CN101738401A - 缺陷检查装置和缺陷检查方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供缺陷检查装置和缺陷检查方法，仅利用一部分合格图案信息即可检查出检查基板的图案偏差，不需要检查区域整体的预测位置信息，能够抑制为所需的最小限度的信息量。为此，具有：对被检查基板进行拍摄的单元；取入所拍摄的基板图像的单元；将取入的基板图像作为检查图像进行存储的单元；设定图案匹配用的参照图像和检查条件的单元；使用检查图像和参照图像来进行图案匹配的单元；以及计算作为图案匹配结果的检查图像与参照图像之间的偏差量的单元。

Description

缺陷检查装置和缺陷检查方法
技术领域
本发明涉及用于检查在大型液晶面板等中使用的大型基板上形成的、电信号布线及晶体管电极等的图案缺陷的缺陷检查装置和缺陷检查方法。
背景技术
以往，在作为TFT液晶基板的制造工序的光刻工序中，有时会由于制造装置或曝光装置的异常而导致在基板上形成的图案中产生缺陷。例如，在基板上附着有颗粒的情况下，会发生局部图案偏差，且该部分显现为斑纹。
此外，由于曝光装置的异常，特别是近年来作为曝光手段的镜头扫描方式下的镜头调节异常，会产生镜头之间的图案偏差，并显现为条纹状的斑纹。哪怕微小的图案偏差也会导致这些斑纹的产生，但由于这些斑纹不会在电气上带来异常，因而在后工序中难以发现。因此，是通过人用肉眼进行观察的宏观检查等来检查斑纹。
作为自动地定量进行该宏观检查的方法，存在如下这样的技术：利用比图像分辨率低的精度，预先使用合格基板来获取预测到出现重复图案的特征点的预测位置信息，并求出所述预测位置与测量位置之间的误差，由此来检测图案偏差。(例如，参照专利文献1)。
【专利文献1】日本特许公开公报：日本特开2004-279244号公报
然而，在现有技术中，需要预先使用实际基板来生成预测位置信息，该基板必须是合格品。然而，要在制造工序开始时制造出合格基板，十分耗时，因而在现有技术中，存在在此之前无法进行相应检查的问题。
并且，由于需要获得作为检查对象的基板的所有机型及所有工序中的、基板上的整个检查区域的预测位置信息，因此，存在其信息量庞大的问题。
并且，在将预测位置与测量位置进行比较时需要严密的定位，因此存在处理十分复杂的问题。
发明内容
本发明正是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供缺陷检查装置和缺陷检查方法，该缺陷检查装置和缺陷检查方法仅利用一部分合格图案信息即可检查出检查基板的图案偏差，不需要检查区域整体的预测位置信息，能够抑制为所需的最小限度的信息量。
用于解决上述课题的本发明的缺陷检查装置具有：摄像单元，其对被检查基板进行拍摄；图像取入单元，其取入由所述摄像单元拍摄的基板图像；图像存储单元，其将所述图像取入单元取入的基板图像作为检查图像进行存储；参照图像设定单元，其设定图案匹配用的参照图像和检查条件；图案检测单元，其使用所述检查图像和所述参照图像来进行图案匹配；以及图案偏差量计算单元，其计算作为所述图案检测单元的图案匹配结果的所述检查图像与所述参照图像之间的偏差量。
根据本发明，不需要使用合格基板事先生成信息，能够利用简易的手段来检查图案偏差。
并且，根据本发明，由于还能够判定所显现的斑纹，因此能够早期发现制造工序的异常。
附图说明
图1是应用了本发明的第1实施方式中的缺陷检查装置的功能框图。
图2是用于说明参照图像的设定的图。
图3是示出用于检查被检查基板的检查处理流程的流程图。
图4是用于说明检查对象与模型之间的图案匹配的图。
图5是示出差分图像的例子的图。
图6是用于说明偏离距离的图。
图7是示出由附着在基板上的颗粒引起的斑纹的例子的图。
图8是示出由曝光装置的扫描镜头之间的偏差引起的斑纹的例子的图。
