(57)【要約】【課題】成膜時に成膜条件が変動することを防止して、良好な無機配向膜を成膜できるようにした液晶装置の製造装置を提供する。【解決手段】成膜室２と、成膜室２内にて基板Ｗに配向膜材料をスパッタ法で成膜して無機配向膜を形成するスパッタ装置３と、基板Ｗを搬送する搬送トレイ６と、を備え、スパッタ装置３は、スパッタ粒子５ｐを放出する開口部３ａを有し、搬送トレイ６は、基板Ｗの外周Ｗｏの外側へ延長された延在部６ｅを有し、延在部６ｅは、少なくとも基板Ｗの成膜開始時に開口部３ａの全体を覆うように、基板Ｗの搬送方向Ｘの前方に設けられていることを特徴とする。【選択図】図３
2010008460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の基板間に挟持された液晶層を備え、少なくとも一方の前記基板の内面側に無機配向膜を形成してなる液晶装置の製造装置であって、
成膜室と、該成膜室内にて前記基板に配向膜材料をスパッタ法で成膜して無機配向膜を形成するスパッタ装置と、前記基板を搬送する搬送トレイと、を備え、
前記スパッタ装置は、スパッタ粒子を放出する開口部を有し、
前記搬送トレイは、前記基板の外周の外側へ延長された延在部を有し、
前記延在部は、少なくとも前記基板の成膜開始時に前記開口部の全体を覆うように、前記基板の搬送方向の前方に設けられていることを特徴とする液晶装置の製造装置。
【請求項２】
前記延在部は、少なくとも前記基板の成膜終了時に前記開口部の全体を覆うように、前記基板の搬送方向の後方に設けられていることを特徴とする請求項１記載の液晶装置の製造装置。
【請求項３】
前記延在部の前記開口部に対向する面と、前記基板の前記開口部に対向する面とが面一に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の液晶装置の製造装置。
【請求項４】
前記延在部の前記搬送方向の長さが、前記開口部の前記搬送方向の長さよりも長いことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の液晶装置の製造装置。
【請求項５】
前記延在部の前記搬送方向に直交する方向の幅が、前記開口部の前記搬送方向に直交する方向の幅よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の液晶装置の製造装置。
【請求項６】
前記延在部の前記長さが、前記開口部の前記長さの１．５倍以上であることを特徴とする請求項４記載の液晶装置の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶装置の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶プロジェクタ等の投射型表示装置の光変調手段として用いられる液晶装置は、一対の基板間の周縁部にシール材が配設され、その中央部に液晶層が封止されて構成されている。その一対の基板の内面側には液晶層に電圧を印加する電極が形成され、これら電極の内面側には非選択電圧印加時において液晶分子の配向を制御する配向膜が形成されている。このような構成によって液晶装置は、非選択電圧印加時と選択電圧印加時との液晶分子の配向変化に基づいて光源光を変調し、表示画像を形成するようになっている。
【０００３】
ところで、前述した配向膜としては、側鎖アルキル基を付加したポリイミド等からなる高分子膜の表面に、ラビング処理を施したものが一般に用いられている。しかし、このようなラビング法は簡便であるものの、物理的にポリイミド膜をこすることでポリイミド膜に対して配向特性を付与するために、種々の不都合が指摘されている。具体的には、（１）配向性の均一さを確保することが困難であること、（２）ラビング処理時の筋跡が残り易いこと、（３）配向方向の制御およびプレチルト角の選択的な制御が可能ではなく、また広視野角を得るために用いられるマルチドメインを使用した液晶パネルには適さないこと、（４）ガラス基板からの静電気による薄膜トランジスタ素子の破壊や、配向膜の破壊が生じ、歩留まりを低下させること、（５）ラビング布からのダスト発生による表示不良が発生しがちであること、などである。
【０００４】
また、このような有機物からなる配向膜では、液晶プロジェクタのような高出力光源を備えた機器に用いた場合、光エネルギーにより有機物がダメージを受けて配向不良を生じてしまう。特に、プロジェクタの小型化および高輝度化を図った場合には、液晶パネルに入射する単位面積あたりのエネルギーが増加し、入射光の吸収によりポリイミドそのものが分解し、また、光を吸収したことによる発熱でさらにその分解が加速される。その結果、配向膜に多大なダメージが付加され、機器の表示特性が低下してしまう。
【０００５】
そこで、このような不都合を解消するため、ターゲットから放出されるスパッタ粒子が１方向から斜めに基板に入射するようにスパッタリングを実施することにより、基板に対して斜め方向に結晶成長した複数の柱状構造を有する無機材料からなる配向膜を形成する方法が提案されている（例えば特許文献１参照）。このような方法によれば、得られる無機配向膜は高い信頼性を有するものと期待されている。
