(57)【要約】【課題】良好な液晶装置を効率よく製造可能な製造装置を提供する。【解決手段】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、少なくとも一方の基板と液晶等との間に無機配向膜が形成された液晶装置の製造装置である。成膜室と、成膜室内にて一方の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、を備えている。スパッタ装置は、成膜室に通じる開口を有しターゲットを収容する収容室３１と、収容室内３１に含まれる電子を捕捉する電子捕捉装置３６ａと、を有している。電子捕捉装置３６ａは、収容室内３１に部分的に露出した導電部材３６２ａと、導電部材３６２ａを変位させることにより導電部材３６２ａの収容室内３１に露出する露出部を変化させる変位装置３６０ａと、を含んでいる。【選択図】図３
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【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と前記液晶等との間に無機配向膜が形成された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一方の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、を備え、
前記スパッタ装置は、前記成膜室に通じる開口を有しターゲットを収容する収容室と、前記収容室内に含まれる電子を捕捉する電子捕捉装置と、を有し、
前記電子捕捉装置は、前記収容室内に部分的に露出した導電部材と、前記導電部材を変位させることにより該導電部材の前記収容室内に露出する露出部を変化させる変位装置と、を含んでいることを特徴とする液晶装置の製造装置。
【請求項２】
前記導電部材が、前記ターゲットよりも前記開口側において前記露出部を露出させて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置の製造装置。
【請求項３】
前記導電部材が、前記ターゲットよりも前記開口と反対側において前記露出部を露出させて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置の製造装置。
【請求項４】
前記ターゲットが互いに対向する一対のターゲットであって、
前記導電部材が、該一対のターゲットに挟まれる領域における該一対のターゲットが互いに対向する方向の側方に前記露出部を向けて配置されていることを特徴とする請求項１に液晶装置の製造装置。
【請求項５】
前記導電部材が回転体であって、前記変位装置が該導電部材を回転させる回転装置であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の液晶層の製造装置。
【請求項６】
前記電子捕捉装置が、前記回転体と同じ構成の予備回転体を有しているとともに前記回転体と該予備回転体とを換装する換装装置を備えていることを特徴とする請求項５に記載の液晶装置の製造装置。
【請求項７】
前記導電部材がシート状であるとともに、前記変位装置が該導電部材を巻取る巻取り装置であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の液晶装置の製造装置。
【請求項８】
前記収容室内に複数の前記電子捕捉装置を備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の液晶装置の製造装置。
【請求項９】
前記成膜室内の雰囲気ガスを排気する排気装置を備え、
該排気装置における排気経路が前記成膜室内に通じているとともに、前記電子捕捉装置の配置部を介して前記収容室内に通じていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の液晶装置の製造装置。
【請求項１０】
前記収容室内のプラズマの状態を検出するともにこの検出結果に基づいて前記変位装置を制御する制御装置を備えていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の液晶装置の製造装置。
【請求項１１】
前記導電部材の前記露出部に対する前記収容室内側に磁界を生じさせる磁界発生装置を備えていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の液晶装置の製造装置。
【請求項１２】
前記導電部材における前記露出部の表面が凹凸面であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に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】
本発明は、液晶装置の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から液晶装置は、パーソナルコンピュータ、携帯電話等の表示部として、あるいはプロジェクタのライトバルブ等として幅広く用いられている。液晶装置は、例えば画素電極と共通電極との間に挟持された液晶層、液晶層の液晶分子の配向性を制御する配向膜等を備えている。液晶層に電界が印加されると液晶分子の方位角が変化し、液晶層を通る光の偏光状態が変化する。これにより、液晶層を通った光の一部が偏光板に吸収され、所定の階調の光になり液晶装置から射出される。
