WO2012063631A1 - 露光装置 - Google Patents

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WO2012063631A1
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正康 金尾
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株式会社ブイ・テクノロジー
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Definitions

  • the present invention relates to an exposure apparatus that increases the exposure accuracy of an exposure target member that is continuously conveyed, and in particular, even when the exposure target member meanders in a direction perpendicular to the movement direction, an alignment mark for mask position adjustment.
  • the present invention relates to an exposure apparatus that can adjust the position of the mask with respect to the exposure target member with high accuracy by changing the exposure according to the meandering of the exposure target member, and can perform stable exposure.
  • a glass substrate having a material film such as an alignment material film formed on the surface is supplied to an exposure apparatus to expose the alignment material film.
  • photoalignment is performed in a predetermined direction.
  • the exposure light emitted from the exposure light source through a predetermined optical system is irradiated through the pattern of the light transmission region of the mask, and the glass substrate to be exposed is, for example, on a movable stage. Is moved to the exposure light irradiation region by moving the stage.
  • a predetermined exposure region is formed on the glass substrate by exposing the material film formed on the glass substrate in correspondence with the mask pattern.
  • the formation region of the alignment film or the like greatly depends on the positional accuracy of the transport device or the mask. Therefore, various techniques for exposing a predetermined region of the exposure target member with high accuracy have been proposed.
  • Patent Document 1 discloses a film exposure apparatus in which a pair of rectangular markings are provided on both sides of a film side portion outside an exposure target area of a film. Then, in a state in which the conveyance of the film is stopped, exposure light is irradiated to a predetermined region of the film by optically detecting the alignment marking shape in a direction perpendicular to the moving direction and the moving direction of the film. The position of the mask is adjusted.
  • a roll of film is coaxially attached to the supply-side roller 80, and the film 2 is sequentially taken up by the take-up side roller 81 from the leading end. Then, as shown in FIG.
  • the exposure apparatus is passed through, for example, exposure light is continuously applied to the alignment material film formed on the surface of the film. And exposing a predetermined exposure area of the film along the moving direction of the film. This method is called a roll-to-roll method.
  • the film 2 When the film is exposed by the roll-to-roll method, as shown in FIG. 10, while the film 2 is being fed from the supply-side roller 80 to the take-up-side roller 81, for example, a roller of a transport device
  • the film 2 may meander in a direction perpendicular to the moving direction due to a gap between the rolls 80 and 81 and the roll of the film or an error in winding the film onto the roll. There is a problem that it decreases.
  • Patent Documents 2 and 3 for example, various techniques for correcting the meandering of the film have been proposed.
  • the technique disclosed in Patent Document 2 is provided with a detector that detects the edge position of a web such as a film, and the roller on the supply side is moved in the axial direction by a cylinder or the like according to the detection result of the detector. This corrects the meandering of the web in the vertical direction.
  • Patent Document 3 when a long workpiece such as a film is exposed in two portions, a pattern is formed on the workpiece at the time of the first exposure, and for each predetermined pattern length. Disclosed is a technique for intermittently marking the alignment and imaging the alignment mark during the second exposure so as to detect the displacement and inclination of the workpiece and correct the mask position and inclination. Yes.
  • FIG. 11 shows, as an example, a conventional exposure apparatus of a type in which exposure light sources 11 that emit exposure light are arranged to face each other corresponding to one mask 12 and irradiate exposure light from different directions.
  • FIG. 11 Such a type of exposure apparatus is used for exposure of an alignment material film when forming an alignment film on a glass substrate such as a liquid crystal display or a film substrate such as a polarizing film. That is, when an alignment film is formed by exposure by this exposure apparatus, an exposure target member having an alignment material film formed on the surface is supplied into the exposure apparatus, and exposure light is irradiated from different directions for each predetermined region. Thus, an alignment film oriented in different directions is formed.
  • an area corresponding to one picture element of the film is divided and exposed in the width direction, or the film is divided and exposed in the width direction for each area corresponding to the pixel.
  • An alignment film having a different alignment direction can be formed for each divided region. Due to the characteristics of the alignment direction of the alignment film, the operation at the time of voltage application of the liquid crystal molecules sandwiched between the glass substrates can be varied according to the alignment direction of the alignment film, thereby widening the viewing angle of the display device,
  • the produced film can be used as a polarizing film such as a 3D (Three Dimensional) display. Recently, the exposure technology of such a film has been attracting attention.
  • the film When the film is exposed by such an exposure apparatus, the film is likely to be wavy during conveyance, thereby causing a problem of deviation of the exposure position.
  • the plurality of masks 12 are used, and the masks 12 are arranged in a staggered pattern so as to be aligned in the moving direction of the exposure target member and the width direction perpendicular thereto. Is provided for each mask to perform exposure. Then, the exposure light from the exposure light source 11 is transmitted through each of the masks 121 to 124, and as shown in FIG.
  • the film is formed by the masks 121 and 122 that are spaced apart from each other on the upstream side where the film is supplied. 2 is exposed in the exposure areas A and C, the area B between the exposure areas A and C is exposed with the mask 123 on the downstream side, and the area D adjacent to the exposure area C is exposed with the mask 124. ing. Thereby, the pattern which carried out orientation division
  • Patent Document 1 is not suitable when a workpiece is continuously supplied by a conveying device or the like. That is, in the exposure apparatus of Patent Document 1, the alignment mark detection and the mask position correction are performed in a state where the conveyance of the workpiece is stopped. In particular, when the film is supplied and exposed by the roll-to-roll method, the film may meander in the direction perpendicular to the moving direction as described above, and the conveyance of the workpiece is stopped every time the mask position is corrected. There is a need. Therefore, for example, when the exposure region is continuously formed in a strip shape, the productivity is extremely low. In the technique of Patent Document 3 as well, alignment marks are installed only at predetermined intervals, and in order to improve exposure accuracy, the conveyance of the workpiece is stopped and the mask position is corrected to detect the alignment marks. Need to be low and productivity is low.
  • the part having the exposure light source 11 built therein as shown in FIG. has a length of about 2 m in the moving direction of the film for each light source, for example, exposure areas A and C and exposure areas B and D as shown in FIG.
  • the distance between the two is at least about 4 m. Therefore, there is a problem in that the film easily undulates during conveyance from the upstream exposure areas A and C to the downstream exposure areas B and D and easily shifts in the width direction perpendicular to the moving direction. Therefore, in the exposure area downstream of the moving direction of the film, there is a problem that an already exposed area is exposed due to a positional deviation in the width direction of the film, and an unexposed area is also generated. .
  • the applicant of the present application forms an alignment mark on the side portion on the film substrate, and the film width of the alignment mark on the downstream side in the moving direction of the film.
  • a technique has been proposed in which a deviation in direction is detected by a CCD camera, and based on this detection signal, the positions of the downstream masks 123 and 124 are adjusted in the width direction of the film to correct the deviation in the exposure area.
  • an alignment mark is formed by a laser marker fixed at a fixed position, and when the film meanders, the relative position of the alignment mark relative to the film also meanders.
  • the exposure region is also formed so as to meander with respect to the moving direction of the film.
  • the alignment mark is formed to meander relative to the film, the formation error is large, and the detection error by the CCD camera provided for each mask is added to the alignment mark formation error. As a result, the mask position setting accuracy slightly decreases.
  • An object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of accurately adjusting the position of a mask with respect to a member and capable of highly accurate and stable exposure.
  • the exposure apparatus is configured to irradiate the exposure pattern forming area of the exposure target member continuously conveyed by the conveying apparatus with the exposure light emitted from the exposure light source through the mask.
  • a meandering detection mark is disposed on the exposure target member that is disposed upstream of the exposure light irradiation position in the movement direction of the exposure target member.
  • the first mark forming portion to be formed, the first mark forming portion in the moving direction of the exposure target member, and the irradiation position of the exposure light, and the direction in the direction intersecting the moving direction of the exposure target member A first detection unit for detecting the position of the meandering detection mark, and the meandering detection based on the position of the meandering detection mark detected by the first detection unit
  • a first meandering calculation unit for calculating the amount of meandering of the workpiece and a position perpendicular to the moving direction of the exposure target member at a position corresponding to the position of the first detection unit in the moving direction of the exposure target member
  • the second mark formation unit so as to cancel the meandering amount of the meandering detection mark obtained by the first meandering calculation unit, and a second mark formation unit that forms an alignment mark for adjusting the position of the mask.
  • a first control unit that moves the unit.
  • the exposure apparatus is disposed, for example, downstream of the second mark forming portion in the movement direction of the exposure target member, and detects a position of the alignment mark in a direction intersecting the movement direction of the exposure target member.
  • a second meandering computation unit for computing the meandering amount of the alignment mark based on the position of the alignment mark at the index position detected by the second detection unit, and the alignment obtained by the second meandering computation unit
  • a second control unit that adjusts a position of the mask in a direction perpendicular to a moving direction of the exposure target member in accordance with a meandering amount of the mark.
  • the alignment mark forming unit forms the alignment mark on the exposure target member continuously or intermittently with respect to the moving direction of the exposure target member, for example.
  • the first mark forming unit is configured to form a meandering detection mark on the exposure target member to which an intermittent index is attached with respect to a moving direction of the exposure target member, and the first detection unit includes: The position of the meandering detection mark at the index position in a direction intersecting the moving direction of the exposure target member is detected.
  • An exposure apparatus includes a first mark forming unit that forms a meandering detection mark on an exposure target member upstream of an exposure light irradiation position in the movement direction of the exposure target member, and a movement direction of the exposure target member
  • a first detection unit that detects a position of the meander detection mark in a direction intersecting with the first detection unit, and the first meander calculation unit detects the meander based on the position of the meander detection mark detected by the first detection unit.
  • the first control unit is arranged at a position corresponding to the position of the first detection unit so as to cancel the meandering amount of the meander detection mark obtained by the first meandering calculation unit.
  • the second mark forming portion is moved, and an alignment mark for mask position adjustment is formed by the second mark forming portion. That is, even when the exposure target member is continuously supplied and meanders in a direction perpendicular to the moving direction, the second mark forming unit forms the alignment mark so as to cancel out the meandering amount. As a result, the alignment mark is formed in a straight line relative to the exposure target member. Therefore, the mask position can be accurately adjusted using this linear alignment mark, and the exposure target member can be continuously exposed stably with high accuracy.
  • the second mark forming portion forms the alignment mark so as to be relatively linear with respect to the exposure target member
  • the second mark forming portion is compared with the case where the alignment mark is formed to meander relative to the exposure target member. Therefore, the formation error is extremely small. Therefore, by adjusting the mask position using this alignment mark, for example, even when a detection unit such as a CCD camera for mask position adjustment has a detection error due to individual differences, this detection error is detected by the alignment mark. In this case, the mask position setting accuracy is improved, so that highly accurate exposure is possible.
  • FIG. 1 It is a top view which shows exposure of the film by the exposure apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • or (e) is a figure which shows the meandering of the meandering detection mark.
  • or (c) is a figure which shows the formation aspect of an alignment mark as an example in the exposure apparatus which concerns on embodiment of this invention.
  • FIG. 1 It is a figure which shows as an example the control apparatus which controls the position of an alignment mark formation part, and a mask position. It is a figure which shows correction
  • FIG. 1 is a plan view showing exposure of a film by an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 2 (a) to 2 (e) are views showing meandering of meandering detection marks
  • the exposure light source 11 that emits exposure light, the mask 12, and the exposure light emitted from the exposure light source 11 are masked 12 as in the conventional exposure apparatus shown in FIGS.
  • the exposure light emitted from is irradiated onto the exposure target member 20 of the glass substrate or film 2 having the exposure material film formed on the surface through the mask 12, and exposure of, for example, an alignment material film is performed according to the mask pattern.
  • the material film is photo-aligned to form an alignment film.
  • the exposure target member is a glass substrate
  • the exposure material film on the surface of the glass substrate is masked by placing the glass substrate on a movable transfer device such as a transfer stage and transferring it.
