JP5007944B2 - Ｔｆｔアレイの検査方法及びｔｆｔアレイ検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶基板や有機ＥＬ等の製造過程等で行われるＴＦＴアレイ検査に関し、特に、真のデバイス欠陥とコンタミネーションやパーティクル起因の擬似欠陥との分類に関する。

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の製造過程では、製造過程中にＴＦＴアレイ検査工程を含み、このＴＦＴアレイ検査工程において、ＴＦＴアレイの欠陥検査が行われている。

ＴＦＴアレイは、例えば液晶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アレイを備える基板は、例えば、走査線として機能する複数本のゲートラインが平行に配設されると共に、信号線として記載する複数本のソースラインがゲートラインに直交して配設され、両ラインが交差する部分の近傍にＴＦＴ（Thin film transistor）が配設され、このＴＦＴに画素電極が接続される。液晶表示装置は、上記したＴＦＴアレイが設けられた基板と対向基板との間に液晶層を挟むことで構成され、対向基板が備える対向電極と画素電極との間に画素容量が形成される。

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アレイ検査装置は、ＴＦＴアレイに検査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他に、液晶の表示状態を観察することによって、ＴＦＴアレイの欠陥検出を行うこともできる。液晶の表示状態を観察することによってＴＦＴアレイを検査する場合には、ＴＦＴアレイ基板と対向電極との間に液晶層を挟んだ液晶表示装置の状態で検査する他に、液晶層と対向電極を備えた検査治具をＴＦＴアレイ基板に取り付けることによって、液晶表示装置に至らない半製品の状態で検査することもできる。

ＴＦＴアレイには、その製造プロセス中に様々な欠陥が発生する可能性がある。欠陥の種類として、例えば、ピクセルとソースラインとの間に短絡欠陥（Ｓ−Ｄshort）、ピクセルとゲートラインとの間に短絡欠陥（Ｇ−Ｄshort）、ソースラインとゲートラインとの間に短絡欠陥（Ｓ−Ｇshort）、ピクセルとＴＦＴとの間の断線（Ｄ−open）がある。また、上記した各ピクセルにおける欠陥の他に、隣接するピクセル間で生じる隣接欠陥と呼ばれるものがある。この隣接欠陥として、例えば、横方向で隣接するピクセル間の欠陥、縦方向で隣接するピクセル間の欠陥、隣接するソースライン間の短絡、隣接するゲートライン間の短絡等が知られている。
特開平５−３０７１９２号公報

従来、ＴＦＴ基板のＴＦＴアレイに対して電圧を印加し、この電圧印加による電圧状態を電子線照射により得られる二次電子によって検出し、ＴＦＴアレイの欠陥を検査するＴＦＴ基板の検査では、短絡欠陥や断線等による真のデバイス欠陥と、コンタミネーションやパーティクルに起因して欠陥として検出される擬似欠陥とを識別して検出することができないという問題がある。

上記したように、ＴＦＴアレイ上のピクセル自体やピクセル間に短絡欠陥や断線等の欠陥が存在した場合には、ＴＦＴアレイ検査装置はこれらの欠陥に応じた検出信号を検出する。

一方、ＴＦＴアレイ上にコンタミネーションやパーティクルが存在する場合には、ピクセル自体やピクセル間に短絡欠陥や断線等の欠陥が存在しない場合であっても、検出信号はあたかも欠陥があるかのような信号状態を示す場合がある。

ここでは、短絡欠陥や断線等の欠陥を真のデバイス欠陥と称し、コンタミネーションやパーティクルによって欠陥として検出されるものを擬似欠陥と称する。

ＴＦＴアレイ上に存在するコンタミネーションやパーティクルに電子線が照射されると、このコンタミネーションやパーティクルの部分に電子がチャージされ電位が上昇する。二次電子を検出する検出器は、単に放出された二次電子を検出信号として検出するものである。この検出信号の信号源はピクセルであると仮定し、この信号強度からピクセルの電位を求める。そのため、従来のＴＦＴアレイ検査で電位上昇を検出した場合、その電位上昇がコンタミネーションやパーティクルの部分に電子がチャージされたことに起因するか、あるいは、検査信号の印加によってピクセルが有するＩＴＯ電極の電位が上昇してことに因るかを識別することは困難であり、欠陥の原因を特定することができないという問題がある。

このように、ＴＦＴアレイ検査において欠陥の原因の特定が困難である場合には、ＴＦＴアレイ基板の製造精度や製品の歩留まりを向上させることが難しいという問題がある。また、欠陥の原因の特定するためには、光学像を観察する等の別の観察手段が必要となる。この場合には、検査時間が長時間化するという問題が生じることになる。

そこで、本発明は上記課題を解決して、短絡欠陥や断線等による真のデバイス欠陥と、コンタミネーションやパーティクル等を起因とする擬似欠陥とを識別して分類することを目的とする。

ＴＦＴ基板のＴＦＴアレイに対して電圧を印加し、電子線照射により得られる二次電子を検出してＴＦＴアレイの欠陥を検査するＴＦＴ基板の検査では、ＴＦＴアレイに印加する検査信号の信号パターンによって検出される欠陥状態が異なるという特性を有している。

