露光装置及び露光方法
【課題】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。
【解決手段】光ビーム照射装置（２０）は、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（２５）、空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節する調節装置（５０）、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（２７）、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（２６ａ，２６ｂ）を有する。調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、空間的光変調器により変調された光ビームを照射光学系へその光軸に対して斜めに入射させ、照射光学系からチャックに支持された基板（１）へ直線偏光の光ビームを斜めに照射する。
【解決手段】光ビーム照射装置（２０）は、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（２５）、空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節する調節装置（５０）、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（２７）、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（２６ａ，２６ｂ）を有する。調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、空間的光変調器により変調された光ビームを照射光学系へその光軸に対して斜めに入射させ、照射光学系からチャックに支持された基板（１）へ直線偏光の光ビームを斜めに照射する。
【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、空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節する調節装置、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、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、空間的光変調器により変調された光ビームを照射光学系へその光軸に対して斜めに入射させ、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たものである。
【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、空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節する調節装置、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、光ビーム照射装置内において、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、空間的光変調器により変調された光ビームを照射光学系へその光軸に対して斜めに入射させ、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、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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、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ができる。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いので、タクトタイムが短縮されて、スループットが向上する。
【００１２】
また、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、チャックに支持された基板へ照射される光ビームの入射角度を変更し、配向膜に付与する配向特性のプレチルト角を制御することができる。
【００１３】
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、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞りと、調節装置により調節された光ビームの空間的光変調器への入射角度に応じ、絞りを照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動する絞り移動装置とを有するものである。また、本発明の配向膜の露光方法は、光ビーム照射装置内において、調節装置により調節した光ビームの空間的光変調器への入射角度に応じ、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞りを、照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動するものである。
【００１４】
照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞りは、通常、その開口の中心を照射光学系の光軸に合わせて設置される。本発明では、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、空間的光変調器により変調された光ビームを照射光学系へその光軸に対して斜めに入射させるので、照射光学系を通過する光ビームの光路が変化し、そのままでは、光ビームの一部が絞りで遮断されて、照射光学系を通過する光ビームの光量が低下する。調節装置により調節した光ビームの空間的光変調器への入射角度に応じ、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞りを、照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動することにより、照射光学系を通過する光ビームの光量の低下を抑制することができる。
【００１５】
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調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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。
【００１６】
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。
【００１７】
あるいは、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、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、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞り、及び絞りを照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動する絞り移動装置を有し、絞り移動装置により絞りの開口の中心を空間的光変調器により変調された光ビームの中心からずらし、照射光学系を通過する光ビームの一部を絞りで遮断して、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たものである。
【００１８】
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、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、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞り、及び絞りを照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動する絞り移動装置を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、光ビーム照射装置内において、絞り移動装置により絞りの開口の中心を空間的光変調器により変調された光ビームの中心からずらし、照射光学系を通過する光ビームの一部を絞りで遮断して、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ものである。
【００１９】
絞り移動装置により絞りの開口の中心を空間的光変調器により変調された光ビームの中心からずらし、照射光学系を通過する光ビームの一部を絞りで遮断して、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ので、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節することなく、絞りを照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動する簡単な動作で、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が斜めに照射される。
【００２０】
そして、絞り移動装置による絞りの移動方向を変えて、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、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ができる。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いので、タクトタイムが短縮されて、スループットが向上する。
【００２１】
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絞り移動装置による絞りの移動方向を変えて、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絞り移動装置による絞りの移動方向を変えて、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。
