JP2001343332A - 電子部品の評価方法および評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種の薄膜の品質を製造ライン内で多面的に
評価することにより、品質向上や高歩留りを得る電子部
品の評価方法および評価装置を提供する。 【解決手段】 この評価方法では、基板に光を照射し
て、その基板からの反射光をライン状の光として取り込
んで分光分析して、基板の検査を行い評価する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円柱や平板形状
の、金属、ガラス、プラスチック、セラミックスまたは
シリコンなどの基板上の単数または複数の領域に、金
属、絶縁膜、透明導電膜などの各種の薄膜を形成し、各
種処理を施した電子部品の評価方法および評価装置に関
し、より特定的には、これら電子部品の不良発生を低減
したり、歩留りを向上したり、品質を安定化したり、装
置寿命やトラブルを予知して稼動率を安定化するための
電子部品の評価方法および評価装置に関する。また、よ
り例示的には、ラビングなどの配向処理が施された液晶
配向膜を有する基板を備えた液晶表示装置、基板上に薄
膜を有する半導体集積回路素子、イメージセンサ、プラ
ズマ表示装置、ＥＬ表示装置、デジタルミラーデバイ
ス、温度や圧力や音波などの各種センサ、太陽電池、感
光ドラムなどの電子部品の評価方法および評価装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】本発明が対象とする製品は、電子部品全
般に係るが、その中でも特に液晶表示装置を中心に説明
する。

【０００３】各種の表示装置のうちで、液晶表示装置は
比較的軽く、小型、かつ薄型なので、情報端末、ビデオ
カメラ、壁掛けテレビ、ヘッドマウントディスプレイな
どへの広範な応用が見込まれている。また、各種モニタ
やパソコンのディスプレイとしての用途も益々拡大する
基調にあり、その画面の高精細化、広視野角化、大型化
などが要求されている。さらに、コストダウンの観点か
ら製造基板の大型化も推進されている。これらの要求に
応えるためには、液晶分子をより均一に、かつ安定に配
向させる必要がある。ポリイミド系等の有機膜が形成さ
れた基板に対して、繊維を植えた布を巻いた回転ローラ
で一定方向に擦ってゆくラビング法は、液晶分子に所望
のプレティルト角を持たせるのに有効である。また、大
型基板であっても液晶分子を液晶表示素子内で比較的均
一に、かつ安定に配向させることができる。このため、
簡便で安価な方法として、液晶表示装置の製造におい
て、広範に用いられている。

【０００４】液晶表示装置の製造においては、金属膜、
絶縁膜、半導体膜、透明導電膜などの各種の薄膜が、多
くの工程を経て複数層形成され、とくに大型液晶表示装
置を対象に、１メートル角近くの大型の基板に形成する
場合もある。

【０００５】上記の配向膜の形成や各種薄膜の成膜にお
いて、（ａ）液晶分子の均一な配向処理を安定して行う
ため、均一な膜厚の配向膜を形成し、（ｂ）表示品位を
劣化させる異物や傷を防ぎ、また、（ｃ）各種薄膜を均
一に形成すること、が重要である。さらに、カラーフィ
ルタ層についても、異物や傷や色抜けを防ぎ、正確に形
成することが重要である。なお、カラーフィルタ層は、
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）などの３色、またはこれ
らに黒を含めた４色などが多いが、これらに限定されな
い。

【０００６】前述のラビング法に用いられるラビング条
件は、ローラの回転数、基板の送り速度、繊維を植毛し
た布を巻きつけたローラと有機薄膜付きガラス基板との
間隔、基板に対するローラ回転軸の角度等のパラメータ
等によって決定される。これらの要因は、経時的にまた
は突発的に、これらパラメータの一部がばらつくことに
よって変動する。基板内で配向膜の各種因子のばらつき
が生じると、液晶分子は液晶表示素子面内で均一に配向
せず、色むら、輝度むら等を起こし、表示品位をいちじ
るしく劣化させる。また、ラビング条件の設定は一定で
あっても、量産しているうちにラビング用布に植毛した
繊維の劣化、摩耗、または異物の付着によって、ラビン
グされた有機薄膜の表面に微細な傷が発生することがあ
る。従来は、ラビングされた有機薄膜の状態の判定、ま
たはラビング工程の良否判定は、いくつかの工程を経
て、実際に液晶表示パネルを組み上げた後に、信号電圧
を印加して点灯試験を行うことによってなされていた。
このため、実際に液晶表示パネルを組み上げた後でない
と、ラビング工程に起因する突発的に発生する上記不良
を発見することができなかった。したがって、不良原因
を放置したまま、大量の不良の液晶表示装置を生産する
ことになり、材料、工数および時間のロスを生じ、生産
コストを増大させていた。

