KR101753450B1

KR101753450B1 - 배향 처리 장치 및 배향 처리 방법

Info

Publication number: KR101753450B1
Application number: KR1020137018276A
Authority: KR
Inventors: 미찌노부 미즈무라
Original assignee: 브이 테크놀로지 씨오. 엘티디
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2017-07-03
Also published as: KR20130128432A; TW201250354A; CN103261955A; CN103261955B; TWI525372B; WO2012081098A1; US20130271742A1; US9360777B2; JPWO2012081098A1; JP5747921B2

Abstract

본 발명은, 배향 상태가 다른 제1 및 제2 배향 영역의 인접 단부 영역이 얼라인먼트 수단(7)의 추종 정밀도에 대략 동등한 치수만큼 겹치도록, 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭을 설정하여 형성한 제1 및 제2 개구(1A, 1B)가 기판(9)의 반송 방향과 교차하는 방향으로 일정한 배열 피치로 배열되도록 같은 방향으로 엇갈리게 배열하여 배치한 복수의 포토마스크(2)를 사용하고, 각 포토마스크(2)의 제1 및 제2 개구(1A, 1B)에 각각 편광 방향 및 기판에 대한 입사각 중 적어도 한쪽이 다른 두 개의 편광을 입사시키고, 제1 및 제2 개구(1A, 1B)를 통과한 두 개의 편광을 포토마스크(2)의 하측으로 반송되는 기판(9) 상의 배향막에 조사시켜서 상기 제1 및 제2 배향 영역을 이웃하게 형성하는 것이다. 이에 의해, 복수의 포토마스크의 이음매에서 발생하는 배향 흐트러짐을 눈에 뜨이지 않게 한다.

Description

배향 처리 장치 및 배향 처리 방법{ORIENTATION PROCESSING DEVICE AND ORIENTATION PROCESSING METHOD}

본 발명은, 이동중인 기판에 복수의 포토마스크를 통하여 편광을 조사해 배향 상태가 다른 2종류의 스트라이프 형상의 배향 영역을 교대로 형성하는 배향 처리 장치에 관한 것으로, 상세하게는, 복수의 포토마스크의 이음매에서 발생하는 배향 흐트러짐을 눈에 뜨이지 않게 하려고 하는 배향 처리 장치 및 배향 처리 방법에 따른 것이다.

종래의 이러한 종류의 배향 처리 장치는, 입사각의 다른 두 개의 편광이 각각 통과하는 복수의 제1 및 제2 개구를 일정한 배열 피치로 엇갈리게 평행하게 배열하여 형성한 포토마스크를 통하고, 그 포토마스크의 하측으로 반송 중인 기판에 상기 두 개의 편광을 조사하여 기판에 도포된 배향막에 배향 상태가 다른 제1 및 제2 배향 영역을 이웃하게 형성하는 것으로 되어 있었다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본 특허 출원 공개 제2010-39485호 공보

이와 같은 종래의 배향 처리 장치에 있어서, 대면적의 기판에 대하여 1회의 공정으로 배향 처리를 실행하는 경우에는, 도 10에 도시한 바와 같이, 상기 복수의 제1 및 제2 개구(1A, 1B)가 화살표 A로 나타내는 기판 반송 방향과 교차하는 방향으로 일정한 배열 피치 P로 배열되도록 복수의 포토마스크(2)를 기판 반송 방향과 교차하는 방향으로 엇갈리게 배열하여 배치함과 함께, 포토마스크(2)의 하측으로 반송되는 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로의 움직임에 각 포토마스크(2)를 추종시키도록 구성할 필요가 있다. 이 경우, 제1 및 제2 개구(1A, 1B)는, 포토리소그래피 기술을 사용하여 형성할 수 있으므로, 동일한 포토마스크(2) 내에서는, 높은 위치 정밀도로 형성할 수 있다. 따라서, 일반적으로는, 도 10에 도시한 바와 같이, 동일 포토마스크(2) 내의 제1 및 제2 개구(1A, 1B)는, 제1 및 제2 배향 영역(3A, 3B)(도 11 참조)의 화살표 A로 나타내는 기판 반송 방향과 평행한 테두리부가 접한 상태로 형성되도록, 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭 W가 함께 같은 방향으로의 배열 피치 P와 대략 동일 치수(W=P)로 형성된다.

