JP2010008906A - 液晶装置の製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スパッタ装置の異常放電を防止することができる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の側方（Ｙ方向）に配置され、成膜室２内にて基板Ｗの成膜面Ｗｓ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、成膜面Ｗｓが鉛直方向（Ｚ方向）に沿うように基板Ｗを立てた状態で搬送する基板搬送手段（ローラー６ｒ）と、を備え、スパッタ装置３は、プラズマ生成領域を挟んで対向する一対のターゲット５ａ，５ｂを有し、一対のターゲット５ａ，５ｂは、互いに対向する面がそれぞれ鉛直方向（Ｚ方向）に沿うように立てた状態で配置されていることを特徴とする。
【選択図】図１

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、配向性の均一さを確保することが困難であること、ラビング処理時の筋跡が残り易いこと、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、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、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、対向する一対のターゲットが鉛直方向上下に重なるように配置されているため、以下のような課題がある。スパッタ装置において長時間放電を行っていると、ターゲット表面の外周部やスパッタ装置の開口部の近傍に設けられた防着カバー等に酸化物等のスパッタ膜が堆積する。そして、鉛直方向上方のターゲットやその近傍に堆積したスパッタ膜が剥離し、下方のターゲットにパーティクルが付着すると、スパッタ装置の放電が不安定になり、異常放電が発生するという課題がある。
スパッタ装置において異常放電が発生すると、ターゲットやその近傍に堆積したパーティクルが飛散して基板に付着したり、ターゲットに割れ等の不具合が発生したりするという問題がある。
また、従来のようにスパッタ装置が成膜室の下方に接続されていると、スパッタ装置のメンテナンスが困難である。

そこで、この発明は、スパッタ装置の異常放電を防止することができる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、該成膜室の側方に配置され、該成膜室内にて前記基板の成膜面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、前記成膜面が鉛直方向に沿うように前記基板を立てた状態で搬送する基板搬送手段と、を備え、前記スパッタ装置は、プラズマ生成領域を挟んで対向する一対のターゲットを有し、前記一対のターゲットは、互いに対向する面がそれぞれ鉛直方向に沿うように立てた状態で配置されていることを特徴とする。

このように構成することで、ターゲットの近傍にスパッタ膜が堆積し、一方のターゲットのスパッタ膜が剥離してパーティクルが落下した場合であっても、対向する他方のターゲットにパーティクルが付着することが防止される。すなわち、ターゲットは、互いに対向する面が鉛直方向に沿うように立てた状態で配置されている。そのため、一方のターゲットに堆積したスパッタ膜が剥離してパーティクルが落下すると、他方のターゲットに対向する面に沿って鉛直方向下方に落下し、他方のターゲットに付着することが防止される。また、ターゲットは立てた状態で配置されているので、ターゲット自身やその近傍においてパーティクルが再びそのターゲットに付着することが防止される。
このように、堆積したスパッタ膜が剥離してパーティクルが落下した場合に、そのパーティクルがターゲットに付着することを防止することで、スパッタ装置の放電を安定させ、異常放電を防止することができる。これにより、基板へのパーティクルの付着を防止したり、ターゲットに割れ等の不具合が発生したりすることを防止できる。
したがって、本発明の液晶装置の製造装置によれば、スパッタ装置の異常放電を防止して、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、前記プラズマ生成領域からスパッタ粒子を放出する前記スパッタ装置の開口部の近傍には、防着カバーが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、スパッタ装置の開口部の近傍や、その開口部の近傍の成膜室の内側等に、スパッタ粒子に由来するスパッタ膜が付着することが防止される。
また、スパッタ装置が成膜室の側方に配置され、成膜室内で基板を立てた状態で搬送するので、防着カバーも鉛直方向に沿って立てた状態で配置される。そのため、従来のようにスパッタ装置が成膜室の下方に配置されている場合と比較して、重力による防着カバーのたわみを防止することができる。これにより、防着カバーの端部がターゲットに接触することが防止され、スパッタ装置の異常放電を防止することができる。

また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記スパッタ装置は、装置接続部を介して前記成膜室に脱着可能に接続され、前記スパッタ装置の脱着時に前記スパッタ装置を水平方向に沿って移動させるスパッタ装置移動手段を備えていることを特徴とする。

