KR101768777B1

KR101768777B1 - 광 배향 장치 및 광 배향 방법

Info

Publication number: KR101768777B1
Application number: KR1020150158823A
Authority: KR
Inventors: 가즈마사 이시이
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2014-12-06
Filing date: 2015-11-12
Publication date: 2017-08-17
Also published as: TWI588576B; CN105676538A; TW201629599A; JP2016109879A; JP5773053B1; CN105068322A; CN105676538B; KR20160068651A

Abstract

[과제] 광 배향 처리에 있어서, 생산성을 더 향상시키고, 품질을 더 높인다.
[해결 수단] 두 개의 스테이지(21, 22)에 기판(S)을 올려놓고, 조사 유닛(1)에 의해 편광광이 조사되고 있는 조사 영역(R)을 통과하도록 하여 스테이지 이동 기구(3)에 의해 두 개의 스테이지(21, 22)를 번갈아 왕복 이동시킨다. 스테이지 이동 기구(3)를 제어하는 제어 유닛(4)은, 각 스테이지(21, 22)가 조사 영역(R)을 통과하고 있을 때에는 느린 속도인 일정한 설정 통과 속도를 유지하고, 제1 스테이지(21)의 제1 기판 탑재 회수 위치와 조사 영역(R)의 사이의 이동 및 제2 스테이지(22)의 제2 기판 탑재 회수 위치와 조사 영역(R)의 사이의 이동에 대해서는, 빠른 속도인 설정 반송 속도로 이동을 행하게 한다.

Description

광 배향 장치 및 광 배향 방법{PHOTO-ALIGNMENT APPARATUS AND PHOTO-ALIGNMENT METHOD}

이 출원의 발명은, 배향막을 얻는 방법으로서 알려지는 광 배향의 기술에 관한 것이다.

근년, 액정 패널을 비롯한 액정 표시 소자의 배향막이나, 시야각 보상 필름의 배향층을 얻을 때, 광 조사에 의해 배향을 행하는 광 배향으로 불리는 기술이 채용되도록 되어 왔다. 이하, 광 조사에 의해 배향을 발생시킨 막이나 층을 총칭하여 광 배향막이라고 부른다. 또한, 「배향」 내지 「배향 처리」는, 대상물의 어떠한 성질에 대해 방향성을 부여하는 것이다.

광 배향은, 광 배향막용의 막(이하, 막재)에 대해 편광광을 조사함으로써 행해진다. 막재는, 예를 들어 폴리이미드와 같은 수지제이며, 원하는 방향(배향시켜야 할 방향)으로 편광시킨 편광광이 막재에 조사된다. 소정의 파장의 편광광의 조사에 의해, 막재의 분자 구조(예를 들어 측쇄)가 편광광의 방향으로 모인 상태가 되어, 광 배향막이 얻어진다.

광 배향막은, 그것이 사용되는 액정 패널의 대형화와 더불어 대형화되고 있다. 또, 한 장의 액정 기판으로부터 다수의 액정 표시 소자를 산출하기 때문에, 처리 대상물로서의 액정 기판이 대형화되고 있으며, 그것에 수반하여, 큰 대상 영역에 대해 광 배향 처리를 행하는 것이 필요하게 되고 있다. 이러한 사정 때문에, 광 배향에 있어서 요구되는 편광광의 조사 영역의 폭은, 1500mm 내지 그 이상으로 광폭화해오고 있다. 이러한 폭이 넓은 조사 영역에 있어서 편광광을 조사하는 광 배향 장치로서, 예를 들어 특허 문헌 1에 개시된 장치가 있다. 이 장치는, 조사 영역의 폭에 상당하는 길이의 봉 형상의 광원과, 이 광원으로부터의 광을 편광하는 와이어 그리드 편광 소자를 구비하고, 광원의 길이 방향에 대해 직교하는 방향으로 반송되는 막재에 대해 편광광을 조사한다.

일본국 특허 제5344105호 공보

이러한 광 배향 장치에 있어서, 워크로서는, 막재가 연속하여 늘어선 장척인 것인 경우와, 막재가 기판 상에 이미 설치되어 있어 막재 부착 기판이 워크인 경우가 있다.

이 중, 특허 문헌 1에는, 막재가 설치되어 있는 액정 표시 소자용의 기판을 워크로서 스테이지에 배치하고, 스테이지를 이동시켜 기판이 조사 영역을 통과하도록 하여, 이것에 의해 광 배향을 행하는 기술이 개시되어 있다. 동 문헌의 장치는, 두 개의 스테이지를 사용하고 있으며, 번갈아 조사 영역을 통과시키면서 편광광 조사를 하고 있어, 이로 인해, 택트 타임의 단축에 의한 높은 생산성이 실현될 수 있다고 되어 있다.

이 출원의 발명은, 상기 특허 문헌 1에 개시된 택트 타임 단축에 의한 고생산성 프로세스의 실현을 고려하면서, 생산성을 더 향상시키거나, 광 배향 처리의 품질을 더 높이는 것을 해결 과제로 하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본원의 청구항 1에 기재된 발명은, 설정된 조사 영역에 소정의 방향으로 편광하고 있는 편광광을 조사하는 조사 유닛과,

기판이 올려놓여지는 스테이지와,

조사 영역을 통과하도록 스테이지를 이동시킴으로써 스테이지 상의 기판에 편광광이 조사되도록 하는 스테이지 이동 기구를 구비하고 있고,

스테이지로서 제1, 제2의 2개의 스테이지가 설치되어 있으며,

스테이지 이동 기구는, 조사 영역의 한쪽측에 설정된 제1 기판 탑재 위치로부터 제1 스테이지를 조사 영역으로 이동시키는 것임과 더불어, 조사 영역의 다른쪽측에 설정된 제2 기판 탑재 위치로부터 제2 스테이지를 조사 영역으로 이동시키는 것이고,

스테이지 이동 기구는, 제1 스테이지 상의 기판이 조사 영역을 통과한 후에 제1 스테이지를 한쪽측으로 되돌려 제1 기판 회수 위치에 위치시킴과 더불어, 제2 스테이지 상의 기판이 조사 영역을 통과한 후에 제2 스테이지를 다른쪽측으로 되돌려 제2 기판 회수 위치에 위치시키는 것이며,

제1 기판 탑재 위치 또는 제1 기판 회수 위치에 위치한 제1 스테이지와 조사 영역의 사이에는, 제2 스테이지 상의 기판이 조사 영역을 통과하는 만큼 이상의 제1 퇴피 스페이스가 확보되고, 제2 기판 탑재 위치 또는 제2 기판 회수 위치에 위치한 제2 스테이지와 조사 영역의 사이에는, 제1 스테이지 상의 기판이 조사 영역을 통과하는 만큼 이상의 제2 퇴피 스페이스가 확보되어 있으며,

스테이지 이동 기구를 제어하는 제어 유닛이 설치되어 있고,

제어 유닛에 있어서, 기판이 조사 영역을 통과할 때의 속도로서 설정 통과 속도가 설정되어 있으며,

제어 유닛은, 제1 스테이지의 제1 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 이동 및 조사 영역으로부터 제1 기판 회수 위치까지의 이동에 대해 상기 이동의 속도를 설정 통과 속도에 비해 빠르게 하는 제어를 행하는 것임과 더불어, 제2 스테이지의 제2 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 이동 및 조사 영역으로부터 제2 기판 회수 위치까지의 이동에 대해 상기 이동의 속도를 설정 통과 속도에 비해 빠르게 하는 제어를 행하는 것이라고 하는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 2에 기재된 발명은, 상기 청구항 1의 구성에 있어서, 상기 설정 통과 속도는 일정한 속도로서 설정된 것이고,

상기 제어 유닛은, 상기 제1 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 왕로 이동에 있어서, 상기 제1 스테이지 상의 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역에 이를 때까지 제1 스테이지의 속도를 상기 설정 통과 속도로 감속하며, 상기 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역에 이르고 나서 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역을 통과할 때까지, 상기 설정 통과 속도를 유지하고, 상기 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역을 통과한 후에 상기 한쪽측으로 되돌리기 위해 감속하는 제어를 행하는 것이며,

상기 제어 유닛은, 상기 제2 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 왕로 이동에 있어서, 상기 제2 스테이지 상의 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역에 이를 때까지 제2 스테이지의 속도를 상기 설정 통과 속도로 감속하고, 상기 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역에 이르고 나서 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역을 통과할 때까지, 상기 설정 통과 속도를 유지하며, 상기 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역을 통과한 후에 상기 다른쪽측으로 되돌리기 위해 감속하는 제어를 행하는 것이라고 하는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 3에 기재된 발명은, 상기 청구항 2의 구성에 있어서, 상기 조사 유닛은, 상기 제1, 제2의 각 스테이지가 왕로 이동할 때와 복로(復路) 이동할 때의 쌍방에 있어서 각 스테이지 상의 기판에 편광광을 조사하는 것이고,

상기 제1 퇴피 스페이스에 제1 속도 완충로가 설정되어 있으며, 상기 제1 퇴피 스페이스의 이동 방향에 있어서의 길이는, 상기 제2 스테이지 상의 기판의 이동 방향에 있어서의 길이에 제1 속도 완충로의 길이를 더한 이상의 길이로 되어 있고,

상기 제2 퇴피 스페이스에 제2 속도 완충로가 설정되어 있으며, 상기 제2 퇴피 스페이스의 이동 방향에 있어서의 길이는, 상기 제1 스테이지 상의 기판의 이동 방향에 있어서의 길이에 제2 속도 완충로의 길이를 더한 이상의 길이로 되어 있고,

상기 제어 유닛은, 상기 제1 스테이지를 왕로 이동시킬 때, 상기 제1 스테이지 상의 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역을 통과한 후에 제2 속도 완충로에 있어서 상기 설정 통과 속도로부터 감속시키는 제어를 행함과 더불어, 상기 제1 스테이지를 상기 다른쪽측에서 반전시킨 후에 복로 이동시킬 때, 제2 속도 완충로에 있어서 상기 제1 스테이지를 가속시켜 상기 제1 스테이지 상의 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 상기 조사 영역에 이를 때까지 상기 설정 통과 속도에 도달시키고, 상기 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 상기 조사 영역을 통과할 때까지 상기 설정 통과 속도를 유지하는 제어를 행하는 것이며,

상기 제어 유닛은, 상기 제2 스테이지를 왕로 이동시킬 때, 상기 제2 스테이지 상의 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역을 통과한 후에 제1 속도 완충로에 있어서 상기 설정 통과 속도로부터 감속시키는 제어를 행함과 더불어, 상기 제2 스테이지를 상기 한쪽측에서 반전시킨 후에 복로 이동시킬 때, 제1 속도 완충로에 있어서 상기 제2 스테이지를 가속시켜 상기 제2 스테이지 상의 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 상기 조사 영역에 이를 때까지 상기 설정 통과 속도에 도달시키고, 상기 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 상기 조사 영역을 통과할 때까지 상기 설정 통과 속도를 유지하는 제어를 행하는 것이라고 하는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 4에 기재된 발명은, 설정된 조사 영역에 편광광을 조사하는 조사 유닛과,