【０００３】
ところで、前記の配向膜としては、ポリイミド等からなる高分子膜にラビング処理を施したものが知られている。ラビング処理により配向性を付与すれば、配向膜を容易に形成することが可能である。しかしながら、均一な配向性とすることや部分的に配向性を制御することが困難であることや、ラビング痕やラビング布からのダスト発生等により表示不良を生じやすいこと、過剰にラビング処理されると配向膜に損傷を生じて歩留りが低下してしまうこと等の課題がある。また、液晶プロジェクタのように高出力光源を用いる機器にあっては、光源光の吸収やその吸収熱によってポリイミド等の有機物が分解することにより、機器の特性低下や短寿命化の原因になってしまうこともある。
【０００４】
このような課題を解決するためには、有機物からなる配向膜に代えて無機物からなる配向膜（以下、無機配向膜と称す）を用いることが有効である。無機配向膜は、被処理面に対して傾斜した柱状構造を有するものであり、被処理面にシリコン酸化物等の無機材料を蒸着法やスパッタ法で成膜することにより形成されている。特に、スパッタ法によれば蒸着法よりも低欠陥密度の配向膜を形成することが可能である。スパッタ法による成膜装置としては、特許文献１に開示されているものがある。
【０００５】
特許文献１の液晶装置の製造装置（成膜装置）は、成膜室と成膜室に接続されたスパッタ装置とを備えている。スパッタ装置は、対向配置された一対のターゲットと、一対のターゲットの間に放電ガスを供給しこれを放電させてプラズマを発生させるプラズマ発生装置とを備えている。発生させたプラズマをターゲットに衝突させることにより、ターゲットから粒子を叩き出すようになっている。また、プラズマ生成領域に含まれる電子を捕捉する電子拘束手段が設けられており、電子拘束手段は、電子を取り込む導電部材や電子の飛跡を導電部材に向けて制御する磁界発生手段等からなっている。電子拘束手段によりプラズマ発生領域に含まれる電子を除去することができ、プラズマを安定して発生することが可能になっている。
【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】
特許文献１の液晶装置の製造装置にあっては、安定してプラズマを発生させることができるので、良好な無機配向膜を形成することができると考えられる。しかしながら、生産性を高めるためには、以下のように改善すべき点がある。
配向膜は、複数の画素電極に共通して設けられるものであるから、通常は絶縁材料で形成される。すなわち、スパッタ装置は、配向膜材料であるスパッタ粒子として、絶縁性のものや成膜過程で絶縁性になるものを放出する。放出されたスパッタ粒子の一部は、電子拘束手段を構成する導電部材の表面に付着してこれを覆ってしまう。すると、導電部材の表面が絶縁化することにより、電子を良好に捕捉することができなくなってしまう。
【０００７】
電子拘束手段の機能を回復させるためには、導電部材を交換すればよいと等が考えられる。しかしながら、液晶装置の製造装置が稼動している状態で成膜室内は真空雰囲気になっており、これを大気圧に戻してメンテナンス作業を行った後に再度真空雰囲気にするためには、多大な労力や時間を要してしまう。そのため、実質的な稼働時間が低下して製造効率が低下してしまう。
本発明は、前記事情に鑑み成されたものであって、良好な液晶装置を効率よく製造可能な製造装置を提供することを目的の１つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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と前記液晶等との間に無機配向膜が形成された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一方の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、を備え、前記スパッタ装置は、前記成膜室に通じる開口を有しターゲットを収容する収容室と、前記収容室内に含まれる電子を捕捉する電子捕捉装置と、を有し、前記電子捕捉装置は、前記収容室内に部分的に露出した導電部材と、前記導電部材を変位させることにより該導電部材の前記収容室内に露出する露出部を変化させる変位装置と、を含んでいることを特徴とする。
【０００９】
このようにすれば、液晶装置の製造装置の使用時において、ターゲットからスパッタ粒子を発生させるプラズマに起因する電子が、導電部材の露出部に取り込まれて収容室内から除去される。したがって、収容室内のプラズマ状態が安定になり、スパッタ粒子を安定して発生させることができる。また、プラズマに起因する電子が収容室から成膜室に漏れ出すことが防止され、この電子による被処理基板の濡れ性等の特性変化が防止される。このように、スパッタ法による成膜プロセスが安定になるので、良好な無機配向膜を形成することが可能になり、良好な液晶装置を製造可能な製造装置となる。
【００１０】
