TWI518468B - 曝光裝置 - Google Patents

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Description

曝光裝置
本發明係關於一種，將連續地搬運而來的曝光對象構件其曝光精度提高之曝光裝置，特別是關於一種，即便在曝光對象構件朝著與移動方向垂直之方向曲折的情況，仍可使遮罩位置調整用之對正標記因應曝光對象構件之曲折而變化，並將相對於曝光對象構件之遮罩的位置精度良好地調整，可穩定曝光之曝光裝置。
過去，在液晶顯示器等之玻璃基板上形成例如定向膜等時，係以下列方式進行：將表面上形成有定向材料膜等之材料膜的玻璃基板供給往曝光裝置，藉由將定向材料膜曝光，將其光定向為既定方向。
此一曝光裝置中，自曝光光源介由既定之光學系統射出的曝光光線，透射過遮罩之透光區域的圖案而照射；曝光對象之玻璃基板，被載置於例如可移動之平台上，藉由移動平台，搬運至曝光光線之照射區域。之後，藉由使形成在玻璃基板上之材料膜與遮罩之圖案對應並進行曝光，於玻璃基板上形成既定的曝光區域。
如此，由平台等之搬運裝置搬運的玻璃基板等之曝光對象構件，定向膜等的形成區域受到搬運裝置或遮罩等之位置精度的巨大影響。因此，前人提出各種用於將曝光對象構件之既定區域高精度地曝光的技術。
例如，專利文獻1揭示之膜片曝光裝置，在膜片其曝光對象區域外側之膜片側部的兩側施加1對矩形標記。之後，在停止搬運膜片的狀態下，藉由將該對正用之標記形狀在膜片移動方向、及與移動方向垂直之方向中光學地檢測，調整遮罩之位置以使曝光光線照射至膜片之既定區域。
此外，在曝光對象構件為膜片的情況下，使用例如圖9及圖10所示之1對滾輪80、81，做為將膜片連續地供給至曝光裝置的搬運裝置。亦即，如圖9及圖10所示，曝光對象之膜片2，自膜片基材至被加工為作為製品之膜片為止的各步驟間，係被捲取為滾筒狀而搬運。而被供給至曝光裝置時，膜片之滾筒被同軸安裝於供給側滾輪80，膜片2自前端部起藉由捲取側滾輪81被依序捲取。之後，如圖9所示，在自供給側滾輪80起至捲取側滾輪81為止之間，使膜片2通過曝光裝置，在膜片之表面所形成的例如定向材料膜連續地照射曝光光線，將膜片之既定的曝光區域沿著膜片移動方向施行曝光。此一方式稱為滾筒對滾筒(Roll-to-Roll)方式。
以滾筒對滾筒方式將膜片曝光的情況，如圖10所示，膜片2自供給側滾輪80被供給往捲取側滾輪81之間，由於例如搬運裝置之滾輪80、81與膜片之滾筒間的間隙或膜片之往滾筒的捲取誤差等，有膜片2往與其移動方向垂直之方向曲折的情況，因而，具有膜片2之曝光精度降低等問題。
因此，例如如專利文獻2及3所揭示，前人提出各種修正膜片之曲折的技術。專利文獻2所揭示之技術中，設置檢測膜片等之條片的邊緣部位置的檢測器，依檢測器之檢測結果，將供給側滾輪藉由壓力缸筒等往軸方向移動，修正在與移動方向垂直之方向中的條片之曲折。
此外，專利文獻3揭示之技術係為：在將膜片等之長條的工件分2次曝光的情況，第1次曝光時，於工件上形成圖案的同時，在各個既定圖案長度間歇性地施加對正用之標記；而第2次曝光時，藉由拍攝該對正標記，檢測工件之位置偏移及傾斜，修正遮罩位置及傾斜。
圖11，係以一例顯示以下型式的習知曝光裝置之圖，該曝光裝置將射出曝光光線之曝光光源11對應1個遮罩12而逐對地互相朝向配置，自互不相同方向照射曝光光線。此一型式之曝光裝置，係在例如於液晶顯示器等之玻璃基板上或偏光膜等之膜片基材上形成定向膜時的定向材料膜之曝光步驟中使用。亦即，藉由此一曝光裝置之曝光而形成定向膜的情況，係將表面形成有定向材料膜之曝光對象構件供給至曝光裝置內，於各個既定區域自不同方向照射曝光光線，以形成定向為不同方向之定向膜。依此一曝光裝置，可例如將與膜片的1畫素對應之區域，於其寬方向分割為二並進行曝光，或在各個與畫素對應之區域將膜片於其寬方向分割並曝光，在各個分割區域形成定向方向不同之定向膜。依此一定向膜之定向方向的特徵，使玻璃基板間所夾持之液晶分子其電壓施加時的動作，因應定向膜之定向方向而有所不同，藉此，可將顯示裝置之視角擴大，此外，亦可將製造之膜片作為3D(Three Dimensional)顯示器等之偏光膜使用，近來，此一膜片之曝光技術備受注目。
藉此一曝光裝置將膜片曝光時，膜片在搬運中容易產生擺動，因而具有曝光位置產生偏移等問題。為降低此一曝光位置偏移的影響，例如，在如同上述之膜片移動方向上並置有複數光源的曝光裝置中，例如如圖11及圖12所示，並非使用1個遮罩進行曝光，而係使用複數個遮罩12，以將各遮罩12於曝光對象構件之移動方向及垂直於其之寬方向中排列的方式配置為Z形，在各個遮罩設置曝光光源11以施行曝光。之後，使來自曝光光源11之曝光光線透射至各個遮罩121至124，如圖12所示，在膜片供給而來之上游側，藉由被互相分離配置之遮罩121及122將膜片2於曝光區域A及C曝光；在下游側，藉由遮罩123將曝光區域A及C間之區域B曝光，並藉由遮罩124將與曝光區域C鄰接之區域D曝光。藉此，可將膜片2之幾近整面定向分割的圖案精度良好地形成。
[習知技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1：日本特開平5-323621號公報
專利文獻2：日本特開平8-301495號公報
專利文獻3：日本特開2009-216861號公報
