配线缺陷检测方法和配线缺陷检测装置、以及半导体基板的制造方法
【专利摘要】在本发明的一方式的配线缺陷检测方法中，在预先设定的帧数阈值内，缺陷部的温度上升值超过温度上升阈值的情况下，能判断为对应的像素有缺陷。本发明的配线缺陷检测装置具备测量半导体基板的温度并将其图像化的温度测量图像化部。
【专利说明】配线缺陷检测方法和配线缺陷检测装置、以及半导体基板的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及适于形成于液晶面板和太阳能电池面板等半导体基板的配线的缺陷检测的配线缺陷检测方法和配线缺陷检测装置、以及半导体基板的制造方法。
【背景技术】
[0002]作为半导体基板的一例，例如，液晶面板的制造工艺大致划分为阵列(TFT)工序、单元(液晶)工序以及模块工序。其中，在阵列工序中，在透明基板上形成栅极电极、半导体膜、源极/漏极电极、保护膜以及透明电极后进行阵列检测，检测有无电极或者配线等配线的短路。
[0003]通常，在阵列检测中，通过使探测器与配线的端部接触，测量配线两端的电阻或者相邻的配线间的电阻和电容来确定这样的缺陷。然而，在阵列检测中，即使能检测到有无配线部的缺陷，也不容易确定该缺陷的位置。
[0004]例如，作为改善上述问题、确定缺陷的位置的方法，有采用对漏电缺陷基板施加电压使其发热，利用红外线照相机拍摄漏电缺陷基板表面温度的方式来确定缺陷位置的红外线检测。
[0005]专利文献1涉及利用红外线图像检测基板的短路缺陷的红外线检测，通过使用施加电压前后的基板的红外线图像的差分图像，能检测出发热的配线并确定缺陷位置。
[0006]另外在专利文献2中也公开了采用红外线照相机的故障诊断方法。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本公开专利公报“特开平06-207914号公报(
【公开日】:1994年7月26 日)，，
[0010]专利文献2:日本公开专利公报“特开平04-348266号公报(
【公开日】:1992年12月3 日)，，
【发明内容】
[0011]发明要解决的问题
[0012]然而，当使用专利文献1和2的技术时，在没有获得足够的温度变化的低发热缺陷的情况下，有可能即使比较缺陷部(发热的配线部)和背景部(不发热的配线部和基板上的配线部以外的部分)的红外线图像的差分图像也不会产生明确的对比度的差。该情况下，进行该差分图像的2值化的结果是不能使缺陷部和背景部充分地分离，确定缺陷部是困难的。
[0013]本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供通过对到半导体基板(漏电缺陷基板)的发热为止的时间(帧数)和温度上升值设定阈值，能与缺陷部的发热量(红外线图像的强度)无关地高精度地检测基板上的缺陷部的方法和装置、以及基板的制造方法。[0014]用于解决问题的方案
[0015]因此，为了解决上述问题，本发明的配线缺陷检测方法的特征在于，包含:
[0016]电压施加工序，对形成于半导体基板的配线施加规定的电压；
[0017]测量工序，使用红外线照相机在一定时间连续地测量在上述电压施加工序中施加了电压的半导体基板的至少一部分区域的温度；
[0018]判断工序，判断从在上述测量工序中测量出的温度值减去施加该电压前的该半导体基板的温度值而导出的温度上升值是否在阈值以上；以及
[0019]缺陷判断工序，在上述判断工序中判断为阈值以上的情况下判断为形成于上述区域的上述配线中有短路缺陷，在上述判断工序中判断为不到该阈值的情况下判断为该配线中没有短路缺陷。
[0020]根据上述构成，即使由于缺陷是低发热的，因此温度变化不足，在使用红外线图像的差分图像的缺陷检测方法中难以判断是否有缺陷的情况下，也能不使用依靠视觉的红外线图像而使用温度上升值等数值数据来判断，从而高精度地检测缺陷。换句话说，能与缺陷的发热量(红外线图像的强度)无关地高精度地检测伴随着半导体基板上的短路的缺陷。
[0021]另外，为了解决上述问题，本发明的配线缺陷检测装置的特征在于，具备:
[0022]电压施加单元，其对形成于半导体基板的配线施加规定的电压；
[0023]红外线照相机，其测量上述半导体基板的温度；
[0024]测量单元，其使上述红外线照相机在一定时间连续地测量上述半导体基板的温度；
[0025]判断单元，其从由上述测量单元得到的温度值减去施加该电压前的该半导体基板的温度值而导出温度上升值，判断导出的温度上升值是否在阈值以上；以及
[0026]缺陷判断单元，其在上述判断单元判断为上述阈值以上的情况下判断为上述配线中有短路缺陷，在上述判断单元判断为不到该阈值的情况下判断为没有该短路缺陷，
[0027]将上述测量单元、上述判断单元以及上述缺陷判断单元设置在控制部。
[0028]根据上述构成，即使由于缺陷是低发热的，因此温度变化不足，在使用红外线图像的差分图像的缺陷检测方法中难以判断是否有缺陷的情况下，也能不使用依靠视觉的红外线图像而使用温度上升值等数值数据来判断，从而高精度地检测缺陷。换句话说，能与缺陷部的发热量(红外线图像的强度)无关地高精度地检测缺陷。
[0029]另外，本发明的半导体基板的制造方法的特征在于，包含:
[0030]半导体基板形成工序，在基板上形成栅极电极、源极电极以及漏极电极中的至少1种、与其连接的配线以及半导体膜，从而形成形成有该配线的半导体基板；
[0031]电压施加工序，其对形成于上述半导体基板的上述配线施加规定的电压；
