JPH01230046A - 露光監視装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は焼付は対象物の両側から透光材で形成された一
対のフォトマスクを通して露光を行ない、ブラウン管の
シャドウマスク等のパターンを形成する際の露光状態を
監視する露光監視装置に関する。

（従来の技術） コンピュータグラフィック等に利用されるデイスプレィ
装置では、使用されるブラウン管のシャドウマスクの各
式を高精度でかつ高密度、例えば５μｍ以下の精度に形
成することが要求され、またその製造にあっては歩留り
の向上が図られている。すなわち、この精度はシャドウ
マスクの各式を形成する場合は、シャドウマスク用板の
表裏両面から穴を開けていって一つの穴を形成するので
、これら表裏両方の穴の位置ずれを５μｍ程度にするこ
とである。

第５図は、シャドウマスク製造の模式図である。

第５図において、焼付は対象物１の両面側にはそれぞれ
フォトマスク２．３が相対的に位置決め配置され、この
状態で露光４が行なわれる。なお、各フォトマスク２，
３は実際にはそれぞれ焼付は対象物１の両面に対して密
着されているが、図ではわかり易くするために焼付は対
象物１から離して示しである。そして、露光４が行なわ
れることにより、焼付は対象物１に対して各フォトマス
ク２．３に形成されたパターンが焼付けられてその穴５
，６が形成される。なお、これらの穴５，６は焼付は対
象物１の各面においてその径が異なっている。

ところで、このようなシャドウマスクの形成方法では、
焼付は対象物１の両面から露光４を行なっているために
、各面における露光位置が一致しなければならない。そ
うしないと、各人５，６の形成位置がずれてしまい、高
精度でかつ高密度なシャドウマスクを製造することがで
きなくなる。

ところが、実際には各フォトマスク２．３の位置を精度
高く一致させることは困難であり、またたとえ一致させ
たとしても露光４を開始してから数回露光を行なってい
るうちに、各フォトマスク２．３の位置がずれることが
ある。

そこで最近では、フォトマスクの位置ずれを検出する方
法として、各フォトマスクにマークを施し、フレームを
基準としてセンサ（カメラ）等でマーク位置を監視する
方法、あるいは一方のフォトマスクに発光器を設け、他
方のフォトマスクに光位置検出器を設けて監視する方法
等が提案されてきている。しかしながら、前者の方法で
は装置が高価であるばかりでなく、センサからフレーム
までの間のがた。熱膨張等が誤差の原因となり品かった
。さらに、マークをセンサでとらえるための調整が困難
であり、調整に時間がかかった。−方、後者の方法では
発光器からの光が光位置検出器に入射するように調整す
るのに時間がかかっていた。

（発明が解決しようとする課題） 従って、以上のような現状であるから、高精度でかつ高
密度のシャドウマスクを形成することが困難であり、ま
たその製造工程において歩留りの向上が期待できないも
のであった。

本発明の目的は、種々の調整を行なうことなく一対のフ
ォトマスクの位置決め配置位置ずれ量を自動的に監視す
ることができ、もって焼付は対象物に対して高精度でか
つ高密度で穴を形成できると共に歩留りを向上させるこ
とが可能な露光監視装置を提供することにある。

［発明の構成コ （課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明では、焼付は対象物
の両側からそれぞれ透光材で形成された対向する一対の
フォトマスクを予め定められた相対的な位置決め配置し
、当該フォトマスクを通して露光を行ない、焼付は対象
物に各フォトマスクに形成されたパターンを焼付ける状
態を監視する露光監視装置を、 一方のフォトマスクに設けられ、光を散乱して反射する
散乱部と、他方のフォトマスク側に設けられ、干渉性の
よい光を散乱部に照射する光源と、他方のフォトマスク
側に設けられ、散乱部からの散乱光パターンを撮像する
撮像手段と、撮像手段により今回撮像された散乱光パタ
ーンと前回撮像された散乱光パターンとの相互相関をと
ってフォトマスクの位置決め配置後のずれ量を算出する
ずれ量算出手段と、ずれ量算出手段により算出されたず
れ量が許容範囲を超えるとフォトマスクがずれた旨を報
知する報知手段とを備えて構成している。

（作用） 従って、本発明の露光監視装置においては、一方のフォ
トマスクに設けられた散乱部に、他方のフォトマスクに
設けられた光源から干渉性のよい光が照射され、この散
乱部からの散乱光パターンが撮像手段により撮像される
。そして、ずれ量算出手段においては、今回撮像された
散乱光パタ−ンと前回撮像された散乱光パターンとの相
互相関からフォトマスクの位置決め配置位置ずれ量が求
められ、これが許容範囲を超えているとその旨が報知手
段によって作業者に報知される。これにより、作業者が
各フォトマスクのパターンを合せ直すことによって、歩
留りの向上が期待できる。