本発明は、この特性を利用して、異なる信号パターンの検査信号を用いることで、第１の真のデバイス欠陥を検出する第１の欠陥検出と、第２の真のデバイス欠陥と擬似欠陥とを合わせて検出する第２の欠陥検出とを行う。

第１の欠陥検出では、擬似欠陥と正常状態とが分離されない状態で検出されるため、擬似欠陥検出によって擬似欠陥を検出する。

第２の欠陥検出では、第２の真のデバイス欠陥と擬似欠陥とが分離されない状態で検出されるため、擬似欠陥検出で検出した擬似欠陥を用いて、第２の真のデバイス欠陥を分離して検出する。

これによって、短絡欠陥や断線等による真のデバイス欠陥と、コンタミネーションやパーティクル等を起因とする擬似欠陥とを識別して分類することができる。

本発明のＴＦＴ基板の検査は、方法の態様と装置の態様とを含むものである。

本発明のＴＦＴ基板の検査の方法の態様は、ＴＦＴ基板のＴＦＴアレイに対して電圧を印加し、電子線照射により得られる二次電子を検出してＴＦＴアレイの欠陥を検査するＴＦＴ基板の検査方法である。この検査方法の態様では、第１欠陥検出工程と擬似欠陥検出工程と第２の欠陥検出工程と欠陥分類工程とを備える。

第１欠陥検出工程は、ＴＦＴ基板に第１の検査信号を印加した状態で第１の検出信号を検出し、この第１の検出信号の信号強度に基づいて第１の真欠陥ピクセルを検出する。

擬似欠陥検出工程は、第１欠陥検出工程の検出結果から擬似欠陥ピクセルを検出する。

第２の欠陥検出工程は、ＴＦＴ基板に前記第１の検査信号と異なる信号パターンを有する第２の検査信号を印加した状態で第２の検出信号を検出し、この第２の検出信号に基づいて、第２の真欠陥ピクセルおよび擬似欠陥ピクセルを検出する。

欠陥分類工程は、第２欠陥検出工程で検出した第２の真欠陥ピクセルおよび擬似欠陥ピクセルから、擬似欠陥検出工程で検出した擬似欠陥ピクセルを削除して第２の真欠陥ピクセルを抽出する。抽出した第２の真欠陥ピクセルと、第１欠陥検出工程で検出した第１の真欠陥ピクセルとを欠陥ピクセルとして分類する。

ここで、第１欠陥検出工程では、正常ピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも低い信号強度を第１のしきい値として設定し、第１の検出信号の信号強度を第１のしきい値と比較する。この比較において、第１のしきい値よりも低い信号強度のピクセルを第１の真欠陥ピクセルとして検出する。

擬似欠陥検出工程では、第１の検出信号のレンジのスケールを前記第１のしきい値を下限とするスケールにレンジ変換する。このレンジ変換によって、擬似欠陥が含まれる検出信号の信号強度のレンジのスケールを広げることができる。このレンジ内には、第１の真欠陥を表す検出信号の信号強度は含まれていない。

レンジ変換したスケールにおいて、正常ピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高く設定した信号強度を擬似欠陥検出用しきい値として設定し、レンジ変換した第１の検出信号の信号強度と比較する。この比較によって、擬似欠陥検出用しきい値よりも高い信号強度のピクセルを擬似欠陥ピクセルとして検出することができる。

第２欠陥検出工程では、正常ピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高い信号強度を第２のしきい値として設定し、第２の検出信号の信号強度をと第２のしきい値と比較する。この比較において、第２のしきい値よりも高い信号強度のピクセルを第２の真欠陥ピクセル又は擬似欠陥ピクセルとして検出する。

欠陥分類工程では、第２欠陥検出工程で検出した第２の真欠陥ピクセル又は擬似欠陥ピクセルから、擬似欠陥検出工程で検出した擬似欠陥ピクセルを削除する。この擬似欠陥ピクセルの削除において、擬似欠陥ピクセルを内側に囲むピクセル範囲を設定し、このピクセル範囲に含まれるピクセルを削除する。

第１欠陥検出工程において欠陥と判定する第１のしきい値と、第２欠陥検出工程において欠陥と判定する第２のしきい値とは必ずしも同一の信号強度ではないため、第１の欠陥検出において擬似欠陥ピクセルと判定されないピクセルであっても、第２欠陥検出工程において擬似欠陥であると疑わしいピクセルが存在する場合がある。

擬似欠陥の原因である、コンタミネーションやパーティクルの特性から見て、擬似欠陥はある広がりを持った範囲と考えられる。そこで、擬似欠陥ピクセルを内側に囲むピクセル範囲を設定し、このピクセル範囲に含まれるピクセルを削除することで、擬似ピクセルが第２の真欠陥ピクセルとして分類されることを防ぐことができる。

