(57)【要約】【課題】線幅測定においてインラインで測定可能な測定技術を提供し、線幅の変化を抑えた高精細カラーフィルターを低コストで供給可能な製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】透明基板上に該透明基板とは異なるＯＤ値を有する規則的な遮光パターンが形成された被測定物における該遮光パターンの線幅を測定する測定装置であって、該被測定物を支持するステージと、該遮光パターンの所定領域を撮像する撮像手段と、該被測定物に対して、該撮像手段と反対側から白色光を照射する照明手段と、該撮像手段で撮像した画像データを画像処理する画像処理手段と、該画像処理手段によって得られたデータから遮光積算量を算出する算出手段と予め測定した遮光パターンの線幅と遮光積算量のデータを格納するデータ格納手段と、該算出手段により算出された遮光積算量と、該データ格納手段に格納された線幅と遮光積算量の関係から前記遮光パターンの線幅を算出する演算手段を備えることを特徴とする線幅測定装置。【選択図】  図１
2011117856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板上に該透明基板とは異なるＯＤ値を有する規則的な遮光パターンが形成された被測定物における該遮光パターンの線幅を測定する測定装置であって、
該被測定物を支持するステージと、
該遮光パターンの所定領域を撮像する撮像手段と、
該被測定物に対して、該撮像手段と反対側から白色光を照射する照明手段と、
該撮像手段で撮像した画像データを画像処理する画像処理手段と、
該画像処理手段によって得られたデータから遮光積算量を算出する算出手段と
予め測定した遮光パターンの線幅と遮光積算量のデータを格納するデータ格納手段と、
該算出手段により算出された遮光積算量と、該データ格納手段に格納された線幅と遮光積算量の関係から前記遮光パターンの線幅を算出する演算手段を備えることを特徴とする線幅測定装置。
【請求項２】
前記撮像手段で撮像した画像データが256階調以上の階調を有することを特徴とする請求項１に記載の線幅測定装置。
【請求項３】
透明基板上に該透明基板とは異なるＯＤ値を有する規則的な遮光パターンが形成された被測定物における該遮光パターンの線幅を測定する線幅測定方法であって、以下の工程を順次行うことを特徴とする線幅測定方法。
（１）予め線幅を測定済みの遮光パターンが形成された被測定物に対して撮像手段と反対側から白色光を照射して所定領域の画像データを作成する工程
（２）該画像データを画像処理して該被測定物の所定領域における遮光パターンの遮光積算量を算出する工程
（３）該予め線幅を測定済みの遮光パターンの線幅と該遮光積算量について検量線を作成する工程
（４）該予め線幅を測定済みの遮光パターンと同一の遮光パターンを有する別の被測定物に対して該撮像手段と反対側から白色光を照射して得られた所定領域の画像データを作成する工程
（５）該画像データを画像処理して該別の被測定物の所定領域における遮光パターンの遮光積算量を算出する工程
（６）該別の被測定物の所定領域における遮光パターンの遮光積算量と該検量線から該別の被測定物における遮光パターンの線幅を決定する工程
【請求項４】
透明基板上に遮光パターンを形成し、該遮光パターンの開口部に赤、緑、青の着色層を形成するカラーフィルター基板の製造方法において、遮光パターンの形成後であって着色層の形成前に請求項３に記載の線幅測定方法によって遮光パターンの線幅を測定することを特徴とするカラーフィルター基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は線幅測定装置及び測定方法、ならびにカラーフィルター基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯端末、特に携帯電話に使用される液晶表示装置は、カメラ機能やテレビ機能の搭載等により、高精細化が進んでいる。具体的にはＱＶＧＡ（３２０×２４０画素）から、ＶＧＡ（６４０×４８０画素）へのシフトが進んでおり、これに伴い、液晶表示装置の部材であるカラーフィルターやＴＦＴ基板の高精細化が進んでいる。
