JP2003031630A - Method and apparatus for determining crystal boundary - Google Patents

Method and apparatus for determining crystal boundary

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JP2003031630A
JP2003031630A JP2001211636A JP2001211636A JP2003031630A JP 2003031630 A JP2003031630 A JP 2003031630A JP 2001211636 A JP2001211636 A JP 2001211636A JP 2001211636 A JP2001211636 A JP 2001211636A JP 2003031630 A JP2003031630 A JP 2003031630A
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crystal
crystal boundary
line
point
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Tetsuo Abe
哲夫 阿部
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Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable to determine a change in state from amorphous silicon to polysilicon easily and stably. SOLUTION: An LCD substrate 20 is imaged by a CCD camera 10, and brightness data (Gray values) is created from the brightness level of each pixel. While determining a local minimum point on a certain line, such a process is conducted that extracts valleys or peaks on a crystal boundary as one curved line. In a local area on one line, a minimum point is determined from the relationship with an adjacent pixel. This minimum point is compared with a Gray value of a next line. When there is an adjacent minimum point, it is determined that there is a continuous curved line. When there is no adjacent minimum point, it is determined that a curved line is broken. Among the thus obtained curved lines, those which are continuous like a closed loop within a reference inspection area are determined as boundaries of a crystal which could be detected effectively.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、アモルファスシリ
コンからポリシリコンへの状態変化を生じる半導体工程
に用いる結晶境界判別方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and apparatus for determining a crystal boundary used in a semiconductor process that causes a state change from amorphous silicon to polysilicon.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、例えばTFT液晶表示装置の
製造プロセスにおいて、半導体基板上に設けたアモルフ
ァスシリコン層をポリシリコン層に状態変化させる工程
が用いられている。そして、このような工程において
は、アモルファスシリコンがポリシリコンに状態変化し
たことを確認する必要があり、この方法として従来は、
例えばSEM(走査型電子顕微鏡)等によって観察する
方法が用いられていた。具体的には、SEM画像を直接
作業者が観察した後、それを写真にとり、マークをつけ
てメッシュに切り、面積を計算していた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a manufacturing process of, for example, a TFT liquid crystal display device, a step of changing a state of an amorphous silicon layer provided on a semiconductor substrate into a polysilicon layer has been used. And in such a process, it is necessary to confirm that the state of amorphous silicon has changed to polysilicon.
For example, the method of observing with SEM (scanning electron microscope) etc. was used. Specifically, after the operator directly observed the SEM image, it was photographed, marked and cut into a mesh to calculate the area.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように作業者が手作業によって状態変化を観察する方法
は極めて煩雑であり、長い検査時間と根気を要する作業
となり、作業者に多大な労力を与えるという問題があっ
た。また、目視による判定では個人差が大きく、高いス
キルも要求されるため、均一な判定結果を得ることが困
難であるという問題があった。また、目視では結晶境界
が確定しにくく、微妙な境界ラインを見逃しやすいとい
う問題があった。さらに、明るさのレベルにおいて目視
では暗くて判断できない場合がでてくるという問題があ
った。
However, the method of manually observing the state change by the operator as described above is extremely complicated, and requires a long inspection time and patience, which requires a great deal of labor for the operator. There was a problem of giving. Further, there is a problem that it is difficult to obtain a uniform determination result because the visual determination has a large individual difference and requires high skill. Further, there is a problem in that it is difficult to visually determine a crystal boundary, and it is easy to miss a delicate boundary line. Further, there is a problem that the brightness level cannot be judged visually because it is dark.