기판이 올려놓여지는 스테이지와,

조사 영역을 스테이지가 통과하도록 스테이지를 이동시킴으로써 스테이지 상의 기판에 편광광이 조사되도록 하는 스테이지 이동 기구를 구비하고 있고,

스테이지 이동 기구는, 조사 영역의 한쪽측에 설정된 기판 탑재 위치로부터 스테이지를 조사 영역에 도달시켜 설정 통과 속도로 조사 영역을 통과시키는 왕로 이동을 행하는 것임과 더불어, 조사 영역의 다른쪽측의 반전 위치에서 스테이지를 반전시켜, 설정 통과 속도로 조사 영역을 재차 통과시키는 복로 이동을 행하여 한쪽측으로 되돌리는 것이며,

상기 조사 유닛은, 스테이지가 왕로 이동할 때와 복로 이동할 때의 쌍방에 있어서 스테이지 상의 기판에 편광광을 조사하는 것이고,

스테이지 이동 기구를 제어하는 제어 유닛이 설치되어 있으며,

제어 유닛에는, 조사 영역을 통과할 때의 일정한 속도로서 설정 통과 속도가 설정되어 있고,

제어 유닛은, 스테이지 상의 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역에 이른 후, 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역을 통과할 때까지, 설정 통과 속도를 유지하는 제어를 행하는 것이며,

조사 영역의 다른쪽측에 있어서의 반전 위치와 조사 영역의 사이에는 속도 완충로가 설정되어 있고,

제어 유닛은, 스테이지를 왕로 이동시킬 때, 스테이지 상의 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역을 통과한 후에 속도 완충로에 있어서 설정 통과 속도로부터 감속시키는 제어를 행함과 더불어, 스테이지를 다른쪽측에서 반전시킨 후에 복로 이동시킬 때, 스테이지를 속도 완충로에 있어서 가속시켜, 스테이지 상의 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역에 이를 때까지 설정 통과 속도에 도달시키는 제어를 행하는 것이라고 하는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 5에 기재된 발명은, 설정된 조사 영역에 소정의 방향으로 편광하고 있는 편광광을 조사하는 조사 공정과,

제1, 제2의 두 개의 스테이지에 각각 기판을 올려놓는 탑재 공정과,

조사 영역을 각 스테이지가 번갈아 통과하도록 스테이지 이동 기구에 의해 각 스테이지를 이동시킴으로써 각 스테이지 상의 기판에 편광광이 조사되도록 하는 이동 공정과,

편광광이 조사된 각 기판을 각 스테이지로부터 제거하는 회수 공정을 구비하고 있고,

이동 공정에 있어서, 조사 영역의 한쪽측에 설정된 제1 기판 탑재 위치로부터 제1 스테이지는 조사 영역으로 이동하며, 조사 영역의 다른쪽측에 설정된 제2 기판 탑재 위치로부터 제2 스테이지는 조사 영역으로 이동하고,

이동 공정에 있어서, 제1 스테이지 상의 기판이 조사 영역을 통과한 후에 제1 스테이지는 한쪽측으로 되돌아와 제1 기판 회수 위치에 위치하며, 제2 스테이지 상의 기판이 조사 영역을 통과한 후에 제2 스테이지는 다른쪽측으로 되돌아와 제2 기판 회수 위치에 위치하고,

제1 기판 탑재 위치 또는 제1 기판 회수 위치에 위치한 제1 스테이지와 조사 영역의 사이에는, 제2 스테이지 상의 기판이 조사 영역을 통과하는 만큼 이상의 제1 퇴피 스페이스가 확보되며, 제2 기판 탑재 위치 또는 제2 기판 회수 위치에 위치한 제2 스테이지와 조사 영역의 사이에는, 제1 스테이지 상의 기판이 조사 영역을 통과하는 만큼 이상의 제2 퇴피 스페이스가 확보되어 있고,

기판이 조사 영역을 통과할 때의 속도로서 설정 통과 속도가 설정되어 있으며,

이동 공정에 있어서, 제1 스테이지의 제1 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 이동 및 조사 영역으로부터 제1 기판 회수 위치까지의 이동에 대해 상기 이동의 속도를 설정 통과 속도에 비해 빠르게 하는 제어를 행하고, 제2 스테이지의 제2 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 이동 및 조사 영역으로부터 제2 기판 회수 위치까지의 이동에 대해 상기 이동의 속도를 설정 통과 속도에 비해 빠르게 하는 제어를 행한다고 하는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 6에 기재된 발명은, 상기 청구항 5의 구성에 있어서, 상기 설정 통과 속도는 일정한 속도로서 설정된 것이고,

상기 이동 공정에 있어서 행해지는 제어는, 상기 제1 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 상기 제1 스테이지의 왕로 이동에 있어서, 상기 제1 스테이지 상의 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역에 이를 때까지 제1 스테이지의 속도를 상기 설정 통과 속도로 감속하고, 상기 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역에 이르고 나서 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역을 통과할 때까지, 상기 설정 통과 속도를 유지하며, 상기 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역을 통과한 후에 상기 한쪽측으로 되돌리기 위한 감속을 행하는 제어이며,

상기 이동 공정에 있어서 행해지는 제어는, 상기 제2 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 제2 스테이지의 왕로 이동에 있어서, 상기 제2 스테이지 상의 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역에 이를 때까지 제2 스테이지의 속도를 상기 설정 통과 속도로 감속하고, 상기 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역에 이르고 나서 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역을 통과할 때까지, 상기 설정 통과 속도를 유지하며, 상기 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역을 통과한 후에 상기 다른쪽측으로 되돌리기 위한 감속을 행하는 제어라고 하는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 7에 기재된 발명은, 상기 청구항 6의 구성에 있어서, 상기 이동 공정은, 상기 제1, 제2의 각 스테이지가 왕로 이동할 때와 복로 이동할 때에 각 스테이지 상의 기판에 편광광이 조사되도록 하는 공정이고,

상기 이동 공정에 있어서 행해지는 제어는, 상기 제1 스테이지를 왕로 이동시킬 때, 상기 제1 스테이지 상의 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역을 통과한 후에 제2 속도 완충로에 있어서 설정 통과 속도로부터 감속시키는 제어임과 더불어, 상기 제1 스테이지를 상기 다른쪽측에서 반전시킨 후, 제2 속도 완충로에 있어서 상기 제1 스테이지를 가속시켜 상기 제1 스테이지 상의 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 상기 조사 영역에 이를 때까지 상기 설정 통과 속도에 도달시키고, 상기 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 상기 조사 영역을 통과할 때까지 상기 설정 통과 속도를 유지하는 제어이며,

상기 이동 공정에 있어서 행해지는 제어는, 상기 제2 스테이지를 왕로 이동시킬 때, 상기 제2 스테이지 상의 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역을 통과한 후에 제1 속도 완충로에 있어서 설정 통과 속도로부터 감속시키는 제어임과 더불어, 상기 제2 스테이지를 상기 한쪽측에서 반전시킨 후, 제1 속도 완충로에 있어서 상기 제2 스테이지를 가속시켜 상기 제2 스테이지 상의 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 상기 조사 영역에 이를 때까지 상기 설정 통과 속도에 도달시키고, 상기 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 상기 조사 영역을 통과할 때까지 설정 통과 속도를 유지하는 제어라고 하는 구성을 가진다.

또, 상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 8에 기재된 발명은, 설정된 조사 영역에 소정의 방향으로 편광하고 있는 편광광을 조사하는 조사 공정과,

스테이지에 기판을 올려놓는 탑재 공정과,

조사 영역을 스테이지가 통과하도록 스테이지 이동 기구에 의해 스테이지를 이동시킴으로써 스테이지 상의 기판에 편광광이 조사되도록 하는 이동 공정과,

편광광이 조사된 기판을 스테이지로부터 제거하는 회수 공정을 구비하고 있고,

이동 공정은, 조사 영역의 한쪽측에 설정된 기판 탑재 위치로부터 스테이지를 조사 영역에 도달시켜 설정 통과 속도로 조사 영역을 통과시키는 왕로 이동을 행함과 더불어, 조사 영역의 다른쪽측의 반전 위치에서 스테이지를 반전시켜, 설정 통과 속도로 조사 영역을 재차 통과시키는 복로 이동을 행하여 한쪽측으로 되돌리는 공정이며,

이동 공정은, 스테이지가 왕로 이동할 때와 복로 이동할 때의 쌍방에 있어서 스테이지 상의 기판에 편광광이 조사되도록 하는 공정이고,

이동 공정은, 스테이지 상의 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역에 이른 후, 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역을 통과할 때까지, 일정한 속도로서 설정된 설정 통과 속도를 유지하는 제어를 행하는 공정이며,

상기 제어는, 스테이지를 왕로 이동시킬 때, 스테이지 상의 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역을 통과한 후에 속도 완충로에 있어서 설정 통과 속도로부터 감속시키는 제어임과 더불어, 스테이지를 다른쪽측에서 반전시킨 후에 복로 이동시킬 때, 스테이지를 속도 완충로에 있어서 가속시켜, 스테이지 상의 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역에 이를 때까지 설정 통과 속도에 도달시키는 제어라고 하는 구성을 가진다.

이하에 설명하는 대로, 본원의 청구항 1 또는 5에 기재된 발명에 의하면, 각 스테이지에 대해, 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 이동 및 조사 영역으로부터 기판 회수 위치까지의 이동이 설정 통과 속도보다 빠른 속도로 행해지므로, 보다 택트 타임이 짧아지고, 생산성이 더 높은 광 배향 프로세스가 실현된다.

또, 청구항 2 또는 6에 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 더해, 기판의 표면 영역 내의 각 점에 대해 조사 영역을 통과할 때의 속도가 항상 일정하게 유지되므로, 광 배향 처리의 면내 균일성을 용이한 제어로 향상시킬 수 있다.

또, 청구항 3 또는 7에 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 더해, 복로에서도 편광광 조사가 이루어지므로 이 점에서 생산성이 향상하는 것 외, 복로에 있어서도 기판의 표면 영역 내의 각 점에 대해 조사 영역을 통과할 때의 속도가 항상 일정하게 유지되므로, 광 배향 처리의 면내 균일성을 용이한 제어로 향상시키는 효과가 얻어진다.

또, 청구항 4 또는 8에 기재된 발명에 의하면, 상기 효과에 더해, 복로에서도 편광광 조사가 이루어지므로 이 점에서 생산성이 향상하는 것 외, 왕로 복로의 쌍방에 있어서도 기판의 표면 영역 내의 각 점에 대해 조사 영역을 통과할 때의 속도가 항상 일정하게 유지되므로, 광 배향 처리의 면내 균일성을 용이한 제어로 향상시킬 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태에 따른 광 배향 장치의 사시 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 광 배향 장치의 정면 개략도이다.
도 3은 제1 실시 형태의 장치에 있어서의 스테이지의 위치와 이동 속도의 관계에 대해 도시한 개략도이고, 기판 탑재 회수 위치로부터 조사 영역으로 향하는 경우를 도시한다.
도 4는 제1 실시 형태의 장치에 있어서의 스테이지의 위치와 이동 속도의 관계에 대해 도시한 개략도이고, 조사 영역으로부터 기판 탑재 회수 위치로 되돌리는 경우를 도시한다.
도 5는 조사 영역과 반전 위치 사이의 스페이스와 상기 스페이스에 있어서의 이동 속도의 제어에 대해 도시한 개략도이고, 조사 영역으로부터 반전 위치로 향하는 경우의 속도 제어에 대해 도시한다.
도 6은 조사 영역과 반전 위치 사이의 스페이스와 상기 스페이스에 있어서의 이동 속도의 제어에 대해 도시한 개략도이고, 반전 위치로부터 조사 영역으로 향하는 경우의 속도 제어에 대해 도시한다.
도 7은 제어 유닛에 있어서의 각 스테이지의 이동 속도의 시퀀스 제어에 대해 도시한 개략도이다.
도 8은 기판 얼라이너(6)의 개략에 대해 도시한 사시도이다.
도 9는 제1 실시 형태의 광 배향 장치의 동작에 대해 도시한 개략도이다.
도 10은 제1 실시 형태의 광 배향 장치의 동작에 대해 도시한 개략도이다.
도 11은 설정 반송 속도를 설정 통과 속도보다 빠르게 함으로써 생산성이 더 향상하는 점을 도시한 도이다.
도 12는 제2 실시 형태에 따른 광 배향 장치 및 방법의 주요부에 대해 도시한 개략도이다.