【０００７】上記の問題を解決するために、液晶表示装
置を組み上げる前に、ラビング加工された液晶配向膜の
配向特性を検査して不良品については組み付けないよう
にする方法の提案がなされた（特開平10-325958号公
報、特開平9-126891号公報）。この方法によれば、液晶
表示素子の製造歩留りを向上させて生産コストを低減す
ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法は、ラビング処理専用の検査を行う方法であり、ラ
ビング工程の傷や異物検出、または他の絶縁膜などの膜
厚などの評価は対象外とするので、使用が限られる。ま
た、上記特開平10-325958号公報に記載の方法では、多
くの検査ユニットを備えるので、検査ユニットの設置に
大きなスペースを要するという問題がある。例えば、基
板の下に基板搬送ユニットやヒータを配置するので、既
存のラインに上記検査ユニットを配置するには、大改造
が必要となる。また、新設ラインでも上記検査ユニット
をインラインにコンパクトに配置するのは困難である。
さらに、基板がセラミックスやシリコンなどの不透明な
基板の場合、または反射型の液晶表示装置などのように
基板上に金属などからなる光反射膜など不透明な膜が形
成されている電子部品では光が透過しないため、配向膜
の検査をすることができない。

【０００９】上記の問題点をより明確にするために、最
近の液晶表示装置の大型製造工場における製造工程につ
いて詳細に説明する。薄膜トランジスタを用いたＴＦＴ
駆動方式の液晶表示装置は、図８に示す製造工程によっ
て製造される。この製造工程は、製造メーカによって相
違があり、すべての液晶表示ユニットが同じ工程を経て
製造されるわけではないが、大略類似しているといえ
る。また、図９は、ラビング法による配向膜形成工程を
含む液晶層製造工程を示す工程図である。薄膜トランジ
スタ（TFT:Thin Film Transistor)駆動方式の液晶表示
装置の製造工程は、通常、受入れた基板を洗浄する洗浄
工程、各種の無機薄膜を多層に形成する工程、平坦化な
どのために有機透明膜などを形成する工程等が配置され
る。次いで、配向膜の形成工程、液晶セル組立工程その
他の工程を経て、製品である液晶表示装置の外観および
機能を目視で検査する点灯検査工程をもって終了する。
配向膜の形成工程は、通常、電極パターンの形成工程等
が終了して送られてきた基板表面に配向膜を印刷する配
向膜印刷工程に始まり、基板表面に印刷された配向剤を
乾燥させて焼成する配向膜乾燥および焼成工程を経て、
先に説明したラビング工程を終了する。

【００１０】また、液晶セル組立工程は、通常、配向膜
の形成工程から受け入れた基板上にスペーサであるビー
ズを一様に散布するビーズ分散工程からスタートする。
次いで、基板表面上の外縁領域にシール剤をスクリーン
印刷するシール剤塗布工程、ＴＦＴ基板とこのＴＦＴ基
板に対向するカラーフィルタ基板との２枚の基板を貼り
合わせる重ね合わせ工程とを経る。この後、２枚の基板
を適度に加圧しながらシール剤を硬化させて液晶セルを
形成するギャップ出し工程などを経て、液晶セル内部に
液晶を注入した後に、注入孔を封止する液晶注入および
封止工程によって終了する。この後の製造工程について
の説明は省略する。上記のように、上記数十以上の工程
のほかにも、検査工程や追加の光学ユニット供給工程、
搬送、保管システムへの搬入などの多くの工程が必要で
ある。また、装置に関しても、上記以外の多くの装置が
必要とされる。

【００１１】基板サイズは、最近では、１ｍ角程度に大
型化しており、このため、液晶製造工場は巨大化の一途
をたどり、クリーン度の維持や建家の補強に設備投資が
かさむ傾向にある。また、品質管理データが膨大とな
り、費用がかさみ、処理が困難になったり、検査装置な
どの消耗部品の管理なども製品の材料管理と合わせて複
雑化し、在庫供給ミスにより生産に支障を生じるトラブ
ルが発生しやすくなっている。

【００１２】上記の状況を打開するために、基板表面に
形成された透明または半透明膜の膜厚を測定する装置が
開示されている（松下インターテクノ製フィルムメトリ
クス）。このフィルムメトリクスは、図１０に示すよう
に、光源や分光測定器を内蔵し、膜厚を算出する本体１
０２から光ファイバ１０３を経由してワーク基板１０１
の表面に先端ツール１０４から光を照射し、かつ、反射
光を受光するものであり、比較的コンパクトな装置でイ
ンライン化をすることができる。

【００１３】しかしながら、膜厚評価のみに限定して測
定するので、他の評価を行うことができない。しかも、
膜厚測定も１ポイントのみの評価である。

【００１４】図１１に示すように、配向膜のむらなどを
評価するための装置として、基板１０５に対して斜め上
方から均一な光を照射する光源ユニット１０６とカメラ
ユニット１０７、図示していない画像処理装置および分
析装置本体からなるSIM SERIES（西華産業：商標名）が
ある。この装置を用いることにより、配向膜のむらなど
を評価することができる。しかし、基板を長時間均一に
光照射する必要があり、インライン化の障害となってい
る。また、この装置は大掛かりな装置であり、液晶パネ
ル製造ラインへのインライン化は非常に難しい。また、
膜厚測定を行うことはできない。さらに、解析計算と良
否結果の導出に時間がかかることも、インライン化の阻
害要因となる。

【００１５】図１２は、画像処理により基板１０８の表
面の傷や異物を検査する検査装置を示す。基板１０８に
光源１０９から照明を当て、カメラ１１０の撮像を画像
処理により検査する。ここで、周囲の照明や写り込みを
防ぐために暗室ボックス１１１で囲っている。暗室ボッ
クス１１１は、図示しない最小限のワーク出し入れ口が
必要である。また、暗室内は、一本のビスでも照明方向
や暗室などの構造により写し込みを生じ、その部分で測
定不可能になることがあるので、それらを避ける工夫が
凝らされている。

