JPH0431753A - 異物検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シャドウマスク、リードフレーム、螢光表示
管用電極などの製造に使用される金属基板、或いはその
金属基板にレジストコーティング層を形成してなる基材
等の表面の異物、欠陥等（以下単に異物と総称する）の
有無を検査する異物検査装置に関する。

〔従来の技術〕

シャドウマスク、リードフレーム、螢光表示管用電極な
どの製造に適用されているフォトファブリケーシジン工
程には、金属基板に対する前処理及び脱脂工程、レジス
トコーティング工程、製版工程、エツチング、剥離及び
洗浄工程等があり、これらの各工程は自動化（インライ
ン化）されている。しかしながら、各工程のモニター及
び外観検査などの自動化は行われていないが、これらに
対してのニーズは大きいものがある。特にレジストコー
テイング後の外観検査の自動化の要望には根強いものが
ある。これは、レジストコーティングにおいて欠陥が発
生すると良品率に対する影響が大きいからである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、現在のところ、レジストコーテイング後
の基材の自動異物検査装置として実用運用できる装置は
開発されていない。これは、フォトファブリケーション
に用いる材料表面の特性によって、異物検出が困難なた
めである。

一般に平面上に付着した異物の検出には、被検査面に対
してレーザ光等の光ビームを照射し、異物による散乱光
を検出する方法が知られている（例えば、特開昭６０−
６７８４５号公報参照）。従って、レジストコーテイン
グ後の基材表面の異物検出にもこの技術を適用すること
が考えられる。しかしながら、フォトファブリケーショ
ンに用いる材料の多くは、金属材料を圧延したもの（金
属基板）であり９表面にかなり大きいあらさ（ガラス基
板やシリコン基板に比較して）があるため、この表面に
レーザ光を照射すると１表面の凹凸も乱反射し、その散
乱光がノイズとなって異物からの散乱光を隠してしまい
、異物検出ができない。

また、その金属基板に対してレジストをコーティングす
ると、レジスト表面は平坦となる。しかしながらフォト
ファブリケーションに用いられるレジストは。

通常カゼイン、ＰＶＡなどの水溶性コロイドに重クロム
酸塩を添加したものであり、これらのレジストはほぼ透
明で、異物検出のために照射された光に対しても透明で
あるので、金属材料表面のあらさにより乱反射してしま
い、やはり異物の検出を困難なものにしている。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので１表面が
粗い金属基板、或いはその金属基板上に透明なレジスト
コーティング層を設けてなる基材等の被検査材に対して
も表面の異物を検出することの可能な異物検査装置を提
供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者等は上記目的を達成すべく鋭意検討の結果。

被検査材表面への検出光の照射方向及び散乱光の検出方
向を特定することにより、被検査材の表面あらさによる
散乱光の影響を極力抑え、異物による散乱光を容易に検
出することが可能となることを見出し１本発明を完成し
た。

すなわち２本発明は、検出光を被検査材の検出位置に、
該被検査材表面に対して傾斜した方向から照射する照射
手段と、前記検出位置からの散乱光を検出する検出手段
とを備え、この検出手段の光軸が被検査材表面に対して
前記照射手段を配置した側に傾斜していることを特徴と
する異物検査装置を要旨とする。

ここで、前記照射手段により照射する検出光としては、
ハロゲンランプ等から照射するインコヒーレントな光を
用いることが好ましい。

また、被検査材が、ンヤドウマスク用に使用する圧延さ
れた金属基板又はその上にレジストコーティング層を有
する基材の場合には、検出光を被検査材に対してその圧
延方向と平行な方向から且つ被検査材に対して５〜２５
度に傾斜した方向から照射することが好ましい。

〔実施例〕

以下９図面に示す実施例を参照して本発明を更に詳細に
説明する。

第１図は本発明をレジストコーテイング後のシャドウマ
スク用基材の異物検出に適用した実施例を示す概略側面
図、第２図はその要部の概略平面図である。第１図、第
２図において、１は被検査材である基材であり２巻取Ｉ
Ａの形態でセントされ、その巻取ＩＡから繰り出される
ようになっている。この基材１は、第３図に示すように
、金属材料を圧延して作った金属基板１ａ表面にレジス
トコーティング層１ｂを形成したものであり、金属基板
１ａの表面には圧延による微小な凹凸が形成されている
。

