JPH0310091A - エッチングチャンバー内監視装置 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エツチングチャンバー内において連続的に孔
開は加工される金属薄板のエツチング進行状況を監視す
る装置に関するものである。

［従来の技術］ 現在、フォトエツチング技術を用いることにより、シャ
ドウマスク、リードフレーム、蛍光表示管用メツシュ、
各種フィルター、各種電極、エンコーグ等の加工製品を
工業的に製造することが一般的に行われている。すなわ
ち、フォトレジストをパターン塗布し焼付された金属薄
板（以下加工試料という）を連続的にエツチングチャン
バー内部に流し、これにエツチング液を噴射して孔を開
けることによって上記のような微細加工製品が得られて
いる。そして、従来は、エツチングチャンバーのガラス
窓から内部を監視するか或いは最終製品を検査すること
により、エツチングの進行状況やエツチングの結果をチ
エツクしていた。また、最終製品に不良品が確認された
場合には、加工試料のラインスピード、エツチング液の
濃度、温度及び噴射圧力、噴射ノズルの角度等のエツチ
ング条件を変更して、目的に合った形状で均一な孔開は
加工が施された製品を得るようにすることが行われてい
た。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記のようにエツチングチャンバーの窓
から中のエツチング進行状況をチエツクしようとしても
、その内部は高温であり、腐食性の強いエツチング液が
噴射されている上に、エツチング液の光透過性が低いこ
とから、エツチング進行状況が見えにくく、エツチング
状態が悪いと判断した時点で強制的にラインを停止し加
工試料をチャンバー内部より取り出してｍｍしなければ
ならないという問題点があり、また、最終製品によりチ
エツクする場合には既にかなりの不良品が流れてしまっ
ているという問題点があった。

本発明は、このような問題点を考慮してなされたもので
あり、エツチングチャンバー内のエツチング進行状況を
確実に監視でき、しかも適切なエツチング条件を抽出す
ることができる装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のエツチングチャン
バー内監視装置は、エツチングチャンバー内に加工試料
をはさんで下部にはエツチング液のミストに対し透過性
を有する光を照射する照明装置と上部には該照明装置か
らの照射光を受光するファイバースコープとを設置し、
該ファイバースコープに連結して前記エツチングチャン
バー外に撮影装置を設けるとともに、該撮影装置をモニ
ターに接続したことを特徴とするものである。

そして、前記照明装置の上面にエツチング液が溜まるの
を防ぐため、前記照明装置の上面を傾斜面とすることが
好ましく、また、前記ファイバースコープを保護しかつ
その視野を良好とするために、先端部に先端ガラスを備
えたファイパースフープケース内に前記ファイバースコ
ープを収納し、この先端ガラスに向けてエアーノズルを
配置することが好ましい。

また、前記加工試料の両サイドからの光の回り込みを防
止するために、前記加工試料の両サイドに前記照明装置
からの照射光を遮断する手段を設けることが効果的であ
る。

また、エツチングの進行状況を確実にチエツクするため
に、前記ファイバースコープケース内のファイバースコ
ープを、常に加工試料の全幅がモニターできるようにセ
ットすることが好ましい。

また、モニターした結果を処理するために、前記撮影装
置をモニターに加えて画像処理装置にも接続するように
してもよい。

［作用］ 上記のように構成されたエツチングチャンバー内監視装
置を使用すると、照明装置からの照射光をファイバース
コープを介して撮影装置が受光し、エツチング工程での
エツチングチャンバー内部における加工試料のエツチン
グ進行状況がモニター上へ写し出される。

そして、モニターに加えて接続された画像処理装置を用
いることにより、撮影装置で得られたエツチングチャン
バー内におけるエツチング進行状況の映像の処理が行わ
れる。