다음에, 이 출원의 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 실시 형태)에 대해 설명한다.

도 1은, 제1 실시 형태에 따른 광 배향 장치의 사시 개략도이다. 도 1에 도시하는 광 배향 장치는, 설정된 조사 영역(R)에 편광광을 조사하는 조사 유닛(1)과, 기판(S)이 올려놓여지는 스테이지(21, 22)와, 조사 영역(R)에 스테이지(21, 22)를 이동시킴으로써 스테이지(21, 22) 상의 액정 기판(S)에 편광광이 조사되도록 하는 스테이지 이동 기구(3)를 구비하고 있다.

조사 유닛(1)은 대략 직사각형의 패턴으로 편광광을 조사하는 것으로 되어 있고, 이 패턴의 영역이 조사 영역(R)이다. 조사 영역(R)은, 수평인 면 내의 영역으로서 설정되어 있다.

스테이지 이동 기구(3)는, 상기 조사 영역(R)을 통과하도록 하여 스테이지(21, 22)를 이동시키는 기구이다. 이 실시 형태에서는, 스테이지(21, 22)는 수평인 자세로 배치되고, 이동 방향은 수평 방향이다.

도 2는, 도 1에 도시하는 광 배향 장치의 정면 개략도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 조사 유닛(1)은, 광원(11)과, 광원(11)의 배후에 설치된 미러(12)와, 광원(11)이나 미러(12)를 내부에 수용한 램프 하우스(13)와, 편광 소자(14) 등으로 구성되어 있다.

광원(11)에는, 봉 형상의 램프가 사용되고 있다. 본 실시 형태에서는, 자외역의 광에 의해 광 배향을 행하므로, 고압 수은 램프나 수은에 다른 금속을 더한 메탈할라이드 램프 등이 사용된다. 파장역은, 예를 들어 200~400nm 정도이다. 자외역의 필요한 파장의 광을 방사하는 LED를 복수 늘어놓아 긴 조사 패턴을 얻도록 해도 된다.

또한, 워크로서의 기판(S)은, 이 실시 형태에서는, 표면에 막재가 형성된 액정 기판으로 되어 있다. 막재로서는, 파장 254nm의 광에 감응하여 배향되는 것, 파장 313nm의 광에 감응하여 배향되는 것, 파장 365nm의 광에 감응하여 배향되는 것 등이 알려져 있다. 광 배향에 사용하는 파장에 따라, 광원(11)은 적당히 선정된다. 광원(11)과 기판(S)의 사이에 필터를 배치하고, 적당히 파장을 선택하면서 처리하는 경우도 있다.

미러(12)는, 효율적으로 편광광 조사를 행하기 위한 것으로, 단면이 타원 또는 포물선의 일부를 이루는 형상의 홈통 형상 미러가 사용된다. 장척인 좌우 한 쌍의 미러(12)를 슬릿을 형성하면서 배치하고, 대략 홈통 형상의 미러를 형성한다. 또한, 광원(11) 및 미러(12)는, 스테이지(21, 22)의 이동 방향에 수직인 수평 방향(이하, 폭방향이라고 한다)으로 연장되도록 배치되어 있다. 따라서, 조사 영역(R)은, 폭방향으로 긴 대략 장방형의 영역이다.

편광 소자(14)는, 광원(11)으로부터 방사되는 광을 광 배향에 필요한 편광광으로 하기 위한 것이다. 편광 소자(14)로서는, 투명 기판 상에 줄무늬 형상의 유전체, 도체 또는 반도체로 이루어지는 미세한 격자를 설치한 그리드 편광 소자를 사용할 수 있다. 램프 하우스(13)는, 광조사구를 가지고 있고, 편광 소자(14)는, 광원(11)과 광조사구의 사이의 위치에 배치되어 있다.

편광 소자(14)는, 출사되는 편광광의 편광축의 방향이, 조사 영역(R)을 통과하는 기판(S)의 이동 방향(실제로는 리니어 가이드(31)의 방향)을 기준으로 하여 소정의 방향이 되도록 배치된다. 이것은, 기판(S)에 대해 소정의 방향의 편광광을 조사함으로써 소정의 방향으로 광 배향이 되도록 하는 것임에 틀림없다.

또한, 하나의 편광 소자(14)는 직사각형의 작은 것인 경우가 많아, 통상, 편광 소자(14)를 광원(11)의 길이 방향에 복수 늘어놓아 조사 영역(R)에 편광광을 조사하는 구성이 채용된다. 이 경우도, 각 편광 소자(14)는, 스테이지(21, 22)의 이동 방향에 대해 소정의 방향이 되도록 배치된다.

또, 편광 소자(14)는, 램프 하우스(13)와는 다른 유닛(편광 소자 유닛)으로서 램프 하우스(13)에 대해 장착되는 구조가 채용되는 경우도 있다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 이 실시 형태의 장치는, 하나의 이동로에 두 개의 스테이지(21, 22)를 구비하고 있다. 이동로가 하나이기 때문에, 한쪽의 스테이지가 다른쪽의 스테이지를 추월하거나, 쌍방의 스테이지가 엇갈릴 수 없다. 이하, 두 개의 스테이지(21, 22)를 제1 스테이지(21), 제2 스테이지(22)로 한다. 도 2에는, 도 1에 도시하는 스테이지 이동 기구(3)가 그 제어계와 더불어 도시되어 있다.

스테이지 이동 기구(3)에 대해서는, 여러 가지의 것을 채용할 수 있고, 특허 문헌 1과 마찬가지로 볼 나사와 리니어 가이드로 이루어지는 것도 채용할 수 있는데, 이 실시 형태에서는, 리니어 가이드(31)와 리니어 모터 스테이지(32)로 이루어지는 기구가 채용되고 있다. 리니어 모터 스테이지에는 여러 가지의 타입이 있는데, 실시 형태에서는 소터형의 리니어 모터 스테이지가 채용되고 있다. 이런 종류의 리니어 모터 스테이지는, 구동측의 구조로서는, 플래튼으로 불리는 베이스반(33)이 이동 방향을 따라 연장된 상태로 설치된 것으로 되어 있다. 상세한 도 시는 생략하나, 플래튼(33)은, 평판 형상의 부재의 표면에 작은 블록 형상(예를 들어 직방체 형상)의 강자성체로 이루어지는 볼록극이 바둑판의 눈 형상으로 설치된 구조로 되어 있다. 플래튼(33)에 대해, 피구동측인 스테이지(21, 22)는, 에어에 의해 아주 약간의 간극으로 부상한 상태로 배치되어 있고, 또한 전자석을 포함하는 리니어 모터 스테이지(32)가 하면에 설치되어 있다. 전자석의 제어에 의해 자극을 전환함으로써, 스테이지(21, 22)는 플래튼(33) 상을 부상하면서 리니어 가이드(31)의 방향으로 임의의 속도로 이동하도록 되어 있다. 또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 각 스테이지(21, 22)의 하면의 양측에는 슬라이더(211, 221)가 고정되어 있고, 리니어 가이드(31)에 끼워맞추어 리니어 가이드(31) 상을 활동하도록 되어 있다.

이 외, 자기 레일(상이한 자극이 이동 방향을 따라 번갈아 존재하는 레일) 상에 스테이지를 배치하고, 그 하면에 전자석을 설치하여 구동함으로써 자기 레일을 따라 스테이지를 이동시키는 타입의 리니어 모터 스테이지가 채용되는 경우도 있다.

또한, 각 스테이지(21, 22)는, 상면에 기판(S)을 진공 흡착하는 도시하지 않은 진공 흡착 기구를 구비하고 있다. 진공 흡착 기구는, 각 스테이지(21, 22)의 상면에 형성된 다수의 흡착 구멍으로부터 흡인하여(부압을 형성하여) 기판(S)이 움직이지 않도록 유지하는 기구이다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 실시 형태의 광 배향 장치는, 장치 전체를 제어하는 제어 유닛(4)을 구비하고 있다. 제어 유닛(4)에는, 스테이지 이동 기구(3) 등의 각 부의 동작을 제어하는 시퀀스 프로그램을 기억한 기억부(41)나, 시퀀스 프로그램을 실행하는 연산 처리부(42) 등을 가지고 있다. 제어 유닛(4)으로부터의 제어 신호는, 스테이지 이동 기구(3)의 구동부를 포함하는 장치의 각 부에 보내지도록 되어 있다.

실시 형태의 장치는, 스테이지 이동 기구(3)에 의해, 제1, 제2 스테이지(21, 22)를 이동시켜, 번갈아 조사 영역(R)을 통과시킴으로써 각 스테이지(21, 22) 상의 기판(S)에 번갈아 편광광을 조사한다. 이것에 의해, 택트 타임 단축에 의한 고생산성 프로세스의 실현을 도모하고 있다. 이때, 실시 형태의 장치는, 특허 문헌 1의 장치에 비해 보다 한층 택트 타임 단축을 가능하게 하고 더욱 고생산성 프로세스를 실현함과 더불어, 광 배향 처리의 면내 균일성의 향상을 더 도모하고 있다. 이하, 이 점에 대해 설명한다.

이 실시 형태의 장치에 있어서도, 특허 문헌 1과 마찬가지로, 제1 스테이지(21)로의 기판(S)의 탑재는, 조사 영역(R)의 한쪽측에서 행해지고, 제1 스테이지(21)를 조사 영역(R)의 다른쪽측까지 이동시킨 후에 반전시켜 한쪽측으로 되돌림(즉, 왕복 이동시킴)으로써 광 배향 처리가 행해진다. 제2 스테이지(22)로의 기판(S)의 탑재는, 조사 영역(R)의 한쪽측에서 행해지고, 제2 스테이지(22)를 조사 영역(R)의 한쪽측까지 이동시킨 후에 반전시켜 다른쪽측으로 되돌림으로써 광 배향 처리가 행해진다. 각 측에 있어서, 기판 탑재 동작이 행해지는 위치와 기판 회수 동작이 행해지는 위치는, 같은 필요는 없으나, 이 실시 형태에서는 같은 위치로 되어 있다(이하, 기판 탑재 회수 위치라고 한다).