液晶表示装置の構成部品の１つであるカラーフィルターは、ＲＧＢの着色層からなる長方形の窓部と、それを区切るブラックマトリクス（以下ＢＭと略）からなる。このＢＭの線幅は細ければ細いほど、窓部の開口率が増え画面が明るくなるため望ましいが、カラーフィルター加工精度、材料強度から、現状では６μｍ程度の加工が限界である。６４×４８ｍｍの表示画面サイズのカラーフィルターをＢＭ線幅６μｍで製作した場合を考えると、ＱＶＧＡなら窓部の開口率が８８％（１２％がＢＭで遮光）、ＶＧＡなら７７％（２３％がＢＭで遮光）になる。従ってカラーフィルターの開口率は、液晶表示装置の明るさを決定する重要な性能の一つであり、所定の範囲に入っていなければならない。
しかしながら、ＢＭの製造方法はフォトリソ法を使用しているため、現像液濃度の変動にあわせてＢＭの線幅が変動する。現状では現像液濃度は加工枚数により変動するが、この濃度を正確に測定する手段がない。
このため、ＢＭの線幅を抜き取りで測定し、細ければ現像時間を短くし、太ければ現像時間を長くして、ＢＭ線幅を管理幅内におさえこんで生産している。なお、このＢＭ線幅は高精度な測定が必要であるため、振動の多い生産現場ではなく、床を補強した部屋に設置された測長機で測定している。このため、基板の移動、測定で１枚あたり２０分程度を必要としている。
ＢＭ線幅変動が開口率に与える影響は、ＢＭでの遮光率が高いＶＧＡの方が大きいため、ＢＭ線幅の管理幅はＶＧＡの方が狭くなる。このためＶＧＡでは、不良品を出さないため、ＢＭ線幅測定の間隔を短くして生産している。上記のような理由で液晶の高精細化は、製造コストＵＰの要因になっている。
線幅を測定する従来技術として、例えば特開平１０−２８８５０７号公報(特許文献１)、特開２００５−２０１６８３号公報(特許文献２)がある。
特許文献１は、いわゆる測長機と呼ばれる装置の一般的な測定手法に関するもので、細線の線幅を測定するにあたり、反射光学系にて細線を撮像した画像から線エッジ検出を正確に検出、線幅測定する。線エッジ検出には反射率分布から反射率閾値を求め、閾値により検出された位置をエッジ位置として認識、両端エッジ位置座標からエッジ間距離を算出し、線幅を測定する方法である。しかし、上記測定方法では測長機測定同様、エッジ位置を正確に検出するために高画素分解能による測定となり、外乱の影響を極力抑えた装置が必須となるためインラインでの測定は困難であった。
また、特許文献２では、繰返しパターンが配設された基板上の線の線幅を測定するものであり、反射光を基板に照射し、繰返しパターンの開口率により、カメラセンサの受光量は変化する。この開口率別の受光量の変化をパラメータとして、線幅値を算出する。
しかしながら、上記測定方法では繰返しパターン別の濃淡情報から、複数の繰返しパターンを比較することで、線幅値を求める方法のため、同一繰返しパターン内の一条の線幅の線幅値を測定することができない、測定範囲内で線幅にバラツキがあった場合にその平均値しかわからないといった問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２８８５０７号公報
【特許文献２】特開２００５−２０１６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明では、線幅測定においてインラインで測定可能な測定技術を提供し、線幅の変化を抑えた高精細カラーフィルターを低コストで供給可能な製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記目的を達成するため以下の構成を有する。
1．透明基板上に該透明基板とは異なるＯＤ値を有する規則的な遮光パターンが形成された被測定物における該遮光パターンの線幅を測定する測定装置であって、
該被測定物を支持するステージと、
該遮光パターンの所定領域を撮像する撮像手段と、
該被測定物に対して、該撮像手段と反対側から白色光を照射する照明手段と、
該撮像手段で撮像した画像データを画像処理する画像処理手段と、
該画像処理手段によって得られたデータから遮光積算量を算出する算出手段と