[0032]测量工序，使用红外线照相机在一定时间连续地测量在上述电压施加工序中施加了电压的半导体基板的至少一部分区域的温度；
[0033]判断工序，判断从在上述测量工序中测量出的温度值减去施加该电压前的该半导体基板的温度值而导出的温度上升值是否在阈值以上；以及
[0034]缺陷判断工序，在上述判断工序中判断为阈值以上的情况下判断为形成于上述区域的上述配线中有短路缺陷，在上述判断工序中判断为不到该阈值的情况下判断为该配线中没有短路缺陷。[0035]发明效果
[0036]如上所述，根据本发明的配线缺陷检测方法和配线缺陷检测装置，即使由于缺陷是低发热的，因此温度变化不足，在使用红外线图像的差分图像的缺陷检测方法中难以判断是否有缺陷的情况下，也能不使用依靠视觉的红外线图像而使用温度上升值等数值数据来判断，从而高精度地检测基板上的缺陷部。换句话说，能与缺陷部的发热量(红外线图像的强度)无关地高精度地检测半导体基板上的缺陷部。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1是示出本发明的实施方式的配线缺陷检测装置的构成的框图和示出具有液晶面板的母基板的构成的立体图。
[0038]图2是示出本发明的实施方式的配线缺陷检测装置的构成的立体图。
[0039]图3是本发明的实施方式的液晶面板和探测器的俯视图。
[0040]图4是示出本发明的实施方式的配线缺陷检测方法的流程图。
[0041]图5是示出本发明的实施方式的像素部的缺陷的示意图。
[0042]图6是制作算出本发明的实施方式的温度上升阈值时的背景图像的方法的概略图。
[0043]图7是示出本发明的实施方式的缺陷部的温度变化曲线的图。
[0044]图8是示出本发明的实施方式的背景部的温度变化曲线的图。
[0045]图9是示出本发明的实施方式中使用的短路路径的示意图。
【具体实施方式】
[0046]参照图1?图8说明本发明的配线缺陷检测装置和配线缺陷检测方法的一实施方式。
[0047]( 1)配线缺陷检测装置的构成
[0048]图1的(a)是示出本实施方式的配线缺陷检测装置100的构成的框图，图1的(b)是使用配线缺陷检测装置100检测配线缺陷的对象即母基板1 (半导体基板)的立体图。
[0049]配线缺陷检测装置100能在形成于图1的(b)中示出的母基板1上的多个液晶面板2 (半导体基板)中检测配线等的缺陷。因此，如图1的(a)所示，配线缺陷检测装置100具备用于与液晶面板2导通的探测器3和使探测器3在各液晶面板2上移动的探测器移动单元4。另外配线缺陷检测装置100具备用于获取红外线图像的红外线照相机5和使红外线照相机5在液晶面板2上移动的照相机移动单元6。配线缺陷检测装置100还具备控制探测器移动单元4和照相机移动单元6的控制部7 (测量单元、判断单元、缺陷判断单元)。
[0050]上述探测器3连接着用于测量液晶面板2的配线间的电阻的电阻测量部8和用于在液晶面板2的配线间施加电压的电压施加部9 (电压施加单元)。该电阻测量部8和电压施加部9由控制部7控制。
[0051]上述控制部7与存储配线间的电阻值和图像数据的数据存储部10连接。
[0052]图2是示出本实施方式的配线缺陷检测装置100的构成的立体图。如图2所示，配线缺陷检测装置100构成为:在基台上设置有对准台11，在对准台11上能载置母基板1。与探测器移动单元4和照相机移动单元6的XY坐标轴平行地调整载置母基板1的对准台11的位置。此时，使用设置在对准台11的上方的、用于确认母基板1的位置的光学照相机12来调整对准台11的位置。
[0053]上述探测器移动单元4能滑动地设置在配置于对准台11的外侧的导轨13a上。另夕卜，在探测器移动单元4的主体侧还设置有导轨13b和13c，安装部14a设置为能沿着该导轨13在XYZ的各坐标方向上移动。在该安装部14a上搭载有与液晶面板2对应的探测器3。
[0054]上述照相机移动单元6能滑动地设置在配置于探测器移动单元4的外侧的导轨13d上。另外，在照相机移动单元6的主体上还设置有导轨13e和13f，3个部位的安装部14b、14c以及14d能分别沿着该导轨13在XYZ的各坐标方向上移动。
[0055]在本实施方式中，配线缺陷检测装置100中所具备的红外线照相机5有2种。一种是宏观测量用的红外线照相机5a，另一种是微观测量用的红外线照相机5b。
[0056]宏观测量用的红外线照相机5a搭载于配线缺陷检测装置100的安装部14c，微观测量用的红外线照相机5b搭载于安装部14b，另外，光学照相机16搭载于安装部14d。
[0057]宏观测量用的红外线照相机5a是能实现视场大到520 X 405mm程度的宏观测量的红外线照相机。为了扩大视场，宏观测量用的红外线照相机5a例如由4台红外线照相机组合而构成。即，每1台宏观测量用的红外线照相机的视场为母基板1的大概1/4。
[0058]另外，微观测量用的红外线照相机5b是实现进行视场小到32X24mm程度的高分辨率的拍摄的微观测量的红外线照相机。
[0059]此外，在照相机移动单元6上，能通过追加安装部而搭载用于修正缺陷部位的激光照射装置。通过搭载激光照射装置，能在确定缺陷部的位置后通过对缺陷部照射激光而连续地进行缺陷修正。
[0060]探测器移动单元4和照相机移动单元6分别设置在各自的导轨13a和13d上。因此，能使其在对准台11的上方在X坐标方向上互不干扰地移动。由此，能在使探测器3与液晶面板2接触的状态下使红外线照相机5a、5b和光学照相机16在液晶面板2上移动。