제어 유닛(4)에 의한 제어는, 상술한 바와 같이 스테이지 이동 기구(3)의 제어도 포함하고 있는데, 제어 유닛(4)에 있어서는, 각 스테이지(21, 22)의 이동 속도로서 두 개의 속도가 설정되어 있다. 하나는, 조사 영역(R)을 통과할 때의 속도이다(이하, 설정 통과 속도라고 한다). 또 하나는, 기판 탑재 회수 위치와 조사 영역(R)의 사이의 이동 속도이며, 기판 탑재 회수 위치와 조사 영역(R)의 사이에 있어서의 기판(S)의 반송 속도에 상당하고 있다(이하, 설정 반송 속도라고 한다).

실시 형태의 장치에서는, 설정 반송 속도가 설정 통과 속도보다 빠른 속도로서 설정되어 있다. 즉, 조사 영역(R)을 통과할 때의 속도에 비해 빠른 속도로 각 스테이지(21, 22)를 조사 영역(R)에 도달시키고, 빠른 속도로 조사 영역(R)으로부터 기판 탑재 회수 위치로 되돌리도록 구성되어 있다.

기판(S)의 통과 속도는, 광 배향 처리에 필요한 적산 조사량과의 관계로 설정된다. 기판(S) 상의 일점에 있어서의 적산 조사량은, 조사 영역(R)에 있어서의 편광광의 조도를 I, 통과 속도(엄밀하게는 평균 통과 속도)를 V, 이동 방향에서 본 조사 영역(R)의 길이를 L로 했을 때, 적산 조사량(Q)은, Q=I·L/V로 표시된다. 따라서, 필요한 적산 조사량(Q)과의 관계로 통과 속도(V)를 미리 산출하여 설정한다.

발명자는, 애초, 일정한 설정 통과 속도로 스테이지(21, 22)의 이동을 시종 행하게 하고 있었는데, 이 속도보다 빠른 속도로 스테이지(21, 22)를 이동시켜도 스테이지(21, 22) 상에서 기판(S)이 어긋나는 등의 문제가 발생하지 않는 것을 찾아내, 설정 통과 속도보다 빠른 속도로 조사 영역(R)-기판 탑재 회수 위치 사이의 이동을 행하는 구성을 상도하기에 이르렀다.

상기와 같이 두 개의 상이한 속도로 스테이지(21, 22)의 이동을 행하는 경우, 이동의 과정에서 가속 및 감속이 수반하게 되는데, 이때에 중요한 것은, 기판(S) 상의 각 점에 있어서의 조사량을 균일하게 하여 광 배향 처리의 면내 균일성을 보다 높게 하는 관점으로부터, 기판(S)의 표면 내의 모든 점에 대해 조사 영역(R)의 통과시에는 일정한 설정 통과 속도가 유지되도록 하고, 더욱이 가속이나 감속을 행하도록 하는 것이다. 이 점에 대해, 도 3 및 도 4를 사용하여 설명한다.

도 3 및 도 4는, 제1 실시 형태의 장치에 있어서의 스테이지(21, 22)의 위치와 이동 속도의 관계에 대해 도시한 개략도이다. 이 중, 도 3은, 기판 탑재 회수 위치로부터 조사 영역(R)으로 향하는 경우, 도 4는 조사 영역(R)으로부터 기판 탑재 회수 위치로 되돌아오는 경우를 도시하고 있다. 도 3 및 도 4에서는, 일 예로서 제1 스테이지(21)의 경우를 도시하고 있다. 도 3 및 도 4에 있어서, 덧붙여 그려진 그래프는, 종축이 속도, 횡축이 기판의 이동 방향에 있어서의 위치(이동 거리)를 나타낸다. 이해를 위해, 횡축은 이동하는 기판의 이동 방향 전방의 가장자리의 위치로 되어 있으며, 따라서 그래프는 기판의 이동 방향 전방의 가장자리에 있어서의 속도의 추이를 나타내고 있다.

도 3(1)(2)에 도시하는 바와 같이, 기판 탑재 회수 위치로부터 조사 영역(R)으로 향할 때, 제1 스테이지(21)는, 설정 반송 속도로 이동한다. 그리고, 조사 영역(R)의 앞에서 감속을 시작해, 조사 영역(R) 통과 중은, 일정한 설정 통과 속도로 이동한다.

이때 중요한 것은, 도 3(1)에 도시하는 바와 같이, 제1 스테이지(21) 상의 기판(S)의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역(R)에 이를 때까지는 설정 통과 속도로의 감속이 완료하고 있는 것이다. 만일, 예를 들어 기판의 이동 방향 중앙의 점에서의 속도 제어로 하고, 중앙의 점이 조사 영역(R)에 이르기 전에 설정 통과 속도로 감속하면 된다고 하면, 도 3(2)에 도시하는 바와 같이, 기판(S)의 이동 방향 전방의 가장자리 및 그 부근의 표면 영역에 대해서는, 조사 영역(R)에 약간 진입한 후, 설정 통과 속도로 감속되게 된다. 즉, 기판(S)의 이동 방향 전방의 가장자리 및 그 부근 표면 영역은, 설정 통과 속도보다 빠른 속도로 조사 영역(R) 내를 약간 이동한 후에 설정 통과 속도에 정착하여 상기 속도로 이동하게 된다. 이 경우, 기판(S)의 이동 방향 전방의 가장자리 부근의 표면 영역에서는, 다른 영역에 비해 적산 조사량이 줄어들게 되어, 광 배향 처리의 부족이 발생할 수 있다(처리의 불균일화). 한편, 도 3(1)에 도시하는 바와 같이, 기판(S)의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역(R)에 이를 때까지 설정 통과 속도로 감속하고 있으면, 이러한 문제는 없다.

또, 도 4(1)에 도시하는 바와 같이, 조사 영역(R)으로부터 기판 탑재 회수 위치로 되돌아올 때, 제1 스테이지(21)는, 설정 통과 속도로부터 설정 반송 속도로 가속하여, 설정 반송 속도로 기판 탑재 회수 위치에 이른다. 이때 중요한 것은, 제1 스테이지(21) 상의 기판(S)의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역(R)을 통과 후에 가속을 개시하는 것이다. 만일, 도 4(2)에 도시하는 바와 같이, 기판(S)의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역(R)을 통과하기 전에 가속을 개시해 버리면, 기판(S)의 이동 방향 후방의 가장자리 부근의 표면 영역에서는, 설정 통과 속도보다 빠른 속도로 조사 영역(R) 내를 약간 이동하게 되어, 마찬가지로, 적산 조사량의 감소에 의한 광 배향 부족이 발생할 수 있다. 한편, 도 4(2)에 도시하는 바와 같이, 기판(S)의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역(R)을 통과하고 나서 가속을 개시하면, 이러한 문제는 없다.

또, 실시 형태의 장치는, 상술한 바와 같이 각 스테이지(21, 22)를 왕복 이동시키는 것이다. 왕복 이동에 있어서의 반전의 위치(이하, 간단히 반전 위치라고 한다)에서는, 당연히 속도 제로이기 때문에, 반전 위치를 향한 감속(왕로), 반전 위치로부터의 가속(복로)이라고 하는 제어가 존재한다. 이들 제어에 대해서도, 상기 도 3 및 도 4의 경우와 마찬가지로, 각 스테이지(21, 22) 상의 기판(S)의 표면 영역에 있어서의 광 배향 처리의 균일성의 향상이 도모되고 있다. 단, 상기 도 3 및 도 4에 도시하는 경우와 상이하게, 조사 영역(R)과 반전 위치의 사이의 이동에 대해서는, 속도 제어뿐만 아니라, 조사 영역(R)과 반전 위치의 사이의 스페이스 상의 문제도 있다.

상기의 점에 대해 도 5 및 도 6을 사용하여 설명한다. 도 5 및 도 6은, 조사 영역(R)과 반전 위치 사이의 스페이스 및 상기 스페이스에 있어서의 이동 속도의 제어에 대해 도시한 개략도이다. 이 중, 도 5는, 조사 영역(R)으로부터 반전 위치로 향하는 경우의 속도 제어에 대해 도시하고, 도 6은, 반전 위치로부터 조사 영역(R)으로 향하는 경우의 속도 제어에 대해 도시한다. 마찬가지로, 도 5 및 도 6은, 일 예로서 제1 스테이지(21)의 경우를 도시한다.

실시 형태의 장치에 있어서, 제1 기판 탑재 회수 위치에 위치한 제1 스테이지(21)와 조사 영역(R)의 사이에는, 제2 스테이지(22) 상의 기판(S)이 조사 영역(R)을 통과하는 만큼 이상의 스페이스가 확보되고, 제2 기판 탑재 회수 위치에 위치한 제2 스테이지(22)와 조사 영역(R)의 사이에는, 제1 스테이지(21) 상의 기판(S)이 조사 영역(R)을 통과하는 만큼 이상의 스페이스가 확보되고 있다. 이 점은, 특허 문헌 1의 장치와 마찬가지이다. 이하, 조사 영역(R)의 통과를 위한 스페이스를 퇴피 스페이스라고 한다.

「조사 영역(R)을 통과하는 만큼 이상의 스페이스」라고 한 경우, 스테이지(21, 22)의 이동 방향이 길이만큼의 스페이스와 충돌 방지용의 아주 약간의 스페이스가 확보되어 있는 경우도 포함한다. 즉, 제1 기판 탑재 회수 위치에 위치한 제1 스테이지(21)와 조사 영역(R)의 사이의 스페이스가 제2 스테이지(22)의 길이에 대략 일치하고, 제2 기판 탑재 회수 위치에 위치한 제2 스테이지(22)와 조사 영역(R)의 사이의 스페이스가 제1 스테이지(21)의 길이에 대략 일치하고 있는 경우이다. 이 경우도, 각 스테이지(21, 22) 상의 기판(S)은 조사 영역(R)을 통과할 수 있으며, 또 스페이스 절약화라고 하는 점에서는 바람직하다. 그러나, 이 배치에서는, 반전 위치를 향한 감속을 위한 이동로 및 반전 위치로부터 조사 영역(R)을 향한 가속을 위한 이동로가 확보되지 않기 때문에, 광 배향 처리의 면내 균일성의 향상이 도모되지 않는 문제가 있다.

도 5(2)에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 제1 스테이지(21)에 대해서는, 제2 기판 탑재 회수 위치에 위치한 제2 스테이지(22)의 조사 영역(R)측의 가장자리와 조사 영역(R)의 거리가 제1 퇴피 스페이스의 길이라고 하는 것이 된다. 이 경우, 제1 퇴피 스페이스의 길이가 제1 스테이지(21)의 길이와 충돌 회피용의 아주 약간의 스페이스 만큼뿐이라고 하면, 제1 스테이지(21) 상의 기판(S)이 조사 영역(R)을 완전히 통과하기 전에 감속을 시작하지 않으면 안 된다. 즉, 제1 스테이지(21) 상의 기판(S)의 이동 후방의 가장자리가 아직 조사 영역(R) 내에 있는 상태로부터 감속을 시작하게 된다. 이 경우, 기판(S)의 이동 방향 후방의 가장자리 부근의 표면 영역은, 설정 통과 속도보다 느린 속도로 통과하게 되기 때문에, 적산 조사량이 많아져, 적산 조사량의 면내 균일성이 저하한다. 이 결과, 광 배향 처리의 면내 균일성도 저하한다.

