WO2007066596A1

WO2007066596A1 - 露光方法および露光装置

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Publication number: WO2007066596A1
Application number: PCT/JP2006/324083
Authority: WO
Inventors: Hideo Taniguchi; Shigeyuki Yamada; Taimi Oketani
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2007-06-14
Anticipated expiration: 2008-06-09

Abstract

　所定の範囲に精度よく光エネルギを照射できる露光装置および露光方法を提供すること。　筐体１１１の内部と外部の気圧差を調整することによって、この筐体１１１の開口部に装着されるフォトマスク２の気圧差に起因する湾曲変形量を調整し、さらにこの湾曲変形量を調整してフォトマスク２の表面が基板３の被照射面となす角度を調整することによってこのフォトマスク２に形成される透光部２２を通じて基板３の被照射面に照射する光エネルギの照射範囲の寸法を調整する。

Description

明細書

露光方法および露光装置

技術分野

[0001] 本発明は露光装置および露光方法に関するものであり、詳しくは、フォトマスクを用い、光エネルギの被照射物とフォトマスクとを相対的に移動させながら被照射物に光エネルギを照射できる露光装置と露光方法に関するものである。

背景技術

[0002] 液晶表示パネルには、一対の基板が所定の間隔をおいて略平行に相対向するように配置され、その間に液晶が充填されるという構成を有するものがある。この一対の基板の表面には、液晶に電圧を印加する絵素電極、この絵素電極を駆動する薄膜トランジスタなどのスイッチング素子、ゲートバスラインやソースバスラインなどの各種配線、液晶にプレティルト角を与える配向膜などの要素が積層状に形成される。また他方の基板には、ブラックマトリックス、所定の色のカラーフィルタ層、共通電極や配向膜などの要素が同様に積層状に形成される。

[0003] 前記各基板に形成される配向膜には、液晶を所定の向きに配向させるための配向処理が施される。従来はこの配向処理として繊維材料などによるラビングが用いられて、たが、最近ではこれに代わる配向処理として光配向処理が用いられるようになつてきている。光配向処理は、配向膜の表面に所定の照射角で光エネルギを照射することによって、配向膜の表面に所定の配向特性を与える処理である。

[0004] また、前記スイッチング素子、各種配線、ブラックマトリックスやカラーフィルタ層などの要素には、フォトリソグラフィ法を用いて形成されるものがある。フォトリソグラフィ法には、基板の表面にフォトレジスト材料を塗布する工程と、塗布したフォトレジスト材料の所定のパターン領域に光エネルギを照射する工程と、光エネルギの照射パターンにしたがってフォトレジスト材料の不要な部分を除去する工程とが含まれる。

[0005] たとえばカラーフィルタ層は、基板の表面に所定の色を有するフォトレジスト材料を塗布する工程と、フォトマスクを通じてこのフォトレジスト材料の所定のパターン領域に光エネルギを照射する工程と、フォトレジスト材料の不要な部分 (たとえば、光エネルギが照射されなカゝつた部分)を除去する工程とを経て形成される。

[0006] なお、本発明に関連する先行文献として、特開 2005— 024649号公報および特開平 11— 133429号公報が挙げられる。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] このように液晶表示パネルの製造においては、基板の表面の所定のパターン領域に対して光エネルギを照射する工程が含まれる。光エネルギを照射する工程にぉヽて光エネルギを照射する位置や範囲にズレが生じると、液晶の配向や基板に形成される各要素の特性が設計と相違し、本来の配向や特性を有さなくなるおそれがある。たとえば配向膜に光配向処理を施す工程にぉ、て、光エネルギを照射する位置や範囲にズレが生じると、液晶に対して設計どおりにプレティルト角を与えられなくなるおそれがある。

[0008] フォトマスクを用いて基板の被照射面に光エネルギを照射する場合、光エネルギを照射する位置や範囲の精度は、フォトマスクに形成される遮光部と透光部のパターンの寸法精度に大きく影響を受ける。このためフォトマスクの遮光部と透光部のパターンを極めて高!、寸法精度で形成する必要がある。し力しながらフォトマスクの遮光部と透光部のパターンの寸法精度を高くすると、フォトマスクの製造コストが上昇する。またフォトマスクの伸縮によって、遮光部と透光部の寸法が変化する場合もある。

[0009] 上記実情に鑑み本発明が解決しょうとする課題は、フォトマスクに形成される遮光部と透光部のパターンが寸法誤差を有している場合や寸法が変化した場合であっても、所定の領域に精度よく光エネルギを照射できる露光装置および露光方法を提供することである。

