液晶陣列檢查裝置以及液晶陣列檢查裝置的信號處理方法

2023-06-25 05:29:46

專利名稱：液晶陣列檢查裝置以及液晶陣列檢查裝置的信號處理方法
技術領域：
在液晶陣列檢查裝置中，作為在液晶基板上進行拍攝而得到的攝像圖像，能夠使用光學拍攝得到的光學攝像圖像或利用電子束、離子束等帶電粒子束在基板上進行二維掃描而得到的掃描圖像。
背景技術：
在液晶陣列檢查裝置中，作為在液晶基板上進行拍攝而得到的攝像圖像，能夠使用光學拍攝得到的光學攝像圖像或利用電子束、離子束等帶電粒子束在基板上進行二維掃描而得到的掃描圖像。在用於TFT (Thin Film Transistor 薄膜電晶體)顯示器裝置的TFT陣列基板的製造工序中，對所製造出的TFT陣列基板是否正確地進行驅動進行檢查，而在該TFT陣列基板的檢查中，例如使用電子束作為帶電粒子束，通過對TFT陣列基板進行掃描來獲取掃描圖像，根據該掃描圖像進行檢查(專利文獻1、2)。例如，已知如下一種陣列檢查裝置對作為檢查對象的液晶基板的陣列施加檢查信號，利用電子束、離子束等帶電粒子束在基板上進行二維掃描，根據通過束掃描而得到掃描圖像來進行基板檢查。在陣列檢查中，通過光電倍增管等將在電子射線的照射下放出的二次電子轉換為模擬信號來進行檢測，根據該檢測信號的信號強度來判斷陣列缺陷。在利用檢測強度進行的陣列檢查中，通過以例如256級的灰度表現檢測強度來進行標準化。為了對檢測強度進行灰度顯示，需要作為基準的信號強度。可以將信號強度不同的兩個值用作基值，該基值即為信號強度的基準。例如，基於施加檢查信號時的電壓，將信號強度低的值和信號強度高的值分別作為基準值和正常值，將基準值設為強度0，將正常值設為強度100，來確定灰度的信號水平的基值。作為基準值，例如已知如下的情況將從構成基板的邊框處得到的信號強度用作在零電位下得到的檢測強度(參照專利文獻3)。另外，也包括如下的情況對基板的像素施加不同電壓的檢查信號，通過施加這種電壓來求出兩個信號強度，從而求得基準值和正常值來作為基值。一般來說，二次電子的檢測強度中包括掃描所帶來的變動成分(波動)。因此， 在使用一個基值對一個面板設定灰度的情況下，灰度值無法應付檢測強度所包含的變動成分，因此灰度值會隨著檢測強度的波動而發生變動，從而產生即使像素的電位相同也變成不同的灰度值的問題。因此，在以往，使用成為對象的整個面板的標準偏差來計算基準值。專利文獻1 日本特開2004-271516號公報專利文獻2 日本特開2004-309488號公報專利文獻3 日本特開2005-321308號公報(0045段)

發明內容
發明要解決的問題以往，使用整個面板的標準偏差來計算基準值(強度0)，因此無法應付二次電子檢測強度的波動等的變動，從而產生以下的問題存在根據面板所處的場所而檢測靈敏度不同的情況，其成為缺陷的錯誤檢測、缺陷漏檢的主要原因。圖15是用於說明以往的基於使用了整個面板的標準偏差的基準值的灰度的變動的圖。圖15的(a)是用於說明以往的基準值的計算的圖，根據整個面板的平均值μρ和整個面板的標準偏差σρ來計算出基準值。例如，使用陣列處於非驅動狀態時檢測到的檢測強度來計算出整個面板的平均值μ P和整個面板的標準偏差σ ρ，通過將算出的標準偏差 ο P乘以規定係數k後得到的值(k· σρ)與算出的平均值μ P相加來計算基準值。在此， 利用(μρ+k· σρ)來算出基準值。例如，當各像素a e的標準偏差分別是σ a σ e時，在對應於該標準偏差來確定基準值的情況下，如圖15的(b)所示，基準值(圖中的Base2)與標準偏差相應地進行變動。此外，在此，設平均值μ P是固定的。另一方面，對於以往的基準值(圖中的Basel)來說，平均值μ ρ和標準偏差op 相對於面板來說是固定的，因此即使在面板的像素的檢測強度發生了變動的情況下，該以往的基準值也無法對應於各像素而進行變動。另外，在使用該基準值(圖中的Basel)生成灰度的情況下，即使像素a e的檢測強度是相同水平的，有時也會由於標準偏差不同而使灰度產生差別。因此，本發明的目的在於，為了解決上述以往的問題點，在確定灰度的基準值的計算中，計算出與檢測強度所包含的波動導致的變動相對應的基準值，由此提高缺陷檢測的檢測靈敏度。用於解決問題的方案本發明用於在利用像素的檢測強度進行的陣列缺陷判斷中適當地設定將檢測強度標準化而表現出的灰度，用於在計算該灰度的設定中所使用的檢測強度的基準值時計算出與二次電子的檢測強度的波動相對應的基準值。