(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繰り返しパターンを持つ被検査物をレンズを通して固体撮像素子にて撮像した撮像画像のパターンを消去するパターン消去方法において、
前記固体撮像素子の画素のピッチをｃとし、前記被検査物のパターンのピッチをｐとし、前記レンズの倍率をｍとし、自然数をｎとし、ｋ＝ｎ×ｍ×ｐ／ｃの式でピッチ係数ｋを定義し、前記ピッチ係数ｋが整数になるように設定した前記レンズの倍率ｍと自然数ｎのうちで最小のｍを選択して撮像した後、
ｎ周期離れているパターンとの差分を用いてパターンを消去する事を特徴とするパターン消去方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン消去方法を用い、前記パターンを消去した撮像画像の濃度値が第１の所定の値以上または第２の所定の値以下の部分を夫々欠陥とする事を特徴とする欠陥検査方法。
【請求項３】
請求項２に記載の欠陥検査方法を用い、液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、あるいは半導体ウェハの欠陥を検査する事を特徴とする欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は主に液晶パネル、プラズマディスプレイ、半導体ウェハ等の電子機器デバイスを撮像し、その撮像画像中に含まれる繰り返しパターンを消去し、繰り返しパターン中の欠陥判定を行う、撮像画像中の繰り返しパターン消去方法および欠陥検査方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶パネル、プラズマディスプレイ、半導体ウェハ等の電子機器デバイスの繰り返しパターンの欠陥検査を行うため、部分的に同じパターンが周期的に繰り返し全体に形成されている被検査物を撮像する。その撮像画像の繰り返しパターンの周期性を満たさない部分を検出するため、被検査物を撮像した画素のうち、注目画素とパターンの繰り返し周期分離れた位置に存在する画素を比較していた。具体的には、注目画素とパターンのピッチの整数倍の周期分離れた位置に存在する画素の濃度の差分を取り、その差分を取った濃度値が第１の所定の値以上または第２の所定の値以下のところを、夫々周期性を満たさない部分として欠陥としていた。
【０００３】
図４に従来のパターン消去方法を示す。図４（ａ）において、１は被検査物を撮像した画像である。画像１には、繰り返しパターン２と、黒欠陥３ａ、白欠陥３ｂが撮像されている。４は画像１のチェックラインであり、チェックライン４の線上の画像データの濃淡を示すのが濃度プロファイルｆ１である。ここで繰り返しパターンのピッチｐの間隔に濃度プロファイルｆ１をｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４に分割する。
【０００４】
そして、ｃ２の濃淡値からｃ１濃淡値を引き、ｃ３の濃淡値からｃ２濃淡値を引き、ｃ４の濃淡値からｃ３濃淡値を引く。こうして濃度プロファイルｆ１についてピッチｐ離れた濃淡値の差分をとる。つぎに順次、画像チェックライン４を上下に移動し、濃度プロファイルを分割し差分をとり、画像１全面に対し上記の方法で濃度値の差分をとる。
【０００５】
こうして画像１全面の差分をとり、図４（ｂ）に示す様に、被検査物を撮像した画像１のパターンを消去した画像が６である。次に、パターン消去画像６に順次チェックラインを設け、黒欠陥７ａと白欠陥７ｂを判定する。例えば、パターン消去画像６上にチェックライン８を設けると、チェックライン８の線上のデータの濃淡を示す差分濃度プロファイルはｆ２の様になる。
【０００６】
ここで、１０は濃度値が第１の所定の値である白欠陥閾値、１１は濃度値が第２の所定の値である黒欠陥閾値である。差分濃度プロファイルｆ２の１２ａは濃度値が低く黒欠陥閾値１１を下回っているため、１２ａは黒欠陥となる。差分濃度プロファイルｆ２の１２ｂは濃度値が高く白欠陥閾値１０を上回っているため、１２は白欠陥となる。同様に、パターン消去画像６に順次チェックラインを設け、パターン消去画像６全面の欠陥検査を行う。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方法では、撮像手段がＣＣＤ等の固体撮像素子の場合、被検査物を撮像した画像には量子化誤差が発生する。特に固体撮像素子に結像された被検査物のパターンの線幅が１画素のサイズに近い場合、その影響は顕著であり、結像したパターンと画素の位置関係により、撮像画像上でパターンの幅と濃度は大きく変化する。
