WO2012090435A1 - 寸法測定方法及び寸法測定装置 - Google Patents

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    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1303—Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs

Definitions

  • the present invention relates to a dimension measuring method for measuring a dimension of a large substrate to be measured such as a mother substrate of a liquid crystal display device with high accuracy.
  • the present invention also relates to a dimension measuring apparatus for measuring the dimension of a large substrate to be measured with high accuracy.
  • the liquid crystal display device can be reduced in thickness and has low power consumption, it is widely used as a display for OA devices such as TVs and personal computers, mobile information devices such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistants).
  • OA devices such as TVs and personal computers
  • mobile information devices such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistants).
  • the liquid crystal display device includes a liquid crystal display panel and a backlight unit attached to the back side thereof.
  • a liquid crystal display panel is disposed opposite to a TFT substrate including a switching element such as a thin film transistor (TFT) and a red (R), green (G), and blue (B).
  • the counter substrate includes three color filter layers and a liquid crystal layer formed between the two substrates. And this liquid crystal display device adjusts the transmittance of light incident from the backlight for each pixel by utilizing the fact that the alignment state of the liquid crystal molecules changes by turning on and off the electrode corresponding to the pixel, The transmitted light is transmitted through the colored portion of the color filter layer to perform color display.
  • the TFT provided on the TFT substrate is configured by laminating a gate electrode, a semiconductor film, a source electrode and a drain electrode in a predetermined layout.
  • the TFT substrate is formed on the substrate main body on each signal line including a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor film, each signal line including a source electrode and a drain electrode, an overcoat film, a planarizing film, a pixel electrode, and an alignment film.
  • each signal line including a gate electrode, a gate insulating film, a semiconductor film, each signal line including a source electrode and a drain electrode, an overcoat film, a planarizing film, a pixel electrode, and an alignment film.
  • the metal thin film is generally formed by sputtering in a heated environment.
  • a Cu film 131 having a thickness of about 5000 mm is formed on the entire surface of the substrate at a high temperature of about 170 ° C. Form.
  • the temperature of the Cu film decreases after the Cu film is formed, as shown in FIG. 19B, the Cu contracts and the volume of the Cu film 131 decreases, and the substrate 130 warps with the Cu film forming side inward. Bend in the direction.
  • the substrate 130 is processed in a state in which it is adsorbed to the entire surface, so that the substrate 130 becomes flat again as shown in FIG.
  • the substrate 130 is bent again in a warping direction with the Cu film formation side inside as shown in FIG. 19D.
  • the position of the cross mark 140 is measured by detecting the position of the cross mark 140 provided at the four corners of the substrate (pattern matching correction). ). If a cross-shaped object having a predetermined width is provided as the cross mark 140, for example, as shown in FIG. 20, the positions of the eight sides 140a to 140h constituting the cross shape of the cross mark 140 are detected. Then, the coordinates of the center point of the cross mark 140 are calculated from the coordinates of each side (for example, Patent Document 1).
  • noise such as cable debris in which the cable is half-broken, hillocks (irregularities), and foreign matter generated during sputtering is present in the detection region 141. There is. If this noise becomes a white bright spot and it is erroneously detected that it forms part of the cross mark 140, the position of the cross mark 140 cannot be measured accurately.
  • An object of the present invention is to measure a dimension of a substrate to be measured with high accuracy while suppressing erroneous detection.
  • a feature pattern is detected by image recognition of the substrate to be measured, and the dimension of the substrate to be measured is measured.
  • the pattern on the board to be measured that is specified by multiple lines including the line is set as a feature pattern, and after detecting the feature pattern by acquiring image data using the region containing the feature pattern as the detection region, the detected feature pattern.
  • the step of calculating the dimension of the substrate to be measured from the positional information is provided.
  • the pattern on the measurement substrate specified by a plurality of lines including at least two non-parallel lines is set as a feature pattern and the feature pattern is detected. Even when noise such as a half-cut cable is included, it is possible to suppress erroneous detection of noise as a pattern to be detected, and to increase the accuracy of dimension measurement of the substrate to be measured.
  • the feature pattern to be detected becomes a clearer pattern. It is possible to more efficiently suppress erroneous detection of noise as a detection target pattern.
  • the characteristic pattern of the dimension measuring method of the present invention is one of the cross-shaped marks. Part.
  • the positions of the eight sides constituting the cross shape of the mark are further detected from the position information of the detected feature pattern, and the position information From the above, it is preferable to calculate the dimensions of the substrate to be measured.
  • the detection target is configured by a straight line, and the detection region If there is noise, the noise may be erroneously recognized as a detection target pattern.
  • a pattern specified by a plurality of lines including a straight line extending in one direction and a straight line extending in a direction orthogonal thereto among the cross-shaped marks is detected as a feature pattern. Therefore, even when noise exists in the detection region, it is possible to suppress erroneous detection of noise as a detection target pattern.
  • each of the detection areas for obtaining positional information on the eight sides can be made a narrow area. Since the detection area is narrowed, noise is suppressed from being included in the detection area, and position information on eight sides can be obtained by pattern detection with high accuracy.
  • the dimension measuring method of the present invention may be configured by a part of the storage capacitor wiring provided in the peripheral region of the mother substrate.
  • the dimension measuring method of the present invention is configured by a part of spare wiring for wiring correction provided in a peripheral region of the mother substrate. Also good.
  • the vertical length of the substrate to be measured is 600. This is suitable when the width is ⁇ 2880 mm and the lateral length is 720 to 3130 mm.
  • a dimension measuring apparatus measures a dimension of a substrate to be measured in order to analyze deformation of the substrate to be measured, and includes a plurality of lines including at least two non-parallel lines on the substrate to be measured.
