KR20090031665A - 프린트 도체 구조물을 검사하기 위한 센서 부재, 장치 및 방법, 센서 부재의 제조 방법 - Google Patents

프린트 도체 구조물을 검사하기 위한 센서 부재, 장치 및 방법, 센서 부재의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 편평한 지지부(130)에 형성된 프린트 도체 구조물(131)을 검사하기 위한 센서 부재에 관한 것이다. 이 센서 부재(250)는 기판(251)을 포함하고, 이 기판은 융기된 상부 영역(260) 및 함몰된 하부 영역(280)을 갖도록 기계적으로 구조화되었으며, 이 경우 평면형 상부 영역(260) 및 함몰된 하부 영역(280)은 바람직하게 계단 모양의 전이 영역(270)에 의해서 서로 연결되어 있다. 센서 부재(250)는 또한 평면형 상부 영역(260)에 형성된 다수의 센서 전극(261) 그리고 다수의 센서 전극(261)을 전기적으로 접속하기 위한 다수의 접속 라인(471)을 포함한다. 이 경우 각각의 센서 전극(261)에는 하나의 접속 라인(471)이 할당되어 있으며, 이 접속 라인은 개별 센서 전극(261)으로부터 함몰된 하부 영역(280)까지 연장된다. 본 발명에서는 또한 프린트 도체 구조물(131)을 검사하기 위한 장치 그리고 방법이 기술된다. 추가로 전술한 센서 부재를 위한 제조 방법도 제시된다.

Description

프린트 도체 구조물을 검사하기 위한 센서 부재, 장치 및 방법, 센서 부재의 제조 방법 {SENSOR ELEMENT, DEVICE AND METHOD FOR INSPECTING A PRINTED CONDUCTOR STRUCTURE, PRODUCTION METHOD FOR SENSOR ELEMENT}
본 발명은 편평한 지지부에 형성된 프린트 도체 구조물을 검사하기 위한, 특별히 평면 모니터-기판에 형성된 프린터 도체 매트릭스를 무접촉 방식으로 검사하기 위한 센서 부재, 장치 및 방법과 관련이 있다. 본 발명은 또한 전술한 센서 부재를 위한 제조 방법과도 관련이 있다.
액정 디스플레이(LCD, Liquid Crystal Display) 제조 분야에서는 효과적이고 경제적인 제조 프로세스를 위해서, 경우에 따라 발생하는 결함을 액체 디스플레이 제조 프로세스의 진행 중에 가급적 조기에 검출하기 위하여, 전기 TFT-전극(Thin Film Transistor-전극)을 유리 기판상에서 검사할 필요가 있다.
US 5,974,869호에는 웨이퍼 검사 방법이 공지되어 있으며, 이 경우에는 금속 피크에 의해서 웨이퍼의 표면이 무접촉 방식으로 스캐닝 된다. 이때 금속 피크와 웨이퍼-표면 사이에서는 전위차가 측정되며, 이 경우 이와 같은 전위차에는 상이한 재료들로 이루어진 전극의 배출 작업도 기여를 한다. 그럼으로써, 상이한 재료들 이외에 예를 들어 부식과 같은 화학적인 변동 또는 예를 들어 트렌치 구조와 같은 표면의 구조적인 변동도 검출될 수 있다. 하지만, 이와 같은 검사 방법에서는 검사될 표면이 금속 피크에 대하여 상대적으로 회전되어야만 함으로써, 편평한 지지부 상에 형성된 프린트 도체 구조물을 위한 검사 방법이 적합하지 않다는 단점이 존재한다.
복잡한 프린트 도체 매트릭스, 즉 다수의 픽셀을 갖는 매트릭스를 수용 가능한 시간 안에 검사하기 위해서는 높은 수준의 병렬 구조(parallelism)가 요구된다. 이 병렬 구조가 의미하는 바는, 다수의 센서 전극을 포함하는 측정 헤드를 사용하여 프린트 도체 매트릭스 상에서 동시에 다수의 측정점들을 스캐닝 또는 검사한다는 것이다.
예를 들어 1600 x 1200 화소의 해상도를 갖는 현대의 20-인치-컴퓨터 모니터상에는 5.76 million개의 픽셀이 존재한다. 이 경우 공지된 방식으로 컬러 혼합에 의해서 컬러 디스플레이를 가능하게 하기 위해서는, 화소당 세 개의 서브 픽셀이 필요하다. 이 경우 픽셀들은 통상적으로 대략 50 ㎛(모바일 폰-디스플레이 또는 카메라 디스플레이) 내지 500 ㎛(large scale LCD-TV)의 간격을 갖는다.
프린트 도체 검사를 병렬화하는 경우에는 특히 용량성 측정 방법의 강한 간격 의존성 때문에, 사용된 개별 센서 전극들이 구조적으로 평면 내에서 소수 ㎛ 범위 안에 있도록 주의를 기울여야 한다. 이와 같은 조건이 충족되면, 다수 채널 센서는 수십 ㎛의 간격으로 검사될 TFT 프린트 도체 매트릭스 위로 가이드 될 수 있다.
본 발명의 과제는, 비교적 간단한 방식으로 제조될 수 있고 하나의 평면에 배치된 센서 전극들을 사용해서 정확한 다중 채널 측정을 가능케 하는, 편평한 지지부에 형성된 프린트 도체 구조물을 검사하기 위한 센서 부재 및 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 과제는, 다수 개의 픽셀을 갖는 액정 디스플레이용의 복잡한 프린트 도체 구조물까지도 수용 가능한 시간 안에 검사할 수 있는, 편평한 지지부에 형성된 프린트 도체 구조물을 검사하기 위한 측정 방법을 제시하는 것이다. 본 발명의 또 다른 과제는, 적어도 하나의 전술한 센서 부재를 위한 특히 바람직한 제조 방법을 제시하는 것이다.
상기 과제들은 독립 청구항들의 대상들에 의해서 해결된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에 기재되어 있다.
독립 청구항 11에 의해서는 편평한 지지부에 형성된 프린트 도체 구조물을 검사하기 위한 센서 부재가 기술된다. 상기 센서 부재는 특별히 평면 모니터-기판에 형성된 프린트 도체 매트릭스를 무접촉 방식으로 검사하기에 적합하다. 상기 센서 부재는 (a) 기판을 포함하고, 이 기판은 융기된 상부 영역 및 함몰된 하부 영역을 갖도록 기계적으로 구조화되었으며, 이 경우 평면형 상부 영역 및 함몰된 하부 영역은 전이 영역에 의해서 서로 연결되어 있으며, 상기 센서 부재는 또한 (b) 평면형 상부 영역에 형성된 다수의 센서 전극, 그리고 (c) 다수의 센서 전극을 전기적으로 접속하기 위한 다수의 접속 라인을 포함한다. 이 경우 각각의 센서 전극에는 하나의 접속 라인이 할당되어 있으며, 이 접속 라인은 개별 센서 전극으로부터 함몰된 하부 영역까지 연장된다.
전술한 센서 부재의 기본 사상은, 계단 모양으로 형성된 기판을 사용하는 경우에는 개별 센서 전극들의 전기 접속을 위해서 필요한 와이어링이 공간 절약 방식으로 상기 센서 전극을 포함하는 상부 영역으로부터 하부 영역으로 가이드 될 수 있다는 것이다. 그럼으로써 콤팩트한 다중 채널 센서 부재가 구현될 수 있으며, 이 경우 각각의 센서 전극은 별도의 특정 채널을 규정한다. 바람직하게는 2n개의 센서 부재가 사용되며, 이 경우 n은 정수다. 그럼으로써 공간 절약 방식으로 예를 들어 2-, 4-, 8-, 16-, 32-, 64-, 128-, 256-, 512-, 1028-채널의 센서 부재가 구현될 수 있다.
기판의 계단 모양 배열에 의해서 구현되는 모든 센서 전극들의 개별 콘택팅은 개별 센서 전극들의 개별적인 제어를 가능케 한다. 그럼으로써 전술된 센서 부재는 다양한 방식으로 사용될 수 있는데, 그 이유는 평면 영역에 형성된 단 하나의, 다수의 또는 모든 센서 전극들을 이용해서 측정이 이루어질 수 있기 때문이다.