[0061]图3 (a)是形成于母基板1的多个液晶面板2中的1个液晶面板2的俯视图。如图3 (a)所示，在各液晶面板2上形成有:在扫描线和信号线交叉的各交点形成有TFT的像素部17 ;以及分别驱动扫描线和信号线的驱动电路部18。在液晶面板2的边缘部设置有端子部19a?19d，端子部19a?19d与像素部17或者驱动电路部18的配线连接。
[0062]此外该液晶面板2是通过在透明基板上形成栅极电极、半导体膜、源极电极、漏极电极、保护膜以及透明电极而制作的。下面举一个例子来说明该液晶面板2的具体制造方法。
[0063]首先，在透明整个基板上通过溅射法按顺序形成例如钛膜、铝膜以及钛膜等金属膜，之后，通过光刻法进行图案化，形成例如4000 A程度的厚度的栅极配线、栅极电极以及电容配线。
[0064]接着，在形成有栅极配线、栅极电极以及电容配线的整个基板上，通过例如等离子体CVD (Chemical Vapor Deposition:化学气相沉积)法形成氮化娃膜等，形成厚度为
4000A程度的栅极绝缘膜。
[0065]而且，在形成有栅极绝缘膜的整个基板上，通过等离子体CVD法连续形成本征非晶硅膜和掺杂有磷的n+非晶硅膜。之后，通过光刻法在栅极电极上将该硅膜图案化成岛状，形成厚度为2000 A程度的本征非晶硅层和厚度为500 A程度的n+非晶硅层层叠而成的半导体膜。
[0066]并且，在形成有上述半导体膜的整个基板上，在通过溅射法形成铝膜和钛膜等后，通过光刻法进行图案化，形成厚度分别为2000 A程度的源极配线、源极电极、导电膜、漏极电极。
[0067]接着，通过将源极电极和漏极电极作为掩模蚀刻上述半导体膜的n+非晶硅层，进行图案化，形成沟道部，从而形成TFT。
[0068]而且，在形成有TFT的整个基板上，通过旋涂法例如涂敷丙烯类感光性树脂，经由光掩模对该涂敷的感光性树脂进行曝光。之后，通过对上述曝光的感光性树脂进行显影，在漏极电极上形成厚度为2 μ m?3 μ m程度的层间绝缘膜。接着，按各像素在层间绝缘膜中形成接触孔。
[0069]接着，在层间绝缘膜上的整个基板上，通过溅射法形成ΙΤ0膜，之后，通过光刻法进行图案化，形成厚度为丨000 A程度的透明电极。
[0070]如上所述，能形成液晶面板2 (半导体基板)。
[0071]此外，以上的制造方法的一例能适用于母基板1 (半导体基板)，使用大型的透明基板，在形成多个(例如图1 (b)中为8个)液晶面板的区域应用上述各过程形成栅极电极等，在形成透明电极后，实施以下说明的配线缺陷检查方法，对检测到缺陷的产品进行缺陷的修复，根据需要再次实施配线缺陷检查方法而制造没有缺陷的合格品，将没有检测到缺陷的产品在该时点作为合格品。并且，例如，作为后续工序，能使各液晶面板从母基板分离作为1个液晶面板而完成制造。缺陷修复不限于例如照射激光来切断短路部分的方法。
[0072]图3 (b)是用于与设置于液晶面板2的端子部19a?19d导通的探测器3 (电压施加单元)的俯视图。探测器3形成为与图3 (a)中示出的液晶面板2的大小大致相同的大小的框状的形状，具备与设置于液晶面板2的端子部19a?19d对应的多个探针21a?21d。
[0073]在多个探针21a?21d中，每次能将一根探针21经由转换继电器(未图示)单独地与图1的(a)中示出的电阻测量部8和电压施加部9连接。因此，探测器3能与连接到端子部19a?19d的多条配线选择性地连接，或者将多条配线集中在一起连接。
[0074]另外，探测器3形成为与液晶面板2大致相同的大小的框的形状。因此，当使端子部19a?19d和探针21a?21d的位置一致时，能使用光学照相机16从探测器3的框的内侧确认该位置。
[0075]如上所述，本实施方式的配线缺陷检测装置100具备探测器3和与探测器3连接的电阻测量部8，通过使探测器3与液晶面板2导通，能测量后述的各配线的电阻值和相邻配线间的电阻值等。
[0076]另外，本实施方式的配线缺陷检测装置100具备探测器3、与探测器3连接的电压施加部9以及红外线照相机5。并且，在经由探测器3将电压施加到液晶面板2的配线或者配线间前后，使用红外线照相机5测量液晶面板2的温度。
[0077]具体地说，在施加电压前后使用红外线照相机5以动态图像拍摄液晶面板2。拍摄得到的动态图像保存在数据存储部10中。
[0078]在控制部7中对保存在数据存储部10中的动态图像进行数据处理，算出每个像素的温度值。该温度值也保存在数据存储部10中。
[0079]而且控制部7从保存在数据存储部10中的施加电压前的图像和施加电压后的图像算出其差分图像，按每个图像化的数据的像素算出基于电压施加产生的发热的温度上升值。由此，将该“图像化的数据的像素”表现为“数据像素”。在算出的温度上升值在预先设定的时间(帧数)阈值内超过预先设定的温度上升阈值的情况下，判断为在对应的数据像素中包含缺陷。也就是说，确定为是缺陷部。关于该预先设定的时间(帧数)阈值和预先设定的温度上升阈值将后述。
[0080]以下，详述使用具备这种构成的本实施方式的配线缺陷检测装置100进行的缺陷检测。
[0081]特别是，在本实施方式的配线缺陷检测装置100中，能将1台装置兼用于电阻检查和红外线检测。
[0082](2)配线缺陷检测方法
[0083]图4是使用本实施方式的配线缺陷检测装置100的配线缺陷检测方法的流程图。
[0084]在本实施方式的配线缺陷检测方法中，通过步骤S1?步骤S21的步骤按顺序对形成于图1的(b)中示出的母基板1的多个液晶面板2实施配线缺陷检测。
[0085]本实施方式的配线缺陷检测方法包含:
[0086](i)电压施加工序，对形成于液晶面板2的配线施加规定的电压；