그러나, 이와 같은 포토마스크(2)를 복수 사용하여 배향 처리를 실행했을 경우, 도 11에 도시한 바와 같이, 복수의 포토마스크(2)의 이음매에 대응하여 배향막에는, 포토마스크(2)의 기판(9)에 대한 추종 정밀도(±Δw)에 상당하는 폭의 다중 노광 영역(4)이 형성되어, 그 영역의 배향이 흐트러지게 된다. 따라서, 이와 같은 다중 노광 영역(4)이 존재하는 배향 처리 기판(9)을 예를 들어 표시 장치에 사용한 경우에는, 표시 화면에 상기 다중 노광 영역(4)에 대응하여 밝은선 또는 어두운선의 줄무늬가 생길 우려가 있다. 특히, 이 줄무늬가 표시 화면의 일부에 생겼을 때에는, 인간의 눈은, 상기 줄무늬를 감지하기 쉽고, 줄무늬를 결함으로 인식해 버린다고 하는 문제가 있다.

따라서, 본 발명은, 이러한 문제점에 대처하여, 복수의 포토마스크의 이음매에서 발생하는 배향 흐트러짐을 눈에 뜨이지 않게 하려고 하는 배향 처리 장치 및 배향 처리 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 배향 처리 장치는, 편광 방향 및 기판에 대한 입사각 중 적어도 한쪽이 다른 두 개의 편광이 각각 통과하는 복수의 제1 및 제2 개구를 일정한 배열 피치로 엇갈리게 평행하게 배열하여 형성한 포토마스크와, 그 포토마스크의 하측으로 반송되는 상기 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로의 움직임에 상기 포토마스크를 추종시키는 얼라인먼트 수단을 구비하여, 상기 포토마스크를 통해서 상기 기판에 상기 두 개의 편광을 조사하여 상기 기판에 도포된 배향막에 배향 상태가 다른 복수의 제1 및 제2 배향 영역을 이웃하게 형성하는 배향 처리 장치이며, 상기 복수의 제1 및 제2 개구가 상기 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로 일정한 배열 피치로 배열되도록 복수의 상기 포토마스크를 상기 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로 엇갈리게 배열하여 갖고, 상기 복수의 제1 및 제2 배향 영역의 인접 단부 영역이 상기 얼라인먼트 수단의 추종 정밀도에 대략 동등한 치수만큼 겹치도록, 상기 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭을 설정하여 상기 제1 및 제2 개구를 형성한 것이다.

이와 같은 구성에 의해, 배향 상태가 다른 제1 및 제2 배향 영역이 얼라인먼트 수단의 추종 정밀도에 대략 동등한 치수만큼 겹치도록, 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭을 설정하여 형성한 제1 및 제2 개구가 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로 일정한 배열 피치로 배열되도록 같은 방향으로 엇갈리게 배열하여 배치한 복수의 포토마스크를 사용하여, 각 포토마스크의 제1 및 제2 개구에 각각 편광 방향 및 기판에 대한 입사각 중 적어도 한쪽이 다른 두 개의 편광을 입사시키고, 제1 및 제2 개구를 통과한 두 개의 편광을 포토마스크의 하측으로 반송되는 기판 상의 배향막에 조사시켜서 상기 제1 및 제2 배향 영역을 이웃하게 형성한다.

또한, 상기 제1 및 제2 개구는, 상기 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭이 서로 동등해지도록 형성된 것이다. 이에 의해, 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭이 서로 동등해지도록 형성된 제1 및 제2 개구를 통해서 두 개의 편광을 기판에 조사하여, 인접 단부 영역이 겹친 상태에서 제1 및 제2 배향 영역을 형성한다.

또한, 상기 제1 및 제2 개구는, 상기 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭이 서로 다르도록 형성된 것이다. 이에 의해, 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭이 서로 다르도록 형성된 제1 및 제2 개구를 통해서 두 개의 편광을 기판에 조사하여, 인접 단부 영역이 겹친 상태에서 제1 및 제2 배향 영역을 형성한다.

또한, 상기 제1 개구에는, 일정한 편광을 빔 스플리터에 의해 두 개로 분리하여 생성한 두 개의 편광 중, 한쪽의 편광을 미리 정해진 각도로 입사시키고, 상기 제2 개구에는, 상기 두 개의 편광 중, 다른 쪽의 편광을 상기 각도와 다른 각도로 입사시키는 것이다. 이에 의해, 제1 개구에 일정한 편광을 빔 스플리터에 의해 두 개로 분리하여 생성한 두 개의 편광 중, 한쪽의 편광을 미리 정해진 각도로 입사시키고, 제2 개구에 상기 두 개의 편광 중, 다른 쪽의 편광을 상기 각도와 다른 각도로 입사시켜서 배향 상태가 다른 제1 및 제2 배향 영역을 형성한다.

