JP2004279163A

JP2004279163A - 基板検査装置及びその基板検査方法

Info

Publication number: JP2004279163A
Application number: JP2003069656A
Authority: JP
Inventors: Koichi Muto; 浩一武藤; Yuichi Aki; 祐一安芸
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-03-14
Filing date: 2003-03-14
Publication date: 2004-10-07

Abstract

【課題】局所真空技術を用いることにより、被検査基板の良否を非常に安価に検査できる基板検査装置及びその基板検査方法を得ること。
【解決手段】本発明の一実施形態の基板検査装置１０Ａは、主チャンバー部３０の下部に局所真空チャンバー部５０が取り付けられており、その楕円形盤体５２の中央部にスリット状開口部５１が、その周辺に差動真空手段５３が、更に、その周辺に静圧浮上手段６０が設けられていて、静圧浮上手段６０から大気中の被検査基板電極Ｐの表面にエアを噴射して、局所真空チャンバー部５０を僅かに浮上させながら、差動真空手段５３及び開口部５１からエアを吸気し、主チャンバー部３０及び局所真空チャンバー部５０内を高真空に維持できるように構成されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板検査装置及びその基板検査方法に関し、特に電子ビームを用いてフラットパネルディスプレイなどの基板電極を高速かつ安価に検査するための基板検査装置及びその基板検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
昨今の画像映出装置としては、陰極線管（ＣＲＴ）ディスプレイからフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に移行しており、そのフラットパネルディスプレイ（以下、「ＦＰＤ」と記す）の画面（ディスプレイ面）を構成する基板電極のサイズは大面積化されていく方向にある。
【０００３】
ＦＰＤの中で、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用の基板電極の画面サイズも大面積化されていく方向にあり、その製造プロセス上の不具合から、ＬＣＤに使用されている基板電極に欠陥が発生することが多々あり、その欠陥が製造上の歩留まりに大きく影響を与えているため、製造プロセス内の検査工程が重要になっている。
【０００４】
従来、基板電極の欠陥検査方法としては、光を使用した方法もの、プローバーを直接電極端子に接触させる方法のもの、電子ビームを使用した方法のものなどが開発されている。
【０００５】
以下、図６乃至図９を用いて、従来技術の電子ビームを用いた基板検査装置及びその基板検査方法の要点を説明する。
【０００６】
図６は従来技術の第１形態の基板検査装置の構成を示す断面図、図７は従来技術の陰極線管の概念的構成を示した断面図、図８は図６に示した基板検査装置に用いられている電子線を複数本、真空室内に収容して構成されている従来技術の第２形態の基板検査装置の構成を示す断面図、そして図９は図８に示した基板検査装置による被検査基板電極の走査領域を説明するための図である。
【０００７】
従来技術の電子ビームを用いた基板検査装置は、例えば、特開平１１−２６５６７８公報に開示されている。図６にその従来技術の第１の実施形態の基板検査装置１０Ｂを示した。
【０００８】
この基板検査装置１０Ｂは、後記するように、一般的なディスプレイ管の陰極線管（ＣＲＴ）１１（図７）の要部を除去した電子銃部１を高真空チャンバー２内に密封し、そして検査しようとするＦＰＤの被検査基板電極Ｐを電子銃部１の下方に配置、封入した構造で構成されている。被検査基板電極Ｐは不図示のＸＹ軸方向に移動可能なステージに載置、固定されている。そして符号３は二次電子検出器を指し、その検出先端部が被検査基板電極Ｐの作業領域Ｒに臨んで真空チャンバー２内に封入されている。符号２２は真空チャンバー２内を高真空にする高真空ポンプ装置を指す。電子銃部１は、真空チャンバー２に部分２１で真空シールされて結合されている。