予め測定した遮光パターンの線幅と遮光積算量のデータを格納するデータ格納手段と、
該算出手段により算出された遮光積算量と、該データ格納手段に格納された線幅と遮光積算量の関係から前記遮光パターンの線幅を算出する演算手段を備えることを特徴とする線幅測定装置。
２．前記撮像手段で撮像した画像データが256階調以上の階調を有することを特徴とする１項に記載の線幅測定装置。
３．透明基板上に該透明基板とは異なるＯＤ値を有する規則的な遮光パターンが形成された被測定物における該遮光パターンの線幅を測定する線幅測定方法であって、以下の工程を順次行うことを特徴とする線幅測定方法。
（１）予め線幅を測定済みの遮光パターンが形成された被測定物に対して撮像手段と反対側から白色光を照射して所定領域の画像データを作成する工程
（２）該画像データを画像処理して該被測定物の所定領域における遮光パターンの遮光積算量を算出する工程
（３）該予め線幅を測定済みの遮光パターンの線幅と該遮光積算量について検量線を作成する工程
（４）該予め線幅を測定済みの遮光パターンと同一の遮光パターンを有する別の被測定物に対して該撮像手段と反対側から白色光を照射して得られた所定領域の画像データを作成する工程
（５）該画像データを画像処理して該別の被測定物の所定領域における遮光パターンの遮光積算量を算出する工程
（６）該別の被測定物の所定領域における遮光パターンの遮光積算量と該検量線から該別の被測定物における遮光パターンの線幅を決定する工程
４．透明基板上に遮光パターンを形成し、該遮光パターンの開口部に赤、緑、青の着色層を形成するカラーフィルター基板の製造方法において、遮光パターンの形成後であって着色層の形成前に３項に記載の線幅測定方法によって遮光パターンの線幅を測定することを特徴とするカラーフィルター基板の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明ではインラインにて線幅測定を可能とし、線幅の変化を抑えた高精細カラーフィルターを低コストで供給可能な製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】BM線幅測定装置の全体構成を示す図である。
【図２】BM線幅測定装置にて撮像したカラーフィルター画像の1例を示す図である。
【図３】図２の画像をもとに作成したプロファイルを示す図である。
【図４】BM線幅測定の方法手順を示す図である。
【図５】エッジ間距離測定にて線幅測定した結果を示す図である。
【図６】本発明の測定方式にて線幅測定した結果を示す図である。
【図７】プロファイル上でのエッジ部の接線を示す図である。
【図８】実施例1の結果を示す図である。
【図９】実施例１の結果に対し、補正した結果を示す図である。
【図１０】焦点位置からの変化量と線幅誤差の関係を示す図である。
【図１１】焦点位置からの変化量とエッジの接線の傾きの関係を示す図である。
【図１２】エッジの接線の傾きと線幅誤差を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施の形態について説明する。図１に本発明の線幅測定装置の構成図を示す。本発明の線幅測定装置は、被測定物である基板１０１を支持するステージと、ステージの下から光を照射する照明手段１０７と、基板１０１の遮光パターンを撮像する撮像手段１０３と、撮像画像から線幅を測定する測定部１０９から構成されており、測定部１０９の内部には撮像画像のデータから処理する画像処理手段１１０と、画像処理をして得られたデータから遮光積算量を算出する算出手段１１１と、予め測定した遮光パターンの線幅と遮光積算量のデータを格納するデータ格納手段１１２と、該算出手段により算出された遮光積算量と、該データ格納手段に格納された線幅と遮光積算量の関係から前記遮光パターンの線幅を算出する演算手段１１３を有する構成となる。
撮像手段１０３には、図１のカメラ１０４とその下面にはレンズ１０５を有する。また、照明手段１０７には、白色光を照射する図１の光源１０８を有し、ステージ１０２の下側に光源１０８のライトガイドが位置しており、基板１０１の裏側から光が照射される構成となる。