第１図、第２図において、２は、基材１をその長手方向
に即ち矢印Ａ方向に搬送する搬送ローラである。

なお、基材１の長手方向（矢印Ａ方向）は当然、その基
材１を構成する金属基板１ａの圧延方向に一致している
。

３は検出光４を基材１の検出位置に対して照射する照射
手段である０本実施例では、この検出位置を、基材１の
圧延方向（矢印Ａ方向）に対して直角な直線ＸＸ上とし
ている。この照射手段３は、インコヒーレントな光を照
射するハロゲンランプからなる光源５とその光源５から
の光を直線Ｘ−Ｘ上に細い帯状に集光させるレンズ６と
、光源５からの照射光のうち、レジストコーティング層
を感光させる部分をカントするための黄色いフィルター
７等を備えている。更にこの照射手段３は、基材１の検
出位置（直線Ｘ−Ｘ上）を。

基材１に対して傾斜した方向から照射するように、かつ
、基材１をその上面から見た場合には基材１の圧延方向
に対して平行な方向から照射するように配置されている
。照射手段３からの検出光４の基材１に対する傾斜角θ
（第１図参照）は、異物の散乱光を多くするため極力小
さい方が好ましく１通常５〜２５度に選定される。

８は、検出値ＩＦ（直線Ｘ−Ｘ上）からの散乱光９を検
出する検出手段であり、結像レンズＩＯＡとリニアイメ
ージセンサＩＯＢ等を備えている。この検出手段８は、
第１図から良く分かるように、その光軸が基材ｌに対し
て、検出手段３を配置した側に傾斜するように設けられ
ている。この傾斜角αも小さい方が好ましく、６０度以
下とすることが好ましい。

次に、上記構成の異物検査装置の動作を説明する。

基材１が矢印Ａ方向に走行しており、その際に照射手段
３が基材１上面の検出位置（直線Ｘ−Ｘ上）を照射し、
検出手段８がその検出位置からの散乱光を監視する。そ
して、異物があるとその異物による散乱光を検出手段８
が検出し、異物を検出する。かくして、基材ｌの全面の
異物を自動的に検出することができる。

ここで、前記したように基材１の金属基板１ａ（第３図
参照）表面には、圧延加工において圧延ロールのあらさ
が転写されており、小さい凹凸を有している。

この凹凸はレジストコーティング層１ｂによって覆われ
ているが、レジストコーティング層自体が透明であるた
め、検出光４で照射した時、金属基板表面の凹凸による
散乱光が発生し、異物による散乱光との区別が困難とな
る。しかしながら１本実施例では、上記した照射手段３
と検出手段８の配列を採用することにより。

異物による散乱光を確実に検出することができる。以下
、その理由を説明する。

第４図に示すように、異物の無い基材１１　（第１図の
実施例の基材１と同じもの）を用意し、その基材ｌｌに
対して、基材上の小さい検出位置Ｂを光源（ハロゲンラ
ンプ）１２からの検出光１３で照射し、検出値ＷＢにお
ける散乱光１４を位置Ｂの垂直線上に配置した検出手段
１５で検出した。この時の光源１２の位置を、基材１１
に対する入射角θを３０度に保ちながら。

上面から見た場合における検出光の基板圧延方向Ａに対
する角度θを種々な角度になるように変更した。このテ
ストを多数枚の基材１１に対して行い、検出手段１５に
よって検出した基材１１表面の散乱光強度（反射強度）
と角度θの関係を第５図のグラフに示す。また、その時
の散乱光強度の標準偏差と角度θの関係を第６図のグラ
フに示す、これらのグラフより明らかなように、角度θ
をＯ又は１８０度とした場合に、即ち上面から見た場合
の検出光の照射方向を基材１１の圧延方向と平行方向と
なるようにした場合に１反射強度が小さく且つバラツキ
も小さい、逆に、検出光の照射方向の圧延方向に対して
直角な方向とすると１反射強度が大きく、バラツキも大
きい。