在此，基準值例如是在陣列的非驅動狀態下從像素檢測出的檢測強度的檢測水平、或者是在相當於基礎狀態的狀態下即施加了規定電壓時從像素檢測出的檢測強度的檢測水平。本發明算出每個像素的標準偏差來代替整個面板的標準偏差以作為用於計算基準值的標準偏差，並根據該標準偏差來計算各像素的基準值。由此，能夠算出與檢測強度的波動相對應的標準偏差，從而能夠算出與檢測強度所包含的波動導致的變動相對應的基準值。本發明包括液晶陣列檢查裝置的信號處理方法的形式和液晶陣列檢查裝置的形式。關於本發明的液晶陣列檢查裝置的信號處理方法的形式，是如下一種液晶陣列檢查裝置的信號處理方法對液晶基板施加規定電壓的檢查信號來驅動陣列，檢測對液晶基板照射電子射線而得到的二次電子，根據二次電子的檢測強度來對液晶基板的陣列進行檢查。信號處理包括灰度設定步驟、灰度值計算步驟、缺陷判斷步驟、基準值計算步驟的各步驟。灰度設定步驟是如下的步驟將正常驅動狀態下的像素的檢測強度設為正常值， 將非驅動狀態下的像素的檢測強度設為基準值，基於該正常值和基準值來設定像素的檢測強度的灰度。灰度值計算步驟是如下的步驟按照在灰度設定步驟中設定的灰度來計算與從各像素檢測出的檢測強度相對應的灰度值。缺陷判斷步驟是如下的步驟通過將在灰度值計算步驟中計算出的灰度值與閾值進行比較來進行各像素的缺陷判斷。灰度設定步驟包括計算基準值的基準值計算步驟。在該基準值計算步驟中，根據對象像素的檢測強度和該對象像素附近的像素的檢測強度來計算該對象像素的檢測強度的平均值和標準偏差，從而算出每個對象像素的檢測強度的平均值和標準偏差，將標準偏差乘以規定係數後得到的值與平均值相加，並將相加值設為基準值。通過以下各步驟來進行基準值計算步驟中的平均值的計算。首先，在面板上設定的任意的第一區域中，求出該第一區域所包含的像素的檢測強度的總和值，在對第一區域內的各像素設定的第二區域中，將對總和值附加權重後得到的值與像素的檢測強度相加，用相加後得到的相加值除以第二區域所包含的像素的個數， 來求出移動平均值，將求出的移動平均值計算為對象像素的平均值。在計算移動平均值時，能夠使用(m-l)/n來作為附加給總和值的權重。在此，m是第二區域所包含的像素的個數，η是第一區域所包含的像素的個數。在利用移動平均處理計算基準值時，本申請發明能夠通過進行上述計算處理來提高處理速度。該高速化後的計算處理如下預先算出與進行移動平均處理的範圍相比更大範圍的平均值，通過在計算各像素的基準值時利用該大範圍的平均值來減少各像素的移動平均處理中進行的運算次數。該計算處理利用了以下的事實在面板內像素的基準值是大致相同水平的值，而該基準值與包含該像素在內的範圍的平均值是大致相等的。在移動平均的運算中，通過使用預先算出的平均值作為運算中所使用的像素的檢測強度中的除對象像素以外的像素的檢測強度，來實現運算處理量的降低。因此，在進行移動平均處理時，在面板上設定包含對象像素在內的任意的區域，預先求出該區域所包含的像素的檢測強度的總和值。在計算所設定的區域內的各像素的基準值時，對預先求出的總和值附加權重，將該加權後得到的值加上對象像素的檢測強度後得到的值計算為該像素的基準值。通過進行上述移動平均處理，可通過利用預先求出的總和值來降低運算處理的處理量。通過以下各步驟來進行基準值計算步驟中的標準偏差的計算。首先，在面板上設定的任意的第一區域中，求出該第一區域中的像素的檢測強度的平均值和標準偏差，在對第一區域內的各像素設定的第二區域中，對基於標準偏差得到的方差值附加權重，算出像素的檢測強度與平均值之差的平方，將加權後的方差值與差的平方值相加來求出相加值，用求出的相加值除以第二區域所包含的像素的個數，求出移動方差值，將移動方差值的平方根計算為對象像素的標準偏差。在計算標準偏差時，能夠將權重設為(m-l)/n，在此，m是第二區域所包含的像素的個數，η是第一區域所包含的像素的個數。在計算標準偏差時，本申請發明也能夠通過進行上述計算處理來與上述平均值的計算同樣地提高處理速度。該高速化後的計算處理如下預先算出與進行標準偏差處理的範圍相比更大範圍的標準偏差，通過在計算各像素的基準值時利用該大範圍的標準偏差來減少各像素的標準偏差處理中進行的運算次數。該計算處理利用了以下的事實在面板內像素的標準偏差是大致相同水平的值，而該標準偏差與包含該像素在內的範圍的標準偏差是大致相等的，在標準偏差的運算中，通過使用預先算出的標準偏差作為運算中所使用的像素的檢測強度中的除對象像素以外的像素的檢測強度的標準偏差，來實現運算處理量的降低。