JPH0579825A - シヤドーマスクのパターン検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シャドーマスクに設けられた貫通孔の形状の
不良態様を把握する。 【構成】 読取装置３は、シャドーマスクの一方の主面
のイメージＲＩＳＯと、反対側の主面のイメージＴＩＳ
Ｏとを得る。それぞれのイメージから２値化信号ＲＩ
Ｓ，ＴＩＳを得て、これらの排他的論理和をとることに
よって合成された貫通孔イメージについての信号ＷＩＳ
を得る。信号ＷＩＳに対してＤＲＣ回路９１、比較検査
回路９２がそれぞれ検査を行なう。あるいはＣＲＴ１０
０に信号ＷＩＳのイメージを表示させて目視による検査
を行う。 【効果】 シャドーマスク両側の主面の貫通孔の形状か
ら、貫通孔の欠け、突起等を判別できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はシャドーマスクのパタ
ーン、即ちシャドーマスクに設けられた貫通孔の位置、
形状を検査する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】シャドーマスクには多数の貫通孔が設け
られ、これらの位置、形状は所定の規則に従っている。
これらの貫通孔の位置、形状、即ちシャドーマスクのパ
ターンを検査するには、従来から目視による検査が行わ
れてきた。

【０００３】一般にシャドーマスクの貫通孔の形成、即
ち穴開けは、シャドーマスクの一方の面からエッチング
によって行われるため、貫通孔の形状は円錐台状にな
る。これを図１６で説明すると、シャドーマスク１０の
一方の主面１０ａ側からエッチングを行って貫通孔２０
を形成した場合に、一方の主面１０ａにおける貫通孔２
０の形状２０ａと、シャドーマスク１０の他方の主面１
０ｂにおける形状２０ｂとは異なる。一般には形状２０
ａの方が形状２０ｂよりも大きい。

【０００４】このように形成される貫通孔の不良状態は
図１７乃至図１９に示すように分類することができる。
図１７はエッチングを行った側の主面１０ａにおける貫
通孔の形状を示したものである。形状２０ａは良好な貫
通孔が呈する形状である。形状２１ａ〜２４ａはそれぞ
れ順に、欠け、突起、小サイズ、大サイズと呼ばれる不
良である。形状２５ａは、破線で示す正常な位置からの
偏心を呈す。

【０００５】図１８は、形状２１ａ（欠け）について示
したものである。良好な貫通孔の形状２０ａに加えて、
欠け部分Ｖの存在により不良となっている。図１９は、
シャドーマスク１０の他方の主面１０ｂにおける貫通孔
の形状を示したものである。形状２０ｂは、良好な貫通
孔が呈する形状である。形状２１ｂ〜２４ｂはそれぞれ
順に、欠け、突起、小サイズ、大サイズと呼ばれる不良
である。形状２５ｂは、破線で示す正常な位置からの偏
心を呈す。

【０００６】また、図２０に示すようにシャドーマスク
１０の両面１０ａ，１０ｂからエッチングを行った場合
も上述と同様の不良を生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし通常、貫通孔の
寸法は１００〜１５０μｍと小さく、シャドーマスクの
パターンを直接に目視するだけでは、検査速度が遅いと
ともにシャドーマスクのパターンの不良態様を的確に把
握することが困難であった。

【０００８】この発明は上記問題点を解決するためにな
されたもので、シャドーマスクに形成された貫通孔の不
良態様を速く的確に把握することができるシャドーマス
クのパターン検査方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明は、第１及び第
２の主面を有し、両主面間に貫通孔を有するシャドーマ
スクのパターン検査方法であって、（ａ）第１の主面に
おけるシャドーマスクのパターンを光学的に読みとって
第１のイメージを得て、（ｂ）第２の主面におけるシャ
ドーマスクのパターンを光学的に読みとって第２のイメ
ージを得る。そして、（ｃ）第１のイメージと第２のイ
メージとを合成することにより、貫通孔の第１及び第２
の主面における形状を示す第３のイメージを得て、
（ｄ）第３のイメージに対して検査を行う。

【００１０】望ましくは、（ａ）は、（ａ−１）第１の
主面側から照射され、第１の主面によって反射される第
１の光の強度を測定する工程を備え、また（ｂ）は、
（ｂ−１）第２の主面側から照射され、貫通孔を通過す
る第２の光の強度を測定する工程を備える。