【０００８】
図５にその理由を示す。量子化誤差がない理想的な状態では、被検査物を撮像した画像２０の理想濃度プロファイルはｆ３の様にどのパターン２に対しても一様な濃度となる。しかし、実際はＣＣＤ（固体撮像素子）２２で被検査物を撮像するためＣＣＤ２２の１画素単位で量子化される。この撮像画像２０のＣＣＤ２２でのパターン２のＣＣＤ濃度プロファイルｆ４は、パターン２とＣＣＤ２２の画素の位置関係で濃度が変化するため、理想の濃度プロファイルｆ３とは異なった濃度値を示す。
【０００９】
よって、上記従来の技術の方法で、ＣＣＤ濃度プロファイルｆ４について、パターンの１ピッチ分離れた画素の差分をとると、差分濃度プロファイルはｆ５に示す様な複雑な線、つまりノイズの多い差分濃度プロファイルｆ５になってしまう。このため、差分濃度プロファイルｆ５が、白欠陥閾値１０を上回る部分２５は白欠陥、黒欠陥閾値１１を下回る部分２６は黒欠陥、となる。つまり、被検査物の撮像画像上に欠陥が無くとも、欠陥を検出してしまう課題があった。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明のパターン消去方法は、固体撮像素子の画素のピッチをｃとし、パターンのピッチをｐとし、レンズの倍率をｍとし、自然数をｎとし、ｋ＝ｎ×ｍ×ｐ／ｃの式でピッチ係数ｋを定義し、前記ピッチ係数ｋが整数になるように設定した前記レンズの倍率ｍと自然数ｎのうちで最小のｍを選択して撮像した後、ｎ周期離れている撮像画像のパターンの差分を用いてパターンを消去する事を特徴とする。
【００１１】
また本発明の欠陥検査方法は、上記パターン消去方法を用い、パターンを消去した撮像画像の濃度値が第１の所定の値以上または第２の所定の値以下の部分を夫々欠陥とする事を特徴とする。
【００１２】
さらに、上記欠陥検査方法を、液晶パネル、プラズマディスプレイパネル、あるいは半導体ウェハの欠陥検査方法に用いてもよい。
【００１３】
これにより、被検査物を固体撮像素子にて撮像した時でも量子化誤差の少ない撮像画像を得ることが可能になり、適切に撮像画像のパターンを消去し、正確に欠陥を検査することが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜図３に本発明の実施の形態を示す。図１は本実施の形態のパターン消去方法を実現する撮像装置の概念図である。図１において、３１は被検査物であり、具体的には表面にストライプ状のパターンを有する液晶用のガラス基板である。
【００１５】
この被検査物３１の像はレンズ３２を通してカメラ３３中のＣＣＤ（固体撮像素子）３４上に結像される。このＣＣＤ３４により撮像した被検査物３１の撮像画像は、制御装置３５に撮像データとして記憶される。また制御装置３５によりレンズ３２の倍率は変更可能になっている。
【００１６】
図２に撮像画像をＣＣＤの画素により量子化する概念図を示す。４１は被検査物を撮像した画像であり、４２はストライプ状のパターンである。従来の技術と同様に画像４１にチェックライン４３をもうけ、ＣＣＤの画素４４によりチェックライン４３線上の画像の濃淡を検出する。このチェックライン４３線上の画像の濃淡を示すのが濃度プロファイルｆ６である。
【００１７】
つぎに量子化誤差を防止し、パターンを検出する方法を示す。被検査物のパターンのピッチをＰとし、固体撮像素子（ＣＣＤ）の画素のピッチをｃとし、レンズの倍率をｍとし、ピッチ係数をｋｆとし、式（１）を定義する。
【００１８】
【数１】
0004165115.tif 000002
【００１９】
この式（１）でピッチ係数ｋｆが整数となる様に、レンズの倍率ｍを設定する。この整数は、小さい方が撮像画像のパターンを消去しやすい。一例として、被検査物のパターンのピッチＰが２８μｍ、固体撮像素子（ＣＣＤ）の画素のピッチｃが１２μｍのとき、レンズ倍率ｍを３とする。このとき、ピッチ係数ｋｆは７となり、図２に示すように、固体撮像素子（ＣＣＤ）の画素のピッチｃの整数倍（７倍）が、撮像画像４１上のパターン４２のピッチ間距離となる。つまり、撮像画像４１上のどの位置のパターン４２でも、固体撮像素子（ＣＣＤ）４４のパターンを量子化する画素との位置関係が一定になる。これにより撮像画像のパターンを固体撮像素子（ＣＣＤ）にて量子化した時の誤差は無くなり、パターンに対する濃度プロファイルｆ６の濃淡は常に一定となる。
