JP2012113095A - 露光装置及び露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光光が通過する領域を大きく広げることなく、露光光を配向膜へ斜めに照射する。また、１つの基板上の配向膜に複数の異なる配向領域を形成する際、タクトタイムを短縮して、スループットを向上させる。
【解決手段】露光光照射装置３０から照射された露光光を透過させて露光光の進行方向を傾ける光偏向素子８１ａ，８１ｂを、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間に配置し、光偏向素子８１ａ，８１ｂからマスク２へ露光光を斜めに照射する。露光光照射装置３０から照射された露光光の進行方向をそれぞれ異なる方向へ傾ける複数の光偏向素子８１ａ，８１ｂを、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間に切り替えて配置する。あるいは、光偏向素子８１を回転して、光偏向素子８１により傾けられる露光光の進行方向を切り替える。
【選択図】図５

Description

本発明は、液晶ディスプレイ装置の製造において、高分子化合物から成る配向膜へ直線偏光の露光光を照射して、配向膜に液晶の配列方向を整える配向特性を付与する配向膜の露光装置及び露光方法に係り、特に、フォトマスク（以下、「マスク」と称す）を用いて、１つの基板上の配向膜に複数の異なる配向領域を形成する配向膜の露光装置及び露光方法に関する。

アクティブマトリクス駆動方式の液晶ディスプレイ装置は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板とカラーフィルタ基板との間に液晶を封入して製造され、ＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板の表面には、液晶の配列方向を整えるための配向膜が形成されている。配向膜に液晶の配列方向を整える配向特性を付与する処理は、従来、配向膜の表面を布で擦る「ラビング法」により行われていたが、近年、ポリイミド等の高分子化合物から成る配向膜へ直線偏光の紫外光を照射し、偏光方向の高分子鎖を選択的に反応させて、異方性を発生させる「光配向法」が開発されている。

特許文献１には、液晶表示装置の視野角拡大、表示品位の向上及びコントラストの向上を図るために、液晶層を挟む一対の基板において、各基板上の配向膜を、プレチルト方向が約１８０°異なる２つの配向領域に各々分割し、一方の基板上の配向領域の境界と他方の基板上の配向領域の境界とが略直交するように両基板を貼り合わせて、４つの配向状態の領域を形成する技術が開示されている。

特開平１１−３５２４８６号公報

特許文献１に記載の様に、１つの基板上の配向膜に複数の異なる配向領域を形成するためには、直線偏光の紫外光を、配向領域毎に異なる方向から斜めに照射する必要がある。また、配向領域毎に露光を行うために、露光する配向領域以外の領域を覆うマスクが必要となる。

従来、フォトリソグラフィー技術で用いられる、マスクと基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置では、マスクの上空に露光光照射装置を備え、露光光照射装置からマスクへ露光光を垂直に照射している。配向膜を露光する露光装置において、プロキシミティ露光装置と同様の構成を用い、露光光照射装置からマスクへ露光光を斜めに照射すると、露光光が通過する領域が大きく広がり、装置内に多くの空間が必要となる。

また、従来のプロキシミティ露光装置に用いられる露光光照射装置は、露光光を照射する方向を変更することができないため、１つの基板上の配向膜に複数の異なる配向領域を形成するためには、各配向領域を露光する度に基板をチャックから取り外して基板の向きを回転させる必要がある。そのため、タクトタイムが長くなって、スループットが低下するという問題がある。

本発明の課題は、露光光が通過する領域を大きく広げることなく、露光光を配向膜へ斜めに照射することである。また、本発明の課題は、１つの基板上の配向膜に複数の異なる配向領域を形成する際、タクトタイムを短縮して、スループットを向上させることである。

本発明の配向膜の露光装置は、基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダと、直線偏光の露光光を照射する露光光照射装置とを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設け、露光光照射装置から照射された直線偏光の露光光を、マスクを通して基板へ照射して、基板に塗布された配向膜に液晶の配列方向を整える配向特性を付与する配向膜の露光装置において、露光光照射装置とマスクホルダとの間に配置され、露光光照射装置から照射された露光光を透過させて露光光の進行方向を傾ける光偏向素子を備え、光偏向素子からマスクへ露光光を斜めに照射するものである。

