(57)【要約】【課題】ガラス基板に透明導電膜を形成するチャンバー内のガス分比を均一にし、それによって基板面内に発生する特性のバラツキを抑制する薄膜形成装置及び薄膜形成方法を提供する。【解決手段】プロセスガス供給部２１と、ガス分析部２２と、ガス流量制御部２３と、を備え、プロセスガス供給部は、プロセスガスを複数のプロセスガス導入管を介してチャンバー２５に供給する手段であって、ガス分析部は、前記チャンバー内の２種以上のプロセスガスの分比を測定する手段であって、前記ガス流量制御部は、前記ガス分析部によって測定されたプロセスガスの分比に基づいて、マスフローコントローラーを制御する手段であって、前記チャンバー内のプロセスガスの分比を一定にして、ガラス基板に透明導電膜の形成を行うことを特徴とする薄膜形成装置。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明導電膜形成チャンバーを用いてガラス基板に透明導電膜を形成する薄膜形成装置であって、
プロセスガス供給手段と、ガス分析手段と、ガス流量制御手段と、を備え、
プロセスガス供給手段は、プロセスガス供給源からチャンバーにプロセスガスを供給する手段であって、複数のプロセスガス導入管のそれぞれに接続し、この複数のプロセスガス導入管のそれぞれからチャンバーに供給するものであり、
ガス分析手段は、前記チャンバー内の２種以上のプロセスガスの分比を測定する手段であって、
前記ガス流量制御手段は、前記ガス分析手段によって測定されたプロセスガスの分比に基づいて、マスフローコントローラーを制御する手段であって、
前記チャンバー内のプロセスガスの分比を一定にして、ガラス基板に透明導電膜の形成を行うことを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
前記複数のプロセスガス導入管のうち、２以上のプロセスガス導入管が一直線上に配列されており、かつ、こうして２以上のプロセスガス導入管が配列された列が複数列設けられていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記ガス分析手段は、前記複数のプロセスガス導入管の各々の近傍に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかの薄膜形成装置を用いてガラス基板に透明導電膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に用いられるガラス基板に透明導電膜を形成する薄膜形成装置及び薄膜形成方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１はガラス基板の例としてカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの一例を断面で示す。カラーフィルタ１は、ガラス基板２上にブラックマトリックス（以下、ＢＭ）３、レッドＲの着色画素（以下、Ｒ画素）４−１、グリーンＧの着色画素（以下、Ｇ画素）４−２、ブルーＢの着色画素（以下、Ｂ画素）４−３、透明電極５、及びフォトスペーサー（Ｐｈｏｔｏ  Ｓｐａｃｅｒ）（以下、ＰＳ）６、バーテイカルアライメント（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）（以下、ＶＡ）７が順次形成されたものである。
【０００３】
上記構造のカラーフィルタの製造方法は、フォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法を用いることが知られているが、図２は一般的に用いられているフォトリソグラフィー法の工程を示すフロー図である。カラーフィルタは、先ず、ガラス基板上にＢＭを形成処理する工程（Ｃ１）、ガラス基板を洗浄処理する工程（Ｃ２）、着色フォトレジストを塗布および予備乾燥処理する工程（Ｃ３）、着色フォトレジストを乾燥、硬化処理するプリベーク工程（Ｃ４）、露光処理する工程（Ｃ５）、現像処理する工程（Ｃ６）、着色フォトレジストを硬化処理する工程（Ｃ７）、透明電極を成膜処理する工程（Ｃ８）、ＰＳ、ＶＡを形成処理する工程（Ｃ９）がこの順に行われ製造される。
【０００４】
例えば、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の順に画素が形成される場合には、カラーフィルタ用ガラス基板を洗浄処理する工程（Ｃ２）から、着色フォトレジストを硬化処理する工程間（Ｃ７）ではレッドＲ、グリーンＧ、ブルーＢの順に着色フォトレジストを変更して３回繰り返されてＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素が形成される。
