載されている。コラム13の中央部には基板検査のための光学顕微鏡ユニット14が設けられている。
【0018】
光学顕微鏡ユニット14は、テーブル9に支持された被検査基板の表面状態を観察するためのもので、深紫外光(DUV)による観察機能と可視光による観察機能を備えている。図2に光学顕微鏡ユニット14の具体的な構成例を示す。
【0019】
図2において、可視光観察部15には、可視光CCDカメラ16、赤色カットフィルタ17、可視光照明ユニット18及びオートフォーカスユニット(以下、AFユニット)19が設けられている。可視光の光源としては、ハロゲンランプを用いることができる。可視光CCDカメラ16は、可視光照明ユニット18からの光の照射によって得られる可視光画像(被検査基板からの反射画像)を取り込むものである。
【0020】
可視光照明ユニット18による光の出射方向には反射ミラー20と対物レンズ21が配置されている。反射ミラー20は、可視光を透過しかつ深紫外光を反射する特性を有するもので、被検査基板5の検査対象部に近接して配置される。対物レンズ21は、照射光の種類や観察倍率に応じて切り替え可能となっている。
対物レンズ21の切り替えは電動レボルバで行われる。
【0021】
一方、深紫外光照明系22は、深紫外光を検査対象部に照射するためのものである。深紫外光照明系22には、図示しない光源からの光を導入する光ファイバー23が接続されている。深紫外光の光源としては、レーザ光源、ガス封止ランプなどを用いることができる。深紫外光照明系22による光の出射方向には反射ミラー24が配置され、さらにその反射ミラー24による光の反射方向には偏光ビームスプリッタ25が配設されている。
【0022】
偏光ビームスプリッタ25と反射ミラー20との間には1/4波長板26が配置されている。偏光ビームスプリッタ25は、反射ミラー24からの反射光を先述した反射ミラー20に向けて反射する一方、反射ミラー20からの光を結像レンズ部27へと透過する。結像レンズ部27は、倍率の異なる2つの結像レンズ27a,27bと、これらの結像レンズ27a,27bを切り替える手段(不図示)を備えている。結像レンズ27a,27bの切り替えは電動で行われる。深紫外光CCDカメラ28は、結像レンズ27a又は27bで結像された深紫外光画像(被検査基板からの反射画像)を取り込むものである。
【0023】
図3は本発明の実施形態に係る基板検査装置の機能ブロック図である。図3において、可視光顕微鏡29、深紫外光顕微鏡30及びこれらの切り替え機構31は、先述した光学顕微鏡ユニット14によって構成されるものである。可視光顕微鏡29は、試料となる被検査基板の表面に可視光を照射し、これによって被検査基板から反射される反射画像(可視光画像)を取得するものである。深紫外光顕微鏡30は、被検査基板の表面に深紫外光を照射し、これによって被検査基板から反射される反射画像(深紫外光画像)を取得するものである。
【0024】
可視光顕微鏡29においては、対物レンズの倍率を2.5倍〜100倍に切り替えることにより、視野が1mm角〜50μm角、CRT上倍率で700倍〜7000倍の拡大画像を観察可能となる。一方、深紫外光顕微鏡30においては、対物レンズの倍率を100倍、結像レンズの倍率を1倍〜4倍に切り替えることにより、視野が50μm角〜12μm角、CRT上倍率で5000倍〜20000倍の拡大画像を観察可能となる。深紫外光は、可視光よりも短波長で、その波長域は概ね200nm〜300nmの範囲で規定される。
【0025】
画像処理ユニット32は、光学顕微鏡ユニット14によって得られる観察画像の記録(ファイリング)、表示及び数値化を行うものである。画像の記録はハードディスク等を用いて行われ、画像の表示はCRT(陰極線管)を用いて行われる。また、画像の数値化はCPU(中央演算処理装置)による演算処理によって行われる。
【0026】
主制御装置33は、基板検査装置全体の動作や処理を制御するものである。この主制御装置33では、切り替え機構31に切り替え信号を出力することで可視光顕微鏡29と深紫外光顕微鏡30の使用を切り替える。また主制御装置33は、画像処理ユニット32に各種の処理実行を指示する一方、画像処理ユニット32から得られた数値化データを用いて分布管理や統計処理などを行う。また、主制御装置33では画像処理ユニット32によって得られた数値化データに基づいて被検査基板の表面状態を評価し、合否の判定を行う。さらに、主制御装置33には基板検査時に参照される教示位置の座標データが保存されており、この座標データにしたがって教示位置の移動指令を位置制御装置34に与える。
【0027】
