KR101051730B1 - 기판 검사 및 수정 장치와 기판 평가 시스템 - Google Patents
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Abstract
기판 검사 및 수정 장치는, TFT 어레이가 형성되는 기판의 결함 검사를 행하는 검사부와 결함 어레이를 수정하는 수정부를 구비하며, 검사부와 수정부에 의해 동일 챔버 내에서 기판의 결함 검사와 결함 수정을 수행하는 구성을 가진다. 이에 따라, 기판의 이동에 관련된 공정을 간략화하며, 장치와 중앙의 시스템 서버와의 사이에서 수행되는 데이터의 송수신 공정을 간략화한다. 제1 검사부에 의해 결함 부위의 화소 좌표 데이터와 결함 부위의 결함종의 결함종 데이터가 출력되고, 수정부는 제1 검사부가 검출한 결함 부위의 화소 좌표 데이터 및 확인한 결함종의 결함종 데이터에 근거하여, 그 결함 부위를 수정한다. 제2 검사부는 기판의 화소 단위의 TFT 어레이의 구동 상태를 검사하여 TFT 어레이의 구동 상태 데이터를 출력하고, 수정 후의 상태를 재검사한다.
Description
본 발명은, 액정, 유기 EL 등에 이용되는 TFT 어레이 기판의 제조 공정 및 검사 공정에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 기판의 결함 검사, 결함 검사에서 검출된 결함을 수정하는 장치, 그리고 기판 결함의 검사 및 수정에서 얻어진 결함 데이터나 검사 데이터에 근거하여 기판을 평가하고, 또한 이들 결함 데이터나 검사 데이터에 근거하여 기판의 제조 공정으로 피드백할 수 있는 기판 평가 시스템에 관한 것이다.
TFT(thin film transistor) 어레이는 예를 들면, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치의 화소 전극을 선택하는 스위칭 소자로서 이용된다.
액정 기판이나 유기 EL 기판 등의 TFT 어레이가 형성된 반도체 기판의 제조과정에 있어서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제조 과정 중에 기판의 TFT 어레이 등을 검사하는 검사 공정(S100), 검사 공정에서 발견한 기판 결함을 수정하는 공정(S200), 수정한 결함을 재검사하는 공정(S300) 등을 포함하고 있다.
TFT 어레이 기판의 검사는 TFT 어레이 기판의 제조 공정 후에 TFT 어레이 기판 검사 공정으로서 단독으로 형성되는 점 이외에 제조 공정 내에 편입시키서 수행 되는 경우도 있다. 이러한 TFT 어레이 기판 검사에 있어서, TFT 어레이 기판에 생성된 TFT 어레이에 예를 들면, 단락이나 단선이나 부착물 등의 결함에 대하여, 그 유무, 위치, 결함 종류 등을 판정하여 분류하는 것이 수행되고 있다.
TFT 어레이의 결함 검출은, 액정이나 유기 EL의 표시 상태를 관찰함으로써 수행될 수 있으나, 표시 상태를 관찰하는 것에 의해 TFT 어레이를 검사하는 경우에는 예를 들면, 액정 패널에서는 TFT 어레이 기판과 대향 전극과의 사이에 액정층을 삽입한 액정 표시 장치의 상태에서 검사할 필요가 있다.
또한, 액정 표시 장치에 도달하지 않는 반제품 상태에서 검사하기 위해서는, 액정층과 대향 전극을 구비한 검사 치구(治具)를 TFT 어레이 기판에 취부하고, TFT 어레이에 결함 검출용 구동 신호를 입력하여, 그 때의 전압 상태를 정상 상태의 신호와 비교하는 등의 데이터 처리에 의해, 결함의 위치 좌표나 결함 상태를 나타내는 결함 데이터를 구한다.
전술한 TFT 어레이에 있어서, 주사선(게이트 라인)이나 신호선(소스 라인)의 단선, 주사선(게이트 라인)과 신호선(소스 라인)의 단락, 화소를 구동하는 TFT의 특성 불량에 의한 화소 결함 등의 결함 검사는 예를 들면, 대향 전극을 접지하고, 게이트 라인의 전부 혹은 일부에 예를 들면, -15V~+15V의 직류 전압을 소정 간격으로 인가하여, 소스 라인의 전부 혹은 일부에 검사 신호를 인가함으로써 행하고 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 평5-307192호 공보).
결함 검출에서 취득한 결함 데이터는, 각 기판의 결함 검출에 이용하는 외에도 결함 데이터를 해석함으로써, 그 결함의 원인을 해명하고, 기판의 제조 과정으 로 피드백된다.