【０００５】
上記カラーフィルタの製造工程の透明電極を成膜処理する工程（Ｃ８）では、例えばインライン式のスパッタ装置が用いられる。図３は従来のスパッタ装置における、ガラス基板（以下、基板）とターゲット及びプロセスガス供給管の配置例を示す図である。図３（ａ）は正面を見た図、図３（ｂ）は上面を見た図、図３（ｃ）は側面を見た図である。台車１１に載置された基板トレー１２に基板１３ａ、１３ｂとその裏側に裏面を重ねるようにして基板１３ｃ、１３ｄがセットされ、セットされた基板１３ａ〜１３ｄは矢印１４で示す方向に搬送され、スパッタ装置に投入される。このスパッタ装置で基板に成膜する場合には、内部が真空にされた図示しないスパッタチャンバー内に、例えばＡｒ、Ｏ２といった不活性ガスが導入され、また、基板とターゲット（成膜させる物質で、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ））１５ａ、１５ｂ、１５ｃの間に直流高電圧を印加し、イオン化したＡｒをターゲットに衝突させて、はじき飛ばされたターゲット物質を基板に成膜させる。この場合、これらのプロセスガスはマスフローコントローラー（ｍａｓｓ  ｆｌｏｗ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  以下、ＭＦＣ）１６ａ、１６ｂ等により、設定値に対して精密に流量が制御され、プロセスガス導入管１７ａ、１７ｂを介して装置側に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１−２６８８７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図３に示される従来のスパッタ装置ではＭＦＣによって流量制御されたＡｒ、Ｏ２がＩＴＯターゲット脇のガス導入管を介して均等に供給する機構となっている。しかしながらスパッタチャンバー内で発生するアウトガス（基板トレーからの水分など）の影響や、装置の構造上の制約により、実際のチャンバー内のガス分比（体積比率）が場所によって異なってしまい、各場所によってガス分比に偏りが生じてしまう。このため、基板面内の特性（抵抗値、透過率）にバラツキが発生してしまうといった問題があった。
【０００８】
図４は図３に示す従来のスパッタ装置を用いて成膜した場合の基板面内のＩＴＯの抵抗値（Ω／□）を示す図である。基板サイズは６８０ｍｍ×８８０ｍｍである。図４の例では、２枚の基板の下部の抵抗値が高くなる傾向がある。これは個々のスパッタ装置のクセや、個々のガス導入管から供給されるガス量や分比の不均一によることが大きな原因となっている。図４の例では、抵抗値は２枚の基板の下部から上部に向かって、２７〜２９Ω／□、２５〜２７Ω／□、２１〜２５Ω／□、１９〜２１Ω／□、１７〜１９Ω／□となっている。
【０００９】
以上の問題点に鑑みて本発明は、ガラス基板に透明導電膜を形成するチャンバー内のガス分比を均一にし、それによって基板面内に発生する特性のバラツキを抑制する薄膜形成装置及び薄膜形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そこで本発明の請求項１に係る発明は、透明導電膜形成チャンバーを用いてガラス基板に透明導電膜を形成する薄膜形成装置であって、
プロセスガス供給手段と、ガス分析手段と、ガス流量制御手段と、を備え、
プロセスガス供給手段は、プロセスガス供給源からチャンバーにプロセスガスを供給する手段であって、複数のプロセスガス導入管のそれぞれに接続し、この複数のプロセスガス導入管のそれぞれからチャンバーに供給するものであり、
ガス分析手段は、前記チャンバー内の２種以上のプロセスガスの分比を測定する手段であって、
前記ガス流量制御手段は、前記ガス分析手段によって測定されたプロセスガスの分比に基づいて、マスフローコントローラーを制御する手段であって、
前記チャンバー内のプロセスガスの分比を一定にして、ガラス基板に透明導電膜の形成を行うことを特徴とする薄膜形成装置である。
【００１１】
本発明の請求項２に係る発明は、
前記複数のプロセスガス導入管のうち、２以上のプロセスガス導入管が一直線上に配列されており、かつ、こうして２以上のプロセスガス導入管が配列された列が複数列設けられていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成装置である。