【特許文献１】特開２００７−２８６４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のスパッタ装置では、基板をスパッタ装置に対して相対的に移動させながら成膜を行うため、成膜条件が変動するという課題がある。
例えば成膜時には、基板を搬送手段により水平方向に搬送して、スパッタ粒子を放出するスパッタ装置の開口部上に基板を通過させて成膜する。このとき、基板がスパッタ装置の開口部上に差し掛かると、開口部が基板によって徐々に覆われていく。これにより、スパッタ装置内部や基板の周囲の圧力やガス濃度が変化してしまう。このように、スパッタ装置内部や基板の周囲の圧力やガス濃度等の成膜条件が変動すると、基板に成膜された無機配向膜の膜質が不均一になる。
【０００７】
そこで、この発明は、成膜時に成膜条件が変動することを防止して、良好な無機配向膜を成膜できるようにした液晶装置の製造装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明の液晶装置の製造装置は、対向する一対の基板間に挟持された液晶層を備え、少なくとも一方の前記基板の内面側に無機配向膜を形成してなる液晶装置の製造装置であって、成膜室と、該成膜室内にて前記基板に配向膜材料をスパッタ法で成膜して無機配向膜を形成するスパッタ装置と、前記基板を搬送する搬送トレイと、を備え、前記スパッタ装置は、スパッタ粒子を放出する開口部を有し、前記搬送トレイは、前記基板の外周の外側へ延長された延在部を有し、前記延在部は、少なくとも前記基板の成膜開始時に前記開口部の全体を覆うように、前記基板の搬送方向の前方に設けられていることを特徴とする。
【０００９】
このように構成することで、基板への成膜が開始される前に搬送トレイの延在部によって開口部の全体を覆うことができる。すなわち、基板に無機配向膜を成膜する際には、基板を搬送トレイによって搬送方向の後方の初期位置から、搬送方向の前方の成膜開始位置まで搬送する。このとき、基板の外周が開口部に対向する成膜開始位置に到達する前に、開口部が基板の搬送方向の前方に設けられた延在部によって徐々に覆われていく。そして、基板の外周が成膜開始位置に到達したときには、開口部が延在部によってその全体が覆われた状態となる。
スパッタ装置内部や基板の周囲の圧力やガス濃度は、開口部が完全に覆われるまでの間は大きく変動するが、開口部が延在部によって完全に覆われた後は安定する。開口部は、基板への成膜が開始され、基板が搬送方向前方に搬送されながら成膜される間、搬送トレイ延在部及び基板によって完全に覆われた状態となる。そのため、基板への成膜開始後にスパッタ装置内部や基板の周囲の圧力やガス濃度が変動することが防止され、成膜条件を安定させることができる。
したがって、本発明の液晶装置の製造装置によれば、成膜時に成膜条件が変動することを防止して、良好な無機配向膜を成膜することができる。
【００１０】
また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記延在部は、少なくとも前記基板の成膜終了時に前記開口部の全体を覆うように、前記基板の搬送方向の後方に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
このように構成することで、基板への成膜が完全に終了するまでの間、搬送トレイの延在部によって開口部の全体を覆っておくことができる。すなわち、搬送トレイにより初期位置から成膜開始位置まで搬送された基板は、搬送方向前方の外周から成膜が開始され、成膜されながら搬送トレイにより搬送方向に搬送される。そして、基板の搬送方向後方の外周が成膜開始位置を通過すると、開口部の基板によって覆われた領域が徐々に減少する。
しかし、基板の搬送方向後方の外周が成膜開始位置を通過した後も、基板と、基板の搬送方向の後方に設けられた延在部とによって、開口部の全体が覆われた状態が維持される。そして、基板の搬送方向後方の外周が成膜終了位置に到達するまでの間、開口部は延在部によって全体が覆われた状態となる。これにより、開口部は、基板への成膜開始時から成膜が完全に終了する成膜終了時までの間、基板及び搬送トレイの延在部の少なくとも一方によって完全に覆われた状態となる。
したがって、本発明の液晶装置の製造装置によれば、基板への成膜開始時から成膜終了時までの間、スパッタ装置内部や基板の周囲の圧力やガス濃度を安定させ、より良好な無機配向膜を成膜することができる。
【００１２】
また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記延在部の前記開口部に対向する面と、前記基板の前記開口部に対向する面とが面一に形成されていることを特徴とする。
【００１３】
このように構成することで、基板を搬送トレイにより搬送方向前方に搬送して成膜する際に、基板の搬送方向前方の外周が成膜開始位置を通過する前と通過した後のスパッタ装置内部や基板の周囲の圧力やガス濃度の変動をより効果的に防止することができる。
また、搬送トレイの搬送方向の後方に延在部が設けられている場合には、基板の搬送方向後方の外周が成膜開始位置を通過する前と通過した後のスパッタ装置内部や基板の周囲の圧力やガス濃度の変動をより効果的に防止することができる。
したがって、本発明の液晶装置の製造装置によれば、成膜時の成膜条件をより安定させ、より良好な無機配向膜を形成することができる。