位置制御装置34は、主制御装置33から与えられた移動指令に基づいてXY軸駆動制御装置35とZ軸駆動制御装置36とに制御用データを出力する。XY軸駆動制御装置35は、被検査基板を支持するテーブル9をXY軸方向(水平直交二軸方向)に移動させるXY軸駆動部37の駆動を制御するもので、Z軸駆動制御装置36は、テーブル9をZ軸方向(上下方向)に移動させるZ軸駆動部38の駆動を制御するものである。
【0028】
続いて、被検査基板が液晶表示装置のTFT基板(TFTは膜膜トランジスタの略)である場合を例に挙げて、上記構成の基板検査装置を用いた液晶表示装置の製造方法について説明する。この製造方法は、低温ポリシリコンTFTを用いた液晶表示装置の製造プロセスにおいて、例えば、TFT基板のベースとなるガラス基板上にCVD(Chemical-Vapor-Deposition)法でアモルファスシリコンを積層(膜付け)した後、その表面にエキシマレーザアニール(以下、ELAと略称)でライン状のレーザビームを照射して結晶化し、これによってアモルファスシリコンをポリシリコン(Poly−Si)に変質させた後のTFT基板の検査に適用される。検査対象となるTFT基板は、例えば、縦600mm、横720mm、厚さ0.7mmの大型基板である。
【0029】
ELAを終えたTFT基板はカセット3に収容されて基板出入口2により基板検査装置1に搬入される。そして、オペレータが操作パネル等を介して装置を起動することにより、以下の手順で基板の検査が行われる。
【0030】
先ず、カセット3に収容された未検査のTFT基板は、基板搬送ロボット4に支持されて検査ステージ8へと移送され、そこに待機しているテーブル9上に載置される。次いで、主制御装置33からの教示位置の移動指令にしたがってXY軸駆動制御装置35とZ軸駆動制御部36がそれぞれXY軸駆動部37とZ軸駆動部38の駆動を制御することにより、テーブル9がZ軸下端に移動した後、XY軸方向に移動する。これにより、TFT基板の観察対象部位が光学顕微鏡ユニット14の対物レンズ21の真下に位置決めされる。
【0031】
続いて、AFユニット19によって可視光用レンズの焦点合わせを行う。これにより、TFT基板の表面に可視光が照射されかつTFT基板からの反射画像(可視光画像)が可視光CCDカメラ16によって取り込まれる。この可視光を用いて取得した観察画像は、TFT基板のマクロ観察(CRT画面を用いた目視確認等)や検査位置(観察位置)の特定などに用いられる。
【0032】
続いて、観察に使用するレンズを深紫外光用に切り替える。レンズの切り替えは、主制御装置33からの切り替え信号を基に切り替え機構31によって行われる。次に、Z軸駆動部38を駆動することにより、予め設定されたオフセット量だけテーブル9を下降させる。
【0033】
次いで、光学顕微鏡ユニット14による深紫外光の照射によって得られるTFT基板からの反射画像(深紫外光画像)を深紫外光CCDカメラ28で取り込む。次に、Z軸駆動部38を駆動してテーブル9を所定のピッチ量だけ下降させた後、再び深紫外光CCDカメラ28による画像の取り込みを行う。以後、予め設定された回数だけテーブル9のピッチ量下降と深紫外光CCDカメラ28による画像の取り込みを繰り返す。これにより、複数回(例えば、4回)にわたる観察画像の取り込みを行う。その理由は、TFT基板の厚みに加工上のバラツキが生じることから、このバラツキの範囲内でジャストフォーカス位置となる深紫外光の観察画像を確実に得るためである。
【0034】
こうして繰り返し取り込まれる観察画像は順次、画像処理ユニット32に送られる。そうすると、画像処理ユニット32では、複数の観察画像の中から深紫外光用レンズのジャストフォーカス位置に対応する観察画像を抽出し、この抽出した観察画像の記録、表示及び数値化を行う。このTFT基板の検査に際しては、波長が約250nmの深紫外光を用いたときに良好な観察画像が得られた。
【0035】
ここで、ELAによるポリシリコンの結晶状態は、ELAエネルギーの適正度に左右される。また、深紫外光を用いた観察画像では、ELAエネルギーが適正であると、レーザビームのラインに沿った周期的なパターンとなる。しかし、ELAエネルギーが低いとランダムなパターンとなり、逆にELAエネルギーが高いとパターンの周期性が崩壊される。
【0036】
そこで本実施形態においては、深紫外光の照射によって観察画像に現れるポリシリコン表面のパターンの周期性に基づいて結晶状態を評価することとした。パターンの周期性については、先に抽出した観察画像を画像処理ユニット32で画像処理することにより、例えば、ある局所部分のパターンに対する他の局所部分のパターンの一致度(類似度)を、自己相関(Auto-Correlation)関数という数値で表すことができる。
【0037】