【００１２】
本発明の請求項３に係る発明は、
前記ガス分析手段は、前記複数のプロセスガス導入管の各々の近傍に設けられたことを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜形成装置である。
【００１３】
本発明の請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかの薄膜形成装置を用いてガラス基板に透明導電膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の薄膜形成装置及び薄膜形成方法によれば、チャンバー内のプロセスガスの分比の偏りを抑えることが出来るため、基板面内の特性値（抵抗値、透過率）が均一な薄膜を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】カラーフィルタガラス基板の一例を断面で示す図。
【図２】一般的に用いられているフォトリソグラフィー法の工程のフロー図。
【図３】従来のスパッタ装置における、基板とターゲット及びプロセスガス供給管の配置例を示す図。（ａ）は正面を見た図（ｂ）は上面を見た図（ｃ）は側面を見た図
【図４】従来のスパッタ装置を用いて成膜した場合の基板面内のＩＴＯの抵抗値（Ω／□）を示す図。
【図５】本発明による薄膜形成装置の概要を示す図。（ａ）は正面から見た図。
【図６】本発明による薄膜形成装置の概要を示す図。（ｂ）は上面から見た図。（ｃ）は図５（ａ）の矢印５０で示す方向から見た図。
【図７】本発明による図５とは別の薄膜形成装置の概要を示す。（ａ）は正面から見た図。
【図８】本発明による図６とは別の薄膜形成装置の概要を示す。（ｂ）は上面から見た図。（ｃ）は図７（ａ）の矢印５１で示す方向から見た図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明に係る薄膜形成装置及び薄膜形成方法を実施するための形態を説明する。
【００１７】
図５、図６に本発明による薄膜形成装置の概要を示す。図５（ａ）は正面から見た図、図６（ｂ）は上面から見た図、図６（ｃ）は図５（ａ）の矢印５０で示す方向から見た図である。図５、図６に示す薄膜形成装置は、プロセスガス供給手段であるプロセスガス供給部２１と、ガス分析手段であるガス分析部２２と、ガス流量制御手段であるガス流量制御部２３と、を備えている。尚、ガラス基板（以下、基板）（５０ａ〜５０ｄ）は図示しない台車に載置された基板トレーにその裏面をあわせて保持された状態で、チャンバー２５内に投入される。図５、図６で示される括弧内の符号は、図に表示できない紙面の奥にある場合を示している。
【００１８】
プロセスガス供給部２１は、例えばＡｒとＯ２のプロセスガスを複数のプロセスガス導入管２４を介してチャンバー２５内に供給するものである。プロセスガス導入管２４から導入されたＡｒ、Ｏ２はイオン化された後、ターゲット２６ａ−１（２６ｂ−１）、２６ａ−２（２６ｂ−２）、２６ａ−３（２６ｂ−３）に衝突し、はじき飛ばされたターゲット物質を基板に成膜させる。また、プロセスガス供給部２１はＡｒ供給用のＭＦＣ２１ａ―１（２１ｃ−１）と２１ａ―２（２１ｃ−２）と２１ａ―３（２１ｃ−３）と、Ｏ２供給用のＭＦＣ２１ｂ―１（２１ｄ−１）と２１ｂ―２（２１ｄ−２）と２１ｂ―３（２１ｄ−３）と、で構成されている。
【００１９】
ガス分析部２２は、前記チャンバー内の２種以上のプロセスガスの分比（体積比率）を測定するもので、ガス分析器２２ａ−１ａ（２２ｂ−１ｂ）と２２ａ−２ａ（２２ｂ−２ｂ）と２２ａ−３ａ（２２ｂ−３ｂ）と、それに対応したガス分析プローブ２２ａ−１（２２ｂ−１）と２２ａ−２（２２ｂ−２）と２２ａ−３（２２ｂ−３）と、で構成されている。例えばガス分析プローブ２２ａ−１（２２ｂ−１）で採集されたプロセスガスはガス分析器２２ａ−１ａ（２２ｂ−１ｂ）で分比が測定される。この場合ＡｒとＯ２の量が測定され、その結果から分比が測定される。
【００２０】
ガス分析プローブ２２ａ−１（２２ｂ−１）と２２ａ−２（２２ｂ−２）と２２ａ−３（２２ｂ−３）はチャンバー２５内のプロセスガス導入管２４の近傍に設けられる。即ち、ガス分析プローブ２２ａ−１はプロセスガス導入管２４ａ−１の近傍に、ガス分析プローブ２２ａ−２はプロセスガス導入管２４ａ−２の近傍に、ガス分析プローブ２２ａ−３はプロセスガス導入管２４ａ−３の近傍に、同じ様にガス分析プローブ２２ｂ−１はプロセスガス導入管２４ｂ−１の近傍に、ガス分析プローブ２２ｂ−２はプロセスガス導入管２４ｂ−２の近傍に、２２ｂ−３はプロセスガス導入管２４ｂ−３の近傍に、設けられる。
