(57)【要約】【課題】指向性よくスパッタリング粒子が基板上に到達して成膜ができるスパッタリング装置および液晶装置の製造装置を提供する。【解決手段】基板Ｗを保持し搬送可能な基板ホルダー６を有する成膜室２と、成膜室２に連通し第１ターゲット５ａと第２ターゲット５ｂとが平行に対向して配置された一対のターゲットを有するスパッタリング粒子放出部３と、基板ホルダー６とスパッタリング粒子放出部３との間に配置された制御板３１ａ〜３１ｅを有する制御板ユニット３０と、を備え、スパッタリング粒子放出部３の一対のターゲットが基板ホルダー６の搬送経路に対して斜めに傾いた状態で配置され、一対のターゲットからプラズマによりスパッタリング粒子５Ｐを生じさせて、搬送される基板ホルダー６に向けてスパッタリング粒子５Ｐを放出させ、制御板３１ａ〜３１ｅは一対のターゲットと平行に配置され、スパッタリング粒子５Ｐを選択的に通過させる。【選択図】図１
2011017033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板ホルダーを有し該基板ホルダーが搬送可能に設けられた成膜室と、
前記成膜室に連通し第１ターゲットと第２ターゲットとが平行に対向して配置された一対のターゲットを有するスパッタリング粒子放出部と、
前記基板ホルダーと前記スパッタリング粒子放出部との間に配置され前記基板ホルダーの搬送経路に向かって伸びる制御板を有する制御板ユニットと、を備え、
前記スパッタリング粒子放出部の前記一対のターゲットが前記基板ホルダーの搬送経路に対して斜めに傾いた状態で配置され、前記一対のターゲットからプラズマによりスパッタリング粒子を生じさせて、搬送される前記基板ホルダーに向けて前記スパッタリング粒子を放出させ、前記制御板は前記一対のターゲットと平行に配置され、前記スパッタリング粒子を選択的に通過させることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のスパッタリング装置において、
前記基板ホルダーの基板を保持する面と、この面と対向する前記制御板ユニットの前記制御板の端部を繋ぐ面とが平行であることを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のスパッタリング装置において、
前記基板ホルダーの搬送の終点方向側に前記一対のターゲットが傾き、
前記基板ホルダーの搬送の始点に近い側に位置する前記制御板に比べ、前記基板ホルダーの搬送の終点に近い側に位置する前記制御板のほうが、前記基板ホルダーの搬送経路に向かう長さが長いことを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のスパッタリング装置において、
隣り合う前記制御板の間隔が、前記基板ホルダーの搬送の始点に近い側に位置する前記制御板の間隔に比べ、前記基板ホルダーの搬送の終点に近い側に位置する前記制御板の間隔のほうが狭いことを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のスパッタリング装置において、
前記スパッタリング粒子放出部に前記成膜室に対向する第３ターゲットを有することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載のスパッタリング装置において、
前記スパッタリング粒子放出部に不活性ガスが導入され、前記成膜室に反応ガスが導入されて、前記スパッタリング粒子と前記反応ガスとを反応させて反応生成物を成膜することを特徴とするスパッタリング装置。
【請求項７】
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、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載のスパッタリング装置を備え、該スパッタリング装置によって前記無機配向膜を形成することを特徴とする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、スパッタリング装置および液晶装置の製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶の配向を制御する配向膜を電極が備えられた基板間に配置し、液晶を封止した液晶装置が知られている。この配向膜は、液晶分子の配向方向をそろえる機能と、液晶分子の起き上がる方向を規制するチルト角を液晶分子に持たせる機能とを果たしている。一般に、配向膜はポリイミドなどの有機材料の表面にラビング処理を施したものが用いられる。
このような有機材料からなる配向膜を用いた液晶装置を、液晶プロジェクターなどの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の配向膜が損傷を受けて配向膜の機能が劣化することがある。
【０００３】
