JP2004211133A

JP2004211133A - ガラス基板成膜用治具

Info

Publication number: JP2004211133A
Application number: JP2002380294A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Takano; 光裕高野
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd; Kyocera Display Corp
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd; Kyocera Display Corp
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】スパッタリング装置内でガラス基板とマスク板との位置合わせおよびその固定を簡単に行うことができるようにする。
【解決手段】ガラス基板１００をスパッタリング装置内のスパッタホルダにセットする際に用いられるガラス基板成膜用治具であって、スパッタホルダに支持され、ガラス基板の所定部位をマスクする磁性体からなるマスク板２００と、ガラス基板１００の反マスク面側に配置され、マグネットＭによる磁気的吸着力によりマスク板２００に対してガラス基板１００を押し付ける押え板３００とを含み、マスク板２００自体にガラス基板の位置決めを兼ねた基板保持手段（係止鉤２１０と基板載置台２２０）を備えさせた。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板成膜用治具に関し、さらに詳しく言えば、液晶表示素子などに含まれるガラス基板の片面にスパッタリング装置で膜を成膜する際に、そのガラス基板をスパッタリング装置内のスパッタホルダにセットするためのガラス基板成膜用治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子の分野において、反射型や半透過半反射型の液晶パネルには、その一方のガラス基板に光反射膜が設けられる。光反射膜には完全反射膜とハーフミラー的な反射膜とがあるが、通常、この種の反射膜はアルミニウムや銀などが用いられ、その成膜は原子レベルでの成膜が可能なスパッタリングによることが多い。
【０００３】
スパッタリング装置で液晶パネル用のガラス基板に反射膜を成膜する場合、不要な部分（例えば、表示部の外側）を成膜対象外とするため、ガラス基板にはマスクがかけられるが、その位置合わせには高い精度が要求される。
【０００４】
従来より、マスクの位置合わせは、特許文献１のように専用の治具を用いて行われるのが一般的であるが、ここでは、本発明にもっとも関連性がある例を図６（ａ）ないし図６（ｃ）により説明する。
【０００５】
まず、図６（ａ）を参照して、この従来例では、ガラス基板１０とマスク板２０との位置合わせを行うため、専用治具として定規盤３０を用いる。また、ガラス基板１０をマスク板２０に固定するため、マスク板２０を磁性体とし、ガラス基板１０の上にマグネットＭを置いて、その磁気的吸着力にてガラス基板１０をマスク板２０に固定する方法を採用している。
【０００６】
なお、ガラス基板１０は液晶パネル用であって、この例では、ガラス基板１０の周辺の非表示部のみをマスクするため、マスク板２０には単純な矩形状の枠体が用いられている。
【０００７】
定規盤３０には、ガラス基板１０の隣接する２辺１０ｂ，１０ｃに当接して、その２辺間の角１０ａを仮想の定点に位置決めするための３つのピン３１ａ，３１ｂ，３１ｃが立てられている。マスク板２０には、これらの各ピン３１ａ，３１ｂ，３１ｃと対応する位置に孔２１ａ，２１ｂ，２１ｃが設けられている。
【０００８】
ガラス基板１０とマスク板２０の位置合わせを行うには、まず、ピン３１ａ，３１ｂ，３１ｃに孔２１ａ，２１ｂ，２１ｃを挿通させてマスク板２０を定規盤３０上に置く。次に、ガラス基板１０をマスク板２０の上に置いて、その一方の辺１０ｂを２本のピン３１ａ，３１ｂに、また、他方の辺１０ｃを１本のピン３１ｃにそれぞれ突き当てて、角１０ａの定点出しを行う。
【０００９】
これにより、ガラス基板１０とマスク板２０とが位置合わせされ、これを固定するため、ガラス基板１０の例えば４隅にマグネットＭを置く。次に、図６（ｂ）に示すように、マグネットＭを付けたままガラス基板１０とマスク板２０とを定規盤３０から外す。
【００１０】
そして、図６（ｃ）に示すように、マグネットＭにより固定されたガラス基板１０とマスク板２０との組みを、スパッタリング装置のスパッタホルダ４０の開口内に懸架する。図示しないが、スパッタリングターゲットは、図６（ｃ）において、スパッタホルダ４０の右側に配置されている。
【００１１】
なお、スパッタホルダ４０の開口内には、例えば図６（ｃ）の拡大図に示すようなバネクリップ４１が設けられており、マスク板２０の端部をバネクリップ４１に差し込めばよいようになっている。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１０−２０４６１５号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、ガラス基板１０の上にマグネットＭを置くだけで、ガラス基板１０とマスク板２０とを簡単に固定することができる。
【００１４】