［実施例］ 以下、図面に示した実施例に基づいて本発明を説明する
。

第１図は本発明のエツチングチャンバー内監視装置をエ
ツチングチャンバーに設置した一例を示す全体斜視図で
あり、第２図はファイバースコープが設けられた箇所に
あけるエッチングチャンバ−の断面図である。

図において１はエツチングチャンバーを示しており、そ
の内部では加工試料２が搬送ローラー３により連続的に
流されている。そして、加工試料２の上下には複数のエ
ツチング液供給管４が通っており、この供給管４の噴射
ノズル５からエツチング液が噴射されて、加工試料２に
対してエツチングが行われるようになっている。

６は加工試料２の下部に設置された照明装置であり、第
３図及び第４図にその詳細が示されている。この照明装
置６の外箱７は耐熱性及び耐腐食性を考慮してチタン製
等により作成され、その上方のガラス板８の部分には耐
熱ガラスが使用されており、さらに、このガラス板８の
上方には、エツチング液が溜まって照射光の妨げとなら
ないようにするため、傾斜の付いた耐熱ガラス製の液溜
り防止カバー９が載置されている。この液溜り防止カバ
ー９は、加工上の点からガラス製に代えて透明な耐熱性
に優れた材質の合成樹脂で作成してもよいが、この場合
には照射光が最も強い中央部に耐熱ガラスを設けて熱に
よる変形を防止するようにした方がよい。なお、このよ
うな液溜り防止カバー９を設ける代わりに、ガラス板８
自体を傾斜させるようにして照明装置６の外箱？全体を
作成するようにしてもよいことはいうまでもない。

また、照明装置６のランプｌＯとしてはエツチング液の
ミストに対して透過性を有する光を照射するものが複数
本使用されている。例示をすれば、エツチング液として
塩化第２鉄溶液を用いた場合、塩化第２鉄溶液のエツチ
ング液は分光特性が近赤外域で最も透過性が良いため、
少なくとも近赤外域で光の波長特性を有するハロゲンラ
ンプ、キセノンランプ等が用いられる。なお、第１図の
１１はこの照明装置６を冷却するためのエアーを供給す
るパイプである。

１２はファイバースコープを組み込んだファイバースコ
ープケースであって、エツチングチャンバー１の外側上
部からエツチングチャンバー１の壁を貫通し上方のエツ
チング液供給管４の間を通ってその先端が加工試料２の
上方に位置するように取付けられており、その先端には
後述するように先端ガラスが設けられている。このよう
に、ファイバースコープケース１２は加工試料２の上方
に設置されその先端が下向きとなっているので、先端ガ
ラスに付着するエツチング液が自重で落下することによ
りその付着量が抑制されるようになっている。なお、フ
ァイバースコープケース１２は、耐熱性及び耐腐食性を
考慮して、照明装置６の外箱と同様にチタン製等により
作成されている。また、後で詳細に説明するが、第１図
の１３はファイバースコープケース１２の先端ガラスに
付着するエツチング液を吹き飛ばすエアーを供給するた
めのエアー供給パイプである。

さらに、エツチングチャンバー１の内部には、加工試料
２の孔を透過してくる光のみをファイバースコープで受
光できるようにするために、照明装置６からの照射光を
遮断する部材が設けられている。すなわち、本実施例で
は、搬送ローラー３を支持する左右それぞれのガイド１
４に下部遮光板１５及び上部遮光板１６が取付けられて
おり、これらによって加工試料２の両サイドから回り込
んでくる照射光を遮断するようになっている。このうち
下部遮光板１５の方はガイド１４に固定されているが、
上部遮光板１６の方は加工試料２の幅に応じ幅方向に調
節可能とされている。