そこで、この不具合を解消するために、無機材料からなる配向膜が検討されている。この無機配向膜を作成するために、対向配置されるターゲットから放出されるスパッタリング粒子を斜めに基板に入射するように構成し、斜め方向に結晶成長した柱状構造を有する配向膜を形成するスパッタリング装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。このようなスパッタリング装置によれば、得られる無機配向膜は光エネルギーによる損傷がなく、高い信頼性を有するものと期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２８６４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１によるターゲット対向配置型のスパッタリング装置では、スパッタリングにより放出されるスパッタリング粒子（ターゲットの構成原子）の基板への入射角はターゲットの配置によりある程度は定まるが、指向性がよいスパッタリング粒子が基板上に到達することが難しい。このため基板上に成膜された無機配向膜は、結晶が基板に対して斜め方向に成長した柱状構造が充分に得られず、無機配向膜としての良好な特性を得ることが困難である。
このことから、指向性よくスパッタリング粒子が基板上に到達して成膜ができ、無機配向膜の特性を向上できるスパッタリング装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は上記課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］本適用例にかかるスパッタリング装置は、基板を保持する基板ホルダーを有し該基板ホルダーが搬送可能に設けられた成膜室と、前記成膜室に連通し第１ターゲットと第２ターゲットとが平行に対向して配置された一対のターゲットを有するスパッタリング粒子放出部と、前記基板ホルダーと前記スパッタリング粒子放出部との間に配置され前記基板ホルダーの搬送経路に向かって伸びる制御板を有する制御板ユニットと、を備え、前記スパッタリング粒子放出部の前記一対のターゲットが前記基板ホルダーの搬送経路に対して斜めに傾いた状態で配置され、前記一対のターゲットからプラズマによりスパッタリング粒子を生じさせて、搬送される前記基板ホルダーに向けて前記スパッタリング粒子を放出させ、前記制御板は前記一対のターゲットと平行に配置され、前記スパッタリング粒子を選択的に通過させることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、成膜室とスパッタリング粒子放出部との間に制御板ユニットを有している。このため、スパッタリング粒子放出部から放出される入射角度の大きく外れたスパッタリング粒子は制御板ユニットの制御板により捕獲される。
つまり、基板に入射するスパッタリング粒子の入射角度がそろい、指向性の高い入射角となる。このことから、指向性の高いスパッタリング粒子を基板に成膜することができるスパッタリング装置を提供することができる。
【０００９】
［適用例２］上記適用例にかかるスパッタリング装置において、前記基板ホルダーの基板を保持する面と、この面と対向する前記制御板ユニットの前記制御板の端部を繋ぐ面とが平行であることが望ましい。
【００１０】
この構成によれば、基板ホルダーの基板を保持する面と、スパッタリング粒子が放出される制御板ユニットの制御板の端部を繋ぐ面が平行である。つまり、スパッタリング粒子の放出面と基板との距離が等しい、すなわち成膜に寄与するスパッタリング粒子の成膜室空間での飛行距離を等しくすることで、成膜室中でのスパッタリング粒子と成膜室のガスとの反応を均一にすることが出来る。これにより、厚さ方向に均一で、狙いとする化学組成の膜を形成できる。
【００１１】
［適用例３］上記適用例にかかるスパッタリング装置において、前記基板ホルダーの搬送の終点方向側に前記一対のターゲットが傾き、前記基板ホルダーの搬送の始点に近い側に位置する前記制御板に比べ、前記基板ホルダーの搬送の終点に近い側に位置する前記制御板のほうが、前記基板ホルダーの搬送経路に向かう長さが長いことが望ましい。
【００１２】
この構成によれば、基板ホルダーの搬送の始点に近い側に位置する制御板に比べ、基板ホルダーの搬送の終点に近い側に位置する制御板のほうが、基板ホルダーの搬送経路に向かう長さが長い。つまり、制御板の間を通過する入射角の外れたスパッタリング粒子は、通過している間に制御板に捕捉されていく。この制御板の間を通過可能な入射角の範囲は制御板の長さが長いほうが小さくなる。
このため、基板が通過する始点側より終点側のほうが入射角のばらつきの少ないスパッタリング粒子により成膜される。このようにして、基板に成膜されるスパッタリング膜の上層部には指向性の高いスパッタリング粒子により成膜が可能である。この膜を無機配向膜として利用すれば、特性の良好な無機配向膜が得られる。
【００１３】
［適用例４］上記適用例にかかるスパッタリング装置において、隣り合う前記制御板の間隔が、前記基板ホルダーの搬送の始点に近い側に位置する前記制御板の間隔に比べ、前記基板ホルダーの搬送の終点に近い側に位置する前記制御板の間隔のほうが狭いことが望ましい。
【００１４】
この構成によれば、隣り合う制御板の間隔が、基板ホルダーの搬送の始点に近い側に位置する制御板の間隔に比べ、基板ホルダーの搬送の終点に近い側に位置する制御板の間隔のほうが狭い。つまり、制御板の間を通過する入射角の外れたスパッタリング粒子は、通過している間に制御板に捕捉されていく。この制御板の間を通過可能な入射角の範囲は隣り合う制御板の間隔が狭いほうが小さくなる。
このため、基板が通過する始点側より終点側のほうが入射角のばらつきの少ないスパッタリング粒子により成膜される。このようにして、基板に成膜されるスパッタリング膜に上層部には指向性の高いスパッタリング粒子により成膜が可能である。この膜を無機配向膜として利用すれば、特性の良好な無機配向膜が得られる。
