JP2020116953A - 可撓性基板 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、可撓性を有し動いている可撓性基板に微細なパターンを形成できる可撓性基板の伸縮制御システム、伸縮制御方法、位置合わせ方法及び電子デバイスの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】可撓性基板の伸縮制御方法では、可撓性を備えるフィルム基板８の送出と同期して連続的に送出される第１モアレマークＭＭ１に、フィルム基板８の送出による寸法変化がない基準モアレマークＭＭＲを重ね合わせてモアレ縞を発生させ、発生するモアレ縞に基づいて第１モアレマークのひずみを取得し、取得した第１モアレマークのひずみに基づいて、連続的に送出されるフィルム基板８の伸縮を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、可撓性を有する可撓性基板に関する。

半導体装置の製造工程においては、ウエハ基板上に微細パターンを積層する工程が存在し、該ウエハ基板と該微細パターンとの位置合わせ技術が必要である。該位置合わせ技術としては、ウエハ基板と微細パターンを有する層とのそれぞれにアライメントマークを設けて、アライメントマーク間の相対的位置を測定してアライメント誤差をなくすように位置合わせを行う方法が広く使用されている。
バッチ式でウエハ基板に微細パターンを高精度に重ね合わせを行う場合、パターン寸法に変化のない材料を使用した場合は、高精度に重ね合わせることが可能である。例えば、ウエハ基板上に微細なパターンを重ねるナノインプリントのバッチ式装置では、重ね合わせ精度が数十ｎｍから数百ｎｍの高精度な位置合わせが要求される場合、通常のアライメントマークに代えてモアレ縞を利用して微小なアライメント誤差を拡大して測定する技術が知られている（特許文献１）。

また、ロール上に巻かれたフィルムを繋がった状態のまま連続して流し、フィルムに所定の処理を施すロールツーロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）方式が知られている。ロールツーロール方式を実行可能な装置では、動いているフィルム上に微細なパターンを重ね合わせるときに、該フィルムと該パターンを有する層に、アライメント誤差（重ね合わせのずれ）を測定するためのアライメントマークがそれぞれパターニングされる。パターニングされたアライメントマークは、イメージセンサで撮像され、撮像された画像からアライメントマーク間の相対的位置を測定してアライメント誤差をなくすように位置合わせの制御がなされる（特許文献２）。

このようにロールツーロール方式でアライメントマーク間の相対的位置を測定して所定パターンを連続的に重ね合わせる場合、可撓性を有するフィルム基材ではウエハ基板と比較して、その重ね合わせ精度は低下するが、該重ね合わせ精度が±１０μｍ以上を許容するプロセスでは十分に実用可能である。

特開２０１０−２６７６８２号公報 特開２００３−７２０３７号公報

近年、基板上に形成されるパターンの微細化に伴って、ロールツーロール方式の連続プロセスにおいても１μｍ以下の重ね合わせ精度で位置合わせする方法が望まれている。このためには、以下の２つの課題を解決する必要がある。
１つ目の課題は、フィルム等の可撓性基板が走行することにより、位置測定時の分解能が低下することである。ロールツーロール方式の連続プロセスでは、パターンを形成するフィルムが走行している。このため、走行している基板上のアライメント誤差を光学的に計測するためには、静止した基板上に形成されているパターンの寸法よりも小さい測定分解能が光学装置に要求される。そのため、現在実用化されている最高水準の光学装置を用いてもロールツーロール方式の連続プロセスでの重ね合わせ精度は±１０μｍが限界であり、静止した基板上での重ね合せ精度と比べると大幅に劣っている。

２つ目の課題は、アライメントマークのずれを検出した時に、それがパターニングの位相のずれであるのか、それとも基板の伸縮によるパターン寸法の変化によるものなのかがわからないことである。アライメント誤差は、基板及び基板上に積層される各層の相対的位置のずれを読み取った値である。しかし、基板が可撓性を有するため、ロールツーロール方式の連続プロセスにおける張力の変動によりパターニング後も基板の伸縮による寸法変化が起きうる。また、パターニング後に乾燥などの加熱処理を行うと張力が同じでも寸法が大きく変わってしまうこともある。このため、基板上に形成されたアライメントマークは、撮影される際に設計値のパターン寸法になっていない場合がある。仮に、特許文献１に開示されたバッチ式のナノインプリント装置で有用なモアレ縞によるアライメントマーク技術を、ロールツーロール方式で走行している基板上のアライメントマークに使用したとしても、前記１つ目の課題は解決することができるかもしれないが、この２つ目の課題は解決することができない。すなわち、基準となるアライメントマークを撮影した際に、アライメント誤差は、位相のずれがあるのか、それとも基板の伸縮によりそのパターン寸法が変化しているか否かが不明であるため、正確にアライメント誤差を測定できないという課題がある。

したがって、ロールツーロール方式の連続プロセスでは、仮に特許文献１や特許文献２に開示された技術を組み合わせて用いても１μｍ以下の重ね合わせ精度で位置合わせができないという問題がある。

本発明の目的は、微細なパターンを高い位置合わせ精度で形成できる可撓性基板を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の一態様による可撓性基板は、長尺形状の主面上に設けられ、前記主面の長手方向に所定のピッチで並んだ複数の線状パターンを有する第１マークを備え、前記第１マークは、前記第１マークとピッチの異なる複数の線状パターンを有する第２マークが重ね合わされたときに干渉縞を発生させることを特徴とする。

本発明によれば、微細なパターンを高い位置合わせ精度で形成できる。

本発明の第１の実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム１００の概略構成を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム１００に設けられた第１パターン形成部２２の近傍を示す模式図である。 本発明の第１の実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム１００に設けられた第１光学系撮像装置１１の概略構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム１００に備えられた第１基準板７ａ等の概略構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム１００における画像処理及び補正量の算出を説明する図である。 本発明の第１の実施形態による可撓性基板の伸縮制御方法における伸縮制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム３００の概略構成を示す模式図である。 本発明の第２の実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム２００に設けられた第１パターン形成部４２の近傍を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム５００の概略構成を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム５００に設けられた第２パターン形成部４３の近傍を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム５００に設けられた第１基準板１７ｂを基準モアレマークＭＭＲ１，ＭＭＲ２の形成面側から見た状態を示す模式図である。 本発明の第３の実施形態の可撓性基板の伸縮制御システム５００におけるフィルム基板８上に形成されたモアレマーク等を説明する図である。 本発明の第３の実施形態の可撓性基板の伸縮制御システム５００において発現するモアレ縞を説明する図である。 本発明の第３の実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム５００における画像処理及び補正量の算出を説明する図である。

〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム、伸縮制御方法、位置合わせ方法及び電子デバイスの製造方法について図１から図６を用いて説明する。まず、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システムの概略構成について図１から図５を用いて説明する。

図１は、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム（以下、可撓性基板の伸縮制御システムを「伸縮制御システム」と略記する場合がある）１００を模式的に示す図である。可撓性基板の伸縮制御システム１００は、可撓性基板に電子デバイスを製造する電子デバイス製造装置２と、電子デバイス製造装置２に搬送される可撓性基板の伸縮を制御する基板伸縮制御装置１とを有している。なお、本実施形態における電子デバイス製造装置２は、ロールツーロール方式を採用した製造装置である。また、本実施形態における電子デバイスは、所定パターンの電極層、所定パターンの絶縁層、所定パターンの半導体層などを複数積層して形成される電子デバイスである。このような電子デバイスとして、例えばロジック回路の半導体装置、センサ回路の半導体装置、記憶装置あるいは表示装置などが挙げられる。

図１に示すように、本実施形態における電子デバイス製造装置２は、長尺形状及び可撓性を備える可撓性基板（以下、可撓性基板を「フィルム基板」と称する）８を繰り出す繰出ロール２０と、搬送されるフィルム基板８を巻き取る巻取ロール２１とを有している。電子デバイス製造装置２は、ロールツーロール方式でフィルム基板８を繰出ロール２０から巻取ロール２１に向かって搬送する。繰出ロール２０と巻取ロール２１との間の基板搬送経路には、フィルム基板８上に第１層目の第１パターンを形成する第１パターン形成部２２と、第１パターンが形成されたフィルム基板８上に第２層目の第２パターンを形成する第２パターン形成部２３と、第１及び第２パターンが形成されたフィルム基板８上に第３層目の第３パターンを形成する第３パターン形成部２４とが設けられている。第１パターン形成部２２、第２パターン形成部２３及び第３パターン形成部２４は、この順に繰出ロール２０側から配置されている。本実施形態における電子デバイス製造装置２は、第１から第３パターン形成部２２，２３，２４の３つのパターン形成部を有しているが、パターン形成部の配置数はこれに限られない。電子デバイス製造装置２は、フィルム基板８上に形成する積層数分だけパターン形成部を有することができる。

第１パターン形成部２２は、例えばインプリント法やダイレクトグラビア法によりフィルム基板８上に所定パターンを形成するようになっている。第１パターン形成部２２は、互いに対向配置された一対の駆動ロール２２ａ及び駆動ロール２２ｂを有している。駆動ロール２２ａ及び駆動ロール２２ｂはそれぞれ、円筒形状を有している。駆動ロール２２ａ及び駆動ロール２２ｂはそれぞれ、円筒の中心軸を回転軸として所定箇所で回転するようになっている。駆動ロール２２ａと駆動ロール２２ｂとは、反対方向に回転している。駆動ロール２２ａ及び駆動ロール２２ｂは、繰出ロール２０側から第２パターン形成部２３側に向かってフィルム基板８を搬送する方向に回転している。駆動ロール２２ａと駆動ロール２２ｂとの間に挟まれたフィルム基板８は、繰出ロール２０側から巻取ロール２１側に向かって連続的に搬送される。フィルム基板８が駆動ロール２２ａに接触しながら駆動ロール２２ａと駆動ロール２２ｂとの間を通過することにより、駆動ロール２２ａ上に形成されたパターンを反転させたパターンが第１パターンとしてフィルム基板８上に形成される。詳細は後述するが、フィルム基板８上に第１パターンを形成する際に、フィルム基板８の伸縮制御に用いるモアレマークやバーニヤパターンもフィルム基板８上に形成される。

第２パターン形成部２３は、例えばインプリント法やダイレクトグラビア法によりフィルム基板８上に所定パターンを形成するようになっている。第２パターン形成部２３は、互いに対向配置された一対の駆動ロール２３ａ及び駆動ロール２３ｂを有している。駆動ロール２３ａ及び駆動ロール２３ｂはそれぞれ、円筒形状を有している。駆動ロール２３ａ及び駆動ロール２３ｂはそれぞれ、円筒の中心軸を回転軸として所定箇所で回転するようになっている。駆動ロール２３ａと駆動ロール２３ｂとは、反対方向に回転している。駆動ロール２３ａ及び駆動ロール２３ｂは、第１パターン形成部２２側から第３パターン形成部２４側に向かってフィルム基板８を搬送する方向に回転している。駆動ロール２３ａと駆動ロール２３ｂとの間に挟まれたフィルム基板８は、繰出ロール２０側から巻取ロール２１側に向かって連続的に搬送される。フィルム基板８が駆動ロール２３ａに接触しながら駆動ロール２３ａと駆動ロール２３ｂとの間を通過することにより、駆動ロール２３ａ上に形成されたパターンを反転させたパターンが第２パターンとしてフィルム基板８上に形成される。詳細は後述するが、フィルム基板８上に第２パターンを形成する際に、フィルム基板８の伸縮制御に用いるモアレマークやバーニヤパターンもフィルム基板８上に形成される。

第３パターン形成部２４は、例えばインプリント法やダイレクトグラビア法によりフィルム基板８上に所定パターンを形成するようになっている。第３パターン形成部２４は、互いに対向配置された一対の駆動ロール２４ａ駆動ロール２４ｂを有している。駆動ロール２４ａ及び駆動ロール２４ｂはそれぞれ、円筒形状を有している。駆動ロール２４ａ及び駆動ロール２４ｂはそれぞれ、円筒の中心軸を回転軸として所定箇所で回転するようになっている。駆動ロール２４ａと駆動ロール２４ｂとは、反対方向に回転している。駆動ロール２４ａ及び駆動ロール２４ｂは、第２パターン形成部２３側から巻取ロール２１側に向かってフィルム基板８を搬送する方向に回転している。駆動ロール２４ａと駆動ロール２４ｂとの間に挟まれたフィルム基板８は、繰出ロール２０側から巻取ロール２１側に向かって連続的に搬送される。フィルム基板８が駆動ロール２４ａに接触しながら駆動ロール２４ａと駆動ロール２４ｂとの間を通過することにより、駆動ロール２４ａ上に形成されたパターンを反転させたパターンが第３パターンとしてフィルム基板８上に形成される。詳細は後述するが、フィルム基板８上に第３パターンを形成する際に、フィルム基板８の伸縮制御に用いるモアレマークやバーニヤパターンもフィルム基板８上に形成される。

繰出ロール２０と第１パターン形成部２２との間の基板搬送経路には、第１パターン形成部２２に搬送されるフィルム基板８の伸縮を調整する第１の基板伸縮調整部２５が配置されている。第１パターン形成部２２と第２パターン形成部２３との間の基板搬送経路には、第２パターン形成部２３に搬送されるフィルム基板８の伸縮を調整する第２の基板伸縮調整部２６が配置されている。第２パターン形成部２３と第３パターン形成部２４との間の基板搬送経路には、第３パターン形成部２４に搬送されるフィルム基板８の伸縮を調整する第３の基板伸縮調整部２７が配置されている。電子デバイス製造装置２は、基板伸縮調整部を例えばパターン形成部と同じ数だけ有する。

第１の基板伸縮調整部２５は、フィルム基板８の伸縮を調整する伸縮調整ロール２５ａと、繰出ロール２０側から連続的に送出されるフィルム基板８を伸縮調整ロール２５ａに案内する搬入側案内ロール２５ｂと、伸縮調整ロール２５ａから連続的に送出されるフィルム基板８を第１パターン形成部２２に案内する搬出側案内ロール２５ｃとを有している。伸縮調整ロール２５ａ、搬入側案内ロール２５ｂ及び搬出側案内ロール２５ｃはそれぞれ、円筒形状を有している。伸縮調整ロール２５ａ、搬入側案内ロール２５ｂ及び搬出側案内ロール２５ｃはそれぞれ、円筒の中心軸を回転軸として所定箇所で回転するようになっている。伸縮調整ロール２５ａと、搬入側案内ロール２５ｂ及び搬出側案内ロール２５ｃとは反対方向に回転している。搬入側案内ロール２５ｂと搬出側案内ロール２５ｃとは同一方向に回転している。伸縮調整ロール２５ａ、搬入側案内ロール２５ｂ及び搬出側案内ロール２５ｃはそれぞれ、繰出ロール２０側から第１パターン形成部２２側に向かってフィルム基板８を搬送する方向に回転している。フィルム基板８は、搬入側案内ロール２５ｂ、伸縮調整ロール２５ａ及び搬出側案内ロール２５ｃの各表面の一部に密着しながら第１パターン形成部２２に向かって連続的に搬送される。

