JPH11351830A - 塗布材料の膜厚ムラ検査方法 - Google Patents

塗布材料の膜厚ムラ検査方法

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JPH11351830A
JPH11351830A JP10157406A JP15740698A JPH11351830A JP H11351830 A JPH11351830 A JP H11351830A JP 10157406 A JP10157406 A JP 10157406A JP 15740698 A JP15740698 A JP 15740698A JP H11351830 A JPH11351830 A JP H11351830A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 基材上に薄膜状に塗布されている塗布材料の
膜厚ムラの抽出を高い精度で行うことができる検査方法
で、比較的簡単に表示装置を介して目視にて確認するこ
とができる検査方法、および自動検査方法を提供する。 【解決手段】 順に、照明光を塗布材料に入射して、基
材面にて反射された照明光の正反射光で、且つ前記特定
波長域の光のみで撮影し、検査領域を撮影した撮影画像
を得る撮影処理と、前記撮影により得られた撮影画像の
画像データに対し、該撮影画像を撮影した撮影装置によ
り予め均一な照度分布を有する対象物を撮影した画像デ
ータを用い、対応する各画素毎に、それぞれ、除算する
除算処理と、さらに除算処理の結果得られた画像データ
に対してシエーディング除去処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,金属基材上に塗布
された樹脂等、塗布材料の膜厚ムラ検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、カラーテレビは、カラー画像の大
型化に加え、高画質化の要求がますます強くなってきて
おり、カラーテレビジョン用ブラウン管に用いられる、
丸貫通孔や矩形貫通孔を持つシャドウマスクやスリット
状の貫通孔を持つアパーチャグリル等においては、その
品質要求から、透過光検査におけるムラができるだけな
いものが望まれている。シャドウマスクやアパーチャグ
リルは、金属板に耐エッチング性の感光性膜を塗布、乾
燥し、更に所定のパターン状に製版して、これを耐エッ
チング性マスク(レジスト)として用いて金属板をエッ
チング加工して、作製されている。シャドウマスクやア
パーチャグリルのムラは、その貫通孔部の大きさが局所
的に大きい場合、あるいは小さい場合にムラとなって見
えるもので、その作製工程は長く、ムラの発生原因も多
々あり、従来、その原因を特定することは難しいものと
されていたが、金属板への耐エッチング性の感光性膜の
塗布膜厚の局所的な不均一(膜厚ムラと言う)が、エッ
チング加工した後の、シャドウマスクやアパーチャグリ
ルのムラとなることも次第に分かってきた。
【0003】このため、最近では、金属板への耐エッチ
ング性の感光性膜の塗布膜厚の局所的な不均一(膜厚ム
ラ)の抽出を、所定波長の光を用い、その反射光を人が
観察して検査することにより行っていた。しかし、この
方法は、程度のひどい膜厚ムラは検査により抽出できる
が、程度のひどくないムラは抽出できないという問題が
あった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、エッチ
ングによるシャドウマスクの外形加工においては、カラ
ー画像の高画質化の要求に応えるために、金属板への耐
エッチング性の感光性膜の塗布膜厚の局所的な不均一
(膜厚ムラ)の抽出を高い精度で行うことができる膜厚
ムラの検査方法が求められていた。本発明は、これに対
応するもので、基材上に薄膜状に塗布されている塗布材
料の膜厚ムラの抽出を高い精度で行うことができる検査
方法で、比較的簡単に表示装置を介して目視にて確認す
ることができる検査方法、および自動検査方法を提供し
ようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の塗布材料の膜厚
