JP2010008461A - 液晶装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

【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を保持して搬送する搬送ホルダー６と、基板Ｗの周辺にガスを噴出するガス噴出口６ｈと、を備え、ガス噴出口６ｈは、基板Ｗの搬送時に基板Ｗとの位置関係が一定となるように成膜室２内に移動可能に設けられていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

この発明は、液晶装置の製造装置に関するものである。

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。

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。

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。

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。
特開２００７−２８６４０１号公報

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、成膜室内には、例えば酸素等のガスが導入される。また、スパッタ装置内部には、例えばアルゴン等のガスが導入される。そのため、搬送中の基板の位置によって、例えばスパッタ装置内部の酸素ガスの濃度が上昇したり、成膜室内の基板周辺の酸素濃度が低下したりする。このように、成膜時にスパッタ装置内部や基板周辺の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。

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。

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、前記基板を保持して搬送する搬送ホルダーと、前記基板の周辺にガスを噴出するガス噴出口と、を備え、前記ガス噴出口は、前記基板の搬送時に前記基板との位置関係が一定となるように前記成膜室内に移動可能に設けられていることを特徴とする。

このように構成することで、基板を搬送ホルダーに保持して搬送する際に、基板とガス噴出口との相対位置関係を保持したまま、ガス噴出口から基板の周辺にガスを噴出させることができる。そのため、成膜室内における基板の位置に係わらず、基板の周辺の圧力やガス濃度を一定にすることができる。したがって、本発明の液晶装置の製造装置によれば、基板への無機配向膜成の膜時の成膜条件を安定させ、基板に良好な無機配向膜を成膜することができる。

また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記ガス噴出口は、前記搬送ホルダーに設けられていることを特徴とする。

このように構成することで、基板の搬送時に基板とガス噴出口との位置関係を一定にすることができる。また、ガス噴出口を基板と共に移動させる新たな移動手段を必要としない。したがって、本発明の液晶装置の製造装置によれば、製造装置の構成を簡略化して部品点数を削減し、製造装置の製造を容易にすることができる。また、製造装置の製造コストを削減することができる。

また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記ガス噴出口は、前記基板に対して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。

このように構成することで、基板の搬送方向前方から基板の周辺にガスを噴出させ、基板の周辺のガス濃度や圧力を一定にすることができる。したがって、本発明の液晶装置の製造装置によれば、基板上のガス濃度の分布を均一化することができる。

また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記ガス噴出口は、前記基板に対して前記搬送方向の後方に設けられていることを特徴とする。

このように構成することで、基板の搬送方向後方から基板の周辺にガスを噴出させ、基板の周辺のガス濃度や圧力を一定にすることができる。したがって、本発明の液晶装置の製造装置によれば、基板上のガス濃度や圧力の分布を均一化することができる。また、基板の搬送方向前方にもガス噴出口が設けられている場合には、基板の搬送方向の前後からそれぞれガスを噴出させて、基板上のガス濃度や圧力の分布をより均一化することができる。

また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記ガス噴出口は、前記基板に対して前記搬送方向の側方に設けられていることを特徴とする。

このように構成することで、基板の搬送方向側方から基板の周辺にガスを噴出させ、基板の周辺のガス濃度や圧力を一定にすることができる。したがって、本発明の液晶装置の製造装置によれば、基板上のガス濃度や圧力の分布を均一化することができる。

また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記ガス噴出口は、前記基板に対して前記搬送方向の側方の両側に設けられていることを特徴とする。

このように構成することで、基板の搬送方向側方の両側の噴出口から基板の周辺にそれぞれガスを噴出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、基板の搬送方向に交差する方向の基板上のガス濃度や圧力の分布をより均一にすることができる。

また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記ガス噴出口は、前記ガスを前記基板の外周に対して斜めに噴出するように設けられていることを特徴とする。

