JPH09257640A - パターン欠陥検査方法及びそれを用いた金属薄板パターンエッチング製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カゼインによる無色透明なレジスト材若しくは
カゼインを含む透明のレジスト材により現像形成された
レジストパターンの欠陥を容易に検査できるようにする
ことにより、露光用パターンに発生するパターン欠陥を
早期に検出する。 【解決手段】カゼインを含む透明なレジスト材１１を用
いた金属薄板パターンエッチング製品の製造工程中にお
けるパターン露光・現像工程後の製造仕掛品である被検
査物２１に紫外線Ｌを照射し、識別不能な不可視状態に
近いレジスト材１１によるレジストパターンを蛍光発光
させてレジストパターンの欠陥検査を行こと。また前記
欠陥検査方法を用いて順次パターンを欠陥検査して、同
一位置に同一欠陥が発生する場合に露光用パターン自体
に欠陥があると判定することで欠陥不良品の連続製造を
防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シャドウマスクな
どの金属薄板パターンエッチング製品の製造工程中にお
けるパターン露光・現像工程後において、製造仕掛品の
パターン欠陥を検査するパターン欠陥検査方法及びその
方法を用いた金属薄板パターンエッチング製品の製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シャドウマスクは、フォトエッチング法
で製造され、図５に示すように、金属薄板材料であるシ
ャドウマスク基材１へのレジスト材のコーティング、コ
ーティングされたレジスト材へのシャドウマスク孔パタ
ーンのパターン露光、レジスト材の現像によるレジスト
パターンの形成、エッチングという工程を経て、孔パタ
ーン形状の多数の規則的な貫設孔３をエッチング形成し
て製造される。

【０００３】シャドウマスク基材として使用される金属
薄板（鉄板）は長尺状であって、ロール状で製造ライン
に投入される。

【０００４】製造ラインには、一本のロール状の基材を
最初の工程から最後のシート状にカットする工程まで連
続で流す一貫ライン方式と、シート状にカットせずに工
程終了毎に一旦巻き取り、次工程で再度巻き出してシー
ト状にカットを行うセパレート方式がある。

【０００５】一貫ライン方式は、大ロットを流せば低コ
ストで製造できるが、多品種少量生産や高精細ディスプ
レイ用のシャドウマスクの製造には不向きである。

【０００６】他方、セパレート方式では、品種毎、各工
程毎に微調整ができるので、多品種少量生産や高精細デ
ィスプレイ用のシャドウマスクの製造が可能となる。

【０００７】シャドウマスクには、非常に精密な寸法精
度が要求され、パターンは微細であるので、従来より欠
陥検査の自動化が進められており、現在、製造に使用さ
れる露光パターン（焼き付け露光用原版のパターン）の
欠陥検査、製造仕掛品の欠陥検査や完成品の検査を行う
欠陥検査機は、いくつか実用化されている。

【０００８】ところで、パターン露光（原版焼き付け露
光）工程では、使用する原版にゴミなどが付着していた
場合は、例えば、欠陥のあるシャドウマスク孔パターン
を連続して焼き付けてしまうことになる。

【０００９】パターンの焼き付けは、基材と露光用パタ
ーン（版）とを密着させて行うために、密着時に基材側
からパターンに異物が転移したり版の孔パターンを傷付
けたりすることがあり、露光パターンの欠陥検査を行う
従来の上記検査機では、焼き付け露光用原版のパターン
自体の欠陥を検査できても、検査後に露光用パターンに
付着するゴミなどの夾雑物による欠陥は検査判定できな
い。

【００１０】そして、焼き付け、現像後にパターン形成
されたレジストパターンにおけるレジストの無い孔パタ
ーン部分の金属基材１を、エッチング工程によりエッチ
ング処理して貫設孔３を形成し、エッチング処理を終え
てから製品検査を行い、問題を見付けても、エッチング
工程は時間が掛かるので、この間に不良パターン３ａが
連続して焼き付けられてしまい、多くの不良品を製造し
てしまうことになる。

【００１１】これは、セパレート方式の製造ラインで特
に問題となる。製品検査で同一欠陥を検出した時には既
に焼き付け工程は完了しているからである。

【００１２】露光用パターンに発生する上記のような欠
陥を早期に検出して対応するためには、焼き付け、現像
工程後に直ちに検査を行えばよいが、シャドウマスクな
どのレジスト材には、１０μｍ程度の高解像性を有する
こと、鉄板に対する密着性に優れていること、鉄のエッ
チング処理に耐えることなどの特性が求められ、一般に
カゼインのようなレジスト材が用いられている。

