(57)【要約】  【課題】  単一の成膜装置による異なる寸法の基板への成膜において、幅切り替え作業による長時間の装置停止や稼働率低下を低減し、低装置費用な成膜方法および成膜装置、並びにこれらを用いたカラーフィルタ製造方法を提供する。  【解決手段】  （イ）基板、マスクおよび該マスクを保持するマスクホルダからなるワーク２０を成膜室に搬入し、前記基板の表面に所定の物質を成膜する方法において、（ロ）基板周囲を包囲するように配置されたスペーサを用いることで、（ハ）基板寸法ごとにマスク、マスクホルダ、キャリアプレート等の各治具を準備することなく、（ニ）また、異なる寸法の基板への幅替え作業時間を短縮した、（ホ）多種の異なる寸法の基板での成膜を可能としたことを特徴とする成膜方法。  【選択図】  図２
2005281834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、マスクおよび該マスクを保持するマスクホルダからなるワークを用いて、該基板の表面に所定の物質を成膜する方法において、該マスクと該マスクホルダの間に該基板を包囲するように配置されたスペーサを用いることを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
スペーサが額縁状のプレートであることを特徴とする請求項１の成膜方法。
【請求項３】
マスクホルダが磁力でマスクを保持し、かつスペーサが磁性体からなることを特徴とする請求項１または２記載の成膜方法。
【請求項４】
基板、マスクおよび該マスクを保持するマスクホルダからなるワークをキャリアプレートに装着し、該基板の表面に所定の物質を成膜する方法において、該基板の寸法より大きな開口部分を有する額縁状プレートを用いることを特徴とする成膜方法。
【請求項５】
基板、マスクおよび該マスクを保持するマスクホルダからなるワークをキャリアプレートに装着し、該基板の表面に所定の物質を成膜する装置において、該基板の寸法より大きな開口部分を有する額縁状プレートを用いることを特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板表面に成膜する工程を有する製造分野に用いられるものであり、より詳しくは、本発明は、液晶表示用カラーフィルターや液晶表示装置用ＴＦＴアレイ等のように、パターンマスクを使用して基板表面の所定領域に透明電極を成膜する際に好適に用いられる成膜方法および成膜装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板表面に所定の物質を成膜する手段として、一般的に、マスク、基板およびマスクを保持するためのマスクホルダを重ね合わせるように一体保持したワークを、キャリアプレートに装着した後、このワークを装着したキャリアプレートを成膜室に搬入し、成膜室にて所定の物質を基板表面に成膜する方法が用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、この成膜方法においては、同一の装置で異なる基板寸法の基板上に成膜を行う場合、マスクは勿論、マスクホルダとキャリアプレートも基板寸法に合わせたものを準備する必要があった。もしくはキャリアプレートに補助治具を取り付け、基板寸法に適合させる必要があった。さらに、基板寸法毎に準備されたマスクホルダおよびキャリアプレートの入れ替え、マスク、基板およびマスクホルダの各整列の寸法変更等、幅切り替えを行う等の作業が必要であった。
【特許文献１】特開２００３−２１３４１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、高価なマスクホルダおよびキャリアプレートを基板寸法毎に保有し、さらにマスク、基板およびマスクホルダ各種整列を寸法可変対応する等の幅切り替え機能を装置に具備させることは、装置コストを引き上げることになる。また、マスクホルダやキャリアプレートの遊休品が常にあり設備の運用効率が悪く、クリーンな状態で保管する場所も必要とする。
【０００５】
さらに、基板寸法の変更による幅切り替えごとに、マスクホルダ、キャリアプレートの入れ替えマスク、基板、マスクホルダ各種整列の幅切り替え、あるいはマスクカセットの変更等、段取り替えの作業に時間を必要とし、装置の稼働率を低下させる。また、この作業者の工数も必要となり、著しく生産効率を低下させている。
【０００６】
