(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持するチャックと、
二方向に配列した複数のミラーの角度を変更して光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有し、照射光学系から前記チャックに支持された基板へ直線偏光の光ビームを斜めに照射する光ビーム照射装置と、
前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、
前記移動手段により前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動し、前記光ビーム照射装置から斜めに照射された直線偏光の光ビームにより基板を走査して、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であって、
前記光ビーム照射装置は、それぞれ異なる入射角度の光ビームを空間的光変調器へ供給する複数の照明光学系を有し、各照明光学系から供給された異なる入射角度の光ビームを空間的光変調器によりそれぞれ変調して、照射光学系から前記チャックに支持された基板へ複数の異なる入射角度の光ビームを照射することを特徴とする配向膜の露光装置。
【請求項２】
前記光ビーム照射装置は、空間的光変調器の複数のミラーを各照明光学系に対応する複数の領域に分割し、各照明光学系から対応する領域へそれぞれ異なる入射角度の光ビームを供給す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。
【請求項３】
前記光ビーム照射装置の複数の照明光学系を切り換えて、前記チャックに支持された基板へ照射される光ビームの方向を変え、かつ、光ビームの方向の変更と、前記移動手段による前記チャックと前記光ビーム照射装置との相対的な移動方向の変更とを組み合わせて、配向膜に付与する配向特性のプレチルト方向を変更することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の配向膜の露光装置。
【請求項４】
基板をチャックで支持し、
チャックと、二方向に配列した複数のミラーの角度を変更して光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有し、照射光学系からチャックに支持された基板へ直線偏光の光ビームを斜めに照射する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、
光ビーム照射装置から斜めに照射された直線偏光の光ビームにより基板を走査して、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、
光ビーム照射装置に、それぞれ異なる入射角度の光ビームを空間的光変調器へ供給する複数の照明光学系を設け、各照明光学系から供給した異なる入射角度の光ビームを空間的光変調器によりそれぞれ変調して、照射光学系からチャックに支持された基板へ複数の異なる入射角度の光ビームを照射することを特徴とする配向膜の露光方法。
【請求項５】
空間的光変調器の複数のミラーを各照明光学系に対応する複数の領域に分割し、各照明光学系から対応する領域へそれぞれ異なる入射角度の光ビームを供給することを特徴とする請求項４に記載の配向膜の露光方法。
【請求項６】
光ビーム照射装置の複数の照明光学系を切り換えて、チャックに支持された基板へ照射される光ビームの方向を変え、かつ、光ビームの方向の変更と、チャックと光ビーム照射装置との相対的な移動方向の変更とを組み合わせて、配向膜に付与する配向特性のプレチルト方向を変更することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の配向膜の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、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。
【背景技術】
【０００２】
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。光配向法において、配向膜にプレチルト角を発現させる方法の１つとして、直線偏光の紫外光を配向膜へ斜めに照射する方法がある。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３５２４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。そのため、従来は、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と同様の構成を用い、露光する配向領域以外の領域を覆うマスクを設けて、露光光照射装置からマスクへ直線偏光の露光光を斜めに照射していた。
【０００６】
しかしながら、マスクを用いた従来の方式は、露光する基板の種類毎にマスクを交換する必要がある。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、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。
【０００７】