【００１１】

【作用】この発明において得られる第３のイメージは概
ね円環状を呈し、第３のイメージの形状等を測定するこ
とにより、シャドーマスクのパターンを検査する。

【００１２】

【実施例】Ａ． 検査方法の原理 発明の具体的な実施例を説明する前に、この発明の検査
方法の原理について説明する。

【００１３】まずシャドーマスク１０の一方の主面１０
ａにおける貫通孔の形状を光学的に読みとって第１のイ
メージとする。つまり図１７に示したようなイメージを
得る。次にシャドーマスク１０の他方の主面１０ｂにお
ける貫通孔の形状を光学的に読みとって第２のイメージ
とする。つまり図１９に示したようなイメージを得る。

【００１４】これら第１のイメージと第２のイメージと
を位置関係の整合をとって合成する。この合成により、
図１４乃至図１５に示すような、概ね円環状を呈する第
３のイメージが得られる。

【００１５】図１４は主面１０ｂでの貫通孔の形状が正
常な場合に、図１７に示したような、主面１０ａでの貫
通孔の形状が第１のイメージとして得られた場合を示
す。正常な形状２０ａが作る第３のイメージは均等な円
環を呈するのに対し、他の形状２１ａ〜２５ａが作る第
３のイメージはその円環の幅が細かったり太かったりし
ている。従って、第３のイメージにおける円環状の領域
（以下「リング」という）の幅を測定すれば、貫通孔の
不良態様を把握することができる。

【００１６】図１５は主面１０ａでの貫通孔の形状が正
常な場合に、図１９に示したような、主面１０ｂでの貫
通孔の形状が第２のイメージとして得られた場合を示
す。図１４と同様、リングの幅を測定すれば、貫通孔の
不良態様を把握することができる。

【００１７】Ｂ． 具体的方法 図１にこの発明の検査方法を適用するためのシャドーマ
スクのパターン検査装置のブロック図を示す。ステージ
１１はシャドーマスク１０を載置し、ステージ駆動系５
によってＸ方向及びＹ方向に移動する。この移動は同期
制御部６１によって制御される。シャドーマスク１０の
第１及び第２のイメージは第１の光Ｌ１，第２の光Ｌ２
によってそれぞれ読取装置３に読みとられる。

【００１８】図２は読取装置３の既略図である。ここで
は第１の光Ｌ１として、光源３１から照射され、ハーフ
ミラー３３を経てシャドーマスク１０で反射され、レン
ズ３５へ向かう光（波長λ１）を用いている。また、第
２の光Ｌ２として、光源３２から照射され、シャドーマ
スク１０の貫通孔２０を主面１０ｂ側から主面１０ａ側
へと通過し、ハーフミラー３３を経てレンズ３５へ向か
う光（波長λ２）を用いている。第２の光Ｌ２をシャド
ーマスク１０に照射するため、テーブル１１は波長λ２
の光を透過させるように、ガラス等でできている。

【００１９】第１の光Ｌ１及び第２の光Ｌ２の波長は互
いに異なるため、波長分離ミラー３４によってこれらの
光は分離され、それぞれ受光素子３６，３７で電気信号
ＲＩＳＯ，ＴＩＳＯに変換される。受光素子３６，３７
はＣＣＤ列のようなリニアセンサから成っており、シャ
ドーマスク１０の全体を検査するためにステージ１１が
シャドーマスク１０を移動させる。但し受光素子はＩＴ
Ｖのようなエリアセンサでも、本発明の効果を妨げるも
のではない。あるいはまた、第１の光Ｌ１と第２の光Ｌ
２を異なるレンズ系によって処理することも可能であ
る。

【００２０】図１に戻って、読取装置３から得られた信
号ＲＩＳＯ，ＴＩＳＯはそれぞれ２値化回路４１，４２
へと入力される。図３に２値化回路４１の概略を示す。
信号ＲＩＳＯは一端アナログバッファアンプ４３を経由
し、Ａ／Ｄコンバータ４４にて８ビットのディジタル信
号に変換され、コンパレータ４５に入力する。一方、後
述するＭＰＵ７から与えられた８ビットのスレッシュホ
ールドＴＨも一旦レジスタ４６を経由してコンパレータ
４５に入力する。このスレッシュホールドＴＨを用いて
コンパレータ４５は信号ＲＩＳＯを２値化した１ビット
の信号ＲＩＳを出力する。この２値化の様子を図で概説
すると、図４（ａ）で示される信号ＲＩＳＯの値ＲＡは
スレッシュホールドＴＨによって図４（ｂ）の信号ＲＩ
Ｓへと２値化される。