伸縮調整ロール２５ａは、フィルム基板８が張るように搬入側案内ロール２５ｂ及び搬出側案内ロール２５ｃから遠ざかる方向へ水平荷重をかけるように構成されている。伸縮調整ロール２５ａは、その水平荷重を大きくすることによってフィルム基板８の張力をその水平荷重増加分の半分だけ大きくしたり、水平荷重を小さくすることによってフィルム基板８の張力をその水平荷重減少分の半分だけ小さくしたりすることができるロールである。これにより、第１の基板伸縮調整部２５は、相対的に水平荷重を小さくするとフィルム基板８を相対的に縮めた状態で第１パターン形成部２２に搬出する。一方、伸縮調整ロール２５ａが相対的に水平荷重を大きくすると、フィルム基板８に加わる張力が大きくなる。これにより、第１の基板伸縮調整部２５は、フィルム基板８を相対的に伸ばした状態で第１パターン形成部２２に搬出する。このような伸縮調整ロールとしては、例えば、エアシリンダー式ダンサロールを使用することができる。このように、第１の基板伸縮調整部２５は、搬入側案内ロール２５ｂ及び搬出側案内ロール２５ｃに対する伸縮調整ロール２５ａの位置を変更してフィルム基板８の伸縮を調整するように構成されている。第１の基板伸縮調整部２５は、後述する制御部１０からの制御信号に基づいて、伸縮調整ロール２５ａの位置を変更するように構成されている。

第２の基板伸縮調整部２６は、フィルム基板８の伸縮を調整する伸縮調整ロール２６ａと、第１パターン形成部２２側から連続的に送出されるフィルム基板８を伸縮調整ロール２６ａに案内する搬入側案内ロール２６ｂと、伸縮調整ロール２５ａから連続的に送出されるフィルム基板８を第２パターン形成部２３に案内する搬出側案内ロール２６ｃとを有している。伸縮調整ロール２６ａ、搬入側案内ロール２６ｂ及び搬出側案内ロール２６ｃはそれぞれ、円筒形状を有している。伸縮調整ロール２６ａ、搬入側案内ロール２６ｂ及び搬出側案内ロール２６ｃはそれぞれ、円筒の中心軸を回転軸として所定箇所で回転するようになっている。伸縮調整ロール２６ａと、搬入側案内ロール２６ｂ及び搬出側案内ロール２６ｃとは反対方向に回転している。搬入側案内ロール２６ｂと搬出側案内ロール２６ｃとは同一方向に回転している。伸縮調整ロール２６ａ、搬入側案内ロール２６ｂ及び搬出側案内ロール２６ｃはそれぞれ、第１パターン形成部２２側から第２パターン形成部２３側に向かってフィルム基板８を搬送する方向に回転している。フィルム基板８は、搬入側案内ロール２６ｂ、伸縮調整ロール２６ａ及び搬出側案内ロール２６ｃの各表面の一部に密着しながら第２パターン形成部２３に向かって連続的に搬送される。

伸縮調整ロール２６ａは、フィルム基板８が張るように搬入側案内ロール２６ｂ及び搬出側案内ロール２６ｃから遠ざかる方向へ水平荷重をかけるように構成されている。伸縮調整ロール２６ａは、その水平荷重を大きくすることによってフィルム基板８の張力をその水平荷重増加分の半分だけ大きくしたり、水平荷重を小さくすることによってフィルム基板８の張力をその水平荷重減少分の半分だけ小さくしたりすることができるロールである。これにより、第２の基板伸縮調整部２６は、相対的に水平荷重を小さくするとフィルム基板８を相対的に縮めた状態で第２パターン形成部２３に搬出する。一方、伸縮調整ロール２６ａが相対的に水平荷重を大きくすると、フィルム基板８に加わる張力が大きくなる。これにより、第２の基板伸縮調整部２６は、フィルム基板８を相対的に伸ばした状態で第２パターン形成部２３に搬出する。このような伸縮調整ロールとしては、例えば、エアシリンダー式ダンサロールを使用することができる。このように、第２の基板伸縮調整部２６は、搬入側案内ロール２６ｂ及び搬出側案内ロール２６ｃに対する伸縮調整ロール２６ａの位置を変更してフィルム基板８の伸縮を調整するように構成されている。第２の基板伸縮調整部２６は、後述する制御部１０からの制御信号に基づいて、伸縮調整ロール２６ａの位置を変更するように構成されている。

第３の基板伸縮調整部２７は、フィルム基板８の伸縮を調整する伸縮調整ロール２７ａと、第２パターン形成部２３側から連続的に送出されるフィルム基板８を伸縮調整ロール２７ａに案内する搬入側案内ロール２７ｂと、伸縮調整ロール２７ａから連続的に送出されるフィルム基板８を第３パターン形成部２４に案内する搬出側案内ロール２７ｃとを有している。伸縮調整ロール２７ａ、搬入側案内ロール２７ｂ及び搬出側案内ロール２７ｃはそれぞれ、円筒形状を有している。伸縮調整ロール２７ａ、搬入側案内ロール２７ｂ及び搬出側案内ロール２７ｃはそれぞれ、円筒の中心軸を回転軸として所定箇所で回転するようになっている。伸縮調整ロール２７ａと、搬入側案内ロール２７ｂ及び搬出側案内ロール２７ｃとは反対方向に回転している。搬入側案内ロール２７ｂと搬出側案内ロール２７ｃとは同一方向に回転している。伸縮調整ロール２７ａ、搬入側案内ロール２７ｂ及び搬出側案内ロール２７ｃはそれぞれ、第２パターン形成部２３側から第３パターン形成部２４側に向かってフィルム基板８を搬送する方向に回転している。フィルム基板８は、搬入側案内ロール２７ｂ、伸縮調整ロール２７ａ及び搬出側案内ロール２７ｃの各表面の一部に密着しながら第３パターン形成部２４に向かって連続的に搬送される。

伸縮調整ロール２７ａは、フィルム基板８が張るように搬入側案内ロール２７ｂ及び搬出側案内ロール２７ｃから遠ざかる方向へ水平荷重をかけるように構成されている。伸縮調整ロール２７ａは、その水平荷重を大きくすることによってフィルム基板８の張力をその水平荷重増加分の半分だけ大きくしたり、水平荷重を小さくすることによってフィルム基板８の張力をその水平荷重減少分の半分だけ小さくしたりすることができるロールである。これにより、第３の基板伸縮調整部２７は、相対的に水平荷重を小さくするとフィルム基板８を相対的に縮めた状態で第３パターン形成部２４に搬出する。一方、伸縮調整ロール２７ａが相対的に水平荷重を大きくすると、フィルム基板８に加わる張力が大きくなる。これにより、第３の基板伸縮調整部２７は、フィルム基板８を相対的に伸ばした状態で第３パターン形成部２４に搬出する。このような伸縮調整ロールとしては、例えば、エアシリンダー式ダンサロールを使用することができる。このように、伸縮調整部２７は、搬入側案内ロール２７ｂ及び搬出側案内ロール２７ｃに対する伸縮調整ロール２７ａの位置を変更してフィルム基板８の伸縮を調整するように構成されている。伸縮調整部２７は、後述する制御部１０からの制御信号に基づいて、伸縮調整ロール２７ａの位置を変更するように構成されている。

繰出ロール２０と第１の基板伸縮調整部２５との間の基板搬送経路には、繰出ロール２０から巻き出されたフィルム基板８を第１の基板伸縮調整部２５に案内する第１案内ロール２８ａが配置されている。第１パターン形成部２２と第２の基板伸縮調整部２６との間の基板搬送経路には、第１パターン形成部２２から搬出されたフィルム基板８を第２の基板伸縮調整部２６に駆動する駆動ロール２８ｂと、駆動ロール２８ｂによって駆動されたフィルム基板８を第２の基板伸縮調整部２６に案内する第２案内ロール２８ｃがこの順に配置されている。第２パターン形成部２３と第３の基板伸縮調整部２７との間の基板搬送経路には、第２パターン形成部２３から搬出されたフィルム基板８を第３の基板伸縮調整部２７に駆動する駆動ロール２８ｄと、駆動ロール２８ｄによって駆動されたフィルム基板８を第３の基板伸縮調整部２７に案内する第３案内ロール２８ｅがこの順に配置されている。案内ロールは、繰出ロール２０から巻取ロール２１までの間でフィルム基板８をどのような経路で搬送するのかに応じて基板搬送経路内に適宜配置される。

フィルム基板８が搬送される搬送経路は、第１駆動ロール２２ａ，２２ｂ、第２駆動ロール２３ａ，２３ｂ及び第３駆動ロール２４ａ，２４ｂによってフィルム基板８をグリップすることによって６つの区間に区分けされている。電子デバイス製造装置２は、この区間ごとにフィルム基板８の伸びを独立して制御できるようになっている。繰出ロール２０から第１駆動ロール２２ａ，２２ｂまでの区間では、第１の基板伸縮調整部２５の推力によってフィルム基板８の伸びが制御される。第１駆動ロール２２ａ，２２ｂから駆動ロール２８ｂまでの区間では、第１駆動ロール２２ａ，２２ｂに対する駆動ロール２８ｂの回転速度によってフィルム基板８の伸びが制御される。駆動ロール２８ｂから第２駆動ロール２３ａ，２３ｂまでの区間では、第２の基板伸縮調整部２６の推力によってフィルム基板８の伸びが制御される。第２駆動ロール２３ａ，２３ｂから駆動ロール２８ｄまでの区間では、第２駆動ロール２３ａ，２３ｂに対する駆動ロール２８ｄの回転速度によってフィルム基板８の伸びが制御される。駆動ロール２８ｄから第３駆動ロール２４ａ，２４ｂまでの区間では、第３の基板伸縮調整部２７の推力によってフィルム基板８の伸びが制御される。第３駆動ロール２４ａ，２４ｂから巻取ロール２１までの区間では、第３駆動ロール２４ａ，２４ｂに対する巻取ロール２１の回転速度によってフィルム基板８の伸びが制御される。

電子デバイス製造装置２では、フィルム基板８の伸びを上述の各区間で個別に制御するようになっている。フィルム基板８は次の区間に伸びが異なる状態で流入すると、次の区間の伸びは平均化され徐々に変わってしまい、伸縮を調整する場合の外乱になってしまう。しかしながら、電子デバイス製造装置２では、第１から第３の基板伸縮調整部２５，２６，２７は、フィルム基板８の伸びが変化した分だけ伸縮調整ロール２５ａ，２６ａ，２７ａが逐次成行きで追従する。このため、電子デバイス製造装置２は、各区間でフィルム基板８の伸びが異なる場合でも、前区間の影響を抑制し且つフィルム基板８の伸縮を所定量に調整することが可能となっている。

図示は省略するが、電子デバイス製造装置２は、フィルム基板８を洗浄する洗浄装置、及び、洗浄後や第１から第３パターン形成後にフィルム基板８上に形成されたパターンを構成する材料を乾燥及び／又は固化する乾燥装置など、必要に応じて種々の装置を有していてもよい。

図１に示すように、基板伸縮制御装置１は、第１から第３の基板伸縮調整部２５，２６，２７を制御する制御部１０と、フィルム基板８に形成されたモアレマークに基づいて発生したモアレ縞（第一の干渉縞の一例）を撮像する第１光学系撮像装置１１、第２光学系撮像装置１２及び第３光学系撮像装置１３とを有している。可撓性基板の伸縮制御システム１００は、フィルム基板８に形成されたモアレマーク（フィルム基板８の送出と同期して連続的に送出される第１マークの一例）に３つの第１基準板７ａ，７ｂ，７ｃに形成された基準モアレマーク（フィルム基板８の送出による寸法変化がない第２マークの一例）をそれぞれ重ね合わせてモアレ縞を発生させる。

第１光学系撮像装置１１及び第１基準板７ａは、第１パターン形成部２２の送出側に配置されている。詳細は後述するが、第１光学系撮像装置１１は、第１パターン形成部２２が第１パターンとともにフィルム基板８上に形成したモアレマーク（第１マークの一例）と、第１基準板７ａ上に形成されている基準モアレマーク（第２マークの一例）との干渉に基づくモアレ縞を撮像し、モアレ縞を撮像した撮像データを制御部１０に出力するようになっている。第１光学系撮像装置１１は、フィルム基板８及び第１基準板７ａに光を照射する光源１１ｂと、フィルム基板８及び第１基準板７ａを重ね合わせることによって生じたモアレ縞を撮像する撮像部１１ａとを有している。

第２光学系撮像装置１２及び第１基準板７ｂは、第２パターン形成部２３の送出側に配置されている。詳細は後述するが、第２光学系撮像装置１２は、第２パターン形成部２３が第２パターンとともにフィルム基板８上に形成したモアレマーク（第１マークの一例）と第１基準板７ｂ上に形成されている基準モアレマーク（第２マークの一例）との干渉に基づくモアレ縞を撮像し、モアレ縞を撮像した撮像データを制御部１０に出力するようになっている。第２光学系撮像装置１２は、フィルム基板８及び第１基準板７ｂに光を照射する光源１２ｂと、フィルム基板８及び第１基準板７ｂを重ね合わせることによって生じたモアレ縞等を撮像する撮像部１２ａとを有している。

第３光学系撮像装置１３及び第１基準板７ｃは、第３パターン形成部２４の送出側に配置されている。詳細は後述するが、第３光学系撮像装置１３は、第３パターン形成部２４が第３パターンとともにフィルム基板８上に形成したモアレマーク（第１マークの一例）と第１基準板７ｃ上に形成されている基準モアレマーク（第２マークの一例）との干渉に基づくモアレ縞を撮像し、モアレ縞を撮像した撮像データを制御部１０に出力するようになっている。第３光学系撮像装置１３は、フィルム基板８及び第１基準板７ｃに光を照射する光源１３ｂと、フィルム基板８及び第１基準板７ｃを重ね合わせることによって生じたモアレ縞等を撮像する撮像部１３ａとを有している。

第１光学系撮像装置１１、第２光学系撮像装置１２及び第３光学系撮像装置１３は、同一の構成を有し、同一の機能を発揮するようになっている。また、第１基準板７ａ、第１基準板７ｂ及び第１基準板７ｃは、同一の構成を有し、同一の機能を発揮するようになっている。このため、以下、本実施形態における光学系撮像装置及び第１基準板について、第１光学系撮像装置１１及び第１基準板７ａを例にとって、図２から図５を用いて説明する。

図２は、第１パターン形成部２２及び第１光学系撮像装置１１の近傍を拡大して示す模式図である。図３は、光学系撮像装置１１の概略構成を示す図である。なお、図３には理解を容易にするため、フィルム基板８及び第１基準板７ａが併せて図示されている。図４は、第１基準板７ａの概略構成などを示す図である。図４（ａ）は、第１基準板７ａを基準モアレマークＭＭＲの形成面側から見た状態を示している。図４（ｂ）は、第１基準板７ａをフィルム基板８に重ね合わせた状態を示す模式図である。