本発明の課題は、マスクを用いることなく、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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、二方向に配列した複数のミラーの角度を変更して光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有し、照射光学系からチャックに支持された基板へ直線偏光の光ビームを斜めに照射する光ビーム照射装置と、チャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、移動手段によりチャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動し、光ビーム照射装置から斜めに照射された直線偏光の光ビームにより基板を走査して、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であって、光ビーム照射装置が、それぞれ異なる入射角度の光ビームを空間的光変調器へ供給する複数の照明光学系を有し、各照明光学系から供給された異なる入射角度の光ビームを空間的光変調器によりそれぞれ変調して、照射光学系からチャックに支持された基板へ複数の異なる入射角度の光ビームを照射するものである。
【０００９】
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、チャックと、二方向に配列した複数のミラーの角度を変更して光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有し、照射光学系からチャックに支持された基板へ直線偏光の光ビームを斜めに照射する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、光ビーム照射装置から斜めに照射された直線偏光の光ビームにより基板を走査して、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、光ビーム照射装置に、それぞれ異なる入射角度の光ビームを空間的光変調器へ供給する複数の照明光学系を設け、各照明光学系から供給した異なる入射角度の光ビームを空間的光変調器によりそれぞれ変調して、照射光学系からチャックに支持された基板へ複数の異なる入射角度の光ビームを照射するものである。
【００１０】
光ビーム照射装置から斜めに照射された直線偏光の光ビームにより基板を走査して、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ので、光ビーム照射装置の空間的光変調器を駆動する駆動回路へ供給する描画データを変更して、所望の位置及び所望の形状の配向領域を露光することができる。従って、マスクを用いることなく、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ことができる。
【００１１】
そして、光ビーム照射装置に、それぞれ異なる入射角度の光ビームを空間的光変調器へ供給する複数の照明光学系を設け、各照明光学系から供給した異なる入射角度の光ビームを空間的光変調器によりそれぞれ変調して、照射光学系からチャックに支持された基板へ複数の異なる入射角度の光ビームを照射するので、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。
【００１２】
さらに、本発明の配向膜の露光装置は、光ビーム照射装置が、空間的光変調器の複数のミラーを各照明光学系に対応する複数の領域に分割し、各照明光学系から対応する領域へそれぞれ異なる入射角度の光ビームを供給するものである。また、本発明の配向膜の露光方法は、空間的光変調器の複数のミラーを各照明光学系に対応する複数の領域に分割し、各照明光学系から対応する領域へそれぞれ異なる入射角度の光ビームを供給するものである。
【００１３】
空間的光変調器の複数のミラーを各照明光学系に対応する複数の領域に分割し、各照明光学系から対応する領域へそれぞれ異なる入射角度の光ビームを供給するので、各照明光学系から対応する領域へそれぞれ異なる入射角度の光ビームを同時に供給し、異なる入射角度の光ビームを空間的光変調器の対応する領域により同時に変調して、照射光学系からチャックに支持された基板の異なる場所へそれぞれ異なる入射角度の光ビームを同時に照射することができる。従って、露光光のパターンや基板に塗布された配向膜の性質等に応じて、光ビームによる基板の走査方向が配向膜に付与される配向特性のプレチルト方向に影響しない場合、１つの基板上の配向膜に複数の異なる配向領域を同時に形成することができる。
【００１４】
さらに、本発明の配向膜の露光装置は、光ビーム照射装置の複数の照明光学系を切り換えて、チャックに支持された基板へ照射される光ビームの方向を変え、かつ、光ビームの方向の変更と、移動手段によるチャックと光ビーム照射装置との相対的な移動方向の変更とを組み合わせて、配向膜に付与する配向特性のプレチルト方向を変更するものである。また、本発明の配向膜の露光方法は、光ビーム照射装置の複数の照明光学系を切り換えて、チャックに支持された基板へ照射される光ビームの方向を変え、かつ、光ビームの方向の変更と、チャックと光ビーム照射装置との相対的な移動方向の変更とを組み合わせて、配向膜に付与する配向特性のプレチルト方向を変更するものである。
【００１５】