（実施ｆ！Ｉｌ） 以下、本発明を図面に示す一実施例を参照して説明する
。

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示す図であり、
第１図は露光監視装置の構成例を示すブロック図、第２
図は露光機へのセンサ部分の配置例を示す図、第３図は
センサ部分の構成例を示す図である。

図において、７は鋼板からなる焼付は対象物であり、こ
の焼付は対象物７の一面側にはガラス等の透光材で形成
されたフォトマスク８を配置すると共に、焼付は対象物
７の二面側にはラオトマスク８と同一材料で形成された
フォトマスク９を配置し、これらの各フォトマスク８，
９は焼付は対象物７を介して対向配置している。また、
一方のフォトマスク８上には、光を散乱して反射する散
乱体１０を固定して設け、他方のフォトマスク９上には
、干渉性のよい光を散乱体１０に照射する光源１１、お
よび散乱体１０からの散乱光パターンであるスペックル
パターンを撮像する撮像手段であるＩＴＶカメラ１２を
それぞれ固定して設けている。ここで、光源１１として
は例えば半導体レーザを用いる。

一方、１３は露光開始を検出するフォトセンサ１４から
の出力信号によって動作するコンピュータ等からなるず
れ全算出装置である。このずれ全算出装置１３は、ＩＴ
Ｖカメラ１２により今回撮像されたスペックルパターン
と、１回前に撮像されたスペックルパターンとの二次元
相互相関をとり、この相互相関のピークの位置からスペ
ックルパターンの移動量を求め、フォトマスク８，９の
ずれ量を求めるものである。さらに、１５はずれ全算出
装置１３により算出されたずれ量が予め設定されている
許容範囲を超えているか否かを判別する報知手段である
警報器で、ずれ量が超えている場合にはフォトマスク８
．９がずれた旨の警報を報知するものである。

次に、以上の如く構成した露光監視装置の作用について
、第４図に示すフロー図に従って説明する。

一方のフォトマスク８に設けられた散乱体１０に、他方
のフォトマスク９に設けられた光源１１から干渉性のよ
い光が照射されると、この散乱体１０からのスペックル
パターンがＩＴＶカメラ１２により撮像される。このス
ペックルパターンは、散乱体１０の移動、すなわち一方
のフォトマスク８と他方のフォトマスク９との相対的な
移動に比例する量だけ移動する。ここで、比例する量は
光源１１の広き角、光源１１と散乱体１０との距離、お
よび散乱体１０とＩＴＶカメラ１２との距離によって決
まる。従って、スペックルパターンの移動量は、ずれ全
算出装置１３によって演算により次のようにして求めら
れる。

゛すなわち、フォトセンサ１４が第１回目の露光開始を
検出した時（露光用ランプを点灯させた時）（ステップ
Ｓｌ）に、これからの出力信号によってずれ全算出装置
１３が動作し、ＩＴＶカメラ１２でこの時撮像したスペ
ックルパターンが内部の画像メモリに取込んで記憶され
る（ステップＳ２）。この第１回目の露光時には、スペ
ックルパターンが記憶されるだけである（ステップＳ３
）。

次に、フォトセンサ１４が第２回目の露光開始を検出し
た時（ステップＳ４）に、ずれ全算出装置１３では上述
と同様にして、ＩＴＶカメラ１２でこの時撮像したスペ
ックルパターンが内部の画像メモリに取込んで記憶され
る（ステップＳ５）。

次に、ずれ全算出装置１３では、今回取込んだスペック
ルパターンと１回前の露光時に記憶したスペックルパタ
ーンとの相互相関のピーク値から、スペックルパターン
の移動量が求められ、第１回目の露光の時からの移動量
、すなわちフォトマスク８，９のずれ量が求められる（
ステップＳ６）。

この第２回目以後の露光時には、上述のようにして今回
取込んだスペックルパターンと１回前の露光時に記憶し
たスペックルパターンとの相互相関のピーク値から、ス
ペックルパターンの移動量が求められ、フォトマスク８
，９のずれ量が求められる（ステップＳ６）。そして、
警報器１５では、ずれ量算出装置１３で求めたフォトマ
スク８，９のずれ二が、予め設定している許容範囲を超
えているか否かが判別され（ステップＳ７）、ずれ量が
許容範囲を超えている場合にはその旨の警報が作業者に
報知される（ステップＳ８）。