図２に示すように、第１パターン形成部２２を通過したフィルム基板８には、第１モアレマーク（第１マークの一例）ＭＭ１が形成される。第１モアレマークＭＭ１は、駆動ロール２２ａに接触するフィルム基板８の素子形成面に形成される。図示は省略するが、第１モアレマークＭＭ１が形成されるフィルム基板８の素子形成面上には、第１バーニヤパターンＶ１（図４（ｂ）参照）及び第１パターン（不図示）も形成される。第１パターン、第１バーニヤパターン及び第１モアレマークＭＭ１は、第１パターン形成部２２による第１層形成工程においてフィルム基板８の同一面上に形成される。

第１光学系撮像装置１１に備えられた光源１１ｂは発光部１１３を有している。発光部１１３は、第１パターン形成部２２から送出されたフィルム基板８に対向して配置されている。光源１１ｂは、フィルム基板８の素子形成面の裏面に対向配置されている。したがって、光源１１ｂは、第１モアレマークＭＭ１が形成されてないフィルム基板８の裏面側から光を照射することになる。

光源１１ｂとフィルム基板８との間には、第１基準板７ａが配置されている。第１基準板７ａは、第１基準モアレマーク（第２マークの一例）ＭＭＲ（詳細は後述）が形成されたマーク形成面をフィルム基板８の素子形成面の裏面に対面させて配置されている。第１光学系撮像装置１１に備えられた撮像部１１ａは、第１基準板７ａ及びフィルム基板８を挟んで光源１１ｂと対向配置されている。

図３に示すように、撮像部１１ａは、光源１１ｂが照射した像を映すミラー１１２と、ミラー１１２に映された像を撮像するカメラ１１０と、ミラー１１２に映された像をカメラ１１０の撮像素子（不図示）に結像するテレセントリックレンズ１１１とを有している。テレセントリックレンズ１１１は、光軸方向の距離の変化に関係なく像の大きさを保ったまま撮像素子に結像できる。このため、第１光学系撮像装置１１は、走行するフィルム基板８に形成された第１モアレマークＭＭ１と、第１基準板７ａに形成された基準モアレマークＭＭＲとが離れていても、正確な寸法でモアレ縞を撮像できる。

フィルム基板８は、透明な樹脂（例えば、ＰＥＴ、ＰＥＮに代表されるポリエステル樹脂、ＰＣ樹脂、ＰＩ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂）で形成されている。フィルム基板８の厚みは、ロールへの巻き取りが可能であれば限定されないが、例えば１〜５００μｍが好ましい。また、第１基準板７ａは、例えばガラスで形成されている。
一方、フィルム基板８に形成された第１モアレマークＭＭ１は、光を透過及び反射し難いインク材料（例えば、金属インク、顔料インク、塗料インク、印刷インク）で形成されている。また、第１基準板７ａに形成された基準モアレマークＭＭＲは、光を透過及び反射し難い金属材料（例えば、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ）で形成されている。このように、フィルム基板８には光を透過し難いインク材料と透過しやすい空白部とからなる第１モアレマークＭＭ１が形成され、第１基準板７ａには光を透過し難い金属材料と透過しやすい空白部とからなる基準モアレマークＭＭＲが形成されている。このため、光源１１ｂからの光の一部は第１モアレマークＭＭ１及び基準モアレマークＭＭＲに遮られるものの、光源１１ｂは、ミラー１１２を鏡として機能させるには十分な光量でミラー１１２を照らすことができる。これにより、光源１１ｂ側に向けられたミラー１１２の表面には、第１モアレマークＭＭ１及び基準モアレマークＭＭＲ並びに後述するモアレ縞などが映し出される。ミラー１１２は、平板形状を有しているため、第１モアレマークＭＭ１及び基準モアレマークＭＭＲなどを実際と同じ大きさに映し出す。

第１光学系撮像装置１１は、光源１１ｂとミラー１１２との間に配置された基準板調整ステージ１１５を有している。第１基準板７ａは、基準板調整ステージ１１５上に固定して配置される。基準板調整ステージ１１５は、フィルム基板８に形成された第１モアレマークＭＭ１と第１基準板７ａに形成された基準モアレマークＭＭＲとの相対位置を調整できるようになっている。基準板調整ステージ１１５は、フィルム基板８の搬送方向（図３中に示す太矢印が指す方向）及びその逆方法、フィルム基板８の素子形成面の面内においてフィルム基板８の搬送方向に直交する方向、並びに光源１１ｂの光軸を回転軸とする回転方向に第１基準板７ａをフィルム基板８に対して相対的に移動できるようになっている。基準板調整ステージ１１５は、制御部１０（図１参照）によって制御される。

図３及び図４（ａ）中の右側に示すように、第１基準板７ａは薄板長方形状を有している。第１基準板７ａ上には、基準モアレマークＭＭＲが形成されている。基準モアレマークＭＭＲは、第１基準板７ａの長手方向にほぼ平行に並んで形成された複数の線状パターンを有している。複数の線状パターンは、第１基準板７ａの両端辺の中点を結ぶ領域から一方の長辺側に向かって伸びる細長い長方形状を有している。図４（ａ）中の左側に示すように、基準モアレマークＭＭＲは、複数の線状パターンのピッチの値が「Ｐ１」となるように形成されている。以下、「Ｐ１」は、基準モアレマークＭＭＲの複数の線状パターンのピッチを示す参照符号としても用いる場合がある。

図４（ｂ）中の右側に示すように、第１パターン形成部２２において、フィルム基板８上には、第１モアレマークＭＭ１が形成される。第１モアレマークＭＭ１は、フィルム基板８の長手方向にほぼ平行に並んで形成された複数の線状パターンを有している。第１モアレマークＭＭ１は、フィルム基板８の一方の長辺と、製造対象の電子デバイスが形成されるデバイス形成領域ＤＡとの間に形成される。第１モアレマークＭＭ１を構成する複数の線状パターンは、フィルム基板８の一方の長辺に直交する方向に伸びる細長い長方形状を有している。図４（ｂ）中の左側に示すように、第１モアレマークＭＭ１は、複数の線状パターンのピッチの値が「Ｐ１ｄ＋ΔＰ１ｄ」で設計されているが、走行するフィルム基板８上に形成されたパターンを撮像した画像は、基板の伸縮によるピッチ誤差を含むため「Ｐ１＋ΔＰ１」で形成される。以下、「Ｐ１＋ΔＰ１」は、第１モアレマークＭＭ１の複数の線状パターンのピッチを示す参照符号としても用いる場合がある。

図４（ｂ）中の右側に示すように、フィルム基板８には、第１モアレマークＭＭ１の形成と同時に第１バーニヤパターンＶ１が形成される。第１バーニヤパターンＶ１は、長方形状パターンを複数有している。長方形状パターンは、フィルム基板８の長辺に沿う長辺を有している。第１バーニヤパターンＶ１を構成する長方形状パターンは、次層を位置あわせするときのモアレと同じピッチで設計されている。第１バーニヤパターンＶ１は、第１モアレマークＭＭ１と同じ材料で形成されている。このため、第１バーニヤパターンＶ１は、光を透過及び反射し難くなっている。

第１モアレマークＭＭ１のピッチＰ１＋ΔＰ１と、基準モアレマークＭＭＲのピッチＰ１との差は「ΔＰ１」であり、「Ｐ１」と比較すると微小な値である。第１モアレマークＭＭ１を構成する一の線状パターンと、基準モアレマークＭＭＲの一の線状パターンとが重なり合う重なり位置から、フィルム基板８の進行方向を右又は左に行くほど、第１モアレマークＭＭ１の線状パターンと基準モアレマークＭＭＲの線状パターンとのずれは増加する。重なり位置から所定距離だけ右又は左に離れた位置では、例えば基準モアレマークＭＭＲの他の一の線状パターンは、第１モアレマークＭＭ１の隣り合う線状パターンの間の中間位置に配置される。この中間位置からさらに右又は左に行くに従って、第１モアレマークＭＭ１の線状パターンと基準モアレマークＭＭＲの線状パターンとのずれは減少し、第１モアレマークＭＭ１のさらに他の一の線状パターンと基準モアレマークＭＭＲの他の一の線状パターンとが重なり合う。第１モアレマークＭＭ１の線状パターンと基準モアレマークＭＭＲの線状パターンとが重なり合う重なり位置の近傍では、線状パターンの密度が疎となる。一方、基準モアレマークＭＭＲ（又は第１モアレマークＭＭ１）の線状パターンが第１モアレマークＭＭ１（又は基準モアレマークＭＭＲ）の線状パターンの間に配置される位置の近傍では、線状パターンの密度が密となる。このため、図４（ｂ）中の右側に示すように、第１モアレマークＭＭ１を構成する線状パターンと、基準モアレマークＭＭＲの線状パターンとをほぼ平行に重ね合わせると、所定周期で濃淡が繰り返されるモアレ縞ＭＦが発生する（図５（ａ）参照）。第１基準板７ａは基準板調整ステージ１１５に固定されているため、例えば図４（ｂ）中の右側に示す太矢印の方向にフィルム基板８が連続的に搬送されていると、モアレ縞ＭＦも太矢印の方向に移動しているように見える。

詳細は後述するが、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム１００は、図４（ｂ）に示すように、第１光学系撮像装置１１によってモアレ縞ＭＦが撮像領域α内に密な部分が２つ以上入る視野で撮像する。伸縮制御システム１００は、撮像したモアレ縞ＭＦに基づいてモアレ縞ＭＦの輝度分布を算出し、モアレ縞ＭＦの輝度分布からモアレ縞ピッチＰｍを算出する。伸縮制御システム１００は、算出したモアレ縞ピッチＰｍとモアレ縞設計ピッチＰｍｄから第１基準板７ａに対する相対的な第１パターンひずみεを求めるようになっている。このため、モアレ縞ＭＦの密な部分が２つ以上入る視野で撮像するようになっている。

図３に戻って、テレセントリックレンズ１１１は、ミラー１１２に映し出された第１モアレマークＭＭ１及び基準モアレマークＭＭＲをそれらの大きさを変えずにカメラ１１０の撮像素子に結像できる。このため、カメラ１１０は、図４（ｂ）に示す撮像領域α内に収まっている第１モアレマークＭＭ１及び基準モアレマークＭＭＲ並びにモアレ縞ＭＦなどをその大きさのまま撮像することができる。カメラ１１０は、撮像した撮像データを制御部１０に出力するようになっている。

図１に戻って、制御部１０は、例えばパーソナルコンピュータなどに設けられている。制御部１０は、第１から第３光学系撮像装置１１，１２，１３から送信された撮像データをそれぞれ画像処理する画像処理部１０ａを有している。また、制御部１０は、画像処理部１０ａが画像処理して生成したそれぞれのモアレ縞の画像に基づいてフィルム基板８に印加する張力を補正する補正量をそれぞれ算出する補正量算出部１０ｂを有している。

図５は、制御部１０における画像処理及び補正量の算出を説明する図である。図５（ａ）は、画像処理部１０ａが第１光学系撮像装置１１から受信した撮像データに基づいて生成した画像の一例を示している。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す画像に基づくモアレ縞輝度分布を示している。
図５（ｂ）において、縦軸はモアレ縞の輝度の高低を示し、横軸は図５（ｂ）に示す直線Ｌ２上の位置を示している。

画像処理部１０ａは、第１光学系撮像装置１１のカメラ１１０（図３参照）から送信された撮像データを画像処理する。図５（ａ）に示すように、画像処理部１０ａは、画像処理した結果、互いに重ね合わされた基準モアレマークＭＭＲ及び第１モアレマークＭＭ１と、両マークＭＭＲ，ＭＭ１とが重ね合わされることにより発生するモアレ縞ＭＦが表示された画像を生成する。基準モアレマークＭＭＲ、第１モアレマークＭＭ１の線状パターンは、光源１１ｂ（図２参照）が照射する光をほとんど透過しないので、画像処理部１０ａが生成した画像において相対的に暗い色（例えば黒色）で表される。また、第１モアレマークＭＭ１の線状パターンと基準モアレマークＭＭＲの線状パターンとが重なり合う重なり位置の近傍は、線状パターンの密度が疎となるため、画像処理部１０ａが生成した画像において相対的に明るい色で表される。一方、基準モアレマークＭＭＲ及び第１モアレマークＭＭ１の一方の線状パターンが他方の線状パターンの間に配置される位置の近傍は、線状パターンの密度が密となるため画像処理部１０ａが生成した画像において相対的に暗い色で表される。

図５（ａ）に示す画像を画像処理部１０ａから受信した補正量算出部１０ｂは、第１モアレマークＭＭ１のパターンひずみεを算出する。補正量算出部１０ｂは、パターンひずみεを算出するためにまず、図５（ｂ）に示すモアレ縞輝度分布を生成する。補正量算出部１０ｂは、直線Ｌ１にほぼ平行であってモアレ縞ＭＦの画像の中央を横断する直線Ｌ２上の明暗に基づいて、モアレ縞輝度分布を生成する。第１モアレマークＭＭ１の線状パターンと基準モアレマークＭＭＲの線状パターンとで形成される線状パターンの密度は、疎の状態から密の状態へかつ密の状態からその状態へ徐々に変化する。このため、モアレ輝度分布は、図５（ｂ）の下段に示すように正弦波のような波型形状となる。

図５（ｂ）に示すように、補正量算出部１０ｂは、モアレ縞ピッチＰｍを算出する。補正量算出部１０ｂは、基準モアレマークＭＭＲのピッチＰ１、モアレ縞設計ピッチＰｍｄ及びモアレ縞ピッチＰｍから以下の式（１）を用いてパターンひずみεを算出する。
ε＝（Ｐ１／Ｐｍｄ）×（Ｐｍｄ−Ｐｍ）／（Ｐｍｄ−Ｐ１） ・・・（１）

補正量算出部１０ｂは、算出したパターンひずみεがゼロになるように、フィルム基板８に印加する張力を制御するための補正量を算出する。補正量は、例えば伸縮調整ロール２５ａの配置位置の移動量である。制御部１０は、補正量算出部１０ｂが算出した補正量に基づく制御信号を伸縮調整ロール２５ａ，２６ａ，２７ａに送信し、連続的に送出されるフィルム基板８の伸縮を制御する。

このように、補正量算出部１０ｂは、可撓性基板の送出と同期して連続的に送出される第１マーク（例えば第１モアレマークＭＭ１）に該可撓性基板の送出による寸法変化がない第２マーク（例えば基準モアレマークＭＭＲ）を重ね合わせて発生する干渉縞（例えばモアレ縞ＭＦ）に基づいて第１マークのひずみ（例えばパターンひずみε）を取得するひずみ取得部に相当する。また、制御部１０は、取得したひずみに基づいて、連続的に送出されて長尺形状及び可撓性を備える可撓性基板（例えばフィルム基板８）の伸縮を制御する基板伸縮制御部に相当する。