  • the pattern is exposed sequentially and sequentially.
  • the film 2 supplied from the supply-side roller 80 is maintained in the tension state of the film 2 by the take-up roller 81 by the roll-to-roll method, as in the conventional case. While winding, the exposure material film on the film surface is irradiated with exposure light, and the exposure material film is successively exposed.
  • the transport device for the film 2 for example, one or more transport rollers 9 for transporting the film 2 are disposed between the two rollers 80 and 81, and each transport roller 9 is driven by a motor, for example.
  • the configuration is the same as that of the present embodiment except for the configuration of the transport device.
  • the film 2 to be exposed is unwound from, for example, a roll 80 on the supply side of a roll-to-roll system and supplied into the exposure apparatus 1.
  • the film is supplied to the slit coater 4, and a predetermined exposure material, for example, a photo-alignment material is applied in the form of a film on the surface of the film substrate 20 by the slit coater 4.
  • the applied exposure material is dried or baked by the drying device 5, and a predetermined exposure material film is formed on the surface of the film substrate 20.
  • the exposure apparatus 1 is supplied with a film 2 having an exposure material film formed on the surface thereof. In this embodiment, the case where the exposure material film 21 formed on the surface of the film 2 is an alignment material film will be described.
  • a laser marker 17 (formation of the first mark in the present invention) is positioned upstream of the exposure light irradiation position (mask pattern formation position) in the moving direction of the film 2.
  • a meandering detection line CCD 14 (first detection unit in the present invention) is provided.
  • the laser marker 17 and the line CCD 14 are disposed above one of the two side portions of the film 2 to be exposed, for example, an area used for film feeding or the like.
  • An alignment laser marker 13 is provided above the other side of the film 2 at a position corresponding to the line CCD 14 in the moving direction of the film 2.
  • a line CCD 16 (second detection unit) is provided at a position corresponding to each mask 12 downstream of the alignment laser marker 13 in the moving direction of the film 2.
  • one mask 12 is provided on each of the upstream side and the downstream side, and the line CCD 16 moves the film 2 so as to correspond to the masks 121 and 123, respectively.
  • One is arranged on each of the upstream side and the downstream side in the direction.
  • the case where one side portion of the film 2 is used as the formation region of the meandering detection mark 2b and the other side portion of the film 2 is used as the formation region of the alignment mark 2a will be described.
  • the marks 2a and 2b only need to be formed in a region outside the exposure pattern forming region on the film 2, for example, a region that does not become an image display region when used in a display device such as a liquid crystal display.
  • a region which does not become an image display area for example, as shown in FIG. 13A, for example, a film side part conventionally used for an area for film feeding or the like can be exemplified.
  • FIG. 13A for example, a film side part conventionally used for an area for film feeding or the like can be exemplified.
  • FIG. 13A a film side part conventionally used for an area for film feeding or the like can be exemplified.
  • the meandering detection mark 2b and / or the alignment mark 2a are formed in the unused areas between the exposure target areas.
  • the laser marker 17 includes a laser light source that irradiates, for example, an Nd: YAG laser or ultraviolet light, and emits pulsed laser light from a pulse light source such as a xenon flash lamp, for example, within 25 mm from the edge of the film 2.
  • a pulse light source such as a xenon flash lamp
  • meandering detection marks 2b having a width of 20 ⁇ m and a length of 15 mm are intermittently formed on the side portion 2.
  • two rows of meandering detection marks 2b are staggered by a laser marker 17, for example.
  • each meandering detection mark 2b may be formed so that the leading end portion and the trailing end portion of each of the two strips of the meandering detection mark 2b in a row overlap each other when viewed from the direction intersecting the moving direction of the film 2.
  • the leading and trailing ends of each meandering detection mark 2b are used as a meandering detection index.
  • each meandering detection mark 2b is formed in one row so as to be inclined in the same direction with respect to the moving direction of the film, and the leading and trailing ends of each mark are aligned with the alignment mark 2a. It may be used as an index for detecting meandering.
  • one meandering detection mark 2b is continuously formed so as to extend in the moving direction of the film, and for example, an intermittent index is provided in a direction crossing the moving direction of the film. May be.
  • the meandering detection line CCD 14 detects the position of the meandering detection mark 2b formed by the laser marker 17 in the direction crossing the film moving direction. That is, the film 2 may meander in a direction perpendicular to the moving direction due to, for example, a gap between the rollers 80 and 81 of the conveying device and the roll of the film or a winding error of the film on the roll. is there. In this case, the meandering in the direction perpendicular to the moving direction of the film 2 is gradually transmitted to the upstream side due to the meandering on the downstream side near the roll 81 on the winding side. As a result, as the film 2 is conveyed from the laser marker 17 to the line CCD 14 as shown in FIGS.
  • meandering in a direction perpendicular to the moving direction is generated.
  • the position of the meandering detection mark 2b meandering with the meandering of the film is detected by the line CCD 14 arranged so as to extend in the direction perpendicular to the moving direction of the film 2.
  • the line CCD 14 detects the position of the meandering detection mark 2b using the front and rear ends of the meandering detection mark 2b as indices for meandering detection.
  • FIG. 5 is a view showing, as an example, a meandering detection method of the meandering detection mark 2b in the exposure apparatus of the present embodiment.
  • FIG. 5 shows the movement trajectory of one meandering detection mark 2b when the film 2 meanders in the direction perpendicular to the moving direction.
  • the line CCD 14 uses the leading end and the trailing end of each meandering detection mark 2b as indexes, and the leading end of the meandering detection mark 2b in the direction intersecting the film moving direction. And the position of the rear end is detected.
  • the meandering detection marks 2b are formed so as to overlap each other when viewed from the direction intersecting the moving direction of the film 2, as shown in FIGS.
  • the line CCD 14 is connected to a control device 30 to be described later, and the signal of the position of the meandering detection mark 2b measured by the line CCD 14 is transmitted to the control device 30, and the amount of meandering of the film 2 is calculated.
  • the alignment laser marker 13 includes a laser light source that irradiates, for example, an Nd: YAG laser or ultraviolet light, and emits pulsed laser light from a pulsed light source such as a xenon flash lamp, for example.
  • a pulsed light source such as a xenon flash lamp
  • alignment marks 2a having a width of 20 ⁇ m and a length of 15 mm are intermittently formed on the side of the film 2 within 25 mm from the edge.
  • the alignment laser marker 13 forms a continuous alignment mark 2a.
  • the alignment laser marker 13 is supported by a guide member 13 a extending in a direction perpendicular to the moving direction of the film 2 so as to be movable in a direction perpendicular to the moving direction of the film 2. ing.
  • the alignment laser marker 13 is configured to be able to appropriately adjust the formation position of the alignment mark 2a on the film 2 by being moved along the guide member 13a.
  • the alignment laser marker 13 is arranged so as to cancel the meandering amount of the film 2 calculated by the control device 30 based on the position of the meandering detection mark 2b measured by the line CCD 14.
  • the position is corrected. That is, when the film 2 meanders from the state shown in FIG. 3 (a) to the state shown in FIG. 3 (c) through the state shown in FIG. 3 (b), the line CCD 14 is meandered in each state.
  • the position of the detection mark 2b is detected, and the control device 30 calculates the amount of meandering upward of the film 2 in FIG. 3 based on the detection result.
  • control device 30 moves the position of the alignment laser marker 13 in accordance with the meandering amount of the film 2 so as to cancel the meandering amount of the film 2 upward in FIG.
  • the alignment laser marker 13 does not move relative to the film 2, and thus the alignment mark 2 a can be formed in a straight line relative to the film 2.
  • the alignment mark detection line CCD 16 is disposed above or below the film 2 so as to be aligned with the masks 121 and 123 in the width direction of the film at positions corresponding to the positions of the masks 121 and 123 in the moving direction of the film 2.
  • the position of the alignment mark 16a is detected at a position corresponding to the mask 12.
  • the alignment mark detection line CCD 16 detects the position of the alignment mark 2 a in a direction crossing the moving direction of the film 2, for example, at a position corresponding to the viewing window 12 a of the mask 12. For example, when the film 2 is meandering in the width direction while moving, the alignment mark 2a is also shifted in the width direction of the film 2 by the same meandering amount. The position of the alignment mark 2a shifted in the width direction is detected.
  • the line CCD 16 is connected to a control device 30 as shown in FIG. Then, the detected position of the alignment mark 2 a in the film width direction is transmitted to the control device 30.
  • the control device 30 is configured to adjust the position of each mask 12 based on the position of the alignment mark 2 a transmitted from the line CCD 16.
  • the exposure apparatus 1 according to the present embodiment can form the alignment mark 2a and adjust the position of the mask 12 by the amount of meandering.
  • the exposure light source 11 in the present embodiment is, for example, a light source that emits ultraviolet light, such as a mercury lamp, a xenon lamp, an excimer lamp, and an ultraviolet LED, and a light source that emits continuous light or pulsed laser light is used. .
  • an optical system such as a collimator lens and / or a reflecting mirror is disposed on the optical path of the exposure light emitted from the exposure light source.
  • the alignment material film (exposure material film 21) formed in the region is configured to be irradiated with exposure light with a predetermined amount of light.
  • the exposure light source is configured to be able to adjust the emission direction of the exposure light, for example, by a control device (not shown), thereby adjusting the incident angle of the exposure light to the film 2.
  • the exposure apparatus 1 of this embodiment is arranged so that two exposure light sources face each other with respect to one exposure area and are aligned in the moving direction of the film 2.
  • the alignment material film is irradiated to the alignment material film (exposure material film 21) through the mask 12 with two exposure lights having different pretilt angles emitted from each exposure light source, and the alignment material film is irradiated in the width direction perpendicular to the moving direction.
  • Divided and exposed, and different alignment films are formed on the film substrate in divided regions where the alignment directions are adjacent.
  • Such a method of the exposure apparatus is called an alignment division method.
  • an alignment division method For example, when a voltage is applied to a display device in which a liquid crystal is sandwiched between alignment films using an alignment film in which a region to be a picture element is divided into two in the width direction, the orientation of liquid crystal molecules at the time of voltage application Is two directions within one picture element according to the alignment direction of the alignment film, and can widen the viewing angle of a liquid crystal display or the like.
  • a film in which an alignment film having a different alignment direction is formed for each region serving as a pixel adjacent in the width direction can be used as a polarizing film such as a 3D (Three Dimensional) display.
  • the number of exposure light sources is not limited to two for one exposure region, and three or more exposure light sources may be provided.
  • alignment film materials may be aligned in three or more directions by exposure light from different directions.
  • one exposure light source is provided for one exposure region, and the exposure light emitted from the exposure light source is divided into two or more by a polarizing plate or the like, and the divided exposure light is irradiated from different directions. It may be configured. For example, by using a polarizing plate, exposure light can be divided into P-polarized linearly-polarized exposure light and S-polarized linearly-polarized exposure light and irradiated from different directions.
  • the mask 12 is constituted by, for example, a frame body 120 and a pattern forming part 125 at the center thereof, and a pattern 125 a of a predetermined light transmission region is formed in the pattern forming part 125. That is, in the pattern forming portion 125, an opening that transmits exposure light is formed corresponding to the pattern shape formed on the film 2, or a light transmissive member is installed.
  • a mask pattern is exposed to the alignment material film on the surface of the film 2 by the transmitted light of the pattern forming unit 125.
  • a pair of exposure light sources is arranged for each mask 12, and exposure light having different incident angles is emitted.
  • the pattern 125a is provided with a plurality of rectangular opening patterns on the upstream side and the downstream side in the moving direction of the film, corresponding to two exposure lights having different incident angles.
  • the upstream and downstream light transmission region groups are formed apart from each other so that the irradiation regions of the exposure light do not overlap each other.
  • the upstream pattern and the downstream pattern are formed in a zigzag pattern along the width direction so that the exposure areas of the upstream pattern and the downstream pattern are adjacent to each other.