在進行標準偏差處理時，在面板上設定包含對象像素在內的任意的區域，預先求出該區域所包含的像素的檢測強度的標準偏差。在計算所設定的區域內的各像素的基準值時，對基於預先求出的標準偏差求出的方差值附加權重，將該加權後得到的值加上對象像素的方差值後得到的值計算為該像素的基準值。通過進行上述標準偏差處理，可通過利用預先求出的標準偏差來降低運算處理的處理量。另外，關於本發明的液晶陣列檢查裝置的信號處理裝置的形式，是如下一種液晶陣列檢查裝置對液晶基板施加規定電壓的檢查信號來驅動陣列，檢測對液晶基板照射電子射線而得到的二次電子，根據二次電子的檢測強度來對液晶基板的陣列進行檢查。本發明的液晶陣列檢查裝置具備對檢測強度進行信號處理的信號處理部。該信號處理部具有灰度設定部、灰度值計算部以及缺陷判斷部。灰度設定部將正常驅動狀態下的像素的檢測強度設為正常值，將非驅動狀態下的像素的檢測強度設為基準值，從而設定像素的檢測強度的灰度。灰度值計算部根據在灰度設定部中設定的灰度來計算與從各像素檢測出的檢測強度對應的灰度值。缺陷判斷部通過將在灰度值計算部中算出的各像素的灰度值與預先確定以用於缺陷判斷的閾值進行比較來進行缺陷判斷。本發明的信號處理部所具備的灰度設定部具備計算基準值的基準值計算部。基準值計算部具備平均值運算部，其根據對象像素的檢測強度和該對象像素附近的像素的檢測強度來計算對象像素的檢測強度的平均值；標準偏差運算部，其根據對象像素的檢測強度和對象像素附近的像素的檢測強度來計算對象像素的檢測強度的標準偏差；以及基準值運算部，其將標準偏差乘以係數後得到的值與平均值相加，來算出基準值，該基準值計算部算出每個對象像素的基準值。基準值計算部的平均值運算部具備總和計算部，其在面板上設定的任意的第一區域中，求出該第一區域所包含的像素的檢測強度的總和值；以及移動平均運算部，其在對第一區域內的各像素設定的第二區域中，將對總和值附加權重後得到的值與像素的檢測強度相加，用相加後得到的相加值除以第一區域所包含的像素的個數，求出移動平均值，上述平均值運算部將由移動平均運算部求出的移動平均值計算為對象像素的平均值。在移動平均運算部中的移動平均運算中，附加給總和值的權重為(m-l)/n，m是第二區域所包含的像素的個數，η是第一區域所包含的像素的個數。基準值計算部的標準偏差運算部具備區域平均值計算部，其在面板上設定的任意的第一區域中，算出該第一區域中像素的檢測強度的平均值；區域標準偏差計算部，其在面板上設定的任意的第一區域中，算出該第一區域中像素的檢測強度的標準偏差；以及標準偏差計算部，其使用由區域平均值計算部算出的第一區域的平均值、由區域標準偏差計算部算出的第一區域的標準偏差以及對象像素的檢測強度來計算各像素的標準偏差。標準偏差運算部具備標準偏差計算部，該標準偏差計算部在對第一區域內的各像素設定的第二區域中，對基於標準偏差得到的方差值附加權重，算出該像素的檢測強度與第二區域的平均值之差的平方，將加權後的方差值與差的平方值相加來求出相加值，用求出的相加值除以第二區域所包含的像素的個數，求出移動方差值，計算出移動方差值的平方根。標準偏差運算部將計算值輸出為對象像素的標準偏差。另外，在標準偏差計算部中的標準偏差計算中，權重為(m-l)/n，m是第二區域所包含的像素的個數，η是第一區域所包含的像素的個數。根據本發明的方式，在計算基準值時，預先求出預定區域內的平均值和標準偏差， 通過利用該平均值和對標準偏差附加權重後得到的值來減少運算處理量，從而能夠提高處
理速度。發明的效果根據本發明，在計算用於確定灰度的基準值時，能夠抑制檢測強度所包含的波動導致的變動。


圖1是用於說明本發明的液晶陣列檢查裝置的結構例的概要框圖。圖2是用於說明利用本發明的液晶陣列檢查裝置來判斷像素的缺陷的過程的流程圖。圖3是用於說明利用本發明的液晶陣列檢查裝置來判斷像素的缺陷的過程的說明圖。圖4是用於說明本發明的基準值的計算的圖。圖5是用於說明本發明的信號處理部的結構例的圖。圖6是用於說明本發明的基準值計算部的計算流程例的流程圖。圖7是用於說明本發明的基準值計算部的結構的概要結構框圖。圖8是用於說明本發明的基準值的運算處理的說明圖。圖9是用於說明本發明的像素的平均值的高速運算處理例的流程圖。圖10是用於說明本發明的像素的標準偏差的高速運算處理例的流程圖。圖11是用於說明本發明的像素的平均值和標準偏差的高速運算處理例的說明圖。圖12是用於說明本發明的像素的平均值運算部的結構例的結構圖。