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この項目の情報は公開日時点(2004年11月18日)のものです。
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図面 (7)

課題

走査結果基板上に正確に割り当てるこ。また、アライメントマーク材質に係わらず基板の位置検出を行うこと。

解決手段

基板検査装置1は、基板上に電子ビーム走査することにより基板検査を行うであって、電子ビーム走査による基板21の検査結果を取得する検査手段11と、基板上のアライメントマークを光学的に検出するアライメントマーク検出手段12と、アライメントマークの位置から基板検査装置内における基板位置を算出する基板位置算出手段16と、走査結果の位置を算出した基板位置に整合させる位置整合手段17とを備える。

概要

背景

液晶ディスプレイ有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイパネルはその製造工程において、通常ガラス基板の上にTFTアレイパターンを含む複数のパネルを形成し、このガラス基板から各パネルを切り出している。このフラットパネルディスプレイの製造、検査において、ガラス基板の検査や、ガラス基板上に形成したTFTや画素特性評価を行っている。

概要

走査結果を基板上に正確に割り当てるこ。また、アライメントマーク材質に係わらず基板の位置検出を行うこと。基板検査装置1は、基板上に電子ビーム走査することにより基板検査を行うであって、電子ビーム走査による基板21の検査結果を取得する検査手段11と、基板上のアライメントマークを光学的に検出するアライメントマーク検出手段12と、アライメントマークの位置から基板検査装置内における基板位置を算出する基板位置算出手段16と、走査結果の位置を算出した基板位置に整合させる位置整合手段17とを備える。

目的

本発明は前記した従来の問題点を解決し、走査結果を基板上に正確に割り当てることを目的とし、また、アライメントマークの材質に係わらず基板の位置検出を行うことを目的とする

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
1件

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請求項1

基板上に電子ビーム走査することにより基板検査を行う基板検査装置であって、電子ビーム走査による基板の検査結果を取得する検査手段と、基板上のアライメントマーク光学的に検出するアライメントマーク検出手段と、前記アライメントマークの位置から当該基板検査装置内における基板位置を算出する基板位置算出手段と、前記走査結果の位置を算出した基板位置に整合させる位置整合手段とを備え、前記位置整合により走査結果を基板位置に割り当ることを特徴とする基板検査装置。

請求項2

前記位置整合手段は、前記検査結果に基づいて行う欠陥検査で得られる欠陥結果を基板上の位置に位置整合させることにより基板検査を行うことを特徴とする請求項1に記載の基板検査装置。

請求項3

アライメントマーク検出手段は、基板上のアライメントマークを撮像する光学顕微鏡及びCCDカメラを含むことを特徴とする、請求項1又は2に記載の基板検査装置。

技術分野

0001

本発明は、基板アライメント機構、及びそれを備えた基板検査装置に関し、例えば、液晶ディスプレイ有機ELディスプレイなどのフラットパネルディスプレイに使われるTFTアレイ基板検査に適用することができる。

0002

液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等のフラットパネルディスプレイのパネルはその製造工程において、通常ガラス基板の上にTFTアレイパターンを含む複数のパネルを形成し、このガラス基板から各パネルを切り出している。このフラットパネルディスプレイの製造、検査において、ガラス基板の検査や、ガラス基板上に形成したTFTや画素特性評価を行っている。

背景技術

0003

基板上に形成したTFTアレイを検査するには、通常、TFTアレイ基板をステージ上に保持させている。

0004

TFTアレイの検査においては、その検査結果を用いてリペア作業を行うため、欠陥位置を正確に求める必要がある。そのため、基板検査装置において検査基板を毎回同じ位置で検査する必要がある。しかしながら、移動ステージなどの基板搬送機構の精度は必要とされる精度と比較して充分であるとはいえない。また、位置合わせを行うために機械的にアライメントを調整することもできるが、機械的なアライメント調整にはその制度に限界があるため、必要とされる精度を満足することは困難である。

0005

また、基板のアライメント調整では、基板上にアライメントマークを設け、このアライメントマークを検出することにより、基板検査装置に対する基板位置を検出することが行われている。SEM等を用いた基板検査装置では基板検査電子ビームを用いているため、この電子ビームをアライメントマークの検出に用いることも考えられる。