然而，上述習知技術，具有如同以下之問題點。專利文獻1之技術，在將工件藉由搬運裝置等連續地供給之情況並不適合。亦即，專利文獻1之曝光裝置中，對正標記之檢測及遮罩位置之修正，係在停止搬運工件之狀態下進行。特別是，以滾筒對滾筒方式供給膜片並曝光的情況中，如同上述，有膜片往與移動方向垂直之方向曲折的情況，修正各個遮罩位置之作業必須將工件之搬運停止。因此，例如將曝光區域連續地形成為帶狀的情況中，生產力極低。專利文獻3之技術中，對正標記僅設在各個既定區間，為了提升曝光精度，在為了檢測對正標記之作業中必須停止工件之搬運以修正遮罩位置，生產力低。
此外，即便是使用如專利文獻2揭示之膜片搬運裝置的情況，膜片仍週期性地產生如圖10所示之朝著與移動方向垂直之方向的曲折。而專利文獻2之技術，係以解決膜片對於搬運裝置的曲折為目的之技術，並不考量曝光裝置之曝光精度。因此，並非可解決膜片曲折所致使的曝光精度降低之發明。
進一步，專利文獻3之技術，亦與專利文獻1相同，對正標記之檢測及遮罩位置之修正，係在停止工件之搬運的狀態下進行，在將膜片連續地曝光的情況下，生產力低。
而如圖11及12所示之藉由複數個遮罩12，將曝光光線照射至各個遮罩12之形式的曝光裝置中，如圖11所示，內建曝光光源11之部分(曝光光源11之筐體部分)，每1光源，具有例如在膜片移動方向約2m左右的長度；圖12所示之曝光區域A及C與曝光區域B及D之間的距離，變長為至少為4m左右。因此，在自上游側之曝光區域A及C搬運往下游側之曝光區域B及D的過程中，具有膜片容易擺動，易往與其移動方向垂直之寬方向偏移等問題。是故，膜片移動方向下游側之曝光區域中，由於膜片之寬方向的位置偏移，亦有已曝光的區域被再度曝光，或產生未曝光的區域等問題點。
為解決此一問題，本案發明人在日本特願2010-089608號中提出一種技術：於膜片基材上之側部形成對正標記，於膜片移動方向中的下游側藉由CCD相機檢測對正標記之膜片寬方向的偏移，依據此一檢測訊號，將下游側之遮罩123及124的位置於膜片之寬方向調節以修正曝光區域的偏移。然而，此一先前技術，係藉由被固定於一定位置之雷射標示器形成對正標記的技術，膜片曲折時，對正標記對於膜片之相對位置亦曲折。因此，由於以被形成為對膜片移動方向曲折之對正標記為基準將遮罩位置定位，曝光區域亦被形成為對於膜片移動方向曲折。此外，以對於膜片相對地曲折的方式形成對正標記的情況，其形成誤差大，與各遮罩對應而設之CCD相機的檢測誤差累計成為對正標記的形成誤差，遮罩位置之設定精度些許降低。
鑑於此一問題點，本發明之目的在於提供一種：即便在連續地供給曝光對象構件之情況，仍可使遮罩位置調整用之對正標記因應曝光對象構件之曲折而變化，並將相對於曝光對象構件之遮罩的位置精度良好地調整，可在高精度下穩定曝光之曝光裝置。
本發明之曝光裝置，藉由在以搬運裝置連續搬運而來之曝光對象構件其曝光圖案形成用區域，隔著遮罩照射自曝光光源射出之曝光光線，於該曝光圖案形成用區域將與該遮罩各自對應的遮罩圖案進行曝光，其特徵為具有：第1標記形成部，配置於該曝光對象構件之移動方向中的較該曝光光線照射位置更為上游側，在該曝光對象構件形成檢測曲折用標記；第1檢測部，配置於該曝光對象構件之移動方向中的該第1標記形成部與該曝光光線照射位置之間，檢測該檢測曲折用標記在與該曝光對象構件之移動方向交叉之方向中的位置；第1曲折運算部，依據該第1檢測部檢測出之該檢測曲折用標記的位置，運算該檢測曲折用標記的曲折量；第2標記形成部，配置為在該曝光對象構件之移動方向中的與該第1檢測部之位置對應的位置上，可在與該曝光對象構件之移動方向垂直之方向移動，形成該遮罩位置調整用之對正標記；以及第1控制部，移動該第2標記形成部，以抵消該第1曲折運算部求出之該檢測曲折用標記的曲折量。
此一曝光裝置具有例如：第2檢測部，配置於該曝光對象構件之移動方向中的該第2標記形成部之下游側，檢測該對正標記在與該曝光對象構件之移動方向交叉之方向中的位置；第2曲折運算部，依據該第2檢測部檢測出之該對正標記的位置，運算該對正標記的曲折量；以及第2控制部，因應該第2曲折運算部求出之該對正標記的曲折量，調整該遮罩在與該曝光對象構件之移動方向垂直之方向中的位置。
上述之曝光裝置中，例如於該曝光對象構件之移動方向配置有分離的複數個該遮罩，並對應各個遮罩，設置該第2曲折運算部及該第2控制部。此外，該對正標記形成部，例如對該曝光對象構件之移動方向，連續地或不連續地於該曝光對象構件形成對正標記。
該第1標記形成部，例如於該曝光對象構件，形成對該曝光對象構件之移動方向附加有不連續指標的檢測曲折用標記；該第1檢測部，檢測該檢測曲折用標記之該指標在與該曝光對象構件之移動方向交叉之方向中的位置。
本發明之曝光裝置，具有：第1標記形成部，於曝光對象構件之移動方向中的較曝光光線照射位置更為上游側，在曝光對象構件形成檢測曲折用標記；以及第1檢測部，檢測該檢測曲折用標記在與曝光對象構件之移動方向交叉之方向中的位置；第1曲折運算部，依據第1檢測部檢測出之檢測曲折用標記的位置，運算檢測曲折用標記的曲折量；第1控制部，移動被配置在與第1檢測部之位置對應的位置之第2標記形成部，以抵消第1曲折運算部求出之該檢測曲折用標記的曲折量；藉由此一第2標記形成部，形成遮罩位置調整用之對正標記。亦即，即便是連續地供給之曝光對象構件在與移動方向垂直之方向曲折的情況中，第2標記形成部，仍形成對正標記以抵消此一曲折量。藉此，對正標記，對於曝光對象構件形成相對地直線狀。因此，可使用此一直線狀之對正標記精度良好地調整遮罩位置，可將曝光對象構件在高精度下穩定地連續曝光。