【0004】そこで本発明の目的は、アモルファスシリ
コンからポリシリコンへの状態変化を判定する場合に、
簡易で安定した判定作業を行なうことが可能な結晶境界
判別方法及び装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to determine the state change from amorphous silicon to polysilicon.
It is an object of the present invention to provide a crystal boundary discrimination method and device capable of performing a simple and stable determination work.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するため、基板上のアモルファスシリコンがポリシリコ
ンに状態変化を生じる半導体工程において、前記ポリシ
リコンの結晶群落の大きさを判定するための結晶境界判
別方法であって、前記基板上の所定の検査領域の画像を
撮像する撮像工程と、前記撮像された画像の各点の明る
さを数値化した輝度データを作成する画像データ作成工
程と、前記数値化された輝度データを画像処理すること
により、前記検査領域内における閉じた結晶境界線を検
出する境界線検出工程とを有することを特徴とする。ま
た本発明は、基板上のアモルファスシリコンがポリシリ
コンに状態変化を生じる半導体工程において、前記ポリ
シリコンの結晶群落の大きさを判定するための結晶境界
判別装置であって、前記基板上の所定の検査領域の画像
を撮像する撮像手段と、前記撮像された画像の各点の明
るさを数値化した輝度データを作成し、前記数値化され
た輝度データを画像処理することにより、前記検査領域
内における閉じた結晶境界線を検出する画像処理手段と
を有することを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method for determining the size of a polysilicon crystal group in a semiconductor process in which amorphous silicon on a substrate causes a state change in polysilicon. A crystal boundary determination method, which includes an imaging step of capturing an image of a predetermined inspection region on the substrate, and an image data creation step of creating luminance data that digitizes the brightness of each point of the captured image. A boundary line detecting step of detecting a closed crystal boundary line in the inspection region by image-processing the digitized luminance data. Further, the present invention is a crystal boundary discriminating apparatus for discriminating a size of a crystal group of the polysilicon in a semiconductor process in which amorphous silicon on the substrate causes a state change in the polysilicon, and a predetermined device on the substrate. In the inspection area, image pickup means for picking up an image of the inspection area and luminance data in which the brightness of each point of the picked-up image is digitized are created, and the digitized luminance data is image-processed. And image processing means for detecting the closed crystal boundary line.

【0006】本発明の結晶境界判別方法では、アモルフ
ァスシリコンからポリシリコンに状態変化を生じる基板
上の所定の検査領域の画像を撮像し、この撮像された画
像の各点の明るさを数値化した輝度データを作成し、こ
の輝度データを画像処理することにより、検査領域内に
おける閉じた結晶境界線を検出する。したがって、アモ
ルファスシリコンからポリシリコンへの状態変化を判定
する場合に、作業者の目視による判別方法に比較して、
作業者の熟練や労力を要することなく、均一な判定結果
を迅速に得ることができ、簡易で安定した判定作業を行
なうことが可能となる。
In the crystal boundary discriminating method of the present invention, an image of a predetermined inspection region on the substrate that causes a state change from amorphous silicon to polysilicon is taken, and the brightness of each point of the taken image is digitized. Luminance data is created and the luminance data is image-processed to detect a closed crystal boundary line in the inspection region. Therefore, when judging the state change from amorphous silicon to polysilicon, compared with the judgment method by the operator's visual inspection,
It is possible to quickly obtain a uniform determination result without requiring the skill and labor of an operator, and it is possible to perform a simple and stable determination operation.

【0007】また、本発明の結晶境界判別装置では、ア
モルファスシリコンからポリシリコンに状態変化を生じ
る基板上の所定の検査領域の画像を撮像し、この撮像さ
れた画像の各点の明るさを数値化した輝度データを作成
し、この輝度データを画像処理することにより、検査領
域内における閉じた結晶境界線を検出する。したがっ
て、アモルファスシリコンからポリシリコンへの状態変
化を判定する場合に、作業者の目視による判別方法に比
較して、作業者の熟練や労力を要することなく、均一な
判定結果を迅速に得ることができ、簡易で安定した判定
作業を行なうことが可能となる。
Further, in the crystal boundary discriminating apparatus of the present invention, an image of a predetermined inspection area on the substrate where a state change occurs from amorphous silicon to polysilicon, and the brightness of each point of this image is numerically represented. The closed crystal boundary line in the inspection area is detected by creating the converted brightness data and image-processing the brightness data. Therefore, when judging the state change from amorphous silicon to polysilicon, a uniform judgment result can be quickly obtained without requiring the skill and labor of the operator, as compared with the judgment method by the operator's visual observation. Therefore, it is possible to perform a simple and stable determination work.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明による結晶境界判別
方法及び装置の実施の形態例について説明する。なお、
以下に説明する実施の形態は、本発明の好適な具体例で
あり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明を限
定する旨の記載がない限り、これらの態様に限定されな
いものとする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a crystal boundary discriminating method and apparatus according to the present invention will be described below. In addition,
The embodiment described below is a preferred specific example of the present invention, and is provided with various technically preferable limitations,
In the following description, the scope of the present invention is not limited to these embodiments unless otherwise specified.