このように構成することで、基板の搬送速度やガス噴出口と基板との位置に応じた最適な方向にガスを噴出することができる。したがって、本発明の液晶装置の製造装置によれば、基板上のガス濃度や圧力の分布をより均一にすることができる。

また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記ガス噴出口は、前記搬送ホルダーの前記基板が保持される面の反対側に設けられていることを特徴とする。

このように構成することで、ガス噴出口から噴出されたガスは、搬送ホルダーの裏側から表側に回りこむようにして基板の周辺に到達する。この過程でガスは成膜室内に拡散される。したがって、本発明の液晶装置の製造装置によれば、基板上のガス濃度や圧力の分布をより均一にすることができる。

また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記ガス噴出口は、前記基板の外周に沿って複数設けられていることを特徴とする。

このように構成することで、複数のガス噴出口から基板の周辺にそれぞれガスを噴出させることができる。また、各々のガス噴出口のガスの噴出方向やガスの流量を調整することができる。したがって、本発明の液晶装置の製造装置によれば、基板上のガス濃度や圧力の分布をより均一にすることができる。

また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記ガス噴出口は、前記基板の外周に沿って延びる溝状に設けられていることを特徴とする。

このように構成することで、ガス噴出口から基板の周辺のより広い範囲にガスを噴出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、基板上のガス濃度や圧力の分布をより均一にすることができる。

＜第一実施形態＞
以下、図面を参照して本発明の第一実施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。

（液晶装置の製造装置）
図１（ａ）は本発明の第一実施形態に係る液晶装置の製造装置の概略構成図である。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。

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。

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。

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。

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ホルダー６が設けられている。
また、搬送ホルダー６には、搬送ホルダー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及び搬送ホルダー６による基板Ｗの搬送方向は、図１においてＸ軸と平行でかつＹ軸と直交する方向である。

また、搬送ホルダー６には、第２のガス供給手段２２が接続されている。搬送ホルダー６の内部には、第２のガス供給手段２２から供給された酸素ガスを流通させるガス流路６ｇが設けられている。また、搬送ホルダー６の基板Ｗが保持された面には、基板Ｗの搬送方向の前方と後方に、それぞれガスノズル６ｎが設けられている。
ガスノズル６ｎはガス流路６ｇに接続され、ガス流路６ｇから供給された酸素ガスを噴出させて、矢印２２ｆで示すように基板Ｗ上に流通させるように設けられている。

また、搬送ホルダー６には、保持した基板Ｗを加熱するためのヒータ（加熱手段）７が設けられている。さらに、搬送ホルダー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。

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ホルダー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ホルダー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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。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。

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で示すように排気制御装置２０側へ流れるようになっている。

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。

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。

図３（ａ）は搬送ホルダー６の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る。
図３（ａ）に示すように、搬送ホルダー６の内部にはガスを流通させるガス流路６ｇが設けられ、ガス流路６ｇには第２のガス供給手段２２から酸素ガスを供給するホース２２ｈが接続されている。

また、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、搬送ホルダー６の基板Ｗが保持された面には、ガスノズル６ｎが設けられている。ガスノズル６ｎは、ガス流路６ｇに接続され、基板Ｗの周辺にガスを噴出するガス噴出口６ｈが設けられている。ガスノズル６ｎは、基板Ｗを搬送ホルダー６及び移動手段６ａにより搬送する際に基板Ｗとガス噴出口６ｈとの位置関係が一定となるように、搬送ホルダー６に固定されている。

図３（ｂ）に示すように、ガスノズル６ｎは、搬送ホルダー６の基板Ｗの搬送方向前方（＋Ｘ側）に、基板Ｗの外周に沿って複数設けられ、ガス噴出口６ｈが基板Ｗに向くように固定されている。ガスノズル６ｎは、搬送ホルダー６の基板Ｗの搬送方向後方（−Ｘ側）にも、搬送方向前方のガスノズル６ｎと同様にガス噴出口６ｈを基板Ｗに向けて複数設けられている。これによりガスノズル６ｎは、第２のガス供給手段２２から供給された酸素ガスを矢印２２ｆで示すように基板Ｗの周辺に噴出して成膜室２内を流通させることができるようになっている。

