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WO2010079607A1 - 液晶アレイ検査装置および液晶アレイ検査装置の信号処理方法 - Google Patents

液晶アレイ検査装置および液晶アレイ検査装置の信号処理方法 Download PDF

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WO2010079607A1
WO2010079607A1 PCT/JP2009/050199 JP2009050199W WO2010079607A1 WO 2010079607 A1 WO2010079607 A1 WO 2010079607A1 JP 2009050199 W JP2009050199 W JP 2009050199W WO 2010079607 A1 WO2010079607 A1 WO 2010079607A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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value
pixel
normal
detection intensity
normal value
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/050199
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English (en)
French (fr)
Inventor
正道 永井
Original Assignee
株式会社島津製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社島津製作所 filed Critical 株式会社島津製作所
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Priority to PCT/JP2009/050199 priority patent/WO2010079607A1/ja
Priority to JP2010545666A priority patent/JP5152606B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/28—Testing of electronic circuits, e.g. by signal tracer
    • G01R31/302—Contactless testing
    • G01R31/305—Contactless testing using electron beams
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/006—Electronic inspection or testing of displays and display drivers, e.g. of LED or LCD displays
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/95—Investigating the presence of flaws or contamination characterised by the material or shape of the object to be examined
    • G01N2021/9513—Liquid crystal panels
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal array inspection apparatus that inspects a liquid crystal array using a captured image obtained by capturing an image on a liquid crystal substrate, and more particularly to data processing with a detection intensity suitable for defect detection.
  • a picked-up image obtained by picking up an image on a liquid crystal substrate an optical pick-up image obtained by optical pick-up or a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam is two-dimensionally displayed on the substrate.
  • a scanned image obtained by scanning can be used.
  • TFT array substrate inspection for example, an electron beam is used as a charged particle beam, and the TFT A scan image is acquired by scanning the array substrate, and an inspection is performed based on the scan image (Patent Documents 1 and 2).
  • an inspection signal is applied to an array of liquid crystal substrates to be inspected, a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam is scanned two-dimensionally on the substrate, and substrate inspection is performed based on a scanning image obtained by beam scanning.
  • Array inspection devices that perform are known. In array inspection, secondary electrons emitted by electron beam irradiation are detected by converting them into analog signals using a photomultiplier or the like, and array defects are determined based on the signal intensity of the detection signals.
  • the detection intensity is normalized by expressing it with, for example, 256 gradations.
  • a signal intensity as a reference is required. Two values having different signal intensities are used as base values serving as signal intensity standards.
  • a low signal strength value and a high signal strength value are set as a reference value and a normal value
  • a reference value is set as 0
  • a normal value is set as 100
  • a tone signal Define the base value for the level.
  • the reference value for example, it is known to use the signal intensity obtained from the frame constituting the substrate as the detection intensity obtained from zero potential (see Patent Document 3).
  • an inspection signal having a different voltage is applied to the pixel on the substrate, and a reference value and a normal value obtained from the two signal intensities by applying the voltage are used as a base value.
  • the detection intensity of secondary electrons includes fluctuations (fluctuations) associated with scanning. For this reason, when the gradation is set using one base value for one panel, the gradation value cannot correspond to the variation included in the detection intensity, so the gradation value varies with the fluctuation of the detection intensity. Fluctuates, and there arises a problem that even if the pixel potential is the same, the gradation value becomes different.
  • the base value is dynamically calculated for each target pixel to suppress the fluctuation of the gradation value due to the fluctuation of the detection intensity.
  • the detection intensity is obtained for a plurality of pixels in the vicinity of the target pixel, and the detection intensity of the median value is obtained by median processing using the plurality of detection intensities, and this detection is performed. This is done by setting the intensity as the base value of the target pixel.
  • the detection intensity of the defective pixel is calculated as the detection intensity of the target pixel by median processing. There is a problem that an erroneous detection intensity is set for the target pixel.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the conventional calculation of the detection intensity of normal pixels.
  • FIG. 13A is a diagram for explaining the relationship among the target pixel Psu, the neighboring pixel Pne, the normal pixel Pno, and the defective pixel Pde, and
  • FIG. 13B is a diagram for explaining the median processing.
  • FIG. 13A shows a case where eight pixels are set around the target pixel Psu as the neighboring pixels Pne. Five of the neighboring pixels Pne are defective pixels, and the remaining four are normal pixels. In FIG. 13A, defective pixels are indicated by hatched pixels.
  • the detection intensity of the target pixel Psu in FIG. 13A is represented by “e”, and the detection intensity of the normal pixel Pno among the detection intensity of the surrounding eight neighboring pixels Pne is “f”, “h”, “i”.
  • the detected intensity of the defective pixel Pde is represented by “a”, “b”, “c” c, “d”, “g”.
  • FIG. 13A when there is a large defect, an erroneous detection intensity may be calculated by median processing.
  • FIG. 13B shows an example of median processing.
  • the detection intensity g of the defective pixel Pde is calculated as the detection intensity of the target pixel Psu.
  • the detection intensity of the defective pixel is assumed to be higher than the detection intensity of the normal pixel.
  • FIG. 14 is a diagram for explaining defect detection failure and erroneous detection due to erroneous calculation of the detection intensity.
  • “100” indicates the detection intensity when there is no defect
  • “200” indicates the detection intensity when there is a defect.
  • the intensity “100” is calculated as a normal value as the detection intensity of the target pixel Psu by the median processing.
  • the intensity “200” is calculated as a normal value as the detection intensity of the target pixel Psu by the median processing.
  • FIG. 14B shows the calculated normal value, and the defect value (intensity 200) is calculated as the normal value as the detection intensity of the pixels indicated by A and B.
  • FIG. 14C shows the detected intensity of the target pixels A, B, C, and D on one line
  • FIG. 14D shows the normal value (intensity 100) calculated for the pixels A, B, C, and D.
  • FIG. 14E shows the gradation values of the pixels A, B, C, and D. Since the detection intensity 200 is set as a normal value for the pixel A, it is not determined as a defect even though it is a defect value (intensity 200), and defect detection fails. Further, since the detection intensity 200 is set as a normal value, the pixel B is determined as a defect while being a normal value (intensity 100), and is erroneously detected.
  • the present invention solves the above-described conventional problems, suppresses fluctuations due to fluctuations included in the detection intensity in the calculation of the normal value for determining the gradation, and affects the influence of the defect intensity of neighboring pixels on the normal value.
  • the purpose is to reduce and calculate an appropriate normal value from the detected intensity.
  • a gradation that is expressed by standardizing the detection intensity is appropriately set.
  • the normal value is a detection level of detection intensity detected from a normal pixel when a predetermined voltage is applied to the pixel by driving the array.
  • the detection intensity of the neighboring pixels is set for each pixel when the detection intensity is within the level range assumed by the panel. Is used to calculate the normal value of the pixel, while if the detected intensity is out of the level range assumed by the panel, the normal value of the pixel is determined to avoid the influence of the defect intensity of neighboring pixels. Without calculation, the normal value set for the adjacent pixel is set as the normal value for that pixel. Whether or not the detected intensity is in a level range assumed by the panel is determined using the standard deviation of the panel.
  • the present invention includes an aspect of a signal processing method for a liquid crystal array inspection apparatus and an aspect of a liquid crystal array inspection apparatus.
  • the aspect of the signal processing method of the liquid crystal array inspection apparatus of the present invention is to drive the array by applying an inspection signal of a predetermined voltage to the liquid crystal substrate, detect secondary electrons obtained by irradiating the liquid crystal substrate with an electron beam,
  • This is a signal processing method for a liquid crystal array inspection apparatus that inspects an array of liquid crystal substrates based on the detection intensity of secondary electrons.
  • the signal processing includes a gradation setting process, a gradation value calculation process, a defect determination process, and a normal value calculation process.
  • the detection intensity of the pixel in the normal driving state is set as a normal value
  • the detection intensity of the pixel in the non-driving state is set as a reference value
  • the gradation of the detection intensity of the pixel is based on the normal value and the reference value.
  • the gradation setting step includes a normal value calculation step for calculating a normal value.