ここで、基板の遮光パターンを撮像するとは、光源１０８で発せられた光は、基板を照射し、さらに基板を透過した光がレンズ１０５を介してカメラ１０４の受光面に受光することを指す。尚、受光面が受光した光は、ディジタル信号に変換され画像データとして取扱われ、さらに画像データでの各画素における階調は少なくとも２５６階調で変換される。
【０００９】
該画像データは図１のカメラケーブル１０６を介して、測定部１０９に送信される。測定部１０９では、送信されてきた画像データに対し、画像処理手段、算出手段、データ格納手段、演算手段の順に処理、計算を行う。測定部１０９の各手段について順番に説明する。
【００１０】
画像処理手段１１０は、該画像データから測定したい一条のＢＭを検出し、プロファイルを生成する処理を行う。ここで、図２に画像処理手段１１０に取り込まれる画像の模式図を示す。図２では２１が窓部、２２がＢＭを表し、２３に示すように１条のＢＭの線の幅を測定する。１条の線の検出には２３の位置を検出することを意味する。
【００１１】
図３は図２の２３に示す一条のＢＭの線の周辺領域を含むプロファイルを生成した結果の一例である。３１がプロファイルデータを示し、３２が測定したい線幅部、３３は閾値を、３４、３５はプロファイルデータの最大濃淡値、最小濃淡値を示している。
【００１２】
次に、画像処理手段１１０にて生成したプロファイルデータ３１は算出手段１１１へと送信される。算出手段１１１では、プロファイルデータからＢＭの遮光積算量を算出する処理を行う。算出までの処理について順を追って説明する。まず最初に、画像処理手段１１０から送信されたプロファイルデータより、線幅となる図３での３２の幅を決定するための閾値３３を計算する。計算には、プロファイルデータの３４、３５の最大・最小の濃淡値から求める。今、閾値３３をLとおくと、最大濃淡値をMax、最小濃淡値をMinとした場合、下記式（１）によって求める。
【００１３】
L  ＝（Max−Min）×P／１００  ＋  Min      （１）
ここでPはMinを０％、Maxを１００％としたときの割合(％)を表す。尚、Pは事前に任意で決定できるパラメータであるが、窓部の濃淡値ばらつきの影響を受けない８０％程度が好ましい。
ここで、遮光積算量とは、BMパターンにて遮光された領域の面積をいう。式（１）によって閾値３３の値が決定することにより、この閾値３３とプロファイルデータ３１が交わる２点間の距離を線幅部３２とする。
次に、測定したい線幅は図２の２３の遮光部であり、図３では、線幅部３２の幅内でのプロファイルデータ３１と閾値３３に囲まれた部分に相当することから、この領域の面積、つまり遮光積算量を求める。
【００１４】
算出手段１１１にて得られた遮光積算量のデータは、次にデータ格納手段１１２に送信される。データ格納手段１１２では、算出手段１１１で算出した遮光積算データが保存されているのに加えて、予め線幅が既知のＢＭを上記までの手順で処理した複数の遮光積算データを用いて遮光積算量と実際の線幅値との検量線を求めて、その検量線の式も保存されている。
【００１５】
次に演算手段１１３は、データ格納手段１１２に格納されていた遮光積算量とＢＭの線幅の関係から検量線を演算し、この検量線に算出手段１１１にて算出された遮光積算量を代入し、測定したＢＭの線幅値を求めるという処理を行う。
なお、遮光積算量とＢＭの線幅の検量線とは、同じ露光マスクで露光した基板に対し、現像時間を変化させ線幅を変えた基板を測定して作成する。これらの線幅を変えた基板を同一の遮光パターンという。
【００１６】
次に本発明の線幅測定装置での測定方法について説明する。図４は、測定フローを表したものであり、これに沿って説明する。最初に、測定する基板を図１のステージ１０２に置き、カメラ１０４にて撮像する。撮像には、光源１０８からの光が基板の下側から照射する状態で撮像(Ｓ４０１)する。撮像後、取り込んだ画像データは、画像処理手段１１０の中で、線幅を測定したいＢＭの位置検出する(Ｓ４０２)。検出された後、その領域のプロファイルを生成する(Ｓ４０３)。このプロファイルデータは算出手段１１１に送信され、遮光積算量が算出される（Ｓ４０４）。遮光積算量が得られると、その測定基板が予め線幅が既知であるかを判定する（Ｓ４０５）。判定は既知であるか外部から入力され、既知の場合は線幅値も外部入力される（Ｓ４０６）。これにより、測定によって得られた遮光積算量と、外部入力による線幅値のデータはデータ格納手段１１２の中にデータ保存される(Ｓ４０８)。保存された遮光積算量、及び線幅値のデータが複数保存されている場合、それらの関係から検量線の式を求める(Ｓ４０７)。算出された検量線の式も同様にデータ格納部に保存される。