전술된 센서 부재는 특히 하나의 프린트 도체-매트릭스 내에 다수의 박막-트랜지스터를 구비하는 절반 제조된 평면 모니터 기판을 검사하기에 적합하다. 이때 검사는 다음과 같은 단계들로 이루어진 검사 방법에 의해서 실현될 수 있다:(a) 위치 설정 장치를 이용해서 센서 부재 및 그와 더불어 센서 전극들을 프린트 도체 구조물에 대하여 상대적으로 예정된 간격으로 위치 설정하는 단계, (b) 센서 전극들과 프린트 도체 구조물 사이에 전기 전압을 인가하는 단계, (c) 상기 위치 설정 장치를 상응하게 제어함으로써 센서 전극들을 평면 모니터 기판에 대하여 상대적으로 하나의 평면에서 상기 평면 모니터 기판과 평행하게 이동시키는 단계, (d) 하나의 센서 전극에 연결된 적어도 하나의 전기 라인을 통과하는 전류 흐름을 측정하는 단계, 그리고 (e) 상기 전류 흐름 세기로부터 부분 영역에서 프린트 도체 구조물의 국부적인 전압 상태를 검출하는 단계.
청구항 2에 따른 본 발명의 한 실시예에 따르면, 융기된 상부 영역은 편평한 표면을 갖는다. 이와 같은 실시예의 장점은, 모든 센서 전극들의 동일한 형상이 전제가 되고, 모든 센서 전극의 피크들이 준(quasi) 자동 방식으로 하나의 평면 안에 존재한다는 것이다. 그럼으로써 센서 부재를 검사될 프린트 도체 구조물과 평행하게 방향 설정하는 경우에는 동시에 다수의 측정점들이 스캐닝 될 수 있으며, 이 경우 각각의 센서 전극에 대해서는 프린트 도체 구조물과 전극 피크 사이에 동일한 측정 간격이 주어진다.
'편평한'이라는 용어는 이하에서 평탄성(planarity)으로 이해될 수 있는데, 평탄성이란 상부 영역이 최대 ±2 ㎛, 바람직하게는 최대 ±1 ㎛ 그리고 특히 최대 ±0.5 ㎛의 높이- 또는 두께 편차를 갖는다는 것이다. 필요한 평탄성은 당연히 개별 측정 과제에 의존하고, 특히 요구되는 측정 신호의 정확도 또는 민감도에 의존한다.
청구항 3에 따른 본 발명의 추가의 한 실시예에 따르면, 센서 전극 및/또는 접속 라인은 박막 기술 및/또는 마이크로 구조화 기술을 이용해서 제조된다. 이와 같은 제조 방식의 장점은, 개별 센서 전극들이 공통으로 예를 들어 반도체 기술에서 공지된, 개별 센서 전극들의 통일적이고 정확한 형상을 가능케 하는 방법 단계들에 의해서 제조될 수 있다는 것이다. '마이크로 구조화 기술'이라는 용어는 예를 들어 마이크로 리소그래픽 방법으로 이해되며, 이 마이크로 리소그래픽 방법은 특히 반도체 소자 또는 마이크로 기계 소자들을 제조하는 분야에서 사용된다. 상기 마이크로 리소그래픽 방법의 사용에 의해서는 다수의 상이한 센서 부재들이 재생될 수 있고, 동일한 수준의 정확도로 제조될 수 있다.
센서 전극 및/또는 접속 라인은 바람직하게 기계적으로 예비 구조화된 기판상에 형성되며, 상기 기판의 경우에는 함몰된 하부 영역이 예를 들어 연삭에 의해서 또는 가열 변형에 의해서 형성되었다. 그로 인해 기판의 융기된 상부 영역이 실질적으로 처리되지 않은 상태로 남음으로써, 결과적으로 기판의 원래 표면 품질이 상응하게 높은 경우에는 자동으로 상기 상부 영역 또는 개별 센서 전극의 높은 평탄성이 보장된다.
청구항 4에 따라 센서 부재는 추가로 차폐부를 구비하며, 상기 차폐부는 접속 라인으로부터의 전자기 방사 현상 및/또는 접속 라인 내부로의 전자기 입사 현상이 적어도 줄어들도록 형성되었다. 상기 차폐부는 바람직하게 금속 층을 포함하고, 상기 금속 층도 마찬가지로 박막 기술에 의해서 전술된 센서 부재에 증착될 수 있다.
청구항 5에 따르면 기판은 얇은 유리다. 얇은 유리를 사용하는 경우의 장점은 계단 모양 센서 부재의 예비 구조화가 예를 들어 공지된 정밀 연삭 프로세스에 의해서 간단한 방식으로 이루어질 수 있다는 것이다. 독일 데-55122 마인츠 하텐베르거 슈트라쎄에 소재하는 쇼트 악치엔게젤샤프트(Schott AG)의 붕규산 유리가 본 출원서에 기재된 센서 부재를 위해서 특히 적합한 것으로 드러났다. 얇은 유리를 출발 재료로서 사용하는 실시예의 또 다른 장점은, 최대 ±0.5 ㎛의 높이- 또는 두께 편차를 갖는 특히 높은 평탄성이 간단한 방식으로 구현될 수 있다는 것이다.
청구항 6에 따르면 기판은 웨이퍼, 특히 실리콘 웨이퍼다. 이와 같은 실시예의 장점은 전술된 센서 부재를 제조하기 위하여 반도체 기술에 정확하게 공지된 기판 재료가 사용된다는 것 그리고 상기 기판 재료의 처리 및 가공을 위한 다수의 적합한 절차들이 공지되어 있다는 것이다. 적어도 하나의 계단 또는 적어도 하나의 홈을 갖는 상응하는 예비 구조화를 실현하기 위해서는 특히 습식 화학 처리 에칭 방법이 적합하다. 하지만, 건식 에칭 방법도 사용될 수 있다.
청구항 7에 따르면 센서 부재는 이 센서 부재의 추가 접속을 위하여 다수의 전기 접속면을 추가로 구비하고, 상기 접속면들은 함몰된 하부 영역에 형성되어 있으며, 이 경우에는 하나의 센서 전극에 접속면이 각각 하나씩 할당되어 있고, 상기 접속면들은 상응하는 접속 라인에 의해서 전기적으로 접속되어 있다.
소위 본딩 결합을 형성하기 위해서는 접속면이 바람직하게 적합하다. 이와 같은 실시예의 장점은 개별 센서 전극들이 예를 들어 ACF-본딩 프로세스(Anisotropic Conductive Film-Bonding Process)에 의해서 가요성 프린트 회로 기판과 효과적인 방식으로 접촉될 수 있다는 것이다. 이 경우에는 상기 가요성 프린트 회로 기판을 포함한 모든 본딩-결합부가 편평하게 구현될 수 있음으로써, 예를 들어 200 ㎛의 상부 영역에 비해 하부 영역의 홈이 매우 적은 경우에도 상기 가요성 프린트 회로 기판이 센서 전극 위로 돌출하지 않음으로써, 결과적으로 센서 전극의 피크는 전술된 센서 부재의 가장 많이 돌출된 영역을 의미하게 된다.
편평한 본딩-결합 기술 대신에 소위 와이어-본딩도 센서 부재의 추가 접속을 위해 사용될 수 있다. 상기 와이어-본딩도 예를 들어 IC-연결 기술에 충분히 공지되어 있기 때문에, 전술된 센서 부재를 바람직한 방식으로 제조하기 위해서는 전기 콘택팅을 위한 공지된 방법이 이용될 수 있다.
청구항 8에 따르면 센서 부재는 다수의 제어 라인을 포함하는 가요성 프린트 회로 기판을 추가로 구비하며, 이 경우에는 각각 하나의 제어 라인이 하나의 전기 접속면에 연결되어 있다. 소위 플렉스 와이어를 사용하는 것은 전술된 센서 부재가 간단한 동시에 신뢰할만한 방식으로 콘택팅 될 수 있다는 장점을 제공한다. 그밖에 상기 센서 부재는 상황에 따라 상이한 측정 과제들을 위해 최적화된 다양한 측정 장치에 장착될 수 있다. 그럼으로써 전술된 센서 부재는 보편적으로 사용될 수 있다.