【００１４】
また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記延在部の前記搬送方向の長さが、前記開口部の前記搬送方向の長さよりも長いことを特徴とする。
【００１５】
このように構成することで、基板を搬送トレイにより搬送方向前方に搬送して搬送方向前方の外周が成膜開始位置に到達するまでの間に、延在部によって開口部の全体を覆う時間を長くすることができる。これにより、スパッタ装置内部や基板の周囲の圧力やガス濃度をより安定させ、成膜時の成膜条件をより安定させることができる。
また、搬送トレイの搬送方向の後方に延在部が設けられている場合には、基板を搬送トレイにより搬送方向前方に搬送して搬送方向後方の外周が成膜終了位置を通過した後も、延在部によって開口部の全体を覆っておくことができる。これにより、スパッタ装置内部や基板の周囲の圧力やガス濃度をより安定させ、成膜時の成膜条件をより安定させることができる。
【００１６】
また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記延在部の前記搬送方向に直交する方向の幅が、前記開口部の前記搬送方向に直交する方向の幅よりも大きいことを特徴とする。
【００１７】
このように構成することで、少なくとも基板への成膜開始時から成膜終了時までの間、開口部の幅方向の全体を覆うことができる。これにより、成膜時の成膜条件をより安定させることができる。
【００１８】
また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記延在部の前記長さが、前記開口部の前記長さの１．５倍以上であることを特徴とする。
【００１９】
このように構成することで、基板を搬送トレイにより搬送方向前方に搬送して搬送方向前方の外周が成膜開始位置に到達するまでの間に、スパッタ装置内部や基板の周囲の圧力やガス濃度を十分に安定させておくことができる。これにより、成膜時の成膜条件をより安定させることができる。
また、搬送トレイの搬送方向の後方に延在部が設けられている場合には、基板を搬送トレイにより搬送方向前方に搬送して搬送方向後方の外周が成膜終了位置を通過した後も、スパッタ装置内部や基板の周囲の圧力やガス濃度の変動が成膜に完全に影響を及ぼさなくなるまで、延在部によって開口部の全体を覆っておくことができる。これにより、成膜時の成膜条件をより安定させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明するが、本発明の技術範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下では、基板の搬送方向をＸ方向、基板の成膜面に平行でＸ方向に直交する方向をＹ方向、基板の厚さ方向をＺ方向とする直交座標系を用いて説明する。また、スパッタ粒子の放出方向をＺａ方向、スパッタ装置のターゲットに垂直な方向をＸａ方向としている。
【００２１】
（液晶装置の製造装置）
図１（ａ）は本発明の実施の形態に係る液晶装置の製造装置の一実施の形態を示す概略構成図である。図１（ｂ）は、スパッタ装置３をＸａ方向に観察した側面構成図である。
図１（ａ）に示すように、製造装置１は、液晶装置の構成部材となる基板Ｗ上にスパッタ法により無機配向膜を成膜する装置である。製造装置１は、基板Ｗを収容する真空チャンバーである成膜室２と、基板Ｗの表面に無機材料からなる配向膜をスパッタ法により形成するスパッタ装置３とを備えている。
【００２２】
スパッタ装置３は、そのプラズマ生成領域に放電用のアルゴンガスを流通させる第１のガス供給手段２１を備えている。
成膜室２は、内部に収容された基板Ｗ上に飛来する配向膜材料と反応して無機配向膜を形成する反応ガスとしての酸素ガスを供給する第２のガス供給手段２２を備えている。
成膜室２には、その内部圧力を制御し、所望の真空度を得るための排気制御装置２０が配管２０ａを介して接続されている。また、成膜室２の図示下側の壁面から外側に突出するようにして、スパッタ装置３の接続部を成す装置接続部２５が形成されている。
【００２３】
装置接続部２５は、成膜室２内部に収容される基板Ｗの成膜面法線方向（図示Ｚ軸方向）と所定の角度（θ１）を成して斜め方向に延びて形成されている。また、装置接続部２５は、その先端部に接続されるスパッタ装置３を基板Ｗに対して所定の角度で斜めに向けて配置することができるようになっている。
【００２４】
第２のガス供給手段２２は、装置接続部２５に関して排気制御装置２０と反対側に接続されており、第２のガス供給手段２２から供給される酸素ガスは、矢印２２ｆで示すように、成膜室２の＋Ｘ側から基板Ｗ上を経由して排気制御装置２０側へ図示−Ｘ方向に流通するようになっている。
【００２５】
また実際の製造装置では、成膜室２の真空度を保持した状態での基板Ｗの搬入／搬出を可能とするロードロックチャンバーが、成膜室２のＸ軸方向外側に備えられている。ロードロックチャンバーにも、これを独立して真空雰囲気に調整する排気制御装置が接続されている。ロードロックチャンバーと成膜室２とは、チャンバー間を気密に閉塞するゲートバルブを介して接続されている。かかる構成により、成膜室２を大気に解放することなく基板Ｗの出し入れを行えるようになっている。
