KR20140005171A

KR20140005171A - 노광 장치

Info

Publication number: KR20140005171A
Application number: KR1020137014708A
Authority: KR
Inventors: 마사야스 가나오
Original assignee: 브이 테크놀로지 씨오. 엘티디
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2011-10-24
Publication date: 2014-01-14
Also published as: US9235135B2; TW201229694A; JP5424271B2; TWI518468B; WO2012063631A1; JP2012103366A; KR101713367B1; CN103282832A; CN103282832B; US20130235362A1

Abstract

노광 장치(1)에는, 노광 대상 부재(2)의 반송 방향에 있어서의 노광광의 조사 영역보다도 상류측에 제1 마크 형성부(17)가 설치되어 있고, 사행 검출용 마크(2b)를 검출하고, 검출부(14)는 노광 대상 부재(2)의 이동 방향에 교차하는 방향의 사행 검출용 마크(2b)를 검출하고, 이것에 기초하여 연산된 노광 대상 부재(2)의 사행량을 제거하도록 얼라인먼트 마크 형성부(13)를 이동시키고, 얼라인먼트 마크(2a)를 노광 대상 부재(2)에 대하여 상대적으로 직선 형상으로 형성한다. 이에 의해, 노광 대상 부재가 연속적으로 공급되는 경우에 있어서도, 마스크 위치 조정용의 얼라인먼트 마크를 노광 대상 부재의 사행에 따라서 변화시켜 노광 대상 부재에 대한 마스크의 위치를 고정밀도로 조정할 수 있어, 고정밀도로 안정적인 노광이 가능하다.

Description

노광 장치{EXPOSURE APPARATUS}

본 발명은 연속적으로 반송되어 오는 노광 대상 부재의 노광 정밀도를 높인 노광 장치에 관한 것으로, 특히, 노광 대상 부재가 이동 방향에 수직인 방향으로 사행된 경우에 있어서도, 마스크 위치 조정용의 얼라인먼트 마크를 노광 대상 부재의 사행에 따라서 변화시켜 노광 대상 부재에 대한 마스크의 위치를 정밀도 좋게 조정할 수 있어, 안정적인 노광이 가능한 노광 장치에 관한 것이다.

종래, 액정 디스플레이 등의 유리 기판 상에 예를 들어 배향막 등을 형성하는 경우에는, 표면 상에 배향 재료막 등의 재료막이 형성된 유리 기판을 노광 장치에 공급하고, 배향 재료막을 노광함으로써, 소정의 방향으로 광 배향시키는 것이 행해지고 있다.

이 노광 장치에 있어서는, 노광 광원으로부터 소정의 광학계를 통하여 출사된 노광광은, 마스크의 광투과 영역의 패턴을 투과하여 조사되고, 노광 대상의 유리 기판은, 예를 들어 이동 가능한 스테이지 상에 재치(載値)되고, 스테이지를 이동시킴으로써 노광광의 조사 영역에 반송된다. 그리고, 유리 기판 상에 형성된 재료막을 마스크의 패턴에 대응시켜서 노광함으로써, 유리 기판 상에 소정의 노광 영역을 형성하는 것이 행해지고 있다.

이와 같이, 스테이지 등의 반송 장치에 의해 반송되는 유리 기판 등의 노광 대상 부재는, 배향막 등의 형성 영역이 반송 장치 또는 마스크 등의 위치 정밀도에 따라 크게 좌우된다. 따라서, 노광 대상 부재의 소정의 영역을 고정밀도로 노광하기 위한 기술이 여러가지 제안되어 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에는, 필름의 노광 장치가 개시되어 있고, 필름의 노광 대상 영역의 외측의 필름 측부의 양측에 1쌍의 직사각형의 마킹을 실시하고 있다. 그리고, 필름의 반송을 정지한 상태에서, 상기 얼라인먼트용의 마킹 형상을 필름의 이동 방향 및 이동 방향에 수직인 방향에서 광학적으로 검출함으로써 필름의 소정의 영역에 노광광이 조사되도록 마스크의 위치를 조정하고 있다.

또한, 노광 대상 부재가 필름인 경우에 있어서는, 필름을 노광 장치에 연속적으로 공급하는 반송 장치로서, 예를 들어 도 9 및 도 10에 도시하는 것과 같은 1쌍의 롤러(80, 81)가 사용된다. 즉, 도 9 및 도 10에 도시한 바와 같이, 노광 대상의 필름(2)은 필름 기재로부터 제품으로서의 필름으로 가공될 때까지의 각 공정 사이를 롤 형상으로 권취되어서 반송된다. 그리고, 노광 장치에 공급되는 때에는, 공급측의 롤러(80)에 필름의 롤이 동축(同軸)적으로 부착되고, 필름(2)은 선단부로부터 권취측 롤러(81)에 의해 순차 권취되어 간다. 그리고, 도 9에 도시한 바와 같이, 공급측의 롤러(80)로부터 권취측의 롤러(81)에 이르기까지의 사이에 노광 장치를 통과시켜, 필름의 표면에 형성된 예를 들어 배향 재료막에 노광광을 연속적으로 조사하여, 필름의 소정의 노광 영역을 필름의 이동 방향을 따라서 노광하는 것이 행해지고 있다. 이 방식은 롤투롤 방식이라고 부르고 있다.

롤투롤 방식으로 필름을 노광하는 경우에 있어서는, 도 10에 도시한 바와 같이, 공급측의 롤러(80)로부터 권취측의 롤러(81)에 필름(2)이 송급(送給)되고 있는 동안에, 예를 들어 반송 장치의 롤러(80, 81)와 필름의 롤과의 사이의 간극 또는 롤에의 필름의 권취 오차 등에 의해 필름(2)이 그 이동 방향에 수직인 방향으로 사행(蛇行)되는 경우가 있고, 이에 의해, 필름(2)의 노광 정밀도가 저하한다는 문제점이 있다.

따라서, 예를 들어 특허문헌 2 및 3에 개시되어 있는 바와 같이, 필름의 사행을 보정하는 기술이 여러가지 제안되어 있다. 특허문헌 2에 개시된 기술은, 필름 등의 웹의 가장자리부 위치를 검출하는 검출기를 설치하고, 검출기의 검출 결과에 의해, 공급측의 롤러를 실린더 등에 의해 축 방향으로 이동시켜서, 이동 방향에 수직인 방향에서의 웹의 사행을 보정하는 것이다.

또한, 특허문헌 3에는, 필름 등의 긴 워크를 2회로 나누어서 노광하는 경우에 있어서, 1회째의 노광 시에, 워크 상에 패턴을 형성함과 함께, 소정의 패턴 길이마다 간헐적으로 얼라인먼트용의 마킹을 실시하고, 2회째의 노광 시에는, 상기 얼라인먼트 마크를 촬상함으로써 워크의 위치 어긋남 및 기울기를 검출하고, 마스크 위치 및 기울기를 보정하는 기술이 개시되어 있다.

도 11은 노광광을 출사하는 노광 광원(11)이 1개의 마스크(12)에 대응해서 1쌍씩 대향하여 배치되고, 서로 상이한 방향으로부터 노광광을 조사하는 형식의 종래의 노광 장치를 일례로서 도시하는 도면이다. 이러한 형식의 노광 장치는, 예를 들어 액정 디스플레이 등의 유리 기판 상 또는 편광 필름 등의 필름 기재 상에 배향막을 형성할 때의 배향 재료막의 노광에 사용되고 있다. 즉, 이 노광 장치에 의한 노광에 의해 배향막을 형성하는 경우에는, 표면에 배향 재료막이 형성된 노광 대상 부재를 노광 장치 내에 공급하고, 소정의 영역마다 노광광을 상이한 방향으로부터 조사하여, 상이한 방향으로 배향한 배향막을 형성하는 것이 행해지고 있다. 이 노광 장치에 의하면, 예를 들어 필름의 1 회소에 대응하는 영역을 그 폭 방향으로 2 분할하여 노광하거나, 화소에 대응하는 영역마다 필름을 그 폭 방향으로 분할하여 노광하여, 각 분할 영역마다 배향 방향이 상이한 배향막을 형성할 수 있다. 이 배향막의 배향 방향의 특징에 의해, 유리 기판 사이에 협지하는 액정 분자의 전압 인가 시의 동작을 배향막의 배향 방향에 따라서 상이하게 하고, 이에 의해, 표시 장치의 시야각을 확장할 수 있고, 또한, 제조한 필름을 3D(Three Dimensional) 디스플레이 등의 편광 필름으로서도 사용할 수 있어, 최근 들어, 이러한 필름의 노광 기술은 주목을 모으고 있다.