청구항 9에 따라 상기 가요성 프린트 회로 기판이 적어도 하나의 편평한 차폐부를 가짐으로써, 가요성 프린트 회로 기판에 있는 또는 플렉스 와이어에 있는 접속 라인들의 차폐가 실행될 수 있다.
청구항 10에 따르면 전이 영역과 융기된 상부 영역 사이에서의 전이 및/또는 전이 영역과 함몰된 하부 영역 사이에서의 전이는 낮은 각도(low angle)로 이루어진다. 이와 관련된 "낮은 각도"라는 표현은 상응하는 전이 각이 90°보다 작다는 것을 의미한다. 이와 같은 실시예의 장점은 접속 라인의 제공이 용이하다는 것인데, 그 이유는 접속 라인이 날카로운 모서리 둘레에 형성될 필요가 없기 때문이다. 바람직한 전이 각은 90°보다 훨씬 더 작은데, 예를 들면 5°다.
상기 실시예에서는 전이가 에지 없이도 이루어질 수 있다는 점이 언급되는데, 예를 들면 라운딩 처리된 상태에서 준 연속적인 전이가 이루어질 수 있다.
청구항 11에 따르면 센서 전극들은 일렬로 배치되어 있다. 이와 같은 실시예는 특히 간단하게 구현될 수 있다는 점 이외에 전술된 센서 부재가 선형의 센서 행을 형성하고, 상기 행 안에서 개별 센서 전극들이 바람직하게는 상호 같은 간격으로 이격 배치된다는 장점을 갖는다. 그에 따라 센서 부재가 검사될 기판에 대하여 상대적으로 선형으로 이동함으로써, 센서 전극의 폭에 의존하거나 또는 센서 전극-간격이 주어진 경우에는 센서 전극의 개수에 의존하는 측정면이 스캐닝 될 수 있다.
본 실시예에서는 센서 전극들이 상호 변위된 상태에서도 적어도 두 개의 열로 배치될 수 있다는 점이 언급된다. 이와 같은 가능성은 전술된 센서 부재가 다양한 측정 과제에 적응될 수 있다는 장점을 제공한다. 특히 액정-평면 모니터의 기판상에 형성 또는 배치될 수 있는 박막-트랜지스터의 상이한 분할 간격(소위 피치-간격)에 대한 적응이 가능해진다.
독립 청구항 12에 의해서는 편평한 지지부에 형성된 프린트 도체 구조물을 검사하기 위한 장치가 기술된다. 상기 장치는 특히 평면 모니터-기판에 형성된 프린트 도체 매트릭스를 무접촉 방식으로 검사하기에 적합하다. 상기 장치는 (a) 섀시, (b) 상기 섀시에 배치되어 있고 편평한 지지부를 수용할 목적으로 설치된 수용 부재, (c) 프린트 도체 구조물을 검사하기 위한 전술한 실시예들 중 어느 한 실시예에 따른 적어도 하나의 센서 부재, 그리고 (d) 섀시에 배치된 위치 설정 시스템을 구비하며, 상기 위치 설정 시스템은 센서 부재가 편평한 지지부에 대하여 상대적으로 하나의 평면에서 프린트 도체 구조물과 평행하게 위치 설정될 수 있도록 센서 부재 및/또는 수용 부재와 결합되어 있다.
전술된 검사 장치의 기본 사상은, 전술된 센서 부재가 종래의 정밀-위치 설정 장치에 의하여 검사될 프린트 도체 구조물에 대해 상대적으로 이동될 수 있음으로써 프린트 도체 구조물의 편평한 스캐닝이 간단한 방식으로 구현될 수 있다는 것이다. 이와 같은 정밀-위치 설정 장치가 특히 전자 장치 제조 분야에 공지되어 있음으로써, 검사 장치를 구현하기 위해서는 공지된 표준 소자들이 이용될 수 있다. 따라서, 전술된 검사 장치는 비교적 저렴하게 제조될 수 있다.
상기 위치 설정 시스템은 편평한 지지부에 대하여 상대적으로 이루어지는 센서 부재의 2차원적인 동작을 가능케 하는 소위 면 위치 설정 시스템일 수 있다. 이 경우에는 지지부의 2차원적인 위치 설정뿐만 아니라 센서 부재의 2차원적인 위치 설정도 이루어질 수 있다.
상기 위치 설정 시스템은 지지부가 제 1 방향을 따라서 그리고 센서 부재가 제 2 방향을 따라서 움직일 수 있도록 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 제 2 방향은 제 1 방향에 대하여 예각으로, 바람직하게는 수직으로 방향 설정되어 있다. 이와 같은 방식으로 두 가지 선형 동작의 조합에 의해서는 2차원 프린트 도체 구조물의 정밀하고도 완전한 스캐닝이 구현될 수 있다. 이와 같은 내용은 한 가지 방향 - 이 방향은 나란히 배치된 센서 전극들에 의해 규정된 하나의 센서 행에 대하여 바람직하게 수직으로 방향 설정됨 - 을 따라 이루어지는 센서 부재의 단지 1차원 동작에 의해서만은 완전한 스캐닝이 불가능한 크기를 갖는 프린트 도체 구조물의 면에도 적용된다.
지지부에 대하여 상대적으로 센서 부재의 단지 1차원적인 위치 설정만 이루어지는 것도 물론 가능하다. 이 경우에도, 타원형의 측정 행을 갖는 센서 부재가 사용되거나 또는 동시에 다수의 센서 부재들이 사용되면 프린트 도체 구조물의 편평한 스캐닝이 구현될 수 있다.
청구항 13에 따른 본 발명의 한 실시예에 따르면 검사 장치는 추가로 평가 장치를 구비하며, 상기 평가 장치는 센서 부재 다음에 접속되어 있고, 센서 부재에 의해 제공되는 센서 신호들을 평가할 목적으로 설치되어 있다.
상기 평가 장치는 예를 들어 프린트 도체 구조물의 품질을 결정하기 위하여 상기 프린트 도체 구조물의 한 부분 영역의 국부적인 전압 상태를 평가하도록 설계되었다. 이와 관련하여 '프린트 도체 구조물의 품질'이라는 용어는 특히 프린트 도체 구조물의 편평한 구조적인 치수로 이해될 수 있다. 상기 구조적인 치수에는 특히 단락, 핀치(pinch) 또는 라인 파괴와 같은 결함들이 속한다. 이와 같은 결함들은 어떤 경우에도 국부적인 전압 분포를 변경시키기 때문에 확실하게 검출될 수 있다.
하지만, 프린트 도체 구조물의 품질은 개별 센서 전극과 프린트 도체 구조물 사이의 용량에 영향을 미치는 유전성(dielectric) 영향들에 의해서도 결정된다. 이와 같은 방식의 결정은 예를 들어 프린트 도체 구조물의 화학적인 변동에 의해 이루어지거나 또는 프린트 도체 구조물 상에서 발생하는 원치않는 유전성 침전에 의해 이루어진다.
독립 청구항 14에 의해서는 편평한 지지부에 형성된 프린트 도체 구조물을 검사하기 위한 방법이 기술된다. 이 방법은 특히 평면 모니터-기판에 형성된 프린트 도체 매트릭스를 무접촉 방식으로 검사하기에 적합하다. 상기 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다: (a) 위치 설정 시스템을 이용하여 전술된 실시예에 따른 센서 부재를 프린트 도체 구조물에 대하여 상대적으로 예정된 측정 간격으로 위치 설정하는 단계, (b) 센서 전극과 프린트 도체 구조물 사이에 전기 전압을 인가하는 단계, (c) 위치 설정 시스템을 상응하게 제어함으로써 센서 부재를 편평한 지지부에 대하여 상대적으로 하나의 평면에서 프린트 도체 구조물과 평행하게 이동시키는 단계, (d) 센서 전극에 연결된 적어도 하나의 접속 라인을 통과하는 전류 흐름을 측정하는 단계, 그리고 (e) 프린트 도체 구조물의 적어도 하나의 부분 영역에서 국부적인 전압 상태를 검출하는 단계.