【００１３】しかし、孔パターンを焼き付けて現像形成
されたレジストパターンを検査しようとしても、カゼイ
ンはほとんど無色透明であるため、パターンの欠陥の有
無を検査することは難しかった。

【００１４】そこで、検査のために、レジスト材又はレ
ジストパターンを染色して検査するという方法も考えら
れるが、工程が増えることと、染色液の使用後における
廃棄処理対策が必要であることなどの問題がある。

【００１５】本発明は、カゼインによる無色透明なレジ
スト材若しくはカゼインを含む透明のレジスト材により
現像形成されたレジストパターンの欠陥を容易に検査で
きるようにすることにより、従来のパターン欠陥検査機
では検査ができなかった検査後あるいは密着後に露光用
パターンに発生する上記のような欠陥を早期に検出し
て、不良品の製造を未然に防止することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の発明は、
カゼイン若しくはカゼインを含む透明なレジスト材を用
いた金属薄板パターンエッチング製品の製造工程中にお
けるパターン露光・現像工程後において、製造仕掛品で
ある被検査物に紫外線照射を行うことで、通常では識別
不能な不可視状態に近いカゼインレジスト材によるレジ
ストパターンを蛍光発光させてレジストパターンの欠陥
検査を行うことを特徴とするパターン欠陥検査方法であ
る。

【００１７】また本発明は、上記第１の発明のパターン
欠陥検査方法において、蛍光発光させたレジストパター
ンをパターン映像信号として読み取り、該パターン映像
信号と正常パターンとしての標準パターン信号とを比較
照合してレジストパターンの欠陥検査を行うパターン欠
陥検査方法である。

【００１８】次に本発明の第２の発明は、カゼイン若し
くはカゼインを含む透明なレジスト材を用いた金属薄板
パターンエッチング製品の製造工程中におけるパターン
露光・現像工程後において、製造仕掛品である被検査物
に紫外線照射を行うことで、通常では識別不能な不可視
状態に近いカゼインレジスト材によるレジストパターン
を蛍光発光させ、且つ前記被検査物に付着している綿屑
状の塵も同時により一層強く蛍光発光させて、これら付
着する塵を含めてレジストパターンをパターン映像信号
として読み取り、続いて前記パターン映像信号から塵に
よるパターンのみを閾値に基づいて画像処理により除去
してレジストパターンの欠陥検査を行うことを特徴とす
るパターン欠陥検査方法である。

【００１９】次に本発明の第３の発明は、第１の発明又
は第２の発明のパターン欠陥検査方法を用いて同一複数
個の上記被検査物に対して順次パターン欠陥検査を行
い、それらの同一位置に同一欠陥が発生する場合に、前
記パターン露光に用いた露光用パターン自体に欠陥があ
ると判定することで、欠陥不良品の連続製造を防止する
ことを特徴とする金属薄板パターンエッチング製品の製
造方法である。

【００２０】

【発明の実施の形態】上記第１の発明のパターン欠陥検
査方法を、実施の形態に従って以下に詳細に説明する。

【００２１】図１は、検査対象である金属薄板パターン
エッチング製品の完成品Ａ（例えばシャドウマスク）及
びその完成品の一部の拡大部分Ｂを示す平面図である。

【００２２】シャドウマスクＡは、前述の従来の技術に
て説明したと同様に、フォトエッチング法で製造され
る。即ち、金属薄板材料であるシャドウマスク基材１へ
のレジスト塗布、シャドウマスクの透光用の貫設孔３と
なるパターンエッチング領域２のパターン露光、レジス
トパターン現像、エッチングという工程を経て製造され
る。

【００２３】本発明を適用する製造ラインとしては、一
本のロール状の基材１（鉄、あるいは鉄−ニッケル合
金、銅など）を最初の工程から最後のシート状にカット
する工程まで連続で流す一貫ライン方式、又はシート状
にカットせずに工程終了毎に一旦巻き取り、次工程で再
度巻き出してシート状にカットを行うセパレート方式の
いずれの方式にも適用が可能である。

【００２４】シャドウマスク基材１（材料）として使用
される金属薄板（鉄板）は、一般的に長尺状であって、
上記のようにロール状で製造ラインに投入されるが、本
発明においては特にこれに限定されるものではなく、シ
ート状の金属薄板を基材としてて用いた場合の製造ライ
ンにおいても適用は可能である。