此外，第2標記形成部，由於將對正標記以在曝光對象構件成為相對地直線狀的方式形成，故與將對正標記形以對於曝光對象構件相對地曲折的方式形成之情況相較，其形成誤差極小。因此，藉由使用此一對正標記調整遮罩位置，即便在例如遮罩位置調整用之CCD相機等的檢測部具有個別差異所致使之檢測誤差的情況，此一檢測誤差亦幾乎不累計成為對正標記之形成誤差，提升遮罩位置之設定精度，故可高精度地曝光。
[實施本發明之最佳形態]
以下，參考附圖對本發明之實施形態進行具體說明。首先，對本發明實施形態之膜片曝光裝置的構成加以說明。圖1為顯示本發明實施形態之曝光裝置其膜片之曝光的平面圖；圖2(a)至圖2(e)為，顯示檢測曲折用標記之曲折的圖；圖3為，顯示本發明實施形態之曝光裝置中，依照曲折量之檢測而修正對正標記其形成位置的圖。本實施形態之曝光裝置1，與圖9至圖12所示之習知曝光裝置同樣地，具有：射出曝光光線之曝光光源11、遮罩12、隔著遮罩12將自曝光光源11射出之曝光光線照射膜片2的光學系統、以及搬運膜片2之例如搬運滾輪等的膜片搬運部；例如藉由準直透鏡及/或反射鏡等之光學系統，將自曝光光源11射出之曝光光線，隔著遮罩12，照射至表面形成有曝光材料膜之玻璃基板或膜片2的曝光對象構件20，與遮罩圖案對應，例如將定向材料膜等之曝光材料膜光定向以形成定向膜。另外，曝光對象構件為玻璃基板的情況，藉由將玻璃基板載置於搬運平台等之可動的搬運裝置進行搬運，在曝光光線照射位置中，於玻璃基板表面之曝光材料膜將遮罩圖案依序連續地曝光。此外，曝光對象構件為膜片2的情況，與過去同樣地，藉由滾筒對滾筒方式，將自供給側滾輪80供給之膜片2藉由捲取側滾輪81維持膜片2之繃緊狀態並將其捲取時，使曝光光線照射膜片表面之曝光材料膜，將曝光材料膜依序連續地曝光。膜片2用之搬運裝置中，例如，上述2個滾輪80、81間亦配置1個以上的膜片2搬運用之搬運滾輪9，各搬運滾輪9等，係藉由例如馬達加以驅動。本實施形態，雖對使用膜片2作為曝光對象構件20的情況進行說明，但在曝光對象構件20為玻璃基板之情況中，對搬運裝置之構成以外的部分，仍與本實施形態相同。
本實施形態中，與圖9所示之習知曝光裝置10同樣地，曝光對象之膜片2，例如自滾筒對滾筒方式中之供給側滾輪80釋出而至供給予曝光裝置1內為止之間，供給至狹縫式塗布機4，以狹縫式塗布機4在膜片基材20之表面將既定的曝光材料，例如光定向性之材料，塗布為膜狀。之後，將塗布過之曝光材料，以乾燥裝置5乾燥或，在膜片基材20之表面形成既定的曝光材料膜。其後，將表面形成有曝光材料膜之膜片2，供給至曝光裝置1。本實施形態中，對膜片2其表面所形成之曝光材料膜21為定向材料膜的情況進行說明。
如圖1所示，本實施形態之曝光裝置1，於膜片2之移動方向中的較曝光光線照射位置(遮罩圖案之形成位置)更為上游側，設置雷射標示器17(本發明之第1標記形成部)；在膜片2之移動方向中的雷射標示器17與曝光光線照射位置之間，設置檢測曲折用之線CCD14(本發明之第1檢測部)。本實施形態中，雷射標示器17及線CCD14，配置於曝光對象之膜片2其兩側部之一方的例如膜片供給等所使用之區域的上方。此外，在膜片2其另一方側部的上方，膜片2之移動方向中的與線CCD14對應之位置，設置對正用雷射標示器13(本發明之第2標記形成部)。而膜片2之移動方向中的對正用雷射標示器13之下游，在與各遮罩12對應之位置，設置線CCD16(第2檢測部)。本實施形態，如圖1所示，於上游側及下游側分別各設置1個遮罩12，並在膜片2之移動方向的上游側及下游側各配置1個線CCD16以與各遮罩121、123對應。另外，本實施形態，雖對將膜片2其一方之側部 作為檢測曲折用標記2b的形成區域使用，並將另一方之膜片側部作為對正標記2a的形成區域使用之情況進行說明，但此等之標記2a、2b，形成於膜片2上之曝光圖案形成用區域外的區域，例如使用在液晶顯示器等之顯示裝置時不成為影像顯示區域的區域即可。作為不成為影像顯示區域的區域，例如如圖13(a)所示，可列舉過去例如作為膜片供給用之區域等的膜片側部使用。此外，如圖13(b)所示，在將1片膜片2於與其移動方向垂直之寬方向分割而製造複數片的偏光膜等之情況中，例如將成為偏光膜之區域間的區域作為未使用區域，在此一曝光對象區域間之未使用區域，形成檢測曲折用標記2b及/或對正標記2a。
雷射標示器17，具備例如照射Nd：YAG雷射或紫外線等之雷射光源，例如藉由氙閃光燈等之脈衝光射出脈衝雷射，以在從膜片2之邊緣部起例如25mm以內的膜片2之側部，不連續地形成例如寬20μm、長15mm之檢測曲折用標記2b。另外，為了提高後述檢測曲折用之線CCD14對膜片曲折之檢測精度，例如如圖4(a)所示，可藉由雷射標示器17，將2列檢測曲折用標記2b相互地形成Z形，使2列的各個帶狀之檢測曲折用標記2b其前端部及後端部形成為：自與膜片2移動方向交叉之方向來看，相互地重疊。此一情況中，將各檢測曲折用標記2b之前端及後端作為檢測曲折用指標使用。此外，例如亦可如圖4(b)所示，使各檢測曲折用標記2b以對於膜片移動方向往同一方向傾斜的方式形成1列，將各標記之前端及後端作為對正標記2a之檢測曲折用指標使用。此外，亦可如圖4(c)所示，將檢測曲折用標記2b以往膜片移動方向延伸的方式連續地形成1條，例如在與膜片移動方向交叉之方向設置不連續指標。