課題を解決するための手段

[0010] 前記課題を解決するため本発明は、光エネルギが透過可能な透光部が形成されるとともに光エネルギの被照射面に対して傾斜可能に支持されるフォトマスクと、該フォトマスクの表面と前記光エネルギの被照射面とのなす角度を調整することにより該フオトマスクの透光部を通じて前記光エネルギの被照射面に照射する光エネルギの照射幅を補正する補正手段とを備えることを要旨とする。 [0011] ここで前記補正手段は、内部気圧と外部気圧の圧力差を調整する調圧手段を備え

、内部気圧と外部気圧の圧力差によって生じる前記フォトマスクの湾曲変形量を調整して前記フォトマスクの表面と前記光エネルギの被照射面とのなす角を調整するものであることが好ましい。

[0012] また前記補正手段は、前記フォトマスクの端部近傍を前記光エネルギの被照射面に対して傾斜させるティルト機構を有し、前記フォトマスクのティルト角を調整することにより湾曲変形量を調整して前記フォトマスクの表面と前記光エネルギの被照射面とのなす角を調整するものであってもよい。

[0013] また、光エネルギが透過可能な透光部が形成されるとともに光エネルギの被照射面に略平行な面内を回転可能に支持されるフォトマスクと、該フォトマスクの前記光エネルギの被照射面に平行な面内における回転角を調整することにより該フォトマスクの透光部を通じて前記光エネルギの被照射面に照射される光エネルギの照射幅を補正する補正手段とを備えることを要旨とするものである。

[0014] 光エネルギが透過可能な透光部が形成されるとともに光エネルギの被照射面に対して傾斜可能に支持されるフォトマスクと該フォトマスクの表面と前記光エネルギの被照射面とのなす角度を調整することにより、該フォトマスクの透光部を通じて前記光ェネルギの被照射面に照射される光エネルギの照射幅を補正することを要旨とするものである。

[0015] ここで前記フォトマスクの表面と前記光エネルギの被照射面とのなす角度は、内部気圧と外部気圧の圧力差による前記フォトマスクの湾曲変形量を調整することによつて調整するものであることが好まし、。

[0016] また前記フォトマスクの表面と前記光エネルギの被照射面とのなす角度は、前記フオトマスクの前記光エネルギの被照射面に対するティルト角を調整して前記フォトマスクの湾曲変形量を調整することにより調整するものであってもよい。

[0017] 光エネルギが透過可能な透光部が形成されるとともに光エネルギの被照射面に略平行な面内を回転可能に支持されるフォトマスクの前記光エネルギの被照射面に平行な面内における回転角を調整して、該フォトマスクの透光部を通じて前記光ェネルギの被照射面に照射される光エネルギの照射幅を補正することを要旨とするものである。

発明の効果

[0018] 本発明によれば、フォトマスクの表面を光エネルギの被照射面に対して傾斜させることによって、フォトマスクに形成される透光部を通じて照射される光エネルギの照射幅を調整することができる。したがって、フォトマスクが寸法誤差を有しており、透光部のパターンの実際の寸法が設計寸法よりも大きい場合や小さい場合であっても、被照射面に対して精度よく光エネルギを照射することができる。

[0019] ここで、露光装置の内部と外部の圧力差によって湾曲変形量を調整する構成であれば、簡単な構成でフォトマスクの表面と光エネルギの被照射面とのなす角度を調整し、光エネルギの照射幅寸法を調整できる。また、フォトマスクの端部近傍を前記光エネルギの被照射面に対して傾斜させるティルト機構を有する構成であっても、前記同様に簡単な構成でフォトマスクの表面と光エネルギの被照射面とのなす角度を調整し、光エネルギの照射幅寸法を調整できる。

[0020] 本発明によれば、光エネルギの被照射面に略平行な面内の回転角を調整することによって、フォトマスクに形成される透光部を通じて照射される光エネルギの照射幅を補正することができる。したがって、フォトマスクが寸法誤差を有しており、透光部のノターンの実際の寸法が設計寸法よりも大きい場合や小さい場合であっても、被照射面に対して精度よく光エネルギを照射することができる。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]本発明の第一実施形態に係る露光装置の要部の構成を示した模式図であり、 ( a)は第一実施形態に係る露光装置を基板の被照射面の上方から見た図、（b)はその側方から見た図である。

[図 2]フォトマスクの構成を模式的に示した外観斜視図である。

[図 3]光エネルギの照射範囲を縮小する補正のメカニズムを模式的に示した図であり (a)は補正前の状態を、（b)は補正後の状態を、（c)は補正前後の状態を併せて示した図である。