圖13是用於說明本發明的像素的標準偏差運算部的結構例的結構圖。圖14是表示像素的檢測強度的分布的圖。圖15是用於說明以往的基於使用了整個面板的標準偏差的基準值的灰度的變動的圖。附圖標記說明1 液晶陣列檢查裝置；2 載置臺；3 電子槍；4 檢測器；5 電子射線掃描控制部； 6 載置臺驅動控制部；7 控制部；10 信號處理部；11 存儲部；12 灰度設定部；13 正常值計算部；14 基準值計算部；1 平均值運算部；14al 總和計算部；14a2 移動平均運算部；14a3 區域存儲部；14b 標準偏差運算部；14bl 平均值計算部；14b2 區域標準偏差計算部；14b3 標準偏差計算部；14b4 區域存儲部；Hc 基準值運算部；14d 基準值存儲部；
915 灰度計算部；16 像素灰度值存儲部；17 灰度值計算部；20 缺陷判斷部；100 液晶基板；101 面板；102 像素。
具體實施例方式下面，參照附圖來詳細說明本發明的實施方式。圖1是用於說明本發明的液晶陣列檢查裝置的結構例的概要框圖。此外，在圖1所示的例子中，示出了以下的結構例對液晶基板照射電子射線，檢測從液晶基板放出的二次電子，基於檢測強度來獲取攝像圖像。在圖1中，液晶陣列檢查裝置1具備載置臺2，其載置液晶基板100，在XY方向上自如地搬送該液晶基板100 ；電子槍3，其遠離載置臺2地配置於載置臺2的上方位置處；以及檢測器4，其檢測從液晶基板100的面板101的像素(未圖示)放出的二次電子。由載置臺驅動控制部6來控制載置臺2的驅動，由電子射線掃描控制部5來控制電子槍3的電子射線的照射以及在液晶基板100上的掃描。由檢測器4檢測到的二次電子的檢測信號由信號處理部10進行處理，所得到的灰度值在缺陷判斷部20中被用於像素的缺陷判斷。由控制部7來控制電子射線掃描控制部5、載置臺驅動控制部6、信號處理部10、缺陷判斷部20的各部的驅動動作。另外，控制部7具有控制液晶陣列檢查裝置1的整體的動作的功能，能夠由進行這些控制的CPU和存儲控制CPU的程序的存儲器等構成該控制部7。載置臺2載置液晶基板100，並且由載置臺驅動控制部6控制而在X軸方向和Y軸方向上自如地進行移動，另外，能夠利用電子射線掃描控制部5使從電子槍3照射的電子射線在X軸方向或Y軸方向上擺動。載置臺驅動控制部6和電子射線掃描控制部5能夠通過單獨動作或協同動作來使電子射線在液晶基板100上進行掃描，從而在液晶基板100的面板101上對各像素進行照射。使用圖2的流程圖和圖3的說明圖來說明用於利用本發明的液晶陣列檢查裝置1 進行像素的缺陷判斷的過程的概要。液晶基板的面板上設置有多個像素，為了檢測該多個像素是否存在缺陷，使用基於各像素檢測出的檢測強度。在利用該檢測強度進行的缺陷判斷中，所檢測到的檢測強度除了根據像素有無缺陷而變化之外，還依賴於所照射的電子射線的強度、檢測器的檢測靈敏度等測量環境而發生變化，因此，將檢測強度的原始數據與閾值進行比較是無法進行正確的缺陷判斷的。因此，需要將所檢測到的檢測強度標準化來轉換為不依賴於測量環境的值，才能使用該值進行缺陷判斷。通過將檢測強度標準化來轉換為灰度值，並將該灰度值與預定的閾值進行比較來進行缺陷判斷。在灰度值轉換中，從像素求出作為基準的檢測強度，基於該檢測強度來設定灰度。 作為基準的檢測強度，使用正常值和基準值。將正常驅動狀態下的像素的檢測強度設為正常值，將非驅動狀態下的像素的檢測強度設為基準值。關於正常值，例如能夠使用從由檢查信號進行陣列驅動而被施加了規定電壓的正常的像素檢測到的檢測強度作為正常值，而關於基準值，例如能夠使用從未進行陣列驅動的像素得到的檢測強度作為基準值，除此以外， 也能夠使用從通過陣列驅動而被施加了規定的基準電壓的正常的像素檢測到的檢測強度作為基準值。
例如，根據施加檢查信號時的電壓，將信號強度低的值和信號強度高的值分別設為基準值和正常值，將基準值設為強度0，將正常值設為強度100，從而確定灰度的信號水平的基值。因此，求出像素的檢測強度(Si)，計算正常值(強度100)和基準值(強度0)。圖 3的(a)表示驅動陣列來對像素施加規定電壓的狀態，圖3的(b)表示陣列的非驅動狀態或施加了規定的基準電壓的狀態，圖3的(c)表示施加了檢查信號、從正常像素和缺陷像素獲取檢測強度的狀態。如圖3的(a)所示，將從被施加了規定電壓的像素獲取到的檢測強度設為正常值。 例如將強度100設定為正常值的值。此外，強度100是作為適於256灰度的值而確定的一例，不一定是強度100的值，也可以設定其它數值。