CN103314328A - 膜曝光方法 - Google Patents
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Abstract
在膜基材(20)上的曝光图案形成用区域形成有曝光材料膜(21)的膜(2)中,在其宽度方向上的两侧缘部的至少一方涂敷有色的烧结材料、有色的光固化性材料或有色的墨水而形成侧部涂敷膜(22),通过定位标记形成部(14)照射激光而形成定位标记(2a),使用该定位标记(2a)检测膜曲折,调整掩模(12)的位置。由此,在对膜基材上的曝光图案形成区域形成有曝光材料膜的膜进行连续曝光时,定位标记的形成及形成的定位标记的检测容易,能高精度地校正膜的曲折,能稳定地进行曝光。
Description
技术领域
本发明涉及膜曝光方法,特别是涉及对在膜基材上的曝光图案形成用区域形成有曝光材料膜的膜进行连续曝光时,能高精度地校正膜的曲折,稳定地进行曝光的膜曝光方法。
背景技术
以往,例如在对平板状的基板等构件进行曝光时,为了高精度地管理其曝光位置,例如使用在表面上施加了规定的标记的基板,根据该标记来决定在曝光中使用的掩模的位置(例如,专利文献1至3),或者在载置基板的托板(pallet)设置定位用的销(pin)(例如,专利文献4)。
然而,在像卷对卷(roll to roll)方式那样曝光对象是膜且将该膜连续地供给到曝光装置内的情况下,难以应用上述那样的平板状构件的曝光中的定位技术。即,在卷对卷方式的膜的生产线上,成为曝光对象的膜例如在图9所示的工序中供给到曝光装置1内,与对平板状的基板等进行曝光的情况不同,对于传送中的膜1,由于其柔软性而容易产生起伏。
此外,在如图9所示的卷对卷方式的膜的生产线上,在所有的加工工序中都进行着利用了膜的柔软性的处理。即,膜2从供给卷盘(reel)80退卷而供给到生产线,在预处理部3中例如实施干洗及表面改性等预处理,用狭缝式涂敷机(slit coater)4在表面涂敷规定的曝光材料之后,所涂敷的曝光材料在干燥装置5中被干燥。然后,在表面上形成有曝光材料膜的膜2被供给到曝光装置1,曝光材料膜在曝光装置1中被曝光。此时,膜2在各装置间例如被辊9所支承,通过其旋转而被传送。因此,将在专利文献1至4公开的技术应用于卷对卷方式的膜2的曝光是困难的。
在以卷对卷方式对膜进行曝光的情况下,为了提高其曝光精度,维持膜与掩模的相对的位置关系是重要的。例如,在专利文献5中公开了掩模相对于膜的定位技术。即,在专利文献5的技术中,在对一个膜分两次进行曝光的情况下,对膜实施第一次的曝光而形成图案,然后,在第二次的曝光时,通过用线阵CCD(Line CCD)检测由第一次的曝光形成的图案,从而调节掩模的位置。另外,像在该专利文献5的图2示出的那样,膜的宽度方向上的两侧缘部不是曝光区域。
图10是作为一个例子示出与一个掩模12对应地各相向配置一对出射曝光光的曝光光源11,从相互不同的方向照射曝光光的型式的以往的曝光装置的图。关于这种型式的曝光装置,例如在液晶显示器等的玻璃基板上或偏振膜等的膜基材料上形成无色透明的取向膜时,在取向材料膜的曝光中使用。即,在通过由该曝光装置进行的曝光形成取向膜的情况下,将在表面形成有无色透明的取向材料膜的曝光对象构件供给到曝光装置内,按规定的每个区域从不同的方向照射曝光光,形成在不同的方向上取向的取向膜。根据该曝光装置,例如将与膜的一个图素(picture element)对应的区域在其宽度方向上进行二分割而进行曝光,或者按与像素(pixel)对应的每个区域在其宽度方向上对膜进行分割而进行曝光,能按各分割区域的每一个形成取向方向不同的取向膜。根据该取向膜的取向方向的特征,能使夹持在玻璃基板之间的液晶分子的施加电压时的动作根据取向膜的取向方向而不同,由此,能扩展显示装置的视角,此外,能将制造的膜作为3D(Three Dimensional:三维)显示器等的偏振膜使用,近来,这样的膜的曝光技术受到瞩目。
在通过这样的曝光装置对膜进行曝光时,在膜中容易在传送过程中产生起伏,由此,存在曝光位置产生偏差的问题。为了减低该曝光位置的偏差的影响,例如,在像上述那样的在膜的移动方向上并列设置有多个光源的曝光装置中,例如如图10及图11所示,不是使用一个掩模进行曝光,而是使用多个掩模12,将各掩模12以在曝光对象构件的移动方向及与此垂直的宽度方向上排列的方式呈之字形配置,按各掩模的每一个设置曝光光源11进行曝光。而且,使来自曝光光源11的曝光光透射各掩模121至124,如图11所示,在膜供给过来的上游侧,通过相互隔离地配置的掩模121及122在曝光区域A及C对膜2进行曝光,在下游侧,通过掩模123对曝光区域A及C之间的区域B进行曝光,通过掩模124对与曝光区域C邻接的区域D进行曝光。由此,能在膜2的大致整个面高精度地形成进取向分割了的图案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开昭62-294252号公报;
专利文献2:特开2005-283896号公报;
专利文献3:特开2005-316411号公报;
专利文献4:国际公开第08/139643号;
专利文献5:特开2006-292919号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而,在上述现有技术中存在如下的问题。即,专利文献5的技术需要对一个膜分两次进行曝光操作,生产性差。
