JP2003213414A

JP2003213414A - 成膜方法および成膜装置、並びにカラーフィルター製造方法

Info

Publication number: JP2003213414A
Application number: JP2002008345A
Authority: JP
Inventors: Toru Nametake; 徹行武; Satoshi Tanaka; 聡田中; Kunihiro Hatanaka; 邦宏畠中
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2002-01-17
Publication date: 2003-07-30

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】基板に成膜する際、搬送キャリアへの基板等の
装着不良を事前に検出して、長期の装置停止、稼働率低
下を防止する成膜方法及び成膜装置、並びにこれらを用
いたカラーフィルター製造方法を提供する。【解決手段】（イ）基板、マスク及び該マスクを保持す
るマスクホルダからなるワーク２０をキャリアプレート
７に装着するワーク装着工程と、（ロ）該キャリアプレ
ート７のワーク２０の装着側で、プレート支持フレーム
９とキャリアプレート７とを相対的に近接移動させてワ
ーク２０を保持するワーク保持工程と、（ハ）ワーク２
０を成膜室に搬入し、前記基板の表面に所定の物質を成
膜する成膜工程と、を有する成膜方法において、（ニ）
前記ワーク保持工程の前に、レーザーセンサ１７の光を
前記マスクホルダに貼付した再帰性反射シート１５に照
射し、再帰性反射シート１５からの反射光の有無を検知
することを特徴とする成膜方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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、より詳し
くは、液晶表示用カラーフィルタや液晶表示装置用ＴＦ
Ｔ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、基板の装着不
良による成膜不良、及び、搬送中の基板の破損を防止で
きる成膜方法及び成膜装置、並びに、これらを用いたカ
ラーフィルター製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】基板表面に成膜する手段として、一般的
に、基板、マスク、及びマスクを保持するためのマスク
ホルダとを重ね合わせるように一体保持したワークを搬
送キャリアに装着した後、このワークを成膜室に搬入
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。成膜不良を防止して、高い装置稼働率
を得るためには、前記ワークを搬送キャリアに装着する
際の装着不良による成膜不良、及び、搬送中の基板破損
による装置トラブルを防止することが必要である。

【０００３】従来、前記ワークの搬送キャリアへの適正
な位置への装着手段として、適正なティーチング座標が
入力されたロボットを用いて、ワークを保持、搬送し、
搬送キャリアの所定位置に載置するものがある。そし
て、さらに載置の位置精度を高めるために、例えば、特
開平５−２２８８６８号公報に開示されているものがあ
る。これによれば、視覚装置を備えたロボットを用い
て、載置ポジションに付けたマーク、更にはワークにつ
けたマーク等から得られる視覚情報の結果から、あらか
じめ設定されているティーチング座標に補正値を加算等
して、より高精度なティーチング、載置が可能となる。

【０００４】また、搬送キャリアに載置されたワークの
装着不良を検出するために、特開平６−３４１８３０号
公報に開示されている手段、すなわち、レーザーセンサ
ーを用いて、レーザー光をワークの端部から照射して、
ワークの浮き上がりの有無を検出する手段を適用するこ
とが容易に考えられる。さらにまた、市販の光電センサ
ーや近接センサーをワークの至近距離に配して、ワーク
部材の有無を検知する手段を適用することも容易に考え
られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
視覚装置を用いたロボットを用いて、ワークのティーチ
ング、載置を行う手段は、ワークにマークが付けられて
いない場合、視覚装置の誤認識やロボットのワーク把持
不良が発生し、ワークの搬送キャリアへの装着不良を引
き起こすことがあり、完全に搬送中のワーク脱落による
搬送不良や基板破損等のトラブルを解消することができ
ない。また、視覚装置を有する設備が高価であるため
に、装置コストが高くなる。

【０００６】さらに、前記のセンサーを用いたワーク装
着不良の検出手段は、微小な位置の変化を読みとること
が困難であること、さらに、ワークを搬送キャリアに保
持する際にワーク保持板と搬送キャリアとを近接させる
が、前記センサがこの両者の近接移動の障害になり、セ
ンサーの設置が困難であること、から適用が困難であ
る。また、レーザーセンサーをワークの端部に配する手
段も、搬送キャリア端部には成膜時の防着板が設けられ
ているために、適用が困難である。