따라서, 광 배향 처리의 면내 균일성 저하 방지를 위해서는, 제1 퇴피 스페이스는, 제1 스테이지(21)의 길이＋충돌 회피용 스페이스만으로는 부족하고, 설정 통과 속도로부터의 감속을 위한 이동로만큼이 포함되지 않으면 안 된다. 감속을 위한 이동로가 포함되어 있으면, 도 5(1)에 도시하는 바와 같이, 제1 스테이지(21) 상의 기판(S)의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역(R)을 통과한 후에 감속을 시작하더라도, 반전 위치에서 정지할 수 있고, 광 배향 처리의 면내 균일성 저하가 방지된다.

또, 반전 위치로부터 조사 영역(R)을 향해 이동하는 경우도 마찬가지이다. 속도 제로부터 설정 통과 속도에 이를 때까지의 가속 이동 동안은, 설정 통과 속도 미만이기 때문에, 도 6(2)에 도시하는 바와 같이 제1 퇴피 스페이스가 제1 스테이지(21)의 길이＋충돌 회피용 스페이스 만큼뿐이라고 하면, 기판(S)의 이동 방향 전방의 가장자리 부근의 표면 영역은 설정 통과 속도 미만으로 조사 영역(R)을 일부 이동하게 된다. 이로 인해, 광 배향 처리의 면내 균일성이 저하한다. 도 6(1)에 도시하는 바와 같이, 제1 퇴피 스페이스가 제1 스테이지(21)의 폭＋충돌 회피용 스페이스보다 길고, 가속을 위한 충분한 길이의 이동로가 설치되어 있으면, 기판(S)의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역(R)에 이를 때에는 설정 통과 속도에 이르도록 속도 제어할 수 있고, 광 배향 처리의 면내 균일성 저하가 방지된다. 또한, 이러한 감속을 위한 이동로나 가속을 위한 이동로는, 이 명세서에 있어서 「속도 완충로」라고 총칭되고 있다.

이상은 제1 스테이지(21)의 경우였으나, 제2 스테이지(22)의 경우도 방향이 반대로 되는 것 뿐으로, 기본적으로 같다.

제어 유닛(4)은, PLC와 같이 연산 처리부(41)나 기억부(42)를 포함하고 있고, 시퀀스 제어 프로그램이 실장되어 있다. 시퀀스 제어 프로그램은, 상기와 같은 속도 제어를 포함한 시퀀스를 실행하는 것으로 되어 있다. 도 7은, 제어 유닛(4)에 있어서의 각 스테이지(21, 22)의 이동 속도의 시퀀스 제어에 대해 도시한 개략도이다.

도 7의 횡축은 이동 방향의 위치(이동거리)를 나타내고, 종축은 속도를 나타낸다. 횡축에서는, 기판 탑재 회수 위치를 원점으로 하고 있다. 또한, 횡축은, 일 예로서 기판(S)의 이동 방향 중앙의 점이 이동 방향의 위치로 되어 있다.

상기와 같은 각 스테이지(21, 22)의 이동에 의한 기판(S)의 반송을 감시하기 위해, 실시 형태의 장치는, 몇 개의 센서를 구비하고 있다. 이 점에 대해, 도 2를 사용하여 설명한다.

우선, 각 스테이지(21, 22) 내에는, 기판(S)의 올려놓음을 검출하는 센서(이하, 기판 센서)(71)가 설치되어 있다. 또, 스테이지 이동 기구(3)에는, 제1 스테이지(21)가 제1 기판 탑재 회수 위치에 위치한 것을 검출하는 센서(이하, 제1 로드 위치 센서)(72)와, 제1 스테이지(21)가 반전 위치에 위치한 것을 검출하는 센서(이하, 제1 반전 위치 센서)(73)와, 제2 스테이지(22)가 제2 기판 탑재 회수 위치에 위치한 것을 검출하는 센서(이하, 제2 로드 위치 센서)(74)와, 제2 스테이지(22)가 반전 위치에 위치한 것을 검출하는 센서(이하, 제2 반전 위치 센서)(75)가 배치되어 있다. 이들 센서(71~75)의 출력은, 제어 유닛(4)으로 보내진다. 각 센서(71~75)는, 근접 센서, 리미트 스위치와 같은 기계식 센서, 또는 포토 센서 등으로부터 적당히 선택하여 이용할 수 있다.

또, 실시 형태의 장치는, 광 배향을 위한 편광광 조사가 올바르게 행해지도록 기판(S)의 위치나 방향을 조절하는 기판 얼라이너(6)를 구비하고 있다. 상술한 바와 같이, 편광 소자(14)는, 기판(S)에 대해 소정의 방향으로 편광축이 향한 편광광이 조사되도록 배치된다. 이 기준으로서 리니어 가이드(31)의 길이 방향이 선택되어 있다. 기판 얼라이너는, 리니어 가이드(31)의 길이 방향에 대해 기판(S)이 소정의 자세가 되도록 하여, 광 배향의 방향성의 정밀도를 확보하는 것이다.

도 8은, 기판 얼라이너(6)의 개략에 대해 도시한 사시도이다. 도 8에는, 일 예로서 제1 스테이지(21)에 설치된 기판 얼라이너(6)가 도시되어 있는데, 제2 스테이지(22)에 대해서도 마찬가지이다.

도 8에 도시하는 바와 같이, 제1 스테이지(21)는, 고정 베이스(20A)와, 고정 베이스(20A) 상의 가동 베이스(20B) 등으로 구성되어 있다. 스테이지 이동 기구(3)는, 직접적으로는 고정 베이스(20A)를 이동시키는 것으로 되어 있다.

가동 베이스(20B)에는, XY 세타 이동 기구(62)가 설치되어 있고, 고정 베이스(20A) 상에 있어서 가동 베이스(20B)를 XYθ의 방향으로 이동 가능하게 하고 있다. 스테이지(21, 22)에 올려놓여지는 기판(S)에는, 얼라인먼트 마크(S1)가 형성되어 있고, 기판 얼라이너(6)는, 얼라인먼트 마크(S1)를 촬상하는 얼라인먼트 센서(61)와, 상기 XYθ 이동 기구(62)와, 얼라인먼트 센서(61)로부터의 출력에 따라 XYθ 이동 기구(62)를 제어하는 얼라인먼트용 제어부(63)로 주로 구성되어 있다. 이러한 얼라인먼트 제어부의 구성은, 특허 문헌 1에 개시된 것과 마찬가지로 할 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.

다음에, 제1 실시 형태의 광 배향 장치의 동작에 대해 도 9 및 도 10을 사용하여 설명한다. 도 9 및 도 10은, 제1 실시 형태의 광 배향 장치의 동작에 대해 도시한 개략도이다. 이하의 설명은, 실시 형태의 광 배향 방법의 설명도 겸한다.

장치의 가동 개시의 초기 상태에서는, 도 9(1)에 도시하는 바와 같이, 제1 스테이지(21)는 제1 기판 탑재 회수 위치에 있고, 제2 스테이지(22)는 제2 기판 탑재 회수 위치에 있다. 이 상태에서, 도시하지 않은 로봇이 기판(S)을 우선 제1 스테이지(21)에 올려놓는다. 제1 스테이지(21) 내의 기판 센서(71)가 기판(S)의 올려놓음을 검출하여 이 신호가 제어 유닛(4)으로 보내지면, 시퀀스 프로그램은, 제1 스테이지(21) 상의 기판(S)용의 기판 얼라이너(6)를 동작시킨다. 이 결과, 가동 베이스(20B)가 XYθ 방향으로 이동하여 기판(S)의 위치 및 자세가 소정의 것이 된다.

다음에, 제어 유닛(4)은, 스테이지 이동 기구(3)에 제어 신호를 보내, 도 9(1)에 화살표로 나타내는 바와 같이, 제1 스테이지(21)를 우선 설정 반송 속도로 전진, 즉 고속 이동시킨다. 그리고, 도 9(2)에 도시하는 바와 같이, 제1 스테이지(21) 상의 기판(S)이 조사 영역(R)에 이르기 약간 앞의 위치에서 설정 통과 속도로 감속하여, 저속 이동에 이행시킨다. 제어 유닛(4)은, 일정한 설정 통과 속도를 유지하면서 제1 스테이지(21)가 조사 영역(R)을 통과하도록 하고, 도 9(3)에 도시하는 바와 같이 제1 스테이지(21) 상의 기판(S)의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역(R)을 통과한 후, 더 감속시켜 반전 위치에서 정지시킨다.

제1 스테이지(21)가 반전 위치에 이른 것이 제1 반전 위치 센서(73)로 확인되면, 제어 유닛(4)은, 제1 스테이지(21)를 반전시켜, 반대의 시퀀스로 반대의 방향으로 이동시킨다. 즉, 제어 유닛(4)은, 제1 스테이지(21) 상의 기판(S)의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역(R)에 이를 때까지 설정 통과 속도에 도달시키고, 일정한 설정 통과 속도로 저속 이동시킨다. 그리고, 도 9(4)에 도시하는 바와 같이, 제1 스테이지(21) 상의 기판(S)의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역(R)을 통과하면, 제어 유닛(4)은, 제1 스테이지(21)를 가속하여 설정 반송 속도로 하고, 고속 이동으로 이행시킨다. 그 후, 제1 스테이지(21)가 제1 기판 탑재 회수 위치에 이르면 이동을 정지시킨다.

그동안, 제2 기판 탑재 회수 위치에서는, 제2 스테이지(22)로의 기판(S)의 탑재 동작이 행해진다. 즉, 로봇은 제어 유닛(4)으로부터의 제어 신호에 따라 소정의 타임 래그를 두고 기판(S)을 제2 스테이지(22)에 올려놓는다. 제2 스테이지(22)에서는, 마찬가지로 기판(S)의 올려놓음을 기판 센서(71)가 확인한 후, 제어 유닛(4)이 제2 스테이지(22) 상의 기판(S)용의 기판 얼라이너(6)를 동작시켜 얼라인먼트를 행하게 한다. 도 9(4)에 도시하는 바와 같이 제1 스테이지(21)가 제1 기판 탑재 회수 위치로 되돌아왔을 때에는, 제2 스테이지(22)에서의 얼라인먼트는 종료되어 있다.

다음에, 제어 유닛(4)은, 스테이지 이동 기구(3)에 제어 신호를 보내, 도 9(5)에 화살표로 나타내는 바와 같이, 제2 스테이지(22)를 우선 설정 반송 속도로 전진, 즉 고속 이동시킨다. 그리고, 도 10(1)에 도시하는 바와 같이, 제2 스테이지(22) 상의 기판(S)이 조사 영역(R)에 이르기 약간 앞의 위치에서 설정 통과 속도로 감속하여, 저속 이동으로 이행시킨다. 계속해서 일정한 설정 통과 속도로 제2 스테이지(22)를 이동시키고, 도 10(2)에 도시하는 바와 같이, 제1 스테이지(22) 상의 기판(S)의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역(R)을 통과한 후, 더 감속시켜 제2 반전 위치에서 정지시킨다.

