(57)【要約】基準値を算出するための標準偏差として、パネル全体の標準偏差に代えてピクセル毎に標準偏差を算出し、この標準偏差に基づいて各ピクセルの基準値を算出するものである。これによって、検出強度のゆらぎに対応した標準偏差を算出し、検出強度に含まれるゆらぎによる変動に対応した基準値を算出する。基準値算出工程において、対象ピクセルの検出強度と対象ピクセルの近傍のピクセルの検出強度に基づいて、対象ピクセル毎に検出強度の平均値および標準偏差を算出し、標準偏差に所定係数を乗じた値を平均値に加算し、得られた値を基準値とする。これにより、階調を定める基準値の算出において、検出強度に含まれるゆらぎによる変動に対応した基準値を算出し、これによって欠陥検出の検出感度を向上させる。
2010079608.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶基板に所定電圧の検査信号を印加してアレイを駆動し、前記液晶基板に電子線を照射して得られる二次電子を検出し、前記二次電子の検出強度に基づいて液晶基板のアレイを検査する液晶アレイ検査装置の信号処理方法であって、
正常な駆動状態のピクセルの検出強度を正常値とし、非駆動状態のピクセルの検出強度を基準値として、ピクセルの検出強度の階調を設定する階調設定工程と、
前記階調に従って各ピクセルから検出される検出強度に対応する階調値を算出する階調値算出工程と、
前記階調値と閾値とを比較することによって欠陥判定を行う欠陥判定工程とを備え、
前記階調設定工程は前記基準値を算出する基準値算出工程を有し、
前記基準値算出工程は、
対象ピクセルの検出強度と当該対象ピクセルの近傍のピクセルの検出強度に基づいて、当該対象ピクセル毎に検出強度の平均値および標準偏差を算出し、
前記標準偏差に所定係数を乗じた値を前記平均値に加算し、
得られた値を基準値とすることを特徴とする、液晶アレイ検査装置の信号処理方法。
【請求項２】
前記基準値算出工程による前記平均値の算出は、  
パネル上に設定した任意の第１の領域において、当該第１の領域に含まれるピクセルの検出強度の総和値を求め、
前記領域内の各ピクセルに対して設定した第２の領域において、
前記総和値に重み付けした値に当該ピクセルの検出強度を加算し、
前記加算で得られた加算値を前記第１の領域に含まれるピクセルの個数で除算して移動平均値を求め、
前記移動平均値を対象ピクセルの平均値として算出することを特徴とする、請求項１に記載の液晶アレイ検査装置の信号処理方法。
【請求項３】
前記移動平均値に算出において、前記総和値に付する重み付けは（ｍ−１）／ｎであり、ｍは第２の領域に含まれるピクセルの個数であり、ｎは第１の領域に含まれるピクセルの個数であることを特徴とする、請求項２に記載の液晶アレイ検査装置の信号処理方法。
【請求項４】
前記基準値算出工程による前記標準偏差の算出は、  
パネル上に設定した任意の第１の領域において、当該第１の領域においてピクセルの検出強度の平均値と標準偏差を求め、
前記第１の領域内の各ピクセルに対して設定した第２の領域において、
前記標準偏差から得られる分散値に重み付けし、
当該ピクセルの検出強度と前記平均値との差分を二乗し、
前記重み付けした分散値に前記差分の二乗値を加算して加算値を求め、
当該加算値を前記第１の領域に含まれるピクセルの個数で除算して移動分散値を求め、
前記移動分散値の平方根を対象ピクセルの標準偏差として算出することを特徴とする、請求項１に記載の液晶アレイ検査装置の信号処理方法。
【請求項５】
前記標準偏差の算出において、前記重み付けは（ｍ−１）／ｎであり、ｍは第２の領域に含まれるピクセルの個数であり、ｎは第１の領域に含まれるピクセルの個数であることを特徴とする、請求項４に記載の液晶アレイ検査装置の信号処理方法。
【請求項６】
液晶基板に所定電圧の検査信号を印加してアレイを駆動し、前記液晶基板に電子線を照射して得られる二次電子を検出し、前記二次電子の検出強度に基づいて液晶基板のアレイを検査する液晶アレイ検査装置であって、
前記検出強度を信号処理する信号処理部を備え、
前記信号処理部は、
正常な駆動状態のピクセルの検出強度を正常値とし、非駆動状態のピクセルの検出強度を基準値として、ピクセルの検出強度の階調を設定する階調設定部と、
前記階調設定部で設定した階調に基づいて各ピクセルから検出される検出強度に対応する階調値を算出する階調値算出部と、
前記階調値と閾値とを比較することによって欠陥判定を行う欠陥判定部とを備え、
前記階調設定部は前記基準値を算出する基準値算出部を有し、
前記基準値算出部は、
対象ピクセルの検出強度と当該対象ピクセルの近傍のピクセルの検出強度に基づいて当該対象ピクセルの検出強度の平均値を算出する平均値演算部と、
対象ピクセルの検出強度と当該対象ピクセルの近傍のピクセルの検出強度に基づいて当該対象ピクセルの検出強度の標準偏差を算出する標準偏差演算部と、
前記標準偏差に所定係数を乗じた値を前記平均値に加算して基準値を算出する基準値演算部とを備え、
対象ピクセル毎に基準値を算出することを特徴とする、液晶アレイ検査装置。
【請求項７】
前記基準値算出部の平均値演算部は、
パネル上に設定した任意の第１の領域において、当該第１の領域に含まれるピクセルの検出強度の総和値を求める総和算出部と、
前記領域内の各ピクセルに対して設定した第２の領域において、
前記総和値に重み付けした値に当該ピクセルの検出強度を加算し、加算で得られた加算値を前記第１の領域に含まれるピクセルの個数で除算して移動平均値を求める移動平均演算部とを備え、