また、成膜プロセスにおいてスパッタ粒子の一部が導電部材の露出部に付着することにより露出部の導電性が低下してしまうが、変位装置により導電部材の露出部を変化させることができるので、導電性が低下した露出部に変えて導電部材の新たな部分を露出部にすることができる。したがって、導電部材における露出部の導電性を長期間にわたって確保することができ、長期にわたって良好な液晶装置を製造可能な製造装置となる。よって、導電部材の導電性を確保するためのメンテナンスの頻度を格段に少なくすることが可能になり、液晶装置の製造装置の稼働率を向上させることができる。これにより、良好な液晶装置を効率よく製造可能な製造装置となる。
【００１１】
また、前記導電部材が、前記ターゲットよりも前記開口側において前記露出部を露出させて配置されていてもよい。
プラズマに起因する電子が基板に到達するためには収容室から成膜室に通じる開口を必ず経由するので、ターゲットと開口との間に露出部を配置することにより、電子が基板に到達することが確実に防止される。
【００１２】
また、前記導電部材が、前記ターゲットよりも前記開口と反対側において前記露出部を露出させて配置されていてもよい。
このようにすれば、ターゲット付近でプラズマを発生させたことにより、ターゲットよりも開口と反対側に飛散した電子を除去することができる。これにより、収容室において開口と反対側において電子が飽和しなくなるので、これが開口側に溢れ出すことが防止される。したがって、開口から収容室に電子が溢れ出すことが防止され、電子が基板に到達することが防止される。
【００１３】
また、前記ターゲットが互いに対向する一対のターゲットであって、前記導電部材が、該一対のターゲットに挟まれる領域における該一対のターゲットが互いに対向する方向の側方に前記露出部を向けて配置されていてもよい。
スパッタ粒子を発生させるプラズマは一対のターゲットに挟まれる領域に生成されるので、この領域に露出部が配置されることにより、プラズマに起因する電子を良好に除去することができる。したがって、プラズマを発生させる領域から開口側、あるいは開口と反対側に電子が溢れ出ることが防止され、電子が基板に到達することが防止される。
【００１４】
また、前記導電部材が回転体であって、前記変位装置が該導電部材を回転させる回転装置であってもよい。
このようにすれば、回転装置により導電部材を回転させることにより、導電部材において収容室内に露出した部分が変化するので、電子を長期間にわたって除去することが可能な電子捕捉装置になる。
【００１５】
また、前記電子捕捉装置が、前記回転体と同じ構成の予備回転体を有しているとともに前記回転体と該予備回転体とを換装する換装装置を備えていてもよい。
このようにすれば、換装した予備回転体を新たな導電部材として機能させることができるので、電子捕捉装置を良好に機能させ得る期間を予備回転体の数に応じて延ばすことができる。
【００１６】
また、前記導電部材がシート状であるとともに、前記変位装置が該導電部材を巻取る巻取り装置であってもよい。
このようにすれば、シート状の導電部材を変位装置によって巻取ることにより変位させて、露出部を変化させることができる。また、導電部材がシート状であるのでバルク状のものよりも導電部材の体積に対する表面積が大きくなる。導電部材の表面積が大きくなるほど導電部材において露出部として機能させ得る部分が多くなるので、省スペースでありながら長期間にわたって機能する電子捕捉装置になる。
【００１７】
また、前記収容室内に複数の前記電子捕捉装置を備えていることが好ましい。
このようにすれば、電子捕捉装置を１つ備えている場合よりも電子を確実に除去することができる。
【００１８】
また、前記成膜室内の雰囲気ガスを排気する排気装置を備え、該排気装置における排気経路が前記成膜室内に通じているとともに、前記電子捕捉装置の配置部を介して前記収容室内に通じていることが好ましい。
排気装置における排気経路が電子捕捉装置の配置部を介して収容室内に通じていれば、電子捕捉装置に生じたパーティクルが排気経路を通って雰囲気ガスとともに排出される。したがって、電子捕捉装置に起因する異物が無機配向膜に混入することが防止され、良好な無機配向膜が得られるようになる。
また、排気経路が成膜室及び収容室に通じているので、成膜室と収容室とで圧力が均一になる。したがって、成膜状態が安定になり、良好な無機配向膜が得られるようになる。
【００１９】
また、前記収容室内のプラズマの状態を検出するともにこの検出結果に基づいて前記変位装置を制御する制御装置を備えていることが好ましい。
このようにすれば、プラズマの状態に応じて露出部を変化させることができるので、プラズマを成膜に適した状態に保つように露出部を変化させるタイミングを調整することができる。これにより、良好な無機配向膜が得られるようになるとともに、露出部を変化させる頻度を最小限度とすることができるので長期間にわたって機能する電子捕捉装置となる。
【００２０】
また、前記導電部材の前記露出部に対する前記収容室内側に磁界を生じさせる磁界発生装置を備えていることが好ましい。
このようにすれば、磁界発生装置により収容室内の電子の飛跡を制御することができるので、露出部に電子を誘導して導電部材に取り込むことが可能になる。したがって、収容室内の電子を良好に除去することができ、良好な無機配向膜が得られるようになる。
【００２１】
また、前記導電部材における前記露出部の表面が凹凸面であることが好ましい。