【００２１】２値化回路４２も同様にして、信号ＴＩＳ
Ｏを２値化した信号ＴＩＳを出力する。信号ＲＩＳ、Ｔ
ＩＳはそれぞれ図１７、図１９に示したような、シャド
ーマスク１０の主面１０ａ，１０ｂのイメージ（第１，
第２のイメージ）についての情報を有している。

【００２２】再び図１に戻って、信号ＲＩＳ、ＴＩＳは
いずれも位置合わせ回路８１に入力され、互いの位置が
整合される。

【００２３】位置合わせ回路８１は例えば図５に示すよ
うに構成される。読取装置３において第１のイメージと
第２のイメージについて、ずれが生じており、かつその
ずれ量が予め既知である場合には、後述するＭＰＵ７か
らセレクタ信号ＳＥＬが同期制御部６１を介して与えら
れる。信号ＲＩＳ（又は信号ＴＩＳ）はこのセレクタ信
号ＳＥＬに基づき、ラインバッファメモリ８３，Ｄ−フ
リップフロップ８４，レジスタ８５，Ｘセレクタ８６，
Ｙセレクタ８７によって遅延信号ＤＬとなって出力され
る。このような位置合わせは、第１の光Ｌ１と第２の光
Ｌ２を処理するレンズ系が異なる場合に特に有用であ
る。

【００２４】図１に戻って、位置の整合がなされた信号
ＲＩＳ、ＴＩＳは重ね合わせ回路８２に入力される。こ
れは図１において模式的にＥＸ−ＯＲの記号で示される
ように、第１のイメージと第２のイメージの排他的論理
和をとることにより、図１４及び図１５に示したような
リングを有する第３のイメージを得るのである。この第
３のイメージについての情報を有する信号ＷＩＳは、Ｄ
ＲＣ回路９１、比較検査回路９２、画像メモリ９３に送
られる。

【００２５】ＤＲＣ回路９１、比較検査回路９２、画像
メモリ９３は機能制御部６２によって制御され、第３の
イメージに対して所定の検査等を行なう。ＤＲＣ回路９
１、比較検査回路９２のそれぞれの働きについては、後
で説明する。画像メモリ９３は信号ＷＩＳを記憶し、必
要に応じて取り出せるようにする。例えば第３のイメー
ジに対して目視により検査を行う場合には、信号ＷＩＳ
をバスライン２００，ＭＰＵ７に送り、ＣＲＴ１００に
第３のイメージを映像として出力する。

【００２６】ＭＰＵ７はバスライン２００を介するなど
して同期制御部６１、機能制御部６２、２値化回路４
１，４２へ必要な信号を伝送する。

【００２７】Ｃ．ＤＲＣ回路による検査 信号ＷＩＳが表す第３のイメージをＤＲＣ回路９１にお
いて検査する方法について説明する。

【００２８】図６は、貫通孔がシャドーマスク１０の主
面１０ａにおいて呈する形状が正常であり、主面１０ｂ
において呈する形状が「突起」である場合のリングＷを
示したものである。ＤＲＣ回路９１ではこのようなリン
グＷに対して測長オペレータＯＰを作用させる。オペレ
ータＯＰにおいてハッチングを施した部分は、オペレー
タＯＰとリングＷが重なった部分を示している。今、オ
ペレータＯＰの中心はリングＷの内側の形状２２ｂで囲
まれる領域の内部にあり、右上に伸びた腕とリングＷと
の重なり部分が他の腕の重なり部分よりも長くなってい
る。少なくとも３本の腕の内径測定値が等しいとき、す
なわちオペレータＯＰの中心がリングＷの中心にあると
き、リングＷが正常であれば一方向に伸びた腕の内径測
定値のみが小さいということはない。よってこのような
場合には、リングＷに幅の太い部分が存在するという不
良態様を検出することができる。

【００２９】また、測定値が等しい腕が複数本あったと
しても、その測定値が所定の許容範囲外であれば、これ
も欠陥と判定することができる。

【００３０】しかも、リングＷに幅の太い部分が存在す
る場合であっても、図６に示されるような主面１０ｂに
おける突起は、図８に示されるような主面１０ａにおけ
る欠けと区別することができる。

【００３１】逆に、リングＷの幅の細りは、図７のよう
にオペレータＯＰを作用させることによって検出でき
る。この場合は少なくとも３本の腕の長さ（内径測定
値）が等しいとき、他の少なくとも１つの腕の内径測定
値が所定の値よりも大きいことから不良態様が把握でき
る。