前記移動平均値を対象ピクセルの平均値として算出することを特徴とする、請求項６に記載の液晶アレイ検査装置。
【請求項８】
移動平均演算部において、前記総和値に付する重み付けは（ｍ−１）／ｎであり、ｍは第２の領域に含まれるピクセルの個数であり、ｎは第１の領域に含まれるピクセルの個数であることを特徴とする、請求項７に記載の液晶アレイ検査装置。
【請求項９】
前記基準値算出部の標準偏差演算部は、
パネル上に設定した任意の第１の領域において、当該第１の領域におけるピクセルの検出強度の平均値を算出する領域平均値算出部と、
パネル上に設定した任意の第１の領域において、当該第１の領域におけるピクセルの検出強度の標準偏差を算出する領域標準偏差算出部と
前記領域内の各ピクセルに対して設定した第２の領域において、前記標準偏差から得られる分散値に重み付けし、当該ピクセルの検出強度と前記平均値との差分を二乗し、前記重み付けした分散値に前記差分の二乗値を加算して加算値を求め、当該加算値を前記第１の領域に含まれるピクセルの個数で除算して移動分散値を求め、前記移動分散値の平方根を算出する標準偏差算出部を備え、
前記算出値を対象ピクセルの標準偏差として出力することを特徴とする、請求項６に記載の液晶アレイ検査装置。
【請求項１０】
標準偏差算出部において、前記重み付けは（ｍ−１）／ｎであり、ｍは第２の領域に含まれるピクセルの個数であり、ｎは第１の領域に含まれるピクセルの個数であることを特徴とする、請求項９に記載の液晶アレイ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
液晶アレイ検査装置において、液晶基板上を撮像して得られる撮像画像として、光学的に撮像して得られる光学撮像画像、あるいは、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子ビームを基板上で二次元的に走査して得られる走査画像を用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
液晶アレイ検査装置において、液晶基板上を撮像して得られる撮像画像として、光学的に撮像して得られる光学撮像画像、あるいは、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子ビームを基板上で二次元的に走査して得られる走査画像を用いることができる。【０００３】
ＴＦＴディスプレイ装置に用いるＴＦＴアレイ基板の製造工程では、製造されたＴＦＴアレイ基板が正しく駆動するかの検査が行われるが、このＴＦＴアレイ基板検査では、荷電粒子ビームとして例えば電子ビームを用いて、ＴＦＴアレイ基板を走査することで走査画像を取得し、この走査画像に基づいて検査を行っている（特許文献１，２）。【０００４】
例えば、検査対象の液晶基板のアレイに検査信号を印加し、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子ビームを基板上で二次元的に走査し、ビーム走査で得られる走査画像に基づいて基板検査を行うアレイ検査装置が知られている。アレイ検査では、電子線の照射によって放出される二次電子をフォトマルチプライヤなどによってアナログ信号に変換して検出し、この検出信号の信号強度に基づいてアレイ欠陥を判定している。【０００５】
検出強度によるアレイ検査では、検出強度を例えば２５６段階の階調で表すことによってノーマライズしている。検出強度を階調表示するには、基準となる信号強度が必要となる。信号強度の基準となるベース値として、信号強度が異なる二つの値が用いられる。【０００６】
例えば、検査信号を印加した際の電圧に基づいて、信号強度の低い値と信号強度の高い値をそれぞれ基準値および正常値とし、基準値を強度０とし正常値を強度１００として階調の信号レベルのベース値を定める。【０００７】
基準値としては、例えば、基板を構成するフレームから得られる信号強度を零電位から得られる検出強度として用いることが知られている（特許文献３参照）。【０００８】
また、基板のピクセルに異なる電圧の検査信号を印加し、この電圧印加によって二つの信号強度を求めた基準値および正常値を求めてベース値とすることも行われている。【０００９】
一般に、二次電子の検出強度には走査に伴う変動分（ゆらぎ）が含まれている。そのため、一パネルについて一つのベース値を用いて階調を設定した場合には、階調値は検出強度に含まれる変動分に対応することができないため、検出強度のゆらぎに伴って階調値が変動し、ピクセルの電位が同じであっても異なる階調値となるという問題が生じる。【００１０】
そこで、従来、基準値について、対象となるパネル全体の標準偏差を用いて算出している。【００１１】
【特許文献１】特開２００４−２７１５１６号公報
【特許文献２】特開２００４−３０９４８８号公報
【特許文献３】特開２００５−３２１３０８号公報（段落００４５）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来、パネル全体の標準偏差を用いて基準値（強度０）の算出しているため、二次電子検出強度のゆらぎ等の変動に対応することができず、パネルの場所によって検出感度が異なる場合があり、欠陥の誤検出や欠陥の見逃しの要因となるという問題がある。【００１３】