图9是示出曝光装置的基板固定机构的错位的例子的图。
标号说明
1：被检查基板；2：照相机部；3：图像取入部；4：图像存储部；5：参照图像设定部；6：参照图像存储部；7：图案检测部；8：图案偏差量计算部；9：偏差量显示部；10：缺陷检查装置；100：参照图像；101：模型；102：检查区域；103：检查区域；110：检查图像；120：差分图像。
具体实施方式
本发明采用了如下结构。
即，根据本发明的一个方式，本发明的缺陷检查装置的特征在于，该缺陷检查装置具有：摄像单元，其对被检查基板进行拍摄；图像取入单元，其取入由所述摄像单元拍摄的基板图像；图像存储单元，其将所述图像取入单元取入的基板图像作为检查图像进行存储；参照图像设定单元，其设定图案匹配用的参照图像和检查条件；图案检测单元，其使用所述检查图像和所述参照图像来进行图案匹配；以及图案偏差量计算单元，其计算作为所述图案检测单元的图案匹配结果的所述检查图像与所述参照图像之间的偏差量。
另外，本发明的缺陷检查装置优选为，所述图案偏差量计算单元根据该图案偏差量计算单元计算出的偏差量，计算所述检查图像与所述参照图像之间的图案偏离距离及偏离方向。
另外，本发明的缺陷检查装置优选为，所述图案偏差量计算单元根据所述偏差量的分布来判断所述被检查基板上显现的斑纹的种类。
另外，本发明的缺陷检查装置优选为，该缺陷检查装置具有偏差量显示单元，该偏差量显示单元显示表示由所述图案偏差量计算单元计算出的偏差量的信息。
另外，本发明的缺陷检查装置优选为，所述偏差量显示单元视觉显示由所述图案偏差量计算单元计算出的所述检查图像与所述参照图像之间的图案偏离距离及偏离方向。
另外，根据本发明的一个方式，本发明的检查被检查基板的缺陷的缺陷检查方法的特征在于，使用拍摄所述被检查基板而得到的检查图像和参照图像来进行图案匹配，计算作为所述图案匹配的结果的所述检查图像与所述参照图像之间的偏离距离及偏离方向，判断所述被检查基板上显现的斑纹的种类。
以下，参照图面对本发明的实施方式进行说明。
首先，说明应用了本发明的第1实施方式。
图1是应用了本发明的第1实施方式中的缺陷检查装置的功能框图。
在图1中，缺陷检查装置10具有：作为摄像单元的照相机部2；图像取入部3；图像存储部4；参照图像设定部5；参照图像存储部6；图案检测部7；图案偏差量计算部8；以及偏差量显示部9。
所述照相机部2能够将放置在载物台上的被检查基板1上的预先设定的多处检查对象区域作为一维图像或二维图像进行拍摄。所述图像取入部3取入由所述照相机部2拍摄的基板图像。所述图像存储部4能够将所述图像取入部3取入的基板图像作为二维检查图像来存储。检查图像是通过所述照相机部2拍摄被检查基板1上的多个像素而得到的基板图像。
所述参照图像设定部5取出存储在所述图像存储部4中的检查图像的包含无缺陷的特征图案的一部分，设定图案匹配用的参照图像等，并设定检查区域。关于参照图像，也可以从通过照相机部2拍摄正确形成了图案的合格基板而得到的基板图像中选择出无图案偏差的像素，切取出该无图案偏差的像素内包含特征形状的一部分，作为图案匹配用的参照图像进行登记。
所述参照图像存储部6存储由所述参照图像设定部5设定/登记的参照图像和检查条件。图案检测部7使用在检查所述被检查基板1时取入的并被存储在所述图像存储部4中的检查图像和存储在所述参照图像存储部6中的参照图像，进行图案匹配，检测检查图像与参照图像一致的位置。图案偏差量计算部8根据所述图案检测部7的图案匹配结果，即所述检查图像与所述参照图像之间的差分，计算图案的偏离距离和偏离方向。
然后，所述偏差量显示部9以如下方式视觉显示由所述图案偏差量计算部8计算出的表示图案偏差的结果，即偏离距离和偏离方向，所述方式例如是：对表示所述偏离距离和所述偏离方向的符号进行上色，或使所述符号闪烁。
