JP2005069721A

JP2005069721A - パターン検査方法及びその装置

Info

Publication number: JP2005069721A
Application number: JP2003209300A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Onishi; 孝明大西
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】ガラス基板の両端部のパターン検査の不感帯を無くしてガラス基板のパターン検査を行うこと。
【解決手段】規則的な被検査パターンを撮像して取得された原画像データ（ＩｍｇＯ）を一方向に所定画素数分だけずらした第１の画像データ（右ずらし画像データＩｍｇＡ）を生成する第１の工程と、原画像データＩｍｇＯを一方向とは反対方向に所定画素数分だけずらした第２の画像データ（左ずらし画像データＩｍｇＢ）を生成する第２の工程と、原画像データ（ＩｍｇＯ）に対して第１の画像データと第２の画像データとの各比較を行い、これら比較結果から被検査パターンの検査結果を求める第３の工程とを有する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、規則的なパターンを隣接画素比較方式を用いて検査するパターン検査方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば液晶ディスプレイ等の規則的なパターンが描かれたガラス基板を検査するパターン検査アルゴリズムの一つとして隣接画素比較方式が特許文献１に記載されている。この隣接画素比較方式は、ガラス基板を撮像して取得した画像データの各画素のうちある画素（以下、中心画素と称する）とこの中心画素の両端に隣接する各画素（左右の各画素）との多数決演算を行ってガラス基板表面上の検査を行う。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２５３３３２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記隣接画素比較方式は、ある中心画素とこの中心画素の両端に隣接する各画素との多数決演算を行うために、画像データ中においてガラス基板の端部を検査するときには、中心画素に対して左右いずれか側に隣接する画素が存在せず、多数決演算が不能になる。このため、ガラス基板の両端部においてパターン検査の不感帯が生じ、ガラス基板の端部に対するパターン検査ができない。
【０００５】
そこで本発明は、ガラス基板の両端部のパターン検査の不感帯を無くしてガラス基板のパターン検査ができるパターン検査方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、被検査パターンを撮像して取得された原画像データを一方向に所定画素数分だけずらした第１の画像データを生成し、原画像データを一方向とは反対方向に所定画素数分だけずらした第２の画像データを生成し、原画像データに対して第１の画像データと第２の画像データとの各比較を行い、これら比較結果から被検査パターンの検査結果を求めるパターン検査方法及びその装置である。
【０００７】
本発明は、規則的な被検査パターンを撮像する撮像装置と、撮像装置から出力される画像信号を原画像データとして取り込む画像取込手段と、画像取込手段により取り込んだ原画像データを一方向に所定画素数分だけずらした第１の画像データを生成する第１の画像生成手段と、画像取込手段により取り込んだ原画像データを一方向とは反対方向に所定画素数分だけずらした第２の画像データを生成する第２の画像生成手段と、原画像データに対して第１の画像データと第２の画像データとの各比較を行い、これら比較結果から被検査パターンの検査結果を求めるパターン検査出力手段とを具備したパターン検査装置である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
図１はパターン検査装置の構成図である。ステージ１上には、パターンが規則的に形成された検査対象として例えば液晶ディスプレイのガラス基板２が載置されている。このガラス基板２の表面上には、規則的なパターンが形成されている。ステージ１は、ドライバ３の駆動によってＸ方向に移動する。
【００１０】
ガラス基板２の斜め上方には、ライン照明装置４が設けられている。このライン照明装置４は、ｙ方向に対して平行なライン照明光をガラス基板２に対して所定の入射角α_１で照射する。
【００１１】
又、ライン撮像装置５がガラス基板２上におけるライン照明光の入射点において出射角α_２の方向に設けられている。このライン撮像装置５は、例えばラインセンサカメラ等である。このライン撮像装置５は、ライン照明光をガラス基板２上に照射したときのガラス基板２からの正反射光又は散乱光を撮像してその画像信号を１ライン毎に出力する。