ムラ検査方法は、基材上に薄膜状に塗布されている、特
定の光波長域に対して、光透過性を有し、且つ、吸収性
を有する塗布材料の膜厚ムラを検査する方法であって、
順に、照明光を塗布材料に入射して、基材面にて反射さ
れた照明光の正反射光で、且つ前記特定波長域の光のみ
で撮影し、検査領域を撮影した撮影画像を得る撮影処理
と、前記撮影により得られた撮影画像の画像データに対
し、該撮影画像を撮影した撮影装置により予め均一な照
度分布を有する対象物を撮影した画像データを用い、対
応する各画素毎に、それぞれ、除算する除算処理と、除
算処理の結果得られた画像データに対して、所定の周波
数よりも高い空間周波数成分のみを抽出して、信号の緩
やかな変化分を除去する、シエーディング除去処理とを
行うことを特徴とするものである。そして、上記におい
て、シエーディング除去処理の結果得られた画像データ
に対して、特定の階調範囲をひきのばして、表示手段に
表示して検査することを特徴とするものである。あるい
は、上記において、シエーディング除去処理の結果得ら
れた画像データに、各画素毎にそれぞれ平滑化処理、微
分処理を施して、得られた画像データに対し、各画素毎
に所定のしきい値と比較して、所定のしきい値以上、あ
るいは以下の画素を抽出して、抽出された画素領域を膜
厚ムラ部として抽出することを特徴とするものである。
また、上記において、撮影手段としてラインセンサカメ
ラを用い、且つ、照明手段として面状照明を用いること
を特徴とするものである。また、上記において、基材が
金属板材で、塗布材料が製版用のレジストであることを
特徴とするものである。特に、本発明の検査方法がシャ
ドスマスクやアパーチャグリルを作製する際の、金属板
へのレジスト膜の塗布におけるレジスト膜の膜厚ムラの
抽出に用いられた場合には、有効である。
【0006】
【作用】本発明の塗布材料の膜厚ムラ検査方法は、上記
のように構成することにより、基材上に薄膜状に塗布さ
れている塗布材料の膜厚ムラの抽出を高い精度で行うこ
とを可能とする検査方法で、比較的簡単に表示装置を介
して目視にて確認することができる検査方法、および自
動検査の提供を可能としている。具体的には、基材上に
薄膜状に塗布されている、特定の光波長域に対して、光
透過性を有し、且つ、吸収性を有する塗布材料の膜厚ム
ラを検査する方法であって、順に、照明光を塗布材料に
入射して、基材面にて反射された照明光の正反射光で、
且つ前記特定波長域の光のみで撮影し、検査領域を撮影
した撮影画像を得る撮影処理と、前記撮影により得られ
た撮影画像の画像データに対し、該撮影画像を撮影した
撮影装置により予め均一な照度分布を有する対象物を撮
影した画像データを用い、対応する各画素毎に、それぞ
れ、除算する除算処理と、除算処理の結果得られた画像
データに対して、所定の周波数よりも高い空間周波数成
分のみを抽出して、信号の緩やかな変化分を除去する、
シエーディング除去処理とを行うことにより、これを達
成している。即ち、照明光を塗布材料に入射して、基材
面にて反射された照明光の正反射光で、且つ、塗布材料
が透過性、吸収性を有する特定波長域の光のみで、検査
領域を撮影することにより、後述するように、撮影画像
の画像データに、塗布材料の膜厚に対応した信号分が含
まれることとなる。また、撮影により得られた撮影画像
の画像データに対し、該撮影画像を撮影した撮影装置に
より予め均一な照度分布を有する対象物を撮影した画像
データを用い、対応する各画素毎に、それぞれ、除算す
る除算処理を行うことにより、撮影手段の画素感度のバ
ラツキの影響を補正した画像データを得ることができる
ものとしている。更に、画像データから信号の緩やかな
変化分を除去する、シエーディング除去処理を行うこと
により、抽出しようとしている塗布材料の膜厚ムラに因
るものではない、照明光の照度分布の不均一性等に因る
信号の緩やかな変化分(シエーディング)を除去できる
ものとしている。更に具体的には、シエーディング除去
処理の結果得られた画像データに対して、特定の階調範
囲を引き伸ばして、表示手段に表示して検査することに
より、高い精度で、比較的簡単に、人の観察で、塗布材
料の膜厚ムラを抽出することを可能としている。また、
シエーディング除去処理の結果得られた画像データに、