[図 4]光エネルギの照射範囲の寸法を拡大する補正のメカニズムを模式的に示した平面図であり、（a)は補正前の状態を、（b)は補正後の状態を示す。 [図 5]本発明の実施例に係る露光装置または露光方法による光配向処理を模式的に示した図であり、（a)はアレイ基板に対する光配向処理を、（b)はカラーフィルタ基板に対する光配向処理を、（c)は、前記各基板を貼り合わせて構成される液晶パネルの各絵素内における液晶分子の配向方向を模式的に示した図である。

[図 6]前記実施例において用いるアレイ基板用フォトマスクと、アレイ基板に形成されるパターンとの寸法関係を示した図である。

[図 7]前記実施例において用いるカラーフィルタ基板用フォトマスクと、カラーフィルタ基板に形成されるパターンとの寸法関係を示した図である。

[図 8]アレイ基板用フォトマスクの透光部の横幅寸法が設計寸法と異なる場合における、フォトマスクの透光部とアレイ基板に形成される絵素との位置関係を示した平面模式図であり、（a)は透光部の横幅寸法が設計寸法よりも小さい場合を、（b)は透光部の横幅寸法が設計寸法よりも大きヽ場合を示す。

発明を実施するための最良の形態

[0022] 以下に、本発明の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

[0023] 本発明の各実施形態に係る露光装置は、所定のパターンに形成された遮光部と透光部とを有するフォトマスクを用い、被照射物である基板を移動させながらこの基板の被照射面または被照射面に形成される所定の要素に対して光エネルギを照射できるように構成される。すなわち本発明の各実施形態に係る露光装置は、基板の被照射面に対し、基板の移動にしたがってフォトマスクの透光部を通じて線状またはストライプ状に光エネルギを照射できる。

[0024] 図 1は、本発明の第一実施形態に係る露光装置の要部の構成を示した模式図であり、図 1 (a)は第一実施形態に係る露光装置を基板の被照射面の上方から見た図、図 1 (b)はその側方から見た図である。

[0025] 本発明の第一実施形態に係る露光装置 laは、基板 3の被照射面に光エネルギを照射する照射ユニット 11aと、基板 3を載置して移動させるテーブル 12とを備える。図中の矢印 aは、テーブル 12上の基板 3の移動方向を示す。

[0026] 照射ユニット 11aは、筐体 111と、光源 112と、フォトマスク 2と、第一補正手段 113 と、第二補正手段 114aと、撮像手段 115と、記憶手段 116と、照合手段 117とを備える。

[0027] 光源 112には、所定の波長帯域の光エネルギを発することができる公知の各種光源が適用でき、照射目的や被照射物の種類などに応じて適宜選択される。たとえば基板 3の被照射面に紫外線を照射する場合には、紫外線光源が適用される。

[0028] フォトマスク 2は石英ガラスなど力もなる透明基板の表面に、所定のパターンに形成される遮光部と透光部を有する構成を有する。図 2は、フォトマスク 2の構成の例を模式的に示した外観斜視図である。図中の矢印 aは基板 3の移動方向を示す。このフォトマスク 2は、たとえば複数の透光部 22が、基板の移動方向 aの直角方向に沿って所定のピッチで並列して形成される構成を備える。図においては、ノ、ツチングを施した領域が遮光部 21を示し、施していない領域が透光部 22を示す。またこの図 2は、透光部 22が基板の移動方向 aに細長い略長方形を有する構成を示す力透光部 22の形状や寸法は適宜変更できる。

[0029] 図 1に戻って説明すると、このフォトマスク 2は、常態においてはその表面が基板 3 の被照射面に略平行となるように配置される。そして基板 3の被照射面に平行な面内を回転および平行移動可能に支持される。またこのフォトマスク 2は筐体 111の開口部近傍に配置されており、このフォトマスク 2によって筐体 111の内部がほぼ気密状態に維持される。

[0030] 撮像手段 115は、テーブル 12上に載置された基板 3の被照射面を撮影できる。この撮像手段 115には、たとえば CCDカメラなどの各種公知の撮像装置が適用できる。記憶手段 116は、フォトマスク 2の位置合わせに用いる基準画像を記憶することができる。照合手段 117は、撮像手段 115が撮影した画像と記憶手段 116が記憶する基準画像とを比較して、基板 3の被照射面に対して実際に光エネルギを照射している範囲と本来光エネルギを照射すべき範囲との位置や角度のズレ量を算出できる。

[0031] 第一補正手段 113は、照合手段 117が算出したズレ量に基づいて、フォトマスク 2 の位置や角度を補正し、基板 3の被照射面の光エネルギを照射すべき範囲に対して実際に光エネルギを照射できるようにする。

[0032] 第二補正手段 114aは、筐体 111の内部の気圧を調整することができる。この第二補正手段 114aには、空気ポンプなどの各種公知の調圧装置が適用できる。 [0033] このような構成の露光装置 laを用いて基板 3の被照射面に光エネルギを照射する方法につ!、て簡単に説明する。