이러한 노광 장치에 의해 필름을 노광할 때에는, 필름에는 반송 중에 리플링이 발생하기 쉽고, 이에 의해, 노광 위치의 어긋남이 발생한다는 문제점이 있다. 이 노광 위치의 어긋남의 영향을 저감하기 위해서, 예를 들어 상기와 같은 필름의 이동 방향으로 복수의 광원을 병치한 노광 장치에 있어서는, 예를 들어 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 1개의 마스크를 사용하여 노광하는 것이 아니라, 복수개의 마스크(12)를 사용하여, 각 마스크(12)를 노광 대상 부재의 이동 방향 및 이것에 수직의 폭 방향으로 배열하도록 지그재그 형상으로 배치하고, 노광 광원(11)을 각 마스크마다 설치하여 노광하는 것이 행해지고 있다. 그리고, 각 마스크(121 내지 124)에 노광 광원(11)으로부터의 노광광을 투과시켜, 도 12에 도시한 바와 같이, 필름이 공급되어 오는 상류측에서, 서로 이격하여 배치된 마스크(121 및 122)에 의해 필름(2)을 노광 영역 A 및 C에서 노광하고, 하류측에서, 노광 영역 A 및 C 사이의 영역 B를 마스크(123)에 의해 노광하고, 노광 영역 C에 인접하는 영역 D를 마스크(124)에 의해 노광하는 것이 행해지고 있다. 이에 의해, 필름(2)의 거의 전체면에 배향 분할한 패턴을 정밀도 좋게 형성할 수 있다.

일본 특허 공개 평5-323621호 공보 일본 특허 공개 평8-301495호 공보 일본 특허 공개 제2009-216861호 공보

그러나, 상기 종래 기술에는 이하와 같은 문제점이 있다. 특허문헌 1의 기술은, 워크를 반송 장치 등에 의해 연속적으로 공급하는 경우에는 적합하지 않다. 즉, 특허문헌 1의 노광 장치에 있어서는, 얼라인먼트 마크의 검출 및 마스크 위치의 보정은 워크의 반송을 정지한 상태에서 행하고 있다. 특히, 롤투롤 방식으로 필름을 공급하여 노광하는 경우에 있어서는, 상기한 바와 같이 이동 방향에 수직인 방향으로 필름이 사행되는 경우가 있어, 마스크 위치의 보정마다 워크의 반송을 정지할 필요가 있다. 따라서, 예를 들어 노광 영역을 연속적으로 띠 형상으로 형성하는 경우 등에 있어서는, 생산성이 매우 낮은 것이다. 특허문헌 3의 기술에 있어서도, 얼라인먼트 마크는 소정의 구간마다밖에 설치되어 있지 않고, 노광 정밀도를 향상시키기 위해서는, 얼라인먼트 마크의 검출을 위하여 워크의 반송을 정지하여 마스크 위치를 보정할 필요가 있어, 생산성이 낮다.

또한, 특허문헌 2에 개시된 바와 같은 필름의 반송 장치를 사용한 경우에 있어서도, 도 10에 도시하는 것과 같은 이동 방향에 수직인 방향의 필름의 사행은 주기적으로 발생해버린다. 그리고, 특허문헌 2의 기술은, 반송 장치에 대한 필름의 사행의 해소를 목적으로 한 것이며, 노광 장치에 의한 노광 정밀도를 고려한 것이 아니다. 따라서, 필름의 사행에 의한 노광 정밀도의 저하를 해소할 수 있는 것이 아니다.

또한, 특허문헌 3의 기술도, 특허문헌 1과 마찬가지로, 얼라인먼트 마크의 검출 및 마스크 위치의 보정은 워크의 반송을 정지한 상태에서 행하고 있고, 필름을 연속적으로 노광하는 경우에 있어서는, 생산성이 낮은 것이다.

그리고, 도 11 및 12에 도시한 바와 같은 복수개의 마스크(12)에 의해, 각 마스크(12)마다 노광광을 조사하는 형식의 노광 장치에 있어서는, 도 11에 도시한 바와 같이, 노광 광원(11)을 내장하고 있는 부분(노광 광원(11)의 하우징 부분)은 1 광원에 대해서, 예를 들어 필름의 이동 방향으로 약 2 m 정도의 길이를 갖고 있으며, 도 12에 도시한 바와 같은 노광 영역 A 및 C와 노광 영역 B 및 D와의 사이의 거리는 적어도 4 m 정도로 길어진다. 따라서, 상류측의 노광 영역 A 및 C로부터 하류측의 노광 영역 B 및 D로의 반송 중에, 필름이 쉽게 리플링하여, 그 이동 방향에 수직의 폭 방향으로 어긋나기 쉽다라고 하는 문제점이 있다. 따라서, 필름의 이동 방향 하류측의 노광 영역에서, 필름의 폭 방향의 위치 어긋남에 의해 이미 노광된 영역이 노광되어버리거나, 또한, 미노광의 영역도 발생해 버린다는 문제점도 있다.

이 문제점을 해결하기 위해서, 본원 출원인은 일본 특허 출원 제2010-089608호에 있어서, 필름 기재 상의 측부에 얼라인먼트 마크를 형성하고, 필름의 이동 방향에서의 하류측에서 얼라인먼트 마크의 필름 폭 방향의 어긋남을 CCD 카메라에 의해 검출하고, 이 검출 신호에 기초하여, 하류측의 마스크(123 및 124)의 위치를 필름의 폭 방향으로 조절하여 노광 영역의 어긋남을 보정하는 기술을 제안하였다. 그러나, 이 선행 기술은, 일정한 위치에 고정된 레이저 마커에 의해 얼라인먼트 마크를 형성하는 것이며, 필름이 사행된 경우, 필름에 대한 얼라인먼트 마크의 상대적 위치도 사행되어버린다. 따라서, 필름의 이동 방향에 대하여 사행되도록 형성된 얼라인먼트 마크를 기준으로 하여 마스크 위치를 정함으로써, 노광 영역도 필름의 이동 방향에 대하여 사행되도록 형성된다. 또한, 필름에 대하여 상대적으로 사행되도록 얼라인먼트 마크를 형성하는 경우에 있어서는, 그 형성 오차는 크고, 각 마스크에 대응하여 설치된 CCD 카메라에 의한 검출 오차가 얼라인먼트 마크의 형성 오차에 적산되어, 마스크 위치의 설정 정밀도가 약간 저하한다.

본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 노광 대상 부재가 연속적으로 공급되는 경우에 있어서도, 마스크 위치 조정용의 얼라인먼트 마크를 노광 대상 부재의 사행에 따라서 변화시켜 노광 대상 부재에 대한 마스크의 위치를 정밀도 좋게 조정할 수 있어, 고정밀도로 안정적인 노광이 가능한 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 노광 장치는, 반송 장치에 의해 연속적으로 반송되어 오는 노광 대상 부재의 노광 패턴 형성용 영역에 노광 광원으로부터 출사한 노광광을 마스크를 개재하여 조사함으로써, 상기 노광 패턴 형성용 영역에 상기 마스크의 각각에 대응시킨 마스크 패턴을 노광하는 노광 장치에 있어서, 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에서의 상기 노광광의 조사 위치보다도 상류측에 배치되어 상기 노광 대상 부재에 사행 검출용 마크를 형성하는 제1 마크 형성부와, 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에서의 상기 제1 마크 형성부와 상기 노광광의 조사 위치와의 사이에 배치되고, 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에 교차하는 방향에서의 상기 사행 검출용 마크의 위치를 검출하는 제1 검출부와, 이 제1 검출부가 검출한 상기 사행 검출용 마크의 위치에 기초하여 상기 사행 검출용 마크의 사행량을 연산하는 제1 사행 연산부와, 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에서의 상기 제1 검출부의 위치에 대응하는 위치에서 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에 수직한 방향으로 이동 가능하게 배치되고, 상기 마스크의 위치 조정용의 얼라인먼트 마크를 형성하는 제2 마크 형성부와, 상기 제1 사행 연산부가 구한 상기 사행 검출용 마크의 사행량을 제거하도록 상기 제2 마크 형성부를 이동시키는 제1 제어부를 갖는 것을 특징으로 한다.

이 노광 장치는, 예를 들어 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에서의 상기 제2 마크 형성부의 하류측에 배치되고, 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에 교차하는 방향에서의 상기 얼라인먼트 마크의 위치를 검출하는 제2 검출부와, 상기 제2 검출부가 검출한 상기 지표 위치에 있어서의 상기 얼라인먼트 마크의 위치에 기초하여 상기 얼라인먼트 마크의 사행량을 연산하는 제2 사행 연산부와, 이 제2 사행 연산부가 구한 상기 얼라인먼트 마크의 사행량에 따라, 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에 수직인 방향의 상기 마스크의 위치를 조정하는 제2 제어부를 갖는다.

상술한 노광 장치에 있어서, 예를 들어 상기 마스크는 상기 노광 대상 부재의 이동 방향으로 이격하여 복수개 배치되어 있고, 각각의 마스크에 대응하여 상기 제2 사행 연산부 및 상기 제2 제어부가 설치되어 있다. 또한, 상기 얼라인먼트 마크 형성부는 예를 들어 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에 대하여 연속적 또는 단속(斷續)적으로 얼라인먼트 마크를 상기 노광 대상 부재에 형성한다.

상기 제1 마크 형성부는 예를 들어 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에 대하여 단속적인 지표가 붙여진 사행 검출용 마크를 상기 노광 대상 부재에 형성하는 것이며, 상기 제1 검출부는 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에 교차하는 방향에서의 상기 사행 검출용 마크의 상기 지표 위치에 있어서의 위치를 검출하는 것이다.