此外,在配置有多个掩模12并按各掩模12的每一个各设置有一对曝光光源11的以往的曝光装置中,如图10所示,内置有曝光光源11的部分(曝光光源11的箱体部分)对于一个光源例如在膜的移动方向上具有大约2m左右的长度,如图11所示的曝光区域A及C与曝光区域B及D之间的距离变长为至少4m左右。因此,在从上游侧的曝光区域A及C向下游侧的曝光区域B及D的传送过程中,膜容易起伏,存在容易在与该移动方向垂直的宽度方向上产生偏差的问题。因此,在膜的移动方向下游侧的曝光区域中,由于膜的宽度方向上的位置偏差,存在已经被曝光的区域被曝光,或者产生未曝光的区域的问题。
为了解决该问题,本申请的申请人在日本特愿2010-089608号中提出了如下的技术,即,在以往例如作为膜传送供给用的区域使用的、未涂敷曝光材料的膜基材上的侧部形成定位标记(alignment mark),在膜的移动方向下游侧通过CCD摄影机检测定位标记的膜宽度方向上的偏差,基于该检测信号,在膜的宽度方向上调节下游侧的掩模123及124的位置,校正曝光区域的偏差。
作为在膜的缘部形成定位标记的方法,虽然可考虑机械性地对膜开孔或利用激光等进行标记,但是,关于机械性的标记,因为在进行该加工时会对膜施加振动而使加工精度降低,所以不适于实用。此外,实施标记的对象的膜基材是无色透明的,在利用激光等进行标记时,激光容易透射膜。因此,在使用例如波长为266nm的紫外光进行标记的情况下,当不使激光的照射能量极端增大到例如8J/cm2左右时,存在难以形成定位标记的问题。
本发明是鉴于这样的问题而完成的,其目的在于,提供一种在对在膜基材上的曝光图案形成区域形成有曝光材料膜的膜进行连续曝光时,定位标记的形成及形成的定位标记的检测容易,能高精度地校正膜的曲折而稳定地进行曝光的膜曝光方法。
用于解决课题的方案
本发明的膜曝光方法,通过经由掩模对在膜基材上的曝光图案形成用区域形成有曝光材料膜的膜的所述曝光材料膜照射曝光光,从而对所述曝光材料膜曝光所述掩模的图案,所述膜曝光方法的特征在于,供给在所述膜基材的宽度方向上的两侧缘部的至少一方涂敷有色的烧结材料、有色的光固化性材料或有色的墨水而形成有侧部涂敷膜的膜,对该侧部涂敷膜照射定位标记用激光而形成定位标记,使用该定位标记检测膜曲折,调整所述掩模的位置。例如,在使卷绕在供给卷盘的膜基材从所述供给卷盘移动到收卷卷盘的期间中的所述定位标记用激光的照射前,在所述膜基材上形成所述曝光材料膜和/或所述侧部涂敷膜。
在本发明的膜曝光方法中,例如,所述掩模分别配置在所述膜的移动方向上的上游侧及下游侧,在所述膜的移动方向上的上游侧及下游侧对所述曝光材料膜分别曝光所述上游侧掩模和下游侧掩模的图案,在与所述膜的移动方向上的所述上游侧掩模的位置对应的位置在所述侧部涂敷膜形成所述定位标记,在与所述膜的移动方向上的所述下游侧掩模的位置对应的位置检测所述定位标记,由此,检测所述膜从利用所述上游侧掩模的曝光区域移动到利用所述下游侧掩模的曝光区域为止产生的膜曲折,将下游侧掩模相对于所述膜的相对的位置校正由于所述膜曲折而偏离的量。
发明效果
在本发明中,在利用掩模的图案对在膜基材上的曝光图案形成用区域形成有曝光材料膜的膜进行曝光的膜曝光方法中,供给在膜基材的宽度方向上的两侧缘部的至少一方涂敷有色的烧结材料、有色的光固化性材料或有色的墨水而形成有侧部涂敷膜的膜,对该侧部涂敷膜照射激光而形成定位标记。该有色的侧部涂敷膜对激光的吸收率高,容易形成定位标记。
此外,即使在通过定位标记用激光的照射除去侧部涂敷膜而形成定位标记的情况下,在定位标记的周围也会残留有有色的涂敷膜,因此,能清楚且高精度地检测定位标记。因此,根据本发明,能高精度地进行膜曲折的检测及掩模位置的调整,能稳定地对膜进行曝光。
附图说明
图1是示出在本发明的实施方式的膜的曝光装置中通过定位标记进行的膜的宽度方向上的偏差的校正的图。
图2是示出在本发明的实施方式的膜的曝光装置中由膜的传送造成的引入标记的移动的图。
图3是示出在本发明的实施方式的膜的曝光装置中由上游侧掩模造成的图案和由下游侧掩模造成的图案的相对的位置关系的图。
图4是示出本发明的实施方式的膜的曝光装置中的掩模的平面图。
图5是作为一个例子示出掩模位置的控制部的图。
图6是作为一个例子示出引入标记形成部的图。
图7是示出在本发明的实施方式的膜的曝光装置中利用上游侧的掩模进行的曝光工序的图。
图8是示出在本发明的实施方式的膜的曝光装置中利用引入标记进行的掩模位置的校正的图。
图9是示出卷对卷方式的膜生产线的一个例子的图。
图10是作为一个例子示出取向分割方式的曝光装置的立体图。
图11是作为一个例子示出在膜的移动方向上配置有多个光源的结构的曝光装置的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式具体地进行说明。首先,对本发明的实施方式的膜的曝光装置的结构进行说明。图1是示出在本发明的实施方式的膜的曝光装置中利用定位标记进行的膜的宽度方向上的偏差的校正的图,图2是示出在本发明的实施方式的膜的曝光装置中由膜的传送造成的引入标记的移动的图,图3是示出在本发明的实施方式的膜的曝光装置中由上游侧掩模造成的图案和由下游侧掩模造成的图案的相对的位置关系的图。本实施方式的曝光装置1与图10及图11所示的以往的曝光装置同样地,具有:出射曝光光的曝光光源11;掩模12;经由掩模12对膜2照射从曝光光源11出射的曝光光的光学系统;以及传送膜2的例如传送辊等膜传送部,例如通过准直透镜(collimator lens)和/或反射镜等光学系统经由掩模12对膜2照射从曝光光源11出射的曝光光,在膜的宽度方向中央的区域中,对形成在膜基材20上的曝光材料膜21进行曝光。