【０００７】本発明は、上記問題点を解消するためにな
されたもので、基板に成膜する際の基板の装着不良を検
出して、成膜不良及び搬送時のワーク脱落による搬送不
良や基板破損を解消し、装置稼働率の低下を防止できる
成膜方法及び成膜装置、並びに、これらを用いたカラー
フィルター製造方法及び製造装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】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。すなわち、本発明
に係る成膜方法は、下記の成膜方法および成膜装置、並
びにカラーフィルター製造方法からなる。（１）基板、マスク及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するワーク
装着工程と、キャリアプレートのワークの装着側でプレ
ート支持フレームとキャリアプレートとを相対的に移動
させてワークを保持するワーク保持工程と、ワークを成
膜室に搬入し、基板の表面に所定の物質を成膜する成膜
工程とを有する成膜方法において、ワーク保持工程の前
に、キャリアプレート及びプレート支持フレームの移動
にともなう移動領域より外れた位置からレーザー光を前
記マスクホルダに貼付した再帰性反射シートに照射し、
該再帰性反射シートからの反射光の有無を検知すること
を特徴とする成膜方法。（２）反射光を検出しなかった場合に、ワーク保持工程
および成膜工程を実施しないことを特徴とする（１）に
記載の成膜方法。（３）基板上に所定形状のパターニングがされた遮光層
を形成する遮光層形成工程と、遮光層の間に着色層を形
成する着色層形成工程と、着色層上に透明電極を形成す
る透明電極形成工程とを有するカラーフィルター製造方
法において、透明電極形成工程が（１）あるいは（２）
に記載の成膜方法であることを特徴とするカラーフィル
タ製造方法。（４）表面の所定領域に成膜される基板と、該所定領域
に対応する開口部を有するマスクと、該マスクを保持す
るためのマスクホルダからなるワークが装着される１カ
所または２カ所以上の保持孔が形成されたキャリアプレ
ートと、キャリアプレートに装着されたワークを装着面
側から押圧して保持する押え板を有するプレート支持フ
レームと、キャリアプレートとプレート支持フレームと
を相対的に離接させる離接手段と、ワークを成膜室に搬
出入する搬送機構と、成膜室内で基板の表面にマスクの
開口部を通して所定の物質を成膜する成膜手段とを備え
た成膜装置において、離接におけるキャリアプレートお
よびワーク保持板の移動領域より外側にレーザーセンサ
ーが設けられて、かつ、マスクホルダに再帰性反射シー
トが貼付されたことを特徴とする成膜装置。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施形
態を図面に基づいて説明する。図１〜３は、ワーク２０
を保持する搬送キャリア２１の構成を示す斜視図、平面
図、断面図である。また、図４はワーク２０の構成を示
す概略図、図５はこのワーク２０に対して成膜するため
の成膜装置を示す断面図である。

【００１０】最初にガラス基板３を含むワーク２０を保
持する搬送キャリア２１の構成を、図１〜４を用いて説
明する。図４に示すとおり、ワーク２０は、ガラス基板
３と、多数の磁石２を内部に装填したマスクホルダ１
と、ガラス基板の表面上に形成されたパターン４に合わ
せた開口部６を有する磁性金属性材料からなるマスク５
を、重ね合わせるように配設され、マスク５が磁石２に
対してマスクホルダ１に吸着固定された状態となる。ま
た、マスク５、ガラス基板３、マスクホルダ１はそれぞ
れ機械的に位置決めされる。

【００１１】一方、搬送キャリア２１は、図１に示すと
おり、ワーク２０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。そして、このキャリアプレー
トとプレート支持フレーム９はワーク２０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Ａ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を搬送キャリア２１
から取り出すために、図示しない開閉機構により矢印Ｂ
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。