【００１５】
［適用例５］上記適用例にかかるスパッタリング装置において、前記スパッタリング粒子放出部に前記成膜室に対向する第３ターゲットを有することが望ましい。
【００１６】
この構成によれば、制御板ユニットを配置することによる減少する成膜レートを、成膜室に対向する第３ターゲットを付加してスパッタリングすることで成膜レートを向上させることができる。
【００１７】
［適用例６］上記適用例にかかるスパッタリング装置において、前記スパッタリング粒子放出部に不活性ガスが導入され、前記成膜室に反応ガスが導入されて、前記スパッタリング粒子と前記反応ガスとを反応させて反応生成物を成膜することが望ましい。
【００１８】
この構成によれば、制御板ユニットによりスパッタリング粒子放出部内に反応ガスが流入することを妨げ、ターゲット面およびスパッタリング粒子放出部壁面などに反応生成物が堆積するのを防止できる。このことから、長期間において安定的な放電をスパッタリング粒子放出部内で維持でき、反応性のスパッタリング装置のメンテナンス性を向上させることができる。
【００１９】
［適用例７］本適用例にかかる液晶装置の製造装置において、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、上記適用例のいずれかに記載のスパッタリング装置を備え、該スパッタリング装置によって前記無機配向膜を形成することを特徴とする。
【００２０】
本適用例の液晶装置の製造装置によれば、指向性の高いスパッタリング粒子を基板に到達させて成膜できるスパッタリング装置を備えているので、良好な柱状構造を有し特性の良好な無機配向膜を備えた液晶装置を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態のスパッタリング装置の一例を示す概略構成図。
【図２】第１の実施形態のスパッタリング粒子放出部をＸａ方向から観察した側面構成図。
【図３】第１の実施形態の制御板ユニットを上面から見た平面図。
【図４】第１の実施形態のスパッタリング粒子が制御板ユニットを通過する状態を説明する模式図。
【図５】第１の実施形態の制御板ユニットの変形例を示す概略部分断面図。
【図６】第１の実施形態の制御板ユニットの他の変形例を示す概略部分断面図。
【図７】第２の実施形態のスパッタリング装置の一例を示す概略構成図。
【図８】液晶装置を構成するＴＦＴアレイ基板の平面図。
【図９】液晶装置を説明する液晶装置の模式断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、説明のために各部材の寸法の割合を適宜変更している。なお、以下の図面においては、成膜室内での基板（基板ホルダー）の搬送方向をＸ方向、基板の厚さ方向をＺ方向、Ｘ，Ｚ方向にそれぞれ直交する方向をＹ方向、ターゲットの厚さ方向をＺａ方向、スパッタリング粒子の放出方向をＸａ方向とする。
（第１の実施形態）
【００２３】
（スパッタリング装置および液晶装置の製造装置）
図１は本実施形態のスパッタリング装置の一例を示す概略構成図である。図２は、図１のスパッタリング粒子放出部をＺａ方向から観察した側面構成図である。スパッタリング装置は、液晶装置の製造装置を構成し、液晶装置の構成部材となる基板上に無機配向膜を成膜するものである。
図１に示すように、スパッタリング装置１は、基板Ｗを収容する成膜室２と、プラズマを生成してターゲットからスパッタリング粒子を放出するスパッタリング粒子放出部３と、スパッタリング粒子の放出される方向を制御する制御板ユニット３０と、を備えている。なお、スパッタリング粒子とは、スパッタリング現象により飛び出してくるターゲットの構成原子をいう。
【００２４】
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ロータリーポンプおよびクライオポンプなどから構成される排気制御装置２０が配管２０ａを介して接続されている。
そして、成膜室２の内部に収容された基板Ｗ上に飛来するスパッタリング粒子５Ｐ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反応ガス供給手段２２を備えている。
反応ガス供給手段２２は、排気制御装置２０の反対側に接続されており、反応ガス供給手段２２から供給される酸素ガスは、成膜室２の−Ｘ側から＋Ｘ側に流動し、後述するスパッタリング粒子放出部３の上方を経由して排気制御装置２０側へ流れるようになっている。
【００２５】
成膜室２は、基板Ｗの被処理面（成膜面）がＸＹ面に平行（水平）になるようにして保持する基板ホルダー６を有している。この基板ホルダー６には、基板ホルダー６を搬送する移動手段６ａが接続されている。移動手段６ａによる基板Ｗの搬送は、図１においてＸ軸方向に平行に一定速度で搬送可能となっており、後述するようにスパッタリング粒子放出部３から放出されるスパッタリング粒子５Ｐにより基板Ｗ上に良質な無機配向膜を形成できるようになっている。
【００２６】
また、基板ホルダー６には、保持した基板Ｗを加熱するためのヒーター（加熱手段）７が設けられており、さらに、保持した基板Ｗを冷却するための冷却手段８ｃが設けられている。ヒーター７は所望の温度に基板ホルダー６を加熱できるように構成されている。一方、冷却手段８ｃは、冷媒循環手段１８ｃと接続されており、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基板ホルダー６を所望の温度に冷却するように構成されている。