【００２５】シャドウマスクＡは、一般にカラーテレビ
のブラウン管に用いられるもので、基材１に直径１００
μｍ程度の微小な透光用の貫設孔３が、数十万個程度に
亘って規則的に配列されて貫設された鉄製の金属薄板で
あり、パターンエッチング用のフォトレジストを用い
て、フォトエッチング方式により製造されている。

【００２６】図２は、パターン露光、現像処理した後の
基板１の部分平面図であり、基板１の表面に、カゼイン
若しくはカゼンイを含む透明なフォトレジスト材１１を
コーティングした後に、該レジスト材１１に貫設孔３と
なる規則的な多数の孔パターン１２を紫外線（若しくは
電子線など）にてパターン露光し、レジスト材１１の露
光部分を光硬化させ、未露光部分（光硬化しない部分）
を基材１より現像除去することにより、レジスト材１１
による孔パターン１２を備えたレジストパターンを形成
する。

【００２７】図３は、図２の側断面図であり、基材１の
表面に、上記のようにして孔パターン１２を備えたレジ
スト材１１による前記レジストパターンが形成される。

【００２８】そして、同図３に示すように、基材１の裏
面にも、フォトレジスト材１１をコーティングした後、
該レジスト材１１に貫設孔３となる規則的な多数の孔パ
ターン１２を紫外線（若しくは電子線など）にてパター
ン露光し、レジスト材１１の露光部分を光硬化させ、未
露光部分（光硬化しない部分）を基材１より現像除去す
ることにより、レジスト材１１による孔パターン１３を
備えたレジストパターンを形成する。

【００２９】上記基材１の表面の孔パターン１２と裏面
の孔パターン１３は、その形成ピッチＰｓとＰｒとを、
互いに同一ピッチで同一位相に設定して、同一パターン
を形成する場合と、互いに異なるピッチに設定して、異
なるパターンを形成する場合がある。

【００３０】例えば、金属薄板パターンエッチング製品
がシャドウマスクＡである場合は、図３に示すように、
上記基材１の表面の孔パターン１２と裏面の孔パターン
１３のそれぞれ形成ピッチＰｓとＰｒとは互いに異なる
ように形成され、しかも、裏面の形成ピッチＰｒは、シ
ャドウマスクＡの中心部では、ほぼＰｓ＝Ｐｒである
が、マスク周辺部ではＰｓ＜Ｐｒになるように設定さ
れ、特にマスク中心部から周辺部に移行するのに対応し
て徐々にその差分が拡大するように設定されているもの
である。

【００３１】レジスト材１１は透明であるので、透明乃
至無色透明である場合は、現像工程後におけるシャドウ
マスク基材１（仕掛品）表面の孔パターン１２（及び裏
面の孔パターン１３）は、目視し難く、あるいは全く目
視できない状態である。

【００３２】また、従来の欠陥検査機で用いられている
ＣＣＤカメラなどを用いて撮像し、それを画像処理して
パターン検査判定する欠陥検査方法を適用しようとして
も、通常の照明では孔パターンの形状を誤認識別した
り、あるいは孔パターン部分を識別することは不可能で
ある。

【００３３】〔本発明のパターン欠陥検査について〕本
発明の第１の発明のパターン欠陥検査方法においては、
孔パターン１２、１３のレジストパターンを構成するレ
ジスト材１１によるカゼインは、蛋白質成分を含有して
いるので、これに紫外線を照射することにより、レジス
トパターンのレジスト材１１は蛍光を発し、他方、基材
１はそれに比較して蛍光を発しないため、孔パターン１
２、１３のパターン形状を、目視、又はパターン読み取
り手段にてパターン映像信号として読み取り、ＣＲＴ、
液晶ディスプレイなどのモニター画面にて識別判定する
ことができる。

【００３４】上記第１の発明のパターン欠陥検査方法
を、図４に示すその実施の形態に従って詳細に説明す
る。

【００３５】検査部３１は、紫外線照射装置３２と、一
次元のＣＣＤカメラ（リニア型）若しくは二次元のＣＣ
Ｄカメラ（エリア型）のパターンを画像として読み取る
ためのパターン読み取り部３３と、被検査物２１をパタ
ーン走査するために搬送する搬送装置３６とを備え、他
の光（外光など）が入らないように、それら全体が遮光
カバー３５（暗室）で覆われている。

【００３６】まず、基材１にカゼイン若しくはカゼンイ
を含む透明なレジスト材１１によるレジストパターンが
形成されたシャドウマスクＡなど、金属薄板パターンエ
ッチング製品の仕掛品である被検査物２１を搬送装置３
６で、一次元方向若しくは二次元方向に走査搬送する。