0006

しかしながら、電子ビームを用いてアライメントマークを検出する場合には、アライメントマークの材質により正確な検出が困難となる場合がある。例えば、アライメントマークが絶縁材により形成されている場合には、このアライメントマークが電子ビームの照射によりチャージアップし、放電等の障害が発生するという問題がある。また、アライメントマークと基板から得られる信号強度が近くためにイメージコントラストが近くなり、アライメントマークと基板とを区別することが困難となるという問題がある。

発明が解決しようとする課題

0007

そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、走査結果を基板上に正確に割り当てることを目的とし、また、アライメントマークの材質に係わらず基板の位置検出を行うことを目的とする。

0008

本発明は、走査結果の基板上への割り当てにおいて、検査結果を基板上の座標に合わせる合わせるものであり、データ処理により行うことができるため、基板検査装置に対して基板を移動させて行う機械的なアライメント調整を不要とすることができ、精度を向上させることができる。また、アライメントマークの検出を光学的に行うことにより、アライメントマークの材質に係わらず基板の位置検出を行うことができる。

0009

本発明の基板検査装置は、基板上に電子ビームを走査することにより基板検査を行うであって、電子ビーム走査による基板の検査結果を取得する検査手段と、基板上のアライメントマークを光学的に検出するアライメントマーク検出手段と、アライメントマークの位置から基板検査装置内における基板位置を算出する基板位置算出手段と、走査結果の位置を算出した基板位置に整合させる位置整合手段とを備える構成とする。

0010

検査手段は、基板を電子ビームで走査することにより検出信号を検出して検査結果を取得する。この検査結果の座標位置は基板検査装置を基準としているため、基板が基板検査装置に対して位置ずれしている場合には、検査結果の位置は基板上の位置と一致していない。

0011

アライメントマーク検出手段は、基板上に設けられたアライメントマークを光学的に検出し、基板位置算出手段は、検出したアライメントマークの位置から基板検査装置内における基板位置を算出する。この基板位置の算出では、検出したアライメントマーク位置と基準のアライメントマーク位置との位置ずれを求め、この位置ずれからx、y方向のずれ量や傾きを算出する。

0012

位置整合手段は、走査結果の位置を算出した基板位置に整合させる。算出した基板位置は基板検査装置を基準とする座標位置に変換されているため、基板検査装置を基準とする走査結果の位置を整合させることができる。検査結果の位置が基板上の位置と一致していない場合であっても、この位置整合により検査結果を基板上に割り当てることができる。

0013

位置整合を行う検査結果は、検査手段で取得された画像データをそのまま用いることも、この画像データを用いて欠陥検査を行って得られる欠陥結果とすることもできる。

0014

本発明の基板検査装置に用いるアライメントマーク検出手段は、基板上のアライメントマークを撮像する光学顕微鏡及びCCDカメラを含む構成とすることができ、基板検査装置において設置された基板に設けられたアライメントマークを撮像範囲とする所定位置に固定する。

課題を解決するための手段

0015

本発明のアライメントマーク検出手段は、光学的手段によって基板上のアライメントマークを検出するため、電子ビーム照射によるチャージアップの問題や電子ビーム検出によるコントラストの低下など、アライメントマークの材質によって生じる基板側とアライメントマークとの識別困難性を低減することができる。

0016

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。

0017

図1は本発明の基板検査装置の概略構成を説明するための概略図である。図1において、基板検査装置1は、TFT基板21を電子ビーム走査により検査する検査手段11と、TFT基板21に設けられたアライメントマーク22を光学的に検出するアライメントマーク検出手段12と、検査処理、基板位置算出、及び位置整合等の処理を行う処理手段14を備える。

0018

基板検査装置1は検査室2を備え、検査室2内には検査手段11やアライメントマーク検出手段12やステージ3が設けられる。検査室2は、TFT基板21を内部に搬入及び外部に搬出する基板搬出入口4,5を備え、また、検査室2内を排気あるいはガス吸入する排吸気機構6を備えることもできる。

0019

ステージ3は、検査室2内においてTFT基板21を支持すると共に、TFT基板21を搬送して電子ビーム走査を行う。ステージ3の移動は、ステージ制御手段13により行うことができる。