【００２７】
また、図示しないが、成膜室２の真空度を保持した状態での基板Ｗの搬入および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軸方向の片側または両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、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。このようにして、基板Ｗの成膜室２の搬入および搬出の際に、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構成されている。
【００２８】
スパッタリング粒子放出部３は、対向配置される第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂを有し、対向ターゲット型のスパッタリング装置を構成している。このスパッタリング粒子放出部３は、成膜室２との接続面のみ開放された直方体箱型の形態であり、接続部２５により成膜室２とスパッタリング粒子放出部３とが連通するように取り付けられている。
【００２９】
スパッタリング粒子放出部３の内部には、一対の第１ターゲット５ａと第２ターゲット５ｂとがほぼ平行に対向して設けられている。
そして、スパッタリング粒子放出部３は、成膜室２内部に収容される基板Ｗの成膜面法線方向（Ｚ方向）に対し、スパッタリング粒子放出部３内に保持される第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの面方向（Ｘａ方向）が所定の角度θとなるように形成されている。換言すれば、スパッタリング粒子放出部３内に保持される第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの面方向（Ｘａ方向）と基板ホルダー６の搬送方向（Ｘ方向）とのなす角度が所定の角度をなすように形成されている。
【００３０】
より具体的には、第１ターゲット５ａ、第２ターゲット５ｂは、所定角度θとして、基板Ｗの法線方向に対して１０°〜６０°傾けられた状態に保持されるのが好ましい。基板Ｗに対する第１ターゲット５ａ、第２ターゲット５ｂの傾斜角度を上記範囲内に設定することにより所望の無機配向膜を形成可能となっている。
【００３１】
本実施形態では、成膜時に基板ホルダー６の搬送方向は始点が−Ｘから終点が＋Ｘ方向に搬送され、一対のターゲット５ａ，５ｂが基板ホルダー６の搬送の終点側に傾いて配置されている。そして、基板ホルダー６の搬送の始点に近い方に第１ターゲット５ａが設けられ、基板ホルダー６の搬送の終点に近い方に第２ターゲット５ｂが設けられている。
【００３２】
第１ターゲット５ａは略平板状の第１電極９ａに装着され、第２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。なお、第１ターゲット５ａ、第２ターゲット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、第１ターゲット５ａ、第２ターゲット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いる（図２参照）。
【００３３】
図１及び図２に示すように、第１電極９ａおよび第２電極９ｂは、それらの一端部（−Ｘａ側端部）に接続された側壁部材１９ａ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１９ｂ、１９ｃとともにスパッタリング粒子放出部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、および側壁部材（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）は互いに絶縁された構造である。また、スパッタリング粒子放出部３には、側壁部材１９ａの近くに放電用のアルゴンガスを流入させるスパッタリングガス供給手段２１を備えている。これにより、スパッタリングガスは、箱形筐体の底面部から一対の対向するターゲット５ａ，５ｂを経て成膜室２に流れるように構成されている。
【００３４】
また、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。スパッタリングガスが供給された状態で、各電源４ａ、４ｂから供給される電力によりターゲット５ａ、５ｂが向き合う空間（プラズマ生成領域）にプラズマＰｚを発生させる。
【００３５】
第１電極９ａの第１ターゲット５ａと反対側には第１ターゲット５ａを冷却するための冷却手段８ａが設けられており、冷却手段８ａには冷媒循環手段１８ａが接続されている。
また、第２電極９ｂの第２ターゲット５ｂと反対側には、第２ターゲット５ｂを冷却するための冷却手段８ｂが設けられており、冷却手段８ｂには冷媒循環手段１８ｂが接続されている。
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第１ターゲット５ａ、第２ターゲット５ｂの冷却を行うようになっている。
【００３６】