このように構成することで、液晶装置の製造装置のメンテナンス性を著しく改善することができる。従来のようにスパッタ装置が成膜室の下方に設けられている場合には、スパッタ装置のメンテナンス時に成膜室が障害となり、スパッタ装置の脱着が困難であった。また、基板が大型化すると、スパッタ装置もそれに合わせて大型化する。そのため、スパッタ装置の重量が増加して、よりメンテナンス性を低下させる要因となっていた。
しかし、本発明の液晶装置の製造装置では、スパッタ装置のメンテナンス時には、成膜室の側方に接続された装置接続部の接続を解除し、スパッタ装置移動手段によってスパッタ装置を水平方向に沿って移動させることで、スパッタ装置を成膜室から取り外すことができる。したがって、スパッタ装置のメンテナンス性が著しく向上するだけでなく、スパッタ装置が大型化して重量が増加した場合であっても、メンテナンス性が低下することを防止できる。

また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記スパッタ装置は、前記プラズマ生成領域に第１のスパッタガスを流通させる第１のガス供給手段を有しており、前記成膜室は、前記プラズマ生成領域から放出されるスパッタ粒子と反応して前記無機配向膜を前記基板上に形成する第２のスパッタガスを前記基板上に流通させる第２のガス供給手段と、前記成膜室の内部圧力を制御して所望の真空度を得るための排気制御装置と、を有していることを特徴とする。

このように構成することで、スパッタ装置の内部に第１のガス供給手段から第１のスパッタガスを導入しつつ放電させ、ターゲットに挟まれる空間にプラズマを発生させ、ターゲットから配向膜材料をスパッタ粒子としてたたき出すことができる。そして、基板の面上に飛来したスパッタ粒子と、成膜室を流通する第２のスパッタガスとを基板上で反応させ、基板上に無機配向膜を形成することができる。

また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記第２のガス供給手段は、前記スパッタ装置の接続部に関して前記排気制御装置と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、第２のガス供給手段から成膜室内に導入された第２のスパッタガスは、基板の搬送方向に沿って成膜室を流通し、基板の成膜面上を流通して排気制御装置によって成膜室外に排出される。したがって、成膜面における第２のスパッタガスの濃度や圧力を均一にして、良好な配向膜を形成することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の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、基板の成膜面及びＸ方向に垂直な方向をＹ方向、鉛直方向を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Ｙａ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）は本発明の実施の形態に係る液晶装置の製造装置１の概略構成を示す斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う矢視断面図である。
図１（ａ）に示すように、液晶装置の製造装置１は、箱型筐体からなる真空チャンバーである成膜室２を備えている。成膜室２内には、図１（ｂ）に示すように、基板Ｗをその被処理面（成膜面Ｗｓ）が鉛直方向と略平行（ＸＺ面に略平行）になるようにして保持する搬送トレイ（基板搬送手段）６を収容している。成膜室２は断面視で縦長の長方形状に形成され、搬送トレイ６の基板保持面６ｓが鉛直方向と略平行になるように、搬送トレイ６を立てた状態で収容できるようになっている。また、成膜室２は支持部材２ｓ上に配置されている。

成膜室２の内部には、図１（ｂ）に示すように、搬送トレイ６をＸ方向（基板搬送方向）に沿って移動するためのローラー（基板搬送手段）６ｒと、搬送トレイ６の下部を支持する受け部６ｕが設けられている。ローラー６ｒは、搬送トレイ６の上部と下部とを挟持するようにそれぞれ成膜室２の上部と下部とに一対ずつ設けられ、これら上下各一対のローラー６ｒがＸ方向に沿って複数設けられている。また、ローラー６ｒは不図示の搬送制御部に接続されている。受け部６ｕは、搬送トレイ６の下部をＸ方向にスライド可能に支持している。

搬送制御部は、ローラー６ｒをＺ方向と平行な軸周りに回転させることで搬送トレイ６をＸ方向に自在に移動させるようになっている。
かかる構成により、基板Ｗの搬送時には、成膜面ＷｓがＺ方向に沿うように基板Ｗを立てた状態のまま、基板ＷをＸ方向に搬送可能となっている。

成膜室２の−Ｘ側には、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２Ｌが配置されている。ロードロックチャンバー２Ｌには、これを独立して真空雰囲気に調整する排気制御装置（不図示）が接続されている。ロードロックチャンバー２Ｌ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２Ｖ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。また、ロードロックチャンバー２Ｌ内にも、成膜室２と同様にローラー６ｒが設けられ、搬送トレイ６をＸ方向に移動させることが可能となっている。