0020

検査手段11は、TFT基板21に電子ビームを照射する基板検査用電子銃11a、及び電子ビームの照射により基板から放出される電子線等の信号を検出する検出器11bを備え、検査室2に対して固定して取り付けられる。なお、図1では、基板検査用電子銃11aと検出器11bからなる複数の組を、ステージ3の移動方向に対して直交する方向に配列して構成している。電子ビームの走査は、TFT基板21を支持するステージ3を移動させる他、基板検査用電子銃11から照射する電子ビームを振らせることにより行うことができる。

0021

また、アライメントマーク検出手段12はアライメントマークを光学的に検出する手段であり、例えば、光学顕微鏡とCCDカメラの組合せにより構成することができる。アライメントマーク検出手段12は、ステージ3上に載置されたTFT基板21が所定位置に位置決めされたとき、TFT基板21上のアライメントマークク22が撮像範囲内と撮像される位置に固定される。ステージ3の位置決め誤差をアライメントマーク検出手段12の撮像範囲内とすることにより、ステージ制御手段13の制御によりステージ3が所定位置に停止したとき、アライメントマーク検出手段12の撮像画面内にはTFT基板21のアライメントマーク22が映し出される。

0022

処理手段14は、検査手段11が検出した検出信号を入力して基板検査の信号処理を行う検査処理手段15と、アライメントマーク検出手段12が検出したアライメントマークの画像を入力して基板位置を算出する基板位置算出手段16と、検査処理手段15による検査結果の位置と基板位置とを整合して、検査結果を基板位置に割り当てる位置整合手段17を備える。

0023

検査処理手段15は、検査手段11の検出器11bの検出信号を入力し、画像処理等により検査結果15aを取得する。この検査結果15aを用いてTFT基板の欠陥判定を行い、欠陥結果15bを取得することもできる。欠陥判定は、位置整合前に行うことも、あるいは位置整合後に行うこともできる。

0024

基板位置算出手段16はアライメントマーク検出手段12で撮像した画像を入力し、撮像画面内におけるアライメントマークの位置16aを求め、さらに、このアライメントマーク位置16aから基板検査装置1に対する基板位置16bを算出する。算出した基板位置16bは、ステージ3上に載置されたTFT基板21の所定位置に対するx、y方向及び傾きを補償する。位置整合手段17は、この基板位置16bを用いることにより検査結果の位置を基板上位置に整合させることができる。

0025

位置整合手段17の処理は、検査結果15aのデータをTFT基板21の基板位置に整合させるデータ処理であるため、TFT基板21の機械的な移動を含まない。そのため、機械的移動機構が伴う位置合わせ精度の問題を排除することができ、位置合わせ精度は主にアライメントマーク検出手段12が持つ精度に依存し高精度とすることができる。

0026

次に、本発明の基板検査装置の動作例について説明する。図2は本発明の基板検査装置の動作例を説明するためのフローチャートであり、図3,4は基板の移動状態及び走査を説明するための概略動作図であり、図5はアライメントマーク位置から基板位置の算出を説明するための概略図であり、図6は検査結果の基板位置への割り当てを説明するための概略図である。なお、以下の(ステップS)は図2に示すフローチャートに対応している。

0027

TFT基板21を検査室2内に搬入し(図3(a))、ステージ3上に載置する(図3(b))(ステップS1)。ステージ制御手段13は図示しない駆動機構を制御してステージ3を移動し、TFT基板21を検査室2内の所定位置に停止させて位置決めする(図4(a))。TFT基板21の停止位置は、アライメントマーク検出手段12がTFT基板21上に設けられたアライメントマーク22を検出できる範囲内とする。

0028

したがって、TFT基板21を停止位置に位置決めすることにより、アライメントマーク検出手段12は撮像範囲内にアライメントマーク22を検出する。図4(a)は停止位置におけるTFT基板21の位置の一例を示している。ここで、停止位置に位置決めされたTFT基板21は、基準位置(図中のx,y基準座標)に対して、x方向にdxだけずれy方向にdyだけずれ、さらにθ傾斜しているものとする。

0029

アライメントマーク検出手段12は、TFT基板21に設けられたアライメントマーク22a及び22bを検出する。図5(a),(b),(c)に示すA及びBで表される円は、アライメントマーク検出手段12が検出する撮像範囲を模式的に表している。停止位置に位置決めされたTFT基板21の位置ずれにより、図5(b),(c)に示すように、撮像されたアライメントマーク22a,22bは基板位置(図中(b)中の円マーク)からずれた位置に検出される。