TFT 어레이의 결함 검출로서 전자선을 이용하는 것이 알려져 있다. 이와 같은 전자선을 이용한 TFT 어레이 검사에서는, 검사 패턴에 따라 TFT 어레이를 구동하면서 픽셀(ITO전극)에 대하여 전자선을 조사하고, 이 전자선 조사에 의해 방출되는 이차 전자를 검출함으로써, 픽셀(ITO전극)에 인가된 전압파형을 이차 전자 파형으로 바꾸어 신호에 의한 이미지화하고, 이에 의해 TFT 어레이의 전기적 검사를 행한다.
이들 각 공정은, 결함 검사 장치, 결함 수정 장치 등의 독립한 장치에 의해 수행되고, 기판의 생산 라인 상에서 수행할 때에는 이들의 각 장치를 공정 순서로 배치하고, 기판을 라인을 따라 반송함으로써 수행된다.
도 5는 종래의 기판 검사에 있어서의 장치 구성을 설명하기 위한 개략 구성도이다.
도 5에 있어서, 기판 라인의 상류로부터 하류를 향하여, 어레이 검사 장치(20)와 수정 장치(30)가 배치되고, 각 장치는 호스트 서버(50)와의 사이에서 데이터의 송수신이 행해진다.
전공정(前工程)에서 어레이가 형성된 기판(100)을, 처음으로 어레이 검사 장치(20)에 투입한다. 어레이 검사 장치(20)는 호스트 서버(50)로부터 취득하여 기판에 관한 위치 데이터를 이용하여 얼라인먼트를 수행한 후, 어레이 검사를 수행한다. 어레이 검사는 예를 들면, 전자 빔 등의 입력 프로브를 이용하여 기판면을 주사하고, 얻어진 검출 신호에 근거하여 결함 검사를 수행하며, 결함 검사의 결과를 호스트 서버(50)에 데이터 송신하고, 기판(100)을 반출한다.
어레이 검사 장치(20)로부터 반출된 기판(100)을, 다음으로 수정 장치(30)에 투입한다. 수정 장치(30)는 호스트 서버(50)로부터 결함 검사의 결과를 취득하고, 그 검사 데이터에 근거하여 결함 부위를 수정하며, 수정 결과를 호스트 서버(50)에 데이터 송신하여, 기판(100)을 반출한다.
수정 장치(30)로부터 반출된 기판(100)을, 다시 어레이 검사 장치(20)에 투입하고, 결함 부분의 수정 상태를 확인한다.
종래에는 어레이 검사 장치 및 수정 장치가 각각 독립된 장치로 구성되어 있기 때문에, 기판의 각 장치로의 반출입이나 장치 내에서의 기판의 얼라인먼트 등의 기판 이동에 관련된 점, 각 장치와 중앙에 설치한 시스템 서버와의 사이에서 행하는 데이터의 송수신에 관련된 점 등에서 문제가 있다.
기판 이동에 관련된 점으로는 예를 들면, 어레이 검사 장치 및 수정 장치는 각각 독립된 장치이기 때문에, 장치마다 기판의 반입과 반출을 행할 필요가 있고, 각 장치가 챔버 내를 진공으로 하는 조작을 요하는 경우에는, 진공 배기하기 위한 시간 및 대기로 돌아가기 위한 시간이 각각 필요해지기 때문에, 처리 시간이 장시간화되는 문제가 있다.
또한, 상기한 기판의 반출입에 관련된 문제 외에도, 각 장치는 반입한 기판을 얼라인먼트할 필요가 있으며, 예를 들면, 수정 장치에서는 어레이 검사 장치에 있어서의 기판 상의 위치 좌표와 수정 장치 상의 위치 좌표를 맞출 필요가 있다고 하는 얼라인먼트에 따른 문제도 있다.
또한, 데이터의 송수신에 관련된 점으로는, 각 장치에서 취득한 데이터를 이용하기 위해서는 각 장치와 독립하여 준비한 데이터 관리를 행하는 장치에 대하여 데이터의 업로드 및 다운로드를 장치마다 수행할 필요가 있고, 데이터의 송수신을 행하는 회로를 각 장치에 형성할 필요가 있다고 하는 문제가 있다.
예를 들면, 어레이 검사 장치는 결함 결과를 미리 호스트 서버에 업로드하여두고, 수정 장치는 이러한 업로드하여 둔 결함 결과의 데이터를 중앙 시스템 서버(호스트 서버)로부터 다운로드하고, 상기 결함 결과의 데이터로부터 취득한 기판의 결함 위치나 결함종에 근거하여 수정을 수행할 필요가 있다.