成膜室２の側方（−Ｙ側）には、スパッタ装置３が配置されている。
スパッタ装置３は、成膜室２内において液晶装置の構成部材となる基板Ｗの成膜面Ｗｓ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装置である。スパッタ装置３は、装置接続部２５を介して成膜室２に接続され、Ｙ方向に対して斜め方向（Ｙａ方向）に取り付けられている。
装置接続部２５は、例えばボルト等、不図示の締結部材により成膜室２に着脱可能に接続されている。また、装置接続部２５と成膜室２の外壁との間には例えばガスケット等（不図示）が配置され、装置接続部２５と成膜室２とが気密性を維持した状態で接続されるようになっている。

スパッタ装置３の下方（−Ｚ側）には、図１（ｂ）に示すように、スパッタ装置３を水平方向（Ｙ方向）に沿って移動させる移動装置（スパッタ装置移動手段）３Ｍが配置されている。移動装置３Ｍは、スパッタ装置３を支持する移動装置本体３Ｍａと、移動装置本体３Ｍａの下方に回転自在に固定された車輪３Ｍｂとにより構成されている。
かかる構成により、移動装置３Ｍは、図１（ｂ）に二点鎖線で示すように、スパッタ装置３の脱着時にスパッタ装置３を水平方向（Ｙ方向）に沿って移動可能となっている。

図２（ａ）は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ’線に沿う矢視断面図に相当する製造装置１の断面構成図である。図２（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２（ａ）に示すように、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の側方（−Ｙ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が装置接続部２５を介して接続されている。

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Ｗｓの法線方向（図示Ｙ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。

第２のガス供給手段２２は、装置接続部２５に関して排気制御装置２０と反対側に接続されており、第２のガス供給手段２２から供給される酸素ガスは、矢印２２ｆで示すように、成膜室２の＋Ｘ側から基板Ｗの成膜面Ｗｓ上を経由して排気制御装置２０側へ図示−Ｘ方向に流通するようになっている。

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。ターゲット５ａ，５ｂは、互いに対向する面がそれぞれ鉛直方向（ＹａＺ平面）に略平行なるように立てた状態で配置されている。
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。ターゲット５ａ，５ｂはＺ方向に延びる細長い板状のものが用いられており（図３参照）、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Ｘａ方向の側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Ｘａ方向の側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、側面視矩形状の第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３は、スパッタ装置３の構成を示す図である。図３（ａ）はスパッタ装置３を成膜室２側から見た側面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）におけるＧ−Ｇ’線に沿う矢視断面図である。
図２及び図３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（−Ｙａ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Ｚ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。箱形筐体は、第１電極９ａ及び第２電極９ｂの側壁部材１９と反対側の端部にスパッタ粒子５ｐが排出される開口部３ａを有している。そして、開口部３ａを介して成膜室２に突出形成された装置接続部２５と接続され、かかる接続構造により前記箱形筐体の内部は成膜室２の内部と連通している。

図２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、第２のガス供給手段２２から供給されて矢印２２ｆに沿って流通する酸素ガスと合流して排気制御装置２０側へ流れるようになっている。

本実施形態の製造装置１では、第１のスパッタガスであるアルゴンガスを図示Ｙａ方向に沿って成膜室２側へ流通させ、成膜室２内を−Ｘ方向に流通する酸素ガスと合流させ、その後−Ｘ方向に流通させるようになっている。また、第２のスパッタガスである酸素ガスの流通方向と前記アルゴンガスの流通方向との成す角度が鋭角になるようにしてスパッタガスを円滑に流通させるようになっている。
これにより、酸素ガスとアルゴンガスとの合流地点においてガス流が乱れるのを防止することができ、基板Ｗに対するスパッタ粒子５ｐの入射角度がばらつくのを防止することができる。また、成膜面Ｗｓにおける酸素ガスの濃度や圧力を均一にして、良好な配向膜を形成することができる。

図２（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３（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２（ａ）に示すように、搬送トレイ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、搬送トレイ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トレイ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トレイ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。

図４は、図２（ａ）に示すスパッタ装置３の開口部３ａ近傍の拡大断面図である。
図４に示すように、スパッタ装置３の開口部３ａの近傍には、例えばスパッタ粒子５ｐと酸素ガスとが反応して生成された酸化物等のスパッタ膜が、成膜室２及びスパッタ装置３の内面に付着を防止するための防着カバー１１が設けられている。防着カバー１１は鉛直方向（Ｚ方向）に延びるスパッタ装置３の開口部３ａに沿って、鉛直方向に延びるように形成され、鉛直方向に立てた状態で開口部３ａの近傍に配置されている。防着カバー１１は、成膜室２内の装置接続部２５の接続箇所の近傍からスパッタ装置３内のターゲット５ａ，５ｂの外周部と重なる箇所まで、成膜室２及びスパッタ装置３の内面を覆うように設けられている。