このようにすれば、露出部の表面が平滑面である場合よりも表面積が大きくなり、露出部に電子が取り込まれる機会が多くなる。また、平滑面である場合よりも露出部の表面の付着物が脱離しにくくなるので、付着物が異物となることが防止される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態を説明するが、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。以降の説明では図面を用いて各種の構造を例示するが、構造の特徴的な部分を分かりやすく示すために、図面中の構造はその寸法や縮尺を実際の構造に対して異ならせて示す場合がある。  
【００２３】
図１は、本実施形態の液晶装置の製造装置を示す概略構成図であり、図２は、図１のＢ−Ｂ’線矢視断面図である。図１に示すように、製造装置１は、液晶装置の構成部材である基板Ｗを収容する成膜室２と、ターゲット３０ａ、３０ｂを収容する収容室３１を有するスパッタ装置３とを備えている。成膜室２は、真空チャンバーになっており開口３１Ａにて収容室３１と通じている。成膜時において、スパッタ装置３は収容室３１内でスパッタ粒子を発生させ、開口３１Ａを通してスパッタ粒子を成膜室２側に放出する。
【００２４】
基板Ｗは、例えばガラス等の透明基板に走査線やデータ線等の各種配線や、薄膜トランジスタ等の各種スイッチング素子、画素電極等の各種電極等が形成されたものである。基板Ｗは、その被処理面Ｗ０を開口３１Ａに向けて保持された状態で成膜室２内を搬送される。スパッタ装置３は、スパッタ粒子を放出する方向が被処理面Ｗ０に対して非垂直に傾斜するように取り付けられており、被処理面Ｗ０に対して斜方から無機配向膜の形成材料となるスパッタ粒子が入射して堆積する。このように、スパッタ装置３は、基板Ｗの被処理面Ｗ０にスパッタ法により無機配向膜を形成するようになっている。
【００２５】
以下、図１に示したＸＹＺ直交座標系を設定し、これに基づいて部材の位置関係を説明する。このＸＹＺ直交座標系において、成膜室２に保持される基板Ｗの被処理面Ｗ０に直交する方向をＺ方向とし、被処理面Ｗ０に対するスパッタ装置３側をＺ負方向とする。また、基板Ｗの搬送方向をＸ方向（搬送下流側をＸ正方向）とし、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向をＹ方向とする。また、スパッタ装置３におけるスパッタ粒子の放出方向をＺａ方向とし、ターゲット３０ａ、３０ｂが互いに対向する方向をＸａ方向とする。ここでは、Ｘａ方向とＺａ方向とが互いに直交している。
【００２６】
成膜室２は、基板Ｗを保持するトレイ２０と、トレイ２０を搬送する搬送装置（図示略）を備えている。トレイ２０には、基板Ｗの基板温度を制御する温度制御装置（図示略）が設けられている。ここでは基板Ｗの搬送経路が概略Ｘ方向に沿っており、搬送経路において開口３１Ａを挟む一方の側（Ｘ正方向側）に第１ガス供給装置２１、他方の側に排気経路２２ａを介して排気装置２２が接続されている。第１ガス供給装置２１は、基板Ｗ上に飛来する配向膜材料と反応する反応ガスとして、酸素ガスを供給する。基板Ｗには、配向膜材料と酸素ガスとが反応した反応生成物が成膜される。排気装置２０は、成膜室２内に流通する反応ガスや後述する放電用ガス等の雰囲気ガスを排気し、成膜室２内の真空度を制御する。
【００２７】
実際の製造装置には、Ｘ方向における成膜室２の外側にロードロックチャンバーが設けられている。ロードロックチャンバーには、成膜室２と独立して真空雰囲気に調整する排気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。このような構成により、成膜室２を大気に解放することなく基板Ｗの出し入れを行うことができる。
【００２８】
成膜室２のＺ負方向側の壁面から外側に突出してスパッタ装置３が配置されている。本実施形態のスパッタ装置３は、概略箱状のスパッタ粒子発生部、及び成膜室２との接続部３７を有している。スパッタ粒子発生部は、内壁部３２ａ〜３２ｅ（内壁部３２ｄ、３２ｅについては図２参照）を有している。内壁部３２ａ〜３２ｅ、及び接続部３７に囲まれる空間領域が収容室３１になっている。
【００２９】
スパッタ装置３の収容室３１には、一対のターゲット３０ａ、３０ｂが互いに対向して配置され収容される。ターゲット３０ａ、３０ｂは、例えば無機配向膜の主材となるシリコンを含んだ平面視矩形の板状のものである。ターゲット３０ａ、３０ｂは、スパッタ装置３において放出方向（Ｚａ方向）の側方に位置する内壁部３２ａ、３２ｂにそれぞれ取り付け可能になっている。ここでは、互いの対向面が平行になるように配置されており、対向面はＺａ方向と平行になっている。
【００３０】
側壁３２ａは、電極３２１ａと電極保持部３２２ａとを有している。電極３２１ａは、ターゲット３０ａ全体と重なり合う板状のものであり、ターゲット３０ａの取り付け部になっている。電極保持部３２２ａには、電極３２１ａを冷却する冷却装置（図示略）等が設けられている。内壁部３２ｂも内壁部３２ａと同様の構成になっており、電極３２１ｂと電極保持部３２２ｂとを有している。電極３２１ａ、３２１ｂは、それぞれ直流電源又は高周波電源からなる電源４ａ、４ｂと電気的に接続されている。
【００３１】
ターゲット３０ａ、３０ｂに挟まれる領域Ａには、放電用ガス（例えばアルゴンガス）を供給可能になっている。ここでは、放出方向（Ｚａ方向）における成膜室２と反対側のスパッタ装置３の内壁部３２ｃにガス供給口３３Ａが設けられており、第２ガス供給装置３３からガス供給口３３Ａを介して、放電用ガスを供給可能になっている。
