(57)【要約】【課題】判定サイズの再設定作業を行うこと無く、判定サイズの設定を自動的に行うことが可能な欠陥検査装置における判定条件設定方法及び欠陥検査装置を提供する。【解決手段】フラットパネル表示装置に用いられるカラーフィルタの欠陥を検出するための判定条件設定方法であって、カラーフィルタ基板に設けられた判定サイズ調整パターンを撮像部で撮像し、撮像された判定サイズ調整パターンを二値化し、判定サイズ調整パターンの実サイズと、二値化された調整パターンの撮像部のピクセル数との間の散布図による近似直線より、判定サイズの設定を行うことを特徴とする判定条件設定方法。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラットパネル表示装置に用いられるカラーフィルタの欠陥を検出するための判定条件設定方法であって、カラーフィルタ基板に設けられた判定サイズ調整パターンを撮像部で撮像し、撮像された判定サイズ調整パターンを二値化し、判定サイズ調整パターンの実サイズと、二値化された調整パターンの撮像部のピクセル数との間の散布図による近似直線より、判定サイズの設定を行うことを特徴とする判定条件設定方法。
【請求項２】
判定サイズ調整パターンが形状抜け及び形状残りを示す形状のパターンであって、それぞれサイズの異なる複数個のパターンを有することを特徴とする請求項１記載の判定条件設定方法。
【請求項３】
判定サイズ調整パターンをカラーフィルタ基板に転写して設けるための露光用フォトマスクに設け、且つ転写された判定サイズ調整パターンが撮像部の各撮像カメラの走査エリア毎に少なくとも１個以上入るように設けられたことを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の判定条件設定方法。
【請求項４】
判定サイズ調整パターンの実サイズと二値化された調整パターンの撮像部のピクセル数の間の近似直線は、撮像カメラ毎に取得し、各撮像カメラ毎に判定サイズを設定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の判定条件設定方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の判定条件設定方法を用いて欠陥検出を行うことを特徴とする欠陥検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネル表示装置等に用いられるカラーフィルタの欠陥を検出する場合に用いられる欠陥検出装置の判定条件の設定方法と、欠陥検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１はカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を断面で示した図である。カラーフィルタ１は、ガラス基板２上にブラックマトリックス（以下、ＢＭ）３、レッドＲの着色パターン（以下、Ｒ画素）４−１、グリーンＧの着色パターン（以下、Ｇ画素）４−２、ブルーＢの着色パターン（以下、Ｂ画素）４−３、透明電極５、及びフォトスペーサー（Ｐｈｏｔｏ  Ｓｐａｃｅｒ）（以下、ＰＳ）６、バーテイカルアライメント（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）（以下、ＶＡ）７が順次形成されたものである。
【０００３】
上記構造のカラーフィルタの製造方法は、フォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法が知られているが、図２は一般的に用いられているフォトリソグラフィー法の工程を示すフロー図である。カラーフィルタは、先ず、ガラス基板上にＢＭを形成処理する工程（Ｃ−１）、ガラス基板を洗浄処理する工程（Ｃ−２）、着色フォトレジストを塗布および予備乾燥処理する工程（Ｃ−３）、着色フォトレジストを乾燥、硬化処理するプリベーク工程（Ｃ−４）、露光処理する工程（Ｃ−５）、現像処理する工程（Ｃ−６）、着色フォトレジストを硬化処理する工程（Ｃ−７）、透明電極を成膜処理する工程（Ｃ−８）、ＰＳ、ＶＡを形成処理する工程（Ｃ−９）がこの順に行われ製造される。
【０００４】
例えば、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の順に画素が形成される場合には、カラーフィルタ用ガラス基板を洗浄処理する工程（Ｃ−２）から、着色フォトレジストを硬化処理する工程間（Ｃ−７）ではレッドＲ、グリーンＧ、ブルーＢの順に着色レジストを変更して３回繰り返されてＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素が形成される。
【０００５】