【００２６】
スパッタ装置３は、２枚のターゲット５ａ、５ｂを対向配置してなる対向ターゲット型のスパッタ装置である。
第１のターゲット５ａは略平板状の第１電極９ａに装着され、第２のターゲット５ｂは略平板状の第２電極９ｂに装着されている。電極９ａ、９ｂに支持されたターゲット５ａ、５ｂは、基板Ｗ上に形成する無機配向膜の構成物質を含む材料、例えばシリコンからなるものとされる。またターゲット５ａ、５ｂは図示Ｙ方向に延びる細長い板状のものが用いられており（図２参照）、互いの対向面がほぼ平行になるように設置されている。
【００２７】
第１電極９ａには直流電源又は高周波電源からなる電源４ａが接続され、第２電極９ｂには直流電源又は高周波電源からなる電源４ｂが接続されている。そして、各電源４ａ、４ｂから供給される電力によりターゲット５ａ、５ｂが対向する空間（プラズマ生成領域）にプラズマＰｚを発生させるようになっている。
【００２８】
第１電極９ａのターゲット５ａと反対側にはターゲット５ａを冷却するための第１の冷却手段８ａが設けられている。第１の冷却手段８ａには、第１の冷媒循環手段１８ａが配管等を介して接続されている。
また第２電極９ｂのターゲット５ｂと反対側には、ターゲット５ｂを冷却するための第２の冷却手段８ｂが設けられている。第２の冷却手段８ｂには、配管等を介して第２の冷媒循環手段１８ｂが接続されている。
【００２９】
第１の冷却手段８ａは、図１（ｂ）に示すようにターゲット５ａとほぼ同一の平面寸法に形成されている。また、第１の冷却手段８ａは、図１（ａ）に示す第１電極９ａを介してターゲット５ａと平面視で重なる位置に配設されている。また特に図示はしないが、第２の冷却手段８ｂについても同様にターゲット５ｂと平面視で重なる位置に配設されている。冷却手段８ａ、８ｂは内部に冷媒を流通させる冷媒流路を備えており、かかる冷媒流路に対して冷媒循環手段１８ａ、１８ｂから供給される冷媒を循環させることでターゲット５ａ、５ｂの冷却を行うようになっている。
【００３０】
また、図１（ｂ）に示すように、平面視矩形状の第１の冷却手段８ａを取り囲むようにして矩形枠状の永久磁石、電磁石、これらを組み合わせた磁石等からなる第１の磁界発生手段１６ａが配設されている。図１（ａ）に示す第２の冷却手段８ｂを取り囲む第２の磁界発生手段１６ｂも同様の形状である。
なお、冷却手段８ａ、８ｂは、導電部材により作製してそれぞれ第１電極９ａ、９ｂと電気的に接続してもよく、この場合には冷却手段８ａ、８ｂに対しそれぞれ電源４ａ、４ｂを電気的に接続することができる。また、第１電極９ａ、９ｂの内部に冷媒流路を形成することで第１電極９ａ、９ｂが冷却手段を兼ねる構成としてもよい。
【００３１】
図２は、図１（ａ）に示すスパッタ装置３の構成を示す図である。図２（ａ）はスパッタ装置３を成膜室２側から見た平面図である。図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＧ−Ｇ’線に沿う矢視断面図である。
図１及び図２に示すように、第１電極９ａ及び第２電極９ｂは、それらの一端部（−Ｚａ側端部）に接続された側壁部材１９と、第１電極９ａ及び第２電極９ｂのＹ軸方向両端部にそれぞれ接続された側壁部材９ｃ、９ｄとともにスパッタ装置３の真空チャンバーとなる箱形筐体を構成している。ただし、箱形筐体を構成する第１電極９ａ、第２電極９ｂ、及び側壁部材９ｃ、９ｄ、１９は互いに絶縁された構造である。箱形筐体は、装置接続部２５を介して成膜室２に接続されている。
装置接続部２５は、成膜室２側の端部にスパッタ粒子５ｐが排出される開口部３ａを有している。本実施形態では、この開口部３ａがスパッタ装置３の開口部３ａとなっている。かかる接続構造により箱形筐体の内部は成膜室２の内部と連通している。
【００３２】
図１に示すように、ターゲット５ａ、５ｂに挟まれるプラズマ生成領域に対して成膜室２と反対側に配置された側壁部材１９には、第１のガス供給手段２１が接続されている。第１のガス供給手段２１から供給されるアルゴンガスは、側壁部材１９側からプラズマ生成領域（ターゲット対向領域）に流入し、装置接続部２５を介して成膜室２内に流入するようになっている。
そして、成膜室２に流入したアルゴンガスは、矢印２１ｆで示すように、第２のガス供給手段２２から供給されて矢印２２ｆに沿って流通する酸素ガスと合流して排気制御装置２０側へ流れるようになっている。
【００３３】
本実施形態の製造装置１では、第１のスパッタガスであるアルゴンガスを図示Ｚａ方向に沿って成膜室２側へ流通させ、成膜室２内を−Ｘ方向に流通する酸素ガスと合流させ、その後−Ｘ方向に流通させるようになっている。また、第２のスパッタガスである酸素ガスの流通方向と前記アルゴンガスの流通方向との成す角度が鋭角になるようにしてスパッタガスを円滑に流通させるようになっている。
これにより、酸素ガスとアルゴンガスとの合流地点においてガス流が乱れるのを防止することができ、基板Ｗに対するスパッタ粒子５ｐの入射角度がばらつくのを防止することができる。
【００３４】
図１（ａ）に示すように、第１電極９ａのターゲット５ａと反対側に第１の磁界発生手段１６ａが配置され、第２電極９ｂのターゲット５ｂと反対側には第２の磁界発生手段１６ｂが配置されている。また、図２（ｂ）に示すように、第２の磁界発生手段１６ｂは、矩形状のターゲット５ｂの外周端に沿って配置された矩形枠状であり、第１の磁界発生手段１６ａも同様である。