露光光のパターンや基板に塗布された配向膜の性質等に応じて、光ビームによる基板の走査方向が配向膜に付与される配向特性のプレチルト方向に影響する場合、光ビームの方向の変更と、チャックと光ビーム照射装置との相対的な移動方向の変更とを組み合わせて、所望のプレチルト方向を得ることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光ビーム照射装置から斜めに照射された直線偏光の光ビームにより基板を走査して、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ことにより、光ビーム照射装置の空間的光変調器を駆動する駆動回路へ供給する描画データを変更して、所望の位置及び所望の形状の配向領域を露光することができる。従って、マスクを用いることなく、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ことができる。
【００１７】
そして、光ビーム照射装置に、それぞれ異なる入射角度の光ビームを空間的光変調器へ供給する複数の照明光学系を設け、各照明光学系から供給した異なる入射角度の光ビームを空間的光変調器によりそれぞれ変調して、照射光学系からチャックに支持された基板へ複数の異なる入射角度の光ビームを照射することにより、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。
【００１８】
さらに、本発明によれば、空間的光変調器の複数のミラーを各照明光学系に対応する複数の領域に分割し、各照明光学系から対応する領域へそれぞれ異なる入射角度の光ビームを供給することにより、露光光のパターンや基板に塗布された配向膜の性質等に応じて、光ビームによる基板の走査方向が配向膜に付与される配向特性のプレチルト方向に影響しない場合、１つの基板上の配向膜に複数の異なる配向領域を同時に形成することができる。
【００１９】
さらに、本発明によれば、光ビーム照射装置の複数の照明光学系を切り換えて、チャックに支持された基板へ照射される光ビームの方向を変え、かつ、光ビームの方向の変更と、チャックと光ビーム照射装置との相対的な移動方向の変更とを組み合わせて、配向膜に付与する配向特性のプレチルト方向を変更することにより、露光光のパターンや基板に塗布された配向膜の性質等に応じて、光ビームによる基板の走査方向が配向膜に付与される配向特性のプレチルト方向に影響する場合、光ビームの方向の変更と、チャックと光ビーム照射装置との相対的な移動方向の変更とを組み合わせて、所望のプレチルト方向を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】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。
【図２】本発明の一実施の形態による配向膜の露光装置の側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態による配向膜の露光装置の正面図である。
【図４】本発明の一実施の形態による光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。
【図５】ＤＭＤのミラー部の一例を示す図である。
【図６】レーザー測長系の動作を説明する図である。
【図７】描画制御部の概略構成を示す図である。
【図８】ＤＭＤの分割された領域を示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態による配向膜の露光方法を説明する図である。
【図１０】本発明の他の実施の形態による配向膜の露光方法を説明する図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態による配向膜の露光方法を説明する図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施の形態による光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。
【図１３】本発明のさらに他の実施の形態による光ビーム照射装置の上面図である。
【図１４】ＤＭＤの分割された領域を示す図である。
【図１５】本発明のさらに他の実施の形態による配向膜の露光方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。また、図２は本発明の一実施の形態による配向膜の露光装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態による配向膜の露光装置の正面図である。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１０、ゲート１１、光ビーム照射装置２０、リニアスケール３１，３３、エンコーダ３２，３４、レーザー測長系、レーザー測長系制御装置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。なお、図２及び図３では、レーザー測長系のレーザー光源４１、レーザー測長系制御装置４０、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０が省略されている。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。
【００２２】
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。
【００２３】
