專利名稱：缺陷檢查裝置和缺陷檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于檢查在大型液晶面板等中使用的大型基板上形成的、電信號布線
及晶體管電極等的圖案缺陷的缺陷檢查裝置和缺陷檢查方法。
背景技術(shù)：
以往，在作為TFT液晶基板的制造工序的光刻工序中，有時會由于制造裝置或曝 光裝置的異常而導(dǎo)致在基板上形成的圖案中產(chǎn)生缺陷。例如，在基板上附著有顆粒的情況 下，會發(fā)生局部圖案偏差，且該部分顯現(xiàn)為斑紋。 此外，由于曝光裝置的異常，特別是近年來作為曝光手段的鏡頭掃描方式下的鏡 頭調(diào)節(jié)異常，會產(chǎn)生鏡頭之間的圖案偏差，并顯現(xiàn)為條紋狀的斑紋。哪怕微小的圖案偏差也 會導(dǎo)致這些斑紋的產(chǎn)生，但由于這些斑紋不會在電氣上帶來異常，因而在后工序中難以發(fā) 現(xiàn)。因此，是通過人用肉眼進(jìn)行觀察的宏觀檢查等來檢查斑紋。 作為自動地定量進(jìn)行該宏觀檢查的方法，存在如下這樣的技術(shù)利用比圖像分辨 率低的精度，預(yù)先使用合格基板來獲取預(yù)測到出現(xiàn)重復(fù)圖案的特征點(diǎn)的預(yù)測位置信息，并 求出所述預(yù)測位置與測量位置之間的誤差，由此來檢測圖案偏差。(例如，參照專利文獻(xiàn) 1)。專利文獻(xiàn)1日本特許公開公報日本特開2004-279244號公報
然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，需要預(yù)先使用實(shí)際基板來生成預(yù)測位置信息，該基板必須是 合格品。然而，要在制造工序開始時制造出合格基板，十分耗時，因而在現(xiàn)有技術(shù)中，存在在 此之前無法進(jìn)行相應(yīng)檢查的問題。 并且，由于需要獲得作為檢查對象的基板的所有機(jī)型及所有工序中的、基板上的 整個檢查區(qū)域的預(yù)測位置信息，因此，存在其信息量龐大的問題。 并且，在將預(yù)測位置與測量位置進(jìn)行比較時需要嚴(yán)密的定位，因此存在處理十分 復(fù)雜的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是鑒于上述問題而完成的，其目的在于提供缺陷檢查裝置和缺陷檢查方 法，該缺陷檢查裝置和缺陷檢查方法僅利用一部分合格圖案信息即可檢查出檢查基板的圖 案偏差，不需要檢查區(qū)域整體的預(yù)測位置信息，能夠抑制為所需的最小限度的信息量。
用于解決上述課題的本發(fā)明的缺陷檢查裝置具有攝像單元，其對被檢查基板進(jìn) 行拍攝；圖像取入單元，其取入由所述攝像單元拍攝的基板圖像；圖像存儲單元，其將所述 圖像取入單元取入的基板圖像作為檢查圖像進(jìn)行存儲；參照圖像設(shè)定單元，其設(shè)定圖案匹 配用的參照圖像和檢查條件；圖案檢測單元，其使用所述檢查圖像和所述參照圖像來進(jìn)行 圖案匹配；以及圖案偏差量計(jì)算單元，其計(jì)算作為所述圖案檢測單元的圖案匹配結(jié)果的所 述檢查圖像與所述參照圖像之間的偏差量。 根據(jù)本發(fā)明，不需要使用合格基板事先生成信息，能夠利用簡易的手段來檢查圖案偏差。 并且，根據(jù)本發(fā)明，由于還能夠判定所顯現(xiàn)的斑紋，因此能夠早期發(fā)現(xiàn)制造工序的 異常。


圖1是應(yīng)用了本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的缺陷檢查裝置的功能框圖。
圖2是用于說明參照圖像的設(shè)定的圖。 圖3是示出用于檢查被檢查基板的檢查處理流程的流程圖。
圖4是用于說明檢查對象與模型之間的圖案匹配的圖。
圖5是示出差分圖像的例子的圖。
