JP5583678B2 - 能動的電圧補償のための装置及び方法 - Google Patents

Description

発明の背景

（発明の分野）
本発明の実施形態は概して基板のための検査システム及び基板を検査するための方法に係り、特にガラス基板のための検査システム及びガラス基板上の電子構造を検査するための方法に関する。より詳細には、本発明は、フラットパネルディスプレイの製造における大面積基板のための統合検査システムに関する。具体的には、本発明は、電圧補償アセンブリ、基板上の電子デバイスを検査するための装置、能動的な電圧補償のための方法及び大面積基板上の複数の電子デバイスを検査するための方法に関する。

（関連技術の説明）
近年、フラットパネルディスプレイはより一般的なものとなり、ブラウン管ディスプレイの代替品として広く使用されている。一般に、様々なタイプのフラットパネルディスプレイを使用することができる。例えば、アクティブマトリックス液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、ディスプレイの一種である。更に、ＯＬＥＤ又はプラズマディスプレイを含むディスプレイを使用する場合もある。ＬＣＤ、ＯＬＥＤディスプレイ又はプラズマディスプレイは、より高い画質、軽量さ、低電圧要件及び低消費電力を含め、ＣＲＴと比較すると幾つかの利点を有する。ディスプレイは、コンピュータモニタ、携帯電話及びテレビ等でよく応用されている。

一般に、ＬＣＤ、ＯＬＥＤ又はプラズマディスプレイでは、基板上の画素素子を電子的に制御する。例えば、アクティブマトリックスＬＣＤは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイ基板とカラーフィルタ基板との間に挟持されてフラットパネルディスプレイを構成する液晶材料を含む。ＴＦＴ基板は薄膜トラジスタのアレイを含み、各トランジスタは画素電極に連結され、またカラーフィルタ基板は異なるカラーフィルタ部位及び共通電極を含む。所定の電圧を画素電極に印加すると画素電極と共通電極との間に電場が発生して液晶材料が配向され、その特定の画素に向かって光が透過できるようになる。

ディスプレイの製造中、フラットパネル基板の検査を行なって、各画素の動作性を測定することが必要である。電圧イメージング、電荷検出及び電子ビーム検査は、製造過程中に不具合をモニタし問題解決するために用いられる工程の一部である。例えば、電子ビーム検査の最中、画素の応答をモニタして欠陥情報を得る。電子ビーム検査の一例においては、所定の電圧を画素電極に印加し、電子ビームを検査対象である個々の画素電極に指向する。画素電極領域から放出された二次電子を検出することで、電極電圧を測定する。ＴＦＴ、ＯＬＥＤディスプレイ等のＬＣＤディスプレイ及びプラズマディスプレイについてその他の検査手順を用いてもよい。一般に、検査手順においては、ディスプレイ又はディスプレイの一部を担持している基板を検査装置内又は検査装置上に配置する。

処理装置のサイズ及びスループットは、フラットパネル製造業者にとって、金銭的な観点及び設計上の観点の両方において大きな懸念である。そのため、製造プロセスの歩留まりが低下しないように、フラットパネルディスプレイ又はフラットパネルディスプレイ用の基板及びその他の大面積電子機器を慎重に取り扱わなくてはならない。第８．５世代（Ｇ８．５）の現在のフラットパネルディスプレイ処理装置は、一般に、最高で約２２００ｍｍｘ２５００ｍｍ及びそれを超える大面積基板に対応している。より大型のディスプレイ、より高い生産性及びより低い製造コストへの要求は、製造基準を満たす基板の歩留まりを向上させることができる改良された検査システムの需要を生み出した。

従って、改善された基板処理をもたらすことができる、大面積基板の検査を行なう検査システム及び大面積基板を検査するための方法が必要とされている。

上記を踏まえ、独立請求項１に記載の電圧補償アセンブリ、独立請求項５に記載の基板上の電子デバイスを検査するための検査システム及び独立請求項１０に記載の能動的に電圧を補償するための方法が提供される。

一実施形態において、基板上の電子的要素と接触させるためのプローバを有するシステムに適合された電圧補償アセンブリが提供される。電圧補償アセンブリは、プローバに接続され且つ能動的に電圧を補償するように構成されたコントローラと、コントローラに接続された、基板上の電圧を測定するための電圧測定ユニットとを含む。

一実施形態において、基板上の電子的要素を検査又は処理するための装置が提供される。本装置は、基板がその内部に配置されるチャンバと、基板を支持するための基板支持体と、基板支持体上に配置された場合に基板と接触させるためのプローバと、電圧測定ユニットを保持するように構成されたホルダとを含み、電圧測定ユニットは、基板上の電圧を測定するように構成される。

別の実施形態において、電子的要素を有する基板を支持するための基板支持体と、電子的要素と接触させるためのプローバを有するチャンバにおいて能動的に電圧を補償するための方法が提供される。本方法は、基板をチャンバ内にロードし、ここで基板及び基板支持体は、基板及び基板支持体が互いに接近する前は互いに既定の距離を置いて離れて位置決めされており、基板を基板支持体上の支持位置に配置し、電子的要素にプローバで接触し、基板を検査又は処理し、電子的要素に補償電圧を供給し、プローバと電子的要素との接触を断ち、補償電圧の供給後、基板及び基板支持体の少なくとも１つを移動させて基板と基板支持体との距離を増大させることを含む。

本発明の上記の構成が詳細に理解されるように、上記で簡単に要約した本発明のより具体的な説明を実施形態を参照して行う。実施形態の一部は添付図面に図示されている。しかしながら、添付図面は本発明の典型的な実施形態しか図示しておらず、本発明はその他の同等に効果的な実施形態も含み得ることから、本発明の範囲を限定すると解釈されないことに留意すべきである。