또한, 상기 빔 스플리터는, 그 반사면을 상기 포토마스크의 상기 제1 및 제2 개구의 중간 위치에서 상기 포토마스크에 대략 수직으로 교차하는 면내에 배치하여 구비된 것이다. 이에 의해, 반사면이 포토마스크의 제1 및 제2 개구의 중간 위치에서 포토마스크에 대략 수직으로 교차하는 면 내에 배치된 빔 스플리터에 의해 두 개의 편광을 생성한다.

또한, 상기 제1 개구에는, 편광 방향이 다른 두 개의 편광 중, 한쪽의 편광을 입사시키고, 상기 제2 개구에는, 상기 두 개의 편광 중, 다른 쪽의 편광을 입사시키는 것이다. 이에 의해, 제1 개구에 편광 방향이 다른 두 개의 편광 중, 한쪽의 편광을 입사시키고, 제2 개구에 상기 두 개의 편광 중, 다른 쪽의 편광을 입사시켜서 배향 상태가 다른 제1 및 제2 배향 영역을 형성한다.

그리고, 상기 복수의 포토마스크는, 기판 반송 방향에서 볼 때 서로 인접하는 포토마스크의 단부 영역이 전후로 겹치도록 함과 함께, 한쪽의 포토마스크의 상기 단부 영역에 위치하는 상기 제1 및 제2 개구와 다른 쪽의 포토마스크의 상기 단부 영역에 위치하는 제1 및 제2 개구가 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 동일한 위치가 되도록 배치되고, 또한 그 제1 및 제2 개구의 면적이 포토마스크의 중앙부의 개구의 면적의 절반이 되도록 형성된 것이다. 이에 의해, 기판 반송 방향에서 볼 때 서로 인접하는 포토마스크의 단부 영역 내에서 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 동일 위치에 선후하여 위치하고, 중앙부의 개구의 면적의 절반의 면적이 되도록 형성된 제1 개구끼리 및 제2 개구끼리로 다중 노광하여, 상기 단부 영역에 대응한 배향막에 제1 및 제2 배향 영역을 형성한다.

또한, 본 발명에 따른 배향 처리 방법은, 기판을 일정 방향으로 일정 속도로 반송하면서, 상기 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로 일정한 배열 피치로 엇갈리게 평행하게 배열하여 포토마스크에 형성된 제1 및 제2 개구를, 편광 방향 및 상기 기판에 대한 입사각 중 적어도 한쪽이 다른 두 개의 편광을 각각 통과시켜서 상기 기판에 조사시켜, 상기 기판에 도포된 배향막에 배향 상태가 다른 복수의 제1 및 제2 배향 영역을 이웃하게 형성하는 배향 처리 방법이며, 상기 복수의 제1 및 제2 개구의 상기 기판 반송 방향에 평행한 인접 단부가 상기 기판 반송 방향에서 볼 때, 상기 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로의 움직임에 대한 상기 포토마스크의 추종 정밀도에 대략 동등한 치수만큼 겹치도록, 상기 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭을 설정하여 상기 복수의 제1 및 제2 개구가 형성된 복수의 상기 포토마스크를, 상기 복수의 제1 및 제2 개구가 상기 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로 일정한 배열 피치로 배열되도록 상기 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로 엇갈리게 배열하여 사용하고, 상기 각 포토마스크를 상기 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로의 움직임에 추종시키면서, 상기 두 개의 편광을 상기 제1 및 제2 개구를 통과시켜서 상기 기판에 조사시키고, 상기 복수의 제1 및 제2 배향 영역을 인접 단부 영역이 서로 일정 치수만큼 겹친 상태로 형성하는 것이다.

청구항 1 또는 8에 따른 발명에 따르면, 기판의 노광 영역 전체에 걸쳐서 제1 및 제2 배향 영역의 인접 단부 영역이 일정 치수만큼 겹친 상태에서 복수의 제1 및 제2 배향 영역을 형성할 수 있다. 따라서, 복수의 포토마스크의 이음매에서 발생하는 배향 흐트러짐을 눈에 뜨이지 않게 할 수 있다.

또한, 청구항 2 또는 3에 따른 발명에 따르면, 제1 및 제2 배향 영역의 인접 단부 영역이 일정 치수만큼 겹친 상태에서 복수의 제1 및 제2 배향 영역을 용이하게 형성할 수 있다.

또한, 청구항 4에 따른 발명에 따르면, 액정 표시 장치의 TFT 기판 또는 컬러 필터 기판의 배향 처리를 용이하게 행할 수 있다.