【0009】本実施の形態は、TFT(thin film tran
sistor)液晶基板の製造プロセスにおいて、レーザアニ
ールによるポリシリコン結晶の成長過程をチェックする
際に、密集した数ミクロンの結晶粒の群落の境界を判別
し、その面積を計算するための画像処理を応用した境界
検出手段(バウンダリディテクタ)を提供するものであ
る。結晶粒の群落は高倍率の顕微鏡での観察やSEM観
察の画像によれば、結晶表面を上から見た場合、結晶の
成長過程での隣接結晶との境界面で盛り上がったり沈み
込んだりしている。その程度は非常に複雑なまだら模様
ではあるが、境界部分を画像処理装置でカメラで取り込
み、明るさの変化を解析することで境界部分についての
連続性と閉ループで囲まれた結晶粒のサイズ(Grai
n)を表現することができる。そこで、本実施の形態
は、高倍率で結晶を作業者が直接目視する方法ではな
く、各種顕微鏡等の撮像装置で得られた画像から結晶境
界を決定する画像処理システムを利用するものである。
In this embodiment, a thin film transistor (TFT) is used.
In the manufacturing process of liquid crystal substrates, when the growth process of polysilicon crystals by laser annealing is checked, the boundaries of dense clusters of crystal grains of several microns are distinguished and image processing is applied to calculate the area. The present invention provides a boundary detecting means (boundary detector). According to the images of high-magnification microscope observation and SEM observation, the cluster of crystal grains rises or sinks at the interface with the adjacent crystal during the crystal growth process when the crystal surface is viewed from above. There is. Although the degree is a very complicated mottled pattern, the boundary part is captured by a camera with an image processing device and the change in brightness is analyzed to determine the continuity of the boundary part and the size of the crystal grain surrounded by the closed loop ( Grai
n) can be expressed. Therefore, the present embodiment uses an image processing system that determines a crystal boundary from an image obtained by an imaging device such as various microscopes, not a method in which an operator directly visually observes the crystal at a high magnification.

【0010】図1は、本実施の形態で用いる結晶境界判
別装置の構成を示すブロック図である。この結晶境界判
別装置は、CCDカメラ10、光学レンズ12、同軸照
明装置14、観察モニタ16、及びパソコン18を有す
る。CCDカメラ10は、光学レンズ12及び同軸照明
装置14を通してLCD基板20の基板面を撮像するも
のであり、その撮像データをパソコン18に転送する。
また、光学レンズ12及び同軸照明装置14は、電子顕
微鏡を構成するものであり、同軸照明装置14からLC
D基板20の基板面に照射した光の反射光による画像を
光学レンズ12で拡大し、CCDカメラ10に供給する
ものである。
FIG. 1 is a block diagram showing the structure of a crystal boundary discriminating apparatus used in this embodiment. This crystal boundary discriminating device has a CCD camera 10, an optical lens 12, a coaxial illuminating device 14, an observation monitor 16 and a personal computer 18. The CCD camera 10 images the substrate surface of the LCD substrate 20 through the optical lens 12 and the coaxial illumination device 14, and transfers the imaged data to the personal computer 18.
Further, the optical lens 12 and the coaxial illuminator 14 constitute an electron microscope, and the coaxial illuminator 14 to LC
The image formed by the reflected light of the light applied to the substrate surface of the D substrate 20 is enlarged by the optical lens 12 and supplied to the CCD camera 10.