  • this normal value calculation step the average value and standard deviation of the entire panel including all pixels are calculated, and the detection intensity of each pixel is compared with a normal range determined by the average value and standard deviation. In this comparison, when the detected intensity of each pixel is within the normal range, a calculated value obtained by moving average processing the detected intensity of a plurality of pixels in the vicinity of the pixel is set as the normal value of that pixel. On the other hand, when the detected intensity of each pixel is outside the normal range in the comparison, the normal value calculated for the adjacent pixel is set as the normal value of that pixel.
  • the present invention can improve the processing speed by performing the following calculation process.
  • this high-speed calculation process an average value in a range wider than the range in which the moving average process is performed is calculated in advance, and the average value in a wide range is used for calculation as a normal value of each pixel. This reduces the number of calculations performed in the moving average process.
  • This calculation process utilizes the fact that the normal value of a normal pixel in the panel is approximately the same level, and that this normal value is approximately equal to the average value of the range in which the pixel is included.
  • an average value calculated in advance for pixels other than the target pixel is used to reduce the calculation processing amount.
  • an arbitrary area including the target pixel is set on the panel, and a total value of detection intensities of pixels included in this area is obtained in advance.
  • the obtained sum is weighted, and a value obtained by adding the detected intensity of the target pixel to the weighted value is calculated as the normal value of the pixel. .
  • the weight attached to the total value can be (m ⁇ 1) / n.
  • m is the number of pixels used for the moving average process
  • n is the number of pixels used for calculating the total value.
  • the signal processing apparatus of the liquid crystal array inspection apparatus of the present invention detects secondary electrons obtained by applying an inspection signal of a predetermined voltage to the liquid crystal substrate to drive the array and irradiating the liquid crystal substrate with an electron beam.
  • the liquid crystal array inspection apparatus inspects the array of the liquid crystal substrate based on the detection intensity of the secondary electrons.
  • the liquid crystal array inspection apparatus of the present invention includes a signal processing unit that performs signal processing on the detected intensity.
  • the signal processing unit includes a gradation setting unit, a gradation value calculation unit, and a defect determination unit.
  • the gradation setting unit sets the gradation of the pixel detection intensity using the detection intensity of the pixel in a normal driving state as a normal value and the detection intensity of the non-driving pixel as a reference value.
  • the gradation value calculation unit calculates a gradation value corresponding to the detected intensity detected from each pixel based on the gradation set by the gradation setting unit.
  • the defect determination unit performs defect determination by comparing the gradation value of each pixel calculated by the gradation value calculation unit with a threshold value set in advance for defect determination.
  • the gradation setting unit of the present invention includes a normal value calculation unit that calculates a normal value.
  • the normal value calculation unit includes an average value calculation unit that calculates an average value of the entire panel including all pixels, a standard deviation calculation unit that calculates a standard deviation of the entire panel including all pixels, and a normal value and a standard deviation.
  • a comparison unit that determines a range and compares the detection intensity of each pixel with the normal range, a normal value setting switching unit that switches a normal value calculation based on a comparison result of the comparison unit, and a normal value calculation unit that calculates a normal value With.
  • the normal value setting switching unit of the present invention based on the comparison result of the comparison unit, when the detection intensity of each pixel is within the normal range, the normal value calculation unit displays the detection intensity of a plurality of neighboring pixels for the target pixel.
  • the used moving average process is performed, and the calculated value obtained by the moving average process is set as the normal value of the target pixel.
  • the normal value calculated for the pixel adjacent to the target pixel is set as the normal value of the target pixel.
  • the normal value calculation unit is a total calculation unit that calculates the total value of the detection intensities of pixels included in an arbitrary area set on the panel, and for each pixel in the area, the target pixel is detected by weighting the total value.
  • a moving average calculating unit that calculates a value obtained by adding the intensities and calculates a moving average value of the detected intensities;
  • the weight added to the total value is (m ⁇ 1) / n.
  • m is the number of pixels used for the moving average process
  • n is the number of pixels used for calculating the total value.
  • the amount of calculation processing can be reduced by obtaining a total amount in a predetermined area in advance and using a value obtained by weighting the total amount. Can be improved.
  • the influence of the defect intensity of neighboring pixels on the normal value can be reduced, and an appropriate normal value can be calculated from the detected intensity.
  • FIG. 3 is a configuration diagram for explaining an example of high-speed calculation processing of normal values of pixels according to the present invention. It is a figure for demonstrating calculation of the detection intensity of the conventional normal pixel. It is a figure for demonstrating the detection failure of a defect and misdetection by detection intensity being miscalculated.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram for explaining a configuration example of a liquid crystal array inspection apparatus of the present invention.
  • FIG. 1 shows a configuration example in which an electron beam is irradiated on the liquid crystal substrate, secondary electrons emitted from the liquid crystal substrate are detected, and a captured image is acquired from the detected intensity.
  • a liquid crystal array inspection apparatus 1 includes a stage 2 on which a liquid crystal substrate 100 is placed and can be conveyed in the XY directions, an electron gun 3 and a liquid crystal substrate 100 that are disposed above the stage 2 and separated from the stage 2. And a detector 4 for detecting secondary electrons emitted from pixels (not shown) of the panel 101.
  • the drive of the stage 2 is controlled by the stage drive control unit 6, and the electron gun 3 is controlled by the electron beam scanning control unit 5 to irradiate the electron beam and scan on the liquid crystal substrate 100.
  • the detection signal of the secondary electrons detected by the detector 4 is processed by the signal processing unit 10, and the obtained gradation value is used by the defect determination unit 20 for pixel defect determination.
  • the driving operation of each of the electron beam scanning control unit 5, the stage drive control unit 6, the signal processing unit 10, and the defect determination unit 20 is controlled by the control unit 7.
  • the control unit 7 has a function of performing control including the entire operation of the liquid crystal array inspection apparatus 1, and can be configured by a CPU that performs these controls and a memory that stores a program that controls the CPU.
  • the stage 2 mounts the liquid crystal substrate 100 and is movable in the X-axis direction and the Y-axis direction by the stage drive control unit 6, and the electron beam irradiated from the electron gun 3 is an electron beam scanning control unit 5. Can be swung in the X-axis direction or the Y-axis direction.
  • the stage drive control unit 6 and the electron beam scanning control unit 5 can scan the electron beam on the liquid crystal substrate 100 alone or in cooperation with each other, and irradiate each pixel on the panel 101 of the liquid crystal substrate 100.
  • the panel of the liquid crystal substrate is provided with a plurality of pixels, and the detection intensity detected at each pixel is used to detect the presence / absence of a defect in the plurality of pixels.
  • the detection intensity to be detected changes depending on the measurement environment such as the intensity of the irradiated electron beam and the detection sensitivity of the detector in addition to the presence or absence of a pixel defect.
  • An accurate defect determination cannot be made by comparing raw data with a threshold value. Therefore, it is necessary to standardize the detected detection intensity and convert it into a value that does not depend on the measurement environment, and to perform defect determination using this value.
  • the detection intensity is converted into a gradation value, and the defect determination is performed by comparing the gradation value with a predetermined threshold value.
  • the reference detection intensity is obtained from the pixel, and the gradation is set based on this detection intensity.
  • a normal value and a reference value are used as reference detection intensities.
  • the detection intensity of a pixel in a normal driving state is a normal value
  • the detection intensity of a pixel in a non-driving state is a reference value.
  • the normal value can be, for example, a detection intensity detected from a normal pixel that is array-driven by a test signal and applied with a predetermined voltage
  • the reference value is a detection intensity obtained from a pixel that is not array-driven, for example.
  • a low signal strength value and a high signal strength value are set as a reference value and a normal value
  • a reference value is set as 0
  • a normal value is set as 100
  • a tone signal Define the base value for the level.
  • the pixel detection intensity is obtained (S1), and a normal value (intensity 100) and a reference value (intensity 0) are calculated.
  • 3A shows a state in which the array is driven and a predetermined voltage is applied to the pixel
  • FIG. 3B shows a state in which the array is not driven or a predetermined reference voltage is applied
  • FIG. Indicates a state in which an inspection signal is applied and detection intensity is acquired from a normal pixel and a defective pixel.
  • the detected intensity acquired from the pixel to which the predetermined voltage is applied is set as a normal value.
  • an intensity of 100 is set as the normal value.