本願に記載の実施形態が使用可能な検査システムを示す図である。 本願に記載の実施形態と共に使用可能な検査システムのより詳細な図である。 〜 検査用の装置、即ち、検査システムの使用及び基板検査中の基板上の電荷を明らかにするための基板の検査方法を示す図である。 本願に記載の実施形態による検査システムの概略図である。 〜 本願に記載の実施形態による検査装置を示し、本願に記載の実施形態による基板の検査方法を示す図である。 本願に記載され且つ本願に記載の実施形態による能動的電圧補償アセンブリで実行可能な能動的な電圧補償方法を表すフローチャートである。

円滑な理解のために、可能な限り、図面で共通する同一要素は同一参照番号を使用して表した。一実施形態において開示の要素は、特に記載することなくその他の実施形態で便宜上利用することができる。

詳細な説明

本願において、用語「電子デバイス」又は「電子的要素」は、基板（例えば、ガラス基板）上に設けられる電極、接続部、ＴＦＴ、ディスプレイ、１つ以上の導電層等のことである。このような電子デバイス又は電子的要素は、ＬＣＤディスプレイ、ＯＬＥＤディスプレイ又はプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイに使用することができる。

本願に記載の実施形態は、多種多様な検査用途に使用することができる。簡潔にするために、以下においては、電子ビームを用いたディスプレイの検査について述べる。しかしながら、その他の検査装置及び検査法（例えば、光学ビームを使用）が本願に記載の実施形態を利用する場合もある。本願に記載のその他の実施形態と組み合わせることができる更に別の実施形態において、能動的な電圧補償は、基板を基板支持体に移動させる又は基板から移動させるＰＶＤ若しくはＣＶＤ処理ツール又はその他のＥＳＤが重要な用途にも応用することができる。

更なる実施例として、本願に記載の実施形態を、ＡＫＴ ＥＢＴ検査ツール（ＥＢＴ １５ｋ、１５ｋｓ、２５ｋ、４０ｋ、５５ｋ等）に組み込む又は実施することができる。

本願で使用の基板という用語は、概して、ガラス、重合体材料又はその上に電子デバイスを形成するのに適したその他の基板材料から成る大面積基板を指す。本願に記載の実施形態は様々な駆動装置、モータ及びアクチュエータについて言及し、それらは以下の空気圧シリンダ、水圧シリンダ、磁気ドライブ、ステッパ若しくはサーボモータ、スクリュー型アクチュエータ、垂直運動、水平運動、その組み合わせを行うその他のタイプの運動装置又は記載の運動の少なくとも一部を行うのに適したその他の装置の１つ又は組み合わせであってもよい。

本願に記載の様々な構成部品は水平及び垂直面に独立して移動可能であってもよい。垂直とは水平面に直交した動きと定義され、Ｚ方向と称される。水平とは垂直面に直交した動きと定義され、Ｘ又はＹ方向と称される。Ｘ方向はＹ方向に直交した動きであり、Ｙ方向はその逆である。Ｘ、Ｙ及びＺ方向については、読み手の理解のために必要に応じて図に方向を挿入することで更に定義する。従って、座標系は参照の便宜上使用され、また製造時の誤差等を踏まえた直交しない又は直交座標系から若干逸脱したその他の座標系も、本発明の実施形態に依然として使用し得ることを理解すべきである。

図１は、大面積フラットパネル基板上に配置された電子デバイスの動作性等の様々な性質を検査するように構成された検査システム１００（例えば、インライン検査システム）の実施形態を示す。例えば、大面積基板は、約１９２０ｍｍｘ約２２５０ｍｍまで及びそれを超える寸法、例えば現行のＧ８．５世代の場合、２２００ｍｍｘ２５００ｍｍ以上の寸法を有し得る。検査システム１００は、検査チャンバ１１０、１つ以上のロードロックチャンバ１２０Ａ、１２０Ｂ及び複数の検査カラム１１５（図１では６つを図示）を含む。実施形態に応じて、これらの１つ以上の検査カラムは、荷電粒子ビームカラム、例えば電子ビームカラム、容量結合に基づいた光変調器を含む光学カラム又は大面積基板上に位置する電子デバイスを検査するように構成されたいずれのデバイスにもなり得る。従って、電子デバイスは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、電極、電極への接続部となり得る。本願に記載のその他の実施形態と組み合わせることができる異なる実施形態において、電子デバイスは、フラットパネルディスプレイの画素又はサブピクセルに対応した電荷をもたらす又は担持する。検査システム１００は、典型的にはクリーンルーム環境内に設置され、１つ以上の大面積基板を検査システム１００に／から運ぶための基板取扱設備（ロボット設備又はコンベヤシステム等）を含む製造システムの一部であってもよい。

１つ以上のロードロックチャンバ１２０Ａは、検査チャンバ１１０の一方のサイド又は両サイドで、ロードロックチャンバ１２０Ａと検査チャンバ１１０との間に配置されたバルブ１３５Ａ及びロードロックチャンバ１２０Ｂと検査チャンバ１１０との間に配置されたバルブ１３５Ｂによって、検査チャンバ１１０に隣接して配置され且つ接続され得る。ロードロックチャンバ１２０Ａ、１２０Ｂによって、検査チャンバ１１０及び周囲環境内外への、典型的にはクリーンルーム環境内に配置された搬送ロボット及び／又はコンベヤシステムからの大面積基板の搬送が促進される。一実施形態において、１つ以上のロードロックチャンバ１２０Ａ、１２０Ｂは、少なくとも２枚の大面積基板の搬送を促進するように構成されたデュアルスロットロードロックチャンバである。デュアルスロットロードロックチャンバの例は、２００４年１２月２１日に発行の米国特許第６８３３７１７号（代理人整理番号００８５００）及び２００５年６月６日に出願された米国特許出願第１１／２９８６４８号（代理人整理番号０１０１４３）「Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｓｕｐｐｏｒｔ ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｒｏｂｅｒ Ｄｒｉｖｅ」に記載されており、これらの文献は共に本開示に矛盾しない範囲で引用により本明細書に組み込まれる。