また、本発明の配向膜の露光方法は、基板をチャックで支持し、マスクをマスクホルダで保持し、マスクと基板との間に微小なギャップを設け、露光光照射装置から照射された直線偏光の露光光を、マスクを通して基板へ照射して、基板に塗布された配向膜に液晶の配列方向を整える配向特性を付与する配向膜の露光方法であって、露光光照射装置から照射された露光光を透過させて露光光の進行方向を傾ける光偏向素子を、露光光照射装置とマスクホルダとの間に配置し、光偏向素子からマスクへ露光光を斜めに照射するものである。

露光光照射装置から照射された露光光を透過させて露光光の進行方向を傾ける光偏向素子を、露光光照射装置とマスクホルダとの間に配置し、光偏向素子からマスクへ露光光を斜めに照射するので、露光光照射装置から直接マスクへ露光光を斜めに照射する場合に比べて、露光光が通過する領域が大きく広がることなく、露光光が配向膜へ斜めに照射される。

さらに、本発明の配向膜の露光装置は、光偏向素子を複数備え、各光偏向素子が、露光光照射装置から照射された露光光の進行方向をそれぞれ異なる方向へ傾け、複数の光偏向素子を、露光光照射装置とマスクホルダとの間に切り替えて配置する手段を備えたものである。また、本発明の配向膜の露光方法は、露光光照射装置から照射された露光光の進行方向をそれぞれ異なる方向へ傾ける複数の光偏向素子を、露光光照射装置とマスクホルダとの間に切り替えて配置するものである。

あるいは、本発明の配向膜の露光装置は、光偏向素子を回転して、光偏向素子により傾けられる露光光の進行方向を切り替える手段を備えたものである。また、本発明の配向膜の露光方法は、光偏向素子を回転して、光偏向素子により傾けられる露光光の進行方向を切り替えるものである。

露光光照射装置から照射された露光光の進行方向をそれぞれ異なる方向へ傾ける複数の光偏向素子を、露光光照射装置とマスクホルダとの間に切り替えて配置し、あるいは、光偏向素子を回転して、光偏向素子により傾けられる露光光の進行方向を切り替えるので、１つの基板上の配向膜に複数の異なる配向領域を形成する際、各配向領域を露光する度に基板をチャックから取り外して基板の向きを回転させる必要が無い。従って、タクトタイムが短縮されて、スループットが向上する。

さらに、本発明の配向膜の露光装置は、光偏向素子が、溝の断面形状が鋸歯状である透過型ブレーズド回折格子であるものである。また、本発明の配向膜の露光方法は、光偏向素子として、溝の断面形状が鋸歯状である透過型ブレーズド回折格子を用いるものである。光偏向素子として、透過型ブレーズド回折格子を用いることにより、光偏向素子を透過する際の露光光の損失が少なく済む。

さらに、本発明の配向膜の露光装置は、透過型ブレーズド回折格子を、露光光照射装置とマスクホルダと間で、マスクと平行に往復移動させる手段を備えたものである。また、本発明の配向膜の露光方法は、透過型ブレーズド回折格子を、露光光照射装置とマスクホルダとの間で、マスクと平行に往復移動させるものである。透過型ブレーズド回折格子を透過した露光光は、干渉により強度の変化が生じ、強度分布が均一でなくなる。透過型ブレーズド回折格子を、露光光照射装置とマスクホルダとの間で、マスクと平行に往復移動させることにより、透過型ブレーズド回折格子から配向膜へ照射される露光光の強度むらが無くなり、配向特性が均一に付与される。

本発明によれば、露光光照射装置から照射された露光光を透過させて露光光の進行方向を傾ける光偏向素子を、露光光照射装置とマスクホルダとの間に配置し、光偏向素子からマスクへ露光光を斜めに照射することにより、露光光が通過する領域を大きく広げることなく、露光光を配向膜へ斜めに照射することができる。