【００３５】
したがって、第１の磁界発生手段１６ａと第２の磁界発生手段１６ｂとは、対向配置されたターゲット５ａ、５ｂの外周部で互いに対向して配置されている。そして、これらの磁界発生手段１６ａ、１６ｂがターゲット５ａ、５ｂを取り囲むＸａ方向の磁界をスパッタ装置３内に発生させ、かかる磁界によってプラズマＰｚに含まれる電子をプラズマ生成領域内に拘束する電子拘束手段を構成している。
【００３６】
図１（ａ）に示すように、成膜室２内には、基板Ｗをその被処理面（成膜面）が水平（ＸＹ面に平行）になるようにして保持する搬送トレイ６が設けられている。
搬送トレイ６には、基板Ｗの外周の外側方向へ延長された延在部６ｅが設けられている。搬送トレイ６は、延在部６ｅのスパッタ装置３の開口部３ａに対向する面６ｓと、基板Ｗの開口部３ａに対向する面Ｗｓとが、段差なく略面一になるように形成されている。
【００３７】
また、搬送トレイ６には、搬送トレイ６を図示略のロードロックチャンバー側からその反対側へ水平に搬送する移動手段６ａが接続されている。移動手段６ａ及び搬送トレイ６による基板Ｗの搬送方向は、図１においてＸ軸方向に平行であり、ターゲット５ａ、５ｂの長さ方向（Ｙ軸方向）と直交する方向となっている。
また、搬送トレイ６には、保持した基板Ｗを加熱するためのヒータ（加熱手段）７が設けられている。さらに、搬送トレイ６には、保持した基板Ｗを冷却するための第３の冷却手段８ｃが設けられている。
【００３８】
ヒータ７は、電源等を具備した制御部７ａに接続されている。そして、ヒータ７は、制御部７ａを介した昇温動作により所望の温度に搬送トレイ６を加熱し、これによって基板Ｗを所望の温度に加熱できるように構成されている。
一方、第３の冷却手段８ｃは、第３の冷媒循環手段１８ｃと配管等を介して接続されている。そして、第３の冷却手段８ｃは、第３の冷媒循環手段１８ｃから供給される冷媒を循環させることにより所望の温度に搬送トレイ６を冷却し、これによって基板Ｗを所望の温度に冷却するように構成されている。
【００３９】
製造装置１により液晶装置の構成部材である基板Ｗ上に無機配向膜を形成するには、第１のガス供給手段２１からアルゴンガスを導入しつつ、第１電極９ａ及び第２電極９ｂにＤＣ電力（ＲＦ電力）を供給する。これにより、ターゲット５ａ、５ｂに挟まれる空間にプラズマＰｚを発生させ、プラズマ雰囲気中のアルゴンイオン等をターゲット５ａ、５ｂに衝突させる。そして、ターゲット５ａ、５ｂから配向膜材料（シリコン）をスパッタ粒子５ｐとしてたたき出す。さらにプラズマＰｚに含まれるスパッタ粒子５ｐのうち、プラズマＰｚから開口部３ａ側へ飛行するスパッタ粒子５ｐのみを選択的に成膜室２側へ放出する。そして、基板Ｗの面上に斜め方向から飛来したスパッタ粒子５ｐと、成膜室２を流通する酸素ガスとを基板Ｗ上で反応させることで、シリコン酸化物からなる配向膜を基板Ｗ上に形成するようになっている。
【００４０】
なお、本実施形態では、スパッタ粒子５ｐとしてのシリコンを、第２のスパッタガスである酸素ガスと反応させることでシリコン酸化物を基板Ｗ上に成膜する場合について説明しているが、ターゲット５ａ、５ｂとして例えばシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）やアルミニウム酸化物（ＡｌＯｙ等）などを用い、ターゲット５ａ、５ｂに対してＲＦ電力を入力してスパッタ動作を行うことで、これらシリコン酸化物やアルミニウム酸化物からなる無機配向膜を基板Ｗ上に形成することができる。またこの場合において、第２のスパッタガス（酸素ガス）を成膜室２内に流通させておくことで、形成される無機配向膜の酸化物組成からのずれを防止することができ、無機配向膜の絶縁性を高めることができる。
【００４１】
図３（ａ）は、基板Ｗへの成膜開始時におけるスパッタ装置３の開口部３ａ近傍の拡大断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う矢視図であり、基板Ｗへの成膜開始時における基板Ｗとスパッタ装置３の開口部３ａとの位置関係を示す平面図である。
基板Ｗ上に無機配向膜を形成するには、図１（ａ）に示すように、移動手段６ａにより搬送トレイ６を図示略のロードロックチャンバーからその反対側へ水平に移動させ、図３(ａ）及び図３（ｂ）に示すように、基板Ｗを成膜開始位置ＳＰまで移動させる。ここで、成膜開始位置ＳＰは、開口部３ａから放出されたスパッタ粒子５ｐと酸素ガスとが反応して基板Ｗに無機配向膜が成膜され始める位置である。
【００４２】
図３(ａ）及び図３（ｂ）に示すように、搬送トレイ６の延在部６ｅは、基板Ｗの搬送方向前方の外周Ｗｏが成膜開始位置ＳＰに到達するまでの間に、スパッタ装置３の開口部３ａの全体を覆うように、基板Ｗの搬送方向の前方に設けられている。すなわち、成膜開始時において、基板Ｗの搬送方向の延在部６ｅの長さ６ｅＬが、基板Ｗの搬送方向の開口部３ａの長さ３ａＬよりも長くなっている。ここで、延在部６ｅの長さ６ｅＬは、開口部３ａの−Ｘ側の縁から＋Ｘ方向への長さである。本実施形態では、延在部６ｅの長さ６ｅＬが、例えば開口部３ａの長さ３ａＬの約１．５倍以上となっている。
