JP5534715B2 - 電子回路パターンの欠陥修正方法およびその装置 - Google Patents

Description

本発明は電子回路パターンの欠陥修正方法およびその装置に係り、たとえば液晶表示パネルに形成される電子回路パターンの欠陥修正方法およびその装置に関する。

たとえば液晶表示パネルは、対向する一対のガラス基板の間に液晶を挟持した構成となっており、一方のガラス基板（いわゆるカラーフィルタ基板）の液晶側の面には青色、緑色、赤色の樹脂を交互に塗布したカラーフィルタが形成され、もう一方の基板（いわゆるＴＦＴ基板）の液晶側の面には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を含む画素回路、配線、あるいは画素駆動回路などが形成されている。

この場合、カラーフィルタや配線にパターン欠陥を生じていると表示異常となり、その液晶表示パネルは不良品となる。表示異常としては、カラーフィルタ基板側では、カラーフィルタに形成された樹脂が隣の画素にはみ出したために生じる色不良、あるいは樹脂の膜厚が均一でないために生じる塗布むらなどがあり、ＴＦＴ基板側では、配線の断線あるいは配線間の短絡などがある。

液晶表示パネルの、カラーフィルタ、画素回路、および配線等は、パターン化された絶縁層、導電層、あるいは半導体層等を積層させて形成される。このため、パターン欠陥は、上層パターンを形成する前や回路が完成した後に修正する必要がある。回路パターン欠陥の検出方法には、画像処理を用いた一般的なパターン検査装置や、アクティブマトリクス基板であれば、電気的に短絡・断線を検出する検査装置を用いることができる。

また、配線短絡の修正方法としては、たとえば特許文献１に開示されているように、配線の短絡部分をレーザ光の照射によって除去する方法が一般的である。また、修正する際には、ＣＣＤカメラによって画像を取込み、正常パターンと欠陥パターンの形状の誤差を検出することで修正箇所を特定する。また、欠陥の検出方法として、たとえば特許文献２において、電子回路パターンの形状を正常部と比較して検出する方法が開示されている。

特開平９−３０７２１７号公報 特開２００４−２７９２４４公報

特許文献１に示す方法は、外観検査装置や電気検査装置で欠陥を検出し、オペレータが前記欠陥の生じている箇所にレーザ照射領域を合わせ、その後にレーザを照射するようにしている。このことから、このような修正を行う装置にはＣＣＤ等の可視化できる検出素子が搭載されており、この検出素子による観察像から欠陥の位置や欠陥種を特定するようにしている。

しかし、ＣＣＤ等の検出素子は人間の認識波長（４００〜８００ｎｍ）で観察するように構成されている。このため、前記波長域で検出できない欠陥においては、電気検査が採用され、この検査によって検出できる欠陥座標・情報に基づいて修正を施すしかなかった。そして、短絡に基づく輝点欠陥に対しては、薄膜トランジスタＴＦＴを備える画素部を電気的に孤立させ、いわゆる黒点化修正を行うようにしている。

たとえば薄膜トランジスタＴＦＴにおいて、その半導体層がアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）で構成されている場合、ソース・ドレイン電極との界面にたとえばｎ型の濃度の高いアモルファスシリコン層（ｎ＋ａ−Ｓｉ層）を形成するようにしている。このｎ＋ａ−Ｓｉ層をコンタクト層として機能させるためである。ｎ＋ａ−Ｓｉ層はａ−Ｓｉの上層に形成し、ソース・ドレイン電極を形成した後に、これらソース・ドレイン電極をマスクとし、これらソース・ドレイン電極から露出したｎ＋ａ−Ｓｉ層をエッチングし、残存されたｎ＋ａ−Ｓｉ層をコンタクト層として構成するようにしている。

この場合、ソース・ドレイン電極から露出したｎ＋ａ−Ｓｉ層をエッチングする際に、それらが完全にエッチングされていない場合、ソース電極とドレイン電極との間に短絡が生じてしまうが、この観察にあっては、ＣＣＤ観察領域の光学特性の差が小さいことから認識が困難となる。このことから、薄膜トランジスタＴＦＴのソース・ドレイン電極の短絡にあっては、一律に、画素を黒点化処理していた。

また、特許文献２の検査方法は、可視光で検出される欠陥のみであり、アレイテスタなどの電気検査により検出された欠陥に対して全て顕在化できるものではない。

本発明の目的は、電気検査等で検出された欠陥に対して、従来の修正装置での観察では認識が困難であった欠陥種を顕在化し、画素を正常化あるいは半黒点化できる電子回路パターンの欠陥修正方法およびその装置を提供することにある。