【０００９】
図７に示したように、ＣＲＴ１１は通常のＣＲＴであって、そのＣＲＴ１１は、高真空のガラス容器１３を備え、電子ビーム源１２から発した電子ビームＥを電子ビーム制御部１４で制御し、蛍光面１５を照射、走査させて、画像などの表示を行うものである。電子ビーム制御部１４は静電レンズ及び又は電磁レンズ、及び反射装置などを備え、電子ビーム源１２から放射された電子ビームＥを制御して蛍光面１５を走査させる。前記の電子銃部１は前記のガラス容器１３と蛍光面１５を除去したものである。図６においては、実際には存在しないが、前記ガラス容器１３は破線で示されている。
【００１０】
電子銃部１で発生した電子ビームＥは、作業領域Ｒ内に被検査基板電極Ｐを順次移動させて、その検査面を走査し、走査によって基板から放出された電子を二次電子検出器３によって検出するようになされている。二次電子検出器３は、二次電子を検出するエバーハート−ソンリー型（Ｅｖｅｈａｒｔ−ＴｈｏｒｎｌｅｙＴｙｐｅ）を用いることができるとしている。二次電子は、電圧コントラスト情報を有しており、二次電子検出器３で検出した二次電子の電圧変化を求めることによって、ＦＰＤの基板上の電圧を測定することができる。
【００１１】
図６に示した基板検査装置１０Ｂは原理的な装置であって、実際には、基板検査装置１０Ｃは、図８に示したように、複数の電子銃部１を作業領域Ｒが一部重複するようにライン状に配列して共通の真空チャンバー２内に封止した構造で構成されたものを用いている。真空チャンバー２内は真空ポンプ装置２２で排気される。
【００１２】
このように複数本の電子銃部１を用いる構成を採ることにより、有効的に走査領域Ｒを拡大することができる。各電子銃部１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄは、それぞれに対応する副作業領域ＳＲＡ、ＳＲＢ、ＳＲＣ、ＳＲＤを受け持っている。これら副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤの被検査基板電極Ｐから放出された電子を二次電子検出器３で検出する。この基板検査装置１０Ｃは全電子銃部１Ａ〜１Ｄに対してただ１本の二次電子検出器３を備える構成をとっているが、各電子銃部１Ａ〜１Ｄに対してそれぞれ備える構成を採ってもよいとしている。二次電子検出器３を何れの配置構成とするかは、被検査基板電極Ｐの検査で要求される操作速度に基づいて定めている。
【００１３】
作業領域Ｒ内における検査位置と検出信号との対応は、電子ビームＥを走査する走査制御信号に同期して、検出信号を信号処理することによって行っている。
【００１４】
基板検査装置１０Ｃは、このよな構成によって各電子銃部１Ａ〜１Ｄの各副走査領域ＳＲＡ、ＳＲＢ、ＳＲＣ、ＳＲＤがオーバーラップし、被検査基板電極Ｐ上で走査漏れとなる領域を除去している。
【００１５】
図９Ａ〜図９Ｄは、電子銃部１Ａ〜１Ｄを順次駆動して得られる走査領域であり、各副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤに対応している。そして図９Ｅは、図９Ａ〜図９Ｄの検出結果を重ねた状態を示している。各副作業領域ＳＲＡ〜ＳＲＤに重複部分ＯＲＡＢ、ＯＲＢＣ、ＯＲＣＤの重なりを設けることによって、走査漏れを防止している。
【００１６】
このような従来技術の電子ビームＥを使用した基板検査装置１０Ｃを用いて被検査基板電極Ｐの欠陥の有無を検査する場合には、不図示のＸＹ軸方向に移動可能なステージに被検査基板電極Ｐを載置、固定し、その被検査基板電極Ｐ電圧を掛け、電圧が掛かったタイミングで各電子銃部１Ａ〜１Ｄを順次作動させ、各電子銃部１Ａ〜１Ｄから電子を放出させ、その放出された電子を電子ビーム制御部１４で形成される電子レンズ系により加速、減速及び収束、走査させ、その電子ビームＥでＸＹに移動可能なステージに固定されている被検査基板電極Ｐを照射、走査する。走査することにより発生する二次電子を電子検出器３で検出し、電圧コントラストを測定することにより被検査基板電極Ｐの欠陥を検査している。
【００１７】
