专利名称：曝光装置以及曝光方法
技术领域：
本发明涉及一种配向膜的曝光装置以及曝光方法，在液晶显示装置的制造过程中，将直线偏光的曝光光束照射至包含高分子化合物的配向膜，使配向膜产生调整液晶的排列方向的配向特性，本发明特别涉及如下的配向膜的曝光装置以及曝光方法，使用光掩模(photomask)(以下称为“光罩”)在一个基板上的配向膜中形成多个不同的配向区域。
背景技术：
将液晶封入至薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)基板与彩色滤光片 (color filter)基板之间，从而制造有源矩阵(active matrix)驱动方式的液晶显示装置， 在TFT基板以及彩色滤光片基板的表面，形成有用以调整液晶的排列方向的配向膜。以往， 借由“摩擦(riAbing)法”来进行如下的处理，所述“摩擦法”利用布来对配向膜的表面进行擦拭，所述处理使配向膜产生调整液晶的排列方向的配向特性，但近年来，已开发出了“光配向法”，该“光配向法”将直线偏光的紫外光照射至包含聚酰亚胺等的高分子化合物的配向膜，选择性地使偏光方向的高分子链发生反应，从而产生异向性。
专利文献1中揭示有如下的技术，即，为了使液晶显示装置的视野角扩大，使显示品质提高，以及使对比度(contrast)提高，在包夹着液晶层的一对基板上，将各基板上的配向膜分别分割成预倾斜(pretilt)方向相差约180°的两个配向区域，以使一个基板上的配向区域的边界与另一个基板上的配向区域的边界大致正交的方式，使两个基板贴合， 从而形成四个配向状态的区域。
[先前技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开平11-35M86号公报
如专利文献1所述，为了在一个基板上的配向膜中形成多个不同的配向区域，必须将直线偏光的紫外光从不同的方向，倾斜地照射至每个配向区域。另外，为了对每个配向区域进行曝光，需要将曝光的配向区域以外的区域予以覆盖的光罩。
以往，在光刻(photolithography)技术中所使用的接近(proximity)曝光装置中，在光罩的上方设置有曝光光束照射装置，垂直地将曝光光束从曝光光束照射装置照射至光罩，所述接近曝光装置是在光罩与基板之间设置有微小的间隙(接近间隙(proximity gap))，将光罩的图案(pattern)转印至基板。对于对配向膜进行曝光的曝光装置而言，若使用与接近曝光装置相同的构成，将曝光光束倾斜地从曝光光束照射装置照射至光罩，则曝光光束所通过的区域会大幅度地扩大，装置内需要大空间。
另外，以往的接近曝光装置中所使用的曝光光束照射装置无法将曝光光束的照射方向予以变更，因此，为了在一个基板上的配向膜中形成多个不同的配向区域，必须在每次对各配向区域进行曝光时，将基板从夹具(Chuck)上拆除之后使基板的朝向旋转。因此，存在如下的问题，即，工作时间(tact time)变长，产量(throughput)下降。发明内容
本发明的课题在于将曝光光束倾斜地照射至配向膜而不使曝光光束所通过的区域大幅度地扩大。另外，本发明的课题在于当在一个基板上的配向膜中形成多个不同的配向区域时，使工作时间缩短，从而使产量提高。
本发明的配向膜的曝光装置包括支撑着基板的夹具、保持着光罩的光罩固定架 (mask holder)、以及照射出直线偏光的曝光光束的曝光光束照射装置，在光罩与基板之间设置微小的间隙，将从所述曝光光束照射装置照射出的直线偏光的曝光光束经由光罩而照射至基板，使涂布于基板的配向膜产生调整液晶的排列方向的配向特性，在配向膜的曝光装置中，将光偏转元件设置于光罩的上表面或下表面，将曝光光束倾斜地从光罩照射至基板，所述光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束透过，且使曝光光束的前进方向倾斜。
另外，本发明的配向膜的曝光方法是利用夹具来支撑着基板，利用光罩固定架来保持着光罩，在光罩与基板之间设置微小的间隙，将从曝光光束照射装置照射出的直线偏光的曝光光束经由光罩而照射至基板，使涂布于基板的配向膜产生调整液晶的排列方向的配向特性，将光偏转元件设置于光罩的上表面或下表面，将曝光光束倾斜地从光罩照射至基板，所述光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束透过，且使曝光光束的前进方向倾斜。
将光偏转元件设置于光罩的上表面或下表面，将曝光光束倾斜地从光罩照射至基板，所述光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束透过，且使曝光光束的前进方向倾斜，因此，与直接将曝光光束倾斜地从曝光光束照射装置照射至光罩的情况相比较， 曝光光束所通过的区域不会大幅度地扩大，曝光光束倾斜地向配向膜照射。