圖6是用于說明偏離距離的圖。 圖7是示出由附著在基板上的顆粒引起的斑紋的例子的圖。 圖8是示出由曝光裝置的掃描鏡頭之間的偏差引起的斑紋的例子的圖。 圖9是示出曝光裝置的基板固定機(jī)構(gòu)的錯位的例子的圖。 標(biāo)號說明 1 :被檢查基板；2 :照相機(jī)部；3 :圖像取入部；4 :圖像存儲部；5 :參照圖像設(shè)定部； 6 :參照圖像存儲部；7 :圖案檢測部；8 :圖案偏差量計(jì)算部；9 :偏差量顯示部；10 :缺陷檢查 裝置；100 :參照圖像；101 :模型；102 :檢查區(qū)域；103 :檢查區(qū)域；110 :檢查圖像；120 :差分圖像。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明采用了如下結(jié)構(gòu)。 g卩，根據(jù)本發(fā)明的一個方式，本發(fā)明的缺陷檢查裝置的特征在于，該缺陷檢查裝置
具有攝像單元，其對被檢查基板進(jìn)行拍攝；圖像取入單元，其取入由所述攝像單元拍攝的
基板圖像；圖像存儲單元，其將所述圖像取入單元取入的基板圖像作為檢查圖像進(jìn)行存儲；
參照圖像設(shè)定單元，其設(shè)定圖案匹配用的參照圖像和檢查條件；圖案檢測單元，其使用所述
檢查圖像和所述參照圖像來進(jìn)行圖案匹配；以及圖案偏差量計(jì)算單元，其計(jì)算作為所述圖
案檢測單元的圖案匹配結(jié)果的所述檢查圖像與所述參照圖像之間的偏差量。 另外，本發(fā)明的缺陷檢查裝置優(yōu)選為，所述圖案偏差量計(jì)算單元根據(jù)該圖案偏差
量計(jì)算單元計(jì)算出的偏差量，計(jì)算所述檢查圖像與所述參照圖像之間的圖案偏離距離及偏
離方向。 另外，本發(fā)明的缺陷檢查裝置優(yōu)選為，所述圖案偏差量計(jì)算單元根據(jù)所述偏差量 的分布來判斷所述被檢查基板上顯現(xiàn)的斑紋的種類。 另外，本發(fā)明的缺陷檢查裝置優(yōu)選為，該缺陷檢查裝置具有偏差量顯示單元，該偏
差量顯示單元顯示表示由所述圖案偏差量計(jì)算單元計(jì)算出的偏差量的信息。 另外，本發(fā)明的缺陷檢查裝置優(yōu)選為，所述偏差量顯示單元視覺顯示由所述圖案
偏差量計(jì)算單元計(jì)算出的所述檢查圖像與所述參照圖像之間的圖案偏離距離及偏離方向。 另外，根據(jù)本發(fā)明的一個方式，本發(fā)明的檢查被檢查基板的缺陷的缺陷檢查方法
的特征在于，使用拍攝所述被檢查基板而得到的檢查圖像和參照圖像來進(jìn)行圖案匹配，計(jì)
4算作為所述圖案匹配的結(jié)果的所述檢查圖像與所述參照圖像之間的偏離距離及偏離方向，
判斷所述被檢查基板上顯現(xiàn)的斑紋的種類。
以下，參照圖面對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。 首先，說明應(yīng)用了本發(fā)明的第1實(shí)施方式。
圖1是應(yīng)用了本發(fā)明的第1實(shí)施方式中的缺陷檢查裝置的功能框圖。
在圖1中，缺陷檢查裝置10具有作為攝像單元的照相機(jī)部2 ;圖像取入部3 ;圖
像存儲部4 ;參照圖像設(shè)定部5 ;參照圖像存儲部6 ;圖案檢測部7 ;圖案偏差量計(jì)算部8 ;以