[0087](ii)测量工序，使用红外线照相机5在一定时间连续地测量在电压施加工序中施加了电压的液晶面板2的至少一部分区域的温度；
[0088](iii)判断工序，判断从在测量工序中测量出的温度值减去施加电压前的液晶面板2的温度值而导出的温度上升值是否在阈值以上；以及
[0089](iv)缺陷判断工序，在上述判断工序中判断为阈值以上的情况下判断为形成于上述区域的上述配线中有短路缺陷，在上述判断工序中判断为不到该阈值的情况下判断为该配线中没有短路缺陷。
[0090]以下，说明步骤S1?步骤S21的各步骤。
[0091]在步骤S1中，母基板1载置于图2中示出的配线缺陷检测装置100的对准台11，以与XY坐标轴平行的方式调整基板的位置。
[0092]在步骤S2中，利用图2中示出的探测器移动单元4使探测器3在步骤S1中被调整了位置的母基板1的作为检测对象的液晶面板2的上部移动，探针21a?21d与液晶面板2的端子部19a?19d接触。
[0093]在步骤S3中，接着步骤S2，与各种缺陷的检测模式对应，选择用于电阻检查的配线或者配线间，进行导通的探针21的切换。
[0094]在此，使用图5 (a)?(c)说明各种缺陷的检测模式。在图5 (a)?(c)中，作为一例，示意性地示出在像素部17中产生的缺陷部23 (配线短路部)的位置。
[0095]图5 (a)示出了例如在如扫描线和信号线那样，配线X和配线Y上下地交叉的液晶面板中，在该交叉部分配线X和配线Y短路的缺陷部23。通过将导通的探针21切换到图3中示出的21a和21d的组或者21b和21c的组，关于配线XI?X10和配线Y1?Y10以1对1地测量配线间的电阻值，能确定有无缺陷部23。
[0096]图5 (b)示出了例如在扫描线和辅助电容线这样的相邻的配线X的配线间短路的缺陷部23。对于这样的缺陷部23，通过将导通的探针21切换到第奇数条21b和第偶数条21d的组，测量配线XI?X10的相邻的配线间的电阻值，能确定有缺陷部23的配线。
[0097]图5 (c)示出了例如在信号线和辅助电容线这样的相邻的配线Y的配线间短路的缺陷部23。对于这样的缺陷部23，通过将导通的探针21切换到第奇数条21a和第偶数条21c的组，测量配线Y1?Y10的相邻的配线间的电阻值，能确定有缺陷部23的配线。
[0098]在步骤S4中，将在步骤S3中切换的探针21导通，测量并获取被选择的配线或者配线间的电阻值。获取的电阻值存储到数据存储部10中。
[0099]在步骤S5中，比较在步骤S4中获取的电阻值和预先存储在数据存储部10中的、没有缺陷的面板(基准面板)的配线或者配线间的电阻值。在此，在步骤S4中获取的电阻值和预先存储在数据存储部10中的没有缺陷的面板的配线或者配线间的电阻值相同的情况下，进入步骤S20。在步骤S4中获取的电阻值和没有缺陷的面板的配线或者配线间的电阻值相同的情况下，能确定在该检测模式下没有缺陷。
[0100]另一方面，在步骤S5中，在步骤S4中获取的电阻值和预先存储在数据存储部10中的没有缺陷的面板的配线或者配线间的电阻值不相同的情况下，进入步骤S6。在步骤S4中获取的电阻值和预先存储在数据存储部10中的没有缺陷的面板的配线或者配线间的电阻值不相同的情况下，能确定在该检测模式下在配线或者配线间有可能存在缺陷。在有可能存在缺陷的情况下，需要进行红外线检测。
[0101]例如，如图5 (a)所示，在配线X和配线Y交叉的部位产生缺陷部23的情况下，通过配线间的电阻检查，检测到配线X4和配线Y4间有异常，因此能确定缺陷部23的位置。因此，在图5 (a)中示出的缺陷部23的情况下，不一定需要通过红外线检测确定其位置(步骤S6)。也就是说，如果按配线X和配线Y的全部组合的每个进行电阻检查，也能确定位置，因此不需要红外线检测。但是，由于组合的数目庞大而需要很长时间。例如，在全高清用液晶面板的情况下，配线X为1080条，配线Y为1920条，因此全部组合大约为207万。按每个这样的组合进行电阻检查时，作业要花费很长时间，大幅度降低检测处理能力，这是不现实的。因此，通过将配线X和配线Y的全部组合归结为几个组合进行电阻检查，能削减电阻检查次数。例如，如果在归结为一个的配线X和归结为一个的配线Y之间进行电阻检查,该电阻检查次数仅为1次。然而，通过电阻检查能检测配线间的短路，但是不能确定位置。因此，需要通过红外线检测确定缺陷部23的位置。
[0102]另一方面，如图5 (b)或者图5 (c)那样，在相邻的配线间产生缺陷部23的情况下，能确定在一对配线，例如，配线X3和配线X4之间有缺陷部。但是，由于不能在该配线的长度方向确定缺陷部23的位置，因此需要通过红外线检测确定缺陷部23的位置。
[0103]由于相邻的配线间的电阻检查是庞大的数目，因此需要很长时间。例如，在全高清用液晶面板的情况下，相邻的配线X间的电阻检查次数为1079，相邻的配线Y间的电阻检查次数为1919。在图5 (b)的情况这样的相邻的配线X间的电阻检查的情况下，如果在全部的第奇数条X和全部的第偶数条X之间进行电阻检查，该电阻检查次数仅为1次。在图5 (c)的情况这样的相邻的配线Y间的电阻检查的情况下，如果在全部的第奇数条Y和全部的第偶数条Y之间进行电阻检查，该电阻检查次数仅为1次。然而，通过电阻检查能检测配线间的短路，但是不能确定位置。因此，需要通过红外线检测确定缺陷部23的位置。
[0104]因此，在步骤S6 (电压施加工序)中，基于在步骤S4中存储在数据存储部10中的电阻值来设定在对液晶面板2的红外线检测中施加到配线的电压值。
