前方照明（ｆｒｏｎｔｌｉｇｈｔｉｎｇ）を用いてディスプレイパネル上の欠陥の検出を向上させること
【課題】概してセルステップのかなり前のアレイ試験ステップにおいてａ−Ｓｉ残留物欠陥を検出することができるようにする表面照射装置及び方法が提供される。
【解決手段】ａ−Ｓｉは露光されない場合に高い固有抵抗を有し、それにより従来のＴＦＴアレイ試験手順において検出するのは難しい。一方、ａ−Ｓｉ残留物が光で照射されるときに、その固有抵抗は減少し、それにより、ＴＦＴアレイセルの電気的特性が変化し、電圧画像化光学システム（ＶＩＯＳ）を用いてそれを検出することができる。一実施態様では、ＴＦＴアレイセルが照射用光パルスに露光され、ＶＩＯＳを用いて実行される試験中にＴＦＴパネルの上部側に影響を及ぼす。一実施態様では、表面照射はＶＩＯＳにおいて電圧画像化のために用いられる照射と同じ光路に沿って進行する。別の実施態様では、表面照射のための光源（複数可）が、ＶＩＯＳ変調器に極めて近接して配置される。
【解決手段】ａ−Ｓｉは露光されない場合に高い固有抵抗を有し、それにより従来のＴＦＴアレイ試験手順において検出するのは難しい。一方、ａ−Ｓｉ残留物が光で照射されるときに、その固有抵抗は減少し、それにより、ＴＦＴアレイセルの電気的特性が変化し、電圧画像化光学システム（ＶＩＯＳ）を用いてそれを検出することができる。一実施態様では、ＴＦＴアレイセルが照射用光パルスに露光され、ＶＩＯＳを用いて実行される試験中にＴＦＴパネルの上部側に影響を及ぼす。一実施態様では、表面照射はＶＩＯＳにおいて電圧画像化のために用いられる照射と同じ光路に沿って進行する。別の実施態様では、表面照射のための光源（複数可）が、ＶＩＯＳ変調器に極めて近接して配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフラットパネルディスプレイ内の欠陥の検出に関し、より具体的には、表面照射（front side illumination）を用いてフラットパネルディスプレイ内の欠陥を検出することに関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２００８年５月２１日に出願された米国仮特許出願第６１／０５５，０３１号に基づいており、米国特許法第１１９条により、その特許出願からの恩典を主張する。その特許出願の開示全体が参照により本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００３】
フラットパネル液晶（ＬＣ）ディスプレイの製作中に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイを堆積するための基板として、薄いガラスから成る大きな透明プレートが用いられる。通常、１枚のガラス基板プレート内には、いくつかの個別のＴＦＴアレイが含まれており、それらのＴＦＴアレイはＴＦＴパネルと呼ばれる場合もある。代替的には、ピクセル又はサブピクセル毎にトランジスタ又はダイオードを利用するアクティブマトリックスＬＣＤ(active matrix LCD)、すなわちＡＭＬＣＤが、その種のディスプレイを覆うので、そのようなガラス基板プレートはＡＭＬＣＤパネルと呼ばれる場合もある。フラットパネルディスプレイは、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）技術を用いて製造することもでき、典型的にはガラス上に製造されるが、プラスチック基板上に製造される場合もある。
【０００４】
ＴＦＴパターンの堆積は多数のステージにおいて実行され、各ステージにおいて、特定の材料（たとえば金属、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、結晶シリコン、アモルファスシリコン等）が、所定のパターンに合わせて、先行する層（又はガラス）の上部に堆積される。各ステージは典型的には、堆積、マスキング、エッチング、剥離等のような複数のステップを含む。
【０００５】
これらの各ステージ中、及び各ステージ内の種々のステップにおいて、多数の製造欠陥が生じる場合があり、それらの欠陥は、最終的なＬＣＤ製品の電気的性能及び／又は光学的性能に影響を及ぼす場合がある。そのような欠陥は、限定されないが、図１に示されるように、ＩＴＯ１１２内への金属突起１１０、金属１１６内へのＩＴＯ突起１１４、いわゆるマウスバイト１１８、開放（open circuit：開回路）１２０、トランジスタ１２４内の短絡１２２、外来粒子１２６及びピクセル下残留物１２８を含む。ピクセル下のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）残留物１２８は、アンダーエッチング又はリソグラフィの問題から生じる場合がある。他の欠陥は、マスク問題、オーバーエッチング等を含む。
【０００６】
ＴＦＴ堆積工程が厳重に管理される場合であっても、欠陥の発生は避けることはできない。これは、製品歩留まりを制限し、生産コストに悪影響を及ぼす。
典型的には、ＴＦＴアレイは、
厳密な堆積工程ステップに従う１つ又は複数の自動光学検査(automated optical inspection)（ＡＯＩ）システム（複数可）、及び
Photon Dynamics社（5970 Optical Court, San Jose, California, 95138, USA）（Orbotech社）によって生産され、完成したＴＦＴアレイを試験するアレイテスター又はアレイチェッカー（ＡＣ）とも呼ばれるような、電気光学検査機
を用いて検査される。
【０００７】
ａ−Ｓｉ欠陥は感光性であるので、特に厄介な欠陥である。すなわち、その欠陥は暗い状態では絶縁体として動作するが、露光されるときに導体として動作する。実際のところ、そのシート抵抗ＲSiは、光強度の関数として減少する。図４は、その依存性を示す。したがって、シート抵抗が光強度に依存することは、露光が変化するのに応じて、欠陥に起因するピクセル電圧変化も異なる場合があることを意味する。このため、最終的なＦＰＤ組立の完了前に欠陥が検出されない場合、通常のＦＰＤ動作中にディスプレイのバックライトに欠陥が露光されるので、エンドユーザが欠陥に容易に気付いてしまうであろう。したがって、そのような欠陥を検出することへの強い動機付けが存在している。
【０００８】
残念なことに、従来の技術は、パネル製造の種々のステージ中にＬＣＤパネル上の欠陥を形成するａ−Ｓｉ残留物を有効に検出するのに適した方法論を提供することができていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の方法論は、欠陥を形成するＬＣＤパネルディスプレイ内のａ−Ｓｉ残留物を検出することに関連する、上記の問題及び他の問題のうちの１つ又は複数を実質的に回避する方法及びシステムに関する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の方法論の一態様によれば、被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステムが提供される。そのシステムは、表面照射用光ビームを被試験パネル上に送達するように構成される表面照射サブシステムを含む。表面照射用光ビームは、欠陥の電気的特性を変更して欠陥の検出を容易にする能力を有する。そのシステムは、欠陥の変更された電気的特性に基づいて、欠陥を検出するように構成される検出サブシステムをさらに含む。そのシステムにおいて用いられる表面照射用光ビームはパルス状であり、欠陥の検出を最大にすると共に偽欠陥の検出を最小にする持続時間及び強度を得るために最適化される。さらに、表面照射用光ビームは、欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有する。
【００１１】
本発明の方法論の別の態様によれば、被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステムが提供される。そのシステムは、表面照射用光ビームを被試験パネル上に送達するように構成される表面照射サブシステムを含む。表面照射用光ビームは、欠陥の電気的特性を変更して欠陥の検出を容易にする能力を有する。そのシステムは、欠陥の変更された電気的特性に基づいて、欠陥を検出するように構成される検出サブシステムをさらに含む。上記の検出サブシステムは、被試験パネルにわたる空間電圧分布を指す画像を生成するように構成される電圧画像化光学デバイスを含む。被試験パネル内の欠陥は、生成された画像に基づいて検出される。そのシステムにおいて、表面照射サブシステムは、電圧画像化光学デバイスの光路内に組み込まれる。さらに、表面照射用光ビームは、欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有する。
【００１２】
本発明の方法論のさらに別の態様によれば、被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステムが提供される。そのシステムは、表面照射用光ビームを被試験パネル上に送達するように構成される表面照射サブシステムを含む。表面照射用光ビームは、欠陥の電気的特性を変更して欠陥の検出を容易にする能力を有する。そのシステムは、欠陥の変更された電気的特性に基づいて、欠陥を検出するように構成される検出サブシステムをさらに含む。上記の検出サブシステムは、被試験パネルにわたる空間電圧分布を指す画像を生成するように構成される電圧画像化光学デバイスを含む。被試験パネル内の欠陥は、生成された画像に基づいて検出される。上記の表面照射サブシステムは、電圧画像化光学デバイスの光路外に配置される。さらに、表面照射用光ビームは、欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有する。
【００１３】
本発明に関連するさらに別の態様が、部分的には以下の説明において述べられており、その説明から或る程度は明らかになるか、又は本発明を実施することによって習得される場合もある。本発明の態様は、以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲において特に指摘される要素、並びに種々の要素及び態様の組み合わせによって実現及び達成することができる。
【００１４】
これまでの説明及びこれ以降の記述はいずれも単に例示的、及び説明的なものであり、いかなる方法においても、特許請求される発明又はその用途を制限することは意図していないことを理解されたい。
【００１５】
添付の図面は、本明細書に組み込まれ、その一部を構成しており、本発明の実施形態を例示し、その説明と共に、本発明の技法の原理を説明及び例示するための役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】周期的なトランジスタアレイを備える、大きく平坦なパターニング済みの媒体の一部の平面図において種々の非周期的な欠陥を示す図である。
【図２】アモルファスシリコン残留物の例示的な断面図である。
【図３】ＴＦＴピクセルに関するａ−Ｓｉ残留物のための例示的な等価回路図である。
【図４】入射光波長へのシート抵抗の依存性を示すサンプルグラフである。
【図５】本発明の概念の一実施形態による、二重波長照射装置(dual wavelength illuminator)（ＤＷＩ）の例示的な概略図である。
【図６】本発明の概念の別の実施形態による、変調器搭載照射装置(modulator mount illuminator)（ＭＭＩ）の例示的な概略図である。
【図７】フラットパネルディスプレイ内の欠陥を検出するための本発明のシステムの例示的な概略ブロック図である。
【図８】アモルファスシリコンのための典型的な吸収曲線を表す例示的なグラフである。
【図９】起こり得る前方光及びピクセルパターンドライバータイミング図の一例を示す図である。
【図１０】所与の駆動パターンのフレーム毎にパルスが異なる、起こり得る前方光パターンの別の例を示す図である。
【図１１Ａ】種々のパルス開始時間及びパルス強度の場合の前方光パルス終了時間の関数としての欠陥検出感度(defect detection sensitivity)（ＤＤＳ）のプロット図である。
【図１１Ｂ】種々のパルス開始時間及びパルス強度の場合の前方光パルス終了時間の関数としての信号対雑音比(signal-to-noise ratio)（ＳＮＲ）のプロット図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の詳細な説明では、添付の図面（複数可）が参照されることになり、それらの図面では、同じ機能要素は同じ符号で指示される。上記の添付の図面は、制限するためではなく、例示のために、本発明の原理と一致する具体的な実施形態及び実施態様を示す。これらの実施態様は、当業者が本発明を実施することができるようにするほど十分に詳しく記述されており、他の実施態様が利用される場合があること、及び本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、構造的な変更及び／又は種々の要素の置換を行うことができることは理解されたい。それゆえ、以下の詳細な説明は、制限する意味に解釈されるべきではない。さらに、記述されるような本発明の種々の実施形態は、専用ハードウエアの形で、又はソフトウエア及びハードウエアの組み合わせにおいて実現される場合がある。
【００１８】
当業者であれば理解するように、アレイテスターは、たとえば、参照によりその全体が本明細書に援用される米国特許第４，９８３，９１１号、第５，０９７，２０１号及び第５，１２４，６３５号において記述されているような、電圧画像化試験装置及び方法を使用することによりＬＣディスプレイ内の欠陥を特定することができる。
ＬＣディスプレイ内のピクセルは、たとえば、参照によりその全体が本明細書に援用される米国特許第５，２３５，２７２号及び第５，４５９，４１０号において記述されているように、特定のパターンを用いて電気的に駆動される。
ＬＣディスプレイはピクセルのアレイから構成されるので、ＬＣディスプレイが電気的に駆動されるときに、欠陥に関連付けられるいくつかのピクセルが、正常なピクセルとは異なるように電気的に挙動する場合があり、それゆえ、そのような差が電圧画像化センサ及び関連する画像処理ソフトウエアを用いて検出される場合がある。
種々の駆動パターンの組み合わせを使用することにより、図１において示される欠陥のうちの多くの欠陥のタイプ及び場所を推定することができる。
【００１９】
しかしながら、ＩＴＯ下のａ−Ｓｉ残留物１２８を有する欠陥のあるピクセルは、標準的なアレイ試験法を用いるアレイ試験において検出するのはかなり難しい。ａ−Ｓｉ欠陥を有するＴＦＴピクセル２００の一例の断面図が図２に示される。
ＴＦＴピクセル構造２００は、ガラスプレート２０２上に形成される。ゲート絶縁体２０４がガラス上に置かれ、その次に、データ金属線２０６がめっきされる場合があり、さらにその次に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）２１０のような透明導電性材料の形をとるピクセル機構（feature）が堆積される。最後に、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）２０８のようなパッシベーション（passivation：表面保護）層が堆積される。
アモルファスシリコン又はデータ金属残留物２１２が残存する場合があり、線機構の延長によって図式的に表されており、それは後にＩＴＯ層の下に入る。残留物２１２とピクセル（ＩＴＯ）２１０との間の重複部２１４のエリアは、寄生キャパシタンスＣｐを有するキャパシタ２１６を形成する。
【００２０】
図３は、ピクセル下のａ−Ｓｉ残留物の等価図である。
この場合、以下の式が成り立つ。
Ｃp＝ｋSiN*ε0*Ａｒｅａresidue／ｄgateSiN （式１）
Ｃst＝ｋSiN*ε0*ＷpixelＷst／ｄpassSiN （式２）