  • a feature pattern storage means for storing the pattern specified in step 1 as a feature pattern
  • an image recognition means for acquiring image data on the surface of the substrate to be measured
  • a feature pattern stored in the feature pattern storage means is detected from the acquired image data. It is characterized by comprising a feature pattern detection means and a dimension calculation means for calculating the dimension of the substrate to be measured from the detected position information of the feature pattern.
  • the feature pattern storage means stores, as a feature pattern, a pattern on the substrate to be measured that is specified by a plurality of lines including at least two non-parallel lines. Even when noise such as a broken cable is included, it is possible to prevent the feature pattern detection unit from erroneously detecting noise as a pattern to be detected, and to measure the dimension of the substrate to be measured with high accuracy. .
  • the dimension measuring method of the present invention since the pattern on the substrate to be measured specified by a plurality of lines including at least two non-parallel lines is set as the feature pattern and this feature pattern is detected, the detection is performed. Even when the area includes noise such as a cable that is partially disconnected, it is possible to suppress erroneous detection of noise as a pattern to be detected, and to increase the accuracy of dimension measurement of the substrate to be measured.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. It is sectional drawing in the area
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. It is sectional drawing in the area
  • It is a schematic plan view which shows a mother board
  • It is the schematic of a dimension measuring apparatus. The flowchart of the dimension measuring method is shown. It is a top view which shows the area
  • FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. It is sectional drawing in the area
  • FIG. 10 is a schematic plan view showing a mother substrate of Modification 5.
  • FIG. 10 is an enlarged plan view showing a main part of spare wiring in a sixth modification. It is a top view which shows the pattern of the secondary detection of the modification 6.
  • FIG. 10 is an enlarged plan view showing a main part of spare wiring according to a modified example 7; FIG.
  • FIG. 10 is an enlarged plan view showing a main part of a storage capacitor wiring according to Modification 8;
  • (A)-(d) is explanatory drawing regarding the deformation
  • the liquid crystal display device 1 includes a liquid crystal display panel 10 and a backlight unit (not shown) that is a lighting device disposed to face the liquid crystal display panel 10.
  • a TFT substrate 11 which is an active matrix substrate and a counter substrate 12 are arranged to face each other.
  • a sealing material 13 is provided in a frame shape at the peripheral portion, whereby the two substrates 11 and 12 are bonded.
  • a liquid crystal layer 14 is provided in a region surrounded by the sealing material 13 between both the substrates 11 and 12.
  • Each of the TFT substrate 11, the counter substrate 12, the sealing material 13, and the liquid crystal layer 14 generally has a known configuration. As shown in FIG.
  • the TFT substrate 11 has a signal line including a gate electrode 22, a signal line including a gate insulating film 23, a semiconductor film 24, a source electrode 25S, and a drain electrode 25D on a substrate body 21.
  • the overcoat film 26, the planarization film 27, the pixel electrode 28, and the alignment film (not shown) are sequentially stacked.
  • the liquid crystal display panel 10 is manufactured by dividing the mother substrate 30, which is a large substrate, into each display area to obtain a liquid crystal display panel size.
  • the mother substrate 30 has a layout in which a plurality of liquid crystal display panels 10 (TFT substrates 11) are arranged.
  • TFT substrates 11 liquid crystal display panels 10
  • the mother substrate 30 is provided with cross-shaped cross marks 40 at the four corners in a region other than the region to be the liquid crystal display panel 10.
  • Each of the cross marks 40 has a width of, for example, about 0.2 mm, and a vertical and horizontal length of about 1 mm.
  • the cross mark 40 is formed of the same metal film as the gate electrode 22 of the TFT substrate 11.
  • Examples of the metal film constituting the cross mark 40 include a laminated film such as a titanium (Ti) film, a molybdenum (Mo) film, a tantalum (Ta) film, and a copper (Cu) film, and an aluminum (Al) film. Can be mentioned.
  • the metal film has a thickness of about 0.2 to 1.0 ⁇ m, for example.
  • a mother substrate as a test sample (TS) is manufactured, and the substrate dimensions are measured by using the mother substrate after the formation of the metal film as the substrate to be measured, and the substrate deformation amount is examined.
  • the substrate is designed including the substrate deformation data of the test sample (TS), and a mother substrate as the primary sample (ES) is manufactured. Also for the primary sample (ES), the substrate dimensions are measured using the mother substrate after forming the metal film as the substrate to be measured, the amount of deformation of the substrate is examined, and it is confirmed that there is no problem. Make it.
  • the substrate to be measured whose dimensions are to be measured is the mother substrate 30 for forming a plurality of TFT substrates 10 as described above.
  • the mother substrate 30 is patterned so that signal lines including the gate electrode 22 have a predetermined layout.
  • the signal line is formed, for example, by sputtering a metal film on the entire surface of the mother substrate, and then applying a resist and patterning.
  • the dimension measuring apparatus 100 includes a stage 110 on which a substrate to be measured is placed, and a microscope unit 120 for recognizing image data on the surface of the substrate to be measured and observing a pattern on the substrate to be measured.
  • Image recognition means a slider 130 for moving the microscope unit 120 (in FIG. 5, an upper-axis air slider 132 and a lower-axis air slider 133 supported by a stone surface plate 131), and a control unit 140.
  • the control unit 140 stores a feature pattern storage unit 141 that stores a predetermined pattern provided on the substrate to be measured as a feature pattern, and the feature pattern stored in the feature pattern storage unit 141 from the image data acquired by the image recognition unit 120.
  • the dimension measuring apparatus 100 may be provided integrally with a photo apparatus or the like for forming a resist pattern on a substrate to be measured.
  • the feature pattern 41 is inputted and stored in the feature pattern storage unit 141 of the dimension measuring apparatus 100.
  • the feature pattern 41 may be a pattern including a part of the cross mark 40 and a pattern specified by a plurality of lines including two non-parallel lines. Examples of the feature pattern 41 include a pattern specified by a vertical side 40b and a horizontal side 40c (a pattern indicated by a region 41 surrounded by a dotted line in FIG. 7) as shown in FIG.