[0105]具体地说，在步骤S6 (电压施加工序)中，将与在步骤S4中获取的电阻值的平方根成比例的施加电压V (伏特)施加到上述液晶面板2。即，在步骤S6中，将施加电压V (伏特)设定为以下的式(1):
[0106][数1]
[0107]
V=lC(R)......(1)
[0108]其中，k:常数，R:电阻值(欧姆)
[0109]在此，每单位时间的发热量J (焦耳)表示为以下的式(2):
[0110][数2]
[0111]J=ff X T=f f=V X I=I2 X r=v2/R......(2)
[0112]其中，W:消耗电力(瓦特)，T:时间(秒)，1:电流(安培)
[0113]因此根据上述式(1)和(2)，每单位时间的发热量J表示为以下的式(3):
[0114][数3]
[0115]
J= V?/R=[ kxv..._(R)]2,/R= k?=1'll:定......(3)
[0116]即，基于式(1)，通过将与电阻值的平方根成比例的施加电压V (伏特)施加到液晶面板2，能使每单位时间的发热量恒定。
[0117]因此，由于基板的种类或者基板上的缺陷部23的产生位置等的短路原因，包含缺陷部23的短路路径的电阻值大大地改变，但是如果进行本实施方式的步骤S6，那么能使每单位时间的发热量恒定。
[0118]在步骤S7 (测量工序)中，将以在步骤S6中设定的电压值为基础的电压施加到液晶面板2前，使用红外线照相机5读入不发热的液晶面板2的动态图像。详细而言，使用红外线照相机5测量不发热的液晶面板2的温度，图1中示出的控制部7将记录测量到的温度值数据的图像数据读入计算机存储器，存储到数据存储部10中。
[0119]在步骤S8 (电压施加工序，测量工序)中，首先将以在步骤S6中设定的电压值为基础的电压施加到液晶面板2。并且，使用红外线照相机5读入由于施加电压而发热的液晶面板2的动态图像。详细而言，使用红外线照相机5测量发热的液晶面板2的温度值，图1中示出的控制部7将记录测量的温度值数据的图像数据读入计算机存储器，存储到数据存储部10中。在此，通过控制部7控制电压施加部9来进行施加电压的调整。
[0120]在步骤S9 (判断工序)中，控制部7根据在步骤S7中读入的电压施加前的动态图像算出温度上升阈值。在此，参照图6说明本实施方式的温度上升阈值的算出方法。
[0121]如图6所示，通过在电压施加前的不发热的液晶面板2的动态图像(9帧份)的相邻帧间对该动态图像进行差分并累计平均来制作背景图像(附有符号(不是绝对值))，使用该背景图像的直方图的平均值和标准偏差，将上述温度上升阈值设定为以下的式(4):
[0122][数4]
[0123]温度上升阈值=平均值+nX标准偏差……(4)[0124]其中，η是用户指定的整数值
[0125]例如，将η设定得较大时，根据式(4)，温度上升阈值较大，因此能削减背景噪声。在本实施方式中，将η设定为4，算出温度上升阈值，温度上升阈值大约设定为0.1 (ΛΚ)。
[0126]然而，本发明不限于在式(4)中η = 4。
[0127]在步骤S10 (判断工序)中，控制部7算出每个在步骤S7中读入的电压施加前的不发热的液晶面板2的动态图像的数据像素的基准温度值。在此，基准温度值是指与根据图6中示出的方法制作的背景图像对应的温度值。
[0128]在步骤S11 (判断工序)中，控制部7算出每个由于施加在步骤S8中读入的电压而发热的液晶面板2的动态图像的数据像素的温度上升值。在此，温度上升值可从以下的式(5)
[0129][数5]
[0130]温度上升值=施加电压后的温度-基准温度值……(5)
[0131]算出。
[0132]在步骤S12 (缺陷判断工序)中，判断在对液晶面板2施加电压后的时间即帧数是否达到帧数阈值。在此，在判断为对液晶面板2施加电压后的帧数达到帧数阈值的情况下，进入步骤S15，获取此时的帧数。相反地，在判断为对液晶面板2施加电压后的帧数没有达到帧数阈值的情况下，进入下一步骤S13，对帧数进行计数。
[0133]在步骤S13 (缺陷判断工序)中，对在施加电压后从利用红外线照相机5开始液晶面板2的温度测量起的帧数进行计数。
[0134]在步骤S14 (缺陷判断工序)中，判断温度上升值是否超过预先设定的温度上升阈值。在此，在判断为温度上升值大于温度上升阈值的情况下，进入步骤S15，获取此时的帧数。相反地，在判断为温度上升值在温度上升阈值以下的情况下，返回步骤S12，再次判断对液晶面板2施加电压后的帧数是否达到帧数阈值。
[0135]在步骤S15 (缺陷判断工序)中，获取在步骤S13中计数的帧数。
[0136]在步骤S16 (缺陷判断工序)中，判断在步骤S15中获取的帧数是否不到预先设定的帧数阈值。在此，在步骤S15中获取的帧数不到预先设定的帧数阈值的情况下，进入下一步骤S17 (缺陷判断工序)，判断为在对应的数据像素中包含缺陷。也就是说，确定为是缺陷部。相反地，在步骤S15中获取的帧数在预先设定的帧数阈值以上的情况下，进入步骤S18(缺陷判断工序)，判断为在对应的数据像素中不包含缺陷。也就是说，确定为是背景部。
[0137]此外，在是帧数阈值，但是例如对液晶面板2施加电压后的时间的阈值设定为3秒的情况下，当帧速率为25帧/秒时，帧数阈值为75帧。本实施方式的帧数阈值设定为该75帧。
[0138]然而，本发明不限于阈值为“3秒”，帧数阈值为“75”。
[0139]即，阈值能设为将上述直方图的平均值加上标准偏差的整数倍的值而能得到的值。另外，阈值优选为将上述直方图的平均值加上标准偏差的2倍以上4倍以下的值而能得到的值。在低于2倍的情况下，不仅是缺陷，背景噪声也被过度检测，因此有缺陷和背景难以分离的趋势，在超过4倍的情况下，有缺陷被背景埋没而缺陷部的检测变得困难的趋势。