또한, 전술한 문제점 외에도, 기판에 대하여 검사, 결함 분류, 광학 관찰, 수정 및 재검사라고 하는 기판에 필요한 일련의 처리에 대하여, 종래의 구성에서는, 검사, 결함 분류 및 광학 관찰의 처리를 검사 장치에서 수행하고, 그 후의 수정을 수정 장치에서 수행하며, 재검사를 다시 검사 장치에서 행하는 3개의 처리에 의해 수행할 필요가 있으며, 화소 좌표나 TFT 구동 상태라고 하는 각 처리에서 공통하여 취급할 수 있는 데이터에 대해서도, 각 장치에 고유하게 설정된 데이터 형태 사이에서 데이터의 변환을 수행할 필요가 있다고 하는 문제도 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 구성에서는, 기판 이동에 관련된 문제, 각 장치와 중앙에 설치한 시스템 서버와의 사이에서 행하는 데이터 송수신에 관련된 문제 등의 일련의 처리를 각각 독립된 장치에서 행함으로써 생기는 문제를 포함한다. 이들의 문제는 작업량의 증대, 택타임의 초과, 풋프린트(foot print) 양(가동 시의 메모리 사용량)의 증대, 나아가서는 비용 증대를 야기한다.
특히, 액정 패널이나 유기 EL패널에 사용하는 TFT 어레이의 기판이 표시 장치의 대형화에 동반하여 대형화되고, 또한, 구동 드라이버용 IC가 기판에 탑재되는 등 새로운 디바이스가 개발되며, 결함 검사나 결함 수정에서 얻어지는 정보의 종류가 복잡화되고, 데이터량도 증가되는 것이 예상되기 때문에, 상술한 문제점의 중요성도 증가되는 것이라 상정된다.
본 발명은 상술한 과제를 해결하고, 기판의 이동에 관련된 공정을 간이화하며, 장치와 중앙의 시스템 서버와의 사이에서 수행되는 데이터의 송수신 공정을 간이화하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 기판 검사 및 수정 장치는, TFT 어레이가 형성되는 기판의 결함 검사를 행하는 검사부와 결함 어레이를 수정하는 수정부를 구비하며, 검사부와 수정부에 의해 동일 챔버 내에서 기판의 결함 검사와 결함 수정을 수행하는 구성을 가짐으로써, 기판의 이동에 관련된 공정을 간이화하고, 장치와 중앙의 시스템 서버와의 사이에서 수행되는 데이터의 송수신 공정을 간략화한다.
상세하게는, 본 발명에 따른 검사부는, 기판의 소정 영역 내의 결함 부위를 검출하여 결함 부위의 화소 좌표 데이터를 출력하고, 이러한 결함 부위의 결함종을 분류하고 결함종 데이터를 출력하는 제1 검사부와 기판의 화소 단위의 TFT 어레이의 구동 상태를 검사하여 TFT 어레이의 구동 상태 데이터를 출력하는 제2 검사부를 구비한다.
본 발명에 따른 제1 검사부는, 기판의 결함 부위를 검출하여 결함 부위의 화소 좌표 데이터를 출력하는 결함 검출부와 결함 검출부에서 검출한 결함 부위를 광학적으로 관찰하는 것에 의해 결함 부위의 결함종의 분류를 확인하고 결함종 데이터를 출력하는 결함종 확인부를 구비하며, 도입된 미수정의 기판에 대하여 검사를 수행하고, 그 기판에 존재하는 결함 부위의 화소 좌표 데이터와 결함종 데이터를 취득한다.
상기 제1 검사부에 의한 기판의 결함 부위의 검출은, 기판의 소정 영역에 조사한 전자 빔에 의해 기판으로부터 방출되는 이차 전자를 검출하는 형태나, 펨토초(Femtosecond) 레이저 또는 반도체 파장 가변 레이저 등의 여기광을 기판에 조사하고 기판을 여기하여 이러한 여기에 의해 얻어지는 기판 상태의 변화를 검출하는 형태 등의 각종 검출 형태를 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 수정부는 레이저 광원을 구비하며, 이와 같은 레이저 광원이 조사하는 레이저 광에 의해 제1 검사부가 검출한 결함 부위의 화소 좌표 데이터 및 확인한 결함종의 결함종 데이터에 근거하여, 그 결함 부위에서 절단 또는 국소 성막, 혹은 그 양쪽을 수행한다.
또한, 본 발명에 따른 제2 검사부는, 수정부에서 수정한 후의 기판에 대하여, 그 수정 부분을 재검사하며, 기판의 화소와 접촉하여 그 화소의 전위를 검출하는 접촉형 프로브를 구비하고, 상기 수정부에서 수정한 부위의 화소 좌표 데이터에 근거하여 기판의 화소에 접촉형 프로브를 접촉시킴으로써 수정한 화소의 전위를 검출하고, 수정의 양(兩) 또는 불량을 판정한다.