また、防着カバー１１は成膜室２及びスパッタ装置３に対して脱着可能に設けられ、メンテナンス時には、成膜室２と装置接続部２５との接続箇所の近傍で分離するようになっている。防着カバー１１は、例えばアルミニウム等の非磁性体により形成され、接地されてアノードとしても機能するようになっている。また、防着カバー１１の表面１１ｓには例えば表面処理が施され、堆積したスパッタ膜が剥離し難くなっている。

次に、本実施形態の液晶装置の製造装置１の作用について説明する。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、液晶装置の構成部材である基板Ｗは成膜面Ｗｓが鉛直方向（ＸＺ平面）に平行になるように立てられた状態で、ローラー６ｒの回転により−Ｘ側のロードロックチャンバー２Ｌから＋Ｘ側の成膜室２内に搬送される。成膜室２内に搬送された基板Ｗは、ローラー６ｒの回転によりさらに＋Ｘ方向に搬送され、図２に示すように、スパッタ装置３により成膜面Ｗｓに無機配向膜が形成される。

基板Ｗの成膜面Ｗｓ上に無機配向膜を形成するには、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の成膜面Ｗｓ上に形成するようになっている。

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、第２のスパッタガス（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。

基板Ｗへの無機配向膜の成膜を繰り返し行っていると、スパッタ装置３のターゲット５ａ，５ｂの近傍に例えばスパッタ粒子５ｐに起因するシリコン酸化物等のスパッタ膜が堆積し、そのスパッタ膜が剥離してパーティクルが落下する場合がある。
ここで、本実施形態の製造装置１では、図１（ａ）及び図２（ａ）に示すように、スパッタ装置３のターゲット５ａ，５ｂの互いに対向する面が鉛直方向（ＹａＺ平面）に略平行になるように配置されている。そのため、ターゲット５ａ，５ｂの近傍に堆積したスパッタ膜が剥離しても、パーティクルはそのまま鉛直方向下方（−Ｚ側）へと落下していく。そして、スパッタ装置３内のターゲット５ａ，５ｂの−Ｚ側のターゲット５ａ，５ｂに影響を及ぼさない箇所に堆積する。したがって、ターゲット５ａ，５ｂの表面やその近傍において剥離したパーティクルが再びそのターゲット５ａ，５ｂに付着することが防止される。また、従来の液晶装置の製造装置のように、例えば一方のターゲット５ｂから剥離して落下したパーティクルが対向する他方のターゲット５ａに付着することが防止される。

このように、堆積したスパッタ膜が剥離してパーティクルが落下した場合にそのパーティクルがターゲット５ａ，５ｂに付着することを防止することで、スパッタ装置３の電極９ａ，９ｂの放電を安定させ、異常放電を防止することができる。これにより、パーティクルの飛散を防止して基板Ｗにパーティクルが付着することを防止したり、ターゲット５ａ，５ｂに割れ等の不具合が発生したりすることを防止できる。
したがって、本実施形態の液晶装置の製造装置１によれば、スパッタ装置３の異常放電を防止して、基板Ｗの成膜面Ｗｓに良好な無機配向膜を成膜することができる。

また、本実施形態の液晶装置の製造装置１においては、図４に示すように、スパッタ装置３の開口部３ａの近傍には、スパッタ装置３の内側や成膜室２の内側へのスパッタ膜の付着を防止する防着カバー１１が設けられている。そのため、スパッタ装置３の開口部３ａの近傍や、その開口部３ａの近傍の成膜室２の内側等に、スパッタ粒子５ｐに由来するスパッタ膜が付着することが防止される。これにより、製造装置１のメンテナンス周期を延長し、メンテナンス性を向上させることができる。また、防着カバー１１の表面１１ｓに表面処理が施されているので、防着カバー１１からのスパッタ膜の剥離が防止され、基板Ｗに良好な無機配向膜を形成することができる。

また、図１及び図２に示すように、スパッタ装置３が成膜室２の側方（−Ｙ側）に配置され、成膜室２内で基板Ｗが立った状態で搬送されるので、防着カバー１１も鉛直方向（Ｚ方向）に沿って立てた状態で配置される。そのため、従来のようにスパッタ装置３が成膜室２の下方に配置されている場合と比較して、防着カバー１１が重力によりターゲット５ａ側にたわむことを防止できる。これにより、防着カバー１１の端部がターゲット５ａ，５ｂに接触することが防止され、スパッタ装置３の異常放電を防止することができる。