  • the mask 12 has a width of about 300 ⁇ m and a length so as to extend in the width direction perpendicular to the moving direction of the film 2 on the upstream side (upper side in FIG. 6) of the pattern 125a.
  • a viewing window 12a for a line CCD of about 250 mm is provided, and a line-shaped light shielding pattern 12b having a width of, for example, about 15 ⁇ m is provided in the middle of the viewing window 12a in the longitudinal direction.
  • a line CCD 15 for detecting the mask position is provided below the mask 12. The line CCD 15 detects the position of the light shielding pattern 12b and uses it to adjust the position of the mask 12.
  • the positions and shapes of the viewing window 12a and the light shielding pattern 12b in the present embodiment are merely examples, and the present invention is not limited to these positions and shapes as long as the mask 12 can be accurately positioned. Absent.
  • the positions of the viewing window 12a and the light shielding pattern 12b may be provided in a region between the patterns 125a formed so as to be arranged in two rows.
  • each other for example, N-type
  • a plurality of intersecting slits may be provided instead of the light shielding pattern 12b.
  • the mask 12 is configured such that, for example, a portion of the frame 120 is supported by a mask stage, and the entire mask 12 can be moved by the movement of the mask stage.
  • the mask stage is connected to a control device 30 as shown in FIG. 7, for example, and the position thereof is controlled, for example, in the horizontal direction (the film width direction or the film width direction and the film longitudinal direction) under the control of the control device 30. ) Is configured to be movable. Thereby, the exposure position of the film 2 by the mask 12 can be adjusted to a horizontal direction.
  • the mask stage can be moved in the vertical direction, for example, and can be adjusted so that, for example, the alignment film material on the film 2 is exposed to a predetermined size.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of the control device 30 that controls the position of the alignment mark forming portion and the mask position.
  • the control device 30 is connected to, for example, a mask stage driving unit and a motor control unit provided on a roll 81 on the film winding side.
  • the mask position control unit 30 includes the first image processing unit 31 connected to the position detection line CCD 14 of the meandering detection mark 2 b and the position of the alignment mark 2 a at the position corresponding to the mask 12.
  • a second image processing unit 32 connected to the detection line CCD 16, a third image processing unit 33 connected to the mask position detection line CCD 15 provided below the mask 12, a calculation unit 34, and a memory 35.
  • the first image processing unit 31 performs image processing of the meandering detection mark 2b picked up by the line detection line 14 for detecting the position of the meandering detection mark 2b. For example, the movement of the film at the tip and end of each meandering detection mark 2b A position in a direction crossing the direction is detected.
  • the second image processing unit 32 performs image processing of the alignment mark 2a imaged by the alignment mark detection line CCD 16, and detects the position of each alignment mark 2a in the direction crossing the film moving direction.
  • the third image processing unit 33 performs image processing of the light shielding pattern 12b of the mask 12 imaged by the mask CCD 15 for detecting the mask position, and detects the position of the light shielding pattern 12b in the direction crossing the moving direction of the film.
  • the calculation unit 34 calculates a displacement or a meandering amount in a direction crossing the moving direction of each detection target film. That is, the calculation unit 34 calculates the amount of meandering detection mark 2b meandering in the direction intersecting the film moving direction at the position of the line CCD 14 based on the detection result of the first image processing unit 31, and the second image processing unit. 32 and the detection result of the third image processing unit 33, the distance between the two is calculated based on the position of the alignment mark 2 a and the position of the mask 12. For example, the relative positional relationship between the two to be set in the film width direction And the actual relative positional relationship between the two, the deviation from the distance between the two to be set is calculated.
  • the memory 35 stores, for example, the detection results of the first image processing unit 31, the second image processing unit 32, and the third image processing unit 33 and the calculation results of the calculation unit 34.
  • the motor drive control unit 36 controls, for example, the rotation speed when the motor of the roll 81 on the film winding side is driven or stopped, or being driven.
  • the laser marker drive control unit 37 controls the drive of the alignment laser marker 13, and controls, for example, the movement direction and the movement amount of the alignment laser marker 13 along the guide member 13a.
  • the mask stage drive control unit 38 controls the drive of the mask stage, and can adjust the mask position by controlling the movement direction and movement amount of the mask stage, for example.
  • the control unit 37 controls the first to third image processing units 31, 32, 33, the calculation unit 34, the memory 35, the motor drive control unit 36, the laser marker drive control unit 37, and the mask stage drive control unit 38.
  • the exposure apparatus 1 adjusts, for example, the position of the mask 12 and the position of the alignment laser marker 13 in a direction crossing the moving direction of the film, for example, or the rotation speed of the motor provided on the roll 81 on the winding side. Etc. can be controlled.
  • the control device 30 calculates the meandering amount of the meandering detection mark 2b in the direction crossing the moving direction of the film 2, and based on the calculation result, as shown in FIG. The position of the laser marker 13 is corrected.
  • this is detected by the line CCD 14, and the alignment mark 2 a is attached to the film 2 in order to correct the position of the alignment laser marker 13 so as to cancel the meandering of the film 2.
  • it can be formed relatively linear.
  • a baking material, a photo-curable material, or ink is applied in a liquid or pasty state to an area used for film feeding or the like on the side of the film, and the side coating film 22 is applied. May be formed.
  • a material capable of forming a baking film on the film substrate 20 by baking (baking) for example, red, green for commonly used optical color filters, Blue and / or black resist materials can be suitably used.
  • the side coating film in the present invention is used only for the formation of alignment marks for detecting film meandering, in the case of forming the side coating film with a resist material, the steps such as development are performed. Not particularly necessary.
  • photocurable resin can be used, for example.
  • ink when ink is applied to the material of the side coating film 22, all liquid or paste-like ink containing pigments and / or dyes can be used, and the solvent component is volatilized by the drying device 5.
  • an ink capable of forming a film for example, an oil-based ink can be preferably used.
  • the side coating film 22 is formed of a baking material or a photocurable material, the baking material or the photocurable material may be applied simultaneously with the exposure material by the slit coater 4 for applying the exposure material. It may be applied by a slit coater.
  • the film substrate is formed by a coating device provided upstream or downstream of the slit coater 4 in the moving direction of the film 2, that is, upstream of the drying device 5.
  • Ink is applied to 20 sides.
  • the coating apparatus for example, ink is permeated into a coating portion formed of a material having moderate flexibility, for example, a felt-like fiber, and exposure of the side portion of the film substrate 20 fed to the coating portion is performed. What is necessary is just to use the thing of the structure which apply
  • these baking materials, photocurable materials, or inks are colored materials. That is, the side coating film 22 formed of colored ink, a colored photo-curable material, or a color filter resist material has a laser beam absorptivity when irradiated with laser light having a wavelength of 532 nm, for example. 90 to 98%, which is extremely higher than the film base material and the alignment film material (the absorption rate of the laser light is approximately 0% for both the film base material and the alignment film material), and the laser from each of the laser markers 13 and 17 It is easily marked by light exposure or laser processing.
  • the marking with the laser beam is easier and the alignment mark 2a and the meandering detection mark 2b can be easily formed as compared with the case of marking by irradiating the colorless and transparent film substrate with the laser beam.
  • the laser light to be used is ultraviolet light having a wavelength of 266 nm
  • each mark 2a unless the irradiation energy of the laser light is extremely large, for example, 8 J / cm 2 . Formation of 2b is difficult.
  • the irradiation energy of the laser beam can be reduced as compared with the case of using only the film substrate, but the alignment material film around each of the marks 2a and 2b is also colorless and transparent. Therefore, it is necessary to use a detection device such as an SEM, for example, and the cost of the exposure device is slightly high, and the size of the device is also slightly large.
  • the side coating film 22 is formed of, for example, colored ink, for example, when the laser beam to be used is ultraviolet light having a wavelength of 532 nm, the laser beam irradiation energy is reduced to about 0.6 J / cm 2. be able to.
  • the laser beam irradiation energy can be reduced to about 1.0 J / cm 2 . Therefore, by forming the side coating film 22 with a colored material as described above, marking with a laser beam is easy and a colored coating film remains around the formed mark. Even when an inexpensive and small detection device such as the above is used, the formed alignment mark 2a and meandering detection mark 2b can be detected easily and accurately. Therefore, the meandering of the film 2 by the meandering detection mark 2b can be detected with high accuracy, and the position of the mask 12 can be adjusted with high accuracy by the alignment mark 2a, so that the film can be stably exposed.
  • an exposure material to be an alignment film (exposure material film 21) is applied to the center of the film substrate 20 by the slit coater 4 shown in FIG. .
  • a baking material or a photocurable material is also applied as the material.
  • ink is applied as the material of the side coating film 22
  • the film base is formed by a coating device provided on the upstream side or the downstream side (upstream side of the drying device 5) of the slit coater 4 in the moving direction of the film. Ink is applied to at least one of both side edges (area from the edge to 25 mm) of the material.
  • the ink When the ink is applied, for example, the ink is applied to the surface of the film substrate 20 by bringing the ink infiltrated into an application portion formed of felt fiber or the like into contact with the surface of the film substrate 20. Apply in film form. As a result, a liquid or paste exposure material, and a resist material, a photocurable material, or an ink that becomes the side coating film 22 are applied to the surface of the film substrate 20 in a film form. These materials for forming the side coating film 22 are, for example, colored materials.
  • the film 2 is conveyed to the drying device 5 and the liquid or paste-like exposure material on the surface is dried.
  • a material to be a coating film is applied to the side portion of the film 2, each material is also dried (volatilization of a solvent component), photocured, and / or baked (by a drying device 5) according to the characteristics thereof. Bake).
  • the exposure material film 21 (alignment material film) and the side coating film 22 (resist film) are formed on the surface of the film base.
  • a predetermined alignment material film is formed at the center in the width direction of the film substrate, and when the side coating film 22 is formed on the side part from the edge of the film substrate to 25 mm, On the side portion, an alignment mark and a meandering detection mark forming resist, a photocurable material, or a material film made of ink are formed. Then, the film 2 on which the one or two kinds of material films are formed is supplied into the exposure apparatus 1 from the front end portion thereof by, for example, the transport roller 9.
  • the side of the film 2 supplied into the exposure apparatus 1 reaches below the laser marker 17 by being conveyed by a conveying roller or the like.
  • the laser marker 17 irradiates the laser beam to start the formation of the meandering detection mark 2 b.
  • the side coating film 22 such as a resist film
  • the marking by the laser beam irradiation easily proceeds, and the meandering detection mark 2 b is also formed clearly and accurately. Therefore, it is preferable because detection in a later process becomes easy.
  • Laser beam irradiation forms a meandering detection mark 2b on the film substrate.
  • the side portion of the film 2 is an area conventionally used for feeding the film 2, etc. Since this is an area that is not used for the image display area, there is no problem.
  • the film 2 on which the meandering detection mark 2b is formed reaches below the line CCD 14 for detecting the position of the meandering detection mark 2b by conveyance.
  • FIG. In the case of meandering in a direction perpendicular to the moving direction exclusively on the downstream side in the moving direction due to, for example, a gap between the rollers 80 and 81 of the conveying device and a roll of the film, or a winding error of the film on the roll. There is. Then, the meandering on the downstream side in the moving direction of the film 2 is gradually transmitted to the upstream side.
  • the position of the meandering detection mark 2b in the direction intersecting the moving direction of the film 2 is detected, for example, at the index position by the line CCD 14 arranged so as to extend in a direction perpendicular to the moving direction of the film 2.
  • the control device 30 corrects the position of the alignment laser marker 13 based on the detection signal. That is, when the meandering detection mark 2b meanders upward in FIG. 2, the control device 30 corrects the position of the alignment laser marker 13 upward in FIG. 2 so as to cancel the meandering amount. Then, irradiation of the laser beam from the alignment laser marker 13 starts the formation of the alignment mark 2a.