本発明の目的は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、基板寸法毎のマスクホルダおよびキャリアプレートを必要とすることなく、異なる寸法の基板での成膜を可能とした成膜方法および成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために以下の構成を採用するものである。すなわち、本発明に係る成膜方法は、基板、マスクおよび該マスクを保持するマスクホルダからなるワークを用いて、該基板の表面に所定の物質を成膜する方法において、該マスクと該マスクホルダの間に該基板を包囲するように配置されたスペーサを用いることを特徴とする成膜方法である。
【０００８】
また、本発明の成膜方法の好ましい態様によれば、基板を包囲するように配置されるスペーサが額縁状のプレートであり、そして、マスクを保持するマスクホルダが磁力でマスクを保持し、かつスペーサが磁性体からなることである。
【０００９】
また、本発明に係る成膜方法は、基板、マスクおよび該マスクを保持するマスクホルダからなるワークをキャリアプレートに装着し、該基板の表面に所定の物質を成膜する方法において、該基板の寸法より大きな開口部分を有する額縁状プレートを用いることを特徴とする成膜方法である。
【００１０】
また、本発明に係る成膜装置は、基板、マスクおよび該マスクを保持するマスクホルダからなるワークをキャリアプレートに装着し、該ワークを装着した該キャリアプレートを成膜室に搬入し、該基板の表面に所定の物質を成膜する装置において、該基板の寸法より大きな開口部分を有する額縁状プレートを用いることを特徴とする成膜装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明により、同一の成膜装置で複数寸法の基板を成膜する成膜方法と成膜装置において、マスクホルダおよびキャリアプレートを基板寸法毎に準備する必要がなく、また、幅切り替え作業と幅切り替え時間を削減することができ、装置稼働率の低下を防止することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の成膜装置に適用する最大寸法のガラス基板を装着したワークの構成を例示説明するための概略斜視図である。図２は、本発明の成膜装置に適用する最大寸法のガラス基板より小さなガラス基板を装着したワークの構成を例示説明するための概略斜視図である。図３は、本発明の成膜装置に用いられる搬送キャリアの構成を例示説明するための概略斜視図である。図４は、本発明の成膜装置の成膜室の構成を例示説明するための断面図である。図中の説明には、基板としてガラス基板が使われているが、本発明はガラス基板に限定されない。
【００１４】
最初に最大寸法のガラス基板２を含むワーク２０と、ガラス基板２よりも小さな寸法のガラス基板３を含むワーク２１、および、これらを保持する搬送キャリア２２の構成を、図１〜図３を用いて説明する。
【００１５】
図１に示すとおり、ワーク２０は、多数の磁石を内部に装填したマスクホルダ１と、ガラス基板２の表面上に形成されたパターン４に合わせたマスク開口部６を有する磁性金属性材料からなるマスク５の間に、最大寸法のガラス基板２を挟み、重ね合わせるように配設され、マスク５が磁石に対してマスクホルダ１に吸着固定された状態となる。
【００１６】
また、図２に示すとおり、ワーク２１は、多数の磁石を内部に装填したマスクホルダ１と、ガラス基板３の表面上に形成されたパターン４に合わせたマスク開口部６を有する磁性金属性材料からなるマスク５の間に、ガラス基板３の周囲を包囲するように配置したスペーサ開口部１７を有する額縁状プレートのスペーサ１６とそのスペーサ１６の内側に収まるように配置されたガラス基板２より小さな寸法のガラス基板３を挟み、重ね合わせるように配設され、マスク５およびスペーサ１６が磁石に対してマスクホルダ１に吸着固定された状態となる。
【００１７】
また、図１と図２において、マスク５、ガラス基板２もしくはガラス基板３、およびマスクホルダ１はそれぞれ機械的に位置決めされる。
【００１８】
一方、搬送キャリア２２は、図３に示すとおり、ワーク２０または／およびワーク２１が載置、装着される２カ所の保持孔８を有するキャリアプレート７と、ワーク２０または／およびワーク２１を押圧保持する押え板１０を有するプレート支持フレーム９から構成され、ワーク２０または／およびワーク２１は、図示しないロボット等の自動搬送装置により、キャリアプレート７の保持孔８に載置、装着される。なお、保持孔８は２カ所に限らず、１カ所でも３カ所以上でも良い。
【００１９】