ただし、Ｃpは寄生キャパシタンスであり、ｋSiNはＳｉＮの誘電率であり、ε0は空中の誘電率であり、Ｗpixelはピクセルの幅であり、一方、Ｗstは（キャパシタンスＣｓｔを有する）ストレージキャパシタの幅であり、ｄpassSiN及びｄgateSiNはそれぞれ、パッシベーション層及びゲート−ＳｉＮ層の厚みであり、Ａｒｅａresidueは、該当部分下の残留物欠陥の面積である。
【００２１】
アレイ試験時に、ＬＣプレートに駆動電圧が印加され、電圧画像化センサによってピクセル応答を観測することができる。データ金属残留物及びａ−Ｓｉのような欠陥がある場合、画像収集前にデータ電圧が負に降下される正−負(positive-negative)（ＰＮ）駆動パターンが用いられる場合がある。このパターンでは、データ電圧の降下が、ＩＴＯ−データ線重複部を有するピクセルにおいて電圧降下を引き起こす。データ電圧降下がΔＶdである場合には、ピクセル電圧降下ΔＶpは、以下のように表すことができる。
【００２２】
【数１】
【００２３】
ただし、ＣpはＩＴＯ−データ線残留物重複部の寄生キャパシタンスであり、Ｃstはストレージキャパシタのキャパシタンスであり、ＲSiはアモルファスシリコンのシート抵抗である。
【００２４】
式１及び式３は、ａ−Ｓｉ欠陥に関する２つの重要な点を明らかにする。第一に、寄生キャパシタンスは欠陥のサイズ（Ａｒｅａresidue）の関数である。第二は、シート抵抗ＲSiへの指数関数的な依存性である。
絶縁体状態では（光がない場合）、ＲSiは非常に高い場合があり（概ね数百ＧΩ／□）、それゆえ、式３によれば、露光されない場合、ΔＶpはΔＶd*（Ｃp／Ｃst）に概ね等しく、最大値を有する。Ｃp＜Ｃstであるので、露光されない場合の最大ΔＶpはかなり小さい場合があり、それゆえ、光を利用することができない場合には、欠陥は容易に検出することができない場合がある。重複部の面積に応じて、変化が生じる結果として、従来の６４階調駆動方式下で数階調のシフトが生じる場合がある。２つの連続した階調間の電圧ステップは約５０ｍＶである。これはあまりにも小さすぎて、欠陥と正常なピクセルとを区別することができない。
【００２５】
しかしながら、さらに、サイズへの依存性があるので（式１）、露光される場合であっても、非常に小さなａ−Ｓｉ欠陥は検出することができない場合があり得る。
【００２６】
ａ−Ｓｉ欠陥のうち、ＡＯＩを用いて見つけられるものもあれば、従来の欠陥検出技術によるＡＣを用いて検出することができるものもある。しかしながら、そのような欠陥のかなりの割合は早期には特定されず、ＴＦＴ−ＬＣＤセル組立が完了した後に、正確には、ＬＣプレートがパネルに分割され、モジュールに組み立てられてからかなり後にしか検出されない。
セル試験において、ＴＦＴ−ＬＣＤパネルが電気的に駆動されるときに、ＴＦＴ−ＬＣＤパネルが画像を表示するための光源をバックライトモジュールが提供する。ａ−Ｓｉは感光性であるので、これらの条件下で、この欠陥を検出することができるようになる。
しかしながら、レーザ修復システムを用いて残留物を比較的容易に除去することができるので、セル組立ステップの前に、より好ましくはアレイ検査ステップにおいて、欠陥を正確に見つけることが望ましい。さらに、製造工程の早期のステージにおいて、かつセル組立の前に欠陥を検出することは、組立工程に関連付けられるコスト、及び必要とされるカラーフィルターガラスに関連付けられるコストを節約する。
【００２７】
ＬＣＤアレイ検査装置は、一般的に外部光源を備えないので、ａ−Ｓｉ残留物の検出は難しい可能性がある。Photon Dynamics社（Orbotech社によって買収された）によって製作されるアレイテスターのＡＣ４７××製品ファミリーは、分割軸タイプシステム上の透明チャックと共に用いられる短波長バックライトを含み、検査エリア、それゆえチャックは単一の変調器行(single modulator row)に制限される。
しかしながら、チャックがガラスサイズ全体を覆うガントリタイプシステムでは、関連するバックライトも、移動することによって（たとえば、単一経路）又は固定状態で（たとえば、フルカバー）、ガラスサイズ全体を覆うことが要求されることになるので、実用性もコスト効率も低下する場合がある。
【００２８】
ａ−Ｓｉ残留物がＴＦＴ内のゲート金属を覆ういくつかの事例では、バックライトがゲート機構を通り抜けることができないので、ゲート残留物上のａ−Ｓｉを検出するのは難しい。これは、冗長なＴＦＴを有するいくつかのピクセル設計において、より具体的には、冗長なＴＦＴが電気的に分離され、ピクセルに接続されない事例では、頻発する欠陥である。
ａ−Ｓｉ残留物がピクセルＴＦＴ及び冗長なＴＦＴを橋絡するとき、それは性能に影響を及ぼし、それゆえ欠陥と見なされる。ａ−Ｓｉ残留物はＣgd（ゲート−ドレイン寄生キャパシタンス）を増加させる。ゲートがターンオフするとき（電圧スイング：ΔＶg）、ゲート−ドレインキャパシタ結合効果に起因して、ピクセル電圧が降下する。これはキックバック効果と呼ばれる。ピクセル電圧降下ΔＶpは以下のように表すことができる。
ΔＶp＝ΔＶg*Ｃgd／（Ｃgd＋Ｃst＋Ｃlc） （式４）
ただし、Ｃlcはセルキャパシタンスである（セル駆動の場合にのみ存在する）。ピクセルＴＦＴを冗長なＴＦＴに接続するゲート上のａ−Ｓｉ残留物は、ゲート−ドレインキャパシタンスを増加させ、それもピクセル電圧降下を増加させる。
【００２９】
他の非電圧画像化アレイテスター、たとえば、電子ビームを用いるテスターは、欠陥に電子をスプレーし、その電子が欠陥領域内に蓄積することによって、ａ−Ｓｉ残留物を検出することができる。電子の蓄積は、ａ−Ｓｉ導電率を増加させ、それにより、関連する画像化方法がその欠陥を検出することができるようにする。
【００３０】
本発明の一実施形態によれば、概して、セルステップのかなり前のアレイ試験ステップにおいてａ−Ｓｉ残留物欠陥を検出することができるようにし、詳細には、ＴＦＴアレイセルのゲート絶縁体上のａ−Ｓｉ残留物を検出することができるようにする表面照射装置及び方法が提供される。当業者であれば理解するように、ＴＦＴアレイ試験では、ａ−Ｓｉは、露光されない場合には高い固有抵抗を有する。
一方、ａ−Ｓｉ残留物が光で照射されるとき、その固有抵抗は減少し、それにより、ＴＦＴアレイセルの電気的特性が変化し、それをPhoton Dynamics社（5970 Optical Court, San Jose, California, 95138, USA）（Orbotech社）によって生産されるような、電圧画像化光学システム（ＶＩＯＳ）を用いて検出することができる。そのようなシステムの例示的な実施形態が、上記の米国特許第４，９８３，９１１号、第５，０９７，２０１号及び第５，１２４，６３５号において詳細に記述されており、それらの特許は、その全体が参照により本明細書に援用される。
したがって、本発明の一実施形態では、ＴＦＴアレイセルは、ＶＩＯＳを用いて実行される試験中にＴＦＴパネルの上面に影響を及ぼす照射用光パルスに露光される。
【００３１】
一実施形態によれば、表面照射は、ＶＩＯＳにおいて電圧画像化のために用いられる照射と同じ経路に沿って進行する。一実施形態では、ＶＩＯＳ照射は、可視波長範囲の赤色部分において実行される。１つの具体的な実施態様では、例示的な光波長は６３０ｎｍである。別の実施形態によれば、表面照射は、１つ又は２つの波長から構成され、ＶＩＯＳの電圧画像変調器の周辺に送達される。
【００３２】
本発明の一実施形態では、上面又は表面照射をフラットパネルアレイテスターに組み入れることは、ＶＩＯＳ試験装置及びその機能と連携して達成される。この結果として、ＶＯＩＳ列のいくつかの構成要素が、表面照射及びＶＩＯＳ画像化の両方の場合に使用されているので、試験システム全体のコストが節約され、効率が高められる。
詳細には、対象となる欠陥（ａ−Ｓｉ）を検出する能力は光強度の関数であるので、ＴＦＴセルの前面照射は、対象となる検出エリアにわたって適切に均一であり、かつ再現可能でなければならない。さらに、ａ−Ｓｉを検出するための照射及び光学装置は、ＴＦＴセルにおいて生じる可能性があり、かつそのうちのいくつかが上記で説明されている他のタイプの欠陥を探索する際のＶＩＯＳテスターの機能を妨げてはならない。
【００３３】
本発明の一実施形態では、ゲート構造上のような構造上にあるか、又はＬＣＤピクセルのデータ線に付着する残存ａ−Ｓｉ残留物のような、感光性の製作欠陥の検出を容易にするために、ＬＣＤアレイ試験中に被試験パネル上のＬＣＤ構造の表面照射を生成するように構成されるシステムが提供される。
本発明のシステムの一実施形態では、パネルの表面が、電圧画像化のためにＶＩＯＳにおいて用いられる光の波長とは異なる波長を有する光で照射される。これは、少なくともいくつの理由により行なわれる。第一に、ＶＩＯＳ照射において用いられる光は、ａ−Ｓｉ残留物及び／又は他の感光性欠陥を効率的に検出することができないことがある波長を有する場合がある。第二に、ＶＩＯＳの変調器の設計は、電圧画像化のためのＶＩＯＳにおいて用いられる光が上記の変調器の薄膜によって概ね完全に反射され、それゆえ決してパネルに達しないようなものである。
したがって、表面照射のための光は、ａ−Ｓｉ残留物を活性化し（その電気的特性を変更し）、薄膜によって透過されるように選択される。
【００３４】
最後に、システム全体が、これら２つの光ビームを分離し、表面照射のために用いられる光がＶＩＯＳ画像化を妨げないようにする手段（図５において示されるローパスフィルター５１０）を備え、それは各光波長の上記の差を利用する。
【００３５】
本発明の二重波長光学照射システム５００の１つの例示的な実施形態を示す図が図５において提示される。この例示的な図は、例示のためだけに提供され、本発明の範囲を多少なりとも制限するものと見なされるべきではない。図５において示されるように、電圧画像化光学システム（ＶＩＯＳ）に基づくアレイ検査及び試験システムと組み合わせて用いるために、二重波長照射装置５１２（ＤＷＩ）がＶＩＯＳ照射装置の光学列(optical column)内に置かれる。ＶＩＯＳ照射装置の構成は、たとえば、その全体が参照により本明細書に援用される米国特許第５，１２４，６３５号において記述されている。
【００３６】
図５に示されるように、二重波長照射装置５１２は、青色光照射装置５０２によって生成される青色光５０４（たとえば、ａ−Ｓｉ欠陥が特に影響されやすい波長４５５ｎｍを有する）を、赤色光照射装置５０１によって生成され、欠陥の画像化のために用いられる可視光５０５（たとえば、波長６３０ｎｍを有する）と同じ光路に結合する。具体的には、図８は、ａ−Ｓｉの典型的な光吸収曲線８０１を示しており、それは、波長４５５ｎｍ（８０２）を有する光がａ−Ｓｉの場合に最も高い吸収係数を有することを示す。
【００３７】
異なる波長の２つの光ビームの上記の結合は、ダイクロイックミラー（ビームスプリッター）５０３を用いることによって二重波長照射装置５１２内で達成される。ダイクロイックミラーは、青色光ビーム５０４を実質的に透過させ、かつ赤色光ビーム５０５を実質的に反射して、両方の波長を有する合成光ビームを生成する。当業者であれば理解するように、異なる波長の光ビームの結合は、数多くの他の方法において達成される場合もあり、そのうちのいくつかが、本発明の他の実施形態を参照しながら以下で説明される。それゆえ、図５に示される二重波長照射装置５１２の特定の設計は、多少なりとも制限するものと見なされるべきではない。
【００３８】
図５に示されるシステムに戻ると、ダイクロイックミラー（ビームスプリッター）５０３を通った後に、同一直線上にある青色光ビーム及び赤色光ビームはビームスプリッター５０６によって反射され、レンズアセンブリ５０７を通り抜ける。レンズアセンブリは、光変調器５０８及び被試験パネル５０９上で所望の照射分布パターンを達成するために設けられる。
【００３９】
上記のように、本発明の種々の付加的な実施形態又は代替的な実施形態では、光変調器５０８及び被試験パネル５０９の二重波長の同一直線上の照射は、いくつかの異なる方法において達成することができる。たとえば、一実施形態では、波長選択は制限されることがあるが、多波長発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる場合もある。この構成では、たとえば、光源５０２の代わりに、上記の多波長発光ダイオードを利用する１つの照射装置を使用する必要があるだけであり、第２の光源５０１及びダイクロイックミラー５０３は、照射システムから除外することができる。
【００４０】
さらに代替的な実施形態では、単一の光源内に、単波長の赤色ＬＥＤが単波長の青色ＬＥＤと共に空間的に点在する場合があり、その単一の光源を同じく光源５０２の代わりに用いることができる。この場合もまた、この構成では、第２の光源５０１及びダイクロイックミラー５０３は照射システムから除外される必要がある。しかしながら、そのように２つの異なる波長の点在するＬＥＤを用いる構成では、照射の均一性が損なわれる場合があることに留意されたい。
【００４１】
一実施形態では、ＶＩＯＳ変調器５０８に薄膜５１５が設けられる。その薄膜は、被試験パネルの試験されるＬＣＤ構造に空間的に極めて近接して変調器５０８の表面上に配置される。薄膜５１５は、照射装置５０１によって生成される赤色光は薄膜５１５によって反射されるが、照射装置５０２によって生成される青色光は薄膜５１５によって透過されるように特に選択された光学的特性を有する。
変調器５０８は、変調器５０８の薄膜に空間的に極めて近接して配置される、被試験パネル５０９の上部（図５において）表面にわたる電位の分布に基づいて、薄膜５１５によって反射される赤色光の強度を変調する。
薄膜によって反射された後に、変調された赤色光は、レンズアセンブリ５０７、ビームスプリッター５０６及びローパスフィルター５１０を通り抜ける。フィルター５１０を通り抜けた後に、反射された赤色光は、ＣＣＤデバイス５１１の感光素子に突き当たり、ＣＣＤデバイスを用いて、被試験パネルの画像が生成される。
ａ−Ｓｉ残留物を照射するために用いられる任意の青色光がＶＩＯＳのＣＣＤ画像センサ５１１を妨げないようにするために、ＣＣＤデバイス５１１にはローパスフィルター５１０が設けられる。
このフィルターは、青色光を大きく減衰させると共に、赤色光が減衰することなく通り抜けられるように設計される光伝送特性を有する。これは、表面照射用青色光がＣＣＤデバイス５１１に達しないようにし、かつ被試験パネル５０９の上部表面上の電位に関する画像を生成するのを妨げないようにする。
本発明の一実施形態では、たとえば、ＶＩＯＳによってより容易に検出することができるようにすると共に欠陥そのものの画像を生成しないようにするために、青色光は、ａ−Ｓｉ残留物の電気的特性を変更するためにのみ用いられることに留意されたい。
【００４２】
被試験パネル５０９の表面上の試験されるＬＣＤ構造は電圧源５１３を用いてバイアスをかけられ、一方、変調器５０８の上部（図５において）表面５１６は電圧源５１４を用いてバイアスをかけられる。
本発明の一実施形態では、最良の光透過及び反射を達成するために、そのシステムの全ての光学的な構成要素は、適切なオプティカルコーティングを設けられる。
両方の波長（青色及び赤色）の光による照射の均一性は同様であり、典型的には、本発明の一実施形態では約２５％以上であることに留意されたい。照射の典型的な均一性は１０％〜１５％の範囲にある。したがって、本発明の二重波長照射の概念及び図５において示される構成によれば、ａ−Ｓｉ欠陥が最も影響されやすいが電圧画像化試験（ＶＩＯＳ）ハードウエアの機能を劣化させるか又は妨げることのない波長において、ａ−Ｓｉ欠陥を照射することができるようになる。
【００４３】
本発明は赤色光及び青色光のみによって変調器及び被試験パネルを照射することには限定されないことに留意されたい。当業者であれば理解するように、検出を可能にするほどその電気的特性を十分に変化させると共に、表面照射がＶＩＯＳの動作を妨げるのを低減するために、別の波長の照射用光を選択して、ａ−Ｓｉ残留物による適切な吸収を達成することができ、それを用いて被試験パネルにわたる電圧分布パターンを再現する。
【００４４】
図６において示され、同じくＶＩＯＳに基づくアレイ検査及び試験システムと組み合わせて用いるための、本発明の二重波長照射の概念の第２の代替的な実施形態によれば、変調器取付台６００にリング照射装置６０１が組み込まれる。