  • the alignment mark 2a is formed on the film base material by the irradiation of the laser beam.
  • the side portion of the film 2 is an area conventionally used for feeding the film 2, for example, and is an image of the display device. Since the display area is not used, there is no problem. Thereby, as shown in FIG. 2, the alignment mark 2 a is formed linearly relative to the film 2.
  • the line CCD 14 crosses the leading and trailing end film moving directions serving as indices for each meander detection mark 2b. The position in the direction to be detected is detected. At this time, depending on the arrangement of the meandering detection mark 2 b, there may be a section that cannot be measured by the line CCD 14. However, as shown in FIG. 4A, for example, two rows of meandering detection marks 2b are arranged in a staggered manner, and the leading end portion and the rear end portion of each of the two rows of meandering detection marks 2b are arranged.
  • the film 2 on which the alignment mark 2a is formed linearly relative to the film 2 eventually reaches the lower side of the upstream mask 12 (121) by conveyance.
  • the film 2 may meander in a direction perpendicular to the moving direction of the film 2 until it is conveyed below the mask.
  • a configuration for correcting is provided. That is, the line CCD 15 is arranged at a position corresponding to the mask viewing window 12 a and the light shielding pattern 12 b so as to extend in the width direction of the film 2, and the line CCD 15 is provided in the middle of the viewing window 12 a of the mask 12.
  • the position of the light shielding pattern 12b is detected as the position of the mask 12.
  • An alignment mark detection line CCD 16 is provided at a position corresponding to the viewing window 12 a (and the light shielding pattern 12 b) of the mask 12 in the moving direction of the film 2, and the alignment formed on the side of the film 2.
  • the mark 2a is detected. Signals of the mask position and alignment mark position detected by these line CCDs 15 and 16 are transmitted to the control device 30, and each image processing unit (second image processing unit 32, third image processing unit 33), calculation unit. 34, the mask position can be adjusted based on the position of the alignment mark 2a by driving the mask stage under the control of the mask stage drive control unit 38 after receiving the processing by the control unit 39 and the like. That is, in the present embodiment, the alignment mark 2a is formed in a straight line relatively to the film 2.
  • the mask position By correcting the mask position with reference to the position of the alignment mark 2a, for example, the mask position Even when a detection unit such as an adjustment CCD camera has a detection error due to individual differences, this detection error is not almost integrated with the formation error of the alignment mark, and the mask position setting accuracy is high.
  • the film 2 reaches below the pattern 125a of the mask 12.
  • the alignment film material (exposure material film 21) on the surface of the film 2 is aligned in a predetermined direction by irradiation of exposure light emitted from the exposure light source and transmitted through the pattern 125a of the mask 12.
  • an exposure pattern is formed on the film 2.
  • an exposure pattern is formed on the film 2 so as to extend in a strip shape along the moving direction of the film.
  • the alignment mark 2a can be relatively linearly formed by continuously correcting the meandering of the film 2, and the alignment mark 2a Since the position of the mask 12 can be adjusted with accuracy, even when the film 2 is continuously supplied, the alignment film material (exposure material film 21) can be continuously exposed with high accuracy and stability. Can do.
  • the mask 123 is also arranged on the downstream side in the moving direction of the film. As shown in FIG. 1, the film 2 exposed by the upstream mask 121 eventually becomes below the downstream mask 123. To reach.
  • the exposure area formed by the upstream mask 121 and the exposure area formed by the downstream mask 123 are formed so as to be adjacent to each other. Since the position of the downstream mask 123 is adjusted with reference to the alignment mark 2a, the mask position setting accuracy is high. Therefore, an area exposed by the upstream mask 121 is exposed by the downstream mask 123, and an unexposed area is not generated, so that the exposure areas by the respective masks are formed adjacent to each other with high accuracy. can do.
  • a meander detection mark is formed on the upstream side of the exposure light irradiation position on the exposure target member. Since the position of the mark is detected to calculate the amount of meandering and the alignment mark for mask position adjustment is formed so as to cancel the amount of meandering, the alignment mark can be formed relatively linear with respect to the exposure target member. Even when the exposure target member meanders in a direction perpendicular to the moving direction, the mask position can be adjusted with high accuracy, so that stable and highly accurate continuous exposure can be realized, and the industrial utility value is high.

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Abstract

　露光装置（１）には、露光対象部材（２）の搬送方向における露光光の照射領域よりも上流側に第１マーク形成部（１７）が設けられており、蛇行検出用マーク（２ｂ）を検出し、検出部（１４）は、露光対象部材（２）の移動方向に交差する方向の蛇行検出用マーク（２ｂ）を検出し、これに基づいて演算された露光対象部材（２）の蛇行量を打ち消すように、アライメントマーク形成部（１３）を移動させ、アライメントマーク（２ａ）を露光対象部材（２）に対して相対的に直線状に形成する。これにより、露光対象部材が連続的に供給される場合においても、マスク位置調整用のアライメントマークを露光対象部材の蛇行に応じて変化させ露光対象部材に対するマスクの位置を精度よく調整することができ、高精度で安定的な露光が可能である。

Description

露光装置
　本発明は、連続的に搬送されてくる露光対象部材の露光精度を高めた露光装置に関し、特に、露光対象部材が移動方向に垂直な方向に蛇行した場合においても、マスク位置調整用のアライメントマークを露光対象部材の蛇行に応じて変化させ露光対象部材に対するマスクの位置を精度よく調整することができ、安定的な露光が可能な露光装置に関する。
　従来、液晶ディスプレイ等のガラス基板上に例えば配向膜等を形成する場合には、表面上に配向材料膜等の材料膜が形成されたガラス基板を露光装置に供給し、配向材料膜を露光することにより、所定の方向に光配向させることが行われている。
