(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形済シャドウマスクのマスク面を凸面側または凹面側からライン状に観察するラインセンサカメラと、前記ラインセンサカメラをその光軸方向に移動させてフォーカスを合わせるフォーカス機構を具備したシャドウマスク検査装置において、
前記マスク面をその凹面側のマスク外に位置しラインセンサカメラの光軸方向に直角でラインセンサの長手方向に向く軸心まわりに相対回転させる回転機構と、前記回転機構とフォーカス機構が同期して動作するように両機構を制御するコントローラを具備してなることを特徴とするシャドウマスク検査装置。
【請求項２】
前記コントローラが、別途入力された前記マスク面の形状に基づいて回転機構とフォーカス機構の動作速度データを演算する演算部と、この演算された各動作速度データを記憶する記憶部と、この記憶された各動作速度データを所定の時間間隔でホルダ回転駆動機構とフォーカス機構に同時に送信する送信部とからなる請求項１記載のシャドウマスク検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３次元表面形状を有するシャドウマスクのマスク面に設けられた無数の微細穴を高精度かつ高速に検査するシャドウマスク検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＲＴなどのシャドウマスクのマスク面には無数の微細穴が設けられている。
【０００３】
これらの微細穴の詰まりや穴径異常などの欠陥を高精度かつ高速に検査するため、各種の自動検査装置が開発されている。図５は、そのような従来のシャドウマスク検査装置の一例における概略構成を示す模式図である。
【０００４】
図５に示すように、従来のシャドウマスク検査装置は、成形したシャドウマスク１を固定するホルダ２と、シャドウマスク１のマスク面１ａをライン状の視野で観察するラインセンサカメラ５と、ラインセンサカメラ５のフォーカスを合わせるためのフォーカステーブル６と、フォーカステーブル６をラインセンサカメラ５の光軸Ａ方向に移動させるフォーカステーブル駆動用モータ７と、フォーカステーブル駆動用モータ７の動作を制御するコントローラ８を具備している。
【０００５】
従来のシャドウマスク検査装置は以下のように動作する。まず、マスク面１ａがラインセンサカメラ５に対向するようにシャドウマスク１がホルダ２に固定される。ついでコントローラ８からの指令によりフォーカステーブル駆動用モータ７が駆動されてフォーカステーブルが光軸Ａ方向に移動され、これによってラインセンサカメラ５のフォーカスが合わせられる。そして、ラインセンサカメラ５によりシャドウマスク１のマスク面１ａが観察される。この観察結果に基づいて、マスク面１ａに設けられた無数の微細穴の検査がなされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、成形済シャドウマスク１のマスク面１ａは３次元表面形状をなすため、マスク面１ａからラインセンサカメラ５までの光路長が、中央部と両端部との間では大きく変化し、ラインセンサカメラ５の視野内で、フォーカスが合わない部分がある。また、たとえフォーカスが合った部分でも、３次元表面形状のマスク面１ａでは、検査対象である微細穴がラインセンサカメラ５の光軸Ａ方向から見て歪んだような形状になってしまう。このため、成形済シャドウマスク１のマスク面１ａの全面にわたり、正確な微細穴の形状の検査ができないことがある。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的とするところは、シャドウマスクのマスク面の全面にわたり、その微細穴を常に正確に検査することができるシャドウマスク検査装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願発明は、成形済シャドウマスクのマスク面をその凸面側または凹面側からライン状に観察するラインセンサカメラと、前記ラインセンサカメラをその光軸方向に移動させてフォーカスを合わせるフォーカス機構を具備したシャドウマスク検査装置において、前記マスク面をその凹面側のマスク外に位置しラインセンサカメラの光軸方向に直角でラインセンサの長手方向に向く軸心まわりに相対回転させる回転機構と、前記回転機構とフォーカス機構が同期して動作するように両機構を制御するコントローラを具備してなることを特徴とするものである。
このような構成では、回転機構により、シャドウマスクのマスク面がラインセンサカメラの光軸方向と直角の軸心まわりに相対的に回転されるため、マスク面の全面にわたりラインセンサカメラの光軸方向で観察することができる。このため、マスク面の微細穴はシャドウマスクの成形形状に起因する歪の影響を受けることなく本来の欠陥のみを検査できる。