또한, 본 발명에 따른 기판 평가 시스템은, 상술한 기판 검사 및 수정 장치를 구비하며, 제1 검사부에서 얻어지는 결함 부위의 화소 좌표 데이터 및 결함종 데이터, 수정부에 의한 수정 화소의 화소 좌표 데이터 및 수정 내용 데이터, 그리고 제2 검사부에서 얻어지는 수정 결과 데이터를 복수의 기판들에 대하여 통계 처리하여 얻어지는 기판의 제조 라인의 평가 데이터를 제조 라인으로 피드백한다.
본 발명에 따른 기판 검사 및 수정 장치의 태양에 따르면, 수정한 후의 TFT구동 상태의 재검사를 수정 장치로부터 수정이 완료된 기판을 취출하고, 다시 검사 장치에 도입하는 기판의 이동이나 검사 장치 내에 재도입한 후의 얼라인먼트나 검사부위의 위치 맞춤이라고 하는 조작이 필요하고, 동일한 챔버 내에서, 기판의 반출입시키는 이동을 요하지 않고 검사, 수정장, 재검사의 일련의 처리를 일괄적으로 수행할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 기판 검사 및 수정 장치의 태양에 따르면, 검사 장치에서 얻어진 평가 결과에 대하여, 중앙의 시스템 서버와의 사이에 있어서의 업로드 및 다운로드를 수행하지 않고, 평가 결과를 직접 참조할 수 있기 때문에 작업량의 저감, 택타임의 저감을 기대할 수 있다.
또한, 수정 전 기판을 검사하는 제1 검사부, 기판의 수정부 및 수정 후 기판을 재검사하는 제2 검사부를 하나의 챔버 내에 형성함으로써, 기판의 도입 및 반출에 요하는 게이트의 개폐 및 챔버의 흡배기에 요하는 시간을 단축하여 택타임을 단축하는 것 이외에도, 각 부에서 데이터를 공유함으로써 풋프린트를 단축할 수 있다. 또한, 오퍼레이터의 인원에 대해서도 삭감할 수 있다.
종래의 구성에 의해 기판 평가를 행하는 경우에는, 각각의 장치에 의해 검사 공정, 수정 공정, 재검사 공정을 개별적으로 수행하고 있기 때문에, 각 장치에 고유의 데이터 형태나 조작 처리를 위하여 대응할 필요가 있으나, 본 발명의 기판 평가 시스템에 의하면, 각 공정에 있어서의 화소 좌표 데이터나 TFT 구동 상태를 일괄적으로 통계 평가할 수 있기 때문에, 검사 공정으로부터의 전공정에 대한 피드백에 요하는 시간을 단축할 수 있다. 이러한 피드백 시간을 단축함으로써, 기판 평가를 전공정에 반영시켜서 개선에 요하는 시간을 줄일 수 있으며, 기판의 수율을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 기판의 이동에 관련된 공정을 간이화하며, 장치와 중앙의 시스템 서버와의 사이에서 수행되는 데이터의 송수신 공정을 간이화할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 검사 및 수정 장치와 본 발명에 따른 기판 평가 시스템의 구성을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 검사 및 수정 장치(1)의 처리 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 기판 검사 및 수정 장치와 종래 구성과의 택타임 등의 처리를 비교하기 위한 도면들이다.
도 4는 반도체 기판의 제조 과정을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 종래의 기판 검사에 있어서의 장치 구성을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
<도면 부호의 설명>
1：기판 검사 및 수정 장치 2：검사부
2A：제1 검사부(2) 2A1：결함 검출부
2A2：결함종 확인부 2B：제2 검사부
2a：전자 빔원 2b：펨토초 레이저
2c：반도체 파장 가변 레이저 2d：결함부
2e：현미경 CCD 카메라 2f：접촉형 마이크로 프로브
2g：전압 인가부 3：수정부
3A：절단, 국소 성막부 3a：레이저 광원
4：챔버 5：호스트 서버
6：전공정 10：기판 평가 시스템
이하, 본 발명의 실시예들에 대하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 기판 검사 및 수정 장치와 본 발명에 따른 기판 평가 시스템의 구성을 설명하기 위한 개략도이다. 도 1에 있어서, 본 발명에 따른 검사 장치 및 수정 장치(1)는 챔버(4) 내에 검사부(2)와 수정부(3)를 구비하는 구성을 가지며, 본 발명에 따른 기판 평가 시스템(10)은 기판 검사 및 수정 장치(1)에서 얻어진 데이터를 전공정으로 피드백하는 구성을 구비한다.