本発明のＴＦＴ基板の検査の装置の態様は、ＴＦＴ基板のＴＦＴアレイに対して電圧を印加し、当該電圧印加による電圧状態を電子線照射により得られる二次電子によって検出し、ＴＦＴアレイの欠陥を検査するＴＦＴ基板の検査装置である。この検査装置の態様では、ＴＦＴ基板に電子線を照射する電子線源と、ＴＦＴ基板から放出される二次電子を検出する検出器と、ＴＦＴ基板のＴＦＴアレイに検査信号を生成し印加する検査信号生成部と、検出器の検出信号に基づいてＴＦＴアレイの欠陥を検出する欠陥検出部とを備える。

検査信号生成部は、信号パターンを異にする第１の検査信号と第２の検査信号を生成する。第１の検査信号は、正常なピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも低い信号強度を出力する欠陥を検出するために、ＴＦＴアレイを駆動する信号である。一方、第２の検査信号は、正常なピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高い信号強度を出力する欠陥を検出するために、ＴＦＴアレイを駆動する信号である。

欠陥検出部は、第１欠陥検出処理と擬似欠陥検出処理と第２の欠陥検出処理と欠陥分類処理の各検出処理を行う。

第１欠陥検出処理は、ＴＦＴ基板に第１の検査信号を印加した状態で第１の検出信号を検出し、この第１の検出信号の信号強度に基づいて、第１の真欠陥ピクセルを検出する。

擬似欠陥検出処理は、第１欠陥検出処理の検出結果から擬似欠陥ピクセルを検出する。

第２の欠陥検出処理は、ＴＦＴ基板に前記第１の検査信号と異なる信号パターンを有する第２の検査信号を印加した状態で第２の検出信号を検出し、第２の検出信号に基づいて、第２の真欠陥ピクセルおよび擬似欠陥ピクセルを検出する。

欠陥分類処理は、第２欠陥検出処理で検出した第２の真欠陥ピクセルおよび擬似欠陥ピクセルから前記擬似欠陥検出処理で検出した擬似欠陥ピクセルを削除して第２の真欠陥ピクセルを抽出し、第１の真欠陥ピクセルと第２の真欠陥ピクセルを欠陥ピクセルとして分類する。

さらに、欠陥検出部のより詳細な構成では、記憶手段と、前記各しきい値を用いて信号強度の比較を行う比較手段と、信号強度のスケールを変換するスケール変換手段と、欠陥ピクセルを分類する欠陥分類手段とを備える。

記憶手段は、正常ピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも低く設定した第１のしきい値と、正常ピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高く設定した擬似欠陥検出用しきい値と、正常ピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高く設定した第２のしきい値とを記憶する。

比較手段は、記憶手段から各しきい値を読み出し、第１の検出信号の信号強度を第１のしきい値と比較し、第１のしきい値よりも低い信号強度のピクセルを第１の真欠陥ピクセルとして検出することで第１欠陥検出処理を行う。次に、検出信号の全スケールの内で前記第１のしきい値以下をカットし、当該第１のしきい値を下限としたスケールに変換した検出信号について、擬似欠陥検出用しきい値と比較し、擬似欠陥検出用しきい値よりも高い信号強度のピクセルを擬似欠陥ピクセルとして検出することで擬似欠陥検出処理を行う。さらに、第２の検出信号の信号強度を第２のしきい値と比較し、第２のしきい値よりも高い信号強度のピクセルを第２の真欠陥ピクセルとして検出することで第２欠陥検出処理を行う。

得られた第１の真欠陥ピクセルおよび第２の真欠陥ピクセルの座標は、欠陥ピクセル座標として記憶することができる。

本発明は、さらに、ＴＦＴ基板を光学的に撮像して光学画像を取得する撮像手段を備えた構成とすることができる。撮像手段は、欠陥検出部で分類し記憶した欠陥ピクセル座標に基づいて撮像する。

本発明によれば、短絡欠陥や断線等による真のデバイス欠陥と、コンタミネーションやパーティクル等を起因とする擬似欠陥とを識別して分類することができる。

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基板の検査の方法の概要を説明するためのフローチャートである。

ＴＦＴ基板の検査では、ＴＦＴ基板のＴＦＴアレイに対して検査信号を印加して駆動し、この駆動状態において基板に電子線を照射して得られる二次電子を検出して検出信号を取得し、この検出信号を用いてＴＦＴアレイの欠陥検査を行う。

本発明は、このＴＦＴアレイの欠陥検査において、第１欠陥検出工程（S1）と擬似欠陥検出工程（S2）と第２の欠陥検出工程(S3)と欠陥分類工程(S4)の各工程を備え、これによって、真のデバイス欠陥と、コンタミネーションやパーティクル等を起因とする擬似欠陥とを識別して分類する。

第１欠陥検出工程(S1)では、ＴＦＴ基板に第１の検査信号を印加して駆動し、このときのピクセルの電圧状態を二次電子によって検出する。検出した第１の検出信号の信号強度に基づいて第１の真欠陥ピクセルを検出する。この第１の真欠陥ピクセルの検出では、第１の検出信号を第１のしきい値と比較し、この第１のしきい値よりも信号強度が低い検出信号を抽出し、第１の真欠陥ピクセルとして検出する。