【００２２】
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】
【００２３】
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。
【００２４】
そして、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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、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ができる。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、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。
【００２５】
また、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、チャックに支持された基板へ照射される光ビームの入射角度を変更し、配向膜に付与する配向特性のプレチルト角を制御することができる。
【００２６】
さらに、光ビーム照射装置内において、調節装置により調節した光ビームの空間的光変調器への入射角度に応じ、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞りを、照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動することにより、照射光学系を通過する光ビームの光量の低下を抑制することができる。
【００２７】
さらに、光ビーム照射装置の調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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。
【００２８】
あるいは、絞り移動装置により絞りの開口の中心を空間的光変調器により変調された光ビームの中心からずらし、照射光学系を通過する光ビームの一部を絞りで遮断して、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ことにより、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節することなく、絞りを照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動する簡単な動作で、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ことができる。
【００２９】
そして、絞り移動装置による絞りの移動方向を変えて、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、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ができる。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、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。
【００３０】
さらに、光ビーム照射装置の絞り移動装置による絞りの移動方向を変えて、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】
【００３１】
【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】調節装置の動作を説明する図である。
【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】光ビームと絞りの位置関係を示す図である。
【図１１】調節装置の動作を説明する図である。
【図１２】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１３】光ビームと絞りの位置関係を示す図である。
【図１４】本発明の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１５】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１６】光ビームと絞りの位置関係を示す図である。
【図１７】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１８】光ビームと絞りの位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。光ビーム照射装置２０は、光ファイバー２２、レンズ２３、ミラー２４、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）２５、投影レンズ２６ａ，２６ｂ、ＤＭＤ駆動回路２７、偏光子２８、絞り２９、調節装置５０、及び絞り移動装置を含んで構成されている。光ファイバー２２は、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。光ファイバー２２から射出された光ビームは、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。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。
【００３７】
なお、偏光子２８は、レンズ２３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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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、光ビーム照射装置２０の調節装置５０は、支持台５１及びリニアモータを含んで構成されている。支持台５１は、ミラー２４を支持して回転する回転機構５１ａを有し、回転機構５１ａを回転してミラー２４の角度を変更する。リニアモータは、コイルを内蔵した可動子５２ａと、磁石を内蔵した固定子５２ｂとから成る。可動子５２ａのコイルに電流を流すと、コイルの電流と固定子５２ｂの磁石の磁界とから、フレミングの左手の法則によって、可動子５２ａに推力（ローレンツ力）が働き、可動子５２ａが固定子５２ｂに沿って移動する。可動子５２ａには、支持台５１が搭載されている。なお、調節装置５０には、リニアモータに限らず、ボールねじ及びモータ等の他の移動機構を用いてもよい。
【００５２】
調節装置５０は、主制御装置７０の制御により、支持台５１の回転機構５１ａを回転して、ミラー２４の角度を変更すると共に、リニアモータの可動子５２ａを移動して、ミラー２４の位置を変更し、ミラー２４からＤＭＤ２５へ照射される光ビームの入射角度を調節する。ミラー２４からＤＭＤ２５へ照射される光ビームの入射角度が変わると、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａにより反射される光ビームの反射角度が変化する。図４は、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａにより反射された光ビームの中心軸が、投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸と平行な状態を示している。このとき、投影レンズ２６ａ，２６ｂを透過した光ビームの中心軸は、チャック１０に支持された基板１の表面に対して、垂直となる。
【００５３】
図８及び図１１は、調節装置の動作を説明する図である。図８は、調節装置５０が、支持台５１の回転機構５１ａを矢印で示す様に反時計回りへ回転し、支持台５１を矢印で示す様に図面右方向へ移動して、ミラー２４からＤＭＤ２５へ照射される光ビームの入射角度を大きくした例を示している。このとき、図８に示す様に、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａにより反射された光ビームは、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。図１１は、調節装置５０が、支持台５１の回転機構５１ａを矢印で示す様に時計回りへ回転し、支持台５１を矢印で示す様に図面左方向へ移動して、ミラー２４からＤＭＤ２５へ照射される光ビームの入射角度を小さくした例を示している。このとき、図１１に示す様に、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａにより反射された光ビームは、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。
【００５４】
投影レンズ２６ａと投影レンズ２６ｂとの間には、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの回折光を制限する絞り２９が配置されている。図８及び図１１において、絞り２９は、その開口の中心を投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸に合わせて設置されている。このとき、調節装置５０によりミラー２４からＤＭＤ２５へ照射される光ビームの入射角度を調節して、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａにより反射された光ビームを、投影レンズ２６ａへその光軸に対して斜めに入射させると、投影レンズ２６ａを通過する光ビームの光路が変化し、そのままでは、光ビームの一部が絞り２９で遮断されて、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの光量が低下する。
【００５５】