전술된 방법의 기본적인 사상은, 개별 센서 전극들과 프린트 도체 구조물의 각각의 스캐닝-부분 영역 사이에서의 전기력선(electric flux line)의 분포 및 파형이 국부적인 전압 상태에 의존한다는 것이다. 이 경우 전기력선의 파형은 센서 전극과 스캐닝-부분 영역 사이의 전기 용량을 결정한다. 그에 따라, 전기력선 분포의 변동에 따라 센서 전극과 프린트 도체 구조물의 스캐닝-부분 영역 사이의 용량도 변동됨으로써, 결과적으로 각각의 센서 전극과 프린트 도체 구조물 사이의 전류 흐름(I)은 다음과 같은 방정식으로부터 얻어진다:
Ⅰ = (UAC + UDC) dC/dt + C dUAC/dt
상기 방정식에서 UAC는 각각의 센서 전극과 프린트 도체 구조물 사이에 인가되는 교류 전압이고, UDC는 직류 전압이다. C는 센서 전극과 프린트 도체 구조물 사이의 용량이다. d/dt라는 표현식은 변수 C 또는 UAC의 시간에 따른 도함수다. 이때 전류 흐름(I)은 각각의 센서 전극에 할당된 접속 라인을 통해서도 흐르며, 상응하게 민감한 전류 측정 장치들에 의해서 검출될 수 있다.
본 발명을 구현하기 위해서는 단지 프린트 도체와 센서 부재 사이의 상대적인 위치 설정만이 필요하다. 이와 같은 내용이 의미하는 바는 센서 부재와 평면형 지지부 또는 센서 부재와 지지부가 적어도 하나의 위치 설정 시스템에 의해서 이동될 수 있다는 것이다.
전술된 방법의 장점은, 프린트 도체 구조물의 국부적인 전압 상태가 공지된 검사 방법에 비해 간단하고도 비교적 저렴한 검출 전자 장치에 의해서 측정될 수 있다는 것이다. 그럼으로써, 전기 및 기계 소자들을 포함하는 장치에 의해 무접촉 검사 방법이 실행될 수 있으며, 상기 전기 및 기계 소자들은 다수의 다양한 제조자들에 의해서 제공될 수 있기 때문에 비교적 유리하게 획득될 수 있다.
청구항 15에 따른 본 발명의 한 실시예에 따르면 프린트 도체 구조물은 센서 부재의 격자 모양의 동작에 의해서 스캐닝 된다. 이와 같은 실시예의 장점은, 프린트 도체 구조물의 매트릭스 모양의 배열이 표준화된 스캐닝 과정의 틀 안에서 중단 없이 신속하게 측정될 수 있다는 것이다. 이 경우 센서 부재는 예를 들어 곡류 형태의 동작에 의해 검사될 프린트 도체 구조물 위로 가이드 될 수 있다. 센서 부재와 지지부 사이의 상대적인 운동은 바람직하게 연속으로 이루어진다. 하지만, 상기 상대적인 운동은 정확하게 단계적으로 실시되는 동작의 형태로 이루어질 수 있다.
청구항 16에 따른 본 발명의 추가의 한 실시예에 따르면 센서 전극들과 프린트 도체 구조물 사이에는 진폭 변조된 전압이 인가된다. 이와 같은 실시예가 특히 민감한 검사를 가능케 함으로써, 결과적으로는 프린트 도체 구조물의 거의 모든 결함들이 신뢰할만하게 검출될 수 있다.
독립 청구항 17에서는 편평한 지지부에 형성된 프린트 도체 구조물을 검사하기 위한 적어도 하나의 센서 부재를 제조하기 위한 방법이 제시된다. 상기 제조 방법은 다음과 같은 단계들을 포함한다: (a) 출발 기판 내에 적어도 하나의 트렌치 구조물을 형성함으로써, 상기 출발 기판 내부에 융기된 상부 표면 영역 및 함몰된 하부 표면 영역이 형성되고, 상기 영역들을 전이-중간 영역을 통해 서로 연결하는 단계, (b) 상기 상부 표면 영역에 다수의 센서 전극을 형성하는 단계, (c) 다수의 접속 라인을 형성하며, 이때 각각의 센서 전극으로부터 함몰된 하부 표면 영역까지 연장되는 접속 라인을 상기 각각의 센서 전극에 할당하는 단계, 그리고 (d) 전술된 하나의 실시예에 따른 적어도 하나의 센서 부재를 절단하는 단계. 이 방법에서 센서 부재의 융기된 상부 영역은 출발 기판의 융기된 상부 표면 영역에 할당되어 있다. 또한, 센서 부재의 함몰된 하부 영역도 출발 기판의 함몰된 하부 표면 영역에 할당되어 있다. 추가로 센서 부재의 전이 영역도 출발 기판의 전이-중간 영역에 할당되어 있다.
전술된 제조 방법의 기본 사상은, 상기 다수의 센서 부재들이 동시에 하나의 공통된 출발 기판의 공통된 처리 작업에 의해서 제조될 수 있다는 것이며, 이 경우 전체 센서 전극 및 접속 라인을 상응하게 형성한 후에는 출발 기판이 적합한 방식으로 분리된다. 상기 출발 기판은 유리 기판, 예를 들어 규산염 유리일 수 있거나 또는 웨이퍼, 예를 들어 실리콘 웨이퍼일 수 있다. 센서 전극 및 접속 라인의 형성은 바람직하게 공지된 리소그래픽 방법 또는 포토리소그래픽 방법에 의해서 이루어진다.
청구항 18에 따른 본 발명의 한 실시예에 따르면 상기 제조 방법은 추가로 다음과 같은 단계를 포함한다: 융기된 상부 표면 영역으로부터 함몰된 하부 표면 영역까지 연장되는 가로 차폐부를 형성하는 단계로서, 이 경우 하나의 접속 라인 옆에는 가로 차폐부가 각각 하나씩 배치되어 있다.
가로 차폐부가 상응하게 콘택팅 되는 경우, 바람직하게 가로 차폐부가 접지되는 경우에, 상응하게 형성된 센서 부재의 작동 중에는 접속 라인으로부터의 전자기 방사 및/또는 접속 라인 내부로의 전자기 입사가 현저하게 줄어들 수 있다. 이와 같은 방식에 의해서는 센서 부재의 감도 및 신뢰성이 현저히 상승할 수 있다.
가로 차폐부는 얇은 금속 층, 예를 들어 상응하게 구조화된 알루미늄층에 의해서 구현될 수 있다. 200 내지 500 nm 범위의 층 두께가 유리한 것으로 입증되었다. 알루미늄 외에 알루미늄 합금, 예를 들어 구리와의 알루미늄 합금(AlCu)도 사용될 수 있지만, 크롬 및 크롬-합금도 사용될 수 있다.
청구항 19에 따른 본 발명의 추가의 한 실시예에 따르면 상기 제조 방법은 다음과 같은 단계들을 추가로 포함한다: (a) 제 1 금속화층을 증착하고 접속 라인을 노출시키는 단계, (b) 절연층을 증착하는 단계, (c) 센서 전극 및 가로 차폐부를 상기 절연층으로부터 노출시키는 단계, (d) 제 2 금속화층을 증착함으로써, 가로 차폐부 및 제 2 금속화층을 서로 도전 접속시키는 단계, 그리고 (e) 센서 전극을 제 2 금속화층으로부터 노출시키는 단계. 이와 같은 실시예의 장점은, 제 2 금속화층에 의해 전체 표면에 걸쳐서 차폐 전극이 형성된다는 것이며, 상기 차폐 전극은 전술된 제조 방법에 의해서 형성된 센서 부재들의 전자기 감도를 더욱 감소시킨다.
절연층은 예를 들어 규소 질화물 층일 수 있다. 이 경우에도 200 내지 800 nm 범위 안에 있는 층 두께가 유리한 것으로 입증되었다. 절연층은 이산화 규소 또는 규소 산화 질화물로 이루어질 수도 있다. 센서 전극 및 가로 차폐부의 노출은 바람직하게 적합한 리소그래픽 공정에 의해서 이루어진다. 상기 제 1 및/또는 제 2 금속화층은 예를 들어 재차 200 내지 500 nm 범위 안에 있는 알루미늄 층일 수 있다. 이와 같은 내용은 가로 차폐부를 제조하기 위한 전술한 층에 상응한다. 본 경우에도 AlCu 또는 Cr과 같은 다른 금속화층을 생각할 수 있다.