【００２１】
ガス流量制御部２３は、前記ガス分析部２２によって測定されたプロセスガスの分比に基づいて、ＭＦＣを制御するものである。ガス流量制御部２３はガス分析器２２ａ−１ａによって測定されたプロセスガスの分比結果に基づいてＡｒのＭＦＣ２１ａ−１とＯ２のＭＦＣ２１ｂ−１を制御し、同様にガス分析器２２ａ−２ａによって測定されたプロセスガスの分比結果に基づいてＡｒのＭＦＣ２１ａ−２とＯ２のＭＦＣ２１ｂ−１を制御し、ガス分析器２２ａ−３ａによって測定されたプロセスガスの分比結果に基づいてＡｒのＭＦＣ２１ａ−３とＯ２のＭＦＣ２１ｂ−３を制御する。具体的には、ＡｒのＭＦＣはその量を制御し、Ｏ２のＭＦＣはプロセスガスの分比を一定にするようにＯ２の量を制御する。
【００２２】
上記図５、図６ではガス分析部２２のプローブ２２ａ−１（２２ｂ−１）、２２ａ−２（２２ｂ−２）、２２ａ−３（２２ｂ−３）はプロセスガス導入管２４ａ−１、２４ａ−２、２４ａ−３と２４ｂ−１、２４ｂ−２、２４ｂ−３側の近傍に設けられた一例を示したが、これとは別のガス分析部２２の配置例を図７、図８に示す。図７（ａ）は正面から見た図、図８（ｂ）は上面から見た図、図８（ｃ）は図７（ａ）の矢印５１で示す方向から見た図である。図７、図８で示される括弧内の符号は図示できない紙面の奥にある場合を示す。図７に示すように、上記近傍のほかにプロセスガス導入管２４ｃ−１、２４ｃ−２、２４ｃ−３と２４ｄ−１、２４ｄ−２、２４ｄ−３側の近傍にプローブ２２ｃ−１（２２ｄ−１）、２２ｃ−２（２２ｄ−２）２２ｃ−３（２２ｄ−３）を設けることによってチャンバー内のより正確なプロセスガスを採取することが出来る。この場合は、上記プロセスガス導入管に対応したガス分析器２２ｃ−１ｃ、２２ｃ−２ｃ、２２ｃ−３ｃと（２２ｄ−１ｄ）、（２２ｄ−２ｄ）、（２２ｄ−３ｄ）を設けることによってプロセスガスの分比を測定することが出来、その測定結果に基づいてＭＦＣを制御することによってチャンバー内の分比がより均一なプロセスガスを供給することが出来る。
【００２３】
以上のように本発明の薄膜形成装置及び薄膜形成方法によれば、チャンバー内の複数のプロセスガスの分比の偏りを抑えることが出来るため、基板面内の特性値が均一な薄膜を得ることが出来る。
【符号の説明】
【００２４】
１・・・カラーフィルタ
２・・・ガラス基板
３・・・ブラックマトリックス（ＢＭ）
４−１・・・レッドＲの着色画素（Ｒ画素）
４−２・・・グリーンＧの着色画素（Ｇ画素）
４−３・・・ブルーＢの着色画素（Ｂ画素）
５・・・透明電極
６・・・フォトスペーサー（ＰＳ）
７・・・バーテイカルアライメント（ＶＡ）
１０・・・ガラス
１１・・・台車
１２・・・基板トレー
１３ａ〜１３ｄ・・・基板
１４・・・基板が搬送される方向を示す矢印
１５ａ〜１５ｃ・・・ターゲット
１６ａ、１６ｂ・・・ＭＦＣ
１７ａ、１７ｂ・・・プロセスガス導入管
２１・・・プロセスガス供給部
２１ａ―１〜２１ａ―３・・・Ａｒ用ＭＦＣ
２１ｂ―１〜２１ｂ―３・・・Ｏ２用ＭＦＣ
２１ｃ―１〜２１ｃ―３・・・Ａｒ用ＭＦＣ
２１ｄ―１〜２１ｄ―３・・・Ｏ２用ＭＦＣ
２２・・・ガス分析部
２２ａ−１ａ〜２２ａ―３ａ・・・ガス分析器
２２ｂ−１ｂ〜２２ｂ―３ｂ・・・ガス分析器
２２ｃ−１ｃ〜２２ｃ―３ｃ・・・ガス分析器
２２ｄ−１ｄ〜２２ｄ―３ｄ・・・ガス分析器
２２ａ−１〜２２ａ―３・・・ガス分析プローブ
２２ｂ−１〜２２ｂ―３・・・ガス分析プローブ
２２ｃ―１〜２２ｃ―３・・・ガス分析プローブ
２２ｄ―１〜２２ｄ―３・・・ガス分析プローブ
２３・・・ガス流量制御部
２４・・・プロセスガス導入管
２４ａ―１〜２４ａ―３・・・プロセスガス導入管
２４ｂ―１〜２４ｂ―３・・・プロセスガス導入管
２４ｃ―１〜２４ｃ―３・・・プロセスガス導入管
２４ｄ―１〜２４ｄ―３・・・プロセスガス導入管
２５・・・チャンバー
２６ａ−１〜２６ａ−３、２６ｂ−１〜２６ｂ−３・・・ターゲット
５０ａ〜５０ｄ・・・基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図４】
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