図１及び図２において、チャック１０は、基板１の受け渡しを行う受け渡し位置にある。受け渡し位置において、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から搬出される。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。
【００２４】
基板１の露光を行う露光位置の上空に、ベース３をまたいでゲート１１が設けられている。ゲート１１には、複数の光ビーム照射装置２０が搭載されている。なお、本実施の形態は、８つの光ビーム照射装置２０を用いた露光装置の例を示しているが、光ビーム照射装置の数はこれに限らず、本発明は１つ又は２つ以上の光ビーム照射装置を用いた露光装置に適用される。
【００２５】
図４は、本発明の一実施の形態による光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。本実施の形態の光ビーム照射装置２０は、光ビームをＤＭＤへ供給する照明光学系を２つ有するものである。光ビーム照射装置２０は、第１の照明光学系、第２の照明光学系、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）２５、投影レンズ２６ａ，２６ｂ、及びＤＭＤ駆動回路２７を含んで構成されている。第１の照明光学系は、光ファイバー２２ａ、レンズ２３ａ、ミラー２４、偏光子２８、及びプリズム２９を含んで構成されている。第２の照明光学系は、光ファイバー２２ｂ、レンズ２３ｂ、ミラー２４、偏光子２８、及びプリズム２９を含んで構成されている。ミラー２４、偏光子２８、及びプリズム２９は、第１の照明光学系と第２の照明光学系で共用されている。
【００２６】
第１の照明光学系の光ファイバー２２ａは、レーザー光源ユニット２１ａから発生された紫外光の光ビームを、光ビーム照射装置２０内へ導入する。光ファイバー２２ａから射出された光ビームは、レンズ２３ａ及びプリズム２９を透過した後、偏光子２８を透過して直線偏光となり、ミラー２４で反射されてＤＭＤ２５へ照射される。第２の照明光学系の光ファイバー２２ｂは、レーザー光源ユニット２１ｂから発生された紫外光の光ビームを、光ビーム照射装置２０内へ導入する。光ファイバー２２ｂから射出された光ビームは、レンズ２３ｂ及びプリズム２９を透過した後、偏光子２８を透過して直線偏光となり、ミラー２４で反射されてＤＭＤ２５へ照射される。プリズム２９の働きにより、第１の照明光学系と第２の照明光学系は、図４に示す様に、それぞれ異なる入射角度の光ビームをＤＭＤ２５へ供給する。
【００２７】
ＤＭＤ２５は、光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成された空間的光変調器であり、各ミラーの角度を変更して光ビームを変調する。ＤＭＤ２５により変調された光ビームは、投影レンズ２６ａ，２６ｂを含むヘッド部２０ａから照射される。ＤＭＤ駆動回路２７は、主制御装置７０から供給された描画データに基づいて、ＤＭＤ２５の各ミラーの角度を変更する。
【００２８】
なお、偏光子２８は、プリズム２９とミラー２４の間に限らず、光ビーム照射装置２０内で光ビームの光路中の任意の位置に設置することができる。
【００２９】
図２及び図３において、チャック１０は、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。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、図１のステージ駆動回路６０により駆動される。
【００３０】
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は、直交する二辺がＸ方向及びＹ方向へ向く様に回転される。Ｘステージ５のＸ方向への移動により、チャック１０は、受け渡し位置と露光位置との間を移動される。露光位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動により、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームが、基板１をＸ方向へ走査する。また、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームによる基板１の走査領域が、Ｙ方向へ移動される。図１において、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、θステージ８のθ方向へ回転、Ｘステージ５のＸ方向への移動、及びＹステージ７のＹ方向への移動を行う。
【００３１】
図５は、ＤＭＤのミラー部の一例を示す図である。光ビーム照射装置２０のＤＭＤ２５は、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査方向（Ｘ方向）に対して、所定の角度θだけ傾いて配置されている。ＤＭＤ２５を、走査方向に対して傾けて配置すると、直交する二方向に配列された複数のミラー２５ａのいずれかが、隣接するミラー２５ａ間の隙間に対応する箇所をカバーするので、配向膜の露光を隙間無く行うことができる。
【００３２】
なお、本実施の形態では、Ｘステージ５によりチャック１０をＸ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査を行っているが、光ビーム照射装置２０を移動することにより、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査を行ってもよい。また、本実施の形態では、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査領域を変更しているが、光ビーム照射装置２０を移動することにより、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査領域を変更してもよい。