如图1至图3所示,曝光装置1具有在膜2的侧部形成定位标记2a的定位用激光打标装置(laser marker)14(定位标记用激光光源)。在本发明中,对曝光装置1供给在两侧缘部的至少一方涂敷有色的烧结材料、有色的光固化性材料或有色的墨水而形成有侧部涂敷膜22的膜2。即,如图1所示,该膜2在膜基材20上的形成取向膜的区域(本发明中的曝光图案形成用区域)与以往同样地形成有曝光材料膜21。该曝光材料膜21例如是无色透明的。而且,在如果是以往则未涂敷有曝光材料的膜基材20的侧部涂敷有色的烧结材料、有色的光固化性材料或有色的墨水而形成有侧部涂敷膜22。而且,从定位用激光打标装置14对该侧部涂敷膜22上照射激光,通过曝光或由激光的照射造成的热来形成定位标记2a。
在本实施方式中,例如如图2至图4所示,曝光装置1具有靠近传送辊等膜供给部配置的激光打标装置13(引入标记形成部)和例如在掩模12的下方以在膜2的宽度方向上延伸的方式配置的例如线阵CCD15(膜引入位置检测部)。由此,构成为利用激光打标装置13对从膜供给部供给过来的膜2形成成为掩模12的定位的基准的引入标记2b,通过利用线阵CCD15检测引入标记2b,从而能调整掩模12相对于膜2的位置。
关于曝光对象的膜2,例如如图9所示,膜2的基材20从卷对卷方式的供给卷盘80退卷而供给到狭缝式涂敷机4,在狭缝式涂敷机4在表面呈膜状涂敷规定的材料。在本实施方式中,狭缝式涂敷机4构成为,除了在膜基材20的中央涂敷曝光材料以外,例如还能在膜基材20的两侧缘部的至少一方涂敷有色的烧结材料或有色的光固化性材料。即,狭缝式涂敷机4构成为,能在膜基材20的宽度方向中央涂敷成为取向材料膜(曝光材料膜21)的例如无色透明的曝光材料,还能在膜基材20的侧部以液状或膏状的状态涂敷成为定位标记形成用的侧部涂敷膜22的有色的烧结材料或光固化性材料。在该情况下,曝光材料以及有色的烧结材料或有色的光固化性材料可以由一台狭缝式涂敷机4进行涂敷,也可以由两台狭缝式涂敷机4分别进行涂敷。作为成为侧部涂敷膜22的烧结材料,能适当地使用能通过烧结(bake)而在膜基材20上形成烧结膜的有色的材料,例如一般性地被使用的光学滤色器用的红、绿、蓝和/或黑的光致抗蚀剂(resist)材料。但是,本发明中的侧部涂敷膜只在膜曲折的检测用的定位标记的形成中使用,因此,在由光致抗蚀剂材料形成侧部涂敷膜的情况下,不特别需要显影等工序。此外,作为光固化性材料,例如能使用有色的光固化性树脂。
或者,在使用有色的墨水作为侧部涂敷膜22的材料,在膜基材的侧部涂敷墨水的情况下,狭缝式涂敷机4在膜基材20的中央只涂敷曝光材料。而且,通过设置在膜2的移动方向上的狭缝式涂敷机4的上游侧或下游侧,即,与干燥装置5相比设置在上游侧的涂敷装置在膜基材20的侧部涂敷有色的墨水。作为有色的墨水,能使用含有颜料和/或染料等的液状或膏状的所有墨水,能适宜地使用能用干燥装置5使溶剂成分挥发而形成有色的膜的墨水,例如,能适宜地使用油性墨水。作为涂敷装置,使用如下结构的涂敷装置,即,例如使墨水浸透由具有适度的柔软性的原材料例如毡(felt)质的纤维等形成的涂敷部,使该涂敷部与传送供给过来的膜基材20的侧部的未涂敷有曝光材料的区域接触,由此,呈膜状涂敷墨水。
只通过狭缝式涂敷机4或通过狭缝式涂敷机4及涂敷装置涂敷有规定的材料的膜2被供给到干燥装置5。然后,涂敷在膜的中央的曝光材料及膜侧部的成为涂敷膜的材料根据各材料的特性而进行烧结(bake)、干燥(溶剂成分的挥发)和/或光固化,在膜基材20上分别形成曝光材料膜21及侧部涂敷膜22。然后,膜2通过传送辊等传送装置供给到曝光装置1内。在本发明中,对于供给到曝光装置1内的膜2,与以往同样地,通过使膜宽度方向中央的曝光材料膜21进行光取向而形成在规定的方向上取向的取向膜,从定位用激光打标装置14对膜2的侧部涂敷膜22照射激光,通过曝光或由激光的照射造成的热形成定位标记2a。形成有该侧部涂敷膜22的区域例如是从膜的缘部起例如25mm以下、例如10mm的区域,在以往是未形成材料膜等而露出膜基材20的区域。在本发明中,使用形成在侧部涂敷膜22的定位标记2a检测膜2的曲折,调整掩模12的位置。另外,在本实施方式中,对如下情况进行说明,即,作为侧部涂敷膜22的材料涂敷有色的油性墨水,并通过其溶剂成分由于干燥(挥发)而消失,从而形成由墨水形成的膜。
关于曝光光源11,例如在取向分割方式的曝光装置中是出射紫外光的光源,例如是水银灯、氙灯、准分子灯及紫外LED等出射连续光或脉冲激光的光源。在本实施方式中,构成为在从曝光光源11出射的曝光光的光路上例如配置有准直透镜和/或反射镜等光学系统,例如以对形成在膜2上的图案形成用区域的取向材料膜(曝光材料膜21)以规定的光量照射曝光光。曝光光源11构成为,例如能通过未图示的控制装置调整曝光光的出射方向,由此,能调整对膜2的曝光光的入射角。在本实施方式的曝光装置1中,对一个曝光区域分别将两个曝光光源11以相向并在膜2的移动方向上排列的方式配置。由此,经由掩模12对取向材料膜(曝光材料膜21)照射从各曝光光源11出射的预倾斜角分别不同的两个曝光光,将取向材料膜在与其移动方向垂直的宽度方向上进行分割而进行曝光,在膜基材20上形成取向方向在邻接的分割区域相互不同的取向膜。由此,例如只要使用成为一个图素的区域在其宽度方向上被二分割的取向膜,对在取向膜之间夹持有液晶的显示装置施加电压,电压施加时的液晶分子的朝向就会根据取向膜的取向方向而在一个图素内变成两个方向,能扩展液晶显示器等的视角。此外,按在宽度方向上邻接的成为像素的每个区域形成有取向方向不同的取向膜的膜,例如能作为3D(Three Dimensional)显示器等的偏振膜使用。另外,关于曝光光源11,对一处的曝光区域不限于两个,也可以设置三个以上,可以通过来自相互不同的方向的曝光光例如使取向膜材料在三个方向以上进行取向。此外,例如,也可以构成为,对一处的曝光区域设置一个曝光光源11,利用偏光板等将从曝光光源11出射的曝光光分割为两个以上,从相互不同的方向照射所分割的曝光光。例如,能利用偏光板将曝光光分割为P偏振光的直线偏振光的曝光光和S偏振光的直线偏振光的曝光光,分别从不同的方向进行照射。