ガラス基板２上へのＢＭ３の形成は、例えば、ガラス基板２上に金属薄膜を形成し、この金属薄膜にフォトレジストを塗布した後、フォトリソグラフィー法によってＢＭ形状を有したパターンを露光、現像、エッチングをして形成するといった方法や、または、ガラス基板２上に黒色のフォトレジスト樹脂を塗布し、この樹脂塗膜をフォトリソグラフィー法によってＢＭ形状を有したパターンを露光、現像して、いわゆる樹脂ＢＭと称するパターンを形成する方法がとられている。
【０００６】
上記着色フォトレジストを塗布及び予備乾燥処理する工程（Ｃ−３）では着色フォトレジストをスピンコート法やダイコート法等の塗布方法によって塗布しているが、塗布処理する工程ではカラーフィルタ基板上に５μｍΦから５００μｍΦ程度の白抜けや異物と呼ばれる形状抜け及び形状残り等の欠陥が発生することがあり、また、他の工程においても前記白抜けや異物欠陥が発生することがある。それらの欠陥は自動欠陥検査装置を用いて検出され、不良基板の流出を防いでいる。
【０００７】
一般的に自動欠陥検査装置は、基板搬送ユニット（コンベア搬送やエア浮上搬送）によりカラーフィルタ基板を搬送しながら、カラーフィルタ基板の検査範囲を全走査できる複数のＣＣＤラインセンサカメラと光源（ＬＥＤ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等）を利用した光学系を構成し、カラーフィルタ基板表面を撮像し、画像処理部装置にて撮像した画像を処理して欠陥を検出する。撮像画像と欠陥の一例を図３に示す。カラーフィルタ
のＢＭ３、Ｒ画素４−１、Ｇ画素４−２、Ｂ画素４−３は、繰り返しパターンであることを利用して、欠陥９の検出には格子間隔（セルピッチ）を基に左右上下の繰り返しパターンを、濃度の差を比較処理し、設定された閾値で２値化し、欠陥部分が抽出される。抽出された欠陥９はパソコンを含むコンピューターより、その欠陥データ（カラーフィルタ基板内の欠陥の座標や画素数）をファイル及びデータベース（以下、ＤＢ）として保存される。
【０００８】
欠陥の良否判定の基準としては、検出した欠陥サイズを使用する。この欠陥サイズは、実際の欠陥サイズを欠陥部を撮像したＣＣＤラインセンサカメラの画素数（以下、ピクセル数：単位ＰＩＸ）に変換したものであり、このピクセル数が欠陥として判定するために予め設定されている数値を超えた場合、欠陥不良とする（以下、この設定値を判定サイズと言う）。図４（ａ）は撮像された欠陥１０ａを示す。図４（ｂ）は２値化された欠陥部のＣＣＤラインセンサカメラのピクセル１０ｂの一例を示す。図４（ｂ）の場合はＣＣＤラインセンサカメラのピクセル数はＸ方向、Ｙ方向共に７ピクセルの計４９ピクセルであって、欠陥部のピクセル１０ｂが１１ＰＩＸあることを示している。この１１ＰＩＸが判定サイズを超えた場合に欠陥として検出される。
【０００９】
この判定サイズは、製品機種（以下、品種）毎の検査条件を記録したファイル（以下、レシピ）の一項目として扱われており、運用管理者によって設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００９−４１９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記判定サイズは、得意先の不良規格や社内内部規格により決定された実サイズ不良規格（μｍ単位）を基にピクセル数に変換され、変換テーブル化される。
【００１２】
判定サイズの変換テーブルは、「条件出し」といわれる作業で求められ、決定される。この条件出しは、１０μｍ〜１００μｍΦ程度の欠陥サンプルを形成した基板を作成し、繰り返し検出サイズデータを取る事によってテーブル化を実施する。このテーブル化に要する時間は、検査装置のＣＣＤカメラの台数にもよるが５日〜１０日程度必要とされる。
【００１３】
通常この変換テーブルは、カラーフィルタ基板製品機種に依存しているために、変更する事はないが、製品の組成が極端に異なる製品が発生した場合（例えば、着色フォトレジストの種類を変更した場合）や、検査装置のＣＣＤラインセンサカメラの分解能を変更する様な判定サイズが大きく変更すると判断された場合には変換テーブルの変更が必要となる。
【００１４】
また、時間経過で検査装置の光学条件に変位（例えば光源の経時による劣化）が発生した場合には、不良とされる欠陥サイズが設定時の判定サイズと異なる場合がある。このため、日常点検に使われるサンプル基板を用いて不良が流出しないように管理する必要があり、これは検査装置の運用管理者にとって作業の大きな負担となっている。また、判定サイズの再設定を行う必要がある場合には上記変換テーブルを変更しなければならない。
【００１５】
上記判定サイズの再設定には、検査工程だけではなく製造工程全体にわたって長時間の製造停止を招く事となり、工場の生産量を低下させる原因となる。