　この露光装置においては、露光光源から所定の光学系を介して出射された露光光は、マスクの光透過領域のパターンを透過して照射され、露光対象のガラス基板は、例えば移動可能なステージ上に載置され、ステージを移動させることにより、露光光の照射領域に搬送される。そして、ガラス基板上に形成された材料膜をマスクのパターンに対応させて露光することにより、ガラス基板上に所定の露光領域を形成することが行われている。
　このように、ステージ等の搬送装置により搬送されるガラス基板等の露光対象部材は、配向膜等の形成領域が搬送装置又はマスク等の位置精度により大きく左右される。従って、露光対象部材の所定の領域を高精度に露光するための技術が種々提案されている。
　例えば、特許文献１には、フィルムの露光装置が開示されており、フィルムの露光対象領域の外側のフィルム側部の両側に１対の矩形のマーキングを施している。そして、フィルムの搬送を停止した状態で、前記アライメント用のマーキング形状をフィルムの移動方向及び移動方向に垂直な方向で光学的に検出することにより、フィルムの所定の領域に露光光が照射されるようにマスクの位置を調整している。
　また、露光対象部材がフィルムの場合においては、フィルムを露光装置に連続的に供給する搬送装置として、例えば図９及び図１０に示すような１対のローラ８０，８１が使用される。即ち、図９及び図１０に示すように、露光対象のフィルム２は、フィルム基材から製品としてのフィルムに加工されるまでの各工程間をロール状に巻き取られて搬送される。そして、露光装置に供給される際には、供給側のローラ８０にフィルムのロールが同軸的に取り付けられ、フィルム２は先端部から巻き取り側ローラ８１により順次巻き取られていく。そして、図９に示すように、供給側のローラ８０から巻き取り側のローラ８１に至るまでの間に、露光装置を通過させ、フィルムの表面に形成された例えば配向材料膜に露光光を連続的に照射して、フィルムの所定の露光領域をフィルムの移動方向に沿って露光することが行われている。この方式はロールトゥロール方式と呼ばれている。
　ロールトゥロール方式でフィルムを露光する場合においては、図１０に示すように、供給側のローラ８０から巻き取り側のローラ８１へとフィルム２が送給されている間に、例えば搬送装置のローラ８０，８１とフィルムのロールとの間の隙間又はロールへのフィルムの巻き取り誤差等により、フィルム２がその移動方向に垂直な方向に蛇行する場合があり、これにより、フィルム２の露光精度が低下するという問題点がある。
　よって、例えば特許文献２及び３に開示されているように、フィルムの蛇行を補正する技術が種々提案されている。特許文献２に開示された技術は、フィルム等のウエブの縁部位置を検出する検出器を設け、検出器の検出結果により、供給側のローラをシリンダ等により軸方向に移動させ、移動方向に垂直な方向におけるウエブの蛇行を補正するものである。
　また、特許文献３には、フィルム等の長尺のワークを２回に分けて露光する場合において、１回目の露光の際に、ワーク上にパターンを形成すると共に、所定のパターン長さごとに間欠的にアライメント用のマーキングを施し、２回目の露光の際には、前記アライメントマークを撮像することにより、ワークの位置ずれ及び傾きを検出し、マスク位置及び傾きを補正する技術が開示されている。
　図１１は、露光光を出射する露光光源１１が１個のマスク１２に対応して１対ずつ向かい合わせて配置され、互いに異なる方向から露光光を照射する型式の従来の露光装置を一例として示す図である。このような型式の露光装置は、例えば液晶ディスプレイ等のガラス基板上又は偏光フィルム等のフィルム基材上に配向膜を形成する際の配向材料膜の露光に使用されている。即ち、この露光装置による露光により配向膜を形成する場合には、表面に配向材料膜が形成された露光対象部材を露光装置内に供給し、所定の領域ごとに露光光を異なる方向から照射して、異なる方向に配向した配向膜を形成することが行われている。この露光装置によれば、例えばフィルムの１絵素に対応する領域をその幅方向に２分割して露光したり、画素に対応する領域ごとにフィルムをその幅方向に分割して露光し、各分割領域ごとに配向方向が異なる配向膜を形成することができる。この配向膜の配向方向の特徴により、ガラス基板間に挟持する液晶分子の電圧印加時の動作を配向膜の配向方向に応じて異ならせ、これにより、表示装置の視野角を広げることができ、また、製造したフィルムを３Ｄ（Ｔｈｒｅｅ　Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）ディスプレイ等の偏光フィルムとしても使用することができ、近時、このようなフィルムの露光技術は注目を集めている。
　このような露光装置によりフィルムを露光する際には、フィルムには、搬送中に波打ちが発生しやすく、これにより、露光位置のずれが発生するという問題点がある。この露光位置のずれの影響を低減するために、例えば、上記のようなフィルムの移動方向に複数の光源を並置した露光装置においては、例えば図１１及び図１２に示すように、１個のマスクを使用して露光するのではなく、複数個のマスク１２を使用し、各マスク１２を露光対象部材の移動方向及びこれに垂直の幅方向に並ぶように千鳥状に配置して、露光光源１１を各マスクごとに設けて露光することが行われている。そして、各マスク１２１乃至１２４に露光光源１１からの露光光を透過させ、図１２に示すように、フィルムが供給されてくる上流側にて、互いに離隔して配置されたマスク１２１及び１２２によりフィルム２を露光領域Ａ及びＣで露光し、下流側にて、露光領域Ａ及びＣ間の領域Ｂをマスク１２３により露光し、露光領域Ｃに隣接する領域Ｄをマスク１２４により露光することが行われている。これにより、フィルム２のほぼ全面に配向分割したパターンを精度良く形成することができる。
特開平５－３２３６２１号公報 特開平８－３０１４９５号公報 特開２００９－２１６８６１号公報
　しかしながら、上記従来技術には、以下のような問題点がある。特許文献１の技術は、ワークを搬送装置等により連続的に供給する場合には適していない。即ち、特許文献１の露光装置においては、アライメントマークの検出及びマスク位置の補正は、ワークの搬送を停止した状態で行っている。特に、ロールトゥロール方式でフィルムを供給して露光する場合においては、上記のように、移動方向に垂直な方向にフィルムが蛇行する場合があり、マスク位置の補正ごとにワークの搬送を停止する必要がある。よって、例えば露光領域を連続的に帯状に形成する場合等においては、生産性が極めて低いものである。特許文献３の技術においても、アライメントマークは所定の区間ごとにしか設置されておらず、露光精度を向上させるためには、アライメントマークの検出のためにワークの搬送を停止してマスク位置を補正する必要があり、生産性が低い。
　また、特許文献２に開示されたようなフィルムの搬送装置を使用した場合においても、図１０に示すような移動方向に垂直な方向のフィルムの蛇行は周期的に発生してしまう。そして、特許文献２の技術は、搬送装置に対するフィルムの蛇行の解消を目的としたものであり、露光装置による露光精度を考慮したものではない。従って、フィルムの蛇行による露光精度の低下を解消できるものではない。
　更に、特許文献３の技術も、特許文献１と同様に、アライメントマークの検出及びマスク位置の補正は、ワークの搬送を停止した状態で行っており、フィルムを連続的に露光する場合においては、生産性が低いものである。
　そして、図１１及び１２に示すような複数個のマスク１２により、各マスク１２ごとに露光光を照射する形式の露光装置においては、図１１に示すように、露光光源１１を内蔵している部分（露光光源１１の筐体部分）は、１光源につき、例えばフィルムの移動方向に約２ｍ程度の長さを有しており、図１２に示すような露光領域Ａ及びＣと露光領域Ｂ及びＤとの間の距離は、少なくとも４ｍ程度と長くなる。よって、上流側の露光領域Ａ及びＣから下流側の露光領域Ｂ及びＤへの搬送中に、フィルムが容易に波打ち、その移動方向に垂直の幅方向にずれやすいという問題点がある。従って、フィルムの移動方向下流側の露光領域において、フィルムの幅方向の位置ずれにより、既に露光された領域が露光されてしまったり、また、未露光の領域も発生してしまうという問題点もある。
　この問題点を解決するために、本願出願人は、特願２０１０－０８９６０８号において、フィルム基材上の側部にアライメントマークを形成し、フィルムの移動方向における下流側にてアライメントマークのフィルム幅方向のずれをＣＣＤカメラにより検出し、この検出信号に基づいて、下流側のマスク１２３及び１２４の位置をフィルムの幅方向に調節して露光領域のずれを補正する技術を提案した。しかしながら、この先行技術は、一定の位置に固定されたレーザマーカによりアライメントマークを形成するものであり、フィルムが蛇行した場合、フィルムに対するアライメントマークの相対的位置も蛇行してしまう。従って、フィルムの移動方向に対して蛇行するように形成されたアライメントマークを基準としてマスク位置を決めることにより、露光領域もフィルムの移動方向に対して蛇行するように形成される。また、フィルムに対して相対的に蛇行するようにアライメントマークを形成する場合においては、その形成誤差は大きく、各マスクに対応して設けられたＣＣＤカメラによる検出誤差がアライメントマークの形成誤差に積算され、マスク位置の設定精度が若干低下する。
　本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、露光対象部材が連続的に供給される場合においても、マスク位置調整用のアライメントマークを露光対象部材の蛇行に応じて変化させ露光対象部材に対するマスクの位置を精度よく調整することができ、高精度で安定的な露光が可能な露光装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る露光装置は、搬送装置により連続的に搬送されてくる露光対象部材の露光パターン形成用領域に露光光源から出射した露光光をマスクを介して照射することにより、前記露光パターン形成用領域に前記マスクの夫々に対応させたマスクパターンを露光する露光装置において、前記露光対象部材の移動方向における前記露光光の照射位置よりも上流側に配置され前記露光対象部材に蛇行検出用マークを形成する第１マーク形成部と、前記露光対象部材の移動方向における前記第１マーク形成部と前記露光光の照射位置との間に配置され、前記露光対象部材の移動方向に交差する方向における前記蛇行検出用マークの位置を検出する第１検出部と、この第１検出部が検出した前記蛇行検出用マークの位置に基づいて前記蛇行検出用マークの蛇行量を演算する第１蛇行演算部と、前記露光対象部材の移動方向における前記第１検出部の位置に対応する位置にて前記露光対象部材の移動方向に垂直な方向に移動可能に配置され、前記マスクの位置調整用のアライメントマークを形成する第２マーク形成部と、前記第１蛇行演算部が求めた前記蛇行検出用マークの蛇行量を打ち消すように、前記第２マーク形成部を移動させる第１制御部と、を有することを特徴とする。
　この露光装置は、例えば前記露光対象部材の移動方向における前記第２マーク形成部の下流側に配置され、前記露光対象部材の移動方向に交差する方向における前記アライメントマークの位置を検出する第２検出部と、前記第２検出部が検出した前記指標位置における前記アライメントマークの位置に基づいて前記アライメントマークの蛇行量を演算する第２蛇行演算部と、この第２蛇行演算部が求めた前記アライメントマークの蛇行量に応じて、前記露光対象部材の移動方向に垂直な方向の前記マスクの位置を調整する第２制御部と、を有する。
　上述の露光装置において、例えば前記マスクは、前記露光対象部材の移動方向に離隔して複数個配置されており、夫々のマスクに対応して前記第２蛇行演算部及び前記第２制御部が設けられている。また、前記アライメントマーク形成部は、例えば前記露光対象部材の移動方向に対して連続的又は断続的にアライメントマークを前記露光対象部材に形成する。
　前記第１マーク形成部は、例えば前記露光対象部材の移動方向に対して断続的な指標が付された蛇行検出用マークを前記露光対象部材に形成するものであり、前記第１検出部は、前記露光対象部材の移動方向に交差する方向における前記蛇行検出用マークの前記指標位置における位置を検出するものである。
　本発明に係る露光装置は、露光対象部材の移動方向における露光光の照射位置よりも上流側にて露光対象部材に蛇行検出用マークを形成する第１マーク形成部と、露光対象部材の移動方向に交差する方向における前記蛇行検出用マークの位置を検出する第１検出部と、を有し、第１蛇行演算部は、第１検出部が検出した蛇行検出用マークの位置に基づいて蛇行検出用マークの蛇行量を演算し、第１制御部は、第１蛇行演算部が求めた前記蛇行検出用マークの蛇行量を打ち消すように、第１検出部の位置に対応する位置に配置された第２マーク形成部を移動させ、この第２マーク形成部によりマスク位置調整用のアライメントマークを形成する。即ち、露光対象部材が連続的に供給されて移動方向に垂直な方向に蛇行した場合においても、第２マーク形成部は、この蛇行量を打ち消すようにてアライメントマークを形成する。これにより、アライメントマークは、露光対象部材に対して相対的に直線状に形成される。よって、この直線状のアライメントマークを使用してマスク位置を精度よく調整することができ、露光対象部材を高精度で安定的に連続露光することができる。