[0140]另外，在25fps的情况下，优选帧数阈值为75帧以上、250帧以下的一定时间。在低于75帧的情况下，缺陷部`的温度上升不足，缺陷和背景难以分离，当超过250帧时，计算负荷变大(处理花费时间)，因此作业时间变长。
[0141]在此，参照附图沿着各步骤说明有无缺陷。
[0142]首先，参照示出缺陷部的温度变化曲线的图7。根据图中的曲线可知，超过作为温度上升阈值的0.1 ( ΔΚ)是在帧数大致为4的时候(S14和S15)。本实施方式的帧数阈值如上所述为75帧，因此可知比4大(S16)。因此，能判断为在该数据像素中包含缺陷。也就是说，能确定为是缺陷部(S17)。
[0143]接着，参照示出背景部的温度曲线变化的图8。根据图中的曲线可知，在哪个帧数都不超过温度上升阈值的状态下曲线达到帧数阈值(S14、S12以及S15)。也就是说，该情况下的帧数不会比帧数阈值“75”小(S16)。因此，能判断为在该数据像素中不包含缺陷。也就是说，能确定为是背景部(S18)。
[0144]这样，利用控制部10判断各数据像素中有无缺陷。
[0145]在步骤S19中，判断对于检测中的液晶面板2的全部数据像素检测是否结束。在此，在对于检测中的液晶面板2的全部数据像素检测没有结束的情况下，返回步骤S11，对成为下一检测对象的数据像素开始检测，判断有无缺陷。相反地，在对于检测中的液晶面板2的全部数据像素检测结束的情况下，进入下一步骤S20。
[0146]在步骤S20中，判断对于检测中的液晶面板2在全部检测模式下检测是否结束。在此，在对于检测中的液晶面板2在全部检测模式下检测没有结束的情况下，返回步骤S3，以与下一检测模式对应的方式切换探测器3的连接，反复进行缺陷检测。相反地，在对于检测中的液晶面板2在全部检测模式下检测结束的情况下，进入下一步骤S21。
[0147]此外，作为上述检测模式，示出了与图5中所示那样的缺陷部23的种类对应的检测方法(电压的施加方法)。即，与图5 (a)的配线X和配线Y的短路缺陷对应的检测方法，与图5 (b)的配线X间的短路缺陷对应的检测方法，以及与图5 (c)的配线Y间的短路缺陷对应的检测方法这3个检测模式。
[0148]在步骤S21中，对于检测中的母基板1，判断全部液晶面板2的缺陷检测是否结束。在此，在全部液晶面板2的缺陷检测没有结束的情况下，返回步骤S2，将探测器移动到作为下一检测对象的液晶面板2，反复进行缺陷检测。相反地，在全部液晶面板2的缺陷检测结束的情况下，结束配线缺陷检测。
[0149](3)本实施方式的作用效果
[0150]根据本实施方式，在对液晶面板2施加电压后，按液晶面板2的每个数据像素测量相对于时间的温度值。并且，通过减去按每个数据像素预先算出的基准温度值，算出每个数据像素的温度上升值。而且，通过对测量的时间(帧数)和温度上升值设定阈值，判断为在该设定的时间阈值(帧数阈值)内超过温度上升阈值的数据像素中包含缺陷。也就是说，确定为是缺陷部。
[0151]另外，如果使用本实施方式的配线缺陷检测方法和配线缺陷检测装置，即使由于缺陷是低发热的，因此温度变化不足，在使用红外线图像的差分图像的缺陷检测方法中难以判断是否有缺陷的情况下，不使用依靠视觉的红外线图像而使用温度上升值等数值数据来判断，从而高精度地检测基板上的缺陷部23。换句话说，能与缺陷部23的发热量(红外线图像的强度)无关地高精度地检测半导体基板上的缺陷部23。
[0152](4)变形例[0153]在本变形例中，使用与上述实施方式的装置相同的装置，施加电压V (伏特)与实施方式不同，做以下设定。
[0154]在上述实施方式中，在步骤S6中，将与在步骤S4中获取的电阻值的平方根成比例的施加电压V (伏特)施加到液晶面板2。与此相对，在本变形例中，将与在步骤S4中获取的电阻值成比例的施加电压V (伏特)施加到液晶面板2 (图1的(b)和图2)。
[0155]具体地说，在本实施方式的步骤S6中，将施加电压V (伏特)设定为以下的式(6):
[0156][数6]
[0157]V=mXR......(6)
[0158]其中，m:常数，R:电阻值(欧姆)
[0159]在此，电流I (安培)设为下式(7):
[0160][数7]
[0161]I=V/R= (mX R) /R=m......(7)
[0162]也就是说，通过适当地选定施加电压，能使电流恒定。
[0163]在此，形成于基板的配线的电阻值R为下式(8):
[0164][数8]
[0165]R=p XL/A......(8)
[0166]其中，P:电阻率，L:配线长度(米)，A:截面积(平方米)
[0167]电阻率p和截面积A为根据配线的种类和位置而决定的常数。因此，每单位长度的配线的电阻值R/ L =P /A也是常数。即，按每个配线的种类和位置赋予的编号设为i时，配线i的每单位长度的电阻值r (i)表示为下式(9):
[0168][数9]
[0169]r(i) = p (i)/A(i) =恒定......(9)
[0170]其中，p⑴:配线i的电阻率，A⑴:配线i的截面积
[0171]因此，配线i的每单位长度的配线i的发热量根据上述式(2)、(7)以及(9)设为下式(10):
[0172][数10]
[0173]W(i)=I2Xr (i)=m2Xr (i) =恒定......(10)
[0174]其中，W(i):配线i的发热量