제2 스테이지(21)가 반전 위치에 이른 것이 제2 반전 위치 센서(75)로 확인되면, 제어 유닛(4)은, 마찬가지로 제2 스테이지(22)를 반전시켜, 반대의 시퀀스로 반대의 방향으로 이동시킨다. 즉, 제어 유닛(4)은, 제2 스테이지(22) 상의 기판(S)의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역(R)에 이를 때까지 설정 통과 속도에 도달시키고, 설정 통과 속도로 저속 이동시킨다. 그리고, 도 10(3)에 도시하는 바와 같이, 제2 스테이지(22) 상의 기판(S)의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역(R)을 통과하면, 제2 스테이지(22)를 가속하여 설정 반송 속도로 하고, 고속 이동으로 이행시킨다. 그 후, 제2 스테이지(22)가 제2 기판 탑재 회수 위치에 이르면 이동을 정지시킨다.

그동안, 제1 기판 탑재 회수 위치에서는, 제1 스테이지(21)가 제1 기판 탑재 회수 위치로 되돌아온 것을 제1 로드 위치 센서(72)가 확인한 후, 제1 스테이지(21)로부터의 기판(S)의 회수와 다음 기판(S)의 제1 스테이지(21)로의 탑재가 행해진다. 즉, 로봇이 제1 스테이지(21)로부터 기판(S)을 제거하고, 다음 기판(S)을 제1 스테이지(21)에 탑재한다.

그리고, 도 10(4)에 도시하는 바와 같이 제2 스테이지(22)가 제2 기판 탑재 회수 위치로 되돌아왔을 때에는, 다음 기판(S)의 제1 스테이지(21)로의 탑재 동작이 종료하고, 또한 그 기판(S)에 대한 얼라인먼트가 종료한 상태로 되어 있다. 제어 유닛(4)은, 다시 스테이지 이동 기구(3)로 신호를 보내, 제1 스테이지(21)를 고속 이동시킨 후, 도 10(5)에 도시하는 바와 같이 조사 영역(R)의 약간 앞에서 저속 이동으로 이행시켜, 일정한 설정 통과 속도로 조사 영역(R)을 통과시킨다.

그동안, 제2 기판 탑재 회수 위치에서는, 제2 스테이지(22)가 제2 기판 탑재 회수 위치로 되돌아온 것을 제2 로드 위치 센서(74)로 확인한 후, 제2 스테이지(22)로의 기판(S)의 회수와 다음 기판(S)의 제2 스테이지(22)로의 탑재, 제2 스테이지(22)의 얼라인먼트가 행해진다.

이후의 동작은 마찬가지이며, 장치가 이러한 동작을 반복하여 두 개의 스테이지(21, 22) 상에서 번갈아 광 배향이 행해지도록 시퀀스 프로그램이 프로그래밍되어 있다. 또한, 기판(S)은 AGV나 컨베이어와 같은 반송 기구에 의해 로봇까지 반송되고, 광 배향이 행해진 후, 반송 기구에 의해 다음의 프로세스를 위한 장치의 위치까지 반송된다.

상기와 같은 구성 및 동작에 따른 실시 형태의 광 배향 장치 또는 방법에 의하면, 편광광이 조사되는 조사 영역(R)을 두 개의 스테이지(21, 22)가 번갈아 통과함으로써 각 스테이지(21, 22) 상의 기판(S)에 대해 편광광이 조사되므로, 생산성이 높은 광 배향 프로세스가 실현된다. 이때, 설정 통과 속도는 필요한 적산 조사량과의 관계로 설정되지만, 조사 영역(R)과 기판 탑재 회수 위치 사이의 이동은 설정 통과 속도보다 빠른 속도인 설정 반송 속도로 행해지므로, 보다 택트 타임이 짧아지고, 생산성이 더 높은 광 배향 프로세스가 실현된다.

도 11은, 상기의 점의 이해를 용이하게 하기 위한 도이며, 설정 반송 속도를 설정 통과 속도보다 빠르게 함으로써 생산성이 더 향상하는 점을 도시한 도이다. 이 중, 도 11(1)은, 설정 반송 속도＞설정 통과 속도로 한 경우(실시 형태)의 택트 타임을 도시하고, 도 11(2)는 설정 반송 속도＝설정 통과 속도 한 경우(비교예)의 택트 타임을 도시한다. 도 11(1)(2)에 있어서, 종축은 속도이며, 횡축은 시간이다(도 7과 상이하다).

도 11(1)(2)에 있어서, 도중에 속도가 제로로 되어 있는 시간점은, 반전 위치에 이른 시간점을 의미한다. 양쪽 모두, 조사 영역(R)의 길이는 같고, 도 11(1)(2)에 도시하는 바와 같이 설정 통과 속도의 값도 같다. 따라서, 편광광의 적산 조사량으로서는 같다.

도 11의 (1)(2)를 비교하면 알 수 있듯이, 실시 형태의 장치 및 방법에 의하면, 택트 타임은 큰 폭으로 삭감되고, 생산성은 현저하게 향상한다. 일 예를 개시하면, 설정 통과 속도는, 필요한 적산 조사량에 따라 상이한데, 50~200mm 매초 정도이다. 설정 반송 속도는, 가능한 한(예를 들어 기판(S)이 스테이지(21, 22) 상에서 어긋나는 등의 문제점이 없는 범위에서) 가장 빠른 속도가 된다. 이것은 기판(S)의 크기나 스테이지(21, 22) 상에서의 유지력 등에 따르는데, 300~600mm 매초 정도이다. 설정 통과 속도를 100mm 매초, 설정 반송 속도를 400mm 매초로 하면, 설정 반송 속도를 설정하지 않는 경우(도 11(2)의 경우)는, 택트 타임은 100초를 초과하지만, 설정 반송 속도를 설정한 경우(도 11(1)의 경우)는, 택트 타임은 70초 이하가 되어, 30초 이상 택트 타임이 단축된다. 또한, 이 경우의 택트 타임은, 예를 들어 제1 스테이지(21)에 대해 말하면, 제1 기판 탑재 회수 위치로부터 스타트하여 반전 위치에서 반전해 제1 기판 탑재 회수 위치로 되돌아올 때까지의 시간이다(즉, 기판(S)의 탑재 및 회수를 하고 있는 시간을 제외한다).

상술한 바와 같이, 실시 형태의 광 배향 장치 및 광 배향 방법에 의하면, 설정 반송 속도가 설정 통과 속도보다 빠른 속도로 되어 있으므로, 택트 타임이 보다 짧아지고, 더 높은 생산성으로 광 배향 처리를 행할 수 있다. 이때, 반전 위치와 조사 영역(R)의 사이에 스테이지의 이동 방향이 길이＋속도 완충로 이상의 퇴피 스페이스가 확보되어 있으며, 설정 반송 속도로부터 설정 통과 속도까지의 감속은, 기판(S)의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역(R)에 이를 때까지 행해지고, 설정 통과 속도로부터 설정 반송 속도로의 가속은, 기판(S)의 이동 방향 후방의 가장자리가 조사 영역(R)을 통과 후에 행해진다. 즉, 기판(S)의 표면 내의 각 점은 조사 영역(R)을 통과 중 항상 일정한 설정 통과 속도로 이동한다. 이로 인해, 기판(S)의 표면 내의 각 점에서의 편광광의 적산 조사량이 일정해지고, 광 배향 처리의 면내 균일성이 향상한다.

또한, 반전 위치와 조사 영역(R)의 사이에 있어서의 스테이지의 이동 방향의 길이＋속도 완충로 이상의 퇴피 스페이스의 확보에 의한 광 배향 처리의 면내 균일성의 향상은, 실시 형태의 장치 및 방법과 같이 두 개의 스테이지(21, 22)를 사용하여 번갈아 기판(S)이 조사 영역(R)을 통과하는 구성인 경우 외, 한 개뿐의 스테이지를 사용하여 왕복 이동시키는 경우에도 해당한다. 한 개뿐의 스테이지를 사용하는 경우는, 생산성이라고 하는 점에서는 두 개의 스테이지(21, 22)를 사용하는 경우에 비해 뒤떨어지지만, 반전 위치와 조사 영역(R)의 사이에 스테이지의 이동 방향의 길이＋속도 완충로 이상의 퇴피 스페이스를 확보함으로써 광 배향 처리의 면내 균일성을 향상시킬 수 있는 점은, 마찬가지이다.

또, 왕로 뿐만 아니라 복로에 있어서도 기판(S)에 대해 편광광을 조사하는 것은, 필요한 적산 조사량을 얻을 때의 설정 통과 속도를 빠르게 하는 의의가 있어, 이 점에서 생산성을 향상시키는데 공헌하고 있다. 단, 본원 발명의 실시에 있어서는, 왕로만 편광 광조사를 하고, 복로에서는 편광 광조사를 하지 않는 경우도 있을 수 있다. 이 경우는, 조사 유닛(1) 내에 셔터를 설치하는 등 하여 광을 차단하도록 한다. 이 경우, 복로에 있어서는 편광 광조사와 관계없이 스테이지(21, 22)를 이동시킬 수 있으므로, 설정 통과 속도보다 빠른 속도로 조사 유닛(1)의 바로 아래를 통과시키는 경우가 많다.

다음에, 제2 실시 형태의 장치 및 방법에 대해, 도 12를 사용하여 설명한다. 도 12는, 제2 실시 형태에 따른 광 배향 장치 및 방법의 주요부에 대해 도시한 개략도이다.

제1 실시 형태에서는, 광 배향 처리의 면내 균일성을 향상시키는 것으로서, 기판(S)의 표면의 각 점이 조사 영역(R)을 통과할 때, 각 점에 있어서 일정한 설정 통과 속도가 유지되도록 제어했는데, 광 배향 처리의 면내 균일성 향상을 위한 구성으로서 이 이외에도 몇 개정도 생각할 수 있으며, 그 일 예가 도 12에 도시되어 있다. 도 12에 도시하는 제어에서는, 조사 영역(R)을 통과 중, 왕로에서는 일정한 브레이크(감속도)로 감속하면서 각 스테이지(21, 22)가 이동하고, 복로에서는, 왕로에서의 속도 변화에 대해 대칭인 속도 변화가 되도록 가속하면서 조사 영역(R)을 이동시키는 제어로 되어 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 도 12의 종축은 속도, 횡축은 이동 방향의 위치(이동 거리)로 되어 있다. 횡축의 중앙의 속도 제로로 되어 있는 개소는, 반전 위치이다. 도 7과 마찬가지로, 실제로는 반전 위치로부터 되돌아오는데, 도시의 형편상, 그대로 횡축을 펼쳐 그리고 있다.

도 12에 있어서, 그래프는, 기판(S)의 표면 상의 각 점에 있어서의 속도의 추이(이동 경로 상의 추이)를 도시한 것으로 되어 있다. 실선이 이동 방향 중앙에서의 속도의 추이, 일점 쇄선이 이동 방향의 한쪽측의 가장자리에서의 속도의 추이, 이점 쇄선이 이동 방향 다른쪽측의 가장자리에서의 속도의 추이를 나타낸다.

도 12로부터 알 수 있듯이, 이 실시 형태에서는, 조사 영역(R)을 통과 중, 왕로에서는 일정한 감속도로 통과하고, 복로에서는 일정한 가속도로 통과하도록 제어된다. 그리고, 감속도의 구배와 가속도의 구배는 같게 되어 있다. 또한, 기판(S)의 이동 방향 중앙의 점에서 본 경우, 가속과 감속의 속도 변화는, 반전 위치를 사이에 두고 정확히 선대칭인 것으로 되어 있다.