【００３２】
領域Ａに放電用ガスが供給された状態で、電源４ａ、４ｂから電極３２１ａ、３２１ｂに供給される電力により、領域Ａにプラズマを発生させることが可能になっている。このプラズマに含まれるイオンが、ターゲット３０ａ、３０ｂに衝突することにより、ターゲット３０ａ、３０ｂからスパッタ粒子が叩き出される。
【００３３】
収容室３１の内壁部３２ａ〜３２ｅ、接続部３７と開口３１Ａ周辺の成膜室２内壁とを覆って防着板３５が設けられている。防着板３５には、ターゲット３０ａ、３０ｂ、電子捕捉装置３６ａ〜３４ｆの導電部材（後述する）を収容室３１に露出させる開口を有している。防着板３５は、アルミニウム等からなり、防着板３５自体にスパッタ粒子を付着させることにより、内壁等へのスパッタ粒子の付着を防止する。防着板３５には、ブラスト処理や溶射処理がなされており、これにより付着物が脱離してパーティクルになることが防止されている。
【００３４】
ターゲット３０ａ、３０ｂの周辺と重なる部分には、それぞれ磁界発生装置３４ａ、３４ｂが設けられている（図２参照）。磁界発生装置３４ａ、３４ｂは、例えば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り、プラズマが発生する領域Ａを囲む部分において磁界発生装置３４ａ、３４ｂの間に磁界を発生させる。この磁界によりプラズマ起因の電子の飛跡を制御することにより、電子が基板Ｗに向かって飛行することを防止することができる。
【００３５】
スパッタ装置３には、電子捕捉装置３６ａ〜３６ｆが設けられている。電子捕捉装置３６ａ〜３４ｆは、プラズマ起因の電子を除去するものであり、詳細な構造については後述する。ここでは、内壁部３２ａに電子捕捉装置３６ａ、３６ｂが設けられており、内壁部３２ｂにおいて電子捕捉装置３６ａ、３６ｂと対向する部分に、それぞれ電子捕捉装置３６ｃ、３６ｄが設けられている。また、図２に示すように、Ｙ方向において領域Ａを挟むスパッタ装置３の内壁部３２ｄ、３２ｅに、それぞれ電子捕捉装置３６ｅ、３６ｆが設けられている。
【００３６】
電子捕捉装置３６ａ、３６ｃは、ターゲット３０ａ、３０ｂよりも開口３１Ａ側に設けられており、ここでは磁界発生装置３４ａ、３４ｂよりも開口３１Ａ側に配置されている。電子捕捉装置３６ｂ、３６ｄは、ターゲット３０ａ、３０ｂよりも開口３１Ａと反対側（ガス供給口３３Ａ側）に設けられており、ここでは磁界発生装置３４ａ、３４ｂよりもガス供給口３３Ａ側に配置されている。電子捕捉装置３６ｅ、３６ｆは、Ｙ方向において領域Ａと重なる部分に配置されている。電子捕捉装置３６ａは、配管３８を介して排気経路２２ａに接続されている。
【００３７】
図３（ａ）は、電子捕捉装置３６ａの構成を示す模式図であり、図３（ｂ）は電子捕捉装置３６ａの構成を示す断面図である。なお、図３（ｂ）は図１と対応しており、ＸＺ面における断面図を示したものである。また、電子捕捉装置３６ｅ〜３６ｆについても同様の構成になっている。
【００３８】
図３（ａ）に示すように、電子捕捉装置３６ａは、導電部材３６２ａと変位装置３６０ａとを有している。導電部材３６２ａは、その一部（露出部）を収容室３１に露出させて配置されている。導電部材３６２ａは、アルミニウム等の導電材料からなり、接地電位の導電部に接続（アース）されている。変位装置３６０ａが導電部材３６２ａを変位させることにより、変位前と異なる部分が露出部になる。収容室３１内のプラズマ起因の電子は、露出部の表面から導電部材３６２ａに取り込まれ、導電部材３６２ａを介して前記導電部に逃がされる。
【００３９】
本実施形態の導電部材３６２ａは、Ｙ方向に延びる柱状のものであり、Ｙ方向の長さは領域Ａと同程度になっている。ここでは、防着板３５のスリット３５Ａを通して、収容室３１内側に露出した部分が露出部になっている。変位装置３６０ａは、導電部材３６２ａを軸回りに回転させて変位させるものである。変位装置３６０ａは、導電部材３６２ａの変位量（回転角）を制御する制御装置３６５ａに接続されている。また、制御装置３６５ａには、成膜時において収容室３１内のプラズマの状態を検出するセンサ３６６ａが接続されている。センサ３６６ａは、プラズマの電気的な状態を検出するものや、プラズマの発光スペクトルを検出するもの等である。制御装置３６５ａは、センサ３６６の検出結果を受け取るとともに、成膜室２内の電子の数を判定する。そして、電子の数を基準値と比較し、電子の数が基準値を超えていた場合には変位装置３６０ａに変位量を伝達する。変位装置３６０ａは、受け取った変位量だけ導電部材３６２ａを変位させるようになっている。
【００４０】
図３（ｂ）に示すように、導電部材３６２ａは筐体３６１ａに収容されており、筐体３６１ａは排気経路２２ａに通じる配管３８と接続されている。これにより、収容室３１が、筐体３６１ａを介して排気経路２２ａと通じるようになっている。
【００４１】
次に、以上のような構成の製造装置１により基板Ｗ上に無機配向膜を形成する方法を説明する。
前記したように、領域Ａにアルゴンガスを供給するとともに電極３２１ａ、３２１ｂの間にＤＣ電力（ＲＦ電力）を供給すると、領域Ａにプラズマが発生し、ターゲット３０ａ、３０ｂから配向膜材料（シリコン）がスパッタ粒子として射出される。開口３１Ａを通る角度、すなわち概略Ｚａ方向に射出されたスパッタ粒子は、開口３１Ａを通って成膜室２側に放出される。このような状態で、成膜室２内に酸素ガスを流通させるとともに開口３１Ａに被処理面Ｗ０を向けて基板Ｗを搬送すると、被処理面Ｗ０にスパッタ粒子が酸素ガスと反応しつつ堆積する。これにより、シリコン酸化物がＺａ方向に柱状に結晶成長し、無機配向膜が得られる。