【００３２】図８においてはリングＷの内側の形状２０
ｂは正常である為、図６に示されたような不良態様でな
いことがわかる。しかし、オペレータＯＰが図８に示さ
れるような位置に作用した場合、腕の長さ（測定値）の
最小値が、所定の値よりも大きいことにより、リングＷ
の幅の太りを検出することができる。

【００３３】図９の場合は、少なくとも３本の腕の外径
測定値が等しいとき、すなわち、オペレータＯＰの中心
がリングＷの中心位置にあるとき、他の少なくとも１つ
の腕の外径測定値が所定の値よりも小さいと欠陥と判定
する。

【００３４】上記のようなオペレータＯＰによる検査の
ため、ＤＲＣ回路９１は図１０に示される構成を備えて
いる。信号ＷＩＳはラインバッファメモリ９１０によっ
て２次元的に展開され、画素Ｐijから成るマトリックス
Ｍ１を形成する。ここではｉ＝０〜６，ｊ＝０〜６であ
る７×７マトリクスを示しているがこれに限定されるも
のではない。画素Ｐijは画素計測部９１１へ送られ、オ
ペレータＯＰの処理がなされる。この実施例では図６乃
至図９に示したように８方向に伸びた腕の測長を行な
う。測長結果は欠陥判定部９１２へ送られ、先に述べた
ようなリングＷの不良態様を検出する。

【００３５】図１１に画素計測部９１１の構成を示す。
８方向に伸びる腕に対応して、８つのプライオリティエ
ンコーダ９１３ａ〜ｈが備えられている。

【００３６】例えばプライオリティエンコーダ９１３ａ
は図１０に示したマトリクスＭ１の画素Ｐ30，Ｐ31，Ｐ
32，Ｐ33について調べる。つまりオペレータＯＰの上方
に伸びる腕の長さＵを測定する。同様にしてプライオリ
ティエンコーダ９１３ｂ〜ｈは、それぞれ順に、左方に
伸びる腕の長さＬ、右方に伸びる腕の長さＲ、下方に伸
びる腕の長さＤ、左上方に伸びる腕の長さＵＬ、右上方
に伸びる腕の長さＵＲ、左下方に伸びる腕の長さＤＬ、
右下方に伸びる腕の長さＤＲ、を測定する。

【００３７】これらの腕の長さは欠陥判定部９１２へ送
られる。欠陥判定部９１２は図１２に示すような判定メ
モリー９１４を備えており、判定の結果は欠け信号Ｖ
Ｃ，突起信号ＰＲ，幅太り信号ＷＤ，幅細り信号ＮＲと
して出力される。なお、リングがどのような不良態様で
あるかを最終的に決定するには、これらの信号から得ら
れる情報を総合的に判断すればよい。

【００３８】Ｄ．比較検査回路による検査 次に比較検査回路９２において第３のイメージを検査す
る方法について説明する。

【００３９】比較検査回路９２の概要を図１３に示す。
信号ＷＩＳは良品画像データから成る記憶画像信号ＳＩ
Ｓと共にＥＸ−ＯＲゲート９２１に入力され、第３のイ
メージと記憶画像信号ＳＩＳの作るイメージとが相異す
る部分についての信号ＤＩＳが生成される。信号ＤＩＳ
はラインバッファメモリ９２２によって２次元的に展開
されて３×３の画素ＡijからなるマトリクスＭ２が得ら
れる。画素Ａij（ｉ＝０〜２，ｊ＝０〜２）はコンパレ
ータ９２３へと送られ、同様にコンパレータ９２３へと
送られたレジスタ９２４のデータとの比較が行なわれ
る。

【００４０】レジスタ９２４のデータは、マトリクスＭ
２のうち、どの画素が「真」値をとるときに不良と判定
するかを司さどる。例えば１×１の画素が「真」の値
（値“１”）をとるときに不良と判定するのであれば、
レジスタ９２４のデータの組（ｄ１，ｄ２，ｄ３）は
（１，０，０）とする。この場合にはコンパレータ９２
３によってＡ00の値が“１”のときに検査結果が“１”
として出力される。即ち検査結果の値が“１”のときに
は「欠陥あり」を、“０”のときには「欠陥なし」を示
している。

【００４１】同様にして、２×２の画素、３×３の画素
についての欠陥の有無を判断する場合には、レジスタ９
２４のデータの組（ｄ１，ｄ２，ｄ３）を、それぞれ
（０，１，０），（０，０，１）とすればよい。つまり
レジスタ９２４のデータは不良の検出感度を決定する。
この検出感度は機能制御部６２からの信号によって制御
される。