擬似欠陥検出工程(S2)は、第１欠陥検出工程の検出結果から擬似欠陥ピクセルを検出する。擬似欠陥検出工程では、第１欠陥検出工程において第１のしきい値よりも高い信号強度の中から疑似欠陥ピクセルを抽出する。この疑似欠陥ピクセルの抽出は、正常ピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高く設定した信号強度を擬似欠陥検出用しきい値として設定し、検出信号を擬似欠陥検出用しきい値と比較することで行う。この比較によって、擬似欠陥検出用しきい値よりも高い信号強度のピクセルを擬似欠陥ピクセルとして検出する。

第２の欠陥検出工程(S3)は、ＴＦＴ基板に第２の検査信号を印加して駆動し、このときのピクセルの電圧状態を二次電子によって検出する。検出した第２の検出信号を検出し、この第２の検出信号の信号強度に基づいて、第２の真欠陥ピクセルおよび擬似欠陥ピクセルを検出する。

この第２の真欠陥ピクセルおよび擬似欠陥ピクセルの検出では、第２の検出信号を第２のしきい値と比較し、この比較において、第２のしきい値よりも高い信号強度のピクセルを第２の真欠陥ピクセル又は擬似欠陥ピクセルとして検出する。

欠陥分類工程(S4)は、第２欠陥検出工程で検出した第２の真欠陥ピクセルおよび擬似欠陥ピクセルから、擬似欠陥検出工程で検出した擬似欠陥ピクセルを削除して第２の真欠陥ピクセルを抽出する。抽出した第２の真欠陥ピクセルと、第１欠陥検出工程で検出した第１の真欠陥ピクセルとを欠陥ピクセルとして分類する。第２欠陥検出工程では、第２の真欠陥ピクセルと擬似欠陥ピクセルが識別されずに検出されている。そこで、第２欠陥検出工程で検出された疑似欠陥ピクセルと第２の真欠陥ピクセルの中から、擬似欠陥検出工程で検出した擬似欠陥ピクセルを削除することで、第２の真欠陥ピクセルの抽出を行う。

図２は、本発明のＴＦＴアレイ検査装置の概略図である。

ＴＦＴアレイ検査装置１０は、ＴＦＴ基板１にアレイ検査用の検査信号を生成する検査信号生成部４と、検査信号生成部４で生成した検査信号をＴＦＴ基板１に印加するプローバ８と、ＴＦＴ基板の電圧印加状態を検出する機構（２，３，５）と、検出信号に基づいてＴＦＴアレイの欠陥を検出する欠陥検出部６を備える。

プローバ８は、プローブピン（図示していない）が設けられたプローバフレームを備える。プローバ８は、ＴＦＴ基板１上に載置する等によってプローブピンをＴＦＴ基板１上に形成した電極に接触させ、ＴＦＴアレイに検査信号を印加する。

ＴＦＴ基板の電圧印加状態を検出する機構は種々の構成とすることができる。図１に示す構成は、電子線による検出構成であり、ＴＦＴ基板１上に電子線を照射する電子線源２、照射された電子線によってＴＦＴ基板１から放出される二次電子を検出する二次電子検出器３、二次電子検出器３の検出信号を信号処理してＴＦＴ基板１上の電位状態を検出する信号処理部５等を備える。

電子線が照射されたＴＦＴアレイは、印加された検査信号の電圧に応じた二次電子を放出するため、この二次電子を検出することによって、ＴＦＴアレイの電位状態を検出することができる。

欠陥検出部６は、信号処理部５で取得したＴＦＴアレイの電位状態に基づいて、正常状態における電位状態と比較することによってＴＦＴアレイの欠陥を検出する。この欠陥検出では、図１のフローチャートで示した第１、２の欠陥検出処理、疑似欠陥検出処理、欠陥分類処理の各処理を行う。これら各処理で行う演算動作や比較動作は、ハードウエアあるいはソフトウエアによって実現することができる。ソフトウエアで行う場合には、ＣＰＵ等の演算装置、しきい値や各動作を指示するプログラム等を記憶する記憶装置で構成することができる。

なお、ここでは、ＴＦＴ基板の電圧印加状態を検出する機構（２，３，５）を用いてＴＦＴアレイの欠陥を検出する構成例を示しているが、ＴＦＴ基板が液晶表示装置を構成している場合には、検査信号によって液晶を駆動して、検査信号による表示パターンを表示させ、この表示状態を撮像装置で撮像して取得した撮像画像に画像処理することで欠陥検査を行う他、表示像を目視で観察してもよい。また、ＴＦＴ基板がＴＦＴアレイのみを備える段階の場合には、検査信号を印加する治具に液晶層や対向電極を設けることで一時的に液晶表示装置を構成して、上記のようにして欠陥検査を行っても良い。

検査信号生成部４は、ＴＦＴ基板１上に形成されるＴＦＴアレイを駆動する検査信号の検査パターンを生成する。この検査パターンについては後述する。

走査制御部９は、ＴＦＴ基板１上のＴＦＴアレイの検査位置を走査するために、ステージ７や電子源２を制御する。ステージ７は、載置するＴＦＴ基板１をＸＹ方向に移動し、また、電子源２はＴＦＴ基板１に照射する電子線をＸＹ方向に振ることで、電子線の照射位置を走査する。走査位置が検出位置となる。