また、図２に示すように、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、またはこれらを組み合わせた磁石等からなる磁界発生手段１６ａが配設されており、図１に示す冷却手段８ｂを取り囲む磁界発生手段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、電極９ａ、９ｂの内部に冷媒流路を形成することで電極９ａ、９ｂが冷却手段を兼ねる構成としてもよい。
【００３７】
磁界発生手段１６ａと磁界発生手段１６ｂとは、対向配置された第１ターゲット５ａ、第２ターゲット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Ｚａ方向の磁界をスパッタリング粒子放出部３内に発生させ、この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。
【００３８】
さらに、本実施形態に係るスパッタリング装置１は、基板Ｗ上に形成される無機配向膜の特性を向上させるために、スパッタリング粒子放出部３から基板Ｗ上に放出されるスパッタリング粒子５Ｐを選択的に通過させる制御板ユニット３０を備えている。制御板ユニット３０は、成膜室２内部であってスパッタリング粒子放出部３と基板Ｗ（基板ホルダー６）との間に配置されている。
【００３９】
図３は制御板ユニットを上面（図１のＸａ方向）から見た平面図である。
図１および図３に示すように、制御板ユニット３０には矩形状に板材からなる制御板３１ａ〜３１ｅが第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの面方向（Ｘａ方向）に平行に設けられている。また、制御板３１ａ〜３１ｅと直交する方向（Ｚａ方向）に制御板３１ａ〜３１ｅの両端部を接続する制御板３２ａ、３２ｂが設けられ、枠状の中に制御板が多数設けられた形態となっている。この枠状の制御板ユニット３０の外周にはフランジ部３８が、設けられ成膜室２に取り付け可能な形状となっている。
このように制御板ユニット３０を成膜室２の壁に密着固定することにより、反応ガス供給手段２２より供給される酸素等の反応ガスが、制御板ユニット３０上面以外の経路から制御板ユニット３０内およびスパッタリング粒子放出部３内に侵入するのを防ぎ、反応を成膜室２内のみに限定して制御することができる。
【００４０】
制御板３１ａ〜３１ｅはＺａ方向に等間隔に配置され、また、基板ホルダー６の搬送経路に向かってＸａ方向に伸びるように形成されている。そして、制御板３１ａ〜３１ｅのＸａ方向に伸びる長さは、基板ホルダー６の搬送の始点側に近い制御板３１ａから終点側に近い制御板３１ｅに向かって順に長くなるように形成されている。
さらに、制御板ユニット３０における各制御板３１ａ〜３１ｅの端部を繋ぐ上面３０ａと、基板ホルダー６の基板Ｗを保持する保持面６ｂとが平行になるように配置されている。このような配置により、スパッタリング粒子５Ｐの放出面と基板Ｗとの距離が等しくなる。すなわち成膜に寄与するスパッタリング粒子５Ｐの成膜室２空間での飛行距離を等しくすることで、成膜室２中でのスパッタリング粒子５Ｐと成膜室２のガスとの反応を均一にすることが出来る。これにより、厚さ方向に均一で、狙いとする化学組成の膜を形成できる。
【００４１】
以上の構成のスパッタリング装置１を用いて基板Ｗ上に無機配向膜を形成するには、まず、スパッタリングガス供給手段２１からアルゴンガスを導入しつつ、電極９ａ，９ｂに直流または交流の高電圧をかけることで、第１ターゲット５ａ、第２ターゲット５ｂに挟まれる空間にプラズマＰｚを発生させる。プラズマ雰囲気中のアルゴンイオンを第１ターゲット５ａ、第２ターゲット５ｂに衝突させることで、第１ターゲット５ａ、第２ターゲット５ｂから配向膜材料（シリコン）をスパッタリング粒子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リング粒子５Ｐのうち、プラズマＰｚから開口部へ飛行するスパッタリング粒子５Ｐのみを成膜室２側へ放出する。
【００４２】
そして、スパッタリング粒子５Ｐは制御板ユニット３０を通過していく。
図４はスパッタリング粒子が制御板ユニットを通過する状態を説明する模式図である。
制御板ユニット３０における制御板３１ａ〜３１ｅの間を通過しようとするスパッタリング粒子５Ｐのうち、入射角度の大きく外れたスパッタリング粒子は制御板ユニットの制御板に当たり捕獲される。つまり、制御板ユニット３０の上面から放出されるスパッタリング粒子５Ｐは入射角度がそろい、指向性の高いスパッタリング粒子５Ｐとなる。
そして、基板Ｗの面上に斜め方向から飛来したスパッタリング粒子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。
このように、スパッタリング装置１によれば、指向性の高いスパッタリング粒子５Ｐを基板に供給して反応ガスと反応させて一方向に配向した柱状構造を有する無機配向膜を基板Ｗ上に形成することができる。
【００４３】
また、制御板３１ａ〜３１ｅのＸａ方向の長さが基板Ｗの搬送の始点側に近い制御板３１ａから終点側に近い制御板３１ｅに向かって順に長くなるように形成されている。