各画素毎にそれぞれ、平滑化処理、微分処理を施して、
得られた画像データに対し、各画素毎に所定のしきい値
と比較して、所定のしきい値以上、あるいは以下の画素
を抽出して、抽出された画素領域を膜厚ムラ部として抽
出することにより、塗布材料の膜厚ムラを抽出を高い精
度で、自動化してできるものとしている。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の塗布材料の膜厚ムラ検査
方法の実施の形態の例を挙げて説明する。図1は、実施
の形態のフロー図で、図2は実施の形態を実施するため
の装置の概略構成図で、図3は撮影する試料の一部の拡
大断面図で、図4は他の装置例を示した図で、図5は画
像データのフィルター処理(フィルターリング)を説明
するための図である。図1〜図4中、110は試料、1
11は基材、112は塗布材料、115は試料、120
は線状の照明光源、121は照明光、125は面状の照
明光源、130は撮影装置(CCDラインセンサカメ
ラ)、131は正反射光(撮影光)、140は光学フィ
ルター、150は画像処理部、160は搬送部、170
は表示装置、θは(法線に対する)入射角あるいは反射
角である。本例は、基材111上に薄膜状に塗布されて
いる、特定の光波長域に対して、光透過性を有し、且
つ、吸収性を有する塗布材料112の膜厚ムラを検査す
る方法であって、図2に示す装置を用いて、塗布材料1
12が光透過性を有し、且つ、吸収性を有する特定の光
波長域で、試料110を撮影し、塗布材料112の膜厚
ムラを検査するものである。
【0008】図2、図3を用いて、本発明の膜厚ムラ測
定の基本原理を簡単に説明しておく。図2に示すよう
に、撮影は、線状の照明光源120にて照射した領域の
正反射光131のみが、撮影装置(CCDラインセンサ
カメラ)130の各画素に入り撮影されるように、撮影
装置130、試料110、光源120の各位置を設定し
て行う。こうすることにより、図3に示すように、照明
光121が、試料110の塗布材料112を通過する距
離が、膜厚にほぼ比例するようできるのである。詳しく
は、図3に示すように、A1、A2各箇所の塗布材料の
厚さt1、t2とすると、A1箇所における塗布材料を
通過する距離L1は、(L1/2)cosθがほぼt1
となることより、ほぼ2t1/cosθとなり、A2箇
所における塗布材料を通過する距離L2は、(L2/
2)cosθがほぼt2となることより、ほぼ2t2/
cosθとなり、照明光121が、試料110の塗布材
料112を通過する距離が、膜厚にほぼ比例することが
分かる。したがって、塗布材料112に対し、光透過性
を有し、且つ、吸収性を有する特定の光波長域について
のみ、撮影装置130にて撮影することにより、塗布材
料の膜厚差を特定波長域の光の強度としてとられること
ができる。本例では、特定の波長域の撮影を行うため
に、撮影装置130へ入射する光を光学フィルター14
0でフィルタリングしている。このようにして、撮影し
た撮影画像の画像データには、膜厚に対応した信号分が
含まれることとなる。本発明は、簡単には、このように
して、膜厚に対応した信号分が含まれれた撮影画像の画
像データから、画像処理(演算処理)により、撮影手段
の各画素の感度バラツキに起因する信号分や、照明の不
均一性に起因する緩やかな信号の変化分を除去して得ら
れた画像データを用い、更に処理を施して膜厚ムラ不良
部を抽出するものである。
【0009】以下、図1に基づいて本発明の実施の形態
の例を説明する。図1中、S110〜S220は処理ス
テップを示すものである。はじめに、実施の形態の第1
の例を図1に基づいて説明する。まず、図2に示す装置
にて、試料の検査領域を撮影する。(S110) 図2に示す装置では、撮影装置130に入射する試料1
10からの撮影光は、線状の照明光源120の照明光1
21の正反射光131となるように、撮影装置130、
試料110、線状の照明光源120を設置してある。こ
こでは、撮影装置130はCCDラインセンサカメラ
で、撮影の照明光源が線状の照明光源であり、試料11
0は、搬送部160に所定の速度で搬送されながら撮影
されて、検査領域の全体が撮影されることとなる。撮影
