JP4165115B2 - パターン消去方法および欠陥検査方法 - Google Patents
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Description
【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】
【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】
【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
Claims (3)
- 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。
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