【００１２】
従って、ステージ１がＸ方向に移動してライン照明光をガラス基板２の全面上にスキャンさせれば、ライン撮像装置５から出力される１ライン毎の画像信号を合わせることによりガラス基板２全面の原画像データが取得される。なお、ステージ１とライン撮像装置５とは、相対的に移動し、ガラス基板２の検査領域全面をスキャンできる構成であれば良く、例えばステージ１を固定してライン撮像装置５をＸ方向に移動させること可能である。
【００１３】
図２はガラス基板２の全面の摸式図で、ガラス基板２の面上に規則的なパターンが形成された２つのパターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２を有する。
【００１４】
これらパターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２の各Ｅ_１、Ｅ_２は、ライン撮像装置５から出力される原画像データＩｍｇＯの両端部の画像領域である。なお、これらパターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２の座標は、ガラス基板２に形成されたオリエンテーションフラットＷの座標を基準にして求められる。
【００１５】
ガラス基板２の全面に対する原画像データＩｍｇＯを取得する場合、ライン照明装置４及びライン撮像装置５のｙ方向の各ライン幅がガラス基板２上のパターン検査領域幅よりも広ければ、ライン照明装置４及びライン撮像装置５を１組設ければよい。
【００１６】
これに対してライン照明装置４のライン照明幅（Ｙ方向）及びライン撮像装置５のライン撮像幅（Ｙ方向）がガラス基板２のパターン検査領域幅よりも狭ければ、ライン照明装置４及びライン撮像装置５を複数組み並設したり、又は１組のライン照明装置４及びライン撮像装置５を用いて例えばステージ１をＸ方向に移動させ、ライン照明装置４及びライン撮像装置５をライン幅だけＹ方向移動させることによりガラス基板２全面をスキャンするようにしてもよい。
【００１７】
画像処理ユニット６は、ライン撮像装置５から出力された画像信号を１ライン毎に取り込んで原画像データＩｍｇＯとして保存し、この１ラインの原画像データＩｍｇＯに対して画素の右ずらし処理、左ずらし処理を行ってガラス基板２上のパターン検査を行う。この画像処理ユニット６は、以下の機能を有する。
【００１８】
画像取込部７は、ライン撮像装置５から出力される画像信号を１ライン毎に取り込んで原画像データＩｍｇＯとして画像取込部７内の画像メモリに保存する。
【００１９】
第１の画像生成部８は、ライン撮像装置５で取得された１ラインの原画像データＩｍｇＯをライン方向（Ｙ方向）に沿って右方向に所定画素数、例えば１画素分ずらした図３に示すような第１の画像データ（以下、右ずらし画像データと称する）ＩｍｇＡを生成する。
【００２０】
第２の画像生成部９は、原画像データＩｍｇＯをライン方向（Ｙ方向）に沿って左方向に所定画素数、例えば１画素分ずらした図３に示すような第２の画像データ（以下、左ずらし画像データと称する）ＩｍｇＢを生成する。
【００２１】
これら第１及び第２の画像生成部８、９は、原画像データＩｍｇＯが各パターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２の一方の端部Ｅ_１又はＥ_２だけを含んで撮像したものであれば、当該一方の端部Ｅ_１又はＥ_２に対して画素ずらし処理を行い、原画像データＩｍｇＯが各パターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２の両端部Ｅ_１、Ｅ_２を含んで撮像したものであれば、当該両端部Ｅ_１、Ｅ_２に対して画素ずらし処理を行う。
【００２２】
第１及び第２の差画像生成部１０、１１と検査結果出力部１２とは、パターン検査出力手段を構成する。第１の差画像生成部１０は、画像メモリに保存されている原画像データＩｍｇＯと第１の画像生成部８により生成された右ずらし画像データＩｍｇＡとの差である第１の差画像データＡを求める。
【００２３】
第２の差画像生成部１１は、画像メモリに保存されている原画像データＩｍｇＯと第２の画像生成部９により生成された左ずらし画像データＩｍｇＢとの差である第２の差画像データＢを求める。
【００２４】
検査結果出力部１２は、第１の差画像生成部１０により求められた第１の差画像データＡと第２の差画像生成部１１により求められた第２の差画像データＢとの多数列演算、すなわち論理積Ａ・Ｂを行ってガラス基板２表面上のパターンの検査結果を求める。
【００２５】