【0011】パソコン18は、本例の結晶境界判別装置
全体を制御するものであり、特に本実施の形態による結
晶境界判別方法を実現するための画像処理システム18
Aを搭載したものである。また、パソコン18は、ネッ
トワーク22に接続されており、このネットワーク22
を通して例えば遠隔地のホストシステムと通信を行な
い、判別結果データをホストシステムに提供したり、あ
るいは、ホストシステムからの指示を受けて作業を実行
するようになっている。また、観察モニタ16は、撮像
画像等を表示して作業管理者が目視で確認するためのも
のであるが、本例の装置では、境界判別処理自体はパソ
コン18によって自動的に進められるものであるので、
観察モニタ16は作業管理者が補助的に利用するもので
ある。
The personal computer 18 controls the entire crystal boundary discriminating apparatus of this example, and particularly, the image processing system 18 for realizing the crystal boundary discriminating method according to the present embodiment.
It is equipped with A. The personal computer 18 is connected to a network 22.
Through, for example, communication is performed with a host system at a remote place, the determination result data is provided to the host system, or work is performed in response to an instruction from the host system. Further, the observation monitor 16 is for displaying a picked-up image and the like for visual confirmation by a work manager, but in the apparatus of this example, the boundary discrimination processing itself is automatically advanced by the personal computer 18. Because there is
The observation monitor 16 is used by a work manager in an auxiliary manner.

【0012】次に、本例における結晶境界判別方法につ
いて説明する。まず、図2(A)(B)は、SEMによ
る結晶表面の一例を示す図であり、図2(A)は垂直方
向からの観察画像を示し、図2(B)は斜め方向からの
観察画像(チルト画面)を示している。図2(B)に示
すような結晶成長による凹凸をもった結晶表面を上方か
ら撮像することにより、図2(A)に示すようなまだら
の画像が得られたとする。なお、これらの画像は一例で
あって、実際には無限のパターンがある。そこで、図2
(A)の画像に注目する。ここで、所定の基準検査領域
内の撮像信号をx画素×yラインの画像とみなし、x×
y個の画素の撮像データ値をそれぞれ0から255まで
の輝度レベルデータに数値化する。なお、この数値化し
たデータをGray値という。そして、Gray値の集
合としてメモリに取り込まれた結晶表面のパターンは結
晶境界の部分について明るさが周囲と異なり、白地と黒
字の交錯したパターンとなっている。
Next, the crystal boundary discrimination method in this example will be described. First, FIGS. 2A and 2B are views showing an example of a crystal surface by SEM, FIG. 2A shows an observation image from a vertical direction, and FIG. 2B shows an observation from an oblique direction. The image (tilt screen) is shown. It is assumed that a mottled image as shown in FIG. 2A is obtained by capturing an image of a crystal surface having irregularities due to crystal growth as shown in FIG. 2B from above. It should be noted that these images are examples, and there are actually infinite patterns. Therefore, FIG.
Pay attention to the image of (A). Here, the image pickup signal in the predetermined reference inspection area is regarded as an image of x pixels × y lines, and xx
The image data values of the y pixels are digitized into brightness level data from 0 to 255. The digitized data is called a Gray value. The brightness of the crystal surface pattern captured in the memory as a set of Gray values is different from that of the surroundings at the crystal boundary, and is a pattern in which a white background and a black character intersect.