【００１６】
以上の問題点に鑑み、本発明は判定サイズの再設定作業を行うこと無く、判定サイズの
設定を自動的に行うことが可能な欠陥検査装置における判定条件設定方法及び欠陥検査装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の請求項１に係る発明は、フラットパネル表示装置に用いられるカラーフィルタの欠陥を検出するための判定条件設定方法であって、カラーフィルタ基板に設けられた判定サイズ調整パターンを撮像部で撮像し、撮像された判定サイズ調整パターンを二値化し、判定サイズ調整パターンの実サイズと、二値化された調整パターンの撮像部のピクセル数との間の散布図による近似直線より、判定サイズの設定を行うことを特徴とする判定条件設定方法である。
【００１８】
本発明の請求項２に係る発明は、判定サイズ調整パターンが形状抜け及び形状残りを示す形状のパターンであって、それぞれサイズの異なる複数個のパターンを有することを特徴とする請求項１記載の判定条件設定方法である。
【００１９】
本発明の請求項３に係る発明は、判定サイズ調整パターンをカラーフィルタ基板に転写して設けるための露光用フォトマスクに設け、且つ転写された判定サイズ調整パターンが撮像部の各撮像カメラの走査エリア毎に少なくとも１個以上入るように設けられたことを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の判定条件設定方法である。
【００２０】
本発明の請求項４に係る発明は、判定サイズ調整パターンの実サイズと二値化された調整パターンの撮像部のピクセル数の間の近似直線は、撮像カメラ毎に取得し、各撮像カメラ毎に判定サイズを設定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の判定条件設定方法である。
【００２１】
本発明の請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれかに記載の判定条件設定方法を用いて欠陥検出を行うことを特徴とする欠陥検出装置である。
【発明の効果】
【００２２】
着色フォトレジストを変更する場合や、検査装置のＣＣＤラインセンサカメラの分解能を変更する場合や、光源の劣化や交換の場合には判定サイズが大きく変更すると判断されるが、その際行わなければならない判定サイズの設定を短時間で行うことが出来、その結果、検査装置の運用管理者の日常点検の手間を省き、更に、本来長時間の日数を使用する調整作業を不要にすることが出来るため、製造工程を長時間にわたって停止させず、生産量の低下を防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を断面で示した図。
【図２】一般的に用いられているフォトリソグラフィー法の工程のフロー図。
【図３】撮像画像と欠陥の一例を示す図。
【図４】(ａ）は撮像された欠陥を示す図。        (ｂ）は２値化された欠陥部のＣＣＤラインセンサカメラのピクセルを示す図。
【図５】本発明に係る欠陥検査装置の一例の概略構成を示す図。
【図６】本発明に係る欠陥検査装置における判定条件設定に用いられる判定サイズ調整パターンの一例を示す図。
【図７】本発明に係る欠陥検査装置における判定条件設定に用いられる判定サイズ調整パターンによって取得した欠陥に対してＸ軸に実パターンサイズ（μｍ２）、Ｙ軸にパターン検出サイズをピクセル数（単位ＰＩＸ）で表した散布図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明を実施するための形態を、図を用いて説明する。
【００２５】
図５は、本発明に係る欠陥検査装置の一例の概略構成を示す図である。欠陥検査装置は、カラーフィルタ基板２０を矢印２５の方向に搬送するための搬送部２３、カラーフィルタ基板２０を照明する反射光源部２１ａと透過光源部２１ｂ、照明されたカラーフィルタ基板２０を撮像する撮像部２２、及び制御ユニット２４と、を有している。反射光源部２１ａと透過光源部２１ｂ、撮像部２２、搬送部２３は制御ユニット２４に接続され制御される。
【００２６】
反射光源部２１ａと透過光源部２１ｂはカラーフィルタ基板２０の搬送方向と直交する方向の全幅に対して均一な照明を行えるように設置され、例えばハロゲン光源が用いられる。撮像部２２はカラーフィルタ基板２０の搬送方向と直交する方向の全幅に対して複数台のＣＣＤラインセンサカメラが並べられる。ここで用いられるＣＣＤラインセンサカメラはモノクロ用で良く、撮像された画像データは画像データ処理部（図示せず）で、例えば、２５６階調のデジタルデータに変換される。デジタルデータに変換された画像データは予め設定された閾値で二値化される。この場合、２５６階調のデジタルデータに変換せずに撮像されたアナログ画像データをある閾値で二値化しても良い。搬送部２３は、例えば搬送用コロ２６やコンベア搬送やエア浮上搬送を用いてカラーフィルタ基板２０を搬送しても良く、または搬送用にステージを設けてステージ上にカラーフィルタ基板２０を載置し、ステージを移動させて搬送しても良い。更にはカラーフィルタ基板２０を静止する載置台に載置したまま、反射光源部２１ａと透過光源部２１ｂと撮像部２２を駆動させて移動させてもよい。