ステージに固定されている基板電極にはプローバーなどにより電圧を掛け、電子銃部１Ａ〜１Ｄから放出される電子ビームＥに同期して被検査基板電極Ｐを駆動させながら２次電子を検出する。被検査基板電極Ｐに電圧を掛けて検査している時に被検査基板電極Ｐが正常な場合と不具合がある場合とでは発生する二次電子のエネルギ量の分布が異なり、その差を検出することにより被検査基板電極Ｐの良否の検査を行うことができる。
【００１８】
【特許文献１】
特開平１１−２６５６７８（第４頁〜第６頁、図１、図２、図４、図５）
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電子銃部１から電子ビームＥを放出し、被検査基板電極Ｐから２次電子を発生させるためには、電子ビームＥの経路、被検査基板電極Ｐの測定箇所、発生する２次電子の経路を高真空度に維持する必要がある。電子ビームＥの経路を高真空度に維持するためには高真空チャンバーを必要とする。この高真空チャンバー２内には、測定に必要な電子銃部１、被検査基板電極Ｐ、その被検査基板電極ＰをＸＹ軸方向に移動させるＸＹ軸移動ステージ、被検査基板電極Ｐに所定の電圧を与えるプローバーなどの電圧供給部材を収容しなければならない。そして、そのような高真空チャンバー２内を高真空に維持するために、外部雰囲気と遮断する必要がある。
【００１９】
また、被検査基板電極Ｐの交換時に真空チャンバー２内の高真空度を維持するために予備室が必要になる。その予備室は、次に検査しようとする被検査基板電極Ｐとプローバーとを収納して、その予備室内を高真空状態にしておき、その被検査基板電極Ｐとプローバーとの交換時、真空チャンバー２内の高真空度を低下させないようにする部屋である。
【００２０】
従って、本体である大容積の真空チャンバー２に付随して可成り大きな容積の予備室も必要とし、設置場所は全体として大空間を必要とする。そのため大変高価な装置となり、製品コストの削減は難しい。しかも、ＦＰＤの画面サイズが大きくなるにつれて、前記のような構成の基板検査装置も大きくする必要があり、益々高価な設備になるという課題がある。
【００２１】
本発明はこれらの課題を解決しようとするものであって、本発明においては、局所真空技術を用いることにより、被検査基板電極の検査部分以外、即ち、被検査基板電極を移動させるＸＹ軸移動ステージ、被検査基板電極に電圧を掛けるプローバーなどの電圧供給部分を大気圧内に配設して、被検査基板電極の良否を非常に安価に検査できる基板検査装置及びその基板検査方法を得ることを目的とするものである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
それ故、前記課題を解決するために、本発明の基板検査装置は、主チャンバー部と、その主チャンバー部の一端部分に配設され、電子ビームを放射する電子銃部と、その電子銃部から出射した電子ビームの経路が形成されており、前記主チャンバー部の他端部に前記電子ビームの経路方向に伸縮する伸縮部材を介して接続され、前記電子銃部側とは反対側の端部に微細なスリット状開口が形成されている局所真空チャンバーと、その局所真空チャンバーに接続され、その内部のエアを吸気する主真空手段と、前記局所真空チャンバー内に臨んで配設されている二次電子検出器と、前記局所真空チャンバーの端部に、前記スリット状開口部の近接周辺部に同心的に形成された複数の吸気溝とそれらの吸気溝に接続されている副真空手段とからなる差動真空手段と、前記複数の吸気溝の外周に沿って形成されたエア噴出口からなる、前記局所真空チャンバーを浮上させる静圧浮上手段とを具備して構成されている。
【００２３】
そして、本発明の基板検査装置においては、前記被検査基板を載置して移動できる移動ステージは前記局所真空チャンバーの下方の大気圧上に配設される。
【００２４】
また、本発明の基板検査装置において、前記被検査基板に電圧を掛ける必要がある場合には、前記移動ステージに電圧供給手段を付帯させてもよい。
【００２５】
更に、本発明の基板検査装置における前記差動真空手段は前記複数の吸気溝に前記副真空手段がそれぞれ接続されていて、前記スリット状開口部に近いほどその吸気溝の吸気力が強くなるように差圧を付けて構成されていることを特徴とする。
【００２６】
