(57)【要約】【課題】小サイズの複数の欠陥が近接した位置に発生することにより表示上の悪影響が広く及ぶ可能性のあるカラーフィルタの微細パターンの形状欠陥を確実にかつ効率的に検査する検査方法、ならびに検査装置を提供すること。【解決手段】第一の検査基準に基づいて有効エリア全体を対象に実施した第一の検査結果と、前記第一の検査結果により形状欠陥の候補として検出した点の内、一部の点の近傍に検査領域を限定して、前記第一の検査基準より欠陥検出能を高く設定した第二の検査基準に基づいて実施した、第二の検査結果と、を総合して形状欠陥を判定する。【選択図】図１
2011008156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の検査基準に基づいて有効エリア全体を対象に実施した第一の検査結果と、前記第一の検査結果により形状欠陥の候補として検出した点の内、一部の点の近傍に検査領域を限定して、前記第一の検査基準より欠陥検出能を高く設定した第二の検査基準に基づいて実施した、第二の検査結果と、を総合して形状欠陥を判定することを特徴とするカラーフィルタの欠陥検査方法。
【請求項２】
前記第二の検査の限定した検査領域が、前記第一の検査で形状欠陥の候補として検出した点の内、繰り返しの共通性の認められる点を含むことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの欠陥検査方法。
【請求項３】
前記カラーフィルタが、液晶のマルチドメイン配向を実現するためのＶＡパターンを有することを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタの欠陥検査方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタの欠陥検査方法により、カラーフィルタの形状欠陥を検査する検査装置であって、１枚のカラーフィルタを２段階で検査するための動作制御機構と２段階の検査基準を設定、指示するための条件制御機構と２段階の検査結果を集めて総合判定するためのデータ処理機構とを有することを特徴とするカラーフィルタの検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタに設けられたＶＡパターンの欠陥を検査する検査方法、ならびに検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、平面型ディスプレイ装置が多く使われるようになってきており、中でもＬＣＤ（液晶表示装置）は、特にカラーフィルタによって色表示を行う多色カラータイプがテレビ、モニタ、携帯端末等の表示パネルに利用が進んでいる。多色カラー化のために一般にマイクロセル構造のカラーフィルタが多用され、カラーフィルタは液晶表示パネルの表示品質を決める重要な役割を担っている。カラーフィルタはガラス板やプラスチック板などの透明基板上に所定の色の画素色層を形成している。また、液晶の配向を制御するために、画素色層上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、酸化インジウム、酸化亜鉛などからなる透明電極を形成している。
【０００３】
一方、ＬＣＤの応用分野が広がるにつれて、その視野角の狭さが問題となり、種々の改良提案がなされてきた。中でもＶＡ（Vertical  Alignment）方式とＩＰＳ（In-Plane  Switching）方式の２方式は、大型の高品位テレビ用途に利用が進んでいる。
【０００４】
ＶＡ方式は、初期状態の液晶の垂直配向を基本にしており、誘電率異方性が負のネマチック液晶が使われる。電圧印加により、液晶分子が立った状態から寝た状態に変化し、偏光板との組み合わせで、暗から明に透過率が変化する。電圧無印加の初期状態に黒表示となるＶＡ方式は一般的により黒い色が出せるため、コントラストが高く、通常のＴＮ（Twisted  Nematic）方式より応答速度も速い。
【０００５】
ＶＡ方式で視野角を改善する手段として、一つの画素中で液晶分子の配向状態を変える分割配向を行うように複数のドメインを形成するマルチドメイン配向が一般的であるが、これは温度変化や中間調表示に対しても均一性を維持する方法として適している。
【０００６】
マルチドメイン配向を実現する手段としては、カラーフィルタに形成した、液晶分子の配向を制御する電極に突起部を形成したり、スリット等の開口部を設けたりする方法がある（特許文献１参照）。例えば、ＶＡパターンと称するリブ状の突起部を形成して液晶にマルチドメイン配向させるためのきっかけを与える部位を透明電極上に設ける場合、突起部の傾斜面が液晶分子の傾きに影響を与える。従って、前記突起部の平面配置を画素上にどのように設計するかにより、マルチドメイン配向の組み合わせ状態が決められる。
【０００７】