本発明は、半導体層の上面に高濃度半導体層を介してドレイン・ソース電極が形成された薄膜トランジスタにおいて、ドレイン電極およびソース電極との間の半導体層上における前記高濃度半導体層の残渣の有無を赤外光領域の波長の照射光による撮像によって検出するようにしたものである。

本発明の構成は、たとえば、以下のようなものとすることができる。

（１）本発明の電子回路パターンの欠陥修正装置は、検査装置の検査データに基づいて、基板上に形成した電子回路パターンの欠陥を修正して正常化するパターン欠陥修正装置であって、
前記検査装置から受けとる検査データ受信手段と、
前記電子回路パターンの欠陥部に対して、可視光領域と赤外光領域の波長の照射光を照射し、電子回路パターンからの可視光領域と赤外光領域の波長の反射光を受光する撮像手段と、
前記撮像手段により得られた撮像画像から電子回路パターンの欠陥部を抽出し、修正方法を判定する信号処理手段と、
前記電子回路パターンの欠陥部にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、 を有することを特徴とする。

（２）本発明の電子回路パターンの欠陥修正装置は、（１）において、前記レーザ照射手段によるレーザ照射前後に、前記撮像手段が受光した反射光に基づいて、前記電子回路パターンの欠陥修正の成否を判定する修正判定手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の電子回路パターンの欠陥修正装置。

（３）本発明の電子回路パターンの欠陥修正装置は、（１）において、前記レーザ照射手段は、金属配線上に半導体層と絶縁体層が積層してなる電子回路パターンに対して、半導体層と絶縁体層のみを加工除去することを特徴とする。

（４）本発明の電子回路パターンの欠陥修正装置は、（１）において、前記撮像手段は、１７０ｎｍから１５００ｎｍの範囲の光を用いて撮像することを特徴とする。

（５）本発明の電子回路パターンの欠陥修正装置は、（１）において、前記撮像手段は、可視光領域と赤外光領域の波長から欠陥位置情報を補正するための光学素子を有することを特徴とする。

（６）本発明の電子回路パターンの欠陥修正方法は、基板上に、無機物もしくは有機物を成膜後、レジスト塗布、露光、現処理、エッチングを順次施すことによって形成した電子回路パターンを対象として、
短絡欠陥部の原因となる導電性の高い材料に対して、可視光領域及び赤外光領域の波長の双方の波長の撮像信号から前記短絡欠陥を検出し、
前記検出結果に基づいて、前記短絡欠陥にレーザを照射することにより電子回路パターンを修正することを特徴とする。

（７）本発明の電子回路パターンの欠陥修正方法は、（５）において、前記レーザ照射は、金属配線上に、半導体層と絶縁体層が積層してなる電子回路パターンに対して、絶縁層を加工するためのレーザ波長と、半導体層を加工するためのレーザ波長の少なくとも２波長でのレーザ加工を行うことを特徴とする。

（８）本発明の電子回路パターンの欠陥修正方法は、半導体層の上面に高濃度半導体層を介してドレイン・ソース電極が形成された薄膜トランジスタを備える電子回路パターンの修正方法であって、
ドレイン電極およびソース電極との間の半導体層上における前記高濃度半導体層の残渣の有無を赤外光領域の波長の照射光による撮像によって検出することを特徴とする。

なお、上記した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、上記した構成以外の本発明の構成の例は、本願明細書全体の記載または図面から明らかにされる。

上述した電子回路パターンの欠陥修正方法およびその装置によれば、電気検査等で検出された欠陥に対して、従来の修正装置での観察では認識が困難であった欠陥種を顕在化し、画素を正常化あるいは半黒点化できるようになる。

本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。

本発明による電子回路パターンの欠陥修正装置の実施例を示す構成図である。 液晶表示パネルを示す断面図である。 ＴＦＴ基板を液晶側から観た平面図である。 ＴＦＴ基板の短絡欠陥を示す図である。 ａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜の吸収特性を示す図である。 可視光領域での画像信号（ａ）、および赤外光領域での画像信号（ｂ）を示すグラフである。 ＴＦＴ工程および修正工程を示すフロー図である。 本発明の短絡欠陥の修正方法を示す図である。

本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。なお、各図および各実施例において、同一または類似の構成要素には同じ符号を付し、説明を省略する。

以下の実施例では、液晶表示パネルを例に挙げて説明するが、一般的にアクティブマトリックス基板を用いた表示パネルの修正に適用可能である。したがって、たとえば有機ＥＬ表示パネル等の他の表示パネルにあっても本発明を適用することができる。