【0013】ところで、このような検査領域の数値化デ
ータについて、ある閾値を設定して2値化し得られた画
像から面積、位置等を検出する方法も考えられるが、結
晶表面においては、それぞれの結晶粒が同等な明るさの
範囲内で見えるとは限らず、一定閾値で取捨した場合、
その閾値以下あるいは以上の結晶粒を見逃してしまう恐
れがある。そこで、本例では、これを避けるために、図
2(A)のy=n上の輝度変化から画像内の各点に対す
るxとyの2次多項式パラメータを決定し、明暗の境界
としてラインの方向に垂直な2次方向微分内の局所的な
最小点を決定しつつ、結晶境界の谷あるいは峰を一本の
曲線で抽出していくような処理を行なう。すなわち、ま
ず、1つのラインの各画素のうち局所的な最小値(つま
り極小値)をとる画素を抽出する。ここで、1ラインに
は、複数の境界線が含まれることが普通であるので、複
数の極小値が存在するため、局所的な領域のなかで隣接
する画素との関係から複数の最小点を求めていく。そし
て、このように求めた最小点と、y=n+1またはy=
n−1に相当する次のラインのGray値とを比較し、
連続する隣接ライン上に隣接する最小点がある場合に
は、連続する曲線が存在するものと判断する。また、隣
接する最小点がない場合には、曲線が途中で途切れてい
るものと判断する。
By the way, a method of setting a certain threshold value for the digitized data of such an inspection region and detecting the area, position, etc. from the image obtained by binarization is also conceivable. Crystal grains are not always visible within the range of equivalent brightness, and when they are discarded at a certain threshold,
There is a risk that crystal grains below or above the threshold may be missed. Therefore, in this example, in order to avoid this, a quadratic polynomial parameter of x and y for each point in the image is determined from the luminance change on y = n in FIG. While determining the local minimum point in the quadratic differential that is perpendicular to the direction, processing is performed such that the valley or peak of the crystal boundary is extracted with a single curve. That is, first, a pixel having a local minimum value (that is, a minimum value) is extracted from each pixel on one line. Here, since one line usually includes a plurality of boundary lines, there are a plurality of local minimum values, and therefore a plurality of minimum points are determined from the relationship with adjacent pixels in a local region. To seek. Then, the minimum point obtained in this way and y = n + 1 or y =
Compare with the Gray value of the next line corresponding to n-1,
If there are adjacent minimum points on continuous adjacent lines, it is determined that continuous curves exist. If there is no adjacent minimum point, it is determined that the curve is interrupted.

【0014】そして、このようにして得られた曲線が基
準検査領域内で閉ループ状に連続するものを、有効に検
出できた結晶の境界線であるものと判断する。例えば、
図3に示すように、基準検査領域内で閉じた曲線A、B
が検出できた場合に、これらの閉じた曲線A、Bを有効
に検出できた結晶の境界線であるものと判断する。そし
て、このような閉ループの境界線で区切られた領域の場
所と個数、面積等を画像処理システムの内部機能により
求め、必要に応じて、結晶の大きさを判定するような処
理を行なう。なお、通常の画像処理システムでは、基準
検査領域に対する座標演算等を用いて所定の領域の面積
等を容易に求めることができるようになっている。
Then, it is judged that the curve obtained in this way that is continuous in a closed loop in the reference inspection area is the boundary line of the crystal that can be effectively detected. For example,
As shown in FIG. 3, closed curves A and B in the reference inspection area
When it is possible to detect, the closed curves A and B are judged to be the boundaries of the crystals that can be effectively detected. Then, the location, the number, the area, etc. of the regions delimited by the boundary line of such a closed loop are obtained by the internal function of the image processing system, and a process for determining the size of the crystal is performed if necessary. In a normal image processing system, the area and the like of a predetermined area can be easily obtained by using coordinate calculation for the reference inspection area.