  • the intensity 100 is an example determined as an appropriate value for 256 gradations, and is not necessarily a value of the intensity 100, and another numerical value may be set.
  • the detected intensity acquired from the pixel of the reference voltage is set as the reference value.
  • 0 is set as the reference value.
  • the intensity 0 is an example determined as an appropriate value for 256 gradations, and is not necessarily a value of intensity 0, and another numerical value may be set (S2, S3).
  • the gradation is set based on the calculated normal value (intensity 100) and the reference value (intensity 0).
  • FIG. 3D shows the detection intensity
  • FIG. 3E shows the gradation.
  • the normal value (intensity 100) is associated with “100” of 256 gradations
  • the reference value (intensity 0) is associated with “0” of 256 gradations. Yes.
  • gradation is set (S4).
  • the gradation value of the detection intensity of each pixel is obtained for the obtained gradation.
  • the obtained pixel gradation value can evaluate the detection intensity based on the same standard even when the measurement environment such as the electron beam irradiation state or the detection level of the detector changes.
  • the detection intensity of the pixel i in FIG. 3C is the value of the detection intensity xi
  • “Xi” is obtained as the gradation value corresponding to the detection intensity xi (FIG. 3 (e)) (S5).
  • Defect determination is performed by comparing the obtained gradation value with a predetermined threshold value.
  • a gradation value obtained by adding a margin to the gradation value “100” is set as a threshold value (indicated by a broken line in FIG. 3E)
  • the gradation value “Xi” is compared with this threshold value.
  • the defect is determined (S6).
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a configuration example of the signal processing unit of the present invention.
  • the signal processing unit 10 stores a detection intensity xi detected by the detector of secondary electrons from the pixel i, a detection value of a pixel in a normal driving state is set to a normal value, and a pixel in a non-driving state is detected.
  • the gradation setting unit 12 that sets the gradation of the detection intensity of the pixel using the intensity as a reference value
  • the pixel gradation value storage unit 16 that stores the gradation set by the gradation setting unit 12
  • a gradation value calculation unit 17 is provided that calculates a gradation value Xi corresponding to the detected intensity xi detected from each pixel based on the set gradation.
  • the gradation setting unit 12 includes a normal value calculation unit 13 that calculates a normal value for setting a gradation, a reference value calculation unit 14 that calculates a reference value, and a gradation based on the calculated normal value and the reference value.
  • a gradation calculation unit 15 for calculation is provided.
  • ⁇ p 2 ⁇ i n (xi ⁇ p) 2 It is expressed by the following formula.
  • n is the number of pixels included in the panel (S11).
  • the detection intensity xi of the pixel i is read (S12). It is determined whether the read detection intensity xi is within the level range assumed by the panel or out of the range. In this determination, ( ⁇ p ⁇ k ⁇ ⁇ p) set using the average value ⁇ p and the standard deviation ⁇ p obtained in the step S11 can be used as the level range.
  • k is an arbitrarily determined coefficient. When the allowable amount due to fluctuation is small, a small value is set for k, and when the allowable amount due to fluctuation is large, a large value is set for k. In this comparison, if the detected intensity xi is equal to ( ⁇ p ⁇ k ⁇ ⁇ p), it may be determined to be within or outside the range (S13).
  • the detection intensity xi is within the set level range ( ⁇ p ⁇ k ⁇ ⁇ p), it is determined that it is not affected by fluctuations due to the measurement environment, and the normal value of this pixel is detected as the detection intensity of neighboring pixels. Is calculated by moving average processing. The calculation of the normal value will be described later with reference to FIGS. 7 to 9 (S14).
  • step S13 if the detected intensity xi is outside the set level range ( ⁇ p ⁇ k ⁇ ⁇ p) in step S13, it is determined that the pixel is affected by fluctuations due to the measurement environment, etc.
  • the calculation of the normal value by the moving average process using the detection intensity of the neighboring pixel is canceled, and the normal value set for the neighboring pixel is diverted (S15).
  • the normal value of each pixel of the panel is calculated by performing steps S12 to S15 for all the pixels of the panel (S16).
  • FIG. 6 is a schematic block diagram for explaining a configuration example of the normal value calculation unit of the present invention.
  • the normal value calculation unit 13 of the present invention includes an average value calculation unit 13a that calculates an average value ⁇ p of the entire panel including all pixels, a standard deviation calculation unit 13b that calculates a standard deviation ⁇ p of the entire panel including all pixels, The comparison unit 13c that compares the detection intensity xi of each pixel with a normal range ( ⁇ p ⁇ k ⁇ ⁇ p) determined by the average value ⁇ p and the standard deviation ⁇ p and the calculation of the normal value are switched based on the comparison result of the comparison unit 13c.
  • a normal value setting switching unit 13d, a normal value calculation unit 13e that calculates a normal value, and a normal value storage unit 13f that stores the set normal value are provided.
  • the normal value setting switching unit 13d makes the normal value calculation unit 13e close to this pixel.
  • the moving average process is instructed using the detected intensities of the plurality of pixels, and the calculated value obtained by the moving average process is stored as a normal value of this pixel.
  • the normal value storage unit 13f is instructed to store the normal value set in the adjacent pixel as the normal value of this pixel.
  • FIG. 7 is a flowchart for explaining normal value calculation processing
  • FIGS. 8 and 9 are explanatory diagrams for explaining normal value calculation processing.
  • step S13 for the pixel i determined to calculate a normal value (S21), the set pixel i and the detected intensity of the pixel in the vicinity of the pixel i are read from the storage unit.
  • Neighboring pixels can be arbitrarily determined. For example, in a pixel array arranged in a grid, eight pixels surrounding the target pixel are set as neighboring pixels, or pixels arranged in a line in the x-direction or y-direction with the target pixel as the center are used as neighboring pixels. It is possible to set the pixels arranged in a cross shape in both the x and y directions as neighboring pixels (S22).
  • the average value ⁇ i is calculated by moving average processing using the read detection intensity of the neighboring pixel and the detection intensity of the target pixel (S23), and the calculated average value ⁇ i is set as a normal value of the target pixel i (S24). Steps S21 to S24 are repeated for all the pixels of the panel, and normal values are calculated for all the pixels (S25).
  • FIG. 8A schematically shows the detection position of the pixel detection intensity.
  • the panel 101 includes a plurality of pixels 102 arranged in a grid, and the detection intensity is detected from each pixel 102.
  • FIG. 8A shows an example in which the detection intensity is acquired from one detection position for each pixel 102 for the sake of simplicity. However, a plurality of detection positions are set for each pixel 102 and a plurality of detection intensities are set. Detection intensity can also be acquired.
  • FIG. 8B shows the detected intensity value detected on one line
  • FIG. 8C shows the normal value set from the detected intensity
  • the detection intensities of the pixels A to D are within the normal range ( ⁇ p + k ⁇ p)
  • the detection intensities of the pixels E and F are outside the normal range ( ⁇ p + k ⁇ p)
  • the detection intensities of the pixels G to J are normal.
  • An example in the range ( ⁇ p + k ⁇ p) is shown.
  • ( ⁇ p + k ⁇ p) is indicated by a one-dot chain line.
  • the detection intensities of the pixels A to D are within the normal range ( ⁇ p + k ⁇ p)
  • normal values are calculated and set by the processes of S14 and S21 to S24, and the detection intensities of the pixels E and F are in the normal range ( ⁇ p + k ⁇ p). Therefore, the normal value set in the adjacent pixel by the step of S15 is set.
  • the normal value set in the pixel D is used for setting. Since the detection intensity of the next pixels G to J is within the normal range ( ⁇ p + k ⁇ p), normal values are calculated and set in steps S14 and S21 to S24.
  • FIG. 9 shows a diagram for setting defect detection by setting normal values according to the present invention.
  • FIG. 9B shows the detected intensities of the pixels B to G on one line
  • FIG. 9C shows the normal value (intensity 100) calculated by the moving average of the pixels B to G.
  • FIG. ) Represents a gradation value.
  • the normal values of the adjacent pixels C can be used as the normal values of the pixels D and E, the influence of the defect intensity can be suppressed, so that defect detection can be performed.
  • the present invention can improve the calculation speed by using the total value of the detected intensities obtained in the set area in the calculation for calculating the normal value of the pixel.
