JPH0483107A - 配線パターン検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、カラー液晶パネルに使用される薄膜トランジ
スタ基板等のような配線パターンの欠陥箇所を検出する
配線パターン検査装置に関する。

（従来の技術） カラー液晶パネルに使用される薄膜トランジスタ基板の
配線パターンを第６図に示す。この薄膜トランジスタ基
板には、液晶パネルの各絵素ごとに透明電極１と、この
透明電極１に電圧を与えるための薄膜トランジスタ２と
が形成されている。

また、各絵素間には、配線パターンとして、それぞれ横
方向のゲートパスライン３と縦方向のソースパスライン
４とが多数マトリクス状に形成されている。そして、各
薄膜トランジスタ２は、ゲート端子がそれぞれの行のゲ
ートパスライン３に接続されると共に、ソース端子がそ
れぞれの列のソースパスライン４に接続されている。従
って、この薄膜トランジスタ基板は、各ゲートパスライ
ン３及び各ソースパスライン４に信号を与えることによ
って、液晶パネルの各絵素を制御することができる。

上記薄膜トランジスタ基板は、製造過程において、配線
パターンに断線やリークが発生する場合がある。例えば
第７図（イ）に示すように、ゲートパスライン３に断線
５が生じると、ここから先の薄膜トランジスタ２にゲー
ト信号が届かず表示が不能となる。また、第７図（ロ）
に示すように、ゲートパスライン３とソースパスライン
４との間にリーク６が発生すると、それぞれの信号が混
じり合い、カラー液晶パネルの表示不良の原因となる。

ただし、このような断線５は、レーザＣＶＤ　（Ｃｈｅ
＋＋１ｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法
等によって断線箇所を接続することにより修復が可能で
ある。また、リーク６は、レーザ光によってリーク箇所
を切断することにより修復が可能である。このため、上
記のような薄膜トランジスタ基板は、製造工程において
欠陥が生じたとしても、その欠陥箇所が検出されれば、
良品として再生することができる。

そこで、従来は、このような断線箇所やリーク箇所を検
出するために、針状ブローμ等を各絵素の透明電極１に
接触させて、この透明電極１の電圧を測定していた。ま
た、表示エリア外において、ゲートパスライン３とソー
スパスライン４との間の抵抗値を測定する方法もあった
。これらは、測定電圧値又は測定抵抗値の異常により、
断線５やリーク６の発生を検出することが可能である。

さらに、画像処理を用いた検出方法も提案されている（
特願平１−３３３４６８号、同１−３３３４６９号、同
１−３３３４７０号）。これは、薄膜トランジスタ基板
上の配線パターンをＣＣＤカメラ等で撮影し、これによ
って得た画像信号を予め記憶しておいた良品の配線パタ
ーンの画像信号、又は、他の検査エリアで得た画像信号
と比較して、不一致部分を調べることにより欠陥箇所を
検出するものである。

（発明が解決しようとする課Ｂ） ところが、上記従来の電圧や抵抗値を測定する方法は、
いずれも測定位置に至るいずれかの箇所に断線５やリー
ク６が発生していることを示すに過ぎず、断線箇所やリ
ーク箇所を確実に特定することができないという問題点
があった。

また、針状ブローμ等を使用する方法では、透明電極ｌ
にこの針状ブローμ等を押し当てたときに透明電極１を
傷つけるおそれがあり、また、周囲にある薄膜トランジ
スタ２やゲートパスライン３等を損傷し、トランジスタ
破壊や新たな断線を発生させるおそれがあるという問題
も生じていた。

しかも、この方法では、１度に数絵素ずつしか検査でき
ないので、検査に長時間を要するという問題もあった。

さらに、従来の画像処理を用いる方法では、非接触の検
査によるため透明電極１等を傷つけるおそれがなく、し
かも、欠陥箇所を確実に検出することができるようには
なるものの、ＣＣＤカメラ等が撮影する検査エリアの機
械精度誤差やディジタル信号に変換するときの量子化誤
差等により、比較対象となる画像信号との差分をとった
際に、配線パターンの輪郭部分でインパルス状のノイズ
が発生する恐れがある。そして、このノイズの影響を防
止するためには、画像信号の位置ずれの補正や適当なフ
ィルタリング処理を行う必要があり、この位置ずれの補
正のために検査処理に長時間を要し、また、フィルタリ
ング処理による検出精度の低下を招来するという恐れが
ある。