絞り移動装置は、支持板５３及びリニアモータを含んで構成されている。支持板５３には、絞り２９が取り付けられ、絞り２９の開口に合わせて開口が設けられている。リニアモータは、コイルを内蔵した可動子５４ａと、磁石を内蔵した固定子５４ｂとから成る。可動子５４ａのコイルに電流を流すと、コイルの電流と固定子５４ｂの磁石の磁界とから、フレミングの左手の法則によって、可動子５４ａに推力（ローレンツ力）が働き、可動子５４ａが固定子５４ｂに沿って移動する。可動子５４ａには、支持板５３が取り付けられている。なお、絞り移動装置には、リニアモータに限らず、ボールねじ及びモータ等の他の移動機構を用いてもよい。
【００５６】
図９及び図１２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。絞り移動装置は、主制御装置７０の制御により、調節装置５０により調節された光ビームのＤＭＤ２５への入射角度に応じ、リニアモータの可動子５４ａを移動して、絞り２９を投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸に垂直な方向へ移動する。図９は、絞り移動装置が、光ビームのＤＭＤ２５への入射角度が大きくなったのに合わせて、支持板５３を矢印で示す様に図面左方向へ移動した例を示している。また、図１２は、絞り移動装置が、光ビームのＤＭＤ２５への入射角度が小さくなったのに合わせて、支持板５３を矢印で示す様に図面右方向へ移動した例を示している。
【００５７】
図１０及び図１３は、光ビームと絞りの位置関係を示す図である。図１０（ａ）及び図１３（ａ）は、図４の状態における光ビーム２と絞り２９の位置関係を示し、ＤＭＤ２５により変調された光ビーム２の中心と絞り２９に設けられた開口２９ａの中心とが一致している。図１０（ｂ）は、図８の状態における光ビーム２と絞り２９の位置関係を示し、ＤＭＤ２５により変調された光ビーム２が図面左側へ移動して、光ビーム２の中心が絞り２９の開口２９ａの中心から外れている。図１０（ｃ）は、図９の状態における光ビーム２と絞り２９の位置関係を示し、絞り２９が図面左側へ移動して、ＤＭＤ２５により変調された光ビーム２の中心と絞り２９の開口２９ａの中心とが一致している。また、図１３（ｂ）は、図１１の状態における光ビーム２と絞り２９の位置関係を示し、ＤＭＤ２５により変調された光ビーム２が図面右側へ移動して、光ビーム２の中心が絞り２９の開口２９ａの中心から外れている。図１３（ｃ）は、図１２の状態における光ビーム２と絞り２９の位置関係を示し、絞り２９が図面右側へ移動して、ＤＭＤ２５により変調された光ビーム２の中心と絞り２９の開口２９ａの中心とが一致している。
【００５８】
調節装置５０により調節した光ビームのＤＭＤ２５への入射角度に応じ、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの回折光を制限する絞り２９を、投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸に垂直な方向へ移動することにより、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの光量の低下を抑制することができる。
【００５９】
図９において、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。
【００６０】
図１２において、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。
【００６１】
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９及び図１２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。
【００６２】
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。
【００６３】
そして、調節装置５０によりＤＭＤ２５へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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、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ができる。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いので、タクトタイムが短縮されて、スループットが向上する。
【００６４】
また、調節装置５０によりＤＭＤ２５へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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入射角度を変更し、配向膜に付与する配向特性のプレチルト角を制御することができる。
【００６５】
さらに、光ビーム照射装置２０の調節装置５０によりＤＭＤ２５へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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。
【００６６】
図１４は、本発明の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。本実施の形態の光ビーム照射装置２０’は、図４に示した実施の形態の光ビーム照射装置２０の調節装置５０を有さず、ミラー２４は、図示しないミラー支持装置に固定されている。その他の構成要素は、図４に示した実施の形態の光ビーム照射装置２０と同様である。
【００６７】
図１４において、ミラー２４の角度は、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａにより反射された光ビームの中心軸が、投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸と平行になる様に設定されており、投影レンズ２６ａ，２６ｂを透過した光ビームの中心軸は、チャック１０に支持された基板１の表面に対して、垂直となる。本実施の形態では、光ビーム照射装置２０’内において、絞り移動装置により絞り２９の開口２９ａの中心をＤＭＤ２５により変調された光ビームの中心からずらし、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの一部を絞り２９で遮断して、投影レンズ２６ｂからチャック１０に支持された基板１へ直線偏光の光ビームを斜めに照射する。
【００６８】
図１５及び図１７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。絞り移動装置は、主制御装置７０の制御により、リニアモータの可動子５４ａを移動して、絞り２９を投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸に垂直な方向へ移動する。図１５は、絞り移動装置が、支持板５３を矢印で示す様に図面左方向へ移動した例を示している。また、図１７は、絞り移動装置が、支持板５３を矢印で示す様に図面右方向へ移動した例を示している。
【００６９】
図１６及び図１８は、光ビームと絞りの位置関係を示す図である。図１６（ａ）及び図１８（ａ）は、図１４の状態における光ビーム２と絞り２９の位置関係を示し、ＤＭＤ２５により変調された光ビーム２の中心と絞り２９に設けられた開口２９ａの中心とが一致している。図１６（ｂ）は、図１５の状態における光ビーム２と絞り２９の位置関係を示し、絞り２９が図面左側へ移動して、絞り２９の開口２９ａの中心がＤＭＤ２５により変調された光ビーム２の中心から外れている。このとき、今まで投影レンズ２６ｂを通過していた光ビームの右側の部分が絞り２９で遮断されるため、図１５において、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、全体として角度αを持って左斜め上方から照射される。
【００７０】
また、図１８（ｂ）は、図１７の状態における光ビーム２と絞り２９の位置関係を示し、絞り２９が図面右側へ移動して、絞り２９の開口２９ａの中心がＤＭＤ２５により変調された光ビーム２の中心から外れている。このとき、今まで投影レンズ２６ｂを通過していた光ビームの左側の部分が絞り２９で遮断されるため、図１７において、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、全体として角度αを持って右斜め上方から照射される。
【００７１】
絞り移動装置により絞り２９の開口２９ａの中心をＤＭＤ２５により変調された光ビームの中心からずらし、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの一部を絞りで遮断して、投影レンズ２６ｂからチャック１０に支持された基板１へ直線偏光の光ビームを斜めに照射するので、図４に示した光ビーム照射装置２０の調節装置５０によりＤＭＤ２５へ供給される光ビームの入射角度を調節することなく、絞り２９を投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸に垂直な方向へ移動する簡単な動作で、投影レンズ２６ｂからチャック１０に支持された基板１へ直線偏光の光ビームが斜めに照射される。
【００７２】
そして、絞り移動装置による絞り２９の移動方向を変えて、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、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ができる。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いので、タクトタイムが短縮されて、スループットが向上する。
【００７３】
図１５において、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。
【００７４】
図１７において、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。
【００７５】