【００１６】上記図１２の装置を用いる場合、柱状など
の基板の場合には評価が困難である。暗室ボックスが全
体を覆う構成であるため、インラインではフットプリン
トが増大する。さらに膜厚などの測定をすることができ
ない。

【００１７】そこで、本発明は、電子部品に備えられた
配向膜など各種の薄膜の品質を、インラインにおいて多
面的に評価することにより、品質向上や高歩留りを得る
電子部品の評価方法および評価装置を提供することを目
的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の第一の局面の電
子部品の評価方法では、基板に光を照射して、その基板
からの反射光をライン状の光として取り込んで分光分析
して、基板面の検査を行い評価する（請求項１）。

【００１９】上記電子部品とは、（ａ）円柱、平板形状
等の基板を有する液晶表示装置、プラズマ表示装置、デ
ジタルミラーデバイスなどの各種表示装置、（ｂ）ライ
ン型やエリア型の画像、温度、圧力、音波などの各種セ
ンサ、（ｃ）集積回路、太陽電池、感光ドラムなどの各
種電子部品、をさす。また、基板の検査対象箇所は、基
板の表面、内部および裏面であり、基板に薄膜が形成さ
れている場合には、その薄膜の表面、内部および裏面が
含まれる。さらに、基板に積層膜が形成されている場合
には、積層膜の表面、内部および裏面が含まれる。

【００２０】上記の構成により、次に示す多くの作用効
果を得ることができる。（1）基板を上記ライン状の長
さ方向と直角方向に移動させれば面解析が可能となる。
（2）上記構成によれば、面解析装置に比べて場所をと
らないので、既存の製造ラインの空きスペースにコンパ
クトに取り付けることができる。また、（3）分光分析
を行うため、無機膜、液晶の有機配向膜、平坦化用の有
機透明膜等についての膜厚、膜厚むらの検査、傷や異物
有無の検査、ガラスや上記有機膜などの傷、気泡、カラ
ーフィルタの色の検査などの多数の検査項目を対象にす
ることができる。このため、検査装置の台数を減らすこ
とが可能となり、コンパクトに製造ラインに組み込むこ
とが可能となる。また、ランプなど消耗部材の共通化に
より在庫数や保管場所を減らすことができる。さらに、
検査信号処理機器のハードウエアやソフトウエアの共通
化、処理パソコンの共通化、検査データの統合処理が容
易となる。（4）反射光をライン状の光として取り込む
ので、複写機の感光ドラムのような円柱形状の基板に対
しても評価が可能である。また、（5）透明または半透
明であれば、基板の内部や裏面、積層体の膜厚を検査対
象にすることができる。例えば、ガラス基板内の気泡や
異物を検査対象にすることができる。また、（6）測定
ユニットが小型化しやすいので、測定ユニットの移動が
比較的容易である。さらに、（7）検査項目に応じて、
基板面の照射位置での照射光の解像度を変化させること
が比較的容易なので、複数の検査項目を検査することが
容易となる。

【００２１】上記の「反射光をライン状の光として取り
込む」形態には、基板に照射する光がライン状であり、
反射光がライン状である形態が含まれる（請求項２）。

【００２２】上記形態により、スポット状照射光を用い
て基板と光照射および反射光取込ユニットとを相対移動
させる場合に比べて、駆動装置等を用いることなく簡便
かつ確実にライン分析を行うことができる。なお、上記
本発明の第一の局面における電子部品の評価方法には、
スポット状照射光を用いて基板と光照射・反射光取込ユ
ニットとを相対移動させて、反射光をライン状光として
取り込む場合も含まれることは言うまでもない。

【００２３】また、上記の「反射光をライン状の光とし
て取り込む」形態には、基板面に照射する光がスポット
状であり、光照射のユニットおよび光取込ユニットと、
基板とを、相対的にライン状に移動させ、ライン状の光
として取り込んで分光分析してもよい（請求項３）。

【００２４】上述したように、上記第一の局面の電子部
品の評価方法には、上記の各種の形態が含まれ、各種の
測定を行うことができる。上記スポット状照射光を走査
する装置では、ライン状照射光を用いる装置に比較し
て、位置による光源の照射輝度のばらつきは基本的にな
く、先の色座標差分など変換不要である。また、光源の
劣化などの因子の較正も容易である。

【００２５】上記本発明の第一の局面の電子部品の評価
方法では、基板の検査をライン状に行う線解析、および
基板の検査を面状に行う面解析を切り換えることができ
るシステムにより検査を行う（請求項４）。また、上記
第一の局面の電子部品の評価方法において、線解析で
は、ライン状の光を基板に照射して線解析を行い、面解
析では、ライン状の光と基板とを相対的に移動させて面
解析を行う（請求項５）。

【００２６】基板と測定ユニットとのいずれか一方また
は両者を、上記ライン状光の長手方向と直角に相対移動
させることにより、上記解析を実現することができる。
上記の面解析および線解析は、所定のサンプリング領域
など、小領域に限定される場合も含まれる。上記の構成
により、評価装置の設置場所として比較的小さなスペー
スを用いて製造ラインに組み込むことができる。このた
め、製造ラインの異常、製品不良またはそれらの予知を
製造工程終了後に速やかに検出し、不良廃棄を減らすこ
とができる。