本発明は、上記事情に鑑み、配線パターンから画像の特
徴のみを抽出して比較を行うことにより、この配線パタ
ーンの欠陥箇所を非接触の方法で迅速かつ正確に検出す
ることができる配線パターン検査装置を提供することを
目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明の配線パターン検査装置は、配線パターンの欠陥
箇所を検出する配線パターン検査装置において、配線パ
ターンに透過照明を行う照明手段と、該照明手段によっ
て照明された配線パターンの画像を入力する画像入力手
段と、該画像入力手段が入力した画像信号を２値化する
２値化手段と、該２値化手段によって２値化された画像
信号をラベリング処理し、これに基づいて画像の特徴抽
出を行う画像処理手段と、該画像処理手段によって抽出
された画像の特徴を比較対象の画像の特徴と比較する比
較手段とを備えており、そのことにより上記目的が達成
される。

（作用） まず、照明手段により配線パターンに透過照明が行われ
る。従って、検査対象は、カラー液晶パネルに使用され
る薄膜トランジスタ基板等のように、配線パターン以外
の部分ができるだけ透光性を有しているのが好ましい。

次に、画像入力手段がこの配線パターンの画像を画像信
号として入力する。この画像入力手段は、ＣＣＤ型固体
撮像素子等のように配線パターンの画像を多数の画素に
サンプリングするものの他、電子ビームの走査等により
連続したアナログ信号を得るものであってもよい。

この画像入力手段によって入力された画像信号は、２値
化手段によって２値化され、画像処理手段によってラベ
リング処理とこれに基づく画像の特徴抽出が行われる。

ラベリング処理（ラベル付け）は、２値化画像中で同じ
値を持ち互いに連続する画素に共通のラベルを付１７て
これらをグループ分けすることによりラベル画像を得る
処理である。また、このラベル画像に基づいて抽出され
る画像の特徴は、グループ分けされた領域の個数や各領
域の面積及び各領域の重心位置等のデータである。

このようにして画像処理手段によって抽出された検査対
象の画像の特徴は、比較手段によって比較対象の画像の
特徴と比較される。この比較対象の画像の特徴は、予め
良品の配線パターンに基づいて作成し記憶しておいたも
のでもよいが、検査対象がカラー液晶パネルに使用され
る薄膜トランジスタ基板等のように同じ配線パターンの
繰り返しからなるようなものの場合には、他の検査エリ
アから画像入力手段が入力した画像信号に基づいて作成
したものであってもよい。配線パターンに断線がある場
合には、ラベリング処理によってグループ分けされた領
域の数が正常なものの場合より減少すると共に、断線箇
所の領域の面積が増大する。また、配線パターンにリー
クがある場合には、領域の数が増加すると共に、このリ
ーク箇所に面積が小さく重心位置もずれた領域が生じる
。

比較手段では、これらの画像の特徴を比較することによ
り、欠陥箇所の検出を行うことができる。

なお、良品の配線パターンの画像の特徴が準備されてい
る場合には、必ずしも同じ配線パターンの繰り返しを有
する場合だけでなく、一般の配線パターンに対してもこ
のような比較による欠陥箇所の検出は可能となる。

上記のように本発明の配線パターン検査装置によれば、
検査対象となる配線パターンから画像の特徴のみを抽出
して比較するので、比較する画像のずれ等による影響を
受けることなく、迅速かつ正確に欠陥箇所の検出を行う
ことができる。

なお、本発明は、上記のように配線パターンに透過照明
を行って画像信号を得るため、カラー液晶パネルに使用
される薄膜トランジスタ基板等のように配線パターン以
外の部分が全て透明なものであっても、この配線パター
ンの重なり部分に断線が生じたような場合には、これを
検出することができない。従って、このような欠陥箇所
は、例えば照明を落射照明に切り換えて、画像入力手段
によって得た画像信号を従来と同様に比較対象となる画
像信号と比較し差分をとることによって検出すればよい
。また、この際、比較を行う画像信号に、本発明では検
出できない位置のみを抽出するマスク処理を施せば、画
像のずれ等による影響を排除することができ、本発明の
効果が減殺されることもなくなる。

（実施例） 本発明を実施例について以下に説明する。

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示すものであっ
て、第１図は配線パターン検査装置の構成を示すブロッ
ク図、第２図は透過照明を行った配線パターンの２値画
像を示す図、第３図（イ）は配線パターンに断線がある
場合の２値画像を示す図、同図（ロ）は配線パターンに
リークがある場合の２値画像を示す図、第４図は配線パ
ターンの重なり部分に断線がある場合の平面図、第５図
はマスク画像を示す図である。

本実施例は、カラー液晶パネルに使用される薄膜トラン
ジスタ基板の配線パターンを検査する場合について説明
する。この薄膜トランジスタ基板は、前記第６図に示す
ように、液晶パネルの各絵素ごとに繰り返される配線パ
ターンを有し、パスライン３．４等からなる配線パター
ン以外の部分は透明になっている。