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の走査方向との組合せは、図１５及び図１７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。
【００７６】
光ビーム照射装置２０’の絞り移動装置による絞り２９の移動方向を変えて、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。
【００７７】
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及び図１２、あるいは図１５及び図１７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及び図１２、あるいは図１５及び図１７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。
【００７８】
また、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。
【００７９】
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。
【００８０】
さらに、図４及び図９から図１３に示した実施の形態によれば、調節装置５０によりＤＭＤ２５へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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、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ができる。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、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。
【００８１】
また、調節装置５０によりＤＭＤ２５へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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入射角度を変更し、配向膜に付与する配向特性のプレチルト角を制御することができる。
【００８２】
さらに、光ビーム照射装置２０内において、調節装置５０により調節した光ビームのＤＭＤ２５への入射角度に応じ、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの回折光を制限する絞り２９を、投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸に垂直な方向へ移動することにより、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの光量の低下を抑制することができる。
【００８３】
さらに、光ビーム照射装置２０の調節装置５０によりＤＭＤ２５へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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。
【００８４】
あるいは、図１４から図１８に示した実施の形態によれば、絞り移動装置により絞り２９の開口２９ａの中心をＤＭＤ２５により変調された光ビームの中心からずらし、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの一部を絞り２９で遮断して、投影レンズ２６ｂからチャック１０に支持された基板１へ直線偏光の光ビームを斜めに照射することにより、図４に示した光ビーム照射装置２０の調節装置５０によりＤＭＤ２５へ供給される光ビームの入射角度を調節することなく、絞り２９を投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸に垂直な方向へ移動する簡単な動作で、投影レンズ２６ｂからチャック１０に支持された基板１へ直線偏光の光ビームを斜めに照射することができる。
【００８５】
そして、絞り移動装置による絞り２９の移動方向を変えて、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、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ができる。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、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。
【００８６】
さらに、光ビーム照射装置２０’の絞り移動装置による絞り２９の移動方向を変えて、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】
【００８７】
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 レーザー光源ユニット
２２ 光ファイバー
２３ 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 絞り
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
５０ 調節装置
５１ 支持台
５１ａ 回転機構
５２ａ，５４ａ 可動子
５２ｂ，５４ｂ 固定子
５３ 支持板
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
【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、空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節する調節装置、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、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、空間的光変調器により変調された光ビームを照射光学系へその光軸に対して斜めに入射させ、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たものである。
【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、空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節する調節装置、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、光ビーム照射装置内において、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、空間的光変調器により変調された光ビームを照射光学系へその光軸に対して斜めに入射させ、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、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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、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ができる。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いので、タクトタイムが短縮されて、スループットが向上する。
【００１２】
また、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、チャックに支持された基板へ照射される光ビームの入射角度を変更し、配向膜に付与する配向特性のプレチルト角を制御することができる。
【００１３】
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、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞りと、調節装置により調節された光ビームの空間的光変調器への入射角度に応じ、絞りを照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動する絞り移動装置とを有するものである。また、本発明の配向膜の露光方法は、光ビーム照射装置内において、調節装置により調節した光ビームの空間的光変調器への入射角度に応じ、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞りを、照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動するものである。
【００１４】
照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞りは、通常、その開口の中心を照射光学系の光軸に合わせて設置される。本発明では、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、空間的光変調器により変調された光ビームを照射光学系へその光軸に対して斜めに入射させるので、照射光学系を通過する光ビームの光路が変化し、そのままでは、光ビームの一部が絞りで遮断されて、照射光学系を通過する光ビームの光量が低下する。調節装置により調節した光ビームの空間的光変調器への入射角度に応じ、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞りを、照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動することにより、照射光学系を通過する光ビームの光量の低下を抑制することができる。
【００１５】
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調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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。