図２は本発明が適用される液晶表示パネルの構成を示す断面図である。液晶表示パネルは、対向配置されるＴＦＴ基板１５とフィルタ基板１４との間に液晶６が挟持された構成となっている。

ＴＦＴ基板１５は次のようにして構成されている。ガラス基板１３の液晶６側の面の画素に、ゲート信号線（図２において符号９で示す）の一部であるゲート電極９への走査信号によってオンされる薄膜トランジスタＴＦＴと、このオンされた薄膜トランジスタＴＦＴを通してドレイン信号線（図２において符号８で示す）からの映像信号が供給される画素電極１１が備えられている。薄膜トランジスタＴＦＴは、前記ゲート電極９をも被って形成されるゲート絶縁膜５の上面に前記ゲート電極９を跨いで形成されるたとえばアモルファスシリコンからなる半導体層１０と、この半導体層１０の上面にコンタクト層１８を介して配置されるドレイン電極ＤＴおよびソース電極ＳＴが形成されることによって構成されている。コンタクト層１８は、薄膜トランジスタＴＦＴの製造過程において、前記半導体層１０上にたとえばｎ＋型不純物がドープされたアモルファスシリコン（高濃度半導体層）を積層させ、前記ドレイン電極ＤＴおよびソース電極ＳＴの形成後に、前記ドレイン電極ＤＴおよびソース電極ＳＴから露出している部分をエッチングし、前記ドレイン電極ＤＴおよびソース電極ＳＴと半導体層１０との界面に前記高濃度半導体層を残存させることによって形成される。また、ドレイン電極ＤＴは図示しないドレイン信号線（図２において符号８で示す）に接続され、ソース電極ＳＤは前記画素電極１１に電気的に接続されている。画素電極１１は、薄膜トランジスタＴＦＴを被って形成される保護膜１７の上面に形成され、この保護膜１７に形成されたスルーホールＴＨを通して前記ソース電極ＳＤと接続されている。画素電極１１はたとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明導電膜によって形成されている。また、前記保護膜１７は薄膜トランジスタＴＦＴの液晶６との直接の接触を回避し、薄膜トランジスタＴＦＴの特性の安定化を図っている。

フィルタ基板１４は次のようにして構成されている。ガラス基板１の液晶６側の面には隣接する画素との間にブラックマトリックス（遮光膜）１６が形成され、各画素の領域にはカラーフィルタが形成されている。また、これらブラックマトリックス（遮光膜）１６およびカラーフィルタの上面には対向電極３が形成されている。対向電極３はたとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる透明導電膜によって形成されている。

なお、図示していないが、ＴＦＴ基板１４の液晶６側の面およびカラーフィルタ基板１５の液晶６側の面には、それぞれ、液晶６の分子の初期配向方向を決定させる配向膜が形成されている。また、ＴＦＴ基板１４の液晶６と反対側の面およびカラーフィルタ基板１５の液晶６と反対側の面には、それぞれ、偏光板１２、２が配置されている。液晶６の分子の駆動を可視化するためである。

図３は、液晶表示パネルのＴＦＴ基板１５を液晶６側から観た平面図である。ＴＦＴ基板１５に形成される各種の信号線や電極は絶縁層を介在させた薄膜多層回路で構成される。

図２において、図中ｙ方向に延在しｘ方向に並設されるゲート信号線９が形成されている。これらゲート信号線９は後述のドレイン信号線８とで囲む領域を画素領域として構成するようになっている。ゲート信号線９をも被うようにしてゲート絶縁膜５（図２参照）が形成され、このゲート絶縁膜５の上面であって前記ゲート信号線９に重畳するようにして島状の半導体層１０が形成されている。この半導体層１０は、たとえば、活性層である水素化アモルファスシリコンａ−Ｓｉ：Ｈ（水素化アモルファスシリコン）層によって構成されている。この半導体層１０は薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層となるもので画素ごとに形成されている。ゲート絶縁膜５の上面には、図中ｘ方向に延在しｙ方向に並設されるドレイン信号線８が形成されている。各ドレイン信号線８は、その走行方向に沿って並設される各画素において延在する部分を有し、この延在部は各画素の半導体層１０の表面にまで形成されて薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極ＤＴを構成するようになっている。また、ドレイン信号線ＤＬの形成の際に、薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＴが形成されるようになっており、このソース電極ＳＴは前記半導体層１０の表面から画素領域側に延在された延在部を備えて形成される。この延在部は後述の画素電極と電気的に接続されるはパッド１９となる。なお、図示していないが、上述したように、半導体層１０の前記ドレイン電極ＤＴおよびソース電極ＳＴとの界面にはコンタクト層１８が形成されており、このコンタクト層は高濃度のｎ型不純物がドープされた水素化アモルファスシリコン（ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ）によって構成されている。薄膜トランジスタＴＦＴが形成された表面には、前記薄膜トランジスタＴＦＴをも被って保護膜１７（図２参照）が形成され、この保護膜１７の上面には、画素領域ごとに面状の画素電極１１が形成されている。この画素電極１１はたとえばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電膜によって形成されている。画素電極１１は保護膜に予め形成されたスルーホールＴＨを通して薄膜トランジスタＴＦＴの前記ソース電極ＳＴと電気的に接続されるようになっている。