【００２７】また、上記本発明の第一の局面の電子部品
の評価方法では、少なくとも光照射ユニットおよび光取
込ユニットを、ライン状移動方向に垂直な方向にさらに
移動可能としてもよい（請求項６）。

【００２８】上記構成により、スポット状照射光を走査
して、縦むらにも横むらにも対処することが可能にな
る。

【００２９】上記本発明の第一の局面の電子部品の評価
方法では、基板の検査において、複数の検査項目につい
て検査を行う（請求項７）。

【００３０】上記の構成により、製造ラインに配置する
検査装置の台数を減らすことができる。さらに、ランプ
などの消耗部材の共通化により、在庫数や保管場所を減
らすことが可能となる。また、検査信号処理機器のハー
ドウエアやソフトウエアの共通化の推進、処理パソコン
の共通化による台数低減、検査データの統合処理などが
容易化される。

【００３１】上記本発明の第一の局面の電子部品の評価
方法では、基板への照射位置における光の解像度を変更
して検査を行う（請求項８）。

【００３２】上記解像度の変更は、ライン状解析装置で
は、カメラのズーム、カメラの移動、ＣＣＤ(Charge Co
upled Device)等の切換えにより実現することができ
る。スポット状照射光を走査する装置では、反射光の取
り込みにおける受光ユニットの移動速度とサンプリング
期間とのいずれかの切換えにより、上記解像度の変更を
実現することができる。この結果、検査項目に応じた解
像度を選択して、測定精度を最適化し、測定時間の短縮
をはかることができる。

【００３３】上記本発明の第一の局面の電子部品の評価
方法では、基板からの反射光をスリットを介してライン
状に取り込み、そのライン状反射光の各部分を分光分析
し、検査する（請求項９）。

【００３４】上記構成は、スポット状照射光を走査する
装置に比べて、可動部分が少なく小型化やクリーンルー
ム内での使用が容易となる。また、測定時間が短時間で
あるために、製造ラインのタクト内に収め易く、インラ
イン測定を実現しやすくする。

【００３５】上記本発明の第一の局面の電子部品の評価
方法では、分光分析は、取り込んだ反射光をプリズムと
回折格子との組品を用いて行われる（請求項１０）。

【００３６】上記光学部品、すなわちイメージング分光
器を使用すると、分光された光の直進性が良く、ＣＣＤ
などにより受光して分析する際、測定精度が高く、かつ
解析が容易となる。イメージング分光器は従来から知ら
れているが、このイメージング分光器を電子部品の評価
や、多目的の検査、例えば、液晶表示装置の配向膜の評
価等に用いる示唆はなされていない。

【００３７】上記本発明の第一の局面の電子部品の評価
方法では、光測定システムをライン状光の長手方向に沿
う方向に移動させて解析する（請求項１１）。

【００３８】上記構成により、測定分解能、ワーク基板
と測定器との可能間隔範囲、ワーク基板の測定幅に応じ
て、上記光測定システムを上記ラインに沿う方向に移動
させることができる。高分解能を維持したり、測定器の
ライン内での他の装置や部材との干渉を避けることがで
きる。また、測定装置を製造ライン内にコンパクトに配
置することができる、上記本発明の第一の局面の電子部
品の評価方法では、さらに上記長手方向に垂直な方向に
移動可能である（請求項１２）。

【００３９】上記の構成により、例えば、むら解析にお
いて、縦むらと横むらとを任意に選択して解析すること
ができる。液晶表示装置の配向膜の膜むらは、その発生
原因に応じて、配向膜供給方向に対して縦と横とのいず
れにも発生することがあるので、上記構成により、その
いずれにも対処することができる。

【００４０】上記本発明の第一の局面の電子部品の評価
方法では、分光分析の結果を色彩計算値に置き換えて評
価に用いる（請求項１３）。

【００４１】上記のように、色彩計算値（Ｌ，ａ，ｂ）
に置き換えて、基準値との色差ΔＥから上記の各種検査
項目の評価やデータ蓄積を行うことができる。この結
果、分光結果は、各測定点に対して光波長に対する強度
分布として表示される。各測定点における分析と評価と
を行うためには、１次元値に換算したほうが良く、例え
ば、膜厚値に換算したほうが良い。ただし、薄膜の構成
材料の物性値が不明な場合や、下層膜のパターン構造等
によっては換算が不可能である場合、または誤差が大き
くなる場合もある。そのような場合、例えば、膜厚の違
いが分布光からの色の違いで判別されることも可能であ
る。この色分布の違いにより、製造ラインにおける処理
工程中でも、また、オフラインでの検査でも、膜厚のむ
ら具合を数字で判別するより、判断が容易化され、短時
間のうちに異常か否かの判断をすることが可能となる。
なお、ライン状照射光にむらがある場合には、標準ワー
クからの色座標値の差分を何らかの色値として表示する
ことにより、ライン状照射光の異常箇所を判別すること
ができる。この結果、基板に反りがあって、測定箇所に
よって反射光の光軸がずれているような場合でも、反り
の影響をなくして検査することができる。さらに、大型
基板でも測定が容易となる。例えば、液晶表示装置の基
板は、１．１ｍｍ厚さ、数百ｍｍ角以上のサイズであ
る。これら基板は、ほこりの巻き込みや傷の発生を嫌う
が、塗布したレジストが裏面に回り込んだりすることも
ある。このため、全面の平坦なステージ受けを避ける場
合が多い。