及偏差量顯示部9。 所述照相機(jī)部2能夠?qū)⒎胖迷谳d物臺上的被檢查基板1上的預(yù)先設(shè)定的多處檢查對象區(qū)域作為一維圖像或二維圖像進(jìn)行拍攝。所述圖像取入部3取入由所述照相機(jī)部2拍攝的基板圖像。所述圖像存儲部4能夠?qū)⑺鰣D像取入部3取入的基板圖像作為二維檢查圖像來存儲。檢查圖像是通過所述照相機(jī)部2拍攝被檢查基板1上的多個像素而得到的基板圖像。 所述參照圖像設(shè)定部5取出存儲在所述圖像存儲部4中的檢查圖像的包含無缺陷的特征圖案的一部分，設(shè)定圖案匹配用的參照圖像等，并設(shè)定檢查區(qū)域。關(guān)于參照圖像，也可以從通過照相機(jī)部2拍攝正確形成了圖案的合格基板而得到的基板圖像中選擇出無圖案偏差的像素，切取出該無圖案偏差的像素內(nèi)包含特征形狀的一部分，作為圖案匹配用的參照圖像進(jìn)行登記。 所述參照圖像存儲部6存儲由所述參照圖像設(shè)定部5設(shè)定/登記的參照圖像和檢查條件。圖案檢測部7使用在檢查所述被檢查基板1時取入的并被存儲在所述圖像存儲部4中的檢查圖像和存儲在所述參照圖像存儲部6中的參照圖像，進(jìn)行圖案匹配，檢測檢查圖像與參照圖像一致的位置。圖案偏差量計(jì)算部8根據(jù)所述圖案檢測部7的圖案匹配結(jié)果，即所述檢查圖像與所述參照圖像之間的差分，計(jì)算圖案的偏離距離和偏離方向。
然后，所述偏差量顯示部9以如下方式視覺顯示由所述圖案偏差量計(jì)算部8計(jì)算出的表示圖案偏差的結(jié)果，即偏離距離和偏離方向，所述方式例如是對表示所述偏離距離和所述偏離方向的符號進(jìn)行上色，或使所述符號閃爍。 如上所述，所述參照圖像設(shè)定部5取出存儲在所述圖像存儲部4內(nèi)的檢查圖像的
一部分，并設(shè)定圖案匹配用的參照圖像等，而下面，對其具體例進(jìn)行說明。 圖2是用于說明參照圖像的設(shè)定的圖。 如圖2所示，所述參照圖像設(shè)定部5按照一個液晶像素來取出存儲在所述圖像存儲部4內(nèi)的檢查圖像的一部分，即未產(chǎn)生圖案偏差的部分的圖像。然后，將其作為參照圖像100，并從該參照圖像100中切取出適合于圖案匹配的特征形狀的圖案，設(shè)定圖案匹配用的模型101。另外，也可以將液晶顯示裝置的一個像素中的全部圖像都設(shè)定為圖案匹配用的模型101。 此外，所述參照圖像設(shè)定部5設(shè)定檢測錯位的檢查區(qū)域。在圖2所示的例子中，將模型101的特征形狀的中心設(shè)定為基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)，將從設(shè)定的基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)偏離XI、 Yl的位置設(shè)定為第1檢查區(qū)域102，并將從基準(zhǔn)坐標(biāo)點(diǎn)偏離X2、 Y2的位置設(shè)定為第2檢查區(qū)域103。并且，所述參照圖像設(shè)定部5設(shè)定所述被檢查基板1中作為檢查對象的多個點(diǎn)的檢查位置。然后，如上所述，將這些信息存儲到參照圖像存儲部6中。
下面對用于檢查所述被檢查基板1的檢查處理流程進(jìn)行說明。 圖3是示出用于檢查被檢查基板的檢查處理流程的流程圖，圖4是用于說明檢查
對象與模型之間的圖案匹配的圖，圖5是示出差分圖像的例子的圖，圖6是用于說明偏離距
離的圖。 首先，在圖3的步驟S31中，照相機(jī)部2對被檢查基板1進(jìn)行拍攝。另外，省略關(guān)于缺陷檢查裝置10的機(jī)械動作的說明。 接著，在步驟S32中，經(jīng)由圖像取入部3將步驟S31中拍攝的基板圖像存儲到圖像存儲部4中。 然后，在步驟S33中，圖案檢測部7從步驟S32中存儲到圖像存儲部4內(nèi)的基板圖像中，按照預(yù)先設(shè)定的區(qū)域依次讀出檢查對象區(qū)域的圖像。然后，在步驟S34中，所述圖案檢測部使用存儲在所述參照圖像存儲部6內(nèi)的圖案匹配用的模型101來執(zhí)行圖案匹配。具體地說，如圖4所示，檢測基板圖像中所有的相應(yīng)圖案，利用子像素精度來求出與模型101一致的檢測位置M(X(ij)，Y(ij))。 然后，在圖3的步驟S35中，從通過步驟S34而求出的檢測位置M中，切取出與參照圖像100相同尺寸的檢查圖像110，計(jì)算與參照圖像100的差分。