【0015】また、最小値と判断される同一のGray
値が隣接して存在する場合の処理について説明する。図
4は、輝度データ(Gray値)の具体例を示す説明図
である。図示の例では、最上段のラインにおいて、局所
的な最小値である10が横に3画素連続しており、次の
ラインでは、局所的な最小値である5が右側に連続して
いるため、これらの点を接続して連続する曲線として判
断する。また、その下のラインでは、それぞれ10が局
所的な最小値であり、これらを連続する曲線として判断
する。なお、最上段のラインの判断において、1本の曲
線が右側に続いて下方に延びると判断してもよいし、線
幅の一部が広がったと定義してもかまわない。このよう
な定義は、予め解析条件として設定できる。すなわち、
このような曲線の方向を決定するためのアルゴリズムに
ついては、複数の方式が考えられ、適宜選択して用いる
ことが可能であり、例えば、同一Gray値が横に並ん
だ場合に連続性が途切れると定義しても良いし、あるい
は上述のように曲線の線幅が広がったと解釈することも
考えられる。また、このような判断条件を、作業者や管
理者が任意に決定できるものとしても良い。以上のよう
にして求められた結晶粒の数や大きさ場所等の情報は、
LCD製造工程であるレーザアニールエネルギの最適条
件の決定に有効に用いることができる。また、プロセス
解析のツールとしても有効である。
The same Gray which is judged to be the minimum value
The processing when the values are adjacent to each other will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a specific example of the brightness data (Gray value). In the illustrated example, in the uppermost line, the local minimum value of 10 is laterally continuous with 3 pixels, and in the next line, the local minimum value of 5 is continuous to the right. , Connect these points and judge as a continuous curve. Further, in the lines below it, 10 are local minimum values, and these are judged as continuous curves. In the determination of the uppermost line, it may be determined that one curve extends to the right side and then extends downward, or it may be defined that a part of the line width has widened. Such a definition can be set in advance as an analysis condition. That is,
As for an algorithm for determining the direction of such a curve, a plurality of methods are conceivable and can be appropriately selected and used. For example, when the same Gray values are arranged side by side, the continuity is interrupted. It may be defined, or it may be interpreted that the line width of the curve is expanded as described above. Further, such a judgment condition may be arbitrarily decided by the worker or the administrator. Information such as the number of crystal grains and the size location obtained as described above is
It can be effectively used for determining the optimum condition of laser annealing energy in the LCD manufacturing process. It is also effective as a tool for process analysis.

【0016】以上のような結晶境界判別方法では、次の
ような種々の効果を得ることが期待できる。 1.境界検出が短時間に行なえ、有効なデータを得るこ
とが可能である。 2.個人差が無く、作業者が誰でも同じ結果が得られ
る。 3.画像処理上のパラメータ設定による判断のために、
解析条件を柔軟に設定できる。 4.画像処理上のパラメータ設定による判断のために、
ノイズ除去等の前処理が可能である。 5.明るさの不均一なパターンでも対応可能である。 6.判定結果をコンピュータに取り込むことにより、関
連装置へのフィードバックが可能である。 7.境界検出後に色付けするなどの処理によりビジュア
ルなパターンへの変換が可能である。 8.システム構成として安価に実現できる。 9.データをネットワークに流すことで幅広い利用が可
能となる。 10.処理を行なうパソコンの能力次第で高速化を図る
ことが可能である。
The above-described crystal boundary discrimination method can be expected to obtain the following various effects. 1. Boundary detection can be performed in a short time, and effective data can be obtained. 2. There is no individual difference, and the same result can be obtained by any worker. 3. For judgment by parameter setting on image processing,
The analysis conditions can be set flexibly. 4. For judgment by parameter setting on image processing,
Preprocessing such as noise removal is possible. 5. It is possible to deal with patterns with uneven brightness. 6. By loading the determination result into the computer, it is possible to feed back to the related device. 7. Conversion to a visual pattern is possible by processing such as coloring after boundary detection. 8. The system configuration can be realized at low cost. 9. By sending the data to the network, it can be used widely. 10. The speed can be increased depending on the ability of the personal computer that performs the processing.