画像処理ユニット32で数値化されたデータは主制御装置33に送られ、そこで被検査基板となったTFT基板のポリシリコン表面の結晶状態を評価する。図4はポリシリコン表面の観察画像を画像処理によって数値化して得られたデータを基に描いたパターンであり、(A)は周期性のあるパターン画像、(B)は周期性のないパターン画像を表している。このパターン画像をELAにおけるレーザビームのライン方向と直交する方向に走査することにより、パターンの周期性を表す数値を自己相関法によって求める。
【0038】
自己相関法によって得られる数値をAC値とすると、このAC値は図5に示すように“AC値=R1/R0(%)”定義される。これにより、周期性のあるパターンでは図6(A)のようにAC値(=R1/R0)が高くなり、上記図6(B)のように周期性のないパターンではAC値が低くなる。
【0039】
そこで主制御装置33においては、先述のように求めた数値(AC値)のレベルを、例えば予め設定された閾値レベルと比較することにより、ポリシリコン表面の結晶状態を定量的に評価し、良否の判定を行う。検査を終えたTFT基板は、XY軸駆動部37及びZ軸駆動部38により元の位置に移動し、そこで基板搬送ロボット4に受け渡された後、検査済用のカセット3に収容される。以後、同様の動作によって次のTFT基板の検査が行われる。そして、所定枚数の基板検査を終えると、検査済用のカセット3が基板出入口2を通して装置外に搬出される。
【0040】
このように、波長が短い深紫外光を用いてTFT基板の検査を行うことにより、可視光を用いた場合よりも高倍率でかつ高解像度の観察画像を得ることができる。これにより、可視光顕微鏡では判別困難であったポリシリコン表面の結晶状態(結晶性)を定量的に評価することができる。また、基準が曖昧な目視判断に頼ることなく結晶状態を適切に評価できるため、検査の精度及び信頼性を向上させることができる。
【0041】
さらに、大気中でTFT基板の検査を行うことができるため、実際に基板検査を行うにあたって、TFT基板をそのまま検査ステージ8に供給し、光学顕微鏡ユニット14でポリシリコン表面の観察画像(深紫外光画像)を取得することができる。そのため、試料化のための破壊や前処理等を行う必要がない。このようにTFT基板の非破壊検査を実現することにより、検査時間を大幅に短縮することができる。さらに、検査を終えたTFT基板を使って液晶表示装置を製品化することもできる。
【0042】
また、ポリシリコン表面の結晶状態とELAエネルギーの相関を求め、その結果をELAの処理にフォードバックすることにより、ELAエネルギーの適正化を図ることができる。さらに、ポリシリコンの結晶評価に基づいて合否を判定し、合格したTFT基板のみ次工程に供給することにより、歩留まりの向上を図ることができる。また、主制御装置33における分布管理や統計処理により、TFT基板内の微小領域観察結果の場所依存性等を比較したり、複数のTFT基板の同一箇所における観察結果を比較したりすることが可能となる。
【0043】
なお、上記実施形態においては、主制御装置33からの教示位置の移動指令によって特定される一つの微小領域の観察画像を得るようにしたが、例えば、図7(A)に示すように基板原点P0からXY座標で特定される教示位置P1の画像とともに、その周辺部P2〜P6の画像をXY軸方向への定ピッチ送りにより複数箇所にわたって取得し、それらの画像を個別に数値化して当該数値化データの代表値(平均値、バラツキ、偏り等)を得るようにしてもよい。
【0044】
また、図7(B)に示すように、基板原点P0からXY座標で特定される教示位置P1とその周辺部P2〜P6の画像を取得するのに加えて、教示位置P1からXY軸方向にそれぞれオフセットを設けて同様に複数箇所P7〜P12の画像を取得して代表値を得るようにしてもよい。
【0045】
このように教示位置を中心(起点)として基板表面を多点観察することにより、視野の狭い深紫外光顕微鏡であっても、マクロ的な評価を行うことができる。これにより、例えば、教示位置で示される微小領域だけに特異な点が存在した場合でも、その画像の数値化データだけで評価することがないため、TFT基板の表面状態をより適切に把握して結晶性評価に反映させることが可能となる。
【0046】
また、本発明に係る基板検査装置及び基板検査方法は、TFT基板を含む大型基板の欠陥検査や異物検査、さらには半導体プロセス等で基板上に微細加工した線状凹凸の線幅や、穴加工した直径、面積の測定などにも適用可能である。