　また、第２マーク形成部は、アライメントマークを露光対象部材に相対的に直線状になるように形成するため、アライメントマークを露光対象部材に対して相対的に蛇行するように形成する場合に比して、その形成誤差は極めて小さい。よって、このアライメントマークを使用してマスク位置を調整することにより、例えばマスク位置調整用のＣＣＤカメラ等の検出部が個体差による検出誤差を有していた場合においても、この検出誤差がアライメントマークの形成誤差にほぼ積算されず、マスク位置の設定精度が向上するため、高精度の露光が可能となる。
本発明の実施形態に係る露光装置によるフィルムの露光を示す平面図である。 （ａ）乃至（ｅ）は、蛇行検出用マークの蛇行を示す図である。 本発明の実施形態に係る露光装置において、蛇行量の検出によるアライメントマークの形成位置の補正を示す図である。 （ａ）乃至（ｃ）は、本発明の実施形態に係る露光装置において、アライメントマークの形成態様を一例として示す図である。 本発明の実施形態に係る露光装置において、蛇行検出用マークの検出方法を一例として示す図である。 マスクを一例として示す図である。 アライメントマーク形成部の位置及びマスク位置を制御する制御装置を一例として示す図である。 本発明の実施形態に係る露光装置によるマスク位置の補正を示す図である。 従来のロールトゥロール方式によるフィルムの露光を一例として示す模式図である。 従来のロールトゥロール方式のフィルム搬送装置において、フィルムの移動方向に垂直な方向のフィルムの蛇行を示す模式図である。 配向分割方式の露光装置を一例として示す斜視図である。 フィルムの移動方向に複数の光源を配置した構成の露光装置を一例として示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、露光装置によるフィルムの露光領域を一例として示す図である。
　以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明する。先ず、本発明の実施形態に係るフィルムの露光装置の構成について説明する。図１は本発明の実施形態に係る露光装置によるフィルムの露光を示す平面図、図２（ａ）乃至図２（ｅ）は、蛇行検出用マークの蛇行を示す図、図３は本発明の実施形態に係る露光装置において、蛇行量の検出によるアライメントマークの形成位置の補正を示す図である。本実施形態に係る露光装置１は、図９乃至図１２に示す従来の露光装置と同様に、露光光を出射する露光光源１１と、マスク１２と、露光光源１１から出射した露光光をマスク１２を介してフィルム２に照射する光学系と、フィルム２を搬送する例えば搬送ローラ等のフィルム搬送部と、を有しており、例えばコリメータレンズ及び／又は反射鏡等の光学系により、露光光源１１から出射した露光光を、マスク１２を介して、表面に露光材料膜が形成されたガラス基板又はフィルム２の露光対象部材２０に照射し、マスクパターンに対応させて、例えば配向材料膜等の露光材料膜を光配向させて配向膜を形成する。なお、露光対象部材がガラス基板の場合には、搬送ステージ等の可動の搬送装置にガラス基板を載置して搬送することにより、露光光の照射位置において、ガラス基板表面の露光材料膜にマスクパターンを順次連続的に露光する。又は、露光対象部材がフィルム２の場合には、従来と同様に、ロールトゥロール方式により、供給側のローラ８０から供給したフィルム２を巻き取り側のローラ８１によりフィルム２の緊張状態を維持しながら巻き取る間に、フィルム表面の露光材料膜に露光光を照射して、露光材料膜を順次連続的に露光する。フィルム２用の搬送装置においては、例えば、上記２個のローラ８０，８１間にもフィルム２の搬送用の搬送ローラ９が１以上配置されており、各搬送ローラ９等は、例えばモータにより駆動されている。本実施形態においては、露光対象部材２０としてフィルム２を使用する場合について説明するが、露光対象部材２０がガラス基板の場合においても、搬送装置の構成以外については、本実施形態と同様である。
　本実施形態においては、図９に示すような従来の露光装置１０と同様に、露光対象のフィルム２は、例えばロールトゥロール方式の供給側のロール８０から巻き解かれて露光装置１内に供給されるまでの間に、スリットコーター４に供給され、スリットコーター４にてフィルム基材２０の表面に所定の露光材料、例えば光配向性の材料が膜状に塗布されている。そして、塗布された露光材料は、乾燥装置５にて乾燥又は焼成され、フィルム基材２０の表面に所定の露光材料膜が形成されている。そして、露光装置１には、表面に露光材料膜が形成されたフィルム２が供給される。本実施形態においては、フィルム２の表面に形成された露光材料膜２１が配向材料膜である場合について説明する。
　図１に示すように、本実施形態の露光装置１には、フィルム２の移動方向における露光光の照射位置（マスクパターンの形成位置）よりも上流側にレーザマーカ１７（本発明における第１マーク形成部）が設けられており、フィルム２の移動方向におけるレーザマーカ１７と露光光の照射位置との間には、蛇行検出用のラインＣＣＤ１４（本発明における第１検出部）が設けられている。本実施形態においては、レーザマーカ１７及びラインＣＣＤ１４は、露光対象のフィルム２の両側部の一方の例えばフィルム送給等に使用されている領域の上方に配置されている。また、フィルム２の他方の側部の上方には、フィルム２の移動方向におけるラインＣＣＤ１４に対応する位置に、アライメント用レーザマーカ１３が設けられている。そして、フィルム２の移動方向におけるアライメント用レーザマーカ１３の下流には、各マスク１２に対応する位置にラインＣＣＤ１６（第２検出部）が設けられている。本実施形態においては、図１に示すように、マスク１２は、上流側及び下流側に夫々１個ずつ設けられており、各マスク１２１，１２３に対応するように夫々ラインＣＣＤ１６がフィルム２の移動方向の上流側及び下流側に夫々１個配置されている。なお、本実施形態においては、フィルム２の一方の側部を蛇行検出用マーク２ｂの形成領域として使用し、他方のフィルム側部をアライメントマーク２ａの形成領域として使用する場合について説明するが、これらのマーク２ａ、２ｂは、フィルム２上の露光パターン形成用領域外の領域、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置に使用される際に画像表示領域とならない領域に形成できればよい。画像表示領域とならない領域としては、例えば図１３（ａ）に示すように、従来では例えばフィルム送給用の領域等に使用されているフィルム側部を挙げることができる。又は、図１３（ｂ）に示すように、１枚のフィルム２をその移動方向に垂直の幅方向に分割して複数枚の偏光フィルム等を製造する場合においては、例えば偏光フィルムとなる領域間の領域は使用されない領域であるから、この露光対象領域間の使用されない領域に蛇行検出用マーク２ｂ及び／又はアライメントマーク２ａを形成する。
　レーザマーカ１７は、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザ又は紫外光等を照射するレーザ光源を備えており、例えばキセノンフラッシュランプ等のパルス光源によりパルスレーザ光を出射してフィルム２の縁部から例えば２５ｍｍ以内のフィルム２の側部に、例えば幅が２０μｍ、長さが１５ｍｍの蛇行検出用マーク２ｂを断続的に形成する。なお、後述する蛇行検出用のラインＣＣＤ１４によるフィルム蛇行の検出精度を高めるために、例えば図４（ａ）に示すように、レーザマーカ１７により、２列の蛇行検出用マーク２ｂを相互に千鳥状に形成し、２列の各帯状の蛇行検出用マーク２ｂの先端部及び後端部がフィルム２の移動方向に交差する方向からみて、相互に重なるように形成してもよい。この場合においては、各蛇行検出用マーク２ｂの先端及び後端を蛇行検出用の指標として使用する。又は、例えば図４（ｂ）に示すように、各蛇行検出用マーク２ｂをフィルムの移動方向に対して同一方向に傾斜するように１列形成し、各マークの先端及び後端をアライメントマーク２ａの蛇行検出用の指標として使用してもよい。又は、図４（ｃ）に示すように、蛇行検出用マーク２ｂをフィルムの移動方向に延びるように連続的に１本形成し、例えばフィルムの移動方向に交差する方向に断続的な指標を設けてもよい。
　蛇行検出用のラインＣＣＤ１４は、レーザマーカ１７により形成された蛇行検出用マーク２ｂのフィルム移動方向に交差する方向の位置を検出する。即ち、フィルム２は、例えば搬送装置のローラ８０，８１とフィルムのロールとの間の隙間又はロールへのフィルムの巻き取り誤差等により、フィルム２がその移動方向に垂直な方向に蛇行する場合がある。この場合に、フィルム２は、もっぱら巻き取り側のロール８１寄りの下流側の蛇行に起因して、その移動方向に垂直な方向の蛇行が次第に上流側へと伝達していく。これにより、フィルム２は、図２（ａ）乃至図２（ｅ）に示すように、レーザマーカ１７からラインＣＣＤ１４まで搬送されてくる間に、その移動方向に垂直な方向の蛇行が生じる。本実施形態においては、フィルム２の移動方向に垂直な方向に延びるように配置されたラインＣＣＤ１４により、フィルム蛇行に伴って蛇行した蛇行検出用マーク２ｂの位置を検出する。ラインＣＣＤ１４は、例えば、蛇行検出用マーク２ｂの先端及び後端を蛇行検出用の指標としてその位置を検出する。
　図５は、本実施形態の露光装置において、蛇行検出用マーク２ｂの蛇行の検出方法を一例として示す図である。なお、図５には、フィルム２がその移動方向に垂直な方向に蛇行した場合において、１個の蛇行検出用マーク２ｂについて、その移動軌跡を示している。本実施形態においては、ラインＣＣＤ１４は、例えば図５に示すように、各蛇行検出用マーク２ｂについて、その先端及び後端を指標とし、フィルム移動方向に交差する方向における蛇行検出用マーク２ｂの先端及び後端の位置を検出する。なお、蛇行検出用マーク２ｂが図４（ａ）乃至図４（ｃ）に示すように、フィルム２の移動方向に交差する方向からみて、相互に重なるように形成されている場合においては、ラインＣＣＤ１４により計測できない区間がなくなり、ラインＣＣＤ１４による蛇行検出用マーク２ｂの蛇行の検出精度が向上するため、好ましい。ラインＣＣＤ１４は、後述する制御装置３０に接続されており、ラインＣＣＤ１４により測定された蛇行検出用マーク２ｂの位置の信号は制御装置３０に送信され、フィルム２の蛇行量が算出される。
　アライメント用レーザマーカ１３は、レーザマーカ１７と同様に、例えばＮｄ：ＹＡＧレーザ又は紫外光等を照射するレーザ光源を備えており、例えばキセノンフラッシュランプ等のパルス光源によりパルスレーザ光を出射してフィルム２の縁部から例えば２５ｍｍ以内のフィルム２の側部に、例えば幅が２０μｍ、長さが１５ｍｍのアライメントマーク２ａを断続的に形成する。又は、アライメント用レーザマーカ１３は、連続したアライメントマーク２ａを形成する。本実施形態においては、図１に示すように、アライメント用レーザマーカ１３は、フィルム２の移動方向に垂直な方向に延びるガイド部材１３ａにより、フィルム２の移動方向に垂直な方向に移動可能に支持されている。そして、アライメント用レーザマーカ１３は、ガイド部材１３ａに沿って移動されることにより、フィルム２へのアライメントマーク２ａの形成位置を適宜調整可能に構成されている。
　本実施形態においては、アライメント用レーザマーカ１３は、図３に示すように、ラインＣＣＤ１４により測定された蛇行検出用マーク２ｂの位置により制御装置３０が算出したフィルム２の蛇行量を打ち消すように、その位置が補正される。即ち、フィルム２が、図３（ａ）に示す状態から図３（ｂ）に示す状態を経て、図３（ｃ）に示す状態へと蛇行した場合においては、ラインＣＣＤ１４は、各状態における蛇行検出用マーク２ｂの位置を検出し、制御装置３０は、この検出結果に基づいて、フィルム２の図３における上方への蛇行量を算出する。そして、制御装置３０は、アライメント用レーザマーカ１３の位置をフィルム２の蛇行量に合わせて、図３における上方へとフィルム２の蛇行量を打ち消すように移動させる。これにより、アライメント用レーザマーカ１３は、フィルム２に対する相対的な位置が移動せず、従って、アライメントマーク２ａをフィルム２に対して相対的に直線状に形成することができる。
　アライメントマーク検出用のラインＣＣＤ１６は、フィルム２の移動方向におけるマスク１２１，１２３の位置に対応する位置において、各マスク１２１，１２３とフィルムの幅方向に並ぶように、フィルム２の上方又は下方に配置されており、マスク１２に対応する位置でアライメントマーク１６ａの位置を検出するように構成されている。図６に示すように、アライメントマーク検出用のラインＣＣＤ１６は、例えばマスク１２の覗き窓１２ａに対応する位置にて、フィルム２の移動方向に交差する方向におけるアライメントマーク２ａの位置を検出する。例えば、フィルム２が移動する間にその幅方向に蛇行した場合、それに伴って、アライメントマーク２ａも同一の蛇行量だけフィルム２の幅方向にずれるが、アライメントマーク検出用のラインＣＣＤ１６は、蛇行により幅方向にずれたアライメントマーク２ａの位置を検出する。
　ラインＣＣＤ１６は、例えば図７に示すような制御装置３０に接続されている。そして、検出したアライメントマーク２ａのフィルム幅方向における位置を制御装置３０に送信する。制御装置３０は、ラインＣＣＤ１６から送信されたアライメントマーク２ａの位置に基づいて、各マスク１２の位置を調整するように構成されている。これにより、本実施形態に係る露光装置１は、アライメントマーク２ａを形成し、その蛇行量によりマスク１２の位置を調整することができる。