また、本発明のＴＦＴアレイ検査装置１０は、基板１の光学像を取得するための撮像装置２０を備える他に、欠陥検出に係わる各種データを入力して一括した欠陥評価を行う評価部３０を備える。

撮像装置２０は、基板１の光学像を拡大して撮像する顕微鏡機構およびＣＣＤカメラ等の撮像機器２１、撮像機器２１の撮像位置を制御する撮像制御部２２、撮像機器２１で撮像した撮像データを画像処理して画像データを形成する画像処理部２３を備える。撮像制御部２２は、欠陥検出部６から取得した欠陥位置の座標データに基づいて、撮像位置を制御する。

また、評価部３０は、欠陥検出部６で取得した欠陥の種類、欠陥位置座標等の欠陥情報や、検出時にＴＦＴ基板に印加した検査信号（TFT駆動信号）、走査位置情報や、撮像装置２０で撮像して得られた画像データを入力し、これら各情報に基づいて基板に含まれる欠陥の種類、位置等を用いて基板の欠陥評価を行う。

なお、上記したＴＦＴアレイ検査装置の構成は一例であり、この構成に限られるものではない。

電子線を用いたＴＦＴアレイ検査装置では、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、信号によるイメージ化し、これによってＴＦＴアレイの電気的検査を行う。

図３はＴＦＴアレイを構成する各要素部分で生じる欠陥を説明するための図である。図２中の破線で示す各箇所において、ソースライン１５oとゲートライン１４eとの間に示す短絡欠陥（Ｓ−Ｇshort）はショートライン欠陥の一例である。このショートライン欠陥の他に、隣接するソースライン間の短絡（ＳＳshort）、隣接するゲートライン間の短絡（ＧＧshort）が知られている。

また、上記したショートライン欠陥の他に、図３では、ピクセル１２oeとソースライン１５eとの間に短絡欠陥（Ｓ−Ｄshort）を示し、ピクセル１２eoとゲートライン１４eとの間に短絡欠陥（Ｇ−Ｄshort）を示し、また、ピクセル１２eeとＴＦＴ１１eeとの間に断線（Ｄ−open）を示している。

また、上記した各ピクセルにおける欠陥の他に、隣接するピクセル間で生じる隣接欠陥がある。この隣接欠陥として、横方向で隣接するピクセル間の欠陥、縦方向で隣接するピクセル間の欠陥がある。

本発明のＴＦＴアレイ検査は、上記したＴＦＴアレイの真のデバイス欠陥と、コンタミネーションやパーティクル等を起因とする擬似欠陥とを識別して分類する。

以下、本発明のＴＦＴアレイ検査の手順について、図４のフローチャート、図５の信号強度の概略を説明するための図、図６，７の欠陥の検出と分類を説明するための概略図、図８のＴＦＴ駆動信号の信号図、図９のＴＦＴ駆動時のピクセル動作図を用いて説明する。

はじめに、欠陥検出部６は、信号処理部５から検出信号を取得する。図６（ａ）は、基板上のＴＦＴアレイの状態を模式的に示し、黒丸は正常なピクセルを表し、白丸は真の欠陥ピクセルあるいは疑似欠陥ピクセルを表している。ここで、真の欠陥ピクセルとして、検出信号の信号強度が正常ピクセルから得られる信号強度よりも低くなる第１の真欠陥ピクセルと、正常ピクセルから得られる信号強度よりも高くなる第２の真欠陥ピクセルを含むものとする（S11）。

ここで、取得した検出信号が、第１の検査信号によってＴＦＴアレイを駆動して得られる第１の検出信号である場合には第１の欠陥検出（S13,S14）を行い、第２の検査信号によってＴＦＴアレイを駆動して得られる第２の検出信号である場合には第２の欠陥検出（S15,S16,S19,S20）を行う（S12）。

第１の欠陥検出は、欠陥部分から得られる検出信号の信号強度が、正常なピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも低くなる欠陥（黒欠陥とも云う）を検出するものである。

図５（ａ）は、第１の欠陥検出を説明するための信号強度分布を示す図である。黒欠陥を有している場合には、この黒欠陥の信号強度は、正常状態あるいは疑似欠陥のピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも低い信号強度の部分に分布する。そこで、しきい値Ａとして、正常状態あるいは疑似欠陥のピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも低い信号強度を設定する。欠陥検出は、検出信号の信号強度をしきい値Ａと比較することで行う(S13)。検出信号の信号強度Ｓがしきい値Ａよりも低い場合（Ｓ＜Ａ）には、第１の欠陥（黒欠陥）であると判定する。図６（ｂ）は、第１の欠陥検出の状態を示している (S14)。

一方、検出信号の信号強度Ｓがしきい値Ａよりも高い場合（Ａ≦Ｓ）には、そのピクセルは正常であるか、あるいは疑似欠陥であると判定する。なお、ここで、疑似欠陥は、正常なピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高くなる欠陥（白欠陥とも云われる）と同様に、検出信号の信号強度が高くなるものである。疑似欠陥は、例えば、コンタミネーションやパーティクル等に電子がチャージされることで電位が高まり、正常なピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高い信号強度となる。