  • step S20 the periphery of the cross mark 40 of the substrate to be measured 30 is photographed using the image recognition unit 120.
  • the feature pattern is detected from the image data on the surface of the substrate to be measured using the feature pattern detection unit 142. A pattern that matches the feature pattern 41 stored in the storage unit 141 is detected. At this time, if the detection is successful in step S40, the process proceeds to the next step S50 to calculate the substrate dimensions.
  • the pattern specified by the vertical side 40b and the horizontal side 40c is set as the feature pattern 41, there is no possibility of erroneous detection of the feature pattern 41 of the cross mark 40 here.
  • the approximate positions of the eight sides 40a to h can be known.
  • step S40 If primary detection is not successful in step S40, the feature pattern 41 is changed in step S60, and the process returns to step S10 to perform primary detection again.
  • step S50 the substrate dimensions are calculated based on the approximate positions of the eight sides 40a to h found from the detection of the feature pattern 41.
  • step S51 secondary detection is performed to check the position coordinates of each of the eight sides 40a to h constituting the cross mark 40.
  • step S52 the center point of the cross mark 40 is used by using the dimension calculation means 143.
  • the position coordinate of O is calculated.
  • FIG. 8 shows a detection pattern 42 for performing secondary detection.
  • Each of the detection patterns 42 is set so as to straddle each of the eight sides 40a to 40h.
  • the area of the detection pattern 42 for detecting the position of each side can be significantly reduced as compared with the prior art.
  • each of the detection patterns 42 has a length in a direction orthogonal to each of the eight sides 40a to 40h, for example, 5 to 20 ⁇ m. Since the area of the detection pattern 42 is small, the probability that noise such as a half-broken cable exists in the area of the detection pattern 42 becomes extremely low. As a result, the eight sides 40a to 40h constituting the cross mark 40 with high accuracy. Can be detected.
  • the position coordinate of the center point O of the cross mark 40 is calculated from the position coordinate data of the eight sides 40a to h constituting the cross mark 40 obtained by the secondary detection.
  • the straight line l connecting the centers of the sides 40a and 40b and the centers of the sides 40e and 40f, the centers of the sides 40c and 40d, and the centers of the sides 40g and 40h are connected. From the intersection of the straight line m, the coordinates of the center point O of the cross mark 40 are obtained.
  • the coordinate axis of the substrate to be measured 30 is determined from the position coordinates of the center point O of each of the cross marks 40 at the four corners.
  • the mother substrate 30 of the TFT substrate is obtained.
  • the region including two sides of the eight sides of the cross mark is set as the feature pattern.
  • the present invention is not limited to this.
  • a region including four sides 40a, 40f, 40g, and 40h out of the eight sides 40a to h may be used as the feature pattern 41.
  • the mark for measuring the dimension of the substrate to be measured is described as a cross shape having a predetermined width, but other shapes may be used.
  • the marks 40 for measuring the substrate dimensions are arranged in four squares arranged in a matrix at intervals and in the central part of the gaps.
  • a pattern including the central cross shape can be used as the feature pattern 41.
  • a mark 40 for measuring a substrate dimension includes a square provided with a notch at one corner, and an L-shaped shape facing the notch.
  • a pattern including a notch and an L-shape can be used as the feature pattern 41.
  • the cross mark is formed of the same metal film as the metal film constituting the gate electrode 22.
  • the cross mark may be made of the same metal film as the metal film.
  • the cross mark 40 is used when dimension measurement is performed after patterning a signal line including the source electrode 25S and the drain electrode 25D.
  • the cross mark made of the same metal film as the metal film constituting the source electrode 25S is, for example, a cross mark rotated by 45 degrees in order to be distinguishable from the cross mark of the gate metal in the steps after the source etching. Provided.
  • the cross marks 40 are described as being provided at the four corners of the substrate to be measured 30, but the cross marks 40 may be provided at regions other than the four corners.
  • a plurality of cross marks 40 may be provided along a region of the mother substrate 30 that does not become the liquid crystal display panel 10 (TFT substrate 11).
  • the mother substrate 30 of the TFT substrate is provided with a wiring such as a spare wiring 50 and a storage capacitor wiring 60 in an area that does not become the liquid crystal display panel 10, and a pattern having a characteristic shape is detected from these wiring patterns. You may measure the dimension of the mother board
  • an area including the correction hole 51 provided in the spare wiring 50 may be used as the feature pattern 52 as shown as a sixth modification in FIG.
  • the approximate position of the four sides 51a to 51d constituting the correction hole 51 can be known by detecting the feature pattern 52. Therefore, based on the position information of the four sides 51a to 51d.
  • a detection pattern 53 is set so as to straddle each of the four sides 51a to 51d, and the position coordinates of the four sides 51a to 51d constituting the correction hole 51 are examined.
  • each of the detection patterns 53 has a length in a direction orthogonal to each of the four sides 51a to 51d, for example, 5 to 20 ⁇ m. Since the area of the detection pattern 53 is small, the probability that noise such as a half-broken cable exists in the region of the detection pattern 53 is extremely low, and as a result, the four sides 51a that configure the correction hole 51 with high accuracy. ⁇ D can be detected.
  • a pattern including ends of a plurality of storage capacitor wirings 60 is used as a feature pattern, as shown as Modification 8 in FIG. Dimensional measurement may be performed using 61.
  • the dimensions of the present invention can be used in the above-described exemplary embodiments and other configurations of Modifications 1 to 8 as long as the pattern is specified by a plurality of lines including two non-parallel lines. It can be used as a feature pattern in the primary detection of measurement.
  • the mother substrate 30 of the TFT substrate 11 of the liquid crystal display panel 10 has been described as an example of the substrate to be measured for measuring dimensions.