前記ＶＡパターンと称するリブ状の突起部は、通常、主リブと枝リブの２種類のパターンからなり、５〜１０μｍ程度の線幅を有する。一般にフォトリソグラフィー法による製造プロセスにおけるプロセス条件により、リブ状の突起部の高さや幅、形状が変動する。また、前記プロセス条件による変動とは別に、ＶＡパターンの主リブや枝リブの一部が欠けたり出っ張ったりする形状欠陥が生じると、欠陥部分の面積以上の領域にわたって、液晶のマルチドメイン配向の状態に影響を与えて液晶表示不良を引き起こしたりするので、上記欠陥品の流出は特に避けなければならない。
【０００８】
一方、一般的な形状欠陥品の流出を避けるために、従来より、カラーフィルタの着色層の異物やスペーサー突起部の欠陥等の形状欠陥を検出して、良／不良の判定をするための検査機が多く提案されている（特許文献２〜４参照）。前記提案では、反射光源や透過光源からの検出光をＣＣＤカメラ等の撮像手段により入力して、正常パターンとの直接比較
や設計データとの比較によって、異常部を判定する手法を用いている。従来からの欠陥を検出、判定する上記の検査機を用いて、前記ＶＡパターンの形状欠陥を検出、判定することも行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２４２２２５号公報
【特許文献２】特開平５−２８８６４０号公報
【特許文献３】特開平１０−１０４１１７号公報
【特許文献４】特開２０００−２２１５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
前記ＶＡパターンの形状欠陥の検出、判定を従来の検査方法および検査機により実施することは一般的には可能であるが、ＶＡパターンにおいては、近接した位置に複数の欠陥が生じると、個々の欠陥のサイズが小さく単独では不良とみなさない場合であっても、その波及範囲が特に大きくなり、表示上問題となることがある。前記の事情を考慮して不良判定をしなければならない場合も発生するので、初めから欠陥の判断基準を厳しく設定し、擬似欠陥も含めた多くの欠陥判定品の候補の中から、目視判定を加えて最終判定するという方法もある。
【００１１】
然るに、欠陥サイズとしての判断基準をどの程度のサイズの欠陥に設定するかは、擬似欠陥の検出可能性や検査データの処理能力も勘案して、運用時に適切に決めなければならないことが多く、徒に欠陥の判断基準を厳しく設定することは適当ではない。今までは、見逃し検出を極力避ける一方で、過剰な検査負担や過度の不良判定に陥らないように適正な検査を実現するための一般的な手法は得られていなかった。
【００１２】
本発明は、前記の問題点に鑑みて提案するものであり、本発明が解決しようとする課題は、小サイズの複数の欠陥が近接した位置に発生することにより表示上の悪影響が広く及ぶ可能性のあるカラーフィルタの微細パターンの形状欠陥を確実にかつ効率的に検査する検査方法、ならびに検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載の発明は、第一の検査基準に基づいて有効エリア全体を対象に実施した第一の検査結果と、前記第一の検査結果により形状欠陥の候補として検出した点の内、一部の点の近傍に検査領域を限定して、前記第一の検査基準より欠陥検出能を高く設定した第二の検査基準に基づいて実施した、第二の検査結果と、を総合して形状欠陥を判定することを特徴とするカラーフィルタの欠陥検査方法である。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、前記第二の検査の限定した検査領域が、前記第一の検査で形状欠陥の候補として検出した点の内、繰り返しの共通性の認められる点を含むことを特徴とする請求項１に記載のカラーフィルタの欠陥検査方法である。
【００１５】
また、請求項３に記載の発明は、前記カラーフィルタが、液晶のマルチドメイン配向を実現するためのＶＡパターンを有することを特徴とする請求項１または２に記載のカラーフィルタの欠陥検査方法である。
【００１６】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のカラーフィルタの欠陥検査方法により、カラーフィルタの形状欠陥を検査する検査装置であって、１枚のカラ
ーフィルタを２段階で検査するための動作制御機構と２段階の検査基準を設定、指示するための条件制御機構と２段階の検査結果を集めて総合判定するためのデータ処理機構とを有することを特徴とするカラーフィルタの検査装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のカラーフィルタの欠陥検査方法によれば、小サイズの複数の欠陥が近接した位置に発生することにより表示上の悪影響が広く及ぶ可能性のあるカラーフィルタの微細パターンの形状欠陥を確実にかつ効率的に検査する検査方法を提供することができ、また、前記検査方法を実現するための機構を設けた検査装置を提供することができる。特に、繰り返しの共通性の認められる形状欠陥や、液晶のマルチドメイン配向を実現するためのＶＡパターンに生じる形状欠陥における微細欠陥検出能力を高めた検査方法、ならびに検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の検査方法の全体手順を示すためのフロー図である。