접속 라인을 형성하기 전에도 상응하는 방식에 의해 출발 기판상에 하부 금속화층이 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 하부 금속화층은 추가의 절연층에 의해서 접속 라인으로부터 전기적으로 분리되어 있다. 그에 따라, 가로 차폐부 및 전술한 금속화층과 상기 하부 금속화층의 적합한 연결에 의해서는 접속 라인을 완전히 둘러싸는 차폐 전극이 형성된다. 이와 같은 사실은 접속 라인의 차폐를 더욱 개선하는 데 기여한다.
청구항 20에 따라 상기 제조 방법은 다음과 같은 단계를 추가로 포함한다: 가요성 프린트 회로 기판을 이용해서 접속 라인을 콘택팅 하는 단계. 이 경우 접속 라인의 추가의 콘택팅은 바람직하게 개별 센서 부재를 공통된 출발 기판으로부터 분리한 후에 이루어진다.
가요성 프린트 회로 기판을 이용한 콘택팅의 장점은, 각각의 개별 센서 부재가 간단하고도 확실한 방식으로 콘택팅 될 수 있다는 것이다. 그밖에 센서 부재가 상이한 측정 과제들과 관련하여 최적화된 측정 장치에 장착될 수 있음으로써, 상기 센서 부재는 보편적으로 사용될 수 있다.
접속 라인에 대한 가요성 프린트 회로 기판의 콘택팅은 다수의 전기 접속면을 통해 이루어질 수 있으며, 상기 접속면은 하부 영역에 형성되어 있다. 이 경우 하나의 센서 전극에는 연결면이 각각 하나씩 할당되어 있고, 상기 연결면은 상응하는 접속 라인에 전기 접속되어 있다. 접속면의 형성은 전술된 제조 단계들과 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
앞에서 설명된 바와 같이, 접속면은 소위 본딩-결합부를 형성하기에 적합하다. 이와 같은 사실의 장점은, 개별 센서 전극들이 효과적인 방식으로 예를 들어 편평한 본딩 프로세스에 의해서 또는 와이어-본딩에 의해서 가요성 프린트 회로 기판과 콘택팅 될 수 있다는 것이다.
청구항 21에 따라 제조될 다수의 센서 부재들이 출발 기판 내부에 배치됨으로써, (a) 소수의 센서 부재들은 서로 이웃하여 하나의 열로 트렌치 구조물의 종축과 평행하게 배치되고 그리고/또는 (b) 소수의 센서 부재들은 트렌치 구조물의 종축을 기준으로 상이한 측에서 서로 마주보도록 배치된다.
상기와 같은 배열의 장점은, 개별 센서 부재들이 출발 기판을 사용하여 효과적이고 공간 절약적인 방식으로 배치된다는 것이다. 따라서, 각각의 센서 부재는 출발 기판의 융기된 상부 표면 영역의 상부 그리고 출발 기판의 함몰된 하부 표면 영역의 하부를 갖는다. 본 발명에 따른 센서 부재와 관련하여 전술된 바와 같이, 상기 상부에는 센서 전극이 일체로 형성되는 반면에 상기 하부는 개별 센서 부재의 콘택팅을 위해서 이용된다.
전술된 제조 방법의 또 다른 장점은, 출발 기판의 레이-아웃 및 크기를 통해서 다수의 개별 센서 부재들이 효과적인 방식으로 제조될 수 있다는 것이다.
물론 하나의 출발 기판 내에서는 바람직하게 서로 평행하게 방향 설정된 다수의 트렌치가 형성될 수도 있다. 이와 같은 방식에 의해서는 편평한 출발 기판이 거의 완전하게 본 발명에 따른 센서 부재를 제조하기 위해서 이용될 수 있다.
본 발명의 추가의 장점들 및 특징들은 바람직한 실시예들에 대한 아래의 설명에서 드러난다.
도 1은 평면 모니터-기판에 형성된 프린트 도체 매트릭스를 무접촉 방식으로 검사하기 위한 검사 장치의 사시도고,
도 2a는 다중 채널-센서 부재의 사시도며,
도 2b는 도 2a에 도시된 다중 채널-센서 부재의 평면도고,
도 3a는 다수의 다중 채널-센서 부재를 제조하기 위하여 예비 구조화된 출발 기판의 평면도며,
도 3b는 도 3a에 도시된 출발 기판의 횡단면도고,
도 3c는 도 3a에 도시된 출발 기판상에 제조될 다수의 다중 채널-센서 부재의 공간적인 배열 상태를 도시한 개략도며,
도 4a는 하나의 다중 채널-센서 부재를 제조할 때의 중간 제품의 평면도로서, 이 경우 센서 기판상에는 제 1 금속화층 평면에 의해 센서 전극, 접속 라인, 연결면 및 차폐부가 형성되었고,
도 4b는 도 4a에 도시된 중간 제품의 사시도며,
도 4c는 도 4a에 도시된 중간 제품의 센서 전극, 접속 라인 및 차폐부의 확대도고,
도 5a는 제조된 다중 채널-센서 부재의 평면도며,
도 5b는 도 5a에 도시된 다중 채널-센서 부재의 사시도고,
도 6a는 가요성 프린트 회로 기판과 콘택팅 된 다중 채널-센서 부재의 사시도며,
도 6b는 도 6a에 도시된 다중 채널-센서 부재의 횡단면도다.
도면에서 동일한 또는 서로 상응하는 소자들의 도면 부호는 단지 제 1 번호만 서로 상이하다.
도 1은 편평한 지지부(130)에 형성된 프린트 도체 구조물(131)을 무접촉 방식으로 검사하기 위한 검사 장치(100)를 보여주고 있다. 도 1에 도시된 실시예에 따르면 편평한 지지부는 평면 모니터-기판(130)이고, 상기 기판상에는 LCD-평면 모니터를 제조하기 위한 이전 제조 단계 이후에 프린트 도체 매트릭스(131)가 형성되었고, 상기 매트릭스에 의해서 다수의 박막 트랜지스터가 콘택팅 된다.
검사 장치(100)는 프레임 또는 섀시(101)를 포함하고, 상기 프레임 또는 섀시에는 수용 부재(102)가 배치되어 있다. 도면에 도시된 실시예에 따르면 고정 테이블(102)인 수용 부재(102)는 평면 모니터-기판(130)을 수용하기 위해서 이용된다.
섀시(101)에는 평행하게 정렬된 두 개의 가이드부(103)가 설치되어 있다. 상기 두 개의 가이드부(103)는 가로로 서있는 지지부 암(104)을 갖는다. 상기 가로로 서있는 지지부 암(104)은 가이드부(105)를 구비하고, 상기 가이드부에는 지지 부재(106)가 이동 가능하게 지지가 되어 있다. 상기 두 개의 가이드부(103)는 y-방향을 따라서 진행하고, 상기 가이드부(105)는 x-방향을 따라서 진행한다.
지지 부재(106)에는 다중 채널-센서 부재(150)가 배치되어 있고, 상기 센서 부재는 도면에 도시되지 않은 다수의 센서 전극을 구비한다. 상기 가이드부(103), 지지부 암(104), 가이드부(105) 및 지지 부재(106)는 도면에 도시되지 않은 구동 모터와 함께 면 위치 설정 시스템을 구성한다. 구동 모터를 상응하게 제어함으로써 상기 다중-센서 부재(150)는 평면 모니터-기판(130)과 평행하게 위치 설정될 수 있다. 이 경우 센서 전극과 프린트 도체 매트릭스 사이에서는 항상 수십 ㎛의 사 전에 설정된 측정 간격이 유지된다.
도 2a는 검사 장치(100)를 위해서 사용되는 다중 채널-센서 부재(150)를 보여주고 있으며, 상기 센서 부재에는 도면 부호 (250)이 기재되어 있다. 상기 다중 채널-센서 부재(250)는 계단식의 기판(251)을 포함하고, 상기 기판은 예를 들어 얇은 유리 또는 웨이퍼로부터 출발하여 예비 구조화되었다. 그 결과 센서 부재(250)는 융기된 상부 영역(260) 및 함몰된 하부 영역(280)을 가지며, 상기 영역들은 계단 모양 전이 영역(270)을 통해 서로 연결되어 있다.