さらに、本発明によれば、露光光照射装置から照射された露光光の進行方向をそれぞれ異なる方向へ傾ける複数の光偏向素子を、露光光照射装置とマスクホルダとの間に切り替えて配置し、あるいは、光偏向素子を回転して、光偏向素子により傾けられる露光光の進行方向を切り替えることにより、１つの基板上の配向膜に複数の異なる配向領域を形成する際、タクトタイムを短縮して、スループットを向上させることができる。

さらに、本発明によれば、光偏向素子として、透過型ブレーズド回折格子を用いることにより、光偏向素子を透過する際の露光光の損失を少なくすることができる。

さらに、本発明によれば、透過型ブレーズド回折格子を、露光光照射装置とマスクホルダとの間で、マスクと平行に往復移動させることにより、透過型ブレーズド回折格子から配向膜へ照射される露光光の強度むらを無くし、配向特性を均一に付与することができる。

本発明の一実施の形態による配向膜の露光装置の概略構成を示す図である。 第１平面鏡、凹面鏡及び第２平面鏡の配置を上方から見た図である。 図３（ａ）はマスクホルダ及び光偏向素子移動装置の上面図、図３（ｂ）は光偏向素子移動装置の側面図である。 光偏向素子移動装置の動作を説明する図である。 図５（ａ）は露光装置の側面図、図５（ｂ）は光偏向素子から照射される露光光を示す図である。 光偏向素子移動装置の動作を説明する図である。 図７（ａ）は露光装置の側面図、図７（ｂ）は光偏向素子から照射される露光光を示す図である。 光偏向素子の往復移動動作を説明する図である。 本発明の他の実施の形態による配向膜の露光装置の概略構成を示す図である。 光偏向素子移動装置の動作を説明する図である。 光偏向素子移動装置の動作を説明する図である。

図１は、本発明の一実施の形態による配向膜の露光装置の概略構成を示す図である。露光装置は、ベース３、Ｘガイド４、Ｘステージ５、Ｙガイド６、Ｙステージ７、θステージ８、チャック支持台９、チャック１０、マスクホルダ２０、露光光照射装置３０、光源制御装置４０、光偏向素子移動装置５０、ステージ駆動回路６０、主制御装置７０、及び光偏向素子駆動回路８０を含んで構成されている。露光装置は、これらの他に、基板１をチャック１０へ搬入し、また基板１をチャック１０から搬出する基板搬送ロボット、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。

なお、以下に説明する実施の形態におけるＸＹ方向は例示であって、Ｘ方向とＹ方向とを入れ替えてもよい。

図１において、チャック１０は、基板１の配向膜の露光を行う露光位置にある。露光位置から離れたロード／アンロード位置において、図示しない基板搬送ロボットにより、基板１がチャック１０へ搬入され、また基板１がチャック１０から搬出される。チャック１０への基板１のロード及びチャック１０からの基板１のアンロードは、チャック１０に設けた複数の突き上げピンを用いて行われる。突き上げピンは、チャック１０の内部に収納されており、チャック１０の内部から上昇して、基板１をチャック１０にロードする際、基板搬送ロボットから基板１を受け取り、基板１をチャック１０からアンロードする際、基板搬送ロボットへ基板１を受け渡す。チャック１０は、基板１の裏面を真空吸着して支持する。基板１の表面には、ポリイミド等の高分子化合物から成る配向膜が塗布されている。

チャック１０は、チャック支持台９を介してθステージ８に搭載されており、θステージ８の下にはＹステージ７及びＸステージ５が設けられている。Ｘステージ５は、ベース３に設けられたＸガイド４に搭載され、Ｘガイド４に沿ってＸ方向（図１の図面奥行き方向）へ移動する。Ｙステージ７は、Ｘステージ５に設けられたＹガイド６に搭載され、Ｙガイド６に沿ってＹ方向（図１の図面横方向）へ移動する。θステージ８は、Ｙステージ７に搭載され、θ方向へ回転する。チャック支持台９は、θステージ８に搭載され、チャック１０を複数箇所で支持する。Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８には、ボールねじ及びモータや、リニアモータ等の図示しない駆動機構が設けられており、各駆動機構は、ステージ駆動回路６０により駆動される。