檢測曲折用之線CCD14，檢測以雷射標示器17形成之檢測曲折用標記2b在與膜片移動方向交叉之方向中的位置。亦即，膜片2，由於例如搬運裝置之滾輪80、81與膜片之滾筒間的間隙或膜片之往滾筒的捲取誤差等，有膜片2往與其移動方向垂直之方向曲折的情況。此一情況，膜片2，主要由於靠近捲取側滾輪81其下游側之曲折，而使與其移動方向垂直之方向的曲折，逐漸往上游側傳遞而去。因此，膜片2，如圖2(a)至圖2(e)所示，在自雷射標示器17被搬運至線CCD14為止之間，產生與其移動方向垂直之方向的曲折。本實施形態中，藉由配置為朝著與膜片2移動方向垂直之方向延伸的線CCD14，檢測伴隨著膜片曲折而曲折之檢測曲折用標記2b的位置。線CCD14，例如將檢測曲折用標記2b之前端及後端作為檢測曲折用指標而檢測其位置。
圖5為，顯示本實施形態之曝光裝置中，作為檢測曲折用標記2b之曲折的檢測方法之一例的圖。另外，圖5中，在膜片2朝著與其移動方向垂直之方向曲折的情況，對於1個檢測曲折用標記2b，顯示其移動軌跡。本實施形態中，線CCD14例如如圖5所示，對於各個檢測曲折用標記2b，以其前端及後端為指標，檢測曲折用標記2b其前端及後端在與膜片移動方向交叉之方向中的位置。另外，檢測曲折用標記2b如圖4(a)至圖4(c)所示，在形成為自與膜片2移動方向交叉之方向來看，相互地重疊的情況，無法藉由線CCD14量測之區間消失，提高線CCD14對檢測曲折用標記2b之曲折的檢測精度，故較為適宜。線CCD14，與後述之控制裝置30相連接，以線CCD14測定出之檢測曲折用標記2b位置的訊號被發送至控制裝置30，計算膜片2之曲折量。
對正用雷射標示器13，與雷射標示器17同樣地，具備例如照射Nd：YAG雷射或紫外線等之雷射光源，例如藉由氙閃光燈等之脈衝光射出脈衝雷射，以在從膜片2之邊緣部起例如25mm以內的膜片2之側部，不連續地形成例如寬20μm、長15mm之對正標記2a。此外，對正用雷射標示器13，形成連續之對正標記2a。本實施形態如圖1所示，對正用雷射標示器13，藉由朝著與膜片2移動方向垂直之方向延伸的引導構件13a，固持之並使其可往與膜片2移動方向垂直之方向移動。而對正用雷射標示器13係構成為，藉由沿著引導構件13a移動，可往膜片2之對正標記2a的形成位置適宜調整。
本實施形態中，對正用雷射標示器13如圖3所示，以將控制裝置30依據以線CCD14測定出之檢測曲折用標記2b的位置所計算出之膜片2的曲折量抵消的方式，修正其位置。亦即，膜片2，自圖3(a)所示之狀態經過圖3(b)所示之狀態，曲折成為圖3(c)所示之狀態的情況下，線CCD14，檢測各狀態中之檢測曲折用標記2b的位置；控制裝置30，依據此一檢測結果，計算膜片2之往圖3中的上方的曲折量。之後，控制裝置30，將對正用雷射標示器13的位置與膜片2的曲折量配合，往圖3中的上方移動以抵消膜片2的曲折量。藉此，對正用雷射標示器13，未移動對於膜片2之相對位置，連帶地，可將對正標記2a對於膜片2形成相對地直線狀。
對正標記檢測用之線CCD16，在膜片2之移動方向中的與遮罩121、123之位置對應的位置中，以與各遮罩121、123於膜片之寬方向排列的方式，配置在膜片2之上方或下方，構成為在與遮罩12對應之位置檢測對正標記2a之位置。如圖6所示，對正標記檢測用之線CCD16，於例如與遮罩12之窺鏡12a對應的位置，檢測對正標記2a在與膜片2移動方向交叉之方向中的位置。例如，膜片2移動時往其寬方向曲折的情況，伴隨此一曲折，對正標記2a亦在膜片2之寬方向偏移同一曲折量的量，而對正標記檢測用之線CCD16，檢測由於曲折而往寬方向偏移之對正標記2a的位置。
線CCD16，例如與圖7所示之控制裝置30相連接。將檢測出的對正標記2a之膜片寬方向中的位置發送至控制裝置30。控制裝置30，構成為依據自線CCD16發送出之對正標記2a的位置，調整各遮罩12之位置。藉此，本實施形態之曝光裝置1，形成對正標記2a，並可依其曲折量調整遮罩12之位置。
本實施形態的曝光光源11，為例如射出紫外線之光源，例如水銀燈、氙氣燈、準分子燈及紫外LED等，使用射出連續光或脈衝雷射的光源。本實施形態中，自曝光光源射出之曝光光線的光路上，配置例如準直透鏡及/或反射鏡等之光學系統，例如構成為在形成於膜片2上之曝光材料膜其圖案形成用區域之定向材料膜(曝光材料膜21)，以既定光量照射曝光光線。曝光光源，可藉由例如未圖示之控制裝置，調整曝光光線之射出方向，藉此，構成為可調整曝光光線之對於膜片2的入射角。本實施形態之曝光裝置1，配置為2個曝光光源對於曝光裝置1之曝光區域互相朝向，並於膜片2之移動方向排列。藉此，將從各曝光光源射出之預傾角各自相異的2束曝光光線，隔著遮罩12照射定向材料膜(曝光材料膜21)，將定向材料膜在與其移動方向垂直之寬方向分割並曝光，於膜片基材上，形成定向方向在相鄰之分割區域互為不同的定向膜。此一曝光裝置之方式，稱為定向分割方式。藉此，例如若作為1畫素之區域使用於其寬方向被分割為二之定向膜，在定向膜間夾持有液晶之顯示裝置施加電壓，則電壓施加時之液晶分子的朝向方向，因應定向膜之定向方向在1畫素內成為2方向，可擴展液晶顯示器等之視角。此外，在各個於寬方向相鄰之作為畫素的區域形成有不同定向方向之定向膜的膜片，可作為例如3D(Three Dimensional)顯示器等之偏光膜使用。另外，曝光光源，並不限為對1處曝光區域設置2個，可設置3個以上，亦可藉由來自互不相同方向之曝光光線，將定向膜材料定向為例如3個方向以上。此外，例如，亦可構成為對1處曝光區域設置1個曝光光源，將自曝光光源射出之曝光光線藉由偏光板等分割為2束以上，使分割過之曝光光線自互不相同方向照射。例如，可藉由偏光板，將曝光光線分割為P偏光之直線偏光的曝光光線、與S偏光之直線偏光的曝光光線，分別自不同的方向照射。