一部の実施形態において、ロードロックチャンバ１２０Ａを、搬入ポート１３０Ａを通してクリーンルーム環境から基板を受け取るように構成することができ、ロードロックチャンバ１２０Ｂは選択的に開放することにより大面積基板をクリーンルーム環境に戻す搬出ポート１３０Ｂを有する。更に別の実施形態においては、それぞれが基板をロード及びアンロードするように構成された１つ以上のロードロックチャンバが設置される。ロードロックチャンバ１２０Ａ、１２０Ｂは周囲環境から密閉可能であり、典型的には１つ以上の真空ポンプ１２２に連結されており、検査チャンバ１１０を、ロードロックチャンバ１２０Ａ、１２０Ｂの真空ポンプとは別の１つ以上の真空ポンプ１２２に連結してもよい。大面積基板を検査するための電子ビーム検査システムの様々な構成部品の例は、上記にて引用により本明細書に組み込まれた２００４年１２月２１日に発行の米国特許第６８３３７１７号（代理人整理番号００８５００）「Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ Ｔｅｓｔ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｍｏｄｕｌｅ」に記載されている。従って、本願に記載のその他の実施形態と組み合わせることができる典型的な実施形態において、ロードロックチャンバと検査チャンバとを同様の圧力にまで排気した後、チャンバ間のスリットバルブ等のバルブは開放され、ロボットに接続されたエンドエフェクタは検査チャンバからロードロックチャンバへと移動し、基板を持ち上げ、基板を担持しながら検査チャンバ内へと後退する。次に、基板を、以下にてより詳細に説明するように、検査チャンバ１１０内の基板支持構造体の上方又はその上に位置決めすることができる。

本願に記載のその他の実施形態と組み合わせることができる更に別の実施形態において、ロードロックチャンバ及び／又は検査チャンバは、ロードロックチャンバ及び／又は検査チャンバ内の基板の一部を検査するための顕微鏡を有する。顕微鏡の例は、２００６年３月１４日に出願の米国特許出願第１１／３７５６２５号（ＵＳ２００６／０２４４４６７）「Ｉｎ−Ｌｉｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ Ｔｅｓｔ Ｓｙｓｔｅｍ」に記載されており、この文献は、本開示と矛盾しない範囲で引用により本明細書に組み込まれる。

一部の実施形態において、検査システム１００は、単一方向軸（図ではＹ軸として図示）に沿った検査シーケンスを通して、その上に電子デバイスが位置する大面積基板１０５を輸送するように構成される。その他の実施形態において、検査シーケンスは、Ｘ軸及びＹ軸に沿った動きの組み合わせを含む。その他の実施形態において、検査シーケンスは、検査チャンバ１１０内の検査カラム１１５及び可動性基板支持体の一方又は両方によってもたらされるＺ方向運動を含む。基板１０５は、基板の幅又は長さ方向に沿って検査システム１００内に導入される。検査システムにおける基板１０５のＹ方向運動により、システムの寸法は、基板１０５の幅又は長さ寸法より若干大きくなる。

本願に記載のその他の実施形態と組み合わせることができる一部の実施形態においては、図１に示されるように、１つ以上の電圧測定ユニット１６０が、検査システムに設置される。従って、一部の実施形態において、電圧測定ユニットは、検査システム内で基板の電圧の絶対値（即ち、大地に対する基板の電位）を測定するように構成される。電圧測定ユニット１６０を使用して、異なる処理工程中に基板の電位を測定することができる。これについては図３Ａ〜６に関連してより詳細に説明する。

検査システム１００は、検査システム１００内を少なくともＹ方向に移動するように構成された可動式基板支持テーブルも含むことができる。或いは、基板１０５は、支持テーブルを伴って又は伴うことなく、コンベヤ、ベルトシステム、シャトルシステム又は検査システム１００を通して基板１０５を輸送するように構成されたその他の適切な輸送装置によって、検査システム内を搬送される。一実施形態において、これらの支持体及び／又は搬送機構はいずれも、１つの水平方向軸に沿ってのみ移動するように構成される。単一方向の輸送システムとすることにより、ロードックチャンバ１２０Ａ、１２０Ｂ及び検査チャンバ１１０のチャンバ高さを最小限にとどめることができる。検査システムの高さの低下と最狭幅とが相まって、ロードロックチャンバ１２０Ａ、１２０Ｂ及び検査チャンバ１１０の容積が低下する。この容積の低下により、ロードロックチャンバ１２０Ａ、１２０Ｂ及び検査チャンバ１１０におけるポンプダウン及び通気時間が短縮され、検査システム１００のスループットが向上する。単一方向軸に沿った支持テーブルの移動によって、Ｘ方向に支持テーブルを移動させるのに必要な駆動部も排除される又は最小限に抑えられ得る。

本願に記載の実施形態において、基板は支持構造体の上方に配置され、基板と支持構造体は、検査中、基板を支持するために接触させられ、基板及び支持構造体は、基板を搬送チャンバ（検査後のロードロックチャンバ等）に搬送する前に再度離れる。従って、本願に記載のその他の実施形態と組み合わせることができる異なる実施形態において、支持構造体は支持・搬送構造体であり、支持構造体は検査中、基板も搬送する。更に別の代替となる変形例において、基板及び支持構造体は、基板を移動させることによって及び／又は支持構造体を移動させることによって接触させられる。例えば、基板は検査チャンバにおいて支持構造体の上を搬送される。ここで支持構造体を上昇させて基板を支持させる。或いは又は更に、基板が検査チャンバ内の支持構造体の上に搬送されたら、基板を支持構造体上に降下させる。