【００４２】
このような成膜過程において、アルゴンガスをイオン化してプラズマを発生させると、電子が領域Ａに大量に生じる。磁界発生装置３４ａ、３４ｂの間に磁界を発生させることにより、電子は飛跡を制御されて領域Ａ内に閉じ込められる。しかしながら、領域Ａにおいて電子が飽和すると、領域Ａよりも開口３１Ａ側やガス供給口３３Ａ側に溢れ出てしまう。ガス供給口３３Ａ側の空間においても電子が飽和すると、開口３１Ａ側への電子の溢れ出しが顕著になり、成膜室２に大量の電子が入り込んでしまう。基板Ｗが電子に晒されると、スパッタ粒子に対する被処理面Ｗ０の濡れ性が変化してしまい、均一な膜質の無機配向膜が得られなくなる。
【００４３】
電子が成膜室２内に溢れでないようにする手法として、スパッタ装置３の収容室３１に導電部材を配置すること、例えば防着板３５を導電材料で構成すること等が考えられる。しかしながら、防着板３５は、そもそもスパッタ粒子を付着させるためのものであり、シリコンあるいはシリコン酸化物が表面に付着すると表面の導電性が損なわれてしまう。したがって、防着板３５により電子を除去することが短期間のうちにできなくなり、防着板３５表面の導電性を回復させるためには頻繁にメンテナンスを行う必要がある。メンテナンスを行うためには、減圧された成膜室２内を大気圧に戻す必要があり、製造装置の実質的な稼働率が低下することにより製造効率が低下してしまう。
しかしながら、本発明の液晶装置の製造装置は、電子捕捉装置を備えているので、良好な無機配向膜を備えた液晶装置を効率よく製造することが可能である。以下、電子捕捉装置の機能について説明する。
【００４４】
図４（ａ）〜（ｃ）は、電子捕捉装置３６ａの機能を示す説明図である。図４（ａ）に示すように、成膜時において収容室３１内にはスパッタ粒子５ａが概略Ｚａ方向に進行しているとともに、電子５ｂが飛散している。電子５ｂは、スパッタ粒子５ａを発生させるべくアルゴンガスをイオン化した副産物であるから、スパッタ粒子５ａの数が多くなるほど電子５ｂの数も多くなる。例えば、スパッタ粒子５ａの数を増やせば、無機配向膜を形成するプロセスを短時間化することができるが、一方で電子５ｂの数も増えてしまう。このような電子５ｂは、導電部材３６２ａ表面に取り込まれ、導電部材３６２ａを介してスパッタ装置３の外部に逃がされる。
【００４５】
ターゲット３０ａ、３０ｂの間隔は有限値であるので、スパッタ粒子５ａ全体としては放射状に射出される。一部のスパッタ粒子５ａは、防着板３５ａスリット３５Ａを通って導電部材３６１ａに付着する。この付着物は製造装置１の稼働時間が長くなるにつれて、図４（ｂ）に示すように付着物膜５ｃとなり導電部材３６２ａの露出部表面を覆ってしまう。付着物膜５ｃは、前記のように導電性が極めて低いため、電子５ｂが導電部材３６２ａに取り込まれなくなる。
【００４６】
図４（ｃ）に示すように、導電部材３６２ａを変位させることにより、付着物膜５ｃが形成された部分と異なる部分が露出する。新たな露出部表面は導電性を有しているので、再び電子５ｂを良好に逃がすことが可能になる。このように導電部材３６２ａを変位させることにより、導電部材３６２ａ表面の利用率が向上するので、長期間にわたって電子５ｂを収容室３１内から除去することができる。
【００４７】
電子捕捉装置が収容室３１内に１つでも設けられていれば前記の効果を得ることができるが、本実施形態では、複数の電子捕捉装置３６ａ〜３６ｆが設けられているので、さらに高い効果を得ることができる。詳しくは、電子捕捉装置３６ｅ、３６ｆはＹ方向において領域Ａと重なる部分に配置されており、領域Ａにはプラズマを発生させるので、飛散する電子の数が多くなっている。前記のように、電子の数が多い領域では付着するスパッタ粒子の数も多くなるので、通常の導電部材であればメンテナンス頻度が増えてしまうが、電子捕捉装置３６ｅ、３６ｆによれば長期間にわたって電子を除去することができる。また、電子の発生源付近で電子を除去するので、領域Ａの外側に電子が溢れ出すことを防止することができる。
【００４８】
領域Ａから溢れ出した電子は、ガス供給口３３Ａ側と開口３１Ａ側とに飛散する。領域Ａのガス供給口３３Ａ側には、電子捕捉装置３６ｂ、３６ｄが設けられており、これにより電子を除去することができ、領域Ａのガス供給口３３Ａ側に電子が飽和して開口３１Ａ側に飛散する電子の数が増えることを防止できる。また、領域Ａの開口３１Ａ側には、電子捕捉装置３６ａ、３６ｃが設けられているので、開口３１Ａを通り成膜室２に向かう電子を除去することにより、基板Ｗが電子に晒されることを直接的に防止することができる。
【００４９】
電子捕捉装置３６ａにおいて導電部材３６２ａを変位（回転）させる手法としては、一定の角速度で回転させる手法や、プラズマの状態に応じて回転させる手法を用いることができ、本実施形態では、後者を採用している。このようにすれば、収容室３１内の電子の数に応じて導電部材３６２ａを変位させるので、露出部の導電性が低下していない状態で変位させることがなくなる。したがって、導電部材３６２ａをムダなく機能させることができ、導電部材３６２ａが長寿命化することによりメンテナンス頻度を低くすることができる。また、プラズマの状態に応じて回転させる手法としては、例えばプラズマの状態を検出するセンサを設けておき手動で制御する手法も用いることができるが、本実施形態のように制御装置３６５ａを設けて自動制御にすることにより、制御の手間を省くことができる。