【０００９】
また、コントローラにより、回転機構とフォーカス機構が同期して動作するように制御されるため、回転機構によりマスク面が回転して、マスク面からラインセンサカメラまでの光路長が変化しても、フォーカス機構によりこの光路長の変化に応じたフォーカス動作が同時になされるため、マスク面の全面にわたりフォーカスが常に合った状態で検査できる。
【００１０】
具体的には、前記コントローラが、別途入力された前記マスク面の形状に基づいて回転機構とフォーカス機構の動作速度データを演算する演算部と、この演算された各動作速度データを記憶する記憶部と、この記憶された各動作速度データを所定の時間間隔でホルダ回転駆動機構とフォーカス機構に同時に送信する送信部とからなるものとすればよい。
【００１１】
その結果、シャドウマスクのマスク面の全面にわたり、その微細穴を常に正確に検査することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図を参照して本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具現化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
【００１３】
図１は、本実施の形態にかかるシャドウマスク検査装置の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、本実施の形態にかかるシャドウマスク検査装置（以下、「本装置」という。）は、成形したシャドウマスク１を固定するホルダ２と、シャドウマスク１とホルダ２を回転させる回転テーブル３と、回転テーブル３を駆動する回転テーブル駆動用モータ４と、シャドウマスク１のマスク面１ａの凸面側に対向配備され、このマスク面１ａをライン状の視野で観察するラインセンサカメラ５と、ラインセンサカメラ５のフォーカスを合わせるためのフォーカステーブル６と、フォーカステーブル６がラインセンサカメラ５の光軸Ａ方向に移動するようにこのフォーカステーブル６を駆動するフォーカステーブル駆動用モータ７と、回転テーブル駆動用モータ４とフォーカステーブル駆動用モータ７が同期して動作するように制御するコントローラ８を具備している。このうち、回転テーブル３と回転テーブル駆動用モータ４が回転機構を構成し、フォーカステーブル６とフォーカステーブル駆動用モータ７がフォーカス機構を構成している。また、回転テーブル３の回転軸Ｂの方向は、ラインセンサカメラ５の光軸Ａ方向と直角の方向とするが、ここでは説明の便宜上、図中の上下方向としている。なお、ラインセンサカメラ５のラインセンサの長手方向が上下方向にあることは云うまでもない。
【００１４】
図２は、コントローラ８のシステム構成図である。図１および図２に示すように、コントローラ８は、別途入力されたシャドウマスク１のマスク面１ａの形状から回転テーブル３とフォーカステーブル６の移動速度を計算するためのプログラムを記憶したＲＯＭ１１と、このプログラムを実行するＣＰＵ１０と、ＣＰＵ１０により計算された速度データを保存するＲＡＭ１２と、ＣＰＵ１０に含まれ、ＲＡＭ１２より一定時間間隔で速度データを保存するレジスタ１３と、ＣＰＵ１０より回転テーブル駆動用モータ４とフォーカステーブル駆動用モータ７に同時にパルス信号を発信するパルス発信器１４と、各データおよび信号を授受するためのアドレスデータバス１５よりなる。このうち、ＣＰＵ１０とＲＯＭ１１が演算部を構成し、ＲＡＭ１２とレジスタ１３が記憶部を構成し、パルス発信器１４が送信部を構成している。
【００１５】
図３は、ＲＯＭ１１に記憶されているプログラムによる処理手順を示すフロー図であり、このプログラムを実行することにより本装置の動作が行なわれる。以下、本装置の動作について主として図３を参照して説明する。すなわち、図３に示すように、まず、適当な入力装置（不図示）によりシャドウマスク１のマスク面１ａの形状寸法、つまりワークサイズを設定する（ステップＳ１）。ついで、時間ｔi の時の回転テーブル３の速度データＶθi 、フォーカステーブル６の速度データＶχi をそれぞれ算出する（ステップＳ２）。
【００１６】
ここで、図４は、事前に記憶しておいたＲＯＭ１１内のプログラムによる速度データの計算例を示している。図４（ａ）においては、回転テーブル３の時間ｔ1 ，…，ｔi ，ｔi+1 ，…と速度データ０，…，Ｖθi ，Ｖθi+1 ，…の関係１６を記述しており、これによりシャドウマスク１のマスク面１ａを全面にわたり走査するときの回転速度の変化を表している。また、図４（ｂ）においては、フォーカステーブル６の時間ｔ1 ，…，ｔi ，ｔi+1 ，…と速度データ０，…，Ｖχi ，Ｖχi+1 ，…の関係１７を記述しており、回転テーブル３の回転速度の変化に対応付けたフォーカステーブル６の速度の変化を表している。これにより、回転テーブル３の回転によるマスク面１ａからラインセンサカメラ５までの光路長の変化に応じてラインセンサカメラ５のフォーカス合わせができる。さらに、図４（ａ）、（ｂ）には、各速度を設定する時間間隔△ｔ（＝ｔi+1 −ｔi ）をそれぞれ記述している。