상기 융기된 상부 영역(260)은 하나의 열을 따라 배치된 다수의 센서 전극(261)을 갖는다. 융기된 상부 영역(260)은 매우 높은 평탄성을 가지며, 이 경우 상기 영역(260)의 표면(262)의 높이 변동은 단지 최대 ± 0.5 ㎛의 비평탄성에만 도달한다. 이와 같은 내용이 의미하는 바는, 모든 센서 전극의 동일한 형상이 전제가 된다는 것, 그리고 모든 센서 전극(261)의 피크들이 거의 자동으로 하나의 평면 안에 놓이게 된다는 것이다.
상기 함몰된 하부 영역(280)은 다수의 연결면(281)을 갖는다. 각각의 연결면(281)은 커버 층에 의해서 커버 된 그리고 도면에 도시되지 않은 접속 라인에 의하여 센서 전극(261)에 연결되어 있다.
도 2a로부터 알 수 있는 바와 같이, 중간 영역(270)에 의해서 형성된 계단은 매우 편평한 각을 갖는다. 상기 각은 도면에 도시된 실시예에서는 거의 5°다. 이와 같은 실시예의 장점은, 접속 라인들이 단지 전반적으로 에지가 없는 편평한 전이부 위로 가이드 됨으로써, 바람직하게 공지된 리소그래픽 방법으로 이루어질 수 있는 접속 라인의 제조시에는 라인 중단을 염려할 필요가 거의 없다는 것이다.
도 2b는 다중 채널-센서 부재(250)를 평면도로 보여주고 있다. 도면에 도시된 실시예에 따르면 상기 다중 채널-센서 부재(250)는 총 64개의 센서-전극(261)을 갖는다. 센서 부재(250)는 센서 부재(261)의 열과 평행하게 x-방향을 따라 12 mm의 길이를 갖는다. 센서 부재(250)는 또한 센서 부재(261)의 열에 대하여 수직으로 y-방향을 따라 10 mm의 폭을 가지며, 이 경우 융기된 상부 영역(260)은 4 mm의 폭을, 중간 영역(270)은 2.3 mm의 폭을 그리고 함몰된 하부 영역(280)은 3.7 mm의 폭을 갖는다. 상기 다중 채널-센서 부재(250)의 다른 공간적인 치수들도 물론 가능하다.
상기 융기된 상부 영역(260)에는 또한 네 개의 센터링 마커(252)가 존재하고, 상기 마커는 다중 채널-센서 부재(250)의 제조시에 중요하다. 상기 다중 채널-센서 부재의 제조는 이하에서 더 정확하게 기술된다. 이 경우 상기 센터링 마커(252)는 예를 들어 센서 전극, 접속 라인 및 연결면을 제조할 때에 구조화 단계들을 위한 마스크를 공간적으로 정확하게 할당하기 위해서 이용된다.
함몰된 하부 영역(280) 내에는 64개의 연결면(281)이 형성되어 있다. 각각의 연결면(281)은 도면에 도시되지 않은 접속 라인을 통해 특정 센서 전극(261)에 연결되어 있다. 이 경우 접속 라인들은 각각 차폐부를 구비하며, 상기 차폐부는 공통으로 접지-연결면(282)을 통해 콘택팅 될 수 있다. 상기 차폐부의 정확한 형상은 이하에서 도 4c를 참조하여 상세하게 설명된다.
이하에서는 하나 또는 다수의 다중 채널-센서 부재를 위한 바람직한 제조 방 법이 도 3 내지 도 6을 참조하여 기술된다. 이 경우에는 전술된 다중 채널-센서 부재(250)의 추가의 구조적인 세부 사항이 설명된다.
도 3a는 다수의 다중 채널-센서 부재를 제조하기 위한 예비 구조화된 출발 기판(390)을 평면도로 보여주고 있다. 기계적인 연삭 및/또는 에칭 과정에 의해서 이루어질 수 있는 예비 구조화는 출발 기판(390) 내에서 트렌치 구조물(391)을 형성한다. 상기 트렌치 구조물은 상호 이격 배치된 다수의 함몰된 하부 표면 영역(391)을 갖는다. 상기 함몰된 하부 표면 영역(391)은 x-방향을 따라 연장된다. 두 개의 이웃하는 함몰된 하부 표면 영역들(391) 사이에는 각각 하나의 융기된 상부 표면 영역(392)이 존재한다. 함몰된 하부 표면 영역(391)은 자신의 길이 연장부에 대하여 세로로, 다시 말해 y-방향을 따라 전이-중간 영역(393)을 거쳐 융기된 상부 표면 영역(392)으로 옮겨진다.
도면에 도시된 실시예에 따르면 상기 함몰된 하부 표면 영역(391) 또는 융기된 상부 표면 영역(392)은 서로 평행하게 진행한다. 하지만, 다른 트렌치 구조물, 예를 들어 곡류 형태의 트렌치 구조물도 생각할 수 있다.
도 3b는 출발 기판(390)을 x-방향에 대하여 수직으로 횡단면도로 보여주고 있다. 출발 기판(390)의 에지에 있는 융기된 외부 상부 표면 영역들은 y-방향을 따라서 대략 13 mm의 폭을 갖는다. 융기된 내부 상부 표면 영역들은 8.3 mm의 폭을 갖는다. 함몰된 하부 표면 영역(391)은 7.7 mm의 폭을 그리고 두 개의 각각 이웃하는 전이-중간 영역(393)은 대략 2.3 mm의 폭을 갖는다. 상기 전이-중간 영역(393)은 약 5°의 각으로 상기 융기된 상부 표면 영역(391)의 표면에 대하여 상 대적으로 기울어져 있다. 상기 융기된 상부 표면 영역(392)과 함몰된 하부 표면 영역(391) 사이에서 z-방향을 따라 나타나는 높이 차는 대략 200 ㎛다. 아래에서 설명되는 바와 같이 다중 채널-센서 부재를 제조하기 위한 다른 구조적인 치수들도 당연히 생각할 수 있다.
도 3c는 출발 기판 상에 제조될 다수의 다중 채널-센서 부재(350)의 배열 상태를 보여주고 있다. 개별 센서 부재(350)는 서로 이웃하여 다수의 열로 x-방향과 평행하게 배치되어 있다. 또한, 서로 이웃하는 두 개의 열에 할당된 센서 부재(350)는 서로 마주보도록 배치되어 있다. 따라서, 각각의 센서 부재(350)는 상기 출발 기판(390)의 융기된 상부 표면 영역(392)의 상부 및 상기 출발 기판(390)의 함몰된 하부 표면 영역(391)의 하부를 갖는다.
상기 상부에는 추후에 센서 전극이 일체로 형성되는 반면에 상기 하부는 개별 센서 부재(350)의 콘택팅을 위해서 사용된다. 이와 같은 실시예의 장점은, 개별 센서 부재(350)가 출발 기판(390)을 이용해서 효과적이고 공간 절약적인 방식으로 배치된다는 장점을 갖는다. 따라서, 출발 기판(390)의 레이 아웃 및 크기를 적합하게 선택함으로써 다수의 개별 센서 부재(350)는 효과적인 방식으로 제조될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 다중 채널-센서 부재(450)를 제조할 때의 중간 제품을 보여주고 있다. 도 4a는 상기 중간 제품을 평면도로, 도 4b는 상기 중간 제품을 사시도로 보여주고 있다.
상기 중간 제품은 제 1 금속화층 평면을 가지며, 상기 제 1 금속화층 평면은 센서 기판(451) 상에 제공되어 공지된 방식으로, 예를 들어 리소그래피에 의해서 구조화되었다. 상기 구조화에 의해서는 (a) 융기된 상부 영역(460)에서 센서 전극(461)이 규정되고, (b) 함몰된 하부 영역(480)에서 연결면(481)이 규정되며, 그리고 (c) 계단 형태의 전이 영역(470)에서 접속 라인(471)이 규정된다. 이 경우 상기 접속 라인(471)은 y-방향을 따라 한 측에서는 센서 전극(461)까지 연장되고, 다른 측에서는 연결면(481)까지 연장된다. 또한, 가로 차폐부(475)도 규정되는데, 상기 가로 차폐부는 접속 라인(471)과 동일한 계단식 평면에 형성되어 있다. 상기 가로 차폐부는 서로 도전 접속되어 있고, 접지-연결면(482)을 통해 콘택팅 될 수 있다.