【００３７】被検査物２１面に紫外線照射装置３２で紫
外線Ｌを照射し、その被検査物２１に形成されているレ
ジスト材１１によるレジストパターンより発する蛍光
を、パターンとしてＣＣＤカメラ３３で読み取り、読み
取られたパターン映像信号は、画像処理部４１に送信さ
れる。

【００３８】画像処理部４１では、必要に応じてビデオ
録画再生部にて録画・再生されて、該画像処理部４１に
搭載する比較判定部にて、予め設定されている照合信号
（搭載するメモリテーブルからのメモリ読み出しにより
発信する欠陥のない正常パターンとしての基準パターン
信号）と、読み取られた前記パターン映像信号とを比較
照合して、読み取られたパターンが正常な形状のパター
ンであるか否かを判定する。

【００３９】ＣＣＤカメラ３３には、紫外線照射装置３
２で使用している照射光の波長を吸収し、被検査物２１
より発する蛍光波長を透過する光学フィルタ３４を装着
することで、蛍光のみを透過させ、基材１の露呈部分で
ある孔パターン部分（図２、３に示す孔パターン１２、
１３）と、レジスト材によるレジスト部分（図２、図３
に示すレジスト材１１）とのコントラストを強調させ
て、基板１上のレジスト材１１に形成されているパター
ンの形状を読み取る。

【００４０】上記パターン欠陥検査においては、レジス
トパターン自体の欠陥以外に、被検査物に付着している
微小な綿埃状の塵も、紫外線照射によってレジスト材１
１よりも更に強く蛍光を発するため、現像処理後のレジ
ストパターンに微細な塵の付着によるパターンの欠陥の
有無を検出する。

【００４１】ところで、例えば、シャドウマスク製品に
おける仕掛品のレジスト材１１にパターン形成されてい
る孔パターン１２、１３の欠陥検査などでは、パターン
自体の形状異常によるパターンの欠陥と、被検査物に付
着している微小な塵によるパターンの欠陥とを、それぞ
れ区別して識別できるようにすることが必要な場合に
は、塵の付着によるパターンの欠陥を孔パターン１２、
１３自体の欠陥と判定する恐れがある。

【００４２】従って、そのような場合は、画像として読
み取られたパターン映像信号のうち画像の階調値が高い
（明るい）方から順に、塵、レジスト材、基材のそれぞ
れパターンに識別することができる。

【００４３】第２の発明のパターン欠陥検査方法として
は、レジスト材１１によるパターンと塵によるパターン
と基材１によるパターンとを適切に区分できる値に閾値
を設け、読み取られたレジスト材１１と塵による画像の
うち、その一方の閾値の画素を無視する画像処理操作を
組み込むことにより、欠陥検査の邪魔になる塵によるパ
ターン欠陥のみを予め画像から除去処理（画面上に表示
される画像としての塵を除去処理）して、レジスト材１
１によるレジストパターンの欠陥のみを検出する。

【００４４】次に本発明の第３の発明の金属薄板パター
ンエッチング製品の製造方法としては、金属薄板パター
ンエッチング製品の製造ラインにおいて、金属薄板材料
である基材１にコーティングされた透明なカゼイン若し
くはカゼインを含むフォトレジスト材１１に対して、パ
ターン露光・現像工程にて、順次パターン露光・現像処
理してレジストパターンの形成される同一複数個の前述
の仕掛品である被検査物２１に対して、インラインに
て、前記第１の発明又は第２の発明のパターン欠陥検査
方法を用いて、順次パターン欠陥検査を行う。

【００４５】そして、そのパターン欠陥検査の結果とし
て、それら各被検査物２１の同一位置に同一欠陥が発生
している場合には、直ちに、前記パターン露光に用いた
露光用パターン自体に欠陥があると判定して、警報信
号、ランプ表示などにてフィードバックする。

【００４６】そして、そのフィードバック情報に基づい
て、その使用されていた欠陥のある露光用パターン自体
を、欠陥のない露光用パターンと交換した後に、金属薄
板パターンエッチング製品の製造ラインにおいて、基材
１にコーティングされたレジスト材１１に対してパター
ン露光・現像工程にて、順次パターン露光・現像処理
し、同様に前記第１の発明又は第２の発明のパターン欠
陥検査方法を用いて、順次パターン欠陥検査を行い、エ
ッチング工程（塩化第二鉄液などのエッチング液による
ウエットエッチング、水洗・洗浄処理）を経て、金属薄
板パターンエッチング製品を製造する。