図１５は従来のパネル全体の標準偏差を用いた基準値による階調の変動を説明するための図である。図１５（ａ）は、従来の基準値の算出を説明するための図であり、基準値はパネル全体の平均値μpとパネル全体の標準偏差σpに基づいて算出される。例えば、アレイが非駆動状態にあるときに検出される検出強度を用いて、パネル全体の平均値μpとパネル全体の標準偏差σpを算出し、算出した平均値μpに、算出した標準偏差σpに所定の係数ｋを乗じた値（ｋ・σp）を加算することによって基準値を算出する。ここでは、（μp−ｋ・σp）によって算出される。【００１４】
例えば、各ピクセルａ〜ｅの標準偏差がそれぞれσa〜σeである場合に、この標準偏差に対応して基準値を定めた場合には、図１５（ｂ）に示すように、基準値（図中のBase2）は標準偏差に応じて変動する。なお、ここでは平均値μpは一定であるとしている。【００１５】
一方、従来の基準値（図中のBase1）は、平均値μpおよび標準偏差σpがパネルに対して一定であるため、パネルのピクセルの検出強度が変動した場合であっても、各ピクセルについて対応することはできない。また、この基準値（Base1）を用いて階調を生成した場合には、ピクセルａ〜ｅの検出強度が同一レベルであっても、標準偏差が異なることによって階調に差が生じる場合がある。【００１６】
そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、階調を定める基準値の算出において、検出強度に含まれるゆらぎによる変動に対応した基準値を算出し、これによって欠陥検出の検出感度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明は、ピクセルの検出強度によるアレイの欠陥判定において、検出強度を標準化して表す階調を適正に設定するものであり、この階調の設定に用いる検出強度の基準値の算出において、二次電子の検出強度のゆらぎに対応した基準値を算出するものである。ここで、基準値は例えばアレイが非駆動状態、あるいは、ベース状態に相当する所定電圧の印加されたときにピクセルから検出される検出強度の検出レベルである。【００１８】
本発明は、基準値を算出するための標準偏差として、パネル全体の標準偏差に代えてピクセル毎に標準偏差を算出し、この標準偏差に基づいて各ピクセルの基準値を算出するものである。これによって、検出強度のゆらぎに対応した標準偏差を算出し、検出強度に含まれるゆらぎによる変動に対応した基準値を算出することができる。【００１９】
本発明は、液晶アレイ検査装置の信号処理方法の態様と液晶アレイ検査装置の態様を含む。【００２０】
本発明の液晶アレイ検査装置の信号処理方法の態様は、液晶基板に所定電圧の検査信号を印加してアレイを駆動し、液晶基板に電子線を照射して得られる二次電子を検出し、二次電子の検出強度に基づいて液晶基板のアレイを検査する液晶アレイ検査装置の信号処理方法である。【００２１】
信号処理は、階調設定工程、階調値算出工程、欠陥判定工程、基準値算出工程の各工程を含む。【００２２】
階調設定工程は、正常な駆動状態のピクセルの検出強度を正常値とし、非駆動状態のピクセルの検出強度を基準値として、これら正常値と基準値を基にしてピクセルの検出強度の階調を設定する。階調値算出工程は、階調設定工程で設定した階調に従って、各ピクセルから検出される検出強度に対応する階調値を算出する。欠陥判定工程は、階調値算出工程で算出した階調値と閾値とを比較することによって、各ピクセルの欠陥判定を行う。【００２３】
階調設定工程は基準値を算出する基準値算出工程を有する。この基準値算出工程では、対象ピクセルの検出強度と当該対象ピクセルの近傍のピクセルの検出強度に基づいて、当該対象ピクセル毎に検出強度の平均値および標準偏差を算出し、標準偏差に所定係数を乗じた値を平均値に加算し、加算値を基準値とする。【００２４】
基準値算出工程による平均値の算出は、以下の各工程によって行われる。【００２５】
はじめに、パネル上に設定した任意の第１の領域において、この第１の領域に含まれるピクセルの検出強度の総和値を求め、領域内の各ピクセルに対して設定した第２の領域において、総和値に重み付けした値にピクセルの検出強度を加算し、加算で得られた加算値を第１の領域に含まれるピクセルの個数で除算して移動平均値を求め、求めた移動平均値を対象ピクセルの平均値として算出する。【００２６】
移動平均値の算出において、総和値に付する重み付けは（ｍ−１）／ｎを用いることができる。ここで、ｍは第２の領域に含まれるピクセルの個数であり、ｎは第１の領域に含まれるピクセルの個数である。【００２７】
移動平均処理による基準値の算出において、本願発明は上記した算出処理を行うことで処理速度を向上させることができる。この高速化した算出処理は、移動平均処理を行う範囲よりも広い範囲の平均値を予め算出しておき、この広範囲の平均値を各ピクセルの基準値の算出に利用することによって、各ピクセルでの移動平均処理で行う演算回数を低減させるものである。この算出処理は、パネル内においてピクセルの基準値はほぼ同レベルの値であり、この基準値はそのピクセルが含まれる範囲の平均値にほぼ等しいことを利用するものであり、移動平均の演算において演算に用いるピクセルの検出強度の内で、対象ピクセル以外のピクセルについては予め算出しておいた平均値を用いることによって、演算処理量の低減を図るものである。【００２８】
そこで、移動平均処理に際して、パネル上で対象ピクセルを含む任意の領域を設定し、この領域に含まれるピクセルの検出強度の総和値を予め求めておく。設定した領域内の各ピクセルについて基準値を算出する際に、求めておいた総和値に重み付けを行い、この重み付けした値に対象ピクセルの検出強度を加算した値をそのピクセルの基準値として算出する。上記した移動平均処理を行うことによって、予め求めておいた総和値を利用することで、演算処理の処理量が低減する。【００２９】