以上のことにより、検査すべき基材に対してその圧延方
向に対して平行方向に検出光を照射すれば、基材の金属
基板自体の表面粗さに基づく散乱光の強さを下げること
ができる。この散乱光は異物検出時におけるノイズとな
るものであるので、極力小さく抑えることが望ましく、
前記した第１図、第２図の実施例では。

照射手段３を基材１の圧延方向Ａに対して平行方向に検
出光４を照射するように配置している。

次に、第７図において、上面から見た場合における検出
光１３の照射方向を基材１１の圧延方向Ａに一致させた
状態で光ｓ１２の位置を、その検出光１３の基材１１に
対する傾斜角θが変化するように変え、各場合における
散乱光の強さ（Ｎ）を検出し、た。同様のテストを基材
１１の検出位置Ｂに異物を置いた状態で行い、検出位置
Ｂからの散乱光の強さ（Ｓ）を検出した。

これらの検出値がらその比（Ｓ／Ｎ）を計算し、角度θ
に対してプロア）したのが、第８図に示すグラフである
。このグラフより明らかなように、傾斜角θを小さくす
ると、特に２５度以下とすると、Ｓ／Ｎを大きくするこ
とができる。換言すれば異物の検出が確実となる。かか
る観点より、上記実施例では、照射手段３による検出光
４の傾斜角θを５〜２５度の範囲内としている。

次に、第９図に示すように、光源１２を、その光源１２
からの検出光１３が上面から見た場合には基材１１の圧
延方向Ａに平行になり、基材１１に対する傾斜角θは２
０度となる位置に固定し、一方、検出手段１５の位置を
、その先軸を上面から見た場合には圧延方向Ａに平行に
保ちながら、基材１１に対してなす角度αが変化するよ
うに変えて、基材１１がらの散乱光の強さ（Ｎ）を検出
した。同様のテストを基材１１の検出位置Ｂに異物を置
いた状態で行い１位置Ｂからの散乱光の強さ（Ｓ）を検
出した。これらの検出値からその比（Ｓ／Ｎ）を計算し
、角度θに対してプロットしたのが、第１０図に示すグ
ラフである。なお、このグラフにおいて、角度α＝０は
、検出手段１５が位置Ｂを基準として光源１２と同じ側
となり且つその光軸が基材１１に平行となる位置である
。このグラフより明らかなように、角度αをできるだけ
小さくすると。

従って、検出手段１５を検出位置Ｂを基準として光源１
１と同じ側に配置し、且つその光軸を基材に対して小さ
い角度で傾斜させると、Ｓ／Ｎを大きくすることができ
る。かかる観点より、上記実施例では、検出手段８を照
射手段３と同じ側に配置し、且つ基材１に対して小さい
傾斜角αとなるように傾斜させている。

次に、第９図に示すように、検出光１３の傾斜角θを２
０度に保ち、検出手段１５の角度αを変えて測定を行い
、Ｓ／Ｎを求めた。このテストを光源１２として、ハロ
ゲンランプと、Ｈｅ−Ｎｅレーザをそれぞれ用いて行っ
た。その結果を第１１図に示す、このグラフより明らか
なように、光源としてレーザ光よりもハロゲンランプに
よるインコヒーレント光を用いた方がＳ／Ｎは向上して
いる。これは基材を構成する金属基板表面の微細な凹凸
のためにレーザ光を用いるとスペックルのためにノイズ
が生じることによると思われる。かかる観点より、上記
実施例では、照射手段３の光源５として、インコヒーレ
ント光を照射するハロゲンランプを用いており、これに
より、Ｓ／Ｎを大きくして良好な異物検出を可能として
いる。

以上の理由により、第１図、第２図の実施例では。

異物による散乱光を確実に検出することができる。

なお、上記実施例では、基材１を構成する金属基板１ａ
が圧延による凹凸を有しており、その凹凸に方向性があ
るため、検出光の照射方向を圧延方向に平行となるよう
に（即ち角度ｅが０度又は１８０度となるように）して
いる、しかしながら、基材によっては、この方向が異な
る場合もあり、従って検出光の照射方向は、その基材に
応じた方向を適宜選定すればよい。