0030

例えば、図5(b)に示すアライメントマーク22aは基板位置に対して(dxa,dya)だけずれた位置に検出され、図5(c)に示すアライメントマーク22bは基板位置に対して(dxb,dyb)だけずれた位置に検出される。各アライメントマーク位置(dxa,dya)及び(dxb,dyb)は、TFT基板21が基板検査走査の基準位置(図中のx,y基準座標)に対してずれる量(dx,dy)及び傾きθに応じた値となる(ステップS3)。

0031

基板位置算出手段16は、アライメントマーク検出手段12からの検出信号を信号処理しアライメントマーク位置16aを求め、さらに、このアライメントマーク位置16a(dxa,dya)及び(dxb,dyb)から、TFT基板21の基板検査走査の基準位置(図中のx,y基準座標)に対する位置(dx,dy)及び傾きθを算出する。図5(d)は、アライメントマーク位置16a(dxa,dya)及び(dxb,dyb)とTFT基板21の位置(dx,dy)及び傾きθとの対応関係を示している(ステップS4)。

0032

次に、ステージ制御手段13はステージ3を駆動してTFT基板21を検査手段11に対して移動させて走査を行う。検出器11bはこの走査に伴って検出する(図4(b))。検査処理手段15は、検出器11bの検出信号から検査結果15aを取得する(ステップS5)。

0033

位置整合手段17は、検査結果15aの位置を基板位置16bに整合する。位置整合の処理は、ステップS4で算出したTFT基板21の基板検査走査に対する位置(dx,dy)及び傾きθに基づいて、検査結果15aの位置を基板側の位置に変換することにより行う。

0034

この位置整合により、検査結果15aを基板上の画素に割り当てることができる。図6は、検査結果(図6(a)に示す)を基板側の画素(図6(b)に示す)に割り当てる状態を簡略化して示している。例えば、図6(a)中の格子は基板検査装置上の座標系で表される画素を示し、この格子に重ねて表示される矩形Cはステージ上に載置された基板を示している。この矩形Cで表される基板は、位置(dx,dy)及び傾きθによって基板検査装置上の座標系に対する位置を特定することができる。

0035

したがって、基板検査装置の座標系においてD(X,Y)で表される画素は、基板側においてP(x,y)で表される画素に割り当てられる(図6(b))。検査処理手段15は、検査結果15aに基づいて欠陥検査を行い欠陥結果15bを取得することができる。(ステップS6)。検査が終了した後、TFT基板21は基板搬出入口4又は基板搬出入口5から検査室2の外部に搬出される。

発明を実施するための最良の形態

0036

また、検査結果の基板上への割り当てにおいて、図2(b)のフローチャートのステップS16において検査結果15aを欠陥検査して欠陥結果15bを得た後、ステップS17によりこの欠陥結果15bを基板上に割り当てるようにしてもよい。なお、図2(b)のフローチャートのステップS11〜ステップS15は、図2(a)のフローチャートのステップS1〜ステップS5と同様とすることができる。

図面の簡単な説明

0037

以上説明したように、本発明によれば、走査結果を基板上に正確に割り当てることができる。また、アライメントマークの材質に係わらず基板の位置検出を行うことができる。

図1
本発明の基板検査装置の概略構成を説明するための概略図である。
図2
本発明の基板検査装置の動作例を説明するためのフローチャートである。
図3
基板の移動状態及び走査を説明するための概略動作図である。
図4
基板の移動状態及び走査を説明するための概略動作図である。
図5
アライメントマーク位置から基板位置の算出を説明するための概略図である。
図6
検査結果の基板位置への割り当てを説明するための概略図である。
【符号の説明】
1…基板検査装置、2…検査室、3…ステージ、4,5…基板搬出入口、6…排吸気手段、11…検査手段、11a…基板検査用電子銃、11b…検出器、12…アライメントマーク検出手段、13…ステージ制御手段、14…処理手段、15…検査処理手段、15a…走査結果、15b…欠陥結果、16…基板位置算出手段、16a…アライメントマーク位置、16b…基板位置、17…位置整合手段。

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