Ｘステージ５のＸ方向への移動及びＹステージ７のＹ方向への移動により、チャック１０は、ロード／アンロード位置と露光位置との間を移動される。ロード／アンロード位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動、Ｙステージ７のＹ方向への移動、及びθステージ８のθ方向への回転により、チャック１０に搭載された基板１のプリアライメントが行われる。露光位置において、図示しないＺ−チルト機構により、後述するマスクホルダ２０をＺ方向（図１の図面上下方向）へ移動及びチルトすることによって、マスク２と基板１とのギャップ合わせが行われる。そして、Ｘステージ５のＸ方向への移動、Ｙステージ７のＹ方向への移動、及びθステージ８のθ方向への回転により、マスク２と基板１との位置合わせが行われる。主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｘステージ５のＸ方向への移動、Ｙステージ７のＹ方向への移動、及びθステージ８のθ方向への回転を行う。

なお、本実施の形態では、マスクホルダ２０をＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行っているが、チャック支持台９にＺ−チルト機構を設けて、チャック１０をＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行ってもよい。

露光光照射装置３０は、ランプ３１、集光鏡３２、第１平面鏡３３、レンズ群３４、シャッター３５、偏光子３６、凹面鏡３７、第２平面鏡３８、及び電源４１を含んで構成されている。ランプ３１には、水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等の様に、高圧ガスをバルブ内に封入した放電型のランプが使用されている。ランプ３１の周囲には、ランプ３１から発生した光を集光する集光鏡３２が設けられている。ランプ３１から発生した光は、集光鏡３２により集光され、第１平面鏡３３へ照射される。

図２は、第１平面鏡、凹面鏡及び第２平面鏡の配置を上方から見た図である。第１平面鏡３３で反射された光は、フライアイレンズ又はロットレンズ等から成るレンズ群３４へ入射し、レンズ群３４を透過して照度分布が均一化される。シャッター３５は、基板１の配向膜の露光を行う時に開き、露光を行わない時に閉じる。シャッター３５が開いているとき、レンズ群３４を透過した光は、偏光子３６を透過して直線偏光となり、凹面鏡３７で反射されて平行光線束となる。図１において、凹面鏡３７で反射された光は、第２平面鏡３８で反射されて、図面下方へ垂直に照射される。光源制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、電源４１からランプ３１へ供給される電力を制御して、露光光の照度を調節する。

露光位置の上空には、マスクホルダ２０及び光偏向素子移動装置５０が設置されている。図３（ａ）はマスクホルダ及び光偏向素子移動装置の上面図、図３（ｂ）は光偏向素子移動装置の側面図である。図３（ａ）において、マスクホルダ２０は、光偏向素子移動装置５０に設けられた開口５２内に設置されている。マスクホルダ２０には、露光光が通過する開口２１が設けられており、マスクホルダ２０の下面の開口２１の周囲には、図示しない吸着溝が設けられている。マスクホルダ２０は、図示しない吸着溝により、破線で示すマスク２の周辺部を真空吸着して、マスク２をその下面に保持する。露光光照射装置３０から照射された露光光がマスク２を透過して基板１へ照射されることにより、基板１の配向膜の露光が行われる。

光偏向素子移動装置５０は、装置ベース５１、ガイド５３、移動テーブル５４ａ，５４ｂ、モータ５５、軸受５６、ボールねじ５７、ナット５８、及び固定具５９を含んで構成されている。図３（ａ）において、装置ベース５１には、マスクホルダ２０を収容する開口５２が設けられている。装置ベース５１の上面には、Ｙ方向へ伸びるガイド５３が設置されており、ガイド５３には、移動テーブル５４ａ，５４ｂが搭載されている。また、装置ベース５１の上面には、２つのモータ５５が取り付けられており、各モータ５５の回転軸には、ボールねじ５７がそれぞれ接続されている。各ボールねじ５７は、軸受５６により回転可能に支持されている。図３（ｂ）において、移動テーブル５４ａには、一方のボールねじ５７により移動するナット５８が、固定具５９により取り付けられている。同様に、移動テーブル５４ｂには、他方のボールねじ５７により移動するナット５８が、固定具５９により取り付けられている。各モータ５５により各ボールねじ５７を回転すると、移動テーブル５４ａ，５４ｂが、ガイド５３に沿ってＹ方向へ移動する。