そして、キャリアプレート７は、プレート支持フレーム９に対して開閉自在であり、図３にはキャリアプレート開閉方向Ｃ、Ｄが示されている。すなわち、このキャリアプレート７とプレート支持フレーム９は、ワーク２０もしくはワーク２１の搬出入の際に互いに離接する構造となっており、この実施形態では、ワーク２０もしくはワーク２１がキャリアプレート７に装着された後、図示しない開閉機構により、矢印Ｃの方向にキャリアプレート７がプレート支持フレーム９側に扉状に閉じられ、成膜が完了した後にワーク２０もしくはワーク２１を搬送キャリア２２から取り出すために、図示しない開閉機構により矢印Ｄの方向にキャリアプレート７が扉状に開けられる。なお、離接手段は本実施形態に示したものに限らず、いかなるものでも良い。
【００２０】
次に、本発明の成膜方法と製膜装置について、図１〜４を用いて説明する。
【００２１】
最初に、最大基板寸法のガラス基板２で成膜する場合について説明する。最大基板寸法のガラス基板２について、成膜室３０の外部で、ガラス基板２とマスク５、マスクホルダ１が重ね合わされたワーク２０を、キャリアプレート７の所定位置に図示しない搬送装置を用いて載置する。
【００２２】
ワーク２０が適正位置に載置された後、プレート支持フレーム９に対して、キャリアプレート７を閉じるように図３の矢印Ｃの方向に移動させて、ワーク２０をキャリアプレート７に対して押圧保持する。
【００２３】
その後、図４に示すように、搬送キャリア２２を２セット、搬送ワゴン１１に取り付けて、成膜室３０内に搬入する。このとき、成膜室３０内では、図４に示すように、ガラス基板が垂直に立つように搬送キャリア２２を把持・搬送する。
【００２４】
所望の膜厚になるように決められた条件で、ガラス基板２をヒーター１２によって加熱した状態で、電極１３に直流電流を与えることによりターゲット１４の酸化錫を添加した酸化インジウム（ＩＴＯ）をガラス基板の表面に成膜する。Ａｒ＋（○）がターゲット１４に当たってＩＴＯ（●）が飛び出し、飛び出したＩＴＯ（●）がガラス基板に付着する。
【００２５】
成膜が完了した後、搬送ワゴン１１を移動させることにより、搬送キャリア２２を成膜室３０から搬出する。搬出された搬送キャリア２２において、キャリアプレート７をプレート支持フレーム９に対して開けるように図３の矢印Ｄの方向に移動させ、ガラス基板２を取り出し、次工程に搬送すると同時に、マスク５、キャリアプレート７、およびマスクホルダ１を、別のガラス基板への成膜のために繰り返し利用する。
【００２６】
次に、最大基板寸法のガラス基板２より小さな異なる基板寸法のガラス基板３の成膜を行う場合について説明する。あらかじめマスクホルダ１にガラス基板３の周囲を包囲するようにスペーサ１６を装着しておく。
【００２７】
最大基板寸法のガラス基板２より小さな寸法のガラス基板３について、成膜室３０の外部で、ガラス基板３とマスク５、スペーサ１６が装着されたマスクホルダ１が重ね合わされたワーク２１を、キャリアプレート７の所定位置に図示しない搬送装置を用いて載置する。以降は、最大基板寸法のガラス基板２の場合と同様である。
【００２８】
上記の本発明の成膜方法によれば、単一の成膜装置による異なる寸法の基板への成膜において、幅切り替えにおける装置停止時間を最小限に押さえることができ、装置稼働率の低下も最小限にすることができる。
【００２９】
なお、上記の実施形態では、基板として、ガラス基板を適用した場合について説明したが、ウェハ等の薄板枚葉状のものであればいかなるものにも適用することができる。
【００３０】
また、マスクの把持手段として磁石を用いたが、バネによる固定や吸着による固定などいかなる固定手段にも適用することができる。
【００３１】
さらに、本実施形態では、成膜手段として、スパッタリングによる成膜に関して説明したが、本発明はマスクを用いるいかなる成膜手段にも適用することができる。本発明では、マスクは段差に影響を受けやすい薄い厚さのものを用いることができる。例えば、フォイルマスクの場合、通常、０．２〜１．０ｍｍ程度の厚さのマスクが用いられる。また、額縁状のスペーサの使用により、マスクが基板と背板の段差に影響されて変形し浮き上がりマスキング不良となることからくるズレやボケを防止することができる。
【００３２】
また、キャリア搬送方式の成膜について説明したが、他の方式でマスクを用いたいかなる成膜方法についても適用することができる。
【００３３】
本発明の製膜方法と製膜装置は、例えば、液晶表示用カラーフィルターや液晶表示装置用ＴＦＴアレイ等のように、パターンマスクを使用して基板表面の所定領域に透明電極を成膜する際に好適に用いられる。