  • FIG. 11B shows an example of the region R1 set on the panel.
  • the region R1 shows an example including n pixels.
  • FIG. 11A shows an example of a pixel region R2 in which moving average processing for calculating a normal value for the target pixel i is performed.
  • the region R2 shows an example including m pixels (S31).
  • xi is the detection intensity of the pixel i
  • n is the total number of pixels included in the region.
  • a value “N / n” obtained by dividing the total value N by the total number n of pixels corresponds to an average value of detection intensities of the respective pixels (S32).
  • FIG. 11C shows a state in which the moving average value ⁇ i is calculated using the detection intensities of m pixels.
  • the target pixel i is selected from within the region R1 (S33), and the detected intensity xi of the selected pixel i is read from the storage unit (S34).
  • the sum total value N calculated in step S32 is weighted, and the detected intensity xi of the target pixel i read in step S34 is added to the weighted sum value, and this sum is calculated as a moving average value.
  • (m ⁇ 1) / n can be used as a weighting coefficient for weighting the total value N
  • the calculated moving average value ⁇ i ((m ⁇ 1) / n) ⁇ N + xi) / m
  • m is the number of pixels used when moving average processing is performed on the target pixel.
  • the moving average value ⁇ i obtained by the above formula is the detection intensity “N / n” obtained by dividing the detection intensity xi of the target pixel i and the total value N by n as m detection intensities used in the moving average process (m -1) It is calculated by using one.
  • “(m ⁇ 1) / n) ⁇ N” corresponds to a value obtained by adding (m ⁇ 1) detection intensities obtained from the total value N.
  • FIG. 12 shows a configuration example of a normal value calculation unit 13e that calculates a normal value.
  • the normal value calculation unit 13e includes a total calculation unit 13e1 that calculates a total value N of detection intensities of pixels included in an arbitrary region set on the panel, and a value obtained by weighting the total value N for each pixel in the region. A value obtained by adding the detection intensities xi of the pixels i to calculate a moving average value ⁇ i of the detection intensities; a normal value setting unit 13e3 that sets the calculated moving average value ⁇ i as a normal value; An area storage unit 13e4 is provided for storing areas used for summation calculation.
  • the normal value calculation process used for gradation setting according to the present invention is not limited to the liquid crystal array inspection apparatus, but can be applied to the substrate inspection of semiconductor elements.

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Abstract

正常値を算出する際に近傍ピクセルの欠陥強度から受ける影響を低減するために、各ピクセルについて、その検出強度がパネルで想定されるレベル範囲にあるときは近傍ピクセルの検出強度を用いてそのピクセルの正常値を算出し、一方、その検出強度がパネルで想定されるレベル範囲から外れている場合には、近傍ピクセルの欠陥強度の影響を避けるために、そのピクセルにおける正常値の算出を行わずに、隣接のピクセルで設定した正常値をそのピクセルの正常値として設定する。検出強度がパネルで想定されるレベル範囲であるか否かは、パネルの標準偏差を用いて判定する。これにより、階調を定める正常値の算出において、検出強度に含まれるゆらぎによる変動を抑制すると共に、近傍ピクセルの欠陥強度が正常値に与える影響を低減し、検出強度から適正な正常値を算出する。

Description

液晶アレイ検査装置および液晶アレイ検査装置の信号処理方法
　本発明は、液晶基板上を撮像して得られる撮像画像を用いて液晶アレイを検査する液晶アレイ検査装置に関し、特に、欠陥検出に好適な検出強度のデータ処理に関する。
　液晶アレイ検査装置において、液晶基板上を撮像して得られる撮像画像として、光学的に撮像して得られる光学撮像画像、あるいは、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子ビームを基板上で二次元的に走査して得られる走査画像を用いることができる。
　ＴＦＴディスプレイ装置に用いるＴＦＴアレイ基板の製造工程では、製造されたＴＦＴアレイ基板が正しく駆動するかの検査が行われるが、このＴＦＴアレイ基板検査では、荷電粒子ビームとして例えば電子ビームを用いて、ＴＦＴアレイ基板を走査することで走査画像を取得し、この走査画像に基づいて検査を行っている（特許文献１，２）。
　例えば、検査対象の液晶基板のアレイに検査信号を印加し、電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子ビームを基板上で二次元的に走査し、ビーム走査で得られる走査画像に基づいて基板検査を行うアレイ検査装置が知られている。アレイ検査では、電子線の照射によって放出される二次電子をフォトマルチプライヤなどによってアナログ信号に変換して検出し、この検出信号の信号強度に基づいてアレイ欠陥を判定している。