そして更に、本発明の基板検査装置においては、前記局所真空チャンバーが伸縮部材を含む連結部を介して前記主チャンバー部の下部に取り付けられていることを特徴とする。
【００２７】
更にまた、主チャンバー部と、その主チャンバー部の一端部分に配設され、電子ビームを放射する電子銃部と、その電子銃部から出射した電子ビームの経路が形成されており、前記主チャンバー部の他端部に前記電子ビームの経路方向に伸縮する伸縮部材を介して接続され、前記電子銃部側とは反対側の端部に微細なスリット状開口が形成されている局所真空チャンバーと、その局所真空チャンバーに接続され、その内部のエアを吸気する主真空手段と、前記局所真空チャンバー内に臨んで配設されている二次電子検出器と、前記局所真空チャンバーの端部に、前記スリット状開口部の近接周辺部に同心的に形成された複数の吸気溝とその吸気溝に接続されている副真空手段とからなる差動真空手段と、前記複数の吸気溝の外周に沿って形成されたエア噴出口からなる、前記局所真空チャンバーを浮上させる静圧浮上手段と、前記局所真空チャンバーの下方の大気圧中に配設され、被検査基板を載置して移動できる移動ステージとを具備して構成されている基板検査装置を用い、被検査基板を検査する場合には、
前記スリット状開口部の下方に、移動ステージに載置された被検査基板を持ち来たし、前記エア噴出口からエアを噴射して前記局所真空チャンバーの前記他端部を僅かに浮上させると共に、前記主真空手段で前記主チャンバー部及び局所真空チャンバー内のエアを強力に吸引、排気する一方、前記スリット状開口部から吸引されようとするエアを前記差動真空手段により前記吸気溝から吸引して、前記主チャンバー部及び前記局所真空チャンバー内を高真空に維持しながら、前記被検査基板に前記電子銃部からの電子ビームを順次照射し、その照射によって発生した二次電子を前記二次電子検出器で補足し、前記二次電子の電圧コントラストを用いて前記被検査基板の検査を行う方法を採る。
【００２８】
従って、本発明の基板検査装置によれば、高真空に維持するチャンバーの容積は最少必要限に留めることができ、しかも被検査基板の大きさが変わっても、その同一容積の真空チャンバーで対応でき、更に、被検査基板を載置して移動させる移動ステージ、電圧供給手段などは真空チャンバー外の大気圧中に配設することができることから装置を小型化できる。
【００２９】
また、本発明の基板検査方法によれば、局所真空チャンバーを用いることにより、電子銃部を内蔵しているチャンバー内を高真空に保ちながら大気圧中に在る被検査基板に電子ビームを所定の幅で左右に走査させながら照射でき、その走査電子ビームが被検査基板に当たって発生する二次電子の電圧コントラストを測定して、被検査基板の良否を検査することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図５を用いて、本発明の一実施形態の基板検査装置の構成及び動作を説明する。
【００３１】
図１は架台に設置された本発明の一実施形態の基板検査装置の斜視図、図２は図１に示した基板検査装置に組み込まれた局所真空チャンバー部の開口部側から見た拡大斜視図、図３は図２に示した局所真空チャンバーの開口部から見た拡大平面図、図４は図３のＡ−Ａ線上における拡大断面図、そして図５は図３のＢ−Ｂ線上における拡大断面図である。
【００３２】
先ず、図１を用いて本発明の一実施形態の基板検査装置の構成を説明する。図１において、符号１０Ａは本発明の基板検査装置を指す。この基板検査装置１０Ａは、主チャンバー部３０、電子銃部４０、局所真空チャンバー部５０、二次電子検出器７０、連結部８０、制御部９０、ＸＹ軸移動ステージ１００、プロバー付きパレット１１０、コンベア１２０などから構成されており、それらは架台１３０上に設置されている。
【００３３】
主チャンバー部３０はガラス材で形成されており、その下部３１は円錐体形に、その上部３２は円筒形に形成されている。その上部３２の内部には電子銃部４０が封入されている。主チャンバー部３０の下部には連絡部８０を介して局所真空チャンバー部５０が取り付けられている。二次電子検出器７０はその先端の検出部が被検査基板電極Ｐに向かって主チャンバー部３０の下部に封止されて取り付けられている。主チャンバー部３０及び局所真空チャンバー部５０の内部のエアは主真空手段である真空ポンプ（不図示）により吸引され、外部に排気される。