本願に記載のその他の実施形態と組み合わせることができる一部の実施形態において、基板構造体又は支持テーブルは、より詳細には図２に図示するように設置される。図２は、検査チャンバ２００の拡大断面図である。基板テーブルは、第１ステージ２５５、第２ステージ２６０及び第３ステージ２６５を含む。３つのステージ２５５、２６０、２６５は平面の単一体又は実質的に平面の単一体であり、互いに積層される。一態様において、３つのステージ２５５、２６０及び２６５のそれぞれは、直交軸又は次元に沿って独立して移動する。簡略化及び説明の便宜上、第１ステージ２５５については、Ｘ軸に沿って移動し且つ下方ステージ２５５と称されるステージとして以下で更に説明する。第２ステージ２６０については、Ｙ軸に沿って移動し且つ上方ステージ２６０と称されるステージとして以下で更に説明する。第３ステージ２６５については、Ｚ軸に沿って移動し且つＺステージ２６５と称されるステージとして以下で更に説明する。

下方ステージ２５５及び上方ステージ２６０はそれぞれ、検査チャンバ１００の方向に応じて左右又は前後に移動することができる。即ち、下方ステージ２５５及び上方ステージ２６０は共に同一水平面上を直線的に移動するが、互いに直交した方向に移動する。対照的に、Ｚステージ２６５は垂直方向又は「Ｚ方向」に移動する。例えば、下方ステージ２５５は「Ｘ方向」の左右に移動し、上方ステージ２６０は「Ｙ方向」の前後に移動し、Ｚステージ２６５は「Ｚ方向」の上下に移動する。

下方ステージ２５５は、ベース２３５に第１駆動システム（この図には描かれていない）を介して連結される。第１駆動システムは下方ステージ２３５をＸ軸に沿って直線的に移動させる。同様に、上方ステージ２６０は下方ステージ２５５に第２駆動システム（この図には描かれていない）を介して連結されており、第２駆動システムは上方ステージ２６０をＹ軸に沿って直線的に移動させる。第１駆動システムは基板テーブル２５０をＸ方向又は次元に基板の幅の少なくとも５０％分、移動させることができる。同様に、第２駆動システムは、基板テーブル２５０をＹ方向又は次元に基板の長さの少なくとも５０％分、移動させることができる。駆動システムの様々な構成部品の例は、２００４年１２月２１日に発行の米国特許第６８３３７１７号（代理人整理番号００８５００）「Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｂｅａｍ Ｔｅｓｔ Ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｍｏｄｕｌｅ」に記載されており、この文献は本開示に矛盾しない範囲で引用により本明細書に組み込まれる。

図２に示されるように、検査チャンバ２００は更にエンドエフェクタ２７０を含み、エンドエフェクタは基板２８５を検査チャンバ２００内外に搬送するためのリフトフォークとして設置することができる。運転中、エンドエフェクタ２７０は検査チャンバ２００からロードロックチャンバ１２０内へと伸びて、基板をロードする。同様に、基板がその上にロードされたエンドエフェクタ２７０は、検査チャンバ２００からロードロックチャンバ１２０内へと伸びて基板をロードロックチャンバ１２０へと搬送する。運動装置、例えば直線アクチュエータ、空気圧シリンダ、水圧シリンダ、磁気ドライブ、ステッパ、サーボモータを例えばエンドエフェクタ２７０に連結してこの搬送を補佐してもよい。一態様において、エンドエフェクタ２７０は、エンドエフェクタ２７０の検査チャンバ２００内外への移動を可能にする一対のベアリングブロック２７２を含む。

図２は、等間隔に離間された４つのフィンガを有するエンドエフェクタ２７０の一実施形態を示す。フィンガは、基板２８５が上に配置されると基板と接触しそれを支持する。フィンガの実際の数は設計上の問題であって、取り扱う基板のサイズに必要な適当なフィンガ数は、当業者による技術範囲内で求めることができる。

Ｚステージ２６５は、上方ステージ２６０の上面に配置される。Ｚステージ２６５は、検査チャンバ２００内で基板２８５と接触しそれを支持する平面又は実質的に平面である上面を有する。Ｚステージ２６５には溝が形成されている又はＺステージ２６５は分割されているため、Ｚステージ２６５の各セグメントはエンドエフェクタ２７０のフィンガに隣接して並ぶ。このため、Ｚステージ２６５及びエンドエフェクタ２７０は同一水平面上で噛み合うことができる。この構成によってＺステージ２６５はエンドエフェクタ２７０の上又は下に移動することができるようになる。従って、Ｚステージ２６５のセグメント間の幅はエンドエフェクタ２７０のフィンガの幅に隙間を確保するための若干の余裕を足したものに対応する。図２の断面図では５つのセグメントが描かれているが、Ｚステージのセグメントの数は幾つであってもよい。

本願に記載のその他の実施形態と組み合わせることができる異なる実施形態において、１つ以上のＺステージリフト２７５が、Ｚステージ２６５を構成するセグメントのそれぞれの背面に連結される。各Ｚステージリフト２７５は、上方ステージ２６０に形成されたチャネル内に配置され、検査チャンバ２００内での粒子汚染を軽減するために、各Ｚステージリフト２７５の周囲には蛇腹部（ベロー）２７７が配置される。Ｚステージリフト２７５は垂直方向に上下に移動し、空気又は電気によって駆動される。蛇腹部２７７は、リフト２７５の運動に応答して収縮及び拡張する。