조사 영역(R)을 통과 중에 기판(S)의 속도가 변화하는 경우, 상술한 바와 같이, 조사 영역의 이동 방향의 길이를 L, 조도를 I로 하면, 어느 점의 적산 조사량은, 평균 속도를 V_A로서, I·L/V_A가 된다(조도(I)는 길이(L)에 있어서 일정하게 한다). 이 경우, 도 12로부터 알 수 있듯이, 평균 속도(V_A)는, 왕로에서의 속도(일정하게 감속하고 있는 속도)와 복로에서의 속도(일정하게 가속하고 있는 속도)의 평균이 된다. 도 12로부터 알 수 있듯이, 왕로에서는, 기판(S)의 이동 방향 한쪽측의 가장자리는 상대적으로 빠른 속도로 조사 영역(R)을 통과하고, 이동 방향 다른쪽측의 가장자리는 느린 속도로 조사 영역(R)을 통과하지만, 복로에서는 이 관계가 정확히 반대가 된다. 이로 인해, 왕로와 복로에서 평균한 속도는, 함께 이동 방향 중앙의 점에서의 평균 속도에 일치한다. 즉, 각 점에서의 평균 속도는 일치하고, 이로 인해 각 점에서의 적산 조사량은 균일하게 된다. 이러한 구성에 의해서도, 광 배향 처리의 균일성 향상을 도모할 수 있다.

장치를 구성하는 제어 유닛(4)에는, 도 12에 도시하는 제어가 행해지도록 시퀀스 제어 프로그램이 실장된다. 왕로에 있어서, 일정한 설정 반송 속도로부터 감속을 시작하는 타이밍은, 기판(S)의 이동 방향 한쪽측의 가장자리가 조사 영역(R)에 이르기 전으로 하고, 일정한 감속도로 감속하여 반전 위치에 도달시킨다. 복로에서는, 일정한 가속도로 이동시켜, 이동 방향 한쪽측의 가장자리가 조사 영역(R)을 통과한 후에 설정 반송 속도에 이르러 그 속도를 유지한다. 또한, 도 12에 도시하는 바와 같이, 적어도 조사 영역(R)에 있어서는, 반전 위치를 중심으로 하여 완전히 대칭이 되는 속도 변화로 한다. 또한, 도 12에서는, 조사 영역(R) 통과 중의 감속을 그대로 유지하여 반전 위치에 이르고, 반전 위치로부터의 가속을 그대로 유지하여 조사 영역(R)을 통과시키고 있는데, 조사 영역(R)과 반전 위치의 사이의 감속 또는 가속을 조사 영역(R) 통과 중의 감속 또는 가속과 상이한 것으로 할 수 있다.

제2 실시 형태의 구성에 있어서도, 조사 영역(R) 통과 중의 속도(평균 속도)보다 설정 반송 속도는 빠르므로, 택트 타임이 짧아지고, 생산성이 향상한다. 그리고, 기판(S)의 표면의 각 점에서의 적산 조사량이 균일하게 되므로, 광 배향 처리의 균일성이 향상한다. 또한, 제1 실시 형태의 경우와 비교하면, 조사 영역(R)을 통과 중의 가속 및 감속의 각 타이밍 및 구배를 정밀도 좋게 제어할 필요가 있으므로, 다소 제어가 복잡해진다. 이러한 복잡함이 없는 점에서, 제1 실시 형태의 장치 및 방법은 뛰어나다.

이 외, 예를 들어 도 3(2)와 같은 경우에서도, 왕로에서 설정 통과 속도를 초과해 버리는 기판(S)의 이동 방향 전방의 가장자리 부근 영역에 대해, 조사 영역(R)을 빠져나와 반전 위치로 향할 때, 상기 영역이 조사 영역(R)을 빠져나오기 약간 전에 감속을 개시하도록 하여 보상함으로써 균일화를 도모할 수 있다. 도 4(2)와 같은 경우도 마찬가지로, 반전 위치로부터 조사 영역(R)으로 향할 때, 기판(S)의 이동 방향 전방의 가장자리가 조사 영역(R)에 약간 들어간 시점에서 설정 통과 속도가 되도록 제어함으로써 보상하고, 이것에 의해 균일화를 도모할 수 있다.

각 실시 형태에 있어서, 제1 스테이지(21)에 대해 기판(S)의 탑재 위치와 회수 위치는 조사 영역(R)의 한쪽측에 있어서 같은 위치였으나, 한쪽측이면 충분해, 같은 위치로 할 필요는 없다. 제2 스테이지(22)에 대해서도 마찬가지이다. 예를 들어 한쪽측에 있어서, 제1 기판 탑재 위치로부터 볼 때 조사 영역(R)에 가까운 위치에 제1 기판 회수 위치가 설정되어 있어도 된다. 이 경우, 광 배향된 기판(S)이 기판 회수 위치에서 제1 스테이지(21)로부터 제거된 후, 제1 스테이지(21)가 더 전진하여 기판 탑재 위치에 이르고, 그 곳에서 다음 기판(S)이 탑재되게 된다.

상기의 경우, 제1 기판 회수 위치에 대해서는, 상술한 만큼의 퇴피 스페이스가 확보되어 있지 않더라도 문제가 없는 경우도 있다. 즉, 예를 들어 제1 스테이지(21)가 제1 기판 회수 위치로부터 제1 기판 탑재 위치로 이동한 상태에 있어서 제2 스테이지(22)에 대한 퇴피 스페이스가 확보되어 있어도 된다. 혹은, 제1 스테이지(21)가 제1 기판 회수 위치에 위치한 상태에서 제2 스테이지(22)의 퇴피 스페이스가 확보되고, 그 상태로부터 제1 스테이지(21)가 조사 영역(R)에 가까워진 위치에서 기판(S)이 탑재되는 구성도 있을 수 있다. 즉, 한쪽의 스테이지(21, 22)가 기판(S)의 탑재 또는 회수를 위해 위치한 상태에 있어서 다른쪽의 스테이지(21, 22)의 퇴피 스페이스가 확보되어 있으면 된다.

또한, 특허 문헌 1에 기재된 바와 같이 복수의 조사 유닛(1)이 스테이지(21, 22)의 이동 방향을 따라 병렬 설치되는 경우도 있다. 이 경우, 각 조사 유닛(1)으로부터의 편광광의 조사 영역(R)을 포락한 영역이 전체의 조사 영역(R)이라는 것이 된다. 이 전체의 조사 영역(R)에 대해, 상술한 각 제어 중 어느 한쪽이 행해진다.

또, 이 출원의 발명에 있어서, 「스테이지」의 용어는 통상보다 넓게 해석될 필요가 있다. 즉, 진공 흡착과 같은 흡착 구멍을 가지는 복수의 핀 상에 기판(S)을 올려놓고 이들 복수의 핀 상에 기판(S)을 흡착하며, 복수의 핀을 일체로 이동시킴으로써 기판(S)이 조사 영역(R)을 통과하도록 하는 경우가 있다. 따라서, 「스테이지」는, 기판(S)을 유지하면서 기판(S)을 이동시킬 수 있는 부재이면 충분하고, 반드시 받침대 형상의 부재에 한정되는 것은 아니다.

또한, 기판(S)으로서 막재를 붙인 액정 표시 소자용의 기판이 상정되는데, 액정 표시 소자 이외의 표시 소자용의 기판을 대상물로서 광 배향을 행하는 경우도 있고, 시야각 보정의 목적으로 광 배향을 행하는 경우도 있다. 이들 이외에도, 여러 가지의 목적으로 광 배향을 행할 때, 본원 발명의 장치 및 방법을 사용할 수 있다. 또, 자명하기는 하나, 광 배향 방법의 발명은, 광 배향막의 제조 방법의 발명으로서 파악할 수 있다.

1 조사 유닛
11 광원
14 편광 소자
21 제1 스테이지
22 제2 스테이지
3 스테이지 이동 기구
31 리니어 가이드
32 리니어 모터 스테이지
33 플래튼
4 제어 유닛
6 기판 얼라이너
S 기판
R 조사 영역