如上所述，所述参照图像设定部5取出存储在所述图像存储部4内的检查图像的一部分，并设定图案匹配用的参照图像等，而下面，对其具体例进行说明。
图2是用于说明参照图像的设定的图。
如图2所示，所述参照图像设定部5按照一个液晶像素来取出存储在所述图像存储部4内的检查图像的一部分，即未产生图案偏差的部分的图像。然后，将其作为参照图像100，并从该参照图像100中切取出适合于图案匹配的特征形状的图案，设定图案匹配用的模型101。另外，也可以将液晶显示装置的一个像素中的全部图像都设定为图案匹配用的模型101。
此外，所述参照图像设定部5设定检测错位的检查区域。在图2所示的例子中，将模型101的特征形状的中心设定为基准坐标点，将从设定的基准坐标点偏离X1、Y1的位置设定为第1检查区域102，并将从基准坐标点偏离X2、Y2的位置设定为第2检查区域103。并且，所述参照图像设定部5设定所述被检查基板1中作为检查对象的多个点的检查位置。然后，如上所述，将这些信息存储到参照图像存储部6中。
下面对用于检查所述被检查基板1的检查处理流程进行说明。
图3是示出用于检查被检查基板的检查处理流程的流程图，图4是用于说明检查对象与模型之间的图案匹配的图，图5是示出差分图像的例子的图，图6是用于说明偏离距离的图。
首先，在图3的步骤S31中，照相机部2对被检查基板1进行拍摄。另外，省略关于缺陷检查装置10的机械动作的说明。
接着，在步骤S32中，经由图像取入部3将步骤S31中拍摄的基板图像存储到图像存储部4中。
然后，在步骤S33中，图案检测部7从步骤S32中存储到图像存储部4内的基板图像中，按照预先设定的区域依次读出检查对象区域的图像。然后，在步骤S34中，所述图案检测部使用存储在所述参照图像存储部6内的图案匹配用的模型101来执行图案匹配。具体地说，如图4所示，检测基板图像中所有的相应图案，利用子像素精度来求出与模型101一致的检测位置M(X(ij)，Y(ij))。
然后，在图3的步骤S35中，从通过步骤S34而求出的检测位置M中，切取出与参照图像100相同尺寸的检查图像110，计算与参照图像100的差分。这里，在检查图像110与参照图像100之间的差分处理中，首先对检查图像110和参照图像100实施平均化等图像滤波处理。然后，如以下条件式1所示，将与2个图像分别对应的像素的差分值dP(ij)小于或等于预定的对比度阈值Cs的像素，作为背景图像，统一设定为像素值＝128，将差分值大于对比度阈值Cc的负值的像素，统一设定为像素值＝0，将正值的像素设定为像素值＝255。
当|dP(ij)|≤Cs时，dP(ij)＝128
当|dP(ij)|＞Cs∩dP(ij)时，dP(ij)＝255
当dP(ij)＞Cs∩dP(ij)＜0时，dP(ij)＝0
...条件式1
由此，如图5所示，变为只强调了图案偏差部分的差分图像120。
然后，利用求取错位的检查区域102和检查区域103，如图6所示，例如，在检查区域102中检查出X方向的偏差的情况下，由于是在图案的两侧发生了偏差，因此将X方向的像素值为0的像素数Dx(ij)与像素值为255的像素数Bx(ij)的平均值作为X方向的偏离距离Px(ij)(条件式2)。而在检查区域103中检查出Y方向的偏差的情况下，将Y方向的像素值为0的像素数Dy(ij)与像素值为255的像素数By(ij)的平均值作为Y方向的偏离距离Py(ij)(条件式2)。
Px(ij)＝(Dx(ij)+Bx(ij))/2
Py(ij)＝(Dy(ij)+By(ij))/2
...条件式2
此外，在差分图像120中，从像素值255朝向像素值0的方向上发生了图案偏差，因此只要能计算出偏离方向并设定偏离方向的符号，即可通过使偏离距离R(Px(ij)，Py(ij))与符号相乘来进行数值化。