【図２】本発明の検査方法の第二の検査基準を設定する限定検査領域を説明するための平面模式図である。
【図３】本発明の検査装置の概要を説明するための構成模式図である。
【図４】本発明の検査方法の２つの検査基準に基づく判定結果の一例説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態を図面に従って述べる。
【００２０】
図１は、本発明の検査方法の全体手順を示すためのフロー図である。
本発明のカラーフィルタの検査方法は、検査対象とするカラーフィルタを準備し（１）、第一の検査基準を記憶データとして検査装置に入力し（２）、第一の検査基準に基づいて有効エリア全体を対象に第一の検査を実施し（３）、その結果を前記第一の検査基準に照らし合わせて判定する（４）。ここで、ＮＧ判定としたカラーフィルタは、ＮＧ品処理のために検査のフローから外す（５）。残りのカラーフィルタは、データ格納（６）した上で、格納された第一の検査のデータを元に、この段階でＮＧ判定には至らない小さな形状欠陥候補点の仕分け（７）を行う。
【００２１】
次に、パターン設計に関わるデータや既に実施した検査結果等の関連情報（８）を入力して、前記形状欠陥候補点の中から後述の第二の検査を実施すべき対象となる点を全て抽出し、予め設定した特定点からの近傍領域の定義に従って、前記抽出した点の近傍領域からなる限定検査領域を設定（９）する。その後、前記第一の検査基準より欠陥検出能を高く設定した第二の検査基準を記憶データとして検査装置に入力し（１０）、前記限定検査領域を対象に前記第二の検査基準に基づいて、第二の検査を実施する（１１）。その結果を前記第二の検査基準に照らし合わせて判定する（１２）。ここで、ＮＧ判定としたカラーフィルタは、ＮＧ品処理のために検査のフローから外す（１３）。残りのカラーフィルタは、良品として収納し（１４）、検査の全体手順を終える。
【００２２】
図２は、本発明の検査方法の第二の検査基準を設定する限定検査領域を説明するための平面模式図である。（ａ）はカラーフィルタ１のマザー基板１枚の中に面付けパターン２を１単位とする繰り返しパターンの欠陥が共通欠陥Ａ３として複数個現れる場合を示す。また、（ｂ）は、異なるマザー基板の同一箇所に共通欠陥Ｂ４として繰り返し現れる場合を示す。前記（ａ）や（ｂ）の場合以外にも繰り返しパターンの単位に応じて各種の共通欠陥が発生する可能性がある。これらの共通欠陥Ａ３、Ｂ４は、カラーフィルタ１の製造工程において、フォトマスク自体の欠陥である例が代表的であって、フォトマスクを使用した露光工程に起因する欠陥であることが、特に微細パターンの場合に多い。本発明者は
、上記の知見に基づいて、前記第一の検査で形状欠陥の候補として検出した点の内、繰り返しの共通性の認められる点を含むように限定検査領域を定めることが好ましいことを見出した。
【００２３】
前記第二の検査は、前記第一の検査でＮＧ判定には至らない小さな形状欠陥候補点の中から一部の点、例えば上記繰り返しの共通性の認められる一部の点を抽出して、第二の検査を実施すべき対象となる点とし、該点の近傍領域からなる限定検査領域を設定することにより実施できる。図２の吹き出し中の拡大図に、上記繰り返しの共通性の認められる共通欠陥Ａ３、Ｂ４を中心に、例えば１〜数ｍｍの範囲を区切った、限定検査領域５を点線で示す。
【００２４】
なお、前記限定検査領域５の広がり設定値は、前述のように、特定点からの近傍領域の定義として、使用する検査装置の初期設定値に予め確定しておくこともできるが、パターン設計に関わるデータや既に実施した検査結果等の関連情報（８）と共に、毎回の検査で新たに入力しても良い。後者の場合は、対象とするカラーフィルタ１のパターンの微細さの程度や形状の特徴に応じて、また、直近の製造品質の状況に応じて自由に設定することができる。そのため、不良品の見逃しを避けるとともに、過剰な検査負担や過度の不良判定に陥らないように、カラーフィルタの欠陥を検査することができる。
【００２５】
図４は、本発明の検査方法の２つの検査基準に基づく判定結果の一例説明図である。
不規則な形状を有する欠陥について、欠陥サイズを該欠陥の最大径と定義して、小さい方から大きい方へ、ＳＳ、Ｓ、Ｍ、Ｌ、ＬＬの５段階のランクに分けた場合を例に説明する。各ランクの欠陥サイズの下限値を規定しておけば、ＬＬサイズ以外は、各ランクの下限値以上で１つ上のランクの下限値未満の範囲の欠陥サイズを有する欠陥を該当ランクに分類することができる。また、ＬＬサイズは上限を有しない。
【００２６】
前記第一の検査基準は、通常の欠陥検査と同様であって、例えば、Ｌサイズ以上の欠陥を有する場合を不良（×印で表示）と判定し、Ｓサイズ以下の欠陥は良（○印で表示）とする規定を設ける。Ｍサイズの欠陥は、品種と発生個数により、判断基準を別途指定するように決める（△印で表示）。ＬＬサイズの欠陥は、単に不良と判定するだけでなく、発生原因の早急な確認を求めて対策と繋がるように警報を発する意味を持たせる（××印で表示）。また、ＳＳサイズの欠陥は、単に良品扱いとするだけでなく、外部への表示の必要もなしと位置付ける（−印で表示）。