例えば、パターンひずみεが最小値（ゼロ）になると、走行中に撮像されたモアレ縞ピッチＰｍとモアレ縞設計ピッチＰｍｄとの差が最小（ゼロ）になる。この場合、実際に形成された第１モアレマークＭＭ１に基づくモアレ縞ＭＦが理想的なモアレ縞となっていることを意味する。基準モアレマークＭＭＲのピッチＰ１は設計値どおりに形成されているので、パターンひずみεが最小値（ゼロ）となると、第１モアレマークＭＭ１も設計値どおりに形成されていることになる。したがって、パターンひずみεが最小値（ゼロ）となるようにフィルム基板８に印加する張力を制御し、フィルム基板８を所定状態に伸縮した上でフィルム基板８上に第１パターンを形成すると、形成された第１パターンは設計値どおりのパターンとなる。

第１から第３光学系撮像装置１１，１２，１３は、基準板調整ステージを有している。このため、第１から第３パターン形成部２２，２３，２４のそれぞれがフィルム基板８上に形成するモアレマークの形成場所を異ならせても、基板伸縮制御装置１は、第１基準板７ａ，７ｂ，７ｃを第１から第３パターン形成部２２，２３，２４のそれぞれが形成したモアレマークに基準モアレマークを重ね合わせることができる。このため、基板伸縮制御装置１は、第１から第３パターン形成部２２，２３，２４が形成したモアレマークごとにパターンひずみを算出できる。したがって、基板伸縮制御装置１は、第１から第３の基板伸縮調整部２５，２６，２７を個別に制御できる。

本実施形態による可撓性基板の伸縮制御方法、位置合わせ方法及び電子デバイスの製造方法について、図１から図５を参照しつつ図６を用いて説明する。図６は、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御方法における伸縮制御処理の流れの一例を示すフローチャートである。図６に示すフローチャートに含まれる各処理は、制御部１０において実行される。なお、以下、第１光学系撮像装置１１が取得した撮像データに基づく伸縮制御処理を例にとって説明する。

図６に示すように、伸縮制御処理では、まずステップＳ１において、モアレ画像を取得し、ステップＳ３に移行する。ステップＳ１において、制御部１０の指令に基づいて、第１光学系撮像装置１１は、フィルム基板８に形成された第１モアレマークＭＭ１と第１基準板７ａに形成された基準モアレマークＭＭＲとを重ね合わせることにより発現するモアレ縞及びその周辺を撮像する。第１光学系撮像装置１１は撮像したモアレ縞及びその周辺の撮像データを制御部１０の画像処理部１０ａに送信する。これにより、制御部１０は、モアレ縞を撮像データとして取得する。

ステップＳ３では、取得したモアレ縞を画像処理し、ステップＳ５に移行する。ステップＳ３において、画像処理部１０ａは、取得した撮像データを画像処理し、少なくともモアレ縞ＭＦが表示された画像（図５（ａ）参照）を生成する。画像処理部１０ａは、生成した画像を補正量算出部１０ｂに送信する。

ステップＳ５では、モアレ縞輝度分布を生成し、ステップＳ７に移行する。ステップＳ５において、補正量算出部１０ｂは、受信した画像に基づいて、モアレ縞輝度分布（図５（ｂ）中の下段参照）を生成する。

ステップＳ７では、モアレ縞ピッチＰｍを算出し、ステップＳ９に移行する。ステップＳ７において、補正量算出部１０ｂは、生成したモアレ縞輝度分布に基づいてモアレ縞ピッチＰｍを算出する。

ステップＳ９では、パターンひずみを取得し、ステップＳ１１に移行する。ステップＳ９において、補正量算出部１０ｂは、算出したモアレピッチＰｍ、設計モアレピッチＰｍｄ及び基準モアレマークＭＭＲのピッチＰ１と式（１）とを用いてパターンひずみεを算出する。

ステップＳ１１では、可撓性基板に印加する張力の補正値を算出し、可撓性基板の伸縮制御処理を終了する。ステップＳ１１において、補正量算出部１０ｂは、算出した第１パターンひずみεをゼロにするように、フィルム基板８に印加する張力を制御するための補正量を算出する。張力の補正値ΔＴは、以下の式（２）で表すことができる。
ΔＴ＝ε×Ｅ×Ａ ・・・（２）
ここで、「ε」は、式（１）を用いて算出したパターンひずみを表し、「Ｅ」は、可撓性基板（本例ではフィルム基板８）のヤング率を表し、「Ａ」は、可撓性基板の断面積を表している。

補正量算出部１０ｂは、補正量として例えば伸縮調整ロール２５ａの配置位置の移動量を算出する。パターンひずみεの値が正の場合、モアレピッチＰｍの値が設計モアレピッチＰｍｄの値よりも大きくなっている。この場合、第１モアレマークＭＭ１のピッチＰ１＋ΔＰ１の値が設計値よりも基準モアレマークＭＭＲのピッチＰ１の値に近くなっている。本実施形態では、駆動ロール２２ａなどの各ロールの回転速度は変更されないため、第１モアレマークＭＭ１のピッチＰ１＋ΔＰ１を大きくするためには、フィルム基板８を伸ばす必要がある。そこで、制御部１０は、フィルム基板８に印加する張力を大きくするために、補正量算出部１０ｂが算出した移動量だけ伸縮調整ロール２５ａが案内ロール２５ｂ，２５ｃに近付くように基板伸縮調整部２５を制御する。

一方、パターンひずみεの値が負の場合、モアレピッチＰｍの値が設計モアレピッチＰｍｄの値よりも小さくなっている。この場合、第１モアレマークＭＭ１のピッチＰ１＋ΔＰ１の値が設計値よりも基準モアレマークＭＭＲのピッチＰ１の値から離れている。本実施形態では、駆動ロール２２ａなどの各ロールの回転速度は変更されないため、第１モアレマークＭＭ１のピッチＰ１＋ΔＰ１を小さくするためには、フィルム基板８を縮める必要がある。そこで、制御部１０は、フィルム基板８に印加する張力を小さくするために、補正量算出部１０ｂが算出した移動量だけ伸縮調整ロール２５ａが案内ロール２５ｂ，２５ｃから遠ざかるように基板伸縮調整部２５を制御する。

本実施形態では、フィルム基板８は、０．１ｍから１０ｍ／分の速度で搬送されるのが好ましい。これに対し、モアレ縞は、例えば１００ｍｓ毎に撮像されてパターンひずみが算出されるようになっている。このため、本実施形態では、フィルム基板８がおよそ０．２ｍｍから２０ｍｍ搬送される毎にフィルム基板８の伸縮が制御される。

本実施形態における電子デバイス製造装置２は、１層目の第１パターンの形成時に第１モアレマークＭＭ１をフィルム基板８上に形成し、２層目の第２パターンの形成時に第２モアレマークをフィルム基板８上に形成し、３層目の第３パターンの形成時に第３モアレマークを形成するようになっている。このため、上述の伸縮制御方法により可撓性基板上に第１モアレマークＭＭ１の線状パターンのピッチを設計値どおりに形成することにより、第１パターンにおける配線ピッチや配線幅なども設計値どおりに形成される。同様に、第２モアレマークの線状パターンのピッチを設計値どおりに形成することにより、第２パターンにおける配線ピッチや配線幅なども設計値どおりに形成される。同様に、第３モアレマークの線状パターンのピッチを設計値どおりに形成することにより、第３パターンにおける配線ピッチや配線幅なども設計値どおりに形成される。したがって、第１から第３モアレマークに基づいてフィルム基板８の伸縮を制御することにより、第１から第３パターンが設計値どおりに形成される。

可塑性基板の伸縮制御を用いて第１から第３パターンが設計通りに形成された後、各パターンのアライメント誤差があった場合に、第１から第３パターンの位相を制御して位置合わせが行われる。位相制御は、公知のコンペン方式、コンペンレス方式を用いることができる。
コンペン方式とは、伸縮調整ロール２５ａを水平に移動させて、可塑性基板のパス長を変化させて位相を制御する方式をいう。例えば、第１のマークに対する第２のマークのアライメント誤差が基板が流れる方向に＋１０μｍであった場合は、パス長が１０μｍ短くなるように伸縮調整ロール２５ａを５μｍ変化させる。 コンペンレス方式（版胴位相補正方式）とは、版胴の回転速度を瞬間的に変化させて位相を制御する方式をいう。例えば、第１のマークに対する第２のマークのアライメント誤差が基板が流れる方向に＋１０μｍであった場合は、第２パターンの版の周長で−１０μｍに相当する分だけ回転速度を瞬間的に遅くして位相を合わせる。
このように、本実施形態によれば、可塑性基板の伸縮制御で第１から第３パターンが設計通りに形成されることで、第１から第３までのパターンの誤差が小さくなるので、公知の位相制御を用いても位置合わせの精度が向上し、所望の積層パターンを形成できる。

このように、本実施形態による位置合わせ方法は、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御方法を用いてフィルム基板８上に積層する積層パターンを位置合わせするようになっている。また、本実施形態による位置合わせ方法は、第１から第３モアレマーク及び基準モアレマークを位置合わせマークとして用いるようになっている。
また、本実施形態による位置合わせ方法を用いることにより、所望の積層パターンを形成することができる。このため、本実施形態による電子デバイスの製造方法は、本実施形態による位置合わせ方法を用いて所望の積層パターンを形成し、この積層パターンによって構成される電子デバイスを製造することができる。

以上説明したように、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム、伸縮制御方法、位置合わせ方法及び電子デバイスの製造方法によれば、モアレ縞を利用して画素オーダー以下の微小なアライメント誤差を拡大して測定することができる。このため、ロールツーロール方式の装置を使用した連続プロセスにおいて、可撓性基板上に形成するパターンの微小な相対ひずみをモアレ縞を利用して測定するとともに、相対ひずみが既知であることで撮像装置の画素サイズ以下の微小なアライメント誤差をパターンの変化に影響されずに測定することが可能となる。このため、本実施形態によれば、可撓性を有し送出される可撓性基板に微細なパターンの高精度な重ね合わせを実現することができる。これにより、複雑な回路素子を可撓性基板上に形成できるので、ロジック回路の半導体装置、センサ回路の半導体装置、記憶装置及び表示装置などの電子デバイスを可撓性基板上に形成できる。
また、本実施形態によれば、単層パターニングであっても、基準となるモアレマークを有する基準板を用いることで、単層パターンの基準板に対する相対ひずみを測定でき、これにより単層パターニングの精度向上も可能となり、重ね合わせ精度の向上にも寄与する。

〔第２の実施形態〕
本発明の第２の実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム、伸縮制御方法、位置合わせ方法及び電子デバイスの製造方法について図７及び図８を用いて説明する。本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム、伸縮制御方法、位置合わせ方法及び電子デバイスの製造方法は、オフセット印刷法や反転印刷法などにおいて、可撓性基板上に形成するパターンを一旦ブランケット上に転写する際にモアレマークも転写し、ブランケット上に転写されたモアレマークに基づいてモアレ縞を発現させる点に特徴を有している。本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム、伸縮制御方法、位置合わせ方法及び電子デバイスの製造方法において、上記第１の実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム、伸縮制御方法、位置合わせ方法及び電子デバイスの製造方法と同一の機能・作用を奏する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。

図７は、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム３００を模式的に示す図である。可撓性基板の伸縮制御システム３００は、可撓性基板に電子デバイスを製造する電子デバイス製造装置４と、可撓性基板の伸縮を制御する基板伸縮制御装置３とを有している。なお、本実施形態における電子デバイス製造装置４は、ロールツーロール方式を採用した製造装置である。また、本実施形態において対象となる電子デバイスは、上記第１の実施形態において対象となる電子デバイスと同様である。

図７に示すように、電子デバイス製造装置４は、ロールツーロール方式でフィルム基板８を繰出ロール２０から巻取ロール２１に向かって搬送する。繰出ロール２０と巻取ロール２１との間の基板搬送経路には、フィルム基板８上に第１層目の第１パターンを形成する第１パターン形成部４２と、第１パターンが形成されたフィルム基板８上に第２層目の第２パターンを形成する第２パターン形成部４３と、第１及び第２パターンが形成されたフィルム基板８上に第３層目の第３パターンを形成する第３パターン形成部４４とが設けられている。第１パターン形成部４２、第２パターン形成部４３及び第３パターン形成部４４は、この順に繰出ロール２０側から配置されている。本実施形態における電子デバイス製造装置４は、第１から第３パターン形成部４２，４３，４４の３つのパターン形成部を有しているが、パターン形成部の配置数はこれに限られない。電子デバイス製造装置４は、フィルム基板８上に形成する積層数分だけパターン形成部を有することができる。また、電子デバイス製造装置４は、フィルム基板８を洗浄する洗浄装置、及び、洗浄後や第１から第３パターン形成後にフィルム基板８上に形成されたパターンを構成する材料を乾燥及び／又は固化する乾燥装置など、必要に応じて種々の装置を有していてもよい。

第１パターン形成部４２は、例えばオフセット印刷法や反転印刷法などによりフィルム基板８上に所定パターンを形成するようになっている。第１パターン形成部４２は、駆動ロール４２ａと、駆動ロール４２ａに接触して配置されたブランケットロール４２ｃと、ブランケットロール４２ｃに対向配置された駆動ロール４２ｂとを有している。駆動ロール４２ａ、駆動ロール４２ｂ及びブランケットロール４２ｃはそれぞれ、円筒形状を有している。駆動ロール４２ａ、駆動ロール４２ｂ及びブランケットロール４２ｃはそれぞれ、円筒の中心軸を回転軸として所定箇所で回転するようになっている。駆動ロール４２ａ及び駆動ロール４２ｂとブランケットロール４２ｃとは、反対方向に回転している。ブランケットロール４２ｃ及び駆動ロール４２ｂは、繰出ロール２０側から第２パターン形成部４３側に向かって回転している。ブランケットロール４２ｃと駆動ロール４２ｂとの間に挟まれたフィルム基板８は、繰出ロール２０側から巻取ロール２１側に向かって連続的に搬送される。

ブランケットロール４２ｃが駆動ロール４２ａと接触しながら回転することにより、駆動ロール４２ａ上に形成されたパターンを反転させたパターンがブランケットロール４２ｃ上に転写される。フィルム基板８がブランケットロール４２ｃに接触しながらブランケットロール４２ｃと駆動ロール４２ｂとの間を通過することにより、ブランケットロール４２ｃ上に転写されたパターンを反転させたパターンが第１パターンとしてフィルム基板８上に再転写されて形成される。したがって、駆動ロール４２ａ上に形成されたパターンと同じパターンが第１パターンとしてフィルム基板８上に形成される。詳細は後述するが、ブランケットロール４２ｃ上に駆動ロール４２ａのパターンが転写される際に、フィルム基板８の伸縮制御に用いるモアレマークやバーニヤパターンを反転したマークやパターンもブランケットロール４２ｃに転写される。また、フィルム基板８上に第１パターンを再転写する際に、フィルム基板８の伸縮制御に用いるモアレマークやバーニヤパターンもフィルム基板８上に再転写される。

