JP2012123206A - 露光装置及び露光方法 - Google Patents
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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2b,2c、または光偏向素子2d,2e、または光偏向素子2f,2g,2h,2i、または光偏向素子2j,2kを、マスク2の上面又は下面に設け、マスク2から基板1へ露光光を斜めに照射する。各種類の光偏向素子2b,2c、または光偏向素子2d,2e、または光偏向素子2f,2g,2h,2i、または光偏向素子2j,2kは、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。
【選択図】図3
【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2b,2c、または光偏向素子2d,2e、または光偏向素子2f,2g,2h,2i、または光偏向素子2j,2kを、マスク2の上面又は下面に設け、マスク2から基板1へ露光光を斜めに照射する。各種類の光偏向素子2b,2c、または光偏向素子2d,2e、または光偏向素子2f,2g,2h,2i、または光偏向素子2j,2kは、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。
【選択図】図3
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、マスクの上面又は下面に備え、マスクから基板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、マスクの上面又は下面に設け、マスクから基板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、マスクの上面又は下面に設け、マスクから基板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、複数の種類の光偏向素子を、マスクの上面又は下面に備え、各種類の光偏向素子は、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種類の光偏向素子を、マスクの上面又は下面に設けるものである。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種類の光偏向素子を、マスクの上面又は下面に設けるので、マスクから基板へ露光光が異なる方向から斜めに同時に照射される。従って、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く、複数の異なる配向領域が同時に形成されるので、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、2種類の光偏向素子を、マスクの下面に備え、各種類の光偏向素子が、露光光照射装置から照射された露光光の進行方向を互いにほぼ180度異なる方向へ傾けるものである。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互いにほぼ180度異なる方向へ傾ける2種類の光偏向素子を、マスクの下面に設けるものである。露光光照射装置から照射された露光光の進行方向を互いにほぼ180度異なる方向へ傾ける2種類の光偏向素子を、マスクの下面に設けるので、マスクから基板へ露光光がそれぞれほぼ180度異なる方向から斜めに同時に照射され、1つの基板上の配向膜に、プレチルト方向がほぼ180度異なる2種類の配向領域が同時に形成される。
あるいは、本発明の配向膜の露光装置は、4種類の光偏向素子を、マスクの下面に備え、各種類の光偏向素子が、露光光照射装置から照射された露光光の進行方向を互いにほぼ90度ずつ異なる方向へ傾けるものである。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互いにほぼ90度ずつ異なる方向へ傾ける4種類の光偏向素子を、マスクの下面に設けるものである。露光光照射装置から照射された露光光の進行方向を互いにほぼ90度ずつ異なる方向へ傾ける4種類の光偏向素子を、マスクの下面に設けるので、マスクから基板へ露光光がそれぞれほぼ90度ずつ異なる方向から斜めに同時に照射され、1つの基板上の配向膜に、プレチルト方向がほぼ90度ずつ異なる4種類の配向領域が同時に形成される。
あるいは、本発明の配向膜の露光装置は、2種類の光偏向素子を、マスクの下面に備え、各種類の光偏向素子が、露光光照射装置から照射された露光光の進行方向を互いにほぼ90度異なる方向へ傾けるものである。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互いにほぼ90度異なる方向へ傾ける2種類の光偏向素子を、マスクの下面に設けるものである。露光光照射装置から照射された露光光の進行方向を互いにほぼ90度異なる方向へ傾ける2種類の光偏向素子を、マスクの下面に設けるので、マスクから基板へ露光光がそれぞれほぼ90度異なる方向から斜めに同時に照射され、1つの基板上の配向膜に、プレチルト方向がほぼ90度異なる2種類の配向領域が同時に形成される。
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。
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、マスクの上面又は下面に設け、マスクから基板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種類の光偏向素子を、マスクの上面又は下面に設けることにより、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、露光光照射装置から照射された露光光の進行方向を互いにほぼ180度異なる方向へ傾ける2種類の光偏向素子を、マスクの下面に設けることにより、1つの基板上の配向膜に、プレチルト方向がほぼ180度異なる2種類の配向領域を同時に形成することができる。
あるいは、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互いにほぼ90度ずつ異なる方向へ傾ける4種類の光偏向素子を、マスクの下面に設けることにより、1つの基板上の配向膜に、プレチルト方向がほぼ90度ずつ異なる4種類の配向領域を同時に形成することができる。
あるいは、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互いにほぼ90度異なる方向へ傾ける2種類の光偏向素子を、マスクの下面に設けることにより、1つの基板上の配向膜に、プレチルト方向がほぼ90度異なる2種類の配向領域を同時に形成することができる。
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。