또한, 청구항 5에 따른 발명에 따르면, 빔 스플리터에 의해 분리된 두 개의 편광을 각각 포토마스크의 제1 및 제2 개구에 직접 입사시킬 수 있다. 따라서, 변경 광학계를 구성하는 부품의 수를 절감하여 장치의 비용을 저감할 수 있다.

또한, 청구항 6에 따른 발명에 따르면, 3D 액정 텔레비전용의 편광 필터 제조를 용이하게 행할 수 있다.

그리고, 청구항 7에 따른 발명에 따르면, 기판 반송 방향에서 볼 때 인접하는 포토마스크의 단부 영역에 기판 반송 방향으로 선후하여 위치하는 제1 개구끼리 및 제2 개구끼리 다중 노광하여도 오버 노광이 되지 않고, 적절한 노광량으로 배향 처리를 행할 수 있다. 또한, 포토마스크가 사행(蛇行)하면서 반송되는 기판에 추종하여 미세 이동했을 때에도, 미노광부가 발생할 우려가 없다.

도 1은 본 발명에 따른 배향 처리 장치의 제1 실시 형태의 개략 구성을 도시하는 정면도이다.
도 2는 사용하는 포토마스크의 일구성예를 도시하는 평면도이다.
도 3은 도 2의 포토마스크를 사용한 배향 처리를 도시하는 설명도이다.
도 4는 제1 실시 형태에 사용되는 노광 광학계의 일구성예를 도시하는 정면도이다.
도 5는 상기 포토마스크의 다른 구성예를 도시하는 평면도이다.
도 6은 도 5의 포토마스크를 사용한 배향 처리를 도시하는 설명도이다.
도 7은 도 2에 도시하는 포토마스크의 변형예를 도시하는 평면도이다.
도 8은 도 5의 포토마스크의 변형예를 도시하는 평면도이다.
도 9는 본 발명의 배향 처리 장치의 제2 실시 형태를 도시하는 주요부 확대 정면도이다.
도 10은 종래 기술의 배향 처리 장치에 의해 대면적의 기판에 대하여 배향 처리를 실시할 때의 포토마스크의 배치예를 도시하는 평면도이다.
도 11은 도 10에 도시하는 포토마스크를 사용한 배향 처리를 도시하는 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 배향 처리 장치의 제1 실시 형태의 개략 구성을 도시하는 정면도이다. 이 배향 처리 장치는, 기판을 이동하면서 배향 상태가 다른 두 종류의 스트라이프 형상의 배향 영역을 교대로 형성하는 것으로, 반송 수단(5)과, 복수의 포토마스크(2)와, 복수의 편광 광학계(6)와, 복수의 얼라인먼트 수단(7)을 구비하여 이루어진다.

상기 반송 수단(5)은, 스테이지(8)의 상면(8a)에 배향막을 도포한 기판(9)을 적재하여 도 1에 도시하는 화살표 A 방향으로 일정 속도로 반송하는 것이며, 예를 들어 스테이지(8)의 상면(8a)으로부터 에어를 분출 및 흡인하여 기판(9)을 일정량 부상시킨 상태에서 기판(9)의 화살표 A에 평행한 양단부 테두리부를 도시 생략의 반송 기구에 의해 보유 지지하여 기판(9)을 반송하도록 되어 있다.

상기 반송 수단(5)의 상면(8a)에 대향하여 복수의 포토마스크(2)가 배치되어 있다. 이 복수의 포토마스크(2)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 각각, 입사각이 다른 두 개의 편광 L이 각각 통과하는 복수의 제1 및 제2 개구(1A, 1B)를 일정한 배열 피치 P로 엇갈리게 평행하게 배열하여 형성한 것으로, 복수의 제1 및 제2 개구(1A, 1B)가 화살표 A로 나타내는 기판(9)의 반송 방향과 교차하는 방향으로 일정한 배열 피치 P로 배열되도록 기판 반송 방향(화살표 A 방향)과 교차하는 방향으로 엇갈리게 배열하여 설치되어 있고, 각각 도시 생략의 마스크 스테이지에 유지되어 있다. 그리고, 각 포토마스크(2)는, 후술의 얼라인먼트 수단(7)에 의해, 하측으로 반송되는 기판(9)의 기판 반송 방향과 교차하는 방향으로의 움직임에 추종하여 미세 이동하도록 되어 있다. 이에 의해, 반송 중인 기판(9)에 복수의 포토마스크(2)를 통해서 상기 두 개의 편광 L을 조사하고, 기판(9)에 도포된 배향막에, 도 3에 도시한 바와 같이 배향 상태가 다른 복수의 제1 및 제2 배향 영역(3A, 3B)을 이웃하게 형성할 수 있도록 되어 있다.