リング照射装置６０１は変調器５０８上に設置され、ＬＥＤのような単波長（青色又は概ね４５５ｎｍの波長）の光源６０３は、画像クリッピングを防ぐために、ＶＩＯＳ照射装置の光路の外側に配置される。
上記の第１の実施形態と同様に、変調器５０８の薄膜（図示せず）が、青色光を透過させ、かつ赤色照射装置５０１によって生成されるとともに電圧画像化変調器５０８の機能のために必要とされる可視波長の光を反射する。
光源６０３は照射パターン６０４を生成する。本発明の１つの例示的な実施形態では、取付用リング６０１の各辺が、４つのＬＥＤ６０３を支持する。しかしながら、任意の適切な方法で取付用リング６０１上に離間される任意の他の適切な数のＬＥＤを用いて、照射の所望の強度及び均一性を達成することができることは当業者には理解されよう。
それゆえ、本発明は、照射装置リング６０１、変調器取付台６００及び光源６０３の図示される構成には限定されない。本発明の種々の実施形態では、照射装置リング６０１は正方形、長方形、八角形、円形、長円形又は他の適切な形状を有する。
被試験パネル上のａ−Ｓｉ残留物の電気的特性に影響を及ぼすために、光源６０３によって生成される光は、変調器６０２を通り抜けて、被試験パネルの前面を照射する。
【００４５】
当業者であれば理解するように、変調器５０８のエリアのサイズによっては、或る場合、特にＬＥＤ６０３の数が比較的少ないときに、図５を参照して説明された二重波長照射装置（ＤＷＩ）実施形態に比べて、この実施形態において良好な均一性を達成するのがより困難である場合がある。
しかしながら、１辺当たり１０個以上（全部で４０個以上）までＬＥＤ６０３の数を増やすことによって、照射をさらに均一にするのが容易になり、図５を参照して説明された二重波長照射装置（ＤＷＩ）実施形態によって達成される均一性に匹敵する均一性を達成することができる。
変調器エリアの全範囲にわたって最良の均一性を得るために、ＬＥＤの放射角が制御されなければならない。当該技術分野においてよく知られているように、いくつかのＬＥＤはランベルト放射プロファイルを有し、それゆえ、非常に大きな立体角において放射するが、それは高い度合いの照射均一性を達成するという所望の目標にとって有害である。なぜなら、より多くの光が、変調器の中央に不均等に送出されるためである。
この短所を克服するために用いられる場合があるいくつかの代替の解決手段がある。一実施形態では、光源６０３として特別な指向性ＬＥＤが用いられ、これは変調器５０８の最も内側の部分を照射するように方向付けられる。
【００４６】
代替的な実施形態では、各汎用ＬＥＤにコリメーティングレンズが追加されるか、又は好ましくは光学的に結合され、ランベルトプロファイルの広がりを抑制する。ＬＥＤにコリメーティングレンズを光学的に結合するための種々の方法が当該技術分野においてよく知られている。
一実施形態では、各ＬＥＤは、その自らのコリメーティングレンズを備える。そのようなコリメーティングレンズは、表面照射の均一性を高めるのを容易にする。
さらに別の実施形態では、ＬＥＤ側にＮＤフィルター(neutral density filter)を追加することによって、指向性減衰が適用される。さらに、ディフューザー(diffusers)を用いて、（１）各ＬＥＤの空間的な不均一性を平滑化し、かつ（２）合成されたＬＥＤ分布の全体的な照射均一性を改善することができる。たとえば、一実施形態では、Luminit社（Torrance, California, USA）（Physical Optics Corporation社）によって製作され、販売されるディフューザーを利用することができる。
【００４７】
一実施形態では、楕円放射分布を生成するビーム整形ディフューザーを用いて、表面照射均一性を改善することができる。同じ実施形態又は異なる実施形態において、光屈曲又は方向転換薄膜を利用することによって、表面照射均一性を改善することもできる。
【００４８】
被試験パネル５０９の表面上のａ−Ｓｉ残留物に表面照射を与える光源６０３が変調器５０８に近接して配置される別個の取付用リング上に取り付けられる図６に示される多数光源構成が、ＶＩＯＳ列そのものの中に第２の光源が組み込まれる図５の二重波長照射装置システムよりも優れている主な利点は、既存のガントリタイプシステムへの改良が容易であり、かつ安価であることである。
さらに、図６に示される本発明の概念は、均一な周辺照射を必要とする欠陥検出技法（電子ビームを基にする検出器等、そしておそらくフルコンタクトプローブテスターにも）に適用することができる。しかしながら、上記のように、電子ビーム検出器は、青色光照射に適合しないことに留意されたい。
【００４９】
当業者であれば理解するように、変調器の近くに光源を配置することを伴う表面照射を与えるためのシステム構成は、図６に示される実施形態以外の多数の方法において達成することができる。それゆえ、図６に示される照射装置システムの特定の設計は、多少なりとも制限するものと見なされるべきではない。
【００５０】
図７は、本発明の概念の実施形態のうちの１つを利用する、フラットパネルディスプレイ内の欠陥を検出するためのシステム７００の１つの例示的な概略ブロック図を示す。
本発明のシステムは、ＶＩＯＳ７０２を含む。ＶＩＯＳ７０２は、二重波長照射装置７０３を含み、その１つの例示的な実施形態が図５を参照しながら上記で説明された（要素５１２）。
照射装置７０３によって生成される第１の波長の光ビーム、たとえば、青色光は、ガラス支持体上に設置されるＬＣＤパネル７０１上に方向付けられる。
照射装置７０３によって生成される第２の波長の光ビーム、たとえば、赤色可視光は、変調器７０５上に方向付けられ、その光は変調器７０５の薄膜（図示せず）によって反射される。変調器７０５は、バイアスがかけられた被試験ＬＣＤパネル上の電界を、電気光学変換器（変調器）を介して空間的に変調された光信号に変換するように動作する。
反射された光はレンズ系７０４によってＣＣＤデバイス７１１上に合焦され、そのＣＣＤデバイスは、反射された赤色光において被試験ＬＣＤパネルのエリアの画像を生成し、生成された画像は、被試験パネル７０１にわたる電位の分布を指示する。
例示的なシステム７００は、画像収集／画像処理ＰＣ７０９をさらに備える場合があり、それは、ＣＣＤデバイス７１１から画像データを受信し、受信された画像データを用いて被試験パネルの画像を生成し、生成された画像を処理して、被試験パネル上の欠陥セルの場所を含む、該欠陥ＬＣＤセルを特定するように構成される。欠陥の場所情報は、検出された欠陥を修正する等の、さらに別の処理のために記録することができる。
【００５１】
本発明の一実施形態では、ＶＩＯＳ７０２は可動Ｘ／Ｙ／Ｚステージアセンブリ７０６上に取り付けられ、そのアセンブリはステージ／ＩＯ制御モジュール７０７の制御下で動かすことができる。本発明の一実施形態では、同じＸ／Ｙ／Ｚステージ７０６上に２つ以上のＶＩＯＳ７０２が取り付けられ、被試験パネルの種々の領域が異なるＶＩＯＳ７０２を用いて同時に検査されるようにする。
【００５２】
最後に、試験信号パターン発生器７１０を配置して、被試験ＬＣＤパネルに駆動電圧パターンを与え、照射装置トリガーを制御し、かつ変調器に必要なバイアス電圧を与える。
【００５３】
また、本発明の一実施形態において、前方光照射システムはＶＩＯＳサブシステム内に完全に組み込むことができ、上記の検出技法によって多少なりとも制限されず、最適な吸収効率及び照射均一性を与えることに留意されたい。
図６に示される前方光照射技法は、電子ビームを基にする検出システムにおいて用いるように適合することもできる。しかしながら、上記で説明され、図５において示される二重波長照射装置設計（ａ−Ｓｉ活性化のために用いられる青色光が変調器まで主ＶＩＯＳ照射装置光と同じ光路に沿って進む設計）の場合、照射均一性は特に良好にすべきである。
【００５４】
本発明の１つの具体的な実施形態では、表面照射はパルス状であり、ＴＦＴピクセルに対して感光性欠陥の検出を最大にする持続時間及び強度を得るために最適化される。詳細には、表面照射用光は、感光性欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有する。１つの具体的な実施形態では、ａ−Ｓｉ残留物の表面照射のために、４７０ｎｍ未満の波長を有する青色光が利用される。
【００５５】
本発明の一実施形態では、最適な前方光効率を得るために、アモルファスシリコン残留物の導電率を高めるために用いられる波長が、材料の吸収特性と一致するように選択される。
典型的には、ａ−Ｓｉは、低い波長（青色光）範囲において吸収エッジを有する。図８の曲線８０１を参照されたい。波長が長くなる（エネルギーが低くなる）場合に、その吸収は急激に減少し、一方、波長が短くなっても、その吸収は概ね変更されない。
青色光は、ピクセル電圧を測定するために使用する二次電子検出器内にかなりの量の雑音を誘発するので、電子ビームを基にする欠陥検出は、青色光の使用とは合わないことに留意されたい。これには２つの理由がある。第一に、青色光のような短い波長を有する光子は、赤色波長を有する光子よりも高いエネルギーを有するので、それらの光子が電子を検出するために必要とされるシンチレータ−光電子増倍管検出器に突き当たるときに、より多くの不要の雑音信号を生成する。第二に、検出器に入る二次電子のエネルギーは、電子及び光子の衝突によって影響を及ぼされる可能性があるので、信号の変動が大きくなる可能性があり、全体的な雑音の一因になる。
【００５６】
アモルファスシリコンは短い波長の光に対して感光性であり、それゆえ照射後に可動性の光電子が生成され、それにより、ａ−Ｓｉ欠陥の導電率が増加する。いくつかの実施形態では、４７０ｎｍの波長（又はさらに短い波長）を有する青色光が選択される。なぜなら、一部には、青色光は相対的に高い電力を有し、ａ−Ｓｉにおいてより効率的に吸収され、かつ低いシート抵抗を有するためである。
図４は、２つの異なる波長、４７０ｎｍ（プロット４０１）及び５３０ｎｍ（プロット４０２）の場合に、光強度の関数としてシート抵抗の２つのプロットを示す。それらのプロットから、２つの波長のうちの短い方（４０１）が、強度が増加するのに応じて抵抗をより急激に減少させることが明らかである。短い波長の光に対応する信号ほど強くなる場合があるので、短い波長を使用するほど、小さなサイズの欠陥の検出することができるようになる可能性もある（式１、３）。
【００５７】
ａ−Ｓｉが影響されやすい波長を有する光で前方パネル表面を照射すること関する１つの短所は、ＴＦＴチャネルも同じ光照射に露光されることである。
ＴＦＴ構造もａ−Ｓｉ材料から構成されるので、突き当たる表面照射は、欠陥を形成する残留物と同じようにして、ＴＦＴ内のａ−Ｓｉ材料のコンダクタンスも高めるであろう。露光されるときに、ＴＦＴのオフ状態コンダクタンスが増加することになり、それゆえ、ＴＦＴの漏れ電流が、暗い状態における対応する値よりも大きくなるであろう。この結果として、ピクセル電圧の減衰が大きくなり、それは電圧画像テスター、又は欠陥を検出するためにＴＦＴの電圧応答を利用する他の類似の試験方法によって検出することができる。
したがって、ＴＦＴチャネルに実際には欠陥がない場合であっても、テスターは、そのチャネルを、ピクセル電圧の減衰に依存する欠陥を有するものと誤って解釈する場合がある。すなわち、表面照射用光で良好なＴＦＴピクセル又はチャネルを照射する結果として、偽欠陥が観測される場合がある。
【００５８】
ＴＦＴ漏れ電流に起因するピクセル電圧減衰を最小にするが、同時にａ−Ｓｉ残留物の検出応答を最大にする１つの方法は、前方照射用光をパルスにすると共に、光パルスの持続時間及び強度を変更することによる。
図９は、ＬＣＤ駆動パターン信号のタイミングに対する前方光タイミング図を示す１つの例示的なグラフィカルユーザインターフェース９００である。信号９０１（データ奇数）、９０２（データ偶数）、９０３（ゲート奇数）、９０４（ゲート偶数）が、ＬＣＤ試験駆動パターンを構成する。表面照射パルス９０５は、その強度、持続時間、開始時間及び終了時間によって特徴付けられる。
【００５９】
図１０は、表面照射パルス９０５のパラメータが所与の駆動パターンのフレーム毎に異なる、起こり得る前方光パターン１０００の別の例である。
具体的には、第１の（Ａ）フレームにおいて、表面照射パルス９０５は３ｍｓの持続時間、３．５ｍｓの開始時間及び５０％の強度を有する。第２の（Ｂ）フレームでは、表面照射パルス９０５はオフにされる。第３の（Ｃ）フレームでは、表面照射パルス９０５は７ｍｓの持続時間、０ｍｓの開始時間及び２５％の強度を有する。最後に、第４の（Ｄ）フレームでは、表面照射パルス９０５は３ｍｓの持続時間、３．５ｍｓの開始時間及び５０％の強度を有する。変調器バイアス電圧９０６はフレーム毎に同じである。
【００６０】
ＴＦＴ漏れに起因する電圧減少を最小にしながらａ−Ｓｉ残留物に起因するピクセル電圧減少を最大にすることは、サイト標準偏差を小さくしておくか、又は信号対雑音比（ＳＮＲ）を高くしておきながら、欠陥検出感度（ＤＤＳ）を最大にすることに対応する。
詳細には、ＤＤＳの値は、欠陥コントラストの尺度(measure)であり、正常なピクセルのためのピクセル電圧と欠陥がある場合のピクセル電圧との間の比較として定義される。すなわちＤＤＳ＝（１−Ｖdefect／Ｖsite-av）である。典型的には、ＤＤＳは、欠陥検出において典型的に用いられる値である３０％しきい値を用いて検出する場合、０．３よりも大きくすべきである。
サイト標準偏差は０．４Ｖ未満のままになるはずであり、一方、信号対雑音比ＳＮＲ＝（Ｖsite-av／標準偏差）は２５よりも大きくなる場合がある。
【００６１】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、１つの具体的なタイプの欠陥（寄生データピクセルキャパシタンスタイプ欠陥）の場合に本発明のシステムの１つの例示的な実施形態を用いて得られる試験結果１１００及び１２００を示す。
これらの図は、前方光終了時間に対するＤＤＳ（図１１Ａ）及びＳＮＲ（図１１Ｂ）の依存性を示す。具体的には、９対の強度及び開始時間値の場合に、図１１Ａのデータプロット１１０１〜１１０９が示される。
具体的には、１０％強度、１ｍｓ開始時間（プロット１１０１）；１０％強度、７ｍｓ開始時間（プロット１１０２）；１０％強度、９ｍｓ開始時間（プロット１１０３）；５０％強度、１ｍｓ開始時間（プロット１１０４）；５０％強度、７ｍｓ開始時間（プロット１１０５）；５０％強度、９ｍｓ開始時間（プロット１１０６）；９０％強度、１ｍｓ開始時間（プロット１１０７）；９０％強度、７ｍｓ開始時間（プロット１１０８）；及び９０％強度、９ｍｓ開始時間（プロット１１０９）である。
図１１Ｂに示されるプロット１２０１〜１２０９は、図１１Ａのそれぞれのプロット１１０１〜１１０９と同じ強度／開始時間対に対応する。
パルス持続時間、強度及び開始時間は、パネルによって変わる場合があり、異なる欠陥タイプでは異なる場合があることに留意されたい。
【００６２】
第一に、提供されるプロット１１０１〜１１０９から、パルス終了時間及び持続時間と共に、ＤＤＳが増加し（ａ−Ｓｉ残留物への前方光の影響に起因する）、ＳＮＲが減少する（ＴＦＴへの前方光の影響に起因する）ことを観測することができる。
第二に、１０％強度と５０％強度との間でＤＤＳの値は増加し、ＳＮＲの値は減少するが、これはさらに強度が高くなっても変化しない。これは飽和効果を示す。
第三に、Ｔend＞１４ｍｓ（Ｔ＝０は正の変調器サイクルの開始において得られる）の場合に、ＤＤＳ及びＳＮＲの値は飽和するように見える。
第四に、ピクセル駆動が行なわれないときに、負の変調器バイアスサイクルの範囲内にあるパルスは影響を及ぼさない。
【００６３】
図１１Ａ及び図１１Ｂにおいて示されるように、本発明の概念の特定の実施形態では、最良の検出、すなわちＤＤＳ＞０．３かつＳＮＲ＞２５％は、５０％以上の強度の場合に、かつ変調器バイアスサイクルの正の半分の開始後にｔ＝８ｍｓ〜１１ｍｓにおいて終了するパルス、すなわち、データ電圧降下直後に終了する保持時間と１ｍｓ〜３ｍｓだけ重なるパルスの場合に満たされる。
