Tft陣列檢測裝置的制作方法

專利名稱：Tft陣列檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于對液晶顯示器(liquid crystal display)及有 機電致發光顯示器(ElectroLuminescence display )等中使用的TFT ( thin film transistor,薄膜晶體管)陣列(array)基板進行檢測的TFT陣列 檢測裝置，特別是涉及一種通過使用電子束(electron beam)來測定樣品 電位，以進行基板的缺陷檢測(defect inspection)的TFT陣列檢測裝置。
背景技術：
就液晶基板或有機電致發光基板等的形成TFT陣列的半導體基板的制 造過程而言，在制造過程中包括TFT陣列檢測工序，在此TFT陣列檢測工 序中進行TFT陣列的缺陷檢測。
TFT陣列用作例如選擇液晶顯示裝置的像素電極的開關元件 (switching element )。具備TFT陣列的基板中，例如平行配設著作為掃 描線(scanning line)而發揮功能的多根門線(gate line),并且與門線 正交配設著記作信號線的多根源線(source line),在兩根線交叉的部分 附近配設TFT (Thin film transistor,薄膜晶體管)，使像素電極連接于 此TFT。
液晶顯示裝置是由設置在上述TFT陣列的基板與對向基板之間夾著液 晶層而構成，且在對向基板所具備的對向電極(opposite electrode)與 像素電極之間形成像素電容。除上述像素電容以外，儲存電容(storage capacitor, Cs )也連接于像素電極。此儲存電容(Cs )的其中一端連接于 像素電極，而另一端則連接于公用線(common line)或者門線。連接于公 用線的構成的TFT陣列是Cs on Com型TFT陣列，連接于門線的構成的TFT 陣列則是Cs on Gate型TFT陣列。
此TFT陣列中，因掃描線(門線)或信號線(源線)的斷線、掃描線 (門線)與信號線(源線)的短路、驅動像素的TFT的特性不良所導致的 像素缺陷等的缺陷檢測，例如是通過如下方式來進行的，即，使對向電極 接地，以既定間隔來對門線的全部或者一部分施加例如-15 V~+15 V的直 流電壓，并對源線的全部或者一部分施加檢測信號(例如專利文獻1的先 前技術)。TFT陣列檢測可通過對TFT陣列輸入檢測用的驅動信號，并檢測 此時的電壓狀態來進行缺陷檢測。
在TFT陣列的制造過程中，可能產生各種缺陷。圖9 圖12是用來說
明缺陷例的圖。
圖9是用來說明在構成TFT陣列的各要素部分所產生的缺陷的圖。圖9 中的虛線所示的各缺陷，除了表示像素12oe與源線15e之間的短路缺陷 (S-DSshort )、像素(pixel )12eo與門線14e之間的短路缺陷(G-DSshor t )、 源線15o與門線14e之間的短路缺陷(S-Gshort)等的短路缺陷之外，還 表示像素12ee與TFTllee之間的斷線(D-叩en )。
另外，除了上述各像素的缺陷之外，有時還會在鄰接的像素之間產生 鄰接缺陷。作為此鄰接缺陷，眾所周知的有橫向鄰接的像素之間的缺陷(橫 P P)、縱向鄰接的像素之間的缺陷(縱P P)、鄰接的源線之間的短路(S Sshort)、以及鄰接的門線之間的短路(G Gshort)。
圖10是用來說明橫向的鄰接缺陷的圖。圖10中的虛線分別表示橫向 鄰接的像素12eo與12ee之間的短路缺陷(橫P P )、以及橫向鄰接的源線 So與Se之間的短路缺陷(S Sshort)。
圖11是用來說明縱向的鄰接缺陷的圖。圖11中的虛線分別表示縱向 鄰接的像素12oo與12eo之間的短3各缺陷(縱P Pl )、及縱向鄰接的像素 12oe與12ee之間的短路缺陷(縱P P2 )、以及縱向鄰接的門線Go與Ge之 間的短路缺陷(G Gshort )。
在使用電子束的TFT P^W&則裝置中，對像素(IT0 (Indium T in 0x i de,氧化 錫銦)電極)照射電子束，并檢測通過此電子束照射而發射(emission) 的二次電子(secondary electron),這樣將施加到像素(IT0電極)的電 壓波形轉換為二次電子波形，利用信號來進行成像化(imaging),據此來 對TFT陣列進行電4企測。
作為對各像素產生的缺陷進行檢測的驅動圖案，例如存在如下的驅動 圖案對TFT陣列的全體像素交替施加正電壓(例如10 V)與負電壓(例 如-10V)而均勻地進行驅動。當利用此均勻地驅動的驅動圖案來進行缺陷 檢測時，無法4企測出鄰接缺陷。
因此，在先前的缺陷檢測中為了檢測出鄰接缺陷，是使用一種已使用 于檢測橫向鄰接缺陷的檢測圖案與用于檢測縱向鄰接缺陷的檢測圖案分別 獨立的檢測圖案，利用各檢測圖案來分別獨立地;險測橫向鄰接缺陷與縱向 鄰接缺陷。
例如，當檢測橫向鄰接缺陷時，以在TFT陣列上正電壓像素(IT0)與 負電壓像素(no)所形成的電壓分布成為縱條紋圖案的方式來施加電壓。 此縱條紋圖案使TFT陣列的縱向像素電壓相同，而使鄰接的橫向像素行彼 此電壓不同。據此來檢測橫向鄰接缺陷。
另外，當檢測縱向鄰接缺陷時，以在TFT陣列上正電壓像素(IT0)與 負電壓像素(IT0)所形成的電壓分布成為橫條紋圖案的方式來施加電壓。 此橫條紋圖案使TFT陣列的橫向像素電壓相同，而使鄰接的縱向像素行彼
此電壓不同。據此來檢測縱向鄰接缺陷。
此外，鄰接缺陷的^r測，除了使用上述條紋狀的條紋圖案(stripe pattern)的驅動圖案之外，還眾所周知有一種呈棋盤狀施加正電位與負電 位來檢測鄰接缺陷的棋盤圖案(checker pattern )。