[0034] 基板 3がテーブル 12上を移動してこのフォトマスク 2の近傍を通過すると、透光部 2 2の直近を通過した部分のみが光エネルギの照射を受け、遮光部 21の直近を通過した部分は光エネルギの照射を受けない。このため基板 3の被照射面は、基板 3の移動方向（矢印 aの方向）に沿って線状またはストライプ状に光エネルギの照射を受ける。

[0035] そして基板が移動している間は、撮像手段 115は基板 3の被照射面に形成される所定の要素パターン、たとえばゲートバスラインもしくはソースバスラインなどの各種配線、またはブラックマトリックスなどのいずれかを撮影する。そして、照合手段 117 は、撮像手段 115が撮影した画像と記憶手段 116が記憶する画像とを比較して、光エネルギを照射すべき範囲と実際に光エネルギが照射される範囲とのズレ量を算出する。第一補正手段 113は、この算出結果に基づいてフォトマスク 2の位置（主に基板 3の移動方向 aに対して直角方向の位置)や角度（主に基板の移動方向 aと透光部のパターンとがなす角度）を補正する。

[0036] 以降、基板 3を移動させて光エネルギを照射しつつ、基板 3の被照射面に形成される要素パターンの撮影と、撮影した画像と基準画像とに基づく光エネルギの照射位置や角度のズレ量の算出、およびこの算出結果に基づくフォトマスク 2の位置や角度の補正を継続的に行う。この結果、基板 3の被照射面の所定の範囲に対し、線状またはストライプ状に光エネルギを照射できる。

[0037] 次に、フォトマスク 2の透光部 22を通じて光エネルギを照射する範囲を拡大または縮小する補正について説明する。たとえばフォトマスク 2の透光部 22のパターンが寸法誤差を有しており、設計寸法よりも大きい場合や小さい場合がある。また、フォトマスク 2の伸縮によって、フォトマスク 2に形成される遮光部 21と透光部 22のパターンが全体的に拡大または縮小する場合がある。このような場合には、透光部 22を通じて光エネルギを照射する範囲を拡大または縮小する補正を行、、本来光エネルギを照射すべき範囲に対して実際に光エネルギを照射できるようにする必要がある。

[0038] まず、透光部 22を通じて光エネルギを照射する範囲を縮小する補正について説明する。この補正は、フォトマスク 2の実際の寸法が設計寸法よりも大きい場合などに適用できる。

[0039] ここでは、図 2に示すフォトマスクを用いて説明する。すなわちフォトマスクには、基板の移動方向 aに沿って細長い略長方形の透光部 22が、基板の移動方向 aの直角方向に沿って所定のピッチで複数並列して形成される。このフォトマスク 2は寸法誤差を有しており、透光部 22の横幅寸法 (以後特に断らない限りは、「横幅寸法」という場合には、基板の移動方向 aに直角の方向の寸法をいうものとする）が設計寸法よりも大きいものとする。したがつてこのフォトマスク 2を基板の被照射面に平行に配置して光エネルギを照射すると、本来光エネルギを照射すべき範囲を越えて光エネルギを照射することになる。

[0040] 図 3は、透光部 22を通じて光エネルギを照射する範囲を縮小する補正の動作を示した模式図である。詳しくは、フォトマスク 2、照射ユニットの筐体 111および基板 3を、基板の移動方向に対して直角方向に切断して示した図であり、図 3 (a)は補正前の状態を、図 3 (b)は補正後の状態を、図 3 (c)は補正前後の状態を拡大してまとめて示す。なお、図中の矢印 bは光エネルギの光軸の向きを示す。

[0041] 第二補正手段 114bにより、筐体 111の内部気圧を外部気圧よりも低くするか高くする。筐体 111の内部と外部とで気圧差が生じると、この気圧差によってフォトマスク 2が微小に湾曲する。たとえば筐体 111の内部気圧を外部気圧よりも低くすると、フォトマスク 2は筐体 111の内部に向力つて吸引され、図 2 (a)に示す状態から図 2 (b)に示すように筐体 111の内側に向力つて張り出すように湾曲する。

[0042] フォトマスク 2が湾曲する前の状態、すなわちフォトマスク 2の表面と基板 3の被照射面とが平行な状態においては、透光部 22の横幅寸法 Lがほぼそのまま基板 3の被

a

照射面に投影される。これに対してフォトマスク 2が湾曲するとフォトマスク 2の表面が基板 3の被照射面に対して所定の角度をもって傾斜する。この結果、基板 3の被照射面に投影される透光部 22の投影寸法 Lは、実際の透光部 22の横幅寸法 Lよりも小

b a さくなる。したがってフォトマスク 2の各透光部 22を通じて光エネルギを照射する範囲を、フォトマスク 2に形成される透光部 22の寸法よりも小さくすることができる。