【００４２】上記本発明の第一の局面の電子部品の評価
方法では、配向膜の膜むらの評価を行う（請求項１
４）。

【００４３】上記の構成により、従来の配向膜の膜むら
評価装置に比べて、小型化され、製造ラインにコンパク
トに組み込まれて、インライン化測定を実現することが
できる。

【００４４】上記本発明の第一の局面の電子部品の評価
方法では、検査対象項目である、配向膜の膜むら、膜厚
むら、傷の有無、異物付着、気泡、およびカラーフィル
タの色落ち、のうち２項目以上について同じ機会に評価
する（請求項１５）。

【００４５】上記の構成により、検査装置の台数を減ら
し、さらに検査信号処理機器のハードウエアやソフトウ
エアの共通化の推進、処理パソコンの共通化による台数
低減、検査データの統合処理の容易化をはかることがで
きる。また、ランプなど消耗部材の共通化により在庫数
の低減や保管場所の減少を得ることができる。

【００４６】上記本発明の第一の局面の電子部品の評価
方法では、光源ユニットにロッド状の導光体を用いる
（請求項１６）。

【００４７】上記ロッド状の導光体を用いることによ
り、複数本のファイバをＴ字状に引き回すことになるフ
ァイバ型導光体に比べて、基板での較正をコンパクトに
行うことができる。また、光源を直結することも容易化
される。

【００４８】上記本発明の第一の局面の電子部品の評価
方法では、導光体直結型の光源を用いる（請求項１
７）。

【００４９】上記構成により、ファイバを経由する場合
よりも光の損失が少なく、大面積の基板でも測定が容易
化される。また、光源ユニットをよりコンパクトにする
ことができる。

【００５０】上記本発明の第一の局面の電子部品の評価
方法では、光源に赤外領域カットフィルタを含むハロゲ
ンランプを用いている（請求項１８）。

【００５１】上記のように、赤外領域をカットしている
ので、ワークの温度上昇を抑え、例えば、乾燥中の配向
膜に対しても、測定のばらつきを抑え、インライン測定
を実現することができる。

【００５２】上記本発明の第一の局面の電子部品の評価
方法では、光源として、重水素ランプをさらに備えてい
る（請求項１９）。

【００５３】上記構成により、数十ｎｍ程度の厚さの薄
膜、例えば、液晶パネルに用いられるＩＴＯであって
も、比較的高い精度で膜厚測定することができ、このた
め、検査可能な膜厚範囲を拡大することができる。

【００５４】本発明の第一の局面の電子部品の評価装置
は、電子部品の製造ラインに組み込まれて使用される評
価装置である。この評価装置は、基板に光を照射する光
照射ユニットと、基板からの反射光をライン状に取り込
む反射光取込ユニットと、反射光の分光分析を行う分光
分析装置と、分光分析の結果に基き、検査対象項目であ
る、配向膜の膜むら、膜厚むら、傷の有無、異物付着、
気泡、およびカラーフィルタの色落ち、のうち少なくと
も１項目について信号処理する信号処理装置とを備えて
いる（請求項２０）。

【００５５】上記の評価装置により、次に示す多くの作
用効果を得ることができる。（1）基板を上記ライン状
の長さ方向と直角方向に移動させれば面解析が可能とな
る。（2）上記構成によれば、面解析装置に比べて場所
をとらないので、既存の製造ラインの空きスペースにコ
ンパクトに取り付けることができる。また、（3）分光
分析を行うため、無機膜、液晶の有機配向膜、平坦化用
の有機透明膜等についての膜厚、膜厚むらの検査、傷や
異物有無の検査、ガラスや上記有機膜んどの傷、気泡、
カラーフィルタの色の検査などの多数の検査項目を対象
にすることができる。このため、検査装置の台数を減ら
すことが可能となり、コンパクトに製造ラインに組み込
むことが可能となる。また、ランプなど消耗部材の共通
化により在庫数や保管場所を減らすことができる。さら
に、検査信号処理機器のハードウエアやソフトウエアの
共通化、処理パソコンの共通化、検査データの統合処理
が容易となる。（4）反射光をライン状の光として取り
込むので、複写機の感光ドラムのような円柱形状の基板
に対しても評価が可能である。また、（5）透明または
半透明であれば、基板の内部や裏面、積層体の膜厚を検
査対象にすることができる。例えば、ガラス基板内の気
泡や異物を検査対象にすることができる。また、（6）
測定ユニットが小型化しやすいので、測定ユニットの移
動が比較的容易である。さらに、（7）検査項目に応じ
て、基板面の照射位置での照射光の解像度を変化させる
ことが比較的容易なので、複数の検査項目を検査するこ
とが容易となる。なお、上記の「反射光をライン状の光
として取り込む」形態には、（Ａ）基板面に照射する光
がライン状であり、反射光がライン状である形態、およ
び（Ｂ）スポット状照射光を用いて基板と光照射・反射
光取込ユニットとを相対移動させて、反射光をライン状
光として取り込む形態、の両方が含まれる。