본 실시 형태에 있어서는, 포토마스크(2)의 제1 및 제2 개구(1A, 1B)는, 도 3에 도시한 바와 같이 제1 및 제2 배향 영역(3A, 3B)의 인접 단부 영역(10)이 얼라인먼트 수단(7)의 추종 정밀도(±Δw)의 절대값에 대략 동등한 치수(Δw)만큼 겹치도록, 제1 및 제2 개구(1A, 1B)의 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭이 설정되어서 형성되어 있다.

보다 상세하게는, 상기 포토마스크(2)는, 도 2에 도시한 바와 같이 제1 개구(1A)의 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭이 배열 피치 P와 동일 치수 W₁이며, 제2 개구(1B)의 같은 방향의 폭이 치수 W₂(>W₁)이도록 서로 다른 치수로 형성되어, 기판 반송 방향에서 볼 때 제1 개구(1A)와 제2 개구(1B)의 인접 단부가 치수 Δw만큼 겹치도록 형성되어 있다.

상기 각 포토마스크(2)의 상방에는, 각각 편광 광학계(6)가 설치되어 있다. 이 편광 광학계(6)는, 상기 포토마스크(2)의 제1 및 제2 개구(1A, 1B)에, 각각, 기판(9)에 대한 입사 각도가 다른 편광 L을 통과시키도록 구성된 것이며, 본 실시 형태에서는, 편광 방향이 기판 반송 방향(화살표 A 방향)으로 평행한 두 개의 편광 L을 포토마스크(2)의 마스크면(또는 기판(9) 면)에 대하여 다른 각도, 예를 들어 ±45°로 입사시키도록 되어 있다.

상기 편광 광학계(6)의 구체적 구성예는, 도 4에 도시한 바와 같이 광의 진행 방향 상류측으로부터 하류를 향하여 자외선을 방사하는 예를 들어 초고압 수은 램프의 광원(11)과, 그 광원(11)으로부터 방사된 랜덤 광 중 편광 방향이 기판 반송 방향에 평행한 편광 L을 선택적으로 투과시키는 편광판(12)과, 반사면(13a)을 광축에 대하여 기울여서 배치하고, 상기 편광 L의 절반을 투과시키고, 남은 절반을 반사시키는 50% 빔 스플리터(이하 「하프 미러(13)」라고 한다)를 이 순서로 구비한 것이다. 이 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 하프 미러(13)의 반사면(13a)을 포토마스크(2)의 제1 및 제2 개구(1A, 1B)의 중간 위치에서 포토마스크(2)에 대략 수직으로 교차하는 면내에 배치하면, 2방향으로 분리된 편광 L을 각각 다른 각도(±θ)로 포토마스크(2)의 제1 및 제2 개구(1A, 1B)에 직접 입사시킬 수 있어, 편광 광학계(6)를 구성하는 부품 점수를 줄일 수 있다.

물론, 하프 미러(13)의 반사면(13a)에서 2방향으로 분리된 각 편광 L을 다시 반사 미러에서 반사시켜서 포토마스크(2)의 제1 및 제2 개구(1A, 1B)에 각각 다른 각도로 입사시켜도 된다.

상기 각 포토마스크(2)를 각각 개별로 기판 반송 방향과 교차하는 방향으로 미세 이동 가능하게 복수의 얼라인먼트 수단(7)이 설치되어 있다. 이 얼라인먼트 수단(7)은, 포토마스크(2)의 하측으로 화살표 A 방향으로 반송되는 기판(9)의 기판 반송 방향과 교차하는 방향으로의 움직임에 각 포토마스크(2)를 추종시키기 위한 것이며, 예를 들어 도시 생략의 제어 수단에 의해 제어되어 구동하는 전자(電磁) 액튜에이터나 전동식 X 스테이지 등으로 이루어져 있다.

다음으로, 이와 같이 구성된 배향 처리 장치의 동작 및 배향 처리 방법에 대하여 설명한다.

우선, 스핀 코트나 스프레이 코트 등에 의해 글래스 기판 위에 배향막을 일정한 두께로 형성한 예를 들어 컬러 필터 기판(기판(9))을 반송 수단(5)의 스테이지(8)의 상면(8a)에 위치 결정하여 적재하여, 화살표 A 방향으로 일정 속도로 이동시킨다.