【００４７】これにより、シャドウマスクなどの金属薄
板パターンエッチング製品の欠陥不良品の連続製造を防
止することができる。

【００４８】

【発明の効果】本発明のパターン欠陥検査方法は、金属
薄板材料にフォトレジスト材をコーティングして金属パ
ターンエッチング用のレジストパターンを形成し、シャ
ドウマスクやメッシュ電極など電気製品の内装部品類、
あるいは電気シェーバーのカッターブレードなど日用品
類などの金属製のパターンエッチング製品をエッチング
製造する製造ラインにおいて、エッチング製品が、フォ
トレジスト材をパターン露光・現像処理してレジストパ
ターンを形成した後のエッチング仕掛品である間に、そ
のレジストパターンの欠陥の有無を検査することがで
き、その検査によって、繰り返し同一個所に同一パター
ンの欠陥が発生した際には、製品として完成する以前
に、直ちに露光用パターン（露光版）に欠陥があると判
定して、露光用パターンの交換が可能となり、同一欠陥
による連続不良品の製造を未然に回避することができる
効果があり、材料ロスと稼働時間ロスの発生を防止でき
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なシャドウマスクの一例を示す全体平面
図及びその部分拡大平面図である。

【図２】シャドウマスク基材の表面にパターン形成され
たレジストパターンを示す部分平面図である。

【図３】シャドウマスク基材の表裏両面にパターン形成
されたレジストパターンを示す部分側断面図である。

【図４】本発明のパターン欠陥検査方法を説明する側面
図である。

【図５】パターン欠陥部を説明するシャドウマスクの部
分平面図である。

【符号の説明】

Ａ…シャドウマスク製品 Ｂ…部分拡大部 Ｐｓ、Ｐｒ
…形成ピッチ １…金属薄板基材 ２…パターンエッチング領域（貫設
孔群） ３…貫設孔 ３ａ…パターン欠陥部 １１…レジスト材 １２…孔パターン １３…孔パター
ン ２１…被検査物 ３１…検査部 ３２…紫外線照射装置 ３３…パターン
読み取り手段 ３４…光学フィルタ ３５…カバー ３６…搬送装置 ４１…画像処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 9/14 Ｈ０１Ｊ 9/42 Ａ 9/42 Ｇ０６Ｆ 15/62 ４０５Ａ (72)発明者 岡崎 洋二 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 谷澤 恵一 東京都台東区台東１丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カゼイン若しくはカゼインを含む透明なレ
   ジスト材を用いた金属薄板パターンエッチング製品の製
   造工程中におけるパターン露光・現像工程後において、
   製造仕掛品である被検査物に紫外線照射を行うことで、
   通常では識別不能な不可視状態に近いカゼインレジスト
   材によるレジストパターンを蛍光発光させてレジストパ
   ターンの欠陥検査を行うことを特徴とするパターン欠陥
   検査方法。
2. 【請求項２】蛍光発光させた前記レジストパターンをパ
   ターン映像信号として読み取り、該パターン映像信号と
   正常パターンとしての標準パターン信号とを比較照合し
   てレジストパターンの欠陥検査を行うパターン欠陥検査
   方法。
3. 【請求項３】カゼイン若しくはカゼインを含む透明なレ
   ジスト材を用いた金属薄板パターンエッチング製品の製
   造工程中におけるパターン露光・現像工程後において、
   製造仕掛品である被検査物に紫外線照射を行うことで、
   通常では識別不能な不可視状態に近いカゼインレジスト
   材によるレジストパターンを蛍光発光させ、且つ前記被
   検査物に付着している綿屑状の塵も同時により一層強く
   蛍光発光させて、これら付着する塵を含めてレジストパ
   ターンをパターン映像信号として読み取り、続いて前記
   パターン映像信号から塵によるパターンのみを閾値に基
   づいて画像処理により除去してレジストパターンの欠陥
   検査を行うことを特徴とするパターン欠陥検査方法。
4. 【請求項４】前記第１の発明又は第２の発明のパターン
   欠陥検査方法を用いて同一複数個の上記被検査物に対し
   て順次パターン欠陥検査を行い、それらの同一位置に同
   一欠陥が発生する場合に、前記パターン露光に用いた露
   光用パターン自体に欠陥があると判定することで、欠陥
   不良品の連続製造を防止することを特徴とする金属薄板
   パターンエッチング製品の製造方法。