如圖3的(b)所示，將從基準電壓的像素獲取到的檢測強度設為基準值。例如將強度0設定為基準值的值。此外，強度0是作為適於256灰度的值而確定的一例，不一定是強度0的值，也可以設定其它數值(S2、S3)。接著，根據所算出的正常值(強度100)和基準值(強度0)來設定灰度。圖3的 (d)表示檢測強度，圖3的(e)表示灰度。在此，在設定256灰度作為一例的情況下，使正常值(強度100)與256灰度的「100」相對應，使基準值(強度0)與256灰度的「0」相對應。 由此設定灰度(S4)。接著，針對求出的灰度來求出各像素的檢測強度的灰度值。利用求出的像素的灰度值，即使在電子射線的照射狀態、檢測器的檢測水平等測量環境發生變化的情況下也能夠以同一基準來評價檢測強度。在圖3的(c)中像素i的檢測強度的值為檢測強度xi的情況下，求出「Xi」作為與檢測強度xi對應的灰度值(圖3的(e)) (S5)。通過將求出的灰度值與預定的閾值進行比較來進行缺陷判斷。在將灰度值「100」 加上餘量後得到的灰度值設定為閾值(圖3的(e)中以虛線示出)的情況下，將灰度值「Xi」 與該閾值進行比較來進行缺陷判斷(S6)。圖4是用於說明本發明的基準值的計算的圖。在圖4的(a)中，根據各像素i的平均值μ i和標準偏差σ i來計算基準值。例如，使用陣列處於非驅動狀態時基於各像素檢測到的檢測強度，算出每個像素i的平均值μ i和標準偏差σ i，通過將算出的標準偏差 σ i乘以規定係數k後得到的值(k · σ i)與算出的平均值μ i相加來計算基準值。在此， 利用(yi+k· oi)來算出基準值。例如，在各像素a e的標準偏差分別是σ a σ e的情況下，當與該標準偏差對應地確定基準值時，如圖4的(a)所示，基準值(圖中的Base)與標準偏差相應地進行變動。 此外，在此，設各像素的檢測強度為相同的值。通過根據該基準值來設定灰度，即使在面板的像素的標準偏差發生變動的情況下，對於同一檢測強度也能夠使灰度值相同。圖4的(c)示出了正常值(強度100)和基準值(強度0)的一例。根據本發明， 能夠與各像素i的標準偏差ο i相對應地計算出基準值。圖5是用於說明本發明的信號處理部的結構例的圖。信號處理部10具備存儲部11，其存儲由檢測器對來自像素i的二次電子進行檢測而得到的檢測強度Xi ；灰度設定部12，其將正常驅動狀態下的像素的檢測強度設為正常值，將非驅動狀態下的像素的檢測強度設為基準值，從而設定像素的檢測強度的灰度；灰度值存儲部16，其存儲由灰度設定部12設定的灰度；以及灰度值計算部17，其基於由灰度設定部12設定的灰度來計算與從各像素檢測出的檢測強度xi相對應的灰度值Xi。灰度設定部12具備正常值計算部13，其計算用於設定灰度的正常值；基準值計算部14，其計算基準值；以及灰度計算部15，其根據算出的正常值和基準值來計算灰度。使用圖6的流程圖和圖7的概要結構框圖來說明基準值計算部14的計算流程例和結構例。在圖6的流程圖中，從面板中選出對象像素i (Sll)，讀出所選出的像素i和附近像素的檢測強度。能夠任意地確定附近像素。例如，在排列成格子狀的像素陣列中，能夠將圍住對象像素的八個像素設定為附近像素，或者將以對象像素為中心沿X方向或y方向呈直線狀排列的像素設定為附近像素，或者將沿χ方向和y方向這兩方向排列成十字狀的像素設定為附近像素(S12)。使用所讀出的附近像素的檢測強度和對象像素的檢測強度，通過移動平均處理來計算平均值μ i和標準偏差O i (S13)。使用每個像素的計算出的平均值μ i和標準偏差σ i來計算該像素的基準值。能夠通過(yi+k· oi)來求出基準值。此外，k是任意確定的係數(S14)。對面板的所有像素重複Sll S14的步驟，算出所有像素的基準值(S15)。圖7是用於說明本發明的基準值計算部的一個結構例的概要框圖。本發明的基準值計算部14具備平均值運算部14a，其計算各像素i的平均值 μ i ；標準偏差運算部14b，其計算各像素i的標準偏差σ i ；基準值運算部14c，其使用算出的平均值μ i和標準偏差。i，並通過進行(μ i+k · σ i)的運算來算出各像素的基準值； 以及基準值存儲部14d，其存儲算出的基準值。圖8的(a)概要地示出了像素的檢測強度的檢測位置。面板101具備多個像素 102並將它們排列成格子狀，從各像素102檢測檢測強度。在圖8的(a)中，為了簡化說明， 示出了從各像素102的一個點的檢測位置獲取該各像素102的檢測強度的例子，但是也能夠對各像素102設定多個檢測位置來獲取多個檢測強度。