도 4c는 접속 라인(471)에 의해서 콘택팅 되고 가로 차폐부(475)에 의해서 전자기 방사에 대하여 차폐되는 센서 전극(461)을 확대도로 보여주고 있다.
도 5a 및 도 5b는 완성된 다중 채널-센서 부재(550)를 보여주고 있다. 도 5a는 다중 채널-센서 부재(550)를 평면도로, 도 5b는 다중 채널-센서 부재(550)를 사시도로 보여주고 있다.
상기 완성된 다중 채널-센서 부재(550)는 도 4a 및 도 4b에 도시된 중간 제품으로부터 출발하여 아래와 같은 방법 단계들에 의해서 제조되었다:
1. 제 1 금속화층(알루미늄)을 증착 및 구조화하는 단계,
2. 절연 평면, 예를 들어 규소 질화물-층을 증착하고, 상기 증착된 절연 평면을 구조화함으로써, 센서 전극(561), 가로 차폐부 및 연결면(581)을 노출시키는 단계, 그리고
3. 추가의 금속화층 평면(578), 예를 들어 알루미늄을 증착하고, 상기 추가의 금속화층 평면(578)을 예를 들어 포토-리소그래피에 의해서 구조화함으로써, 센서 전극(561) 및 연결면(581)을 재차 노출시키는 단계.
상기와 같은 방식에 의해서는 추가의 금속화층 평면(578)에 의해 접속 라인을 위하여 전체 표면에 걸쳐 작용하는 차폐 전극이 형성된다. 그 결과 기판(551)의 융기된 상부 영역은 센서 필드(560)가 되는데, 상기 센서 필드는 일렬로 배치된 총 64개의 센서 전극(561)을 갖고 상기 센서 전극들은 각각 하나의 차폐된 접속 라인을 통해 상응하는 연결면(581)에 연결되어 있다. 상기 연결면(581)이 함몰된 하부 영역 안에 있기 때문에 상기 하부 영역은 센서 부재(550)의 연결 영역(580)으로서도 표기된다. 접속 라인들은 전이 영역(570) 위로 연장된다.
도 6a 및 도 6b는 가요성 프린트 회로 기판(685)과 콘택팅 된 다중 채널-센서 부재(650)를 보여주고 있다. 도 6a는 콘택팅 된 다중 채널-센서 부재(650)의 평면도를, 도 6b는 사시도를 보여주고 있다.
가요성 프린트 회로 기판 또는 플렉스 와이어(685)가 평탄함으로써, 심지어 200 ㎛의 상부 영역(660)에 비해 하부 영역(680)의 홈이 단지 매우 적은 경우에도 가요성 프린트 회로 기판(685)은 센서 전극 위로 돌출하지 않는다. 이와 같은 상황이 의미하는 바는, 센서 전극들의 피크가 다중 채널-센서 부재(650)의 가장 많이 융기된 영역이라는 것이다.
가요성 프린트 회로 기판(685)은 예를 들어 ACF-본딩 프로세스(Anisotropic Conductive Film-Bond-Process)에 의해서 상응하는 연결면에 콘택팅 된다. 상기 가요성 프린트 회로 기판(685)은 당연히 종래의 와이어-본딩에 의해서도 연결면에 콘택팅 될 수 있다.
본 명세서에 기술된 실시예들은 단지 본 발명의 가능한 변형 실시예들 중에서 선택된 제한된 실시예들에 불과하다. 따라서, 개별 실시예들의 특징들이 적합한 방식으로 서로 조합될 수 있음으로써, 당업자들은 본 명세서에 명시된 변형 실시예들로써 다수의 다양한 실시예들이 공식적으로 개시되는 것으로 간주할 것이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 검사 장치 101: 섀시
102: 수용 부재/고정 테이블 103: 가이드부(y-가이드부)
104: 가로로 서있는 지지부 암 105: 가이드부(x-가이드부)
106: 지지 부재 110: 평가 유닛
130: 편평한 지지부/평면 모니터-기판
131: 프린트 도체 구조물/프린트 도체 매트릭스
150: 센서 부재
250: 다중 채널-센서 부재 251: 기판/얇은 유리/웨이퍼
252: 센터링 마커 260: 융기된 상부 영역/센서 필드
261: 센서 전극 262: 평면형 표면
270: 전이 영역/계단 280: 함몰된 하부 영역/연결 영역
281: 연결면 282: 접지를 위한 연결면
350: 다중 채널-센서 부재 390: 출발 기판
391: 트렌치 구조물/함몰된 하부 표면 영역
392: 융기된 상부 표면 영역 393: 전이-중간 영역
450: 다중 채널-센서 부재 451: 기판/얇은 유리/웨이퍼
460: 융기된 상부 영역/센서 필드
461: 센서 전극 470: 전이 영역/계단
471: 접속 라인 475: 차폐부
480: 함몰된 하부 영역/연결 영역
481: 연결면 482: 접지를 위한 연결면
550: 다중 채널-센서 부재 551: 기판/얇은 유리/웨이퍼
560: 융기된 상부 영역/센서 필드
561: 센서 전극 570: 전이 영역/계단
578: 금속화층
580: 함몰된 하부 영역/연결 영역
581: 연결면 582: 접지를 위한 연결면
650: 다중 채널-센서 부재 651: 기판/얇은 유리/웨이퍼
660: 융기된 상부 영역/센서 필드
670: 전이 영역/계단
680: 함몰된 하부 영역/연결 영역
685: 가요성 프린트 회로 기판/플렉스 와이어

Claims (21)

  1. 편평한 지지부(130)에 형성된 프린트 도체 구조물(131)을 검사하기 위한, 특히 평면 모니터-기판(130)에 형성된 프린트 도체 매트릭스(131)를 무접촉 방식으로 검사하기 위한 센서 부재로서,
    상기 센서 부재(150, 250, 350, 450, 550, 650)가
    (a) 융기된 상부 영역(260, 360, 460, 560, 660) 및 함몰된 하부 영역(280, 380, 480, 580, 680)을 갖도록 기계적으로 구조화된 기판(251, 451, 551, 651)을 포함하며, 상기 평면형 상부 영역(260, 360, 460, 560, 660) 및 함몰된 하부 영역(280, 380, 480, 580, 680)은 전이 영역(270, 370, 470, 570, 670)에 의해서 서로 연결되어 있으며,
    (b) 상기 평면형 상부 영역(260, 360, 460, 560, 660)에 형성된 다수의 센서 전극(261, 461, 561)을 포함하며,
    (c) 상기 다수의 센서 전극(261, 461, 561)을 전기적으로 콘택팅 하기 위한 다수의 접속 라인(471)을 포함하며, 각각의 센서 전극(261, 461, 561)에는 하나의 접속 라인(471)이 할당되어 있고, 상기 접속 라인은 개별 센서 전극(261, 461, 561)으로부터 상기 함몰된 하부 영역(280, 380, 480, 580, 680)까지 연장되는,
    센서 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 융기된 상부 영역(260, 360, 460, 560, 660)은 평면형 표면(262)을 갖는,
    센서 부재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 센서 전극(261, 461, 561) 및/또는 접속 라인(471)은 박막- 및/또는 마이크로 구조화 기술에 의해서 제조되는,
    센서 부재.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    접속 라인(471)으로부터의 전자기 방사 및/또는 접속 라인(471) 내부로의 전자기 입사를 적어도 감소시키도록 형성된 차폐부(475)를 포함하는,
    센서 부재.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 얇은 유리(251, 451, 551, 651)인,
    센서 부재.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 웨이퍼, 특히 실리콘 웨이퍼인,
    센서 부재.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    센서 부재(150, 250, 350, 450, 550, 650)를 추가로 콘택팅 하기 위한 다수의 전기 연결면(281, 481, 581)을 포함하고, 상기 연결면(281, 481, 581)은 함몰된 하부 영역(280, 380, 480, 580, 680)에 형성되어 있으며, 각각 하나의 연결면(281, 481, 581)이 하나의 센서 전극(261, 461, 561)에 할당되어 있고, 상응하는 접속 라인(471)에 전기적으로 접속된,
    센서 부재.