【００５６】

【発明の実施の形態】次に、図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。本実施の形態は、配向膜を対
象にするが、その他に、インラインまたはオフラインで
の各種電子部品の評価方法における検査に用いることが
可能である。

【００５７】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１における電子部品の評価方法を示す図である。同
図において、配向膜塗布装置１とラビング装置２との間
に、配向膜乾燥用のヒータ（図示せず）を内蔵したロー
ラ送り装置３が配置され、ローラ送り装置３の上部の空
きスペースに検査装置システムを備える。

【００５８】配向膜が塗布された搬送中の基板４の上部
に、例えば、紙面垂直方向に長く延びた円柱状のライト
ガイド５およびその前方に集光レンズ６（例えば、日本
ピー・アイ（株）製 Linear Bright）を備える。ライト
ガイド５の側部にほぼ直接固定配置され、赤外領域カッ
トフィルタを備えた光源としてのハロゲンランプ（図示
せず）を用い、基板４を（斜め上方〜垂直上方）の間の
いずれかの位置から紙面に垂直方向に延びるライン状の
光を基板のＰ点に照射する。この反射光をスリットを介
してライン状に取り込み、プリズムおよび回折格子とプ
リズムとの組品を内蔵した分光装置７（例えば、川鉄テ
クノリサーチ製のイメージング分光器「ImSpector」な
どを用いた分析用光学カメラシステム）に導入する。こ
の構成により、基板４のライン状部Ｐの近傍から反射さ
れた紙面垂直方向に延びた反射光を受光して分光し、波
長分布強度（スペクトル）を得ることができる。このス
ペクトルデータは、基板上のライン状部Ｐの紙面垂直方
向の分解能のピッチで得ることができる。紙面垂直方向
に延びるライン状光の紙面左右方向の分解能は、例え
ば、約０．２９ｍｍであるので、この分解能のピッチで
反射光のスペクトルを得ることができる。測定中にロー
ラ３ａが静止していれば所定のライン状データが得ら
れ、また、静止と移動を繰り返している静止中に測定す
ればサンプリングデータが得られる。さらに、ローラが
回転していて基板が移動中に継続して測定すれば、基板
速度とデータサンプリング時間に応じた分解能の面解析
を行うことができる。なお、光源に赤外領域カットフィ
ルタを備えるので、基板の乾燥工程に本システムを設置
しても乾燥条件の変動を除くことができる。

【００５９】配向むらは傾向がほぼ続いて発生するの
で、配向膜厚むらはライン状光のスペクトル測定によっ
て検査することができる。また、配向膜厚むらは、製造
ラインの装置の構成などにより、基板の縦方向と横方向
のいずれか一方に発生しやすい。しかし、必ずしも一方
のみではないので、スペース等に余裕があれば、測定シ
ステムまたは基板を９０度回転して、両方向について測
定してもよい。なお、分光分析結果から、屈折率をｎ、
反射率が極大および極小となる波長をそれぞれ、λ_2m、
λ_2m+1とすると、膜厚ｄは次の式によって求めることが
できる。 ｄ＝（1/ｎ）×λ_2m×λ_2m+1÷｛４×（λ_2m−
λ_2m+1）｝ また、本システムは、配向膜のみならず、ＩＴＯ(Indiu
m Tin Oxide)やＳｉＮなどの薄膜の膜厚、膜厚むら、表
面傷、カラーフィルタの色落ちなどの各種検査に用いる
ことも可能である。また、配向膜のむらを検出するため
に、検査実績のある分解能０．２９ｍｍに設定している
が、必要に応じてカメラアングルを変更するなどして検
査目的に適した分解能に変更することが望ましい。

【００６０】また、本実施の形態では、ライン数４８０
本のカメラ（ＪＡＩコーポレーション製「ＣＶ-Ｍ300Ｄ
Ｃ」）を用いて、ライン状光の長さ約１４０ｍｍに対応
した領域で測定した。さらに、上記カメラを用い、膜厚
むら異常時は図２に示すように、また、膜厚むら正常時
は図３に示すように、色差に応じた色表示をディスプレ
イ上で確認し、目視で判別できることを確認した。すな
わち、図２は膜厚むら異常時の色差に応じた色表示であ
り、図３は膜厚むら正常時の色差に応じた色表示であ
る。膜厚むらはほぼ基板全面に突発的に発生するので、
カメラは固定でもよいが、一辺の長さ数百ｍｍの大型基
板を検査するのに好都合なように、図１の配置で紙面垂
直方向にシステム全体を移動させてもよい。また、カメ
ラをズームアップして解像度を下げ、配向膜表面の傷や
異物などの検査を行ってもよい。

【００６１】上記において、電子部品として液晶表示装
置の配向膜を例にして本発明を説明したが、他の薄膜、
例えば、無機膜、平坦化用有機透明膜等、に適用できる
ことは言うまでもない。すなわち、本発明は、上記した
他の薄膜の傷や異物の付着、膜厚、膜厚むら、ガラスや
上記有機膜などの傷、気泡、カラーフィルタの色などの
検査に用いることができる。また、数十ｎｍ厚と薄いＩ
ＴＯなどの膜厚測定は光源として重水素ランプを使用す
ることが望ましい。この場合、ライトガイド５の一方の
端にハロゲン光を、また他方の端に重水素ランプ光を入
射してシャッタ等で切り換えるようにする。この結果、
光源システムが簡素化、小型化して、薄い膜から厚い膜
までの検査を容易に行うことが可能になる。