본 발명에 따른 노광 장치는, 노광 대상 부재의 이동 방향에서의 노광광의 조사 위치보다도 상류측에서 노광 대상 부재에 사행 검출용 마크를 형성하는 제1 마크 형성부와, 노광 대상 부재의 이동 방향에 교차하는 방향에서의 상기 사행 검출용 마크의 위치를 검출하는 제1 검출부를 갖고, 제1 사행 연산부는, 제1 검출부가 검출한 사행 검출용 마크의 위치에 기초하여 사행 검출용 마크의 사행량을 연산하고, 제1 제어부는, 제1 사행 연산부가 구한 상기 사행 검출용 마크의 사행량을 제거하도록 제1 검출부의 위치에 대응하는 위치에 배치된 제2 마크 형성부를 이동시키고, 이 제2 마크 형성부에 의해 마스크 위치 조정용의 얼라인먼트 마크를 형성한다. 즉, 노광 대상 부재가 연속적으로 공급되어서 이동 방향에 수직인 방향으로 사행된 경우에 있어서도, 제2 마크 형성부는 이 사행량을 제거하도록 얼라인먼트 마크를 형성한다. 이에 의해, 얼라인먼트 마크는, 노광 대상 부재에 대하여 상대적으로 직선 형상으로 형성된다. 따라서, 이 직선 형상의 얼라인먼트 마크를 사용하여 마스크 위치를 정밀도 좋게 조정할 수 있어, 노광 대상 부재를 고정밀도로 안정적으로 연속 노광할 수 있다.

또한, 제2 마크 형성부는 얼라인먼트 마크를 노광 대상 부재에 상대적으로 직선 형상으로 되도록 형성하기 때문에, 얼라인먼트 마크를 노광 대상 부재에 대하여 상대적으로 사행되도록 형성하는 경우에 비하여 그 형성 오차는 매우 작다. 따라서, 이 얼라인먼트 마크를 사용하여 마스크 위치를 조정함으로써, 예를 들어 마스크 위치 조정용의 CCD 카메라 등의 검출부가 개체차에 의한 검출 오차를 갖고 있었던 경우에 있어서도, 이 검출 오차가 얼라인먼트 마크의 형성 오차에 거의 적산되지 않아, 마스크 위치의 설정 정밀도가 향상되기 때문에, 고정밀도의 노광이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 노광 장치에 의한 필름의 노광을 도시하는 평면도이다.
도 2의 (a) 내지 (e)는 사행 검출용 마크의 사행을 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 노광 장치에 있어서, 사행량의 검출에 의한 얼라인먼트 마크의 형성 위치의 보정을 도시하는 도면이다.
도 4의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 실시 형태에 따른 노광 장치에 있어서, 얼라인먼트 마크의 형성 형태를 일례로서 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 형태에 따른 노광 장치에 있어서, 사행 검출용 마크의 검출 방법을 일례로서 도시하는 도면이다.
도 6은 마스크를 일례로서 도시하는 도면이다.
도 7은 얼라인먼트 마크 형성부의 위치 및 마스크 위치를 제어하는 제어 장치를 일례로서 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 형태에 따른 노광 장치에 의한 마스크 위치의 보정을 도시하는 도면이다.
도 9는 종래의 롤투롤 방식에 의한 필름의 노광을 일례로서 도시하는 모식도이다.
도 10은 종래의 롤투롤 방식의 필름 반송 장치에 있어서, 필름의 이동 방향에 수직인 방향의 필름의 사행을 도시하는 모식도이다.
도 11은 배향 분할 방식의 노광 장치를 일례로서 도시하는 사시도이다.
도 12는 필름의 이동 방향에 복수의 광원을 배치한 구성의 노광 장치를 일례로서 도시하는 도면이다.
도 13의 (a) 및 (b)는 노광 장치에 의한 필름의 노광 영역을 일례로서 도시하는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 우선, 본 발명의 실시 형태에 따른 필름의 노광 장치의 구성에 대하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 노광 장치에 의한 필름의 노광을 도시하는 평면도, 도 2의 (a) 내지 도 2의 (e)는 사행 검출용 마크의 사행을 도시하는 도면, 도 3은 본 발명의 실시 형태에 따른 노광 장치에 있어서, 사행량의 검출에 의한 얼라인먼트 마크의 형성 위치의 보정을 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에 따른 노광 장치(1)는 도 9 내지 도 12에 도시하는 종래의 노광 장치와 마찬가지로, 노광광을 출사하는 노광 광원(11)과, 마스크(12)와, 노광 광원(11)으로부터 출사한 노광광을 마스크(12)를 개재하여 필름(2)에 조사하는 광학계와, 필름(2)을 반송하는 예를 들어 반송 롤러 등의 필름 반송부를 갖고 있으며, 예를 들어 콜리메이터 렌즈 및/또는 반사경 등의 광학계에 의해, 노광 광원(11)으로부터 출사한 노광광을, 마스크(12)를 개재하여, 표면에 노광 재료막이 형성된 유리 기판 또는 필름(2)의 노광 대상 부재(20)에 조사하고, 마스크 패턴에 대응시켜서, 예를 들어 배향 재료막 등의 노광 재료막을 광 배향시켜서 배향막을 형성한다. 또한, 노광 대상 부재가 유리 기판인 경우에는, 반송 스테이지 등의 가동의 반송 장치에 유리 기판을 재치하여 반송함으로써, 노광광의 조사 위치에 있어서, 유리 기판 표면의 노광 재료막에 마스크 패턴을 순차 연속적으로 노광한다. 또는, 노광 대상 부재가 필름(2)인 경우에는, 종래와 마찬가지로, 롤투롤 방식에 의해, 공급측의 롤러(80)로부터 공급한 필름(2)을 권취측의 롤러(81)에 의해 필름(2)의 긴장 상태를 유지하면서 권취하는 동안에, 필름 표면의 노광 재료막에 노광광을 조사하여, 노광 재료막을 순차 연속적으로 노광한다. 필름(2)용의 반송 장치에 있어서는, 예를 들어 상기 2개의 롤러(80, 81) 사이에도 필름(2)의 반송용의 반송 롤러(9)가 1 이상 배치되어 있고, 각 반송 롤러(9) 등은, 예를 들어 모터에 의해 구동되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 노광 대상 부재(20)로서 필름(2)을 사용하는 경우에 대하여 설명하는데, 노광 대상 부재(20)가 유리 기판의 경우에 있어서도, 반송 장치의 구성 이외에 대해서는 본 실시 형태와 동일하다.

본 실시 형태에 있어서는, 도 9에 도시한 바와 같은 종래의 노광 장치(10)와 마찬가지로, 노광 대상의 필름(2)은 예를 들어 롤투롤 방식의 공급측의 롤(80)로부터 풀어져서 노광 장치(1) 내에 공급될 때까지의 동안에 슬릿 코터(4)에 공급되고, 슬릿 코터(4)로 필름 기재(20)의 표면에 소정의 노광 재료, 예를 들어 광 배향성의 재료가 막 형상으로 도포되어 있다. 그리고, 도포된 노광 재료는 건조 장치(5)로 건조 또는 소성되어, 필름 기재(20)의 표면에 소정의 노광 재료막이 형성되어 있다. 그리고, 노광 장치(1)에는, 표면에 노광 재료막이 형성된 필름(2)이 공급된다. 본 실시 형태에 있어서는, 필름(2)의 표면에 형성된 노광 재료막(21)이 배향 재료막인 경우에 대하여 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 노광 장치(1)에는, 필름(2)의 이동 방향에서의 노광광의 조사 위치(마스크 패턴의 형성 위치)보다도 상류측에 레이저 마커(17)(본 발명에 있어서의 제1 마크 형성부)가 설치되어 있고, 필름(2)의 이동 방향에서의 레이저 마커(17)와 노광광의 조사 위치와의 사이에는, 사행 검출용의 라인 CCD(14)(본 발명에 있어서의 제1 검출부)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 레이저 마커(17) 및 라인 CCD(14)는, 노광 대상의 필름(2)의 양측부의 한쪽의 예를 들어 필름 송급 등에 사용되고 있는 영역의 상방에 배치되어 있다. 또한, 필름(2)의 다른 쪽의 측부의 상방에는, 필름(2)의 이동 방향에서의 라인 CCD(14)에 대응하는 위치에 얼라인먼트용 레이저 마커(13)가 설치되어 있다. 그리고, 필름(2)의 이동 방향에서의 얼라인먼트용 레이저 마커(13)의 하류에는, 각 마스크(12)에 대응하는 위치에 라인 CCD(16)(제2 검출부)가 설치되어 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 마스크(12)는 상류측 및 하류측에 각각 1개씩 설치되어 있고, 각 마스크(121, 123)에 대응하도록 각각 라인 CCD(16)가 필름(2)의 이동 방향의 상류측 및 하류측에 각각 1개 배치되어 있다. 또한, 본 실시 형태에 있어서는, 필름(2)의 한쪽의 측부를 사행 검출용 마크(2b)의 형성 영역으로서 사용하고, 다른 쪽의 필름 측부를 얼라인먼트 마크(2a)의 형성 영역으로서 사용하는 경우에 대하여 설명하는데, 이들 마크(2a, 2b)는, 필름(2) 상의 노광 패턴 형성용 영역 외의 영역, 예를 들어 액정 디스플레이 등의 표시 장치에 사용되는 때에 화상 표시 영역이 되지 않는 영역에 형성할 수 있으면 된다. 화상 표시 영역이 되지 않는 영역으로서는, 예를 들어 도 13의 (a)에 도시한 바와 같이, 종래에는 예를 들어 필름 송급용의 영역 등에 사용되고 있는 필름 측부를 들 수 있다. 또는, 도 13의 (b)에 도시한 바와 같이, 1매의 필름(2)을 그 이동 방향에 수직의 폭 방향으로 분할하여 복수매의 편광 필름 등을 제조하는 경우에 있어서는, 예를 들어 편광 필름이 되는 영역 사이의 영역은 사용되지 않는 영역이기 때문에, 이 노광 대상 영역 사이의 사용되지 않는 영역에 사행 검출용 마크(2b) 및/또는 얼라인먼트 마크(2a)를 형성한다.