１７はエツチングチャンバー１外に設置された撮影装置
であり、エツチングにより形成された加工試料２の開口
部分を透過してくる照明装置６からの照明光をファイバ
ースコープを介して受光するようになっている。この撮
影装置１７に使用するカメラとしては、特に限定されな
いが、エツチング液を塩化第２鉄溶液とした場合には可
視域から近赤外域まで広く捉えられるカメラが好ましく
、ＩＴＶカメラのほかにＣＣＤカメラ、暗視野カメラ等
を使用することができる。また、この撮影装置１７はエ
ツチングチャンバー１外に設置されるものであるが、室
内にはエツチング液のミスト及び温度の影響があるため
、耐腐食性をもつ材質で製作された冷却カメラボックス
１８内に設置されている。

１９は撮影装置１７に接続されたモニターであり、エツ
チングチャンバー１内を流れる加工試料２のエツチング
進行状況を作業者が別室にて監視できるように設置され
ている。

以上のような構成により、エツチングチャンバー１内を
流れる加工試料２の下部に設置された照明装置６からの
照明光は、エツチング進行中に加工試料２に形成された
微小な開口部分を通過し、加工試料２の上部に位置する
ファイバースコープケース１２内のファイバースコープ
を介してエツチングチャンバー１外に設置されている撮
影装置１７にて受像され、受像された像は撮影装置１７
に接続されたモニター１９に写し出される。゛例えば、
エツチング液として塩化第２鉄溶液を用いた場合を説明
すると、照明装置６よりの照明光は、可視域より近赤外
域の広い範囲にわたり光の波長特性をもつハロゲンラン
プ或いはキセノンランプより発せられて、分光特性が近
赤外域で最も高い塩化第２鉄溶液のエツチング液が噴霧
状！！（ミスト）となった中を透過しファイバースコー
プにより受光される。さらに、ファイバースコープに接
続されている撮影装置１７には近赤外域で感度の良いカ
メラが使用されており、撮影装置１７はファイバースコ
ープで受光した光に対し可視域から近赤外域の広範囲に
渡って感応して受像する。そして、撮影装置１７によっ
て撮影された像が、撮影装置１７に接続されたモニター
１９に写し出されることにより、エツチングチャンバー
内の加工試料２のエツチング進行状況を作業者が監視で
きる。

撮影装置１７はモニター１９のほかに画像処理装置にも
接続されている。この画像処理装置はパソコン２０、画
像処理装置本体２Ｌハードコピー装置２２から構成され
ており、撮影装置１７で得られた映像をもとに、画像処
理装置本体２１にて開孔部と未開孔部との濃淡差を強調
したのち輪郭強調を行って透過光量の強さに応じた擬似
カラー表示等を行うことでより鮮明な開口形状を抽出し
、パソコン２０によりその結果を予め入力されている基
準開口形状と比較してエツチングチャンバー１内のエツ
チング状態を監視できるようになっている。そして、ハ
ードコピー装置２２により一定時間毎にモニター１９の
ハードコピーを出力することにより、作業者はたえずモ
ニター１９を監視せずともチャンバー１内の状況が把握
できるようになっている。また、異常が発生した場合等
は警報を鳴らすようにすることもできる。

このように、異常が発生すると作業者へ迅速にフィード
バックされる。例えば、エツチングチャンバー１の出口
付近に照明装置６とともにファイバースコープケース１
２と撮影装置１７を設置し、画像処理装置を用いてエツ
チング進行状況を監視することにより、加工試料２に形
成された開口部分が基準開口形状と著しく異なっている
ならばエツチングチャンバー１内でのエツチング条件が
変わったことが判別でき、迅速に作業者へフィードバッ
クできる。また、エツチングチャンバー１内の複数箇所
においてエツチング進行状況を監視するようにすれば、
経時的にエツチングの進行状況を把握でき、より適切な
作業管理が可能である。