액정 표시 패널에 이용되는 액정 기판이나, 유기 EL 표시 패널에 이용되는 유기 EL 기판 등의 반도체 기판에 있어서, 이들 기판 상에는 액정 표시나 유기 EL 표시에 필요한 구성 요소나 이들 요소를 구동하기 위한 TFT 어레이가 형성된다. 상 기 TFT 어레이는 각 화소의 픽셀을 단위로서 형성되는 TFT와 이러한 TFT를 구동하기 위한 각종 라인(예를 들면, 게이트 라인, 소스 라인, 공통 라인 등)이 형성된다.
본 발명에 있어서, 라인 생산에 의해 기판을 제조하는 경우에는, 도면 중의 전공정(6)에서 기판 상에 이들의 각 요소나 TFT 어레이를 형성하고, 기판 검사 및 수정 장치(1)에 의해 기판에 형성된 TFT 어레이 등의 결함 검사를 행함과 함께, 검출한 결함 부위를 수정하고 다시 그 수정 부분을 재검사하여 수정을 확인한 후에 다음 공정 처리를 수행한다.
전술한 기판 검사 및 수정 장치(1)에서 검출되는 결함은, 전공정(6)에 기인하는 것으로 상정된다. 본 발명에 따른 기판 평가 시스템(10)은 기판 검사 및 수정 장치(1)에서 검출한 기판 상의 결함의 좌표 위치를 나타내는 위치 데이터나 결함의 종류를 나타내는 결함종 데이터 등의 결함 데이터를 복수의 기판들의 각 검사 결과로부터 통계적으로 얻은 다음, 이러한 결함 데이터로부터 전공정(6) 내에 있어서의 결함의 요인을 평가하여 전공정(6)으로 피드백한다.
이하, 본 발명에 따른 기판 검사 및 수정 장치(1)가 챔버(4) 내에 구비하는 검사부(2) 및 수정부(3)에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 검사부(2)는 제1 검사부(2A)와 제2 검사부(2B)를 구비한다. 제1 검사부(2A)는 전공정(6)으로부터 챔버(4) 내에 투입된 기판(100)에 포함되는 결함을 검사하고 그 결함 부위의 위치와 결함의 종류를 검출하는 부분이며, 결함 부위의 위치를 검출하는 결함 검출부(2A1)와 결함의 종류를 확인하는 결함종 확인 부(2A2)를 구비한다.
결함 검출부(2A1)는 각종 형태를 이용할 수 있다. 여기서, 결함 검출부(2A1)가 검출하는 결함의 종류로서 예를 들면, 선결함이나 점결함 등을 들 수 있다. 이 가운데, 선결함으로서는 예를 들면, 소스선이 오픈 상태(절단), 게이트선이 오픈 상태(절단), 소스선과 게이트선이 쇼트 상태(단락) 등이 있다. 또한, 점결함으로서는 예를 들면, 드레인선이 오픈 상태(절단), 소스선과 공통선이 쇼트 상태(단락), 드레인선과 공통선이 쇼트 상태(단락) 등이 있다. 이들의 오픈 상태나 쇼트 상태는 반드시 완전히 절단된 상태나 완전히 단락된 상태에 한하지 않으며, 절단과 접속과의 중간 상태를 포함하는 경우도 포함된다.
기판(100) 상의 어느 위치에 결함이 존재하는지는 통상적으로 불명확하며, 결함의 존재 위치가 미리 예상되는 경우라도 그 위치는 퍼짐성을 갖는다고 예상된다. 이 때문에, 제1 검사부(2A)에서는 기판 상의 전 영역 혹은 어느 정도의 퍼짐성을 갖는 영역에 대하여 주사를 수행하고 결함 부위를 검출할 필요가 있다. 결함 검출부(2A1)는 기판(100) 상의 영역 내의 존재하는 결함에 대하여 그 결함 위치와 결함종을 검출한다.
비접촉에 의해 기판의 결함을 검출하는 결함 검출부(2A1)의 한 가지 형태로서, 기판에 대한 입력 프로브로 전자 빔원(2a)으로부터 전자 빔을 조사하고, 이러한 전자 빔의 조사에 의해 기판으로부터 방출되는 이차 전자를 검출기(2d)에서 검출하는 구성을 가질 수 있다.
전자 빔의 조사에 의해 방출되는 이차 전자는 기판의 TFT의 전위에 의해 결 정되기 때문에, 검출되는 이차 전자량과 정상 상태에서의 이차 전자량을 비교함으로써 결함에 유무를 판정할 수 있으며, 전자 빔의 조사위치로부터 기판의 결함 부위의 위치를 구할 수 있다. 또한, TFT 어레이에 인가하는 신호 패턴을 선택함으로써 결함의 종류를 구할 수 있다.