然后，在图3的步骤S36中，将步骤S34和S35中求出的检测位置M(X(ij)，Y(ij))和偏离距离(Px(ij)，Py(ij))显示在偏差量显示部9的监视器上，将状况告知操作者。另外，如果使用矢量箭头，则作为结果显示的偏离距离和偏离方向一目了然，便于掌握状况。
下面说明应用了本发明的第2实施方式。
第2实施方式是在第1实施方式中加入了这样的工序，即：根据检测出的偏差的检测位置M与偏离距离R之间的关系，判断检测出的偏差为哪种类型的斑纹。另外，计算出检测位置M和偏离距离R之前的过程与第1实施方式相同，因而省略其说明。
图7是示出由附着在基板上的颗粒引起的斑纹的例子的图，图8是示出由曝光装置的扫描镜头之间的偏差引起的斑纹的例子的图，图9是示出曝光装置的基板固定机构的错位的例子的图。
图案偏差量计算部8在计算出检测位置M和偏离距离R之后，求取计算出的偏离距离R(Px(ij)，Py(ij))的绝对值大于或等于预定的标准值ST的检测位置MM(X(ij)，Y(ij))。然后，求取检测位置MM的分散程度，求出对应的斑纹的种类。
例如，如图7所示，当使用矢量来表示偏离距离和偏离方向时，在某范围内矢量呈圆形集中的情况下，判断为是由附着在被检查基板1上的颗粒引起的斑纹，而如图8所示，如果矢量在某个方向上看上去呈连续的条纹状，则判断为是由曝光装置的扫描镜头之间的偏差引起的斑纹。此外，如图9所示，在整个基板图像中呈均匀分布且偏离方向恒定的情况下，判断为曝光装置的基板固定机构发生了错位。
这样，在显示作为结果显示的偏离距离和偏离方向时，通过根据检测出的偏差特征判断显现了怎样的斑纹，可早期发现被检查基板1的异常。
本发明不限于以上所述的各实施方式等，可以在不脱离本发明主旨的范围内采用各种结构或形状。

Claims (7)

1.一种缺陷检查装置，其特征在于，该缺陷检查装置具有：
摄像单元，其对被检查基板进行拍摄；
图像取入单元，其取入由所述摄像单元拍摄的基板图像；
图像存储单元，其将所述图像取入单元取入的基板图像作为检查图像进行存储；
参照图像设定单元，其设定图案匹配用的参照图像和检查条件；
图案检测单元，其使用所述检查图像和所述参照图像来进行图案匹配；以及
图案偏差量计算单元，其计算作为所述图案检测单元的图案匹配结果的所述检查图像与所述参照图像之间的偏差量。
2.根据权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，
所述图案偏差量计算单元根据该图案偏差量计算单元计算出的偏差量，计算所述检查图像与所述参照图像之间的图案偏离距离及偏离方向。
3.根据权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，
所述图案偏差量计算单元根据所述偏差量的分布来判断所述被检查基板上显现的斑纹的种类。
4.根据权利要求1所述的缺陷检查装置，其特征在于，
该缺陷检查装置具有偏差量显示单元，该偏差量显示单元显示表示由所述图案偏差量计算单元计算出的偏差量的信息。
5.根据权利要求4所述的缺陷检查装置，其特征在于，
所述偏差量显示单元视觉显示由所述图案偏差量计算单元计算出的所述检查图像与所述参照图像之间的图案偏离距离及偏离方向。
6.根据权利要求4所述的缺陷检查装置，其特征在于，
所述偏差量显示单元对表示所述偏离距离和所述偏离方向的符号进行上色，或使所述符号闪烁。
7.一种检查被检查基板的缺陷的缺陷检查方法，其特征在于，
使用拍摄所述被检查基板而得到的检查图像和参照图像来进行图案匹配，
计算作为所述图案匹配的结果的所述检查图像与所述参照图像之间的偏离距离及偏离方向，
判断所述被检查基板上显现的斑纹的种类。
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