　検出強度によるアレイ検査では、検出強度を例えば２５６段階の階調で表すことによってノーマライズしている。検出強度を階調表示するには、基準となる信号強度が必要となる。信号強度の基準となるベース値として、信号強度が異なる二つの値が用いられる。
　例えば、検査信号を印加した際の電圧に基づいて、信号強度の低い値と信号強度の高い値をそれぞれ基準値および正常値とし、基準値を強度０とし正常値を強度１００として階調の信号レベルのベース値を定める。
　基準値としては、例えば、基板を構成するフレームから得られる信号強度を零電位から得られる検出強度として用いることが知られている（特許文献３参照）。
　また、基板のピクセルに異なる電圧の検査信号を印加し、この電圧印加によって二つの信号強度を求めた基準値および正常値を求めてベース値とすることも行われている。
　一般に、二次電子の検出強度には走査に伴う変動分（ゆらぎ）が含まれている。そのため、一パネルについて一つのベース値を用いて階調を設定した場合には、階調値は検出強度に含まれる変動分に対応することができないため、検出強度のゆらぎに伴って階調値が変動し、ピクセルの電位が同じであっても異なる階調値となるという問題が生じる。
　そこで、従来、正常値について、対象となるピクセル毎にベース値を動的に算出することによって、検出強度のゆらぎに伴う階調値の変動を抑制することが行われている。この正常値のベース値の動的算出は、対象ピクセルの近傍にある複数のピクセルについて検出強度を取得し、これらに複数の検出強度を用いてメディアン処理によって中央値の検出強度を求め、この検出強度を対象ピクセルのベース値として定めることで行われている。
特開２００４－２７１５１６号公報 特開２００４－３０９４８８号公報 特開２００５－３２１３０８号公報（段落００４５）
　検出強度のゆらぎによる変動を抑制するために、対象ピクセルの正常値をメディアン処理によって算出する場合に、欠陥の種類によって欠陥検出が困難となるという問題がある。
　例えば、対象ピクセルの近傍に大きな欠陥がある場合には、対象ピクセルの検出強度が正常値を有する場合であっても、メディアン処理によって欠陥ピクセルの検出強度が対象ピクセルの検出強度として算出される場合があり、対象ピクセルに対して誤った検出強度が設定されるという問題が生じる。
　図１３は、従来の正常ピクセルの検出強度の算出を説明するための図である。図１３（ａ）は、対象ピクセルＰsu、近傍ピクセルＰne、正常ピクセルＰno、欠陥ピクセルＰdeの関係を説明するための図であり、図１３（ｂ）はメディアン処理を説明するための図である。
　図１３（ａ）では、近傍ピクセルＰneとして対象ピクセルＰsuの周囲に８個のピクセルを設定した場合を示している。近傍ピクセルＰneの内の５個は欠陥ピクセルであり、残り４個が正常ピクセルとする。図１３（ａ）では欠陥ピクセルを斜線を施したピクセルで示している。図１３（ａ）の対象ピクセルＰsuの検出強度を“ｅ”で表し、周囲の８個の近傍ピクセルＰneの検出強度の内、正常ピクセルＰnoの検出強度を“ｆ”、“ｈ”、“ｉ”で表し、欠陥ピクセルＰdeの検出強度を“ａ”、“ｂ”、“ｃ” 、“ｄ”、“ｇ”で表している。
　図１３（ａ）に示す例のように、大きな欠陥がある場合にはメディアン処理によって誤った検出強度が算出される場合がある。図１３（ｂ）はメディアン処理の一例を示している。各ピクセルの検出強度を正の順番で並べて中央値を求めた場合には、欠陥ピクセルＰdeの検出強度ｇが対象ピクセルＰsuの検出強度として算出されることになる。なお、ここでは、欠陥ピクセルの検出強度は正常ピクセルの検出強度よりも大であるとしている。
　図１４は、検出強度が誤算出されることによる欠陥の検出失敗および誤検出を説明するための図である。
　図１４（ａ）において、“100”は欠陥が無い時の検出強度を示し、“200”は欠陥がある時の検出強度を示している。対象ピクセルＰsuの近傍ピクセルの検出強度が“100”である場合には、メディアン処理によって対象ピクセルＰsuの検出強度として強度“100”が正常値として算出される。一方、対象ピクセルＰsuの近傍ピクセルの検出強度として強度“200”が多くある場合には、メディアン処理によって対象ピクセルＰsuの検出強度として強度“200”が正常値として算出される。図１４（ｂ）は算出された正常値を示しており、Ａ，Ｂで示したピクセルの検出強度として欠陥値（強度200）が正常値として算出されている。
　図１４（ｃ）は一ライン上の対象ピクセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの検出強度を示し、図１４（ｄ）はピクセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに算出された正常値（強度100）を示している。各ピクセルの検出強度は、正常値（強度100）と基準値（強度0）を基にして階調が設定され、階調表示された値によって欠陥判定が行われる。図１４（ｅ）はピクセルＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの階調値を表している。ピクセルＡは検出強度200が正常値として設定されているため、欠陥値（強度200）でありながら欠陥として判定されず欠陥検出は失敗となる。また、ピクセルＢは検出強度200が正常値として設定されているため、正常値（強度100）でありながら欠陥として判定され誤検出となる。
　上記したように、従来のように、対象ピクセルの近傍にあるピクセルの検出強度をメディアン処理によって正常値を算出する処理では、欠陥検出を正しく行うことができないという問題が生じる。
　そこで、本発明は前記した従来の問題点を解決し、階調を定める正常値の算出において、検出強度に含まれるゆらぎによる変動を抑制すると共に、近傍ピクセルの欠陥強度が正常値に与える影響を低減し、検出強度から適正な正常値を算出することを目的とする。
　本発明は、ピクセルの検出強度によるアレイの欠陥判定において、検出強度を標準化して表す階調を適正に設定するものであり、この階調の設定に用いる検出強度の正常値の算出において、近傍ピクセルの欠陥強度から受ける影響を低減するものである。ここで、正常値は、アレイが駆動されてピクセルに所定電圧が印加されたときに正常なピクセルから検出される検出強度の検出レベルである。
　本発明は、正常値を算出する際に近傍ピクセルの欠陥強度から受ける影響を低減するために、各ピクセルについて、その検出強度がパネルで想定されるレベル範囲にあるときは近傍ピクセルの検出強度を用いてそのピクセルの正常値を算出し、一方、その検出強度がパネルで想定されるレベル範囲から外れている場合には、近傍ピクセルの欠陥強度の影響を避けるために、そのピクセルにおける正常値の算出を行わずに、隣接のピクセルで設定した正常値をそのピクセルの正常値として設定する。検出強度がパネルで想定されるレベル範囲であるか否かは、パネルの標準偏差を用いて判定する。
　本発明は、液晶アレイ検査装置の信号処理方法の態様と液晶アレイ検査装置の態様を含む。
　本発明の液晶アレイ検査装置の信号処理方法の態様は、液晶基板に所定電圧の検査信号を印加してアレイを駆動し、液晶基板に電子線を照射して得られる二次電子を検出し、二次電子の検出強度に基づいて液晶基板のアレイを検査する液晶アレイ検査装置の信号処理方法である。
　信号処理は、階調設定工程、階調値算出工程、欠陥判定工程、正常値算出工程の各工程を含む。
　階調設定工程は、正常な駆動状態のピクセルの検出強度を正常値とし、非駆動状態のピクセルの検出強度を基準値として、これら正常値と基準値を基にしてピクセルの検出強度の階調を設定する。階調値算出工程は、階調設定工程で設定した階調に従って、各ピクセルから検出される検出強度に対応する階調値を算出する。欠陥判定工程は、階調値算出工程で算出して階調値と閾値とを比較することによって、各ピクセルの欠陥判定を行う。
　また、前記階調設定工程は正常値を算出する正常値算出工程を有する。この正常値算出工程では、全ピクセルを含むパネル全体の平均値と標準偏差を算出し、各ピクセルの検出強度を、平均値と標準偏差で定められる正常範囲と比較する。この比較において各ピクセルの検出強度が正常範囲内であるときには、ピクセルの近傍の複数のピクセルの検出強度を移動平均処理して得られる算出値をそのピクセルの正常値として設定する。一方、比較において各ピクセルの検出強度が正常範囲外であるときには、隣接するピクセルで算出した正常値をそのピクセルの正常値として設定する。
　移動平均処理による正常値の算出において、本願発明は以下の算出処理を行うことで処理速度を向上させることができる。この高速化した算出処理は、移動平均処理を行う範囲よりも広い範囲の平均値を予め算出しておき、この広範囲の平均値を各ピクセルの正常値に算出に利用することによって、各ピクセルでの移動平均処理で行う演算回数を低減させるものである。この算出処理は、パネル内において正常なピクセルの正常値はほぼ同レベルの値であり、この正常値はそのピクセルが含まれる範囲の平均値にほぼ等しいとことを利用するものであり、移動平均の演算において演算に用いるピクセルの検出強度の内で、対象ピクセル以外のピクセルについては予め算出しておいた平均値を用いることによって、演算処理量の低減を図るものである。