【００２７】
前記第二の検査基準は、前記限定検査領域のみに適用する検査基準であって、前記第一の検査基準より欠陥検出能を高く設定している。また、既に第一の検査によって不良と判定された欠陥があれば、再度の表示は不要である。前記限定検査領域は、前述のとおり、第一の検査で不良判定には至らない小さな形状欠陥候補点の中から、第二の検査を実施すべき対象となる一部の点を抽出し、予め設定した特定点からの近傍領域の定義に従って、前記点の近傍領域からなる領域を設定したものである。従って、上記の特別の意味を有する領域に存在するＭサイズの欠陥は、第一の検査で△レベルに判定したとはいえ、第二の検査では、限定検査領域に存在する以上、欠陥としての認識を厳しくする必要があり、他の近接欠陥の有無に関わらず、×レベルとする。欠陥サイズがＳやＳＳの場合も、検査領域の特殊性を考慮して、限定検査領域に他の近接欠陥が無くても（通常判定）、欠陥としての認識を第一の検査より厳しくする。近接欠陥がある場合には（近接判定）、さらに厳しく判定する。
【００２８】
前記第二の検査の結果に、以前の第一の検査の結果を補うことにより、近接欠陥が無い場合と有る場合に分けて、総合判定を示すことができる。但し、判定結果は一例であって、これに限定されない。
【００２９】
図３は、本発明の検査装置の概要を説明するための構成模式図である。
ステージ１０の上にカラーフィルタ１１を設置して、照明ランプ１２からの光によるカラーフィルタ１１の画像を撮像カメラ１３で読み取る。図では、折れ線矢印が光の経路を示し、反射照明の例を示すが、透過照明をステージ１０の裏側から与えて、透過像を読み取ることもできる。照明ランプ１２には、通常のキセノン・メタルハライド白色光源が使用でき、撮像カメラ１３には、ＣＣＤ固体撮像素子を用いたリニアセンサが利用できる。ブロック矢印で示すステージの動作や照明ランプの点灯を初めとする動作関係全般は、動作制御機構１４で制御することができる。１枚のカラーフィルタ１１を検査領域の異なる２段階で検査し、検査の内容も異なるので、ステージやカメラの移動速度やランプの明るさ等の検査環境を決める条件を１枚のカラーフィルタの検査の中で変えられるような動作制御機構１４が望ましい。
【００３０】
本発明の検査装置は２段階の検査基準を設定、指示する必要があり、条件制御機構１５がこの機能を分担する。条件制御機構１５は、さらに、パターン設計に関わるデータや既に実施した検査結果等の関連情報を連接するデータ処理機構１６から得て、動作制御機構１４を通じて必要な指示を与えることができる。データ処理機構１６は撮像カメラ１３からの画像の取り込みと処理および条件制御機構１５との情報の交換を行い、２段階の検査結果を集めて形状欠陥の総合判定と結果の保存を行うことができる。
【００３１】
本発明による、カラーフィルタの２段階の欠陥検査の方法と検査装置によれば、繰り返しの共通性の認められる形状欠陥や、液晶のマルチドメイン配向を実現するためのＶＡパターンに生じる形状欠陥における微細欠陥検出能力を高めた検査方法、ならびに検査装置を提供することができる。
【００３２】
一方、カラーフィルタのマザー基板の検査を連続して行う場合、２段階目の検査を行う対象となる前記限定検査領域を、初期のマザー基板の検査で発見し、確定できれば、以後のマザー基板の検査においては、見かけ上一回の検査であるかのように、前記と同様の２段階検査を行うことができる。即ち、前記限定検査領域のみ第二の検査基準に従うことは、前述のとおりであるが、第一の検査基準に従う検査を行う領域を有効エリア全体としないで、前記限定検査領域を除くエリアとして、検査基準の異なるエリア間を連続的に検査することができる。但し、前記検査基準の異なるエリア間の連続的な検査を実現するためには、高速の信号処理が必要であり、検査装置の構成要素をさらに高性能なものにするために厳選することが好ましい。
【符号の説明】
【００３３】
１・・・カラーフィルタ（マザー基板）
２・・・カラーフィルタ（面付けパターン）
３・・・共通欠陥Ａ
４・・・共通欠陥Ｂ
５・・・限定検査領域
１０・・ステージ
１１・・カラーフィルタ（マザー基板）
１２・・照明ランプ
１３・・撮像カメラ
１４・・動作制御機構
１５・・条件制御機構
１６・・データ処理機構
【図１】
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【図４】
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【図２】
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【図３】
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