  • the mother substrate of the substrate 12, the mother substrate of the substrate constituting the organic EL display device, the plasma display device or the like may be used as the substrate to be measured, and other substrates other than the mother substrate of the display device may be used as the substrate to be measured. .
  • the present invention is useful for a dimension measuring method for measuring a dimension of a substrate to be measured such as a large liquid crystal substrate with high accuracy. Further, the present invention is useful for a dimension measuring apparatus for measuring the dimension of a substrate to be measured such as a large liquid crystal substrate with high accuracy.
  • Liquid crystal display device 11 TFT substrate 30 Mother substrate (substrate to be measured) 40 Cross Mark 41 Feature Pattern 50 Preliminary Wiring 52 Feature Pattern 60 Retention Capacitance Wiring 61 Feature Pattern 100 Dimension Measuring Device

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Abstract

寸法測定方法は、被測定基板（３０）の変形を解析するために被測定基板（３０）の画像認識により特徴パターン（４１）を検出して被測定基板（３０）の寸法を測定するものであって、少なくとも非平行な２本の線を含む複数の線で特定される被測定基板（３０）上のパターンを特徴パターン（４１）として設定し、特徴パターン（４１）を含む領域を検出領域として画像データを取得して特徴パターン（４１）を検出した後、検出した特徴パターン（４１）の位置情報から被測定基板（３０）の寸法を算出する工程を備える。

Description

寸法測定方法及び寸法測定装置
　本発明は、液晶表示装置のマザー基板のような大型の被測定基板の寸法を高精度に測定する寸法測定方法に関する。また、本発明は、大型の被測定基板の寸法を高精度に測定するための寸法測定装置に関する。
　液晶表示装置は、薄型化が可能で低消費電力であるため、テレビ、パーソナルコンピュータ等のＯＡ機器や携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の携帯情報機器のディスプレイとして広く用いられている。
　液晶表示装置は、液晶表示パネルと、その背面側に取り付けられたバックライトユニットとを備えている。液晶表示パネルは、一般に、薄膜トランジスタ（TFT;Thin Film Transistor）等のスイッチング素子を備えたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して配置され、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３色のカラーフィルタ層が形成された対向基板と、両基板間に形成された液晶層と、で構成されている。そして、この液晶表示装置は、画素に応じた電極をＯＮ、ＯＦＦすることで液晶分子の配向状態が変わることを利用して、バックライトから入射する光の透過率を画素毎に調整し、その透過光がカラーフィルタ層の着色部分を透過することでカラー表示を行うようになっている。
　ＴＦＴ基板に設けられたＴＦＴは、ゲート電極、半導体膜、ソース電極及びドレイン電極、が所定のレイアウトで積層されて構成されている。
　ＴＦＴ基板は、基板本体上に、ゲート電極を含む各信号線等、ゲート絶縁膜、半導体膜、ソース電極及びドレイン電極を含む各信号線等、オーバーコート膜、平坦化膜、画素電極、配向膜が順に積層された構成を有する。
　ところで、金属薄膜は、一般に、加熱された環境下でスパッタリングされることによって成膜される。例えば、銅（Ｃｕ）膜１３１でゲート電極を形成する場合、図１９（ａ）に示すように、まず、１７０℃程度の高温で、基板上の全面に５０００Å程度の厚さのＣｕ膜１３１を形成する。Ｃｕ膜形成後、Ｃｕ膜の温度が低下すると、図１９（ｂ）に示すように、Ｃｕが収縮してＣｕ膜１３１の体積が小さくなり、基板１３０がＣｕ膜形成側が内側になって反る方向に撓む。続いて、マスクＭを用いて露光を行うときには、基板１３０はステージに全面吸着された状態で処理されるため、図１９（ｃ）に示すように、基板１３０は再び平坦となる。露光後、再び基板１３０の全面吸着を解除すると、これに伴って、図１９（ｄ）に示すように、基板１３０は再びＣｕ膜形成側が内側になって反る方向に撓んでしまう。
　この撓みにより、基板寸法にズレが生じ、金属薄膜形成後の製造工程における高精細な設計の妨げとなる問題がある。特に、大型基板を扱う場合には、小さな変形率であっても変形量として大きくなるので、この変形量を正確に測定して把握することが重要となる。