레이저 마커(17)는 예를 들어 Nd:YAG 레이저 또는 자외광 등을 조사하는 레이저 광원을 구비하고 있고, 예를 들어 크세논 플래시 램프 등의 펄스 광원에 의해 펄스 레이저광을 출사하여 필름(2)의 가장자리부로부터 예를 들어 25 mm 이내의 필름(2)의 측부에, 예를 들어 폭이 20 ㎛, 길이가 15 mm인 사행 검출용 마크(2b)를 단속적으로 형성한다. 또한, 후술하는 사행 검출용의 라인 CCD(14)에 의한 필름 사행의 검출 정밀도를 높이기 위해서, 예를 들어 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 레이저 마커(17)에 의해, 2열의 사행 검출용 마크(2b)를 서로 지그재그 형상으로 형성하고, 2열의 각 띠 형상의 사행 검출용 마크(2b)의 선단부 및 후단부가 필름(2)의 이동 방향에 교차하는 방향으로부터 보아서 서로 중첩되도록 형성해도 된다. 이 경우에 있어서는, 각 사행 검출용 마크(2b)의 선단 및 후단부를 사행 검출용의 지표로서 사용한다. 또는, 예를 들어 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 각 사행 검출용 마크(2b)를 필름의 이동 방향에 대하여 동일한 방향으로 경사지도록 1열 형성하고, 각 마크의 선단 및 후단부를 얼라인먼트 마크(2a)의 사행 검출용의 지표로서 사용해도 된다. 또는, 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 사행 검출용 마크(2b)를 필름의 이동 방향으로 연장되도록 연속적으로 1개 형성하고, 예를 들어 필름의 이동 방향에 교차하는 방향으로 단속적인 지표를 설치해도 된다.

사행 검출용의 라인 CCD(14)는, 레이저 마커(17)에 의해 형성된 사행 검출용 마크(2b)의 필름 이동 방향에 교차하는 방향의 위치를 검출한다. 즉, 필름(2)은 예를 들어 반송 장치의 롤러(80, 81)와 필름의 롤과의 사이의 간극 또는 롤에의 필름의 권취 오차 등에 의해, 필름(2)이 그 이동 방향에 수직인 방향으로 사행되는 경우가 있다. 이 경우에, 필름(2)은 오로지 권취측의 롤(81) 근방의 하류측의 사행에 기인하여 그 이동 방향에 수직인 방향의 사행이 점차 상류측으로 전달되어 간다. 이에 의해, 필름(2)은 도 2의 (a) 내지 도 2의 (e)에 도시한 바와 같이, 레이저 마커(17)로부터 라인 CCD(14)까지 반송되어 오는 동안에, 그 이동 방향에 수직인 방향의 사행이 발생한다. 본 실시 형태에 있어서는, 필름(2)의 이동 방향에 수직한 방향으로 연장되도록 배치된 라인 CCD(14)에 의해, 필름 사행에 따라 사행된 사행 검출용 마크(2b)의 위치를 검출한다. 라인 CCD(14)는, 예를 들어 사행 검출용 마크(2b)의 선단 및 후단부를 사행 검출용의 지표로 하여 그 위치를 검출한다.

도 5는, 본 실시 형태의 노광 장치에 있어서, 사행 검출용 마크(2b)의 사행의 검출 방법을 일례로서 도시하는 도면이다. 또한, 도 5에는, 필름(2)이 그 이동 방향에 수직인 방향으로 사행된 경우에 있어서, 1개의 사행 검출용 마크(2b)에 대해서, 그 이동 궤적을 나타내고 있다. 본 실시 형태에 있어서는, 라인 CCD(14)는, 예를 들어 도 5에 도시한 바와 같이, 각 사행 검출용 마크(2b)에 대해서, 그 선단 및 후단부를 지표로 하여, 필름 이동 방향에 교차하는 방향에서의 사행 검출용 마크(2b)의 선단 및 후단부의 위치를 검출한다. 또한, 사행 검출용 마크(2b)가 도 4의 (a) 내지 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 필름(2)의 이동 방향에 교차하는 방향으로부터 보아 서로 중첩되도록 형성되어 있는 경우에 있어서는, 라인 CCD(14)에 의해 계측할 수 없는 구간이 없어지고, 라인 CCD(14)에 의한 사행 검출용 마크(2b)의 사행의 검출 정밀도가 향상되기 때문에 바람직하다. 라인 CCD(14)는, 후술하는 제어 장치(30)에 접속되어 있고, 라인 CCD(14)에 의해 측정된 사행 검출용 마크(2b)의 위치의 신호는 제어 장치(30)에 송신되어, 필름(2)의 사행량이 산출된다.

얼라인먼트용 레이저 마커(13)는 레이저 마커(17)와 마찬가지로, 예를 들어 Nd:YAG 레이저 또는 자외광 등을 조사하는 레이저 광원을 구비하고 있고, 예를 들어 크세논 플래시 램프 등의 펄스 광원에 의해 펄스 레이저광을 출사하여 필름(2)의 가장자리부로부터 예를 들어 25 mm 이내의 필름(2)의 측부에, 예를 들어 폭이 20 ㎛, 길이가 15 mm인 얼라인먼트 마크(2a)를 단속적으로 형성한다. 또는, 얼라인먼트용 레이저 마커(13)는 연속한 얼라인먼트 마크(2a)를 형성한다. 본 실시 형태에 있어서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트용 레이저 마커(13)는 필름(2)의 이동 방향에 수직한 방향으로 연장되는 가이드 부재(13a)에 의해, 필름(2)의 이동 방향에 수직한 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 얼라인먼트용 레이저 마커(13)는 가이드 부재(13a)에 따라 이동됨으로써, 필름(2)에의 얼라인먼트 마크(2a)의 형성 위치를 적절히 조정 가능하도록 구성되어 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 얼라인먼트용 레이저 마커(13)는 도 3에 도시한 바와 같이, 라인 CCD(14)에 의해 측정된 사행 검출용 마크(2b)의 위치에 의해 제어 장치(30)가 산출한 필름(2)의 사행량을 제거하도록 그 위치가 보정된다. 즉, 필름(2)이 도 3의 (a)에 도시하는 상태로부터 도 3의 (b)에 도시하는 상태를 거쳐서, 도 3의 (c)에 도시하는 상태로 사행된 경우에 있어서는, 라인 CCD(14)는, 각 상태에 있어서의 사행 검출용 마크(2b)의 위치를 검출하고, 제어 장치(30)는 이 검출 결과에 기초하여, 필름(2)의 도 3에 있어서의 상방으로의 사행량을 산출한다. 그리고, 제어 장치(30)는 얼라인먼트용 레이저 마커(13)의 위치를 필름(2)의 사행량에 맞춰서, 도 3에 있어서의 상방으로 필름(2)의 사행량을 제거하도록 이동시킨다. 이에 의해, 얼라인먼트용 레이저 마커(13)는 필름(2)에 대한 상대적인 위치가 이동하지 않고, 따라서, 얼라인먼트 마크(2a)를 필름(2)에 대하여 상대적으로 직선 형상으로 형성할 수 있다.

얼라인먼트 마크 검출용의 라인 CCD(16)는, 필름(2)의 이동 방향에서의 마스크(121, 123)의 위치에 대응하는 위치에 있어서, 각 마스크(121, 123)와 필름의 폭 방향으로 배열하도록, 필름(2)의 상방 또는 하방에 배치되어 있고, 마스크(12)에 대응하는 위치에서 얼라인먼트 마크(16a)의 위치를 검출하도록 구성되어 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 마크 검출용의 라인 CCD(16)는, 예를 들어 마스크(12)의 관찰창(12a)에 대응하는 위치에서, 필름(2)의 이동 방향에 교차하는 방향에서의 얼라인먼트 마크(2a)의 위치를 검출한다. 예를 들어, 필름(2)이 이동하는 동안에 그 폭 방향으로 사행된 경우, 그것에 수반하여, 얼라인먼트 마크(2a)도 동일한 사행량만큼 필름(2)의 폭 방향으로 어긋나는데, 얼라인먼트 마크 검출용의 라인 CCD(16)는, 사행에 의해 폭 방향으로 어긋난 얼라인먼트 마크(2a)의 위치를 검출한다.