第１の欠陥検出において、検出信号の信号強度Ｓがしきい値Ａよりも高い場合には、そのピクセルは正常ピクセルであるか、あるいは疑似欠陥である。S13において、検出信号の信号強度Ｓがしきい値Ａよりも高い場合（Ａ≦Ｓ）には、疑似欠陥検出（S15,S16,S19,S20）を行って、疑似欠陥ピクセルと正常ピクセルとを識別する。

この疑似欠陥検出では、信号強度の再設定を行う。前記した第１の欠陥検出において、疑似欠陥ピクセルを含む正常ピクセルから得られる検出信号の信号強度は、しきい値Ａよりも高い信号強度分布にあるため、疑似欠陥検出は、しきい値Ａよりも高い信号強度の範囲で行われる。このしきい値Ａよりも高い信号強度の範囲は、検出信号の全スケール範囲よりも小さくなる。疑似欠陥検出の検出精度を高めるには、信号強度のスケール範囲は広いほど有利である。そこで、ここでは、しきい値Ａより高い信号強度の信号幅を全信号幅にレンジを変換してスケール範囲を広げ、この広げたスケール範囲でしきい値と比較することで疑似欠陥ピクセルの検出を行う。

図５（ｂ）は、レンジを変換した後の信号強度の分布を示している。レンジ変換によって、疑似欠陥検出を行うスケール範囲を全スケールとすることができる。図５では、全スケール範囲は、“０”〜“２５５”の２５６階調の例を示しているが、この階調数に限られるものではない(S15)。

信号強度を再設定した後、信号強度をしきい値Ｂと比較することによって疑似欠陥検出を行う。しきい値Ｂは、正常状態のピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高い信号強度に設定する。図５（ｂ）はこの状態を模式的に示している(S17)。

レンジ変換した信号の信号強度がしきい値Ｂよりも高い場合（Ｂ≦Ｓ）には、このピクセルは疑似欠陥ピクセルとして判定する(S18)。一方、レンジ変換した信号の信号強度がしきい値Ｂよりも低い場合（Ｓ＜Ｂ）には、このピクセルは正常ピクセルとして判定する。

図６（ｃ）は疑似欠陥検出によって第１の真欠陥として検出されたピクセルを表し、図６（ｄ）は疑似欠陥検出によって疑似欠陥として検出されたピクセルを表している（(S19)。

第２の欠陥検出は、欠陥部分から得られる検出信号の信号強度が、正常なピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高くなる欠陥（白欠陥とも云う）を検出するものである。

図５（ｃ）は、第２の欠陥検出を説明するための信号強度分布を示す図である。白欠陥を有している場合には、この白欠陥の信号強度は、正常状態のピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高い信号強度の部分に分布し、この信号強度範囲には疑似欠陥の信号強度が含まれる。そこで、しきい値Ｃとして、正常状態のピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高い信号強度を設定する。欠陥検出は、検出信号の信号強度をしきい値Ｃと比較することで行う(S16)。検出信号の信号強度Ｓがしきい値Ｃよりも高い場合（Ｃ≦Ｓ）には、第２の欠陥（白欠陥）あるいは疑似欠陥であると判定する。なお、ここで、疑似欠陥は、正常なピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高くなる欠陥（白欠陥とも云われる）と同様に、検出信号の信号強度が高くなるものである。疑似欠陥は、例えば、コンタミネーションやパーティクル等に電子がチャージされることで電位が高まり、正常なピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高い信号強度となる。

一方、検出信号の信号強度Ｓがしきい値Ｃよりも低い場合（Ｓ＜Ｃ）には、そのピクセルは正常であると判定する。図５（ｃ）は、第２の欠陥および疑似欠陥の検出状態を示している。図６（ｅ）は第２の欠陥検出によって第２の真欠陥および疑似欠陥として検出されたピクセルを表している(S20)。

第２の欠陥検出によって検出される欠陥には第１の真欠陥（白欠陥）と疑似欠陥とが含まれており、第１の真欠陥（白欠陥）と疑似欠陥とを識別する必要がある。そこで、次に、S21〜S25の欠陥分類によって、第１の真欠陥（白欠陥）と疑似欠陥と識別して分類する。

この分類工程では、疑似欠陥検出で求めた疑似欠陥ピクセルを削除することで第１の真欠陥（白欠陥）を抽出する。

欠陥分類処理は、第２欠陥検出処理で検出した第２の真欠陥ピクセルおよび擬似欠陥ピクセルから、擬似欠陥検出処理で検出した擬似欠陥ピクセルを削除して第２の真欠陥ピクセルを抽出し、第１の真欠陥ピクセルと第２の真欠陥ピクセルを欠陥ピクセルとして分類する。図５（ｄ）は欠陥分類によって白欠陥を検出した第２の真欠陥の検出状態を示している。