【００１６】
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。
【００１７】
あるいは、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、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、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞り、及び絞りを照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動する絞り移動装置を有し、絞り移動装置により絞りの開口の中心を空間的光変調器により変調された光ビームの中心からずらし、照射光学系を通過する光ビームの一部を絞りで遮断して、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たものである。
【００１８】
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、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、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞り、及び絞りを照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動する絞り移動装置を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、光ビーム照射装置内において、絞り移動装置により絞りの開口の中心を空間的光変調器により変調された光ビームの中心からずらし、照射光学系を通過する光ビームの一部を絞りで遮断して、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ものである。
【００１９】
絞り移動装置により絞りの開口の中心を空間的光変調器により変調された光ビームの中心からずらし、照射光学系を通過する光ビームの一部を絞りで遮断して、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ので、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節することなく、絞りを照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動する簡単な動作で、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が斜めに照射される。
【００２０】
そして、絞り移動装置による絞りの移動方向を変えて、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、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ができる。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いので、タクトタイムが短縮されて、スループットが向上する。
【００２１】
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絞り移動装置による絞りの移動方向を変えて、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絞り移動装置による絞りの移動方向を変えて、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。
【００２２】
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】
【００２３】
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。
【００２４】
そして、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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、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ができる。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、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。
【００２５】
また、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、チャックに支持された基板へ照射される光ビームの入射角度を変更し、配向膜に付与する配向特性のプレチルト角を制御することができる。
【００２６】
さらに、光ビーム照射装置内において、調節装置により調節した光ビームの空間的光変調器への入射角度に応じ、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞りを、照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動することにより、照射光学系を通過する光ビームの光量の低下を抑制することができる。
【００２７】
さらに、光ビーム照射装置の調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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。
【００２８】
あるいは、絞り移動装置により絞りの開口の中心を空間的光変調器により変調された光ビームの中心からずらし、照射光学系を通過する光ビームの一部を絞りで遮断して、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ことにより、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節することなく、絞りを照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動する簡単な動作で、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ことができる。
【００２９】
そして、絞り移動装置による絞りの移動方向を変えて、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、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ができる。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、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。
【００３０】
さらに、光ビーム照射装置の絞り移動装置による絞りの移動方向を変えて、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】
【００３１】
【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】調節装置の動作を説明する図である。
【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】光ビームと絞りの位置関係を示す図である。
【図１１】調節装置の動作を説明する図である。
【図１２】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１３】光ビームと絞りの位置関係を示す図である。
【図１４】本発明の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１５】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１６】光ビームと絞りの位置関係を示す図である。
【図１７】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１８】光ビームと絞りの位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。光ビーム照射装置２０は、光ファイバー２２、レンズ２３、ミラー２４、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）２５、投影レンズ２６ａ，２６ｂ、ＤＭＤ駆動回路２７、偏光子２８、絞り２９、調節装置５０、及び絞り移動装置を含んで構成されている。光ファイバー２２は、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。光ファイバー２２から射出された光ビームは、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。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。
【００３７】
なお、偏光子２８は、レンズ２３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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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、光ビーム照射装置２０の調節装置５０は、支持台５１及びリニアモータを含んで構成されている。支持台５１は、ミラー２４を支持して回転する回転機構５１ａを有し、回転機構５１ａを回転してミラー２４の角度を変更する。リニアモータは、コイルを内蔵した可動子５２ａと、磁石を内蔵した固定子５２ｂとから成る。可動子５２ａのコイルに電流を流すと、コイルの電流と固定子５２ｂの磁石の磁界とから、フレミングの左手の法則によって、可動子５２ａに推力（ローレンツ力）が働き、可動子５２ａが固定子５２ｂに沿って移動する。可動子５２ａには、支持台５１が搭載されている。なお、調節装置５０には、リニアモータに限らず、ボールねじ及びモータ等の他の移動機構を用いてもよい。