【００３４】
電子銃部４０は従来技術の基板検査装置１０Ｂ或いは１０Ｃに用いられているものと同一のものでもよく、図示していないが、電子ビーム源と、この電子ビーム源から発生した電子ビームＥ（図４）を制御し、被検査基板電極Ｐを照射し、走査させる電子ビーム制御部と、反射装置などを備えている。電子ビーム制御部は静電レンズ及び又は電磁レンズからなり、電子ビーム源から放射された電子ビームＥを制御する機能を備えているものである。後記するが、本発明における電子銃部４０は被検査基板電極Ｐに対して電子ビームＥを所定の幅で２本〜４本、水平走査させるだけである。
【００３５】
本発明の一大特徴部分である局所真空チャンバー部５０は、図２〜図５に拡大して示したように、中央部にスリット状に開口部５１が形成されている扁平な楕円形盤体５２からなり、開口部５１の外周部の内側には差動真空手段５３が、その外側には静圧浮上手段が設けられている。
【００３６】
差動真空手段５３は、図示の実施形態の場合、３本の吸気溝５４、５５、５６とそれぞれの吸気溝５４、５５、５６に接続される第１、第２、第３の副真空ポンプ（何れも不図示）とから構成されている。３本の吸気溝５４、５５、５６は楕円状で同心的に形成されており、それぞれの吸気溝５４、５５、５６に連通する連結孔５７、５８、５９が楕円形盤体５２の側面に形成されている。これらの連結孔５７、５８、５９には前記不図示の第１、第２、第３の副真空ポンプに連結されたパイプが接続される。なお、連結孔５７、５８、５９は楕円形盤体５２の両側面に対称的に対向した位置に形成されている。
【００３７】
開口部５１に最も近い吸気溝５４からは第１の副真空ポンプで最も強く吸気して、その吸気したエアを外部に排気し、中央部の吸気溝５５からは第２の副真空ポンプで中間の強さで吸気して、その吸気したエアを外部に排気し、そして最外周の吸気溝５６からは第３の副真空ポンプで最も弱く吸気して、その吸気したエアを外部に排気する。この開口部５１側に向かうにつれて吸気を強めて行く動作を本発明では差動真空機能と称する。この差動真空機能により、開口部５１から局所真空チャンバー部５０及び主チャンバー部３０の内部に流れ込もうとするエアを遮断するように構成されている。
【００３８】
また、吸気溝５４、５５、５６の外方には、静圧浮上手段６０が設けられている。静圧浮上手段６０は楕円環状で多孔質部材からなるエア噴出口６１と、これに連結されるエア噴出ポンプ（不図示）とからなり、そしてエア噴出口６１に連通する２個の連結孔６２が楕円形盤体５２の側面の対称的な位置に形成されている。この連結孔６２には前記不図示のエア噴出ポンプに連結されるパイプ（不図示）が接続される。
【００３９】
この静圧浮上とは、エア噴出口６１から噴出されたエアにより局所真空チャンバー部５０を回転或いは回動させることなく被検査基板電極Ｐの表面から、例えば、１０μｍ程度の僅かな間隙を開けて浮上させる動作を指す。
【００４０】
局所真空チャンバー部５０は連結部８０を介して前記主チャンバーの下部に取り付けられている。この連結部８０は、伸縮部材である円環状のベローズ８１、円環状の上部取付板８２、同じく円環状の下部取付板８３などとから構成されている。連結部８０はベローズ８１が上部取付板８２と下部取付板８３との間にサンドイッチ状に挟まれて固定されている構造のものであり、そのような構造の連結部８０の上部取付板８２の上面は主チャンバー部３０の下方の開口端に固定されており、下部取付板８３の下面が局所真空チャンバー部５０の上面の開口部５１周辺に固定されている。このように、主チャンバー部３０と局所真空チャンバー部５０との間にベローズ８１を含む連結部８０を介在させることにより、エア噴出口６１から被検査基板電極Ｐの表面に噴出されたエアの圧力によりベローズ８１が収縮し、局所真空チャンバー部５０を被検査基板電極Ｐの表面から浮上させることができる。
【００４１】
主チャンバー部３０及び局所真空チャンバー部５０は架台１３０に支持部材１３４などで、被検査基板電極Ｐに対して所定の高さになるように支持、固定されている。
【００４２】