遮罩12如圖6所示，例如由框體120與其中央之圖案形成部125構成，圖案形成部125，形成有既定之透光區域圖案125a。亦即，圖案形成部125，對應膜片2形成之圖案形狀，形成透射曝光光線之開口，或設置透光性之構件。而例如定向分割方式之曝光裝置中，藉由圖案形成部125之透射光在膜片2表面之定向材料膜將遮罩圖案曝光。本實施形態中，各個遮罩12配置1對曝光光源，射出入射角各不相同的曝光光線。因此，本實施形態中，對應入射角度各不相同的2束曝光光線，於膜片移動方向之上游側及下游側分別設置複數根矩形的開口圖案125a。而此等上游側及下游側之透光區域群，以曝光光線之照射區域彼此互不重疊的方式，互相地分離而形成。此外，例如以上游側圖案與下游側圖案之曝光區域互相鄰接的方式，將上游側圖案與下游側圖案，沿著其寬方向形成為Z形。
本實施形態中，遮罩12，於較圖案125a更為上游(圖6的上方)側，設置以朝著與膜片2移動方向垂直之寬方向延伸的方式，寬300μm左右、長250mm左右的線CCD用之窺鏡12a；此一窺鏡12a其長邊方向之中間，設有將曝光光線遮光之例如寬15μm左右之線狀遮光圖案12b。而遮罩12下方，設有例如遮罩位置檢測用之線CCD15，藉由線CCD15檢測遮光圖案12b的位置，使用在遮罩12之位置調整。另外，本實施形態的窺鏡12a及遮光圖案12b的位置及形狀，僅為其中一例，只要可精度良好地進行遮罩12之定位，本發明並不限定其等之位置及形狀。例如窺鏡12a及遮光圖案12b的位置，可設置在被形成為排列成2列的圖案125a間之區域等，亦可例如設置互相交叉(例如交叉為N型)之複數根的狹縫，以取代遮光圖案12b。
遮罩12，例如藉由遮罩平台固持框體120之部分，構成為藉著遮罩平台之移動可移動遮罩12全體。遮罩平台，例如與圖7所示之控制裝置30相連接，藉由控制裝置30的控制，構成為可將其位置，例如於水平方向(膜片之寬方向、或膜片之寬方向及膜片之長邊方向)移動。藉此，可於水平方向調整遮罩12之膜片2的曝光位置。遮罩平台，亦可例如於鉛直方向移動，藉此，構成為可調整使膜片2上之例如定向膜材料以既定大小曝光。
圖7為顯示控制對正標記形成部位置及遮罩位置之控制裝置30其構成之一例的圖。如圖7所示，控制裝置30，例如遮罩平台驅動部、及設於膜片捲取側滾輪81之馬達的控制部相連接。如圖7所示，遮罩位置控制部30具備：第1影像處理部31，與檢測曲折用標記2b之位置檢測用的線CCD14相連接；第2影像處理部32，與對應於遮罩12位置的對正標記2a之位置檢測用的線CCD16相連接；第3影像處理部33，與設於遮罩12下方之遮罩位置檢測用的線CCD15相連接；運算部34；記憶體35；馬達驅動控制部36；雷射標示器驅動控制部37；遮罩平台驅動控制部38；以及控制部39。
第1影像處理部31，將藉由檢測曲折用標記2b之位置檢測用的線CCD14所拍攝之檢測曲折用標記2b進行影像處理，例如檢測出各檢測曲折用標記2b其前端與後端在與膜片移動方向交叉之方向中的位置。據此，以第1影像處理部31構成第1曲折運算部。第2影像處理部32，將藉由對正標記之位置檢測用的線CCD16所拍攝之對正標記2a進行影像處理，檢測各對正標記2a在與膜片移動方向交叉之方向中的位置。據此，以第2影像處理部32構成第2曲折運算部。第3影像處理部33，將藉由遮罩位置檢測用的線CCD15所拍攝之遮罩12的遮光圖案12b進行影像處理，檢測遮光圖案12b在與膜片移動方向交叉之方向中的位置。運算部34，依據此等檢測結果，運算各檢測對象在與膜片移動方向交叉之方向中的位移或曲折量。亦即，運算部34，依第1影像處理部31之檢測結果，運算檢測曲折用標記2b在線CCD14位置上，往與膜片移動方向交叉之方向曲折的量；又，運算部34依第2影像處理部32及第3影像處理部33之檢測結果，以對正標記2a的位置及遮罩12的位置，運算兩者間之距離，例如以膜片之寬方向中，應設定之兩者間的相對位置關係、及實際之兩者間的相對位置關係，運算自應設定之兩者間的距離之偏移。記憶體35，記憶例如第1影像處理部31、第2影像處理部32及第3影像處理部33之檢測結果與運算部34之運算結果。馬達驅動控制部36，例如控制膜片捲取側滾輪81其馬達的驅動或停止，或驅動時的旋轉速度。
雷射標示器驅動控制部37，控制對正用雷射標示器13的驅動，例如控制沿著引導構件13a之對正用雷射標示器13其移動方向及移動量。據此，以雷射標示器驅動控制部37構成第1控制部。遮罩平台驅動控制部38，控制遮罩平台的驅動，例如藉由控制遮罩平台的移動方向及移動量，可調整遮罩位置。據此，以遮罩平 台驅動控制部38構成第2控制部。控制部39，控制此等第1至第3影像處理部31、32、33、運算部34、記憶體35、馬達驅動控制部36、雷射標示器驅動控制部37及遮罩平台驅動控制部38。藉此，曝光裝置1構成為，例如將遮罩12的位置及對正用雷射標示器13的位置，於例如與膜片移動方向交叉之方向調整，或可控制設於捲取側滾輪81的馬達之旋轉速度等。
