(57)【要約】【課題】一部の良品パターン情報のみで、検査基板のパターンずれの検出を可能とし、検査領域全面の予測位置情報も必要なく、必要最小限の情報量に抑えることが可能な欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供すること。【解決手段】被検査基板を撮像する手段と、撮像した基板画像を取り込む手段と、取り込んだ基板画像を検査画像として記憶する手段と、記憶された検査画像の一部を取り出し、パターンマッチング用の参照画像として設定し、検査条件を設定する手段と、設定された参照画像および設定条件を記憶する手段と、記憶された検査画像と参照画像とを用いてパターンマッチングを行う手段と、パターンマッチングの結果、検査画像と参照画像とのずれ量を算出する手段と、算出されたずれ量を示す情報を表示する手段とを備える。【選択図】図１
2010117185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査基板を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段によって撮像した基板画像を取り込む画像取込手段と、
前記画像取込手段によって取り込んだ基板画像を検査画像として記憶する画像記憶手段と、
前記画像記憶手段に記憶された検査画像の一部を取り出し、パターンマッチング用の参照画像として設定し、検査条件を設定する参照画像設定手段と、
前記参照画像設定手段によって設定された参照画像および設定条件を記憶する参照画像記憶手段と、
前記画像記憶手段に記憶された検査画像と前記参照画像記憶手段に記憶された参照画像とを用いてパターンマッチングを行うパターン検出手段と、
前記パターン検出手段によるパターンマッチングの結果、前記検査画像と前記参照画像とのずれ量を算出するパターンずれ量算出手段と、
前記パターンずれ量算出手段によって算出されたずれ量を示す情報を表示するずれ量表示手段と、
を備えることを特徴とする欠陥検査装置。
【請求項２】
前記ずれ量表示手段は、前記パターンずれ量算出手段によって算出されたずれ量に基づいて、前記検査画像と前記参照画像とのパターンのずれ距離およびずれ方向を算出し、前記ずれ距離および前記ずれ方向を視覚的に表示することを特徴とする請求項１に記載の欠陥検査装置。
【請求項３】
前記ずれ量表示手段は、前記ずれ距離および前記ずれ方向を示す符号に色を付けまたは前記符号を点滅させることを特徴とする請求項２に記載の欠陥検査装置。
【請求項４】
さらに、
前記パターンずれ量算出手段によって算出されたずれ量の分布に基づいて、前記被検査基板に顕現するムラの種類を判断する判断手段、
を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の欠陥検査装置。
【請求項５】
被検査基板の欠陥を検査する欠陥検査方法であって、
前記被検査基板を撮像し、
前記撮像した基板画像を取り込んで検査画像としてメモリに記憶し、
前記メモリに記憶された検査画像の一部を取り出し、パターンマッチング用の参照画像として設定するとともに、検査条件を設定し、
前記設定された参照画像および設定条件をメモリに記憶し、
前記メモリに記憶された検査画像と参照画像とを用いてパターンマッチングを行い、
前記パターンマッチングの結果、前記検査画像と前記参照画像とのずれ量を算出し、
前記算出されたずれ量を示す情報を表示装置に表示する、
ことを特徴とする欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大型液晶パネルなどに用いられる大型基板上に形成される、電気信号配線やトランジスタ電極などのパターンの欠陥を検出するための欠陥検査装置および欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＴＦＴ液晶基板の製造工程であるフォトリソ工程において、製造装置や露光装置の異常により、基板上に形成されるパターンに欠陥が生じる場合がある。例えば、基板にパーティクルが付着した場合、局所的なパターンずれを生じてその部分がムラとなって顕現される。
【０００３】
また露光装置の異常、特に近年の露光手段であるレンズスキャニング方式の場合、レンズ調整異常により、レンズ間でのパターンずれが発生し、筋状のムラとして顕現してしまう。これらのムラは微小なパターンずれでも発生するが、電気的には異常にならないため、後工程で発見され難い。そのため、人間が肉眼で観察するマクロ検査などでムラの検出を行っている。
【０００４】