而且，本发明的配向膜的曝光装置是将多个种类的光偏转元件设置于光罩的上表面或下表面，各种光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向分别向不同的方向倾斜。另外，本发明的配向膜的曝光方法是将多个种类的光偏转元件设置于光罩的上表面或下表面，所述多个种类的光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向分别向不同的方向倾斜。将多个种类的光偏转元件设置于光罩的上表面或下表面，所述多个种类的光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向分别向不同的方向倾斜，因此，曝光光束从不同的方向，倾斜地同时从光罩照射至基板。因此，当在一个基板上的配向膜中形成多个不同的配向区域时，无需每次在对各配向区域进行曝光时，将基板从夹具上拆除之后使基板的朝向旋转，可同时形成多个不同的配向区域， 因此，工作时间缩短，产量提高。
而且，本发明的配向膜的曝光装置是将两种光偏转元件设置于光罩的下表面，各种光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差180 度的方向倾斜。另外，本发明的配向膜的曝光方法是将两种光偏转元件设置于光罩的下表面，所述两种光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差180度的方向倾斜。将两种光偏转元件设置于光罩的下表面，所述两种光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差180度的方向倾斜，因此，曝光光束分别从大致相差180度的方向，倾斜地同时从光罩照射至基板，在一个基板上的配向膜中，同时形成预倾斜方向大致相差180度的两种配向区域。
或者，本发明的配向膜的曝光装置是将四种光偏转元件设置于光罩的下表面，各种光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差90度的方向倾斜。另外，本发明的配向膜的曝光方法是将四种光偏转元件设置于光罩的下表面， 所述四种光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差90度的方向倾斜。将四种光偏转元件设置于光罩的下表面，所述四种光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差90度的方向倾斜，因此，曝光光束分别从大致相差90度的方向，倾斜地同时从光罩照射至基板，在一个基板上的配向膜中，同时形成预倾斜方向大致相差90度的四种配向区域。
或者，本发明的配向膜的曝光装置是将两种光偏转元件设置于光罩的下表面，各种光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差90度的方向倾斜。另外，本发明的配向膜的曝光方法是将两种光偏转元件设置于光罩的下表面， 所述两种光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差90度的方向倾斜。将两种光偏转元件设置于光罩的下表面，所述两种光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差90度的方向倾斜，因此，曝光光束分别从大致相差90度的方向，倾斜地同时从光罩照射至基板，在一个基板上的配向膜中，同时形成预倾斜方向大致相差90度的两种配向区域。
而且，在本发明的配向膜的曝光装置中，光偏转元件为透射型闪耀(blazed)衍射光栅，该透射型闪耀衍射光栅槽的剖面形状为锯齿状。另外，本发明的配向膜的曝光方法是使用槽的剖面形状为锯齿状的透射型闪耀衍射光栅作为光偏转元件。使用透射型闪耀衍射光栅作为光偏转元件，借此，透过光偏转元件时的曝光光束的损失少。
[发明的效果]
根据本发明，将光偏转元件设置于光罩的上表面或下表面，将曝光光束倾斜地从光罩照射至基板，所述光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束透过，且使曝光光束的前进方向倾斜，借此，可将曝光光束倾斜地照射至配向膜而不会使曝光光束所通过的区域大幅度地扩大。
而且，根据本发明，将多个种类的光偏转元件设置于光罩的上表面或下表面，所述多个种类的光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向分别向不同的方向倾斜，借此，当在一个基板上的配向膜中形成多个不同的配向区域时，可使工作时间缩短，从而使产量提高。
而且，根据本发明，将两种光偏转元件设置于光罩的下表面，所述两种光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差180度的方向倾斜， 借此，可在一个基板上的配向膜中，同时形成预倾斜方向大致相差180度的两种配向区域。