또한, 비접촉에 의해 기판의 결함을 검출하는 결함 검출부(2A1)의 다른 형태로서 여기원에 의해 기판을 여기하고, 이와 같은 여기 상태를 검출기(2d)로 검출하는 구성을 가질 수 있다. 도 1에서는, 검출기로서 동일한 검출기(2d)를 나타내고 있으나, 이차 전자를 검출하는 검출기와 여기 상태를 검출하는 검출기는 반드시 동일한 검출기가 아니며, 각 검출 태양에 따른 검출기를 구비할 수 있다. 기판(100)을 여기시키는 여기원으로는 예를 들면, 펨토초 레이저(2b)나 반도체 파장 가변 레이저(2c)를 이용할 수 있다.
기판(100) 상의 결함 부위와 정상 부위는 다른 여기 상태가 된다. 이와 같은 다른 여기 상태를 검출함으로써 결함 부위의 위치와 결함의 종류를 구한다. 기판에 있어서, 여기 상태를 나타내는 물리 특성으로서는 온도, 굴절율 등 여러 가지가 있으며, 필요에 따라서 적당히 선택할 수 있다.
결함종 확인부(2A2)는 결함 검출부(2A1)에서 검출하여 분류되는 결함종에 대하여 그 결함의 종류를 확인한다. 결함 검출부(2A1)에 의한 결함종의 분류는 예를 들면, 검출 신호의 강도나 TFT 어레이에 인가하는 신호 패턴에 의해 판단되는 것이기 때문에, 오차를 포함하는 경우가 있고, 잘못된 결함종으로서 판정되는 경우가 있다. 수정부(3)에서 결함 부위를 수정하기 전에 결함종 확인부(2A2)에 의해 확인 을 수행한다. 이러한 결함종의 확인은 예를 들면, 현미경 CCD 카메라(2e) 등의 광학 관찰계에서 포착된 화상에 의해 광학적으로 관찰함으로써 수행될 수 있다. 이와 같은 광학적 관찰은 촬상 화상을 목시(目視)적으로 수행할 수 있다.
수정부(3)는 제1 검사부(2A)에서 검출한 결함 부위의 위치 데이터에 근거하여 결함 부위를 특정하고, 동일하게 제1 검사부(2A)에서 검출한 결함부위의 결함종 데이터에 근거하여 결함종에 근거한 수정을 수행한다. 수정부(3)로는 예를 들면, 절단 및 국소 성막부(3A)를 이용할 수 있다. 절단 및 국소 성막부(3A)는 예를 들면, 오픈 상태의 결함인 경우에는 그 부위에 대하여 성막을 수행하고, 쇼트 상태의 결함인 경우에는 그 부위에 대하여 절단을 수행함으로써 결함을 수정한다. 절단 및 국소 성막부(3A)로는 예를 들면, 레이저 광원(3a)을 이용할 수 있다.
다음에, 제1 검사부(2B)는 수정부(3)에서 수정한 결함 부위를 재검사하며, 그 수정 상태를 검증한다. 제1 검사부(2B)에서는, 그 결함 부위의 수정을 검증하는 것이 목적이기 때문에 화소 단위로 검사를 행하는 재검사부(2B1)를 구비한다. 재검사부(2B1)는 예를 들면, 접촉형 마이크로 프로브(2f)를 이용할 수 있다. 접촉형 마이크로 프로브(2f)는 검사 대상의 1 화소를 단위로 하여, 그 화소의 전위 신호를 직접 검출함으로써 TFT의 구동 상태를 검사한다.
결함 검출부(2A1) 및 재검사부(2B1)에 있어서 TFT의 구동 상태를 검사하는 경우, TFT 어레이에 소정의 검사 패턴의 신호를 인가할 필요가 있다. 이러한 검사부(2)는 전압 인가부(2g)를 구비하며, 이에 따라 TFT 어레이에 소정의 검사 패턴의 신호를 인가한다.
상술한 구성에 있어서, 챔버(4) 내에 반입된 기판(100)은 예를 들면, 스테이지(도시되지 않음)에 재치된 상태로 제1 검사부(2A)에 의한 결함 부위의 검출, 수정부(3)에 의한 검출된 결함 부위의 수정, 그리고 제2 검사부에 의한 수정 부분의 검증을 수행할 수 있기 때문에, 기판(100)의 챔버(4)로부터의 반출이나 챔버(4)로의 재반입을 필요하지 않게 할 수 있다.