【００４２】上記の例では比較検査において対照とすべ
き信号に、既に画像メモリ９３に格納されていた良品の
シャドーマスクについてのデータを用いた場合について
説明したが、ＣＡＤデータを用いて比較検査を行なって
もよい。

【００４３】また、上記の実施例を図２０に示したシャ
ドーマスク１０に適用することができる。この場合、シ
ャドーマスクを反転させて２回の検査を行うことが好ま
しい。

【００４４】

【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ばシャドーマスクの第１の主面のパターンについての第
１のイメージと、その反対側の第２の主面のパターンに
ついての第２のイメージとを得て、これらを合成して貫
通孔に関する第３のイメージを得るので、この第３のイ
メージについて検査をすることにより、貫通孔の不良態
様を的確に把握することができるシャドーマスクのパタ
ーン検査方法を提供することができる。また、貫通孔に
ついての第３のイメージを検査するために、第１のイメ
ージと第２のイメージとを個別に検査する他の方法に比
べて、検査速度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を適用するシャドーマスク
のパターン検査装置のブロック図である。

【図２】読取装置３の概略図である。

【図３】２値化回路４１の概略を示すブロック図であ
る。

【図４】２値化の様子の説明図である。

【図５】位置合わせ回路８１の構成を示すブロック図で
ある。

【図６】この発明の一実施例を示す説明図である。

【図７】この発明の一実施例を示す説明図である。

【図８】この発明の一実施例を示す説明図である。

【図９】この発明の一実施例を示す説明図である。

【図１０】ＤＲＣ回路９１の内部構成を示すブロック図
である。

【図１１】画素計測部９１１の内部構成を示すブロック
図である。

【図１２】欠陥判定部９１２の内部構成を示すブロック
図である。

【図１３】比較検査回路９２の内部構成を示すブロック
図である。

【図１４】第３のイメージについての説明図である。

【図１５】第３のイメージについての説明図である。

【図１６】従来の技術についての説明図である。

【図１７】従来の技術についての説明図である。

【図１８】従来の技術についての説明図である。

【図１９】従来の技術についての説明図である。

【図２０】従来の技術についての説明図である。

【符号の説明】

１０ シャドーマスク １０ａ 第１の主面 １０ｂ 第２の主面 ２０ 貫通孔 Ｌ１ 第１の光 Ｌ２ 第２の光 ＴＩＳ 信号（第１のイメージ） ＲＩＳ 信号（第２のイメージ） ＷＩＳ 信号（第３のイメージ）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１及び第２の主面を有し、両主面間に
   貫通孔を有するシャドーマスクのパターン検査方法であ
   って、 （ａ） 前記第１の主面におけるシャドーマスクのパタ
   ーンを光学的に読みとって第１のイメージを得る工程
   と、 （ｂ） 前記第２の主面におけるシャドーマスクのパタ
   ーンを光学的に読みとって第２のイメージを得る工程
   と、 （ｃ） 前記第１のイメージと前記第２のイメージとを
   合成することにより、前記貫通孔の前記第１及び第２の
   主面における形状を示す第３のイメージを得る工程と、 （ｄ） 前記第３のイメージに対して検査を行う工程
   と、 を備えるシャドーマスクのパターン検査方法。
2. 【請求項２】 前記工程（ａ）は、 （ａ−１） 前記第１の主面側から照射され、前記第１
   の主面によって反射される第１の光の強度を測定する工
   程を備え、 前記工程（ｂ）は、 （ｂ−１） 前記第２の主面側から照射され、前記貫通
   孔を通過する第２の光の強度を測定する工程を備える請
   求項１記載のシャドーマスクのパターン検査方法。
3. 【請求項３】 前記工程（ｄ）は、 （ｄ−１） 画像表示された前記第３のイメージを目視
   によって検査を行う工程を備える請求項１記載のシャド
   ーマスクのパターン検査方法。
4. 【請求項４】 前記工程（ａ）は、 （ａ−２） 前記第１の主面におけるシャドーマスクの
   パターンを量子化して第１のイメージを得る工程を備
   え、 前記（ｂ）の工程は、 （ｂ−２） 前記第２の主面におけるシャドーマスクの
   パターンを量子化して第２のイメージを得る工程を備
   え、 前記工程（ｄ）は （ｄ−２） 前記第３のイメージに対して演算処理を行
   うことで自動的に前記第３のイメージの検査を行う工程
   を備えるシャドーマスクのパターン検査方法。