圖8的(b)表示一條線上檢測出的檢測強度值xi、平均值μ i以及標準偏差σ i， 圖8的(c)表示算出的基準值。在圖8的(b)中，用X標記表示檢測強度值xi，用三角標記表示平均值μ i，用箭頭表示標準偏差σ i乘以係數k後得到的(k · σ i)的範圍。在圖8的(b)中，以從平均值μ i降低(k · σ i)後得到的值來表示基準值。因而，各像素i的基準值為與標準偏差ο i的變動相對應的值。根據該基準值和正常值(未圖示)來設定灰度。本發明在計算像素的基準值的運算中，在計算平均值μ i和標準偏差σ i時，能夠通過利用面板內設定的區域中求出的平均值、標準偏差來提高運算速度。下面，使用圖9、圖10的流程圖、圖11的說明圖、圖12、圖13的結構圖來說明像素的基準值的高速運算處理例。在面板上設定包含對象像素的區域。圖11的(b)示出了在面板上設定的區域Rl 的一例。在此，示出了區域Rl包含η個像素的例子。另外，圖11的(a)示出了進行移動平均處理和移動標準偏差處理的像素的區域R2的例子，該移動平均處理和移動標準偏差處理用於計算對象像素i的基準值。在此，示出了區域R2包含m個像素的例子。
在此，移動平均處理是使對象像素i按順序移動來計算出平均值μ i的處理， 在本例中針對對象像素i設定區域R2，使用位於該區域R2內的像素的檢測強度、通過 (Σ ,(Xi)Vm的運算來計算出平均值μ i。在此，「xi」是像素i的檢測強度，「m」是區域 R2所包含的像素的總數。另外，移動標準偏差處理是使對象像素i按順序移動來計算出標準偏差。i的處理，在本例中針對對象像素i設定區域R2，使用位於該區域R2內的像素的檢測強度、通過 Σ廣(口 i-xi)2的運算來計算出方差σ i2，根據該方差σ i2的平方根來計算出標準偏差σ i。首先，使用圖9的流程圖來說明高速運算出平均值μ i的處理。在面板上設定區域Rl (S21)，算出該區域Rl所包含的所有像素的檢測強度的總和值Ν(=ΣΛ )。在此，「xi」是像素i的檢測強度，「η」是區域所包含的像素的總數。用總和值N除以像素的總數η得到的值「Ν/η」相當於各像素的檢測強度的平均值(S22)。接著，通過S23 S26的步驟算出針對對象像素的移動平均值。圖11的(c)表示使用m個像素的檢測強度來計算移動平均值μ i的狀態。從區域R2內選擇對象像素i(S23)，從存儲部讀出所選擇的像素i的檢測強度 xi (S24)。對S22的步驟中算出的總和值N附加權重，將加權後的總和值與S24的步驟中讀出的對象像素i的檢測強度xi相加，將該相加值計算為移動平均值。在此，能夠使用(m-l)/n作為對總和值N附加的權重係數，以μ i = (((m-l)/n) · N+xi)/m來表示所算出的移動平均值μ i。在此，m是對對象像素進行移動平均處理時所使用的像素的個數。關於上述式中求出的移動平均值μ i，通過使用對象像素i的檢測強度Xi和 (m-Ι)個用總和值N除以η得到的檢測強度「Ν/η」來算出移動平均處理中使用的m個檢測強度。在上述式中，「((m-l)/n) ·Ν」相當於將(m-Ι)個基於總和值N得到的檢測強度相加後得到的值。在該移動平均處理中，在m個檢測強度中，(m-Ι)個檢測強度「((m_l)/n) · N」都能夠使用總和值N，因此能夠減少運算量，從而能夠提高運算處理速度。將算出的移動平均值μ i設定為對象像素i的基準值(S25)。對區域內的所有像素重複S23 S25的步驟，從而算出所有像素的基準值(S26)。並且，在面板內，對剩餘的像素設定其它區域，並對它們重複S21 S26的步驟 (S27)。接著，使用圖10的流程圖來說明高速運算出標準偏差σ i的處理。在面板上設定區域Rl (S31)，使用該區域Rl所包含的所有像素的檢測強度來計算出平均值μ R和標準偏差σ R(S32)。接著，通過S33 S36的步驟算出針對對象像素的移動標準偏差。圖11的(d)表示使用m個像素的檢測強度來計算移動標準偏差ο i的狀態。從區域R2內選擇對象像素i(S33)，從存儲部讀出所選擇的像素i的檢測強度 Xi (S34) 0對S32的步驟中算出的標準偏差O R的平方值OR2附加權重，將加權後得到的值k · σ R2與基於S34的步驟中讀出的對象像素i的檢測強度xi算出的方差(xi-μ R)2相加，用該相加值除以區域R2所包含的像素的個數m，來計算出移動標準偏差的平方值σ i2。