【００６２】（実施の形態２）図４は、本発明の他の電
子部品の評価方法を示す図である。図１と相違する点
は、基板４ａは間歇送り装置（図示せず）により定ピッ
チで搬送され、また、基板が固定ヒータ８の台上に配置
されている点にある。基板４ａは間歇送りの際に、基板
４ａの厚みや寸法や支持構造に応じて反りが発生する場
合がある。このような反りの発生にそなえて、装置と干
渉して傷などがつかないように、例えば、２０ｍｍ〜数
十ｍｍ上昇させて搬送する。このため、カメラ７ａや光
源ユニット５ａ，６ａは、基板と充分な距離をあけて配
置する。

【００６３】（実施の形態３）図５は、実施の形態３に
おける本発明の電子部品の評価方法を示す図である。本
実施の形態においては、装置２ｂ，３ｂの間にスペース
があり、基板が光透過性材料である場合に適した評価方
法である。上記スペースの下部に光源ユニット５ｂ，６
ｂを配置し、上部に受光測定システム７ｂを配置する。
この構成により、既存の製造ラインに対して大きな改造
を行うことなく、コンパクトに計測システムを設置する
ことができる。

【００６４】（実施の形態４）図６は、実施の形態４に
おける本発明の電子部品の評価方法を説明する図であ
る。同図において、本体９から光ファイバ１０を経由し
てワーク基板４ｃの表面に光ファイバの先端ツール１１
から光を照射し、かつ反射光を受光する。ワーク基板４
ｃと先端ツール１１とを相対的に移動させて、ライン状
光として受光して分光分析することにより、各個所の膜
厚や異物、傷などを比較的コンパクトに測定することが
できる。測定時の相対的な移動は、装置間の干渉がなけ
ればワーク基板４ａを移動させることが望ましいが、先
端ツール１１を移動させてもよい。先端ツール１１を移
動させる場合、先端ツール１１にはプラスチックファイ
バを用いることが望ましい。しかし、ガラス製ファイバ
であっても、パウダ塗布やネット分割を行うことによ
り、ファイバの高寿命化を得ることができる。

【００６５】（実施の形態５）図７は、実施の形態５に
おける本発明の電子部品の評価方法を説明する図であ
る。ローラなどで移動中の基板４ｄ上に先端ツール１１
ｂを配置し、光ファイバの可動部をなくした。ライン状
光として受光するための基板と先端ツールとの相対的な
移動は、測定システム全体を移動させることにより実現
する。この構成により、既存ラインなどでも大きな改造
をすることなく、比較的コンパクトに計測システムを設
置することができる。

【００６６】上記において、本発明の実施の形態につい
て説明を行なったが、上記に開示された本発明の実施の
形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれら
発明の実施の形態に限定されない。本発明の範囲は、特
許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の
範囲の記載と均等の意味および範囲内でのすべての変更
を含む。

【００６７】

【発明の効果】本発明の電子部品の評価方法および評価
装置を用いることにより、電子部品に備えられた配向膜
など各種の薄膜の品質を、インラインにおいて多面的に
評価することができる。この結果、当該電子部品の不具
合および製造ラインの異常を迅速に検知することがで
き、直ちに対策をとることができるので、品質向上や高
歩留りを得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施の形態１における電子部品の評
価方法を説明するための図面である。