ＴＦＴ基板１５に上述のように形成される薄膜多層電子回路はホトリソグラフィ技術を用いることによって形成される。すなわち、たとえば信号線を形成する場合、その材料をガラス基板１３の全域に均一に成膜し、感光性樹脂であるホトレジストを塗布する。次に、前記信号線のパターンに対応するマスクを介して、紫外光を照射してホトレジストを感光させる。これを現像すると感光した部分が除去され、ホトレジストのパターンが形成される。さらに、エッチング工程、レジスト剥離工程を経て前記マスクパターンが基板に転写されることで前記信号線が形成される。半導体層１０を形成する場合においても同様の工程を経るようになっており、これらの工程を各層ごとに繰り返すことで薄膜多層電子回路を形成できる。

これらのＴＦＴ基板１５の製造過程では、基板上の異物やプロセス上の問題などの影響により、電子回路パターンに欠陥が発生することがある。液晶表示装置のＴＦＴ基板１５に形成されている電子回路パターンが、短絡または断線すると、電気信号が正しく送信されずに表示素子は誤表示される。そのため、レーザ加工を用いて短絡部を切断して回路を修正したり、また、欠落部に新たな材料を追加したりして正常化するといった修正が行われる。

図４は、図３に示した構成のうち、薄膜トランジスタＴＦＴが形成されている部分を拡大して示した図で、前記薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＴとドレイン電極ＤＴとの間で短絡欠陥（図中符号２０で示す）が生じていることを示している。

液晶表示装置において、画素に電界が印加されていない際に黒表示となるノーマリーブラック方式の場合、ソース電極ＳＴとドレイン電極ＤＴとの間で短絡欠陥２０が生じると、画素は薄膜トランジスタＴＦＴの制御にかかわらず、常時、点灯状態となり、いわゆる輝点欠陥となってしまう。この輝点欠陥は、表示装置としては致命的な欠陥であり不良品となる。このため、この欠陥に対して、従来行われてきた修正方法は、図４に示すように、ドレイン信号線８から薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極ＤＴに至る配線経路の途中をレーザ加工により切断（図中に切断部２２を示す）することで、致命欠陥である輝点を黒点化するようにしている。なお、ゲート信号線９には上述した修正を予定し予め開口部ＯＰが形成されている。ここで、前記短絡欠陥２２の原因の多くは、ドレイン電極ＤＴおよびソース電極ＳＴのパターン化の際の金属材料の残渣による短絡と、前記コンタクト層１８のエッチングの際の残渣による短絡となっている。

この場合、金属材料の多くはＡｌなどの反射率の高い材料であるため、通常光学系で用いられる白色光（４００〜８００ｎｍの可視光）の観察によって、高いコントラスト画像が得られる。このため、作業者が目視で確認でき、また、半導体検査装置などで多く用いられている、正常部との電子回路パターンの比較を用いることで、短絡欠陥２２を自動検出することが可能である。しかし、コンタクト層１８の残渣は、白色光では充分なコントラスト画像を得ることができず、コンタクト層の残渣による短絡欠陥の検出が極めて難しくなる。図５は、横軸に光子エネルギー（ｅＶ）を、縦軸に吸収係数（ｃｍ-１）をとったグラフからなり、薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層１０として用いられるａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜の吸収スペクトル（図中符号１０１で示す）と、コンタクト層１８として用いられるｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜（ａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜にリンをドープ）の吸収スペクトル（図中符号１０２で示す）を示している。図５から明らかなように、いずれの薄膜も、可視光領域で吸収係数が大きく、低エネルギー（長波長）になるに従い小さくなる。しかし、１．６ｅＶ（８００ｎｍ）付近からは、光吸収特性が大きく異なり、ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜はａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜に比べて吸収が大きい特性を示す（それらの差を図中符号１０３で示す）ようになっている。