なお、図３（ａ）に示すように、スパッタ装置３の開口部３ａの近傍に、防着カバー１１やスリット（不図示）が設けられている場合には、これらの開口部がスパッタ装置３の開口部３ａとなる。
【００４３】
また、図３（ｂ）に示すように、基板Ｗの搬送方向に直交する方向（Ｙ方向）の延在部６ｅの幅６ｅＷは、基板Ｗの搬送方向に直交する方向の開口部３ａの幅３ａＷよりも大きく形成されている。
なお、本実施形態では、基板Ｗの大きさは、例えば約３００ｍｍ×３００ｍｍ程度であり、開口部３ａの長さ３ａＬは、例えば約１００ｍｍ程度であり、基板Ｗの面Ｗｓ及び延在部６ｅの面６ｓと開口部３ａ（防着カバー１１）との距離Ｄ（図３（ａ）参照）は、例えば約３０ｍｍ程度である。  
【００４４】
図４（ａ）は、基板Ｗへの成膜途中のスパッタ装置３の開口部３ａ近傍の拡大断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う矢視図であり、成膜途中の基板Ｗとスパッタ装置３の開口部３ａとの位置関係を示す平面図である。
基板Ｗ上に無機配向膜を形成するには、図３(ａ）及び図３（ｂ）に示す成膜開始位置ＳＰから移動手段６ａ及び搬送トレイ６により基板Ｗを搬送方向前方に搬送する。そして、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、基板Ｗを移動手段６ａ及び搬送トレイ６により搬送方向前方に移動させながら成膜する。このとき、スパッタ装置３の開口部３ａは、Ｙ方向に延長された搬送トレイ６の延在部６ｅと、基板Ｗとによって全体が覆われた状態となる。
【００４５】
図５（ａ）は、基板Ｗへの成膜終了時におけるスパッタ装置３の開口部３ａ近傍の拡大断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う矢視図であり、基板Ｗへの成膜終了時における基板Ｗとスパッタ装置３の開口部３ａとの位置関係を示す平面図である。
搬送トレイ６の延在部６ｅは、基板Ｗの搬送方向後方の外周Ｗｏが成膜終了位置ＥＰに到達するまでの間、スパッタ装置３の開口部３ａの全体を覆っておくように、基板Ｗの搬送方向の後方に設けられている。すなわち、成膜終了時において、延在部６ｅのＸ方向の長さ６ｅｌが、開口部３ａの長さ３ａＬよりも長くなっている。ここで、延在部６ｅの長さ６ｅｌは、開口部３ａの＋Ｘ側の縁から−Ｘ方向への長さである。本実施形態では、延在部６ｅの長さ６ｅｌが、例えば開口部３ａの長さ３ａＬの約１．５倍以上となっている。
【００４６】
上記構成を備えた製造装置１によれば、上述のように搬送トレイ６の延在部６ｅが基板Ｗの搬送方向前方（＋Ｘ側）に設けられているので、基板Ｗへの成膜が開始される前に搬送トレイ６の延在部６ｅによって開口部３ａの全体を予め覆っておくことができる。
すなわち、基板Ｗに無機配向膜を成膜する際には、基板Ｗを搬送トレイ６によって搬送方向後方（−Ｘ側）の初期位置から、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、搬送方向前方の成膜開始位置ＳＰまで搬送する。このとき、基板Ｗの外周Ｗｏが成膜開始位置ＳＰに到達する前に、開口部３ａが基板Ｗの搬送方向前方に設けられた延在部６ｅによって徐々に覆われていく。そして、基板Ｗの外周Ｗｏが成膜開始位置ＳＰに到達したときには、開口部３ａの全体が延在部６ｅによって覆われた状態となる。
【００４７】
スパッタ装置３の内部や基板Ｗの周囲の圧力やガス濃度は、開口部３ａが完全に覆われるまでの間は大きく変動するが、開口部３ａが延在部６ｅによって完全に覆われた後は安定する。開口部３ａは、基板Ｗへの成膜開始後、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように基板Ｗが搬送方向前方に搬送されて、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように成膜が終了するまでの間、搬送トレイ６の延在部６ｅ及び基板Ｗによって完全に覆われた状態となる。そのため、基板Ｗへの成膜開始後にスパッタ装置３の内部や基板Ｗの周囲の圧力やガス濃度が変動することが防止され、成膜条件を安定させることができる。
【００４８】
また、搬送トレイ６の延在部６ｅは、上述のように基板Ｗの搬送方向後方に設けられているので、基板Ｗへの成膜が完全に終了するまでの間、延在部６ｅによって開口部３ａの全体を覆っておくことができる。
すなわち、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、基板Ｗの搬送方向後方（−Ｘ側）の外周Ｗｏが成膜開始位置ＳＰを通過すると、開口部３ａの基板Ｗによって覆われた領域が徐々に減少する。しかし、基板Ｗの搬送方向後方の外周Ｗｏが成膜開始位置ＳＰを通過した後も、基板Ｗの搬送方向後方に設けられた延在部６ｅによって、開口部３ａの全体が覆われた状態が維持される。
【００４９】
そして、基板Ｗの搬送方向後方の外周Ｗｏが成膜終了位置ＥＰに到達するまでの間、開口部３ａは延在部６ｅ及び基板Ｗの少なくとも一方によって全体が覆われた状態となる。これにより、開口部３ａは、基板Ｗへの成膜開始時から成膜が完全に終了する成膜終了時までの間、基板Ｗ及び搬送トレイ６の延在部６ｅの少なくとも一方によって完全に覆われた状態となる。