上述したように、検査システム内において、基板は検査チャンバにロードされる。従って、基板を基板支持体（ステージ、基板テーブル等）上に降下させることができる。或いは、基板支持体又はテーブルを上昇させて基板を支持することができる。更に別の実施形態においては、基板及び基板支持体の動きを組み合わせる。図３ａは、基板３８５が基板支持構造体３８０から離れている状況を描いている。検査中、図３ｂに示されるように、基板３８５は基板支持体３８０によって支持されるため、基板は基板支持体の一部と接触している又は基板支持体の若干上方、例えばエアクッション上に浮いている。検査手順終了後、基板を検査チャンバからアンロードするために、基板３８５及び基板支持構造体３８０は互いに垂直方向（ｚ方向）に離間される。従って、基板取り扱い中、過剰な電圧が発生し、ディスプレイの電子的要素又はディスプレイ全体が破壊される場合がある。特に、基板をステージから持ち上げると、数千ボルトにもなる電圧が発生することがある。これは図３Ｃにおいて、基板上の正の電荷の数の低下によって表されている。この現象は、特に、検査が検査チャンバで行なわれた後に基板を接地するのが一般的なやり方であるとの事実に基づいて起こり得る。

上記の静電荷（ＥＳＣ）は、基板の初期電荷及びその分極等の複数の要因の影響を受ける。従って、処理依存性の電荷が、基板の検査前に存在し得る。更に、摩擦電気効果によって、基板には追加の電荷がもたらされる。更に、検査システムの形状及び検査システムに使用される材料によっては、基板と隣接する構成部品との間で容量結合が発生する。このため、静電荷は基板に施される過去及び現在の処理工程に応じて変化し、制御は困難である。従って、これらを踏まえると、ＥＳＣは以下のようにして発生し得る。例えばガラス部位３８８及び上面３８６を有する分極化した基板（例えば、画素電極又はその他の導電部）が上昇位置の基板支持体、即ち、ステージに近づくと、ガラス上部のキャパシタンス３９２及びガラス底部のキャパシタンス３９４がほぼ同じとなり、それぞれその上に電子デバイスを有する基板又は上面３８６上において静電圧は測定されない又は若干の非破壊的な静電圧だけが測定される。これは図３Ａに示される。本願に記載の本発明の実施形態と組み合わせることができる一部の実施形態において、基板３８５と基板支持体３８０との距離は上昇位置で約１５ｍｍである。

基板３８５を基板支持体３８０上に載置している間、図３Ｂに示されるように、基板の底面（例えば、ガラス）は基板支持体に近接し、一方、電子デバイスを有する上面３８６は基板支持体から層３８８によって隔てられている。従って、キャパシタンス３９４ｂはキャパシタンス３９２ｂより大きい。この結果、電圧は互いに補償されず、静電圧が検出される。

検査中、上述したように、プローババー又はプローバフレームが基板上の電子的要素に接触し、一般に検査手順後に接地される。従って、電子的要素、即ち、ディスプレイは強制的に大地電位となり、基板の事前の状態に応じて、電荷キャリアの流入又は流出が発生する。次に、プローババーが基板と接触を断ち、電荷（電荷キャリアの数）は一定となる。

基板をアンロードするための続く上昇位置において（図３Ｃを参照のこと）、基板は基板支持体から離間され、キャパシタンス３９２及び３９４は再度ほぼ同じとなり、先行の状態（図３Ｂに示されるような、基板支持体３８０上への基板３８５の載置）でのキャパシタンスよりずっと小さくなる。この結果、一定の電荷及び大幅に低下した容量により、電子的要素、ディスプレイ、電極等を含む上面３８６上の電圧が数千ボルトに上昇し、電子的要素が破壊される場合がある。

電子デバイスの破壊を軽減又は回避することによってシステムのスループットを上昇させるために、本発明の実施形態では、図４〜６と関連させて説明するような電荷の補償を行なう。図４は、ロードロックチャンバ１２０及び検査チャンバ１１０を含む検査システムの概略図である。一部の実施形態において、以下の要素の１つ以上が設置される：１つ以上の検査カラム５１５、基板上の電子的要素に接触するためのプローバヘッド４３２が取り付けられたプローババー４３０。本願に記載のその他の実施形態と組み合わせることができる一部の実施形態において、プローバヘッドはプローババー４３０に可動式に取り付けられているため、基板のデザインに応じて接触位置を揃えることができる。更に別の代替となる又は追加の変形例においては、（例えば、再位置決めが可能なプローバヘッドを介して）接触位置が可変である、調節可能なフレームバー位置を有する等のプローバフレームを設置することができる。

本願に記載のその他の実施形態と組み合わせることができる更に別の実施形態においては、電圧測定ユニット４６０が設置される。典型的には、実施形態に応じて、電圧測定ユニットは、基板上の電圧の絶対値を測定するように構成することができる（例えば、電圧測定ユニットは、静電電圧計である）。特定の任意の実施形態において、電圧測定ユニットは、静電圧を測定するように構成される及び／又は電気力線を測定するように構成することができる。例えば、振動圧電性結晶を使用して電気力線ひいては基板上の絶対電圧を測定することができる。