  8. 제 7 항에 있어서,
    가요성 프린트 회로 기판(685)을 포함하고, 상기 프린트 회로 기판은 다수의 제어 라인을 포함하며, 각각 하나의 제어 라인이 하나의 전기 연결면(281, 481, 581)에 연결된,
    센서 부재.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가요성 프린트 회로 기판(685)은 적어도 하나의 편평한 차폐부를 갖는,
    센서 부재.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 상기 전이 영역(270, 370, 470, 570, 670)과 융기된 상부 영역(260, 360, 460, 560, 660) 사이에서 이루어지는 전이 동작 및/또는
    - 상기 전이 영역(270, 370, 470, 570, 670)과 함몰된 하부 영역(280, 380, 480, 580, 680) 사이에서 이루어지는 전이 동작이 평탄한 각으로 이루어지는,
    센서 부재.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 센서 전극(261, 461, 561)이 하나의 열로 배치된,
    센서 부재.
  12. 편평한 지지부(130)에 형성된 프린트 도체 구조물(131)을 검사하기 위한, 특히 평면 모니터-기판(130)에 형성된 프린트 도체 매트릭스(131)를 무접촉 방식으로 검사하기 위한 장치로서,
    상기 검사 장치가
    (a) 섀시(101)를 포함하고,
    (b) 상기 섀시(101)에 배치되어 있고 상기 편평한 지지부(130)를 수용하기 위해 설치된 수용 부재(102)를 포함하며,
    (c) 프린트 도체 구조물(131)을 검사하기 위한 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 센서 부재(150, 250, 350, 450, 550, 650)를 포함 하고,
    (d) 상기 섀시(101)에 배치되어 있고, 상기 센서 부재(150, 250, 350, 450, 550, 650)가 편평한 지지부(130)에 대하여 상대적으로 하나의 평면에서 상기 프린트 도체 구조물(131)에 대하여 상대적으로 위치 설정될 수 있도록 상기 센서 부재(150, 250, 350, 450, 550, 650) 및/또는 수용 부재(102)와 결합된 위치 설정 시스템(103, 104, 105, 106)을 포함하는,
    검사 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 센서 부재(150, 250, 350, 450, 550, 650) 뒤에 접속되어 있고, 상기 센서 부재(150, 250, 350, 450, 550, 650)로부터 제공되는 측정 신호를 평가하기 위해서 설치된 평가 유닛(110)을 추가로 포함하는,
    검사 장치.
  14. 편평한 지지부(130)에 형성된 프린트 도체 구조물(131)을 검사하기 위한, 특히 평면 모니터-기판(130)에 형성된 프린트 도체 매트릭스(131)를 무접촉 방식으로 검사하기 위한 방법으로서,
    상기 검사 방법이
    (a) 위치 설정 시스템(103, 104, 105, 106)을 이용해서 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 센서 부재(150, 250, 350, 450, 550, 650)를 프린트 도체 구조물(131)에 대하여 상대적으로 예정된 측정 간격을 두고 위치 설정하는 단계,
    (b) 상기 센서 전극(261, 461, 561)과 프린트 도체 구조물(131) 사이에 전기 전압을 인가하는 단계,
    (c) 상기 위치 설정 시스템(103, 104, 105, 106)을 상응하게 제어함으로써 상기 센서 부재(150, 250, 350, 450, 550, 650)를 편평한 지지부(130)에 대하여 상대적으로 하나의 평면에서 상기 프린트 도체 구조물(131)과 평행하게 이동시키는 단계,
    (d) 하나의 센서 전극(261, 461, 561)에 연결된 적어도 하나의 접속 라인(471)을 통과하는 전류 흐름을 측정하는 단계, 그리고
    (e) 상기 프린트 도체 구조물(131)의 적어도 한 부분 영역에서의 국부적인 전압 상태를 검출하는 단계를 포함하는,
    검사 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 프린트 도체 구조물(131)을 상기 센서 부재(150, 250, 350, 450, 550, 650)의 격자 모양의 동작에 의해서 스캐닝하는,
    검사 방법.
  16. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서,
    상기 센서 전극(261, 461, 561)과 프린트 도체 구조물(131) 사이에 진폭 변 조된 전압을 인가하는,
    검사 방법.
  17. 편평한 지지부(130)에 형성된 프린트 도체 구조물(131)을 검사하기 위한, 특히 평면 모니터-기판(130)에 형성된 프린트 도체 매트릭스(131)를 무접촉 방식으로 검사하기 위한 적어도 하나의 센서 부재(150, 250, 350, 450, 550, 650)를 제조하기 위한 방법으로서,
    상기 제조 방법이
    (a) 출발 기판(390) 내에 적어도 하나의 트렌치 구조물(391)을 형성함으로써, 상기 출발 기판(390) 내부에 융기된 상부 표면 영역(392) 및 함몰된 하부 표면 영역(391)을 형성하고, 상기 영역들을 전이-중간 영역(393)을 통해 서로 연결하는 단계,
    (b) 상기 상부 표면 영역(392)에 다수의 센서 전극(261, 461, 561)을 형성하는 단계,
    (c) 다수의 접속 라인(471)을 형성하며, 이때 각각의 센서 전극(261, 461, 561)으로부터 함몰된 하부 표면 영역(391)까지 연장되는 접속 라인(471)을 상기 각각의 센서 전극(261, 461, 561)에 할당하는 단계, 그리고
    (d) 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 센서 부재(150, 250, 350, 450, 550, 650)가 절단되도록 상기 출발 기판(390)을 분리하는 단계를 포함하며, 이 경우
    - 상기 센서 부재(150, 250, 350, 450, 550, 650)의 융기된 상부 영역(260, 360, 460, 560, 660)은 상기 출발 기판(390)의 융기된 상부 표면 영역(392)에 할당되고,
    - 상기 센서 부재(150, 250, 350, 450, 550, 650)의 함몰된 하부 영역(280, 380, 480, 580, 680)은 상기 출발 기판(390)의 함몰된 하부 표면 영역(391)에 할당되며,
    - 상기 센서 부재(150, 250, 350, 450, 550, 650)의 전이 영역(270, 370, 470, 570, 670)은 상기 출발 기판(390)의 전이-중간 영역(393)에 할당되는,
    제조 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제조 방법이 추가로
    - 상기 융기된 상부 표면 영역(392)으로부터 함몰된 하부 표면 영역(391)까지 연장되는 가로 차폐부(475)를 형성하는 단계를 포함하며, 이 경우 하나의 접속 라인(471) 옆에는 가로 차폐부(475)가 각각 하나씩 배치되어 있는,
    제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제조 방법이 추가로
    (a) 제 1 금속화층을 증착하고 접속 라인을 노출시키는 단계,
    (b) 절연층을 증착하는 단계,
    (c) 센서 전극(261, 461, 561) 및 가로 차폐부(475)를 상기 절연층으로부터 노출시키는 단계,
    (d) 제 2 금속화층(578)을 증착함으로써, 가로 차폐부(475) 및 제 2 금속화층(578)을 서로 도전 접속시키는 단계, 그리고
    (e) 상기 센서 전극(261, 461, 561)을 상기 제 2 금속화층(578)으로부터 노출시키는 단계를 포함하는,
    제조 방법.
  20. 제 17 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제조 방법이 가요성 프린트 회로 기판(685)을 사용해서 상기 접속 라인(471)을 콘택팅 하는 단계를 추가로 포함하는,
    제조 방법.
  21. 제 17 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    - 소수의 센서 부재들(150, 250, 350, 450, 550, 650)이 서로 이웃하여 하나의 열로 트렌치 구조물(391)의 종축과 평행하게 배치되고 그리고/또는
    - 소수의 센서 부재들(150, 250, 350, 450, 550, 650)이 트렌치 구조물(391)의 종축을 기준으로 상이한 측에서 서로 마주하여 배치되도록, 제조될 다수의 센서 부재(150, 250, 350, 450, 550, 650)를 상기 출발 기판(390) 내부에 배치하는,
    제조 방법.
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