【００１２】そして、レーザーセンサー１７がキャリア
プレート７の開閉領域より外側斜め上方に設けられて、
キャリアプレート７に装着されたワーク２０におけるマ
スクホルダー１に貼付された再帰性反射シート１５にレ
ーザ光が照射される。また、レーザーセンサー１７は再
帰性反射シート１５に対して、１００ｍｍ以上離れた位
置から検出できる長距離タイプのもので、レーザースポ
ット径は再帰性反射シートを可能な限り小さくするため
に１ｍｍ以下のものが良い。以上のレーザーセンサー１
７は搬送キャリア２１の外部に取り付けることが可能と
なるので、キャリアプレートの開閉動作の障害となるこ
とがなく、また、搬送キャリア２１とともに成膜室に搬
送されることもない。

【００１３】次に、図２、３を見ると、再帰性反射シー
ト１５がマスクホルダ１の表面に２枚貼付されている。
再帰性反射シート１５の表面形状、色等は特に限定され
ていないが、効率良く、レーザーセンサー１７に反射光
が十分に戻るように、入射角５°、観測角１２°におけ
る反射特性が少なくとも４０Cd/lx/m²のものを用いるの
が好ましく、更に好ましくは入射角５°、観測角１２°
における反射特性が１００Cd/lx/m²以上のものを使用す
るのが良い。

【００１４】例として、直径が１００μｍ以下のガラス
ビーズを規則的に配置したものがある。なお、この再帰
性反射シート１５の大きさはキャリアプレート７の中で
ワークが移動できる許容範囲以内にすることが良く、さ
らに好ましくは各辺の長さが１０ｍｍ以下とするのが良
い。ここで再帰性反射シートとは、光源よりシートに入
射した光と平行に反射光が光源方向に戻る構造を有する
シートをいう。

【００１５】さらに、再帰性反射シート１５の寿命を延
ばすために、上面にレーザー光が透過できる透明テープ
１６を貼るのが良い。さらに、スパッタ成膜等、成膜条
件が最高で１００℃以上の高温下となる場合には、褐色
ポリイミドフィルムに代表されるヘイズ値（曇り度）が
２０％以下、レーザーセンサーの出力波長６５０ｎｍに
対する光線透過率が７０％以上、耐熱温度２００℃以上
のものを用いると再帰性反射シートの耐久性が飛躍的に
向上する。更に好ましくは、ヘイズ値７％以下、レーザ
ーセンサ出力波長６５０ｎｍに対する光線透過率が８５
％以上のものを使用するのが良い。

【００１６】次にガラス基板３に成膜するための成膜室
３０の構成を図５を用いて説明する。成膜室３０ではガ
ラス基板３を加熱するヒーター１２と、電極１３と、タ
ーゲット１４が備えられており、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）がガラス基板３の表面に成膜さ
れる。そして、この搬送キャリア２１を把持して搬送す
る搬送ワゴン１１が備えられて、成膜室３０の内外を行
き来することにより、搬送キャリア２１に装着したガラ
ス基板３を成膜室３０に搬入、搬出する。

【００１７】以上の構成の成膜装置を用いれば、搬送キ
ャリア２１の外部の斜め上方に設置したレーザーセンサ
ー１７によりマスクホルダ１に貼付した再帰性反射シー
ト１５を介して、ワーク２０が搬送キャリア２１に適正
に装着されたかどうかを容易に検出できるので、ワーク
２０の装着不良による成膜不良、及び、搬送中のガラス
基板の割れ等のトラブルを防止することができる。

【００１８】次に本発明の成膜方法を図１〜５を用いて
説明する。最初に、成膜室３０の外部で、ガラス基板３
とマスク５、マスクホルダ１が重ね合わされたワーク２
０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。次に、レーザーセンサー１７か
ら照射させるレーザー光が再帰性反射シート１５に反射
して、レーザーセンサー１７が反射光を受光したかどう
かを判定する。このとき、レーザーセンサー１７にて所
定レベルの反射光を受光した場合は、適正位置にワーク
２０が載置されたと判断し、次の工程に進む。但し、反
射光を受光できない場合は、再帰性反射シート１５にレ
ーザー光が当たらなかったと判断し、すなわち、ワーク
２０が搬送キャリア２１の適正位置に保持されなかった
と判断し、装置の動作を停止し、警報装置等により異常
発生を知らせる等の措置を行う。