[0043] フォトマスク 2の各透光部 22を通じて光エネルギを照射できる範囲は、フォトマスク 2 の表面と基板 3の被照射面とがなす角度に応じて変化する。フォトマスク 2の表面と基板 3の被照射面とがなす角度は、フォトマスク 2の湾曲変形の程度に応じて変化する。フォトマスク 2の湾曲変形の程度は、筐体 111の内部と外部の気圧差に応じて変化する。したがって筐体 111の内部の気圧を調整することにより、透光部 22を通じて光エネルギを照射できる範囲を小さくする補正ができる。

[0044] なお、図 3においては、筐体 111の内部気圧を外部気圧よりも低くする構成を示した力筐体 111の内部気圧を外部気圧よりも高くし、フォトマスク 2を筐体 111の外側に向力て膨出するように湾曲させる構成であってもよい。このような構成であっても、前記構成と同様の作用効果を奏することができる。

[0045] 次に、フォトマスク 2の各透光部 22を通じて光エネルギを照射できる範囲を拡大する補正について説明する。この補正は、フォトマスク 2の実際の寸法が設計寸法よりも小さい場合などに適用できる。図 4は、この補正の機構を示した平面模式図であり、図 4 (a)は補正前の状態を、図 4 (b)は補正後の状態を示す。なお、図中の矢印 aは基板 3の移動方向を示す。また、フォトマスク 2は、前記光エネルギを照射する範囲を縮小する補正で示したものと同じ構成のものが適用できる。

[0046] 図 4に示すフォトマスク 4は寸法誤差を有しており、透光部 22の実際の横幅寸法 L a 力設計寸法よりも小さいものとする。このため図 4 (a)に示すように、透光部 22の長手方向が基板 3の移動方向 aに平行である場合には、基板 3の被照射面に対して横幅寸法 Lとほぼ同じ幅でしか光エネルギを照射できず、基板 3の被照射面の光エネ a

ルギを照射すべき範囲の全幅に亘つて光エネルギを照射することができない。

[0047] そこでこのような場合には、図 4 (b)に示すように、フォトマスク 2を基板 3の被照射面に平行な面内を所定の角度だけ回転させる（矢印 cはフォトマスク 2の回転を模式的に示す)。透光部 22が基板 3の移動方向 aに対して所定の角度だけ傾斜するため、このようにすると、透光部 22の基板 3の移動方向に直角方向の最大寸法 L (以下、この寸法を「有効寸法」と称する）が透光部 22の横幅寸法 Lよりも大きくなる。したがつ a

てこのような状態で基板 3を移動させつつ光エネルギを照射すると、各透光部 22を通じて基板 3の被照射面に対して光エネルギを照射できる範囲を広くすることができる。

[0048] このように、フォトマスク 2を基板 3の被照射面に平行な面内を所定の角度だけ回転させることにより、フォトマスク 2の各透光部 22の有効寸法を大きくし、光エネルギの照射範囲を拡大することができる。この各透光部 22の有効寸法は、フォトマスク 2を回転させた角度に応じて変化するから、フォトマスク 2の回転角度を調整することによつて、各透光部 22を通じて照射される光エネルギの範囲を補正することができる。

[0049] これらの前記二つの構成を適宜用いることによって、透光部 22を通じた光エネルギの照射範囲を拡大または縮小することができる。したがってたとえばフォトマスク 2の寸法誤差やフォトマスクの伸縮によって遮光部 21と透光部 22の実際の横幅寸法 L a が設計寸法と異なる場合であっても、光エネルギを照射すべき本来の範囲に対して精度よく照射できる。

[0050] 次に、本発明の第二実施形態に係る露光装置と、この露光装置を用いた露光方法について説明する。ここでは前記第一実施形態と異なる構成を主に説明し、共通する構成については説明を省略する。

[0051] 図 1を参照して説明すると、第二実施形態に係る露光装置 lbは、基板 3の被照射面に光エネルギを照射する照射ユニット l ibと基板 3を載置するテーブル 12を備える構成、および照射ユニット l ibが筐体 111、光源 112、フォトマスク 2、第一補正手段 113、撮像手段 115、記憶手段 116および照合手段 117とを備える構成については、前記第一実施形態に係る露光装置 laと共通する。そして、テーブル 12、照射ュニット l ibの筐体 111、光源 112、フォトマスク 2、第一補正手段 113、撮像手段 115、記憶手段 116および照合手段 117は、それぞれ前記第一実施形態に係る露光装置 laのものと同じものが適用できる。