　本実施形態における露光光源１１は、例えば紫外光を出射する光源であり、例えば水銀ランプ、キセノンランプ、エキシマランプ及び紫外ＬＥＤ等であって、連続光又はパルスレーザ光を出射する光源が使用される。本実施形態においては、露光光源から出射した露光光の光路上には、例えばコリメータレンズ及び／又は反射鏡等の光学系が配置されており、例えばフィルム２上の露光材料膜上のパターン形成用領域に形成された配向材料膜（露光材料膜２１）に所定の光量で露光光が照射されるように構成されている。露光光源は、例えば図示しない制御装置により、露光光の出射方向を調整することができ、これにより、フィルム２に対する露光光の入射角を調整可能に構成されている。本実施形態の露光装置１は、１の露光領域に対して夫々２つの露光光源が向かい合わせに、フィルム２の移動方向に並ぶように配置されている。これにより、各露光光源から出射した夫々プレチルト角が異なる２つの露光光をマスク１２を介して配向材料膜（露光材料膜２１）に照射し、配向材料膜をその移動方向に垂直の幅方向に分割して露光し、フィルム基材上に、配向方向が隣接する分割領域で互いに異なる配向膜を形成する。このような露光装置の方式は、配向分割方式と称されている。これにより、例えば１絵素となる領域がその幅方向に２分割された配向膜を使用し、配向膜間に液晶を挟持した表示装置に電圧を印加すれば、電圧印加時の液晶分子の向きは、配向膜の配向方向に応じて１絵素内で２方向となり、液晶ディスプレイ等の視野角を広くできる。また、幅方向に隣接する画素となる領域ごとに配向方向が異なる配向膜が形成されたフィルムは、例えば３Ｄ（Ｔｈｒｅｅ　Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）ディスプレイ等の偏光フィルムとして使用することができる。なお、露光光源は、１カ所の露光領域について２個に限らず、３個以上設けてもよく、互いに異なる方向からの露光光により、例えば配向膜材料を３方向以上に配向させてもよい。また、例えば、１カ所の露光領域について、露光光源を１個設け、露光光源から出射された露光光を偏光板等により２以上に分割し、分割した露光光を互いに異なる方向から照射するように構成してもよい。例えば、偏光板により、露光光をＰ偏光の直線偏光の露光光とＳ偏光の直線偏光の露光光とに分割して、夫々異なる方向から照射することができる。
　マスク１２は、図６に示すように、例えば枠体１２０とその中央のパターン形成部１２５により構成されており、パターン形成部１２５には、所定の光透過領域のパターン１２５ａが形成されている。即ち、パターン形成部１２５には、フィルム２に形成するパターン形状に対応して、露光光を透過する開口が形成されているか、又は光透過性の部材が設置されている。そして、例えば配向分割方式の露光装置においては、パターン形成部１２５の透過光によりフィルム２の表面の配向材料膜にマスクパターンを露光する。本実施形態においては、マスク１２ごとに１対の露光光源を配置し、夫々入射角の異なる露光光を出射する。従って、本実施形態においては、パターン１２５ａは、入射角度が異なる２つの露光光に対応して、フィルムの移動方向の上流側及び下流側に矩形の開口パターンが夫々複数本設けられている。そして、これらの上流側及び下流側の光透過領域群は、露光光の照射領域同士が互いに重ならないように、互いに離隔して形成されている。また、例えば上流側のパターンと下流側のパターンとによる露光領域が互いに隣接するように、上流側パターンと下流側パターンとは、その幅方向に沿って千鳥状に形成されている。
　本実施形態においては、マスク１２には、パターン１２５ａよりも上流（図６における上）側に、フィルム２の移動方向に対して垂直の幅方向に延びるように、幅が３００μｍ程度、長さが２５０ｍｍ程度のラインＣＣＤ用の覗き窓１２ａが設けられており、この覗き窓１２ａの長手方向の中間に露光光を遮光する例えば幅が１５μｍ程度のライン状の遮光パターン１２ｂが設けられている。そして、マスク１２の下方には、例えばマスク位置検出用のラインＣＣＤ１５が設けられており、ラインＣＣＤ１５により遮光パターン１２ｂの位置を検出し、マスク１２の位置調整に使用する。なお、本実施形態における覗き窓１２ａ及び遮光パターン１２ｂの位置及び形状は、一例であり、マスク１２の位置決めを精度よく行うことができる限り、本発明はこれらの位置及び形状により限定されるものではない。例えば覗き窓１２ａ及び遮光パターン１２ｂの位置は、２列に並ぶように形成されたパターン１２５ａ間の領域等に設けられていてもよく、例えば遮光パターン１２ｂの代わりに、互いに（例えばＮ型に）交差する複数本のスリットが設けられていてもよい。
　マスク１２は、例えば枠体１２０の部分がマスクステージにより支持されており、マスクステージの移動によりマスク１２の全体が移動可能に構成されている。マスクステージは、例えば図７に示すような制御装置３０に接続されており、制御装置３０による制御により、その位置を、例えば水平方向（フィルムの幅方向、又はフィルムの幅方向及びフィルムの長手方向）に移動可能に構成されている。これにより、マスク１２によるフィルム２の露光位置を水平方向に調整することができる。マスクステージは、例えば鉛直方向にも移動可能であり、これにより、フィルム２上の例えば配向膜材料が所定の大きさで露光されるように調整可能に構成されている。
　図７はアライメントマーク形成部の位置及びマスク位置を制御する制御装置３０の構成を一例として示す図である。図７に示すように、制御装置３０は、例えばマスクステージ駆動部及びフィルムの巻き取り側のロール８１に設けられたモータの制御部に接続されている。図７に示すように、マスク位置制御部３０は、蛇行検出用マーク２ｂの位置検出用のラインＣＣＤ１４に接続された第１画像処理部３１と、マスク１２に対応する位置におけるアライメントマーク２ａの位置検出用のラインＣＣＤ１６に接続された第２画像処理部３２と、マスク１２の下方に設けられたマスク位置検出用ラインＣＣＤ１５に接続された第３画像処理部３３と、演算部３４と、メモリ３５と、モータ駆動制御部３６と、レーザマーカ駆動制御部３７と、マスクステージ駆動制御部３８と、制御部３９とを備えている。
　第１画像処理部３１は、蛇行検出用マーク２ｂの位置検出用のラインＣＣＤ１４により撮像された蛇行検出用マーク２ｂの画像処理を行い、例えば各蛇行検出用マーク２ｂの先端及び終端のフィルムの移動方向に交差する方向における位置を検出する。第２画像処理部３２は、アライメントマーク検出用のラインＣＣＤ１６により撮像されたアライメントマーク２ａの画像処理を行い、各アライメントマーク２ａのフィルムの移動方向に交差する方向における位置を検出する。第３画像処理部３３は、マスク位置検出用のラインＣＣＤ１５により撮像されたマスク１２の遮光パターン１２ｂの画像処理を行い、遮光パターン１２ｂのフィルムの移動方向に交差する方向における位置を検出する。演算部３４は、これらの検出結果に基づき、各検出対象のフィルムの移動方向に交差する方向における変位又は蛇行量を演算する。即ち、演算部３４は、第１画像処理部３１の検出結果により、蛇行検出用マーク２ｂがラインＣＣＤ１４の位置でフィルムの移動方向に交差する方向に蛇行した量を演算し、第２画像処理部３２及び第３画像処理部３３の検出結果により、アライメントマーク２ａの位置及びマスク１２の位置により、両者間の距離を演算し、例えばフィルムの幅方向において、設定すべき両者間の相対的位置関係と実際の両者間の相対的位置関係とにより、設定すべき両者間の距離からのずれを演算する。メモリ３５は、例えば第１画像処理部３１、第２画像処理部３２及び第３画像処理部３３の検出結果及び演算部３４の演算結果を記憶する。モータ駆動制御部３６は、例えばフィルムの巻き取り側のロール８１のモータの駆動若しくは停止、又は駆動されている際の回転速度を制御する。
　レーザマーカ駆動制御部３７は、アライメント用レーザマーカ１３の駆動を制御するものであり、例えばガイド部材１３ａに沿ったアライメント用レーザマーカ１３の移動方向及び移動量を制御する。マスクステージ駆動制御部３８は、マスクステージの駆動を制御するものであり、例えばマスクステージの移動方向及び移動量を制御することにより、マスク位置を調整できる。制御部３７は、これらの第１乃至第３画像処理部３１，３２，３３、演算部３４、メモリ３５、モータ駆動制御部３６、レーザマーカ駆動制御部３７及びマスクステージ駆動制御部３８を制御する。これにより、露光装置１は、例えばマスク１２の位置及びアライメント用レーザマーカ１３の位置を、例えばフィルムの移動方向に交差する方向に調整したり、巻き取り側のロール８１に設けられたモータの回転速度等を制御できるように構成されている。
　これにより、本実施形態においては、例えば、図２に示すように、フィルム２がその移動方向に交差する方向に蛇行した場合において、ラインＣＣＤ１４は、各蛇行検出用マーク２ｂについて、その先端部及び終端部のフィルム移動方向に交差する方向における位置を検出する。そして、この検出結果に基づき、制御装置３０は、フィルム２の移動方向に交差する方向における蛇行検出用マーク２ｂの蛇行量を演算し、この演算結果に基づいて、図３に示すように、アライメント用レーザマーカ１３の位置を補正する。本実施形態においては、フィルム２が蛇行した場合においても、これをラインＣＣＤ１４で検出して、フィルム２の蛇行を打ち消すようにアライメント用レーザマーカ１３の位置を補正するため、アライメントマーク２ａをフィルム２に対して相対的に直線状に形成することができる。これにより、本実施形態においては、アライメントマーク２ａをフィルム２に対して相対的に蛇行するように形成する場合に比して、その形成誤差は極めて小さい。
　本実施形態においては、フィルム側部の例えばフィルム送給等に使用されている領域に、例えば焼成材料、光硬化性材料又はインク等を液状又はペースト状の状態で塗布して側部塗布膜２２を形成してもよい。この側部塗布膜２２となる焼成材料としては、焼成（ベーク）することによりフィルム基材２０上に焼成膜を形成できる材料、例えば一般的に使用されている光学カラーフィルタ用の赤、緑、青及び／又は黒のレジスト材料を好適に使用することができる。但し、本発明における側部塗布膜は、フィルム蛇行の検出用のアライメントマークの形成のみに使用されるものであるため、レジスト材料により側部塗布膜を形成する場合においては、現像等の工程は特に必要としない。また、光硬化性材料としては、例えば光硬化性樹脂を使用することができる。又は、側部塗布膜２２の材料にインクを塗布する場合には、顔料及び／又は染料等を含有する液状又はペースト状のインク全般を使用することができ、乾燥装置５で溶媒成分を揮発させて膜を形成できるインク、例えば、油性インクを好適に使用することができる。側部塗布膜２２を焼成材料又は光硬化性材料により形成する場合においては、焼成材料又は光硬化性材料は、露光材料塗布用のスリットコーター４により露光材料と同時に塗布されてもよく、他のスリットコーターにより塗布されてもよい。側部塗布膜２２をインクにより形成する場合においては、フィルム２の移動方向におけるスリットコーター４の上流側又は下流側、即ち、乾燥装置５よりも上流側に設けられた塗布装置により、フィルム基材２０の側部にインクを塗布する。塗布装置としては、例えば適度な柔軟性を有する素材、例えばフェルト質の繊維等により形成された塗布部にインクを浸透させ、この塗布部を送給されてくるフィルム基材２０の側部の露光材料を塗布しない領域に接触させることにより、インクを膜状に塗布する構成のものを使用すればよい。
　なお、これらの焼成材料、光硬化性材料又はインクは、有色の材料であることが好ましい。即ち、有色のインク、有色の光硬化性材料又はカラーフィルタ用のレジスト材料等により形成された側部塗布膜２２は、例えば波長が５３２ｎｍのレーザ光を照射した場合に、レーザ光の吸収率が９０乃至９８％であり、フィルム基材及び配向膜材料（フィルム基材及び配向膜材料共にレーザ光の吸収率はほぼ０％）に比して極めて高く、また、各レーザマーカ１３，１７からのレーザ光の照射により、容易に露光又はレーザ加工によりマーキングされる。よって、無色透明のフィルム基材にレーザ光を照射してマーキングする場合に比して、レーザ光によるマーキングが容易であり、アライメントマーク２ａ，蛇行検出用マーク２ｂの形成が容易である。例えば、フィルム基材にマーキングを行う場合においては、例えば使用するレーザ光を波長が２６６ｎｍの紫外光とした場合に、レーザ光の照射エネルギーを例えば８Ｊ／ｃｍ２と極めて大きくしないと各マーク２ａ，２ｂの形成が難しい。また、配向材料膜にレーザマーキングを行う場合においては、フィルム基材のみの場合に比してレーザ光の照射エネルギーを小さくできるものの、各マーク２ａ，２ｂの周囲の配向材料膜も無色透明であることから、例えばＳＥＭ等の検出装置を使用する必要があり、露光装置のコストが若干高く、装置の大きさも若干大きくなる。しかし、側部塗布膜２２を例えば有色のインクにより形成した場合、例えば使用するレーザ光を波長が５３２ｎｍの紫外光とした場合に、レーザ光の照射エネルギーを０．６Ｊ／ｃｍ２程度まで小さくすることができる。また、例えば側部塗布膜２２をカラーフィルタ用のレジスト材料で形成した場合においては、レーザ光の照射エネルギーは１．０Ｊ／ｃｍ２程度まで小さくできる。よって、側部塗布膜２２を上記のような有色材料で形成することにより、レーザ光によるマーキングが容易であると共に、形成したマークの周囲には、有色の塗布膜が残っているため、ＣＣＤカメラ等の安価で小型の検出装置を使用した場合においても、形成したアライメントマーク２ａ，蛇行検出用マーク２ｂを容易に且つ精度よく検出することができる。従って、蛇行検出用マーク２ｂによるフィルム２の蛇行を精度よく検出でき、また、アライメントマーク２ａにより、マスク１２の位置を精度良く調整できるため、安定的にフィルムを露光することができる。