第２パターン形成部４３は、例えばオフセット印刷法や反転印刷法などによりフィルム基板８上に所定パターンを形成するようになっている。第２パターン形成部４３は、駆動ロール４３ａと、駆動ロール４３ａに接触して配置されたブランケットロール４３ｃと、ブランケットロール４３ｃに対向配置された駆動ロール４３ｂとを有している。駆動ロール４３ａ、駆動ロール４３ｂ及びブランケットロール４３ｃはそれぞれ、円筒形状を有している。駆動ロール４３ａ、駆動ロール４３ｂ及びブランケットロール４３ｃはそれぞれ、円筒の中心軸を回転軸として所定箇所で回転するようになっている。駆動ロール４３ａ及び駆動ロール４３ｂとブランケットロール４３ｃとは、反対方向に回転している。ブランケットロール４３ｃ及び駆動ロール４３ｂは、第１パターン形成部４２側から第３パターン形成部４４側に向かって回転している。ブランケットロール４３ｃと駆動ロール４３ｂとの間に挟まれたフィルム基板８は、繰出ロール２０側から巻取ロール２１側に向かって連続的に搬送される。

ブランケットロール４３ｃが駆動ロール４３ａと接触しながら回転することにより、駆動ロール４３ａ上に形成されたパターンを反転させたパターンがブランケットロール４３ｃ上に転写される。フィルム基板８がブランケットロール４３ｃに接触しながらブランケットロール４３ｃと駆動ロール４３ｂとの間を通過することにより、ブランケットロール４３ｃ上に転写されたパターンを反転させたパターンが第２パターンとしてフィルム基板８上に再転写されて形成される。したがって、駆動ロール４３ａ上に形成されたパターンと同じパターンが第２パターンとしてフィルム基板８上に形成される。詳細は後述するが、ブランケットロール４３ｃ上に駆動ロール４３ａのパターンが転写される際に、フィルム基板８の伸縮制御に用いるモアレマークやバーニヤパターンを反転したマークやパターンもブランケットロール４３ｃに転写される。また、フィルム基板８上に第２パターンを再転写する際に、フィルム基板８の伸縮制御に用いるモアレマークやバーニヤパターンもフィルム基板８上に再転写される。

第３パターン形成部４４は、例えばオフセット印刷法や反転印刷法などによりフィルム基板８上に所定パターンを形成するようになっている。第３パターン形成部４４は、駆動ロール４４ａと、駆動ロール４４ａに接触して配置されたブランケットロール４４ｃと、ブランケットロール４４ｃに対向配置された駆動ロール４４ｂとを有している。駆動ロール４４ａ、駆動ロール４４ｂ及びブランケットロール４４ｃはそれぞれ、円筒形状を有している。駆動ロール４４ａ、駆動ロール４４ｂ及びブランケットロール４４ｃはそれぞれ、円筒の中心軸を回転軸として所定箇所で回転するようになっている。駆動ロール４４ａ及び駆動ロール４４ｂとブランケットロール４４ｃとは、反対方向に回転している。ブランケットロール４４ｃ及び駆動ロール４４ｂは、第２パターン形成部４３側から巻取ロール２１側に向かって回転している。ブランケットロール４４ｃと駆動ロール４４ｂとの間に挟まれたフィルム基板８は、繰出ロール２０側から巻取ロール２１側に向かって連続的に搬送される。

ブランケットロール４４ｃが駆動ロール４４ａと接触しながら回転することにより、駆動ロール４４ａ上に形成されたパターンを反転させたパターンがブランケットロール４４ｃ上に転写される。フィルム基板８がブランケットロール４４ｃに接触しながらブランケットロール４４ｃと駆動ロール４４ｂとの間を通過することにより、ブランケットロール４４ｃ上に転写されたパターンを反転させたパターンが第３パターンとしてフィルム基板８上に再転写されて形成される。したがって、駆動ロール４４ａ上に形成されたパターンと同じパターンが第３パターンとしてフィルム基板８上に形成される。詳細は後述するが、ブランケットロール４４ｃ上に駆動ロール４４ａのパターンが転写される際に、フィルム基板８の伸縮制御に用いるモアレマークやバーニヤパターンを反転したマークやパターンもブランケットロール４４ｃに転写される。また、フィルム基板８上に第３パターンを再転写する際に、フィルム基板８の伸縮制御に用いるモアレマークやバーニヤパターンもフィルム基板８上に再転写される。

図７に示すように、基板伸縮制御装置３は、第１から第３の基板伸縮調整部２５，２６，２７を制御する制御部３０と、フィルム基板８に形成されたモアレマークに基づいて発生したモアレ縞（第一の干渉縞の一例）を撮像する第１光学系撮像装置１１、第２光学系撮像装置１２、第３光学系撮像装置１３、第４光学系撮像装置３１、第５光学系撮像装置３２及び第６光学系撮像装置３３とを有している。可撓性基板の伸縮制御システム３００は、フィルム基板８に形成されたモアレマークに３つの第１基準板７ａ，７ｂ，７ｃを個別に重ね合わせてモアレ縞を発生させる。さらに、可撓性基板の伸縮制御システム３００は、ブランケットロール４２ｃに形成されたモアレマークに第２基準板９ａを重ね合わせてモアレ縞を発生させ、ブランケットロール４３ｃに形成されたモアレマークに第２基準板９ｂを重ね合わせてモアレ縞を発生させ、ブランケットロール４４ｃに形成されたモアレマークに第２基準板９ｃを重ね合わせてモアレ縞を発生させる。

第４光学系撮像装置３１、第５光学系撮像装置３２及び第６光学系撮像装置３３は、同一の構成を有し、同一の機能を発揮するようになっている。また、第２基準板９ａ、第２基準板９ｂ及び第２基準板９ｃは、同一の構成を有し、同一の機能を発揮するようになっている。このため、以下、本実施形態における光学系撮像装置及び第２基準板について、第４光学系撮像装置３１及び第２基準板９ａを例にとって図７を参照しつつ図８を用いて説明する。図８は、第１パターン形成部４２、第１光学系撮像装置１１及び第４光学系撮像装置３１の近傍を拡大して示す模式図である。

図８に示すように、第１パターン形成部４２を通過したフィルム基板８には、第１モアレマーク（第１マークの一例）ＭＭ１が形成される。第１モアレマークＭＭ１は、ブランケットロール４２ｃに接触するフィルム基板８の面上である素子形成面に形成される。図示は省略するが、第１モアレマークＭＭ１が形成されるフィルム基板８の素子形成面上には、第１バーニヤパターンや第１パターンも形成される。第１パターン、第１バーニヤパターン及び第１モアレマークＭＭ１は、第１パターン形成部２２による第１層形成工程においてフィルム基板８の同一面上に形成される。本実施形態におけるバーニヤパターンは、上記第１の実施形態におけるバーニヤパターンＶ１と同一の形状を有している。

第４光学系撮像装置３１は、ブランケットロール４２ｃに光を照射する第１光源３１ｂ及び第２光源３１ｃと、ブランケットロール４２ｃ及び第２基準板９ａを重ね合わせることによって生じたモアレ縞を撮像する撮像部３１ａとを有している。撮像部３１ａは、上記第１実施形態における第１光学系撮像装置１１に備えられた撮像部１１ａと同一の構成を有し、同一の機能を発揮するので、詳細な説明は省略する。

第１光源３１ｂ及び第２光源３１ｃは、撮像部３１ａの幅とほぼ同じ間隔を設けて配置されている。第１光源３１ｂは第１発光部３１５ｂを有している。第２光源３１ｃは第２発光部３１５ｃを有している。第１光源３１ｂ及び第２光源３１ｃは、撮像部３１ａの光軸が交差するブランケットロール４２ｃの表面に第１発光部３１５ｂ及び第２発光部３１５ｃの光軸が向くように配置されている。第１光源３１ｂ及び第２光源３１ｃは、ブランケットロール４３ｃの表面に斜め方向から光を照射する。

撮像部３１ａは、光軸がブランケットロール４２ｃの中心軸と直交するように配置されている。撮像部３１ａは、第１及び第２光源３１ｂ，３１ｃよりもブランケットロール４２ｃから離して配置されている。撮像部３１ａとブランケットロール４２ｃとの間には、第２基準板９ａが配置されている。第２基準板９ａは、第１光源３１ｂと第２光源３１ｃとの間に配置されている。第２基準板９ａは、基準モアレマークＭＭＲ（詳細は後述）が形成されたマーク形成面をブランケットロール４２ｃのパターン転写面に対向させて配置されている。ブランケットロール４２ｃのパターン転写面には、駆動ロール４２ａから第１パターン、モアレマーク及びバーニヤパターン等が転写される。

第４光学系撮像装置３１及び第２基準板９ａは、駆動ロール４２ａ及びブランケットロール４２ｃの接触部と、ブランケットロール４２ｃ及びフィルム基板８の接触部との間に配置されている。このため、ブランケットロール４２ｃのパターン転写面に転写された転写モアレマークＭＴ１がフィルム基板８上に再転写される前に、第２基準板９ａ上に形成された基準モアレマークＭＭＲと転写モアレマークＭＴ１とは重ね合わされる。転写モアレマークＭＴ１は、可撓性基板（例えばフィルム基板８）に所定パターンを形成するロール（例えばブランケットロール４２ｃ）に第１マーク（例えば第１モアレマークＭＭ１）を形成するための型となる部分に相当する。転写モアレマークＭＴ１は、上記第１の実施形態における第１モアレマークＭＭ１と同様の構成を有している。すなわち、転写モアレマークＭＴ１は、基準モアレマークＭＭＲを構成する複数の線状パターンのピッチに対して微小なピッチ差（例えばΔＰ１ｄ）を有する複数の線状パターンで構成されている。このため、基準モアレマークＭＭＲと転写モアレマークＭＴ１とを重ね合わせると、モアレ縞が発現する。したがって、第４光学系撮像装置３１は、基準モアレマークＭＭＲと転写モアレマークＭＴ１とを重ね合わせて発現するモアレ縞を撮像できる。

制御部３０に備えられた画像処理部３０ａは、第４光学系撮像装置３１から送信された撮像データを画像処理する。画像処理部３０ａは、画像処理した結果、互いに重ね合わされた基準モアレマークＭＭＲ及び転写モアレマークＭＴ１と、両マークＭＭＲ，ＭＴ１とが重ね合わされることにより発生するモアレ縞と、バーニヤパターンとが表示された画像を生成する。

補正量算出部３０ｂは、上記第１の実施形態による補正量算出部１０ｂと同様の手法により、画像処理部３０ａから送信された画像に表示されたバーニヤパターン及びモアレ縞に基づくモアレ縞ピッチを算出し、上述の式（１）を用いてパターンひずみを算出する。補正量算出部３０ｂが算出するパターンひずみは、ブランケットロール４３ｃ上に転写された転写モアレマークＭＴ１のひずみである。

補正量算出部３０ｂは、算出したパターンひずみが最小化するように、フィルム基板８に印加する張力を制御するための補正量を算出する。補正量は、例えば伸縮調整ロール２５ａの推力である。制御部３０は、補正量算出部３０ｂが算出した補正量に基づく制御信号を伸縮調整ロール２５ａに送信し、連続的に送出されるフィルム基板８の伸縮を制御する。

このように、本実施形態による伸縮制御システム３００は、フィルム基板８にモアレマークＭＭＲを形成する前段階のブランケットロール４２ｃ，４３ｃ，４４ｃに転写された転写モアレマークＭＴ１を利用してフィルム基板８の伸縮を制御できる。ブランケットロール４２ｃ，４３ｃ，４４ｃは、例えばポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）の軟らかい樹脂層の表面を有しているので変形し易い。本実施形態による伸縮制御システム３００は、パターンロールが製作上で保有するひずみ、すなわち駆動ロール４２ａ，４３ａ，４４ａからブランケットロール４２ｃ，４３ｃ，４４ｃへインクが乗り移るときに発生するひずみを、フィルム基板８にパターンが形成される前に知ることができる。これにより、伸縮制御システム３００は、フィルム基板８へのパターン形成の位置合わせ精度の制御性がさらに向上する。フィルム基板８上へのパターン形成の事前にパターンロールが製作上で保有する「ひずみ」を知ることにより、伸縮制御精度が向上する。フィルム基板８上のひずみがゼロになるように伸縮制御システム３００は動作するが、フィルム基板８の伸縮の操作量はブランケットロール４２ｃ，４３ｃ，４４ｃのひずみに基づいて補正される。

このように、伸縮制御システム３００は、フィルム基板８に形成される第１モアレマークＭＭ１のひずみを予測して制御するフィードフォワード制御が可能になっている。また、制御部３０は、第１光学系撮像装置１１から送信された撮像データに基づいて、フィルム基板８に印加する張力を制御するための補正量を算出できる。第１光学系撮像装置１１が送信する撮像データは、フィルム基板８上に形成された第１モアレマークＭＭ１に基づいて発現するモアレ縞ＭＦを含んでいる。このため、伸縮制御システム３００は、フィルム基板８に実際に形成された第１モアレマークＭＭ１のひずみに基づいて制御するフィードバック制御が可能になっている。

同様に、第５光学系撮像装置３２は、ブランケットロール４３ｃに形成された転写モアレマークと第２基準板９ｂの基準モアレマークとが重ね合わさって発現したモアレ縞を撮像し、撮像データを制御部３０に送信できるようになっている。また、第２光学系撮像装置１２は、フィルム基板８上に形成された第２モアレマークと第１基準板７ｂの基準モアレマークとが重ね合わさって発現したモアレ縞を撮像し、撮像データを制御部３０に送信できるようになっている。制御部３０は、第５光学系撮像装置３２から受信した撮像データに基づいてフィルム基板８に印加する張力を制御するための補正量を算出し、第２光学系撮像装置１２から受信した撮像データに基づいてフィルム基板８に印加する張力を制御するための補正量を算出できる。

同様に、第６光学系撮像装置３３は、ブランケットロール４４ｃに形成された転写モアレマークと第２基準板９ｃの基準モアレマークとが重ね合わさって発現したモアレ縞を撮像し、撮像データを制御部３０に送信できるようになっている。また、第３光学系撮像装置１３は、フィルム基板８上に形成された第３モアレマークと第１基準板７ｃの基準モアレマークとが重ね合わさって発現したモアレ縞を撮像し、撮像データを制御部３０に送信できるようになっている。制御部３０は、第６光学系撮像装置３３から受信した撮像データに基づいてフィルム基板８に印加する張力を制御するための補正量を算出し、第３光学系撮像装置１３から受信した撮像データに基づいてフィルム基板８に印加する張力を制御するための補正量を算出できる。

次に、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御方法、位置合わせ方法及び電子デバイスの製造方法について簡述する。本実施形態による可撓性基板の伸縮制御方法の基本的な処理の流れは、上記第１の実施形態による可撓性基板の伸縮制御方法と同様である。本実施形態では、図６に示すステップＳ１からステップＳ１１の処理において、第１から第３光学系撮像装置１１，１２，１３の他に、第４から第６光学系撮像装置３１，３２，３３から送信された撮像データに基づいてパターンひずみや補正量を算出するようになっている。