本願に記載のその他の実施形態と組み合わせることができる更に別の実施形態において、電圧測定ユニット４６０は、検査システム内に固定して取り付けられる又は電圧測定ユニット４６０は、検査システム内に取り外し可能に取り付けられるため、電圧測定ユニットを、検査システムの設置中及び／又は異なる処理履歴、即ち、異なる初期静電荷を有する新しい製品を初めて検査システムで使用する場合に使用することができる。更に別の追加の又は代替の変形例において、電圧測定ユニットは、検査チャンバ内又は検査チャンバのハウジング内に取り付けられる。更に別の変形例においては１つ以上の電圧測定ユニットが設置され、その数は例えば設置されるロードロックチャンバの数に左右される。例えば、図１に示されるように、２つのロードロックチャンバが検査チャンバの各サイドに設置される場合、２つの電圧測定ユニットを設置して、基板のローディング後及びアンローディング前に基板上の静電圧を測定する。

図４に示す実施例に関し、検査システム１００は、以下の方法の応用に使用することができる。一実施形態において、基板は上昇位置（基板支持体又はステージの例えば約５〜２５ｍｍ、典型的には１２〜１８ｍｍ上方）で検査チャンバに進入し、電圧測定ユニット（例えば、静電電圧計）が初期電圧V_０を検知する。この電圧V_０は、例えば５０Ｖ〜１５０Ｖの範囲にある。基板を基板支持体上に降下させ及び／又は基板支持体を上昇させて、基板を基板支持体で支持する。電圧測定ユニットは、基板上の静電圧を測定することにより値Ｖ_１を得る。例えば、５０Ｖ又は６０Ｖの値Ｖ_１が測定される。更に別の実施形態において、補償電圧の典型的な絶対値は５０Ｖ以下、例えば２０Ｖ〜４０Ｖである。

検査中、プローバは基板上の電子的要素と接触し、例えばディスプレイを接地するため、電圧０Ｖが測定される又は電子的要素の１つ以上に検査電圧が供給される。検査後、プローバを基板から持ち上げる前（即ち、プローバが基板と接触している限り）、基板上の電圧は電圧値Ｖ_１に設定される。例えば、全プローバピンが、基板上の全てのディスプレイについて事前に測定された電圧Ｖ_１に設定される。基板をアンロードするために、基板及び／又は支持体を移動させて基板を支持体から離すと、ロード時の状態と同様の距離において、初期静電圧と同様の静電圧が存在する。

基板を基板支持体から持ち上げた後、電圧Ｖ_２が基板の上面にもたらされる。補償電圧がＶ_１に等しく設定される場合、電圧Ｖ_２は点火電圧Ｖ_０と同様である。

一般に、本願に記載の様々な実施形態において、電圧補償アセンブリは、閉ループ制御に適合させることができる（即ち、閉ループ制御のためのコントローラを含む）及び／又は電圧を補償するための方法を閉ループ制御を用いて行なうことができる。任意の実施形態では、支持位置での電圧Ｖ_１を測定し、コントローラは、基板からプローバを離す前に電圧Ｖ_１の値の電圧を全てのプローバニードルに供給する。別の任意の実施形態においては、電圧Ｖ_２を、基板を基板支持体から持ち上げた後に測定し、測定された電圧Ｖ_２を閉ループ制御に値をフィードフォーワードするための基準値として使用し、補償電圧を調節して処理においてＶ_２を最小限に抑える。

更に別の実施形態において、能動的な電圧補償は、閉ループ制御を使用せずに行なわれる。例えば、望ましい補償電圧を手動で測定する又はナレッジ・データベース等のその他の手段によって既定する。対応する補償電圧をコントロールソフトウェアの入力パラメータとして使用し、プローバを基板から持ち上げる前に全プローバニードルに印加する。更に別の実施形態において、電圧は、経験に基づいて、製造ラインにおいて、補償電圧が閾値より小さい電圧Ｖ_２（例えば、±１５０Ｖより小さい製造仕様）となるような値に設定される。このため、閉ループ制御がなされない場合、補償電圧の符号及び値が検査済み又は処理済み製品並びに現在及び過去の処理パラメータに応じて異なるように気をつけなければならない。

上述したように、本願に記載の実施形態において、静電気放電（ＥＳＤ）が発生する処理の場合、ＥＳＤは、電子デバイスと接触させ、ＥＳＤに対抗する既定の電荷を供給することによって軽減することができる。従って、既定の電荷は、検査中及び先行の処理工程中の処理パラメータが十分に判明している場合に事前に求めることができる又は印加する電荷は電圧測定ユニットで測定することができる。

従って、能動的な電圧補償を、本願に記載の実施形態で行なうことができる。一部の実施形態において、能動的な電圧補償は、コントロールユニット４７０の制御によって行われる。図４に示されるように、制御は、閉ループ系を使用して行なうことができる。例えば、基板をロードロックチャンバ１２０から検査チャンバ１１０にロードした後、基板２８５を検査チャンバ１１０の端部（図４の右側）に輸送することができ、矢印４０２が示すように、検査のために移動させられる。基板２８５の一部が検査カラム５１５によって検査され、プローブヘッド４３２が依然として検査対象である電子的要素と接触している間、電圧測定ユニット４６０は基板上のその部位の電圧を測定する。測定値はコントロールユニット４７０（プローブヘッド４３２と通信し、信号をプローブヘッド４３２に送り、プローブヘッド４３２のコンタクトピンに電圧を供給することによって所望の値でもって基板上の電圧を能動的に補償する）に供給される。その後、プローブヘッドを基板から持ち上げ、基板の次の部位上に位置決めする。従って、本願に記載のその他の実施形態と組み合わせることができる一部の実施形態において、特にプローバが基板全体に一度で接触しない場合、能動的な電圧補償は部位ごとに行なわれる。

上述したように、その他の実施形態と組み合わせることができる本願に記載の実施形態において、閉ループ制御を行なうことができる。閉ループ制御は、従って、基板上の静電圧を電圧測定ユニット４６０で測定し、結果を制御ユニット４７０に送り、基板上の電子的要素に供給される電圧をプローブヘッドのコンタクトピン、プローブフレーム等を介してコントロールユニット４７０によって制御することを含む。