隣り合う制御板の間隔が等しい場合、長い経路を通過したスパッタリング粒子５Ｐのほうが、短い経路を通過したスパッタリング粒子５Ｐにくらべて、入射角度のばらつきが小さく、指向性が高い。このことから、基板Ｗに形成される膜は、最初は短い経路を通過したスパッタリング粒子５Ｐによって形成され、その後順に長い経路を通過したスパッタリング粒子５Ｐによって形成された膜となる。つまり、基板Ｗに成膜される膜の上層部は指向性の高いスパッタリング粒子５Ｐによって形成された無機配向膜となり、特性の良好な無機配向膜を得ることができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、スパッタリング粒子５Ｐとしてのシリコンを、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、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。
【００４５】
（制御板ユニットの変形例）
上記で説明した制御板ユニットは以下の構成のものも採用できる。
図５は制御板ユニットの変形例を示す概略部分断面図である。本変形例では制御板を配置する間隔が第１の実施形態と異なるだけであり、その配置について説明する。
【００４６】
図５（ａ）に示すように、制御板ユニット３３は、ＸａＹ平面を有する制御板３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを備えている。また、制御板３３ａ〜３３ｄの面と直交する方向（Ｚａ方向）に制御板３３ａ〜３３ｄの両端部を接続する制御板（図示せず）が設けられ、枠状の中に複数の制御板が設けられた形態となっている。
制御板３３ａ〜３３ｄのＸａ方向に向かう長さは基板の搬送の始点側に近い制御板３３ａから終点側に近い制御板３３ｄに向かって順に長くなるように形成されている。また、制御板３３ａと制御板３３ｂの間隔をＥ１、制御板３３ｂと制御板３３ｃの間隔をＥ２、制御板３３ｃと制御板３３ｄの間隔をＥ３とすると、Ｅ１＞Ｅ２＞Ｅ３、という関係にある。つまり、制御板ユニット３３は、スパッタリング粒子が通過する経路が基板の搬送の終点の近づく従い長くなり、かつ隣り合う制御板の間隔は基板の搬送の終点に近づくに従い狭くなっている。
【００４７】
このように、制御板ユニット３３を通過するスパッタリング粒子の指向性を高めるには、スパッタリング粒子が通過する経路を長くする方法と、スパッタリング粒子が通過する隙間を狭くする方法があり、本変形例ではその両者を採用している。
制御板ユニット３３がこのような構造を有することで、基板が搬送されて成膜される膜は下層部から上層部に指向性がだんだん高くなるスパッタリング粒子によって形成された無機配向膜となり、特性の良好な無機配向膜を得ることができる。
【００４８】
図５（ｂ）に示す制御板ユニット３４は、制御板３４ａと制御板３４ｃの間に制御板３４ｂが配置されている。また、制御板３４ａ〜３４ｃのＸａ方向に向かう長さは基板の搬送の始点側に近い制御板３４ａから終点側に近い制御板３４ｃに向かって順に長くなるように形成されている。また、制御板３４ａと制御板３４ｂの間隔をＦ１、制御板３４ｂと制御板３４ｃの間隔をＦ２、とすると、間隔Ｆ１は間隔Ｆ２に対して充分に大きい関係にある。
【００４９】
制御板ユニット３４がこのような構造を有することで、基板が搬送されて成膜される膜は下層部、つまり制御板３４ａと制御板３４ｂの間で成膜される部分では、隣り合う制御板の間隔が広いため、スパッタリングレートが高く厚い膜を形成することが可能である。そして、基板に成膜される膜の上層部は、隣り合う制御板の間隔が狭く経路が長いため、指向性の高いスパッタリング粒子によって成膜され、特性の良好な無機配向膜を得ることができる。
【００５０】
さらに、図６に示すような構成の制御板ユニットを採用することができる。
制御板ユニットの本変形例では制御板の長さをほぼ同じに形成している点が、第１の実施形態における制御板ユニットと異なる。
図６（ａ）に示すように、制御板ユニット３５は、ＸａＹ平面を有する制御板３５ａ〜３５ｅを備え、第１ターゲットおよび第２ターゲットの面方向（Ｘａ方向）に平行に設けられている。また、制御板３５ａ〜３５ｅの面と直交する方向（Ｚａ方向）に制御板３５ａ〜３５ｅの両端部を接続する制御板（図示せず）が設けられ、枠状の中に複数の制御板が設けられた形態となっている。
【００５１】
制御板３５ａ〜３５ｅはＺａ方向に等しい間隔Ｇに配置され、また、基板ホルダーの搬送経路に向かってＸａ方向に伸びるように形成されている。そして、制御板３５ａ〜３５ｅのＸａ方向の長さは、同じ長さで形成されている。
制御板ユニット３５は、接続部２５に取り付けられ、制御板３５ａ〜３５ｅの一部が接続部２５の内部にはめ込むように配置されている。
そして、基板の搬送の始点側に近い制御板３５ａから終点側に近い制御板３５ｅに向かって順に成膜室２へ突出する長さが長くなるように形成されている。
さらに、制御板ユニット３５における上面の各制御板３５ａ〜３５ｅの端部を繋ぐ面と、基板ホルダーの基板（図示せず）を保持する面とが平行になるように配置されている。
【００５２】
制御板ユニット３５がこのような構造を有することで、基板が搬送されて成膜される膜は下層部から上層部にいたるまで均一な指向性の高いスパッタリング粒子によって形成された無機配向膜となり、特性の良好な無機配向膜を得ることができる。
【００５３】
図６（ｂ）に示す制御板ユニット３６は、上記の制御板ユニット３５に対して、隣り合う制御板の間隔が異なる。