本実施形態では、上記第１の実施形態と同様に、フィルム基板８は、１ｍから２ｍ／分の速度で搬送されるのに対し、モアレ縞は、３００ｍｓ毎に撮像されてパターンひずみが算出されるようになっている。このため、本実施形態では、フィルム基板８がおよそ０．５ｃｍから１ｃｍ搬送される毎にフィルム基板８の伸縮が制御される。

本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム及び伸縮制御方法によれば、モアレ縞を利用して画素オーダー以下の微小なアライメント誤差を拡大して測定することができる。また、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム及び伸縮制御方法によれば、各層のモアレマークを可撓性基板に形成する前に可撓性基板の伸縮をフィードフォワード制御ができる。さらに、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム及び伸縮制御方法によれば、可撓性基板上への各層のモアレマークの形成結果に基づいて可撓性基板の伸縮をフィードバック制御ができる。したがって、本実施形態による伸縮制御システム３００は、第１から第３パターンの形成前後で可撓性基板の伸縮を制御でき、より高精度に各層のパターンの位置合わせができる。

〔第３の実施形態〕
本発明の第３の実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム、伸縮制御方法、位置合わせ方法及び電子デバイスの製造方法について図９から図１４を用いて説明する。本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム、伸縮制御方法、位置合わせ方法及び電子デバイスの製造方法は、第Ｎ層目に形成されたモアレマークと第Ｎ＋１層目に形成されたモアレマークとを重ね合わせて発現するモアレ縞を用いて可撓性基板の伸縮を制御する点に特徴を有している。本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム、伸縮制御方法、位置合わせ方法及び電子デバイスの製造方法において、上記第１及び第２の実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム、伸縮制御方法、位置合わせ方法及び電子デバイスの製造方法と同一の機能・作用を奏する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。

図９は、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム５００を模式的に示す図である。可撓性基板の伸縮制御システム５００は、可撓性基板に電子デバイスを製造する電子デバイス製造装置４と、電子デバイス製造装置４に搬送される可撓性基板の伸縮を制御する基板伸縮制御装置５とを有している。図９に示すように、本実施形態における電子デバイス製造装置４は、上記第２の実施形態における電子デバイス製造装置４と同様の構成を有している。

図９に示すように、本実施形態における基板伸縮制御装置５は、第１から第３の基板伸縮調整部２５，２６，２７を制御する制御部５０と、フィルム基板８に形成されたモアレマークに基づいて発生したモアレ縞（第１，第２及び／又は第３の干渉縞の一例）を撮像する第１光学系撮像装置１１、第２光学系撮像装置１２及び第３光学系撮像装置１３と、第４光学系撮像装置３１、第５光学系撮像装置３２及び第６光学系撮像装置３３と、第７光学系撮像装置５２及び第８光学系撮像装置５３とを有している。基板伸縮制御装置５は、フィルム基板８に形成されたモアレマークに第１基準板７ａ，１７ｂ，１７ｃ及び第３基準板６ｂ，６ｃを個別に重ね合わせてモアレ縞を発生させる。また、伸縮制御システム５００は、ブランケットロール４２ｃに形成されたモアレマークに第２基準板９ａを重ね合わせてモアレ縞を発生させ、ブランケットロール４３ｃに形成された転写モアレマークに第２基準板９ｂを重ね合わせてモアレ縞を発生させ、ブランケットロール４４ｃに形成された転写モアレマークに第２基準板９ｃを重ね合わせてモアレ縞を発生させる。さらに、基板伸縮制御装置５は、第Ｎ層のモアレマーク及び第Ｎ＋１層のモアレマークを重ね合わせてモアレ縞を発生させる。

基板伸縮制御装置５に備えられた第１光学系撮像装置１１、第２光学系撮像装置１２及び第３光学系撮像装置１３は、上記第１実施形態における第１光学系撮像装置１１、第２光学系撮像装置１２及び第３光学系撮像装置１３とそれぞれ同一の構成を有している。しかしながら、本実施形態における第２光学系撮像装置１２は、フィルム基板８上に形成された第２モアレマーク（第３マークの一例）と第１基準板１７ｂに形成された基準モアレマーク（第４マークの一例）とで発現するモアレ縞（第二の干渉縞の一例）に加えて、フィルム基板８上に形成された第１モアレマーク（第１マークの一例）及び第２モアレマークで発現するモアレ縞（第三の干渉縞の一例）も撮像するようになっている。さらに、第２光学系撮像装置１２は、第１パターン形成部４２がフィルム基板８上に形成したモアレマーク（第１マークの一例）と、第１基準板１７ｂ上に形成されている基準モアレマーク（第２マークの一例）との干渉に基づくモアレ縞（第一の干渉縞の一例）を撮像するようになっている。また、本実施形態における第３光学系撮像装置１３は、フィルム基板８上に形成された第３モアレマーク（第３マークの一例）と第１基準板１７ｃに形成された基準モアレマーク（第４マークの一例）とで発現するモアレ縞（第二の干渉縞の一例）に加えて、フィルム基板８上に形成された第２モアレマーク（第１マークの一例）及び第３モアレマークで発現するモアレ縞（第三の干渉縞の一例）も撮像するようになっている。さらに、第３光学系撮像装置１３は、第２パターン形成部４３がフィルム基板８上に形成したモアレマーク（第１マークの一例）と、第１基準板１７ｃ上に形成されている基準モアレマーク（第２マークの一例）との干渉に基づくモアレ縞（第一の干渉縞の一例）を撮像するようになっている。

本実施形態による伸縮制御システム５００では、フィルム基板８上に形成される第一の層のモアレマークと、この第一の層の直上に形成される第二の層のモアレマークとの干渉に基づくモアレ縞をフィルム基板８の伸縮制御に用いるようになっている。このため、第２パターン形成部４３によって形成されるモアレマークは、第１パターン形成部４２によって形成されるモアレマークに対しては第３マークに相当し、第３パターン形成部４４によって形成されるモアレマークに対しては第１マークに相当する。第３パターン形成部４４によって形成されるモアレマークは、第２パターン形成部４３によって形成されるモアレマークに対しては第３マークに相当する。電子デバイス製造装置４にさらに第４パターン形成部が備えられている場合には、第３パターン形成部４４によって形成されるモアレマークは、この第４パターン形成部によって形成されるモアレマークに対しては第１マークに相当する。

基板伸縮制御装置５に備えられた第７光学系撮像装置５２は、フィルム基板８に形成された第１モアレマークと第３基準板６ｂに形成された基準モアレマークとで発現するモアレ縞を撮像し、撮像したモアレ縞を含む撮像データを制御部５０に送信するようになっている。また、基板伸縮制御装置５に備えられた第８光学系撮像装置５３は、フィルム基板８に形成された第２モアレマークと第３基準板６ｃに形成された基準モアレマークとで発現するモアレ縞を撮像し、撮像したモアレ縞を含む撮像データを制御部５０に送信するようになっている。

第７光学系撮像装置５２及び第８光学系撮像装置５３は、同一の構成を有し、同一の機能を発揮するようになっている。また、第３基準板６ｂ及び第３基準板６ｃは、同一の構成を有し、同一の機能を発揮するようになっている。このため、以下、本実施形態における光学系撮像装置及び第３基準板について、第７光学系撮像装置５２及び第３基準板６ｂを例にとって図９を参照しつつ図１０から図１４を用いて説明する。図１０は、第２パターン形成部４３、第２光学系撮像装置１２、第５光学系撮像装置３２及び第７光学系撮像装置５２の近傍を拡大して示す模式図である。図１１は、第１基準板１７ｂを基準モアレマークＭＭＲ１，ＭＭＲ２の形成面側から見た状態を示している。図１２は、フィルム基板８上に重ね合わせて形成された第１モアレマークＭＭ１及び第２モアレマークＭＭ２をモアレマークの形成面側から見た状態を示す模式図である。図１３は、フィルム基板８上に形成された第１モアレマークＭＭ１及び第２モアレマークＭＭ２に第１基準板１７ｂを重ね合わせた状態をモアレマークの形成面側から見た状態を示す模式図である。

図１０に示すように、第２パターン形成部４３を通過したフィルム基板８には、第２モアレマーク（第３マークの一例）ＭＭ２が形成される。第２モアレマークＭＭ２は、ブランケットロール４３ｃに接触するフィルム基板８の面上である素子形成面に形成される。図示は省略するが、第２モアレマークＭＭ２が形成されるフィルム基板８の素子形成面上には、第２バーニヤパターンや第２パターンも形成される。第２パターン、第２バーニヤパターン及び第２モアレマークＭＭ２は、第２パターン形成部４３による第２層形成工程においてフィルム基板８の同一面上に形成される。本実施形態におけるバーニヤパターンは、上記第１の実施形態におけるバーニヤパターンＶ１と同一の形状を有している。

第５光学系撮像装置３２は、ブランケットロール４３ｃに光を照射する第１光源３２ｂ及び第２光源３２ｃと、ブランケットロール４３ｃ及び第２基準板９ｂを重ね合わせることによって生じたモアレ縞を撮像する撮像部３２ａとを有している。撮像部３２ａは、上記第１実施形態における第１光学系撮像装置１１に備えられた撮像部１１ａと同一の構成を有し、同一の機能を発揮するので、詳細な説明は省略する。

第１光源３２ｂ及び第２光源３２ｃは、撮像部３２ａの幅とほぼ同じ間隔を設けて配置されている。第１光源３２ｂは第１発光部３２５ｂを有している。第２光源３２ｃは第２発光部３２５ｃを有している。第１光源３２ｂ及び第２光源３２ｃは、撮像部３２ａの光軸が交差するブランケットロール４３ｃの表面に第１発光部３２５ｂ及び第２発光部３２５ｃの光軸が向くように配置されている。第１光源３２ｂ及び第２光源３２ｃは、ブランケットロール４３ｃの表面に斜め方向から光を照射する。

撮像部３２ａは、光軸がブランケットロール４３ｃの中心軸と直交するように配置されている。撮像部３２ａは、第１及び第２光源３２ｂ，３２ｃよりもブランケットロール４３ｃから離して配置されている。撮像部３２ａとブランケットロール４３ｃとの間には、第２基準板９ｂが配置されている。第２基準板９ｂは、第１光源３２ｂと第２光源３２ｃとの間に配置されている。第２基準板９ｂは、基準モアレマークＭＭＲが形成されたマーク形成面をブランケットロール４３ｃのパターン転写面に対向させて配置されている。ブランケットロール４３ｃのパターン転写面には、駆動ロール４３ａから第２パターン、モアレマーク及びバーニヤパターン等が転写される。

第５光学系撮像装置３２及び第２基準板９ｂは、駆動ロール４３ａ及びブランケットロール４３ｃの接触部と、ブランケットロール４３ｃ及びフィルム基板８の接触部との間に配置されている。このため、ブランケットロール４３ｃのパターン転写面に転写された転写モアレマークＭＴ２がフィルム基板８上に再転写される前に、第２基準板９ｂ上に形成された基準モアレマークＭＭＲと転写モアレマークＭＴ２とは重ね合わされる。転写モアレマークＭＴ２は、基準モアレマークＭＭＲを構成する複数の線状パターンのピッチに対して微小なピッチ差（例えばΔＰＮ）を有する複数の線状パターンで構成されている。このため、基準モアレマークＭＭＲと転写モアレマークＭＴ２とを重ね合わせると、モアレ縞が発現する。したがって、第５光学系撮像装置３２は、基準モアレマークＭＭＲと転写モアレマークＭＴ２とを重ね合わせて発現するモアレ縞を撮像できる。また、転写モアレマークＭＴ２を構成する複数の線状パターンは、第１モアレマークＭＭ１を構成する複数の線状パターンのピッチに対して微小なピッチ差（例えばΔＰ２ｄ）を有している。

第７光学系撮像装置５２に備えられた光源５２ｂは発光部５２１を有している。発光部５２１は、第１パターン形成部２２（図９参照）から送出されたフィルム基板８に対向して配置されている。光源５２ｂは、フィルム基板８の素子形成面に対向配置されている。したがって、光源５２ｂは、第１モアレマークＭＭ１が形成されたフィルム基板８の素子形成面側から光を照射することになる。

第７光学系撮像装置５２に備えられた撮像部５２ａは、フィルム基板８を挟んで光源５２ｂと対向配置されている。撮像部５２ａとフィルム基板８との間には、第３基準板６ｂが配置されている。第３基準板６ｂは、基準モアレマーク（第２マークの一例）ＭＭＲが形成されたマーク形成面をフィルム基板８の素子形成面の裏面に対向させて配置されている。撮像部５２ａの構成は、上記第１実施形態における撮像部１１ａと同一の構成を有し、同一の機能を発揮するようになっている。撮像部５２ａは、テレセントリックレンズを有している。このため、上記第１の実施形態と異なり第３基準板６ｂの基準モアレマークＭＭＲと第１モアレマークＭＭ１とが対面していなくても、第７光学系撮像装置５２は、動作するフィルム基板８に形成された第１モアレマークＭＭ１と、第３基準板９ｂに形成された基準モアレマークＭＭＲと、両モアレマークＭＭ１，ＭＭＲによって発現するモアレ縞とを正確な寸法で撮像できる。第３基準板６ｂの基準モアレマークＭＭＲを構成する複数の線状パターンは、転写モアレマークＭＴ２を構成する複数の線状パターンと同じ構成を有している。

第１基準板１７ｂは、基準モアレマーク（第２マークの一例）ＭＭＲ１及び基準モアレマーク（第４マークの一例）ＭＭＲ２を有している。第１基準板１７ｂは、基準モアレマークＭＭＲ１，ＭＭＲ２が形成されたマーク形成面を、第２パターン形成部４３から送出されたフィルム基板８に対向させて配置されている。このマーク形成面は、第１及び第２モアレマークＭＭ１，ＭＭ２などが形成されるフィルム基板８の素子形成面の裏面に対向配置されている。

本実施形態における第２光学系撮像装置１２は、上記第１及び第２の実施形態と異なり、第１パターン形成部４２で形成された第１モアレマーク（第１マークの一例）ＭＭ１と第２パターン形成部４３で形成された第２モアレマーク（第３マークの一例）ＭＭ２とで発現するモアレ縞（第三の干渉縞の一例）を撮像するようになっている。さらに、第２光学系撮像装置１２は、第１基準板１７ｂの基準モアレマークＭＭＲ１と第１モアレマークＭＭ１とで発現するモアレ縞（第一の干渉縞の一例）と、第１基準板１７ｂの基準モアレマークＭＭＲ２と第２モアレマークＭＭ２とで発現するモアレ縞（第二の干渉縞の一例）とを撮像するようになっている。第２光学系撮像装置１２は、これらのモアレ縞を同時に撮像する。

図１１に示すように、第１基準板１７ａは薄板長方形状を有している。第１基準板１７ａ上のほぼ中央には、基準モアレマークＭＭＲ１が形成されている。基準モアレマークＭＭＲ１は、第１基準板１７ａの長手方向にほぼ平行に並んで形成された複数の線状パターンを有している。複数の線状パターンは、第１基準板１７ａの両端辺の中点を結ぶ領域近傍から一方の長辺側に向かって伸びる細長い長方形状を有している。また、第１基準板１７ａ上であって基準モアレマークＭＭＲ１と第１基準板１７ａの他方の長辺側との間には、基準モアレマークＭＭＲ２が形成されている。基準モアレマークＭＭＲ２は、第１基準板１７ａの長手方向にほぼ平行に並んで形成された複数の線状パターンを有している。複数の線状パターンは、基準モアレマークＭＭＲ１とは所定の間隙を設け、基準モアレマークＭＭＲ１から他方の長辺側に向かって伸びる細長い長方形状を有している。