這里，在檢查圖像110與參照圖像100之間的差分處理中，首先對檢查圖像110和參照圖像100實(shí)施平均化等圖像濾波處理。然后，如以下條件式1所示，將與2個圖像分別對應(yīng)的像素的差分值dP(ij)小于或等于預(yù)定的對比度閾值Cs的像素，作為背景圖像，統(tǒng)一設(shè)定為像素值=128，將差分值大于對比度閾值Cc的負(fù)值的像素，統(tǒng)一設(shè)定為像素值=O，將正值的像素設(shè)定為像素值=255。 當(dāng)dP(ij) I《Cs時，dP(ij) = 128
當(dāng)dP(ij) I > Cs n dP(ij)時，dP(ij) = 255
當(dāng)dP(ij) > Cs n dP(ij) < 0時，dP(ij) = 0
條件式1 由此，如圖5所示，變?yōu)橹粡?qiáng)調(diào)了圖案偏差部分的差分圖像120。 然后，利用求取錯位的檢查區(qū)域102和檢查區(qū)域103，如圖6所示，例如，在檢查區(qū)
域102中檢查出X方向的偏差的情況下，由于是在圖案的兩側(cè)發(fā)生了偏差，因此將X方向的
像素值為0的像素?cái)?shù)Dx(ij)與像素值為255的像素?cái)?shù)Bx(ij)的平均值作為X方向的偏離
距離Px(ij)(條件式2)。而在檢查區(qū)域103中檢查出Y方向的偏差的情況下，將Y方向的
像素值為O的像素?cái)?shù)Dy(ij)與像素值為255的像素?cái)?shù)By(ij)的平均值作為Y方向的偏離
距離Py(ij)(條件式2)。Px(ij) = (Dx(ij)+Bx(ij))/2 Py(ij) = (Dy(ij)+By(ij))/2 條件式2 此外，在差分圖像120中，從像素值255朝向像素值0的方向上發(fā)生了圖案偏差，因此只要能計(jì)算出偏離方向并設(shè)定偏離方向的符號，即可通過使偏離距離R(Px(ij)，Py(ij))與符號相乘來進(jìn)行數(shù)值化。 然后，在圖3的步驟S36中，將步驟S34和S35中求出的檢測位置M(X (i j) ， Y (i j))和偏離距離(Px(ij)， Py(ij))顯示在偏差量顯示部9的監(jiān)視器上，將狀況告知操作者。另外，如果使用矢量箭頭，則作為結(jié)果顯示的偏離距離和偏離方向一 目了然，便于掌握狀況。
下面說明應(yīng)用了本發(fā)明的第2實(shí)施方式。
第2實(shí)施方式是在第1實(shí)施方式中加入了這樣的工序，即根據(jù)檢測出的偏差的檢
測位置M與偏離距離R之間的關(guān)系，判斷檢測出的偏差為哪種類型的斑紋。另外，計(jì)算出檢
測位置M和偏離距離R之前的過程與第1實(shí)施方式相同，因而省略其說明。 圖7是示出由附著在基板上的顆粒引起的斑紋的例子的圖，圖8是示出由曝光裝
置的掃描鏡頭之間的偏差引起的斑紋的例子的圖，圖9是示出曝光裝置的基板固定機(jī)構(gòu)的
錯位的例子的圖。 圖案偏差量計(jì)算部8在計(jì)算出檢測位置M和偏離距離R之后，求取計(jì)算出的偏離距離R(Px(ij)， Py(ij))的絕對值大于或等于預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)值ST的檢測位置匪(X(ij)，Y(i j))。然后，求取檢測位置匪的分散程度，求出對應(yīng)的斑紋的種類。