在本实施方式中,掩模12在膜2的移动方向上的上游侧及下游侧相互隔离地分别配置有多个,例如如图2及图3所示,在上游侧(掩模121、122)及下游侧(掩模123、124)分别各设置有两个。多个掩模12以由上游侧的掩模121、122造成的曝光区域和由下游侧的掩模123、124造成的曝光区域沿膜的移动方向邻接的方式配置,即,呈之字形配置,对每个掩模12设置有上述的一对的曝光光源11。而且,如图3所示,使来自曝光光源11的曝光光透射在膜2的移动方向上的上游侧的掩模121及122,在曝光区域A及C对膜2上的取向膜材料进行曝光。此外,使来自曝光光源11的曝光光透射下游侧的掩模123及124,在曝光区域B及D对膜2上的取向膜材料进行曝光。
在本实施方式中,如图4所示,掩模12例如由框体120和其中央的图案形成部125构成,在图案形成部125形成有规定的光透射区域的图案125a。即,在图案形成部125与形成在膜2的图案形状对应地形成有透射曝光光的开口,或设置有光透射性的构件。而且,例如在取向分割方式的曝光装置中,通过图案形成部121的透射光对配置在平台10上的膜2的表面的取向材料膜进行曝光。在本实施方式中,按每个掩模12配置一对曝光光源11,分别出射入射角不同的曝光光。因此,在本实施方式中,图案125a与入射角度不同的两个曝光光对应地以在膜的移动方向上的上游侧及下游侧排列两列的方式分别设置有多个矩形的开口图案。而且,这些上游侧及下游侧的光透射区域组以曝光光的照射区域彼此相互不重叠的方式相互隔离地形成。此外,上游侧图案和下游侧图案例如以由上游侧的图案和下游侧的图案造成的曝光区域相互邻接的方式沿其宽度方向呈之字形形成。
在本实施方式中,在掩模12在图案125a的上游(图4中的上)侧以在相对于膜2的移动方向垂直的宽度方向上延伸的方式设置有宽度为300μm左右、长度为250mm左右的线阵CCD用的观察窗12a,在该观察窗12a的长尺寸方向的中间设置有对曝光光进行遮光的例如宽度为15μm左右的线状的遮光图案12b。而且,通过后述的线阵CCD15检测遮光图案12b的位置,用于掩模12的定位。另外,本实施方式中的观察窗12a及遮光图案12b的位置及形状只是一个例子,只要能高精度地进行掩模12的定位,本发明并不限定于这些位置及形状。例如,观察窗12a及遮光图案12b的位置可以设置在以呈两列排列的方式形成的图案125a之间的区域等,也可以例如代替遮光图案12b设置有相互(例如,呈N型)交叉的多个狭缝。
每个掩模12构成为,例如框体120的部分被掩模台17所支承,掩模12的整体能通过掩模台17的移动而移动。掩模台17构成为,例如与如图5所示的掩模位置控制部30连接,通过由掩模位置控制部30进行的控制,其位置例如能在水平方向(膜的宽度方向或膜的宽度方向及膜的长尺寸方向)上移动。由此,能在水平方向上调整利用掩模12对膜2的曝光位置。掩模台17构成为,例如也能在方向上移动,由此,能以膜2上的例如取向膜材料以规定的大小被曝光的方式进行调整。
膜传送部例如是设置在曝光装置1外及曝光装置1内的例如传送辊9等,由电机等驱动,通过其旋转向曝光装置1内传送从供给卷盘80退卷的膜2,使在曝光装置1内被曝光的膜2移动到收卷卷盘81。
定位用激光打标装置14(定位标记用光源)是对侧部涂敷膜22照射曝光光而进行曝光的激光光源,或通过由激光的照射造成的热对侧部涂敷膜22实施标记的激光光源,例如是照射Nd︰YAG激光或紫外光等的激光光源,例如是氙气闪光灯等。在定位用激光打标装置14为脉冲光源的情况下,对形成于膜2的侧部的有色的侧部涂敷膜22上照射曝光光,通过曝光或由激光的照射造成的热实施标记,通过膜2的移动以呈线状延伸的方式形成该标记,在侧部涂敷膜22上以一定间隔形成宽度为10至50μm、长度为150μm至50mm(特别是,优选宽度:20μm左右、长度:300μm左右)的定位标记2a。或者,在定位用激光打标装置14是出射连续光的光源的情况下,在侧部涂敷膜22上以在膜1的移动方向上延伸的方式连续地形成定位标记2a。在本实施方式中,对使用脉冲激光光源作为定位用激光打标装置14的情况进行说明。通过激光的照射,侧部涂敷膜22的墨水通过由激光的照射造成的热而被实施标记,但是,膜2本身不会有变性等的影响。在本实施方式中,定位用激光打标装置14例如以相对于膜2的移动方向上游侧的掩模121、122在膜的宽度方向上排列的方式设置,在与膜2的移动方向上的上游侧掩模121、122的观察窗12a(及遮光图案12b)对应的位置,在侧部涂敷膜22上形成定位标记2a。在本实施方式中,形成定位标记2a的区域例如是从膜的缘部起25mm以内的区域,在以往是未形成材料膜等而露出膜基材20的部分。通过在与上游侧掩模121、122的观察窗12a的位置对应的膜的缘部形成定位标记2a,从而在膜2的移动方向上游侧的各个区域A及区域C形成的图案与膜2的缘部处的定位标记2a的距离始终成为固定间隔。
在本实施方式中,将在与膜2的移动方向上的上游侧掩模121、122的位置对应的位置在膜的侧部涂敷膜22形成的定位标记2a用于膜2的曲折的检测。即,定位标记检测部16构成为,在与膜2的移动方向上的下游侧的掩模123、124的位置对应的位置,以在下游侧掩模123、124和膜2的宽度方向上排列的方式配置在膜2的上方或下方,在与下游侧掩模123、124的位置对应的位置检测定位标记16a的位置。定位标记检测部16例如是CCD摄影机,如图1至图3所示,例如在与下游侧掩模123、124的观察窗12a对应的位置,检侧定位标记2a的膜宽度方向上的位置。例如,在膜2在移动期间在其宽度方向上曲折的情况下,与此相伴地,定位标记2a也以相同的曲折量在膜2的宽度方向上偏离,定位标记检测部16检测由于曲折而在宽度方向上偏离的定位标记2a的位置。