[0052] 第二実施形態に係る露光装置 lbは、フォトマスク 2の両端近傍に基板 3の被照射面に対してティルト角を与えることができる（すなわちフォトマスク 2の両端近傍を基板 3の被照射面に対して所定の角度だけ傾斜させることができる)ティルト機構（図略）を備える。そして第二補正手段 114bは、フォトマスク 2の両端近傍のティルト角を調整することができる。

[0053] 図 3を参照すると、フォトマスク 2の両端近傍にティルト角を与えると、フォトマスク 2は全体として図 3 (b)に示すように湾曲変形する。この湾曲変形の程度は、フォトマスク 2の両端近傍に与えるティルト角の大きさに応じて変化する。 [0054] このような構成によれば、フォトマスク 2を基板 3の被照射面に対する傾斜角を調整できるから、前記第一実施形態に係る露光装置 laにおいて筐体の内部気圧を調整する構成と同様に、フォトマスク 2の透光部 22を通じて照射される光エネルギの横幅寸法を調整することができる。第二実施形態に係る露光装置 lbの光エネルギの横幅寸法の補正メカニズムは、前記第一実施形態とほぼ同じであることから説明は省略する。このように、本発明の第二実施形態に係る露光装置 lbによれば、前記第一実施形態に係る露光装置 laと同様の作用効果を奏することができる。なお、第一実施形態に係る露光装置 laとは異なり、必ずしも筐体力フォトマスクによって気密状態に保たれる必要はない。

[0055] 次に本発明の実施例 (適用例）につ、て説明する。ここで説明する実施例は、液晶表示パネルの各絵素内に、液晶の配向が互いに異なる複数の領域 (以下、この領域を「ドメイン領域」と称する）を形成するために配向膜に施す光配向処理である。また、ここでは照射する光エネルギとして紫外線を用いるものとする。

[0056] 図 5 (a) , (b)は、液晶表示パネルを構成する一対の基板、アレイ基板とカラーフィルタ基板のそれぞれに形成される絵素に対する光エネルギの照射形態を模式的に示した図である。それぞれ、図 5 (a)がアレイ基板に形成される絵素を、図 5 (b)がカラ一フィルタ基板に形成される絵素を示す。また、図 5 (c)は、前記各基板を貼り合わせて構成される液晶表示パネルの各絵素内の液晶の配向を示した平面模式図である

[0057] 本実施例に用いられる基板および絵素 31, 32の構成は特に限定されるものではないが、アレイ基板については、ソースバスライン 312とゲートバスライン 311に囲まれる領域に絵素電極 313が形成され、ソースバスライン 312とゲートバスライン 311の交差点近傍にこの絵素電極 313を駆動する薄膜トランジスタ 314が形成される構成の絵素 31を例に用いて説明する。なお図示しないが、絵素 31の表面にはポリイミドなど力なる配向膜が形成される。

[0058] また図 5 (b)に示すようにカラーフィルタ基板については、ブラックマトリックス 321により絵素 32が画成され、各絵素 32の内側にはカラーフィルタ層 322が形成されるものを用いて説明する。そして各絵素 32の表面には共通電極（図示せず)や配向膜（図示せず)が形成される。

[0059] これらアレイ基板やカラーフィルタ基板の構成および製造方法は、従来一般のものが適用できるから説明は省略する。

[0060] アレイ基板の光配向処理は図 5 (a)に示すように、まず各絵素 31内にその両側のソースバスライン 312の略中間で二分されて形成される二つの領域を想定する。図中の一点鎖線 Aはこの領域の境界を示す。そしてそれぞれの領域の配向膜に対して、絵素 31の面の法線に対して所定の角度 Θだけ傾斜した方向から紫外線を照射する。各領域に照射される紫外線の向きは、それぞれ照射される紫外線の光軸を絵素 31 の面に投影した場合に、投影した光軸がソースノスライン 312に略平行でかつ互いに略 180° 異なる向きとする。

[0061] カラーフィルタ基板の光配向処理では、ブラックマトリックス 321の四辺のうち前記ァレイ基板と貼り合わせた際にアレイ基板のゲートバスライン 311に平行する二辺の略中間で二分されて形成される二つの領域を想定する。図中の一点鎖線 Bはこの領域の境界を示す。そしてそれぞれの領域の配向膜に、絵素 32の面の法線に対して所定の角度 Θだけ傾斜した方向から紫外線を照射する。各領域に対する紫外線の照射の向きは、それぞれ照射される紫外線の光軸を絵素 32の面に投影した場合に、これらの投影した光軸がアレイ基板のゲート信号線 311に略平行でかつ互いに略 180 ° 異なる向きとする。