局所真空チャンバー部５０の下方には、架台１３０の表面が水平な載置台１３１に固定されたＸＹ軸移動ステージ１００が配設されており、そのＸＹ軸移動ステージ１００の上面にプロバー付きパレット１１０が固定されており、更に、その上面に被検査基板電極Ｐが載置、固定されていて、プロバー付きパレット１１０から被検査基板電極Ｐの各電極に所定の電圧が印加されるように構成されている。
【００４３】
ＸＹ軸移動ステージ１００はＹ軸ステージ１０１とその上に摺動自在に取り付けられているＸ軸ステージ１０２とからなり、そのＸ軸ステージ１０２のＸ軸方向における搬入側に配設された搬入コンベア１２１とＸ軸ステージ１０２の搬出側に配設された搬出コンベア１２２とからなるコンベア１２０が配設されている。
【００４４】
架台１３０の四辺形の載置台１３１は、その下面四隅に取り付けられている４本の脚部１３３で支えられており、その載置台１３１の表面は脚部１３３の下端に取り付けられている高さ調整ネジ１３２を調整することにより水平に調節される。
【００４５】
載置台１３１の下方には基板検査装置１０Ａを制御するコンピュータからなる制御部９０が収納されている。この制御部９０は本発明の要部ではないので、その説明は割愛する。
【００４６】
以上、説明したように、本発明の一実施形態の基板検査装置１０Ａは構成されている。次に、この基板検査装置１０Ａの動作を説明する。被検査基板としてＬＣＤ用の基板電極を採り上げる。その基板電極を被検査基板電極Ｐと記す。
【００４７】
先ず、局所真空チャンバー部５０、或いは主チャンバー部３０と局所真空チャンバー部５０とを開口部５１を閉じ、高真空を維持した状態で、ＸＹ軸移動ステージ１００のＸ軸ステージ１０２の表面から上方に持ち上げておき、またはサテライトステージ（不図示）を準備し、その方に移動させることにより開口部５１の高真空を維持した状態で、搬入コンベア１２１から搬入された被検査基板電極Ｐを、Ｘ軸ステージ１０２上に固定されているプロバー付きパレット１１０上に載置、固定し、被検査基板電極Ｐの電極端子にプロバーを接続して、所定の電圧を各電極に印加しておく。
【００４８】
次に、局所真空チャンバー部５０、或いは主チャンバー部３０と局所真空チャンバー部５０とをエア噴出ポンプ（不図示）を作動させ、局所真空チャンバー部５０の静圧浮上手段６０のエア噴出口６１から静圧のエアを噴出させた状態で、被検査基板電極Ｐの表面に対して所定の高さ位置まで降下させ、被検査基板電極Ｐと接触しない程度の高さに浮上させる。
【００４９】
同時に差動真空手段５３も作動させておく。この動作は、前記のように、差動真空手段５３の第１の副真空ポンプで開口部５１に最も近い吸気溝５４から最も強く吸気して、その吸気したエアを外部に排気し、第２の副真空ポンプで中央部の吸気溝５５から中間の強さで吸気して、その吸気したエアを外部に排気し、そして第３の副真空ポンプで最外周の吸気溝５６から最も弱く吸気して、その吸気したエアを外部に排気する。
【００５０】
同時に、主真空ポンプを作動させて、主チャンバー部３０及び局所真空チャンバー部５０の内部のエアを吸引し、外部へ排気する。
【００５１】
このように被検査基板電極Ｐの検査中、差動真空手段５３、静圧浮上手段６０、主真ポンプを同時に、かつ常時、作動させることにより、差動真空手段５３の差動真空機能により、エア噴出口６１から噴射されたエアが主ポンプの吸引作用で局所真空チャンバー部５０の開口部５１から局所真空チャンバー部５０及び主チャンバー部３０の内部に吸い込まれようとするエアを遮断し、主チャンバー部３０及び局所真空チャンバー部５０内を高真空に保つことができる。
【００５２】
このように差動真空手段５３の吸気溝５４、５５、５６からエアを吸気して行くことにより、局所真空チャンバー部５０の開口部５１及び主チャンバー部３０内、被検査基板電極Ｐの測定箇所を高真空に維持することができる。被検査基板電極Ｐのうねりや浮上量の誤差はベローズ８１により吸収される。
【００５３】
局所真空チャンバー部５０の浮上量は、局所真空チャンバー部５０のエア噴出口６１から吹き出しているエアの圧力と差動真空手段５３による差動吸気真空と、局所真空チャンバー部５０の開口部５１の高真空の負の圧力とのバランスで一定量に維持される。
【００５４】
開口部５１の一例の寸法は、４ｍｍ×４５ｍｍ程度、真空度は１０−４程度、局所真空チャンバー部５０の被検査基板電極Ｐからの浮上高さは１０μｍ程度に保つことができる。