【0047】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の基板検査装置によれば、大型基板を支持する試料台を備え、この試料台で支持した大型基板の表面に深紫外光を照射して当該大型基板からの反射画像を深紫外光画像取得手段で取得することにより、非破壊検査にて高倍率で高解像度の観察画像を得ることができる。これにより、大型基板の微小領域検査を短時間で容易に行うことが可能となる。また、検査済の大型基板を継続して処理・加工し、製品化することが可能となる。
【0048】
また、本発明の基板検査方法によれば、大型基板の表面に深紫外光を照射して当該大型基板からの反射画像を取得することにより、非破壊検査にて高倍率で高解像度の観察画像が得られる。そのため、大型基板の表面状態を短時間で容易に検査することができる。また、検査済の大型基板を継続して処理・加工し、製品化することができる。
【0049】
また、本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、大型の液晶表示装置用基板の表面に深紫外光を照射して当該液晶表示装置用基板からの反射画像を取得することにより、非破壊検査にて高倍率で高解像度の観察画像が得られる。そのため、大型の液晶表示装置用基板の表面状態を短時間で容易に検査することができる。また、検査済の液晶表示装置用基板を継続して処理・加工し、製品化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係る基板検査装置の全体像を示す斜視図である。
【図2】光学顕微鏡ユニットの具体的な構成例を示す概略図である。
【図3】本発明の実施形態に係る基板検査装置の機能ブロック図である。
【図4】画像処理によって得られた基板表面のパターン画像を示す図である。
【図5】ポリシリコンの結晶評価アルゴリズムを説明する図(その1)である。
【図6】ポリシリコンの結晶評価アルゴリズムを説明する図(その2)である。
【図7】多点観察の具体的な観察位置の設定例を示す図である。
【符号の説明】
1…基板検査装置、3…カセット、4…基板搬送ロボット、5…被検査基板(大型基板)、8…検査ステージ、9…テーブル、10…テーブル駆動部、14…光学顕微鏡ユニット、29…可視光顕微鏡、30…深紫外光顕微鏡、21…切り替え機構、32…画像処理ユニット、33…主制御装置、34…位置制御装置[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a substrate inspection apparatus and a substrate inspection method suitable for use in inspection of a large substrate, and a method for manufacturing a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
In general, a visible light microscope, an electron microscope (SEM: scanning electron microscope, TEM: transmission electron microscope), or the like is used for inspection of a substrate manufactured in the manufacturing process of a semiconductor device or a liquid crystal display device. The visible light microscope can cope with inspection from a wide area to a minute area, and the electron microscope can cope with inspection of a minute area even more than the visible light microscope.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the visible light microscope is effective for low magnification and wide-range observation, but has limitations in terms of magnification and resolution. Therefore, it is not possible to sufficiently cope with observation of a minute region on the substrate surface.