長い持続時間を有するパルスほど、光によって引き起こされるＴＦＴ漏れに起因して、ＳＮＲが受け入れられないほど大きく降下することに留意されたい。比較のために、図１１Ｂにおいて、前方光を用いない場合の欠陥の検出に対応するＳＮＲ値１２１０も示される。
【００６４】
最後に、本明細書において記述される工程及び技法は、任意の特定の装置に固有に関連するものではなく、複数の構成要素の任意の適切な組み合わせによって実現される場合がある。さらに、本明細書において記述される教示によれば、種々のタイプの汎用デバイスを用いることもできる。本明細書において記述される方法ステップを実行するために、専用装置を構成することが好都合であることも判明し得る。本発明は特定の例との関連で説明されてきたが、それらの例は、あらゆる点において、制限するものではなく、例示であること意図している。当業者は、ハードウエア、ソフトウエア及びファームウエアの数多くの種々の組み合わせが本発明を実施するのに適していることを理解されよう。
【００６５】
さらに、本明細書を検討すること、及び本明細書において開示される発明を実施することから、当業者には本発明の他の実施態様が明らかになるであろう。上記の実施形態の種々の態様及び／又は構成要素は、単独で、又は任意の組み合わせにおいて、本発明の欠陥検出システムにおいて用いられる場合がある。本明細書及び例は単なる例示と見なされ、本発明の真の範囲及び精神は添付の特許請求の範囲及びその均等物によって指示されることが意図されている。
【技術分野】
【０００１】
本発明はフラットパネルディスプレイ内の欠陥の検出に関し、より具体的には、表面照射（front side illumination）を用いてフラットパネルディスプレイ内の欠陥を検出することに関する。
【０００２】
［関連出願の相互参照］
本出願は、２００８年５月２１日に出願された米国仮特許出願第６１／０５５，０３１号に基づいており、米国特許法第１１９条により、その特許出願からの恩典を主張する。その特許出願の開示全体が参照により本明細書に援用される。
【背景技術】
【０００３】
フラットパネル液晶（ＬＣ）ディスプレイの製作中に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）アレイを堆積するための基板として、薄いガラスから成る大きな透明プレートが用いられる。通常、１枚のガラス基板プレート内には、いくつかの個別のＴＦＴアレイが含まれており、それらのＴＦＴアレイはＴＦＴパネルと呼ばれる場合もある。代替的には、ピクセル又はサブピクセル毎にトランジスタ又はダイオードを利用するアクティブマトリックスＬＣＤ(active matrix LCD)、すなわちＡＭＬＣＤが、その種のディスプレイを覆うので、そのようなガラス基板プレートはＡＭＬＣＤパネルと呼ばれる場合もある。フラットパネルディスプレイは、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）技術を用いて製造することもでき、典型的にはガラス上に製造されるが、プラスチック基板上に製造される場合もある。
【０００４】
ＴＦＴパターンの堆積は多数のステージにおいて実行され、各ステージにおいて、特定の材料（たとえば金属、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、結晶シリコン、アモルファスシリコン等）が、所定のパターンに合わせて、先行する層（又はガラス）の上部に堆積される。各ステージは典型的には、堆積、マスキング、エッチング、剥離等のような複数のステップを含む。
【０００５】
これらの各ステージ中、及び各ステージ内の種々のステップにおいて、多数の製造欠陥が生じる場合があり、それらの欠陥は、最終的なＬＣＤ製品の電気的性能及び／又は光学的性能に影響を及ぼす場合がある。そのような欠陥は、限定されないが、図１に示されるように、ＩＴＯ１１２内への金属突起１１０、金属１１６内へのＩＴＯ突起１１４、いわゆるマウスバイト１１８、開放（open circuit：開回路）１２０、トランジスタ１２４内の短絡１２２、外来粒子１２６及びピクセル下残留物１２８を含む。ピクセル下のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）残留物１２８は、アンダーエッチング又はリソグラフィの問題から生じる場合がある。他の欠陥は、マスク問題、オーバーエッチング等を含む。
【０００６】
ＴＦＴ堆積工程が厳重に管理される場合であっても、欠陥の発生は避けることはできない。これは、製品歩留まりを制限し、生産コストに悪影響を及ぼす。
典型的には、ＴＦＴアレイは、
厳密な堆積工程ステップに従う１つ又は複数の自動光学検査(automated optical inspection)（ＡＯＩ）システム（複数可）、及び
Photon Dynamics社（5970 Optical Court, San Jose, California, 95138, USA）（Orbotech社）によって生産され、完成したＴＦＴアレイを試験するアレイテスター又はアレイチェッカー（ＡＣ）とも呼ばれるような、電気光学検査機
を用いて検査される。
【０００７】
ａ−Ｓｉ欠陥は感光性であるので、特に厄介な欠陥である。すなわち、その欠陥は暗い状態では絶縁体として動作するが、露光されるときに導体として動作する。実際のところ、そのシート抵抗ＲSiは、光強度の関数として減少する。図４は、その依存性を示す。したがって、シート抵抗が光強度に依存することは、露光が変化するのに応じて、欠陥に起因するピクセル電圧変化も異なる場合があることを意味する。このため、最終的なＦＰＤ組立の完了前に欠陥が検出されない場合、通常のＦＰＤ動作中にディスプレイのバックライトに欠陥が露光されるので、エンドユーザが欠陥に容易に気付いてしまうであろう。したがって、そのような欠陥を検出することへの強い動機付けが存在している。
【０００８】
残念なことに、従来の技術は、パネル製造の種々のステージ中にＬＣＤパネル上の欠陥を形成するａ−Ｓｉ残留物を有効に検出するのに適した方法論を提供することができていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の方法論は、欠陥を形成するＬＣＤパネルディスプレイ内のａ−Ｓｉ残留物を検出することに関連する、上記の問題及び他の問題のうちの１つ又は複数を実質的に回避する方法及びシステムに関する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の方法論の一態様によれば、被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステムが提供される。そのシステムは、表面照射用光ビームを被試験パネル上に送達するように構成される表面照射サブシステムを含む。表面照射用光ビームは、欠陥の電気的特性を変更して欠陥の検出を容易にする能力を有する。そのシステムは、欠陥の変更された電気的特性に基づいて、欠陥を検出するように構成される検出サブシステムをさらに含む。そのシステムにおいて用いられる表面照射用光ビームはパルス状であり、欠陥の検出を最大にすると共に偽欠陥の検出を最小にする持続時間及び強度を得るために最適化される。さらに、表面照射用光ビームは、欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有する。
【００１１】
本発明の方法論の別の態様によれば、被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステムが提供される。そのシステムは、表面照射用光ビームを被試験パネル上に送達するように構成される表面照射サブシステムを含む。表面照射用光ビームは、欠陥の電気的特性を変更して欠陥の検出を容易にする能力を有する。そのシステムは、欠陥の変更された電気的特性に基づいて、欠陥を検出するように構成される検出サブシステムをさらに含む。上記の検出サブシステムは、被試験パネルにわたる空間電圧分布を指す画像を生成するように構成される電圧画像化光学デバイスを含む。被試験パネル内の欠陥は、生成された画像に基づいて検出される。そのシステムにおいて、表面照射サブシステムは、電圧画像化光学デバイスの光路内に組み込まれる。さらに、表面照射用光ビームは、欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有する。
【００１２】
本発明の方法論のさらに別の態様によれば、被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステムが提供される。そのシステムは、表面照射用光ビームを被試験パネル上に送達するように構成される表面照射サブシステムを含む。表面照射用光ビームは、欠陥の電気的特性を変更して欠陥の検出を容易にする能力を有する。そのシステムは、欠陥の変更された電気的特性に基づいて、欠陥を検出するように構成される検出サブシステムをさらに含む。上記の検出サブシステムは、被試験パネルにわたる空間電圧分布を指す画像を生成するように構成される電圧画像化光学デバイスを含む。被試験パネル内の欠陥は、生成された画像に基づいて検出される。上記の表面照射サブシステムは、電圧画像化光学デバイスの光路外に配置される。さらに、表面照射用光ビームは、欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有する。
【００１３】
本発明に関連するさらに別の態様が、部分的には以下の説明において述べられており、その説明から或る程度は明らかになるか、又は本発明を実施することによって習得される場合もある。本発明の態様は、以下の詳細な説明及び添付の特許請求の範囲において特に指摘される要素、並びに種々の要素及び態様の組み合わせによって実現及び達成することができる。
【００１４】
これまでの説明及びこれ以降の記述はいずれも単に例示的、及び説明的なものであり、いかなる方法においても、特許請求される発明又はその用途を制限することは意図していないことを理解されたい。
【００１５】
添付の図面は、本明細書に組み込まれ、その一部を構成しており、本発明の実施形態を例示し、その説明と共に、本発明の技法の原理を説明及び例示するための役割を果たす。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】周期的なトランジスタアレイを備える、大きく平坦なパターニング済みの媒体の一部の平面図において種々の非周期的な欠陥を示す図である。
【図２】アモルファスシリコン残留物の例示的な断面図である。
【図３】ＴＦＴピクセルに関するａ−Ｓｉ残留物のための例示的な等価回路図である。
【図４】入射光波長へのシート抵抗の依存性を示すサンプルグラフである。
【図５】本発明の概念の一実施形態による、二重波長照射装置(dual wavelength illuminator)（ＤＷＩ）の例示的な概略図である。
【図６】本発明の概念の別の実施形態による、変調器搭載照射装置(modulator mount illuminator)（ＭＭＩ）の例示的な概略図である。
【図７】フラットパネルディスプレイ内の欠陥を検出するための本発明のシステムの例示的な概略ブロック図である。
【図８】アモルファスシリコンのための典型的な吸収曲線を表す例示的なグラフである。
【図９】起こり得る前方光及びピクセルパターンドライバータイミング図の一例を示す図である。
【図１０】所与の駆動パターンのフレーム毎にパルスが異なる、起こり得る前方光パターンの別の例を示す図である。
【図１１Ａ】種々のパルス開始時間及びパルス強度の場合の前方光パルス終了時間の関数としての欠陥検出感度(defect detection sensitivity)（ＤＤＳ）のプロット図である。
【図１１Ｂ】種々のパルス開始時間及びパルス強度の場合の前方光パルス終了時間の関数としての信号対雑音比(signal-to-noise ratio)（ＳＮＲ）のプロット図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下の詳細な説明では、添付の図面（複数可）が参照されることになり、それらの図面では、同じ機能要素は同じ符号で指示される。上記の添付の図面は、制限するためではなく、例示のために、本発明の原理と一致する具体的な実施形態及び実施態様を示す。これらの実施態様は、当業者が本発明を実施することができるようにするほど十分に詳しく記述されており、他の実施態様が利用される場合があること、及び本発明の範囲及び精神から逸脱することなく、構造的な変更及び／又は種々の要素の置換を行うことができることは理解されたい。それゆえ、以下の詳細な説明は、制限する意味に解釈されるべきではない。さらに、記述されるような本発明の種々の実施形態は、専用ハードウエアの形で、又はソフトウエア及びハードウエアの組み合わせにおいて実現される場合がある。
【００１８】
当業者であれば理解するように、アレイテスターは、たとえば、参照によりその全体が本明細書に援用される米国特許第４，９８３，９１１号、第５，０９７，２０１号及び第５，１２４，６３５号において記述されているような、電圧画像化試験装置及び方法を使用することによりＬＣディスプレイ内の欠陥を特定することができる。
ＬＣディスプレイ内のピクセルは、たとえば、参照によりその全体が本明細書に援用される米国特許第５，２３５，２７２号及び第５，４５９，４１０号において記述されているように、特定のパターンを用いて電気的に駆動される。
ＬＣディスプレイはピクセルのアレイから構成されるので、ＬＣディスプレイが電気的に駆動されるときに、欠陥に関連付けられるいくつかのピクセルが、正常なピクセルとは異なるように電気的に挙動する場合があり、それゆえ、そのような差が電圧画像化センサ及び関連する画像処理ソフトウエアを用いて検出される場合がある。
種々の駆動パターンの組み合わせを使用することにより、図１において示される欠陥のうちの多くの欠陥のタイプ及び場所を推定することができる。
【００１９】
しかしながら、ＩＴＯ下のａ−Ｓｉ残留物１２８を有する欠陥のあるピクセルは、標準的なアレイ試験法を用いるアレイ試験において検出するのはかなり難しい。ａ−Ｓｉ欠陥を有するＴＦＴピクセル２００の一例の断面図が図２に示される。
ＴＦＴピクセル構造２００は、ガラスプレート２０２上に形成される。ゲート絶縁体２０４がガラス上に置かれ、その次に、データ金属線２０６がめっきされる場合があり、さらにその次に、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）２１０のような透明導電性材料の形をとるピクセル機構（feature）が堆積される。最後に、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）２０８のようなパッシベーション（passivation：表面保護）層が堆積される。
アモルファスシリコン又はデータ金属残留物２１２が残存する場合があり、線機構の延長によって図式的に表されており、それは後にＩＴＯ層の下に入る。残留物２１２とピクセル（ＩＴＯ）２１０との間の重複部２１４のエリアは、寄生キャパシタンスＣｐを有するキャパシタ２１６を形成する。
【００２０】
図３は、ピクセル下のａ−Ｓｉ残留物の等価図である。
この場合、以下の式が成り立つ。
Ｃp＝ｋSiN*ε0*Ａｒｅａresidue／ｄgateSiN （式１）
Ｃst＝ｋSiN*ε0*ＷpixelＷst／ｄpassSiN （式２）
ただし、Ｃpは寄生キャパシタンスであり、ｋSiNはＳｉＮの誘電率であり、ε0は空中の誘電率であり、Ｗpixelはピクセルの幅であり、一方、Ｗstは（キャパシタンスＣｓｔを有する）ストレージキャパシタの幅であり、ｄpassSiN及びｄgateSiNはそれぞれ、パッシベーション層及びゲート−ＳｉＮ層の厚みであり、Ａｒｅａresidueは、該当部分下の残留物欠陥の面積である。
【００２１】
アレイ試験時に、ＬＣプレートに駆動電圧が印加され、電圧画像化センサによってピクセル応答を観測することができる。データ金属残留物及びａ−Ｓｉのような欠陥がある場合、画像収集前にデータ電圧が負に降下される正−負(positive-negative)（ＰＮ）駆動パターンが用いられる場合がある。このパターンでは、データ電圧の降下が、ＩＴＯ−データ線重複部を有するピクセルにおいて電圧降下を引き起こす。データ電圧降下がΔＶdである場合には、ピクセル電圧降下ΔＶpは、以下のように表すことができる。