そのマクロ検査を自動的に定量化する方法として、繰り返しパターンの特徴点が出現すると予測される予測位置情報を、画像分解能より小さい精度で予め良品基板を用いて取得しておき、前記予測位置と計測位置との誤差を求めることによりパターンずれを検出する技術がある。（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００４−２７９２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、予め実基板を用いて予測位置情報を生成する必要があり、その基板が良品でなければならない。ところが、製造工程の立ち上げ時には良品基板が製造されるには時間が掛かるため、従来の技術ではそれまで該当検査は行えなくなってしまう、という問題点があった。
【０００６】
また、検査対象とする基板の全機種および全工程における基板上の検査領域全ての予測位置情報を有する必要があるため、その情報量が膨大となる、という問題点があった。
また、予測位置と計測位置を比較する際に厳密な位置合わせが必要となり、処理が複雑化してしまう、という問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、一部の良品パターン情報のみで、検査基板のパターンずれの検出を可能とし、検査領域全面の予測位置情報も必要なく、必要最小限の情報量に抑えることが可能な欠陥検査装置および欠陥検査方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明の欠陥検査装置は、被検査基板を撮像する撮像手段と、前記撮像手段によって撮像した基板画像を取り込む画像取込手段と、前記画像取込手段によって取り込んだ基板画像を検査画像として記憶する画像記憶手段と、前記画像記憶手段に記憶された検査画像の一部を取り出し、パターンマッチング用の参照画像として設定し、検査条件を設定する参照画像設定手段と、前記参照画像設定手段によって
設定された参照画像および設定条件を記憶する参照画像記憶手段と、前記画像記憶手段に記憶された検査画像と前記参照画像記憶手段に記憶された参照画像とを用いてパターンマッチングを行うパターン検出手段と、前記パターン検出手段によるパターンマッチングの結果、前記検査画像と前記参照画像とのずれ量を算出するパターンずれ量算出手段と、前記パターンずれ量算出手段によって算出されたずれ量を示す情報を表示するずれ量表示手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の欠陥検査装置は、前記ずれ量表示手段が、前記パターンずれ量算出手段によって算出されたずれ量に基づいて、前記検査画像と前記参照画像とのパターンのずれ距離およびずれ方向を算出し、前記ずれ距離および前記ずれ方向を視覚的に表示することが望ましい。
【００１０】
また、本発明の欠陥検査装置は、前記ずれ量表示手段が、前記ずれ距離および前記ずれ方向を示す符号に色を付けまたは前記符号を点滅させることが望ましい。
また、本発明の欠陥検査装置は、さらに、前記パターンずれ量算出手段によって算出されたずれ量の分布に基づいて、前記被検査基板に顕現するムラの種類を判断する判断手段を備えることが望ましい。
【００１１】
また、本発明の一態様によれば、本発明の欠陥検査方法は、被検査基板の欠陥を検査する欠陥検査方法であって、前記被検査基板を撮像し、前記撮像した基板画像を取り込んで検査画像としてメモリに記憶し、前記メモリに記憶された検査画像の一部を取り出し、パターンマッチング用の参照画像として設定するとともに、検査条件を設定し、前記設定された参照画像および設定条件をメモリに記憶し、前記メモリに記憶された検査画像と参照画像とを用いてパターンマッチングを行い、前記パターンマッチングの結果、前記検査画像と前記参照画像とのずれ量を算出し、前記算出されたずれ量を示す情報を表示装置に表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、良品基板による事前の情報作りも必要なく、簡易な手段によってパターンのずれを検出することが可能となる。
また、本発明によれば、顕現されるムラの判定も可能となるため、製造工程の異常を早期に発見することが可能なとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
まず、本発明を適用した第１の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用した第１の実施の形態における欠陥検査装置の機能ブロック図である。
【００１４】
図１において、欠陥検査装置１０は、撮像手段としてのカメラ部２、画像取込部３、画像記憶部４、参照画像設定部５、参照画像記憶部６、パターン検出部７、パターンずれ量算出部８およびずれ量表示部９を備える。
【００１５】
前記カメラ部２は、移動可能なステージに載置された被検査基板１上の、予め設定したエリアを、１次元画像または２次元画像としての撮像が可能である。前記画像取込部３は、前記カメラ部２によって撮像した基板画像を取り込む。前記画像記憶部４は、前記画像取込部３によって取り込んだ基板画像を２次元の検査画像として記憶することが可能である。