【００５５】
主チャンバー部３０及び局所真空チャンバー部５０内はこのように高真空に維持されていることから電子銃部４０を作動させると、電子銃部４０から放射される電子ビームＥはプロバー付きパレット１１０より被検査基板電極Ｐへ供給される電圧に同期して被検査基板電極Ｐに照射される。電子ビームＥは水平方向に所定の幅の振幅で偏向され、被検査基板電極Ｐの上面を照射し、走査する。
【００５６】
局所真空チャンバー部５０は被検査基板電極Ｐ上を浮上しているので、被検査基板電極Ｐの測定面を傷つけることなく、ＸＹ軸移動ステージ１００によって検査箇所を未走査部分が生じないように変えることができる。開口部５１から電子ビームＥを数走査させる場合は、被検査基板電極Ｐを未走査部分が生じないように間歇送りする。
【００５７】
電子ビームＥで照射された被検査基板電極Ｐからは２次電子が発生し、その二次電子は二次電子検出器７０に捕捉、検出され、被検査基板電極Ｐ上に欠陥があれば、捕捉された二次電子に電圧変化が生じていることから電圧コントラストとして検出することができる。従って、被検査基板電極Ｐの欠陥の有無を検査することができる。
【００５８】
前記実施形態の基板検査装置１０Ａでは主チャンバー部３０及び局所真空チャンバー５０内の電子銃を１個としたが、数個の電子銃を内蔵させることもできる。被検査基板電極Ｐのサイズが大きくなり、検査時間を短くするために、電子銃や本基板検査装置１０Ａを複数台並列に配設し、検査時間を短くすることも可能である。
【００５９】
以上、説明したように、本発明の基板検査装置１０Ａは、電子ビームＥを被検査基板電極Ｐに当てて二次電子を検出し、エネルギ量の分布の違いを検出する方法を採っており、電子銃から発生する電子が、被検査基板電極Ｐを照射するまでの間に在る電子レンズ系（不図示）と被検査基板電極Ｐから発生する二次電子が二次電子検出器７０に入るまでの経路部分及び被検査基板電極Ｐの検査部分だけを高真空に維持する局所真空技術を使用したことを特徴としている。このような局所真空技術を使用することにより、被検査基板電極の検査部分以外と、被検査基板電極を移動させるＸＹ軸移動ステージ、被検査基板電極に電圧をかけるプロバー付きパレットを大気圧上に設置することができ、被検査基板電極の交換時に真空を上げておく予備室も不必要になった。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、局所真空技術を使用することにより、
１．基板検査装置は高真空に維持する真空チャンバーの容積を必要最小限に留めることができ、小型化できること
２．被検査基板電極の大きさが変わっても、高真空に維持する真空チャンバーの容積は同じでよく、装置サイズを小型化のままでよいこと
３．移動ステージやプローバー付パレットも真空チャンバー外に設置することができ、使用する部品も選択が容易になり、設備価格を安価に押さえることができること
４．被検査基板電極全体を高真空チャンバー内に収容しないので、次の被検査基板電極を高真空雰囲気内で準備しておく必要がなく、真空予備室が不要であること
など、数々の優れた効果がえられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】架台に設置された本発明の一実施形態の基板検査装置の斜視図である。
【図２】図１に示した基板検査装置に組み込まれた局所真空チャンバー部の開口部側から見た拡大斜視図である。
【図３】図２に示した局所真空チャンバーの開口部から見た拡大平面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線上における拡大断面図である。
【図５】図３のＢ−Ｂ線上における拡大断面図である。
【図６】従来技術の第１形態の基板検査装置の構成を示す断面図である。
【図７】従来技術の陰極線管の概念的構成を示した断面図である。
【図８】図６に示した基板検査装置に用いられている電子線を複数本、真空室内に収容して構成されている従来技術の第２形態の基板検査装置の構成を示す断面図である。
【図９】図８に示した基板検査装置による被検査基板電極の走査領域を説明するための図である。
【符号の説明】