【００２２】
【数１】
【００２３】
ただし、ＣpはＩＴＯ−データ線残留物重複部の寄生キャパシタンスであり、Ｃstはストレージキャパシタのキャパシタンスであり、ＲSiはアモルファスシリコンのシート抵抗である。
【００２４】
式１及び式３は、ａ−Ｓｉ欠陥に関する２つの重要な点を明らかにする。第一に、寄生キャパシタンスは欠陥のサイズ（Ａｒｅａresidue）の関数である。第二は、シート抵抗ＲSiへの指数関数的な依存性である。
絶縁体状態では（光がない場合）、ＲSiは非常に高い場合があり（概ね数百ＧΩ／□）、それゆえ、式３によれば、露光されない場合、ΔＶpはΔＶd*（Ｃp／Ｃst）に概ね等しく、最大値を有する。Ｃp＜Ｃstであるので、露光されない場合の最大ΔＶpはかなり小さい場合があり、それゆえ、光を利用することができない場合には、欠陥は容易に検出することができない場合がある。重複部の面積に応じて、変化が生じる結果として、従来の６４階調駆動方式下で数階調のシフトが生じる場合がある。２つの連続した階調間の電圧ステップは約５０ｍＶである。これはあまりにも小さすぎて、欠陥と正常なピクセルとを区別することができない。
【００２５】
しかしながら、さらに、サイズへの依存性があるので（式１）、露光される場合であっても、非常に小さなａ−Ｓｉ欠陥は検出することができない場合があり得る。
【００２６】
ａ−Ｓｉ欠陥のうち、ＡＯＩを用いて見つけられるものもあれば、従来の欠陥検出技術によるＡＣを用いて検出することができるものもある。しかしながら、そのような欠陥のかなりの割合は早期には特定されず、ＴＦＴ−ＬＣＤセル組立が完了した後に、正確には、ＬＣプレートがパネルに分割され、モジュールに組み立てられてからかなり後にしか検出されない。
セル試験において、ＴＦＴ−ＬＣＤパネルが電気的に駆動されるときに、ＴＦＴ−ＬＣＤパネルが画像を表示するための光源をバックライトモジュールが提供する。ａ−Ｓｉは感光性であるので、これらの条件下で、この欠陥を検出することができるようになる。
しかしながら、レーザ修復システムを用いて残留物を比較的容易に除去することができるので、セル組立ステップの前に、より好ましくはアレイ検査ステップにおいて、欠陥を正確に見つけることが望ましい。さらに、製造工程の早期のステージにおいて、かつセル組立の前に欠陥を検出することは、組立工程に関連付けられるコスト、及び必要とされるカラーフィルターガラスに関連付けられるコストを節約する。
【００２７】
ＬＣＤアレイ検査装置は、一般的に外部光源を備えないので、ａ−Ｓｉ残留物の検出は難しい可能性がある。Photon Dynamics社（Orbotech社によって買収された）によって製作されるアレイテスターのＡＣ４７××製品ファミリーは、分割軸タイプシステム上の透明チャックと共に用いられる短波長バックライトを含み、検査エリア、それゆえチャックは単一の変調器行(single modulator row)に制限される。
しかしながら、チャックがガラスサイズ全体を覆うガントリタイプシステムでは、関連するバックライトも、移動することによって（たとえば、単一経路）又は固定状態で（たとえば、フルカバー）、ガラスサイズ全体を覆うことが要求されることになるので、実用性もコスト効率も低下する場合がある。
【００２８】
ａ−Ｓｉ残留物がＴＦＴ内のゲート金属を覆ういくつかの事例では、バックライトがゲート機構を通り抜けることができないので、ゲート残留物上のａ−Ｓｉを検出するのは難しい。これは、冗長なＴＦＴを有するいくつかのピクセル設計において、より具体的には、冗長なＴＦＴが電気的に分離され、ピクセルに接続されない事例では、頻発する欠陥である。
ａ−Ｓｉ残留物がピクセルＴＦＴ及び冗長なＴＦＴを橋絡するとき、それは性能に影響を及ぼし、それゆえ欠陥と見なされる。ａ−Ｓｉ残留物はＣgd（ゲート−ドレイン寄生キャパシタンス）を増加させる。ゲートがターンオフするとき（電圧スイング：ΔＶg）、ゲート−ドレインキャパシタ結合効果に起因して、ピクセル電圧が降下する。これはキックバック効果と呼ばれる。ピクセル電圧降下ΔＶpは以下のように表すことができる。
ΔＶp＝ΔＶg*Ｃgd／（Ｃgd＋Ｃst＋Ｃlc） （式４）
ただし、Ｃlcはセルキャパシタンスである（セル駆動の場合にのみ存在する）。ピクセルＴＦＴを冗長なＴＦＴに接続するゲート上のａ−Ｓｉ残留物は、ゲート−ドレインキャパシタンスを増加させ、それもピクセル電圧降下を増加させる。
【００２９】
他の非電圧画像化アレイテスター、たとえば、電子ビームを用いるテスターは、欠陥に電子をスプレーし、その電子が欠陥領域内に蓄積することによって、ａ−Ｓｉ残留物を検出することができる。電子の蓄積は、ａ−Ｓｉ導電率を増加させ、それにより、関連する画像化方法がその欠陥を検出することができるようにする。
【００３０】
本発明の一実施形態によれば、概して、セルステップのかなり前のアレイ試験ステップにおいてａ−Ｓｉ残留物欠陥を検出することができるようにし、詳細には、ＴＦＴアレイセルのゲート絶縁体上のａ−Ｓｉ残留物を検出することができるようにする表面照射装置及び方法が提供される。当業者であれば理解するように、ＴＦＴアレイ試験では、ａ−Ｓｉは、露光されない場合には高い固有抵抗を有する。
一方、ａ−Ｓｉ残留物が光で照射されるとき、その固有抵抗は減少し、それにより、ＴＦＴアレイセルの電気的特性が変化し、それをPhoton Dynamics社（5970 Optical Court, San Jose, California, 95138, USA）（Orbotech社）によって生産されるような、電圧画像化光学システム（ＶＩＯＳ）を用いて検出することができる。そのようなシステムの例示的な実施形態が、上記の米国特許第４，９８３，９１１号、第５，０９７，２０１号及び第５，１２４，６３５号において詳細に記述されており、それらの特許は、その全体が参照により本明細書に援用される。
したがって、本発明の一実施形態では、ＴＦＴアレイセルは、ＶＩＯＳを用いて実行される試験中にＴＦＴパネルの上面に影響を及ぼす照射用光パルスに露光される。
【００３１】
一実施形態によれば、表面照射は、ＶＩＯＳにおいて電圧画像化のために用いられる照射と同じ経路に沿って進行する。一実施形態では、ＶＩＯＳ照射は、可視波長範囲の赤色部分において実行される。１つの具体的な実施態様では、例示的な光波長は６３０ｎｍである。別の実施形態によれば、表面照射は、１つ又は２つの波長から構成され、ＶＩＯＳの電圧画像変調器の周辺に送達される。
【００３２】
本発明の一実施形態では、上面又は表面照射をフラットパネルアレイテスターに組み入れることは、ＶＩＯＳ試験装置及びその機能と連携して達成される。この結果として、ＶＯＩＳ列のいくつかの構成要素が、表面照射及びＶＩＯＳ画像化の両方の場合に使用されているので、試験システム全体のコストが節約され、効率が高められる。
詳細には、対象となる欠陥（ａ−Ｓｉ）を検出する能力は光強度の関数であるので、ＴＦＴセルの前面照射は、対象となる検出エリアにわたって適切に均一であり、かつ再現可能でなければならない。さらに、ａ−Ｓｉを検出するための照射及び光学装置は、ＴＦＴセルにおいて生じる可能性があり、かつそのうちのいくつかが上記で説明されている他のタイプの欠陥を探索する際のＶＩＯＳテスターの機能を妨げてはならない。
【００３３】
本発明の一実施形態では、ゲート構造上のような構造上にあるか、又はＬＣＤピクセルのデータ線に付着する残存ａ−Ｓｉ残留物のような、感光性の製作欠陥の検出を容易にするために、ＬＣＤアレイ試験中に被試験パネル上のＬＣＤ構造の表面照射を生成するように構成されるシステムが提供される。
本発明のシステムの一実施形態では、パネルの表面が、電圧画像化のためにＶＩＯＳにおいて用いられる光の波長とは異なる波長を有する光で照射される。これは、少なくともいくつの理由により行なわれる。第一に、ＶＩＯＳ照射において用いられる光は、ａ−Ｓｉ残留物及び／又は他の感光性欠陥を効率的に検出することができないことがある波長を有する場合がある。第二に、ＶＩＯＳの変調器の設計は、電圧画像化のためのＶＩＯＳにおいて用いられる光が上記の変調器の薄膜によって概ね完全に反射され、それゆえ決してパネルに達しないようなものである。
したがって、表面照射のための光は、ａ−Ｓｉ残留物を活性化し（その電気的特性を変更し）、薄膜によって透過されるように選択される。
【００３４】
最後に、システム全体が、これら２つの光ビームを分離し、表面照射のために用いられる光がＶＩＯＳ画像化を妨げないようにする手段（図５において示されるローパスフィルター５１０）を備え、それは各光波長の上記の差を利用する。
【００３５】
本発明の二重波長光学照射システム５００の１つの例示的な実施形態を示す図が図５において提示される。この例示的な図は、例示のためだけに提供され、本発明の範囲を多少なりとも制限するものと見なされるべきではない。図５において示されるように、電圧画像化光学システム（ＶＩＯＳ）に基づくアレイ検査及び試験システムと組み合わせて用いるために、二重波長照射装置５１２（ＤＷＩ）がＶＩＯＳ照射装置の光学列(optical column)内に置かれる。ＶＩＯＳ照射装置の構成は、たとえば、その全体が参照により本明細書に援用される米国特許第５，１２４，６３５号において記述されている。
【００３６】
図５に示されるように、二重波長照射装置５１２は、青色光照射装置５０２によって生成される青色光５０４（たとえば、ａ−Ｓｉ欠陥が特に影響されやすい波長４５５ｎｍを有する）を、赤色光照射装置５０１によって生成され、欠陥の画像化のために用いられる可視光５０５（たとえば、波長６３０ｎｍを有する）と同じ光路に結合する。具体的には、図８は、ａ−Ｓｉの典型的な光吸収曲線８０１を示しており、それは、波長４５５ｎｍ（８０２）を有する光がａ−Ｓｉの場合に最も高い吸収係数を有することを示す。
【００３７】
異なる波長の２つの光ビームの上記の結合は、ダイクロイックミラー（ビームスプリッター）５０３を用いることによって二重波長照射装置５１２内で達成される。ダイクロイックミラーは、青色光ビーム５０４を実質的に透過させ、かつ赤色光ビーム５０５を実質的に反射して、両方の波長を有する合成光ビームを生成する。当業者であれば理解するように、異なる波長の光ビームの結合は、数多くの他の方法において達成される場合もあり、そのうちのいくつかが、本発明の他の実施形態を参照しながら以下で説明される。それゆえ、図５に示される二重波長照射装置５１２の特定の設計は、多少なりとも制限するものと見なされるべきではない。
【００３８】
図５に示されるシステムに戻ると、ダイクロイックミラー（ビームスプリッター）５０３を通った後に、同一直線上にある青色光ビーム及び赤色光ビームはビームスプリッター５０６によって反射され、レンズアセンブリ５０７を通り抜ける。レンズアセンブリは、光変調器５０８及び被試験パネル５０９上で所望の照射分布パターンを達成するために設けられる。
【００３９】
上記のように、本発明の種々の付加的な実施形態又は代替的な実施形態では、光変調器５０８及び被試験パネル５０９の二重波長の同一直線上の照射は、いくつかの異なる方法において達成することができる。たとえば、一実施形態では、波長選択は制限されることがあるが、多波長発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられる場合もある。この構成では、たとえば、光源５０２の代わりに、上記の多波長発光ダイオードを利用する１つの照射装置を使用する必要があるだけであり、第２の光源５０１及びダイクロイックミラー５０３は、照射システムから除外することができる。
【００４０】
さらに代替的な実施形態では、単一の光源内に、単波長の赤色ＬＥＤが単波長の青色ＬＥＤと共に空間的に点在する場合があり、その単一の光源を同じく光源５０２の代わりに用いることができる。この場合もまた、この構成では、第２の光源５０１及びダイクロイックミラー５０３は照射システムから除外される必要がある。しかしながら、そのように２つの異なる波長の点在するＬＥＤを用いる構成では、照射の均一性が損なわれる場合があることに留意されたい。
【００４１】
一実施形態では、ＶＩＯＳ変調器５０８に薄膜５１５が設けられる。その薄膜は、被試験パネルの試験されるＬＣＤ構造に空間的に極めて近接して変調器５０８の表面上に配置される。薄膜５１５は、照射装置５０１によって生成される赤色光は薄膜５１５によって反射されるが、照射装置５０２によって生成される青色光は薄膜５１５によって透過されるように特に選択された光学的特性を有する。
変調器５０８は、変調器５０８の薄膜に空間的に極めて近接して配置される、被試験パネル５０９の上部（図５において）表面にわたる電位の分布に基づいて、薄膜５１５によって反射される赤色光の強度を変調する。
薄膜によって反射された後に、変調された赤色光は、レンズアセンブリ５０７、ビームスプリッター５０６及びローパスフィルター５１０を通り抜ける。フィルター５１０を通り抜けた後に、反射された赤色光は、ＣＣＤデバイス５１１の感光素子に突き当たり、ＣＣＤデバイスを用いて、被試験パネルの画像が生成される。
ａ−Ｓｉ残留物を照射するために用いられる任意の青色光がＶＩＯＳのＣＣＤ画像センサ５１１を妨げないようにするために、ＣＣＤデバイス５１１にはローパスフィルター５１０が設けられる。
このフィルターは、青色光を大きく減衰させると共に、赤色光が減衰することなく通り抜けられるように設計される光伝送特性を有する。これは、表面照射用青色光がＣＣＤデバイス５１１に達しないようにし、かつ被試験パネル５０９の上部表面上の電位に関する画像を生成するのを妨げないようにする。
本発明の一実施形態では、たとえば、ＶＩＯＳによってより容易に検出することができるようにすると共に欠陥そのものの画像を生成しないようにするために、青色光は、ａ−Ｓｉ残留物の電気的特性を変更するためにのみ用いられることに留意されたい。
【００４２】
被試験パネル５０９の表面上の試験されるＬＣＤ構造は電圧源５１３を用いてバイアスをかけられ、一方、変調器５０８の上部（図５において）表面５１６は電圧源５１４を用いてバイアスをかけられる。
本発明の一実施形態では、最良の光透過及び反射を達成するために、そのシステムの全ての光学的な構成要素は、適切なオプティカルコーティングを設けられる。
両方の波長（青色及び赤色）の光による照射の均一性は同様であり、典型的には、本発明の一実施形態では約２５％以上であることに留意されたい。照射の典型的な均一性は１０％〜１５％の範囲にある。したがって、本発明の二重波長照射の概念及び図５において示される構成によれば、ａ−Ｓｉ欠陥が最も影響されやすいが電圧画像化試験（ＶＩＯＳ）ハードウエアの機能を劣化させるか又は妨げることのない波長において、ａ−Ｓｉ欠陥を照射することができるようになる。
【００４３】
本発明は赤色光及び青色光のみによって変調器及び被試験パネルを照射することには限定されないことに留意されたい。当業者であれば理解するように、検出を可能にするほどその電気的特性を十分に変化させると共に、表面照射がＶＩＯＳの動作を妨げるのを低減するために、別の波長の照射用光を選択して、ａ−Ｓｉ残留物による適切な吸収を達成することができ、それを用いて被試験パネルにわたる電圧分布パターンを再現する。
【００４４】
図６において示され、同じくＶＩＯＳに基づくアレイ検査及び試験システムと組み合わせて用いるための、本発明の二重波長照射の概念の第２の代替的な実施形態によれば、変調器取付台６００にリング照射装置６０１が組み込まれる。
リング照射装置６０１は変調器５０８上に設置され、ＬＥＤのような単波長（青色又は概ね４５５ｎｍの波長）の光源６０３は、画像クリッピングを防ぐために、ＶＩＯＳ照射装置の光路の外側に配置される。
上記の第１の実施形態と同様に、変調器５０８の薄膜（図示せず）が、青色光を透過させ、かつ赤色照射装置５０１によって生成されるとともに電圧画像化変調器５０８の機能のために必要とされる可視波長の光を反射する。
光源６０３は照射パターン６０４を生成する。本発明の１つの例示的な実施形態では、取付用リング６０１の各辺が、４つのＬＥＤ６０３を支持する。しかしながら、任意の適切な方法で取付用リング６０１上に離間される任意の他の適切な数のＬＥＤを用いて、照射の所望の強度及び均一性を達成することができることは当業者には理解されよう。