図１１中の左下側に示すように、基準モアレマークＭＭＲ１は、複数の線状パターンのピッチの値が「Ｐ１」となるように形成されている。以下、「Ｐ１」は、基準モアレマークＭＭＲ１の複数の線状パターンのピッチを示す参照符号としても用いる場合がある。また、図１１中の左上側に示すように、基準モアレマークＭＭＲ２は、複数の線状パターンのピッチの値が「Ｐ２」となるように形成されている。以下、「Ｐ２」は、基準モアレマークＭＭＲ２の複数の線状パターンのピッチを示す参照符号としても用いる場合がある。

図１２中の右側に示すように、第１パターン形成部４２において、フィルム基板８上には、第１モアレマークＭＭ１が形成される。第１モアレマークＭＭ１は、フィルム基板８の長手方向にほぼ平行に並んで形成された複数の線状パターンを有している。第１モアレマークＭＭ１は、フィルム基板８の一方の長辺と、製造対象の電子デバイスが形成されるデバイス形成領域ＤＡとの間に形成される。第１モアレマークＭＭ１を構成する複数の線状パターンは、フィルム基板８の一方の長辺に直交する方向に伸びる細長い長方形状を有している。第１モアレマークＭＭ１は、複数の線状パターンのピッチの値が「Ｐ１ｄ＋ΔＰ１ｄ」で設計されているが、フィルム基板８の伸縮によるピッチ誤差を含むため、図１２中の左下側に示すように、ピッチ「Ｐ１＋ΔＰ１」で形成される。

図１２中の右側に示すように、第２パターン形成部４３において、フィルム基板８上には、第２モアレマークＭＭ２及び第２バーニヤパターンＶ２が形成される。第２モアレマークＭＭ２は、第２バーニヤパターンＶ２を挟んで２ヶ所に形成される。可撓性基板上にｎ層を積層する場合、１層目とｎ層目のモアレマークは１ヶ所でよいが、２層目からｎ−１層目までは隣接する両側の層との間でモアレパターンを形成するために、２ヶ所のモアレマークを配することが好ましいからである。

第１モアレマークＭＭ１を含む第一の層の直上に、第１モアレマークＭＭ１が形成された領域の一部に重ね合わされる第２モアレマークＭＭ２を含む第二の層が形成される。つまり、一方の第２モアレマークＭＭ２の一部は、第１モアレマークＭＭ１が形成された領域に重なって形成される。すなわち、第２モアレマークＭＭ２のみが存在する第１部分と、第１モアレマークＭＭ１と第２モアレマークＭＭ２が存在することでモアレ縞ＭＦ１２が発生する第２部分と、第１部分とは異なる部分であって第１モアレマークＭＭ１のみが存在する第３部分の３つを有するように構成する。第１部分は、第１マーク（例えば第１モアレマークＭＭ１）が形成され、かつ第３マーク（例えば第２モアレマークＭＭ２）が形成されていない領域に相当する。第２部分は、第１マーク（例えば第１モアレマークＭＭ１）と第３マーク（例えば第２モアレマークＭＭ２）とが重ね合わされた領域に相当する。第３部分は、第３マーク（例えば第２モアレマークＭＭ２）が形成され、かつ第１マーク（例えば第１モアレマークＭＭ１）が形成されていない領域に相当する。図１１の基準板１７ｂの基準モアレマークＭＭＲ２と第１部分、基準板１７ｂの空白部と第２部分、基準板１７ｂの基準モアレマークＭＭＲ１と第３部分をそれぞれ重ね合せる構成とすることで、第２モアレマークＭＭ２と基準モアレマークＭＭＲ２によるモアレ縞ＭＦ２、第２モアレマークＭＭ１と第１モアレマークＭＭ２によるモアレ縞ＭＦ１２、及び第１モアレマークＭＭ１と基準モアレマークＭＭＲ１によるモアレ縞ＭＦ１の３つを同時に観察することができる。

他方の第２モアレマークＭＭ２は、第２バーニヤパターンＶ２を対称軸に一方の第２モアレマークＭＭ２とほぼ線対称に形成されている。２つの第２モアレマークＭＭ２は、フィルム基板８の長手方向にほぼ平行に並んで形成された複数の線状パターンをそれぞれ有している。２つの第２モアレマークＭＭ２をそれぞれ構成する複数の線状パターンは、フィルム基板８の一方の長辺に直交する方向に伸びる細長い長方形状を有している。２つの第２モアレマークＭＭ２は、複数の線状パターンのピッチの値が「Ｐ２ｄ＋ΔＰ２ｄ」で設計されているが、フィルム基板８の伸縮によるピッチ誤差を含むため、図１２中の左下側に示すように、ピッチ「Ｐ２＋ΔＰ２」で形成される。

図１２中の中央に示すように、フィルム基板８には、第１モアレマークＭＭ１の形成と同時に第１バーニヤパターンＶ１が形成される。第１バーニヤパターンＶ１は、長方形状パターンを複数有している。長方形状パターンは、フィルム基板８の長辺に沿う長辺を有している。第１バーニヤパターンＶ１を構成する長方形状パターンは、第２層を位置合わせするときのモアレと同じピッチで設計されている。
第２バーニヤパターンＶ２は、第１バーニヤパターンＶ１と同様に、長方形状パターンを複数有している。長方形状パターンは、フィルム基板８の長辺に沿う長辺を有している。第２バーニヤパターンＶ２を構成する長方形状パターンは、次層である第３層を位置合わせするときのモアレと同じピッチで設計されている。
第１及び第２バーニヤパターンＶ１，Ｖ２は、第１及び第２モアレマークＭＭ１，ＭＭ２と同じ材料で形成されている。第１及び第２モアレマークＭＭ１，ＭＭ２並びに第１及び第２バーニヤパターンＶ１，Ｖ２は、光を透過及び反射し難くなっている。

第１モアレマークＭＭ１のピッチＰ１＋ΔＰ１と、第２モアレマークＭＭ２のピッチＰ２＋ΔＰ２との差は「ΔＰ１−ΔＰ２」であり、「Ｐ１」及び「Ｐ２」と比較すると微小な値である。このため、上記第１の実施形態において「Ｐ１」及び「Ｐ１＋ΔＰ１」を用いて説明したのと同様に、第１モアレマークＭＭ１と第２モアレマークＭＭ２とが重なり合って形成されることにより、図１２中の中央に示すように、第１及び第２モアレマークＭＭ１，ＭＭ２が重なり合う領域には、モアレ縞ＭＦ１２が発現する。

図１３に示すように、第１基準板１７ｂを第１モアレマークＭＭ１，ＭＭ２の形成領域に重ねると、第１基準板１７ｂ上に形成された基準モアレマークＭＭＲ１の一部は、第１モアレマークＭＭ１の形成領域の一部と重なり合い、第１基準板１７ｂ上に形成された基準モアレマークＭＭＲ２の一部は、第２モアレマークＭＭ２の形成領域の一部と重なり合う。第１モアレマークＭＭ１のピッチＰ１＋ΔＰ１と、基準モアレマークＭＭＲ１のピッチＰ１との差は「ΔＰ１」であり、「Ｐ１」と比較すると微小な値である。また、第２モアレマークＭＭ２のピッチＰ２＋ΔＰ２と、基準モアレマークＭＭＲ２のピッチＰ２との差は「ΔＰ２」であり、「Ｐ２」と比較すると微小な値である。このため、上記第１の実施形態において「Ｐ１」及び「Ｐ１＋ΔＰ１」を用いて説明したのと同様に、第１モアレマークＭＭ１と基準モアレマークＭＭＲ１とが重なり合うことにより、図１３に示すように、両マークＭＭ１，ＭＭＲ１が重なり合う領域には、モアレ縞ＭＦ１が発現する。同様に、第２モアレマークＭＭ２と基準モアレマークＭＭＲ２とが重なり合うことにより、図１３に示すように、両マークＭＭ２，ＭＭＲ２が重なり合う領域には、モアレ縞ＭＦ２が発現する。第２光学系撮像装置１２は、モアレ縞ＭＦ１，ＭＦ２，ＭＦ１２及び第１バーニヤパターンＶ１がそれぞれ撮像領域α内に２つ以上入る視野でモアレ縞ＭＦ１，ＭＦ２，ＭＦ１２及び第１バーニヤパターンＶ１を撮像する。

図１４は、制御部５０における画像処理及び補正量の算出を説明する図である。図１４（ａ）は、画像処理部５０ａが第２光学系撮像装置１２から受信した撮像データに基づいて生成した撮像領域αの画像の一例を示している。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）に示す画像に基づくバーニヤ輝度分布及びモアレ縞輝度分布を示している。図１４（ｂ）中の第１段目にバーニヤ輝度分布を示し、第２段目にモアレ縞ＭＦ１２輝度分布を示し、第３段目にモアレ縞ＭＦ２輝度分布を示し、第４段目にモアレ縞ＭＦ１輝度分布を示している。図１４（ｂ）中の「バーニヤ輝度分布」は、図１４（ａ）に示す第１バーニヤパターンＶ１の画像に基づく輝度分布を表し、「モアレ縞ＭＦ１２輝度分布」は、図１４（ａ）に示すモアレ縞ＭＦ１２の画像に基づく輝度分布を表し、「モアレ縞ＭＦ２輝度分布」は、図１４（ａ）に示すモアレ縞ＭＦ２の画像に基づく輝度分布を表し、「モアレ縞ＭＦ１輝度分布」は、図１４（ａ）に示すモアレ縞ＭＦ１の画像に基づく輝度分布を表している。図１４（ｂ）において、第１段目の縦軸は第１バーニヤパターンＶ１の輝度の高低を示し、第１段目の横軸は図１４（ａ）に示す直線Ｌ１上の位置を示している。また、図１４（ｂ）において、第２段目から第４段目の縦軸は各モアレ縞の輝度の高低を示し、第２段目から第４段目の横軸は、図１４（ｂ）に示す直線Ｌ１に平行であって各モアレ縞の中心の位置を示している。

画像処理部５０ａは、第２光学系撮像装置１２から送信された撮像データを画像処理する。図１４（ａ）に示すように、画像処理部５０ａは、画像処理した結果、第１モアレマークＭＭ１及び第２モアレマークＭＭ２が重なり合うことにより発生するモアレ縞ＭＦ１２と、第１モアレマークＭＭ１及び基準モアレマークＭＭＲ１が重なり合うことにより発生するモアレ縞ＭＦ１と、第２モアレマークＭＭ２及び基準モアレマークＭＭＲ２が重なり合うことにより発生するモアレ縞ＭＦ２と、第１バーニヤパターンＶ１とが表示された画像を生成する。基準モアレマークＭＭＲ１，ＭＭＲ２、第１及び第２モアレマークＭＭ１，ＭＭ２及び第１バーニヤパターンＶ１は、光源１２ｂ（図１０参照）が照射する光をほとんど透過しないので、画像処理部５０ａが生成した画像において相対的に暗い色（例えば黒色）で表される。また、第１モアレマークＭＭ１の線状パターンと第２モアレマークＭＭ２の線状パターンとが重なり合う重なり位置の近傍は、線状パターンの密度が疎となるため、画像処理部５０ａが生成した画像において相対的に明るい色で表される。一方、第１モアレマークＭＭ１及び第２モアレマークＭＭ２の一方の線状パターンが他方の線状パターンの間に配置される位置の近傍は、線状パターンの密度が密となるため画像処理部５０ａが生成した画像において相対的に暗い色で表される。また、第１モアレマークＭＭ１の線状パターンと基準モアレマークＭＭＲ１の線状パターンとが重なり合う重なり位置の近傍は、線状パターンの密度が疎となるため、画像処理部５０ａが生成した画像において相対的に明るい色で表される。一方、第１モアレマークＭＭ１及び基準モアレマークＭＭＲ１の一方の線状パターンが他方の線状パターンの間に配置される位置の近傍は、線状パターンの密度が密となるため画像処理部５０ａが生成した画像において相対的に暗い色で表される。さらに、第２モアレマークＭＭ２の線状パターンと基準モアレマークＭＭＲ２の線状パターンとが重なり合う重なり位置の近傍は、線状パターンの密度が疎となるため、画像処理部５０ａが生成した画像において相対的に明るい色で表される。一方、第２モアレマークＭＭ２及び基準モアレマークＭＭＲ２の一方の線状パターンが他方の線状パターンの間に配置される位置の近傍は、線状パターンの密度が密となるため画像処理部５０ａが生成した画像において相対的に暗い色で表される。

図１４（ａ）に示す画像を画像処理部５０ａから受信した補正量算出部５０ｂは、第２モアレマークＭＭ２のパターンひずみεを算出する。補正量算出部５０ｂは、パターンひずみεを算出するためにまず、図１４（ｂ）に示すバーニヤ輝度分布及びモアレ縞輝度分布のグラフを生成する。補正量算出部５０ｂは、第１バーニヤパターンＶ１の画像の短辺中央を結ぶ直線Ｌ１上の明暗に基づいて、バーニヤ輝度分布のグラフを生成する。第１バーニヤパターンＶ１は、複数の長方形状パターンで構成されている。このため、バーニヤ輝度分布は、図１４（ｂ）中の第１段目に示すように矩形状となる。また、補正量算出部５０ｂは、直線Ｌ１にほぼ平行であってモアレ縞ＭＦの画像の中央を横断する直線上の明暗に基づいて、モアレ縞ＭＦ１２輝度分布のグラフを生成する。第１モアレマークＭＭ１の線状パターンと第２モアレマークＭＭ２の線状パターンとで形成される線状パターンの密度は、疎の状態から密の状態へかつ密の状態からその状態へ徐々に変化する。このため、モアレ輝度分布は、図１４（ｂ）中の第２段目に示すように正弦波のような波型形状となる。また、補正量算出部５０ｂは、直線Ｌ１にほぼ平行であってモアレ縞ＭＦ２の画像の中央を横断する直線上の明暗に基づいて、モアレ縞ＭＦ２輝度分布のグラフを生成する。第２モアレマークＭＭ２の線状パターンと基準モアレマークＭＭＲ２の線状パターンとで形成される線状パターンの密度は、疎の状態から密の状態へかつ密の状態からその状態へ徐々に変化する。このため、モアレ縞ＭＦ２輝度分布は、図１４（ｂ）中の第３段目に示すように正弦波のような波型形状となる。さらに、補正量算出部５０ｂは、直線Ｌ１にほぼ平行であってモアレ縞ＭＦ１の画像の中央を横断する直線上の明暗に基づいて、モアレ縞ＭＦ１輝度分布のグラフを生成する。第１モアレマークＭＭ１の線状パターンと基準モアレマークＭＭＲ１の線状パターンとで形成される線状パターンの密度は、疎の状態から密の状態へかつ密の状態からその状態へ徐々に変化する。このため、モアレ縞ＭＦ１輝度分布は、図１４（ｂ）中の第４段目に示すように正弦波のような波型形状となる。