【００５２】
調節装置５０は、主制御装置７０の制御により、支持台５１の回転機構５１ａを回転して、ミラー２４の角度を変更すると共に、リニアモータの可動子５２ａを移動して、ミラー２４の位置を変更し、ミラー２４からＤＭＤ２５へ照射される光ビームの入射角度を調節する。ミラー２４からＤＭＤ２５へ照射される光ビームの入射角度が変わると、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａにより反射される光ビームの反射角度が変化する。図４は、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａにより反射された光ビームの中心軸が、投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸と平行な状態を示している。このとき、投影レンズ２６ａ，２６ｂを透過した光ビームの中心軸は、チャック１０に支持された基板１の表面に対して、垂直となる。
【００５３】
図８及び図１１は、調節装置の動作を説明する図である。図８は、調節装置５０が、支持台５１の回転機構５１ａを矢印で示す様に反時計回りへ回転し、支持台５１を矢印で示す様に図面右方向へ移動して、ミラー２４からＤＭＤ２５へ照射される光ビームの入射角度を大きくした例を示している。このとき、図８に示す様に、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａにより反射された光ビームは、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。図１１は、調節装置５０が、支持台５１の回転機構５１ａを矢印で示す様に時計回りへ回転し、支持台５１を矢印で示す様に図面左方向へ移動して、ミラー２４からＤＭＤ２５へ照射される光ビームの入射角度を小さくした例を示している。このとき、図１１に示す様に、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａにより反射された光ビームは、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。
【００５４】
投影レンズ２６ａと投影レンズ２６ｂとの間には、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの回折光を制限する絞り２９が配置されている。図８及び図１１において、絞り２９は、その開口の中心を投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸に合わせて設置されている。このとき、調節装置５０によりミラー２４からＤＭＤ２５へ照射される光ビームの入射角度を調節して、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａにより反射された光ビームを、投影レンズ２６ａへその光軸に対して斜めに入射させると、投影レンズ２６ａを通過する光ビームの光路が変化し、そのままでは、光ビームの一部が絞り２９で遮断されて、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの光量が低下する。
【００５５】
絞り移動装置は、支持板５３及びリニアモータを含んで構成されている。支持板５３には、絞り２９が取り付けられ、絞り２９の開口に合わせて開口が設けられている。リニアモータは、コイルを内蔵した可動子５４ａと、磁石を内蔵した固定子５４ｂとから成る。可動子５４ａのコイルに電流を流すと、コイルの電流と固定子５４ｂの磁石の磁界とから、フレミングの左手の法則によって、可動子５４ａに推力（ローレンツ力）が働き、可動子５４ａが固定子５４ｂに沿って移動する。可動子５４ａには、支持板５３が取り付けられている。なお、絞り移動装置には、リニアモータに限らず、ボールねじ及びモータ等の他の移動機構を用いてもよい。
【００５６】
図９及び図１２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。絞り移動装置は、主制御装置７０の制御により、調節装置５０により調節された光ビームのＤＭＤ２５への入射角度に応じ、リニアモータの可動子５４ａを移動して、絞り２９を投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸に垂直な方向へ移動する。図９は、絞り移動装置が、光ビームのＤＭＤ２５への入射角度が大きくなったのに合わせて、支持板５３を矢印で示す様に図面左方向へ移動した例を示している。また、図１２は、絞り移動装置が、光ビームのＤＭＤ２５への入射角度が小さくなったのに合わせて、支持板５３を矢印で示す様に図面右方向へ移動した例を示している。
【００５７】
図１０及び図１３は、光ビームと絞りの位置関係を示す図である。図１０（ａ）及び図１３（ａ）は、図４の状態における光ビーム２と絞り２９の位置関係を示し、ＤＭＤ２５により変調された光ビーム２の中心と絞り２９に設けられた開口２９ａの中心とが一致している。図１０（ｂ）は、図８の状態における光ビーム２と絞り２９の位置関係を示し、ＤＭＤ２５により変調された光ビーム２が図面左側へ移動して、光ビーム２の中心が絞り２９の開口２９ａの中心から外れている。図１０（ｃ）は、図９の状態における光ビーム２と絞り２９の位置関係を示し、絞り２９が図面左側へ移動して、ＤＭＤ２５により変調された光ビーム２の中心と絞り２９の開口２９ａの中心とが一致している。また、図１３（ｂ）は、図１１の状態における光ビーム２と絞り２９の位置関係を示し、ＤＭＤ２５により変調された光ビーム２が図面右側へ移動して、光ビーム２の中心が絞り２９の開口２９ａの中心から外れている。図１３（ｃ）は、図１２の状態における光ビーム２と絞り２９の位置関係を示し、絞り２９が図面右側へ移動して、ＤＭＤ２５により変調された光ビーム２の中心と絞り２９の開口２９ａの中心とが一致している。
【００５８】
調節装置５０により調節した光ビームのＤＭＤ２５への入射角度に応じ、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの回折光を制限する絞り２９を、投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸に垂直な方向へ移動することにより、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの光量の低下を抑制することができる。
【００５９】
図９において、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。
【００６０】
図１２において、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。
【００６１】
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９及び図１２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。
【００６２】
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。
【００６３】
そして、調節装置５０によりＤＭＤ２５へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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、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ができる。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いので、タクトタイムが短縮されて、スループットが向上する。
【００６４】
また、調節装置５０によりＤＭＤ２５へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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入射角度を変更し、配向膜に付与する配向特性のプレチルト角を制御することができる。
【００６５】
さらに、光ビーム照射装置２０の調節装置５０によりＤＭＤ２５へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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。
【００６６】
図１４は、本発明の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。本実施の形態の光ビーム照射装置２０’は、図４に示した実施の形態の光ビーム照射装置２０の調節装置５０を有さず、ミラー２４は、図示しないミラー支持装置に固定されている。その他の構成要素は、図４に示した実施の形態の光ビーム照射装置２０と同様である。
【００６７】
図１４において、ミラー２４の角度は、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａにより反射された光ビームの中心軸が、投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸と平行になる様に設定されており、投影レンズ２６ａ，２６ｂを透過した光ビームの中心軸は、チャック１０に支持された基板１の表面に対して、垂直となる。本実施の形態では、光ビーム照射装置２０’内において、絞り移動装置により絞り２９の開口２９ａの中心をＤＭＤ２５により変調された光ビームの中心からずらし、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの一部を絞り２９で遮断して、投影レンズ２６ｂからチャック１０に支持された基板１へ直線偏光の光ビームを斜めに照射する。
【００６８】