藉此，本實施形態中，例如，如圖2所示，膜片2往與其移動方向交叉之方向曲折的情況，線CCD14，對各檢測曲折用標記2b，檢測其前端部及後端在與膜片移動方向交叉之方向中的位置。之後，依據此一檢測結果，控制裝置30，運算檢測曲折用標記2b在與膜片2移動方向交叉之方向中的曲折量，依據此一運算結果，如圖3所示，修正對正用雷射標示器13的位置。本實施形態，因即便在膜片2曲折的情況，仍以線CCD14將其檢測，修正對正用雷射標示器13的位置以抵消膜片2之曲折，故可將對正標記2a對於膜片2形成相對地直線狀。藉此，本實施形態，與將對正標記2a對於膜片2形成相對地曲折的情況相比，其形成誤差極小。
本實施形態，可在膜片側部之例如用於膜片供給等的區域，以液狀或糊狀之狀態塗布例如烘烤材料、光硬化性材料或墨水等而形成側部塗布膜22。作為成為此一側部塗布膜22之烘烤材料，可使用能藉由烘烤(bake)而在膜片基材20上形成烘烤膜的材料，例如一般使用之光學彩色濾光片用的紅、綠、藍及/或黑之光阻材料較佳。然而，本發明之側部塗布膜，僅用於膜片曲折檢測用之對正標記的形成，故在以光阻材料形成側部塗布膜時，不必特別進行顯影等之步驟。此外，作為光硬化性材料，可使用例如光硬化性樹脂。另外，於側部塗布膜22之材料塗布墨水時，可使用含有顏料及/或染料等之液狀或糊狀的全部墨水，宜使用可在乾燥裝置5使溶媒成分揮發而形成膜的墨水，例如油性墨水。藉由烘烤材料或光硬化性材料形成側部塗布膜22的情況，烘烤材料或光硬化性材料，可藉由曝光材料塗布用之狹縫式塗布機4與曝光材料 同時塗布，亦可藉由其他狹縫式塗布機塗布。以墨水形成側部塗布膜22的情況，係藉由設置於膜片2之移動方向中的狹縫式塗布機4其上游側或下游側的塗布裝置，亦即，設置於較乾燥裝置5更為上游側的塗布裝置，在膜片基材20之側部塗布墨水。作為塗布裝置，使用如以下構成的裝置即可：使墨水浸透以例如由具有適度柔軟性之素材，例如氈質之纖維等形成的塗布部，藉由使被供給至此一塗布部之膜片基材20其側部的曝光材料與未塗布區域接觸，將墨水塗布為膜狀。
另外，此等烘烤材料、光硬化性材料或墨水，宜為有色材料。亦即，例如將波長532nm之雷射光，照射以有色墨水、有色光硬化性材料或彩色濾光片用之光阻材料等形成的側部塗布膜22的情況，雷射光之吸收率為90至98%，與膜片基材及定向膜材料(膜片基材及定向膜材料的雷射光之吸收率皆幾近為0%)相比為極高，此外，藉由照射來自各個雷射標示器13、17之雷射光，簡單地藉曝光或雷射加工進行標記。因此，與將雷射光照射無色透明之膜片基材以進行標記的情況相比，雷射光產生之標記簡單，對正標記2a、檢測曲折用標記2b之形成亦簡單。例如，於膜片基材進行標示時，例如使用的雷射光為波長266nm之紫外線的情況，若未使雷射光之照射能量為極大，例如8J/cm2，則難以形成各個標記2a、2b。此外，於定向材料膜施行雷射標記時，雖與僅在膜片基材施行雷射標記的情況相比可使雷射光之照射能量小，但因各標記2a、2b之周圍的定向材料膜為無色透明，故必須使用例如SEM等之檢測裝置，曝光裝置之成本變得略高，裝置之大小亦變得略大。然而，以例如有色墨水形成側部塗布膜22時，例如使用的雷射光為波長532nm之紫外線的情況，可使雷射光之照射能量小至例如0.6J/cm2左右。此外，以例如彩色濾光片用之光阻材料形成側部塗布膜22時，可使雷射光之照射能量小至1.0J/cm2左右。因此，藉由以如同上述之有色材料形成側部塗布膜22，使雷射光之標記簡單，且所形成之標記的周圍殘留有色塗布膜，因而即便是使用CCD相機等之便宜小型的檢測裝置的情況，仍可簡單 且精度良好地檢測所形成之對正標記2a、檢測曲折用標記2b。因此，可將檢測曲折用標記2b的膜片2之曲折精度良好地檢測，此外，因藉由對正標記2a，可精度良好地調整遮罩12的位置，故可將膜片穩定地曝光。
其次，對本實施形態之曝光裝置的動作加以說明。首先，膜片2，在供給至曝光裝置1前，藉由圖9所示之狹縫式塗布機4，於膜片基材20中央，塗布成為定向膜(曝光材料膜21)之曝光材料。於膜片2側部形成側部塗布膜22的情況，亦塗布烘烤材料或光硬化性材料作為其材料。此外，塗布墨水作為側部塗布膜22之材料的情況，藉由設置於膜片移動方向中的狹縫式塗布機4其上游側或下游側(乾燥裝置5之上游側)的塗布裝置，於膜片基材之兩側邊緣部(從邊緣部起25mm為止之區域)的至少一方，塗布墨水。塗布墨水時，藉由使浸透墨水之例如以氈質的纖維等形成之塗布部接觸膜片基材20表面，將墨水於膜片基材20之表面塗布為膜狀。藉此，於膜片基材20之表面，將液狀或糊狀之曝光材料、與作為側部塗布膜22之光阻材料、光硬化性材料或墨水，塗布為膜狀。成為側部塗布膜22之此等材料，例如為有色材料。
接著，將膜片2搬運至乾燥裝置5，使表面之液狀或糊狀的曝光材料乾燥。在膜片2側部塗布成為塗布膜之材料的情況，亦於乾燥裝置5，因應各材料之特性將其乾燥(溶媒成分的揮發)、光硬化、及/或烘烤(bake)。藉此，於膜片基材之表面，形成曝光材料膜21(定向材料膜)及側部塗布膜22(光阻膜)。亦即，於膜片基材之寬方向的中央形成既定的定向材料膜，並於自膜片基材之邊緣部起25mm為止的側部形成側部塗布膜22的情況，膜片2側部，形成對正標記及檢測曲折用標記形成用之光阻、光硬化性材料或墨水的材料膜。而此一形成有1種或2種之材料膜的膜片2，藉由例如搬運滾輪9，自其前端部供給至曝光裝置1內。