【００１７】
次に実際に線幅値を測定したい基板を改めて図１の装置にて測定する。測定は前記同様の手順にて、撮像(Ｓ４０１)、線検出(Ｓ４０２)、プロファイル生成(Ｓ４０３)、遮光積算量算出(Ｓ４０４)が行われる。その後、線幅値の既知であるかの判定では、未知であるため、データ格納部に保存されていた検量線の式用いて、検量線の式に、先ほど測定で求めた遮光積算量を代入する(Ｓ４０９)。これにより、実際の線幅値が決定され(Ｓ４１０)、結果が出力される(Ｓ４１１)。
ここで、本発明の各手段における最良の形態について説明する。本発明では、液晶カラーフィルターのBMの線幅測定に関するものであり、前記BMとは格子状やストライプパターン等をさす。また、前記基板のＢＭ部と素ガラス部のＯＤ値の差は３．０以上であることが好ましい。
カメラ１０４は画像を画像データに変換するため、ＣＣＤなどの光電子変換素子を用いたものが好ましい。ＣＣＤ素子は画素が２次元に配列されたものであっても、ラインセンサカメラで１次元に配列されたものであってもよい。また、濃淡情報を用いて画像処理するため、カメラ１０４は受光感度の良いＣＣＤ素子の大きなものが好ましく、尚且つ階調は２５６階調以上のものがより好ましい。さらに、レンズ１０５は基板が上下した際に倍率変化が少ないテレセントリックのレンズを搭載したものがより好ましい。
光源１０８に具備されたライトガイドは平行光で照射するものが好ましく、且つ光軸はカメラ１０４の受光面に対して垂直になるように配置するのが好ましい。ライトガイドは光軸上にステージ１０２の部位(コロ、シャフト等)がない位置に配置するのが好ましい。
【００１８】
ステージ１０２はコロ搬送系ステージを用いているが、コロ搬送系に限らず平面ステージを用いても良い。
ここで代表的な従来技術であるエッジ間距離測定と本発明の違いについて説明する。
エッジ間距離測定では、撮像画像から測定したいBM部周辺領域のプロファイルを作成し、プロファイルの濃淡情報から、隣接画素との差分をとり、その中での絶対値が最大となる位置2点をエッジ位置として認識、このエッジ間の距離を測定することで線幅を算出する。上記プロファイルの一例を図５に示す。図５は横軸に画像座標位置、縦軸に濃淡値を表す。図中の実線はレンズの焦点が合っている場合と、点線がレンズの焦点にズレが生じている場合のプロファイルを示しており、さらに各プロファイル上にあるプロットした点（丸、及び四角）は、それぞれのエッジ位置を表している。線幅はエッジ間距離で求めることから、結果はレンズの焦点が合っている場合の線幅とズレが生じている場合の線幅はそれぞれ、５１及び５２となる。線幅５１と５２は等しくなく、焦点のズレが線幅の誤差に直結する。
一方、本発明ではBM部の遮光量を測定し、線幅を算出する。図６は図５同様のプロファイルであり、斜線領域６３、及び点斜線領域６４が夫々レンズの焦点が合っている場合のBM遮光積算量、ズレが生じている場合のBM遮光積算量を表している。このBM遮光積算量６３、及び６４をみると等しい。従って、レンズの焦点にズレが生じていてもBM遮光量は等しいため、線幅の誤差はほとんどない。これは基板を照射する光は、素ガラス部は透過、BM部は遮光するという性質を持ち、特に透過、及び遮光する光の量は、ワークである基板や、レンズの距離等で焦点にズレが生じても、変化することはなく一定であるためである。
以上のことから、本発明では、測定時に基板が上下方向に変化しても、安定して精度良く測定できる。
【００１９】
さらに本発明の測定方式による精度を向上させるために、事前に求めた補正式を用いて測定で得られた線幅値を補正することが好ましい。本発明では従来技術であるエッジ間距離測定に比べて、焦点距離の変化にも安定して測定することができるが、補正をすることにより、大幅な焦点距離の変化にも対しても測定誤差をより小さく抑えることができる。