另一方面，作為不接觸而檢測樣品電位的技術，眾所周知有一種使用 電j立乂t比(potential contrast)的才企觀'J方法。才艮據jt匕電^^于比，通過向 樣品照射電子束而測定從樣品表面發射出的二次電子的能量，據此可以測 定樣品的電位。
此外，提出了一種TFT檢測裝置，對TFT陣列基板，在TFT陣列基板 的缺陷像素等的檢測中，應用上述使用電位對比的檢測方法通過非接觸測 定而進行檢測，來代替使機械探針(probe )接觸于TFT陣列而進行的方法。 此TFT陣列檢測裝置中，對液晶顯示器或有機電致發光顯示器等中使用的 TFT陣列基板照射電子束，根據測定從TFT陣列基板產生的二次電子所獲得 的信號，來測定是否對TFT陣列基板施加既定的電壓，并根據其測定結果 來判定短路等的缺陷單元。作為此種TFT陣列檢測裝置眾所周知的有例如 專利文獻2、 3、 4中所記載者。
上述利用電子束的TFT陣列檢測裝置使用如下構成，即，為了檢測從 樣品發射出的二次電子，在樣品與檢測器之間設置二次電子過濾柵格 (filter grid)。圖12是用來說明先前TFT陣列檢測裝置中使用的檢測部 分的概要的圖。
圖12中，TFT陣列檢測裝置101包括電子束源102,向樣品即TFT 陣列基板110照射電子束；二次電子檢測器103,檢測從基板110發射出的 二次電子；二次電子過濾柵格106 ( 106A、 106B)，構成使既定能量以上的 二次電子通過的能量過濾器(energy filter);反沖(recoil) 二次電子 抑制用柵格105，提高二次電子檢測器103對二次電子的捕獲率；以及真空 室(chamber) 104,以真空狀態收納基板110、柵格105、 106等。另外， 反沖二次電子是來自樣品的反射電子(reflection electron)與壁面碰撞 而產生的二次電子。
從TFT陣列基板產生的二次電子，通過二次電子過濾柵格106的能量 過濾器以既定能量被過濾，并受到二次電子檢測器103的檢測。
利用光電倍增管(photomultiplier )等的二次電子檢測器103，將檢 測出的二次電子強度的信號轉換為模擬信號(analog signal )。通過對檢測 坐^ii行反運算(inverse operation)而僅對應于像素來分割所得數據，利 用圖像處理提取缺陷，并輸出缺陷數據。日本專利特開平5—307192號公報日本專利特開平11-265678號公報(第2、 20圖) [專利文獻3]日本專利特開2000-3142號公報(第1、 5、 29圖) [專利文獻4]日本專利特開2004-228431號公報
檢測TFT陣列基板缺陷的驅動圖案，因缺陷種類的不同而在檢測的適 用性上存在差異。例如，在像素間的IT0短路而產生的鄰接缺陷(像素短 路)中，使用使鄰接的像素充電電位不同的驅動圖案，且短路的像素成為 負電位。另外，不管是正電位充電及負電位充電中的哪個電位，均可檢測 TFT的漏極(drain)與源極(source)的短路(SD短路)，但較佳是通過 負電位的充電來才企測。
另外，在IT0與源線等并非為金屬而是像a-Si (amorphous silicon,非 晶硅)等那樣連接著電容成分的缺陷時，為了檢測出充電到電容中的電荷 的泄漏(leak),必需正電位充電的驅動圖案。
因此，為了檢測不同種類的缺陷，必須以多種驅動圖案來進行檢測。 因此根據檢測對象的缺陷種類而選擇驅動圖案，多次獲取使用此驅動圖案 的檢測信號，并對荻得的多^f言號進行積分，據此來提高檢測精度。例如，使 用將整體充電成正電位或負電位的均勻圖案、及檢測鄰接缺陷的條紋圖案 等的驅動圖案，以切換驅動圖案而重復如下操作，即，以驅動圖案作為幀 (frame ) ^j立而分別多;^^耳^^州言號并對多次獲取的檢測信號進行積分，據 此來對各種缺陷進行檢測。
另外，在使用電位對比來進行TFT陣列基板的缺陷檢測時，使用能量 過濾器來施加既定電壓，據此可擴大由正常像素與缺陷像素所獲得的二次 電子信號的差異，從而可提高二次電子的檢測效率，但先前在檢測各種缺 陷時，即便使用不同的驅動圖案，也對能量過濾器設定相同的電壓條件。
在TFI74HS^反的缺陷檢測中，為了提高檢測的產量(throughput )，要求 縮短檢測時間，但如上所述，在檢測TFT陣列基板的各種缺陷時，必須根 據缺陷種類而切換上述的驅動圖案，此驅動圖案的切換而重復獲取信號的 操作成為延長4企測時間的主要原因。
另外，還存在如下問題雖然期待通過優化施加給能量過濾器的電壓 條件來提高檢測信號的檢測效率，并據此縮短檢測時間，但是由于先前對 能量過濾器設定相同的電壓條件，因此在驅動圖案的切換時，未必對能量 過濾器設定著最佳的電壓條件。
由此可見，上述現有的TFT陣列檢測裝置在結構與使用上，顯然仍存 在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。為了解決上述存在的問題，相 關廠商莫不費盡心思來謀求解決之道，但長久以來一直未見適用的設計被 發展完成，而一般產品又沒有適切結構能夠解決上述問題，此顯然是相關 業者急欲解決的問題。因此如何能創設一種新型的TFT陣列檢測裝置，實屬
當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。
有鑒于上述現有的TFT陣列檢測裝置存在的缺陷，本發明人基于從事 此類產品設計制造多年豐富的實務經驗及專業知識，并配合學理的運用，積 極加以研究創新，以期創設一種新型的TFT陣列檢測裝置，能夠改進一般 現有的TFT陣列檢測裝置，使其更具有實用性。經過不斷的研究、設計，并 經過反復試作樣品及改進后，終于創設出確具實用價值的本發明。