それゆえ、本発明は、照射装置リング６０１、変調器取付台６００及び光源６０３の図示される構成には限定されない。本発明の種々の実施形態では、照射装置リング６０１は正方形、長方形、八角形、円形、長円形又は他の適切な形状を有する。
被試験パネル上のａ−Ｓｉ残留物の電気的特性に影響を及ぼすために、光源６０３によって生成される光は、変調器６０２を通り抜けて、被試験パネルの前面を照射する。
【００４５】
当業者であれば理解するように、変調器５０８のエリアのサイズによっては、或る場合、特にＬＥＤ６０３の数が比較的少ないときに、図５を参照して説明された二重波長照射装置（ＤＷＩ）実施形態に比べて、この実施形態において良好な均一性を達成するのがより困難である場合がある。
しかしながら、１辺当たり１０個以上（全部で４０個以上）までＬＥＤ６０３の数を増やすことによって、照射をさらに均一にするのが容易になり、図５を参照して説明された二重波長照射装置（ＤＷＩ）実施形態によって達成される均一性に匹敵する均一性を達成することができる。
変調器エリアの全範囲にわたって最良の均一性を得るために、ＬＥＤの放射角が制御されなければならない。当該技術分野においてよく知られているように、いくつかのＬＥＤはランベルト放射プロファイルを有し、それゆえ、非常に大きな立体角において放射するが、それは高い度合いの照射均一性を達成するという所望の目標にとって有害である。なぜなら、より多くの光が、変調器の中央に不均等に送出されるためである。
この短所を克服するために用いられる場合があるいくつかの代替の解決手段がある。一実施形態では、光源６０３として特別な指向性ＬＥＤが用いられ、これは変調器５０８の最も内側の部分を照射するように方向付けられる。
【００４６】
代替的な実施形態では、各汎用ＬＥＤにコリメーティングレンズが追加されるか、又は好ましくは光学的に結合され、ランベルトプロファイルの広がりを抑制する。ＬＥＤにコリメーティングレンズを光学的に結合するための種々の方法が当該技術分野においてよく知られている。
一実施形態では、各ＬＥＤは、その自らのコリメーティングレンズを備える。そのようなコリメーティングレンズは、表面照射の均一性を高めるのを容易にする。
さらに別の実施形態では、ＬＥＤ側にＮＤフィルター(neutral density filter)を追加することによって、指向性減衰が適用される。さらに、ディフューザー(diffusers)を用いて、（１）各ＬＥＤの空間的な不均一性を平滑化し、かつ（２）合成されたＬＥＤ分布の全体的な照射均一性を改善することができる。たとえば、一実施形態では、Luminit社（Torrance, California, USA）（Physical Optics Corporation社）によって製作され、販売されるディフューザーを利用することができる。
【００４７】
一実施形態では、楕円放射分布を生成するビーム整形ディフューザーを用いて、表面照射均一性を改善することができる。同じ実施形態又は異なる実施形態において、光屈曲又は方向転換薄膜を利用することによって、表面照射均一性を改善することもできる。
【００４８】
被試験パネル５０９の表面上のａ−Ｓｉ残留物に表面照射を与える光源６０３が変調器５０８に近接して配置される別個の取付用リング上に取り付けられる図６に示される多数光源構成が、ＶＩＯＳ列そのものの中に第２の光源が組み込まれる図５の二重波長照射装置システムよりも優れている主な利点は、既存のガントリタイプシステムへの改良が容易であり、かつ安価であることである。
さらに、図６に示される本発明の概念は、均一な周辺照射を必要とする欠陥検出技法（電子ビームを基にする検出器等、そしておそらくフルコンタクトプローブテスターにも）に適用することができる。しかしながら、上記のように、電子ビーム検出器は、青色光照射に適合しないことに留意されたい。
【００４９】
当業者であれば理解するように、変調器の近くに光源を配置することを伴う表面照射を与えるためのシステム構成は、図６に示される実施形態以外の多数の方法において達成することができる。それゆえ、図６に示される照射装置システムの特定の設計は、多少なりとも制限するものと見なされるべきではない。
【００５０】
図７は、本発明の概念の実施形態のうちの１つを利用する、フラットパネルディスプレイ内の欠陥を検出するためのシステム７００の１つの例示的な概略ブロック図を示す。
本発明のシステムは、ＶＩＯＳ７０２を含む。ＶＩＯＳ７０２は、二重波長照射装置７０３を含み、その１つの例示的な実施形態が図５を参照しながら上記で説明された（要素５１２）。
照射装置７０３によって生成される第１の波長の光ビーム、たとえば、青色光は、ガラス支持体上に設置されるＬＣＤパネル７０１上に方向付けられる。
照射装置７０３によって生成される第２の波長の光ビーム、たとえば、赤色可視光は、変調器７０５上に方向付けられ、その光は変調器７０５の薄膜（図示せず）によって反射される。変調器７０５は、バイアスがかけられた被試験ＬＣＤパネル上の電界を、電気光学変換器（変調器）を介して空間的に変調された光信号に変換するように動作する。
反射された光はレンズ系７０４によってＣＣＤデバイス７１１上に合焦され、そのＣＣＤデバイスは、反射された赤色光において被試験ＬＣＤパネルのエリアの画像を生成し、生成された画像は、被試験パネル７０１にわたる電位の分布を指示する。
例示的なシステム７００は、画像収集／画像処理ＰＣ７０９をさらに備える場合があり、それは、ＣＣＤデバイス７１１から画像データを受信し、受信された画像データを用いて被試験パネルの画像を生成し、生成された画像を処理して、被試験パネル上の欠陥セルの場所を含む、該欠陥ＬＣＤセルを特定するように構成される。欠陥の場所情報は、検出された欠陥を修正する等の、さらに別の処理のために記録することができる。
【００５１】
本発明の一実施形態では、ＶＩＯＳ７０２は可動Ｘ／Ｙ／Ｚステージアセンブリ７０６上に取り付けられ、そのアセンブリはステージ／ＩＯ制御モジュール７０７の制御下で動かすことができる。本発明の一実施形態では、同じＸ／Ｙ／Ｚステージ７０６上に２つ以上のＶＩＯＳ７０２が取り付けられ、被試験パネルの種々の領域が異なるＶＩＯＳ７０２を用いて同時に検査されるようにする。
【００５２】
最後に、試験信号パターン発生器７１０を配置して、被試験ＬＣＤパネルに駆動電圧パターンを与え、照射装置トリガーを制御し、かつ変調器に必要なバイアス電圧を与える。
【００５３】
また、本発明の一実施形態において、前方光照射システムはＶＩＯＳサブシステム内に完全に組み込むことができ、上記の検出技法によって多少なりとも制限されず、最適な吸収効率及び照射均一性を与えることに留意されたい。
図６に示される前方光照射技法は、電子ビームを基にする検出システムにおいて用いるように適合することもできる。しかしながら、上記で説明され、図５において示される二重波長照射装置設計（ａ−Ｓｉ活性化のために用いられる青色光が変調器まで主ＶＩＯＳ照射装置光と同じ光路に沿って進む設計）の場合、照射均一性は特に良好にすべきである。
【００５４】
本発明の１つの具体的な実施形態では、表面照射はパルス状であり、ＴＦＴピクセルに対して感光性欠陥の検出を最大にする持続時間及び強度を得るために最適化される。詳細には、表面照射用光は、感光性欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有する。１つの具体的な実施形態では、ａ−Ｓｉ残留物の表面照射のために、４７０ｎｍ未満の波長を有する青色光が利用される。
【００５５】
本発明の一実施形態では、最適な前方光効率を得るために、アモルファスシリコン残留物の導電率を高めるために用いられる波長が、材料の吸収特性と一致するように選択される。
典型的には、ａ−Ｓｉは、低い波長（青色光）範囲において吸収エッジを有する。図８の曲線８０１を参照されたい。波長が長くなる（エネルギーが低くなる）場合に、その吸収は急激に減少し、一方、波長が短くなっても、その吸収は概ね変更されない。
青色光は、ピクセル電圧を測定するために使用する二次電子検出器内にかなりの量の雑音を誘発するので、電子ビームを基にする欠陥検出は、青色光の使用とは合わないことに留意されたい。これには２つの理由がある。第一に、青色光のような短い波長を有する光子は、赤色波長を有する光子よりも高いエネルギーを有するので、それらの光子が電子を検出するために必要とされるシンチレータ−光電子増倍管検出器に突き当たるときに、より多くの不要の雑音信号を生成する。第二に、検出器に入る二次電子のエネルギーは、電子及び光子の衝突によって影響を及ぼされる可能性があるので、信号の変動が大きくなる可能性があり、全体的な雑音の一因になる。
【００５６】
アモルファスシリコンは短い波長の光に対して感光性であり、それゆえ照射後に可動性の光電子が生成され、それにより、ａ−Ｓｉ欠陥の導電率が増加する。いくつかの実施形態では、４７０ｎｍの波長（又はさらに短い波長）を有する青色光が選択される。なぜなら、一部には、青色光は相対的に高い電力を有し、ａ−Ｓｉにおいてより効率的に吸収され、かつ低いシート抵抗を有するためである。
図４は、２つの異なる波長、４７０ｎｍ（プロット４０１）及び５３０ｎｍ（プロット４０２）の場合に、光強度の関数としてシート抵抗の２つのプロットを示す。それらのプロットから、２つの波長のうちの短い方（４０１）が、強度が増加するのに応じて抵抗をより急激に減少させることが明らかである。短い波長の光に対応する信号ほど強くなる場合があるので、短い波長を使用するほど、小さなサイズの欠陥の検出することができるようになる可能性もある（式１、３）。
【００５７】
ａ−Ｓｉが影響されやすい波長を有する光で前方パネル表面を照射すること関する１つの短所は、ＴＦＴチャネルも同じ光照射に露光されることである。
ＴＦＴ構造もａ−Ｓｉ材料から構成されるので、突き当たる表面照射は、欠陥を形成する残留物と同じようにして、ＴＦＴ内のａ−Ｓｉ材料のコンダクタンスも高めるであろう。露光されるときに、ＴＦＴのオフ状態コンダクタンスが増加することになり、それゆえ、ＴＦＴの漏れ電流が、暗い状態における対応する値よりも大きくなるであろう。この結果として、ピクセル電圧の減衰が大きくなり、それは電圧画像テスター、又は欠陥を検出するためにＴＦＴの電圧応答を利用する他の類似の試験方法によって検出することができる。
したがって、ＴＦＴチャネルに実際には欠陥がない場合であっても、テスターは、そのチャネルを、ピクセル電圧の減衰に依存する欠陥を有するものと誤って解釈する場合がある。すなわち、表面照射用光で良好なＴＦＴピクセル又はチャネルを照射する結果として、偽欠陥が観測される場合がある。
【００５８】
ＴＦＴ漏れ電流に起因するピクセル電圧減衰を最小にするが、同時にａ−Ｓｉ残留物の検出応答を最大にする１つの方法は、前方照射用光をパルスにすると共に、光パルスの持続時間及び強度を変更することによる。
図９は、ＬＣＤ駆動パターン信号のタイミングに対する前方光タイミング図を示す１つの例示的なグラフィカルユーザインターフェース９００である。信号９０１（データ奇数）、９０２（データ偶数）、９０３（ゲート奇数）、９０４（ゲート偶数）が、ＬＣＤ試験駆動パターンを構成する。表面照射パルス９０５は、その強度、持続時間、開始時間及び終了時間によって特徴付けられる。
【００５９】
図１０は、表面照射パルス９０５のパラメータが所与の駆動パターンのフレーム毎に異なる、起こり得る前方光パターン１０００の別の例である。
具体的には、第１の（Ａ）フレームにおいて、表面照射パルス９０５は３ｍｓの持続時間、３．５ｍｓの開始時間及び５０％の強度を有する。第２の（Ｂ）フレームでは、表面照射パルス９０５はオフにされる。第３の（Ｃ）フレームでは、表面照射パルス９０５は７ｍｓの持続時間、０ｍｓの開始時間及び２５％の強度を有する。最後に、第４の（Ｄ）フレームでは、表面照射パルス９０５は３ｍｓの持続時間、３．５ｍｓの開始時間及び５０％の強度を有する。変調器バイアス電圧９０６はフレーム毎に同じである。
【００６０】
ＴＦＴ漏れに起因する電圧減少を最小にしながらａ−Ｓｉ残留物に起因するピクセル電圧減少を最大にすることは、サイト標準偏差を小さくしておくか、又は信号対雑音比（ＳＮＲ）を高くしておきながら、欠陥検出感度（ＤＤＳ）を最大にすることに対応する。
詳細には、ＤＤＳの値は、欠陥コントラストの尺度(measure)であり、正常なピクセルのためのピクセル電圧と欠陥がある場合のピクセル電圧との間の比較として定義される。すなわちＤＤＳ＝（１−Ｖdefect／Ｖsite-av）である。典型的には、ＤＤＳは、欠陥検出において典型的に用いられる値である３０％しきい値を用いて検出する場合、０．３よりも大きくすべきである。
サイト標準偏差は０．４Ｖ未満のままになるはずであり、一方、信号対雑音比ＳＮＲ＝（Ｖsite-av／標準偏差）は２５よりも大きくなる場合がある。
【００６１】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、１つの具体的なタイプの欠陥（寄生データピクセルキャパシタンスタイプ欠陥）の場合に本発明のシステムの１つの例示的な実施形態を用いて得られる試験結果１１００及び１２００を示す。
これらの図は、前方光終了時間に対するＤＤＳ（図１１Ａ）及びＳＮＲ（図１１Ｂ）の依存性を示す。具体的には、９対の強度及び開始時間値の場合に、図１１Ａのデータプロット１１０１〜１１０９が示される。
具体的には、１０％強度、１ｍｓ開始時間（プロット１１０１）；１０％強度、７ｍｓ開始時間（プロット１１０２）；１０％強度、９ｍｓ開始時間（プロット１１０３）；５０％強度、１ｍｓ開始時間（プロット１１０４）；５０％強度、７ｍｓ開始時間（プロット１１０５）；５０％強度、９ｍｓ開始時間（プロット１１０６）；９０％強度、１ｍｓ開始時間（プロット１１０７）；９０％強度、７ｍｓ開始時間（プロット１１０８）；及び９０％強度、９ｍｓ開始時間（プロット１１０９）である。
図１１Ｂに示されるプロット１２０１〜１２０９は、図１１Ａのそれぞれのプロット１１０１〜１１０９と同じ強度／開始時間対に対応する。
パルス持続時間、強度及び開始時間は、パネルによって変わる場合があり、異なる欠陥タイプでは異なる場合があることに留意されたい。
【００６２】
第一に、提供されるプロット１１０１〜１１０９から、パルス終了時間及び持続時間と共に、ＤＤＳが増加し（ａ−Ｓｉ残留物への前方光の影響に起因する）、ＳＮＲが減少する（ＴＦＴへの前方光の影響に起因する）ことを観測することができる。
第二に、１０％強度と５０％強度との間でＤＤＳの値は増加し、ＳＮＲの値は減少するが、これはさらに強度が高くなっても変化しない。これは飽和効果を示す。
第三に、Ｔend＞１４ｍｓ（Ｔ＝０は正の変調器サイクルの開始において得られる）の場合に、ＤＤＳ及びＳＮＲの値は飽和するように見える。
第四に、ピクセル駆動が行なわれないときに、負の変調器バイアスサイクルの範囲内にあるパルスは影響を及ぼさない。
【００６３】
図１１Ａ及び図１１Ｂにおいて示されるように、本発明の概念の特定の実施形態では、最良の検出、すなわちＤＤＳ＞０．３かつＳＮＲ＞２５％は、５０％以上の強度の場合に、かつ変調器バイアスサイクルの正の半分の開始後にｔ＝８ｍｓ〜１１ｍｓにおいて終了するパルス、すなわち、データ電圧降下直後に終了する保持時間と１ｍｓ〜３ｍｓだけ重なるパルスの場合に満たされる。
長い持続時間を有するパルスほど、光によって引き起こされるＴＦＴ漏れに起因して、ＳＮＲが受け入れられないほど大きく降下することに留意されたい。比較のために、図１１Ｂにおいて、前方光を用いない場合の欠陥の検出に対応するＳＮＲ値１２１０も示される。
【００６４】
最後に、本明細書において記述される工程及び技法は、任意の特定の装置に固有に関連するものではなく、複数の構成要素の任意の適切な組み合わせによって実現される場合がある。さらに、本明細書において記述される教示によれば、種々のタイプの汎用デバイスを用いることもできる。本明細書において記述される方法ステップを実行するために、専用装置を構成することが好都合であることも判明し得る。本発明は特定の例との関連で説明されてきたが、それらの例は、あらゆる点において、制限するものではなく、例示であること意図している。当業者は、ハードウエア、ソフトウエア及びファームウエアの数多くの種々の組み合わせが本発明を実施するのに適していることを理解されよう。