　そこで、移動平均処理に際して、パネル上で対象ピクセルを含む任意の領域を設定し、この領域に含まれるピクセルの検出強度の総和値を予め求めておく。設定した領域内の各ピクセルについて正常値を算出する際に、求めたおいた総和値に重み付けを行い、この重み付けした値に対象ピクセルの検出強度を加算した値をそのピクセルの正常値として算出する。上記した移動平均処理を行うことによって、予め求めておいた総和値を利用することで、演算処理の処理量が低減する。
　また、総和値に付する重み付けは（ｍ－１）／ｎとすることができる。ここで、ｍは移動平均処理に用いるピクセルの個数であり、ｎは総和値の算出に用いたピクセルの個数である。
　また、本発明の液晶アレイ検査装置の信号処理装置の態様は、液晶基板に所定電圧の検査信号を印加してアレイを駆動し、液晶基板に電子線を照射して得られる二次電子を検出し、二次電子の検出強度に基づいて液晶基板のアレイを検査する液晶アレイ検査装置である。
　本発明の液晶アレイ検査装置は検出強度を信号処理する信号処理部を備える。この信号処理部は、階調設定部と階調値算出部と欠陥判定部を備える。階調設定部は、正常な駆動状態のピクセルの検出強度を正常値とし、非駆動状態のピクセルの検出強度を基準値として、ピクセルの検出強度の階調を設定する。階調値算出部は、階調設定部で設定した階調に基づいて各ピクセルから検出される検出強度に対応する階調値を算出する。欠陥判定部は、階調値算出部で算出した各ピクセルの階調値と予め欠陥判定用に定めておいた閾値とを比較することによって欠陥判定を行う。
　本発明の階調設定部は正常値を算出する正常値算出部を備える。この正常値算出部は、全ピクセルを含むパネル全体の平均値を算出する平均値演算部と、全ピクセルを含むパネル全体の標準偏差を算出する標準偏差演算部と、平均値と標準偏差によって正常範囲を定め、各ピクセルの検出強度をこの正常範囲と比較する比較部と、比較部の比較結果に基づいて正常値の演算を切り換える正常値設定切替部と、正常値を演算する正常値演算部とを備える。
　本発明の正常値設定切替部は、比較部の比較結果に基づいて、各ピクセルの検出強度が正常範囲内であるときには、正常値演算部にその対象ピクセルについて近傍の複数のピクセルの検出強度を用いた移動平均処理を実施させ、移動平均処理で得られる算出値をその対象ピクセルの正常値として設定する。一方、各ピクセルの検出強度が正常範囲外であるときには、対象ピクセルに隣接するピクセルで算出した正常値をその対象ピクセルの正常値として設定する。
　正常値演算部は、パネル上に設定した任意の領域に含まれるピクセルの検出強度の総和値を算出する総和算出部と、領域内の各ピクセルについて、総和値に重み付けした値に対象ピクセルの検出強度を加算した値を算出して、検出強度の移動平均値を算出する移動平均演算部とを備える。
　移動平均演算部で行う重み付けにおいて、総和値に付する重み付けは（ｍ－１）／ｎとする。ここで、ｍは移動平均処理に用いるピクセルの個数であり、ｎは総和値の算出に用いたピクセルの個数である。
　本発明の態様によれば、正常値の算出において、予め所定領域内の総和量を求め、この総和量に重み付けを行った値を利用することによって演算処理量を低減することができ、処理速度を向上させることができる。
　本発明によれば、階調を定める正常値の算出において、検出強度に含まれるゆらぎによる変動を抑制することができる。
　また、近傍ピクセルの欠陥強度が正常値に与える影響を低減し、検出強度から適正な正常値を算出することができる。
本発明の液晶アレイ検査装置の構成例を説明するための概略ブロック図である。 本発明の液晶アレイ検査装置によってピクセルの欠陥判定を行うための手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の液晶アレイ検査装置によってピクセルの欠陥判定を行うための手順を説明するための説明図である。 本発明の信号処理部の構成例を説明するための図である。 本発明の正常値算出部の算出フロー例を説明するためのフローチャートである。 本発明の正常値算出部の算出フロー例を説明するための概略構成ブロック図。 本発明の正常値の演算処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の正常値の演算処理を説明するための説明図である。 本発明の正常値の演算処理を説明するための説明図である。 本発明のピクセルの正常値の高速演算処理例を説明するためのフローチャートである。 本発明のピクセルの正常値の高速演算処理例を説明するための説明図である。 本発明のピクセルの正常値の高速演算処理例を説明するための構成図である　。 従来の正常ピクセルの検出強度の算出を説明するための図である。 検出強度が誤算出されることによる欠陥の検出失敗および誤検出を説明するための図である。
符号の説明
　１ 液晶アレイ検査装置
　２ ステージ
　３ 電子銃
　４ 検出器
　５ 電子線走査制御部
　６ ステージ駆動制御部
　７ 制御部
　１０ 信号処理部
　１１ 記憶部
　１２ 階調設定部
　１３ 正常値算出部
　１３ａ 平均値演算部
　１３ｂ 標準偏差演算部
　１３ｃ 比較部
　１３ｄ 正常値設定切替部
　１３ｅ 正常値演算部
　１３ｅ１ 総和算出部
　１３ｅ２ 移動平均演算部
　１３ｅ３ 正常値設定部
　１３ｅ４ 領域記憶部
　１３ｆ 正常値記憶部
　１４ 基準値算出部
　１５ 階調算出部
　１６ ピクセル階調値記憶部
　１７ 階調値算出部
　２０ 欠陥判定部
　１００ 液晶基板
　１０１ パネル
　１０２ ピクセル
　以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
　図１は、本発明の液晶アレイ検査装置の構成例を説明するための概略ブロック図である。
　なお、図１に示す例では、液晶基板に電子線を照射し、液晶基板から放出される二次電子を検出し、検出強度から撮像画像を取得する構成例を示している。
　図１において、液晶アレイ検査装置１は、液晶基板１００を載置しＸＹ方向に搬送自在とするステージ２と、ステージ２の上方位置にステージ２から離して配置された電子銃３と液晶基板１００のパネル１０１のピクセル（図示していない）から放出される二次電子を検出する検出器４とを備える。
　ステージ２はステージ駆動制御部６によって駆動が制御され、電子銃３は電子線走査制御部５によって電子線の照射および液晶基板１００上の走査が制御される。検出器４で検出された二次電子の検出信号は信号処理部１０で処理され、得られた階調値は欠陥判定部２０においてピクセルの欠陥判定に用いられる。
　電子線走査制御部５，ステージ駆動制御部６，信号処理部１０、欠陥判定部２０の各部の駆動動作は制御部７によって制御される。また、制御部７は、液晶アレイ検査装置１の全体の動作を含む制御を行う機能を有し、これらの制御を行うＣＰＵおよびＣＰＵを制御するプログラム記憶するメモリ等によって構成することができる。
　ステージ２は、液晶基板１００を載置するとともに、ステージ駆動制御部６によってＸ軸方向およびＹ軸方向に移動自在であり、また、電子銃３から照射される電子線は電子線走査制御部５によってＸ軸方向あるいはＹ軸方向に振らせることができる。ステージ駆動制御部６および電子線走査制御部５は単独あるいは協働動作によって、電子線を液晶基板１００上で走査させ、液晶基板１００のパネル１０１に各ピクセルに照射させることができる。
　本発明の液晶アレイ検査装置１によってピクセルの欠陥判定を行うための手順の概略について、図２のフローチャートおよび図３の説明図を用いて説明する。
　液晶基板のパネルには複数のピクセルが設けられ、これら複数のピクセルについて欠陥の有無を検出するため、各ピクセルで検出した検出強度を用いる。この検出強度による欠陥判定において、検出される検出強度は、ピクセルの欠陥の有無の他に照射される電子線の強度や検出器の検出感度など測定環境に依存して変化するため、検出強度の生データを閾値と比較することでは正確な欠陥判定を行うことはできない。そこで、検出された検出強度を標準化して測定環境に依存しない値に変換し、この値を用いて欠陥判定を行う必要がある。この検出強度の標準化として検出強度を階調値に変換し、この階調値を予め定めた閾値と比較することによって欠陥判定を行う。
　階調値変換には、ピクセルから基準となる検出強度を求め、この検出強度を基にして階調を設定する。基準となる検出強度として正常値と基準値を用いる。正常な駆動状態のピクセルの検出強度を正常値とし、非駆動状態のピクセルの検出強度を基準値とする。正常値は、例えば検査信号によってアレイ駆動され、所定電圧が印加された正常なピクセルから検出される検出強度を用いることができ、基準値は、例えばアレイ駆動していないピクセルから得られる検出強度を用いる他に、アレイ駆動によって所定の基準電圧が印加された正常なピクセルから検出される検出強度を用いることもできる。