계속해서, 기판(9) 상에 화살표 A로 나타내는 기판 반송 방향으로 일정 간격으로 형성된 기준 패턴의 기준 위치(예를 들어 컬러 필터 기판의 각 픽셀의 기판 반송 방향에 평행한 테두리부)를, 기판 반송 방향을 향하여 포토마스크(2)의 전방의 위치에서 도시 생략의 촬상 수단에 의해 검출하고, 촬상 수단에 미리 설정한 기준 위치(예를 들어 촬상 중심)에 대한 상기 기준 패턴의 기준 위치의 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 수평 거리를 연산하여, 미리 기억된 목표값과 비교하여 위치 어긋남량을 산출한다. 그리고, 그 위치 어긋남량을 보정하도록 얼라인먼트 수단(7)에 의해 포토마스크(2)를 기판 반송 방향과 교차 방향으로 미세 이동시키면서, 기판(9)의 같은 방향으로의 움직임에 추종시킨다.

동시에, 도 4에 도시한 바와 같이, 편광 광학계(6)에 의해 포토마스크(2)의 제1 및 제2 개구(1A, 1B)에 대하여 각각 다른 입사각 θ(예를 들어 ±45°)로 자외선의 편광 L을 입사시켜, 제1 및 제2 개구(1A, 1B)를 통과한 편광 L에 의해 기판(9) 상의 배향막을 노광한다.

이에 의해, 배향막에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 제1 개구(1A)에 대응하여 화살표 A 방향으로 신장한 스트라이프 형상의 복수의 제1 배향 영역(3A)와, 제2 개구(1B)에 대응하여 화살표 A 방향으로 신장하고, 제1 배향 영역(3A)의 배향 상태와 다른 배향 상태의 스트라이프 형상의 복수의 제2 배향 영역(3B)이 기판 반송 방향과 교차하는 방향으로 교대로 배열되어 형성된다. 이 경우, 제1 및 제2 개구(1A, 1B)는, 도 2에 도시한 바와 같이 기판 반송 방향에서 볼 때 제1 개구(1A)와 제2 개구(1B)의 인접 단부가 치수 Δw만큼 겹치도록 형성되어 있으므로, 도 3에 도시한 바와 같이 기판(9)의 노광 영역 전체에 걸쳐서 제1 및 제2 배향 영역(3A, 3B)의 인접 단부 영역(10)이 치수 Δw만큼 겹친 상태로 형성되게 된다. 따라서, 각 포토마스크(2)의 이음매의 다중 노광 영역(4)에 상당 부분에서 발생하는 배향 흐트러짐을 눈에 뜨이지 않게 할 수 있다.

또한, 상기 촬상 수단을 기판 반송 방향과 교차 방향으로 복수의 수광 소자를 일직선 형상으로 배열하여 배치한 라인 CCD라고 하면, 위치 검출을 실시간으로 행할 수 있고, 기판(9)과 포토마스크(2)의 위치 정렬을 고속으로 행할 수 있다. 따라서, 기판(9)의 반송 속도를 보다 빠르게 하여 배향 처리 공정의 택트를 보다 단축할 수 있다.

도 5는, 포토마스크(2)의 다른 구성예이며, 제1 및 제2 개구(1A, 1B)의 기판 반송 방향(화살표 A 방향)과 교차하는 방향의 폭을 모두 동등하게 함과 함께, 기판 반송 방향에서 볼 때 인접하는 제1 및 제2 개구(1A, 1B)의 인접 단부가 치수 Δw만큼 겹치도록 상기 폭을 배열 피치 P보다도 큰 치수 W₃으로 형성한 것이다. 이 경우도, 제1 및 제2 개구(1A, 1B)에 입사각이 다른 두 개의 편광 L을 각각 입사시키고, 각 개구(1A, 1B)를 통과한 두 개의 편광에 의해 기판(9)의 배향막을 노광하면, 도 6에 도시한 바와 같이 기판(9)의 노광 영역 전체에 걸쳐서 제1 및 제2 배향 영역(3A, 3B)의 인접 단부 영역(10)이 치수 Δw만큼 겹친 상태로 형성되게 된다. 따라서, 이 경우도, 각 포토마스크(2)의 이음매의 다중 노광 영역(4)에 상당하는 부분에서 발생하는 배향 흐트러짐을 눈에 뜨이지 않게 할 수 있다.

도 7은 도 2의 포토마스크의 변형예를 도시하는 평면도이며, 도 8은 도 5의 포토마스크의 변형예를 도시하는 평면도이다.

어느 쪽의 변형예도, 복수의 포토마스크(2)를 기판 반송 방향에서 볼 때 서로 인접하는 포토마스크(2)의 단부 영역(14)이 전후로 겹치도록 함과 함께, 한쪽의 포토마스크(2)의 단부 영역(14)에 위치하는 제1 및 제2 개구(1Aa, 1Ba)와 다른 쪽의 포토마스크(2)의 대응하는 단부 영역(14)에 위치하는 제1 및 제2 개구(1Ab, 1Bb)가 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 동일한 위치가 되도록 배치하고, 또한 그 제1 및 제2 개구(1Aa, 1Ab, 1Ba, 1Bb)의 면적이 포토마스크(2)의 중앙부의 개구(1A, 1B)의 면적의 절반이 되도록 형성되어 있다.