라인 CCD(16)는, 예를 들어 도 7에 도시한 바와 같은 제어 장치(30)에 접속되어 있다. 그리고, 검출한 얼라인먼트 마크(2a)의 필름 폭 방향에 있어서의 위치를 제어 장치(30)에 송신한다. 제어 장치(30)는 라인 CCD(16)로부터 송신된 얼라인먼트 마크(2a)의 위치에 기초하여, 각 마스크(12)의 위치를 조정하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 본 실시 형태에 따른 노광 장치(1)는 얼라인먼트 마크(2a)를 형성하고, 그 사행량에 의해 마스크(12)의 위치를 조정할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서의 노광 광원(11)은 예를 들어 자외광을 출사하는 광원이며, 예를 들어 수은 램프, 크세논 램프, 엑시머 램프 및 자외 LED 등이며, 연속광 또는 펄스 레이저광을 출사하는 광원이 사용된다. 본 실시 형태에 있어서는, 노광 광원으로부터 출사한 노광광의 광로 상에는, 예를 들어 콜리메이터 렌즈 및/또는 반사경 등의 광학계가 배치되어 있고, 예를 들어 필름(2) 상의 노광 재료막 상의 패턴 형성용 영역에 형성된 배향 재료막(노광 재료막(21))에 소정의 광량으로 노광광이 조사되도록 구성되어 있다. 노광 광원은, 예를 들어 도시하지 않은 제어 장치에 의해 노광광의 출사 방향을 조정할 수 있고, 이에 의해, 필름(2)에 대한 노광광의 입사각을 조정 가능하도록 구성되어 있다. 본 실시 형태의 노광 장치(1)는 1개의 노광 영역에 대하여 각각 2개의 노광 광원이 마주 대하고, 필름(2)의 이동 방향으로 배열하도록 배치되어 있다. 이에 의해, 각 노광 광원으로부터 출사한 각각 프리틸트각이 상이한 2개의 노광광을 마스크(12)를 개재하여 배향 재료막(노광 재료막(21))에 조사하고, 배향 재료막을 그 이동 방향에 수직의 폭 방향으로 분할하여 노광하여, 필름 기재 상에, 배향 방향이 인접하는 분할 영역에서 서로 다른 배향막을 형성한다. 이러한 노광 장치의 방식은 배향 분할 방식이라 칭해지고 있다. 이에 의해, 예를 들어 1 회소(繪素)가 되는 영역이 그 폭 방향으로 2 분할된 배향막을 사용하고, 배향막 사이에 액정을 협지한 표시 장치에 전압을 인가하면, 전압 인가 시의 액정 분자의 방향은, 배향막의 배향 방향에 따라서 1 회소 내에서 2 방향이 되어, 액정 디스플레이 등의 시야각을 넓게 할 수 있다. 또한, 폭 방향으로 인접하는 화소가 되는 영역마다 배향 방향이 상이한 배향막이 형성된 필름은, 예를 들어 3D(Three Dimensional) 디스플레이 등의 편광 필름으로서 사용할 수 있다. 또한, 노광 광원은, 1군데의 노광 영역에 대해서 2개에 한하지 않고, 3개 이상 형성해도 되고, 서로 상이한 방향으로부터의 노광광에 의해, 예를 들어 배향막 재료를 3 방향 이상으로 배향시켜도 된다. 또한, 예를 들어 1군데의 노광 영역에 대해서, 노광 광원을 1개 설치하고, 노광 광원으로부터 출사된 노광광을 편광판 등에 의해 2 이상으로 분할하고, 분할한 노광광을 서로 상이한 방향으로부터 조사하도록 구성해도 된다. 예를 들어, 편광판에 의해, 노광광을 P 편광의 직선 편광의 노광광과 S 편광의 직선 편광의 노광광으로 분할하고, 각각 상이한 방향으로부터 조사할 수 있다.

마스크(12)는 도 6에 도시한 바와 같이, 예를 들어 프레임체(120)와 그 중앙의 패턴 형성부(125)에 의해 구성되어 있고, 패턴 형성부(125)에는, 소정의 광투과 영역의 패턴(125a)이 형성되어 있다. 즉, 패턴 형성부(125)에는, 필름(2)에 형성하는 패턴 형상에 대응하여, 노광광을 투과하는 개구가 형성되어 있거나, 또는 광투과성의 부재가 설치되어 있다. 그리고, 예를 들어 배향 분할 방식의 노광 장치에 있어서는, 패턴 형성부(125)의 투과광에 의해 필름(2)의 표면의 배향 재료막에 마스크 패턴을 노광한다. 본 실시 형태에 있어서는, 마스크(12)마다 1쌍의 노광 광원을 배치하고, 각각 입사각이 상이한 노광광을 출사한다. 따라서, 본 실시 형태에 있어서는, 패턴(125a)은 입사 각도가 상이한 2개의 노광광에 대응하여, 필름의 이동 방향의 상류측 및 하류측에 직사각형의 개구 패턴이 각각 복수개 설치되어 있다. 그리고, 이들 상류측 및 하류측의 광투과 영역군은, 노광광의 조사 영역끼리가 서로 중첩하지 않도록, 서로 이격하여 형성되어 있다. 또한, 예를 들어 상류측의 패턴과 하류측의 패턴에 의한 노광 영역이 서로 인접하도록, 상류측 패턴과 하류측 패턴은 그 폭 방향을 따라서 지그재그 형상으로 형성되어 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 마스크(12)에는, 패턴(125a)보다도 상류(도 6에 있어서의 상)측에, 필름(2)의 이동 방향에 대하여 수직의 폭 방향으로 연장되도록, 폭이 300 ㎛ 정도, 길이가 250 mm 정도인 라인 CCD용의 관찰창(12a)이 설치되어 있고, 이 관찰창(12a)의 길이 방향의 중간에 노광광을 차광하는 예를 들어 폭이 15 ㎛ 정도인 라인 형상의 차광 패턴(12b)이 설치되어 있다. 그리고, 마스크(12)의 하방에는, 예를 들어 마스크 위치 검출용의 라인 CCD(15)가 설치되어 있고, 라인 CCD(15)에 의해 차광 패턴(12b)의 위치를 검출하여 마스크(12)의 위치 조정에 사용한다. 또한, 본 실시 형태에 있어서의 관찰창(12a) 및 차광 패턴(12b)의 위치 및 형상은 일례이며, 마스크(12)의 위치 결정을 고정밀도로 행하는 것이 가능한 한, 본 발명은 이들 위치 및 형상에 의해 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 관찰창(12a) 및 차광 패턴(12b)의 위치는, 2열로 배열되도록 형성된 패턴(125a) 사이의 영역 등에 설치되어 있어도 되고, 예를 들어 차광 패턴(12b) 대신에 서로(예를 들어 N형으로) 교차하는 복수개의 슬릿이 설치되어 있어도 된다.

마스크(12)는 예를 들어 프레임체(120)의 부분이 마스크 스테이지에 의해 지지되어 있고, 마스크 스테이지의 이동에 의해 마스크(12)의 전체가 이동 가능하도록 구성되어 있다. 마스크 스테이지는, 예를 들어 도 7에 도시한 바와 같은 제어 장치(30)에 접속되어 있고, 제어 장치(30)에 의한 제어에 의해, 그 위치를, 예를 들어 수평 방향(필름의 폭 방향, 또는 필름의 폭 방향 및 필름의 길이 방향)으로 이동 가능하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 마스크(12)에 의한 필름(2)의 노광 위치를 수평 방향으로 조정할 수 있다. 마스크 스테이지는, 예를 들어 연직 방향으로도 이동 가능하고, 이에 의해, 필름(2) 상의 예를 들어 배향막 재료가 소정의 크기로 노광되도록 조정 가능하도록 구성되어 있다.

도 7은 얼라인먼트 마크 형성부의 위치 및 마스크 위치를 제어하는 제어 장치(30)의 구성을 일례로서 도시하는 도면이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 제어 장치(30)는 예를 들어 마스크 스테이지 구동부 및 필름의 권취측의 롤(81)에 설치된 모터의 제어부에 접속되어 있다. 도 7에 도시한 바와 같이, 마스크 위치 제어부(30)는 사행 검출용 마크(2b)의 위치 검출용의 라인 CCD(14)에 접속된 제1 화상 처리부(31)와, 마스크(12)에 대응하는 위치에 있어서의 얼라인먼트 마크(2a)의 위치 검출용의 라인 CCD(16)에 접속된 제2 화상 처리부(32)와, 마스크(12)의 하방에 설치된 마스크 위치 검출용 라인 CCD(15)에 접속된 제3 화상 처리부(33)와, 연산부(34)와, 메모리(35)와, 모터 구동 제어부(36)와, 레이저 마커 구동 제어부(37)와, 마스크 스테이지 구동 제어부(38)와, 제어부(39)를 구비하고 있다.