　例えば、検査信号を印加した際の電圧に基づいて、信号強度の低い値と信号強度の高い値をそれぞれ基準値および正常値とし、基準値を強度０とし正常値を強度１００として階調の信号レベルのベース値を定める。
　そこで、ピクセルの検出強度を求め（S1）、正常値（強度100）と基準値（強度0）とを算出する。図３（ａ）はアレイを駆動してピクセルに所定電圧を印加した状態を示し、図３（ｂ）はアレイを非駆動状態あるいは所定の基準電圧を印加した状態を示し、図３（ｃ）は検査信号を印加し、正常ピクセルおよび欠陥ピクセルから検出強度を取得する状態を示している。
　図３（ａ）に示すように、所定電圧が印加されたピクセルから取得した検出強度を正常値とする。正常値の値として例えば強度100を設定する。なお、強度100は256階調に適当な値として定める一例であって、必ずしも強度100の値である必要はなく別の数値を設定してもよい。
　図３（ｂ）に示すように、基準電圧のピクセルから取得した検出強度を基準値とする。基準値の値として例えば強度0を設定する。なお、強度0は256階調に適当な値として定める一例であって、必ずしも強度0の値である必要はなく別の数値を設定してもよい（S2,S3）。
　次に、算出した正常値（強度100）と基準値（強度0）に基づいて階調を設定する。図３（ｄ）は検出強度を示し図３（ｅ）は階調を示している。ここでは、一例として２５６階調を設定する場合において、正常値（強度100）を２５６階調の“１００”に対応付け、基準値（強度0）を２５６階調の“０”に対応付けている。これによって階調が設定される（S4）。
　次に、求めた階調に対して各ピクセルの検出強度の階調値を求める。求めたピクセルの階調値は、電子線の照射状態や検出器の検出レベル等の測定環境が変化した場合であっても同一基準で検出強度を評価することができる。図３（ｃ）のピクセルｉの検出強度が検出強度ｘiの値である場合には、検出強度ｘiに対応する階調値として“Ｘi”が求められる（図３（ｅ））（S5）。
　求めた階調値を予め定めておいた閾値と比較することによって欠陥判定を行う。階調値“１００”にマージン分を加えた階調値を閾値（図３（ｅ）では破線で示している）として設定した場合には、階調値“Ｘi”とこの閾値とを比較して欠陥判定を行う（S6）。
　図４は本発明の信号処理部の構成例を説明するための図である。信号処理部１０は、ピクセルｉからの二次電子を検出器で検出した検出強度ｘiを記憶する記憶部１１、正常な駆動状態のピクセルの検出強度を正常値とし、非駆動状態のピクセルの検出強度を基準値として、ピクセルの検出強度の階調を設定する階調設定部１２と、階調設定部１２で設定した階調を記憶するピクセル階調値記憶部１６、階調設定部１２で設定した階調に基づいて各ピクセルから検出される検出強度ｘiに対応する階調値Ｘiを算出する階調値算出部１７を備える。
　階調設定部１２は、階調を設定するための正常値を算出する正常値算出部１３と、基準値を算出する基準値算出部１４と、算出した正常値と基準値とから階調を算出する階調算出部１５を備える。
　正常値算出部１３の算出フロー例および構成例について、図５のフローチャートおよび図６の概略構成ブロック図を用いて説明する。
　図５に示す正常値の算出フローのフローチャートにおいて、はじめにパネル全体の平均値μpと標準偏差σpを算出する。
　平均値μpは、例えば
　　μp＝Σi n(ｘi)
の式で表される。
　また、標準偏差σpは、例えば
　　σp2＝Σi n(ｘi－μp) 2
の式で表される。上記平均値と標準偏差の式において、ｎはパネルが含むピクセルの個数である(S11)。
　以下、S12～S15の工程をパネルの各ピクセルに対して行うことよって正常値を算出する。ピクセルｉの検出強度ｘiを読み出す（S12）。読み出した検出強度ｘiがパネルで想定されるレベル範囲内にあるか、あるいは範囲から外れているかを判定する。この判定は、レベル範囲として、前記工程S11で求めた平均値μpと標準偏差σpを用いて設定した（μp±ｋ・σp）を用いることができる。ここで、ｋは任意に定める係数であり、ゆらぎによる許容量が小さい場合にはｋに小さな値を設定し、ゆらぎによる許容量が大きい場合にはｋに大きな値を設定する。また、この比較では、検出強度ｘiが（μp±ｋ・σp）と等しい場合には、範囲内あるいは範囲外の何れに判定してもよい(S13)。
　検出強度ｘiが設定したレベル範囲（μp±ｋ・σp）内である場合には、測定環境等によるゆらぎの影響を受けていないと認定して、このピクセルの正常値を近傍のピクセルの検出強度を用いて移動平均処理によって算出する。この正常値の算出については、図７～図９を用いて後に説明する（S14）。
　一方、S13の工程において、検出強度ｘiが設定したレベル範囲（μp±ｋ・σp）の外である場合には、測定環境等によるゆらぎの影響を受けていていると認定して、このピクセルの正常値を近傍のピクセルの検出強度を用いた移動平均処理による算出を取りやめ、近傍のピクセルに設定された正常値を流用する(S15)。
　S12～S15の工程をパネルの全ピクセルについて行うことによってパネルの各ピクセルの正常値を算出する(S16)。
　図６は、本発明の正常値算出部の一構成例を説明するための概略ブロック図である。
　本発明の正常値算出部１３は、全ピクセルを含むパネル全体の平均値μpを算出する平均値演算部１３ａと、全ピクセルを含むパネル全体の標準偏差σpを算出する標準偏差演算部１３ｂと、各ピクセルの検出強度ｘiを、平均値μpと標準偏差σpで定められる正常範囲（μp±ｋ・σp）と比較する比較部１３ｃと、比較部１３ｃの比較結果に基づいて正常値の演算を切り換える正常値設定切替部１３ｄと、正常値を演算する正常値演算部１３ｅと、設定した正常値を記憶する正常値記憶部１３ｆを備える。
　正常値設定切替部１３ｄは、比較部１３ｃの比較結果に基づいて、各ピクセルiの検出強度ｘiが正常範囲（μp±ｋ・σp）内であるときには、正常値演算部１３ｅにこのピクセルの近傍の複数のピクセルの検出強度を用いて移動平均処理を行うように指示し、移動平均処理で得られる算出値をこのピクセルの正常値として記憶する。
　一方、各ピクセルの検出強度が正常範囲外であるときには、正常値記憶部１３ｆに対して隣接するピクセルで設定した正常値をこのピクセルの正常値として記憶するように指示する。
　次に、正常値演算部１３ｅで行う正常値の演算処理について、図７～図９を用いて説明する。図７は正常値の演算処理を説明するためのフローチャートであり、図８、図９は正常値の演算処理を説明するための説明図である。
　はじめに、S13の工程において、正常値の算出を行うことと判定されたピクセルiに対して(S21)、この設定したピクセルｉおよびこのピクセルｉの近傍にあるピクセルの検出強度を記憶部から読み出す。近傍ピクセルは任意に定めることができる。例えば、格子状に配列されるピクセル配列において、対象ピクセルを囲む８個のピクセルを近傍ピクセルとして設定したり、対象ピクセルを中心としてｘ方向あるいはｙ方向のライン状に配列されるピクセルを近傍ピクセルとして設定したり、ｘおよびｙの両方向に十字状に配列されるピクセルを近傍ピクセルとして設定することができる(S22)。
　読み出した近傍ピクセルの検出強度と対象ピクセルの検出強度と用いて、移動平均処理によって平均値μiを算出し（S23）、算出した平均値μiを対象ピクセルｉの正常値として設定する（S24）。S21～S24の工程をパネルの全ピクセルに対して繰り返して、全ピクセルについて正常値を算出する(S25)。
　図８（ａ）はピクセルの検出強度の検出位置を概略的に示している。パネル１０１は複数のピクセル１０２を格子状の配列して備え、各ピクセル１０２からは検出強度が検出される。図８（ａ）では、説明を簡略するために、各ピクセル１０２について１点の検出位置から検出強度を取得する例を示しているが、各ピクセル１０２に複数の検出位置を設定して複数の検出強度を取得することもできる。
　図８（ｂ）は一ライン上で検出される検出強度値を示し、図８（ｃ）は検出強度から設定される正常値を示している。
　ここでピクセルＡ～Ｄの検出強度は正常範囲（μp＋ｋσp）の範囲内にあり、ピクセルＥ，Ｆの検出強度は正常範囲（μp＋ｋσp）の範囲の外にあり、ピクセルＧ～Ｊの検出強度は正常範囲（μp＋ｋσp）の範囲内にある例を示している。図８（ｂ）において、（μp＋ｋσp）は一点鎖線で示している。
　ピクセルＡ～Ｄの検出強度は正常範囲（μp＋ｋσp）の範囲内にあるため、S14およびS21～S24の工程によって正常値を算出して設定し、ピクセルＥ，Ｆの検出強度は正常範囲（μp＋ｋσp）の範囲の外にあるため、S15の工程によって隣接するピクセルに設定された正常値を設定する。ここでは、ピクセルＤで設定された正常値を流用して設定する。次のピクセルＧ～Ｊの検出強度は正常範囲（μp＋ｋσp）の範囲内にあるため、S14およびS21～S24の工程によって正常値を算出して設定する。