被供給至曝光裝置1內的膜片2，藉著搬運滾輪等之搬運，其側部到達雷射標示器17之下方。膜片2側部到達雷射標示器17之下方後，藉由照射來自雷射標示器17之雷射光，開始形成檢測 曲折用標記2b。此時，於膜片2側部形成光阻膜等之側部塗布膜22的情況，雷射光之照射產生的標記簡單地進行，檢測曲折用標記2b亦清晰且精度良好地形成，因而其後之步驟的檢測亦變得簡單，故較為適宜。雖藉由雷射光之照射，於膜片基材形成檢測曲折用標記2b，但此一膜片2側部，過去係為例如膜片2之供給等所使用的區域，為顯示裝置之影像顯示區域未使用的區域，故無問題。
形成有檢測曲折用標記2b之膜片2，雖藉由搬運作業，到達檢測曲折用標記2b之位置檢測用的線CCD14下方，但在被搬運而來時，如圖2所示，膜片2，由於例如搬運裝置之滾輪80、81與膜片之滾筒間的間隙或膜片之往滾筒的捲取誤差等，有主要移動方向之下游側中，往與其移動方向垂直之方向曲折的情況。之後，此一膜片2移動方向下游側之曲折，逐漸往上游側傳遞而去。本實施形態中，藉由配置為朝著與膜片2移動方向垂直之方向延伸的線CCD14，於例如指標位置檢測出與膜片2移動方向交叉之方向中的檢測曲折用標記2b的位置，控制裝置30，藉由檢測訊號修正對正用雷射標示器13的位置。亦即，檢測曲折用標記2b往圖2中的上方曲折時，控制裝置30，將對正用雷射標示器13的位置修正至圖2中的上方，以抵消此一曲折量。之後，藉由照射來自對正用雷射標示器13之雷射光，開始形成對正標記2a。此時，於膜片2側部形成光阻膜等之側部塗布膜22的情況，雷射光之照射產生的標記簡單地進行，對正標記2a亦清晰且精度良好地形成，因而其後之步驟的檢測亦變得簡單，故較為適宜。雖藉由雷射光之照射，於膜片基材形成對正標記2a，但此一膜片2側部，過去係為例如膜片2之供給等所使用的區域，為顯示裝置之影像顯示區域未使用的區域，故無問題。藉此，如圖2所示，將對正標記2a，對於膜片2形成相對地直線狀。
此一線CCD14進行的檢測曲折用標記2b之檢測時，例如線CCD14如圖5所示，對各檢測曲折用標記2b，檢測作為其指標之前端及後端在與膜片移動方向交叉之方向的位置。此時，依檢測 曲折用標記2b之配置，具有存在無法以線CCD14量測之區間的情形。然而，例如如圖4(a)所示，若將2列檢測曲折用標記2b相互地配置為Z形，形成為自與膜片2移動方向交叉之方向來看，2列之各個帶狀的檢測曲折用標記2b之前端部及後端部相互重疊，則此一無法以線CCD14量測檢測曲折用標記2b之區間消失，檢測曲折用標記2b的位置之檢測精度變高，故較為適宜。
將形成有對於膜片2呈相對地直線狀之對正標記2a的膜片2，藉由搬運，終到達上游側遮罩12(121)之下方。如圖8所示，膜片2在被搬運至遮罩下方為止之間，雖有朝著與膜片2移動方向垂直之方向曲折的情況，但本實施形態中，具備修正此一曲折之結構。亦即，在與遮罩之窺鏡12a及遮光圖案12b對應的位置，配置朝著膜片2之寬方向延伸的線CCD15，線CCD15，將設於遮罩12的窺鏡12a中間之遮光圖案12b的位置，作為遮罩12的位置檢測。此外，在膜片2之移動方向中的與遮罩12的窺鏡12a(及遮光圖案12b)對應的位置，設有對正標記檢測用之線CCD16，檢測膜片2側部所形成之對正標記2a。以此等線CCD15、16檢測出之各個遮罩位置、對正標記位置的訊號，被發送至控制裝置30，接受各影像處理部(第2影像處理部32、第3影像處理部33)、運算部34及控制部39等之處理後，再藉由以遮罩平台驅動控制部38之控制而驅動遮罩平台，可將對正標記2a的位置作為基準，調整遮罩位置。亦即，本實施形態中，雖將對正標記2a對於膜片2形成相對地直線狀，但藉由以此一對正標記2a的位置為基準修正遮罩位置，即便在例如遮罩位置調整用之CCD相機等的檢測部具有個別差異致使之檢測誤差的情況，此一檢測誤差仍幾乎不累計成為對正標記之形成誤差，遮罩位置之設定精度高。
之後，膜片2，到達遮罩12的圖案125a之下方。此時，藉由照射自曝光光源射出的透射過遮罩12其圖案125a之曝光光線，將膜片2表面之定向膜材料(曝光材料膜21)，定向為既定方向。藉此，於膜片2，形成曝光圖案。之後，藉由自曝光光源11連續射出光並同時連續地搬運膜片2，於膜片2形成延著膜片移動方向 呈帶狀延伸的曝光圖案。本實施形態中，即便於將膜片2連續曝光的情形，仍可連續地修正膜片2之曲折以將對正標記2a形成相對地直線狀，此外，由於可使用此一對正標記2a將遮罩12的位置精度良好地調整，故即便於連續供給膜片2的情況，仍可將定向膜材料(曝光材料膜21)高精度地穩定連續曝光。
本實施形態，膜片移動方向中的下游側亦配置有遮罩123，如圖1所示，藉由上游側遮罩121曝光之膜片2，將到達下游側之遮罩123的下方。本實施形態中，雖形成為例如上游側遮罩121的曝光區域與下游側遮罩123的曝光區域相互鄰接，但如同上述地，以被形成為對於膜片2呈相對地直線狀之對正標記2a為基準調整下游側遮罩123的位置，故遮罩位置之設定精度高。因此，沒有以上游側遮罩121曝光過的區域藉下游側遮罩123被再度曝光，或產生未曝光之區域的情情，可高精度地將各遮罩之曝光區域以鄰接的方式形成。
[產業上利用性]
本發明，在將連續地搬運而來的曝光對象構件連續曝光之曝光裝置中，在對於曝光對象構件之曝光光線照射位置更為上游側形成檢測曲折用標記，檢測此一檢測曲折用標記的位置並運算曲折量，形成遮罩位置調整用之對正標記以抵消曲折量，故可將對正標記對於曝光對象構件形成相對地直線狀，即便在曝光對象構件朝著與其移動方向垂直之方向曲折的情況，仍可精度良好地調整遮罩位置，故可穩定地實現高精度之連續曝光，產業上利用價值高。