或者，根据本发明，将四种光偏转元件设置于光罩的下表面，所述四种光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差90度的方向倾斜， 借此，可在一个基板上的配向膜中，同时形成预倾斜方向大致相差90度的四种配向区域。
或者，根据本发明，将两种光偏转元件设置于光罩的下表面，所述两种光偏转元件使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差90度的方向倾斜， 借此，可在一个基板上的配向膜中，同时形成预倾斜方向大致相差90度的两种配向区域。
而且，根据本发明，使用透射型闪耀衍射光栅作为光偏转元件，借此，可使透过光偏转元件时的曝光光束的损失减少。
图1是表示本发明的一个实施方式的配向膜的曝光装置的概略构成的图。
图2是从上方来对第一平面镜、凹面镜以及第二平面镜的配置进行观察所见的图。
图3(a)是本发明的一个实施方式的光罩的顶视图。
图3 (b)是图3 (a)的A-A部分的剖面图。
图3 (c)是图3 (a)的B-B部分的剖面图。
图4(a)是本发明的其它实施方式的光罩的底视图，
图4(b)是图4(a)的C-C部分的剖面图。
图4(c)是图4(a)的D-D部分的剖面图。
图5(a)是本发明的另一实施方式的光罩的底视图。
图5 (b)是图5 (a)的E-E部分的剖面图。
图5 (c)是图5 (a)的F-F部分的剖面图。
图6(a)是本发明的另一实施方式的光罩的底视图。
图6(b)是图6(a)的G-G部分的剖面图。
图6 (c)是图6 (a)的H-H部分的剖面图。
1 基板2 光罩
2a:图案
2b、2c、2d、2e、2f、2g、2h、2i、2j、2k 光偏转元件
3:基座4:X引导件
5:X平台6:Y引导件
7 :Υ平台8 θ平台
9 夹具支撑台10夹具
20:光罩固定架30曝光光束照射装置
31 灯32聚光镜
33 第一平面镜34透镜群
35 挡门36偏光元件
37 凹面镜38第二平面镜
40 光源控制装置41电源
60:平台驱动电路70主控制装置
A-A、B-B、C-C、D-D、E--E、F-F、G-G、H-H部分
Χ、Υ、Ζ、θ 方向具体实施方式
图1是表示本发明的一个实施方式的配向膜的曝光装置的概略构成的图。曝光装置包括基座(base) 3、X引导件(guide) 4、X平台(stage) 5、Y引导件6、Y平台7、θ平台 8、夹具支撑台9、夹具10、光罩固定架20、曝光光束照射装置30、光源控制装置40、平台驱动电路60、以及主控制装置70。曝光装置除了包括所述构件之外，还包括基板搬送机械臂 (robot)、温度控制单元(unit)等，所述基板搬送机械臂将基板1搬入至夹具10，且将基板 1从夹具10上搬出，所述温度控制单元对装置内的温度进行管理。
再者，以下所说明的实施方式中的XY方向为例示，也可对X方向与Y方向进行调换。
图1中，夹具10位于对基板1的配向膜进行曝光的曝光位置。在远离曝光位置的装载(load)/卸载(unload)位置，借由未图示的基板搬送机械臂来将基板1搬入至夹具 10，且将基板1从夹具10中搬出。使用设置于夹具10的多个顶出销(pin)，将基板1装载于夹具10以及从夹具10中卸载基板1。顶出销收纳在夹具10的内部，所述顶出销从夹具 10的内部上升，当将基板1装载于夹具10时，所述顶出销从基板搬送机械臂接受基板1，当从夹具10上卸载基板1时，所述顶出销将基板1递送至基板搬送机械臂。夹具10对基板1 的背面进行真空吸附，从而支撑着该基板1的背面。基板1的表面涂布有包含聚酰亚胺等的高分子化合物的配向膜。
夹具10经由夹具支撑台9而搭载于θ平台8，在θ平台8的下方设置有Y平台7 以及X平台5。X平台5搭载于基座3上所设置的X引导件4，且沿着X引导件4向X方向 (图1的附图纵深方向)移动。Y平台7搭载于X平台5上所设置的Y引导件6，且沿着Y 引导件6向Y方向(图1的附图横方向)移动。θ平台8搭载于Y平台7，且向θ方向旋转。夹具支撑台9搭载于θ平台8，且在多个部位支撑着夹具10。X平台5、Υ平台7、以及 θ平台8中设置有滚珠螺杆(ball screw)以及马达(motor)、或线性马达(linear motor) 等的未图示的驱动机构，各驱动机构是由平台驱动电路60来驱动。
X平台5向X方向移动以及Y平台7向Y方向移动，借此来使夹具10在装载/ 卸载位置与曝光位置之间移动。在装载/卸载位置，X平台5向X方向移动，Y平台7向 Y方向移动，以及θ平台8向θ方向旋转，借此来对搭载于夹具10的基板1进行预对准 (prealignment)。在曝光位置，利用未图示的Z-倾斜(tilt)机构来使后述的光罩固定架 20向Z方向(图1的附图上下方向)移动以及倾斜，借此来使光罩2与基板1的间隙对准。 接着，X平台5向X方向移动，Y平台7向Y方向移动，以及θ平台8向θ方向旋转，借此来使光罩2与基板1的位置对准。主控制装置70对平台驱动电路60进行控制，从而使X 平台5向X方向移动，使Y平台7向Y方向移动，以及使θ平台8向θ方向旋转。