中間部パターン検査部１３は、各パターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２の両端部Ｅ_１、Ｅ_２の１画素以外のパターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２内において周知の隣接画素比較方式である原画像データＩｍｇＯのある中心画素とこの中心画素の左右に隣接する各画素との多数決演算を行ってガラス基板２の表面上のパターン検査を行う。
【００２６】
主制御部１４は、ドライバ３に対して駆動制御指令を送出してステージ１をＸ方向に移動制御し、かつ画像処理ユニット６に対して画像処理指令を送出してガラス基板２上のパターン検査を実行させる。
【００２７】
次に、上記の如く構成された装置の動作について図４に示すパターン検査フローチャートに従って説明する。
【００２８】
ガラス基板２がステージ１上に載置されると、このステージ１は、ドライバ３の駆動によってＸ方向に移動する。この状態でライン照明装置４からライン照明光が出射されると、このライン照明光は、Ｘ方向に移動中のガラス基板２に対して所定の入射角α_１で照射する。これと共にライン撮像装置５は、ライン照明光を照射されたときのガラス基板２からの正反射光又は散乱光を撮像してその画像信号を１ライン毎に出力する。
【００２９】
画像処理ユニット６の画像取込部７は、ステップ＃１において、ライン撮像装置５から出力された画像信号を１ライン毎に取り込んで原画像データＩｍｇＯとして画像メモリに保存する。
【００３０】
第１の画像生成部８は、ステップ＃２において、画像メモリから原画像データＩｍｇＯを読み出し、この原画像データＩｍｇＯをライン撮像装置５のライン方向（ｙ方向）に沿って右方向に例えば１画素分ずらして右ずらし画像データＩｍｇＡを生成する。
【００３１】
具体的に図２に示すパターン検査領域Ｑ_１の一端部Ｅ_１側のＦ部分の拡大した図５を参照して説明する。Ｆ部分においてＰは１画素を示す。第１の画像生成部８は、原画像データＩｍｇＯに対してｙ方向に１ライン毎にスキャンすると、図３に示すような輝度レベルの原画像データＩｍｇＯを得る。
【００３２】
この原画像データＩｍｇＯの輝度レベルは、ガラス基板２面上の規則的なパターンにより周期的にハイレベルが現れる。ところが、ガラス基板２面上に図５に示すように欠陥部Ｇがあると、この欠陥部Ｇに対応した部分の原画像データＩｍｇＯ上に不規則な信号Ｈが現れる。この不規則な信号Ｈは、欠陥部Ｇの種類の輝度に応じてハイレベル又はローレベルになる。図５に示す欠陥部Ｇはローレベルである。
【００３３】
第１の画像生成部８は、原画像データＩｍｇＯの各画素を図３に示すようにライン撮像装置５のライン方向に沿って右方向に例えば１画素分ずらし、その右ずらし画像データＩｍｇＡを生成する。
【００３４】
以上のステップ＃２と同時に、第２の画像生成部９は、ステップ＃３において、原画像データＩｍｇＯの各画素を図３に示すようにライン撮像装置５のライン方向に沿って左方向に例えば１画素分ずらし、その左ずらし画像データＩｍｇＢを生成する。
【００３５】
なお、図６に示すように原画像データＩｍｇＯを論理記号により表わせば、「０，１，０，０，０，…」になり、右ずらし画像データＩｍｇＡを論理記号により表わせば、「０，０，１，０，０，…」になり、左ずらし画像データＩｍｇＢを論理記号により表わせば、「１，０，０，０，０，…」になる。
【００３６】
ところで、原画像データＩｍｇＯがパターン検査領域Ｑ_１の両端部Ｅ_１、Ｅ_２を含んで撮像したものであれば、第１及び第２の画像生成部８、９は、それぞれ両端部Ｅ_１、Ｅ_２に対して各画素ずらし処理を行う。
【００３７】
従って、画像処理ユニット６は、両端部Ｅ_１、Ｅ_２を含んだ原画像データＩｍｇＯを取得した場合、原画像データＩｍｇＯと、端部Ｅ_１における右ずらし画像データＩｍｇＡ及び左ずらし画像データＩｍｇＢと、端部Ｅ_２における右ずらし画像データＩｍｇＡ及び左ずらし画像データＩｍｇＢとの５つの画像データを取得する。
【００３８】
これにより、原画像データＩｍｇＯの両端部Ｅ_１、Ｅ_２においても、これら端部Ｅ_１、Ｅ_２の各１画素に対して多数決演算可能な各３つの画素が取得される。
【００３９】
次に、第１の差画像生成部１０は、ステップ＃４において、原画像データＩｍｇＯと右ずらし画像データＩｍｇＡとを比較し、原画像データＩｍｇＯと右ずらし画像データＩｍｇＡとの差ＩｍｇＯ−ＩｍｇＡである第１の差画像データＡを求める。この第１の差画像データＡは、論理記号により表わすと、図６に示すように「０，１，−１，０，０，…」になる。
【００４０】
以上のステップ＃４と同時に、第２の差画像生成部１１は、ステップ＃５において、原画像データＩｍｇＯと左ずらし画像データＩｍｇＢとを比較し、原画像データＩｍｇＯと左ずらし画像データＩｍｇＢとの差ＩｍｇＯ−ＩｍｇＢである第２の差画像データＢを求める。この第２の差画像データＢは、論理記号により表わすと、「−１，１，０，０，０，…」になる。
【００４１】
次に、検査結果出力部１２は、ステップ＃６において、第１の差画像生成部１０により求められた第１の差画像データＡと第２の差画像生成部１１により求められた第２の差画像データＢとの論理積Ａ・Ｂを求める。この論理積Ａ・Ｂは、図６に示すように「０，１，０，０，０，…」になる。
【００４２】
従って、検査結果出力部１２は、ステップ＃７において、論理積Ａ・Ｂの結果から「１」に対応するガラス基板２の表面上の欠陥部Ｇが存在することを報知出力する。
【００４３】
又、中間部パターン検査部１３は、各パターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２の両端部Ｅ_１、Ｅ_２の１画素以外のパターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２内において、原画像データＩｍｇＯのある中心画素とこの中心画素の左右に隣接する各画素との多数決演算を行ってガラス基板２の表面上のパターン検査を行う。
【００４４】
このように上記一実施の形態によれば、原画像データＩｍｇＯと、この原画像データＩｍｇＯの右ずらし画像データＩｍｇＡと、左ずらし画像データＩｍｇＢとの３つの画素を取得して多数決演算を行ってガラス基板２面上のパターン検査を行うので、原画像データＩｍｇＯにおける各パターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２の両端部Ｅ_１、Ｅ_２においても、多数決演算に必要な３つの画素を取得することができ、これら両端部Ｅ_１、Ｅ_２でのパターン検査の不感帯が無くなり、各パターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２の全面に亘ってパターン検査ができる。従って、各パターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２の両端部Ｅ_１、Ｅ_２に欠陥部Ｇが存在しても、この欠陥部Ｇを確実に検出できる。
【００４５】
又、原画像データＩｍｇＯの右ずらし画像データＩｍｇＡを生成して第１の差画像データＡを取得する処理と、左ずらし画像データＩｍｇＢを生成して第２の差画像データＢを取得する処理とを同時に行うので、各パターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２の全面のパターン検査の時間を高速化できる。このパターン検査の高速化により大型化が進んでいるガラス基板２のパターン検査時間を短縮できる。
【００４６】
原画像データＩｍｇＯ上に現れる欠陥部Ｇに対応する不規則な信号Ｈはローレベルとして説明したが、欠陥部Ｇの種類に応じてハイレベルであっても、上記同様に多数決演算を行うことにより欠陥部Ｇを検出できる。
【００４７】
パターン検査は、各パターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２に限らず、これら各パターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２内に任意のサイズの小検査領域を設定すれば、この小検査領域の両端部に不感帯を生ぜずに、小検査領域内全面のパターン検査ができる。
【００４８】
原画像データＩｍｇＯの右ずらし画像データＩｍｇＡと左ずらし画像データＩｍｇＢとを取得して多数決演算によりパターン検査を行うのは、各パターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２の両端部Ｅ_１、Ｅ_２の１画素に対してのみでよく、これら両端部Ｅ_１、Ｅ_２以外のパターン検査領域Ｑ_１、Ｑ_２内では、周知の隣接画素比較方式である原画像データＩｍｇＯのある中心画素とこの中心画素の左右に隣接する各画素との多数決演算を行ってガラス基板２の表面上のパターン検査を行えば、パターン検査をさらに高速化できる。
【００４９】
本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【００５０】
例えば、第１と第２の画像生成手段８、９は、それぞれ原画像データの両端部においてそれぞれ原画像データを１画素分だけずらしているが、画素ずらし数は、１画素以上ずらしてもよい。
【００５１】
又、パターン検査する対象は、液晶ディスプレイのガラス基板２に限らず、規則的なパターンの形成された半導体ウエハやプラズマディスプレイなどのフラットパネルディスプレイのガラス基板の検査にも適用できる。
【００５２】
又、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、ガラス基板の両端部のパターン検査の不感帯を無くしてガラス基板のパターン検査ができるパターン検査方法及びその装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるパターン検査装置の一実施の形態を示す構成図。
【図２】同装置により取得されるガラス基板全面の原画像データの摸式図。
【図３】同装置による原画像データの右及び左方向へのずらし処理を示す図。
【図４】同装置におけるパターン検査フローチャート。
【図５】同装置により取得されるパターン検査領域の一端部側の拡大図。
【図６】同装置による多数決演算を示す図。
【符号の説明】
１：ステージ、２：ガラス基板、３：ドライバ、４：ライン照明装置、５：ライン撮像装置、６：画像処理ユニット、７：画像取込部、８：第１の画像生成部、９：第２の画像生成部、１０：第１の差画像生成部、１１：第２の差画像生成部、１２：検査結果出力部、１３：中間部バターン検査部、１４：主制御部。

Claims

規則的な被検査パターンを撮像して取得された原画像データを一方向に所定画素数分だけずらした第１の画像データを生成する第１の工程と、
前記原画像データを前記一方向とは反対方向に所定画素数分だけずらした第２の画像データを生成する第２の工程と、
前記原画像データに対して前記第１の画像データと前記第２の画像データとの各比較を行い、これら比較結果から前記被検査パターンの検査結果を求める第３の工程と、
を有することを特徴とするパターン検査方法。
前記原画像データの端部をパターン検査するときに前記第１乃至前記第３の工程を行うことを特徴とする請求項１記載のパターン検査方法。
前記第１の工程は、前記原画像データの両端部においてそれぞれ原画像データを一方向に所定画素数分だけずらすと同時に、前記第２の工程は、反対方向に所定画素数分だけずらすことを特徴とする請求項１記載のパターン検査方法。
前記第１と前記第２の工程は、それぞれ前記原画像データを１画素数分だけ画素ずらし処理することを特徴とする請求項１記載のパターン検査方法。
前記第３の工程は、前記原画像データと前記第１の画像データとの差である第１の差画像データを求める工程と、
前記原画像データと前記第２の画像データとの差である第２の差画像データを求める工程と、
前記第１の差画像データと前記第２の差画像データとの論理積から前記被検査パターンの検査結果を求める工程と、
を有することを特徴とする請求項１記載のパターン検査方法。
前記原画像データの端部以外をパターン検査するときに、前記原画像データのある中心画素とこの中心画素の左右に隣接する各画素との多数決演算を行うことを特徴とする請求項１記載のパターン検査方法。
規則的な被検査パターンを撮像する撮像装置と、
前記撮像装置から出力される画像信号を原画像データとして取り込む画像取込手段と、
前記画像取込手段により取り込んだ前記原画像データを一方向に所定画素数分だけずらした第１の画像データを生成する第１の画像生成手段と、
前記画像取込手段により取り込んだ前記原画像データを前記一方向とは反対方向に所定画素数分だけずらした第２の画像データを生成する第２の画像生成手段と、
前記原画像データに対して前記第１の画像データと前記第２の画像データとの各比較を行い、これら比較結果から前記被検査パターンの検査結果を求めるパターン検査出力手段と、
を具備したことを特徴とするパターン検査装置。
前記第１と第２の画像生成手段は、それぞれ前記原画像データの端部をパターン検査するときに前記原画像データの画素ずらし処理を行うことを特徴とする請求項７記載のパターン検査装置。
前記第１の画像生成手段は、前記原画像データの両端部において原画像データを一方向に所定画素数分だけずらすと同時に、前記第２の画像生成手段は、前記一方向とは反対方向に原画像データを所定画素数分だけずらすことを特徴とする請求項７記載のパターン検査装置。
前記第１と第２の画像生成手段は、それぞれ１画素数分だけ前記原画像データに対する画素ずらし処理を行うことを特徴とする請求項７記載のパターン検査装置。
前記パターン検査出力手段は、前記原画像データと前記第１の画像データとの差である第１の差画像データを求める第１の差画像生成手段と、
前記原画像データと前記第２の画像データとの差である第２の差画像データを求める第２の差画像生成手段と、
前記第１の差画像データと前記第２の差画像データとの論理積から前記被検査パターンの検査結果を求める検査結果出力手段と、
を有することを特徴とする請求項７記載のパターン検査装置。
前記原画像データの端部以外をパターン検査するときに、前記原画像データのある中心画素とこの中心画素の左右に隣接する各画素との多数決演算を行う中間部パターン検査手段、
を備えたことを特徴とする請求項７記載のパターン検査装置。