【００１７】
このように上記プログラムで計算した速度データＶθi ，Ｖχi から、再び図３に示すように、時間間隔△ｔごとに、速度データＶθi ，Ｖχi をＲＡＭ１２へセットする（ステップＳ３）。
【００１８】
ついで、速度データＶθi ，Ｖχi をＲＡＭ１２から読み出し、この速度データＶθi ，Ｖχi を一定時間間隔のパルス信号としてレジスタ１３にセットする（ステップＳ４）。このパルス信号を、パルス発信器１４から回転テーブル駆動用モータ４とフォーカステーブル駆動用モータ７に同時に発信し、これにより回転テーブル３とフォーカステーブル６を同時に時間間隔△ｔ分だけ移動させる（ステップＳ５）。
【００１９】
そして、速度データが最後になるまで、前記ステップＳ４およびステップＳ５を繰り返す（ステップＳ６）。
【００２０】
以上により、本装置によれば、回転テーブル駆動用モータ４で駆動される回転テーブル３により、シャドウマスク１のマスク面１ａがラインセンサカメラ５の光軸Ａ方向と直角の軸心まわりに回転させられるため、マスク面１ａの全面にわたりラインセンサカメラ５の光軸Ａ方向で観察することができる。このため、マスク面１ａの微細穴はシャドウマスク１の成形形状に起因する歪の影響を受けることなく本来の欠陥のみを検査できる。
【００２１】
また、コントローラ８により、回転テーブル駆動用モータ４と、フォーカステーブル駆動用モータ７が同期して動作するように制御されるため、回転テーブル３によりマスク面１ａが回転させられて、マスク面１ａからラインセンサカメラ５までの光路長が変化しても、フォーカステーブル駆動用モータ７で駆動されるフォーカステーブル６によりこの光路長の変化に応じたフォーカス動作が同時になされるため、マスク面１ａの全面にわたりフォーカスが常に合った状態で検査できる。
【００２２】
その結果、シャドウマスク１のマスク面１ａの全面にわたり、その微細穴を常に正確に検査することができる。
【００２３】
なお、上記実施の形態では、シャドウマスク１のマスク面１ａの凸面側にラインセンサカメラ５を対向配備しているが、逆に、マスク面１ａの凹面側にラインセンサカメラ５を対向配備してもよい。また、上記実施の形態では、シャドウマスク１のマスク面１ａの回転軸の方向を上下方向に設定しているが、ラインセンサカメラ５の光軸Ａと直角の方向であれば、任意の方向としてもよい。また、上記実施の形態では、シャドウマスク１のマスク面１ａを回転させたが、シャドウマスク１のマスク面１ａを固定し、ラインセンサカメラ５をそのまわりに回転させてもよい。要は、マスク面１ａをラインセンサカメラ５に対して相対的に回転させればよく、この場合は、回転機構とフォーカス機構はいずれもラインセンサカメラ５側に設けられることになる。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、シャドウマスクのマスク面の微細穴はシャドウマスクの成形形状に起因する歪の影響を受けることなく本来の欠陥のみを検査できる。また、シャドウマスクのマスク面の全面にわたりフォーカスが常に合った状態で検査できる。その結果、シャドウマスクのマスク面の全面にわたり、その微細穴を常に正確に検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるシャドウマスク検査装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】本装置のコントローラのシステム構成図である。
【図３】本装置のコントローラ内のプログラムによる動作手順を示すフロー図である。
【図４】本装置のＲＯＭに記憶された速度データの一例を示す説明図である。
【図５】従来の一例におけるシャドウマスク検査装置の概略構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１  シャドウマスク
２  ホルダ
３  回転テーブル（回転機構）
４  回転テーブル駆動用モータ（回転機構）
５  ラインセンサカメラ
６  フォーカステーブル（フォーカス機構）
７  フォーカステーブル駆動用モータ（フォーカス機構）
８  コントローラ
１０  ＣＰＵ（演算部）
１１  ＲＯＭ（演算部）
１２  ＲＡＭ（記憶部）
１３  レジスタ（記憶部）
１４  パルス発信器（発信部）
１５  アドレスデータバス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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