図６（ａ）、（ｂ）は、いずれも、図４のＡ−Ａ'線に沿って得られる画像信号（濃淡度）を示している。図６（ａ）は、金属材料の残渣による短絡欠陥を示す場合の画像信号（濃淡度）を、図６（ｂ）は、ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ層の残渣による短絡欠陥を示す場合の画像信号（濃淡度）を示している。画素部（図（ａ）中符号３０ａの箇所）は透過するため濃淡度は小さく示され、ゲート信号線（図（ａ）中符号２７ａ、２６ａの箇所）、ドレイン信号線（図（ａ）中符号２５ａの箇所）、ソース電極（図（ａ）中符号２４ａの箇所）は反射が大きいため濃淡度は大きく示される。

白色光を用いた可視光領域の観察では、ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０は吸収係数が大きく、下層の金属膜であるゲート信号線９からの反射光は低減され、画像信号が弱くなっている（図（ａ）中符号２９ａの箇所）。また、ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ層１８の残渣による短絡欠陥２０部は、可視光領域での吸収特性が同程度のため、ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０との反射光に大きな違いはない（図（ａ）中符号２８ａの箇所）。膜の残渣による数ｎｍから数十ｎｍの膜厚変動による濃淡度の差が観察される程度であり（図（ａ）中符号２３ａで示す）。そのため、作業者による目視判断がしにくく、欠陥位置を特定できない可能性がある。さらに、短絡していないａ−Ｓｉ：Ｈ層１０とコントラスト差が小さいため、短絡欠陥２０の自動認識による自動修正は、欠陥の検出精度が低下する。

これに対して、図５に示す吸収特性から低エネルギー側、すなわち８００ｎｍ以上の長波長側では、ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０とｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ層１８の吸収特性は大きく異なっている。これはｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ層１８では、薄膜中の自由電子が赤外光に活性であり、自由電子の散乱の影響で透過率が低下することを示している。

これとは対照的に、ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０は、赤外領域の吸収は小さく、透過な特性を示すため、ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ層１８の残渣が原因の短絡欠陥２０部の反射光には濃淡度に差が生じる。そこで、８００ｎｍから１５００ｎｍ程度の長波長を観察光で用いて観察した。図６（ｂ）からも確認できるように、画素１１部は透過なため反射光は小さく、濃淡度は低い（図（ｂ）中符号３０ｂの箇所）。金属層であるゲート信号線９とドレイン信号線８およびソース電極７は、赤外領域においても反射光が強く濃淡度が大きい（図（ｂ）中符号２４ｂ、２５ｂ、２６ｂ、２７ｂの箇所）。金属材料は、一般的に、紫外から赤外領域にわたる広い波長範囲で強い反射特性を持っているためである。ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０は、赤外領域での吸収特性が小さいため、可視光領域に比較して金属膜であるゲート信号線９からの反射光が大きい（図（ｂ）中符号２９ｂの箇所）。一方、ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ層１８の残渣による短絡欠陥２０部の観察像は濃淡度が小さい結果となった（図（ｂ）中符号２８ｂの箇所）。これは、図５で示したように、８００ｎｍ以上での吸収があり、ゲート信号線９で赤外光が反射して戻ってくる際の光吸収がａ−Ｓｉ：Ｈ層１０に比べて大きいためである。このように、赤外光を用いて観察することで、正常部であるａ−Ｓｉ：Ｈ層１０とのコントラスト差が大きくなり（図（ｂ）中符号２３ｂで示す）、作業者の短絡欠陥２０部の認識率が向上し、欠陥修正を確実に実施することが可能となる。また、図中符号２３で示す信号強度差によって、画像信号処理による自動欠陥検出も可能となり、短絡欠陥２０部の顕在化により、修正の自動化も可能となる。

図１は、上述した短絡欠陥２０を修正するのに好適な修正装置（電子回路パターンの欠陥修正装置）の構成を示す図である。

前記装置は、同軸光学系に、少なくともこれまでに観察で用いられていた白色光（可視光領域）と、ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ層１８の残渣を顕在化させるための赤外光領域との２波長領域が観察可能な光学系を有している。ここで、波長領域とは、レーザ光や干渉フィルタによる数ｎｍから数十nmといった狭帯域の波長領域ではなく、少なくとも１００ｎｍ以上の波長領域である。赤外波長は、可視光領域の光学系と共用できるように、光源として汎用的なハロゲンランプを照明４０に用いることと、レンズなどの光学系材料である石英の透過特性から、８００から１５００ｎｍを用いることにした。