　上記説明した基板の撓みによる変形量を調べるために、基板の四隅に設けられた十字形状のマーク１４０の位置を検出して十字マーク１４０の位置を測定することが行われている（パターンマッチング補正）。ここで、十字マーク１４０として、所定幅を有する十字形状の物が設けられている場合、例えば、図２０に示すように、十字マーク１４０の十字形状を構成する８辺１４０ａ～ｈの位置を検出し、各辺の座標から十字マーク１４０の中心点の座標を算出することが行われる（例えば、特許文献１）。
特開２００８－０７６１５７号公報
　十字マーク１４０の十字形状を構成する８辺１４０ａ～ｈを検出する際、検出領域１４１に、ケーブルが半断線したケーブル屑や、ヒロック（凹凸）、スパッタ時に発生する異物等のノイズが存在することがある。このノイズが白い輝点となり、十字マーク１４０の一部を構成していると誤検出された場合には、正確に十字マーク１４０の位置を測定することができなくなる。
　本発明は、誤検出を抑制して高精度に被測定基板の寸法の測定を行うことを目的とする。
　本発明の寸法測定方法は、被測定基板の変形を解析するために被測定基板の画像認識により特徴パターンを検出して被測定基板の寸法を測定するものであって、少なくとも非平行な２本の線を含む複数の線で特定される被測定基板上のパターンを特徴パターンとして設定し、特徴パターンを含む領域を検出領域として画像データを取得して特徴パターンを検出した後、検出した特徴パターンの位置情報から被測定基板の寸法を算出する工程を備えたことを特徴とする。
　上記の寸法測定方法によれば、少なくとも非平行な２本の線を含む複数の線で特定される被測定基板上のパターンを特徴パターンとして設定してこの特徴パターンの検出を行うので、検出領域に半断線したケーブル等のノイズが含まれている場合でも、ノイズを検出対象のパターンとして誤検出してしまうのが抑制され、被測定基板の寸法測定の精度を高めることができる。
　本発明の寸法測定方法において、上記特徴パターンを特定する複数の線が一方向に延びる直線、及びそれに直交する方向に延びる直線を含んでいる場合、検出対象となる特徴パターンがよりはっきりしたパターンとなり、ノイズを検出対象のパターンとして誤検出するのをより効率的に抑制することができる。
　上記被測定基板が矩形形状を有し、被測定基板の四隅に所定幅を有する十字形状のマークが設けられている場合、本発明の寸法測定方法の特徴パターンは、当該十字形状のマークの一部であってもよい。
　この場合、検出した特徴パターンの位置情報から被測定基板の寸法を算出する工程において、検出した特徴パターンの位置情報からさらにマークの十字形状を構成する８辺の位置を検出し、それらの位置情報から上記被測定基板の寸法を算出することが好ましい。
　被測定基板の四隅に設けられた十字形状のマークを検出対象とする場合、マークの十字形状を構成する８辺を直接検出の対象とすると、検出対象が直線で構成されることとなり、検出領域にノイズが存在する場合にはノイズを検出対象のパターンと誤認識してしまう虞がある。しかしながら、この発明の寸法測定方法によれば、十字形状のマークのうち、一方向に延びる直線とそれに直交する方向に延びる直線を含む直線を含む複数の線で特定されるパターンを特徴パターンとして検出するので、検出領域にノイズが存在する場合でも、ノイズを検出対象のパターンとして誤検出してしまうのを抑制することができる。
　また、特徴パターンの位置情報が得られると、その位置情報に基づいてマークの十字形状を構成する８辺のそれぞれのパターンを検出対象として二次的にパターン検出し、当該８辺の位置情報から被測定基板の寸法を求めることができる。この場合には、特徴パターンの位置と十字形状の８辺の相対的な位置関係が既知であることから、特徴パターンの位置情報から８辺のおよその位置を知ることができる。そのため、二次パターン検出において、８辺の位置情報を得るための検出領域のそれぞれを狭い領域とすることができる。検出領域が狭くなることから、検出領域にノイズが含まれるのが抑制され、高精度でパターン検出により８辺の位置情報を得ることができる。
　被測定基板が液晶表示パネルを構成するＴＦＴ基板のマザー基板である場合、本発明の寸法測定方法は、マザー基板の周辺領域に設けられた保持容量配線の一部で構成されていてもよい。
　被測定基板が液晶表示パネルを構成するＴＦＴ基板のマザー基板である場合、本発明の寸法測定方法は、マザー基板の周辺領域に設けられた配線修正用の予備配線の一部で構成されていてもよい。
　被測定基板が大型の基板である場合、基板の撓みによる変形量が大きくなるが、本発明によれば、高精度に基板寸法の測定を行うことができるので、被測定基板の縦長さが６００～２８８０ｍｍ、及び横長さが７２０～３１３０ｍｍである場合に好適である。
　本発明の寸法測定装置は、被測定基板の変形を解析するために該被測定基板の寸法を測定するものであって、被測定基板上の少なくとも非平行な２本の線を含む複数の線で特定されるパターンを特徴パターンとして記憶する特徴パターン記憶手段と、被測定基板表面の画像データを取得する画像認識手段と、取得した画像データから、特徴パターン記憶手段で記憶した特徴パターンを検出する特徴パターン検出手段と、検出した特徴パターンの位置情報から被測定基板の寸法を算出する寸法算出手段と、を備えたことを特徴とする。
　上記の寸法測定装置によれば、特徴パターン記憶手段は、少なくとも非平行な２本の線を含む複数の線で特定される被測定基板上のパターンを特徴パターンとして記憶するので、検出領域に半断線したケーブル等のノイズが含まれている場合でも、特徴パターン検出手段がノイズを検出対象のパターンとして誤検出してしまうのが抑制され、高精度で被測定基板の寸法測定を行うことができる。
　本発明の寸法測定方法によれば、少なくとも非平行な２本の線を含む複数の線で特定される被測定基板上のパターンを特徴パターンとして設定してこの特徴パターンの検出を行うので、検出領域に半断線したケーブル等のノイズが含まれている場合でも、ノイズを検出対象のパターンとして誤検出してしまうのが抑制され、被測定基板の寸法測定の精度を高めることができる。