したがって、本実施形態の製造装置１によれば、基板Ｗへの成膜開始時から成膜終了時までの間、スパッタ装置３の内部や基板Ｗの周囲の圧力やガス濃度を安定させ、より良好な無機配向膜を成膜することができる。
【００５０】
また、本実施形態では、スパッタ装置３の開口部３ａに対向する延在部６ｅの面６ｓと、基板Ｗの面Ｗｓとが段差なく略面一に形成されている。そのため、図３に示すように、基板Ｗの＋Ｘ側の外周Ｗｏが成膜開始位置ＳＰを通過する前と通過した後とで、延在部６ｅの面６ｓと開口部３ａとの間の距離Ｄと、基板Ｗの面Ｗｓと開口部３ａとの距離Ｄとが、略等しくなる。
これにより、基板Ｗの＋Ｘ側の外周Ｗｏが成膜開始位置ＳＰを通過する前と後におけるスパッタ装置３の内部や基板Ｗの周囲の圧力やガス濃度の変動をより効果的に防止することができる。同様に、図５に示すように基板Ｗの−Ｘ側の外周Ｗｏが成膜開始位置ＳＰを通過する前と後のスパッタ装置３の内部や基板Ｗの周囲の圧力やガス濃度の変動も、より効果的に防止することができる。
【００５１】
また、図３に示すように、延在部６ｅの搬送方向の長さ６ｅＬが、開口部３ａの搬送方向の長さ３ａＬよりも長いので、基板Ｗを搬送トレイ６により搬送方向前方に搬送して搬送方向前方の外周Ｗｏが成膜開始位置ＳＰに到達するまでの間に、延在部６ｅによって開口部３ａの全体を覆う時間を長くすることができる。これにより、成膜時の成膜条件をより安定させることができる。
また、延在部６ｅの長さ６ｅＬは、開口部３ａの長さ３ａＬの１．５倍以上であるので、基板Ｗの搬送方向前方の外周Ｗｏが成膜開始位置ＳＰに到達するまでの間に、スパッタ装置３の内部や基板Ｗの周囲の圧力やガス濃度を、より確実に安定させておくことができる。
【００５２】
また、図５に示すように、搬送トレイ６の−Ｘ側の延在部６ｅは、基板Ｗを搬送トレイ６により＋Ｘ方向に搬送して基板Ｗの−Ｘ側の外周Ｗｏが成膜終了位置ＥＰを通過した後も、開口部３ａの全体を覆うことができる。これにより、成膜時の成膜条件をより安定させることができる。
また、延在部６ｅの長さ６ｅｌは、開口部３ａの長さ３ａＬの１．５倍以上であるので、基板Ｗの−Ｘ側の外周Ｗｏが成膜終了位置ＥＰを通過した後も、スパッタ装置３の内部や基板Ｗの周囲の圧力やガス濃度の変動が成膜に影響を及ぼさなくなるまで、延在部６ｅによって開口部３ａの全体を覆っておくことができる。
したがって、成膜時の成膜条件をより安定させ、より良好な無機配向膜を形成することができる。
【００５３】
また、前記延在部の前記搬送方向に直交する方向の幅が、前記開口部の前記搬送方向に直交する方向の幅よりも大きいので、基板への成膜開始時から成膜終了時までの間、開口部の幅方向の全体を覆うことができる。これにより、成膜時の成膜条件をより安定させることができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態の液晶装置の製造装置１によれば、成膜時に成膜条件が変動することを防止して、成膜時の成膜条件をより安定させることができる。したがって、より良好な無機配向膜を形成することができる。
【００５５】
また、対向ターゲット型のスパッタ装置３を基板Ｗに対して所定角度（θ１）傾けて配置しているので、スパッタ装置３の開口部３ａから放出されるスパッタ粒子５ｐを所定角度で斜め方向から基板Ｗの成膜面に入射させることができる。そして、このようにして斜め方向から入射させたスパッタ粒子５ｐの堆積により、一方向に配向した柱状構造を具備した無機配向膜を基板Ｗ上に形成することができるようになっている。また、対向ターゲット型のスパッタ装置３では、開口部３ａから放出されないスパッタ粒子は、主にターゲット５ａ、５ｂに入射して再利用されるため、極めて高いターゲット利用効率を得られるようになっている。さらにスパッタ装置３においては、ターゲット間隔を狭めることで開口部３ａから放出されるスパッタ粒子５ｐの指向性を高めることができるので、基板Ｗに到達するスパッタ粒子５ｐの入射角は高度に制御されたものとなり、形成される無機配向膜における柱状構造の配向性も良好なものとなる。
【００５６】
［液晶装置の製造方法］
次に、上記製造装置１を用いた液晶装置の製造方法（基板Ｗ上に無機配向膜を形成する工程）について説明する。
まず、基板Ｗとして、液晶装置用基板としてスイッチング素子や電極等、所定の構成部材が形成された基板を用意する。次いで、基板Ｗを成膜室２に併設されたロードロックチャンバー内に収容し、ロードロックチャンバー内を減圧して真空状態とする。また、これとは別に、排気制御装置を作動させて成膜室２内を所望の真空度に調整しておく。
【００５７】
続いて、基板Ｗを成膜室２内に搬送し、搬送トレイ６にセットする。そして、配向膜形成の前処理として、搬送トレイ６のヒータ７によって基板Ｗを例えば２５０℃〜３００℃程度で加熱し、基板Ｗの表面に付着した吸着水やガスなどの脱水・脱ガス処理を行う。次いで、ヒータ７による加熱を停止した後、スパッタリングによる基板温度の上昇を抑制するため、冷媒循環手段１８ｃを作動させて冷却手段８ｃに冷媒を循環させることで基板Ｗを所定温度、例えば室温に保持する。
【００５８】