上記薄膜トランジスタ基板１０は、第１図に示すように
、透過照明光源１１を介して検査ステージ１２上にセッ
トされる。透過照明光源１１は、薄膜トランジスタ基板
１０を裏面側から均一に照明する板状の光源である。検
査ステージ１２は、透過照明光源１１上の薄膜トランジ
スタ基板１０を保持して、これをＸ−Ｙ方向に自在に移
動させることができる装置である。そして、検査ステー
ジ１２は、セットした薄膜トランジスタ基板１０を検査
エリアごとに移動するように制御部１３によって制御さ
れる。

上記検査ステージ１２の上方には、ＣＣＤカメラ１４が
配置されている。ＣＣＤカメラ１４は、検査ステージ１
２上の薄膜トランジスタ基板１０の配線パターンをＣＣ
Ｄ　（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）
型個体撮像素子によって画像信号に変換するカメラであ
る。また、ＣＣＤカメラ１４の側方には、落射照明光源
１５が配置されている。落射照明光源１５は、薄膜トラ
ンジスタ基板１０を表面側から均一に照明する光源であ
る。

ＣＣＤカメラ１４によって得た画像信号は、画像処理部
１６に送られる。画像処理部１６は、入力した画像信号
を内部の記憶装置に順次記憶し、記憶した画像信号に画
像処理を施すと共に、この処理結果のデータを予め記憶
されたデータと比較する回路である。ここでの画像処理
は、まず記憶装置に記憶した画像信号を２値化し、次に
ラベリング処理を施してラベル画像を得る。そして、こ
のラベル画像に基づいて、グループ分けされた全ての領
域の個数を計数すると共に、各領域の面積及び重心位置
を計測するものである。予め記憶されたデータは、良品
の配線パターンについて同様の処理を施して得た領域の
個数と各領域の面積及び重心位置を示すものである。

上記構成の配線パターン検査装置の動作を説明する。

まず、薄膜トランジスタ基板１０が検査ステージ１２上
にセットされる。すると、透過照明光源１１が点灯して
この薄膜トランジスタ基板ＩＯに対し透過超明が行われ
る。また、制御部１３が検査ステージ１２を制御して、
この薄膜トランジスタ基板１０を最初の検査エリアに移
動させる。ＣＣＤカメラ１４は、この薄膜トランジスタ
基板ｌＯの最初の検査エリアの配線パターンを画像信号
に変換して画像処理部１６に送る。画像処理部１６では
、入力された画像信号を一旦記憶装置に記憶する。なお
、本実施例では、ＣＣＤカメラ１４によって入力した画
像信号を量子化してディジタル信号として記憶するよう
になっている。

画像処理部１６に入力された画像信号は、薄膜トランジ
スタ基板１０を透過照明したものであるため、パスライ
ン３．４等の配線パターンの部分が暗く、それ以外の部
分が明るい画像となっている。そこで、画像処理部１６
がこの画像信号を２値化すると、第２図に示すようにパ
スライン３．４等の部分のみが黒い白黒画像が得られる
。なお、この画像信号は、記憶装置に一旦記憶してから
２値化してもよいし、記憶する際に２値化するようにし
てもよい。このようにして画像信号が２値化されると、
次にこれをラベリング処理する。ラベリング処理は、２
値化画像中で同じ値を持ち連続する画素に共通のラベル
を付してこれらをグループ分けすることによりラベル画
像を得る処理である。また、このラベル画像に基づいて
、グループ分けされた領域の個数を計数すると共に、各
領域の面積と各領域の重心位置を計測して、画像の特徴
を抽出する。そして、この画像の特徴のデータを予め記
憶しておいた良品の配線パターンについての対応するデ
ータと比較する。

ここで、配線パターンの一部に前記第７図（イ）に示し
たような断線５がある場合に、この画像信号を２値化す
ると、第３図（イ）に示すような白黒画像が得られる。

この場合には、図から明らかなように、黒いゲートパス
ライン３上における断線５の部分を通じて、隣接する白
い領域Ａ、　　Ｂが連続する。そして、このような２値
画像をラベリング処理すると、本来区別されるべき領域
Ａ、　　Ｈに同じラベルが付されることになる。従って
、このラベル画像に基づいて、異なるラベルが付された
領域の個数を計数すれば、良品の配線パターンの場合に
比べ、この計数結果が１側受なくなる。