【００６５】
さらに、本明細書を検討すること、及び本明細書において開示される発明を実施することから、当業者には本発明の他の実施態様が明らかになるであろう。上記の実施形態の種々の態様及び／又は構成要素は、単独で、又は任意の組み合わせにおいて、本発明の欠陥検出システムにおいて用いられる場合がある。本明細書及び例は単なる例示と見なされ、本発明の真の範囲及び精神は添付の特許請求の範囲及びその均等物によって指示されることが意図されている。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステムであって、
ａ．表面照射用光ビームを前記被試験パネル上に送達するように構成される表面照射サブシステムであって、該表面照射用光ビームは前記欠陥の電気的特性を変更して該欠陥の検出を容易にする、表面照射サブシステムと、
ｂ．前記欠陥の前記変更された電気的特性に基づいて前記欠陥を検出するように構成される検出サブシステムとを備え、
前記表面照射用光ビームはパルス状であり、前記欠陥の前記検出を最大にすると共に偽欠陥の検出を最小にする持続時間及び強度を得るために最適化され、前記表面照射用光ビームは、前記欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有する、被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステム。
【請求項２】
前記システムは、前記被試験パネルに電圧信号を印加するように構成される電圧信号源をさらに備え、
前記印加される電圧信号によって、前記被試験パネルにわたって空間電圧分布が生じ、 前記検出サブシステムは、前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布を指示する画像を生成するように構成される電圧画像化光学デバイスを備え、前記欠陥は前記生成された画像に基づいて検出される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記表面照射サブシステムは、前記電圧画像化光学デバイスの光路内に組み込まれる、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記電圧画像化光学デバイスの前記光路は、電圧画像化光ビーム及び前記表面照射用光ビームを合成するように構成されるダイクロイックミラーを備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記電圧画像化光学デバイスは、
前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布を指示する前記画像を生成するように構成される画像化デバイスと、
前記表面照射用光ビームが前記画像化デバイスに達するのを防ぐように構成されるローパスフィルターと
を備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記電圧画像化光学デバイスは、前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布に従って前記電圧画像化光ビームを変調するように構成される変調器を備え、
前記変調器は、前記電圧画像化光ビームを反射すると共に前記表面照射用光ビームを透過するように構成される薄膜を有する、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記表面照射用光ビームは青色波長範囲にあり、
前記電圧画像化デバイスによって画像を生成するための電圧画像化光ビームは、前記表面照射用光ビームとは異なる波長を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステムであって、
ａ．表面照射用光ビームを前記被試験パネル上に送達するように構成される表面照射サブシステムであって、前記表面照射用光ビームは前記欠陥の電気的特性を変更して該欠陥の検出を容易にする、表面照射サブシステムと、
ｂ．前記欠陥の前記変更された電気的特性に基づいて前記欠陥を検出するように構成される検出サブシステムとを備え、
前記検出サブシステムは、前記被試験パネルにわたる空間電圧分布を指示する画像を生成するように構成される電圧画像化光学デバイスを備え、
前記欠陥は前記生成された画像に基づいて検出され、
前記表面照射用光ビームは前記欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有し、
前記表面照射サブシステムは、前記電圧画像化光学デバイスの光路内に組み込まれる、被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステム。
【請求項９】
前記電圧画像化光学デバイスの前記光路は、電圧画像化光ビーム及び前記表面照射用光ビームを合成するように構成されるダイクロイックミラーを備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記電圧画像化光学デバイスは、
前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布を指示する前記画像を生成するように構成される画像化デバイスと、
前記表面照射用光ビームが前記画像化デバイスに達するのを防ぐように構成されるローパスフィルターと
を備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記電圧画像化光学デバイスは、前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布に従って前記電圧画像化光ビームを変調するように構成される変調器を備え、
前記変調器は、前記電圧画像化光ビームを反射すると共に前記表面照射用光ビームを透過するように構成される薄膜を有する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記表面照射用光ビームは青色波長範囲にあり、
前記電圧画像化デバイスによって画像を生成するための電圧画像化光ビームは、前記表面照射用光ビームとは異なる波長を有する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステムであって、
ａ．表面照射用光ビームを前記被試験パネル上に送達するように構成される表面照射サブシステムであって、前記表面照射用光ビームは前記欠陥の電気的特性を変更して該欠陥の検出を容易にする、表面照射サブシステムと、
ｂ．前記欠陥の前記変更された電気的特性に基づいて前記欠陥を検出するように構成される検出サブシステムとを備え、
前記検出サブシステムは、前記被試験パネルにわたる空間電圧分布を指示する画像を生成するように構成される電圧画像化光学デバイスを備え、
前記欠陥は前記生成された画像に基づいて検出され、
前記表面照射用光ビームは前記欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有し、
前記表面照射サブシステムは、前記電圧画像化光学デバイスの光路外に配置される、被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステム。
【請求項１４】
前記表面照射サブシステムは、前記表面照射用光ビームの均一性を最適化するために、取付リング上に配置される複数の特別な指向性発光ダイオードを備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記表面照射サブシステムは複数の発光ダイオードを備え、
前記複数の発光ダイオードのうちの少なくとも１つは、前記表面照射用光ビームの均一性を最適化するために、取付リング上に配置されるコリメーティングレンズと光学的に結合される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記表面照射サブシステムは、前記表面照射用光ビームの均一性を最適化するために、指向性減衰モジュールと光学的に結合される複数の発光ダイオードを備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記指向性減衰モジュールはＮＤフィルターを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
前記電圧画像化光学デバイスは、
前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布を指示する前記画像を生成するように構成される画像化デバイスと、
前記表面照射用光ビームが前記画像化デバイスに達するのを防ぐように構成されるローパスフィルターと
を備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１９】
前記電圧画像化光学デバイスは、前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布に従って前記電圧画像化光ビームを変調するように構成される変調器を備え、
前記変調器は、前記電圧画像化光ビームを反射すると共に前記表面照射用光ビームを透過するように構成される薄膜を有し、
前記表面照射サブシステムは、前記変調器に空間的に極めて近接して配置される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２０】
前記電圧画像化光学デバイス及び前記表面照射サブシステムは、ステージ制御モジュールの制御下で前記被試験パネル中を走査するように構成される可動ステージアセンブリ上に取り付けられる、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２１】
前記可動ステージアセンブリ上に取り付けられる、少なくとも１つの第２の電圧画像化光学デバイス及び少なくとも１つの第２の表面照射サブシステムをさらに備える、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記表面照射用光ビームは青色波長範囲内にあり、
前記電圧画像化デバイスによって画像を生成するための電圧画像化光ビームは、前記表面照射用光ビームとは異なる波長を有する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２３】
前記表面照射サブシステムは複数の発光ダイオードを備え、
前記複数の発光ダイオードにはそれぞれ、該複数の発光ダイオードのそれぞれに光学的に結合されるディフューザーが設けられ、
前記ディフューザーは、前記表面照射用光ビームの空間的な不均一性を平滑化すると共に前記表面照射用光ビームの全体的な照射均一性を改善するように構成される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２４】
被試験パネル内の欠陥を検出するための方法であって、
ａ．表面照射サブシステムを用いて前記被試験パネル上に表面照射用光ビームを送達することであって、前記表面照射用光ビームは前記欠陥の電気的特性を変更して該欠陥の検出を容易にする、送達すること、及び
ｂ．検出サブシステムを用いて前記欠陥の前記変更された電気的特性に基づいて前記欠陥を検出することを含み、
前記表面照射用光ビームはパルス状であり、前記欠陥の前記検出を最大にすると共に偽欠陥の検出を最小にする持続時間及び強度を得るために最適化され、
前記表面照射用光ビームは、前記欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有する、被試験パネル内の欠陥を検出するための方法。
【請求項２５】
前記方法は、
前記被試験パネルに電圧信号を印加することであって、該印加される電圧信号によって、前記被試験パネルにわたって空間電圧分布を生じさせる、印加すること、及び
前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布を指示する画像を生成すること
をさらに含み、
前記欠陥は前記生成された画像に基づいて検出される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布を指示する前記画像は、電圧画像化光ビームを用いて生成され、
前記表面照射用光ビームは、前記電圧画像化光ビームの光路内に配置される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布を指示する前記画像は、電圧画像化光学デバイスを用いて生成され、
前記電圧画像化光学デバイスは、画像化デバイスと、前記表面照射用光ビームが前記画像化デバイスに達するのを防ぐように構成されるローパスフィルターとを備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記表面照射用光ビームは青色波長範囲にあり、
前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布を指示する前記画像を生成するための電圧画像化光ビームは、前記表面照射用光ビームとは異なる波長を有する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
被試験パネル内の欠陥を検出するための方法であって、
ａ．表面照射サブシステムを用いて前記被試験パネル上に表面照射用光ビームを送達することであって、前記表面照射用光ビームは前記欠陥の電気的特性を変更して該欠陥の検出を容易にする、送達すること、及び
ｂ．検出サブシステムを用いて前記欠陥の前記変更された電気的特性に基づいて前記欠陥を検出することを含み、
前記検出サブシステムは、前記被試験パネルにわたる空間電圧分布を指示する画像を生成するように構成される電圧画像化光学デバイスを備え、
前記欠陥は前記生成された画像に基づいて検出され、
前記表面照射用光ビームは前記欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有し、
前記表面照射サブシステムは、前記電圧画像化光学デバイスの光路内に組み込まれる、被試験パネル内の欠陥を検出するための方法。
【請求項３０】
被試験パネル内の欠陥を検出するための方法であって、
ａ．表面照射サブシステムを用いて前記被試験パネル上に表面照射用光ビームを送達することであって、該表面照射用光ビームは前記欠陥の電気的特性を変更して該欠陥の検出を容易にする、送達すること、及び
ｂ．検出サブシステムを用いて前記欠陥の前記変更された電気的特性に基づいて前記欠陥を検出することを含み、
前記検出サブシステムは、前記被試験パネルにわたる空間電圧分布を指示する画像を生成するように構成される電圧画像化光学デバイスを備え、
前記欠陥は前記生成された画像に基づいて検出され、
前記表面照射用光ビームは前記欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有し、
前記表面照射サブシステムは、前記電圧画像化光学デバイスの光路外に配置される、被試験パネル内の欠陥を検出するための方法。
【請求項１】
被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステムであって、
ａ．表面照射用光ビームを前記被試験パネル上に送達するように構成される表面照射サブシステムであって、該表面照射用光ビームは前記欠陥の電気的特性を変更して該欠陥の検出を容易にする、表面照射サブシステムと、
ｂ．前記欠陥の前記変更された電気的特性に基づいて前記欠陥を検出するように構成される検出サブシステムとを備え、
前記表面照射用光ビームはパルス状であり、前記欠陥の前記検出を最大にすると共に偽欠陥の検出を最小にする持続時間及び強度を得るために最適化され、前記表面照射用光ビームは、前記欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有する、被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステム。