또한, 결함종 확인부(2A2)에 있어서, 결함 부위의 결함종을 광학 관찰할 때의 결함 부위의 위치 좌표는 결함 검출부(2A1)에서 검출한 결함 부위의 좌표 데이터를 그대로 이용할 수 있기 때문에, 이 단계에서의 외부의 호스트 서버(5)로의 데이터 전송(轉送)을 불필요하게 할 수 있다.
또한, 수정부(3)에 있어서, 결함 부위의 결함을 수정할 때의 결함 부위의 위치 좌표 및 결함의 종류는 제1 검사부(2A)에서 검출한 결함 부위의 좌표 데이터와 결함종 데이터를 그대로 이용할 수 있기 때문에, 이 단계에서의 외부의 호스트 서버(5)로의 데이터 전송을 불필요하게 할 수 있다.
호스트 서버(5)로의 데이터 전송은 제1 검사부(2A), 수정부(3) 및 제2 검사부(2B)의 각 처리가 종료된 후의 한 번의 수행으로 달성될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 기판 검사 및 수정 장치(1)의 처리 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 전공정(6)에서 어레이가 형성된 기판(100)을 기판 검사 및 수정 장치(1)의 챔버(4) 내에 투입한다(S1). 얼라인먼트 조작에 의해 챔버(4) 내의 기준 위치에 대한 위치 맞춤을 수행한다. 이와 같은 얼라인먼트에서는 호스트 서버(5)로 부터 기판의 치수나 기판 상에 형성된 픽셀의 위치나 치수 등의 기판 데이터를 취득하고(S2), 취득한 기판 데이터에 근거하여 기판(100)과 검사 주사계의 기준 위치에 대하여 위치 맞춤을 수행한다(S3).
전술한 얼라인먼트 후, 기판면을 주사하고 검출 신호를 취득한다. 이와 같은 주사는 TFT 어레이에 검사의 신호 패턴을 인가하였을 때의 전위 상태의 검출로 행할 수 있다. 상기 전위 상태의 검출은 예를 들면, 입력 프로브로서 전자 빔을 이용하는 경우에는 상기 전자 빔의 주사와 기판을 지지하는 스테이지(도시되지 않음)의 이동에 의하여 기판 상에 조사하는 전자 빔의 위치를 변경함으로써 수행할 수 있다. 이러한 기판 주사는 상술한 바와 같은 비접촉형 전자 빔(2a) 외에 펨토초 레이저(2b)나 반도체 파장 가변 레이저(2c)등의 여기원을 이용할 수 있다(S4).
기판 주사에 의해 얻어진 검출 신호를 해석하고 기판의 결함을 평가하여(S5), 기판 상에 결함이 존재하는 경우에는 그 결함종을 분류하고(S6), 현미경 CCD 카메라(2e) 등의 광학 관찰계에 의해 그 결함종을 확인한다(S7).
결함종을 확인하고(S8), 그 결함이 수정 가능하다고 판단되는 경우에는 레이저 광원(3a) 등을 이용하며, 쇼트 상태라면 절단 처리, 오픈 상태라면 성막 처리 등의 결함 수정을 실시한다(S9).
결함을 수정한 후, TFT 어레이에 검사의 신호 패턴을 인가하고, 수정 부분에 접촉형 마이크로 프로브(2f)를 접촉시켜 그 부위의 전위를 검출함으로써 재검사를 수행한다(S10).
결함종의 확인 단계(S8)에서 수정이 불가능하다고 판단된 경우와 재검사 단 계(S10)의 재검사가 종료된 후, 이들의 수정에 관련된 데이터나, 결함 부위의 좌표 위치 데이터나 결함종 데이터 등에 대하여, 통계 처리의 데이터 처리를 수행하고(S11), 데이터를 호스트 서버(5)에 전송한 후(S12), 기판(100)을 챔버(4)로부터 반출한다(S13). 본 발명에 따른 구성에 의하면, 제2 검사부(2B)에서 재검사가 종료하기 때문에, 종래와 같이 다시 검사를 행하기 위하여 기판의 반입을 행할 필요는 없고, 다음 공정으로 진행시킬 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 기판 검사 및 수정 장치와 종래 구성과의 택타임 등의 처리를 비교하기 위한 도면이다. 도 3a는 종래 구성에 의한 처리의 흐름을 나타내며, 도 3b는 본 발명에 따른 기판 검사 및 수정 장치에 의한 처리의 흐름을 나타낸다.
도 3a에 나타낸 종래 구성에서는, 기판을 어레이 장치, 수정 장치 및 재검사 장치에 투입하기 위한 투입 공정이 3회 필요하며, 또한 각 장치로부터 기판을 반출하기 위한 반출 공정이 3회 요구된다. 더욱이, 각 장치에 기판을 투입한 후, 각 장치의 기준 위치에 대하여 위치 맞춤을 수행하기 위하여 얼라인먼트가 3회 요구되어진다.