이 경우, 상기 단부 영역(14)에 대응하는 제1 및 제2 배향 영역(3A, 3B)은, 다중 노광에 의해 형성되지만, 같은 단부 영역(14)에 위치하는 제1 및 제2 개구(1Aa, 1Ab, 1Ba, 1Bb)의 면적이 포토마스크(2)의 중앙부의 개구(1A, 1B)의 면적의 절반이 되도록 형성되어 있으므로, 다중 노광 되어도 오버 노광이 되지 않고, 적절한 노광 량으로 배향 처리를 행할 수 있다. 또한, 상기 단부 영역(14) 내에 위치하는 제1 및 제2 개구(1Aa, 1Ab, 1Ba, 1Bb)가 기판 반송 방향의 전후로 겹치도록 배치되어 있으므로, 포토마스크(2)가 사행하면서 반송되는 기판(9)에 추종하여 미세 이동했을 때에도, 미노광부가 발생할 우려가 없다.

도 9는, 본 발명에 따른 배향 처리 장치의 제2 실시 형태를 도시하는 주요부 확대도이다.

이 제2 실시 형태는, 편광 광학계(6)가, 편광 빔 스플리터(15)에 의해 분리된 편광 방향이 다른 두 개의 편광 L(P 편광 및 S 편광) 중, 한쪽의 편광 L(S 편광)을 포토마스크(2)의 제1 개구(1A)에 입사시키고, 다른 쪽의 편광 L(P 편광)을 포토마스크(2)의 제2 개구(1B)에 입사시키는 점에 있어서 상기 제1 실시 형태와 상이하다. 이 경우, P 편광 및 S 편광의 입사 각도는, 동일해도 되고 상이해도 된다. 도 9에 있어서는, 각 편광 L을 포토마스크(2)에 수직으로 입사시켰을 경우를 도시하고 있다. 또한, 도 9에 있어서, 부호(16)는 전반사 미러이다.

이 제2 실시 형태에 있어서 사용하는 포토마스크(2)는, 도 2에 도시하는 것이여도, 도 5에 도시하는 것이여도 된다. 이 경우, 기판(9)의 노광 영역 전체에 걸쳐, 배향 방향이 서로 직교하는 스트라이프 형상의 복수의 제1 배향 영역(3A)과 복수의 제2 배향 영역(3B)이 인접 단부 영역(10)을 치수 Δw만큼 서로 겹친 상태에서 교대로 형성되게 된다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에 있어서는, 포토마스크(2)의 제1 및 제2 개구(1A, 1B)를 통과하고, 기판(9)에 조사하는 편광 L에 빔의 확대가 없는 것으로 하고, 상기 제1 및 제2 개구(1A, 1B)와 제1 및 제2 배향 영역(3A, 3B)의 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭을 동일 치수로 기재했지만, 빔의 확대가 있을 경우에는, 그 확대량을 고려하여 제1 및 제2 개구(1A, 1B)의 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭을 제1 및 제2 배향 영역(3A, 3B)의 같은 방향의 폭보다도 좁게 형성하면 된다.

또한, 이상의 설명에 있어서는, 편광 광학계(6)가 하나의 광원(11)으로부터 방사되는 광을 두 개의 편광 L로 분리하는 것인 경우에 대해서 서술했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, 제1 및 제2 개구(1A, 1B)에 대응시켜서 각각 독립된 광원(11)을 설치하여도 된다. 이 경우, 각 광원(11)의 전방에는, 광원(11)으로부터 방사되는 광으로부터 미리 정해진 편광 방향의 직선 편광 L을 선택적으로 투과시키는 편광판을 설치하면 된다.