また、上記実施例では、レジストコーティング層を備え
た基材に対する異物検出を行っているが１本発明はこの
場合に限らず、レジストコーティング前の金属基板表面
の異物検出にも適用可能であることはいうまでもない、
更に、上記実施例では巻取の状態でセットされる長尺の
基材に対して異物検査を連続して行う場合を示したが２
本発明はこの場合に限らず、適当な大きさに切断した平
板状の基材に対しても適用可能である。

（発明の効果〕 以上のように３本発明は、検出光を被検査材の検出位置
に、被検査材に対して傾斜した方向から照射する照射手
段と、検出位置からの散乱光を検出する検出手段とを設
け、この検出手段の光軸を被検査材表面に対して前記照
射手段を配置した側に傾斜させるという構成を備えてい
るので、被検査材自体が有する凹凸による散乱光（ノイ
ズ）を極力抑え、異物による散乱光を検出することがで
きるという効果を有している。

また、検出光としてインコヒーレントな光を用いると、
被検査材表面の凹凸によるノイズを更に抑制でき。

−層異物の検出が確実となる。

更に、被検査材が圧延された金属基板単体、或いはその
金属基板表面に透明なレジストコーティング層を形成し
てなる基材である場合には、検出光を被検査材に対して
その圧延方向と平行な方向がら且っ被検査材に対して５
〜２５度に傾斜した方向から照射することにより、被検
査材表面の凹凸によるノイズを更に抑制でき、−層異物
の検出が確実となる。

かくして１本発明によれば、長尺の被検査材に対しても
自動的にその表面の異物を検出することができ例えば・
　フォトフアプリケーション工程において　レジストコ
ーテイング後の基材の外観検査を自動的に行うことが可
能となり、産業上極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をレジストコーテイング後のシャドウマ
スク用基材の表面の異物検出に適用した実施例を示す概
略側面図、第２図はその概略平面図、第３図はその基材
の断面を拡大して示す断面図、第４図は基材の金属基板
の圧延方向に対する検出光の角度ｅの影響を調べるため
のテストを行う状態を概略的に示す斜視図、第５図はそ
の角度θと散乱光強度との関係を示すグラフ、第６図は
前記角度θと散乱光強度のバラツキ（標準偏差）との関
係を示すグラフ、第７図は検出光の基材に対する傾斜角
θの影響を調べるためのテストを行う状態を概略的に示
す斜視図、第８図はその角度θとＳ／Ｎの関係を示すグ
ラフ、第９図は検出手段の光軸の基材に対する角度αの
影響を調べるためのテストを行う状態を概略的に示す斜
視図、第１０図はその角度αとＳ／Ｎの関係を示すグラ
フ、第１１図は異なる光源を使用した際における角度α
とＳ／Ｎとの関係を示すグラフである。 １・・・基材、ｌａ−・−金属基板、１ｂ−レジストコ
ーティング層、２−搬送ローラ、３−・・照射手段、４
−検出光、５−光源、６−レンズ、７−・フィルター、
　　８−検出手段、９−散乱光、１０Ａ−レンズ、１０
Ｂ−リニアイメージセンサ、１１−基材、１２・・・光
源、１３−・−検出光、１４−・散乱光、１５−検出手
段。 代理人　弁理士　乗　松　恭　三 第４図 牙７ 図 １９図 ５？２図 牙３図 ￥崎−＼キ胃題で・ １−基材 一−−合属＃蔵 １ｂ−Ｖシ′又トコ−短ブノ− 蛎恍雪薫 χ 〆 ×

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）検出光を被検査材の検出位置に、該被検査材表面
   に対して傾斜した方向から照射する照射手段と、前記検
   出位置からの散乱光を検出する検出手段とを備え、この
   検出手段の光軸が被検査材表面に対して前記照射手段を
   配置した側に傾斜していることを特徴とする異物検査装
   置。
2. （２）照射手段が、検出光としてインコヒーレントな光
   を照射することを特徴とする請求項１記載の異物検査装
   置。
3. （３）被検査材が圧延された金属基板又はその上にレジ
   ストコーティング層を有する基材であり、照射手段が検
   出光を被検査材に対してその圧延方向と平行な方向から
   且つ被検査材に対して５〜２５度に傾斜した方向から照
   射することを特徴とする請求項１又は２記載の異物検査
   装置。