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、図１に示す第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。

ここで、本実施形態の液晶装置の製造装置１では、ガス噴出口６ｈを備えたガスノズル６ｎが搬送ホルダー６に固定され、基板Ｗの搬送時にガス噴出口６ｈと基板Ｗとが一定の位置関係を保ったまま成膜室２内を移動可能に設けられている。そのため、基板Ｗを搬送ホルダー６に保持して搬送する際に、基板Ｗとガス噴出口６ｈとの相対位置関係を保持したまま、ガス噴出口６ｈから基板Ｗの周辺に酸素ガスを噴出させることができる。これにより、成膜室２内における基板Ｗの位置に係わらず、基板Ｗの周辺の圧力や酸素ガスの濃度を一定にすることができる。

また、基板Ｗに向けたガス噴出口６ｈから基板Ｗの周辺にのみ酸素ガスを噴出し、第１のガス供給手段２１からスパッタ装置３の内部にアルゴンガスを供給して成膜室２内に流入させることで、酸素ガスがスパッタ装置３の内部に侵入することが防止される。これにより、スパッタ装置３内はアルゴンガスの濃度を略１００％に維持することが可能となる。これにより、成膜条件が安定して無機配向膜の膜質を向上させることができるだけでなく、制御の容易なメタルモードのスパッタを維持することができる。

また、ガス噴出口６ｈを備えたガスノズル６ｎを搬送ホルダー６に設けることで、ガス噴出口６ｈと基板Ｗとの位置関係を従来よりも基板Ｗに近い位置に保ったまま、基板Ｗの周辺に酸素ガスを噴出することが可能となる。これにより、基板Ｗの周辺の酸素ガスがアルゴンガスによって希釈されることが防止され、基板Ｗの周辺の酸素ガスの濃度を略１００％に維持することが可能になる。したがって、略１００％のＳｉＯ_２からなる良質な無機配向膜を形成することが可能になる。

また、ガス噴出口６ｈを備えたガスノズル６ｎを搬送ホルダー６に設けることで、ガス噴出口６ｈと基板Ｗとの位置関係を維持することができるだけでなく、ガス噴出口６ｈを基板Ｗと共に移動させる新たな移動手段を設ける必要が無くなる。したがって、製造装置１の構成を簡略化して部品点数を削減し、製造装置１の製造を容易にすることができる。また、製造装置１の製造コストを削減することができる。

また、ガス噴出口６ｈ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の＋Ｘ側から基板Ｗの周辺に酸素ガスを噴出させ、基板Ｗの周辺の酸素ガスの濃度や圧力を一定にすることができる。また、ガス噴出口６ｈが基板Ｗの搬送方向後方（−Ｘ側）にも設けられているので、基板Ｗの−Ｘ側から基板Ｗの周辺にガスを噴出させ、基板Ｗの周辺の酸素ガスの濃度や圧力を一定にすることができる。また、基板Ｗの搬送方向の前後からそれぞれガスを噴出させて、基板Ｗ上の酸素ガスの濃度や圧力の分布をより均一化することができる。

また、ガス噴出口６ｈは基板Ｗの外周に沿って複数設けられているので、複数のガス噴出口６ｈから基板Ｗの周辺にそれぞれ酸素ガスを噴出させることができる。また、各々のガス噴出口６ｈのガスの噴出方向やガスの流量を調整し、基板Ｗ上の酸素ガスの濃度や圧力の分布をより均一化することができる。
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、成膜室２内における基板Ｗの搬送位置に係わらず、基板Ｗの周辺の酸素ガスの濃度や圧力等の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。

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、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。

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。

［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。

続いて、基板Ｗを成膜室２内に搬送し、搬送ホルダー６にセットする。そして、配向膜形成の前処理として、搬送ホルダー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。