液晶表示装置の概略平面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図である。 ＴＦＴ基板のＴＦＴを含む領域における断面図である。 マザー基板を示す概略平面図である。 寸法測定装置の概略図である。 寸法測定方法のフローチャートを示す。 十字マーク及び特徴パターンの領域を示す平面図である。 十字マーク及び２次検出のパターンを示す平面図である。 十字マークの中心座標を算出する方法の説明図である。 変形例１にかかる十字マーク及び特徴パターンの領域を示す平面図である。 変形例２にかかる十字マーク及び特徴パターンの領域を示す平面図である。 変形例３にかかる十字マーク及び特徴パターンの領域を示す平面図である。 変形例４にかかる十字マーク及び特徴パターンの領域を示す平面図である。 変形例５のマザー基板を示す概略平面図である。 変形例６について、予備配線の要部を拡大して示す平面図である。 変形例６の２次検出のパターンを示す平面図である。 変形例７の予備配線の要部を拡大して示す平面図である。 変形例８の保持容量配線の要部を拡大して示す平面図である。 （ａ）～（ｄ）は、基板の金属膜成膜に伴う変形に関する説明図である。 従来の寸法測定方法における十字マークの平面図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
　　＜液晶表示装置＞
　本実施形態の測定方法について説明する前に、まず、寸法測定の対象となる液晶表示装置について説明する。
　液晶表示装置１は、液晶表示パネル１０と、液晶表示パネル１０に対向して配置された照明装置であるバックライトユニット（不図示）とを有している。
　液晶表示パネル１０は、図１及び２に示すように、アクティブマトリクス基板であるＴＦＴ基板１１と、対向基板１２とが対向配置されている。両基板１１，１２の間には、周縁部に枠形状にシール材１３が設けられ、これにより両基板１１，１２が接着されている。両基板１１，１２間のシール材１３に囲まれた領域には、液晶層１４が設けられている。ＴＦＴ基板１１、対向基板１２、シール材１３、液晶層１４のそれぞれは、一般に公知の構成を有する。ＴＦＴ基板１１は、図３に示すように、基板本体２１上に、ゲート電極２２を含む各信号線等、ゲート絶縁膜２３、半導体膜２４、ソース電極２５Ｓ及びドレイン電極２５Ｄを含む各信号線等、オーバーコート膜２６、平坦化膜２７、画素電極２８、及び配向膜（不図示）が順に積層された構成を有する。
　液晶表示パネル１０は、大型基板であるマザー基板３０を各表示領域毎に分断して液晶表示パネルサイズにすることにより製造されている。
　マザー基板３０は、図４に示すように、液晶表示パネル１０（ＴＦＴ基板１１）が複数枚敷き詰められるように配置されたレイアウトを有する。例えば、縦長さが２８８０ｍｍ程度及び横長さが３１３０ｍｍ程度のサイズのマザー基板３０であれば、図４に示すように、６０インチ規格の液晶表示パネル１０を８枚敷き詰めて配置することができる。マザー基板３０は、液晶表示パネル１０となる領域以外の領域において、四隅に、十字形状の十字マーク４０が設けられている。この十字マーク４０のそれぞれは、例えば０．２ｍｍ程度の幅を有し、縦横の長さがそれぞれ１ｍｍ程度である。十字マーク４０は、ＴＦＴ基板１１のゲート電極２２と同一の金属膜で形成されている。十字マーク４０を構成する金属膜としては、例えば、チタン（Ｔｉ）膜、モリブデン（Ｍｏ）膜、タンタル（Ｔａ）膜、銅（Ｃｕ）膜等のの積層膜や、アルミニウム（Ａｌ）膜等が挙げられる。金属膜は、例えば厚さが０．２～１．０μｍ程度である。
　マザー基板３０上にゲート電極２２等の金属薄膜を形成する際、加熱に伴う熱膨張伸縮や、金属膜の成膜の応力により、２ｐｐｍ程度の変形が生じる。そのため、この変形量を正確に把握して変形量を考慮した上で、パネルの製造の設計を行う必要がある。そこで、まず初めにテストサンプル（ＴＳ）としてのマザー基板を作製し、金属膜形成後におけるマザー基板を被測定基板として基板寸法の測定を行い、基板変形量を調べる。次に、テストサンプル（ＴＳ）の基板変形量のデータを含めて基板の設計を行い、１次サンプル（ＥＳ）としてのマザー基板を作製する。１次サンプル（ＥＳ）についても、金属膜形成後におけるマザー基板を被測定基板として基板寸法の測定を行い、基板変形量を調べ、問題がないことを確認した後、生産用基板（ＣＳ）の作製を行う。
　　＜寸法測定方法＞
　以下、テストサンプル（ＴＳ）や１次サンプル（ＥＳ）のマザー基板３０を被測定基板としてその寸法を測定する方法について、詳細に説明する。
　　（被測定基板）
　寸法を測定する対象となる被測定基板は、本実施形態においては、上記説明したように、ＴＦＴ基板１０を複数形成するためのマザー基板３０である。マザー基板３０には、ゲート電極２２を含む信号線が所定のレイアウトとなるようにパターン形成されている。なお、この信号線は、例えば、金属膜をマザー基板全面にスパッタリングして成膜した後、レジストを塗布してパターンニングして形成される。
　　（寸法測定装置）
　寸法測定装置１００は、図５に示すように、被測定基板を載置するステージ１１０と、被測定基板表面の画像データを認識して被測定基板上のパターンを観察するための顕微鏡部１２０（画像認識手段）と、顕微鏡部１２０を移動させるためのスライダー１３０（図５では、石定盤１３１により支持された上軸エアースライダー１３２及び下軸エアースライダー１３３）と、制御部１４０と、を有する。制御部１４０は、被測定基板上に設けられた所定のパターンを特徴パターンとして記憶する特徴パターン記憶手段１４１と、画像認識手段１２０によって取得した画像データから特徴パターン記憶手段１４１で記憶した特徴パターンを検出する特徴パターン検出手段１４２と、検出した特徴パターンの位置情報から被測定基板の寸法を算出する寸法算出手段１４３と、を備える。寸法測定装置１００は、被測定基板上にレジストパターンを形成するためのフォト装置等と一体に設けられたものであってもよい。
　　（寸法測定方法）