再者，在本实施方式中，使光罩固定架20向Z方向移动以及倾斜，借此来使光罩2 与基板1的间隙对准，但也可将ζ-倾斜机构设置于夹具支撑台9，使夹具10向Z方向移动以及倾斜，借此来使光罩2与基板1的间隙对准。
曝光光束照射装置30包括灯(lamp) 31、聚光镜32、第一平面镜33、透镜群34、挡门(shutter) 35、偏光元件36、凹面镜37、第二平面镜38、以及电源41。使用如水银灯、卤素灯(halogen lamp)、以及氙气灯(xenon lamp)等的在灯泡(bulb)内封入有高压气体(gas) 的放电型的灯作为灯31。在灯31的周围设置有聚光镜32，该聚光镜32使灯31所产生的光汇聚。灯31所产生的光因聚光镜32而汇聚，且向第一平面镜33照射。
图2是从上方来对第一平面镜、凹面镜以及第二平面镜的配置进行观察所见的图。被第一平面镜33反射的光向包含复眼透镜(fly eye lens)或柱状透镜(rod lens)等的透镜群34入射，透过透镜群34之后，该光的照度分布变得均一。挡门35在对基板1的配向膜进行曝光时打开，在不进行曝光时关闭。当挡门35打开时，透过透镜群34的光透过偏光元件36而成为直线偏光，接着被凹面镜37反射之后而成为平行光束。图1中，被凹面镜37反射的光被第二平面镜38反射，接着垂直地向附图下方照射。光源控制装置40借由主控制装置70的控制来对从电源41向灯31供给的电力进行控制，从而对曝光光束的照度进行调节。在曝光位置的上方，设置有保持着光罩2的光罩固定架20。在光罩固定架20中设置有供曝光光束通过的开ロ，在光罩固定架20的下表面的开ロ的周围，设置有未图示的吸附槽。光罩固定架20借由未图示的吸附槽来对光罩2的周边部进行真空吸附，从而将光罩 2保持于下表面。从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束透过光罩2而向基板1照射， 借此来对基板1的配向膜进行曝光。以下，对本实施方式的配向膜的曝光方法进行说明。图3(a)是本发明的一个实施方式的光罩的顶视图，图3(b)是图3(a)的A-A部分的剖面图，图3(c)是图3(a)的B-B部分的剖面图。如图3(b)、图3(c)所示，在光罩2的下表面形成有图案加。曝光光束会透过光罩2的下表面的未形成有图案加的部分。如图3 (a)、图3 (b)、以及图3 (c)所示，在光罩 2的上表面安装有光偏转元件2b、2c。该光偏转元件2b、2c使垂直地从曝光光束照射装置 30照射出的曝光光束透过，且使曝光光束的前进方向朝彼此大致相差180度的方向傾斜， 从而将曝光光束倾斜地从光罩2照射至基板1。在本实施方式中，使用槽的剖面形状为锯齿状的透射型闪耀衍射光栅作为光偏转元件2b、2c。使用槽的剖面形状为锯齿状的透射型闪耀衍射光栅作为光偏转元件2b、2c，借此，透过光偏转元件2b、2c时的曝光光束的损失少。 图3 (a)中，光偏转元件2b、2c上的箭头表示借由光偏转元件2b、2c来使曝光光束倾斜时的方向。如图3(b)所示，垂直地从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束透过光偏转元件2b之后，前进方向朝左斜下方傾斜，且从右斜上方照射至基板1。因此，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着曝光光束的前进方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图左側。另外，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着与曝光光束的前进方向相反的方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图右側。另外，如图3 (C)所示，垂直地从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束透过光偏转元件2c之后，前进方向朝右斜下方傾斜，且从左斜上方照射至基板1。因此，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着曝光光束的前进方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图右侧。另外，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着与曝光光束的前进方向相反的方向吋， 借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图左侧。