擬似欠陥の原因である、コンタミネーションやパーティクルの特性から見て、擬似欠陥はある広がりを持った範囲と考えられる。そこで、擬似欠陥ピクセルを内側に囲むピクセル範囲を設定し(S21)、このピクセル範囲に含まれるピクセルを削除する。図７（ｆ）は疑似欠陥ピクセルの周囲に設定した削除範囲を示している(S22)。

第２欠陥検出処理で検出したピクセルの内で、除去範囲内にあるピクセルについては（S23）、疑似欠陥ピクセルとして分類する（S24）。一方、第２欠陥検出処理で検出したピクセルの内で、除去範囲外にあるピクセルについては（S23）、第２の真欠陥として分類する。図７（ｇ）は第２の真欠陥ピクセルを示している。なお、図７（ｃ）は図６（ｃ）と同様である（S25）。

図８はＴＦＴアレイを駆動する検査信号の一例を示し、図９はこの検査信号で駆動されたピクセルの電圧状態の例を示している。

図８（ａ），（ｂ）は全ピクセルを正電圧あるいは負電圧に印加する検査信号例である。図９（ａ），（ｂ）はこの検査信号によって駆動されるピクセルの電圧状態を示している。一方、図８（ｃ），（ｄ）は全ピクセルを列毎に正電圧と負電圧を交互に印加する検査信号例である。図９（ｃ），（ｄ）はこの検査信号によって駆動されるピクセルの電圧状態を示している。

図１０，図１１は本発明によってパーティクルによる疑似欠陥と真の欠陥との分類の一例である。ここでは、パーティクルの例として、径が５０μmのガラスビーズ（ソーダ石灰ガラス）、径が２５０μmのＡｌ _２ Ｏ _３ 、径が２５０μmのＺｒＳｉＯ _４ 、径が２００μmのスチールビーズ（Fe＜97％）、径が２５０μmのメラニン樹脂セルロース（70:30）、パリエルタグリスを示している。また、図１０，１１中“２”はイメージ画像であり、“３”、“４”は図８中の（ａ）、（ｂ）に示す検査信号に対応し、“５”、“６”は図８中の（ｃ）に示す検査信号に対応し、“７”、“８”は図８中の（ｄ）に示す検査信号に対応している。また、“９”はＩＴＯ電極のイメージを示し、“１０”は欠陥検出のマップを示し、“１１”は欠陥検出の可否を示している。

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基板の検査の方法の概要を説明するためのフローチャートである。 本発明のＴＦＴアレイ検査装置の概略図である。 ＴＦＴアレイを構成する各要素部分で生じる欠陥を説明するための図である。 本発明のＴＦＴアレイ検査の手順を説明するためのフローチャートである。 本発明のＴＦＴアレイ検査の手順を説明するための信号強度の概略図である。 本発明のＴＦＴアレイ検査の手順を説明するための概略図である。 本発明のＴＦＴアレイ検査の手順を説明するための概略図である。 ＴＦＴ駆動信号を説明するための信号図である。 ＴＦＴ駆動信号によるピクセルの駆動を説明するための図である。 本発明によってパーティクルによる疑似欠陥と真の欠陥との分類の一例を示す図である。 本発明によってパーティクルによる疑似欠陥と真の欠陥との分類の一例を示す図である。

符号の説明

１…ＴＦＴアレイ検査装置、２…電子源、３…二次電子検出器、４…検査信号生成部、５…信号処理部、６…欠陥検出部、７…ステージ、８…プローブ、９…走査制御部、１０…ＴＦＴ基板、１１…ＴＦＴ、１２…画素電極、１３…付加容量、１４…ゲートライン、１５…ソースライン。

Claims (8)