【００１６】
前記参照画像設定部５は、前記画像記憶部４に記憶された検査画像の一部を取り出し、
パターンマッチング用の参照画像などを設定するとともに、検査条件を設定する。前記参照画像部６は、前記参照画像設定部５によって設定された参照画像および設定条件を記憶する。パターン検出部７は、前記被検査基板１の検査時に取り込まれて前記画像記憶部４に記憶された検査画像と前記参照画像部６に記憶された参照画像とを用いてパターンマッチングを行い、検査画像上と参照画像とが一致する位置を検出する。パターンずれ量算出部８は、前記パターン検出部７によるパターンマッチングの結果、前記検査画像と前記参照画像との差分に基づいて、パターンのずれ距離とずれ方向を算出する。
【００１７】
そして、前記ずれ量表示部９は、前記パターンずれ量算出部８によって算出されたパターンのずれを示す結果として、ずれ距離とずれ方向を視覚的に、例えば、前記ずれ距離や前記ずれ方向を示す符号に色を付けたり、前記符号を点滅させたりして表示する。
【００１８】
前述したように、前記参照画像設定部５は、前記画像記憶部４に記憶された検査画像の一部を取り出し、パターンマッチング用の参照画像などを設定するが、次に、その具体例を説明する。
【００１９】
図２は、参照画像の設定を説明するための図である。
図２に示したように、前記参照画像設定部５は、前記画像記憶部４に記憶された検査画像の一部であり、パターンずれの生じていない部分の画像を液晶１画素分だけ取り出す。そして、これを参照画像１００とし、パターンマッチングに用いるモデル１０１を設定する。なお、液晶表示装置の１画素分の全体を、パターンマッチング用のモデル１０１として設定しても良い。
【００２０】
また、前記参照画像設定部５は、位置ずれを検知する領域を設定する。図２に示した例では、位置ずれを検知する領域として、エリア１０２およびエリア１０３を設定している。また、前記参照画像設定部５は、前記被検査基板１の中で検査対象となる液晶パネルの領域を設定する。そして、前述したように、これらの情報は参照画像記憶部６に記憶される。
【００２１】
次に、前記被検査基板１を検査するための検査処理の流れについて説明する。
図３は、被検査基板を検査するための検査処理の流れを示すフローチャートであり、図４は、検査対象とモデルとのパターンマッチングを説明するための図であり、図５は、差分画像の例を示す図であり、図６は、ずれ距離を説明するための図である。
【００２２】
まず、図３のステップＳ３１において、カメラ部２が被検査基板１を撮像する。なお、欠陥検査装置１０のメカ的な動作の説明は省略する。
次に、ステップＳ３２において、ステップＳ３１で撮像された基板画像が、画像取込部３を介して画像記憶部４に記憶される。
【００２３】
次に、ステップＳ３３において、パターン検出部７が、ステップＳ３２で画像記憶部４に記憶された基板画像の中から、検査対象領域の画像を予め設定された領域分だけ順次読み出す。そして、ステップＳ３４において、前記パターン検出部が、前記参照画像記憶部６に記憶されているパターンマッチング用のモデル１０１を用いてパターンマッチングを実行する。具体的には、図４に示したように、基板画像中の該当パターンを全て検出し、モデル１０１と一致する検出位置Ｍ（Ｘ（ｉｊ），Ｙ（ｉｊ））をサブピクセル精度で求める。
【００２４】
次に、図３のステップＳ３５において、ステップＳ３４で求めた検出位置Ｍから参照画像１００と同じサイズの検査画像１１０を切り出し、参照画像１００との差分を算出する。ここで、検査画像１１０と参照画像１００の差分処理において、まず検査画像１１０と
参照画像１００に平均化などの画像フィルターを施す。そして、下記の条件式１に示すように、２つの画像のそれぞれ対応する画素の差分値ｄＰ（ｉｊ）が予め設定したコントラスト閾値Ｃｓ以下の画素については背景画像として一様に画素値＝１２８を設定し、差分値がコントラスト閾値Ｃｓより大きく負の値となるものを、一様に画素値＝０を設定し、正の値となるものを画素値＝２５５を設定する。
ｄＰ（ｉｊ）≦Ｃｓ  のとき  ｄＰ（ｉｊ）＝１２８
ｄＰ（ｉｊ）＞Ｃｓ  のとき  ｄＰ（ｉｊ）＝２５５
ｄＰ（ｉｊ）＞Ｃｓ∩ｄＰ（ｉｊ）＜０  のとき  ｄＰ（ｉｊ）＝０
・・・  条件式１
これにより、図５に示すように、パターンずれの部分だけが強調された差分画像１２０となる。
【００２５】
次に、位置ずれ検知用のエリア１０２およびエリア１０３を適用し、図６に示したように、例えばエリア１０２でＸ方向のずれを検出する場合、パターンの両側にずれが発生するので、Ｘ方向の画素値が０の画素数Ｄｘ（ｉｊ）と、画素値が２５５の画素数Ｂｘ（ｉｊ）の平均値をＸ方向のずれ距離Ｐｘ（ｉｊ）とする（条件式２）。また、エリア１０３でＹ方向のずれを検出する場合、Ｙ方向の画素値が０の画素数Ｄｙ（ｉｊ）と、画素値が２５５の画素数Ｂｙ（ｉｊ）の平均値をＹ方向のずれ距離Ｐｙ（ｉｊ）とする（条件式２）。