補正には次の方法で行う。まず焦点位置の変化量を、測定したＢＭのプロファイルでのエッジ部の接線の傾きから推測する。その後、予め求めておいた焦点位置の変化量における線幅補正量の関係式に、先ほど推測した焦点位置の変化量を代入することで補正量が求まる。この補正量を測定した線幅値に加算することで補正でき、大幅な焦点距離の変化にも影響が少なく安定した測定値を得ることができる。尚、エッジ部の接線の傾きとは、ＢＭ部のプロファイルにおいてエッジ部の変曲点となる点での接線の傾きのことをいう。図７に示すのはＢＭプロファイルであり、７１がＢＭプロファイル、７２がＢＭのエッジ部を表す。このＢＭプロファイル７１上での直線７３がエッジ部７２の変曲点での接線に該当し、傾きを求めることとなる。
本発明では液晶カラーフィルターに関する線幅測定装置であるが、液晶カラーフィルターにとどまらず、TFT基板やPDP(プラズマディスプレイパネル)背面基板にも適用可能である。
【実施例】
【００２０】
実施例１
以下、本発明を実施例により説明する。なお、本発明は実施例に限定されるものではない。本実施例１では、基板の位置を変化させたときの従来技術であるエッジ間距離測定と本発明の遮光積算量による測定方法でＢＭ線幅測定値の変化について評価した。
カメラ１０４、竹中システム機器株式会社製  FC1600FCLに、レンズ１０５、株式会社モリテックス製テレセントリックレンズ  MML6-HR110を装着し、カメラ１０４は、Ｚ軸精密ステージ  シグマ光機社製  SGSP26-200に装着させる。BMパターン加工後の基板１０１をステージ  シグマ光機社製  Σ306-02に置き、ステージの下から平行光を照射する光源１０８  株式会社モリテックス製  HVF-D100Vにはライトガイド、株式会社モリテックス製  MSG8-1100Sが具備されている。光源１０８からの光軸が基板１０１面上、及びカメラ１０４の受光面に対して垂直になるように設置する。カメラ１０４で撮像後の画像はパソコンDELL   にキャプチャーボード  MIL  METEO IIにより取込み、画像処理ソフト  MIL  INSPECTER８．０を用いて、エッジ間測定方式と、本発明の遮光積算量測定方式とで画像処理して線幅を測定した。
本実施例１ではBM線幅値が６．２３μmとなるサンプルを用いて、基板面を被写界深度内でピントが合っている高さ位置を０とし、２００μm離れた位置まで焦点位置から距離を変化させて画像を撮像した。尚、実施例に使用したレンズ１０５、株式会社モリテックス製テレセントリックレンズ  MML6-HR110の被写界深度は８８μmとされ、実施例では被写界深度内外にまたがって基板面の位置を移動させて測定した。
本実施例１の結果を図８に示す。図８は横軸に基板面の位置変化量を、縦軸に線幅値(長さ)を示している。丸いプロットに点線で描かれているのがエッジ間測定方式、菱形のプロットに実線で描かれているのが本発明の測定方式を表している。結果をみると、焦点位置から５０μm変化した位置での測定ではとエッジ間測定方式では６．９２μm、さらには焦点位置から２００μm変化した場合には、線幅が１１．８μmと実際の線幅値より倍近い太さになることがわかる。一方、本発明測定方式では、焦点位置が変化しても線幅値の変化量は小さく、焦点位置からの距離が２００μm変化しても、線幅値は６．００μmとなり、線幅値の変位量は０．２μmなった。
また、基板位置が焦点位置から離れ、レンズの被写界深度を外れた位置での場合、測定誤差が大きくなる可能性がある。この誤差を小さくするため補正式を用いて、線幅測定値を補正した。補正式は基板位置変化量とBMエッジ部の接線の傾きの関係から予め求めておき、測定した線幅値を補正した。
図９は、図８で本発明で測定した線幅値に補正量を加えた結果である。図中の菱形プロットに実線の結果が補正前の線幅値であり、四角プロットに点線の結果が補正後の線幅値となる。結果をみると、補正後の線幅値は、基板位置が２００μm変化した場合でも、線幅値は６．２２μmとなり、線幅値の変位量は０．０１μmまでおさえることができた。