基準値算出工程による標準偏差の算出は、以下の各工程によって行われる。【００３０】
はじめに、パネル上に設定した任意の第１の領域において、この第１の領域においてピクセルの検出強度の平均値と標準偏差を求め、第１の領域内の各ピクセルに対して設定した第２の領域において、標準偏差から得られる分散値に重み付けし、ピクセルの検出強度と平均値との差分を二乗し、重み付けした分散値に差分の二乗値を加算して加算値を求め、求めた加算値を第１の領域に含まれるピクセルの個数で除算して移動分散値を求め、移動分散値の平方根を対象ピクセルの標準偏差として算出する。【００３１】
標準偏差の算出において、重み付けは（ｍ−１）／ｎとすることができる。ここで、ｍは第２の領域に含まれるピクセルの個数であり、ｎは第１の領域に含まれるピクセルの個数である。【００３２】
標準偏差の算出においても、本願発明は上記の算出処理を行うことで、前記した平均値の算出と同様に処理速度を向上させることができる。この高速化した算出処理は、標準偏差処理を行う範囲よりも広い範囲の標準偏差を予め算出しておき、この広範囲の標準偏差を各ピクセルの基準値の算出に利用することによって、各ピクセルでの標準偏差処理で行う演算回数を低減させるものである。この算出処理は、パネル内においてピクセルの標準偏差はほぼ同レベルの値であり、この標準偏差はそのピクセルが含まれる範囲の標準偏差にほぼ等しいとことを利用するものであり、標準偏差の演算において演算に用いるピクセルの検出強度の内で、対象ピクセル以外のピクセルについては予め算出しておいた標準偏差を用いることによって、演算処理量の低減を図るものである。【００３３】
標準偏差処理に際して、パネル上で対象ピクセルを含む任意の領域を設定し、この領域に含まれるピクセルの検出強度の標準偏差を予め求めておく。設定した領域内の各ピクセルについて基準値を算出する際に、求めておいた標準偏差から求めた分散値に重み付けを行い、この重み付けした値に対象ピクセルの分散値を加算した値をそのピクセルの基準値として算出する。上記した標準偏差処理を行うことによって、予め求めておいた標準偏差を利用することで演算処理の処理量が低減する。【００３４】
また、本発明の液晶アレイ検査装置の信号処理装置の態様は、液晶基板に所定電圧の検査信号を印加してアレイを駆動し、液晶基板に電子線を照射して得られる二次電子を検出し、二次電子の検出強度に基づいて液晶基板のアレイを検査する液晶アレイ検査装置である。【００３５】
本発明の液晶アレイ検査装置は検出強度を信号処理する信号処理部を備える。この信号処理部は、階調設定部と階調値算出部と欠陥判定部を備える。階調設定部は、正常な駆動状態のピクセルの検出強度を正常値とし、非駆動状態のピクセルの検出強度を基準値として、ピクセルの検出強度の階調を設定する。階調値算出部は、階調設定部で設定した階調に基づいて各ピクセルから検出される検出強度に対応する階調値を算出する。欠陥判定部は、階調値算出部で算出した各ピクセルの階調値と予め欠陥判定用に定めておいた閾値とを比較することによって欠陥判定を行う。【００３６】
本発明の信号処理部が備える階調設定部は基準値を算出する基準値算出部を備える。基準値算出部は、対象ピクセルの検出強度とこの対象ピクセルの近傍のピクセルの検出強度に基づいて対象ピクセルの検出強度の平均値を算出する平均値演算部と、対象ピクセルの検出強度と対象ピクセルの近傍のピクセルの検出強度に基づいて対象ピクセルの検出強度の標準偏差を算出する標準偏差演算部と、標準偏差に係数を乗じた値を平均値に加算して基準値を算出する基準値演算部とを備え、対象ピクセル毎に基準値を算出する。【００３７】
基準値算出部の平均値演算部は、パネル上に設定した任意の第１の領域において、この第１の領域に含まれるピクセルの検出強度の総和値を求める総和算出部と、第１の領域内の各ピクセルに対して設定した第２の領域において、総和値に重み付けした値にピクセルの検出強度を加算し、加算で得られた加算値を第１の領域に含まれるピクセルの個数で除算して移動平均値を求める移動平均演算部とを備える。移動平均演算部で求めた移動平均値を対象ピクセルの平均値として算出する。【００３８】
移動平均演算部による移動平均演算において、総和値に付する重み付けは（ｍ−１）／ｎであり、ｍは第２の領域に含まれるピクセルの個数であり、ｎは第１の領域に含まれるピクセルの個数である。【００３９】
基準値算出部の標準偏差演算部は、パネル上に設定した任意の第１の領域において、この第１の領域におけるピクセルの検出強度の平均値を算出する領域平均値算出部と、パネル上に設定した任意の第１の領域において、この第１の領域におけるピクセルの検出強度の標準偏差を算出する領域標準偏差算出部と、領域平均値算出部で算出した第１の領域での平均値と領域標準偏差算出部で算出した第１の領域での標準偏差と対象ピクセルの検出強度とを用いて各ピクセルの標準偏差を算出する標準偏差算出部とを備える。【００４０】
標準偏差算出部は、第１の領域内の各ピクセルに対して設定した第２の領域において、標準偏差から得られる分散値に重み付けし、このピクセルの検出強度と第２の領域の平均値との差分を二乗し、重み付けした分散値に差分の二乗値を加算して加算値を求め、求めた加算値を第１の領域に含まれるピクセルの個数で除算して移動分散値を求め、移動分散値の平方根を算出する標準偏差算出部を備える。標準偏差算出部は、算出値を対象ピクセルの標準偏差として出力する。【００４１】