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、ステージ駆動回路60、及び主制御装置70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2を保持するマスクホルダ20が設置されている。マスクホルダ20には、露光光が通過する開口が設けられており、マスクホルダ20の下面の開口の周囲には、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、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。
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3(a)は本発明の一実施の形態によるマスクの上面図、図3(b)は図3(a)のA−A部の断面図、図3(c)は図3(a)のB−B部の断面図である。図3(b),(c)に示す様に、マスク2の下面には、パターン2aが形成されている。露光光は、マスク2の下面のパターン2aが形成されていない部分を透過する。図3(a),(b),(c)に示す様に、マスク2の上面には、光偏向素子2b,2cが取り付けられている。光偏向素子2b,2c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互いにほぼ180度異なる方向へ傾け、マスク2から基板1へ露光光を斜めに照射する。本実施の形態では、光偏向素子2b,2c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。光偏向素子2b,2c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2b,2cを透過する際の露光光の損失が少なく済む。図3(a)において、光偏向素子2b,2c上の矢印は、光偏向素子2b,2cにより露光光が傾けられる方向を示している。
図3(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2bを透過してその進行方向が左斜め下方へ傾けられ、基板1に対して右斜め上方から照射される。従って、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向に沿う場合は、マスク2から基板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。また、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向と逆方向に沿う場合は、マスク2から基板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。
また、図3(c)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2cを透過してその進行方向が右斜め下方へ傾けられ、基板1に対して左斜め上方から照射される。従って、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向に沿う場合は、マスク2から基板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。また、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向と逆方向に沿う場合は、マスク2から基板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。
図4(a)は本発明の他の実施の形態によるマスクの下面図、図4(b)は図4(a)のC−C部の断面図、図4(c)は図4(a)のD−D部の断面図である。図4(a),(b),(c)に示す様に、マスク2の下面には、パターン2aが形成されている。露光光は、マスク2の下面のパターン2aが形成されていない部分を透過する。マスク2の下面のパターン2aが形成されていない部分には、光偏向素子2d,2eが形成されている。光偏向素子2d,2e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互いにほぼ180度異なる方向へ傾け、マスク2から基板1へ露光光を斜めに照射する。本実施の形態では、光偏向素子2d,2e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。光偏向素子2d,2e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2d,2eを透過する際の露光光の損失が少なく済む。図4(a)において、光偏向素子2d,2e上の矢印は、光偏向素子2d,2eにより露光光が傾けられる方向を示している。
図4(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2dを透過してその進行方向が左斜め下方へ傾けられ、基板1に対して右斜め上方から照射される。従って、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向に沿う場合は、マスク2から基板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。また、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向と逆方向に沿う場合は、マスク2から基板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。
また、図4(c)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2eを透過してその進行方向が右斜め下方へ傾けられ、基板1に対して左斜め上方から照射される。従って、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向に沿う場合は、マスク2から基板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。また、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向と逆方向に沿う場合は、マスク2から基板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2b,2c、または光偏向素子2d,2eを、マスク2の上面又は下面に設け、マスク2から基板1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種類の光偏向素子2b,2c、または光偏向素子2d,2eを、マスクの上面又は下面に設けるので、マスク2から基板1へ露光光がそれぞれ異なる方向から斜めに同時に照射される。従って、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く、複数の異なる配向領域が同時に形成されるので、タクトタイムが短縮されて、スループットが向上する。
特に、露光光照射装置30から照射された露光光の進行方向を互いにほぼ180度異なる方向へ傾ける2種類の光偏向素子2b,2c又は光偏向素子2d,2eを、マスクの上面又は下面に設けるので、1つの基板上の配向膜に、プレチルト方向がほぼ180度異なる2種類の配向領域が同時に形成される。