Claims

설정된 조사 영역에 소정의 방향으로 편광하고 있는 편광광을 조사하는 조사 유닛과,
기판이 올려놓여지는 스테이지와,
조사 영역을 통과하도록 스테이지를 이동시킴으로써 스테이지 상의 기판에 편광광이 조사되도록 하는 스테이지 이동 기구를 구비하고 있고,
스테이지로서 제1, 제2의 2개의 스테이지가 설치되어 있으며,
스테이지 이동 기구는, 조사 영역의 한쪽측에 설정된 제1 기판 탑재 위치로부터 제1 스테이지를 조사 영역으로 이동시키는 것임과 더불어, 조사 영역의 다른쪽측에 설정된 제2 기판 탑재 위치로부터 제2 스테이지를 조사 영역으로 이동시키는 것이고,
스테이지 이동 기구는, 제1 스테이지 상의 기판이 조사 영역을 통과한 후에 제1 스테이지를 한쪽측으로 되돌려 제1 기판 회수 위치에 위치시킴과 더불어, 제2 스테이지 상의 기판이 조사 영역을 통과한 후에 제2 스테이지를 다른쪽측으로 되돌려 제2 기판 회수 위치에 위치시키는 것이며,
제1 기판 탑재 위치 또는 제1 기판 회수 위치에 위치한 제1 스테이지와 조사 영역의 사이에는, 제2 스테이지 상의 기판이 조사 영역을 통과하는 만큼 이상의 제1 퇴피 스페이스가 확보되고, 제2 기판 탑재 위치 또는 제2 기판 회수 위치에 위치한 제2 스테이지와 조사 영역의 사이에는, 제1 스테이지 상의 기판이 조사 영역을 통과하는 만큼 이상의 제2 퇴피 스페이스가 확보되어 있으며,
스테이지 이동 기구를 제어하는 제어 유닛이 설치되어 있고,
제어 유닛에 있어서, 기판이 조사 영역을 통과할 때의 속도로서 설정 통과 속도가 설정되어 있으며,
제어 유닛은, 제1 스테이지의 제1 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 이동 및 조사 영역으로부터 제1 기판 회수 위치까지의 이동에 대해 상기 이동의 속도를 설정 통과 속도에 비해 빠르게 하는 제어를 행하는 것임과 더불어, 제2 스테이지의 제2 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 이동 및 조사 영역으로부터 제2 기판 회수 위치까지의 이동에 대해 상기 이동의 속도를 설정 통과 속도에 비해 빠르게 하는 제어를 행하는 것이고,
제1, 제2 스테이지는, 이동 시에 기판을 진공 흡착하여 유지하는 것이고,
제어 유닛은, 제1 스테이지의 제1 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 이동 및 제2 스테이지의 제2 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 이동에 있어서, 이동의 속도를 매초 300mm 이상 600mm 이하로 하는 제어를 행하는 것임을 특징으로 하는 광 배향 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 설정 통과 속도는 일정한 속도로서 설정된 것이고,
상기 제어 유닛은, 상기 제1 기판 탑재 위치로부터 상기 조사 영역까지의 왕로 이동에 있어서, 상기 제1 스테이지 상의 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 상기 조사 영역에 이를 때까지 상기 제1 스테이지의 속도를 상기 설정 통과 속도로 감속하며, 상기 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 상기 조사 영역에 이르고 나서 이동 방향 후방의 가장자리가 상기 조사 영역을 통과할 때까지, 상기 설정 통과 속도를 유지하고, 상기 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 상기 조사 영역을 통과한 후에 상기 한쪽측으로 되돌리기 위해 감속하는 제어를 행하는 것이며,
상기 제어 유닛은, 상기 제2 기판 탑재 위치로부터 상기 조사 영역까지의 왕로 이동에 있어서, 상기 제2 스테이지 상의 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 상기 조사 영역에 이를 때까지 상기 제2 스테이지의 속도를 상기 설정 통과 속도로 감속하고, 상기 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 상기 조사 영역에 이르고 나서 이동 방향 후방의 가장자리가 상기 조사 영역을 통과할 때까지, 상기 설정 통과 속도를 유지하며, 상기 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 상기 조사 영역을 통과한 후에 상기 다른쪽측으로 되돌리기 위해 감속하는 제어를 행하는 것임을 특징으로 하는 광 배향 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 조사 유닛은, 상기 제1, 제2의 각 스테이지가 왕로 이동할 때와 복로(復路) 이동할 때의 쌍방에 있어서 각 스테이지 상의 기판에 편광광을 조사하는 것이고,
상기 제어 유닛에 있어서, 상기 제1 스테이지가 왕로 이동할 때의 설정 통과 속도와 상기 제1 스테이지가 복로 이동할 때의 설정 통과 속도로서, 동일한 속도가 설정되어 있으며, 상기 제2 스테이지가 왕로 이동할 때의 설정 통과 속도와 상기 제2 스테이지가 복로 이동할 때의 설정 통과 속도로서, 동일한 속도가 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 배향 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제어 유닛에 있어서, 상기 제1 스테이지가 조사 영역을 통과한 후에 한쪽측으로 되돌리기 위해 반전하는 위치인 제1 반전 위치와, 상기 제2 스테이지가 조사 영역을 통과한 후에 다른쪽측으로 되돌리기 위해 반전하는 위치인 제2 반전 위치가 설정되어 있으며,
상기 제어 유닛에 있어서, 상기 제1 스테이지가 상기 조사 영역을 통과한 후에 제1 반전 위치에 이를 때의 감속과, 상기 제1 스테이지가 제1 반전 위치에서 반전하여 상기 조사 영역에 이를 때의 가속은, 동일한 구배가 되도록 설정되어 있으며,
상기 제어 유닛에 있어서, 상기 제2 스테이지가 상기 조사 영역을 통과한 후에 제2 반전 위치에 이를 때의 감속과, 상기 제2 스테이지가 제2 반전 위치에서 반전하여 상기 조사 영역에 이를 때의 가속은, 동일한 구배가 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 배향 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제어 유닛에 있어서,
상기 제1 스테이지에 대한 상기 제1 기판 탑재 위치로부터 상기 조사 영역까지의 이동의 속도와, 상기 조사 영역으로부터 상기 제1 기판 회수 위치까지의 이동의 속도로서, 동일한 속도가 설정되어 있고,
상기 제2 스테이지에 대한 상기 제2 기판 탑재 위치로부터 상기 조사 영역까지의 이동의 속도와, 상기 조사 영역으로부터 상기 제2 기판 회수 위치까지의 이동의 속도로서, 동일한 속도가 설정되어 있고,
상기 제1 스테이지가 왕로 이동에 있어서 상기 조사 영역에 도달할 때의 상기 설정 통과 속도로의 감속과, 상기 제1 스테이지가 복로 이동에 있어서 상기 조사 영역을 통과한 후의 상기 설정 통과 속도로부터의 가속은, 동일한 구배가 되도록 설정되어 있고,
상기 제2 스테이지가 왕로 이동에 있어서, 상기 조사 영역에 도달할 때의 상기 설정 통과 속도로의 감속과, 상기 제2 스테이지가 복로 이동에 있어서 상기 조사 영역을 통과한 후의 상기 설정 통과 속도로부터의 가속은, 동일한 구배가 되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 배향 장치.
설정된 조사 영역에 소정의 방향으로 편광하고 있는 편광광을 조사하는 조사 공정과,
제1, 제2의 두 개의 스테이지에 각각 기판을 올려놓는 탑재 공정과,
조사 영역을 각 스테이지가 번갈아 통과하도록 스테이지 이동 기구에 의해 각 스테이지를 이동시킴으로써 각 스테이지 상의 기판에 편광광이 조사되도록 하는 이동 공정과,
편광광이 조사된 각 기판을 각 스테이지로부터 제거하는 회수 공정을 구비하고 있고,
이동 공정에 있어서, 조사 영역의 한쪽측에 설정된 제1 기판 탑재 위치로부터 제1 스테이지는 조사 영역으로 이동하며, 조사 영역의 다른쪽측에 설정된 제2 기판 탑재 위치로부터 제2 스테이지는 조사 영역으로 이동하고,
이동 공정에 있어서, 제1 스테이지 상의 기판이 조사 영역을 통과한 후에 제1 스테이지는 한쪽측으로 되돌아와 제1 기판 회수 위치에 위치하며, 제2 스테이지 상의 기판이 조사 영역을 통과한 후에 제2 스테이지는 다른쪽측으로 되돌아와 제2 기판 회수 위치에 위치하고,
제1 기판 탑재 위치 또는 제1 기판 회수 위치에 위치한 제1 스테이지와 조사 영역의 사이에는, 제2 스테이지 상의 기판이 조사 영역을 통과하는 만큼 이상의 제1 퇴피 스페이스가 확보되며, 제2 기판 탑재 위치 또는 제2 기판 회수 위치에 위치한 제2 스테이지와 조사 영역의 사이에는, 제1 스테이지 상의 기판이 조사 영역을 통과하는 만큼 이상의 제2 퇴피 스페이스가 확보되어 있고,
기판이 조사 영역을 통과할 때의 속도로서 설정 통과 속도가 설정되어 있으며,
이동 공정에 있어서, 제1 스테이지의 제1 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 이동 및 조사 영역으로부터 제1 기판 회수 위치까지의 이동에 대해 상기 이동의 속도를 설정 통과 속도에 비해 빠르게 하는 제어를 행하고, 제2 스테이지의 제2 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 이동 및 조사 영역으로부터 제2 기판 회수 위치까지의 이동에 대해 상기 이동의 속도를 설정 통과 속도에 비해 빠르게 하는 제어를 행하고,
이동 공정은, 제1 및 제2 각 스테이지가 기판을 진공 흡착하여 유지한 상태에서 이동을 행하는 공정이고, 제1 스테이지의 제1 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 이동의 속도와, 제2 스테이지의 제2 기판 탑재 위치로부터 조사 영역까지의 이동의 속도는, 매초 300mm 이상 600mm 이하인 것을 특징으로 하는 광 배향 방법.
청구항 6에 있어서,
상기 설정 통과 속도는 일정한 속도로서 설정된 것이고,
상기 이동 공정에 있어서 행해지는 제어는, 상기 제1 기판 탑재 위치로부터 상기 조사 영역까지의 상기 제1 스테이지의 왕로 이동에 있어서, 상기 제1 스테이지 상의 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 상기 조사 영역에 이를 때까지 상기 제1 스테이지의 속도를 상기 설정 통과 속도로 감속하고,
상기 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 상기 조사 영역에 이르고 나서 이동 방향 후방의 가장자리가 상기 조사 영역을 통과할 때까지, 상기 설정 통과 속도를 유지하며, 상기 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 상기 조사 영역을 통과한 후에 상기 한쪽측으로 되돌리기 위한 감속을 행하는 제어이고,
상기 이동 공정에 있어서 행해지는 제어는, 상기 제2 기판 탑재 위치로부터 상기 조사 영역까지의 상기 제2 스테이지의 왕로 이동에 있어서, 상기 제2 스테이지 상의 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 상기 조사 영역에 이를 때까지 상기 제2 스테이지의 속도를 상기 설정 통과 속도로 감속하고, 상기 기판의 이동 방향 전방의 가장자리가 상기 조사 영역에 이르고 나서 이동 방향 후방의 가장자리가 상기 조사 영역을 통과할 때까지, 상기 설정 통과 속도를 유지하며, 상기 기판의 이동 방향 후방의 가장자리가 상기 조사 영역을 통과한 후에 상기 다른쪽측으로 되돌리기 위한 감속을 행하는 제어인 것을 특징으로 하는 광 배향 방법.
청구항 7에 있어서,
상기 이동 공정에 있어서, 상기 제1 스테이지가 왕로 이동할 때의 설정 통과 속도와 상기 제1 스테이지가 복로 이동할 때의 설정 통과 속도는 동일한 속도이고, 상기 제2 스테이지가 왕로 이동할 때의 설정 통과 속도와 상기 제2 스테이지가 복로 이동할 때의 설정 통과 속도는 동일한 속도인 것을 특징으로 하는 광 배향 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 이동 공정은, 상기 제1 스테이지가 상기 조사 영역을 통과한 후에 한쪽측으로 되돌아오기 위해 제1 반전 위치에서 반전하고, 상기 제2 스테이지가 상기 조사 영역을 통과한 후에 다른쪽으로 되돌아오기 위해 제2 반전 위치에서 반전하는 공정이고,
상기 제1 스테이지가 상기 조사 영역을 통과한 후에 제1 반전 위치에 이를 때의 감속과, 상기 제1 스테이지가 제1 반전 위치에서 반전하여 상기 조사 영역에 이를 때의 가속은, 동일한 구배이고,
상기 제2 스테이지가 상기 조사 영역을 통과한 후에 제2 반전 위치에 이를 때의 감속과, 상기 제2 스테이지가 제2 반전 위치에서 반전하여 상기 조사 영역에 이를 때의 가속은, 동일한 구배인 것을 특징으로 하는 광 배향 방법.
청구항 9에 있어서,
상기 이동 공정에 있어서,
상기 제1 스테이지의 상기 제1 기판 탑재 위치로부터 상기 조사 영역까지의 이동의 속도와, 상기 제1 스테이지의 상기 조사 영역으로부터 상기 제1 기판 회수 위치까지의 이동의 속도는, 동일한 속도이고,
상기 제2 스테이지의 상기 제2 기판 탑재 위치로부터 상기 조사 영역까지의 이동의 속도와, 상기 제2 스테이지의 상기 조사 영역으로부터 상기 제2 기판 회수 위치까지의 이동의 속도는, 동일한 속도이고,
상기 제1 스테이지가 왕로 이동에 있어서 상기 조사 영역에 도달할 때의 상기 설정 통과 속도로의 감속과, 상기 제1 스테이지가 복로 이동에 있어서 상기 조사 영역을 통과한 후의 상기 설정 통과 속도로부터의 가속은, 동일한 구배이고,
상기 제2 스테이지가 왕로 이동에 있어서, 상기 조사 영역에 도달할 때의 상기 설정 통과 속도로의 감속과, 상기 제2 스테이지가 복로 이동에 있어서 상기 조사 영역을 통과한 후의 상기 설정 통과 속도로부터의 가속은, 동일한 구배인 것을 특징으로 하는 광 배향 방법.