定位标记检测部16例如与如图5所示的掩模位置控制部30连接。而且,将所检测的定位标记2a的膜宽度方向上的位置发送给掩模位置控制部30。掩模位置控制部30以基于从定位标记检测部16发送的定位标记2a的位置调整膜的移动方向下游侧的掩模123及124的位置的方式构成。即,本实施方式的曝光装置1通过形成定位标记2a并将其用于膜2的曲折的检测,从而能根据所检测的曲折量调整下游侧掩模123、124的位置。
图5是作为一个例子示出掩模位置控制部30的结构的图。如图5所示,掩模位置控制部30例如与掩模台驱动部、曝光光源11及设置在膜收卷卷盘81(参照图9)的电机的控制部连接。如图5所示,掩模位置控制部30具备图像处理部31、运算部32、存储器33、电机驱动控制部34、光源驱动部35、掩模台驱动控制部36、控制部37。
图像处理部31进行通过定位标记检测部16(CCD摄影机)拍摄的定位标记2a的图像处理来检测例如定位标记2a的膜宽度方向上的中心位置。运算部32例如对应设定的定位标记2a的中心位置与实际的定位标记2a的中心位置在膜的宽度方向上的偏差进行运算。此外,运算部32还根据后述的线阵CCD15检测的膜的引入标记2b的位置与掩模12上的遮光图案12b的位置的距离,对在开始曝光时应设定的掩模12的位置与实际的掩模12的位置的膜宽度方向上的偏差进行运算。存储器33例如存储图像处理部31检测的定位标记2a的中心位置及运算部32运算的偏差量。电机驱动控制部34例如控制膜收卷卷盘81的电机的驱动或停止,或被驱动时的旋转速度。
光源驱动部35控制曝光光源11的点亮或熄灭、输出、或振荡频率。掩模台驱动控制部36控制掩模台17的驱动,例如,控制掩模台17的移动方向及移动量。控制部37控制这些图像处理部31、运算部32、存储器33、电机驱动控制部34、光源驱动部35及掩模台驱动控制部36的驱动。由此,膜的曝光装置1构成为,例如调整掩模12的位置,或者切换由曝光光源11进行的曝光光的照射的开启/关闭(ON/OFF),或能控制将膜2设置在收卷卷盘81的电机的旋转速度等。
由此,在本实施方式中,例如,如图1所示,在由于曲折而造成定位标记2a的位置向膜的宽度方向外侧偏离的情况下,掩模位置控制部30运算该偏离的量,使下游侧的掩模123及124的位置向膜的宽度方向外侧移动定位标记2a所偏离的量。即使在定位标记2a的位置向膜的宽度方向内侧偏离的情况下,掩模位置控制部30也会运算该偏离量,使下游侧的掩模123及124的位置向膜的宽度方向内侧移动定位标记2a所偏离的量。
如图6所示,激光打标装置13由构台(gantry stage)13a、传送部13b及标记部13c构成,构台13a以在膜供给过来的部分的上方在相对于膜的移动方向垂直的膜宽度方向上延伸的方式配置。传送部13b被构台13a支承,并且以能沿其长尺寸方向在构台13a上移动的方式构成。此外,传送部13b由未图示的控制装置对其位置进行控制,由此,能调整标记部13c的位置。
标记部13c例如从Nd∶YAG激光等激光光源出射激光,如图6所示,在从膜供给部供给过来的膜2的顶端部形成规定形状例如十字状的引入标记2b。标记部13c固定在传送部13b,通过由控制装置对传送部13b的位置进行控制,从而以能调整膜2上的引入标记2b的形成位置的方式构成。在本实施方式中,如图7所示,标记部13c构成为,以对应于四个掩模12的每一个的方式在膜2的顶端部例如以固定的间隔形成四个引入标记2b。
如图8所示,线阵CCD15(膜引入位置检测部)在设置于每个掩模12的观察窗12a及遮光图案12b的下方以在膜2的宽度方向上延伸的方式配置,在进行传送直到膜2的顶端部位于线阵CCD15的上方(线阵CCD15与掩模12之间)时检测形成在膜2的顶端部的引入标记2b的位置。此外,线阵CCD15检测设置在掩模12的观察窗12a的中间的遮光图案12b作为掩模12的实际的位置。线阵CCD15构成为,与掩模位置控制部30连接,将所检测的引入标记2b及遮光图案12b的位置发送给掩模位置控制部30。
掩模位置控制部30根据通过从线阵CCD15发送过来的引入标记2b及遮光图案12b的位置运算的与膜面平行的面中的两者间的距离,调整最初对膜进行曝光时的掩模12的位置。即,在掩模位置控制部30预先以引入标记2b的位置为基准储存有应设定的掩模(遮光图案12b)的位置的数据,如图8所示,掩模位置控制部30将由线阵CCD15检测的引入标记2b的位置作为基准位置,直到根据所检测的遮光图案12b的位置确定的掩模位置变为规定的位置为止,使掩模台17的位置移动。由此,在本实施方式的曝光装置中,即使在开始进行曝光时,也能将预先以高精度形成于膜2的引入标记2b的位置作为基准来调整掩模12的位置,能以高精度确定膜的应曝光的位置。