1、10‧‧‧曝光裝置
11‧‧‧曝光光源
12‧‧‧遮罩
12a‧‧‧窺鏡
12b‧‧‧遮光圖案
120‧‧‧框體
121‧‧‧(第1)遮罩
122‧‧‧(第2)遮罩
123‧‧‧(第3)遮罩
124‧‧‧(第4)遮罩
125‧‧‧圖案形成部
125a‧‧‧(遮罩)圖案
13‧‧‧對正用雷射標示器
13a‧‧‧引導構件
14‧‧‧(檢測曲折用標記之位置檢測用)線CCD
15‧‧‧(遮罩位置檢測用)線CCD
16‧‧‧(對正標記檢測用)線CCD
17‧‧‧雷射標示器
2‧‧‧膜片
2a‧‧‧對正標記
2b‧‧‧檢測曲折用標記
20‧‧‧曝光對象構件
21‧‧‧曝光材料膜
22‧‧‧側部塗布膜
3‧‧‧乾燥洗淨、表面改質等
30‧‧‧控制裝置
31‧‧‧第1影像處理部
32‧‧‧第2影像處理部
33‧‧‧第3影像處理部
34‧‧‧運算部
35‧‧‧記憶體
36‧‧‧馬達驅動控制部
37‧‧‧雷射標示器驅動控制部
38‧‧‧遮罩平台驅動控制部
39‧‧‧控制部
4‧‧‧狹縫式塗布機
5‧‧‧乾燥裝置
6‧‧‧溫度調節裝置
80、81‧‧‧滾輪
9‧‧‧搬運滾輪
100‧‧‧與影像顯示區域對應之區域
圖1 顯示本發明實施形態之曝光裝置其膜片之曝光的平面圖。
圖2 (a)至(e)為，顯示檢測曲折用標記之曲折的圖。
圖3 (a)至(c)顯示本發明實施形態之曝光裝置中，依照曲折量之檢測而修正對正標記其形成位置的圖。
圖4 (a)至(c)為，顯示本發明實施形態之曝光裝置中，對正標記的形成態樣其一例之圖。
圖5 顯示本發明實施形態之曝光裝置中，檢測曲折用標記的檢測方法其一例之圖。
圖6 顯示遮罩其一例之圖。
圖7 顯示控制對正標記形成部位置及遮罩位置之控制裝置其一例之圖。
圖8 顯示本發明實施形態之曝光裝置的遮罩位置之修正的圖。
圖9 習知之滾筒對滾筒方式其膜片之曝光其一例之模式圖。
圖10 (a)至(d)顯示習知之滾筒對滾筒方式的膜片搬運裝置中，膜片在與膜片移動方向垂直之方向中之曲折的模式圖。
圖11 顯示定向分割方式的曝光裝置其一例之立體圖。
圖12 顯示於膜片移動方向配置複數光源之結構的曝光裝置其一例之圖。
圖13 (a)及(b)為，顯示曝光裝置之膜片的曝光區域其一例之圖。
12．．．遮罩
12a．．．窺鏡
121．．．(第1)遮罩
123．．．(第3)遮罩
13．．．對正用雷射標示器
13a．．．引導構件
14．．．(檢測曲折用標記之位置檢測用)線CCD
16．．．(對正標記檢測用)線CCD
17．．．雷射標示器
2．．．膜片
2a．．．對正標記
2b．．．檢測曲折用標記
21．．．曝光材料膜
22．．．側部塗布膜

Claims (5)

  1. 一種曝光裝置，藉由將自曝光光源射出之曝光光線，隔著遮罩，照射在以搬運裝置連續搬運而來之曝光對象構件的曝光圖案形成用區域，而將與該遮罩各自對應的遮罩圖案，曝光於該曝光圖案形成用區域，其特徵為包含：第1標記形成部，配置於該曝光對象構件之移動方向中的較該曝光光線照射位置更為上游側，而在該曝光對象構件形成檢測曲折用標記；第1檢測部，配置於該曝光對象構件之移動方向中的該第1標記形成部與該曝光光線照射位置之間，用來檢測該檢測曲折用標記在與該曝光對象構件之移動方向交叉之方向中的位置；第1曲折運算部，依據該第1檢測部所檢測出之該檢測曲折用標記的位置，運算該檢測曲折用標記的曲折量；第2標記形成部，配置成：於該曝光對象構件之移動方向中的與該第1檢測部之位置對應的位置上，可在與該曝光對象構件之移動方向垂直之方向移動，用來形成該遮罩位置調整用之對正標記；以及第1控制部，移動該第2標記形成部，以抵消該第1曲折運算部所求出之該檢測曲折用標記的曲折量。
  2. 如申請專利範圍第1項之曝光裝置，更包含：第2檢測部，配置於該曝光對象構件之移動方向中的該第2標記形成部之下游側，用來檢測該對正標記在與該曝光對象構件之移動方向交叉之方向中的位置；第2曲折運算部，依據該第2檢測部所檢測出之該對正標記的位置，來運算該對正標記的曲折量；以及第2控制部，因應該第2曲折運算部所求出之該對正標記的曲折量，調整該遮罩在與該曝光對象構件之移動方向垂直之方向中的位置。
  3. 如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其中， 於該曝光對象構件之移動方向分隔開配置有複數個該遮罩，對應各個遮罩，設置該第2曲折運算部及該第2控制部。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之曝光裝置，其中，該對正標記形成部，以沿該曝光對象構件之移動方向連續或不連續方式，在該曝光對象構件形成對正標記。
  5. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之曝光裝置，其中，該第1標記形成部，於該曝光對象構件形成附加有沿該曝光對象構件之移動方向不連續指標的檢測曲折用標記；該第1檢測部，檢測該檢測曲折用標記之該指標在與該曝光對象構件之移動方向交叉之方向中的位置。
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