図４に示されるように、コントロールユニット４７０はメモリ４７５も含み得る。更なる変形例においては、メモリ４７５を使用して、能動的な電圧補償のための望ましい電圧の値を記録する。この結果、これらのケースでは静電圧の測定を省略することができ、全ての処理パラメータ、例えば基板処理履歴における過去及び現在のパラメータが既定され、能動的な電圧補償のための値を、既定値として定義することができる。

対応する実施形態は、例えば図５Ａ及び５Ｂに図示されている。図５Ａは、基板２８５を検査チャンバ１１０内のロードロックチャンバ１２０からロードし、プローバヘッド又はプローバフレーム５３０が基板２８５上に置かれ、基板が検査チャンバ１１０の一方のサイドに移動し、基板の検査が検査カラム５１５で行なわれ、その間、基板が検査チャンバの一方のサイドからもう一方のサイドへと図５Ａ及び５Ｂの右から左へと移動する状況を図示している。図５Ｂは、検査手順の最後を示しており、基板２８５の最後の部位が検査され、検査フレーム５３０は基板２８５と依然として接触している。プローバフレーム５３０を基板から持ち上げる前に、ＥＳＤの能動的な電圧補償のための既定の電圧を電子的要素（基板上の全ディスプレイ等）に供給する。その後、プローバ５３０と基板２８５との接触を断ち、基板２８５を、基板の電子デバイス上での過剰な高電圧の発生による基板の損傷を伴うことなく、基板支持体から持ち上げることができる。

これら及びその他の実施形態は、図６に図示のフローチャートによって表すことができる。一般に、検査システムの検査手順は以下のように行うことができる。電子デバイス（ディスプレイ、ディスプレイのＴＦＴ、ディスプレイの電極等）をその上に有する基板を、検査チャンバにロードする（工程６０２）。工程６０４において、基板を、ステージ又はテーブル等の基板支持体上に位置決めする。これは基板の垂直運動、支持体の垂直運動又はこれらの組み合わせによって行なうことができる。垂直運動とは、例えば、基板支持体上方に水平方向に置かれた基板のことであると当業者なら理解できる。その他の基板方向又は支持機構のケースにおいて、基板と基板支持体との間の動きが垂直でないこともあるが、基板を基板支持体によって支持する別の方向が対応して設定される。

電子ビーム検査、光学ビームによる検査等の検査手順又はその他の検査手順に関し、一般に、基板（即ち、基板上の電子的要素）にはプローバが接触する（工程６０６）。その後、検査手順を工程６０８において実行することができる。工程６１２においてプローバと基板との間の接触を断つ前に、基板と接触しているプローバを介して能動的な電圧補償を行なう。その後、工程６１４において基板を基板支持体から離すことができ、また工程６１６において、基板を検査チャンバからアンロードすることができる。

本願に記載のその他の実施形態と組み合わせることができる更なる実施形態においては、基板を基板支持体上に位置決めした後に、基板上の静電圧の測定を工程６０５において行なう。更に別の代替の又は追加の変形例においては、基板を検査チャンバにロードした後の基板を基板支持体上に位置決めする前にも（即ち、基板が基板支持体から離れている限り）静電圧の測定を行なう。このような測定によって、基板から基板支持体までの距離が変化する前及び変化した後の電圧変化についての情報が得られる。典型的には、一部の実施形態において、静電圧の測定６０５を利用して、工程６１０において電圧を補償する。従って、基板を支持体上に位置決めした後の測定静電圧が、基板を支持体から持ち上げる前の能動的な電圧補償中に供給される。

本願に記載のその他の実施形態と組み合わせることができる更に別の実施形態においては、工程６０５における静電圧測定を利用して、既定値又は実測値を工程６２０において供給する。従って、例えば、一定のプロセスフロー内の１つ以上の基板を工程６０５において測定し、その値又は平均値を既定値として記録し、この既定値を、能動的に電圧を補償する工程６１０において使用する。工程６０５で常に静電圧を測定する必要はない。従って、様々な実施形態において、ステージ電圧を測定するための電圧測定ユニット（電圧計等）は、検査チャンバに固定して取り付けても検査チャンバに取り外し可能に取り付けてもよい。

上記を踏まえ、本願に記載の実施形態を互いに組み合わせて更に別の実施形態を構成することができる。例えば、一実施形態において、基板上の電子的要素のための検査システムに適合された電圧補償アセンブリが提供され、検査システムは基板上の電子的要素と接触させるためのプローバを有する。電圧補償ユニットは、プローバに接続され且つ能動的に電圧を補償するように構成されたコントローラと、コントローラに接続された、基板上の電圧を測定するための電圧測定ユニットとを含む。その任意の変形例において、電圧測定ユニットは、静電圧の絶対値を測定するように構成することができ、電圧測定ユニットは静電電圧計であってもよく及び／又は電圧測定ユニットは、基板の電圧を測定するための、電場力線を測定する振動圧電性結晶を含むことができる。

更に別の実施形態において、基板上の電子的要素を検査するための装置が提供される。本装置は、基板をその内部に配置する検査チャンバと、基板を支持するための基板支持体と、基板支持体上に配置された際に基板と接触させるためのプローバと、基板上の電子的要素を検査するための１つ以上の検査カラムと、電圧測定ユニットを保持するように構成されたホルダとを含み、電圧測定ユニットは、基板上の電圧を測定するように構成される。その任意の変形例において、本装置は、本願に記載の実施形態のいずれかによる電圧補償アセンブリを含むことができ、特にホルダは電圧測定ユニットを保持するように構成される。更に別の代替の又は追加の実施例において、１つ以上の検査カラムは電子ビーム検査システムである又は１つ以上の検査カラムは光学検査システムである（電子的要素に容量結合する光変調器を含む）及び／又はプローバは、プローババー、プローバフレーム及びプローバヘッドから成る群から選択される少なくとも１つの要素を含み得る。