照明４０は、光量ムラを補正した後に、ＴＦＴ基板１３に照射される。反射光は、対物レンズ４８とハーフミラー４１と結像レンズを介して観察系に入る。ここで、ダイクロイックミラー４２で赤外光と可視光に分岐して、それぞれの波長に感度のある、ＣＣＤなどの赤外光用撮像素子４３と可視光用撮像素子４４に光信号を送信する。可視光用撮像素子４３の前には、さらに遠赤外線カットフィルターを設置して、可視光画像のノイズを低減する。観察光学系の対物レンズ４８と結像レンズ４９は、可視領域と赤外領域で色収差補正したものを用いる。また、結像レンズをダイクロイックミラー４２の後に配置したり、色収差補正の機能を有した回折光学素子などを観察光学系に配置したりすることで、波長による欠陥位置精度や焦点位置ズレを除去することが可能となる。

この修正装置による欠陥の検出は、これら赤外光と可視光の双方の観察画像信号を用いて行われる。ＴＦＴ基板１３の製造工程で行われる外観検査装置は、可視光領域で行われており、検出された欠陥を再現するために可視光による修正装置でのレビューが必要である。また、電気検査で検出された欠陥に対しては、可視光領域での観察の他に、ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ層１８の残渣などによる欠陥を顕在化させるために赤外光を用いる。赤外線の撮像素子は、温度変化などによるノイズが発生しやすいため、安定検出を行うためには素子の温度管理を行うとより良い。

観察系と同軸には、加工用のパルスレーザ４５を搭載している。波長として、金属膜を加工するためのＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）基本波（１０６４ｎｍ）または第２高調波（５３２ｎｍ）と、保護膜であるＳｉＮ薄膜を加工するための第４高調波による紫外レーザ（２６６ｎｍ）を発振する。パルスレーザ４５からの光は、光学系に設置された、可変可能なスリット４６を通過して、結像レンズ４７と対物レンズ４８を介してＴＦＴ基板１３上に縮小投影される。スリット４６には、スリット位置を調整するためのガイド光４９を設置し、パルスレーザ４５の照射位置を決めている。

以上のように、修正装置に、白色光（可視光）領域の観察光学系とともに、赤外領域での観察光学系を設置することで、従来検出困難であったｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ層１８の残渣による短絡欠陥２０（図３）を検出し、パルスレーザ４５により切断加工を実施して、輝点欠陥を黒点化修正する。これにより、欠陥の救済率を向上させることが可能となる。

次に、本発明の第２実施例として、薄膜トランジスタＴＦＴにおいて、ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ層１８の残渣によるソース電極ＳＴとドレイン電極ＤＴの短絡に対して、正常化または半黒点化修正する方法について説明する。

第２実施例による修正は、輝点欠陥を黒点化処理するのではなく、短絡欠陥２０部のみをパルスレーザ４５で加工することで、正常化または半黒点化して修正することにある。ここで、半黒点化とは薄膜トランジスタＴＦＴがＯＦＦの時には常時黒表示となり、ＯＮ時には正常画素に比べて輝度は低いが点灯可能な状態にすることをいう。

短絡欠陥２０はソース電極ＳＴとドレイン電極ＤＴの一部において、金属配線やｎ＋配線が残っている場合に発生する。従来では、その一部が短絡している場合でも、図４で説明したように、ドレイン電極８の引出線部を切断する黒点化処理により修正を行っていた。しかし、多くの短絡欠陥２０は、電極の一部のみ（１割以下）の短絡であり、この部分のみ除去することで短絡を修正することが可能である。

図７に、短絡欠陥２０の検査修正工程を示す。実施例１と同様に、薄膜トランジスタＴＦＴの製造工程では、配線や半導体活性層を形成する薄膜成膜工程７０１、電子回路パターンを形成するホトリソ工程７０２、エッチング工程７０３がある。これらの処理を繰り返すことにより、ＴＦＴアレイが完成し、電気検査であるＴＦＴアレイ検査工程７０４と外観検査工程７０５で欠陥の有無を調べる。なお、検査工程はこの他にも、ＴＦＴ配線の各層で行われたり、電気検査または外観検査のみを使用したりする場合もある。