제1 화상 처리부(31)는 사행 검출용 마크(2b)의 위치 검출용의 라인 CCD(14)에 의해 촬상된 사행 검출용 마크(2b)의 화상 처리를 행하고, 예를 들어 각 사행 검출용 마크(2b)의 선단 및 종단의 필름의 이동 방향에 교차하는 방향에서의 위치를 검출한다. 제2 화상 처리부(32)는 얼라인먼트 마크 검출용의 라인 CCD(16)에 의해 촬상된 얼라인먼트 마크(2a)의 화상 처리를 행하고, 각 얼라인먼트 마크(2a)의 필름의 이동 방향에 교차하는 방향에서의 위치를 검출한다. 제3 화상 처리부(33)는 마스크 위치 검출용의 라인 CCD(15)에 의해 촬상된 마스크(12)의 차광 패턴(12b)의 화상 처리를 행하고, 차광 패턴(12b)의 필름의 이동 방향에 교차하는 방향에서의 위치를 검출한다. 연산부(34)는 이들 검출 결과에 기초하여, 각 검출 대상의 필름의 이동 방향에 교차하는 방향에서의 변위 또는 사행량을 연산한다. 즉, 연산부(34)는 제1 화상 처리부(31)의 검출 결과에 의해, 사행 검출용 마크(2b)가 라인 CCD(14)의 위치에서 필름의 이동 방향에 교차하는 방향으로 사행한 양을 연산하고, 제2 화상 처리부(32) 및 제3 화상 처리부(33)의 검출 결과에 의해, 얼라인먼트 마크(2a)의 위치 및 마스크(12)의 위치에 의해 양자간의 거리를 연산하고, 예를 들어 필름의 폭 방향에 있어서, 설정해야할 양자간의 상대적 위치 관계와 실제의 양자간의 상대적 위치 관계에 의해, 설정해야할 양자간의 거리로부터의 어긋남을 연산한다. 메모리(35)는 예를 들어 제1 화상 처리부(31), 제2 화상 처리부(32) 및 제3 화상 처리부(33)의 검출 결과 및 연산부(34)의 연산 결과를 기억한다. 모터 구동 제어부(36)는 예를 들어 필름의 권취측의 롤(81)의 모터의 구동 또는 정지, 또는 구동되어 있을 때의 회전 속도를 제어한다.

레이저 마커 구동 제어부(37)는 얼라인먼트용 레이저 마커(13)의 구동을 제어하는 것이며, 예를 들어 가이드 부재(13a)에 따른 얼라인먼트용 레이저 마커(13)의 이동 방향 및 이동량을 제어한다. 마스크 스테이지 구동 제어부(38)는 마스크 스테이지의 구동을 제어하는 것이며, 예를 들어 마스크 스테이지의 이동 방향 및 이동량을 제어함으로써 마스크 위치를 조정할 수 있다. 제어부(37)는 이들 제1 내지 제3 화상 처리부(31, 32, 33), 연산부(34), 메모리(35), 모터 구동 제어부(36), 레이저 마커 구동 제어부(37) 및 마스크 스테이지 구동 제어부(38)를 제어한다. 이에 의해, 노광 장치(1)는 예를 들어 마스크(12)의 위치 및 얼라인먼트용 레이저 마커(13)의 위치를, 예를 들어 필름의 이동 방향에 교차하는 방향으로 조정하거나, 권취측의 롤(81)에 설치된 모터의 회전 속도 등을 제어할 수 있도록 구성되어 있다.

이에 의해, 본 실시 형태에 있어서는, 예를 들어 도 2에 도시한 바와 같이, 필름(2)이 그 이동 방향에 교차하는 방향으로 사행한 경우에 있어서, 라인 CCD(14)는, 각 사행 검출용 마크(2b)에 대해서, 그 선단부 및 종단부의 필름 이동 방향에 교차하는 방향에서의 위치를 검출한다. 그리고, 이 검출 결과에 기초하여, 제어 장치(30)는 필름(2)의 이동 방향에 교차하는 방향에서의 사행 검출용 마크(2b)의 사행량을 연산하고, 이 연산 결과에 기초하여, 도 3에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트용 레이저 마커(13)의 위치를 보정한다. 본 실시 형태에 있어서는, 필름(2)이 사행된 경우에 있어서도, 이것을 라인 CCD(14)로 검출하고, 필름(2)의 사행을 제거하도록 얼라인먼트용 레이저 마커(13)의 위치를 보정하기 때문에, 얼라인먼트 마크(2a)를 필름(2)에 대하여 상대적으로 직선 형상으로 형성할 수 있다. 이에 의해, 본 실시 형태에 있어서는, 얼라인먼트 마크(2a)를 필름(2)에 대하여 상대적으로 사행되도록 형성하는 경우에 비하여 그 형성 오차는 매우 작다.

본 실시 형태에 있어서는, 필름 측부의 예를 들어 필름 송급 등에 사용되고 있는 영역에, 예를 들어 소성 재료, 광경화성 재료 또는 잉크 등을 액상 또는 페이스트상의 상태에서 도포하여 측부 도포막(22)을 형성해도 된다. 이 측부 도포막(22)이 되는 소성 재료로서는, 소성(베이크)함으로써 필름 기재(20) 상에 소성막을 형성할 수 있는 재료, 예를 들어 일반적으로 사용되고 있는 광학 컬러 필터용의 적색, 녹색, 청색 및/또는 흑색의 레지스트 재료를 적절하게 사용할 수 있다. 단, 본 발명에 있어서의 측부 도포막은, 필름 사행의 검출용의 얼라인먼트 마크의 형성에만 사용되는 것이기 때문에, 레지스트 재료에 의해 측부 도포막을 형성하는 경우에 있어서는, 현상 등의 공정은 특별히 필요로 하지 않는다. 또한, 광경화성 재료로서는, 예를 들어 광경화성 수지를 사용할 수 있다. 또는, 측부 도포막(22)의 재료에 잉크를 도포하는 경우에는, 안료 및/또는 염료 등을 함유하는 액상 또는 페이스트상의 잉크 전반을 사용할 수 있고, 건조 장치(5)로 용매 성분을 휘발시켜서 막을 형성할 수 있는 잉크, 예를 들어 유성 잉크를 적절하게 사용할 수 있다. 측부 도포막(22)을 소성 재료 또는 광경화성 재료에 의해 형성하는 경우에 있어서는, 소성 재료 또는 광경화성 재료는, 노광 재료 도포용의 슬릿 코터(4)에 의해 노광 재료와 동시에 도포되어도 되고, 다른 슬릿 코터에 의해 도포되어도 된다. 측부 도포막(22)을 잉크에 의해 형성하는 경우에 있어서는, 필름(2)의 이동 방향에서의 슬릿 코터(4)의 상류측 또는 하류측, 즉, 건조 장치(5)보다도 상류측에 설치된 도포 장치에 의해, 필름 기재(20)의 측부에 잉크를 도포한다. 도포 장치로서는, 예를 들어 적당한 유연성을 갖는 소재, 예를 들어 펠트질의 섬유 등에 의해 형성된 도포부에 잉크를 침투시키고, 이 도포부를 송급되어 오는 필름 기재(20)의 측부의 노광 재료를 도포하지 않는 영역에 접촉시킴으로써, 잉크를 막 형상으로 도포하는 구성의 것을 사용하면 된다.

또한, 이들 소성 재료, 광경화성 재료 또는 잉크는 유색의 재료인 것이 바람직하다. 즉, 유색의 잉크, 유색의 광경화성 재료 또는 컬러 필터용의 레지스트 재료 등에 의해 형성된 측부 도포막(22)은 예를 들어 파장이 532 nm인 레이저광을 조사한 경우에, 레이저광의 흡수율이 90 내지 98％이며, 필름 기재 및 배향막 재료(필름 기재 및 배향막 재료 모두 레이저광의 흡수율은 거의 0％)에 비하여 매우 높고, 또한, 각 레이저 마커(13, 17)로부터의 레이저광의 조사에 의해, 용이하게 노광 또는 레이저 가공에 의해 마킹된다. 따라서, 무색 투명의 필름 기재에 레이저광을 조사하여 마킹하는 경우에 비하여 레이저광에 의한 마킹이 용이해서, 얼라인먼트 마크(2a), 사행 검출용 마크(2b)의 형성이 용이하다. 예를 들어, 필름 기재에 마킹을 행하는 경우에 있어서는, 예를 들어 사용하는 레이저광을 파장이 266 nm인 자외광으로 한 경우에, 레이저광의 조사 에너지를 예를 들어 8 J/㎠로 매우 크게 하지 않으면 각 마크(2a, 2b)의 형성이 어렵다. 또한, 배향 재료막에 레이저 마킹을 행하는 경우에 있어서는, 필름 기재만의 경우에 비하여 레이저광의 조사 에너지를 작게 할 수 있지만, 각 마크(2a, 2b)의 주위의 배향 재료막도 무색 투명인 것으로부터, 예를 들어 SEM 등의 검출 장치를 사용할 필요가 있어, 노광 장치의 비용이 약간 높고, 장치의 크기도 약간 커진다. 그러나, 측부 도포막(22)을 예를 들어 유색의 잉크에 의해 형성한 경우, 예를 들어 사용하는 레이저광을 파장이 532 nm인 자외광으로 한 경우에, 레이저광의 조사 에너지를 0.6 J/㎠ 정도까지 작게 할 수 있다. 또한, 예를 들어 측부 도포막(22)을 컬러 필터용의 레지스트 재료로 형성한 경우에 있어서는, 레이저광의 조사 에너지는 1.0 J/㎠ 정도까지 작게 할 수 있다. 따라서, 측부 도포막(22)을 상기와 같은 유색 재료로 형성함으로써, 레이저광에 의한 마킹이 용이함과 동시에, 형성한 마크의 주위에는 유색의 도포막이 남아있기 때문에, CCD 카메라 등의 저렴하고 소형의 검출 장치를 사용한 경우에 있어서도, 형성한 얼라인먼트 마크(2a), 사행 검출용 마크(2b)를 용이하게 또한 고정밀도로 검출할 수 있다. 따라서, 사행 검출용 마크(2b)에 의한 필름(2)의 사행을 정밀도 좋게 검출할 수 있고, 또한, 얼라인먼트 마크(2a)에 의해, 마스크(12)의 위치를 정밀도 좋게 조정할 수 있기 때문에 안정적으로 필름을 노광할 수 있다.