また、標準偏差算出部による標準偏差演算において、重み付けは（ｍ−１）／ｎであり、ｍは第２の領域に含まれるピクセルの個数であり、ｎは第１の領域に含まれるピクセルの個数である。【００４２】
本発明の態様によれば、基準値の算出において、予め所定領域内の平均値および標準偏差を求めておき、この平均値および標準偏差に重み付けを行った値を利用することによって演算処理量を低減し、処理速度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、階調を定める基準値の算出において、検出強度に含まれるゆらぎによる変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の液晶アレイ検査装置の構成例を説明するための概略ブロック図である。
【図２】本発明の液晶アレイ検査装置によってピクセルの欠陥判定を行うための手順を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明の液晶アレイ検査装置によってピクセルの欠陥判定を行うための手順を説明するための説明図である。
【図４】本発明による基準値の算出を説明するための図である。
【図５】本発明の信号処理部の構成例を説明するための図である。
【図６】本発明の基準値算出部の算出フロー例を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の基準値算出部の構成を説明するための概略構成ブロック図である。
【図８】本発明の基準値の演算処理を説明するための説明図である。
【図９】本発明のピクセルの平均値の高速演算処理例を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明のピクセルの標準偏差の高速演算処理例を説明するためのフローチャートである。
【図１１】本発明のピクセルの平均値および標準偏差の高速演算処理例を説明するための説明図である。
【図１２】本発明のピクセルの平均値演算部の構成例を説明するための構成図である。
【図１３】本発明のピクセルの標準偏差演算部の構成例を説明するための構成図である。
【図１４】ピクセルの検出強度の分布を示す図である。
【図１５】従来のパネル全体の標準偏差を用いた基準値による階調の変動を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 液晶アレイ検査装置
２ ステージ
３ 電子銃
４ 検出器
５ 電子線走査制御部
６ ステージ駆動制御部
７ 制御部
１０ 信号処理部
１１ 記憶部
１２ 階調設定部
１３ 正常値算出部
１４ 基準値算出部
１４ａ 平均値演算部
１４ａ１ 総和算出部
１４ａ２ 移動平均演算部
１４ａ３ 領域記憶部
１４ｂ 標準偏差演算部
１４ｂ１ 平均値算出部
１４ｂ２ 領域標準偏差算出部
１４ｂ３ 標準偏差算出部
１４ｂ４ 領域記憶部
１４ｃ 基準値演算部
１４ｄ 基準値記憶部
１５ 階調算出部
１６ ピクセル階調値記憶部
１７ 階調値算出部
２０ 欠陥判定部
１００ 液晶基板
１０１ パネル
１０２ ピクセル
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。【００４７】
図１は、本発明の液晶アレイ検査装置の構成例を説明するための概略ブロック図である。【００４８】
なお、図１に示す例では、液晶基板に電子線を照射し、液晶基板から放出される二次電子を検出し、検出強度から撮像画像を取得する構成例を示している。【００４９】
図１において、液晶アレイ検査装置１は、液晶基板１００を載置しＸＹ方向に搬送自在とするステージ２と、ステージ２の上方位置にステージ２から離して配置された電子銃３と液晶基板１００のパネル１０１のピクセル（図示していない）から放出される二次電子を検出する検出器４とを備える。【００５０】
ステージ２はステージ駆動制御部６によって駆動が制御され、電子銃３は電子線走査制御部５によって電子線の照射および液晶基板１００上の走査が制御される。検出器４で検出された二次電子の検出信号は信号処理部１０で処理され、得られた階調値は欠陥判定部２０においてピクセルの欠陥判定に用いられる。【００５１】
電子線走査制御部５，ステージ駆動制御部６，信号処理部１０、欠陥判定部２０の各部の駆動動作は制御部７によって制御される。また、制御部７は、液晶アレイ検査装置１の全体の動作を含む制御を行う機能を有し、これらの制御を行うＣＰＵおよびＣＰＵを制御するプログラム記憶するメモリ等によって構成することができる。【００５２】
ステージ２は、液晶基板１００を載置するとともに、ステージ駆動制御部６によってＸ軸方向およびＹ軸方向に移動自在であり、また、電子銃３から照射される電子線は電子線走査制御部５によってＸ軸方向あるいはＹ軸方向に振らせることができる。ステージ駆動制御部６および電子線走査制御部５は単独あるいは協働動作によって、電子線を液晶基板１００上で走査させ、液晶基板１００のパネル１０１に各ピクセルに照射させることができる。【００５３】
本発明の液晶アレイ検査装置１によってピクセルの欠陥判定を行うための手順の概略について、図２のフローチャートおよび図３の説明図を用いて説明する。【００５４】