[0004]
In addition, since an electron microscope has a relatively small sample chamber due to the necessity of vacuuming or the like, a large substrate used for a liquid crystal display device or the like cannot be observed as it is. Therefore, in the inspection, it is necessary to destroy the substrate and prepare a small sample. In addition, depending on the way of observation, sample pretreatment may be required. For this reason, inspection takes time, and only a very small part of the substrate is subject to inspection, so the distribution of the entire substrate cannot be obtained. Furthermore, the substrate to be inspected cannot be commercialized due to the use of sample destruction or pretreatment. Therefore, it is not suitable for inspection during the manufacturing process.
[0005]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus capable of easily observing a minute area with sufficient resolution without destroying a large substrate and in a short time. And providing a method.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
A substrate inspection apparatus according to the present invention includes a sample table that supports a large substrate, and deep ultraviolet light that irradiates the surface of the large substrate supported by the sample table with deep ultraviolet light to obtain a reflected image from the large substrate. Image acquisition means.
[0007]
In this substrate inspection apparatus, a sample stage for supporting a large substrate is provided, and the surface of the large substrate supported by the sample table is irradiated with deep ultraviolet light, and a reflected image from the large substrate is obtained by a deep ultraviolet light image acquisition means. By acquiring, it is possible to obtain an observation image with high magnification and high resolution by nondestructive inspection.
[0008]
In the substrate inspection method according to the present invention, the surface of a large substrate is irradiated with deep ultraviolet light to obtain a reflection image from the large substrate, and the surface state of the large substrate is inspected using the reflection image.
[0009]
In this substrate inspection method, by irradiating the surface of a large substrate with deep ultraviolet light to obtain a reflected image from the large substrate, an observation image with high magnification and high resolution can be obtained by nondestructive inspection. As a result, the surface state of the large substrate can be easily inspected in a short time.
[0010]
In the method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, the surface of a large liquid crystal display device substrate is irradiated with deep ultraviolet light to obtain a reflected image from the liquid crystal display device substrate, and a liquid crystal is obtained using the reflected image. It has a substrate inspection process for inspecting the surface state of the display device substrate.
[0011]
In this method of manufacturing a liquid crystal display device, the surface of a large liquid crystal display device substrate is irradiated with deep ultraviolet light to obtain a reflected image from the liquid crystal display device substrate, thereby enabling high magnification in nondestructive inspection. A high-resolution observation image can be obtained. This makes it possible to easily inspect the surface state of the large liquid crystal display device substrate in a short time.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0013]
FIG. 1 is a perspective view showing an overall image of a substrate inspection apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a
[0014]
Incidentally, in FIG. 1, two
[0015]
A substrate transfer robot 4 for loading and unloading the substrate to be inspected is disposed in the vicinity of the set position of the
[0016]
An inspection stage 8 is provided at the transfer destination of the substrate to be inspected by the substrate transport robot 4. The inspection stage 8 includes a table (sample stage) 9 that supports the substrate to be inspected in a mounting state, and a
[0017]
The inspection stage 8 is mounted on the upper surface portion of the surface plate 11. As a driving source of the
[0018]
The
[0019]
In FIG. 2, the visible
[0020]
A
Switching of the
[0021]
On the other hand, the deep ultraviolet
[0022]
A quarter-
[0023]
FIG. 3 is a functional block diagram of the substrate inspection apparatus according to the embodiment of the present invention. In FIG. 3, the
[0024]
In the
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
Subsequently, a method for manufacturing a liquid crystal display device using the substrate inspection apparatus having the above configuration will be described by taking as an example the case where the substrate to be inspected is a TFT substrate of a liquid crystal display device (TFT is an abbreviation for a film transistor). This manufacturing method is a process for manufacturing a liquid crystal display device using a low-temperature polysilicon TFT. For example, amorphous silicon is laminated (film-attached) on a glass substrate serving as a base of a TFT substrate by a CVD (Chemical-Vapor-Deposition) method. After that, the surface of the TFT substrate is crystallized by irradiating the surface with excimer laser annealing (hereinafter abbreviated as ELA) with a linear laser beam, thereby transforming amorphous silicon into polysilicon (Poly-Si). Applies to inspection. The TFT substrate to be inspected is, for example, a large substrate having a length of 600 mm, a width of 720 mm, and a thickness of 0.7 mm.