図３（ａ）において、移動テーブル５４ａ，５４ｂには、破線で示す開口が設けられており、移動テーブル５４ａ，５４ｂの上面には、光偏向素子８１ａ，８１ｂが搭載されている。光偏向素子８１ａ，８１ｂは、後述する様に、露光光照射装置３０から垂直に照射された露光光を透過させて露光光の進行方向を傾け、露光光をマスク２へ斜めに照射する。本実施の形態では、光偏向素子８１ａ，８１ｂとして、溝の断面形状が鋸歯状である透過型ブレーズド回折格子が用いられている。図３（ａ）において、光偏向素子８１ａ，８１ｂ上の矢印は、光偏向素子８１ａ，８１ｂにより露光光が傾けられる方向を示している。

以下、本実施の形態による配向膜の露光方法を説明する。図１において、基板１の配向膜にプレチルト方向が１８０度異なる２種類の配向領域群を形成する場合、光偏向素子駆動回路８０は、主制御装置７０の制御により、光偏向素子移動装置５０の各モータ５５を駆動して、移動テーブル５４ａ，５４ｂを移動させ、光偏向素子８１ａ，８１ｂを、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間に切り替えて配置する。図４及び図６は、光偏向素子移動装置の動作を説明する図である。図４（ａ）及び図６（ａ）は光偏向素子移動装置の上面図、図４（ｂ）及び図６（ｂ）は光偏向素子移動装置の側面図である。

図４（ａ），（ｂ）は、光偏向素子８１ａを、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間に配置した状態を示している。図５（ａ）は露光装置の側面図、図５（ｂ）は光偏向素子から照射される露光光を示す図である。図４（ａ），（ｂ）に示す様に、光偏向素子８１ａを、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間に配置したとき、図５（ｂ）に示す様に、露光光照射装置３０から垂直に照射された露光光は、光偏向素子８１ａを透過してその進行方向が左斜め下方へ傾けられ、マスク２に対して右斜め上方から照射される。従って、マスク２を透過して基板１へ照射された露光光により、基板１の配向膜には、プレチルト方向が図面右側となる配向特性が付与される。

図６（ａ），（ｂ）は、光偏向素子８１ｂを、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間に配置した状態を示している。図７（ａ）は露光装置の側面図、図７（ｂ）は光偏向素子から照射される露光光を示す図である。図６（ａ），（ｂ）に示す様に、光偏向素子８１ｂを、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間に配置したとき、図７（ｂ）に示す様に、露光光照射装置３０から垂直に照射された露光光は、光偏向素子８１ｂを透過してその進行方向が右斜め下方へ傾けられ、マスク２に対して左斜め上方から照射される。従って、マスク２を透過して基板１へ照射された露光光により、基板１の配向膜には、プレチルト方向が図面左側となる配向特性が付与される。

露光光照射装置３０から照射された露光光を透過させて露光光の進行方向を傾ける光偏向素子８１ａ，８１ｂを、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間に配置し、光偏向素子８１ａ，８１ｂからマスク２へ露光光を斜めに照射するので、露光光照射装置３０から直接マスク２へ露光光を斜めに照射する場合に比べて、露光光が通過する領域が大きく広がることなく、露光光が基板１の配向膜へ斜めに照射される。

そして、露光光照射装置３０から照射された露光光の進行方向をそれぞれ異なる方向へ傾ける複数の光偏向素子８１ａ，８１ｂを、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間に切り替えて配置するので、１つの基板上の配向膜に複数の異なる配向領域を形成する際、各配向領域を露光する度に基板１をチャック１０から取り外して基板１の向きを回転させる必要が無い。従って、タクトタイムが短縮されて、スループットが向上する。