[0062] このように光配向処理が施された配向膜を有するアレイ基板とカラーフィルタ基とを貼り合わせると、図 5 (c)に示すように、これらの基板の間に充填される液晶は、各基板の各領域に施された光配向処理の向き、すなわち紫外線の照射の向きにしたがつて配向する。図中の各矢印は液晶の配向を模式的に示す。この結果各絵素内には、液晶の配向の向きが互いに異なる四つのドメイン領域が形成される。

[0063] 図 6 (a)は、本実施例においてアレイ基板の配向膜に光配向処理を施す際に使用されるフォトマスク（以下、「アレイ基板用フォトマスク」と称する）の構成を示す。また、図 6 (b)はこのアレイ基板用フォトマスクとアレイ基板に形成される絵素のパターンとの寸法および位置関係を示した平面模式図である。

[0064] アレイ基板用フォトマスク 2xは、たとえば石英ガラスなど力もなる略長方形の板状の部材である。そして図 6 (a)に示すように紫外線が透過できる複数の透光部 22xが所定のピッチで互いに略平行に形成される。この透光部 22xのピッチ Pは図 6 (b)に示すようにアレイ基板に形成されるソースバスライン 312のピッチに等しく設定される。また透光部 22xの横幅寸法は、前記ピッチ Pの約 1Z2の寸法に設定される。なお、図中の矢印 aはアレイ基板用フォトマスク 2xに対するアレイ基板の移動方向を示す。

[0065] そしてこのようなアレイ基板用フォトマスク 2xを用いて、まず前記ソースバスライン 31 2の略中間で二分されて形成される二つの領域の一方に対し、所定の照射角で紫外線を照射する。次いで前記二つの領域の他方に対して所定の照射角で紫外線を照射する。各領域に対する紫外線の照射角の関係は前記の通りである。アレイ基板用フォトマスク 2xとアレイ基板の相対的な位置関係をアレイ基板の移動方向 aの直角方向に前記透光部 22xのピッチ Pの 1Z2の寸法だけずらして用いれば、一枚のアレイ基板用フォトマスク 2xで前記二つの領域のそれぞれに対して紫外線を照射できる。

[0066] 図 7は、本実施例においてカラーフィルタ基板の表面に形成される配向膜に光配向処理を施す際に使用されるフォトマスク（以下、「カラーフィルタ基板用フォトマスク」と称する）と、カラーフィルタ基板に形成される絵素との寸法および位置関係を示した平面模式図である。

[0067] カラーフィルタ基板用のフォトマスク 2yの構成は、透光部 22yの寸法形状を除いては前記アレイ基板用フォトマスク 2xとほぼ同じである。図 7に示すように、透光部 22y のピッチ Pは、ブラックマトリックス 321の四辺のうちアレイ基板のゲートバスラインに

y

平行な辺のピッチに等しく設定される。また透光部 22yの横幅寸法は前記ピッチ Pの

y 約 1Z2に設定される。なお、図中の矢印 aは、カラーフィルタ基板用フォトマスクに対するカラーフィルタ基板の移動方向を示す。

[0068] そしてこのようなカラーフィルタ基板用フォトマスク 2yを用いて、まずアレイ基板のゲートバスラインに平行な辺の略中間で二分して形成される二つの領域の一方に対して、所定の照射角で紫外線を照射する。次いで前記二つの領域の他方に対して所定の照射角で紫外線を照射する。各領域に対する紫外線の照射角の関係は前記の通りである。カラーフィルタ基板用フォトマスク 2yとカラーフィルタ基板との相対的な位置関係をカラーフィルタ基板の移動方向 aの直角方向に前記透光部 22yのピッチ P の 1Z2の寸法だけずらして用いれば、一枚のカラーフィルタ基板用フォトマスク 2yで前記二つの領域のそれぞれに対して紫外線を照射できる。

[0069] しかしながら、これらのフォトマスク 2x, 2yが寸法誤差を有するなどして、透光部 22 x、 22yの横幅寸法が設計寸法と異なると、次のような問題が生じうる。

[0070] 図 8は、アレイ基板用フォトマスク 2xの透光部 22xの横幅寸法 Lが設計寸法と異なる場合の、フォトマスク 2xの透光部 22xとアレイ基板に形成される絵素との位置関係を示した平面模式図である。それぞれ図 8 (a)は透光部 22xの横幅寸法 Lが設計寸法よりも小さい場合を、図 8 (b)は透光部 22xの横幅寸法 Lが設計寸法よりも大きい場合を示す。また図 8 (a) , (b)の図中の上側に示したフォトマスク 2xは、前記二つの領域のうちの一方の領域に紫外線を照射する場合の位置関係を示し、図中の下方に示したフォトマスク 2xは、他方の領域に紫外線を照射する場合の位置関係を示す