在本实施方式中,关于供给到曝光装置1的膜2,在以往未形成材料膜等而露出膜基材20的侧部形成有侧部涂敷膜22。而且,该侧部涂敷膜22是在通过涂敷装置涂敷有色的油性墨水之后在干燥装置5等中溶剂成分由于挥发消失而形成的。例如在照射波长为532nm的激光的情况下,由有色的墨水或滤色器用的光致抗蚀剂材料等形成的侧部涂敷膜22对激光的吸收率为90至98%,与膜基材及取向膜材料(膜基材及取向膜材料对激光的吸收率都大致为0%)相比极高,此外,通过来自定位用激光打标装置14的激光的照射,容易通过曝光或激光加工进行标记。因此,与对无色透明的膜基材照射激光进行标记的情况相比,容易利用激光进行标记,容易形成定位标记2a。例如,在对膜基材20进行标记的情况下,例如在使所使用的激光为波长为266nm的紫外光的情况下,若不将激光的照射能量极大地设为例如8J/cm2则难以形成定位标记2a。此外,在对取向材料膜进行激光标记的情况下,与只有膜基材20的情况相比能减小激光的照射能量,但是,因为定位标记2a的周围的取向材料膜也是无色透明的,所以,需要使用例如SEM等昂贵且大型的检测装置,存在曝光装置的成本增大、大型化的问题。但是,像本实施方式那样,在利用有色的墨水形成侧部涂敷膜22的情况下,例如在使所使用的激光为波长为532nm的紫外光的情况下,能将激光的照射能量减小到0.6J/cm2左右。此外,例如在用滤色器用的光致抗蚀剂材料形成侧部涂敷膜22的情况下,激光的照射能量能减小到1.0J/cm2左右。因此,通过用上述那样的有色材料形成侧部涂敷膜22,从而容易利用激光进行标记,并且在所形成的定位标记2a的周围残留有有色的涂敷膜,因此,即使在使用CCD摄影机等廉价且小型的检测装置的情况下,也能容易且高精度地检测所形成的定位标记2a。因此,通过高精度地形成的定位标记2a,能检测膜2的曲折而高精度地调整掩模12的位置,因此,能稳定地对膜进行曝光。
此外,通过在膜2的顶端部形成引入标记2b,根据该引入标记2b的位置调整掩模12的位置,从而在本实施方式中,在将曝光区域划分为上游侧和下游侧的情况下,不会由于膜2的起伏及宽度方向上的偏差而造成曝光区域重叠或者产生未曝光的区域。而且,因为以形成在膜2的前端的引入标记2b为基准来决定掩模12的初始位置,所以,除了上游侧的图案以外,还能高精度地形成下游侧的图案。由此,能稳定地对膜进行曝光。
另外,通过例如出射曝光光的曝光光源11和形成定位标记2a的激光打标装置14兼用相同的激光,从而能简化曝光装置的结构。
此外,在本实施方式中,虽然通过在膜的顶端部形成引入标记2b并用线阵CCD15检测该引入标记2b而对开始进行曝光时的掩模12的初始位置进行调整,但是,在本发明中,也可以不设置这些结构。
接着,对本实施方式的膜曝光中的动作进行说明。首先,膜2在供给到曝光装置1之前,通过图9所示的狭缝式涂敷机4在膜基材20的中央涂敷成为取向膜(曝光材料膜21)的曝光材料。此外,通过膜的移动方向上的设置在狭缝式涂敷机4的上游侧或下游侧(干燥装置5的上游侧)的涂敷装置,在膜基材20的两侧缘部(从缘部起到25mm的区域)的至少一方涂敷有色的墨水。在涂敷墨水时,例如通过使墨水浸透由毡质的纤维等形成的涂敷部并使其与膜基材20的表面接触,从而在膜基材20的表面呈膜状涂敷墨水。由此,在膜基材20的表面呈膜状涂敷有液状或膏状的曝光材料及有色的墨水。
接着,膜2被传送到干燥装置5,表面的液状或膏状的曝光材料及有色的涂敷膜材料(墨水)根据各材料的特性而被干燥(溶剂成分的挥发)、光固化和/或烧结(bake)。由此,在膜基材20的表面形成曝光材料膜21(取向材料膜)及侧部涂敷膜22。即,在膜基材20的宽度方向的中央形成规定的取向材料膜,但是,从膜基材20的缘部起到25mm的侧部形成由溶剂成分挥发的墨水造成的膜作为定位标记形成用的侧部涂敷膜22。而且,形成有该两种膜的膜2例如通过传送辊9从其顶端部供给到曝光装置1内。供给到曝光装置1内的膜2例如通过传送辊等膜供给部从顶端部向激光打标装置13的下方进行供给。
当膜2的顶端部供给到激光打标装置13的下方时,例如,暂时停止通过传送辊等传送装置进行的膜2的供给。而且,通过由控制装置进行的控制,使激光打标装置13的传送部13b在构台13a上移动,由此,将标记部13c传送到规定的位置。由此,标记部13c例如配置在设置于四个掩模12的每一个的观察窗12a的上游侧的任一个位置。
当确定了标记部13c的位置时,从标记部13c出射激光在膜2的顶端部形成例如十字状的引入标记2b。此时,膜2是被膜供给部侧的传送辊等支承的状态,因此,膜2的顶端部不会振动或者起伏,能以高精度形成引入标记2b。当一处引入标记2b的形成结束时,控制装置例如通过使传送部13b在构台13a上移动,从而在使标记部13c移动之后,同样地照射激光,在膜的顶端部形成引入标记2b。而且,如图7所示,当在膜的顶端部形成四个引入标记2b结束时,停止激光打标装置13的动作,重新开始由传送辊等进行的膜2的传送。
膜2通过由传送辊等进行的传送,如图8所示,顶端部到达与曝光区域A及C对应地配置的掩模12(掩模121、122)的下方。在与每个掩模12的下方的观察窗12a(及遮光图案12b)对应的位置,以在膜2的宽度方向上延伸的方式配置有线阵CCD15,在进行传送直到引入标记2b位于线阵CCD15的上方时,线阵CCD15检测引入标记2b的位置。此外,线阵CCD15检测设置在掩模12的观察窗12a的中间的遮光图案12b的位置。由此,测定引入标记2b与掩模12的遮光图案12b之间的距离。然后,线阵CCD15将所检测的引入标记2b与遮光图案12b之间的距离的信号发送给掩模位置控制部30。另外,从由线阵CCD15进行的检测工序到掩模位置的调整结束为止,例如,停止膜2的传送。
当从线阵CCD15输入了引入标记2b与遮光图案12b之间的距离的信号时,首先,掩模位置控制部30将与膜面平行的面中的两者间的距离与预先储存的数据(以引入标记2b的位置为基准的掩模12的应设定的初始位置的数据)进行比较。而且,直到根据遮光图案12b的位置确定的掩模位置变成规定的初始位置为止,使掩模台17移动。由此,在开始进行在曝光区域A及C中的曝光之前,以膜2为基准高精度地确定掩模12(掩模121、122)的初始位置。