Ｐｘ（ｉｊ）＝（Ｄｘ（ｉｊ）＋Ｂｘ（ｉｊ））／２
Ｐｙ（ｉｊ）＝（Ｄｙ（ｉｊ）＋Ｂｙ（ｉｊ））／２
・・・  条件式２
また、差分画像１２０では画素値が２５５から画素値が０になる方向にパターンがずれていることになり、ずれ方向も算出でき、ずれ方向に対して符号を設定しておけば、ずれ距離Ｒ（Ｐｘ（ｉｊ），Ｐｙ（ｉｊ））に符号を乗算させることで数値化が可能となる。
【００２６】
そして、図３のステップＳ３６において、ステップＳ３４およびＳ３５で求めた検出位置Ｍ（Ｘ（ｉｊ），Ｙ（ｉｊ））とずれ距離（Ｐｘ（ｉｊ），Ｐｙ（ｉｊ））とを、ズレ量表示部９のモニタ上に結果を表示させ、オペレターに状況を知らせる。なお、結果表示としてのずれ距離とずれ方向を、ベクトル矢印を用いると一見して状況が掴み易くなる。
【００２７】
次に、本発明を適用した第２の実施の形態を説明する。
第２の実施の形態は、検出されたずれの検出位置Ｍとずれ距離Ｒとの関係から、検出されたずれがどの種類のムラとなるかを判断する工程を、第１の実施の形態に加えたものである。なお、検出位置Ｍとずれ距離Ｒの算出までの過程は、第１の実施の形態と同様であるため、説明は省略する。
【００２８】
図７は、基板に付着したパーティクルが原因のムラの例を示す図であり、図８は、露光装置のスキャニングレンズ間のずれが原因のムラの例を示す図であり、図９は、露光装置の基板固定機構の位置ずれの例を示す図である。
【００２９】
第１の実施の形態において説明した、検出位置Ｍとずれ距離Ｒの算出の後、算出されたずれ距離Ｒ（Ｐｘ（ｉｊ），Ｐｙ（ｉｊ））の絶対値が、予め設定された規格値ＳＴ以上になる検出位置ＭＭ（Ｘ（ｉｊ），Ｙ（ｉｊ））を求める。そして、検出位置ＭＭの分散の度合いを求め、対応するムラの種類を求める。
【００３０】
例えば、図７に示したように、ずれ距離とずれ方向をベクトルで表示したとき、ある範囲内にベクトルが丸く固まっている場合は、被検査基板１に付着したパーティクルが原因のムラと判断され、また、図８に示したように、ベクトルがある方向に連続した筋状のように見える場合は、露光装置のスキャニングレンズ間のずれが原因のムラと判断される。
また、図９に示したように、基板画像の全体に一様に分散しており、ずれ方向が一定の場合は、露光装置の基板固定機構の位置ずれが発生していると判断される。
【００３１】
このように、結果表示としてのずれ距離とずれ方向を表示する際に、検出されたずれの特徴によってどのようなムラが顕現されるかを判断することにより、被検査基板１の異常の早期発見に繋がる。
【００３２】
本発明は、以上に述べた各実施の形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成または形状を取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態における欠陥検査装置の機能ブロック図である。
【図２】参照画像の設定を説明するための図である。
【図３】被検査基板を検査するための検査処理の流れを示すフローチャートである。
【図４】検査対象とモデルとのパターンマッチングを説明するための図である。
【図５】差分画像の例を示す図である。
【図６】ずれ距離を説明するための図である。
【図７】基板に付着したパーティクルが原因のムラの例を示す図である。
【図８】露光装置のスキャニングレンズ間のずれが原因のムラの例を示す図である。
【図９】露光装置の基板固定機構の位置ずれの例を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１          被検査基板
２          カメラ部
３          画像取込部
４          画像記憶部
５          参照画像設定部
６          参照画像記憶部
７          パターン検出部
８          パターンずれ量算出部
９          ずれ量表示部
１０        欠陥検査装置
１００      参照画像
１０１      モデル
１０２      エリア
１０３      エリア
１１０      検査画像
１２０      差分画像
【図１】
2010117185.tif 000003
【図２】
2010117185.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010117185.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2010117185.tif 000009
【図８】
2010117185.tif 000010
【図９】
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