【００２０】
この状態で、従来の技術と同様に濃度プロファイルｆ６に対しパターンのピッチｐ離れた濃淡値の差分をとり、被検査物を撮像した画像のパターンを消去する。
【００２１】
しかし、レンズの倍率ｍの範囲は制約があり、被検査物のパターンのピッチＰと、固体撮像素子（ＣＣＤ）の画素のピッチｃの数値によっては、上記実施の形態１の式（１）で示したピッチ係数ｋｆは、整数にはならない場合がある。一例として、被検査物のパターンのピッチＰが２２μｍ、固体撮像素子（ＣＣＤ）の画素のピッチｃが１２μｍのとき、レンズ倍率ｍを３とする。このとき、ピッチ係数ｋｆは５．５となり、整数ではなくなる。このため図３に示す様に、隣接するパターンの差分をとっても、正確にパターンを消去できない。
【００２２】
ここでｎを自然数とし、式（１）を変更し、ピッチ係数ｋをつぎの式（２）で定義する。
【００２３】
【数２】
0004165115.tif 000003
【００２４】
この式（２）でピッチ係数ｋが整数となる様に、レンズの倍率ｍと、自然数ｎを設定する。この整数は、小さい方が撮像画像のパターンを消去しやすい。一例として、被検査物のパターンのピッチＰが２２μｍ、固体撮像素子（ＣＣＤ）の画素のピッチｃが１２μｍ、レンズ倍率ｍを３、自然数ｎを２とすると、ピッチ係数ｋは１１となり整数となる。この場合の濃度プロファイルは図３のｆ７に示す様な形状になる。つまり、自然数ｎが２となっているため、ｎ×ｐつまり２×ｐ間離れたパターン４２の濃度プロファイルｆ７は同じ形になる。こうして、濃度プロファイルｆ７に対しパターンのピッチが２（ｎ）周期離れた濃淡値の差分をとり、被検査物を撮像した画像のパターンを消去する。
【００２５】
つまり、式（２）でピッチ係数ｋが整数となる様に、レンズ倍率ｍと自然数ｎを決定し、撮像画像のｎ周期離れたパターンの差分をとれば、撮像画像のパターンを消去することが出来る。また、ｎの整数倍の周期離れたパターンの差分をとっても、同様に撮像画像のパターンを消去することが出来る。したがって、自然数をｊとし、ｎ×ｊ周期離れた撮像画像のパターンの差分をとってもよい。
【００２７】
この様にして、被検査物の撮像画像からパターンを消去した後、従来と同様の方法で、パターンを消去した画像の濃度値が、濃度値が第１の所定の値以上または第２の所定の値以下の部分を夫々欠陥とし検出する。
【００２８】
これにより、被検査物を固体撮像素子にて撮像した時でも量子化誤差の少ない撮像画像を得ることが可能になり、適切に撮像画像のパターンを消去し、正確に欠陥を検査することが可能になる。
【００２９】
また、被検査物がプラズマディスプレイパネルや、半導体ウェハであっても、同様の効果が得られる。
【００３０】
【発明の効果】
以上の様に本発明によれば、固体撮像素子の画素のピッチをｃとし、パターンのピッチをｐとし、レンズの倍率をｍとし、自然数をｎとし、ｋ＝ｎ×ｍ×ｐ／ｃで定義するピッチ係数ｋが、整数になるようにレンズの倍率ｍと自然数ｎを設定すれば、被検査物を固体撮像素子にて撮像した時でも量子化誤差の少ない撮像画像を得ることが出来る。
【００３１】
この撮像画像のｎ周期離れているパターンの差分をとり、被検査物を撮像した撮像画像のパターンを消去する事で、適切に撮像画像のパターンを消去することができるので、白欠陥閾値と黒欠陥閾値の幅を従来に比べて小さくすることができ、厳密な欠陥検査を実施することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の撮像装置を示す概念図
【図２】本発明の実施の形態の撮像画像を量子化する概念を示す図
【図３】本発明の実施の形態のｎ＝２の時の撮像画像を量子化する概念を示す図
【図４】従来のパターン消去方法の原理を示す概念図
【図５】従来の量子化誤差が発生する原理を示す概念図
【符号の説明】
３１  被検査物
３２  レンズ
３３  カメラ
３４  ＣＣＤ（固体撮像素子）
４１  撮像画像
４２  パターン
【図１】
0004165115.tif 000004
【図２】
0004165115.tif 000005
【図３】
0004165115.tif 000006
【図４】
0004165115.tif 000007
【図５】
0004165115.tif 000008