發明內容
本發明的主要目的在于，克服現有的TFT陣列檢測裝置存在的缺陷，而 提供一種新型的TFT陣列檢測裝置，所要解決的技術問題是使其縮短TFT 陣列基板的各種缺陷檢測所需的時間；通過優化能量過濾器的電壓條件來 提高檢測信號的檢測效率；通過減少所使用的驅動圖案的數量來減少檢測 信號的獲取動作的重復次數，并且對應此驅動圖案而設定能量過濾器的電 壓條件，據此縮短TFT陣列基板的各種缺陷檢測所需的時間。
相對于TFT陣列基板的各種缺陷，根據缺陷檢測所使用的驅動圖案，對 施加給能量過濾器的電壓進行切換并加以設定，據此可提高檢測信號的檢 測效率。另外，通過使用棋盤狀的棋盤圖案來作為缺陷檢測的驅動圖案，減 少用以改變TFT陣列基板的電壓狀態所需的動作次數，并且通過使施加給 能量過濾器的電位可與電子束的照射同步改變，來縮短TFT陣列基板的各 種缺陷一企測所需的時間。
本發明提供一種TFT陣列檢測裝置，對TFT陣列基板供給驅動信號，并 向由此受到驅動的TFT陣列基板的像素照射電子束而獲得二次電子，對所得 二次電子進行能量篩選并加以檢測，從而根據所獲得的二次電子信號強度 來檢測TFT陣列基板的缺陷，上述TFT陣列檢測裝置包括能量過濾器，進 行能量篩選；以及二次電子檢測器，對通過能量過濾器后的二次電子進行 檢測。
本發明是與驅動信號的信號波形同步地切換該能量過濾器的電位。通 過使能量過濾器的電位與驅動信號的信號波形同步，可以根據驅動圖案而 將二次電子檢測的檢測條件設定為最佳，從而可以提高檢測效率。
此外，在通過以電子束來掃描TFT陣列基板上的像素而纟企測來自各像 素的二次電子時，使能量過濾器的電位切換與電子束照射同步，并以電子 束照射的TFT陣列基板上的單一像素或包括多個像素的區域為單位，來切 換能量過濾器的電位。
據此，可以提高從像素或包括多個像素的區域發射的二次電子的檢測 效率。
本發明的TFT陣列檢測裝置中使用的驅動圖案，根據TFT陣列基板的
缺陷種類可以使用棋盤圖案、條紋圖案、或者整體圖案(full pattern) 等各種驅動圖案。
棋盤圖案的驅動圖案是以二維交替呈棋盤狀的不同電位狀態下驅動 TFT陣列基板上的像素或者包括多個像素的區域的信號波形。
條紋圖案的驅動圖案是以在行方向或列方向上呈二維條紋狀的不同電 位狀態下驅動TFT陣列基板上的像素或包括多個像素的區域的信號波形。
當使用上述各驅動圖案來驅動TFT陣列基板時，TFT陣列基板上的各像 素的電位根據驅動圖案而不同。本發明在利用電子束來掃描TFT陣列基板 上時，使能量過濾器的電位與掃描時電子束照射的像素的電位同步切換。
另外，作為本發明的TFT陣列基板檢測裝置所使用的驅動圖案，也可 以使用整體圖案的信號波形，此整體圖案是在相同的電位狀態下驅動TFT 陣列基板上的全體像素。使用此整體圖案的驅動中，例如與使整體為高電 位的驅動時及使整體為低電位的驅動時同步地切換能量過濾器的電位。
能量過濾器可以構成為具備至少兩片柵格的多片柵格，且對各柵格施 加不同的電壓。
本發明的發明者發現使用二次電子檢測器檢測的二次電子的檢測量 具有根據基板電位與能量過濾器的電位而 嫂的^;欠電子檢測強度特性，另外 此能量過濾器由多片柵格構成，且對各柵格施加不同的電壓，據此可以改 變二次電子檢測強度特性。
根據施加給各柵格的電壓而改變二次電子檢測強度特性，據此可以高 精度地檢測基板上的電位改變，從而也可以檢測先前構成的陣列檢測裝置 無法檢測的基板缺陷種類。
將能量過濾器配置在基板與二次電子檢測器之間，而且對配置在遠離 基板的側的柵格施加的電壓，高于對配置在靠近基板的側的柵格所施加的 電壓。根據此施加電壓的形態，就基板上的不同電位，可以使二次電子檢測 器檢測的二次電子的檢測量大幅改變。TFT陣列檢測裝置可根據此二次電子 檢測器所檢測的二次電子的檢測量的改變，來檢測基板上的電位的差異，從 而可以檢測以此電壓差異為主要原因的基板缺陷。
本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。借由上述技術方 案，本發明TFT陣列檢測裝置至少具有下列優點及有益效果
1. 本發明可以縮短TFT陣列基板的各種缺陷檢測所需的時間。
2. 通過優化該能量過濾器的電壓條件，可以提高檢測信號的檢測效率。
3. 通過減少所使用的驅動圖案的數量，可以減少檢測信號的獲取動作 的重復次數，并且通過對應于驅動圖案而設定能量過濾器的電壓條件，可 以縮短TFT陣列基板的各種缺陷檢測所需的時間。
綜上所述，本發明是有關于一種TFT陣列檢測裝置，可以縮短TFT陣列基板的各種缺陷檢測所需的時間。此TFT陣列檢測裝置通過優化能量過 濾器的電壓條件來提高檢測信號的檢測效率。此TFT陣列檢測裝置，將驅 動信號供給到TFT陣列基板而驅動此TFT陣列基板，并對向以此受到驅動 的TFT陣列基板的像素照射電子束而獲得的二次電子進行能量篩選而進行 檢測，根據所獲得的二次電子信號強度來檢測TFT陣列基板的缺陷，此TFT 陣列檢測裝置包括能量過濾器，進行能量篩選；以及二次電子檢測器，對 通過能量過濾器后的二次電子進行檢測。能量過濾器的電位與驅動信號的 信號波形同步切換。通過使能量過濾器的電位與驅動信號的信號波形同步，可 以根據驅動圖案而將二次電子檢測的檢測條件設定為最佳，從而提高檢測 效率。本發明具有上述諸多優點及實用價值，其不論在產品結構或功能上 皆有較大改進，在技術上有顯著的進步，并產生了好用及實用的效果，且 較現有的TFT陣列檢測裝置具有增進的突出功效，從而更加適于實用，并 具有產業的廣泛利用價值，誠為一新穎、進步、實用的新設計。