【００１９】ワーク２０が適正位置に載置されたと判断
された場合は、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１の矢印Ａ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。

【００２０】その後、搬送キャリア２１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５に示すようにガラス
基板３が垂直に立つように搬送キャリア２１を把持・搬
送する。次に、所望の膜厚になるように決められた条件
で、ガラス基板３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３の表面に成膜する。

【００２１】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２１を成膜室３０から
搬出する。搬出された搬送キャリア２１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１の矢印Ｂの方向に移動させ、ガラス基板３
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。

【００２２】以上の成膜方法によれば、搬送キャリアに
てワーク２０が適正位置に保持されているかどうかを搬
送キャリア２１の外部に設置したレーザーセンサー１７
により検出できるので、搬送キャリア２１を垂直に立て
たときに、ワーク２０が落下し、成膜室３０内での搬送
キャリア２１の搬送不良やガラス基板３等を破損させる
トラブルが発生する恐れがない。また、レーザーセンサ
ー１７により、反射光を受光検知できない場合は、速や
かに装置を停止させて、ワーク２０の装着不良に対して
修理、保全等の対応を行えば、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。

【００２３】なお、本実施形態では、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でき
る。さらに、本実施形態では、成膜手段として、スパッ
タによる成膜に関して説明したが、本発明はいかなる成
膜手段にも適用できる。

【００２４】

【実施例】サイズが６２０×７５０ｍｍで厚さ０．７ｍ
ｍの無アルカリガラス基板（コーニング社製１７３７）
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℃で７５秒実施した
後、２２０℃のホットプレートにて４分加熱してセミキ
ュアし、レジスト液をダイコート装置で塗布後、２００
℃のホットプレートで４分加熱、露光・現像・剥離を行
った後、更に３５０℃のホットプレートにて８分加熱し
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。

【００２５】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８
０℃で７５秒実施した後、レジスト液をダイコート装置
で塗布後、２２０℃のホットプレートにて４分加熱して
セミキュアし、レジスト液をダイコート装置で塗布し、
２００℃のホットプレートで４分加熱、露光・現像・剥
離を行った後、更に３５０℃のホットプレートにて８分
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。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℃で５０秒実施し、３
００℃のホットプレートにて１０分間加熱してキュアを
行った。

【００２６】そして最後にＩＴＯをスパッタリング成膜
装置を用いて、２００℃の条件で付着させた。用いた成
膜装置において、マスクホルダの厚さは５ｍｍ、マスク
の厚さは０．２５ｍｍの厚さのもので、再帰性反射シー
トは、膠着剤の上に直径約５０μｍのガラスビーズを規
則的に配置した構造のもの（住友３Ｍ社製”スコッチラ
イト”）であって、マスクホルダに２カ所貼付された。
また、マスク、マスクホルダ、ガラス基板を同時にキャ
リアプレートの保持孔に装着した時、ワークに対するキ
ャリアプレート保持孔のマージンは短長辺とも５ｍｍで
あったため、保持孔の中でワークを最大限動かしてもセ
ンサでワーク装着不良を検知できるように、再帰性反射
シートの大きさを一辺５ｍｍの正方形とした。さらに、
再帰性反射シートを被覆する透明テープとして、ポリイ
ミドテープ（住友３Ｍ社製”スコッチライトカプトンテ
ープ”）を用いた。また、レーザーセンサーは出力波長
６５０ｎｍのものを使用し、マスクホルダ再帰性反射シ
ートまで１５０〜２００ｍｍ離れた位置に設置されるよ
う、装置フレームに取付けられた支持材に固定した。

【００２７】ワークの搬送キャリアからの脱着に関して
は、ロボットハンドを用いてマスク、ガラス基板、マス
クホルダを同時に把持してキャリアプレート１枚に対し
ワーク２枚の装着、取出、ガラス基板の交換を行うよう
にした。なお、この装置の制御プログラムとして、ワー
ク装着後にレーザーセンサーが反射光を受光した場合、
装着正常と判断し装置は次の動作を継続する。レーザー
センサーが反射光を受光しない場合は位置ずれ、装着不
良と判断し装置を停止させオペレータコールを発報、キ
ャリアプレートの閉動作を開始しないようにした。