更に別の実施形態において、電子的要素を有する基板を支持するための基板支持体及び電子的要素に接触させるためのプローバを有する検査チャンバにおいて能動的に電圧を補償するための方法が提供される。本方法は、基板を検査チャンバ内にロードし、ここで基板及び基板支持体は、基板及び基板支持体が互いに接近する前は互いに既定の距離を置いて離れて位置決めされており、基板を基板支持体上の支持位置に配置し、電子的要素にプローバで接触し、基板を検査し、電子的要素に補償電圧を供給し、プローバと電子的要素との接触を断ち、補償電圧の供給後、基板及び基板支持体の少なくとも１つを移動させて基板と基板支持体との距離を増大させることを含む。更なる任意の変形例において、本方法は更に、支持位置において静電圧を測定し、静電圧±１０％となるように補償電圧を供給し、既定の電圧の位置で更なる静電圧を測定し及び／又は既定の電圧の位置で更なる静電圧を測定することを含む。本願に記載のその他の実施形態と組み合わせることができる更に別の実施形態において、補償電圧は、既定電圧としてのメモリからの電圧として供給することができる及び／又は補償電圧は、−１０Ｖ〜−１００Ｖ又は１０Ｖ〜１００Ｖの範囲となり得る。

上記は本発明の実施形態を対象としているが、本発明のその他又は更なる実施形態は本発明の基本的な範囲から逸脱することなく創作することができ、本発明の範囲は以下の特許請求の範囲に基づいて定められる。

Claims (14)

1. 基板（１０５）上の電子的要素に接触させるためのプローバ（４３０、４３２）を有するシステムに適合された電圧補償アセンブリであって、電圧補償アセンブリが、
   プローバ（４３０、４３２）に接続され且つプローバを介して電子的要素に能動的な電圧補償を行うように構成されたコントローラと、
   コントローラに接続された、基板上の電圧を測定するための電圧測定ユニット（１６０、４６０）とを備え、コントローラは、プローバに供給される動作電圧から、動作電圧とは異なるプローバに供給される補償電圧へと能動的に補償するために、プローバを介して電子的要素に電圧を供給するように構成され、補償電圧は基板の取り扱い中に電圧測定ユニットによって測定された基板上の電圧に基づいて静電気放電に対抗する既定の電荷を供給する電圧補償アセンブリ。
2. 電圧測定ユニットが、静電圧の絶対値を測定するように構成される、請求項１記載の電圧補償アセンブリ。
3. 電圧測定ユニットが静電電圧計である、請求項１又は２記載の電圧補償アセンブリ。
4. 電圧測定ユニットが、基板の電圧を測定するための電場力線を測定する振動圧電性結晶を含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の電圧補償アセンブリ。
5. システムが基板上の電子的要素のための検査システムである、請求項１〜４のいずれか１項記載の電圧補償アセンブリ。
6. 基板（１０５）をその内部に配置するチャンバと、
   基板を支持するための基板支持体（３８０）と、
   基板支持体上に配置された際に基板と接触させるためのプローバ（４３０、４３２）と、
   請求項１〜５のいずれか１項記載の電圧補償アセンブリと、
   電圧測定ユニットを保持するように構成されたホルダとを備える、基板を検査又は処理するための装置。
7. 装置が基板上の電子的要素を検査するためのものであり、チャンバが検査チャンバであり、装置が、チャンバに結合され基板上の電子的要素を検査するための１つ以上の検査カラムを更に備える請求項６記載の装置。
8. １つ以上の検査カラムが電子ビーム検査システムである又は１つ以上の検査カラムが電
   子的要素に容量結合する光変調器を含む光学検査システムである請求項７記載の装置。
9. プローバが、プローババー、プローバフレーム及びプローバヘッドから成る群から選択される少なくとも１つの要素を含む請求項６〜８のいずれか１項記載の装置。
10. 電子的要素を有する基板を支持するための基板支持体と、電子的要素と接触させるためのプローバを有するチャンバにおいて能動的に電圧を補償するための方法であって、
    基板（１０５）をチャンバ内にロードし、ここで基板及び基板支持体（３８０）は、基板及び基板支持体が互いに接近する前は互いに既定の距離を置いて離れて位置決めされており、
    基板を基板支持体上の支持位置に配置し、
    電子的要素にプローバ（４３０、４３２）で接触し、
    基板を検査又は処理し、
    プローバに供給される動作電圧から、動作電圧とは異なるプローバに供給される補償電圧へと能動的に補償するために、プローバ（４３０、４３２）を介して電子的要素に補償電圧を供給し、補償電圧は基板の取り扱い中に静電気放電に対抗する既定の電荷を供給し、
    プローバと電子的要素との接触を断ち、
    補償電圧の供給後、基板及び基板支持体の少なくとも１つを移動させて基板と基板支持体との距離を増大させることを含む方法。
11. 支持位置で基板上の静電圧を測定し、
    静電圧±１０％の範囲で補償電圧を供給することを更に含む、請求項１０記載の方法。
12. 既定の距離の位置で基板上の更なる静電圧を測定することを更に含む、請求項１０又は１１記載の方法。
13. 補償電圧が、既定電圧としてメモリからの電圧として供給される、請求項１０〜１２のいずれか１項記載の方法。
14. 補償電圧が、−１０Ｖ〜−１００Ｖ又は１０Ｖ〜１００Ｖの範囲内である、請求項１０〜１３のいずれか１項記載の方法。
    

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