[0175]在此，图9是用于说明短路路径的图，是薄膜晶体管基板的电的配线图的一例。图9的薄膜晶体管基板是在玻璃基板上扫描线(配线)31?35和信号线(配线)41?45配置成格子状，在各交点连接有未图示的薄膜晶体管和透明像素电极，整体形成5X5像素的基板。将该薄膜晶体管基板和未图示的共用电极基板平行配置，其间封入液晶而成的装置为液晶面板。另外，如图9所示，利用共用线30将扫描线的各引出线31p?35p的顶端部共同连接到薄膜晶体管基板而防止静电破坏。关于信号线也同样。在图9中示出的薄膜晶体管基板中，在扫描线33和信号线43之间，形成有短路部位50。在这样的薄膜晶体管基板中，当考虑短路路径分为引出线33p —扫描线33 —短路部位50 —信号线43 —引出线43p的情况时，能使每单位长度的扫描线33和信号线43的发热量分别恒定。
[0176]因此，与短路部位的电阻的大小无关，能通过预先适当地设定常数m，利用红外线图像稳定地识别扫描线33和信号线43。[0177]并且，通过进一步解析该识别的配线部分，确定扫描线33和信号线43短路的部分，能确定短路部位。假设在短路部位的电阻值高的情况下，短路部位的发热量变大，因此能根据红外线图像容易地确定短路部位。
[0178]另外，要想基于配线的电阻值设定电压，只要控制部7每次执行计算上述式(1)至式(6)的处理即可。或者，只要将电阻值和电压的关系预先做成表格并将其存储，控制部7每次参照该表格根据电阻值确定电压即可。
[0179]如上所述，根据本实施方式的配线缺陷检测方法和配线缺陷检测装置，与实施方式同样，能利用红外线图像识别缺陷。
[0180]此外，本发明不限于上述各实施方式。本领域技术人员在权利要求示出的范围内能对本发明做各种变更。即，在权利要求示出的范围内，如果将适当变更的技术的单元组合，可得到新的实施方式。即，说明书中的具体的实施方式毕竟是表示本发明的技术内容，不应狭义地解释为仅限于这样的具体例，在本发明的精神和所记载的权利要求范围内，能做各种变更而实施。
[0181](本发明的总结)
[0182]本发明的配线缺陷检测方法的特征在于，包含:
[0183]电压施加工序，对形成于半导体基板的配线施加规定的电压；
[0184]测量工序，使用红外线照相机在一定时间连续地测量在上述电压施加工序中施加了电压的半导体基板的至少一部分区域的温度；
[0185]判断工序，判断从在上述测量工序中测量出的温度值减去施加该电压前的该半导体基板的温度值而导出的温度上升值是否在阈值以上；以及
[0186]缺陷判断工序，在上述判断工序中判断为阈值以上的情况下判断为形成于上述区域的上述配线中有短路缺陷，在上述判断工序中判断为不到该阈值的情况下判断为该配线中没有短路缺陷。
[0187]根据上述构成，即使由于缺陷是低发热的，因此温度变化不足，在使用红外线图像的差分图像的缺陷检测方法中难以判断是否有缺陷的情况下，也能不使用依靠视觉的红外线图像而使用温度上升值等数值数据来判断，从而高精度地检测缺陷。换句话说，能与缺陷的发热量(红外线图像的强度)无关地高精度地检测伴随着半导体基板上的短路的缺陷。
[0188]另外，优选本发明的配线缺陷检测方法除了上述构成以外，
[0189]在上述判断工序中使用的上述阈值是使用通过在相邻帧间对动态图像进行差分并累计平均而制作的背景图像的直方图的平均值和标准偏差，将该平均值加上该标准偏差的整数倍的值而得到的，上述相邻帧是利用红外线照相机在一定时间连续地拍摄施加上述电压前的上述半导体基板而得到的上述动态图像的相邻帧。
[0190]由此，通过适当地设定上述整数能得到适当的上述阈值，能适当地削减背景噪声，因此也能高精度地检测缺陷。
[0191]另外，优选本发明的配线缺陷检测方法除了上述构成以外，
[0192]在上述电压施加工序中，测量上述配线的电阻值，施加基于测量出的电阻值确定的电压，使该配线发热。
[0193]根据上述构成，将基于通过电阻检查事前获取的电阻值而确定的电压施加到半导体基板(漏电缺陷基板)，由此施加电压不会过高而烧断包含短路缺陷的配线。[0194]更具体地说，上述阈值能将上述平均值加上上述标准偏差的2倍以上4倍以下的值而得到。
[0195]由此，通过以上述方式设定上述整数能获得最适合的上述温度上升阈值，能最适当地削减背景噪声，因此也能高精度地检测缺陷。
[0196]另外，更具体地说，在25fps (frames per second:每秒巾贞数)的情况下，上述一定时间能为75帧以上、250帧以下。
[0197]由此，通过以上述方式设定上述帧数阈值，能使半导体基板上的背景部和缺陷部最适当地分离，也能高精度地检测缺陷。
[0198]另外，本发明的配线缺陷检测装置的特征在于，具备:
[0199]电压施加单元，其对形成于半导体基板的配线施加规定的电压；
[0200]红外线照相机，其测量上述半导体基板的温度；
[0201]测量单元，其使上述红外线照相机在一定时间连续地测量上述半导体基板的温度；
[0202]判断单元，其从由上述测量单元得到的温度值减去施加该电压前的该半导体基板的温度值而导出温度上升值，判断导出的温度上升值是否在阈值以上；以及
[0203]缺陷判断单元，其在上述判断单元判断为上述阈值以上的情况下判断为上述配线中有短路缺陷，在上述判断单元判断为不到该阈值的情况下判断为没有该短路缺陷，
[0204]将上述测量单元、上述判断单元以及上述缺陷判断单元设置在控制部。
[0205]根据上述构成，即使由于缺陷是低发热的，因此温度变化不足，在使用红外线图像的差分图像的缺陷检测方法中难以判断是否有缺陷的情况下，也能不使用依靠视觉的红外线图像而使用温度上升值等数值数据来判断，从而高精度地检测缺陷。换句话说，能与缺陷部的发热量(红外线图像的强度)无关地高精度地检测缺陷。