图4(a)是本发明的其它实施方式的光罩的底视图，图4(b)是图4(a)的C-C部分的剖面图，图4(c)是图4(a)的D-D部分的剖面图。如图4 (a)、图4 (b)、以及图4 (c)所示， 在光罩2的下表面形成有图案加。曝光光束会透过光罩2的下表面的未形成有图案加的部分。在光罩2的下表面的未形成有图案加的部分，形成有光偏转元件2d、2e。该光偏转元件2d、加使垂直地从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束透过，且使曝光光束的前进方向朝彼此大致相差180度的方向傾斜，从而将曝光光束倾斜地从光罩2照射至基板1。在本实施方式中，使用槽的剖面形状为锯齿状的透射型闪耀衍射光栅作为光偏转元件2d、2e。 使用槽的剖面形状为锯齿状的透射型闪耀衍射光栅作为光偏转元件2d、2e，借此，透过光偏转元件2(1、加时的曝光光束的损失少。图4(a)中，光偏转元件2dJe上的箭头表示借由光偏转元件2d、加来使曝光光束倾斜时的方向。如图4(b)所示，垂直地从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束透过光偏转元件2d之后，前进方向朝左斜下方傾斜，且从右斜上方照射至基板1。因此，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着曝光光束的前进方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图左側。另外，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着与曝光光束的前进方向相反的方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图右側。另外，如图4 (c)所示，垂直地从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束透过光偏转元件2e之后，前进方向朝右斜下方傾斜，且从左斜上方照射至基板1。因此，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着曝光光束的前进方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图右侧。另外，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着与曝光光束的前进方向相反的方向吋， 借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图左侧。将光偏转元件2b、2c或光偏转元件2d、加设置于光罩2的上表面或下表面，将曝光光束倾斜地从光罩2照射至基板1，所述光偏转元件2b、2c或光偏转元件2d、加使从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束透过，且使曝光光束的前进方向傾斜，因此，与直接将曝光光束倾斜地从曝光光束照射装置30照射至光罩2的情况相比较，曝光光束所通过的区域不会大幅度地扩大，曝光光束倾斜地向基板1的配向膜照射。而且，将多个种类的光偏转元件2b、2c或光偏转元件2d、加设置于光罩的上表面或下表面，所述多个种类的光偏转元件2b、2c或光偏转元件2dJe使从曝光光束照射装置照射出的曝光光束的前进方向分別向不同的方向傾斜，因此，曝光光束分别从不同的方向， 倾斜地同时从光罩2照射至基板1。因此，当在ー个基板上的配向膜中形成多个不同的配向区域吋，无需每次在对各配向区域进行曝光时，将基板1从夹具10上拆除之后使基板1的朝向旋转，可同时形成多个不同的配向区域，因此，工作时间缩短，产量提高。特别是将两种光偏转元件2b、2c或光偏转元件2(1、加设置于光罩的上表面或下表面，所述两种光偏转元件2b、2c或光偏转元件2d、加使从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差180度的方向傾斜，因此，在ー个基板上的配向膜中，同时形成预倾斜方向大致相差180度的两种配向区域。图5(a)是本发明的另ー实施方式的光罩的底视图，图5(b)是图5(a)的E-E部分的剖面图，图5(c)是图5(a)的F-F部分的剖面图。如图5 (a)、图5 (b)、以及图5 (c)所示， 在光罩2的下表面形成有图案加。曝光光束会透过光罩2的下表面的未形成有图案加的部分。在光罩2的下表面的未形成有图案加的部分，形成有光偏转元件2f、2g、au2i。