図１において、光偏向素子駆動回路８０は、主制御装置７０の制御により、光偏向素子移動装置５０の各モータ５５を駆動して、移動テーブル５４ａ，５４ｂを移動させ、光偏向素子８１ａ，８１ｂを、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間で、マスク２と平行に往復移動させる。図８は、光偏向素子の往復移動動作を説明する図である。図８（ａ）において、光偏向素子移動装置５０の一方のモータ５５は、光偏向素子駆動回路８０の駆動により、ボールねじ５７を正回転及び逆回転させて、移動テーブル５４ａに搭載された光偏向素子８１ａを、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間で、マスク２と平行に矢印で示す方向へ往復移動させる。同様に、図８（ｂ）において、光偏向素子移動装置５０の他方のモータ５５は、光偏向素子駆動回路８０の駆動により、ボールねじ５７を正回転及び逆回転させて、移動テーブル５４ｂに搭載された光偏向素子８１ｂを、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間で、マスク２と平行に矢印で示す方向へ往復移動させる。

本実施の形態では、光偏向素子８１ａ，８１ｂとして、溝の断面形状が鋸歯状である透過型ブレーズド回折格子を用いることにより、光偏向素子８１ａ，８１ｂを透過する際の露光光の損失が少なく済む。しかしながら、透過型ブレーズド回折格子を透過した露光光は、干渉により強度の変化が生じ、強度分布が均一でなくなる。本実施の形態では、透過型ブレーズド回折格子を、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間で、マスク２と平行に往復移動させることにより、透過型ブレーズド回折格子から基板１の配向膜へ照射される露光光の強度むらが無くなり、配向特性が均一に付与される。

図９は、本発明の他の実施の形態による配向膜の露光装置の概略構成を示す図である。本実施の形態では、図１の光偏向素子移動装置５０の代わりに、光偏向素子移動装置５０’が設けられ、図１の光偏向素子駆動回路８０の代わりに、光偏向素子駆動回路８０’が設けられている。その他の構成要素は、図１に示した実施の形態と同様である。

図１０及び図１１は、光偏向素子移動装置の動作を説明する図である。図１０（ａ）及び図１１（ａ）は光偏向素子移動装置の上面図、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）は光偏向素子移動装置の側面図である。光偏向素子移動装置５０’は、装置ベース５１、ガイド５３、移動テーブル５４、モータ５５、軸受５６、ボールねじ５７、ナット５８、固定具５９、及び回転テーブル９０を含んで構成されている。図１０（ａ）及び図１１（ａ）において、装置ベース５１には、マスクホルダ２０を収容する開口５２が設けられている。装置ベース５１の上面には、Ｙ方向へ伸びるガイド５３が設置されており、ガイド５３には、移動テーブル５４が搭載されている。また、装置ベース５１の上面には、モータ５５が取り付けられており、モータ５５の回転軸には、ボールねじ５７が接続されている。ボールねじ５７は、軸受５６により回転可能に支持されている。図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）において、移動テーブル５４には、ボールねじ５７により移動するナット５８が、固定具５９により取り付けられている。モータ５５によりボールねじ５７を回転すると、移動テーブル５４が、ガイド５３に沿ってＹ方向へ移動する。

図１０（ａ）及び図１１（ａ）において、移動テーブル５４の上面には、回転テーブル９０が搭載されている。回転テーブル９０には、ボールねじ及びモータ等の図示しない駆動機構が設けられており、駆動機構は、図９の光偏向素子駆動回路８０’により駆動される。回転テーブル９０の上面には、光偏向素子８１が搭載されている。移動テーブル５４及び回転テーブル９０には、破線で示す開口が設けられている。光偏向素子８１は、露光光照射装置３０から垂直に照射された露光光を透過させて露光光の進行方向を傾け、露光光をマスク２へ斜めに照射する。本実施の形態では、光偏向素子８１として、溝の断面形状が鋸歯状である透過型ブレーズド回折格子が用いられている。図１０（ａ）及び図１１（ａ）において、光偏向素子８１上の矢印は、光偏向素子８１により露光光が傾けられる方向を示している。