さらに、同じラベルの各領域について面積を計測すると
、良品の場合の約２倍の大きさのものが存在することに
なる。

また、配線パターンの一部に前記第７図（ロ）に示した
ようなり−ク６がある場合に、この画像信号を２値化す
ると、第３図（ロ）に示すような白黒画像が得られる。

この場合には、図から明らかなように、リーク６の部分
によって白い領域がＣとＤに分割される。そして、この
ような２値画像をラベリング処理すると、本来連続すべ
き領域Ｃ，Ｄに異なるラベルが付されることになる。従
って、このラベル画像に基づいて領域の個数を計数すれ
ば、良品の配線パターンの場合よりも１個多くなる。さ
らに、各領域について面積と重心位置を計測すると、良
品の場合より僅かに面積が小さく重心位置もほぼ同じも
のと、面積が極めて小さく重心位置も明らかに異なるも
のが存在することになる。

従って、上記画像の特徴のデータの比較を行えば、領域
の個数の相違や面積の異なる領域の重心位置等から配線
パターン上の断線５やリーク６の存在とその位置とを検
出することができる。そして、上記処理を各検査エリア
ごとに繰り返せば、薄膜トランジスタ基板１０全体につ
いて、迅速かつ確実に欠陥箇所の検出を行うことができ
る。

ただし、上記欠陥箇所の検出では、例えば第４図に示す
ように、ゲートパスライン３とソースパスライン４とが
交差した場所で断線７が発生した場合に、これを検出す
ることはできない。そこで、本実施例では、透過照明光
源１１からの照明による画像信号を得た後に、この照明
を落射照明光源１５に切り換え、再びＣＣＤカメラ１４
からの画像信号を画像処理部１６に送るようにしている
。

この場合、画像処理部１６は、入力した画像信号を順次
記憶装置の他の領域に記憶すると共に、記憶した画像信
号に第５図に示すようなマスク画像によるマスク処理を
施す。このマスク処理は、マスク画像における各白抜き
領域８により、画像信号から配線パターン中のゲートパ
スライン３とソースパスライン４とが交差する部分のみ
を取り出す処理である。そして、検査対象が本実施例の
ように同じ配線パターンの繰り返しからなる場合には、
例えば隣接する２つの白抜き領域８．８によって抽出さ
れた画像信号部分同士の差分をとることにより、第４図
に示すような断線７も容易に検出することができるよう
になる。しかも、上記マスク処理により、配線パターン
の輪郭部分に量子化誤差によるインパルス状のノイズが
生じることもなくなるので、短時間で確実に欠陥箇所の
検出を行うことができる。従って、各検査エリアごとに
上記透過照明光源１１による検査とこの落射照明光源１
５による検査とを順次行うことができ、これによって処
理時間が長くなったりパスライン３．４の交差部での検
出精度が低下するというおそれも生じない。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明の配線パターン
検査装置によれば、検査対象となる配線パターンから画
像の特徴のみを抽出して比較することにより、比較する
画像のずれ等による影響を受けることなく、非接触の方
法により迅速かつ正確に欠陥箇所の検出を行うことがで
きるようになる。

４、　　　の、　な口Ｈ 第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示すものであっ
て、第１図は配線パターン検査装置の構成を示すブロッ
ク図、第２図は透過照明を行った配線パターンの２値画
像を示す図、第３図（イ）は配線パターンに断線がある
場合の２値画像を示す図、同図（ロ）は配線パターンに
リークがある場合の２値画像を示す図、第４図は配線パ
ターンの重なり部分に断線がある場合の平面図、第５図
はマスク画像を示す図、第６図はカラー液晶パネルに使
用される薄膜トランジスタ基板の配線パタ−ンを示す平
面図、第７図（イ）は配線パターンに断線がある場合の
平面図、同図（ロ）は配線パターンにリークがある場合
の平面図である。

１・・・透ＢＪ［極、３・・・ゲートパスライン、４・
・・ソースパスライン、５・・・断線（欠陥箇所）、６
・・・リーク（欠陥箇所）、１１・−・透過照明光源（
照明手段）、１４・・・ＣＣＤカメラ（画像入力手段）
、１６・・・画像処理部（２値化手段、画像処理手段、
比較手段）。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、配線パターンの欠陥箇所を検出する配線パターン検
   査装置において、 配線パターンに透過照明を行う照明手段と、該照明手段
   によって照明された配線パターンの画像を入力する画像
   入力手段と、 該画像入力手段が入力した画像信号を２値化する２値化
   手段と、 該２値化手段によって２値化された画像信号をラベリン
   グ処理し、これに基づいて画像の特徴抽出を行う画像処
   理手段と、 該画像処理手段によって抽出された画像の特徴を比較対
   象の画像の特徴と比較する比較手段とを備えている配線
   パターン検査装置。