ここで補正式の求め方について説明する。事前に測定して線幅が既知のサンプルにおいて、焦点位置からの変化量における線幅補正量の関係を求める。結果の一例を図１０に示す。図１０は横軸が焦点位置からの変化量を、縦軸が線幅誤差を示している。このグラフより、線幅の誤差は、焦点位置からの変化量が大きいほど、つまりピントのぼけ具合が大きいほど、誤差は大きくなる傾向にあることがわかる。また、図１０に対応する各撮像画像でのBMプロファイルのエッジの接線の傾きも求めた。求めた結果と焦点位置からの変化量の関係を示したのが図１１となる。図１１は横軸が焦点位置からの変化量を、縦軸がエッジの傾きを示している。これをみると、焦点位置からの変化量が大きいと、接線の傾きは小さくなる傾向にあることがわかる。これは、ピントのぼけたことによりエッジがなまり、接線の傾きが小さくなるためである。次にこれら図１０、及び１１の関係から、エッジの接線の傾きと線幅誤差の関係を求めた。図１２に結果を示す。図１２は、横軸がエッジの接線の傾きを、縦軸が線幅誤差を示している。このグラフをみると、エッジの接線の傾きが小さくなる(ピントがぼけてくる)と線幅誤差は大きくなる傾向になり、その誤差は対数関数的に変化していくことがわかる。この図１２の関係から補正式を求め、エッジの接線の傾きから補正量を算出し、線幅測定値に補正量を加算することで補正でき、より安定した測定値を得ることができる。
本発明に関する実施例１で使用した基板は、ＢＭの幅が６．２３μｍ、窓部のピッチ幅が４９．０μｍの繰り返しパターンの基板である。また、実施例１にて測定の所要時間は１箇所辺り１８秒となった。
比較例１
実施例１と同サンプルを用いて、従来技術の測定方法である測長機にて測定を実施した。測長機  株式会社ソキア・トプコン社製  ＳＩＭＣ−IIを使用し、実施例と同様の基板、つまりBM線幅値が６．２３μmとなる基板を用いて、測長機の顕微鏡接眼レンズ２０倍、対物レンズ５０倍にし、基板のオフセット、及びオートフォーカスをかけた後、１条のＢＭの両端エッジを検出し、そのエッジ間距離を測定した。
測長機による測定にかかる所要時間は1箇所辺り１２０秒程度となった。実施例１と比較例１を対比すると、実施例１の測定所要時間１８秒と、大幅に所要時間短縮になっていることがわかる。
さらに、本発明での線幅測定装置は生産ライン上に設置可能なため、BMの線幅を測定し、結果により現像工程の現像時間の設定を変更する必要がある場合、測定後から設定時間変更までの所要時間は、３０秒程度となる。しかしながら、測長機にて測定後、現像時間の設定変更に要する時間は、測長機はオフラインに設置されていることから移動に時間がかかり、３００秒はかかってしまう。以上のことから本発明の線幅測定装置では、移動にかかる所要時間が１０分の１にまで削減され、現像時間の設定変更にまでにかかる時間が短縮できる。ゆえに、ＢＭの線幅の変化を抑えた高精細カラーフィルターを低コストで供給することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００２１】
本発明は、液晶表示装置等に用いられる基板に形成された遮光パターンの線幅を測定するのに利用できる。
【符号の説明】
【００２２】
101  基板
102  ステージ
103  撮像手段
104  カメラ
105  レンズ
106  カメラケーブル
・  照明手段
・  光源
109  測定部 
110  画像処理手段
111  算出手段
・  データ格納手段
113  演算手段
21  窓部
22,  71  ＢＭ 部
23,  32  ＢＭ線幅領域
31  プロファイルデータ 
33,  61,  62  閾値
34  最大濃淡値
35  最小濃淡値
51,  52  線幅測定値
63,  64  遮光積算量
72  エッジ部
73  エッジ部の変曲点上の接線
S401〜S411  ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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