検査工程で欠陥が検出されたＴＦＴ基板１３は、欠陥種情報と欠陥位置情報とともに修正工程７０６に搬送される。この修正工程７０６では、実施例１で説明した、可視光領域と赤外光領域の波長を用いてＴＦＴ基板１３の短絡欠陥２０部の近傍を撮像する。検査装置から送付された欠陥位置座標に相当する部分を観察して短絡欠陥２０を顕在化することで、さらに高い精度で欠陥位置と欠陥種の判定を行う。この短絡欠陥２０の顕在化は、金属薄膜残りによる短絡欠陥２０を検出するためには、可視光領域の撮像画像を用い、ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ層１８の残渣の短絡欠陥２０の場合には、赤外光領域の撮像画像を用いるが、欠陥種によっては、２つの画像を比較するようにしてもよい。このようにすることで短絡欠陥２０をさらに顕在化できる。

このように波長領域の画像を用いて検査することにより、ソース電極７とドレイン電極８の短絡欠陥２０が金属薄膜か、あるいはｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜１８の残渣であるかを判断することができる。金属薄膜の残渣による欠陥では、従来の修正方法である黒点化修正を適用し、ドレイン信号線８の引出し線をパルスレーザ４５加工にて切断することにより行う。加工状態は、撮像素子で常時観察しながら加工残りを調べることで、修正完了の判定を行う。

図８（ａ）、（ｂ）は、上述した修正方法によって、ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜１８の残渣による短絡欠陥２０が除去された図である。図８（ｂ）は図８（ａ）のｂ−ｂ線における断面である。なお、図８（ａ）、（ｂ）では、レーザによってｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜１８、ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０に形成される孔を図中符号２０ｂによって示している。赤外線領域の観察により、短絡欠陥２０がｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜１８の残渣による場合は、はじめに短絡欠陥２０部の上層に形成されている保護膜１７を除去することにより窓開けを行う。保護膜１７の除去はＵＶレーザを用いた光分解作用により行う。ＹＡＧレーザの第４高調波（２６６ｎｍ）を用いると、照射領域に対して、高い加工形状精度が得られる。この窓開け加工により、下層にある短絡欠陥２０部のｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ層１０が現出する。この後に、ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ層１８とａ−Ｓｉ：Ｈ層１０の吸収係数が大きい、可視光のレーザを照射する。ここではＹＡＧの第２高調波５３２ｎｍを用いるのが好適である。これらの下層のゲート絶縁膜５は、５３２ｎｍに対して透過性が高く、また、その下層のゲート信号線９は反射率が高いことから、このレーザ光に対する損傷は小さい。すなわち、ａ−Ｓｉ：Ｈ層との加工選択比が大きく、短絡欠陥２０のｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ層１８とａ−Ｓｉ：Ｈ層１０のみを除去できるようになる。

以上のように、可視光と赤外光の波長を用いた撮像素子によって欠陥種の画像信号を取得、そして信号処理を行う制御装置５２で欠陥種を分類する。この欠陥種の分類には、赤外光、可視光、または、双方の画像を用いて所望の欠陥を抽出する。その後、制御装置５２により好適な修正方法を選択し、パルスレーザ４３から修正方法に適した波長によりＴＦＴ基板１３を修正処理するようにしている。このため、従来では検出し難かったｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ薄膜１８の残渣による短絡欠陥２０に対しても修正を施すことができ、ＴＦＴ基板１３を良品化できる。

上述した実施例では、短絡欠陥２０の切断を説明したものである。しかし、図１で示した修正装置には、レーザ加工（切断加工）の他に、信号線を接続するための装置や、絶縁膜などの薄膜を形成する装置を搭載し、欠陥の修正を効率的に行うようにしてもよい。

また、上述した実施例では、液晶表示装置を例に説明したが、これに限定されることはなく、有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置やＰＤＰ（Plasma Display Panel）装置などにも適用することができる。

以上、本発明を実施例を用いて説明してきたが、これまでの各実施例で説明した構成はあくまで一例であり、本発明は、技術思想を逸脱しない範囲内で適宜変更が可能である。また、それぞれの実施例で説明した構成は、互いに矛盾しない限り、組み合わせて用いてもよい。