【００３３】
図１及び図２において、ベース３には、Ｘ方向へ伸びるリニアスケール３１が設置されている。リニアスケール３１には、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。また、Ｘステージ５には、Ｙ方向へ伸びるリニアスケール３３が設置されている。リニアスケール３３には、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。
【００３４】
図１及び図３において、Ｘステージ５の一側面には、リニアスケール３１に対向して、エンコーダ３２が取り付けられている。エンコーダ３２は、リニアスケール３１の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置７０へ出力する。また、図１及び図２において、Ｙステージ７の一側面には、リニアスケール３３に対向して、エンコーダ３４が取り付けられている。エンコーダ３４は、リニアスケール３３の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置７０へ出力する。主制御装置７０は、エンコーダ３２のパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出し、エンコーダ３４のパルス信号をカウントして、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出する。
【００３５】
図６は、レーザー測長系の動作を説明する図である。なお、図６においては、図１に示したゲート１１、及び光ビーム照射装置２０が省略されている。レーザー測長系は、公知のレーザー干渉式の測長系であって、レーザー光源４１、レーザー干渉計４２，４４、及びバーミラー４３，４５を含んで構成されている。バーミラー４３は、チャック１０のＹ方向へ伸びる一側面に取り付けられている。また、バーミラー４５は、チャック１０のＸ方向へ伸びる一側面に取り付けられている。
【００３６】
レーザー干渉計４２は、レーザー光源４１からのレーザー光をバーミラー４３へ照射し、バーミラー４３により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４３により反射されたレーザー光との干渉を測定する。この測定は、Ｙ方向の２箇所で行う。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４２の測定結果から、チャック１０のＸ方向の位置及び回転を検出する。
【００３７】
一方、レーザー干渉計４４は、レーザー光源４１からのレーザー光をバーミラー４５へ照射し、バーミラー４５により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４５により反射されたレーザー光との干渉を測定する。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４４の測定結果から、チャック１０のＹ方向の位置を検出する。
【００３８】
図４において、主制御装置７０は、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ描画データを供給する描画制御部を有する。図７は、描画制御部の概略構成を示す図である。描画制御部７１は、メモリ７２、バンド幅設定部７３、中心点座標決定部７４、及び座標決定部７５を含んで構成されている。メモリ７２は、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データを、そのＸＹ座標をアドレスとして記憶している。
【００３９】
バンド幅設定部７３は、メモリ７２から読み出す描画データのＹ座標の範囲を決定することにより、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射される光ビームのＹ方向のバンド幅を設定する。
【００４０】
レーザー測長系制御装置４０は、露光位置における基板１の露光を開始する前のチャック１０のＸＹ方向の位置を検出する。中心点座標決定部７４は、レーザー測長系制御装置４０が検出したチャック１０のＸＹ方向の位置から、基板１の露光を開始する前のチャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。図１において、光ビーム照射装置２０からの光ビームにより基板１の走査を行う際、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によりチャック１０をＸ方向へ移動させる。基板１の走査領域を移動する際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動させる。図７において、中心点座標決定部７４は、エンコーダ３２，３４からのパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量及びＹステージ７のＹ方向への移動量を検出し、チャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。