上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的 技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發明的上述和 其他目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，并配合附 圖，詳細i兌明如下。


圖1是本發明的TFT陣列檢測裝置的概略圖。
圖2表示本發明的TFT陣列基板的TFT陣列(Cs on Com型TFT陣列) 的等效電路。
圖3表示本發明的TFT陣列基板的TFT陣列(Cs on Gate型TFT陣列) 的等效電路。
圖4表示本發明的一個門周期內的檢測信號的驅動圖案。 圖5表示本發明的一個門周期內的檢測信號的驅動圖案。 圖6表示本發明的像素的施加電壓例。 圖7是用來說明本發明的TFT陣列檢測裝置構成的概略圖。 圖8是表示二次電子檢測強度特性的圖。
圖9是用來說明在構成TFT陣列的各要素部分所產生的缺陷的圖。
圖IO是用來說明橫向鄰接缺陷的圖。
圖11是用來說明縱向鄰接缺陷的圖。
圖12是用來說明缺陷例的TFT陣列的等效電路。
1: TFT陣列檢測裝置 2:電子束源
3: 二次電子檢測器 4:真空室
5:反沖二次電子抑制用柵格6:能量過濾器
6A、 6B:柵格 8:探針 11: TFT 13:儲存電容 15:源線
22:;險測信號生成部 24:柵格電壓控制部 26A、 26B:電源 32:缺陷^企測部 102:電子束源 104:真空室 106 ( 106a、 106b): 107:平臺
7:平臺 10:基板 12:像素 14:門線 21:控制裝置 23:檢測信號供給部 25:電源 31:信號處理部 101: TFT陣列4企測裝置 103:二次電子檢測器 105:反沖二次電子抑制用柵格 能量過濾器柵格
110:基板
具體實施例方式
為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所采取的技術手段及功 效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的TFT陣列檢測裝置其具體實施方式
、結構、特征及其功效，詳細說明如后。
有關本發明的前述及其他技術內容、特點及功效，在以下配合參考圖 式的較佳實施例的詳細說明中將可清楚的呈現。為了方便說明，在以下的實 施例中，相同的元件以相同的編號表示。
圖1是表示本發明的TFT陣列檢測裝置的概略圖。
TF丁陣列檢測裝置1包括檢測信號生成部4,在TFT陣列基板10上 生成陣列檢測用檢測信號；探針器(prober) 8,將由檢測信號生成部4生 成的檢測信號施加給TFT陣列基板10;檢測TFT陣列基板的電壓施加狀態 的機構(電子束源2、 二次電子檢測器3);以及根據檢測信號來檢測TFT 陣列的缺陷的機構(信號處理部31、缺陷檢測部32)。
探針器8具備探針器架(prober frame),此探針器架設置著探針插頭 (probe pin)(未圖示)。通過將探針器8載置到TFT陣列基板10上等來 使探針插頭與形成在TFT陣列基板10上的電極接觸，從而對TFT陣列施加 該才全測信號。
TFT陣列基板10成為與施加的檢測信號相對應的電位狀態，當陣列中 存在缺陷時，成為不同的電位狀態。可以通過檢測此電位狀態，來檢測TFT 陣列基板的陣列缺陷。
檢測TFT陣列基板的電壓施加狀態的機構可以是各種構成。圖1所示 的構成是一種利用電子束進行檢測的構成，包括對TFT陣列基板10照射電
子束的電子束源2、檢測因照射的電子束而從TFT陣列基板IO發射的二次 電子的二次電子檢測器3、以及對二次電子檢測器3的檢測信號實施信號處 理從而檢測TFT陣列基板10上的電位狀態的信號處理部5等。
受到電子束照射的TFT陣列發射與所施加的檢測信號的電壓相對應的 二次電子，因此可以通過檢測此二次電子來檢測TFT陣列的電位狀態。
信號處理部31根據二次電子檢測器3的檢測信號，檢測TFT陣列的電 位狀態，而缺陷檢測部32通過對由信號處理部31獲取的電位狀態與正常 狀態下的電位狀態進行比較，來檢測TFT陣列的缺陷。
檢測信號生成部4生成對形成在TFT陣列基板10上的TFT陣列進行驅 動的檢測信號的驅動圖案。下文敘述此驅動圖案。
控制部21為了使電子束以掃描方式對TFT陣列基板10上的TFT陣列 的檢測位置進行照射，須控制該電子束源2或平臺7。電子束源2使照射到 TFT陣列基板10的電子束在XY方向上擺動，另外，平臺7使載置在平臺上 的TFT陣列基板10在XY方向上移動，據此來掃描電子束的照射位置。掃 描位置為檢測位置。
此外，上述TFT陣列檢測裝置的構成為一例示，并不限定于此構成。
其次，使用圖2，說明在Cs on Com型TFT陣列的情形下的本發明的 TFT P軒寸^^反的TFT P衫'J的等效電路(equivalent circuit),并使用圖3，說 明在Cs on Gate型TFT陣列情形下的上述等效電路。此處，Cs on Com型 TFT陣列的構成為與像素電極連接的儲存電容(Cs )的其中一連接端連接 于公用線(Cs線)，而Cs on Gate型TFT陣列的構成與像素電極連接的 儲存電容(Cs)的其中一連接端連接于門線(Gate線)。
首先，對Cs on Com型TFT陣列的情形加以說明。在TFT陣列基板上，在 陣列門線14與源線15交叉的部分的附近的TFT區域11A中設置著TFT。另 外，在鄰接的門線14之間，設置著連接該儲存電容(Cs )的Cs線16。