[0071] なお、ここではアレイ基板用フォトマスク 2xおよびアレイ基板を例に説明する力力ラーフィルタ基板用フォトマスクおよびカラーフィルタ基板においても同様である。

[0072] 図 8 (a)に示すように透光部 22xの横幅寸法 Lが設計寸法よりも小さ!/、と、前記二つの領域の境界線 Aの近傍に紫外線の照射を受けない領域が残る。一方、図 8 (b) に示すように透光部 22xの横幅寸法 Lが設計寸法よりも大きいと、前記二つの領域の境界線 Aの近傍に二重に紫外線の照射を受ける領域が形成される。各絵素内にこのような領域が存在すると、当該領域またはその近傍において液晶の配向が乱れ、液晶表示パネルの表示品位が低下するおそれがある。

[0073] そこでこのような場合には、各領域に対して適正に紫外線を照射できるよう、紫外線の照射幅を補正する。すなわち、図 8 (a)に示すように透光部 22xの横幅寸法 Lが設計寸法よりも小さい場合には、アレイ基板用のフォトマスク 2xを基板の表面に平行な面内で所定の角度だけ回転させて透光部 22xの有効寸法を大きくし、紫外線の照射幅が増加するように補正する。反対に図 8 (b)に示すように透光部 22xの横幅寸法 L が設計寸法よりも大きい場合には、アレイ基板用フォトマスク 2xを湾曲させて透光部 22xの投影寸法を小さくし、紫外線の照射幅が小さくなるように補正する。これらの補正方法は前記実施形態において説明したとおりである。 [0074] このような露光装置または露光方法によれば、ドメイン領域の境界近傍において、紫外線が照射されない領域または二重に照射される領域が形成されることを抑制または防止でき、表示品位の高!、液晶表示パネルを提供することができる。

産業上の利用可能性

[0075] 以上、本発明の各種実施形態および実施例につ!、て詳細に説明した力本発明は前記各実施形態に何ら限定されるものではなぐ本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。

[0076] たとえば前記実施形態および実施例においては液晶表示パネルの配向膜の光配向処理に適用する構成を示したが、適用対象は配向膜の光配向処理に限定されるものではない。たとえばカラーフィルタ層、ブラックマトリックス、その他の所定の要素をフォトリソグラフィ法を用、て形成する際の露光に適用できる。

Claims

請求の範囲

[1] 光エネルギが透過可能な透光部が形成されるフォトマスクと、該フォトマスクの表面と光エネルギの被照射面とのなす角度を調整することによって前記フォトマスクの透光部を通じて前記光エネルギの被照射面に照射する光エネルギの照射範囲の寸法を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする露光装置。

[2] 前記補正手段は内部と外部の圧力差を調整する気圧調整手段を備え、前記気圧差を調整して前記フォトマスクの湾曲変形量を調整することによって前記フォトマスクの表面と前記光エネルギの被照射面とのなす角度を調整することを特徴とする請求項 1に記載の露光装置。

[3] 前記補正手段は前記フォトマスクの端部近傍に前記光エネルギの被照射面に対してティルト角を与えることができるティルト機構を有し、前記フォトマスクの端部近傍のティルト角を調整して湾曲変形量を調整することにより前記フォトマスクの表面と前記光エネルギの被照射面とのなす角度を調整することを特徴とする請求項 1に記載の露光装置。

[4] 光エネルギが透過可能な透光部が形成されるフォトマスクと、該フォトマスクの光ェネルギの被照射面に平行な面内における回転角を調整することにより該フォトマスクの透光部を通じて前記光エネルギの被照射面に照射される光エネルギの照射範囲の寸法を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする露光装置。

[5] 光エネルギが透過可能な透光部が形成されるフォトマスクと該フォトマスクの表面と前記光エネルギの被照射面とのなす角度を調整することにより、該フォトマスクの透光部を通じて前記光エネルギの被照射面に照射される光エネルギの照射範囲の寸法を補正することを特徴とする露光方法。

[6] 内部と気圧の圧力差を調整して前記フォトマスクの湾曲変形量を調整することにより前記フォトマスクの表面と前記光エネルギの被照射面とのなす角度を調整することを特徴とする請求項 5に記載の露光方法。

[7] 前記フォトマスクの前記光エネルギの被照射面に対するティルト角を調整することにより前記フォトマスクの湾曲変形量を調整して前記フォトマスクの表面と前記光エネルギの被照射面とのなす角度を調整することを特徴とする請求項 5に記載の露光方法。

光エネルギが透過可能な透光部が形成されるフォトマスクの前記光エネルギの被照射面に平行な面内における回転角を調整して、該フォトマスクの透光部を通じて前記光エネルギの被照射面に照射される光エネルギの照射範囲の寸法を補正することを特徴とする露光方法。