液晶基板のパネルには複数のピクセルが設けられ、これら複数のピクセルについて欠陥の有無を検出するため、各ピクセルで検出した検出強度を用いる。この検出強度による欠陥判定において、検出される検出強度は、ピクセルの欠陥の有無の他に照射される電子線の強度や検出器の検出感度など測定環境に依存して変化するため、検出強度の生データを閾値と比較することでは正確な欠陥判定を行うことはできない。そこで、検出された検出強度を標準化して測定環境に依存しない値に変換し、この値を用いて欠陥判定を行う必要がある。この検出強度の標準化として検出強度を階調値に変換し、この階調値を予め定めて閾値と比較することによって欠陥判定を行う。【００５５】
階調値変換には、ピクセルから基準となる検出強度を求め、この検出強度を基にして階調を設定する。基準となる検出強度として正常値と基準値を用いる。正常な駆動状態のピクセルの検出強度を正常値とし、非駆動状態のピクセルの検出強度を基準値とする。正常値は、例えば検査信号によってアレイ駆動されて所定電圧が印加された正常なピクセルから検出される検出強度を用いることができ、基準値は、例えばアレイ駆動していないピクセルから得られる検出強度を用いる他に、アレイ駆動によって所定の基準電圧が印加された正常なピクセルから検出される検出強度を用いることもできる。【００５６】
例えば、検査信号を印加した際の電圧に基づいて、信号強度の低い値と信号強度の高い値をそれぞれ基準値および正常値とし、基準値を強度０とし正常値を強度１００として階調の信号レベルのベース値を定める。【００５７】
そこで、ピクセルの検出強度を求め（S1）、正常値（強度100）と基準値（強度0）とを算出する。図３（ａ）はアレイを駆動してピクセルに所定電圧を印加した状態を示し、図３（ｂ）はアレイを非駆動状態あるいは所定の基準電圧を印加した状態を示し、図３（ｃ）は検査信号を印加し、正常ピクセルおよび欠陥ピクセルから検出強度を取得する状態を示している。【００５８】
図３（ａ）に示すように、所定電圧が印加されたピクセルから取得した検出強度を正常値とする。正常値の値として例えば強度100を設定する。なお、強度100は256階調に適当な値として定める一例であって、必ずしも強度100の値である必要はなく別の数値を設定してもよい。【００５９】
図３（ｂ）に示すように、基準電圧のピクセルから取得した検出強度を基準値とする。基準値の値として例えば強度0を設定する。なお、強度0は256階調に適当な値として定める一例であって、必ずしも強度0の値である必要はなく別の数値を設定してもよい（S2,S3）。【００６０】
次に、算出した正常値（強度100）と基準値（強度0）に基づいて階調を設定する。図３（ｄ）は検出強度を示し図３（ｅ）は階調を示している。ここでは、一例として２５６階調を設定する場合において、正常値（強度100）を２５６階調の“１００”に対応付け、基準値（強度0）を２５６階調の“０”に対応付けている。これによって階調が設定される（S4）。【００６１】
次に、求めた階調に対して各ピクセルの検出強度の階調値を求める。求めたピクセルの階調値は、電子線の照射状態や検出器の検出レベル等の測定環境が変化した場合であっても同一基準で検出強度を評価することができる。図３（ｃ）のピクセルｉの検出強度が検出強度ｘiの値である場合には、検出強度ｘiに対応する階調値として“Ｘi”が求められる（図３（ｅ））（S5）。【００６２】
求めた階調値を予め定めておいた閾値と比較することによって欠陥判定を行う。階調値“１００”にマージン分を加えた階調値を閾値（図３（ｅ）では破線で示している）として設定した場合には、階調値“Ｘi”とこの閾値とを比較して欠陥判定を行う（S6）。【００６３】
図４は本発明による基準値の算出を説明するための図である。図４（ａ）において、基準値は各ピクセルｉの平均値μiと標準偏差σiに基づいて算出する。例えば、アレイが非駆動状態にあるときに各ピクセルで検出される検出強度を用いて、ピクセルｉ毎に平均値μiと標準偏差σiを算出し、算出した平均値μiに、算出した標準偏差σiに所定の係数ｋを乗じた値（ｋ・σi）を加算することによって基準値を算出する。ここでは、（μi−ｋ・σi）によって算出される。【００６４】
例えば、各ピクセルａ〜ｅの標準偏差がそれぞれσa〜σeである場合に、この標準偏差に対応して基準値を定めると、図４（ａ）に示すように、基準値（図中のBase）は標準偏差に応じて変動する。なお、ここでは各ピクセルの検出強度は同一の値であるとしている。この基準値に基づいて階調を設定することによって、パネルのピクセルの標準偏差が変動した場合であっても、同一の検出強度に対して階調値を同一とすることができる。【００６５】
図４（ｃ）は正常値（強度100）と基準値（強度0）の一例を示している。本発明によれば、基準値は各ピクセルｉの標準偏差σiに対応して算出することができる。【００６６】
図５は本発明の信号処理部の構成例を説明するための図である。信号処理部１０は、ピクセルｉからの二次電子を検出器で検出した検出強度ｘiを記憶する記憶部１１、正常な駆動状態のピクセルの検出強度を正常値とし、非駆動状態のピクセルの検出強度を基準値として、ピクセルの検出強度の階調を設定する階調設定部１２と、階調設定部１２で設定した階調を記憶するピクセル階調値記憶部１６、階調設定部１２で設定した階調に基づいて各ピクセルから検出される検出強度ｘiに対応する階調値Ｘiを算出する階調値算出部１７を備える。【００６７】
階調設定部１２は、階調を設定するための正常値を算出する正常値算出部１３と、基準値を算出する基準値算出部１４と、算出した正常値と基準値とから階調を算出する階調算出部１５を備える。【００６８】
基準値算出部１４の算出フロー例および構成例について、図６のフローチャートおよび図７の概略構成ブロック図を用いて説明する。【００６９】