　次に、本実施形態の露光装置の動作について説明する。先ず、フィルム２は、露光装置１に供給される前に、図９に示すスリットコーター４により、フィルム基材２０の中央には、配向膜（露光材料膜２１）となる露光材料が塗布される。フィルム２の側部に側部塗布膜２２を形成する場合においては、その材料として焼成材料又は光硬化性材料も塗布される。又は、側部塗布膜２２の材料としてインクを塗布する場合においては、フィルムの移動方向におけるスリットコーター４の上流側又は下流側（乾燥装置５の上流側）に設けられた塗布装置により、フィルム基材の両側縁部（縁部から２５ｍｍまでの領域）の少なくとも一方には、インクが塗布される。インクの塗布の際には、例えばフェルト質の繊維等により形成された塗布部にインクが浸透されたものを、フィルム基材２０の表面に接触させることにより、フィルム基材２０の表面にインクを膜状に塗布する。これにより、フィルム基材２０の表面には、液状又はペースト状の露光材料、並びに側部塗布膜２２となるレジスト材料、光硬化性材料又はインクが膜状に塗布される。側部塗布膜２２となるこれらの材料は、例えば有色の材料である。
　次に、フィルム２は、乾燥装置５に搬送され、表面の液状又はペースト状の露光材料が乾燥される。フィルム２の側部に塗布膜となる材料が塗布される場合においては、乾燥装置５にて、各材料も、その特性に応じて乾燥（溶媒成分の揮発）、光硬化、及び／又は焼成（ベーク）される。これにより、フィルム基材の表面には、露光材料膜２１（配向材料膜）及び側部塗布膜２２（レジスト膜）が形成される。即ち、フィルム基材の幅方向の中央には、所定の配向材料膜が形成され、フィルム基材の縁部から２５ｍｍまでの側部に側部塗布膜２２を形成する場合においては、フィルム２の側部には、アライメントマーク及び蛇行検出用マーク形成用のレジスト、光硬化性材料又はインクによる材料膜が形成される。そして、この１種類又は２種類の材料膜が形成されたフィルム２が、例えば搬送ローラ９により、その先端部から露光装置１内に供給されていく。
　露光装置１内に供給されたフィルム２は、搬送ローラ等による搬送により、その側部がレーザマーカ１７の下方に到達する。フィルム２の側部がレーザマーカ１７の下方に到達したら、レーザマーカ１７からレーザ光を照射することにより、蛇行検出用マーク２ｂの形成を開始する。この際、フィルム２の側部にレジスト膜等の側部塗布膜２２を形成している場合には、レーザ光の照射によるマーキングは容易に進行し、蛇行検出用マーク２ｂも明瞭且つ精度よく形成されるため、後の工程における検出も容易となるので好ましい。レーザ光の照射により、フィルム基材には蛇行検出用マーク２ｂが形成されるが、このフィルム２の側部は、従来では例えばフィルム２の送給等に使用していた領域であり、表示装置の画像表示領域には使用されない領域であるから、問題はない。
　蛇行検出用マーク２ｂが形成されたフィルム２は、搬送により蛇行検出用マーク２ｂの位置検出用のラインＣＣＤ１４の下方に到達するが、搬送されてくる間に、図２に示すように、フィルム２は、例えば搬送装置のローラ８０，８１とフィルムのロールとの間の隙間又はロールへのフィルムの巻き取り誤差等により、もっぱら移動方向の下流側において、その移動方向に垂直な方向に蛇行する場合がある。そして、このフィルム２の移動方向下流側の蛇行が次第に上流側へと伝達していく。本実施形態においては、フィルム２の移動方向に垂直な方向に延びるように配置されたラインＣＣＤ１４によりフィルム２の移動方向に交差する方向の蛇行検出用マーク２ｂの位置を例えば指標位置にて検出し、検出信号により、制御装置３０は、アライメント用レーザマーカ１３の位置を補正する。即ち、蛇行検出用マーク２ｂが図２における上方に蛇行した場合、制御装置３０は、この蛇行量を打ち消すように、アライメント用レーザマーカ１３の位置を図２における上方に補正する。そして、アライメント用レーザマーカ１３からレーザ光を照射することにより、アライメントマーク２ａの形成を開始する。この際、フィルム２の側部にレジスト膜等の側部塗布膜２２を形成している場合には、レーザ光の照射によるマーキングは容易に進行し、アライメントマーク２ａも明瞭且つ精度よく形成されるため、後の工程における検出も容易となるので好ましい。レーザ光の照射により、フィルム基材にはアライメントマーク２ａが形成されるが、このフィルム２の側部は、従来では例えばフィルム２の送給等に使用していた領域であり、表示装置の画像表示領域には使用されない領域であるから、問題はない。これにより、図２に示すように、アライメントマーク２ａは、フィルム２に対して相対的に直線状に形成される。
　このラインＣＣＤ１４による蛇行検出用マーク２ｂの検出の際には、例えばラインＣＣＤ１４は、図５に示すように、各蛇行検出用マーク２ｂについて、その指標となる先端及び後端のフィルム移動方向に交差する方向の位置を検出する。このとき、蛇行検出用マーク２ｂの配置によっては、ラインＣＣＤ１４により計測できない区間が存在する場合がある。しかしながら、例えば図４（ａ）に示すように、２列の蛇行検出用マーク２ｂを相互に千鳥状に配置して、２列の各帯状の蛇行検出用マーク２ｂの先端部及び後端部をフィルム２の移動方向に交差する方向からみて、相互に重なるように形成すれば、ラインＣＣＤ１４により蛇行検出用マーク２ｂを計測できない区間はなく、蛇行検出用マーク２ｂの位置の検出精度が高くなるので好ましい。
　フィルム２に対して相対的に直線状にアライメントマーク２ａが形成されたフィルム２は、搬送により、やがて、上流側マスク１２（１２１）の下方に到達する。図８に示すように、フィルム２は、マスクの下方に搬送されてくるまでの間に、フィルム２の移動方向に垂直な方向に蛇行する場合があるが、本実施形態においては、この蛇行を補正する構成を備えている。即ち、マスクの覗き窓１２ａ及び遮光パターン１２ｂに対応する位置には、フィルム２の幅方向に延びるようにラインＣＣＤ１５が配置されており、ラインＣＣＤ１５は、マスク１２の覗き窓１２ａの中間に設けられた遮光パターン１２ｂの位置をマスク１２の位置として検出する。また、フィルム２の移動方向におけるマスク１２の覗き窓１２ａ（及び遮光パターン１２ｂ）に対応する位置には、アライメントマーク検出用のラインＣＣＤ１６が設けられており、フィルム２の側部に形成されたアライメントマーク２ａを検出する。これらのラインＣＣＤ１５，１６により検出された夫々マスク位置，アライメントマーク位置の信号は、制御装置３０に送信され、各画像処理部（第２画像処理部３２，第３画像処理部３３）、演算部３４及び制御部３９等による処理を受けた後、マスクステージ駆動制御部３８による制御により、マスクステージが駆動されることにより、アライメントマーク２ａの位置を基準としてマスク位置を調整することができる。即ち、本実施形態においては、アライメントマーク２ａは、フィルム２に対して相対的に直線状に形成されているが、このアライメントマーク２ａの位置を基準としてマスク位置を補正することにより、例えばマスク位置調整用のＣＣＤカメラ等の検出部が個体差による検出誤差を有していた場合においても、この検出誤差がアライメントマークの形成誤差にほぼ積算されず、マスク位置の設定精度が高い。
　その後、フィルム２は、マスク１２のパターン１２５ａの下方に到達する。このとき、露光光源から出射され、マスク１２のパターン１２５ａを透過した露光光の照射により、フィルム２の表面の配向膜材料（露光材料膜２１）は、所定の方向に配向する。これにより、フィルム２には、露光パターンが形成される。そして、露光光源１１から連続光を出射しながら、フィルム２を連続的に搬送することにより、フィルム２には、フィルムの移動方向に沿って帯状に延びるように露光パターンが形成されていく。本実施形態においては、フィルム２を連続露光する場合においても、フィルム２の蛇行を連続的に補正してアライメントマーク２ａを相対的に直線状に形成することができ、また、このアライメントマーク２ａを使用してマスク１２の位置を精度よく調整することができるため、フィルム２が連続的に供給される場合においても、配向膜材料（露光材料膜２１）を高精度で安定的に連続露光することができる。
　本実施形態においては、フィルムの移動方向における下流側にもマスク１２３が配置されており、図１に示すように、上流側マスク１２１により露光されたフィルム２は、やがて下流側のマスク１２３の下方に到達する。本実施形態においては、例えば上流側マスク１２１による露光領域と下流側マスク１２３による露光領域を相互に隣接するように形成するが、上記の如く、フィルム２に対して相対的に直線状に形成されたアライメントマーク２ａを基準として下流側マスク１２３の位置を調整するので、マスク位置の設定精度が高い。よって、上流側マスク１２１により露光された領域が下流側マスク１２３により露光されてしまったり、また、未露光の領域が発生することもなく、高精度で各マスクによる露光領域を隣接するように形成することができる。
　本発明においては、連続的に搬送されてくる露光対象部材を連続露光する露光装置において、露光対象部材に対する露光光の照射位置よりも上流側にて蛇行検出用マークを形成し、この蛇行検出用マークの位置を検出して蛇行量を演算し、蛇行量を打ち消すようにマスク位置調整用のアライメントマークを形成するので、アライメントマークを露光対象部材に対して相対的に直線状に形成することができ、露光対象部材がその移動方向に垂直な方向に蛇行した場合においても、マスク位置を精度よく調整することができるので、安定的に高精度な連続露光を実現でき、産業上の利用価値が高い。
　１，１０：露光装置、１２：マスク、１２ａ：覗き窓、１２ｂ：遮光パターン、１２０：枠体、１２１：（第１の）マスク、１２２：（第２の）マスク、１２３：（第３の）マスク、１２４：（第４の）マスク、１２５：パターン形成部、１２５ａ：（マスク）パターン、１３：アライメント用レーザマーカ、１４：（蛇行検出用マークの位置検出用）ラインＣＣＤ、１５：（マスク位置検出用）ラインＣＣＤ、１６：（アライメントマーク検出用）ラインＣＣＤ、１７：レーザマーカ、２：フィルム、２ａ：アライメントマーク、２ｂ：蛇行検出用マーク、２０：露光対象部材、２１：露光材料膜、２２：側部塗布膜、３０：制御装置、３１：第１画像処理部、３２：第２画像処理部、３３：第３画像処理部、３４：演算部、３５：メモリ、３６：モータ駆動制御部、３７：レーザマーカ駆動制御部、３８：マスクステージ駆動制御部、３９：制御部、１００：画像表示領域に対応する領域

Claims (5)

  1. 搬送装置により連続的に搬送されてくる露光対象部材の露光パターン形成用領域に露光光源から出射した露光光をマスクを介して照射することにより、前記露光パターン形成用領域に前記マスクの夫々に対応させたマスクパターンを露光する露光装置において、
    前記露光対象部材の移動方向における前記露光光の照射位置よりも上流側に配置され前記露光対象部材に蛇行検出用マークを形成する第１マーク形成部と、
    前記露光対象部材の移動方向における前記第１マーク形成部と前記露光光の照射位置との間に配置され、前記露光対象部材の移動方向に交差する方向における前記蛇行検出用マークの位置を検出する第１検出部と、
    この第１検出部が検出した前記蛇行検出用マークの位置に基づいて前記蛇行検出用マークの蛇行量を演算する第１蛇行演算部と、
    前記露光対象部材の移動方向における前記第１検出部の位置に対応する位置にて前記露光対象部材の移動方向に垂直な方向に移動可能に配置され、前記マスクの位置調整用のアライメントマークを形成する第２マーク形成部と、
    前記第１蛇行演算部が求めた前記蛇行検出用マークの蛇行量を打ち消すように、前記第２マーク形成部を移動させる第１制御部と、
    を有することを特徴とする露光装置。
  2. 前記露光対象部材の移動方向における前記第２マーク形成部の下流側に配置され、前記露光対象部材の移動方向に交差する方向における前記アライメントマークの位置を検出する第２検出部と、
    前記第２検出部が検出した前記指標位置における前記アライメントマークの位置に基づいて前記アライメントマークの蛇行量を演算する第２蛇行演算部と、
    この第２蛇行演算部が求めた前記アライメントマークの蛇行量に応じて、前記露光対象部材の移動方向に垂直な方向の前記マスクの位置を調整する第２制御部と、
    を有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
  3. 前記マスクは、前記露光対象部材の移動方向に離隔して複数個配置されており、夫々のマスクに対応して前記第２蛇行演算部及び前記第２制御部が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
  4. 前記アライメントマーク形成部は、前記露光対象部材の移動方向に対して連続的又は断続的にアライメントマークを前記露光対象部材に形成することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光装置。
  5. 前記第１マーク形成部は、前記露光対象部材の移動方向に対して断続的な指標が付された蛇行検出用マークを前記露光対象部材に形成するものであり、前記第１検出部は、前記露光対象部材の移動方向に交差する方向における前記蛇行検出用マークの前記指標位置における位置を検出するものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光装置。
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