1. ＴＦＴ基板のＴＦＴアレイに対して電圧を印加し、電子線照射により得られる二次電子を検出してＴＦＴアレイの欠陥を検査するＴＦＴ基板の検査方法であって、
   前記ＴＦＴ基板に第１の検査信号を印加した状態で第１の検出信号を検出し、当該第１の検出信号の信号強度に基づいて、第１の真欠陥ピクセルを検出する第１欠陥検出工程と
   前記第１欠陥検出工程の検出結果から擬似欠陥ピクセルを検出する擬似欠陥検出工程と、
   前記ＴＦＴ基板に前記第１の検査信号と異なる信号パターンを有する第２の検査信号を印加した状態で第２の検出信号を検出し、当該第２の検出信号に基づいて、第２の真欠陥ピクセルおよび擬似欠陥ピクセルを検出する第２の欠陥検出工程と、
   前記第２欠陥検出工程で検出した第２の真欠陥ピクセルおよび擬似欠陥ピクセルから前記擬似欠陥検出工程で検出した擬似欠陥ピクセルを削除して第２の真欠陥ピクセルを抽出し、前記第１の真欠陥ピクセルと当該第２の真欠陥ピクセルを欠陥ピクセルとして分類する欠陥分類工程とを備えることを特徴とする、ＴＦＴ基板の検査方法。
2. 前記第１欠陥検出工程は、正常ピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも低く設定した信号強度を第１のしきい値として前記第１の検出信号の信号強度と比較し、当該第１のしきい値よりも低い信号強度のピクセルを第１の真欠陥ピクセルとして検出することを特徴とする、請求項１に記載のＴＦＴ基板の検査方法。
3. 前記擬似欠陥検出工程は、第１の検出信号のレンジのスケールを前記第１のしきい値を下限とするスケールにレンジ変換し、
   当該変換したスケールにおいて、正常ピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高く設定した信号強度を擬似欠陥検出用しきい値として前記レンジ変換した第１の検出信号の信号強度と比較し、当該擬似欠陥検出用しきい値よりも高い信号強度のピクセルを擬似欠陥ピクセルとして検出することを特徴とする、請求項１に記載のＴＦＴ基板の検査方法。
4. 前記第２欠陥検出工程は、正常ピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高く設定した信号強度を第２のしきい値として前記第２の検出信号の信号強度と比較し、当該第２のしきい値よりも高い信号強度のピクセルを第２の真欠陥ピクセル又は擬似欠陥ピクセルとして検出することを特徴とする、請求項１に記載のＴＦＴ基板の検査方法。
5. 前記欠陥分類工程は、前記第２欠陥検出工程で検出した第２の真欠陥ピクセル又は擬似欠陥ピクセルから、前記擬似欠陥検出工程で検出した擬似欠陥ピクセルを内側に囲むピクセル範囲に含まれるピクセルを削除することを特徴とする、請求項１に記載のＴＦＴ基板の検査方法。
6. ＴＦＴ基板のＴＦＴアレイに対して電圧を印加し、当該電圧印加による電圧状態を電子線照射により得られる二次電子によって検出し、ＴＦＴアレイの欠陥を検査するＴＦＴ基板の検査装置であって、
   ＴＦＴ基板に電子線を照射する電子線源と、
   ＴＦＴ基板から放出される二次電子を検出する検出器と、
   ＴＦＴ基板のＴＦＴアレイに検査信号を生成し印加する検査信号生成部と、
   前記検出器の検出信号に基づいてＴＦＴアレイの欠陥を検出する欠陥検出部とを備え、
   前記検査信号生成部は、信号パターンを異にする第１の検査信号と第２の検査信号を生成し、
   前記欠陥検出部は、
   前記ＴＦＴ基板に第１の検査信号を印加した状態で第１の検出信号を検出し、当該第１の検出信号の信号強度に基づいて、第１の真欠陥ピクセルを検出する第１欠陥検出処理と
   前記第１欠陥検出処理の検出結果から擬似欠陥ピクセルを検出する擬似欠陥検出処理と、
   前記ＴＦＴ基板に前記第１の検査信号と異なる信号パターンを有する第２の検査信号を印加した状態で第２の検出信号を検出し、当該第２の検出信号に基づいて、第２の真欠陥ピクセルおよび擬似欠陥ピクセルを検出する第２の欠陥検出処理と、
   前記第２欠陥検出処理で検出した第２の真欠陥ピクセルおよび擬似欠陥ピクセルから前記擬似欠陥検出処理で検出した擬似欠陥ピクセルを削除して第２の真欠陥ピクセルを抽出し、前記第１の真欠陥ピクセルと当該第２の真欠陥ピクセルを欠陥ピクセルとして分類する欠陥分類処理の各検出処理を行うことを特徴とする、ＴＦＴ基板の検査装置。
7. 前記欠陥検出部は、
   正常ピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも低く設定した第１のしきい値と、正常ピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高く設定した擬似欠陥検出用しきい値と、正常ピクセルから得られる検出信号の信号強度よりも高く設定した第２のしきい値とを記憶する記憶手段と、前記各しきい値を用いて信号強度の比較を行う比較手段と、
   信号強度のレンジのスケールを変換するレンジ変換手段と、欠陥ピクセルを分類する欠陥分類手段とを備え、
   前記比較手段は、前記記憶手段から各しきい値を読み出し、第１の検出信号の信号強度を第１のしきい値と比較し、第１のしきい値よりも低い信号強度のピクセルを第１の真欠陥ピクセルとして検出することで第１欠陥検出処理を行い、
   前記検出信号の全スケールの内で前記第１のしきい値以下をカットし、当該第１のしきい値を下限としたスケールにレンジ変換した検出信号について、擬似欠陥検出用しきい値と比較し、擬似欠陥検出用しきい値よりも高い信号強度のピクセルを擬似欠陥ピクセルとして検出することで擬似欠陥検出処理を行い、
   第２の検出信号の信号強度を第２のしきい値と比較し、第２のしきい値よりも高い信号強度のピクセルを第２の真欠陥ピクセルとして検出することで第２欠陥検出処理を行い、
   前記第１の真欠陥ピクセルおよび第２の真欠陥ピクセルの座標を欠陥ピクセル座標として記憶することを特徴とする、請求項６に記載のＴＦＴ基板の検査装置。
8. ＴＦＴ基板を光学的に撮像して光学画像を取得する撮像手段を備え、
   当該撮像手段は、前記欠陥検出部で分類し記憶した欠陥ピクセル座標に基づいて撮像することを特徴とする、請求項６又は請求項７に記載のＴＦＴ基板の検査装置。