図5(a)は本発明のさらに他の実施の形態によるマスクの下面図、図5(b)は図5(a)のE−E部の断面図、図5(c)は図5(a)のF−F部の断面図である。図5(a),(b),(c)に示す様に、マスク2の下面には、パターン2aが形成されている。露光光は、マスク2の下面のパターン2aが形成されていない部分を透過する。マスク2の下面のパターン2aが形成されていない部分には、光偏向素子2f,2g,2h,2iが形成されている。光偏向素子2f,2g,2h,2i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互いにほぼ90度ずつ異なる方向へ傾け、マスク2から基板1へ露光光を斜めに照射する。本実施の形態では、光偏向素子2f,2g,2h,2i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。光偏向素子2f,2g,2h,2i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2f,2g,2h,2iを透過する際の露光光の損失が少なく済む。図5(a)において、光偏向素子2f,2g,2h,2i上の矢印は、光偏向素子2f,2g,2h,2iにより露光光が傾けられる方向を示している。
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2fを透過してその進行方向が左斜め下方へ傾けられ、基板1に対して右斜め上方から照射される。従って、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向に沿う場合は、マスク2から基板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。また、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向と逆方向に沿う場合は、マスク2から基板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。
また、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2iを透過してその進行方向が図面手前方向に斜め下方へ傾けられ、基板1に対して図面奥行き方向の斜め上方から照射される。従って、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向に沿う場合は、マスク2から基板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手前側となる配向特性が付与される。また、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向と逆方向に沿う場合は、マスク2から基板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奥行き側となる配向特性が付与される。
図5(c)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2gを透過してその進行方向が図面奥行き方向に斜め下方へ傾けられ、基板1に対して図面手前方向の斜め上方から照射される。従って、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向に沿う場合は、マスク2から基板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奥行き側となる配向特性が付与される。また、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向と逆方向に沿う場合は、マスク2から基板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手前側となる配向特性が付与される。
また、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2hを透過してその進行方向が右斜め下方へ傾けられ、基板1に対して左斜め上方から照射される。従って、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向に沿う場合は、マスク2から基板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。また、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向と逆方向に沿う場合は、マスク2から基板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の進行方向を互いにほぼ90度ずつ異なる方向へ傾ける4種類の光偏向素子2f,2g,2h,2iを、マスク2の下面に設けるので、マスク2から基板1へ露光光がそれぞれほぼ90度ずつ異なる方向から斜めに同時に照射され、1つの基板上の配向膜に、プレチルト方向がほぼ90度ずつ異なる4種類の配向領域が同時に形成される。
図6(a)は本発明のさらに他の実施の形態によるマスクの下面図、図6(b)は図6(a)のG−G部の断面図、図6(c)は図6(a)のH−H部の断面図である。図6(a),(b),(c)に示す様に、マスク2の下面には、パターン2aが形成されている。露光光は、マスク2の下面のパターン2aが形成されていない部分を透過する。マスク2の下面のパターン2aが形成されていない部分には、光偏向素子2j,2kが形成されている。光偏向素子2j,2k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互いにほぼ90度異なる方向へ傾け、マスク2から基板1へ露光光を斜めに照射する。本実施の形態では、光偏向素子2j,2k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。光偏向素子2j,2k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2j,2kを透過する際の露光光の損失が少なく済む。図6(a)において、光偏向素子2j,2k上の矢印は、光偏向素子2j,2kにより露光光が傾けられる方向を示している。
図6(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2jを透過してその進行方向が左斜め下方へ傾けられ、基板1に対して右斜め上方から照射される。従って、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向に沿う場合は、マスク2から基板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。また、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向と逆方向に沿う場合は、マスク2から基板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。