図９において、基板１の配向膜にプレチルト方向が１８０度異なる２種類の配向領域群を形成する場合、光偏向素子駆動回路８０’は、主制御装置７０の制御により、光偏向素子移動装置５０’の回転テーブル９０を駆動して、光偏向素子８１を１８０度回転させ、光偏向素子８１により傾けられる露光光の進行方向を切り替える。図１０（ａ）は、回転前の状態を示している。このとき、図５（ｂ）と同様に、露光光照射装置３０から垂直に照射された露光光は、光偏向素子８１を透過してその進行方向が左斜め下方へ傾けられ、マスク２に対して右斜め上方から照射される。従って、マスク２を透過して基板１へ照射された露光光により、基板１の配向膜には、プレチルト方向が図面右側となる配向特性が付与される。

図１１（ａ）は、回転後の状態を示している。このとき、図７（ｂ）と同様に、露光光照射装置３０から垂直に照射された露光光は、光偏向素子８１を透過してその進行方向が右斜め下方へ傾けられ、マスク２に対して左斜め上方から照射される。従って、マスク２を透過して基板１へ照射された露光光により、基板１の配向膜には、プレチルト方向が図面左側となる配向特性が付与される。

光偏向素子８１を回転して、光偏向素子８１により傾けられる露光光の進行方向を切り替えるので、１つの基板上の配向膜に複数の異なる配向領域を形成する際、各配向領域を露光する度に基板１をチャック１０から取り外して基板１の向きを回転させる必要が無い。従って、タクトタイムが短縮されて、スループットが向上する。

図９において、光偏向素子駆動回路８０’は、主制御装置７０の制御により、光偏向素子移動装置５０’のモータ５５を駆動して、移動テーブル５４を移動させ、光偏向素子８１を、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間で、マスク２と平行に往復移動させる。透過型ブレーズド回折格子の光偏向素子８１を、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間で、マスク２と平行に往復移動させることにより、透過型ブレーズド回折格子から基板１の配向膜へ照射される露光光の強度むらが無くなり、配向特性が均一に付与される。

なお、以上説明した実施の形態では、基板の配向膜にプレチルト方向が１８０度異なる２種類の配向領域群を形成していたが、プレチルト方向が９０度ずつ異なる４種類の配向領域群を形成する場合には、光偏向素子を４個用いて順次切り換えたり、光偏向素子を９０度ずつ回転させたり、図１〜図８に示した実施の形態に光偏向素子を回転する機構を設ければよい。

また、以上説明した実施の形態では、プレチルト方向が基板の長辺又は短辺に平行であったが、表示用パネルの特性として、プレチルト方向を基板の長辺又は短辺に対して斜めにする必要がある場合は、光偏向素子をＸＹ方向に合わせたまま、基板及びマスクをＸＹ方向に対して回転させた状態で、基板及びマスクと、光偏向素子とを、Ｘ方向又はＹ方向へ相対的に移動することにより、所望のプレチルト方向を得ることができる。

以上説明した実施の形態によれば、露光光照射装置３０から照射された露光光を透過させて露光光の進行方向を傾ける光偏向素子８１，８１ａ，８１ｂを、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間に配置し、光偏向素子８１，８１ａ，８１ｂからマスク２へ露光光を斜めに照射することにより、露光光が通過する領域を大きく広げることなく、露光光を配向膜へ斜めに照射することができる。

さらに、露光光照射装置３０から照射された露光光の進行方向をそれぞれ異なる方向へ傾ける複数の光偏向素子８１ａ，８１ｂを、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間に切り替えて配置し、あるいは、光偏向素子８１を回転して、光偏向素子８１により傾けられる露光光の進行方向を切り替えることにより、１つの基板上の配向膜に複数の異なる配向領域を形成する際、タクトタイムを短縮して、スループットを向上させることができる。

さらに、光偏向素子８１，８１ａ，８１ｂとして、透過型ブレーズド回折格子を用いることにより、光偏向素子８１，８１ａ，８１ｂを透過する際の露光光の損失を少なくすることができる。