1、１３…ガラス基板、２、１２…偏光板、３、１１…透明導電膜、４、１７…配向膜、５…ゲート絶縁膜、６…液晶分子、７…ソース電極、８…ドレイン電極、９…ゲート信号線、１０…ａ−Ｓｉ：Ｈ層、１４…カラーフィルタ基板、１５…ＴＦＴ基板、１６…ブラックマトリックス、１７…保護膜、１８…ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ層、１９…画素電極接続部、２０…ソース・ドレイン短絡部、２０ｂ……ソース・ドレイン短絡部修正部（加工部）、２１…ゲート配線窓部、２２…黒点化修正切断部、２４ａ…ソース信号線からの可視光画像信号、２５ａ…ドレイン信号線からの可視光画像信号、２６ａ、２７ａ…ゲート信号線からの可視光画像信号、２８ａ…短絡欠陥からの可視光画像信号、２９ａ…ａ−Ｓｉ：Ｈ層の可視光画像信号、３０ａ…画素部の可視光画像信号、２４ｂ…ソース信号線からの赤外光画像信号、２５ｂ…ドレイン信号線からの赤外光画像信号、２６ｂ、２７ｂ…ゲート信号線からの赤外光画像信号、２８ｂ…短絡欠陥からの赤外光画像信号、２９ｂ…ａ−Ｓｉ：Ｈ層の赤外光画像信号、３０ｂ…画素部の赤外光画像信号、４０…ハロゲンランプ、４１…観察用ハーフミラー、４３…赤外光撮像素子、４４…可視光撮像素子、４５…パルスレーザ、４６…スリット、４７…結像レンズ、４８…対物レンズ、４９…ガイド光、５０…結像レンズ、５１…遠赤外線カットフィルタ、５２…制御装置、７０１…薄膜成膜工程、７０２…ホトリソ工程、７０３…エッチング・剥離工程、７０４…ＴＦＴアレイ検査工程、７０５…外観検査工程、７０６…修正工程、７０７…ドレイン線切断工程、７０８、７１１…加工状態観察工程、７０９、７１２、７１４…判定工程、７１０、保護膜除去工程、７１３…ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈ除去工程、７１５…次工程、１０１…ａ−Ｓｉ：Ｈの吸収特性、１０２…ｎ＋ａ−Ｓｉ：Ｈの吸収特性。

Claims (8)

1. 検査装置の検査データに基づいて、基板上に形成した電子回路パターンの欠陥を修正して正常化するパターン欠陥修正装置であって、
   前記電子回路パターンの欠陥部に対して、可視光領域と赤外光領域の波長の照射光を照射し、電子回路パターンからの可視光領域と赤外光領域の波長の反射光を受光する撮像手段と、
   前記撮像手段により得られた撮像画像から電子回路パターンの欠陥部を抽出し、修正方法を判定する信号処理手段と、
   前記電子回路パターンの欠陥部にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、
   を有することを特徴とする電子回路パターンの欠陥修正装置。
2. 前記レーザ照射手段によるレーザ照射前後に、前記撮像手段が受光した反射光に基づいて、前記電子回路パターンの欠陥修正の成否を判定する修正判定手段と、
   を有することを特徴とする請求項１の電子回路パターンの欠陥修正装置。
3. 前記レーザ照射手段は、金属配線上に半導体層と絶縁体層が積層してなる電子回路パターンに対して、半導体層と絶縁体層のみを加工除去することを特徴とする請求項１の電子回路パターンの欠陥修正装置。
4. 前記撮像手段は、１７０ｎｍから１５００ｎｍの範囲の光を用いて撮像することを特徴とする請求項１の電子回路パターンの欠陥修正装置。
5. 前記撮像手段は、可視光領域と赤外光領域の波長から欠陥位置情報を補正するための光学素子を有することを特徴とする請求項１の電子回路パターンの欠陥修正装置。
6. 基板上に、無機物もしくは有機物を成膜後、レジスト塗布、露光、現処理、エッチングを順次施すことによって形成した電子回路パターンを対象として、
   短絡欠陥部の原因となる導電性の高い材料に対して、可視光領域及び赤外光領域の波長の双方の波長の撮像信号から前記短絡欠陥を検出し、
   前記撮像信号に基づいて前記短絡欠陥を検出した結果に基づいて、前記短絡欠陥にレーザを照射することにより電子回路パターンを修正することを特徴とする電子回路パターンの欠陥修正方法。
7. 前記レーザ照射は、金属配線上に、半導体層と絶縁体層が積層してなる電子回路パターンに対して、絶縁層を加工するためのレーザ波長と、半導体層を加工するためのレーザ波長の少なくとも２波長でのレーザ加工を行うことを特徴とする請求項６の電子回路パターンの欠陥修正方法。
8. 半導体層の上面に高濃度半導体層を介してドレイン・ソース電極が形成された薄膜トランジスタを備える電子回路パターンの修正方法であって、
   ドレイン電極およびソース電極との間の半導体層上における前記高濃度半導体層の残渣の有無を赤外光領域の波長の照射光による撮像によって検出することを特徴とする電子回路パターンの欠陥修正方法。

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