圖2表示Cs on Com型TFT陣列的等效電路。此等效電路中，表示門 線14以及源線15分為偶數位與奇數位此兩個線群進行驅動的情形。
在奇數位的門線14o與奇數位的源線15o交叉的部分的附近，設置著 像素(Pixel) 12oo。 4象素(Pixel) 12oo的一端連接于TFTlloo,而另一 端連接于儲存電容(Cs ) 13oo。儲存電容(Cs ) 13oo的另一端連接于Cs線 16。 TFTlloo的漏極D連接于像素(Pixel) 12oo，門電路G連接于奇數位 的門線14o,而源極S則連接于奇數位的源線15o。
同樣，在奇數位的門線14o與偶數位的源線15e交叉的部分的附近， 設置著像素(Pixel) 12oe。像素(Pixel) 12oe的一端連接于TFTlloe， 而另一端連接于儲存電容(Cs) 13oe。儲存電容(Cs) 13oe的另一端連接 于Cs線16。 TFTlloe的漏極D連接于像素(Pixel ) 12oe,門電路G連接
于奇數位的門線14o，而源極S則連接于偶數位的源線15e。
另外，在偶數位的門線14e與奇數位的源線15o交叉的部分的附近，設 置著像素(Pixel) 12eo。像素(Pixel) 12eo的一端連接于TFTlleo，而 另一端連接于儲存電容(Cs) 13eo。儲存電容(Cs) 13eo的另一端連接于 Cs線16。 TFTlleo的漏極D連接于像素(Pixel ) 12eo，門電路G連接于偶 數位的門線14e,而源極S則連接于奇數位的源線15o。
另夕卜，在偶數位的門線14e與偶數位的源線15e交叉的部分的附近，設 置著像素(Pixel) 12ee。像素(Pixel) 12ee的一端連接于TFTllee,而 另一端則連接于儲存電容(Cs) 13ee。儲存電容(Cs ) 13ee的另一端連接 于Cs線16。 TFTllee的漏極D連接于像素(Pixel ) 12ee,門電路G連接 于偶數位的門線14e，而源極S則連接于偶數位的源線15e。
因此，根據奇數位的門線14o的再生脈沖信號(o叩ulse signal),對 像素(Pixel ) 12。o施加奇數位的源線15o的電壓，根據奇數位的門線14o 的再生脈沖信號，對像素(Pixel ) 12oe施加偶數位的源線15e的電壓，根 據偶數位的門線14e的再生脈沖信號，對像素(Pixel ) 12eo施加奇數位的 源線15o的電壓，并根據偶數位的門線14e的再生脈沖信號，對像素(Pixel ) 12ee施加偶數位的源線15e的電壓。
其次，對Cs on Gate型TFT卩軒'J的情形加以說明。在TFT陣列基板上，在 陣列門線14與源線15交叉的部分的附近的TFT區域11A中設置TFT。
圖3表示Cs on Gate型TFT陣列的等效電路。此等效電路中，表示門 線14以及源線15分為偶數位與奇數位此兩個線群而進行驅動的情形。
在奇數位的門線14o與奇數位的源線15o交叉的部分的附近，設置像 素(Pixel) 12oo。像素(Pixel) 12oo的一端連接于TFTlloo,而另一端 則連接于儲存電容(Cs) 13oo。儲存電容(Cs) 13oo的另一端連接于偶數 位的門線14eo。 TFTlloo的漏極D連接于像素(Pixel ) 12oo，門電路G連 接于奇數位的門線14o，而源極S則連接于奇數位的源線15o。
同樣，在奇數位的門線14o與偶數位的源線15e交叉的部分的附近，設 置著像素(Pixel) 12oe。像素(Pixel) 12oe的一端連接于TFTlloe，而 另一端則連接于儲存電容(Cs) 13oe。儲存電容(Cs) 13oe的另一端連接 于偶數位的門線14e。 TFTlloe的漏極D連接于像素(Pixel) 12oe，門電 路G連接于奇數位的門線14o，而源極S則連接于偶數位的源線15e。
另外，在偶數位的門線14e與奇數位的源線15o交叉的部分的附近，設 置著像素(Pixel) 12eo。像素(Pixel) 12eo的一端連接于TFTlleo,而 另一端則連接于儲存電容(Cs) 13eo。儲存電容(Cs) 13eo的另一端連接 于奇數位的門線14o。 TFTlleo的漏極D連接于像素(Pixel ) 12eo，門電 路G連接于偶數位的門線14e，而源極S則連接于偶數位的源線15e。 另外，在偶數位的門線14e與偶數位的源線15e交叉的部分的附近，設 置著像素(Pixel) 12ee。像素(Pixel) 12ee的一端連接于TFTllee，而 另一端則連接于儲存電容(Cs) 13ee。儲存電容(Cs ) 13ee的另一端連接 于奇數位的門線14o。 TFTllee的漏極D連接于像素(Pixel ) 12ee,門電 路G連接于偶數位的門線14e,而源極S則連接于偶數位的源線15e。
因此，根據奇數位的門線14o的再生脈沖信號，對像素(Pixel) 12o。 施加奇數位的源線l5o的電壓，根據奇數位的門線14o的再生脈沖信號，對 像素(Pixel) 12oe施加偶數位的源線15e的電壓，根據偶數位的門線14e 的再生脈沖信號，對像素(Pixel) 12eo施加奇數位的源線15o的電壓，根 據偶數位的門線14e的再生脈沖信號，對像素(Pixel ) 12ee施加偶數位的 源線15e的電壓。
以下，就本發明的檢測信號的驅動圖案例，使用圖4、圖5的檢測信號 例、以及圖6的像素的施加電壓例進行說明。
圖4、圖5表示本發明的一個門(gate)周期內的^^'W言號的驅動圖案，可 7>用于Cs on Com型TFT陣列以及Cs on Gate型TFT陣列。以下， -使用圖 2所示的Cs on Com型TFT陣列的情形的例進行說明。