【００５０】
また、電子捕捉装置３６ａの筐体３６１ａは排気経路２２ａに通じる配管３８と接続されているので、領域Ａから開口３１Ａ側に溢れ出したアルゴンガスは配管３８を通って排気される。これにより、酸素ガスとアルゴンガスとが成膜室２で混じり合うことが防止され、酸素ガスと基板Ｗに堆積するスパッタ粒子とを良好に反応させることができる。したがって、無機配向膜における酸素とシリコンとの組成比が所定値になり、良好な無機配向膜が得られるようになる。また、成膜室２内の圧力が、開口３１Ａ付近と排気経路２２ａ付近とで均一になり、安定した成膜を行うことできる。
【００５１】
また、筐体３６１ａ内で導電部材３６２ａを変位させることにより、導電部材３６２ａあるいは変位装置３６０ａからパーティクルを生じることや、導電部材３６２ａから付着物が脱離することによりパーティクルを生じることも考えられる。しかしながら、このようなパーティクルは、配管３８を介して雰囲気ガスとともに排気されるので、収容室３１や成膜室２に飛散することがない。したがって、パーティクルが無機配向膜に混入することが防止され、良好な無機配向膜が得られるようになる。
【００５２】
一般に、無機配向膜は真空雰囲気で成膜するので、製造装置のメンテナンスを行う場合には、大気開放及び減圧に多大な労力や時間を要する。メンテナンスの内容としては、ターゲットの消耗に伴う交換、付着物の脱離を防止するための防着板の交換、電子を除去する導電部材の交換等が挙げられる。ターゲットの交換は不可避であるが、防着板や導電部材よりも長寿命である。また、脱離防止処理の技術が進歩したことにより防着板は長寿命化されてきている。このような事情により、導電部材の寿命がメンテナンス頻度の律速になっているのが現状である。特に、成膜レートを向上させようとすれば、電子の数が増えることにより導電部材を省くことができなくなり、加えて導電部材の寿命が低下してしまうことにより、メンテナンスの頻度が高くなってしまう。
【００５３】
本発明の液晶装置の製造装置によれば、収容室２内の電子を長期間にわたって除去する電子捕捉装置が設けられているので、導電部材を交換するメンテナンス頻度が格段に低減され、良好な液晶装置を効率よく製造することが可能になる。
【００５４】
なお、本実施形態では、スパッタ粒子と酸素ガスとを反応させつつ無機配向膜を成膜しているが、ターゲット３０ａ、３０ｂとして例えばシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）を用いて、シリコン酸化物を直接成膜してもよい。また、シリコン酸化物の他にもアルミニウム酸化物（ＡｌＯｙ等）などを成膜することも可能である。このような場合にも酸素ガスを成膜室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。また、被処理面Ｗ０に対して斜方から成膜する例を説明したが、被処理面の法線方向から成膜する場合でも同様に、本発明の効果を得ることができる。
【００５５】
また、電子捕捉装置３６ａ〜３６ｆをいずれも領域Ａに対して磁界発生装置３４ａ、３４ｂの外側に配置していたが、磁界発生装置３４ａ、３４ｂに囲まれる部分に配置してもよい。このような部分は、ターゲット３０ａ、３０ｂの近傍であるのでスパッタ粒子の数が特に多く、しかも電子が閉じ込められた領域であるので電子の数も多くなっている。本発明における電子捕捉装置は、このようにスパッタ粒子が多い領域に配置しても長期間にわたって機能し、電子の発生源においてその数を減らすことができる。また、防着板３５Ａのスリット３５Ａを通して導電部材の一部を収容室３１に露出させているが、電子捕捉装置の筐体の内壁、スパッタ装置の内壁部、あるいは接続部３７により導電部材の一部を露出させるようにしてもよい。例えば、電子捕捉装置の筐体を収容室３１側において導電部材を覆う形状とするとともに、筐体の内側と収容室３１とに通じる開口を設け、この開口を通して導電部材を露出させるようにしてもよい。
【００５６】
また、電子捕捉装置３６ａに配管３８が接続されている例を説明したが、電子捕捉装置３６ｂ〜３６ｆについて排気経路２２ａと接続した構成を適用してもよい。複数の電子捕捉装置を設ける場合に、複数の電子部材で導電部材を変位させるタイミングや制御方法等を異ならせてもよい。また、電子捕捉装置の構成については、様々な変形が可能であり、以下、変形例１〜４を説明するが、スパッタ装置に複数の電子捕捉装置を設ける場合には、例えば電子捕捉装置を設ける位置に応じて、複数の電子捕捉装置で構成を異ならせてもよい。
【００５７】
図５（ａ）は、変形例１の液晶装置の製造装置における電子捕捉装置３９ａの構成を示す断面図である。変形例１が前記実施形態と異なる点は、導電部材３９２ａの表面に凹凸が設けられている点である。ここでは、導電部材３９２ａの断面形状が、凹凸により歯車状になっている。凹凸により導電部材３９２ａの表面積が大きくなるので、電子を良好に捕捉することができる。また、凹部にスパッタ粒子が付着しにくくなるので、導電部材３９２ａを長寿命にすることができる。このような凹凸としては、プラズマ起因のアーク（異常放電）を避ける観点から、角を丸めた形状が好ましい。