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から所定流量で供給して搬送ホルダー６のガスノズル６ｎから噴出させて成膜室２内に導入する。それとともに、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上へ噴出させている。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。

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、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。

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。

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。
また、基板Ｗの搬送位置にかかわらず、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。

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。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について、図１（ａ）〜図３（ａ）を援用し、図４を用いて説明する。本実施形態では、搬送ホルダーの基板の搬送方向の側方にもガス噴出口が設けられている点で上述の第一実施形態と異なっている。その他は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。

図４は、図３（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う矢視図に相当する本実施形態の搬送ホルダー６Ｂの平面図である。
図４に示すように、ガスノズル６ｎは、第一実施形態と同様に搬送ホルダー６Ｂの基板Ｗの搬送方向前方（＋Ｘ側）及び搬送方向後方（−Ｘ側）の双方に、基板Ｗの外周に沿って複数設けられている。

また、ガスノズル６ｎは、基板Ｗに対して基板Ｗの搬送方向の側方（Ｙ方向）にも、基板Ｗの外周に沿って複数設けられ、ガス噴出口６ｈを基板Ｗに向けて固定されている。ガスノズル６ｎは、基板Ｗの＋Ｙ側と−Ｙ側の両側に設けられ、それぞれガス噴出口６ｈを基板Ｗに向けて固定されている。
また、ガスノズル６ｎは、搬送ホルダー６Ｂの角部の各々にも設けられ、酸素ガスを基板Ｗの外周に対して斜めに噴射するように、ガス噴出口６ｈを基板Ｗの中央部に向けて固定されている。

搬送ホルダー６Ｂを備えた本実施形態の液晶装置の製造装置によれば、基板ＷのＹ方向に設けられたガスノズル６ｎのガス噴出口６ｈから基板Ｗの周辺にガスを噴出させ、基板Ｗの周辺のガス濃度や圧力を一定にすることができる。また、基板Ｗの＋Ｙ側及び−Ｙ側のガスノズル６ｎのガス噴出口６ｈから基板Ｗの周辺にそれぞれ酸素ガスを噴出させることができる。また、基板Ｗの外周に対して斜めにガスを噴出すように設けられたガスノズル６ｎは、ガスの噴出角度を調整することで、基板Ｗの搬送速度やガス噴出口６ｈと基板Ｗとの位置に応じた最適な方向にガスを噴出することができる。
したがって、本実施形態の液晶装置の製造装置によれば、第一実施形態と同様の効果が得られるだけでなく、基板Ｗ上の酸素ガスの濃度や圧力の分布をより均一にすることができる。

＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態について、図１（ａ）〜図３（ａ）を援用し、図５を用いて説明する。本実施形態では、搬送ホルダーの基板を保持する面とは反対側にガス噴出口が設けられている点で上述の第一実施形態と異なっている。その他は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。

図５は、基板Ｗが保持された面の反対側から見た本実施形態の搬送ホルダー６Ｃの平面図である。
図５に示すように、ガス噴出口６ｈを備えたガスノズル６ｎは、搬送ホルダー６Ｃの基板Ｗが保持される面の反対側に設けられている。ガスノズル６ｎは、ガス噴出口６ｈが基板Ｗの搬送方向前方（＋Ｘ側）を向くように搬送ホルダー６Ｃに固定されている。

搬送ホルダー６Ｃを備えた本実施形態の液晶装置の製造装置によれば、ガス噴出口６ｈから噴出された酸素ガスは、搬送ホルダー６Ｃの裏側から表側（基板Ｗが保持された側）に回りこむようにして基板Ｗの周辺に到達する。この過程で酸素ガスは成膜室２内に拡散される。したがって、本実施形態の液晶装置の製造装置によれば、基板Ｗ上の酸素ガスの濃度や圧力の分布をより均一にすることができる。