1A , 1Aa , 1Ab : 제1 개구
1B, 1Ba , 1Bb : 제2 개구
2 : 포토마스크
3A : 제1 배향 영역
3B : 제2 배향 영역
7 : 얼라인먼트 수단
9 : 기판
10 : 인접 단부 영역
13 : 하프 미러(빔 스플리터)
13a : 반사면
14 : 포토마스크의 단부 영역

Claims

편광 방향 및 기판에 대한 입사각 중 적어도 한쪽이 다른 두 개의 편광이 각각 통과하는 복수의 제1 및 제2 개구를 일정한 배열 피치로 엇갈리게 배열하여 형성한 포토마스크와, 그 포토마스크의 하측으로 반송되는 상기 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로의 움직임에 상기 포토마스크를 추종시키는 얼라인먼트 수단을 구비하여, 상기 포토마스크를 통해서 상기 기판에 상기 두 개의 편광을 조사하고, 상기 기판에 도포된 배향막을 노광하여 그 배향막에, 상기 제1 및 제2 개구에 각각 대응시켜서 배향 상태가 다른 복수의 제1 및 제2 배향 영역을 이웃하게 형성하는 배향 처리 장치로서,
상기 복수의 제1 및 제2 개구가 상기 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로 일정한 배열 피치로 엇갈리게 배열되도록 복수의 상기 포토마스크를 상기 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로 엇갈리게 배열하여 갖고,
상기 기판의 노광 영역 전면에 걸쳐서 상기 복수의 제1 및 제2 배향 영역의 인접 단부 영역이 상기 얼라인먼트 수단의 추종 정밀도의 절대값에 동등한 치수만큼 겹친 상태로 형성되도록, 상기 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭을 설정하여 상기 제1 및 제2 개구를 형성한 것을 특징으로 하는 배향 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 개구는, 상기 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭이 서로 동등해지도록 형성된 것을 특징으로 하는 배향 처리 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 개구는, 상기 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭이 서로 다르도록 형성된 것을 특징으로 하는 배향 처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 개구에는, 일정한 편광을 빔 스플리터에 의해 두 개로 분리하여 생성한 두 개의 편광 중, 한쪽의 편광을 미리 정해진 각도로 입사시키고,
상기 제2 개구에는, 상기 두 개의 편광 중, 다른 쪽의 편광을 상기 각도와 다른 각도로 입사시키는 것을 특징으로 하는 배향 처리 장치.
제4항에 있어서,
상기 빔 스플리터는, 그 반사면을 상기 포토마스크의 상기 제1 및 제2 개구의 중간 위치에서 상기 포토마스크에 수직으로 교차하는 면 내에 배치하여 구비된 것을 특징으로 하는 배향 처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 개구에는, 편광 방향이 다른 두 개의 편광 중, 한쪽의 편광을 입사시키고,
상기 제2 개구에는, 상기 두 개의 편광 중, 다른 쪽의 편광을 입사시키는 것을 특징으로 하는 배향 처리 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 포토마스크는, 기판 반송 방향에서 볼 때 서로 인접하는 포토마스크의 단부 영역이 전후로 겹치도록 함과 함께, 한쪽의 포토마스크의 상기 단부 영역에 위치하는 상기 제1 및 제2 개구와 다른 쪽의 포토마스크의 상기 단부 영역에 위치하는 제1 및 제2 개구가 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 동일한 위치가 되도록 배치되고, 또한 그 제1 및 제2 개구의 면적이 포토마스크의 중앙부의 개구의 면적의 절반이 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 배향 처리 장치.
기판을 일정 방향으로 일정 속도로 반송하면서, 상기 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로 일정한 배열 피치로 엇갈리게 배열하여 포토마스크에 형성된 제1 및 제2 개구를, 편광 방향 및 상기 기판에 대한 입사각 중 적어도 한쪽이 다른 두 개의 편광을 각각 통과시켜서 상기 기판에 조사시켜, 상기 기판에 도포된 배향막을 노광하여 그 배향막에 배향 상태가 다른 복수의 제1 및 제2 배향 영역을 이웃하게 형성하는 배향 처리 방법으로서,
상기 복수의 제1 및 제2 개구의 상기 기판 반송 방향에 평행한 인접 단부가 상기 기판 반송 방향에서 볼 때, 상기 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로의 움직임에 대한 상기 포토마스크의 추종 정밀도의 절대값에 동등한 치수만큼 겹치도록, 상기 제1 및 제2 개구의 상기 기판 반송 방향과 교차하는 방향의 폭을 설정하여 형성한 복수의 상기 포토마스크를, 상기 복수의 제1 및 제2 개구가 상기 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로 일정한 배열 피치로 엇갈리게 배열되도록 상기 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로 엇갈리게 배열하여 사용하고,
상기 각 포토마스크를 상기 기판의 반송 방향과 교차하는 방향으로의 움직임에 추종시키면서, 상기 두 개의 편광을 상기 제1 및 제2 개구를 통과시켜서 상기 기판에 조사시키고,
상기 기판의 노광 영역 전면에 걸쳐서 상기 복수의 제1 및 제2 배향 영역을 인접 단부 영역이 서로 겹친 상태로 형성하는 것을 특징으로 하는 배향 처리 방법.