圖4、圖5所示的檢測信號的驅動圖案中，例如在一個門周期內，以均等 的時間間P融命出門線140 ((圖4 ( a )、圖5 ( a )的Go )、 14e (圖4 ( b )、圖5 (b)的Ge))的再^擬中信號，絲過各TFTll (lloo、 lloe、 lleo、 llee)，對 各交叉部分的像素(Pixel) 12 (12oo、 12oe、 12eo、 12ee)的ITO，施加 此時對源線15o ((圖4 (c)、圖5 (c)的So)、 15e (圖4 (d)、圖4 (d) 的Se )施力口的電壓。
利用此時的門線14的電壓與源線15的電壓的組合、以及電壓的切換，對 各像素(Pixel) 12 (12oo、 12oe、 12eo、 12ee)中的分別鄰接的像素施加 不同的電壓。
此外， 一個門周期(圖4、圖5的1 ~ 10所示的期間)可以是任意的時 間寬度，作為一例，例如可以是16 msec。
在圖4的示例中，為了便于說明，以1 ~ 10此10個時間間隔來表示一個 門周期，并將此一個門周期分為第l期間(用1 5來表示)與第2期間(用 6~10來表示)，在第l期間使像素(Pixel)中保持正電壓(+10V)，而在 第2期間使像素(Pixel)中保持負電壓(-10 V)。
在第1期間(圖4中的1 ~ 5所示的期間)，使門線Go與門線Ge產生 再生脈沖信號(圖4 (a)、圖4 (b))。此時，在與門線Go的再生脈沖信號 相對應的期間，對源線So施加正電壓(+10 V)后，又施加負電壓(-10V) (圖4 (c))。另外，在與門線Ge的再生脈沖信號相對應的期間，對源線 Se施加正電壓(+10 V)后，又施加負電壓(-10 V)(圖4 (d))。
在圖4中的第2期間的"6"所示的期間，使門線Go與門線Ge產生再 生脈沖信號(圖4 (a)， (b))。此時，在源線So以及源線Se保持著施加著 負電壓(-10 V)的狀態(圖4 (c)、圖4 (d))。
利用J^L再iil和中信號與翻口電壓,在第1期間使像素(Pixel )12oo、 12ee、 12oe、 12eo〈橫為正核(+10V)，而在第2期間使像素(Pixel) 12oo、 12ee、 12oe、 12eo 保持為負電壓(-IO V)。
圖6 (a)表示在第1期間的像素(Pixel) 12的電壓狀態，全體像素 保持為正電壓(+10 V)。另外，圖6 (b)表示在第2期間的像素(Pixel ) 12的電壓狀態，全體像素保持為負電壓(-10 V)。
利用此驅動圖案來形成將TFT陣列基板上的全體像素設定為正電位或 者負電位的整體圖案。
在利用像上述圖13所示的那樣的均勻驅動的驅動圖案，來對TFT陣列 基板上的TFT陣列進行缺陷檢測時，無法檢測鄰接缺陷。為了檢測鄰接缺 陷，例如可以使用 一種已使用于橫向鄰接缺陷的檢測圖案與用于縱向鄰接 缺陷的檢測圖案分別獨立的檢測圖案，利用各檢測圖案分別獨立地檢測橫 向鄰接缺陷與縱向鄰接缺陷。
例如，在檢測橫向鄰接缺陷時，以TFT陣列上正電壓像素(ITO)與負 電壓像素(ITO)形成的電壓分布成為縱條紋圖案的方式而施加電壓。此縱 條紋圖案中，TFT陣列的縱向像素電壓相同，而鄰接的橫向像素行彼此電壓 不同。據此，4企測4黃向鄰接缺陷。
另外，在檢測縱向鄰接缺陷時，施加電壓以使TFT陣列上正電壓像素 (IT0)與負電壓像素UT0)形成的電壓分布成為橫條紋圖案。此橫條紋 圖案中，TFT陣列的橫向像素電壓相同，而鄰接的縱向像素行彼此電壓不同。 據此，檢測縱向鄰接缺陷。
圖5表示另一檢測信號的驅動圖案例，且是由一個驅動圖案來形成縱 向以及橫向的鄰接缺陷的示例。在圖5的示例中，為了便于說明，以1~10 此10個時間間隔來表示一個門周期，且將此一個門周期分為第l期間(由1 ~ 5來表示)與第2期間(由6 ~ 10來表示)，在第1期間以及第2期間，像 素(Pixel)交互保持著正電壓(+10 V)與負電壓(-10 V)。
在第1期間(圖5中的1 ~ 5所示的期間)，使門線Go與門線Ge產生 再生脈沖信號(圖5 U)、圖5 (b))。
首先，使門線Go產生再生脈沖信號(圖5 (a)),然后使門線Ge產生 再生脈沖信號(圖5 (b))。此時，在與門線Go的再^J擬中信號對應的期間，對 源線So湖口正樣(+10 V)后再翻口負樣(-10 V)(圖5 (c))。另外，在 與門線Ge的再生脈沖信號對應的期間，對源線Se施加正電壓(+10 V)后 再施加負電壓(-10 V)(圖5 (d))。
利用上述門線的再生脈沖信號與源線的施加電壓，在第l期間，在圖5
(c)、圖5 (d)中的1 ~ 5期間與6 10期間中交互保持著正電壓(+10V) 與負電壓(-10 V)。
圖6 (c)表示在第1期間的像素(Pixel ) 12的電壓狀態，圖6 (d) 表示在第2期間的像素(Pixel ) 12的電壓狀態。TFT陣列的像素中鄰接的 像素交互保持著正電壓(+10 V)與負電壓(-10 V)，且在第1期間與第2 期間切換正負電壓。
利用此驅動圖案可形成TFT陣列基板上的像素的正電位與負電位以二 維呈格子狀而設定的棋盤圖案。
圖7是用來說明本發明的TFT卩衫'討&則裝置構成的概略圖。圖7中，TFT 陣列檢測裝置1包括電子束源2 (電子束源)，對配置在真空室4內的基 ^反10照射一次電子(primary electron);以及二次電子斗企測器3,;險測因 照射一次電子而從基板10發射的二次電子。另外，在基板10與二次電子 檢測器3之間設置能量過濾器6。此能量過濾器6由多片柵格構成。在圖1 中由兩片柵格6A、 6B構成，在靠近基板10的側設置柵格6B，在遠離基板 10的側設置柵格6A。