＜第四実施形態＞
次に、本発明の第四実施形態について、図１（ａ）〜図３（ａ）を援用し、図６を用いて説明する。本実施形態では、基板の周囲に溝状のガス噴出口が形成されている点で上述の第一実施形態と異なっている。その他は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。

図６は、図３（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う矢視図に相当する本実施形態の搬送ホルダーの平面図である。
図６に示すように、搬送ホルダー６Ｄには、基板Ｗの外周に沿って延びる溝状のガス噴出スリット（ガス噴出口）６ｓを備えたガス噴出部６Ｎが設けられている。ガス噴出部６Ｎは、上述の実施形態で説明したガスノズル６ｎと同様の断面構造を有し、図３に示すように、ガス流路６ｇに接続されている。

搬送ホルダー６Ｃを備えた本実施形態の液晶装置の製造装置によれば、ガス噴出スリット６ｓから基板Ｗの周辺のより広い範囲に酸素ガスを噴出させることができる。したがって、本実施形態の液晶装置の製造装置によれば、基板Ｗ上の酸素ガスの濃度や圧力の分布をより均一にすることができる。

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、ガス噴出口は、基板との位置関係を一定にすることができれば、搬送ホルダーに設けられていなくても良い。例えば、搬送ホルダーの側方に搬送ホルダーとは別の移動手段を設け、その移動手段によりガス噴出口を基板Ｗとともに移動させても良い。
また、上述の実施の形態ではガス噴出口を複数設ける場合について説明したが、ガス噴出口は一つであってもよい。
また、ガス噴出口からのガスの噴出方向が可変となる機構を設けてもよい。例えばノズルを回転させるノズル回転機構を設けることができる。
また、ガス噴出口はガスノズルではなく、搬送ホルダーに直接設けてもよい。
また、スパッタ装置は基板の成膜面に対して垂直であってもよい。

第一実施形態に係る液晶装置の製造装置の概略構成図。 図１に示すスパッタ装置の詳細構成を示す図。 （ａ）は図１に示す液晶装置の製造装置の搬送ホルダー近傍の概略構成図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う矢視図。 第二実施形態に係る液晶装置の製造装置の搬送ホルダーの基板側から見た平面図。 第三実施形態に係る液晶装置の製造装置の搬送ホルダーの基板と反対側から見た平面図。 第四実施形態に係る液晶装置の製造装置の搬送ホルダーの基板側から見た平面図。

符号の説明

１ 製造装置、２ 成膜室、３ スパッタ装置、６，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ 搬送ホルダー、６ｈ ガス噴出口、６ｓ ガス噴出スリット（ガス噴出口）、Ｗ 基板、Ｘ 搬送方向

Claims (10)

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、前記基板を保持して搬送する搬送ホルダーと、前記基板の周辺にガスを噴出するガス噴出口と、を備え、
   前記ガス噴出口は、前記基板の搬送時に前記基板との位置関係が一定となるように前記成膜室内に移動可能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。
2. 前記ガス噴出口は、前記搬送ホルダー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。
3. 前記ガス噴出口は、前記基板に対して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請求項１または請求項２に記載の液晶装置の製造装置。
4. 前記ガス噴出口は、前記基板に対して前記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。
5. 前記ガス噴出口は、前記基板に対して前記搬送方向の側方に設けられている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。
6. 前記ガス噴出口は、前記基板に対して前記搬送方向の側方の両側に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の液晶装置の製造装置。
7. 前記ガス噴出口は、前記ガスを前記基板の外周に対して斜めに噴出するように設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の液晶装置の製造装置。
8. 前記ガス噴出口は、前記搬送ホルダーの前記基板が保持される面の反対側に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか一項に記載の液晶装置の製造装置。
9. 前記ガス噴出口は、前記基板の外周に沿って複数設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか一項に記載の液晶装置の製造装置。
10. 前記ガス噴出口は、前記基板の外周に沿って延びる溝状に設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項に記載の液晶装置の製造装置。

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