【００２７】
図６は本発明に係る欠陥検査装置における判定条件設定に用いられる判定サイズ調整パターンの一例を示す図である。カラーフィルタ基板の製造工程においてＢＭ、ＲＧＢの各着色画素、ＩＴＯ、ＰＳＶＡの各パターンを形成する場合の露光処理には、パターンを露光するための露光用フォトマスクを使用して行われるが、その露光用フォトマスク上に、図６に示す様な、１０μｍΦ〜１００μｍΦの「形状抜け」、「形状残り」と呼ばれる欠陥の判定サイズ調整パターンを、１０μｍΦ間隔で、各１０水準形成する。図６の判定サイズ調整パターンを欠陥検査装置の全てのＣＣＤラインセンサカメラの走査エリア内に、少なくとも１個以上設けられる。
【００２８】
上記判定サイズ調整パターンは１０μｍΦ〜１００μｍΦで、１０μｍΦ間隔で各１０水準形成したが、これは例示であって、これに限定するものではない。
【００２９】
図７は、取得した欠陥に対してＸ軸に実パターンサイズ（μｍ２）、Ｙ軸にパターン検出サイズをピクセル数（単位ＰＩＸ）で表した散布図を示す。得られた散布図より近似直線の算出、つまり、最小二乗法による近似直線：Ｙ＝ａＸ＋ｂを導出する。これにより、実パターンサイズであるＸ値に対する、その時点での検出サイズ（ＰＩＸ）であるＹ値を導出する。
【００３０】
図７において、例えば、実サイズが２５００μｍ２以上（５０μｍ＊５０μｍのサイズに相当）の欠陥を不良欠陥として判定したい場合には、概ね７０ＰＩＸが判定サイズとして設定される。
【００３１】
欠陥検査装置では、上記判定サイズ調整パターン３０及び面付けされたカラーフィルタ３１のパターンを撮像する。ＣＣＤラインセンサカメラで撮像した画像を、格子間隔（セルピッチ）を基に左右上下の繰り返しパターンを濃度比較差分処理し、設定された閾値で２値化し、欠陥部分の抽出を行い、全パターンの欠陥サイズを取得する。
【００３２】
上記求められた判定サイズによって、取得された全パターンの欠陥の良否判定が行われる。
【００３３】
尚、複数のＣＣＤラインセンサカメラのカメラ毎の感度特性の違いや、反射光源部２１ａと透過光源部２１ｂの照明条件の違いから、図７に示される散布図は、ＣＣＤラインセンサカメラ毎に取得し、各ＣＣＤラインセンサカメラ毎に判定サイズを設定することが望ましい。
【００３４】
本発明の実施の形態として撮像部に用いる撮像カメラはＣＣＤラインセンサカメラを例示したが、これに限らず２次元ＣＣＤカメラを用いても良い。
【００３５】
本発明は、露光用フォトマスクに設けた判定サイズ調整パターンを基板に転写し、転写された欠陥の実サイズをＣＣＤラインセンサカメラのピクセル数に変換することによって撮像した撮像画像から、欠陥判定を行う場合の判定サイズの設定を行うため、液晶表示装置やプラズマ表示装置等のフラットパネル表示装置に用いられるカラーフィルタに限らず、基板の検査装置に広く採用することが出来る。
【００３６】
以上のように、本発明による判定条件設定方法及び欠陥検査装置によれば、判定サイズの設定を自動で行うことが出来、その結果、日常点検に使われるサンプル基板を使用することなく、検査装置の運用管理者の日常点検の手間を省き、更に、本来長時間の日数を使用する調整作業を不要にすることが出来るため、製造工程を長時間にわたって停止させず、生産量の低下を防ぐことが可能となる。
【符号の説明】
【００３７】
１・・・カラーフィルタ
２・・・ガラス基板
３・・・ブラックマトリックス（ＢＭ）
４−１・・・レッドＲの着色画素（Ｒ画素）
４−２・・・グリーンＧの着色画素（Ｇ画素）
４−３・・・ブルーＢの着色画素（Ｂ画素）
５・・・透明電極
６・・・フォトスペーサー（ＰＳ）
７・・・バーテイカルアライメント（ＶＡ）
９・・・欠陥
１０ａ・・・撮像された欠陥
１０ｂ・・・２値化された欠陥部のＣＣＤラインセンサカメラのピクセル
２０・・・カラーフィルタ基板
２１ａ・・・反射光源部
２１ｂ・・・透過光源部
２２・・・撮像部
２３・・・搬送部
２４・・・制御ユニット
２５・・・搬送方向を示す矢印
２６・・・搬送用コロ
３０・・・判定サイズ調整パターン
３１・・・面付けされたカラーフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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