次に、第５図、第６図及び第７図によりファイバースコ
ープケース１２の先端部付近の構成を説明する。

ファイバースコープケース１２の先端部には、照明装置
６からの照明光をファイバースコープ２３で受光するた
め、前述したように透明な先端ガラス２４が設けられて
いるが、エツチング進行中チャンバー本体ｌ内は均一に
エツチングができるように上下方向からエツチング液が
噴射されている状態であるため、先端ガラス２４０表面
にエツチング液が付着してモニターしづらい状態となる
。このため、第５図に示すように、エアー供給パイプ１
１から送られてくるエアーをエアーノズル２５より噴射
させて、先端ガラス２４の表面についたエツチング液を
吹き飛ばすことによりエツチング状況を見やすくしてい
る。

一方、エツチングチャンバー本体１内にはエツチング液
供給管４が複数配設されているため、ファイバースコー
プケース１２を挿入するスペースが狭く、そのサイズは
あまり大きくすることはできない。そこで、ファイバー
スコープ２３が小さいサイズでも加工試料２の全幅をモ
ニターできるようにするため、ファイバースコープ２３
には１１０度の広角レンズを使用すると共に、第６図に
示すように、先端ガラス２４はその断面形状をＵ字形に
形成し、これを先端ガラス押え２６によって視野が妨げ
られないように固定している。そして、気密性を確保す
るためにファイバースコープケース１２と先端ガラス２
４との間には０リング２７を、また先端ガラス２４と先
端ガラス押え２６との間にはバッキング２８を介在させ
ている。また、先端ガラス２４の内側が環境の変化によ
り曇ることがあるため、先端ガラス２４を取り外して内
側の曇った部分を拭き取れるように、或いは先端ガラス
２４を交換できるように、先端ガラス押え２６はネジ式
にしている。なお、先端ガラス２４には耐熱性ガラスを
使用している。

また、ファイバースコープケース１２は加工試料２の上
方に設置されるが、噴射ノズル５から噴射されるエツチ
ング液が加工試料２に均一に噴射されるようにするため
、その設置する位置はエツチング液の噴射を邪魔しない
位置、すなわちエツチング液供給管４の間で液噴ノズル
５の先端より高い位置で、しかもエツチング液供給管４
や噴射ノズル５でモニター視野が妨げられない位置とさ
れている。そして、エアーノズル２５はそのモニター視
野にはいらない位置に設けられている。また、エツチン
グ液供給管４の配置の関係から、第１図のように加工試
料２の幅方向中心上方に設置できないような場合には、
ファイバースコープケース１２とファイバースコープ２
３との間に適当な治具を介在させ、ファイバースコープ
２３を斜めにしてその視野の範囲を調節することにより
、−点鎖線で示すように加工試料２の全幅をモニターで
きるようにするとよい。

また、エアーノズル２５はエアー噴射流が先端ガラス２
４の表面に付着したエツチング液を効率良く吹き飛ばす
ことができるように構成されている。

すなわち、エアーノズル２５の噴出口を＄４図に示すよ
うにスリット形状とし、これから出るエアーを先端ガラ
ス２４の端に当ててガラス表面に付着したエツチング液
を吹き飛ばすようにしている。

［発明の効果］ 本発明は、上述のとおり構成されているので次に記載す
る効果を奏する。

請求項１記載のエツチングチャンバー内監視装置におい
ては、モニター装置によりエツチングチャンバー本体内
における製品ラインのエツチング進行状況をエツチング
チャンバー内の必要な箇所で確実に監視できるので、製
品ラインを強制的に停止させ取り出してチエツクしたり
最終製品によってエツチング状況をチエツクしたりする
必要がない。すなわち、エツチングチャンバー内でエツ
チング状況に異常が生じた時点ですばやくその状況を知
ることができ、それに応じてエツチング条件を適切なも
のにしたりエツチング作業を停止させたりすることが可
能となり、ラインの歩留りが向上する。

請求項２記載のエツチングチャンバー内監視装置におい
ては、照明装置の上面が傾斜面とされているので、この
上に凝結したエツチング液が下方に流れることにより液
溜りが防止され、照明装置は加工試料に対して常に一定
の光量を照射するので、安定したモニターを行うことが
できる。

請求項３記載のエツチングチャンバー内監視装置におい
ては、ファイバースコープケースの先端ガラスに向けて
エアーノズルを設けたので、先端ガラスに付着するエツ
チング液が効率良（除去されることとなり、ファイバー
スコープによりエツチング進行状況を鮮明に見ることが
できる。

請求項４記載のエツチングチャンバー内監視装置におい
ては、加工試料の両サイドからの光の回り込みを遮断し
、加工試料に形成された孔を通った光のみがファイバー
スコープに受光されるので、孔の形状を鮮明にモニター
することができる。

請求項５記載のエツチングチャンバー内監視装置におい
ては、常に加工試料の全幅に渡ってモニターできるので
、エツチング進行状況の全貌を確実に把握することがで
きる。

請求項６記載のエツチングチャンバー内監視装置におい
ては、モニター装置とともに画像処理装置を設けたので
、予め人力されている基準開口形状と比較することによ
りエツチングチャンバー内のエツチング条件を監視でき
、異常が発生すると作業者へ迅速に知らせることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエツチングチャンバー内監視装置をエ
ツチングチャンバーに設置した一例を示す全体斜視図、
第２図はファイバースコープが設けられた箇所における
エツチングチャンバーの断面図、第３図はエツチングチ
ャンバー内に設置された照明装置を示す斜視図、第４図
は第３図に示される照明装置の断面図、第５図は第１図
の八で示すファイバースコープケース先端部付近の拡大
図、第６図はファイバースコープケース先端部の断面図
、第７図はエアーノズルの形状を示すための第５図にお
けるＢ−Ｂ矢視図である。 １・・・エツチングチャンバー、２・・・加工試料、３
・・・搬送ローラー、４・・・エツチング液供給管、５
・・・噴射ノズル、６・・・照明装置、７・・・外箱、
８・・・ガラス板、９・・・液溜り防止カバー、１０・
・・ランプ、１１・・・エアー供給パイプ、１２・・・
ファイバースコープケース、１３・・・エアー供給パイ
プ、１４・・・ガイド、１５・・・下部遮光板、１６・
・・上部遮光板、１７・・・撮影装置、１８・・・冷却
カメラボックス、１９・・・モニ９−１２０・・・パソ
コン、２１・・・画像処理装置本体、２２・・・ハード
コピー装置、２３・・・ファイバースコープ、２４・・
・先端ガラス、２５・・・エアーノズル、２６・・・先
端ガラス押え、２７・・・０リング、２８・・・バッキ
ング

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）エツチングチャンバー内に加工試料をはさんで下
   部にはエッチング液のミストに対し透過性を有する光を
   照射する照明装置と上部には該照明装置からの照射光を
   受光するファイバースコープとを設置し、該ファイバー
   スコープに連結して前記エッチングチャンバー外に撮影
   装置を設けるとともに、該撮影装置をモニターに接続し
   たことを特徴とするエッチングチャンバー内監視装置。
2. （２）前記照明装置の上面を傾斜面としたことを特徴と
   する請求項１記載のエッチングチャンバー内監視装置。
3. （３）先端部に先端ガラスを備えたファイバースコープ
   ケース内に前記ファイバースコープを収納し、この先端
   ガラスに向けてエアーノズルを配置したことを特徴とす
   る請求項１又は２記載のエッチングチャンバー内監視装
   置。
4. （４）前記加工試料の両サイドに前記照明装置からの照
   射光を遮断する部材を設けたことを特徴とする請求項１
   ，２又は３記載のエッチングチャンバー内監視装置。
5. （５）前記ファイバースコープケース内のファイバース
   コープを、常に加工試料の全幅がモニターできるように
   したことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載のエ
   ッチングチャンバー内監視装置。
6. （６）前記撮影装置をモニターに加えて画像処理装置に
   も接続したことを特徴とする請求項１，２，３，４又は
   ５記載のエッチングチャンバー内監視装置。