画像の画像データは、試料110の膜厚ムラによる光
強度変化の他に、撮影装置130の各画素の感度差を含
むものである。一方、図2に示す装置の撮影装置130
にて、予め均一な照度分布を示す、対象物を撮影してお
く。(S120) この画像データは、ほぼ各画素ごとの感度差のみを含
む画像データである。次いで、対応する撮影装置110
の各画素毎に、画像データを画像データで除算す
る。(S130) 除算処理により得られた、画像データには、撮影装置
130の各画素の感度差が含まれないものとなる。次い
で、緩やかな(低周波数の)信号成分を除去するシエー
ディング処理を行い(S140)、膜厚ムラ部のみが局
部的に変化した画像データを得る。この処理は、画像
データの各画素毎に、近傍平均値の減算、あるいは、
微分処理を施すことにより、緩やかな(低周波数の)信
号成分を除去するものである。例えば、画像データに
対し、さらに、カーネルサイズの局所平滑化フィルター
をかけ、フィルター後の画像を元の画像から減算する。
フィルターとしては、図5(a)に示すような、フィル
ターの各要素を1としたものを用いても良い。尚、画像
データの着目画素をX(i、j)として、フィルターを
図5(b)のような、各要素(A11〜A33)をもつ
フィルターとした場合、フィルターリング後の、即ち、
平滑化処理後の着目画素X(i、j)は、図5(c)の
ようになる。但し、X(i、j)の対応する要素はA2
2である。線状の照明光源120の照度分布が不均一な
ことによる明暗差の空間周波数帯は、ほとんどの場合膜
厚ムラの空間周波数よりも低周波であるため、所定の周
波数よりも高い周波数成分のみを抽出することにより、
画像データから、照度分布の不均一の影響を除外でき
る。
【0010】次いで、得られた画像データに対し、膜
厚ムラによって生じた画像中の暗部もしくは明部の大き
さに近いサイズ(以降、ムラサイズと言う)で局所平滑
化処理を施し(S150)、平滑化処理を施した画像に
対してムラサイズに近い距離で2次微分処理を施す。
(S160)得られた画像データは、膜厚ムラが強調
された画像データである。尚、ここで言う微分処理も、
所定のフィルターをかけて行う。ここでは、画像データ
に対し、平滑化処理、微分処理を順次施したが、微分
処理、平滑化処理の順でも良い。次いで、画像データ
に対し、各画素毎に、所定のしきい値と比較し、画像デ
ータの中に、所定のしきい値以上、あるいは所定のし
きい値以下の画素がある場合、この画素の領域を膜厚ム
ラ不良の領域として抽出し(S170)、膜厚ムラ不良
の領域を抽出した画像データを得る。このようにし
て、自動化した膜厚ムラ不良の画像データを得ることが
でき、膜厚ムラ不良の自動検出ができる。
【0011】次いで、実施の形態の第2の例を図1に基
づいて説明する。第2の例も、第1の例と同様、基材1
11上に薄膜状に塗布されている、特定の光波長域に対
して、光透過性を有し、且つ、吸収性を有する塗布材料
112の膜厚ムラを検査する方法であって、図2に示す
装置を用いて、塗布材料112が光透過性を有し、且
つ、吸収性を有する特定の光波長域で、試料110を撮
影した撮影画像の画像データを利用するものである。第
2の例は、人がモニター(表示手段)表示された画像を
観察して、膜厚ムラ不良を抽出する検査方法であるが、
画像処理の要部を第1の例と同じとするものである。第
2の例は、第1の例と同様に、撮影画像の画像データ
に対し、除算処理(S130)、シーディング除去処理
(S140)を行い画像データを得た後、画像データ
を用い、膜厚ムラに対応する信号レベル区間のみを拡
大し、これを表示手段に表示して、膜厚ムラ部の階調範
囲を拡大して示す。(S210) そして、表示手段に表示された画像を観察して、膜厚ム
ラ不良を抽出する。(S210)
【0012】図4は、実施の形態第1の例、第2の例を
実施するための別の装置の概略構成図で、画像処理部表
示部は省いてある。図4の装置は、試料115の基材が
薄く基材が波打つような場合にも対応できる装置で、照
明光源として、面光源125を用いたものである。詳し
くは、試料115の基材が薄く、図4に示すように、基
材が波打つ場合、図2に示す装置における線状の照明光