이어서, 본 실시 형태의 노광 장치의 동작에 대하여 설명한다. 우선, 필름(2)은 노광 장치(1)에 공급되기 전에, 도 9에 도시하는 슬릿 코터(4)에 의해, 필름 기재(20)의 중앙에는 배향막(노광 재료막(21))이 되는 노광 재료가 도포된다. 필름(2)의 측부에 측부 도포막(22)을 형성하는 경우에 있어서는, 그 재료로서 소성 재료 또는 광경화성 재료도 도포된다. 또는, 측부 도포막(22)의 재료로서 잉크를 도포하는 경우에 있어서는, 필름의 이동 방향에서의 슬릿 코터(4)의 상류측 또는 하류측(건조 장치(5)의 상류측)에 설치된 도포 장치에 의해, 필름 기재의 양쪽 가장자리부(가장자리부로부터 25 mm까지의 영역)의 적어도 한쪽에는 잉크가 도포된다. 잉크의 도포 시에는, 예를 들어 펠트질의 섬유 등에 의해 형성된 도포부에 잉크가 침투된 것을 필름 기재(20)의 표면에 접촉시킴으로써, 필름 기재(20)의 표면에 잉크를 막 형상으로 도포한다. 이에 의해, 필름 기재(20)의 표면에는 액상 또는 페이스트상의 노광 재료, 및 측부 도포막(22)이 되는 레지스트 재료, 광경화성 재료 또는 잉크가 막 형상으로 도포된다. 측부 도포막(22)이 되는 이들 재료는 예를 들어 유색의 재료이다.

이어서, 필름(2)은 건조 장치(5)에 반송되어, 표면의 액상 또는 페이스트상의 노광 재료가 건조된다. 필름(2)의 측부에 도포막이 되는 재료가 도포되는 경우에 있어서는, 건조 장치(5)에서, 각 재료도, 그 특성에 따라서 건조(용매 성분의 휘발), 광경화, 및/또는 소성(베이크)된다. 이에 의해, 필름 기재의 표면에는 노광 재료막(21)(배향 재료막) 및 측부 도포막(22)(레지스트막)이 형성된다. 즉, 필름 기재의 폭 방향의 중앙에는 소정의 배향 재료막이 형성되고, 필름 기재의 가장자리부로부터 25 mm까지의 측부에 측부 도포막(22)을 형성하는 경우에 있어서는, 필름(2)의 측부에는 얼라인먼트 마크 및 사행 검출용 마크 형성용의 레지스트, 광경화성 재료 또는 잉크에 의한 재료막이 형성된다. 그리고, 이 1종 또는 2종의 재료막이 형성된 필름(2)이 예를 들어 반송 롤러(9)에 의해 그 선단부로부터 노광 장치(1) 내에 공급되어 간다.

노광 장치(1) 내에 공급된 필름(2)은 반송 롤러 등에 의한 반송에 의해, 그 측부가 레이저 마커(17)의 하방에 도달한다. 필름(2)의 측부가 레이저 마커(17)의 하방에 도달하면, 레이저 마커(17)로부터 레이저광을 조사함으로써, 사행 검출용 마크(2b)의 형성을 개시한다. 이때, 필름(2)의 측부에 레지스트막 등의 측부 도포막(22)을 형성하고 있는 경우에는, 레이저광의 조사에 의한 마킹은 용이하게 진행하고, 사행 검출용 마크(2b)도 명료하게 또한 정밀도 좋게 형성되기 때문에, 후의 공정에서의 검출도 용이하게 되므로 바람직하다. 레이저광의 조사에 의해, 필름 기재에는 사행 검출용 마크(2b)가 형성되지만, 이 필름(2)의 측부는, 종래에는 예를 들어 필름(2)의 송급 등에 사용하고 있었던 영역이며, 표시 장치의 화상 표시 영역에는 사용되지 않는 영역이기 때문에, 문제는 없다.

사행 검출용 마크(2b)가 형성된 필름(2)은 반송에 의해 사행 검출용 마크(2b)의 위치 검출용의 라인 CCD(14)의 하방에 도달하는데, 반송되어 오는 동안에, 도 2에 도시한 바와 같이, 필름(2)은 예를 들어 반송 장치의 롤러(80, 81)와 필름의 롤과의 사이의 간극 또는 롤에의 필름의 권취 오차 등에 의해, 오로지 이동 방향의 하류측에 있어서, 그 이동 방향에 수직인 방향으로 사행되는 경우가 있다. 그리고, 이 필름(2)의 이동 방향 하류측의 사행이 점차 상류측으로 전달되어 간다. 본 실시 형태에 있어서는, 필름(2)의 이동 방향에 수직한 방향으로 연장되도록 배치된 라인 CCD(14)에 의해 필름(2)의 이동 방향에 교차하는 방향의 사행 검출용 마크(2b)의 위치를 예를 들어 지표 위치에서 검출하고, 검출 신호에 의해, 제어 장치(30)는 얼라인먼트용 레이저 마커(13)의 위치를 보정한다. 즉, 사행 검출용 마크(2b)가 도 2에 있어서의 상방으로 사행된 경우, 제어 장치(30)는 이 사행량을 제거하도록 얼라인먼트용 레이저 마커(13)의 위치를 도 2에 있어서의 상방으로 보정한다. 그리고, 얼라인먼트용 레이저 마커(13)로부터 레이저광을 조사함으로써, 얼라인먼트 마크(2a)의 형성을 개시한다. 이때, 필름(2)의 측부에 레지스트막 등의 측부 도포막(22)을 형성하고 있는 경우에는, 레이저광의 조사에 의한 마킹은 용이하게 진행하고, 얼라인먼트 마크(2a)도 명료하게 또한 정밀도 좋게 형성되기 때문에, 후의 공정에서의 검출도 용이하게 되므로 바람직하다. 레이저광의 조사에 의해, 필름 기재에는 얼라인먼트 마크(2a)가 형성되지만, 이 필름(2)의 측부는, 종래에는 예를 들어 필름(2)의 송급 등에 사용하고 있었던 영역이며, 표시 장치의 화상 표시 영역에는 사용되지 않는 영역이기 때문에, 문제는 없다. 이에 의해, 도 2에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 마크(2a)는 필름(2)에 대하여 상대적으로 직선 형상으로 형성된다.

이 라인 CCD(14)에 의한 사행 검출용 마크(2b)의 검출 시에는, 예를 들어 라인 CCD(14)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 각 사행 검출용 마크(2b)에 대해서, 그 지표가 되는 선단 및 후단부의 필름 이동 방향에 교차하는 방향의 위치를 검출한다. 이때, 사행 검출용 마크(2b)의 배치에 따라서는, 라인 CCD(14)에 의해 계측할 수 없는 구간이 존재하는 경우가 있다. 그러나, 예를 들어 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 2열의 사행 검출용 마크(2b)를 서로 지그재그 형상으로 배치하고, 2열의 각 띠 형상의 사행 검출용 마크(2b)의 선단부 및 후단부를 필름(2)의 이동 방향에 교차하는 방향으로부터 보아서 서로 중첩되도록 형성하면, 라인 CCD(14)에 의해 사행 검출용 마크(2b)를 계측할 수 없는 구간은 없어, 사행 검출용 마크(2b)의 위치의 검출 정밀도가 높아지므로 바람직하다.