이에 비하여, 도 3b에 나타낸 본 발명에 따른 기판 검사 및 수정 장치(1)에서는, 기판은 하나의 챔버에 투입되기 때문에 투입 공정 및 반출 공정을 모두 1회만으로 끝낼 수 있다. 또한, 각 장치에 기판을 투입한 후, 각 장치의 기준 위치에 대하여 위치 맞춤을 수행하기 위한 얼라인먼트도 1회로 충분하기 때문에, 택타임을 단축시킬 수 있다.
또한, 호스트 서버와의 사이에서 수행되는 기판에 관련된 데이터 취득과 장치에서 취득한 데이터의 전송에 대해서도, 종래 구성에서는 각 장치에 대하여 행할 필요가 있기 때문에 총 3회 수행되는 데 비하여, 본 발명에 따른 기판 검사 및 수정 장치는 각각 1회만으로 할 수 있고, 데이터 처리에 필요한 풋프린트 양(가동 시의 메모리 사용량)을 절감할 수 있다.
상술한 실시예들에서는, 기판 검사에 비접촉형 전자 빔, 펨토초 레이저나 반도체 파장 가변 레이저 등의 여기원을 이용하고 있으나, 이러한 예들에 한정되지 않고 별도의 검사 수단을 이용하여도 된다. 또한, 수정에 대해서도 레이저 광원에 한정되지 않고 다른 수정 수단을 이용하여도 된다.
또한, 재검사에 있어서도 접촉형 마이크로 프로브에 한정되지 않으며 전자파를 이용한 검출 수단을 이용하여도 된다.
본 발명에 따른 기판 검사 및 수정 장치와 기판 평가 시스템은 액정 기판이나 유기 EL 기판 등에 한정되지 않으며, 반도체 기판에 전반적으로 적용될 수 있다.
상기에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
Claims (7)
- TFT 어레이가 형성되는 기판의 결함 검사를 행하는 검사부; 및결함 어레이를 수정하는 수정부를 구비하며,상기 검사부와 상기 수정부는 동일 챔버 내에서 기판의 결함 검사와 결함 수정을 수행하는 것을 특징으로 하며,상기 검사부는,기판의 소정 영역 내의 결함 부위를 검출하고 결함 부위의 화소 좌표 데이터를 출력하며, 당해 결함 부위의 결함종을 분류하여 결함종 데이터를 출력하는 제1 검사부; 및기판의 화소 단위의 TFT 어레이의 구동 상태를 검사하여 TFT 어레이의 구동 상태 데이터를 출력하는 제2 검사부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 및 수정 장치.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 제1 검사부는,기판의 소정 영역에 전자 빔 또는 여기광의 조사에 의해 기판의 결함 부위를 검출하고 결함 부위의 화소 좌표 데이터를 출력하는 결함 검출부; 및상기 결함 검출부에서 검출한 결함 부위의 광학적 관찰에 의해 결함 부위의 결함종의 분류를 확인하여 결함종 데이터를 출력하는 결함종 확인부를 구비하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 및 수정 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 제1 검사부의 여기광은 펨토초 레이저 또는 반도체 파장 가변 레이저인 것을 특징으로 하는 기판 검사 및 수정 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제2 검사부는, 기판의 화소와 접촉하며, 상기 화소의 전위를 검출하는 접촉형 프로브를 구비하고, 상기 수정부에서 수정한 부위의 화소 좌표 데이터에 근거하여 기판의 화소에 접촉형 프로브를 접촉시키는 것을 특징으로 하는 기판 검사 및 수정 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 수정부는 레이저 광원을 구비하고, 해당 레이저 광원이 조사하는 레이저광에 의해 상기 제1 검사부가 검출한 화소 좌표 데이터 및 확인한 결함종 데이터에 근거하여, 결함 부위에 있어서 절단 또는 국소 성막, 혹은 그 양쪽을 수행하는 것을 특징으로 하는 기판 검사 및 수정 장치.
- 제1항 또는 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 기판 검사 및 수정 장치를 구비하며,상기 제1 검사부에서 얻어지는 결함 부위의 화소 좌표 데이터 및 결함종 데이터, 상기 수정부에 의한 수정 화소의 화소 좌표 데이터 및 수정 내용 데이터, 그리고 상기 제2 검사부에서 얻어지는 수정 결과 데이터를, 복수의 기판들에 대하여 통계 처리하여 얻어지는 기판의 제조 라인의 평가 데이터를 제조 라인으로 피드백하는 것을 특징으로 하는 기판 평가 시스템.
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Legal Events
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |