JP3901961B2 - パターン修正装置およびパターン修正方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はパターン修正装置およびパターン修正方法に関し、特に、ＬＣＤ，ＰＤＰなどのフラットパネルディスプレイやプリント基板などの電極パターン同士が短絡するような欠陥を修正するパターン修正装置およびパターン修正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フラットパネルディスプレイの用途拡大に伴って価格競争が激しくなり、製造現場では原価低減を図るために省人化やタクトタイムの短縮が行なわれている。
また、環境への配慮から廃棄物の低減を図るためにさらなる歩留まりの向上が期待され、パネル上に発生する欠陥を修正する必要性がますます高まっている。このような状況の中、修正工程においては主に省人化のための対策が取られている。
【０００３】
図２７は従来のパターン修正装置の外観図であり、特開２０００−４９４４２号公報に記載されているものである。パターン修正装置は、レーザや光学系を含む修正機構１と、欠陥修正用インクや導電性ペーストやインクを塗布するインク塗布機構２と、ワークを搭載するためのＸＹテーブル３と、ＸＹテーブル３上でワークを保持するチャック台４と、修正機構１を上下に駆動するＺ軸テーブル５と、ワークを照明するための透過照明６とを含む。
【０００４】
さらに、パターン修正装置には、欠陥を認識するための画像処理装置７と、制御用コンピュータ８と、ホストコンピュータ９と、モニタ１０などの電気的構成が設けられている。
【０００５】
このようなパターン修正装置においての修正作業は、次のようにして行なわれる。図示しない修正パネルをチャック台４にローディングすると、画像処理機構７はパネル座標系とチャックテーブル座標系との関係式を求め、この関係式を使用してパネル上の欠陥座標をＸＹテーブル３上の座標に変換した後、欠陥箇所を修正位置に移動する。通常、パネル上の所定の位置に印（アライメントマーク）がマーキングされており、この印を画像処理装置７による画像処理により検出してパネル座標系を定義する。
【０００６】
次に、アライメントマークや欠陥箇所を対物レンズの焦点に自動的に合わせる。焦点位置では画像のコントラストが極大になるので、この極大点を画像処理により検出する。このような焦点合わせについては、特開２０００−５６２１０号公報に記載されている。
【０００７】
欠陥検出に際しては、アライメントにより欠陥箇所が観察できる範囲内に位置決めすることは可能であるが、ＸＹテーブル３の位置決め精度の影響で修正位置に正確に位置決めすることができない場合がある。そこで、画像処理により欠陥箇所を検出し、修正位置に正確に位置合せする制御が行なわれる。
【０００８】
このような位置合わせ後に修正作業が行なわれる。パターン同士が短絡しているような欠陥の修正は、修正機構１からレーザ光を欠陥箇所に照射し、短絡部を切断することにより行なわれる。パターンが欠如しているような欠陥は、インク塗布機構２により導電性のある粘性の高いペーストを針先に付着させてパターンが欠如している部分に塗布し、パターン同士を接続する。この修正作業によってパターン欠陥の修正が行なわれる。このような欠陥修正については、特開平０８−１１４７９２号公報などで詳細に説明されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のパターン修正方法において、レーザ光の種類や波長やパワーなどの修正条件によっては不良が発生する場合がある。これを監視するために熟練した作業者が必要となり、省人化に逆行することになる。
【００１０】
それゆえに、この発明の主たる目的は、画像処理を利用して修正不良箇所を検出し、不良判定を自動化し得るパターン修正装置およびパターン修正方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るパターン修正装置は、基板上に形成されたパターンの欠陥を修正するパターン修正装置において、欠陥を含む所定の範囲の画像を撮像する第１の撮像手段と、第１の撮像手段によって撮像された画像を記録する記録手段と、欠陥を修正する修正手段と、修正手段によって欠陥が修正された修正部を含む所定の範囲の画像を撮像する第２の撮像手段と、記録手段に記録された画像のうちの欠陥の画像と第２の撮像手段によって撮像された画像のうちの修正部の画像との輝度の差分値を画素毎に求め、求めた差分値群としきい値とを比較し、比較結果に基づいて修正不良の有無を判定する画像処理手段と、記録手段に記録された画像の輝度と第２の撮像手段によって撮像された画像の輝度とに基づいてしきい値を補正するしきい値補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
このように画像処理を利用して修正作業後のパターンを検出することにより不良箇所の判定を行なうことができ、熟練した作業者が常に監視する必要がなくなり、省人化やタクトタイムを短縮できる。
【００１４】
また、撮像手段によりパターンを撮像することができるので、リアルタイムで修正作業後のパターンの画像を取得できる。
【００１６】
また、記録手段に画像を保存することにより、保存した画像を参照して解析することができる。また、画像の輝度が変化する場合に、しきい値を補正することで誤検出を解消できる。
【００１７】
好ましくは、欠陥はパターン同士が短絡した短絡欠陥であり、修正手段は短絡欠陥にレーザ光を照射して除去する。
また好ましくは、しきい値補正手段は、記録手段に記録された画像のうちの基準輝度算出エリアの平均輝度と第２の撮像手段によって撮像された画像のうちの基準輝度算出エリアの平均輝度との差分値に基づいてしきい値を補正する。
【００１９】
また、この発明に係るパターン修正方法は、基板上に形成されたパターンの欠陥を修正するパターン修正方法において、欠陥を含む所定の範囲の画像を撮像する第１のステップと、第１のステップで撮像された画像を記録する第２のステップと、欠陥を修正する第３のステップと、第３のステップで欠陥が修正された修正部を含む所定の範囲の画像を撮像する第４のステップと、第２のステップで記録された画像のうちの欠陥の画像と第４のステップで撮像された画像のうちの修正部の画像との輝度の差分値を画素毎に求め、求めた差分値群としきい値とを比較し、比較結果に基づいて修正不良の有無を判定する第５のステップとを含むことを特徴とする。
【００２０】
好ましくは、欠陥はパターン同士が短絡した短絡欠陥であり、第３のステップでは短絡欠陥にレーザ光を照射して除去する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１はこの発明の一実施形態のブロック図である。図１に示したパターン修正装置のブロック図は従来例の図２７に示した外観図を電気的ブロック図で表したものである。
【００２２】
図１において、修正機構１は撮像手段としてのＣＣＤカメラ１１と、レーザまたは塗布機構１２と、顕微鏡筒１３と、対物レンズ１４と、照明装置１５とを含み、位置決め装置２０はＸＹテーブル３と、Ｚ軸テーブル５と、テーブル制御装置２１とを含む。ＣＣＤカメラ１１はパターンの画像を撮像し、その画像信号を画像処理装置７に与える。画像処理装置７は画像を記録するための画像記録装置７１を含み、ＣＣＤカメラ１１で撮像された画像の画像処理を行ない、その画像出力を観察用として画像表示モニタ１０に表示する。レーザまたは塗布機構１２はレーザまたは塗布機構のいずれかを含むが両方を備えていてもよい。
【００２３】
制御用コンピュータ８はホストコンピュータ９からの指令に応じて修正機構１と、位置決め装置２０と、画像処理装置７を制御する。ホストコンピュータ９は製造ラインの他の装置との通信および修正作業の総合的な制御を行なう。
【００２４】
図２は図１に示したレーザ照射機構の具体例を示す図である。図２において、レーザ５０１として一般にＹＡＧレーザが用いられ、このレーザ５０１からのレーザ光はビーム拡大機構５０２で拡大された後、フィルタ５０３，ビームスプリッタ５０４，スリット機構５０５，ビームスプリッタ５０６，結像レンズ５０７，ビームスプリッタ５０８，対物レンズ５０９を通過し、パターン上に照射される。
【００２５】
ビーム拡大機構５０２は十分なレーザビーム径と均一なエネルギ強度分布で大面積の欠陥を修正するために設けられている。レーザビーム径は通常２ｍｍ程度であり、これをビーム拡大機構５０２によって３〜５倍程度に拡大する。また、レーザビームを拡大することにより、ビームの中心と周囲とのエネルギ差が緩和され、上述の役目を果たす。ビームスプリッタ５０６に関連してＣＣＤカメラ１１が配置されており、パターンからの反射光が撮像される。
【００２６】
図３はこの発明の一実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。図３を参照して修正処理の概要について説明する。ホストコンピュータ９は制御用コンピュータ８にパネルのローディング指令を出力する。制御用コンピュータ８は位置決め装置２０を制御してＸＹテーブル３の面にパネルをローディングして固定する。この際、パネル座標系とテーブル座標系との位置関係を求めるためにアライメント作業が行なわれる。
【００２７】
制御用コンピュータ８は、パネル座標系とテーブル座標系との関係式を求め、この関係式を使用してパネル上の欠陥座標をＸＹテーブル３上の座標に変換した後、位置決め装置２０を制御して対物レンズ１４の真下に欠陥箇所を移動させる。その際、画像処理装置７を利用して欠陥部の焦点合わせと位置検出を行ない、修正位置に位置決めする。その後、レーザまたは塗布機構１２により所定の修正処理を行なった後、画像処理装置７によって不良判定が行なわれる。不良があれば再度修正処理が行なわれ、不良を発見できなければ処理を終了する。
【００２８】
次に、図４〜図２６を参照して、この発明の実施形態についてより具体的に説明する。図４に示すようにＡ電極パターンとＢ電極パターンとがＣ電極によって電気的に短絡しているものとする。前述の図３の説明にしたがって、レーザ光が照射される部分であるショット部の欠陥座標が取得されて対物レンズ１４の真下に移動される。
【００２９】
ＣＣＤカメラ１１によって図５に示すレーザ照射前の画像が撮像されて画像処理装置７の画像記録装置７１に記録される。画像処理装置７は図６に示すようにショット部をパターンマッチングにより求め、制御用コンピュータ８は図２に示すレーザ５０１を駆動してショット部にレーザ光を照射して切断する。
【００３０】
次に、ＣＣＤカメラ１１によって図７に示すレーザ照射後の画像Ａを撮像して画像処理装置７に記録する。画像処理装置７は図７のショット後の画像Ａから既に記録してある図５に示すショット前の画像Ｂを差し引く処理を行なう。このときショット前後において、ショット部のみ明るさが変化するので、図８に示す引き算後の画像Ｓはレーザ照射部分のみコントラストが付く。この画像Ｓは予め定めるしきい値により２値化される。２値化において、しきい値より大きい画素は白、小さい画素は黒とされる。
【００３１】
図９〜図１１は正常に修正できた場合を示し、図１２〜図１４は金属膜が残った場合を示す。
【００３２】
図９に示した修正後のショット部の輝度ヒストグラムを取ると図１１に示すようになる。図１１は横軸に輝度（明るさ）を取り、縦軸にその頻度を取ったものであり、画像の明るさ分布を把握できる。レーザ照射後は金属膜が剥がれるため、ショット部は背景（図９の斜線部分）と同等の明るさとなる。したがって、画像Ａから画像Ｂを引くと、図１０に示すショット部の差分値は負の値を示す。このことから、正常に修正できた場合はヒストグラムにおいて分布が図１１の差分値０より左側に現われる。
【００３３】
これに対して、図１２に示すように金属膜が残った場合は、その部分が図１３に示す不良箇所としてショット前の明るさと同輝度の部分が残るため、図１４に示すように差分値０の近傍に分布ができる。図１４の左側のヒストグラムは図１１と同様にしてショット部によるヒストグラムである。
【００３４】
よって、図１５に示すように分布Ａと分布Ｂとの中間にしきい値を敷けばよいことが分かる。このように設定されたしきい値で２値化すると図１６および図１７のようになる。図１６は不良箇所がない場合であり黒レベルで示されており、、図１７は不良箇所がある場合であり不良箇所が白レベルとして示されている。
【００３５】
次に、しきい値の補正方法について説明する。膜厚にばらつきがあり同一パネルでも画像のコントラストが変化する場合、しきい値を固定とすると誤検出を起こす可能性がある。そこで、予め指定したエリアの平均輝度を基準輝度とし、２値化の際に画像上の同一エリアの平均輝度を求め、これらの差分値をしきい値のシフト量とする。
【００３６】
図１８〜図２０は通常の場合を示し、図２１〜図２３は背景が明るい場合を示す。図１８に示す通常の場合と比較して、図２１に示すように背景が明るくなると、図２２に示すショット部のヒストグラムの分布は図２０に比べて図２３に示すように右の方向にシフトし、この状態で図１５と同じしきい値を敷くとしきい値の右側にショット部が現われ、これを誤検出してしまう。
【００３７】
そこで、図２４に示すようにコントラストの変化する部分を基準輝度算出エリアとして設定し、２値化の際にこの内部の平均輝度と検査時の画像の同一エリア内の平均輝度との差分値ｄを取り、これをしきい値に加えることにより補正する。図２５に示す通常の場合に比べて背景が明るくなった場合、ｄだけシフトすればよいことから、図２６に示すように補正前のしきい値からｄだけシフトして補正後のしきい値とすれば、図２０と図２３の分布のシフト量は背景のコントラスト変化とほぼ同量となる。
【００３８】
不良箇所を求めるときは画像Ｓをしきい値により２値化した結果、白となった画素をカウントし、カウント値がある値以上となった場合に不良箇所が存在することとし、再度修正作業を行なう。
【００３９】
上述のごとく、この発明の実施形態によれば、修正作業前後の電極パターンをＣＣＤカメラ１１で撮像して画像処理により不良判定を自動的に行なうことができ、熟練した作業者による監視を不要にできる。しかも、画像処理時に画像のコントラストが変化する場合において、しきい値補正することにより誤検出を解消できる。
【００４０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、基板上に形成されたパターンの欠陥を修正するパターン修正装置において、修正作業後のパターンを画像処理して検出することにより不良箇所の判定を行なうことができ、熟練した作業者が常に監視する必要がなくなり、省人化やタクトタイムを短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の一実施形態のブロック図である。
【図２】 図１に示したレーザ照射機構の具体例を示す図である。
【図３】 この発明の一実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】 パネルの電極パターンの一部を示す図である。
【図５】 図４の電極パターンを撮像した画像を示す図である。
【図６】 レーザが照射されるショット部を示す図である。
【図７】 ショット後の画像を示す図である。
【図８】 ショット後の画像からショット前の画像を差し引いた画像を示す図である。
【図９】 正常に修正できたショット部の画像を示す図である。
【図１０】 正常に修正できたショット部の差分画像を示す図である。
【図１１】 正常に修正できたショット部のヒストグラムを示す図である。
【図１２】 金属が残った場合のショット部の画像を示す図である。
【図１３】 金属が残った場合のショット部の差分画像を示す図である。
【図１４】 金属が残った場合のショット部のヒストグラムを示す図である。
【図１５】 分布Ａと分布Ｂとの間にしきい値を設定して例を示す図である。
【図１６】 不良箇所がない場合の２値化後のパターンの画像を示す図である。
【図１７】 不良箇所がある場合の２値化後のパターンの画像を示す図である。
【図１８】 通常のパターン画像を示す図である。
【図１９】 通常のショット部の差分画像を示す図である。
【図２０】 通常のショット部のヒストグラムを示す図である。
【図２１】 背景が明るい場合のショット部の画像を示す図である。
【図２２】 背景が明るい場合の差分画像を示す図である。
【図２３】 背景が明るい場合のショット部のヒストグラムを示す図である。
【図２４】 基準算出エリアを示す図である。
【図２５】 通常の場合と背景が明るくなった場合の輝度値の変化を示す図である。
【図２６】 補正前のしきい値と補正後のしきい値とを示す図である。
【図２７】 従来のパターン修正装置の外観図である。
【符号の説明】
１ 修正機構、３ ＸＹテーブル、５ Ｚ軸テーブル、７ 画像処理装置、８制御用コンピュータ、９ ホストコンピュータ、１０ 画像表示モニタ、１１ＣＣＤカメラ、１２ レーザまたは塗布機構、１３ 顕微鏡筒、１４ 対物レンズ、１５ 照明装置、２１ テーブル制御装置、７１ 画像記録装置、５０１レーザ。

Claims (5)

1. 基板上に形成されたパターンの欠陥を修正するパターン修正装置において、
   前記欠陥を含む所定の範囲の画像を撮像する第１の撮像手段と、
   前記第１の撮像手段によって撮像された画像を記録する記録手段と、
   前記欠陥を修正する修正手段と、
   前記修正手段によって前記欠陥が修正された修正部を含む前記所定の範囲の画像を撮像する第２の撮像手段と、
   前記記録手段に記録された画像のうちの前記欠陥の画像と前記第２の撮像手段によって撮像された画像のうちの前記修正部の画像との輝度の差分値を画素毎に求め、求めた差分値群としきい値とを比較し、比較結果に基づいて修正不良の有無を判定する画像処理手段と、
   前記記録手段に記録された画像の輝度と前記第２の撮像手段によって撮像された画像の輝度とに基づいて前記しきい値を補正するしきい値補正手段とを備えたことを特徴とする、パターン修正装置。
2. 前記欠陥はパターン同士が短絡した短絡欠陥であり、
   前記修正手段は前記短絡欠陥にレーザ光を照射して除去することを特徴とする、請求項１に記載のパターン修正装置。
3. 前記しきい値補正手段は、前記記録手段に記録された画像のうちの基準輝度算出エリアの平均輝度と前記第２の撮像手段によって撮像された画像のうちの前記基準輝度算出エリアの平均輝度との差分値に基づいて前記しきい値を補正することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のパターン修正装置。
4. 基板上に形成されたパターンの欠陥を修正するパターン修正方法において、
   前記欠陥を含む所定の範囲の画像を撮像する第１のステップと、
   前記第１のステップで撮像された画像を記録する第２のステップと、
   前記欠陥を修正する第３のステップと、
   前記第３のステップで前記欠陥が修正された修正部を含む前記所定の範囲の画像を撮像する第４のステップと、
   前記第２のステップで記録された画像のうちの前記欠陥の画像と前記第４のステップで撮像された画像のうちの前記修正部の画像との輝度の差分値を画素毎に求め、求めた差分値群としきい値とを比較し、比較結果に基づいて修正不良の有無を判定する第５のステップとを含むことを特徴とする、パターン修正方法。
5. 前記欠陥はパターン同士が短絡した短絡欠陥であり、
   前記第３のステップでは前記短絡欠陥にレーザ光を照射して除去することを特徴とする、請求項４に記載のパターン修正方法。

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