　次に、図６のフローチャートに沿って、被測定基板の寸法測定方法について説明する。
　　－特徴パターン設定－
　まず、ステップＳ１０において、寸法測定装置１００の特徴パターン記憶手段１４１に対し、特徴パターン４１を入力してこれを記憶させる。特徴パターン４１は、十字マーク４０の一部を含むパターンであって、非平行な２本の線を含む複数の線で特定されるパターンであればよい。かかる特徴パターン４１としては、例えば、図７に示すように、縦の辺４０ｂ及び横の辺４０ｃで特定されるパターン（図７における点線で囲まれた領域４１で示すパターン）が挙げられる。
　　－特徴パターン検出（１次検出）－
　次に、ステップＳ２０において、被測定基板３０の十字マーク４０周辺を画像認識手段１２０を用いて撮影し、ステップＳ３０において、特徴パターン検出手段１４２を用いて、被測定基板表面の画像データから特徴パターン記憶手段１４１に記憶された特徴パターン４１と一致するパターンを検出する。このとき、ステップＳ４０において、検出が成功であれば、次のステップＳ５０へ進んで基板寸法算出を行う。
　特徴パターン４１としては、縦の辺４０ｂ及び横の辺４０ｃで特定されるパターンが設定されているため、ここで十字マーク４０の特徴パターン４１の誤検出が発生する虞はない。ここで、検出された特徴パターン４１と十字マーク４０を構成する８辺４０ａ～ｈとの相対的位置関係から、８辺４０ａ～ｈのおよその位置が分かる。
　なお、ステップＳ４０において、１次検出が成功しなかった場合には、ステップＳ６０において、特徴パターン４１を変更して、ステップＳ１０に戻って再度１次検出を行う。
　　－基板寸法算出－
　続いて、ステップＳ５０において、特徴パターン４１の検出より分かった８辺４０ａ～ｈのおよその位置を元にして、基板寸法を算出する。まず、ステップＳ５１において十字マーク４０を構成する８辺４０ａ～ｈのそれぞれの位置座標を調べるための２次検出を行い、その後、ステップＳ５２において、寸法算出手段１４３を用いて十字マーク４０の中心点Ｏの位置座標を計算する。
　図８は、２次検出を行う検出パターン４２を示す。検出パターン４２のそれぞれは、８辺４０ａ～ｈのそれぞれを跨ぐように設定されている。このとき、１次検出において８辺４０ａ～ｈのそれぞれのおよその位置が分かっているので、各辺の位置を検出するための検出パターン４２の面積を従来よりも大幅に小さくすることができる。具体的には、検出パターン４２のそれぞれは、８辺４０ａ～ｈのそれぞれの辺と直交する方向の長さが、例えば５～２０μｍである。検出パターン４２の面積が小さいことにより、検出パターン４２の領域内に半断線したケーブル等のノイズが存在する確率が極めて低くなり、結果として、高精度に十字マーク４０を構成する８辺４０ａ～ｈを検出することができる。
　次いで、２次検出で得た十字マーク４０を構成する８辺４０ａ～ｈの位置座標のデータより、十字マーク４０の中心点Ｏの位置座標を計算する。図９に示すように、辺４０ａと辺４０ｂの中心、及び辺４０ｅと辺４０ｆの中心を結んだ直線ｌ、並びに、辺４０ｃと辺４０ｄの中心、及び辺４０ｇと辺４０ｈの中心を結んだ直線ｍの交点より、十字マーク４０の中心点Ｏの座標が得られる。
　最後に、四隅の十字マーク４０のそれぞれの中心点Ｏの位置座標から、被測定基板３０の座標軸が決定される。
　以上のようにして、被測定基板３０の寸法が測定されることにより、被測定基板、ここでは、ＴＦＴ基板のマザー基板３０の変形量についてのデータが得られる。
　　（変形例）
　本実施形態では、十字マークの８辺のうち２辺を含む領域を特徴パターンとして設定するとしたが、特にこれに限られない。例えば、図１０に変形例１として示すように、８辺４０ａ～ｈのうちの４辺４０ａ，４０ｆ，４０ｇ，４０ｈを含む領域を特徴パターン４１としてもよい。
　本実施形態では、被測定基板の寸法を測定するためのマークが所定幅を有する十字形状であるとして説明したが、その他の形状であってもよい。例えば、図１１に変形例２として示すように、基板寸法を測定するためのマーク４０が、互いに間隔をあけてマトリクス状に並べられた４つの正方形と、それらの隙間の中央部分に配置された十字形状と、で構成されていてもよく、この場合、中央の十字形状を含むパターンを特徴パターン４１とすることができる。また、図１３に変形例３として示すように、基板寸法を測定するためのマーク４０が、１隅に切り欠き部が設けられた正方形と、その切り欠き部に対向するＬ字型の形状と、で構成されていてもよく、この場合、切り欠き部とＬ字形状とを含むパターンを特徴パターン４１とすることができる。
　本実施形態では、ゲート電極２２を構成する金属膜と同一の金属膜で十字マークが形成されているとして説明したが、例えば、図１３に変形例４として示すように、ソース電極２５Ｓを構成する金属膜と同一の金属膜で十字マークが構成されていてもよい。この十字マーク４０は、ソース電極２５Ｓやドレイン電極２５Ｄを含む信号線をパターン形成した後に寸法測定を行う場合に用いられる。なお、ソース電極２５Ｓを構成する金属膜と同一の金属膜で構成された十字マークは、ソースエッチング以降の工程においてゲートメタルの十字マークと区別可能にするために、例えば４５度回転した十字マークとして設けられる。
　本実施形態では、十字マーク４０が被測定基板３０の四隅に設けられているとして説明したが、十字マーク４０が四隅以外の領域に設けられていてもよい。例えば、図１４に変形例５として示すように、マザー基板３０のうち液晶表示パネル１０（ＴＦＴ基板１１）とならない領域に沿って複数の十字マーク４０が設けられていてもよい。
　また、本実施形態や上記の変形例では、十字マーク４０等を用いて寸法測定を行う方法について説明したが、特にこれに限られない。ＴＦＴ基板のマザー基板３０には、液晶表示パネル１０とはならない領域に、予備配線５０や保持容量配線６０等の配線が設けられており、これらの配線パターンのうち特徴的な形状のパターンを検出対象の特徴パターンとしてマザー基板３０の寸法測定を行ってもよい。