当已确定上游侧的掩模121、122的初始位置时,开始对形成在膜2的侧部的侧部涂敷膜22进行由定位用激光打标装置14进行的激光的照射,通过曝光对照射了激光的区域进行标记,或利用由激光的照射造成的热进行标记。此时,侧部涂敷膜22在照射了激光的区域被除去墨水,有时膜基材20会在标记区域露出。但是,在本实施方式中,激光的照射能量小,膜基材本身不会受到变性等的影响。此外,即使在激光的照射能量大的情况下,虽然会在无色透明的膜基材20造成稍微的损伤,但是,因为形成有该侧部涂敷膜22的区域是在显示装置的图像显示区域中不被使用的区域,所以没有问题。
形成在膜侧部的由有色墨水构成的侧部涂敷膜对激光的吸收率与膜基材及取向膜材料的光的吸收率相比极高。因此,即使在从定位用激光打标装置14照射的激光的照射能量小到例如0.6J/cm2左右的情况下,通过由激光的照射造成的热也可容易地对照射区域的墨水进行标记。因此,与对无色透明的膜基材照射激光而进行标记的情况相比,容易形成定位标记2a,而且因为残留在其周围的涂敷膜也是有色的,所以,能清楚且高精度地形成定位标记2a。
在本实施方式中,定位用激光打标装置14的位置是与膜2的移动方向上的上游侧掩模12(掩模121、122)的观察窗12a(及遮光图案12b)对应的位置。因此,定位标记2a以相对于膜2的移动方向上的上游侧掩模121、122的相对的距离为固定的方式形成在侧部涂敷膜22上。
当已开始形成定位标记2a时,在未开始进行曝光的状态下,通过传送辊等传送膜2。这样,如图2所示,通过传送,膜2的顶端部到达与下游的曝光区域B及D对应地配置的掩模12(掩模123、124)的下方。在每个掩模12的下方的与观察窗12a(及遮光图案12b)对应的位置,与上游的情况同样地以在膜2的宽度方向上延伸的方式配置有线阵CCD15,在进行传送直到膜的顶端部位于线阵CCD15的上方(线阵CCD15与掩模12之间)时,线阵CCD15检测形成在膜2的顶端部的引入标记2b的位置。而且,与上游侧的情况同样地,线阵CCD15检测设置在掩模12的观察窗12a的中间的遮光图案12b作为掩模12的实际的位置,由此,测定引入标记2b与掩模12的遮光图案12b之间的距离。然后,将所检测的引入标记2b与遮光图案12b之间的距离的信号发送给掩模位置控制部30。另外,从由与下游侧的掩模12的位置对应地设置的线阵CCD15进行的检测工序到下游侧的掩模位置的调整结束为止,例如,停止膜2的传送。此时,也可以暂时停止定位标记2a的形成。
当从线阵CCD15输入引入标记2b与下游侧掩模12(123、124)的遮光图案12b之间的距离的信号时,掩模位置控制部30将与膜面平行的面中的两者间的距离与预先储存的数据(以引入标记2b的位置为基准的掩模12的应设定的初始位置的数据)进行比较。而且,直到根据遮光图案12b的位置确定的掩模位置变成规定的初始位置为止,使掩模台17移动而调整下游侧掩模12(123、124)的位置。由此,在开始进行曝光区域B及D中的曝光之前,以膜2为基准高精度地确定下游侧掩模12(掩模123、124)的初始位置。
像以上那样,当已确定上游侧掩模121、122及下游侧掩模123、124的初始位置时,重新开始由传送辊等进行的膜2的传送。而且,直到曝光对象部位位于透射各掩模12的曝光光的照射区域为止对膜2进行传送,使来自曝光光源11的曝光光透射掩模12,开始进行膜2的曝光。由此,膜2上的取向膜材料(曝光材料膜21)根据曝光光的照射角度而在规定的方向上进行取向。而且,一边通过传送辊等供给膜2,一边将从曝光光源11出射的曝光光连续地照射到膜上的取向材料膜,对曝光对象部位进行连续曝光。由此,膜2在曝光区域A及C形成与上游侧掩模121、122对应的图案2c,在曝光区域B及D形成与下游侧掩模123、124对应的图案2c,如图3所示,各图案2c沿膜2的传送方向呈带状形成。曝光开始时的各掩模12的位置根据相对于膜2形成在固定的位置的引入标记2b进行调整。因此,上游侧的两个掩模121、122的位置与下游侧的两个掩模123、124相对于膜的相对的位置被高精度地设定,例如,由上游侧的掩模121、122造成的图案2c与由下游侧掩模123、124造成的图案2c不会相互重叠,此外,各掩模位置被设定为相互间不会形成间隙地邻接。
通过传送,在曝光区域A及C形成的图案2c最终接近与下游侧掩模123、124对应的位置。然而,膜的移动方向的下游侧的掩模12(123、124)的位置从上游侧的掩模12(121、122)的位置在膜的移动方向上隔离4m左右,因此,在连续地对膜进行曝光的期间,在膜的移动方向上的下游侧,由于膜2的曲折,膜2相对于掩模12在其宽度方向上偏离。因此,由上游侧掩模121、122形成的图案2c也会在膜2的曲折方向上偏离,供给到由下游侧掩模123、124造成的曝光区域B、D。
然而,在本实施方式中,在与膜2的移动方向上的下游侧掩模12(掩模123、124)的观察窗12a(及遮光图案12b)对应的位置设置有例如CCD摄影机等定位标记检测部16,从膜2的缘部起在规定的区域形成有由有色墨水形成的膜作为侧部涂敷膜22,在该侧部涂敷膜22清楚且以高精度形成有定位标记2a。该定位标记2a相对于上游侧掩模121、122以在与膜的移动方向垂直的宽度方向上的相对的位置为固定的方式形成。因此,在与下游侧掩模123、124对应的位置检测定位标记2a,在膜2的移动方向上的下游侧以定位标记2a与下游侧掩模123、124的距离成为固定间隔的方式调整下游侧掩模123、124的位置。即,如图1所示,例如在定位标记2a的位置向膜的宽度方向外侧偏离的情况下,掩模位置控制部30使下游侧的掩模123及124的位置向膜的宽度方向外侧移动定位标记2a所偏离的量。相反,在定位标记2a的位置向膜的宽度方向内侧偏离的情况下,掩模位置控制部30使下游侧的掩模123及124的位置向膜的宽度方向内侧移动定位标记2a所偏离的量。像这样,在本实施方式中,通过以定位标记2a为基准调整下游侧掩模123、124的位置,从而能相对于由上游侧掩模形成的图案2c高精度地调整由下游侧掩模造成的曝光区域。