[0206]另外，本发明的半导体基板的制造方法的特征在于，包含:
[0207]半导体基板形成工序，在基板上形成栅极电极、源极电极以及漏极电极中的至少1种、与其连接的配线以及半导体膜，从而形成形成有该配线的半导体基板；
[0208]电压施加工序，其对形成于上述半导体基板的上述配线施加规定的电压；
[0209]测量工序，使用红外线照相机在一定时间连续地测量在上述电压施加工序中施加了电压的半导体基板的至少一部分区域的温度；
[0210]判断工序，判断从在上述测量工序中测量出的温度值减去施加该电压前的该半导体基板的温度值而导出的温度上升值是否在阈值以上；以及
[0211]缺陷判断工序，在上述判断工序中判断为阈值以上的情况下判断为形成于上述区域的上述配线中有短路缺陷，在上述判断工序中判断为不到该阈值的情况下判断为该配线中没有短路缺陷。
[0212]工业h的可利用件
[0213]本发明能用于液晶面板等具有配线的半导体基板的配线状态的检测。
[0214]附图标记说明
[0215]1 母基板(半导体基板)
[0216]2 液晶面板(半导体基板)
[0217]3 探测器(电压施加单元)[0218]4 探测器移动单元
[0219]5、5a、5b 红外线照相机
[0220]6 照相机移动单元
[0221]7 控制部(测量单元、判断单元、缺陷判断单元)
[0222]8 电阻测量部
[0223]9 电压施加部(电压施加单元)
[0224]10数据存储部
[0225]11 对准台
[0226]12、16光学照相机
[0227]13a、13b、13c、13d、13e、13f 导轨
[0228]14a、14b、14d、14d 安装部
[0229]17像素部
[0230]18驱动电路部
[0231]19a、19b、19c、19d 端子部
[0232]21a、21b、21c、21d 探测器部
[0233]23缺陷部(配线短路部)
[0234]30、40a、40b 共用线
[0235]31、32、33、34、35 扫描线
[0236]31p、32p、33p、34p、35p 扫描线引出线
[0237]41、42、43、44、45 信号线
[0238]41p、42p、43p、44p、45p 信号线引出线
[0239]50短路部位
[0240]100配线缺陷检测装置
【权利要求】
1.一种配线缺陷检测方法，其特征在于，包含:电压施加工序，对形成于半导体基板的配线施加规定的电压；测量工序，使用红外线照相机在一定时间连续地测量在上述电压施加工序中施加了电压的半导体基板的至少一部分区域的温度；判断工序，判断从在上述测量工序中测量出的温度值减去施加该电压前的该半导体基板的温度值而导出的温度上升值是否在阈值以上；以及缺陷判断工序，在上述判断工序中判断为阈值以上的情况下判断为形成于上述区域的上述配线中有短路缺陷，在上述判断工序中判断为不到该阈值的情况下判断为该配线中没有短路缺陷。
2.根据权利要求1所述的配线缺陷检测方法，其特征在于，在上述判断工序中使用的上述阈值是使用通过在相邻帧间对动态图像进行差分并累计平均而制作的背景图像的直方图的平均值和标准偏差，将该平均值加上该标准偏差的整数倍的值而得到的，上述相邻帧是利用红外线照相机在一定时间连续地拍摄施加上述电压前的上述半导体基板而得到的上述动态图像的相邻帧。
3.根据权利要求1或者2所述的配线缺陷检测方法，其特征在于，在上述电压施加工序中，测量上述配线的电阻值，施加基于测量出的电阻值确定的电压，使该配线发热。
4.根据权利要求2所述的配线缺陷检测方法，其特征在于，上述阈值是将上述平均值加上上述标准偏差的2倍以上4倍以下的值而得到的。
5.根据权利要求1~3中的任一项所述的配线缺陷检测方法，其特征在于，在25fps的情况下，上述一定时间为75帧以上、250帧以下。
6.一种配线缺陷检测装置，其特征在于，具备:电压施加单元，其对形成于半导体基板的配线施加规定的电压；红外线照相机，其测量上述半导体基板的温度；测量单元，其使上述红外线照相机在一定时间连续地测量上述半导体基板的温度；判断单元，其从由上述测量单元得到的温度值减去施加该电压前的该半导体基板的温度值而导出温度上升值，判断导出的温度上升值是否在阈值以上；以及缺陷判断单元，其在上述判断单元判断为上述阈值以上的情况下判断为上述配线中有短路缺陷，在上述判断单元判断为不到该阈值的情况下判断为没有该短路缺陷，将上述测量单元、上述判断单元以及上述缺陷判断单元设置在控制部。
7.一种半导体基板的制造方法，其特征在于，包含:半导体基板形成工序，在基板上形成栅极电极、源极电极以及漏极电极中的至少1种、与其连接的配线以及半导体膜，从而形成形成有该配线的半导体基板；电压施加工序，其对形成于上述半导体基板的上述配线施加规定的电压；测量工序，使用红外线照相机在一定时间连续地测量在上述电压施加工序中施加了电压的半导体基板的至少一部分区域的温度；判断工序，判断从在上述测量工序中测量出的温度值减去施加该电压前的该半导体基板的温度值而导出的温度上升值是否在阈值以上；以及缺陷判断工序，在上述判断工序中判断为阈值以上的情况下判断为形成于上述区域的上述配线中有短路缺陷， 在上述判断工序中判断为不到该阈值的情况下判断为该配线中没有短路缺陷。
【文档编号】G01N25/72GK103733055SQ201280039453
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年8月30日 优先权日:2011年8月31日
【发明者】狩田裕史 申请人:夏普株式会社