【図２】 図１に示した電子部品の評価方法において、
色彩計算値に置き換えた場合の異常な配向膜を示す図面
である。

【図３】 図１に示した電子部品の評価方法において、
色彩計算値に置き換えた場合の正常な配向膜を示す図面
である。

【図４】 本発明の実施の形態２における電子部品の評
価方法を説明するための図面である。

【図５】 本発明の実施の形態３における電子部品の評
価方法を説明するための図面である。

【図６】 本発明の実施の形態４における電子部品の評
価方法を説明するための図面である。

【図７】 本発明の実施の形態５における電子部品の評
価方法を説明するための図面である。

【図８】 液晶表示装置の製造工程を示すフローチャー
トである。

【図９】 液晶表示装置に組み込まれる薄膜トランジス
タの製造工程を示すフローチャートである。

【図１０】 液晶表示装置の配向膜に対する従来の評価
方法を説明するための図面である。

【図１１】 液晶表示装置の配向膜に対する従来の他の
評価方法を説明するための図面である。

【図１２】 液晶表示装置の配向膜に対する従来のさら
に別の評価方法を説明するための図面である。

【符号の説明】 １ 配向膜塗布装置、２，２ａ，２ｂ ラビング装置、
３，３ａ，３ｂ ローラ送り装置、４，４ａ，４ｂ，４
ｃ，４ｄ 基板、５，５ａ，５ｂ ライトガイド、６，
６ａ，６ｂ 集光レンズ、７，７ａ，７ｂ 分光分析用
光学カメラシステム、９ 分光分析装置および信号処理
装置、１０ 光ファイバ、１１ 先端ツール、１４ａ
むらを生じた異常な配向膜の基板、１４ｂ むらの無い
正常な配向膜の基板、Ｐ 基板における光照射地点。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/13 １０１ Ｇ０２Ｆ 1/13 １０１ ５Ｇ４３５ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３５２ Ｇ０９Ｆ 9/00 ３５２ Ｆターム(参考） 2F065 AA30 AA49 BB01 BB03 BB15 CC17 CC25 CC31 DD02 GG02 GG03 GG16 HH04 HH05 HH12 JJ02 JJ08 JJ25 LL01 LL04 LL26 LL28 LL42 LL46 LL67 MM01 MM02 2G051 AA42 AA61 AA90 AB02 AB06 AB07 BA01 BA05 BB07 BB17 CA03 CA04 CB01 DA05 EA17 2G059 AA03 BB10 BB15 BB16 DD12 EE02 EE10 EE13 GG03 HH02 HH03 JJ05 JJ06 JJ11 JJ17 KK04 2G086 EE01 EE04 EE05 EE10 2H088 FA10 FA12 FA17 FA25 FA26 FA30 HA03 MA16 MA18 5G435 AA00 AA17 BB05 BB06 EE33 KK05 KK09 KK10

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板に光を照射して、その基板からの反
   射光をライン状の光として取り込んで分光分析して、前
   記基板の検査を行い評価する、電子部品の評価方法。
2. 【請求項２】 前記基板に照射する光がライン状であ
   り、前記反射光がライン状である、請求項１に記載の電
   子部品の評価方法。
3. 【請求項３】 前記基板に照射する光がスポット状であ
   り、前記光照射のユニットおよび光取込ユニットと、前
   記基板とを、相対的にライン状に移動させ、ライン状の
   光として取り込んで分光分析する、請求項１に記載の電
   子部品の評価方法。
4. 【請求項４】 前記基板の検査をライン状に行う線解
   析、および基板の検査を面状に行う面解析を切り換える
   ことができるシステムにより検査を行う、請求項１〜３
   のいずれかに記載の電子部品の評価方法。
5. 【請求項５】 前記線解析では、ライン状の光を基板に
   照射して線解析を行い、前記面解析では、前記ライン状
   の光を基板と光とを相対的に移動させて面解析を行う、
   請求項４に記載の電子部品の評価方法。
6. 【請求項６】 前記光照射のユニットおよび光取込ユニ
   ットを、前記ライン状の相対的移動方向に垂直な方向に
   さらに移動可能とする、請求項１，３，４のいずれかに
   記載の電子部品の評価方法。
7. 【請求項７】 前記基板の検査において、複数の検査項
   目について検査を行う、請求項１〜６のいずれかに記載
   の電子部品の評価方法。
8. 【請求項８】 前記基板への照射位置における前記光の
   解像度を変更して前記検査を行う、請求項１〜７のいず
   れかに記載の電子部品の評価方法。
9. 【請求項９】 前記基板からの反射光をスリットを介し
   てライン状に取り込み、そのライン状反射光の各部分に
   ついて分光分析し、検査する、請求項１〜８のいずれか
   に記載の電子部品の評価方法。
10. 【請求項１０】 前記分光分析は、取り込んだ反射光を
    プリズムと回折格子との組品を用いて行われる、請求項
    １〜９のいずれかに記載の電子部品の評価方法。
11. 【請求項１１】 光測定システムをライン状光の長手方
    向に沿う方向に移動させて解析する、請求項１〜１０の
    いずれかに記載の電子部品の評価方法。
12. 【請求項１２】 さらに前記長手方向に垂直な方向に移
    動可能である、請求項１１に記載の電子部品の評価方
    法。
13. 【請求項１３】 前記分光分析の結果を色彩計算値に置
    き換えて評価に用いる、請求項１〜１２のいずれかに記
    載の電子部品の評価方法。
14. 【請求項１４】 配向膜の膜むらの評価を行う、請求項
    １〜１３のいずれかに記載の電子部品の評価方法。
15. 【請求項１５】 検査対象項目である、配向膜の膜む
    ら、膜厚むら、傷の有無、異物付着、気泡、およびカラ
    ーフィルタの色落ち、のうち２項目以上について同じ機
    会に評価する、請求項１〜１３のいずれかに記載の電子
    部品の評価方法。
16. 【請求項１６】 光源ユニットにロッド状の導光体を用
    いる、請求項１〜１５のいずれかに記載の電子部品の評
    価方法。
17. 【請求項１７】 前記導光体直結型の光源を用いる、請
    求項１６に記載の電子部品の評価方法。
18. 【請求項１８】 光源に赤外領域カットフィルタを含む
    ハロゲンランプを用いる、請求項１〜１７に記載の電子
    部品の評価方法。
19. 【請求項１９】 光源として、重水素ランプをさらに備
    える、請求項１８に記載の電子部品の評価方法。
20. 【請求項２０】 電子部品の製造ラインに組み込まれて
    使用される評価装置であって、 基板に光を照射する光照射ユニットと、 前記基板からの反射光をライン状に取り込む反射光取込
    ユニットと、 前記反射光の分光分析を行う分光分析装置と、 前記分光分析の結果に基き、検査対象項目である、配向
    膜の膜むら、膜厚むら、傷の有無、異物付着、気泡、お
    よびカラーフィルタの色落ち、のうち少なくとも１項目
    について、前記分光分析の結果を信号処理する信号処理
    装置と、を備える、電子部品の評価装置。