【００４１】
座標決定部７５は、中心点座標決定部７４が決定したチャック１０の中心点のＸＹ座標に基づき、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データのＸＹ座標を決定する。メモリ７２は、座標決定部７５が決定したＸＹ座標をアドレスとして入力し、入力したＸＹ座標のアドレスに記憶された描画データを、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ出力する。
【００４２】
以下、本発明の一実施の形態による配向膜の露光方法について説明する。図４において、第１の照明光学系から供給される光ビームと、第２の照明光学系から供給される光ビームとは、それぞれ異なる入射角度でＤＭＤ２５へ入射する。ＤＭＤ２５の複数のミラー２５ａは、各照明光学系に対応する２つの領域に分割されている。図８は、ＤＭＤの分割された領域を示す図である。図８において、ＤＭＤ２５の複数のミラー２５ａは、２つの領域Ａ，Ｂに分割されており、領域Ａには、第１の照明光学系から供給される光ビームが照射され、領域Ｂには、第２の照明光学系から供給される光ビームが照射される。
【００４３】
図９は、本発明の一実施の形態による配向膜の露光方法を説明する図である。本実施の形態は、露光光のパターンや基板に塗布された配向膜の性質等に応じて、光ビームによる基板の走査方向が配向膜に付与される配向特性のプレチルト方向に影響しない場合の例である。光ビームによる基板の走査方向が配向膜に付与される配向特性のプレチルト方向に影響しない場合、光ビーム照射装置２０は、第１の照明光学系及び第２の照明光学系からＤＭＤ２５の対応する領域Ａ，Ｂへそれぞれ異なる入射角度の光ビームを同時に供給する。
【００４４】
図９において、第１の照明光学系からＤＭＤ２５の対応する領域Ａへ供給された光ビームは、領域Ａの各ミラー２５ａにより反射されて、右斜め上方から、投影レンズ２６ａへその光軸に対して斜めに入射する。そして、投影レンズ２６ｂを通過した光ビームは、チャック１０に支持された基板１に対して、左斜め上方から照射される。また、第２の照明光学系からＤＭＤ２５の対応する領域Ｂへ供給された光ビームは、領域Ｂの各ミラー２５ａにより反射されて、左斜め上方から、投影レンズ２６ａへその光軸に対して斜めに入射する。そして、投影レンズ２６ｂを通過した光ビームは、チャック１０に支持された基板１に対して、右斜め上方から照射される。露光装置は、チャック１０と光ビーム照射装置２０とを相対的に移動し、光ビーム照射装置２０から斜めに照射された直線偏光の光ビームにより基板１を矢印で示す走査方向へ走査する。
【００４５】
光ビーム照射装置２０から斜めに照射された直線偏光の光ビームにより基板１を走査して、基板１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ので、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ２５を駆動するＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データを変更して、所望の位置及び所望の形状の配向領域を露光することができる。従って、マスクを用いることなく、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ことができる。
【００４６】
そして、光ビーム照射装置２０に、それぞれ異なる入射角度の光ビームをＤＭＤ２５へ供給する複数の照明光学系を設け、各照明光学系から供給した異なる入射角度の光ビームをＤＭＤ２５によりそれぞれ変調して、投影レンズ２６ｂからチャック１０に支持された基板１へ複数の異なる入射角度の光ビームを照射するので、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。
【００４７】
さらに、ＤＭＤ２５の複数のミラー２５ａを各照明光学系に対応する複数の領域に分割し、各照明光学系から対応する領域へそれぞれ異なる入射角度の光ビームを供給するので、各照明光学系から対応する領域へそれぞれ異なる入射角度の光ビームを同時に供給し、異なる入射角度の光ビームをＤＭＤ２５の対応する領域により同時に変調して、投影レンズ２６ｂからチャック１０に支持された基板１の異なる場所へそれぞれ異なる入射角度の光ビームを同時に照射することができる。従って、露光光のパターンや基板１に塗布された配向膜の性質等に応じて、光ビームによる基板１の走査方向が配向膜に付与される配向特性のプレチルト方向に影響しない場合、１つの基板上の配向膜に複数の異なる配向領域を同時に形成することができる。
【００４８】
図１０及び図１１は、本発明の他の実施の形態による配向膜の露光方法を説明する図である。本実施の形態は、露光光のパターンや基板に塗布された配向膜の性質等に応じて、光ビームによる基板の走査方向が配向膜に付与される配向特性のプレチルト方向に影響する場合の例である。光ビームによる基板の走査方向が配向膜に付与される配向特性のプレチルト方向に影響する場合、光ビーム照射装置２０は、第１の照明光学系と第２の照明光学系を切り換えて、ＤＭＤ２５の対応する領域Ａ，Ｂへそれぞれ異なる入射角度の光ビームを順番に供給する。
【００４９】