１０Ａ…本発明の一実施形態の基板検査装置、３０…主チャンバー部、３１…主チャンバー部３０の下部、３２…主チャンバー部３０の上部、４０…電子銃部、５０…局所真空チャンバー部、５１…局所真空チャンバー部５０の開口部、５２…楕円形盤体、５３…差動真空手段、５４，５５，５６…差動真空手段５３の吸気溝、５７，５８，５９…真空ポンプ連結孔、６０…静圧浮上手段、６１…局所真空チャンバー部５０のエア噴出口、６２…エア噴射ポンプ用連結孔、８２…上部取付板、８３…下部取付板、９０…制御部、１００…ＸＹ軸移動ステージ、１１０…プロバー付きパレット、１２０…コンベア、１２１…搬入コンベア、１２２…搬出コンベア、１３０…架台、１３１…載置台、１３２…高さ調整ネジ、１３３…脚部、Ｅ…電子ビーム

Claims

主チャンバー部と、
該主チャンバー部の一端部分に配設され、電子ビームを放射する電子銃部と、該電子銃部から出射した電子ビームの経路が形成されており、前記主チャンバー部の他端部に前記電子ビームの経路方向に伸縮する伸縮部材を介して接続され、前記電子銃部側とは反対側の端部に微細なスリット状開口が形成されている局所真空チャンバー部と、
該局所真空チャンバー部に接続され、その内部のエアを吸気する主真空手段と、
前記局所真空チャンバー部内に臨んで配設されている二次電子検出器と、
前記局所真空チャンバー部の端部に、前記スリット状開口部の近接周辺部に同心的に形成された複数の吸気溝と該吸気溝に接続されている副真空手段とからなる差動真空手段と、
前記複数の吸気溝の外周に沿って形成されたエア噴出口からなる、前記局所真空チャンバー部を浮上させる静圧浮上手段と
を具備して構成されていることを特徴とする基板検査装置。
前記局所真空チャンバー部の下方の大気圧中に配設され、被検査基板を載置して移動できる移動ステージとの組合せからなる請求項１に記載の基板検査装置。
前記被検査基板に電圧を掛ける必要がある場合には、前記移動ステージは電圧供給手段を付帯していることを特徴とする請求項２に記載の基板検査装置。
前記差動真空手段は前記複数の吸気溝に前記副真空手段がそれぞれ接続されていて、前記スリット状開口部に近いほど該吸気溝の吸気力が強くなるように差圧を付けて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
前記局所真空チャンバー部は伸縮部材を含む連結部を介して前記主チャンバー部の下部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の基板検査装置。
主チャンバー部と、
該主チャンバー部の一端部分に配設され、電子ビームを放射する電子銃部と、
該電子銃部から出射した電子ビームの経路が形成されており、前記主チャンバー部の他端部に前記電子ビームの経路方向に伸縮する伸縮部材を介して接続され、前記電子銃部側とは反対側の端部に微細なスリット状開口が形成されている局所真空チャンバー部と、
該局所真空チャンバー部に接続され、その内部のエアを吸気する主真空手段と、
前記局所真空チャンバー部内に臨んで配設されている二次電子検出器と、
前記局所真空チャンバー部の端部に、前記スリット状開口部の近接周辺部に同心的に形成された複数の吸気溝と該吸気溝に接続されている副真空手段とからなる差動真空手段と、
前記複数の吸気溝の外周に沿って形成されたエア噴出口からなる、前記局所真空チャンバー部を浮上させる静圧浮上手段と、
前記局所真空チャンバー部の下方の大気圧中に配設され、被検査基板を載置して移動できる移動ステージと
を具備して構成されている基板検査装置を用い、
前記スリット状開口部の下方に、移動ステージに載置された被検査基板を持ち来たし、
前記エア噴出口からエアを噴射して前記局所真空チャンバー部の前記他端部を僅かに浮上させると共に、前記主真空手段で前記主チャンバー部及び局所真空チャンバー部内のエアを強力に吸引、排気する一方、前記スリット状開口部から吸引されようとするエアを前記差動真空手段により前記吸気溝から吸引して、前記主チャンバー部及び前記局所真空チャンバー部内を高真空に維持しながら、
前記被検査基板に前記電子銃部からの電子ビームを順次照射し、該照射によって発生した二次電子を前記二次電子検出器で補足し、前記二次電子の電圧コントラストを用いて前記被検査基板の検査を行うことを特徴とする基板検査方法。