源120で照明すると、画像に基材の波打ちによる明暗
が生じてしまい、膜厚ムラによる明暗差が抽出しずらく
なるが、図4の装置では、これに対応できる。
【0013】
【発明の効果】本発明は、上記のように、基材上に薄膜
状に塗布されている塗布材料の膜厚ムラの抽出を高い精
度で行うことができる検査方法で、比較的簡単に表示装
置を介して目視にて確認することができる検査方法、お
よび自動検査方法の提供を可能とした。結果、エッチン
グによるシャドウマスクの外形加工においては、カラー
画像の高画質化の要求に応えることができるようになっ
た。また、その量産にも対応できるものとした。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の塗布材料の膜厚ムラ検査方法の実施の
形態のフロー図
【図2】実施の形態を実施するための装置の概略構成図
【図3】撮影する試料の一部の拡大断面図
【図4】実施の形態を実施するための他の装置例を示し
た図
【図5】画像データのフィルター処理(フィルターリン
グ)を説明するための図
【符号の説明】
110、115 試料 111 基材 112 塗布材料 120 線状の照明光源 121 照明光 125 面状の照明光源 130 撮影装置(CCDラインセ
ンサカメラ) 131 正反射光(撮影光) 140 光学フィルター 150 画像処理部 160 搬送部 170 表示装置 θ (法線に対する)入射角およ
び反射角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01J 9/42 G06F 15/62 400 (72)発明者 村上 慎一郎 東京都新宿区市谷加賀町一丁目1番1号 大日本印刷株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材上に薄膜状に塗布されている、特定
    の光波長域に対して、光透過性を有し、且つ、吸収性を
    有する塗布材料の膜厚ムラを検査する方法であって、順
    に、照明光を塗布材料に入射して、基材面にて反射され
    た照明光の正反射光で、且つ前記特定波長域の光のみで
    撮影し、検査領域を撮影した撮影画像を得る撮影処理
    と、前記撮影により得られた撮影画像の画像データに対
    し、該撮影画像を撮影した撮影装置により予め均一な照
    度分布を有する対象物を撮影した画像データを用い、対
    応する各画素毎に、それぞれ、除算する除算処理と、除
    算処理の結果得られた画像データに対して、所定の周波
    数よりも高い空間周波数成分のみを抽出して、信号の緩
    やかな変化分を除去する、シエーディング除去処理とを
    行うことを特徴とする塗布材料の膜厚ムラ検査方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、シエーディング除去
    処理の結果得られた画像データに対して、特定の階調範
    囲をひきのばして、表示手段に表示して検査することを
    特徴とする塗布材料の膜厚ムラ検査方法。
  3. 【請求項3】 請求項1において、シエーディング除去
    処理の結果得られた画像データに、各画素毎にそれぞ
    れ、平滑化処理、微分処理を施して、得られた画像デー
    タに対し、各画素毎に所定のしきい値と比較して、所定
    のしきい値以上、あるいは以下の画素を抽出して、抽出
    された画素領域を膜厚ムラ部として抽出することを特徴
    とする塗布材料の膜厚ムラ検査方法。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3において、撮影手段と
    してラインセンサカメラを用い、且つ、照明手段として
    面状照明を用いることを特徴とする塗布材料の膜厚ムラ
    検査方法。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4において、基材が金属
    板材で、塗布材料が製版用のレジストであることを特徴
    とする塗布材料の膜厚ムラ検査方法。
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