在此，能夠使用(m-l)/n作為附加的權重係數，以oi2= (((m-l)/n) · σ R2+(xi-μ R)2)/m來表示所算出的移動標準偏差σ i。在此，m是對對象像素進行移動標準偏差時所使用的區域R2中包含的像素的個數。關於上述式中求出的移動標準偏差ο i，通過使用基於對象像素i的檢測強度Xi 和平均值μ R求出的值(xi-yR)2、以及(m-Ι)個用標準偏差0 1 的平方值OR2除以η得到的「ο R2/n」來算出移動標準偏差中使用的m個值。在上述式中，「((m-l)/n) · oR2」相當於將(m-Ι)個平均每個像素的QR2相加後得到的值。在該移動標準偏差處理中，在m個值中，(m-Ι)個值「((m-l)/n) · oR2」都能夠使用標準偏差oR2，因此能夠減少運算量，從而能夠提高運算處理速度。算出的移動標準偏差 σ i與移動平均值μ i 一起用於對象像素i的基準值的計算中(S35)。對區域R2內的所有像素重複S33 S35的步驟，算出所有像素的基準值(S36)。並且，在面板內，對剩餘的像素設定其它區域，並對它們重複S31 S36的步驟 (S37)。圖12表示運算平均值的平均值運算部14a的結構例。平均值運算部1 具備總和計算部14al，其計算面板上設定的任意的區域所包含的像素的檢測強度的總和值N ；移動平均運算部14a2，其對於區域內的各像素計算將對總和值N附加權重後得到的值加上像素i的檢測強度xi後得到的值，從而算出檢測強度的移動平均值μ i ；以及區域存儲部14a3，其事先存儲區域R1、R2。圖13表示運算標準偏差的標準偏差運算部14b的結構例。標準偏差運算部14b具備平均值計算部14bl，其基於面板上設定的任意的區域 Rl所包含的像素的檢測強度來計算區域平均值μ R ；區域標準偏差計算部14b2，其基於面板上設定的任意的區域Rl所包含的像素的檢測強度來計算區域標準偏差ο R ；標準偏差計算部14b3，其使用區域平均值μ R、區域標準偏差ο R以及對象像素i的檢測強度xi來計算標準偏差；以及區域存儲部14b4，其事先存儲區域R1、R2。圖14以對本發明的灰度顯示和以往的灰度顯示進行比較的方式示出了像素的檢測強度的分布。圖14的(a)表示本發明的灰度顯示，圖14的(b)表示以往的灰度顯示。此外，在圖14中，在以256灰度來表示像素的檢測強度時，用強度100表示正常值，將強度150 以上的檢測強度表示為缺陷強度。根據圖14的(a)的強度分布，示出了以下的情況對圖14的(b)中被顯示為缺陷強度以下的檢測強度進行校正，顯示為強度150以上的缺陷強度，從而提高了缺陷檢測的檢測靈敏度。產業上的可利用性本發明的灰度設定中使用的正常值的計算處理並不限於液晶陣列檢查裝置，其能夠應用於半導體元件的基板檢查。
權利要求
1.一種液晶陣列檢查裝置的信號處理方法，對液晶基板施加規定電壓的檢查信號來驅動陣列，檢測對上述液晶基板照射電子射線而得到的二次電子，根據上述二次電子的檢測強度來對液晶基板的陣列進行檢查，該方法的特徵在於，包括以下步驟灰度設定步驟，將正常驅動狀態下的像素的檢測強度設為正常值，將非驅動狀態下的像素的檢測強度設為基準值，從而設定像素的檢測強度的灰度；灰度值計算步驟，按照上述灰度來計算與從各像素檢測出的檢測強度相對應的灰度值；以及缺陷判斷步驟，通過將上述灰度值與閾值進行比較來進行缺陷判斷， 其中，上述灰度設定步驟包括計算上述基準值的基準值計算步驟， 上述基準值計算步驟包括以下步驟根據對象像素的檢測強度和該對象像素附近的像素的檢測強度來計算該對象像素的檢測強度的平均值和標準偏差，從而算出每個對象像素的檢測強度的平均值和標準偏差； 將上述標準偏差乘以規定係數後得到的值與上述平均值相加；以及將得到的值設為基準值。
2.根據權利要求1所述的液晶陣列檢查裝置的信號處理方法，其特徵在於， 在上述基準值計算步驟中的上述平均值的計算中，在面板上設定的任意的第一區域中，求出該第一區域所包含的像素的檢測強度的總和值，在對上述區域內的各像素設定的第二區域中，將對上述總和值附加權重後得到的值與該像素的檢測強度相加，用上述相加後得到的相加值除以上述第一區域所包含的像素的個數，求出移動平均值，將上述移動平均值計算為對象像素的平均值。
3.根據權利要求2所述的液晶陣列檢查裝置的信號處理方法，其特徵在於，在計算上述移動平均值時，附加給上述總和值的權重為(m-l)/n，m是第二區域所包含的像素的個數，η是第一區域所包含的像素的個數。