制御板ユニット３６は、ＸａＹ平面を有する制御板３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄを備えている。制御板３６ａと制御板３６ｂの間隔をＨ１、制御板３６ｂと制御板３６ｃの間隔をＨ２、制御板３６ｃと制御板３６ｄの間隔をＨ３とすると、Ｈ１＞Ｈ２＞Ｈ３、という関係にある。つまり、制御板ユニット３６における、隣り合う制御板の間隔は基板の搬送の終点に近づくに従い狭くなっている。
【００５４】
制御板ユニット３６がこのような構造を有することで、基板が搬送されて成膜される膜は下層部から上層部に指向性がだんだん高くなるスパッタリング粒子によって形成された無機配向膜となり、特性の良好な無機配向膜を得ることができる。
【００５５】
図６（ｃ）に示す制御板ユニット３７は、上記の制御板ユニット３５に対して、制御板の数を減らしたものである。
制御板ユニット３７は、制御板３７ａと制御板３７ｃの間に制御板３７ｂが配置されている。制御板３７ａと制御板３７ｂの間隔をＪ１、制御板３７ｂと制御板３７ｃの間隔をＪ２、とすると、間隔Ｊ１は間隔Ｊ２に対して充分に大きい関係にある。
【００５６】
制御板ユニット３７がこのような構造を有することで、基板が搬送されて成膜される膜は下層部、つまり制御板３７ａと制御板３７ｂの間で成膜される部分では、隣り合う制御板の間隔が広いため、スパッタリングレートが高く厚い膜を形成することが可能である。そして、基板に成膜される膜の上層部は、隣り合う制御板の間隔が狭いため、指向性の高いスパッタリング粒子によって成膜され、特性の良好な無機配向膜を得ることができる。
（第２の実施形態）
【００５７】
次に第２の実施形態として、第１の実施形態のスパッタリング装置とスパッタリング粒子放出部の構成が異なるスパッタリング装置について説明する。
図７は本実施形態のスパッタリング装置の一例を示す概略構成図である。なお、本実施形態はスパッタリング粒子放出部の構成のみが異なるため、第１の実施形態と同様な構成については第１の実施形態と同符号を付し説明を省略する。
【００５８】
図７に示すように、スパッタリング装置５０は、基板Ｗを収容する成膜室２と、プラズマを生成してターゲットからスパッタリング粒子を放出するスパッタリング粒子放出部６０と、スパッタリング粒子の放出される方向を制御する制御板ユニット３０と、を備えている。
スパッタリング粒子放出部６０は、対向配置される第１ターゲット５ａ、第２ターゲット５ｂを有し、対向ターゲット型のスパッタリング装置５０を構成している。このスパッタリング粒子放出部６０は、成膜室２との接続面のみ開放された直方体箱型の形態であり、接続部２５により成膜室２とスパッタリング粒子放出部６０とが連通するように取り付けられている。
さらに、直方体箱の底面部に第３ターゲット５ｃが成膜室２に対向して設けられている。この第３ターゲット５ｃはＹ方向に長尺の形態である。第３ターゲット５ｃは略平板状の第３電極９ｃに装着され、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。
【００５９】
そして、スパッタリング粒子放出部６０は、成膜室２内部に収容される基板Ｗの成膜面法線方向（Ｚ方向）に対し、スパッタリング粒子放出部６０内に保持される第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの面方向（Ｘａ方向）が所定の角度θとなるように形成されている。換言すれば、スパッタリング粒子放出部６０内に保持される第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂの面方向（Ｘａ方向）と基板ホルダー６の搬送方向（Ｘ方向）とのなす角度が所定の角度をなすように形成されている。
【００６０】
第３ターゲット５ｃの第３電極９ｃには直流電源又は高周波電源からなる電源４ｃが接続されている。また、第３電極９ｃの第３ターゲット５ｃと反対側には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磁界発生手段１６ｃが配設されている。
第３電極９ｃの第３ターゲット５ｃと反対側には第３ターゲット５ｃを冷却するための冷却手段８ｃが設けられており、冷却手段８ｃには冷媒循環手段１８ｃが接続されている。
冷却手段８ｃ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１８ｃから供給される冷媒を循環させることで第３ターゲット５ｃの冷却を行うようになっている。
【００６１】
スパッタリングガス（アルゴンガス）が供給された状態で、電源４ｃから供給される電力により第３ターゲット５ｃ上方の空間（プラズマ生成領域）にプラズマＰｚを発生させ、第３ターゲット５ｃからスパッタリング粒子５Ｐを放出することができる。
そして、第１ターゲット５ａおよび第２ターゲット５ｂと第３ターゲット５ｃとを同時、または交互に放電することでスパッタリング粒子５Ｐを成膜室２へ放出させることができる。
【００６２】
以上、このような構成のスパッタリング装置５０とすることで、指向性の高いスパッタリング粒子による無機配向膜を形成でき、かつ制御板ユニット３０を配置することによる減少する成膜レートを、成膜室２に対向する第３ターゲット５ｃを付加してスパッタリングすることで基板への成膜レートを向上させることができる。
（液晶装置）
【００６３】
以下、上記で説明したスパッタリング装置１を用いて製造することができる液晶装置の一例について図面を参照して説明する。