従来のようにスパッタ装置が成膜室の下方に設けられている場合には、スパッタ装置のメンテナンス時に成膜室が障害となり、スパッタ装置の脱着が困難であった。また、基板が大型化すると、スパッタ装置もそれに合わせて大型化するため、スパッタ装置の重量が増加して、よりメンテナンス性を低下させる要因となっていた。

しかし、本実施形態の液晶装置の製造装置１では、スパッタ装置３が成膜室２の側方に配置され、装置接続部２５を介して成膜室２に脱着可能に接続されている。また、スパッタ装置３の脱着時にスパッタ装置３を水平方向（Ｙ方向）に沿って移動させる移動装置３Ｍを備えている。そのため、製造装置１のメンテナンス時には、装置接続部２５と成膜室２との間の接続を解除して、移動装置３Ｍにより、スパッタ装置３を−Ｙ方向に移動させることで、成膜室２からスパッタ装置３を取り外すことができる。そして、そのままの状態でスパッタ装置３の下方に堆積したパーティクルを除去するなどのメンテナンスを行うことができる。これにより、製造装置１のメンテナンス性を著しく改善することができる。

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、スパッタ装置３の異常放電を防止すること可能となり、基板Ｗの成膜面Ｗｓに良好な無機配向膜を形成することができる。加えて、製造装置１のメンテナンス性を著しく改善することができる。

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２Ｌ内に収容し、搬送トレイ６に基板Ｗをセットする。そして、ロードロックチャンバー２Ｌ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、搬送トレイ６及びローラー６ｒにより基板Ｗを成膜室２内に搬送する。そして、配向膜形成の前処理として、搬送トレイ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から所定流量で成膜室２内に導入するとともに、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上へ流入させている。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、搬送トレイ６及びローラー６ｒ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Ｗｓに対してのみ選択的に入射し、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。

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。

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、スパッタ装置には、防着カバーやスリットが形成されていなくてもよい。また、スパッタ装置は基板の搬送方向に対して垂直に配置されたものであってもよい。また、基板の搬送方向や酸素ガスの流通方向等は上述の実施形態と逆向きであってもよい。

実施形態に係る液晶装置の製造装置の概略構成図。 図１に示す液晶装置の製造装置の詳細構成図。 図１に示す液晶装置の製造装置のスパッタ装置の詳細構成図。 図１に示す液晶装置の製造装置のスパッタ装置の開口部近傍の概略構成図。

符号の説明

１ 製造装置、２ 成膜室、３ スパッタ装置、３ａ 開口部、５ａ，５ｂ ターゲット、５ｐ スパッタ粒子、６ 搬送トレイ（基板搬送手段）、６ｒ ローラー（基板搬送手段）、１１ 防着カバー、２０ 排気制御装置、２１ 第１のガス供給手段、２２ 第２のガス供給手段、２５ 装置接続部、３Ｍ 移動装置（スパッタ装置移動手段）、Ｗ 基板、Ｗｓ 成膜面

Claims (5)

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、該成膜室の側方に配置され、該成膜室内にて前記基板の成膜面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、前記成膜面が鉛直方向に沿うように前記基板を立てた状態で搬送する基板搬送手段と、を備え、
   前記スパッタ装置は、プラズマ生成領域を挟んで対向する一対のターゲットを有し、
   前記一対のターゲットは、互いに対向する面がそれぞれ鉛直方向に沿うように立てた状態で配置されていることを特徴とする液晶装置の製造装置。
2. 前記プラズマ生成領域からスパッタ粒子を放出する前記スパッタ装置の開口部の近傍には、防着カバーが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. 前記スパッタ装置は、装置接続部を介して前記成膜室に脱着可能に接続され、前記スパッタ装置の脱着時に前記スパッタ装置を水平方向に沿って移動させるスパッタ装置移動手段を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の液晶装置の製造装置。
4. 前記スパッタ装置は、前記プラズマ生成領域に第１のスパッタガスを流通させる第１のガス供給手段を有しており、
   前記成膜室は、前記プラズマ生成領域から放出されるスパッタ粒子と反応して前記無機配向膜を前記基板上に形成する第２のスパッタガスを前記基板上に流通させる第２のガス供給手段と、前記成膜室の内部圧力を制御して所望の真空度を得るための排気制御装置と、を有し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. 前記第２のガス供給手段は、前記スパッタ装置の接続部に関して前記排気制御装置と反対側に設けられていることを特徴とする請求項４記載の液晶装置の製造装置。

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