また、図6(c)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2kを透過してその進行方向が図面奥行き方向に斜め下方へ傾けられ、基板1に対して図面手前方向の斜め上方から照射される。従って、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向に沿う場合は、マスク2から基板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奥行き側となる配向特性が付与される。また、配向膜の性質等に応じて、プレチルト方向が露光光の進行方向と逆方向に沿う場合は、マスク2から基板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手前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の進行方向を互いにほぼ90度異なる方向へ傾ける2種類の光偏向素子2j,2kを、マスク2の下面に設けるので、マスク2から基板1へ露光光がそれぞれほぼ90度異なる方向から斜めに同時に照射され、1つの基板上の配向膜に、プレチルト方向がほぼ90度異なる2種類の配向領域が同時に形成される。
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2b,2c、または光偏向素子2d,2e、または光偏向素子2f,2g,2h,2i、または光偏向素子2j,2kを、マスク2の上面又は下面に設け、マスク2から基板1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種類の光偏向素子2b,2c、または光偏向素子2d,2e、または光偏向素子2f,2g,2h,2i、または光偏向素子2j,2kを、マスク2の上面又は下面に設けることにより、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2b,2c、または光偏向素子2d,2e、または光偏向素子2f,2g,2h,2i、または光偏向素子2j,2k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。
また、図3及び図4に示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の進行方向を互いにほぼ180度異なる方向へ傾ける2種類の光偏向素子2b,2c又は光偏向素子2d,2eを、マスクの上面又は下面に設けることにより、1つの基板上の配向膜に、プレチルト方向がほぼ180度異なる2種類の配向領域を同時に形成することができる。
また、図5に示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の進行方向を互いにほぼ90度ずつ異なる方向へ傾ける4種類の光偏向素子2f,2g,2h,2iを、マスクの下面に設けることにより、1つの基板上の配向膜に、プレチルト方向がほぼ90度ずつ異なる4種類の配向領域を同時に形成することができる。
また、図6に示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の進行方向を互いにほぼ90度異なる方向へ傾ける2種類の光偏向素子2j,2kを、マスクの下面に設けることにより、1つの基板上の配向膜に、プレチルト方向がほぼ90度異なる2種類の配向領域を同時に形成することができる。
1 基板
2 マスク
2a パターン
2b,2c,2d,2e,2f,2g,2h,2i 光偏向素子
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
60 ステージ駆動回路
70 主制御装置
2 マスク
2a パターン
2b,2c,2d,2e,2f,2g,2h,2i 光偏向素子
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
60 ステージ駆動回路
70 主制御装置
Claims (12)
- 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、マスクの上面又は下面に備え、マスクから基板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。 - 複数の種類の光偏向素子を、マスクの上面又は下面に備え、各種類の光偏向素子は、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ることを特徴とする請求項1に記載の配向膜の露光装置。
- 2種類の光偏向素子を、マスクの下面に備え、各種類の光偏向素子は、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互いにほぼ180度異なる方向へ傾けることを特徴とする請求項2に記載の配向膜の露光装置。
- 4種類の光偏向素子を、マスクの下面に備え、各種類の光偏向素子は、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互いにほぼ90度ずつ異なる方向へ傾けることを特徴とする請求項2に記載の配向膜の露光装置。
- 2種類の光偏向素子を、マスクの下面に備え、各種類の光偏向素子は、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互いにほぼ90度異なる方向へ傾けることを特徴とする請求項2に記載の配向膜の露光装置。
- 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5のいずれか一項に記載の配向膜の露光装置。
- 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、マスクの上面又は下面に設け、マスクから基板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。 - 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種類の光偏向素子を、マスクの上面又は下面に設けることを特徴とする請求項7に記載の配向膜の露光方法。
- 露光光照射装置から照射された露光光の進行方向を互いにほぼ180度異なる方向へ傾ける2種類の光偏向素子を、マスクの下面に設けることを特徴とする請求項8に記載の配向膜の露光方法。
- 露光光照射装置から照射された露光光の進行方向を互いにほぼ90度ずつ異なる方向へ傾ける4種類の光偏向素子を、マスクの下面に設けることを特徴とする請求項8に記載の配向膜の露光方法。
- 露光光照射装置から照射された露光光の進行方向を互いにほぼ90度異なる方向へ傾ける2種類の光偏向素子を、マスクの下面に設けることを特徴とする請求項8に記載の配向膜の露光方法。
- 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7乃至請求項11のいずれか一項に記載の配向膜の露光方法。
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