例如，如圖7所示，當(dāng)使用矢量來表示偏離距離和偏離方向時，在某范圍內(nèi)矢量呈圓形集中的情況下，判斷為是由附著在被檢查基板1上的顆粒引起的斑紋，而如圖8所示，如果矢量在某個方向上看上去呈連續(xù)的條紋狀，則判斷為是由曝光裝置的掃描鏡頭之間的偏差引起的斑紋。此外，如圖9所示，在整個基板圖像中呈均勻分布且偏離方向恒定的情況下，判斷為曝光裝置的基板固定機(jī)構(gòu)發(fā)生了錯位。 這樣，在顯示作為結(jié)果顯示的偏離距離和偏離方向時，通過根據(jù)檢測出的偏差特征判斷顯現(xiàn)了怎樣的斑紋，可早期發(fā)現(xiàn)被檢查基板1的異常。 本發(fā)明不限于以上所述的各實(shí)施方式等，可以在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)采用各種結(jié)構(gòu)或形狀。
權(quán)利要求
一種缺陷檢查裝置，其特征在于，該缺陷檢查裝置具有攝像單元，其對被檢查基板進(jìn)行拍攝；圖像取入單元，其取入由所述攝像單元拍攝的基板圖像；圖像存儲單元，其將所述圖像取入單元取入的基板圖像作為檢查圖像進(jìn)行存儲；參照圖像設(shè)定單元，其設(shè)定圖案匹配用的參照圖像和檢查條件；圖案檢測單元，其使用所述檢查圖像和所述參照圖像來進(jìn)行圖案匹配；以及圖案偏差量計(jì)算單元，其計(jì)算作為所述圖案檢測單元的圖案匹配結(jié)果的所述檢查圖像與所述參照圖像之間的偏差量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的缺陷檢查裝置，其特征在于，所述圖案偏差量計(jì)算單元根據(jù)該圖案偏差量計(jì)算單元計(jì)算出的偏差量，計(jì)算所述檢查圖像與所述參照圖像之間的圖案偏離距離及偏離方向。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的缺陷檢查裝置，其特征在于，所述圖案偏差量計(jì)算單元根據(jù)所述偏差量的分布來判斷所述被檢查基板上顯現(xiàn)的斑紋的種類。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的缺陷檢查裝置，其特征在于，該缺陷檢查裝置具有偏差量顯示單元，該偏差量顯示單元顯示表示由所述圖案偏差量計(jì)算單元計(jì)算出的偏差量的信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的缺陷檢查裝置，其特征在于，所述偏差量顯示單元視覺顯示由所述圖案偏差量計(jì)算單元計(jì)算出的所述檢查圖像與所述參照圖像之間的圖案偏離距離及偏離方向。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的缺陷檢查裝置，其特征在于，所述偏差量顯示單元對表示所述偏離距離和所述偏離方向的符號進(jìn)行上色，或使所述符號閃爍。
7. —種檢查被檢查基板的缺陷的缺陷檢查方法，其特征在于，使用拍攝所述被檢查基板而得到的檢查圖像和參照圖像來進(jìn)行圖案匹配，計(jì)算作為所述圖案匹配的結(jié)果的所述檢查圖像與所述參照圖像之間的偏離距離及偏離方向，判斷所述被檢查基板上顯現(xiàn)的斑紋的種類。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供缺陷檢查裝置和缺陷檢查方法，僅利用一部分合格圖案信息即可檢查出檢查基板的圖案偏差，不需要檢查區(qū)域整體的預(yù)測位置信息，能夠抑制為所需的最小限度的信息量。為此，具有對被檢查基板進(jìn)行拍攝的單元；取入所拍攝的基板圖像的單元；將取入的基板圖像作為檢查圖像進(jìn)行存儲的單元；設(shè)定圖案匹配用的參照圖像和檢查條件的單元；使用檢查圖像和參照圖像來進(jìn)行圖案匹配的單元；以及計(jì)算作為圖案匹配結(jié)果的檢查圖像與參照圖像之間的偏差量的單元。
文檔編號G01N21/88GK101738401SQ20091021112
公開日2010年6月16日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月11日
發(fā)明者高木修 申請人:奧林巴斯株式會社