図１０において、主制御装置７０は、レーザー光源ユニット２１ａをオン状態にし、レーザー光源ユニット２１ｂをオフ状態にする。第１の照明光学系からＤＭＤ２５の対応する領域Ａへ供給された光ビームは、領域Ａの各ミラー２５ａにより反射されて、右斜め上方から、投影レンズ２６ａへその光軸に対して斜めに入射する。そして、投影レンズ２６ｂを通過した光ビームは、チャック１０に支持された基板１に対して、左斜め上方から照射される。露光装置は、チャック１０と光ビーム照射装置２０とを相対的に移動し、光ビーム照射装置２０から斜めに照射された直線偏光の光ビームにより基板１を矢印で示す走査方向へ走査する。このとき、露光光のパターンや基板１に塗布され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に沿う場合、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、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、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。
【００５０】
図１１において、主制御装置７０は、レーザー光源ユニット２１ａをオフ状態にし、レーザー光源ユニット２１ｂをオン状態にする。第２の照明光学系からＤＭＤ２５の対応する領域Ｂへ供給された光ビームは、領域Ｂの各ミラー２５ａにより反射されて、左斜め上方から、投影レンズ２６ａへその光軸に対して斜めに入射する。そして、投影レンズ２６ｂを通過した光ビームは、チャック１０に支持された基板１に対して、右斜め上方から照射される。露光装置は、チャック１０と光ビーム照射装置２０とを相対的に移動し、光ビーム照射装置２０から斜めに照射された直線偏光の光ビームにより基板１を矢印で示す走査方向へ走査する。このとき、露光光のパターンや基板１に塗布され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に沿う場合、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、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、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。
【００５１】
なお、光ビームを基板１へ照射する方向と、光ビームによる基板１の走査方向の組合せは、図１０及び図１１に示した例に限らず、露光光のパターンや基板１に塗布された配向膜の性質等に応じて、適宜決定される。
【００５２】
光ビーム照射装置２０の複数の照明光学系を切り換えて、チャック１０に支持された基板１へ照射される光ビームの方向を変え、かつ、光ビームの方向の変更と、チャック１０と光ビーム照射装置２０との相対的な移動方向の変更とを組み合わせて、配向膜に付与する配向特性のプレチルト方向を変更するので、露光光のパターンや基板に塗布された配向膜の性質等に応じて、光ビームによる基板１の走査方向が配向膜に付与される配向特性のプレチルト方向に影響する場合、光ビームの方向の変更と、チャック１０と光ビーム照射装置２０との相対的な移動方向の変更とを組み合わせて、所望のプレチルト方向を得ることができる。
【００５３】
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、プレチルト方向がほぼ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、図９、または図１０及び図１１に示す様にして光ビームによる基板の走査を行った後、基板をほぼ９０度回転させてから、再び、図９、または図１０及び図１１に示す様にして光ビームによる基板の走査を行えばよい。
【００５４】
図１２は、本発明のさらに他の実施の形態による光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。また、図１３は、本発明のさらに他の実施の形態による光ビーム照射装置の上面図である。本実施の形態の光ビーム照射装置２０’は、光ビームをＤＭＤへ供給する照明光学系を４つ有するものである。各照明光学系は、光ファイバー２２、レンズ２３、ミラー２４、及び偏光子２８を含んで構成されている。ミラー２４及び偏光子２８は、各照明光学系で共用されている。
【００５５】
４つの照明光学系は、図１２の図面上下方向に２つ、図１２の図面奥行き方向に２つ並んでおり、図１２には、図面手前側の２つの照明光学系が示されている。また、図１３には、図１２の図面上側の２つの照明光学系が示されている。各照明光学系の光ファイバー２２は、各レーザー光源ユニット２１から発生された紫外光の光ビームを、光ビーム照射装置２０’内へ導入する。各光ファイバー２２から射出された光ビームは、各レンズ２３を透過した後、偏光子２８を透過して直線偏光となり、ミラー２４で反射されてＤＭＤ２５へ照射される。各照明光学系は、図１２及び図１３に示す様に、それぞれ異なる入射角度の光ビームをＤＭＤ２５へ供給する。
【００５６】
ＤＭＤ２５の複数のミラー２５ａは、各照明光学系に対応する４つの領域に分割されている。図１４は、ＤＭＤの分割された領域を示す図である。図１４において、ＤＭＤ２５の複数のミラー２５ａは、破線で示す４つの領域に分割されており、各領域の各ミラー２５ａで反射された光ビームは、投影レンズ２６ａ，２６ｂを通過した後、チャック１０に支持された基板１に対して、矢印で示す様にほぼ９０度ずつ異なる方向で斜めに照射される。
【００５７】