该光偏转元件2f、2g、au2i使垂直地从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束透过，且使曝光光束的前进方向朝彼此大致相差90度的方向傾斜，从而将曝光光束倾斜地从光罩2照射至基板1。在本实施方式中，使用槽的剖面形状为锯齿状的透射型闪耀衍射光栅作为光偏转元件2f、2g、au2i。使用槽的剖面形状为锯齿状的透射型闪耀衍射光栅作为光偏转元件 2f、2g、ai、2i，借此，透过光偏转元件2f、2g、2h、2i时的曝光光束的损失少。图5 (a)中，光偏转元件2ム28、池、2丨上的箭头表示借由光偏转元件2ム28、》1、2丨来使曝光光束倾斜时的方向。如图5(b)所示，垂直地从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束透过光偏转元件2f之后，前进方向朝左斜下方傾斜，且从右斜上方照射至基板1。因此，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着曝光光束的前进方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图左側。另外，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着与曝光光束的前进方向相反的方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图右側。另外，垂直地从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束透过光偏转元件2i之后， 前进方向沿着附图近前方向朝斜下方傾斜，且从附图纵深方向的斜上方照射至基板1。因此，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着曝光光束的前进方向吋，借由从光罩2向基板 1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图近前侧。另外，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着与曝光光束的前进方向相反的方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图纵深侧。如图5(c)所示，垂直地从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束透过光偏转元件2g之后，前进方向沿着附图纵深方向朝斜下方傾斜，且从附图近前方向的斜上方照射至基板1。因此，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着曝光光束的前进方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图纵深侧。另外，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着与曝光光束的前进方向相反的方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图近前侧。另外，垂直地从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束透过光偏转元件池之后， 前进方向朝右斜下方傾斜，且从左斜上方照射至基板1。因此，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着曝光光束的前进方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图右側。另外，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着与曝光光束的前进方向相反的方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图左側。将四种光偏转元件2f、2g、au2i设置于光罩2的下表面，所述四种光偏转元件2f、 2g、2h、2i使从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差90度的方向傾斜，因此，曝光光束分别从大致相差90度的方向，倾斜地同时从光罩2照射至基板 1，在ー个基板上的配向膜中，同时形成预倾斜方向大致相差90度的四种配向区域。