さらに、透過型ブレーズド回折格子を、露光光照射装置３０とマスクホルダ２０との間で、マスク２と平行に往復移動させることにより、透過型ブレーズド回折格子から配向膜へ照射される露光光の強度むらを無くし、配向特性を均一に付与することができる。

１ 基板
２ マスク
３ ベース
４ Ｘガイド
５ Ｘステージ
６ Ｙガイド
７ Ｙステージ
８ θステージ
９ チャック支持台
１０ チャック
２０ マスクホルダ
３０ 露光光照射装置
３１ ランプ
３２ 集光鏡
３３ 第１平面鏡
３４ レンズ群
３５ シャッター
３６ 偏光子
３７ 凹面鏡
３８ 第２平面鏡
４０ 光源制御装置
４１ 電源
５０，５０’ 光偏向素子移動装置
５１ 装置ベース
５２ 開口
５３ ガイド
５４，５４ａ，５４ｂ 移動テーブル
５５ モータ
５６ 軸受
５７ ボールねじ
５８ ナット
５９ 固定具
６０ ステージ駆動回路
７０ 主制御装置
８０，８０’ 光偏向素子駆動回路
８１，８１ａ，８１ｂ 光偏向素子
９０ 回転テーブル

Claims (10)

1. 基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダと、直線偏光の露光光を照射する露光光照射装置とを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設け、前記露光光照射装置から照射された直線偏光の露光光を、マスクを通して基板へ照射して、基板に塗布された配向膜に液晶の配列方向を整える配向特性を付与する配向膜の露光装置において、
   前記露光光照射装置と前記マスクホルダとの間に配置され、前記露光光照射装置から照射された露光光を透過させて露光光の進行方向を傾ける光偏向素子を備え、該光偏向素子からマスクへ露光光を斜めに照射することを特徴とする配向膜の露光装置。
2. 前記光偏向素子を複数備え、各光偏向素子は、前記露光光照射装置から照射された露光光の進行方向をそれぞれ異なる方向へ傾け、
   前記複数の光偏向素子を、前記露光光照射装置と前記マスクホルダとの間に切り替えて配置する手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の配向膜の露光装置。
3. 前記光偏向素子を回転して、前記光偏向素子により傾けられる露光光の進行方向を切り替える手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の配向膜の露光装置。
4. 前記光偏向素子は、溝の断面形状が鋸歯状である透過型ブレーズド回折格子であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の配向膜の露光装置。
5. 前記透過型ブレーズド回折格子を、前記露光光照射装置と前記マスクホルダと間で、マスクと平行に往復移動させる手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の配向膜の露光装置。
6. 基板をチャックで支持し、マスクをマスクホルダで保持し、マスクと基板との間に微小なギャップを設け、露光光照射装置から照射された直線偏光の露光光を、マスクを通して基板へ照射して、基板に塗布された配向膜に液晶の配列方向を整える配向特性を付与する配向膜の露光方法であって、
   露光光照射装置から照射された露光光を透過させて露光光の進行方向を傾ける光偏向素子を、露光光照射装置とマスクホルダとの間に配置し、光偏向素子からマスクへ露光光を斜めに照射することを特徴とする配向膜の露光方法。
7. 露光光照射装置から照射された露光光の進行方向をそれぞれ異なる方向へ傾ける複数の光偏向素子を、露光光照射装置とマスクホルダとの間に切り替えて配置することを特徴とする請求項６に記載の配向膜の露光方法。
8. 光偏向素子を回転して、光偏向素子により傾けられる露光光の進行方向を切り替えることを特徴とする請求項６に記載の配向膜の露光方法。
9. 光偏向素子として、溝の断面形状が鋸歯状である透過型ブレーズド回折格子を用いることを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか一項に記載の配向膜の露光方法。
10. 透過型ブレーズド回折格子を、露光光照射装置とマスクホルダとの間で、マスクと平行に往復移動させることを特徴とする請求項９に記載の配向膜の露光方法。

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