制御部５０は、第７光学系撮像装置５２及び第５光学系撮像装置３２から送信される画像データについて、上記第１の実施形態における図１５（ａ）に示す画像処理を実行し、図５（ｂ）に示すモアレ縞輝度分布を生成する。詳細は後述するが、基板伸縮制御装置５は、フィルム基板８の伸縮を補正する補正量を算出するために、第５光学系撮像装置３２から送信される撮像データに基づくパターンひずみε１と、第７光学系撮像装置５２から送信される撮像データに基づくパターンひずみε２と、第２光学系撮像装置１２から送信される撮像データに基づくアライメント誤差とを算出するようになっている。

図９に示すように、本実施形態では、１層目を形成する前段階では、フィルム基板８上にモアレマークやバーニヤパターンが形成されていない。このため、伸縮制御システム５００は、第１パターン形成部４２と第１の基板伸縮調整部２５との間に光学系撮像装置を有していない。また、第１パターン形成部４２と第２パターン形成部４３との間の基板搬送路を送出されているフィルム基板８上には、モアレマークとして第１モアレマークしか形成されていない。このため、伸縮制御システム５００は、第１パターン形成部４２と第２の基板伸縮調整部２６との間に配置された第１光学系撮像装置１１は、第１基準板７ａと第１モアレマークとを重ね合わせることによって発現するモアレ縞を撮像するようになっている。

次に、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御方法、位置合わせ方法及び電子デバイスの製造方法について図９から図１４を再び用いて説明する。本実施形態による可撓性基板の伸縮制御方法な処理は、上記第１の実施形態による可撓性基板の伸縮制御方法の処理に加えてバーニヤ輝度分布の作成及びバーニヤピッチＰｖの算出ステップが含まれる。本実施形態では、図６に示すステップＳ１からステップＳ７の処理において、第２光学系撮像装置１２の他に、第５光学系撮像装置３２及び第７光学系撮像装置５２から送信された撮像データに基づいてパターンひずみも算出するようになっている。また、図６に示すステップＳ７とステップＳ１１との間に、バーニヤパターンに基づくバーニヤ輝度分布を作成するステップと、作成したバーニヤ輝度分布に基づいてバーニヤピッチを算出する算出ステップが実行される。また、本実施形態では、図６に示すステップＳ１５において第２光学系撮像装置１２から送信された撮像データに基づいてアライメント誤差を求めるようになっている。以下、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御方法について、図１０に示す第２パターン形成部４３が形成する第２パターンを例にとって説明する。

１層目（Ｎ層目に対応）では、ピッチＰ１の周期性をもつ１層目の第１モアレマークＭＭ１と、ひずみがゼロの理想的なパターニングができたときに発現するモアレ縞のピッチと同じピッチのバーニヤパターンＶ１をフィルム基板８上にパターニングする。

２層目（Ｎ＋１層目に対応）の第２パターンを形成する第２パターン形成部４３の前の空走部（例えば第２の基板伸縮調整部２６と第２パターン形成部４３との間）において、２層目の第２モアレマークＭＭ２と同じピッチのモアレマークがパターニングされた第３基準板６ｂと、フィルム基板８上にすでにパターニングされている１層目のモアレマークＭＭ１とを重ね合わせて、モアレ縞ＭＦ１及びバーニヤパターンＶ１が２つ以上入る視野で、モアレ縞ＭＦ１及びバーニヤパターンＶ１を第７光学系撮像装置５２で撮像する。

第２層目の第２パターン形成部４３のブランケットロール４３ｃ上に、１層目のモアレマークのピッチと微小なピッチ差ΔＰ１をもつピッチＰ１＋ΔＰ１の周期性をもつ２層目の転写モアレマークＭＴ２をパターニングする。

１層目のモアレマークＭＭ１と同じピッチの基準モアレマークＭＭＲがパターニングされた第２基準板９ｂと、ブランケットロール４３ｃ上に形成されている２層目の転写モアレマークＭＴ２とを重ね合わせて、モアレ縞ＭＦ２及びバーニヤパターンＶ１が２つ以上入る視野で、モアレ縞ＭＦ２及びバーニヤパターンＶ１を第５光学系撮像装置３２で撮像する。

ブランケットロール４３ｃ上に形成された２層目のパターンを、フィルム基板８上に再転写し、２層目の第２モアレマークＭＭ２を、１層目の第１モアレマークＭＭ１に重ねる。

フィルム基板８上で重ね合わされた１層目の第１モアレマークＭＭ１と２層目の第２モアレマークＭＭ２により発現したモアレ縞ＭＦ１２と、第１基準板１７ｂの基準モアレマークＭＭＲ１，ＭＭＲ２と第１及び第２モアレマークＭＭ１，ＭＭ２とにより発現したモアレ縞ＭＦ１，ＭＦ２と、バーニヤパターンＶ１とが２つ以上入る視野で、モアレ縞ＭＦ１２，ＭＦ１，ＭＦ２及びバーニヤパターンＶ１を第２光学系撮像装置１２で撮像する。

撮像されたモアレ縞ＭＦ１，ＭＦ２，ＭＦ１２及びバーニヤパターンＶ１の撮像データは、制御部５０に送信される。これらの撮像データを受信した画像処理部５０ａは、画像処理して３つの画像Ａ１，Ａ２，Ａ３を生成する。画像処理部５０ａは、モアレ縞ＭＦ１及びバーニヤパターンＶ１に基づいて画像Ａ１を生成し、モアレ縞ＭＦ２及びバーニヤパターンＶ１に基づいて画像Ａ２を生成し、モアレ縞ＭＦ１，２，１２及びバーニヤパターンＶ１に基づいて画像Ａ３（図１４（ａ）参照）を生成する。補正量算出部５０ｂは、画像処理部５０ａが生成した３つの画像Ａ１，Ａ２，Ａ３を用いて、モアレ縞ＭＦ１，ＭＦ２，ＭＦ１２のそれぞれのモアレ縞輝度分布とバーニヤパターンＶ１のバーニヤ輝度分布とを得る。

補正量算出部５０ｂは、バーニヤ輝度分布からバーニヤピッチＰｖを算出し、モアレ縞輝度分布からモアレ縞ＭＦ１，ＭＦ２，ＭＦ１２のそれぞれのモアレ縞ピッチＰｍ１，Ｐｍ２，Ｐｍ１２を算出する。バーニヤピッチＰｖ及びモアレ縞ピッチＰｍ１と式（１）とを用いて、設計上の１層目に対する２層目の相対的なパターンひずみε１を求める。
バーニヤピッチＰｖ及びモアレ縞ピッチＰｍ２と式（１）とを用いて、設計上の２層目に対する１層目の相対的なパターンひずみε２を求める。
バーニヤピッチＰｖ及びモアレ縞ピッチＰｍ１２と式（１）とを用いて、２層目に対する１層目の相対的なパターンひずみε３を求める。

画像Ａ３に基づくバーニヤ輝度分布とモアレ縞輝度分布との位相差Ｅｍ（図１４（ｂ）参照）と、以下の式（３）とを用いて１層目に対する２層目のアライメント誤差ｅを求める。
ｅ＝（（Ｐ２＋ΔＰ２）×（１＋ε１）−（Ｐ１＋ΔＰ１）×（１＋ε２））／（（Ｐ２＋ΔＰ２）×（１＋ε１））×Ｅｍ ・・・（３）

１層目に対する２層目の相対的なパターンひずみε３が最小化するように、フィルム基板８に印加する張力を変えて１層目のパターンひずみε１を２層目のパターンひずみε２に追従するように補正する。１層目に対する２層目のアライメント誤差ｅ（位相差Ｅｍ）が最小化するように、２層目の位置合わせを行う。

本実施形態では、上記第１の実施形態と同様に、フィルム基板８は、０．１ｍから１０ｍ／分の速度で搬送されるのに対し、モアレ縞は、１００ｍｓ毎に撮像されてパターンひずみが算出されるようになっている。このため、本実施形態では、フィルム基板８がおよそ０．２ｍｍから２ｍｍ搬送される毎にフィルム基板８の伸縮が制御される。

本実施形態における電子デバイス製造装置４は、１層目の第１パターンの形成時に第１モアレマークＭＭ１をフィルム基板８上に形成し、２層目の第２パターンの形成時に第２モアレマークＭＭ２の少なくとも一部を第１モアレマークＭＭ１に重ねてフィルム基板８上に形成し、３層目の第３パターンの形成時に第３モアレマークの少なくとも一部を第２モアレマークＭＭ２に重ねて形成するようになっている。本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム及び伸縮制御方法によれば、可撓性基板上に積層されるモアレマークのアライメント誤差が最小となるように、可撓性基板に印加する張力を制御するようになっている。これにより、第１から第３モアレマークの相対的な位置合わせができるので、第１から第３パターンが位置合わせされ、所望の積層パターンを形成できる。

このように、本実施形態による位置合わせ方法は、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御方法を用いてフィルム基板８上に積層する積層パターンを位置合わせするようになっている。また、本実施形態による位置合わせ方法は、第１から第３モアレマーク及び基準モアレマークを位置合わせマークとして用いるようになっている。
また、本実施形態による位置合わせ方法を用いることにより、所望の積層パターンを形成することができる。このため、本実施形態による電子デバイスの製造方法は、本実施形態による位置合わせ方法を用いて所望の積層パターンを形成し、この積層パターンによって構成される電子デバイスを製造することができる。

以上説明したように、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム及び伸縮制御方法によれば、モアレ縞を利用して画素オーダー以下の微小なアライメント誤差を拡大して測定することができる。また、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システム及び伸縮制御方法によれば、モアレ縞を利用して各層のパターンの微小な相対ひずみを拡大して測定することができる。Ｎ層目とＮ＋１層目を重ね合わせる場合、基準となるのはＮ層目のパターンである。パターン形成部間を流れているフィルム基板上でＮ層目のパターンが変化するとモアレ縞の拡大率が変化してしまう。しかしながら、本実施形態による可撓性基板の伸縮制御システムは、Ｎ層目のパターンに対するＮ＋１層目のパターンの相対ひずみを同時に測定することにより、パターンひずみ分を補正した正確なアライメント誤差ｅを求めることが可能となる。

また、本実施形態による伸縮制御システム５００は、Ｎ＋１層目のパターンを形成する前段階でＮ層目のモアレマークを利用してフィルム基板８の伸縮を制御できる。このため、伸縮制御システム５００は、フィルム基板８に形成される第Ｎ＋１層目のモアレマークのひずみを予測して制御するフィードフォワード制御が可能になっている。Ｎ層目のモアレマークを利用することにより、フィルム基板８に生じている局所的な張力変動、すなわち非周期的な張力変動を第Ｎ＋１層目のパターンを形成する前に検出することができる。また、制御部５０は、第Ｎ層目のモアレマークと第Ｎ＋１層目のモアレマークとで発現されるモアレ縞に基づいて、フィルム基板８に印加する張力を制御するための補正量を算出できる。このため、伸縮制御システム５００は、フィルム基板８に実際に形成されたモアレマークのひずみに基づいて制御するフィードバック制御が可能になっている。Ｎ層目及びＮ＋１層目のモアレマークを利用することにより、周期的な張力変動を検出できる。

したがって、本実施形態による伸縮制御システム５００は、非周期的及び周期的な張力変動を検知して第１から第３パターンの形成前後でフィルム基板８の伸縮を制御でき、より高精度に各層のパターンの位置合わせができる。

１，３，５ 基板伸縮制御装置
２，４ 電子デバイス製造装置
６ｂ，６ｃ 第３基準板
７ａ，７ｂ，７ｃ，１７ｂ，１７ｃ 第１基準板
８ フィルム基板
９ａ，９ｂ，９ｃ 第２基準板
１０，３０，５０ 制御部
１０ａ，３０ａ，５０ａ 画像処理部
１０ｂ，３０ｂ，５０ｂ 補正量算出部
１１ 第１光学系撮像装置
１１ａ，１２ａ，１３ａ，３１ａ，３２ａ，５２ａ，５３ｂ 撮像部
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，５２ｂ，５３ｂ 光源
１２ 第２光学系撮像装置
１３ 第３光学系撮像装置
２０ 繰出ロール
２１ 巻取ロール
２２，４２ 第１パターン形成部
２２ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｂ，２４ａ，２４ｂ，２８ｂ，２８ｄ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂ 駆動ロール
２３，４３ 第２パターン形成部
２４，４４ 第３パターン形成部
２５ 第１の基板伸縮調整部
２５ａ，２６ａ，２７ａ 伸縮調整ロール
２５ｂ，２６ｂ，２７ｂ 搬入側案内ロール
２５ｃ、２６ｃ，２７ｃ 搬出側案内ロール
２６ 第２の基板伸縮調整部
２７ 第３の基板伸縮調整部
２８ａ 第１案内ロール
２８ｃ 第２案内ロール
２８ｅ 第３案内ロール
３１ 第４光学系撮像装置
３１ｂ，３２ｂ 第１光源
３１ｃ，３２ｃ 第２光源
３２ 第５光学系撮像装置
３３ 第６光学系撮像装置
４２ｃ，４３ｃ，４４ｃ ブランケットロール
５２ 第７光学系撮像装置
５３ 第８光学系撮像装置
１００，３００，５００ 可撓性基板の伸縮制御システム
１１０ カメラ
１１１ テレセントリックレンズ
１１２ ミラー
１１３，１２３ 発光部
１１５ 基準板調整ステージ
３１５ｂ，３２５ｂ 第１発光部
３１５ｃ，３２５ｃ 第２発光部
ＭＦ、ＭＦ１，ＭＦ２、ＭＦ３，ＭＦ１２ モアレ縞
ＭＭ１ 第１モアレマーク
ＭＭ２ 第２モアレマーク
ＭＭＲ，ＭＭＲ１，ＭＭＲ２ 基準モアレマーク
ＭＴ１，ＭＴ２ 転写モアレマーク
Ｖ１ 第１バーニヤパターン
Ｖ２ 第２バーニヤパターン

Claims (4)

1. 長尺形状の主面の上に設けられ、前記主面の長手方向に所定のピッチで並んだ複数の線状パターンを有する第１マークを備え、
   前記第１マークは、前記第１マークとピッチの異なる複数の線状パターンを有する第２マークが重ね合わされたときに干渉縞を発生させる、
   可撓性基板。
2. 前記主面には、製造対象のデバイスが形成されるデバイス形成領域が設けられている、
   請求項１に記載の可撓性基板。
3. 前記第１マークは、平面視において、前記デバイス形成領域と前記主面の一方の長辺との間に設けられる、
   請求項１または２に記載の可撓性基板。
4. 前記第１マークが形成された領域の一部に重ね合わされて前記主面の上に形成され、前記第１マークとピッチの異なる第３マークをさらに備える、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の可撓性基板。

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