【００５８】
図５（ｂ）は、変形例２の液晶装置の製造装置における電子捕捉装置３９ｂの構成を示す断面図である。変形例２が前記実施形態と異なる点は、シート状の導電部材３９４ｂが巻かれたロール３９２ｂの一部が収容室３１内に露出している点である。導電部材３９４ｂは、例えば金属メッシュや、樹脂の表面に金属コーティングしたものである。ロール３９２ｂにおける収容室３１と反対側（配管３８側）には、ロール（巻き取り装置）３９３ｂが設けられており、ロール３９３ｂを回転させることが可能になっている。ロール３９２ｂに巻かれた導電部材３９４ｂは、ロール３９３ｂに巻き取られることにより変位する。
【００５９】
このような構成によれば、導電部材３９４ｂがシート状であるので、導電部材３９４ｂを収容するスペース（例えば筐体３９１ｂ）に対する導電部材３９４ｂの表面積が格段に大きくなる。したがって、格段に長期間にわたって電子捕捉装置３９ｂを機能させることが可能になる。また、巻き取る側のロール３９３ｂが配管３８側に配置されているので、巻き取られた導電部材３９３ｂから脱離した付着物が確実に排気され、パーティクルの発生が確実に防止される。
【００６０】
図６（ａ）は、変形例３の液晶装置の製造装置における電子捕捉装置３９ｃの構成を示す断面図である。変形例３においては、シート状の導電部材３９４ｃがロール３９２ｃに巻かれており、これをロール３９３ｃに巻き取ることにより変位させる点では、変形例２と同様である。変形例３が、変形例２と異なる点は、ロール３９２ｃ、３９３ｃが防着板３５に沿って配置されている点である。これによりシート状の導電部材３９４ｃは、防着板３５に沿った併進移動により変位し、防着板３５のスリット３５Ａにおいて収容室３１に露出する。
【００６１】
また、変形例３では、ロール３９２ｃ、３９３ｃの間に磁界発生装置３９５ｃが設けられている。磁界発生装置３９５ｃは、収容室３１を挟む反対側に導電部材３９４ｃを介して磁界Ｍを発生可能になっている。磁界Ｍにより電子の飛跡を制御することにより、電子が開口３１Ａ側に向かうことを防止するとともに、閉じ込められた電子を導電部材３９４ｃにより除去することができる。導電部材３９４ｃがシート状であるので、導電部材３９４ｃにより磁界がほとんど弱められないので、電子を良好に除去することができる。また、導電部材３９４ｃがシート状であるので、収容室３１を挟む反対側と磁界発生装置３９５ｃとの距離が狭くなり、磁界Ｍを強くすることが容易になる。
【００６２】
図６（ｂ）は、変形例４の液晶装置の製造装置における電子捕捉装置３９ｃの構成を示す断面図である。変形例４が前記実施形態と異なる点は、柱状の複数の導電部材（図示は６つ）３９２ｄが設けられている点である。６つの導電部材３９２ｄのうちの５つは予備の導電部材（予備回転体）である。複数の導電部材３９２ｄの各々は、両端面において一対の円盤状の支持体（換装装置）に挟持されている。なお、図６（ｂ）には、一対の支持体のうちの一方の支持体３９１ｄのみを図示している。
【００６３】
複数の導電部材３９２ｄ、支持体３９１ｄはいずれも変位装置により変位するようになっている。１つの導電部材３９２ｄは、防着板３５のスリット３５Ａを通して収容室３１に露出するようになっている。この導電部材３９２ｄは、前記実施形態と同様に回転しつつスパッタ粒子が付着させ、その表面全体の導電性が損なわれると、支持体３９１ｄが回転して、別の導電部材３９２ｄをスリット３５Ａと対応する位置に換装する。
このような構成によれば、導電部材３９２ｄの数に応じた期間にわたり電子捕捉装置３９ｄを機能させることが可能になる。これにより、メンテナンス頻度を格段に減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の液晶装置の製造装置を示す概略構成図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ’線矢視断面図である。
【図３】（ａ）は電子捕捉装置の斜視模式図、（ｂ）は電子捕捉装置の断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、電子捕捉装置の機能を示す説明図である。
【図５】（ａ）は、変形例１を示す断面図、（ｂ）は変形例２を示す断面図である。
【図６】（ａ）は、変形例３を示す断面図、（ｂ）は変形例４を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・液晶装置の製造装置、２・・・成膜室、３・・・スパッタ装置、３０ａ、３０ｂ・・・ターゲット、３１・・・収容室、３１Ａ・・・収容室の開口、３６ａ〜３６ｆ、３９ａ〜３９ｄ・・・電子捕捉装置、３６２ａ、３９２ａ、３９２ｂ、３９２ｄ、３９３ｂ、３９３ｃ、３９４ｃ・・・導電部材、３６０ａ・・・変位装置
【図１】
2010008945.tif 000003
【図２】
2010008945.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2010008945.tif 000007
【図６】
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