필름(2)에 대하여 상대적으로 직선 형상으로 얼라인먼트 마크(2a)가 형성된 필름(2)은, 반송에 의해, 이윽고, 상류측 마스크(12)(121)의 하방에 도달한다. 도 8에 도시한 바와 같이, 필름(2)은 마스크의 하방에 반송되어 올 때까지의 동안에, 필름(2)의 이동 방향에 수직인 방향으로 사행되는 경우가 있지만, 본 실시 형태에 있어서는, 이 사행을 보정하는 구성을 구비하고 있다. 즉, 마스크의 관찰창(12a) 및 차광 패턴(12b)에 대응하는 위치에는, 필름(2)의 폭 방향으로 연장되도록 라인 CCD(15)가 배치되어 있고, 라인 CCD(15)는 마스크(12)의 관찰창(12a)의 중간에 설치된 차광 패턴(12b)의 위치를 마스크(12)의 위치로서 검출한다. 또한, 필름(2)의 이동 방향에서의 마스크(12)의 관찰창(12a)(및 차광 패턴(12b))에 대응하는 위치에는, 얼라인먼트 마크 검출용의 라인 CCD(16)가 설치되어 있고, 필름(2)의 측부에 형성된 얼라인먼트 마크(2a)를 검출한다. 이들 라인 CCD(15, 16)에 의해 검출된 각각 마스크 위치, 얼라인먼트 마크 위치의 신호는, 제어 장치(30)에 송신되어, 각 화상 처리부(제2 화상 처리부(32), 제3 화상 처리부(33)), 연산부(34) 및 제어부(39) 등에 의한 처리를 받은 후, 마스크 스테이지 구동 제어부(38)에 의한 제어에 의해 마스크 스테이지가 구동됨으로써, 얼라인먼트 마크(2a)의 위치를 기준으로 하여 마스크 위치를 조정할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 있어서는, 얼라인먼트 마크(2a)는 필름(2)에 대하여 상대적으로 직선 형상으로 형성되어 있으나, 이 얼라인먼트 마크(2a)의 위치를 기준으로 하여 마스크 위치를 보정함으로써, 예를 들어 마스크 위치 조정용의 CCD 카메라 등의 검출부가 개체차에 의한 검출 오차를 갖고 있었던 경우에 있어서도, 이 검출 오차가 얼라인먼트 마크의 형성 오차에 거의 적산되지 않아, 마스크 위치의 설정 정밀도가 높다.

그 후, 필름(2)은 마스크(12)의 패턴(125a)의 하방에 도달한다. 이때, 노광 광원으로부터 출사되어, 마스크(12)의 패턴(125a)을 투과한 노광광의 조사에 의해, 필름(2)의 표면의 배향막 재료(노광 재료막(21))는 소정의 방향으로 배향한다. 이에 의해, 필름(2)에는 노광 패턴이 형성된다. 그리고, 노광 광원(11)으로부터 연속광을 출사하면서, 필름(2)을 연속적으로 반송함으로써, 필름(2)에는 필름의 이동 방향을 따라서 띠 형상에 연장되도록 노광 패턴이 형성되어 간다. 본 실시 형태에 있어서는, 필름(2)을 연속 노광하는 경우에 있어서도, 필름(2)의 사행을 연속적으로 보정하여 얼라인먼트 마크(2a)를 상대적으로 직선 형상으로 형성할 수 있고, 또한, 이 얼라인먼트 마크(2a)를 사용하여 마스크(12)의 위치를 정밀도 좋게 조정할 수 있기 때문에, 필름(2)이 연속적으로 공급되는 경우에 있어서도, 배향막 재료(노광 재료막(21))를 고정밀도로 안정적으로 연속 노광할 수 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 필름의 이동 방향에서의 하류측에도 마스크(123)가 배치되어 있고, 도 1에 도시한 바와 같이, 상류측 마스크(121)에 의해 노광된 필름(2)은 이윽고 하류측의 마스크(123)의 하방에 도달한다. 본 실시 형태에 있어서는, 예를 들어 상류측 마스크(121)에 의한 노광 영역과 하류측 마스크(123)에 의한 노광 영역을 서로 인접하도록 형성하는데, 상기와 같이, 필름(2)에 대하여 상대적으로 직선 형상으로 형성된 얼라인먼트 마크(2a)를 기준으로 하여 하류측 마스크(123)의 위치를 조정하므로, 마스크 위치의 설정 정밀도가 높다. 따라서, 상류측 마스크(121)에 의해 노광된 영역이 하류측 마스크(123)에 의해 노광되어버리거나, 또한, 미노광의 영역이 발생하지도 않아, 정밀도 좋게 각 마스크에 의한 노광 영역을 인접하도록 형성할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 연속적으로 반송되어 오는 노광 대상 부재를 연속 노광하는 노광 장치에 있어서, 노광 대상 부재에 대한 노광광의 조사 위치보다도 상류측에서 사행 검출용 마크를 형성하고, 이 사행 검출용 마크의 위치를 검출하여 사행량을 연산하고, 사행량을 제거하도록 마스크 위치 조정용의 얼라인먼트 마크를 형성하므로, 얼라인먼트 마크를 노광 대상 부재에 대하여 상대적으로 직선 형상으로 형성할 수 있고, 노광 대상 부재가 그 이동 방향에 수직인 방향으로 사행된 경우에 있어서도, 마스크 위치를 고정밀도로 조정할 수 있으므로, 안정적으로 고정밀도의 연속 노광을 실현할 수 있어, 산업상의 이용 가치가 높다.

1, 10: 노광 장치
12: 마스크
12a: 관찰창
12b: 차광 패턴
120: 프레임체
121: (제1) 마스크
122: (제2) 마스크
123: (제3) 마스크
124: (제4) 마스크
125: 패턴 형성부
125a: (마스크) 패턴
13: 얼라인먼트용 레이저 마커
14: (사행 검출용 마크의 위치 검출용) 라인 CCD
15: (마스크 위치 검출용) 라인 CCD
16: (얼라인먼트 마크 검출용) 라인 CCD
17: 레이저 마커
2: 필름
2a: 얼라인먼트 마크
2b: 사행 검출용 마크
20: 노광 대상 부재
21: 노광 재료막
22: 측부 도포막
30: 제어 장치
31: 제1 화상 처리부
32: 제2 화상 처리부
33: 제3 화상 처리부
34: 연산부
35: 메모리
36: 모터 구동 제어부
37: 레이저 마커 구동 제어부
38: 마스크 스테이지 구동 제어부
39: 제어부
100: 화상 표시 영역에 대응하는 영역

Claims

반송 장치에 의해 연속적으로 반송되어 오는 노광 대상 부재의 노광 패턴 형성용 영역에 노광 광원으로부터 출사한 노광광을 마스크를 개재하여 조사함으로써, 상기 노광 패턴 형성용 영역에 상기 마스크의 각각에 대응시킨 마스크 패턴을 노광하는 노광 장치로서,
상기 노광 대상 부재의 이동 방향에서의 상기 노광광의 조사 위치보다도 상류측에 배치되어 상기 노광 대상 부재에 사행(蛇行) 검출용 마크를 형성하는 제1 마크 형성부와,
상기 노광 대상 부재의 이동 방향에서의 상기 제1 마크 형성부와 상기 노광광의 조사 위치와의 사이에 배치되고, 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에 교차하는 방향에서의 상기 사행 검출용 마크의 위치를 검출하는 제1 검출부와,
이 제1 검출부가 검출한 상기 사행 검출용 마크의 위치에 기초하여 상기 사행 검출용 마크의 사행량을 연산하는 제1 사행 연산부와,
상기 노광 대상 부재의 이동 방향에서의 상기 제1 검출부의 위치에 대응하는 위치에서 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에 수직한 방향으로 이동 가능하게 배치되고, 상기 마스크의 위치 조정용의 얼라인먼트 마크를 형성하는 제2 마크 형성부와,
상기 제1 사행 연산부가 구한 상기 사행 검출용 마크의 사행량을 제거하도록, 상기 제2 마크 형성부를 이동시키는 제1 제어부
를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제1항에 있어서,
상기 노광 대상 부재의 이동 방향에서의 상기 제2 마크 형성부의 하류측에 배치되고, 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에 교차하는 방향에서의 상기 얼라인먼트 마크의 위치를 검출하는 제2 검출부와,
상기 제2 검출부가 검출한 상기 지표 위치에서의 상기 얼라인먼트 마크의 위치에 기초하여 상기 얼라인먼트 마크의 사행량을 연산하는 제2 사행 연산부와,
이 제2 사행 연산부가 구한 상기 얼라인먼트 마크의 사행량에 따라, 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에 수직인 방향의 상기 마스크의 위치를 조정하는 제2 제어부
를 갖는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제2항에 있어서,
상기 마스크는 상기 노광 대상 부재의 이동 방향으로 이격하여 복수개 배치되어 있고, 각각의 마스크에 대응하여 상기 제2 사행 연산부 및 상기 제2 제어부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 얼라인먼트 마크 형성부는 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에 대하여 연속적 또는 단속적(斷續的)으로 얼라인먼트 마크를 상기 노광 대상 부재에 형성하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 마크 형성부는 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에 대하여 단속적인 지표가 붙여진 사행 검출용 마크를 상기 노광 대상 부재에 형성하는 것이며, 상기 제1 검출부는 상기 노광 대상 부재의 이동 방향에 교차하는 방향에서의 상기 사행 검출용 마크의 상기 지표 위치에서의 위치를 검출하는 것인 것을 특징으로 하는 노광 장치.