[0029]
The TFT substrate after the ELA is accommodated in the
[0030]
First, the uninspected TFT substrate accommodated in the
[0031]
Subsequently, the AF unit 19 focuses the visible light lens. As a result, the surface of the TFT substrate is irradiated with visible light, and a reflected image (visible light image) from the TFT substrate is captured by the visible
[0032]
Subsequently, the lens used for observation is switched to deep ultraviolet light. The switching of the lens is performed by the switching mechanism 31 based on a switching signal from the
[0033]
Next, a reflection image (deep ultraviolet light image) from the TFT substrate obtained by deep ultraviolet light irradiation by the
[0034]
The observation images repeatedly captured in this way are sequentially sent to the
[0035]
Here, the crystalline state of polysilicon by ELA depends on the appropriateness of ELA energy. Further, in the observation image using deep ultraviolet light, if the ELA energy is appropriate, a periodic pattern along the laser beam line is obtained. However, when the ELA energy is low, a random pattern is formed. Conversely, when the ELA energy is high, the periodicity of the pattern is destroyed.
[0036]
Therefore, in the present embodiment, the crystal state is evaluated based on the periodicity of the pattern on the polysilicon surface that appears in the observation image by irradiation with deep ultraviolet light. Regarding the periodicity of the pattern, the
[0037]
The data digitized by the
[0038]
If the numerical value obtained by the autocorrelation method is an AC value, this AC value is defined as “AC value = R1 / R0 (%)” as shown in FIG. As a result, the AC value (= R1 / R0) increases as shown in FIG. 6A in the pattern having periodicity, and the AC value decreases in the pattern having no periodicity as shown in FIG. 6B.
[0039]
In view of this, the
[0040]
Thus, by inspecting the TFT substrate using deep ultraviolet light having a short wavelength, it is possible to obtain an observation image with a higher magnification and higher resolution than when visible light is used. Thereby, it is possible to quantitatively evaluate the crystal state (crystallinity) of the polysilicon surface, which was difficult to discriminate with a visible light microscope. In addition, since the crystal state can be appropriately evaluated without relying on visual judgment with ambiguous criteria, the accuracy and reliability of inspection can be improved.
[0041]
Furthermore, since the TFT substrate can be inspected in the atmosphere, when actually inspecting the substrate, the TFT substrate is supplied to the inspection stage 8 as it is, and an observation image of the polysilicon surface (deep ultraviolet light) is obtained by the
[0042]
Further, by obtaining the correlation between the crystalline state of the polysilicon surface and the ELA energy and fordifying the result into the ELA treatment, the ELA energy can be optimized. Furthermore, it is possible to improve the yield by determining pass / fail based on the crystal evaluation of polysilicon and supplying only the TFT substrate that has passed to the next process. In addition, by distribution management and statistical processing in the
[0043]
In the above embodiment, an observation image of one minute region specified by the instruction position movement command from the
[0044]
Further, as shown in FIG. 7B, in addition to acquiring images of the teaching position P1 specified by the XY coordinates and the peripheral portions P2 to P6 from the substrate origin P0, the teaching position P1 is moved in the XY axis direction. Similarly, an offset may be provided, and images of a plurality of places P7 to P12 may be acquired in the same manner to obtain representative values.
[0045]
Thus, by observing the surface of the substrate at multiple points with the teaching position as the center (starting point), macroscopic evaluation can be performed even with a deep ultraviolet light microscope with a narrow field of view. As a result, for example, even when a unique point exists only in the minute region indicated by the teaching position, it is not evaluated only by the digitized data of the image, so that the surface state of the TFT substrate can be grasped more appropriately. It can be reflected in the crystallinity evaluation.
[0046]
In addition, the substrate inspection apparatus and the substrate inspection method according to the present invention include a defect inspection of a large substrate including a TFT substrate, a foreign matter inspection, a line width of a linear unevenness processed on a substrate by a semiconductor process, and a hole processing. It can be applied to the measurement of the diameter and area.