從TFT陣列基板產生的二次電子中到達能量過濾器6的二次電子的能 量，依賴于TFT陣列基板10與能量過濾器6的電位差、以及二次電子的初 始能量。二次電子通過能量過濾器時的能量，用((過濾器電位-樣品電位) 所產生的能量+二次電子的初始能量)來表示。
當二次電子通過能量過濾器時的能量為正(〉0)時，二次電子可以通 過能量過濾器。因此，如果對TFT陣列基板施加的負電位增加，則二次電子 可以通過能量過濾器，TFT陣列基板的電位較能量過濾器的電位低越多，則 通過此能量過濾器的二次電子的比例就越高。另一方面，如果TFT陣列基 板的電位提高，TFT陣列基板與能量過濾器的電位差縮小，則通過過濾器的 二次電子減少。
能量過濾器6的柵格6A、 6B也可以設置為與配置該基板10的平臺7 平行。4財別吏能量iiitl器6的柵格6A、 6B與平臺7平行的構成，柵格6A、 6B 與基板10平行，據此，可以形成適于在基板10的廣闊范圍內進行測定的 構成。
另外，能量過濾器6的柵格6A、 6B中，也可以在連接電子束源2與基 板IO上的照射位置的線上設置開口部，此開口部用來將電子束源2的一次 電子照射到基板10上。另外，在二次電子檢測器3的前面設置著檢測器柵 格8。
在真空室4內，除了設置上述能量過濾器6的柵格6A、 6B以外，還以 沿著內周壁面包圍內部空間的方式而設置著反沖二次電子抑制用柵格5 。此
反沖二次電子抑制用柵格5使橫向前進的二次電子反沖，從而提高二次電 子檢測器3的捕獲率。
Jii^能量i^慮器6的一鵬各6A與柵格6B上分別連接著電源26A、 26B,可以對 每個片鵬各施加不同的電壓。此電源26A、 26B對柵格6A、 6B施加的電壓，是由 柵格電源控制部24來控制。而且，根據檢測信號生成部22生成的檢測信 號的驅動圖案，從檢測信號供給部23對TFT陣列基板10施加該檢測信號。
控制裝置21控制柵格電源控制部24以及檢測信號生成部22,并根據 作為檢測對象的基板10的缺陷種類，來控制柵格電壓與檢測信號的驅動圖 案。在此控制下，使柵格電壓與檢測信號的驅動圖案同步切換，另外，使 柵格電壓可與由電子束源2向TFT陣列基板10的電子束的掃描同步而進行 切換。
當檢測信號的驅動圖案與柵格電壓的切換同步時，例如相對于基板種類 及才企觀扭于象的缺陷種類，預先記憶著對各柵格6A、 6B施加的柵格電壓、與從 檢測信號供給部23供給的檢測信號的驅動圖案之間的對應關系，根據TFT 陣列檢測裝置所檢測的基板種類及缺陷種類，讀出上述柵格電壓以及驅動 圖案，通過對柵格電源控制部24指示讀出的柵格電壓，來對柵格6A、 6B 施加既定電壓，另外，通過對檢測信號生成部22指示讀出的驅動圖案，來 控制對基板10施加的檢測信號。
另外，當電子束的掃描與柵格電壓的切換同步時，以通過掃描而由電 子束來照射的像素或者包括多個像素的區域為單位，來切換能量過濾器的 電位。
另外，該反沖二次電子抑制用柵格5上連接著電源25,以施加既定電 壓而使二次電子反沖。
柵格電源控制部24對電源26A、 26B施加到柵格6A、 6B的電壓進行單 獨控制，而使能量過濾器6的電位可改變。能量過濾器6根據其電位以既 定的能量值，對從基板IO發射的二次電子進行能量篩選，并使用二次電子 檢測器3僅檢測通過的二次電子。
本發明的能量過濾器6使柵格6A、 6B的電位可單獨改變。通過改變此 柵格6A、 6B的電位，可以改變由二次電子檢測器3檢測的二次電子檢測強 度的特性。根據基板的缺陷種類來改變施加給此柵格6A、 6B的電壓，可以 在對柵格施加 一種公用電壓時檢測難以判別的缺陷。
上述情形的原因如下對柵格施加一種公用電壓時的二次電子檢測強 度特性下，即使基板的不同電位所對應的二次電子檢測強度的差異小而難 以判別，仍可通過對柵格施加不同電壓而改變二次電子檢測強度特性，從 而使不同基板電位相對應的二次電子檢測強度的差異增大，據此可以判別 缺陷的有無。
圖8是表示二次電子檢測強度特性的圖。在圖8中，橫軸表示基板電
位，縱軸表示二次電子檢測強度。另外，圖8中表示對柵格6A、 6B施加不 同電壓時的二次電子檢測強度特性的3個設定例。圖8中表示第1設定 例，對抓格6A施加0 V電壓，對柵格6B施加-6 V電壓(圖中以"□，，表 示的cl的二次電子檢測強度特性)；第2設定例，對柵格6A施加30V，對 4鵬各6B遍口-5 V (圖中以" "表示的c2的二次電子檢測強度特性)；以 及第3設定例，對柵格6A施加60 V電壓，對柵格6B施加5 V電壓(圖中 以"〇，，表示的c3的二次電子檢測強度特性)。
另外，在圖8中，基板的ITO在-10V 10 V的電位范圍內，像素正常 時的電位為10 V，像素存在缺陷時的電位為5 V。
在第l設定例的情形下，根據二次電子檢測強度特性cl，處于缺陷像 素電位(5V)時的二次電子檢測強度與處于正常像素電位(10 V)時的二 次電子檢測強度的強度差為AII。在此第l設定例中，像素正常時與存在 缺陷時的二次電子檢測強度的強度差AII比較小，所以難以根據此強度差
來判別像素的缺陷。
在第2、第3設定例的情況下，根據二次電子檢測強度特性c2、 c3，處 于缺陷像素電位(5V)時的二次電子檢測強度與處于正常像素電位(10V) 時的二次電子檢測強度的強度差分別為AI2、 AI3。在此第2、第3設定例 中，二次電子檢測強度的強度差AI2、 AI3非常大，所以根據此強度差可 以容易地判別像素的缺陷。
因此，在此設定例中，通過對靠近基板的側的柵格施加低電壓，而對 遠離基板的側的柵格施加高電壓，可以獲得容易判別正常像素與缺陷像素 的二次電子檢測強度特性。