上述したように、本実施例の露光監視装置においては、
一方のフォトマスク８上に光を散乱して反射する散乱体
１０を設け、他方のフォトマスク９上に干渉性のよい光
を散乱体１０に照射する光ｒｊ、１１．および散乱体１
０からのスペックルパターンを撮像するＩＴＶカメラ１
２をそれぞれ設け、ずれ量算出装置１３でＩＴＶカメラ
１２により今回撮像されたスペックルパターンと、１回
前に撮像されたスペックルパターンとの二次元相互相関
をとり、この相互相関のピークの位置からスペックルパ
ターンの移動量を求めてフォトマスク８゜９のずれ量を
求め、さらにこのずれ量が予め設定されている許容範囲
を超えている場合にはその旨の警報を警報器１５で報知
するようにしたので、一対のフォトマスク８．９の位置
ずれ量を自動的に監視することができるため、この位置
ずれが生じた時点で直ぐにフォトマスク８，９のパター
ンを合せ直すことができる。これにより、材料の無駄１
時間の無駄をなくしつつ、焼付は対象物１に対して高精
度でかつ高密度で穴を形成できると共に、歩留りを向上
させることが可能となる。

より具体的に述べると、前述した従来の前者の方法に比
較して、 （ａ）フォトマスクの相対的な動きを直接測定でき、誤
差要因が少ない （ｂ）マークを施す必要がない（小さなマークを施すの
は非常に困難であった） （Ｃ）レンズ等の光学系が不要なため、センサ部を小形
化できる （ｄ）マークがマークセンサの視野に入るように調整を
行なう必要がない（マークを探すのは非常に困難であっ
た） また、前述した後者の方法に比較して、発光器からの光
が光位置検出器に入るように調整をおなう必要がない 等の利点が得られるものである。

尚、上記実施例ではＩＴＶカメラは一台のみ設けたが、
複数台のＩＴＶカメラを設けることにより、フォトマス
ク８．９の回転１部分的な伸び等を検出することが可能
となる。

また、上記実施例ではセンサ部分に全くレンズ等の光学
系を用いていないが、光源１１の広き角を変更する時等
は用いてもよい。

さらに、■ＴＶカメラを直接センサ部に設けるのではな
く、光フアイバイメージガイド等を付加してもよい。す
なわち、ＩＴＶカメラを直接設けるとセンサ部が重量と
なるので、これを付加した方が実用的である。

一方、上記実施例ではスペックルパターンの相互相関を
コンピュータで行なったが、ソフトウェアで演算したり
、あるいはマイクロコンピュータに接続された／い・・
トウエアで演算するようにしてもよい。

また、上記実施例では一方のフォトマスク８上に散乱体
１０を設けたが、この種の散乱体を特に設けずに、フォ
トマスク８のフォトマスク９側と反対側の面に、光を散
乱して反射する散乱部分を施すようにしてもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、種々の調整を行な
うことなく一対のフォトマスクの位置決め配置位置ずれ
量を自動的に監視することができ、もって焼付は対象物
に対して高精度でかつ高密度で穴を形成できると共に歩
留りを向上させることが可能な露光監視装置が提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示す図であり、
第１図は露光監視装置の構成例を示すブロック図、第２
図は露光機へのセンサ部分の配置例を示す図、第３図は
センサ部分の構成例を示す図、第４図は同実施例におけ
る作用を説明するためのフロー図、第５図は従来技術を
説明するための模式図である。 ７・・・焼付は対象物、８・・・フォトマスク、９・・
・フォトマスク、１０・・・散乱体、１１・・・光源、
１２・・・ＩＴＶカメラ、１３・・・ずれ全算出装置、
１４・・・フォトセンサ、１５・・・警報器。 出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦 第１図 第　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　焼付け対象物の両側からそれぞれ透光材で形成された
   対向する一対のフォトマスクを予め定められた相対的な
   位置決め配置し、当該フォトマスクを通して露光を行な
   い、前記焼付け対象物に各フォトマスクに形成されたパ
   ターンを焼付ける状態を監視する露光監視装置において
   、 前記一方のフォトマスクに設けられ、光を散乱して反射
   する散乱部と、 前記他方のフォトマスク側に設けられ、干渉性のよい光
   を前記散乱部に照射する光源と、 前記他方のフォトマスク側に設けられ、前記散乱部から
   の散乱光パターンを撮像する撮像手段と前記撮像手段に
   より今回撮像された散乱光パターンと前回撮像された散
   乱光パターンとの相互相関をとって前記フォトマスクの
   位置決め配置後のずれ量を算出するずれ量算出手段と、 前記ずれ量算出手段により算出されたずれ量が許容範囲
   を超えるとフォトマスクがずれた旨を報知する報知手段
   と、 を備えて成ることを特徴とする露光監視装置。