【0017】なお、以上のような処理は、結晶の成長過
程で境界が盛り上がるケースと堀り下がるケースのどち
らにも対応できる。この場合、輝度データとしては局所
的な最小値で境界検出を行なう代わりに、局所的な最大
値を境界検出に用いることも可能である。また、以上は
液晶の製造プロセスを例に説明したが、他の半導体プロ
セスで用いることも可能である。また、境界部分を画像
処理を用いて確定する方法としては、医療分野の毛細血
管の軌跡の解析や血液中の血小板の数の分析等にも応用
が可能である。
The above-described treatment can be applied to both the case where the boundary is raised and the case where the boundary is dug down during the crystal growth process. In this case, as the brightness data, it is possible to use a local maximum value for the boundary detection instead of performing the boundary detection with the local minimum value. Further, although the liquid crystal manufacturing process has been described above as an example, it may be used in another semiconductor process. Further, as a method of determining the boundary portion by using image processing, it can be applied to analysis of the locus of capillaries in the medical field, analysis of the number of platelets in blood, and the like.

【0018】[0018]

【発明の効果】以上説明したように本発明の結晶境界判
別方法によれば、アモルファスシリコンからポリシリコ
ンに状態変化を生じる基板上の所定の検査領域の画像を
撮像し、この撮像された画像の各点の明るさを数値化し
た輝度データを作成し、この輝度データを画像処理する
ことにより、検査領域内における閉じた結晶境界線を検
出することから、作業者の目視による判別方法に比較し
て、作業者の熟練や労力を要することなく、均一な判定
結果を迅速に得ることができ、簡易で安定した判定作業
を行なうことが可能となる効果がある。
As described above, according to the crystal boundary discriminating method of the present invention, an image of a predetermined inspection region on a substrate that causes a state change from amorphous silicon to polysilicon is captured, and the captured image Luminance data that digitizes the brightness of each point is created, and the image processing of this luminance data detects closed crystal boundaries in the inspection area. As a result, it is possible to quickly obtain a uniform determination result without requiring the skill and labor of the operator, and it is possible to perform a simple and stable determination operation.

【0019】また、本発明の結晶境界判別装置によれ
ば、アモルファスシリコンからポリシリコンに状態変化
を生じる基板上の所定の検査領域の画像を撮像し、この
撮像された画像の各点の明るさを数値化した輝度データ
を作成し、この輝度データを画像処理することにより、
検査領域内における閉じた結晶境界線を検出するように
したことから、作業者の目視による判別方法に比較し
て、作業者の熟練や労力を要することなく、均一な判定
結果を迅速に得ることができ、簡易で安定した判定作業
を行なうことが可能となる効果がある。
Further, according to the crystal boundary discriminating apparatus of the present invention, an image of a predetermined inspection region on the substrate which causes a state change from amorphous silicon to polysilicon is picked up, and the brightness of each point of the picked-up image is measured. By creating the brightness data that digitized, and performing image processing of this brightness data,
Since the closed crystal boundary line in the inspection area is detected, it is possible to quickly obtain a uniform judgment result without requiring the skill and labor of the operator, as compared with the visual judgment method of the operator. Therefore, there is an effect that a simple and stable determination work can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施の形態で用いる結晶境界判別装置
の構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a crystal boundary discriminating apparatus used in an embodiment of the present invention.

【図2】SEMによる結晶表面の一例を示す図であり、
(A)は垂直方向からの観察画像を示し、(B)は斜め
方向からの観察画像を示している。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a crystal surface by SEM,
(A) shows an observation image from a vertical direction, and (B) shows an observation image from an oblique direction.

【図3】結晶境界線の具体例を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a specific example of a crystal boundary line.

【図4】輝度データ(Gray値)の具体例を示す説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a specific example of luminance data (Gray value).