図６のフローチャートにおいて、パネルから対象ピクセルｉを選出し（S11）、選出したピクセルｉと近傍ピクセルの検出強度を読み出す。近傍ピクセルは任意に定めることができる。例えば、格子状に配列されるピクセル配列において、対象ピクセルを囲む８個のピクセルを近傍ピクセルとして設定したり、対象ピクセルを中心としてｘ方向あるいはｙ方向のライン状に配列されるピクセルを近傍ピクセルとして設定したり、ｘおよびｙの両方向に十字状に配列されるピクセルを近傍ピクセルとして設定することができる(S12)。【００７０】
読み出した近傍ピクセルの検出強度と対象ピクセルの検出強度と用いて、移動平均処理によって平均値μiと標準偏差σiを算出する（S13）。【００７１】
各ピクセルについて、算出した平均値μiと標準偏差σiを用いて基準値を算出する。基準値は（μi＋ｋ・σi）によって求めることができる。なお、ｋは任意に定める係数である（S14）。【００７２】
S11〜S14の工程をパネルの全ピクセルに対して繰り返して、全ピクセルについて基準値を算出する(S15)。【００７３】
図７は、本発明の基準値算出部の一構成例を説明するための概略ブロック図である。【００７４】
本発明の基準値算出部１４は、各ピクセルｉの平均値μiを算出する平均値演算部１４ａと、各ピクセルｉの標準偏差σiを算出する標準偏差演算部１４ｂと、各ピクセルｉについて、算出した平均値μiと標準偏差σiとを用いて（μi＋ｋ・σi）の演算を行って基準値を算出する基準値演算部１４ｃと、算出した基準値を記憶する基準値記憶部１４ｄを備える。【００７５】
図８（ａ）はピクセルの検出強度の検出位置を概略的に示している。パネル１０１は複数のピクセル１０２を格子状に配列して備え、各ピクセル１０２からは検出強度が検出される。図８（ａ）では、説明を簡略するために、各ピクセル１０２について１点の検出位置から検出強度を取得する例を示しているが、各ピクセル１０２に複数の検出位置を設定して複数の検出強度を取得することもできる。【００７６】
図８（ｂ）は一ライン上で検出される検出強度値ｘi、平均値μｉ、および標準偏差σiを示し、図８（ｃ）は算出して基準値を示している。図８（ｂ）では、検出強度値ｘiを×印で示し、平均値μｉを三角印で示し、標準偏差σiに係数ｋを乗じた（ｋ・σi）の範囲を矢印で示している。【００７７】
図８（ｂ）において、基準値は平均値μｉから（ｋ・σi）下げた値によって表される。したがって、各ピクセルｉの基準値は、標準偏差σiの変動に対応した値となる。階調はこの基準値および正常値（図示していない）に基づいて設定される。【００７８】
本発明は、ピクセルの基準値を算出する演算において、平均値μｉおよび標準偏差σiを算出する際に、パネル内で設定した領域で求めた平均値、標準偏差を利用することによって演算速度を向上させることができる。【００７９】
以下、ピクセルの基準値の高速演算処理例について、図９、図１０のフローチャート、図１１の説明図、図１２、図１３の構成図を用いて説明する。【００８０】
パネル上において、対象ピクセルを含む領域を設定する。図１１（ｂ）はパネルに設定した領域Ｒ１の一例を示している。ここでは、領域Ｒ１はｎ個のピクセルを含む例を示している。また、図１１（ａ）は、対象ピクセルｉについて基準値を算出する移動平均処理および移動標準偏差処理を行うピクセルの領域Ｒ２の例を示している。ここでは、領域Ｒ２はｍ個のピクセルを含む例を示している。【００８１】
ここで、移動平均処理は、対象ピクセルｉを順に移動させながら平均値μiを算出する処理であり、この例では対象ピクセルｉに対して領域Ｒ２を設定し、この領域Ｒ２内にあるピクセルの検出強度を用いて、（Σim（ｘi））／ｍの演算によって平均値μiを算出する。ここで、“ｘｉ”はピクセルｉの検出強度であり、“ｍ”は領域Ｒ２に含まれるピクセルの総数である。【００８２】
また、移動標準偏差処理は、対象ピクセルｉを順に移動させながら標準偏差を算出する処理であり、この例では対象ピクセルｉに対して領域Ｒ２を設定し、この領域Ｒ２内にあるピクセルの検出強度を用いて、Σim（μi−ｘi）2の演算によって分散σi2を算出し、この分散σi2の平方根によって標準偏差σiを算出する。【００８３】
はじめに、図９のフローチャートを用いて平均値μiを高速演算する処理について説明する。【００８４】
パネル上に領域Ｒ１を設定し（S21）、この領域Ｒ１に含まれる全ピクセルの検出強度の総和値Ｎ（＝Σinｘi）を算出する。ここで、“ｘｉ”はピクセルｉの検出強度であり、“ｎ”は領域に含まれるピクセルの総数である。総和値Ｎをピクセルの総数ｎで除算した値“Ｎ／ｎ”は各ピクセルの検出強度の平均値に相当する(S22)。【００８５】
次に、S23〜S26の工程によって対象ピクセルに対する移動平均値を算出する。図１１（ｃ）は、ｍ個のピクセルの検出強度を用いて移動平均値μiを算出する状態を示している。【００８６】
領域Ｒ２内から対象ピクセルｉを選択し（S23）、選択したピクセルｉの検出強度ｘiを記憶部から読み出す（S24）。S22の工程で算出した総和値Ｎに重み付けを行い、重み付けした総和値にS24の工程で読み出した対象ピクセルｉの検出強度ｘｉを加算し、この加算値を移動平均値として算出する。【００８７】
ここで、総和値Ｎの重み付けする重み付け係数は（ｍ−１）／ｎを用いることができ、算出される移動平均値μiは、
μｉ＝（（ｍ-1）／ｎ）・Ｎ＋ｘｉ）／ｍ
で表される。ここで、ｍは対象ピクセルに対する移動平均処理を行う際に用いるピクセルの個数である。【００８８】