在本实施方式中,在掩模位置的调整中使用的定位标记2a的周围形成有由有色墨水形成的涂敷膜,即使在使用CCD摄影机等廉价且小型的检测装置的情况下,也能清楚且高精度地检测定位标记2a。因此,在本实施方式中,不用在定位标记2a的检测中使用昂贵且大型的检测装置就能以高精度检测膜2的曲折。因此,在本实施方式中,在进行连续曝光时,如图1所示,即使在膜2在其宽度方向上偏离的情况下,通过校正膜2的移动方向下游侧的掩模12(123、124)的位置,也能在相对于膜2的曝光位置不偏离地进行稳定的曝光。由此,在膜2中,由曝光区域A及C之间形成的图案之间被由曝光区域B进行曝光的图案所埋,以与由曝光区域C形成的图案邻接的方式形成有由曝光区域D造成的图案。而且,已经由曝光区域A及C形成的图案和由曝光区域B及D形成的图案不会重叠,也不会残留未曝光的部分,能高精度地在膜的整个面形成图案。
另外,在本实施方式中,虽然说明了在使卷绕在供给卷盘80的膜基材20移动到收卷卷盘81的期间,在膜基材20的表面上形成曝光材料膜21及侧部涂敷膜22,将形成有两种材料膜的膜2供给到曝光装置的情况,但是,曝光材料膜21及侧部涂敷膜22也可以用曝光装置的生产线以外的生产线形成。例如,在其它卷对卷的生产线中,在膜基材20的表面上形成曝光材料膜21及侧部涂敷膜22这两者或任一种,暂时收卷于收卷卷盘。在膜基材20上形成曝光材料膜21及侧部涂敷膜22的任一种的情况下,另一种材料膜的形成用与曝光装置相同的生产线进行,或者用其它卷对卷的生产线进行。而且,将形成有材料膜的膜2的卷安装在曝光装置1的生产线中的供给卷盘80,将形成有两种材料膜的膜2供给到曝光装置1。
此外,在本实施方式中,虽然对定位标记2a形成用的激光打标装置14设置在与膜移动方向上的上游侧掩模121、122对应的位置的情况进行了说明,但是,定位用激光打标装置14例如也可以设置在膜移动方向上的上游侧掩模121、122的上游。在该情况下,只要与膜2的移动方向上的上游侧掩模121、122的位置对应地以在上游侧掩模121、122和膜2的宽度方向上排列的方式设置新的定位标记检测部16即可。而且,与下游侧同样地,构成为通过新配置的定位标记检测部16在与上游侧掩模121、122的位置对应的位置检测定位标记16a的位置即可。
进而,在本实施方式中,对利用在上游侧及下游侧分别配置有两个掩模的曝光装置的曝光方法进行了说明,但是,本发明通过形成定位标记来检测膜的曲折而调整掩模位置,不限定于掩模的数量及配置等。
产业上的可利用性
在本发明中,供给在膜基材的宽度方向上的两侧缘部的至少一方涂敷有色的烧结材料、有色的光固化性材料或有色的墨水而形成有提高了激光的吸收率的侧部涂敷膜的膜,对该侧部涂敷膜照射激光来形成定位标记,因此,容易形成定位标记。因此,本发明特别是在对膜进行连续曝光的曝光装置中有益于膜的曲折的校正。
附图标记说明
1:曝光装置;
10:平台;
11:曝光光源;
12:掩模;
12a:观察窗;
12b:遮光图案;
120:框体;
121:(第一)掩模;
(122):第二掩模;
123:(第三)掩模;
124:(第四)掩模;
125:图案形成部;
125a:(掩模)图案;
13:激光打标装置;
13a:构台;
13b:传送部;
13c:标记部;
14:定位用激光打标装置;
15:膜引入位置检测部;
16:定位标记检测部;
17:掩模台;
2:膜;
2a:定位标记;
2b:引入标记;
2c:图案;
20:膜基材;
21:曝光材料膜;
22:侧部涂敷膜;
30:掩模位置控制部;
31:图像处理部;
32:运算部;
33:存储器;
34:电机驱动控制部;
35:光源驱动部;
36:掩模台驱动控制部;
37:控制部。
Claims (3)
1.一种膜曝光方法,通过经由掩模对在膜基材上的曝光图案形成用区域形成有曝光材料膜的膜的所述曝光材料膜照射曝光光,从而对所述曝光材料膜曝光所述掩模的图案,所述膜曝光方法的特征在于,
供给在所述膜基材的宽度方向上的两侧缘部的至少一方涂敷有色的烧结材料、有色的光固化性材料或有色的墨水而形成有侧部涂敷膜的膜,对该侧部涂敷膜照射定位标记用激光而形成定位标记,使用该定位标记检测膜曲折,调整所述掩模的位置。
2.根据权利要求1所述的膜曝光方法,其特征在于,
在使卷绕在供给卷盘的膜基材从所述供给卷盘移动到收卷卷盘的期间中的所述定位标记用激光的照射前,在所述膜基材上形成所述曝光材料膜和/或所述侧部涂敷膜。
3.根据权利要求1或2所述的膜曝光方法,其特征在于,
所述掩模分别配置在所述膜的移动方向上的上游侧及下游侧,在所述膜的移动方向上的上游侧及下游侧对所述曝光材料膜分别曝光所述上游侧掩模和下游侧掩模的图案,
在与所述膜的移动方向上的所述上游侧掩模的位置对应的位置在所述侧部涂敷膜形成所述定位标记,在与所述膜的移动方向上的所述下游侧掩模的位置对应的位置检测所述定位标记,由此,检测所述膜从利用所述上游侧掩模的曝光区域移动到利用所述下游侧掩模的曝光区域为止产生的膜曲折,将下游侧掩模相对于所述膜的相对的位置校正由于所述膜曲折而偏离的量。
Applications Claiming Priority (3)
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