图6(a)是本发明的另ー实施方式的光罩的底视图，图6(b)是图6(a)的G-G部分的剖面图，图6(c)是图6(a)的H-H部分的剖面图。如图6 (a)、图6 (b)、以及图6 (c)所示， 在光罩2的下表面形成有图案加。曝光光束会透过光罩2的下表面的未形成有图案加的部分。在光罩2的下表面的未形成有图案加的部分，形成有光偏转元件2j、2k。该光偏转元件2 jjk使垂直地从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束透过，且使曝光光束的前进方向朝彼此大致相差90度的方向傾斜，从而将曝光光束倾斜地从光罩2照射至基板1。在本实施方式中，使用槽的剖面形状为锯齿状的透射型闪耀衍射光栅作为光偏转元件2j、2k。 使用槽的剖面形状为锯齿状的透射型闪耀衍射光栅作为光偏转元件2j、2k，借此，透过光偏转元件2j Jk时的曝光光束的损失少。图6(a)中，光偏转元件2jJk上的箭头表示借由光偏转元件来使曝光光束倾斜时的方向。如图6(b)所示，垂直地从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束透过光偏转元件2j之后，前进方向朝左斜下方傾斜，且从右斜上方照射至基板1。因此，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着曝光光束的前进方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图左側。另外，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着与曝光光束的前进方向相反的方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图右側。另外，如图6 (C)所示，垂直地从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束透过光偏转元件业之后，前进方向沿着附图纵深方向朝斜下方傾斜，且从附图近前方向的斜上方照射至基板1。因此，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着曝光光束的前进方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图纵深侧。另外，根据配向膜的性质等，当预倾斜方向沿着与曝光光束的前进方向相反的方向吋，借由从光罩2向基板1照射的曝光光束来使基板1的配向膜产生如下的配向特性，该配向特性是指使预倾斜方向处于附图近前侧。将两种光偏转元件2jJk设置于光罩2的下表面，所述两种光偏转元件使从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差90度的方向傾斜， 因此，曝光光束分别从大致相差90度的方向，倾斜地同时从光罩2照射至基板1，在ー个基板上的配向膜中，同时形成预倾斜方向大致相差90度的两种配向区域。根据以上所说明的实施方式，将光偏转元件2b、2c或光偏转元件2d、加或光偏转元件2f、2g、au2i或光偏转元件2jJk设置于光罩2的上表面或下表面，将曝光光束倾斜地从光罩2照射至基板1，所述光偏转元件2b、2c或光偏转元件2d、加或光偏转元件2f、2g、 2h,2i或光偏转元件2jJk使从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束透过，且使曝光光束的前进方向傾斜，借此，可将曝光光束倾斜地照射至配向膜而不会使曝光光束所通过的区域大幅度地扩大。而且，将多个种类的光偏转元件2b、2c或光偏转元件2dJe或光偏转元件2f、2g、 ai、2i或光偏转元件2ム业设置于光罩2的上表面或下表面，所述多个种类的光偏转元件 2b,2c或光偏转元件2dJe或光偏转元件2f、2g、ai、2i或光偏转元件2jjk使从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束的前进方向分別向不同的方向傾斜，借此，当在ー个基板上的配向膜中形成多个不同的配向区域吋，可使工作时间缩短，从而使产量提高。
而且，使用透射型闪耀衍射光栅作为光偏转元件2b、2c或光偏转元件2d、加或光偏转元件2f、2g、au2i或光偏转元件2j、2k，借此，可使透过光偏转元件时的曝光光束的损失減少。另タト，根据图3(a) 图3(c)以及图4(a) 图4(c)所示的实施方式，将两种光偏转元件2b、2c或光偏转元件2d、加设置于光罩的上表面或下表面，所述两种光偏转元件2b、 2c或光偏转元件2dJe使从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差180度的方向傾斜，借此，可在ー个基板上的配向膜中，同时形成预倾斜方向大致相差180度的两种配向区域。另外，根据图5(a) 图5(c)所示的实施方式，将四种光偏转元件2f、2g、au2i设置于光罩的下表面，所述四种光偏转元件2f、2g、au2i使从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差90度的方向傾斜，借此，可在ー个基板上的配向膜中，同时形成预倾斜方向大致相差90度的四种配向区域。另タト，根据图6(a) 图6(c)所示的实施方式，将两种光偏转元件2jjk设置于光罩的下表面，所述两种光偏转元件2 jjk使从曝光光束照射装置30照射出的曝光光束的前进方向朝彼此大致相差90度的方向傾斜，借此，可在ー个基板上的配向膜中，同时形成预倾斜方向大致相差90度的两种配向区域。