上記式で求められる移動平均値μiは、移動平均処理に用いるｍ個の検出強度として、対象ピクセルｉの検出強度ｘｉと、総和値Ｎをｎで除算した検出強度“Ｎ／ｎ”を（ｍ−１）個用いることで算出するものである。上記式において、“（ｍ-1）／ｎ）・Ｎ”は総和値Ｎから得られる検出強度を（ｍ−１）個分加算したものに相当している。【００８９】
この移動平均処理では、ｍ個の検出強度の内で（ｍ−１）個の検出強度“（ｍ-1）／ｎ）・Ｎ”について総和値Ｎを共通に用いることができるため、演算量を低減させることができ、演算処理速度を向上させることができる。算出した移動平均値μiを対象ピクセルｉの基準値として設定する（S25）。【００９０】
S23〜S25の工程を領域内の全ピクセルについて繰り返して、全ピクセルの基準値を算出する（S26）。【００９１】
さらに、パネル内において、残りのピクセルについては別の領域を設定してS21〜S27の工程を繰り返す（S27）。【００９２】
次に、図１０のフローチャートを用いて標準偏差σiを高速演算する処理について説明する。【００９３】
パネル上に領域Ｒ１を設定し（S31）、この領域Ｒ１に含まれる全ピクセルの検出強度を用いて平均値μRと標準偏差σRを算出する(S32)。【００９４】
次に、S33〜S36の工程によって対象ピクセルに対する移動標準偏差を算出する。図１１（ｄ）は、ｍ個のピクセルの検出強度を用いて移動標準偏差σiを算出する状態を示している。【００９５】
領域Ｒ２内から対象ピクセルｉを選択し（S33）、選択したピクセルｉの検出強度ｘiを記憶部から読み出す（S34）。S32の工程で算出した標準偏差σRの二乗値σR2に重み付けした値重み付けしたｋ・σR2にS34の工程で読み出した対象ピクセルｉの検出強度ｘｉから算出した分散（ｘi−μR）2を加算し、この加算値を領域Ｒ２に含まれるピクセルの個数ｍで除算して移動標準偏差の二乗値σi2を算出する。【００９６】
ここで、重み付けする重み付け係数は（ｍ−１）／ｎを用いることができ、算出される移動標準偏差σiは、
σｉ2＝（（ｍ-1）／ｎ）・σR2＋（ｘi−μR）2）／ｍ
で表される。ここで、ｍは対象ピクセルに対する移動標準偏差を行う際に用いる領域Ｒ２に含まれるピクセルの個数である。【００９７】
上記式で求められる移動標準偏差σiは、移動標準偏差に用いるｍ個の値として、対象ピクセルｉの検出強度ｘｉと平均値μRとから求める値（ｘi−μR）2と、標準偏差の二乗値σR2をｎで除算した“σR2／ｎ”を（ｍ−１）個用いることで算出するものである。上記式において、“（（ｍ-1）／ｎ）・σR2”は一ピクセル当たりのσR2を（ｍ−１）個分加算したものに相当している。【００９８】
この移動標準偏差処理では、ｍ個の値の内で（ｍ−１）個の値“（（ｍ-1）／ｎ）・σR2”について標準偏差σR2を共通に用いることができるため、演算量を低減させることができ、演算処理速度を向上させることができる。算出した移動標準偏差σiは移動平均値μiと共に対象ピクセルｉの基準値に算出に用いる（S35）。【００９９】
S33〜S35の工程を領域Ｒ２内の全ピクセルについて繰り返して、全ピクセルの基準値を算出する（S36）。【０１００】
さらに、パネル内において、残りのピクセルについては別の領域を設定してS31〜S36の工程を繰り返す（S37）。【０１０１】
図１２は平均値を演算する平均値演算部１４ａの構成例を示している。【０１０２】
平均値演算部１４ａは、パネル上に設定した任意の領域に含まれるピクセルの検出強度の総和値Ｎを算出する総和算出部１４ａ１と、領域内の各ピクセルについて、総和値Ｎに重み付けした値にピクセルｉの検出強度ｘｉを加算した値を算出して、検出強度の移動平均値μｉを算出する移動平均演算部１４ａ２と、領域Ｒ１、Ｒ２を記憶しておく領域記憶部１４ａ３を備える。【０１０３】
図１３は標準偏差を演算する標準偏差演算部１４ｂの構成例を示している。【０１０４】
標準偏差演算部１４ｂは、パネル上に設定した任意の領域Ｒ１に含まれるピクセルの検出強度から領域平均値μRを算出する平均値算出部１４ｂ１と、パネル上に設定した任意の領域Ｒ１に含まれるピクセルの検出強度から領域標準偏差σRを算出する領域標準偏差算出部１４ｂ２と、領域平均値μRと領域標準偏差σRと対象ピクセルｉの検出強度ｘiとを用いて標準偏差を算出する標準偏差算出部１４ｂ３と、領域Ｒ１、Ｒ２を記憶しておく領域記憶部１４ｂ４を備える。【０１０５】
図１４は、ピクセルの検出強度の分布を、本発明による階調表示と従来の階調表示とで比較して示している。図１４（ａ）は本発明による階調表示を示し、図１４（ｂ）は従来の階調表示を示している。なお、図１４では、ピクセルの検出強度を２５６階調で表したとき、正常値の強度100で表し、強度150以上の検出強度を欠陥強度として表している。【０１０６】
図１４（ａ）の強度分布によれば、図１４（ｂ）で欠陥強度以下として表示されていた検出強度が補正され、強度150以上の欠陥強度として表示され、欠陥検出の検出感度が向上されたことを示している。
【産業上の利用可能性】
【０１０７】
本発明の階調設定に用いる正常値の算出処理は、液晶アレイ検査装置に限らず、半導体素子の基板検査に適用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図３】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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