　図９は本発明による正常値の設定による欠陥検出を設定する図を示している。
　図９（ａ）において、“100”は欠陥が無い時の検出強度を示し、“200”は欠陥がある時の検出強度を示している。ここでは、ピクセルＤ，Ｅおよび近傍のピクセルの検出強度が強度200である場合を示している。
　図９（ｂ）は一ライン上のピクセルＢ～Ｇの検出強度を示し、図９（ｃ）はピクセルＢ～Ｇの移動平均によって算出された正常値（強度100）を示し、図９（ｄ）は階調値を表している。
　ピクセルＤ，Ｅの正常値は隣接するピクセルＣの正常値を用いることによって、欠陥強度の影響を抑制することができるため、欠陥検出を行うことができる。
　本発明は、ピクセルの正常値を算出する演算において、設定した領域で求めた検出強度の総和値を利用することによって演算速度を向上させることができる。
　以下、ピクセルの正常値の高速演算処理例について、図１０のフローチャート、図１１の説明図、図１２の構成図を用いて説明する。
　パネル上において、対象ピクセルを含む領域を設定する。図１１（ｂ）はパネルに設定した領域Ｒ１の一例を示している。ここでは、領域Ｒ１はｎ個のピクセルを含む例を示している。また、図１１（ａ）は、対象ピクセルｉについて正常値を算出する移動平均処理を行うピクセルの領域Ｒ２の例を示している。ここでは、領域Ｒ２はｍ個のピクセルを含む例を示している（S31）。
　この領域Ｒ１に含まれる全ピクセルの検出強度の総和値Ｎ（＝Σi nｘi）を算出する。ここで、“ｘｉ”はピクセルｉの検出強度であり、“ｎ”は領域に含まれるピクセルの総数である。総和値Ｎをピクセルの総数ｎで除算した値“Ｎ／ｎ”は各ピクセルの検出強度の平均値に相当する(S32)。
　次に、S33～S36の工程によって対象ピクセル対する移動平均値を算出する。図１１（ｃ）は、ｍ個のピクセルの検出強度を用いて移動平均値μiを算出する状態を示している。
　領域Ｒ１内から対象ピクセルｉを選択し（S33）、選択したピクセルｉの検出強度ｘiを記憶部から読み出す（S34）。S32の工程で算出した総和値Ｎに重み付けを行い、重み付けした総和値にS34で読み出した対象ピクセルｉの検出強度ｘｉを加算し、この加算値を移動平均値として算出する。
　ここで、総和値Ｎの重み付けする重み付け係数は（ｍ－１）／ｎを用いることができ、算出される移動平均値μiは、
　　μｉ＝（（ｍ-1）／ｎ）・Ｎ＋ｘｉ）／ｍ
で表される。ここで、ｍは対象ピクセルに対する移動平均処理を行う際に用いるピクセルの個数である。
　上記式で求められる移動平均値μiは、移動平均処理に用いるｍ個の検出強度として、対象ピクセルｉの検出強度ｘｉと、総和値Ｎをｎで除算した検出強度“Ｎ／ｎ”を（ｍ－１）個用いることで算出するものである。上記式において、“（ｍ-1）／ｎ）・Ｎ”は総和値Ｎから得られる検出強度を（ｍ－１）個分加算したものに相当している。
　この移動平均処理では、ｍ個の検出強度の内で（ｍ－１）個の検出強度“（ｍ-1）／ｎ）・Ｎ”について総和値Ｎを共通に用いることができるため、演算量を低減させることができ、演算処理速度を向上させることができる(S35)。S35の工程で算出した移動平均値μiを対象ピクセルｉの正常値として設定する（S36）。
　S33～S36の工程を領域内の全ピクセルについて繰り返して、全ピクセルの正常値を算出する（S37）。
　さらに、パネル内において、残りのピクセルについては別の領域を設定してS31～S37の工程を繰り返す（S38）。
　図１２は正常値を演算する正常値演算部１３ｅの構成例を示している。
　正常値演算部１３ｅは、パネル上に設定した任意の領域に含まれるピクセルの検出強度の総和値Ｎを算出する総和算出部１３ｅ１と、領域内の各ピクセルについて、総和値Ｎに重み付けした値にピクセルｉの検出強度ｘｉを加算した値を算出して、検出強度の移動平均値μｉを算出する移動平均演算部１３ｅ２と、算出した移動平均値μiを正常値として設定する正常値設定部１３ｅ３と、総和算出に用いる領域を記憶しておく領域記憶部１３ｅ４を備える。
　本発明の階調設定に用いる正常値の算出処理は、液晶アレイ検査装置に限らず、半導体素子の基板検査に適用することができる。

Claims (6)

  1. 　液晶基板に所定電圧の検査信号を印加してアレイを駆動し、前記液晶基板に電子線を照射して得られる二次電子を検出し、前記二次電子の検出強度に基づいて液晶基板のアレイを検査する液晶アレイ検査装置の信号処理方法であって、
    　正常な駆動状態のピクセルの検出強度を正常値とし、非駆動状態のピクセルの検出強度を基準値として、ピクセルの検出強度の階調を設定する階調設定工程と、
    　前記階調に従って各ピクセルから検出される検出強度に対応する階調値を算出する階調値算出工程と、
    　前記階調値と閾値とを比較することによって欠陥判定を行う欠陥判定工程とを備え、
    　前記階調設定工程は前記正常値を算出する正常値算出工程を有し、
    　前記正常値算出工程は、
    　全ピクセルを含むパネル全体の平均値と標準偏差を算出し、
    　各ピクセルの検出強度を、前記平均値と前記標準偏差で定められる正常範囲と比較し、
    　各ピクセルの検出強度が前記正常範囲内であるときには、当該ピクセルの近傍の複数のピクセルの検出強度の移動平均処理で得られる算出値を当該ピクセルの正常値とし、
    　各ピクセルの検出強度が前記正常範囲外であるときには、隣接するピクセルで算出した正常値を当該ピクセルの正常値とすることを特徴とする、液晶アレイ検査装置の信号処理方法。
  2. 　前記移動平均処理による正常値の算出は、
    　パネル上に設定した任意の領域において、当該領域に含まれるピクセルの検出強度の総和値を求め、
    　前記領域内の各ピクセルについて、前記総和値に重み付けした値に当該ピクセルの検出強度を加算した値を当該ピクセルの正常値として算出することを特徴とする、請求項１に記載の液晶アレイ検査装置の信号処理方法。
  3. 　前記移動平均処理において前記総和値に付する重み付けは（ｍ－１）／ｎとし、ｍは移動平均処理に用いるピクセルの個数であり、ｎは前記総和値の算出に用いたピクセルの個数であることを特徴とする、請求項２に記載の液晶アレイ検査装置の信号処理方法。
  4. 　液晶基板に所定電圧の検査信号を印加してアレイを駆動し、前記液晶基板に電子線を照射して得られる二次電子を検出し、前記二次電子の検出強度に基づいて液晶基板のアレイを検査する液晶アレイ検査装置であって、
    　前記検出強度を信号処理する信号処理部を備え、
    　前記信号処理部は、
    　正常な駆動状態のピクセルの検出強度を正常値とし、非駆動状態のピクセルの検出強度を基準値として、ピクセルの検出強度の階調を設定する階調設定部と、
    　前記階調設定部で設定した階調に基づいて各ピクセルから検出される検出強度に対応する階調値を算出する階調値算出部と、
    　前記階調値と閾値とを比較することによって欠陥判定を行う欠陥判定部とを備え、
    　前記階調設定部は前記正常値を算出する正常値算出部を有し、
    　前記正常値算出部は、
    　全ピクセルを含むパネル全体の平均値を算出する平均値演算部と、
    　全ピクセルを含むパネル全体の標準偏差を算出する標準偏差演算部と、
    　各ピクセルの検出強度を、前記平均値と前記標準偏差で定められる正常範囲と比較する比較部と、
    　前記比較部）の比較結果に基づいて正常値の演算を切り換える正常値設定切替部と、
    　正常値を演算する正常値演算部とを備え、
    　正常値設定切替部は、前記比較部の比較結果に基づいて、各ピクセルの検出強度が前記正常範囲内であるときには、前記正常値演算部に当該ピクセルの近傍の複数のピクセルの検出強度の移動平均処理を指示し、当該移動平均処理で得られる算出値を当該ピクセルの正常値とし、各ピクセルの検出強度が前記正常範囲外であるときには、隣接するピクセルで算出した正常値を当該ピクセルの正常値とすることを特徴とする、液晶アレイ検査装置。
  5. 　前記正常値演算部は、
    　パネル上に設定した任意の領域に含まれるピクセルの検出強度の総和値を算出する総和算出部と、
    　前記領域内の各ピクセルについて、前記総和値に重み付けした値に当該ピクセルの検出強度を加算した値を算出して、検出強度の移動平均値を算出する移動平均演算部とを備えることを特徴とする、請求項４に記載の液晶アレイ検査装置。
  6. 　前記移動平均演算部において、前記総和値に付する重み付けは（ｍ－１）／ｎとし、ｍは移動平均処理に用いるピクセルの個数であり、ｎは前記総和値の算出に用いたピクセルの個数であることを特徴とする、請求項５に記載の液晶アレイ検査装置。
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