权利要求
1.一种配向膜的曝光装置，包括支撑着基板的夹具、保持着光罩的光罩固定架、以及照射出直线偏光的曝光光束的曝光光束照射装置，在所述光罩与所述基板之间设置微小的间隙，将从所述曝光光束照射装置照射出的直线偏光的所述曝光光束经由所述光罩而照射至所述基板，使涂布于所述基板的配向膜产生调整液晶的排列方向的配向特性，所述配向膜的曝光装置的特征在于将光偏转元件设置于所述光罩的上表面或下表面，将所述曝光光束倾斜地从所述光罩照射至所述基板，所述光偏转元件使从所述曝光光束照射装置照射出的所述曝光光束透过，且使所述曝光光束的前进方向倾斜。
2.根据权利要求1所述的配向膜的曝光装置，其特征在于将多个种类的所述光偏转元件设置于所述光罩的上表面或下表面，各种所述光偏转元件使从所述曝光光束照射装置照射出的所述曝光光束的前进方向分别向不同的方向倾斜。
3.根据权利要求2所述的配向膜的曝光装置，其特征在于将两种光偏转元件设置于所述光罩的下表面，各种所述光偏转元件使从所述曝光光束照射装置照射出的所述曝光光束的前进方向朝彼此相差180度的方向倾斜。
4.根据权利要求2所述的配向膜的曝光装置，其特征在于将四种所述光偏转元件设置于所述光罩的下表面，各种所述光偏转元件使从所述曝光光束照射装置照射出的所述曝光光束的前进方向朝彼此相差90度的方向倾斜。
5.根据权利要求2所述的配向膜的曝光装置，其特征在于将两种所述光偏转元件设置于所述光罩的下表面，各种所述光偏转元件使从所述曝光光束照射装置照射出的所述曝光光束的前进方向朝彼此相差90度的方向倾斜。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的配向膜的曝光装置，其中所述光偏转元件为透射型闪耀衍射光栅，该透射型闪耀衍射光栅的槽的剖面形状为锯齿状。
7.—种配向膜的曝光方法，利用夹具来支撑着基板，利用光罩固定架来保持着光罩，在所述光罩与所述基板之间设置微小的间隙，将从曝光光束照射装置照射出的直线偏光的曝光光束经由所述光罩而照射至所述基板，使涂布于所述基板的配向膜产生调整液晶的排列方向的配向特性，所述配向膜的曝光方法的特征在于将光偏转元件设置于所述光罩的上表面或下表面，将所述曝光光束倾斜地从所述光罩照射至所述基板，所述光偏转元件使从所述曝光光束照射装置照射出的所述曝光光束透过，且使所述曝光光束的前进方向倾斜。
8.根据权利要求7所述的配向膜的曝光方法，其特征在于将多个种类的所述光偏转元件设置于所述光罩的上表面或下表面，所述多个种类的光偏转元件使从所述曝光光束照射装置照射出的所述曝光光束的前进方向分别向不同的方向倾斜。
9.根据权利要求8所述的配向膜的曝光方法，其特征在于将两种所述光偏转元件设置于所述光罩的下表面，所述两种光偏转元件使从所述曝光光束照射装置照射出的所述曝光光束的前进方向朝彼此相差180度的方向倾斜。
10.根据权利要求8所述的配向膜的曝光方法，其特征在于将四种所述光偏转元件设置于所述光罩的下表面，所述四种光偏转元件使从所述曝光光束照射装置照射出的所述曝光光束的前进方向朝彼此相差90度的方向倾斜。
11.根据权利要求8所述的配向膜的曝光方法，其特征在于将两种所述光偏转元件设置于所述光罩的下表面，所述两种光偏转元件使从所述曝光光束照射装置照射出的所述曝光光束的前进方向朝彼此相差90度的方向倾斜。
12.根据权利要求7至11中任一项所述的配向膜的曝光方法，其特征在于使用槽的剖面形状为锯齿状的透射型闪耀衍射光栅作为所述光偏转元件。
全文摘要
将光偏转元件(2b、2c)或光偏转元件(2d、2e)或光偏转元件(2f、2g、2h、2i)或光偏转元件(2j、2k)设置于光罩(2)的上表面或下表面，将曝光光束倾斜地从光罩(2)照射至基板(1)，所述光偏转元件(2b、2c)或光偏转元件(2d、2e)或光偏转元件(2f、2g、2h、2i)或光偏转元件(2j、2k)使从曝光光束照射装置(30)照射出的曝光光束透过，且使曝光光束的前进方向倾斜。各种光偏转元件(2b、2c)或光偏转元件(2d、2e)或光偏转元件(2f、2g、2h、2i)或光偏转元件(2j、2k)使从曝光光束照射装置(30)照射出的曝光光束的前进方向分别向不同的方向倾斜。
文档编号G02F1/1337GK102540575SQ20111036468
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月11日 优先权日2010年12月8日
发明者根本亮二 申请人:株式会社日立高科技