【請求項２】
前記システムは、前記被試験パネルに電圧信号を印加するように構成される電圧信号源をさらに備え、
前記印加される電圧信号によって、前記被試験パネルにわたって空間電圧分布が生じ、 前記検出サブシステムは、前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布を指示する画像を生成するように構成される電圧画像化光学デバイスを備え、前記欠陥は前記生成された画像に基づいて検出される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記表面照射サブシステムは、前記電圧画像化光学デバイスの光路内に組み込まれる、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記電圧画像化光学デバイスの前記光路は、電圧画像化光ビーム及び前記表面照射用光ビームを合成するように構成されるダイクロイックミラーを備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記電圧画像化光学デバイスは、
前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布を指示する前記画像を生成するように構成される画像化デバイスと、
前記表面照射用光ビームが前記画像化デバイスに達するのを防ぐように構成されるローパスフィルターと
を備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項６】
前記電圧画像化光学デバイスは、前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布に従って前記電圧画像化光ビームを変調するように構成される変調器を備え、
前記変調器は、前記電圧画像化光ビームを反射すると共に前記表面照射用光ビームを透過するように構成される薄膜を有する、請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記表面照射用光ビームは青色波長範囲にあり、
前記電圧画像化デバイスによって画像を生成するための電圧画像化光ビームは、前記表面照射用光ビームとは異なる波長を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステムであって、
ａ．表面照射用光ビームを前記被試験パネル上に送達するように構成される表面照射サブシステムであって、前記表面照射用光ビームは前記欠陥の電気的特性を変更して該欠陥の検出を容易にする、表面照射サブシステムと、
ｂ．前記欠陥の前記変更された電気的特性に基づいて前記欠陥を検出するように構成される検出サブシステムとを備え、
前記検出サブシステムは、前記被試験パネルにわたる空間電圧分布を指示する画像を生成するように構成される電圧画像化光学デバイスを備え、
前記欠陥は前記生成された画像に基づいて検出され、
前記表面照射用光ビームは前記欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有し、
前記表面照射サブシステムは、前記電圧画像化光学デバイスの光路内に組み込まれる、被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステム。
【請求項９】
前記電圧画像化光学デバイスの前記光路は、電圧画像化光ビーム及び前記表面照射用光ビームを合成するように構成されるダイクロイックミラーを備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記電圧画像化光学デバイスは、
前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布を指示する前記画像を生成するように構成される画像化デバイスと、
前記表面照射用光ビームが前記画像化デバイスに達するのを防ぐように構成されるローパスフィルターと
を備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記電圧画像化光学デバイスは、前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布に従って前記電圧画像化光ビームを変調するように構成される変調器を備え、
前記変調器は、前記電圧画像化光ビームを反射すると共に前記表面照射用光ビームを透過するように構成される薄膜を有する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１２】
前記表面照射用光ビームは青色波長範囲にあり、
前記電圧画像化デバイスによって画像を生成するための電圧画像化光ビームは、前記表面照射用光ビームとは異なる波長を有する、請求項８に記載のシステム。
【請求項１３】
被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステムであって、
ａ．表面照射用光ビームを前記被試験パネル上に送達するように構成される表面照射サブシステムであって、前記表面照射用光ビームは前記欠陥の電気的特性を変更して該欠陥の検出を容易にする、表面照射サブシステムと、
ｂ．前記欠陥の前記変更された電気的特性に基づいて前記欠陥を検出するように構成される検出サブシステムとを備え、
前記検出サブシステムは、前記被試験パネルにわたる空間電圧分布を指示する画像を生成するように構成される電圧画像化光学デバイスを備え、
前記欠陥は前記生成された画像に基づいて検出され、
前記表面照射用光ビームは前記欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有し、
前記表面照射サブシステムは、前記電圧画像化光学デバイスの光路外に配置される、被試験パネル内の欠陥を検出するためのシステム。
【請求項１４】
前記表面照射サブシステムは、前記表面照射用光ビームの均一性を最適化するために、取付リング上に配置される複数の特別な指向性発光ダイオードを備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記表面照射サブシステムは複数の発光ダイオードを備え、
前記複数の発光ダイオードのうちの少なくとも１つは、前記表面照射用光ビームの均一性を最適化するために、取付リング上に配置されるコリメーティングレンズと光学的に結合される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記表面照射サブシステムは、前記表面照射用光ビームの均一性を最適化するために、指向性減衰モジュールと光学的に結合される複数の発光ダイオードを備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１７】
前記指向性減衰モジュールはＮＤフィルターを含む、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１８】
前記電圧画像化光学デバイスは、
前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布を指示する前記画像を生成するように構成される画像化デバイスと、
前記表面照射用光ビームが前記画像化デバイスに達するのを防ぐように構成されるローパスフィルターと
を備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１９】
前記電圧画像化光学デバイスは、前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布に従って前記電圧画像化光ビームを変調するように構成される変調器を備え、
前記変調器は、前記電圧画像化光ビームを反射すると共に前記表面照射用光ビームを透過するように構成される薄膜を有し、
前記表面照射サブシステムは、前記変調器に空間的に極めて近接して配置される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２０】
前記電圧画像化光学デバイス及び前記表面照射サブシステムは、ステージ制御モジュールの制御下で前記被試験パネル中を走査するように構成される可動ステージアセンブリ上に取り付けられる、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２１】
前記可動ステージアセンブリ上に取り付けられる、少なくとも１つの第２の電圧画像化光学デバイス及び少なくとも１つの第２の表面照射サブシステムをさらに備える、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記表面照射用光ビームは青色波長範囲内にあり、
前記電圧画像化デバイスによって画像を生成するための電圧画像化光ビームは、前記表面照射用光ビームとは異なる波長を有する、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２３】
前記表面照射サブシステムは複数の発光ダイオードを備え、
前記複数の発光ダイオードにはそれぞれ、該複数の発光ダイオードのそれぞれに光学的に結合されるディフューザーが設けられ、
前記ディフューザーは、前記表面照射用光ビームの空間的な不均一性を平滑化すると共に前記表面照射用光ビームの全体的な照射均一性を改善するように構成される、請求項１３に記載のシステム。
【請求項２４】
被試験パネル内の欠陥を検出するための方法であって、
ａ．表面照射サブシステムを用いて前記被試験パネル上に表面照射用光ビームを送達することであって、前記表面照射用光ビームは前記欠陥の電気的特性を変更して該欠陥の検出を容易にする、送達すること、及び
ｂ．検出サブシステムを用いて前記欠陥の前記変更された電気的特性に基づいて前記欠陥を検出することを含み、
前記表面照射用光ビームはパルス状であり、前記欠陥の前記検出を最大にすると共に偽欠陥の検出を最小にする持続時間及び強度を得るために最適化され、
前記表面照射用光ビームは、前記欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有する、被試験パネル内の欠陥を検出するための方法。
【請求項２５】
前記方法は、
前記被試験パネルに電圧信号を印加することであって、該印加される電圧信号によって、前記被試験パネルにわたって空間電圧分布を生じさせる、印加すること、及び
前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布を指示する画像を生成すること
をさらに含み、
前記欠陥は前記生成された画像に基づいて検出される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布を指示する前記画像は、電圧画像化光ビームを用いて生成され、
前記表面照射用光ビームは、前記電圧画像化光ビームの光路内に配置される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布を指示する前記画像は、電圧画像化光学デバイスを用いて生成され、
前記電圧画像化光学デバイスは、画像化デバイスと、前記表面照射用光ビームが前記画像化デバイスに達するのを防ぐように構成されるローパスフィルターとを備える、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記表面照射用光ビームは青色波長範囲にあり、
前記被試験パネルにわたる前記空間電圧分布を指示する前記画像を生成するための電圧画像化光ビームは、前記表面照射用光ビームとは異なる波長を有する、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
被試験パネル内の欠陥を検出するための方法であって、
ａ．表面照射サブシステムを用いて前記被試験パネル上に表面照射用光ビームを送達することであって、前記表面照射用光ビームは前記欠陥の電気的特性を変更して該欠陥の検出を容易にする、送達すること、及び
ｂ．検出サブシステムを用いて前記欠陥の前記変更された電気的特性に基づいて前記欠陥を検出することを含み、
前記検出サブシステムは、前記被試験パネルにわたる空間電圧分布を指示する画像を生成するように構成される電圧画像化光学デバイスを備え、
前記欠陥は前記生成された画像に基づいて検出され、
前記表面照射用光ビームは前記欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有し、
前記表面照射サブシステムは、前記電圧画像化光学デバイスの光路内に組み込まれる、被試験パネル内の欠陥を検出するための方法。
【請求項３０】
被試験パネル内の欠陥を検出するための方法であって、
ａ．表面照射サブシステムを用いて前記被試験パネル上に表面照射用光ビームを送達することであって、該表面照射用光ビームは前記欠陥の電気的特性を変更して該欠陥の検出を容易にする、送達すること、及び
ｂ．検出サブシステムを用いて前記欠陥の前記変更された電気的特性に基づいて前記欠陥を検出することを含み、
前記検出サブシステムは、前記被試験パネルにわたる空間電圧分布を指示する画像を生成するように構成される電圧画像化光学デバイスを備え、
前記欠陥は前記生成された画像に基づいて検出され、
前記表面照射用光ビームは前記欠陥の最大吸収光特性と一致する波長を有し、
前記表面照射サブシステムは、前記電圧画像化光学デバイスの光路外に配置される、被試験パネル内の欠陥を検出するための方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１Ａ】
【図１１Ｂ】
【公表番号】特表２０１１−５２１２６４（Ｐ２０１１−５２１２６４Ａ）
【公表日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１０６７８（Ｐ２０１１−５１０６７８）
【出願日】平成２１年５月２０日（２００９．５．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４４６６７
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１４３２３７
【国際公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【出願人】（５１０３０８８０５）フォトン・ダイナミクス・インコーポレイテッド (1)
【氏名又は名称原語表記】ＰＨＯＴＯＮ ＤＹＮＡＭＩＣＳ ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】５９７０ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｕｒｔ， Ｓａｎ Ｊｏｓｅ， ＣＡ ９５１３８， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年７月２１日（２０１１．７．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２０日（２００９．５．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０４４６６７
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１４３２３７
【国際公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【出願人】（５１０３０８８０５）フォトン・ダイナミクス・インコーポレイテッド (1)
【氏名又は名称原語表記】ＰＨＯＴＯＮ ＤＹＮＡＭＩＣＳ ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】５９７０ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｕｒｔ， Ｓａｎ Ｊｏｓｅ， ＣＡ ９５１３８， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
【Ｆターム（参考）】
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