図１５及び図１７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。絞り移動装置は、主制御装置７０の制御により、リニアモータの可動子５４ａを移動して、絞り２９を投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸に垂直な方向へ移動する。図１５は、絞り移動装置が、支持板５３を矢印で示す様に図面左方向へ移動した例を示している。また、図１７は、絞り移動装置が、支持板５３を矢印で示す様に図面右方向へ移動した例を示している。
【００６９】
図１６及び図１８は、光ビームと絞りの位置関係を示す図である。図１６（ａ）及び図１８（ａ）は、図１４の状態における光ビーム２と絞り２９の位置関係を示し、ＤＭＤ２５により変調された光ビーム２の中心と絞り２９に設けられた開口２９ａの中心とが一致している。図１６（ｂ）は、図１５の状態における光ビーム２と絞り２９の位置関係を示し、絞り２９が図面左側へ移動して、絞り２９の開口２９ａの中心がＤＭＤ２５により変調された光ビーム２の中心から外れている。このとき、今まで投影レンズ２６ｂを通過していた光ビームの右側の部分が絞り２９で遮断されるため、図１５において、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、全体として角度αを持って左斜め上方から照射される。
【００７０】
また、図１８（ｂ）は、図１７の状態における光ビーム２と絞り２９の位置関係を示し、絞り２９が図面右側へ移動して、絞り２９の開口２９ａの中心がＤＭＤ２５により変調された光ビーム２の中心から外れている。このとき、今まで投影レンズ２６ｂを通過していた光ビームの左側の部分が絞り２９で遮断されるため、図１７において、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、全体として角度αを持って右斜め上方から照射される。
【００７１】
絞り移動装置により絞り２９の開口２９ａの中心をＤＭＤ２５により変調された光ビームの中心からずらし、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの一部を絞りで遮断して、投影レンズ２６ｂからチャック１０に支持された基板１へ直線偏光の光ビームを斜めに照射するので、図４に示した光ビーム照射装置２０の調節装置５０によりＤＭＤ２５へ供給される光ビームの入射角度を調節することなく、絞り２９を投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸に垂直な方向へ移動する簡単な動作で、投影レンズ２６ｂからチャック１０に支持された基板１へ直線偏光の光ビームが斜めに照射される。
【００７２】
そして、絞り移動装置による絞り２９の移動方向を変えて、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、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ができる。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いので、タクトタイムが短縮されて、スループットが向上する。
【００７３】
図１５において、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。
【００７４】
図１７において、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。
【００７５】
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の走査方向との組合せは、図１５及び図１７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。
【００７６】
光ビーム照射装置２０’の絞り移動装置による絞り２９の移動方向を変えて、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。
【００７７】
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及び図１２、あるいは図１５及び図１７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及び図１２、あるいは図１５及び図１７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。
【００７８】
また、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。
【００７９】
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。
【００８０】
さらに、図４及び図９から図１３に示した実施の形態によれば、調節装置５０によりＤＭＤ２５へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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、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ができる。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、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。
【００８１】
また、調節装置５０によりＤＭＤ２５へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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入射角度を変更し、配向膜に付与する配向特性のプレチルト角を制御することができる。
【００８２】
さらに、光ビーム照射装置２０内において、調節装置５０により調節した光ビームのＤＭＤ２５への入射角度に応じ、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの回折光を制限する絞り２９を、投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸に垂直な方向へ移動することにより、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの光量の低下を抑制することができる。
【００８３】
さらに、光ビーム照射装置２０の調節装置５０によりＤＭＤ２５へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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。
【００８４】
あるいは、図１４から図１８に示した実施の形態によれば、絞り移動装置により絞り２９の開口２９ａの中心をＤＭＤ２５により変調された光ビームの中心からずらし、投影レンズ２６ｂを通過する光ビームの一部を絞り２９で遮断して、投影レンズ２６ｂからチャック１０に支持された基板１へ直線偏光の光ビームを斜めに照射することにより、図４に示した光ビーム照射装置２０の調節装置５０によりＤＭＤ２５へ供給される光ビームの入射角度を調節することなく、絞り２９を投影レンズ２６ａ，２６ｂの光軸に垂直な方向へ移動する簡単な動作で、投影レンズ２６ｂからチャック１０に支持された基板１へ直線偏光の光ビームを斜めに照射することができる。
【００８５】
そして、絞り移動装置による絞り２９の移動方向を変えて、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、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ができる。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、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。
【００８６】
さらに、光ビーム照射装置２０’の絞り移動装置による絞り２９の移動方向を変えて、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】
【００８７】
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 レーザー光源ユニット
２２ 光ファイバー
２３ 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 絞り
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
５０ 調節装置
５１ 支持台
５１ａ 回転機構
５２ａ，５４ａ 可動子
５２ｂ，５４ｂ 固定子
５３ 支持板
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
【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、空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節する調節装置、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、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、空間的光変調器により変調された光ビームを照射光学系へその光軸に対して斜めに入射させ、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た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、
前記照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞りと、
前記調節装置により調節された光ビームの前記空間的光変調器への入射角度に応じ、前記絞りを前記照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動する絞り移動装置とを有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調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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、空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節する調節装置、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、
光ビーム照射装置内において、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、空間的光変調器により変調された光ビームを照射光学系へその光軸に対して斜めに入射させ、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ことを特徴とする配向膜の露光方法。
【請求項５】
光ビーム照射装置内において、調節装置により調節した光ビームの空間的光変調器への入射角度に応じ、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞りを、照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動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調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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。
【請求項７】
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、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、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞り、及び絞りを照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動する絞り移動装置を有し、絞り移動装置により絞りの開口の中心を空間的光変調器により変調された光ビームの中心からずらし、照射光学系を通過する光ビームの一部を絞りで遮断して、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たことを特徴とする配向膜の露光装置。
【請求項８】
前記光ビーム照射装置の絞り移動装置による絞りの移動方向を変えて、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７に記載の配向膜の露光装置。
【請求項９】
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、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、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞り、及び絞りを照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動する絞り移動装置を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、
光ビーム照射装置内において、絞り移動装置により絞りの開口の中心を空間的光変調器により変調された光ビームの中心からずらし、照射光学系を通過する光ビームの一部を絞りで遮断して、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ことを特徴とする配向膜の露光方法。
【請求項１０】
光ビーム照射装置の絞り移動装置による絞りの移動方向を変えて、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９に記載の配向膜の露光方法。
【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、空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節する調節装置、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、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、空間的光変調器により変調された光ビームを照射光学系へその光軸に対して斜めに入射させ、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た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、
前記照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞りと、
前記調節装置により調節された光ビームの前記空間的光変調器への入射角度に応じ、前記絞りを前記照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動する絞り移動装置とを有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調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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、空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節する調節装置、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、
光ビーム照射装置内において、調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、空間的光変調器により変調された光ビームを照射光学系へその光軸に対して斜めに入射させ、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ことを特徴とする配向膜の露光方法。
【請求項５】
光ビーム照射装置内において、調節装置により調節した光ビームの空間的光変調器への入射角度に応じ、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞りを、照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動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調節装置により空間的光変調器へ供給される光ビームの入射角度を調節して、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。
【請求項７】
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、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、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞り、及び絞りを照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動する絞り移動装置を有し、絞り移動装置により絞りの開口の中心を空間的光変調器により変調された光ビームの中心からずらし、照射光学系を通過する光ビームの一部を絞りで遮断して、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たことを特徴とする配向膜の露光装置。
【請求項８】
前記光ビーム照射装置の絞り移動装置による絞りの移動方向を変えて、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７に記載の配向膜の露光装置。
【請求項９】
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、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、照射光学系を通過する光ビームの回折光を制限する絞り、及び絞りを照射光学系の光軸に垂直な方向へ移動する絞り移動装置を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、
光ビーム照射装置内において、絞り移動装置により絞りの開口の中心を空間的光変調器により変調された光ビームの中心からずらし、照射光学系を通過する光ビームの一部を絞りで遮断して、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ことを特徴とする配向膜の露光方法。
【請求項１０】
光ビーム照射装置の絞り移動装置による絞りの移動方向を変えて、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９に記載の配向膜の露光方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１２−１４１５０４（Ｐ２０１２−１４１５０４Ａ）
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７２２（Ｐ２０１１−７２２）
【出願日】平成２３年１月５日（２０１１．１．５）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月２６日（２０１２．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月５日（２０１１．１．５）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
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