[0047]
【The invention's effect】
As described above, according to the substrate inspection apparatus of the present invention, the sample table is provided to support the large substrate, and the surface of the large substrate supported by the sample table is irradiated with deep ultraviolet light to reflect the large substrate. Is acquired by the deep ultraviolet light image acquisition means, an observation image with high magnification and high resolution can be obtained by nondestructive inspection. As a result, it is possible to easily perform a micro area inspection of a large substrate in a short time. In addition, it is possible to continuously process and process a large substrate that has already been inspected to produce a product.
[0048]
Further, according to the substrate inspection method of the present invention, a high-magnification and high-resolution observation image is obtained by nondestructive inspection by irradiating the surface of a large substrate with deep ultraviolet light to obtain a reflected image from the large substrate. Is obtained. Therefore, the surface state of the large substrate can be easily inspected in a short time. In addition, the inspected large substrate can be continuously processed and processed for commercialization.
[0049]
Further, according to the method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention, the surface of a large liquid crystal display device substrate is irradiated with deep ultraviolet light to obtain a reflected image from the liquid crystal display device substrate. A high-resolution and high-resolution observation image is obtained in the inspection. Therefore, the surface state of the large liquid crystal display device substrate can be easily inspected in a short time. In addition, the inspected liquid crystal display device substrate can be continuously processed and processed into a product.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an overall image of a substrate inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a specific configuration example of an optical microscope unit.
FIG. 3 is a functional block diagram of a substrate inspection apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a pattern image of a substrate surface obtained by image processing.
FIG. 5 is a diagram (part 1) for explaining a polysilicon crystal evaluation algorithm;
FIG. 6 is a diagram (part 2) for explaining a polysilicon crystal evaluation algorithm;
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of setting specific observation positions for multi-point observation.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (5)
試料台に支持された大型基板の表面に深紫外光を照射して大型基板からの反射画像を取得する深紫外光画像取得手段と、
深紫外光画像取得手段によって取得された画像を数値化する画像数値化手段と、
画像数値化手段によって得られた数値化データに基づいて大型基板の表面状態を評価する評価手段と
を備え、
深紫外光画像取得手段は、アモルファスシリコン基板の表面にアニール処理を行うことで形成されたポリシリコン基板を大型基板として、その表面に深紫外光を照射してポリシリコン基板からの反射画像を取得し、
画像数値化手段は、反射画像のある局所部分のパターンに対する他の局所部分のパターンの一致度を自己相関関数という数値で表すことで、ポリシリコン基板の表面のパターンの周期性を数値化し、
評価手段は、ポリシリコン基板の表面のパターンの周期性を表す数値に基づいてポリシリコン基板の表面の結晶状態を評価する基板検査装置。A sample stage for supporting a large substrate;
A deep ultraviolet light image obtaining means for obtaining a reflected image of the deep ultraviolet light to the supporting surface of the large substrate to specimen table from the large-type substrate by irradiating,
Image digitizing means for digitizing the image acquired by the deep ultraviolet light image acquiring means;
Evaluation means for evaluating the surface condition of a large substrate based on the digitized data obtained by the image digitizing means;
With
The deep ultraviolet light image acquisition means uses a polysilicon substrate formed by annealing the surface of the amorphous silicon substrate as a large substrate, and irradiates the surface with deep ultraviolet light to acquire a reflection image from the polysilicon substrate. And
The image digitizing means quantifies the periodicity of the pattern on the surface of the polysilicon substrate by expressing the degree of coincidence of the pattern of the other local part with the pattern of the local part of the reflected image by a numerical value called an autocorrelation function,
The evaluation means is a substrate inspection apparatus that evaluates the crystal state of the surface of the polysilicon substrate based on a numerical value representing the periodicity of the pattern on the surface of the polysilicon substrate .
深紫外光画像取得手段と可視光画像取得手段の使用を切り替える切り替え手段と
を具備する請求項1に記載の基板検査装置。And the visible light image obtaining means for irradiating visible light to obtain a reflected image from the large-substrate to the support surface of the large substrate to specimen stage,
Substrate inspection apparatus according to 請 Motomeko 1 using you and a switching means for switching the deep ultraviolet light image obtaining means and availability Miko image acquiring means.
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