【００２８】以上の構成で、約１ヶ月間、画素数、サイ
ズの異なる種々のカラーフィルターを連続して約２００
００枚生産した。この結果、成膜時の装着不良を表す警
報が２回発生し、それぞれ、人手による保全作業を実施
し、ほぼ遅滞なく生産を続行することができた。また、
ワークが装着不良のまま、成膜室に搬送され、装置トラ
ブルを起こすことは１回も発生しなかった。

【００２９】

【発明の効果】本発明により、基板に成膜する際のキャ
リアプレートへのワーク装着不良を検出して、成膜不良
及び搬送時のワーク脱落による搬送不良、基板破損を解
消し、装置稼働率の低下を防止できるという効果があ
る。また、視覚装置を追加することなくワーク装着不良
検出が出来るため低コストにて同機能を有することが出
来るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の成膜装置に用いる搬送キャリアの一例
を示す斜視概略図である。

【図２】本発明の成膜装置に用いる搬送キャリアを一例
を示す上面図である。

【図３】本発明の成膜装置に用いる搬送キャリアを一例
を示す断面図である。

【図４】本発明の成膜装置に適用するワークの概略図で
ある。

【図５】本発明の成膜装置の成膜室を示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１マスクホルダ２磁石３ガラス基板４パターン５マスク６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１５再帰性反射シート１６ポリイミドカプトンテープ１７レーザーセンサ２０ワーク２１搬送キャリア３０成膜室Ａ、Ｂキャリアプレート開閉方向

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H048 BA02 BA11 BA45 BB02 BB14 BB37 BB44 2H091 FA02Y FA14 FC10 FC26 FC29 FC30 FD04 FD14 FD23 FD24 LA03 LA11 LA12 LA13 LA15 4K029 AA09 AA24 BA45 BC09 EA00 KA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板、マスク及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す
るワーク装着工程と、キャリアプレートのワークの装着
側でプレート支持フレームとキャリアプレートとを相対
的に移動させてワークを保持するワーク保持工程と、ワ
ークを成膜室に搬入し、基板の表面に所定の物質を成膜
する成膜工程とを有する成膜方法において、ワーク保持
工程の前に、キャリアプレート及びプレート支持フレー
ムの移動にともなう移動領域より外れた位置からレーザ
ー光を前記マスクホルダに貼付した再帰性反射シートに
照射し、該再帰性反射シートからの反射光の有無を検知
することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】反射光を検出しなかった場合に、ワーク
保持工程および成膜工程を実施しないことを特徴とする
請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】基板上に所定形状のパターニングがされ
た遮光層を形成する遮光層形成工程と、遮光層の間に着
色層を形成する着色層形成工程と、着色層上に透明電極
を形成する透明電極形成工程とを有するカラーフィルタ
ー製造方法において、透明電極形成工程が請求項１ある
いは２に記載の成膜方法であることを特徴とするカラー
フィルタ製造方法。
【請求項４】表面の所定領域に成膜される基板と、該
所定領域に対応する開口部を有するマスクと、該マスク
を保持するためのマスクホルダからなるワークが装着さ
れる１カ所または２カ所以上の保持孔が形成されたキャ
リアプレートと、キャリアプレートに装着されたワーク
を装着面側から押圧して保持する押え板を有するプレー
ト支持フレームと、キャリアプレートとプレート支持フ
レームとを相対的に離接させる離接手段と、ワークを成
膜室に搬出入する搬送機構と、成膜室内で基板の表面に
マスクの開口部を通して所定の物質を成膜する成膜手段
とを備えた成膜装置において、離接におけるキャリアプ
レートおよびワーク保持板の移動領域より外側にレーザ
ーセンサーが設けられて、かつ、マスクホルダに再帰性
反射シートが貼付されたことを特徴とする成膜装置。