図１５は、本発明のさらに他の実施の形態による配向膜の露光方法を説明する図である。本実施の形態は、露光光のパターンや基板に塗布された配向膜の性質等に応じて、光ビームによる基板の走査方向が配向膜に付与される配向特性のプレチルト方向に影響しない場合の例である。光ビームによる基板の走査方向が配向膜に付与される配向特性のプレチルト方向に影響しない場合は、光ビーム照射装置２０’は、各照明光学系からＤＭＤ２５の対応する領域へそれぞれ異なる入射角度の光ビームを同時に供給する。露光装置は、チャック１０と光ビーム照射装置２０’とを相対的に移動し、光ビーム照射装置２０’から斜めに照射された直線偏光の光ビームにより基板１を矢印で示す走査方向へ走査する。
【００５８】
光ビーム照射装置２０’に、それぞれ異なる入射角度の光ビームをＤＭＤ２５へ供給する４つの照明光学系を設け、ＤＭＤ２５の複数のミラー２５ａを各照明光学系に対応する４つの領域に分割し、各照明光学系から対応する領域へそれぞれ異なる入射角度の光ビームを同時に供給し、異なる入射角度の光ビームをＤＭＤ２５の対応する領域により同時に変調して、投影レンズ２６ｂからチャック１０に支持された基板１へ４つの異なる入射角度の光ビームを照射するので、１つの基板上の配向膜に４つ異なる配向領域を同時に形成することができる。
【００５９】
なお、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、基板をＸＹ方向に対して回転させた状態で光ビームによる基板の走査を行うことにより、所望のプレチルト方向を得ることができる。
【００６０】
以上説明した実施の形態によれば、光ビーム照射装置２０，２０’から斜めに照射された直線偏光の光ビームにより基板１を走査して、基板１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ことにより、光ビーム照射装置２０，２０’のＤＭＤ２５を駆動するＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データを変更して、所望の位置及び所望の形状の配向領域を露光することができる。従って、マスクを用いることなく、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ことができる。
【００６１】
そして、光ビーム照射装置２０，２０’に、それぞれ異なる入射角度の光ビームをＤＭＤ２５へ供給する複数の照明光学系を設け、各照明光学系から供給した異なる入射角度の光ビームをＤＭＤ２５によりそれぞれ変調して、投影レンズ２６ｂからチャック１０に支持された基板１へ複数の異なる入射角度の光ビームを照射することにより、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。
【００６２】
さらに、図９及び図１５に示した実施の形態によれば、ＤＭＤ２５の複数のミラー２５ａを各照明光学系に対応する複数の領域に分割し、各照明光学系から対応する領域へそれぞれ異なる入射角度の光ビームを供給することにより、露光光のパターンや基板に塗布された配向膜の性質等に応じて、光ビームによる基板１の走査方向が配向膜に付与される配向特性のプレチルト方向に影響しない場合、１つの基板上の配向膜に複数の異なる配向領域を同時に形成することができる。
【００６３】
また、図１０及び図１１に示した実施の形態によれば、光ビーム照射装置２０の複数の照明光学系を切り換えて、チャック１０に支持された基板１へ照射される光ビームの方向を変え、かつ、光ビームの方向の変更と、チャック１０と光ビーム照射装置２０との相対的な移動方向の変更とを組み合わせて、配向膜に付与する配向特性のプレチルト方向を変更することにより、露光光のパターンや基板１に塗布された配向膜の性質等に応じて、光ビームによる基板１の走査方向が配向膜に付与される配向特性のプレチルト方向に影響する場合、光ビームの方向の変更と、チャック１０と光ビーム照射装置２０との相対的な移動方向の変更とを組み合わせて、所望のプレチルト方向を得ることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  基板
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
１０  チャック
１１  ゲート
２０，２０’  光ビーム照射装置
２０ａ  ヘッド部
２１，２１ａ，２１ｂ  レーザー光源ユニット
２２，２２ａ，２２ｂ  光ファイバー
２３，２３ａ，２３ｂ  レンズ
２４  ミラー
２５  ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）
２６ａ，２６ｂ  投影レンズ
２７  ＤＭＤ駆動回路
２８  偏光子
２９  プリズム
３１，３３  リニアスケール
３２，３４  エンコーダ
４０  レーザー測長系制御装置
４１  レーザー光源
４２，４４  レーザー干渉計
４３，４５  バーミラー
６０  ステージ駆動回路
７０  主制御装置
７１  描画制御部
７２  メモリ
７３  バンド幅設定部
７４  中心点座標決定部
７５  座標決定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005430589.tif 000008
【図８】
0005430589.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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