可以通過控制裝置21來設定此電壓。控制裝置21的控制也可以如下 方式來進行例如根據基板種類或缺陷種類，生成對4企測信號生成部12施 加的電壓的檢測圖案，并且使柵格電壓控制部24對應于檢測圖案而控制對 柵格6A、 6B施加的電壓。另外，上述電壓的設定例是一例，電壓設定并不 限定于上述設定例。
接著，使用圖4來說明與驅動圖案同步地進行柵格電壓的切換的示例，并 使用圖5來說明與電子束的掃描同步地進行柵格電壓的切換的示例。
圖4 (e)、圖4 (f )表示柵格電壓的切換時序。圖4 (a) ~圖4 (d) 所示的檢測信號的驅動圖案是使TFT陣列基板的整體電位相同，并以全體 為單位進行切換的驅動圖案。能量過濾器的柵格電壓的切換與此TFT陣列 基板的全體電位的切換同步進行。圖4中，TFT陣列基板的全體電位的切換 分為第1期間(1 ~ 5 )以及第2期間(6 ~ 10 )來進行切換。柵格電壓的切 換與此TFT陣列基板的電位切換同步進行，在第1期間(1 ~ 5 )使柵格6A
的電壓為30 V，柵格6B的電壓為5 V，在第2期間(6 ~ 10 )使柵格6A的 電壓為Q V，柵格6B的電壓為-6 V。
圖5 (e)、圖5 (f )表示柵格電壓的切換時序圖。圖5 (a) ~圖5 (d) 所示的檢測信號的驅動圖案是以TFT陣列基板的像素為單位，對縱向及橫 向交替施加不同的電壓而形成棋盤狀的電位分布的驅動圖案，并在第1期 間(1~5)與第2期間(6~10)切換電位分布。另外，圖5 (g)表示電子 束的掃描信號。另外，此處使掃描信號與第1期間以及第2期間中規定的 10的期間一致的示例，此為一個示例，掃描信號的周期可以任意設定。能 量過濾器的柵格電壓的切換與電子束的掃描時序同步進行，在柵格6A的電 壓為30 V、柵格6B的電壓為5 V的期間、以及4冊4各6A的電壓為0 V、柵 格6B的電壓為-6 V的期間，與掃描信號同步而進行切換。
本發明可以適用于除了檢測基板有無缺陷及缺陷種類以外，還適用于 對檢測到的缺陷進行修復的修復裝置。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式 上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發 明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍內，當可利 用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但 凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例 所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發明技術方案的范圍內。
權利要求
1、一種TFT陣列檢測裝置，對TFT陣列基板供給驅動信號而驅動上述TFT陣列基板，且對向上述TFT陣列基板照射電子束而獲得的二次電子進行能量篩選并加以檢測，從而根據上述檢測所獲得的二次電子信號強度來檢測TFT陣列基板的缺陷，其特征在于其包括能量過濾器，用來進行上述能量篩選；以及二次電子檢測器，對通過上述能量過濾器后的二次電子進行檢測，且使上述能量過濾器的電位與上述驅動信號的信號波形同步切換。
2. 根據權利要求1所述的TFT陣列檢測裝置，其特征在于其中所述的 能量過濾器的電位切換與電子束照射同步，并以電子束照射的TFT陣列基 板上的單一像素或包括多個像素的區域為單位來切換能量過濾器的電位。
3. 根據權利要求2所述的TFT陣列檢測裝置，其特征在于其中所述的 驅動信號的信號波形為棋盤圖案，此棋盤圖案是以二維交替呈棋盤狀的不 同電位狀態下驅動TFT陣列基板上的像素或包括多個像素的區域，在上述棋盤圖案所驅動的TFT陣列基板上，上述能量過濾器的電位與 電子束掃描中照射的像素的電位同步切換。
4. 根據權利要求2所述的TFT陣列檢測裝置，其特征在于其中所述的 驅動信號的信號波形是條紋圖案，此條紋圖案是以在行方向或列方向上呈 二維條紋狀的不同的電位狀態下驅動TFT陣列基板上的像素或包括多個像 素的區域，在上述條紋圖案所驅動的TFT陣列基板上，上述能量過濾器的電位與 電子束掃描中照射的像素的電位同步切換。
5. 根據權利要求2所述的TFT陣列檢測裝置，其特征在于其中所述的 驅動信號的信號波形是整體圖案，此整體圖案是以相同電位的電位狀態下 驅動TFT陣列基板上的全體像素，且上述能量過濾器的電位切換是與上述整體圖案所驅動的電位切換同 步進行。
6. 根據權利要求1至5中任一權利要求所述的TFT陣列檢測裝置，其 特征在于其中所述的能量過濾器包括多片柵格，并對上述各柵格施加不同 的電壓。
全文摘要
一種TFT陣列檢測裝置，以縮短TFT陣列基板的各種缺陷檢測所需的時間。此TFT陣列檢測裝置通過優化能量過濾器的電壓條件來提高檢測信號的檢測效率。該檢測裝置將驅動信號供給到TFT陣列基板而驅動此TFT陣列基板，并對向以此受到驅動的TFT陣列基板的像素照射電子束而獲得的二次電子進行能量篩選而進行檢測，根據所獲得的二次電子信號強度來檢測TFT陣列基板的缺陷，此TFT陣列檢測裝置包括能量過濾器，進行能量篩選；及二次電子檢測器，對通過能量過濾器后的二次電子進行檢測。能量過濾器的電位與驅動信號的信號波形同步切換。通過使能量過濾器的電位與驅動信號的信號波形同步，可根據驅動圖案而將二次電子檢測的檢測條件設定為最佳，而提高檢測效率。
文檔編號H01L21/66GK101359613SQ20081011126
公開日2009年2月4日 申請日期2008年6月5日 優先權日2007年7月30日
發明者吉岡尚規 申請人:株式會社島津制作所