本実施形態の液晶装置は、対向配置されたＴＦＴアレイ基板と、対向基板との間に液晶層を挟持した構成を備えたＴＦＴアクティブマトリクス方式の透過型液晶装置である。
図８は、本実施形態にかかる液晶装置を構成するＴＦＴアレイ基板の平面図である。図９は、液晶装置の模式断面図である。
【００６４】
図８に示すように、ＴＦＴアレイ基板１１０は、中央に画像表示領域１０１が形成されている。画像表示領域１０１の周縁部にシール材１０２が配設され、このシール材１０２によりＴＦＴアレイ基板１１０と対向基板１２０とを貼り合わせて、両基板１１０，１２０とシール材１０２とに囲まれる領域内に液晶層（図示せず）が封止される。
シール材１０２の外側には、走査線に走査信号を供給する走査線駆動回路１０３と、データ線に画像信号を供給するデータ線駆動回路１０４とが実装されている。ＴＦＴアレイ基板１１０の端部には外部回路に接続する複数の接続端子１０６が設けられており、接続端子１０６には駆動回路１０３，１０４から延びる配線が接続されている。また、シール材１０２の四隅にはＴＦＴアレイ基板１１０と対向基板１２０とを電気的に接続する基板間導通部１０５が設けられており、配線を介して接続端子１０６と電気的に接続されている。
【００６５】
図９に示すように、液晶装置１００は、ＴＦＴアレイ基板１１０と、これに対向配置された対向基板１２０と、これらの間に挟持された液晶層１３０とを備えて構成されている。
ＴＦＴアレイ基板１１０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体１１１、及びその内側（液晶層１３０側）に形成されたＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１１８、画素電極１１２、さらにこれを覆う配向下地膜１１３、無機配向膜１１４などを備えている。
対向基板１２０は、ガラスや石英等の透光性材料からなる基板本体１２１、およびその内側（液晶層１３０側）に形成された透明導電材料からなる共通電極１２２、さらにこれを覆う配向下地膜１２３、無機配向膜１２４などを備えている。
無機配向膜１１４，１２４は、シリコン酸化物（ＳｉＯ2）により構成されるが、シリコン酸化物に限らず、アルミニウム酸化物、亜鉛酸化物、マグネシウム酸化物、インジウム錫酸化物、あるいはシリコン窒化物、チタン窒化物などにより形成してもよい。
なお、基板本体１１１、１２１のそれぞれの外側（液晶層１３０と反対側）には、偏光板１１５，１２５が互いの透過軸を直交させた状態（クロスニコル）で配置されている。
【００６６】
以上、説明した液晶装置１００にあっては、特に無機配向膜１１４，１２４として、前述したスパッタリング装置１により形成できる配向性の良好な無機配向膜を備えているので、これらの無機配向膜１１４，１２４によって液晶分子のプレチルト角等の配向状態をより良好に制御することができる。そして、高輝度、高コントラストの表示が可能であり、また耐熱性、耐光性に優れた信頼性の高い液晶装置１００となる。
また、この液晶装置１００を光変調手段として備えたプロジェクターなどに利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１…スパッタリング装置、２…成膜室、３…スパッタリング粒子放出部、４ａ，４ｂ，４ｃ…電源、５ａ…第１ターゲット、５ｂ…第２ターゲット、５ｃ…第３ターゲット、５Ｐ…スパッタリング粒子、６…基板ホルダー、６ａ…移動手段、６ｂ…保持面、７…加熱手段、８ａ，８ｂ，８ｃ…冷却手段、９ａ，９ｂ，９ｃ…電極、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ…磁界発生手段、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ…冷媒循環手段、１９ａ，１９ｂ，１９ｃ…側壁部材、２０…排気制御装置、２０ａ…配管、２１…スパッタリングガス供給手段、２２…反応ガス供給手段、２５…接続部、３０…制御板ユニット、３０ａ…上面、３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ…制御板、３２ａ，３２ｂ…制御板、３３，３４，３５，３６，３７…制御板ユニット、３８…フランジ部、５０…スパッタリング装置、６０…スパッタリング粒子放出部、１００…液晶装置、１０１…画像表示領域、１０２…シール材、１０３…走査線駆動回路、１０４…データ線駆動回路、１０５…基板間導通部、１０６…接続端子、１１０…ＴＦＴアレイ基板、１１１…基板本体、１１２…画素電極、１１３…配向下地膜、１１４…無機配向膜、１１５…偏光板、１１８…ＴＦＴ、１２０…対向基板、１２１…基板本体、１２２…共通電極、１２３…配向下地膜、１２４…無機配向膜、１２５…偏光板、１３０…液晶層、Ｐｚ…プラズマ、Ｗ…基板。
【図１】
2011017033.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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【図６】
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【図７】
2011017033.tif 000009
【図８】
2011017033.tif 000010
【図９】
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