次に、アルゴンガスを第１のガス供給手段２１からスパッタ装置３内に所定流量で導入し、酸素ガスを第２のガス供給手段２２から所定流量で成膜室２内に導入するとともに、排気制御装置２０を作動させ、所定の操作圧力、例えば１０−１Ｐａ程度に調整する。酸素ガスプラズマでは酸素ラジカル、酸素の負イオンが発生するため、本実施形態の製造装置１では、プラズマ生成領域であるターゲット５ａ、５ｂの前面にはアルゴンガスのみを導入し、酸素ガスは別系統のガス供給路から基板Ｗ上へ流入させている。また、成膜中にも必要に応じてヒータ７、冷却手段８ｃを作動させることにより、基板Ｗを室温に保持することが好ましい。
【００５９】
その後、このような成膜条件のもとで、移動手段６ａにより基板Ｗを図１中のＸ方向に所定の速度で移動させる。基板Ｗの搬送方向前方の外周Ｗｏが成膜開始位置ＳＰに達したら、スパッタ装置３によるスパッタリングを行う。すると、ターゲット５ａ、５ｂからは、配向膜材料となるスパッタ粒子（シリコン）が放出されるが、対向ターゲット型のスパッタ装置３では、ターゲット対向方向に進行するスパッタ粒子はプラズマＰｚ内に閉じ込められ、ターゲット面方向の開口部３ａに向かって進行するスパッタ粒子５ｐのみが開口部３ａから成膜室２内に放出され、進行方向を規制されたスパッタ粒子５ｐのみが基板Ｗ上に入射するようになる。
【００６０】
スパッタ粒子５ｐは、装置接続部２５に臨む基板Ｗの成膜面に対してのみ選択的に入射、基板Ｗ上で酸素ガスと反応してシリコン酸化物の被膜を形成する。このように基板Ｗに対して斜めに傾けて配置されたスパッタ装置３から放出され、さらに基板Ｗに対してスパッタ装置３と同様に斜めに傾けて配置された装置接続部２５を通過したスパッタ粒子５ｐは、基板Ｗの成膜面に対して所定の角度、すなわち前記θ１で入射するようになる。その結果、基板Ｗ上で酸素ガスとスパッタ粒子５ｐとの反応を伴って堆積した無機配向膜は、前記の入射角θ１に対応した角度で傾斜する柱状構造を有した無機配向膜となる。
【００６１】
このように、製造装置１により基板Ｗ状に形成される無機配向膜は所望の角度で傾斜した柱状構造を有する無機配向膜であり、この配向膜を備えてなる液晶装置は、かかる無機配向膜によって液晶のプレチルト角を良好に制御することがでるものとなる。
【００６２】
また、基板Ｗの搬送方向前方の外周Ｗｏが成膜開始位置ＳＰに達するまでの間に、スパッタ装置の開口部３ａが延在部６ｅによって覆われた状態となり、スパッタ装置３の内部及び基板Ｗの周囲の圧力及びガス濃度等の成膜条件が安定する。これにより、良好な膜質の無機配向膜を成膜することができる。
【００６３】
以上の工程により基板Ｗ上に無機配向膜を形成したならば、別途製造した他の基板とシール材を介して貼り合わせ、基板間に液晶を封入することで液晶装置を製造することができる。なお、本発明に係る液晶装置の製造方法において、無機配向膜の形成工程以外の製造工程については公知の製造方法を適用することができる。
【００６４】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施の形態では、延在部が基板の搬送方向の前方及び後方に設けられている場合について説明したが、延在部は基板の搬送方向の前方のみに設けられていてもよい。
また、基板の搬送方向の延在部の長さは、成膜開始時にスパッタ装置の開口部の全体を覆うものであれば、基板の搬送方向の開口部の長さよりも長くなくてもよく、例えばそれと等しい長さであってもよい。また、開口部の長さの１．５倍以下であってもよい。
また。基板の搬送方向に直交する方向の延在部の幅は、基板の搬送方向に直交する方向のスパッタ装置の開口部の幅よりも大きくなくてもよく、例えばそれと等しい幅であってもよい。
また、延在部によってスパッタ装置の開口部の全体を覆うことができれば、スパッタ装置の開口部に対向する延在部の面と基板の面とは面一に形成されていなくてもよい。例えば、成膜条件をより安定させるために、延在部に傾斜等を設けてもよい。
また、基板やスパッタ装置の開口部の大きさ、基板及び延在部とスパッタ装置の開口部の大きさ等は、上述の実施の形態に例示した大きさに限定されない。
また、スパッタ装置には、防着カバーやスリットが形成されていなくてもよい。この場合には、装置接続部の成膜室側の開口部がスパッタ装置の開口部となる。
また、スパッタ装置は基板の搬送方向に対して垂直に配置されたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施形態に係る液晶装置の製造装置の概略構成図。
【図２】図１に示すスパッタ装置の詳細構成を示す図。
【図３】図１に示す液晶装置の製造装置のスパッタ装置の開口部近傍の概略構成図。
【図４】図１に示す液晶装置の製造装置のスパッタ装置の開口部近傍の概略構成図。
【図５】図１に示す液晶装置の製造装置のスパッタ装置の開口部近傍の概略構成図。
【符号の説明】
【００６６】
１  製造装置、２  成膜室、３  スパッタ装置、３ａ  開口部、３ａＬ  長さ、３ａＷ  幅、５ｐ  スパッタ粒子、６  搬送トレイ、６ｅ  延在部、６ｅＬ  長さ、６ｅＷ  幅、６ｅｌ  長さ、６ｓ  面、Ｗ  基板、Ｗｏ  外周、Ｗｓ  面、Ｘ  搬送方向
【図１】
2010008460.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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