　予備配線５０の一部を検出対象とする場合、図１５に変形例６として示すように、予備配線５０に設けられた修正用の孔５１を含む領域を特徴パターン５２としてもよい。この場合、１次検出において、特徴パターン５２を検出することにより修正用の孔５１を構成する４辺５１ａ～ｄのおよその位置が分かるので、当該４辺５１ａ～ｄの位置情報をもとにして２次検出を行う。２次検出では、図１６に示すように、４辺５１ａ～ｄのそれぞれを跨ぐように検出パターン５３を設定し、修正用の孔５１を構成する４辺５１ａ～ｄの位置座標を調べる。このとき、１次検出において４辺５１ａ～ｄのそれぞれのおよその位置が分かっているので、各辺５１ａ～ｄの位置を検出するための検出パターン５３の面積を従来よりも大幅に小さくすることができる。具体的には、検出パターン５３のそれぞれは、４辺５１ａ～ｄのそれぞれの辺と直交する方向の長さが、例えば５～２０μｍである。検出パターン５３の面積が小さいことにより、検出パターン５３の領域内に半断線したケーブル等のノイズが存在する確率が極めて低くなり、結果として、高精度に修正用の孔５１を構成する４辺５１ａ～ｄを検出することができる。
　予備配線５０の修正用の孔５１を寸法測定に用いる場合、図１７に変形例７として示すように、予備配線の修正用の孔５１を構成する４辺５１ａ～ｄのうち３辺５１ｂ，５１ｃ，５１ｄを含む領域を特徴パターン５３とすることも可能である。
　また、保持容量配線６０の一部を検出対象とする場合、図１８に変形例８として示すように、複数の保持容量配線６０（図１８では、６つ）の端部を含むパターンを特徴パターン６１として用いて寸法測定を行ってもよい。
　また、例示的に説明した上記実施形態や変形例１～８の他の構成であっても、非平行な２本の線を含む複数の線で特定されるパターンであれば、本発明の寸法測定の１次検出における特徴パターンとして用いることが可能である。
　本実施形態及び上記変形例１～８においては、寸法を測定する被測定基板として、液晶表示パネル１０のＴＦＴ基板１１のマザー基板３０について例示的に説明したが、例えば、液晶表示パネル１０の対向基板１２のマザー基板や、有機ＥＬ表示装置、プラズマ表示装置等を構成する基板のマザー基板を被測定基板としてもよく、また、表示装置のマザー基板以外のその他の基板を被測定基板としてもよい。
　本発明は、大型の液晶基板のような被測定基板の寸法を高精度に測定する寸法測定方法について有用である。また、本発明は、大型の液晶基板のような被測定基板の寸法を高精度に測定するための寸法測定装置について有用である。
　　　　　１　　　液晶表示装置
　　　　　１１　　ＴＦＴ基板
　　　　　３０　　マザー基板（被測定基板）
　　　　　４０　　十字マーク
　　　　　４１　　特徴パターン
　　　　　５０　　予備配線
　　　　　５２　　特徴パターン
　　　　　６０　　保持容量配線
　　　　　６１　　特徴パターン
　　　　　１００　寸法測定装置

Claims (8)

  1. 　被測定基板の変形を解析するために被測定基板の画像認識により特徴パターンを検出して該被測定基板の寸法を測定する寸法測定方法であって、
    　少なくとも非平行な２本の線を含む複数の線で特定される上記被測定基板上のパターンを特徴パターンとして設定し、
    　特徴パターンを含む領域を検出領域として画像データを取得して特徴パターンを検出した後、
    　上記検出した特徴パターンの位置情報から上記被測定基板の寸法を算出する
    工程を備えたことを特徴とする寸法測定方法。
  2. 　請求項１に記載された寸法測定方法において、
    　上記非平行な２本の線は、一方向に延びる直線、及びそれに直交する方向に延びる直線であることを特徴とする寸法測定方法。
  3. 　請求項２に記載された寸法測定方法において、
    　上記被測定基板は矩形形状を有し、
    　上記特徴パターンは、上記被測定基板の四隅にそれぞれ設けられ、所定幅を有する十字形状のマークの一部であることを特徴とする寸法測定方法。
  4. 　請求項３に記載された寸法測定方法において、
    　上記検出した特徴パターンの位置情報から上記被測定基板の寸法を算出する工程において、
    　上記検出した特徴パターンの位置情報からさらに上記マークの十字形状を構成する８辺の位置を検出し、それらの位置情報から上記被測定基板の寸法を算出することを特徴とする寸法測定方法。
  5. 　請求項１または２に記載された寸法測定方法において、
    　上記被測定基板は、液晶表示パネルを構成する薄膜トランジスタ基板のマザー基板であって、
    　上記特徴パターンは、被測定基板の周辺領域に設けられた保持容量配線の一部で構成されていることを特徴とする寸法測定方法。
  6. 　請求項１または２に記載された寸法測定方法において、
    　上記被測定基板は、液晶表示パネルを構成する薄膜トランジスタ基板のマザー基板であって、
    　上記特徴パターンは、被測定基板の周辺領域に設けられた配線修正用の予備配線の一部で構成されていることを特徴とする寸法測定方法。
  7. 　請求項１～６のいずれかに記載された寸法測定方法において、
    　上記被測定基板は、縦長さが６００～２８８０ｍｍ、及び横長さが７２０～３１３０ｍｍであることを特徴とする寸法測定方法。
  8. 　被測定基板の変形を解析するために該被測定基板の寸法を測定する寸法測定装置であって、
    　被測定基板上の少なくとも非平行な２本の線を含む複数の線で特定されるパターンを特徴パターンとして記憶する特徴パターン記憶手段と、
    　上記被測定基板表面の画像データを取得する画像認識手段と、
    　上記取得した画像データから、上記特徴パターン記憶手段で記憶した特徴パターンを検出する特徴パターン検出手段と、
    　上記検出した特徴パターンの位置情報から上記被測定基板の寸法を算出する寸法算出手段と、
    を備えたことを特徴とする寸法測定装置。
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