4.根據權利要求1所述的液晶陣列檢查裝置的信號處理方法，其特徵在於， 在上述基準值計算步驟中的上述標準偏差的計算中，在面板上設定的任意的第一區域中，求出該第一區域中的像素的檢測強度的平均值和標準偏差，在對上述第一區域內的各像素設定的第二區域中，對基於上述標準偏差得到的方差值附加權重，算出該像素的檢測強度與上述平均值之差的平方，將上述加權後的方差值與上述差的平方值相加來求出相加值，用該相加值除以上述第一區域所包含的像素的個數，求出移動方差值，將上述移動方差值的平方根計算為對象像素的標準偏差。
5.根據權利要求4所述的液晶陣列檢查裝置的信號處理方法，其特徵在於，在計算上述標準偏差時，上述權重為(m-l)/n，m是第二區域所包含的像素的個數，η是第一區域所包含的像素的個數。
6.一種液晶陣列檢查裝置，對液晶基板施加規定電壓的檢查信號來驅動陣列，檢測對上述液晶基板照射電子射線而得到的二次電子，根據上述二次電子的檢測強度來對液晶基板的陣列進行檢查，該液晶陣列檢查裝置的特徵在於，具備對上述檢測強度進行信號處理的信號處理部， 其中，上述信號處理部具有灰度設定部，其將正常驅動狀態下的像素的檢測強度設為正常值，將非驅動狀態下的像素的檢測強度設為基準值，從而設定像素的檢測強度的灰度；灰度值計算部，其根據上述灰度設定部中設定的灰度來計算與從各像素檢測出的檢測強度相對應的灰度值；以及缺陷判斷部，其通過將上述灰度值與閾值進行比較來進行缺陷判斷， 其中，上述灰度設定部具備計算上述基準值的基準值計算部， 上述基準值計算部具備平均值運算部，其根據對象像素的檢測強度和該對象像素附近的像素的檢測強度來計算該對象像素的檢測強度的平均值；標準偏差運算部，其根據對象像素的檢測強度和該對象像素附近的像素的檢測強度來計算該對象像素的檢測強度的標準偏差；以及基準值運算部，其將上述標準偏差乘以規定係數後得到的值與上述平均值相加，從而算出基準值，該基準值計算部算出每個對象像素的基準值。
7.根據權利要求6所述的液晶陣列檢查裝置，其特徵在於， 上述基準值計算部的平均值運算部具備總和計算部，其在面板上設定的任意的第一區域中，求出該第一區域所包含的像素的檢測強度的總和值；以及移動平均運算部，其在對上述區域內的各像素設定的第二區域中，將對上述總和值附加權重後得到的值與該像素的檢測強度相加，用相加後得到的相加值除以上述第一區域所包含的像素的個數，求出移動平均值，該平均值運算部將上述移動平均值計算為對象像素的平均值。
8.根據權利要求7所述的液晶陣列檢查裝置，其特徵在於，在移動平均運算部中，附加給上述總和值的權重為(m-l)/n，m是第二區域所包含的像素的個數，η是第一區域所包含的像素的個數。
9.根據權利要求6所述的液晶陣列檢查裝置，其特徵在於， 上述基準值計算部的標準偏差運算部具備區域平均值計算部，其在面板上設定的任意的第一區域中，算出該第一區域中的像素的檢測強度的平均值；區域標準偏差計算部，其在面板上設定的任意的第一區域中，算出該第一區域中的像素的檢測強度的標準偏差；以及標準偏差計算部，其在對上述區域內的各像素設定的第二區域中，對基於上述標準偏差得到的方差值附加權重，算出該像素的檢測強度與上述平均值之差的平方，並將上述加權後的方差值與上述差的平方值相加來求出相加值，用該相加值除以上述第一區域所包含的像素的個數來求出移動方差值，從而計算出上述移動方差值的平方根， 該標準偏差運算部將上述計算值輸出為對象像素的標準偏差。
10.根據權利要求9所述的液晶陣列檢查裝置，其特徵在於，在標準偏差計算部中，上述權重為(m-l)/n，m是第二區域所包含的像素的個數，η是第一區域所包含的像素的個數。
全文摘要
本發明算出每個像素的標準偏差來代替整個面板的標準偏差以作為用於計算基準值的標準偏差，並根據該標準偏差來計算各像素的基準值。由此，算出與檢測強度的波動相對應的標準偏差，從而能夠算出與檢測強度所包含的波動導致的變動相對應的基準值。在基準值計算步驟中，根據對象像素的檢測強度和對象像素附近的像素的檢測強度來計算每個對象像素的檢測強度的平均值和標準偏差，將標準偏差乘以規定係數後得到的值與平均值相加，將得到的值設為基準值。由此，在確定灰度的基準值的計算中，算出與檢測強度所包含的波動導致的變動相對應的基準值，由此提高缺陷檢測的檢測靈敏度。
文檔編號G01R31/00GK102272587SQ20098015423
公開日2011年12月7日 申請日期2009年1月9日 優先權日2009年1月9日
發明者永井正道 申請人:株式會社島津製作所