【符号の説明】 10……CCDカメラ、12……光学レンズ、14……
同軸照明装置、16……観察モニタ、18……パソコ
ン、18A……画像処理システム、20……LCD基
板、22……ネットワーク。
[Explanation of symbols] 10 ... CCD camera, 12 ... Optical lens, 14 ...
Coaxial illumination device, 16 ... Observation monitor, 18 ... Personal computer, 18A ... Image processing system, 20 ... LCD substrate, 22 ... Network.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上のアモルファスシリコンがポリシ
リコンに状態変化を生じる半導体工程において、前記ポ
リシリコンの結晶群落の大きさを判定するための結晶境
界判別方法であって、 前記基板上の所定の検査領域の画像を撮像する撮像工程
と、 前記撮像された画像の各点の明るさを数値化した輝度デ
ータを作成する画像データ作成工程と、 前記数値化された輝度データを画像処理することによ
り、前記検査領域内における閉じた結晶境界線を検出す
る境界線検出工程と、 を有することを特徴とする結晶境界判別方法。
1. A crystal boundary determination method for determining the size of a crystal group of the polysilicon in a semiconductor process in which amorphous silicon on the substrate causes a state change in the polysilicon. By an image pickup step of picking up an image of an inspection region, an image data creating step of creating luminance data that digitizes the brightness of each point of the imaged image, and image processing the digitized luminance data. And a boundary line detecting step of detecting a closed crystal boundary line in the inspection region, the crystal boundary discriminating method.
【請求項2】 前記境界線検出工程では、前記検査領域
内のあるラインの局所的な輝度データの最小値または最
大値を有する第1の点を検出した後、前記あるラインに
隣接するラインにおいて、前記第1の点に近接する点の
なかから輝度データの最小値または最大値を有する第2
の点を検出することにより、一本の曲線を順次抽出して
いくことを特徴とする請求項1記載の結晶境界判別方
法。
2. In the boundary line detecting step, after detecting a first point having a minimum value or a maximum value of local luminance data of a certain line in the inspection area, a line adjacent to the certain line is detected. A second value having a minimum value or a maximum value of the luminance data from points close to the first point,
2. The crystal boundary discrimination method according to claim 1, wherein one curve is sequentially extracted by detecting the point.
【請求項3】 前記境界線検出工程では、前記検査領域
内で抽出した閉じた曲線を結晶の境界線として確定する
ことを特徴とする請求項2記載の結晶境界判別方法。
3. The crystal boundary determining method according to claim 2, wherein, in the boundary line detecting step, the closed curve extracted in the inspection region is determined as a crystal boundary line.
【請求項4】 前記境界線検出工程では、前記第2の点
が検出できない場合には、途中で途切れた曲線であると
判断することを特徴とする請求項2記載の結晶境界判別
方法。
4. The crystal boundary determining method according to claim 2, wherein, in the boundary line detecting step, when the second point cannot be detected, it is determined that the curve is a curve that is interrupted.
【請求項5】 前記閉じた曲線から結晶の大きさを算出
することを特徴とする請求項3記載の結晶境界判別方
法。
5. The crystal boundary determination method according to claim 3, wherein the crystal size is calculated from the closed curve.
【請求項6】 基板上のアモルファスシリコンがポリシ
リコンに状態変化を生じる半導体工程において、前記ポ
リシリコンの結晶群落の大きさを判定するための結晶境
界判別装置であって、 前記基板上の所定の検査領域の画像を撮像する撮像手段
と、 前記撮像された画像の各点の明るさを数値化した輝度デ
ータを作成し、前記数値化された輝度データを画像処理
することにより、前記検査領域内における閉じた結晶境
界線を検出する画像処理手段と、 を有することを特徴とする結晶境界判別装置。
6. A crystal boundary discriminating apparatus for discriminating the size of a crystal group of polysilicon in a semiconductor process in which amorphous silicon on a substrate causes a state change in polysilicon. In the inspection area, image pickup means for picking up an image of the inspection area and luminance data in which the brightness of each point of the picked-up image is digitized are created, and the digitized luminance data is image-processed. An image processing unit for detecting a closed crystal boundary line in, and a crystal boundary discriminating apparatus.
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