【実施例】
【００３４】
寸法が５５０×６７０ｍｍで厚さ０．６３ｍｍの無アルカリガラス基板を、ウェット洗浄によりパーティクルを除去後、ダイコート装置により、ブラックマトリックス用塗液を全面塗布した。その後、真空乾燥を８０℃の温度で７５秒間実施した後、２２０℃の温度のホットプレートにて４分間加熱してセミキュアし、レジスト液をダイコート装置で塗布後、２００℃の温度のホットプレートで４分間加熱し、露光・現像・剥離を行った後、更に３５０℃の温度のホットプレートにて８分間加熱してキュアを行い、必要な部分のみに遮光層となるブラックマトリックス塗膜を残した。
【００３５】
続いて、ウェット洗浄によって基板上のパーティクルを除去後、カラーフィルター用緑色の塗液を、ダイコート装置で全面塗布した。さらに、真空乾燥を８０℃の温度で７５秒間実施した後、レジスト液をダイコート装置で塗布後、２２０℃の温度のホットプレートにて４分間加熱してセミキュアし、レジスト液をダイコート装置で塗布し、２００℃の温度のホットプレートで４分間加熱し、露光・現像・剥離を行った後、更に３５０℃の温度のホットプレートにて８分間加熱してキュアを行い、緑色画素部にのみ色塗膜を残した。同様の色塗膜の形成を青、赤色についても、ダイコート装置でそれぞれの色塗膜を形成した。
【００３６】
さらに、オーバーコート剤を画素用ペーストと同様に、ダイコート装置で塗布した後、真空乾燥を８０℃の温度で５０秒間実施し、３００℃の温度のホットプレートにて１０分間加熱してキュアを行った。
【００３７】
そして最後に、ＩＴＯをスパッタリング成膜装置を用いて、２００℃の温度の条件で付着させた。用いた成膜装置において、キャリアプレートとマスクホルダには、寸法６２０×７５０ｍｍサイズの基板用のものを使用した。すなわち、キャリアプレートは６２０×７５０ｍｍサイズのワーク（マスク、基板およびマスクホルダ）を納める保時候孔部を持ち、マスクホルダは６２０×７５０ｍｍサイズのアルミニウム製のもので、厚さは５ｍｍで、表面には基板支持用の０．５ｍｍの樹脂スペーサを具備するものである。
【００３８】
スペーサである額縁状のプレートは、寸法が６２０×７５０ｍｍのＳＵＳ製の磁性体で、厚さは樹脂スペーサ高さと基板の厚さ分を考慮した１．２５ｍｍであり、開口部寸法５５２×６７２ｍｍとし、マスクホルダに磁力で装着した。マスクの厚さは０．２５ｍｍの厚さのものを用いた。以上の構成で、６２０×７５０ｍｍサイズ用のマスクホルダとキャリアプレートを使用し、額縁テンプレートをマスクホルダに装着することで５５０×６７０ｍｍサイズの基板をＩＴＯ膜にヌケ、ズレ、ボケ等の品質欠点を発生することなく成膜させることができた。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、液晶表示用カラーフィルターや液晶表示装置用ＴＦＴアレイ等のように、パターンマスクを使用して基板表面の所定領域に透明電極を成膜する際に好適に用いられる製膜方法と製膜装置である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】図１は、本発明の成膜装置に適用する最大寸法のガラス基板を装着したワークの構成を例示説明するための概略斜視図である。
【図２】図２は、本発明の成膜装置に適用する最大寸法のガラス基板より小さなガラス基板を装着したワークの構成を例示説明するための概略斜視図である。
【図３】図３は、本発明の成膜装置に用いられる搬送キャリアの構成を例示説明するための概略斜視図である。
【図４】図４は、本発明の成膜装置の成膜室の構成を例示説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    マスクホルダ
２    ガラス基板
３    ガラス基板
４    パターン
５    マスク
６    マスク開口部
７    キャリアプレート
８    保持孔
９    プレート支持フレーム
１０  押え板
１１  搬送ワゴン
１２  ヒーター
１３  電極
１４  ターゲット
１６  スペーサ
１７  スペーサ開口部
２０  ワーク
２１  ワーク
２２  搬送キャリア
３０  成膜室
Ｃ、Ｄ  キャリアプレート開閉方向
【図１】
2005281834.tif 000003
【図２】
2005281834.tif 000004
【図３】
2005281834.tif 000005
【図４】
2005281834.tif 000006