しかしながら、他方において、固定手段がマグネットＭであるがゆえに、定規盤３０から外して、スパッタホルダ４０にセットするまでの間のハンドリングでずれが生じやすく、一旦、ずれが生ずると、再度、定規盤３０にて位置合わせしてリセットしなければならず、その分、余計な手間がかかる。
【００１５】
また、上記従来例によると、スパッタリング装置外での位置合わせ作業と、スパッタリング装置内のスパッタホルダ４０に対するセット作業とを別々に行わなければならないため、作業効率がよくない。それに、場合によってではあるが、定規盤３０という専用の位置合わせ治具を液晶パネルの機種ごとに用意する必要がある。
【００１６】
したがって、本発明の課題は、スパッタリング装置外で定規盤などという大掛かりな専用治具による位置合わせ作業を不要とし、スパッタリング装置内で、ガラス基板とマスク板との位置合わせおよびその固定を簡単に行えるようにすることにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、スパッタリング装置でガラス基板の片面に膜を成膜する際に、上記ガラス基板を上記スパッタリング装置内のスパッタホルダにセットするためのガラス基板成膜用治具であって、上記スパッタホルダに支持され、上記ガラス基板の所定部位をマスクする磁性体からなるマスク板と、上記ガラス基板の反マスク面側に配置され、マグネットによる磁気的吸着力により上記マスク板に対して上記ガラス基板を押し付ける押え板とを含み、上記マスク板自体に、上記ガラス基板の位置決めを兼ねた基板保持手段を備えていることを特徴としている。
【００１８】
本発明において、上記基板保持手段は、上記マスク板の上辺側に配置され、下方から上記ガラス基板の上縁が差し込まれる係止溝を有する係止鉤と、上記マスク板の下辺側に配置され、上記ガラス基板の下縁角部の２辺と対向するＬ字型の位置決め面を有する基板載置台とを備えていることが好ましく、これによれば、いわゆるワンタッチ的な操作で、上記ガラス基板の上記マスク板に対する位置合わせてと固定とを同時に行うことができる。
【００１９】
また、上記押え板は、中央部に開口された四角形状の窓を備え、上記窓の対向する２対の辺のうちの少なくとも一方の対をなす２辺には、反マスク面側に折り曲げられたフランジ板が設けられていることが好ましく、これによれば、上記フランジ板によりターゲット物質（スパッタ原子）のガラス基板の裏面側への回り込みが阻止される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、図１ないし図５を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は本発明によるガラス基板成膜用治具を示す分解斜視図，図２は同ガラス基板成膜用治具をスパッタリング装置内のスパッタホルダに取り付ける状態を示す縦断面図，図３は図２の横断面図である。なお、スパッタホルダは、先に説明した従来例と同じであってよい。
【００２１】
このガラス基板成膜用治具は、例えば液晶パネル用のガラス基板１００の片面に光反射膜を成膜する際に用いられるもので、ガラス基板１００の所定部位をマスクするマスク板２００と、ガラス基板１００をマスク板２００に押し付けて固定する押え板３００とを備えている。
【００２２】
マスク板２００は磁性体からなり、この例ではＳＵＳ４３０ＣＰが用いられている。マスク板２００のマスクパターンを選択することにより、ガラス基板１００に光反射膜を種々のパターンで形成できるが、この例においては、ガラス基板１００の中央部の表示領域に完全反射膜を形成するため、マスク板２００はガラス基板１００の周辺部の非表示領域をマスクする四角形状の枠体として形成されている。
【００２３】
マスク板２００の図１における下面側が図示しないスパッタリングターゲットと向かい合う面で、その反対側の面の上面がガラス基板装着面２０１である。マスク板２００の左右の両側辺には、ガラス基板装着面２０１側にほぼ直角に折り曲げられたフランジ板２０２，２０２が連設されている。このフランジ板２０２，２０２は、ターゲット物質のガラス基板１００の裏面側への回り込み防止と、マスク板２００の強度アップを意図して設けられたものである。
【００２４】
また、マスク板２００のガラス基板装着面２０１には、ガラス基板１００の位置決めを兼ねた基板保持手段が設けられている。この例において、基板保持手段は、係止鉤２１０と基板載置台２２０とからなる組みを２組備えている。すなわち、２つの係止鉤２１０，２１０と、２つの基板載置台２２０，２２０とを有し、ガラス基板１００の大きさに合わせて、係止鉤２１０，２１０はマスク板２００の上辺２０３側の両端に配置され、基板載置台２２０，２２０はマスク板２００の下辺２０４側の両端に配置されている。
【００２５】
係止鉤２１０，２１０は同一構成であってよく、その一方を図４に示す。これによると、係止鉤２１０は側面視逆Ｌ字状であって、マスク板２００との間で下方からガラス基板１００の上縁１０１が差し込まれる係止溝２１１を形成している。ガラス基板１００を差し込みやすくするため、係止溝２１１の開口端を面取り加工することが好ましい。
【００２６】
基板載置台２２０，２２０は左右対称の同一構成で、その一方（図１において左側）を図５に示す。基板載置台２２０は、ガラス基板１００の下縁角部を支持するもので、その下縁角部の２辺と対向するＬ字型の位置決め面２２１，２２２を備えている。
【００２７】
すなわち、一方の位置決め面２２１上にガラス基板１００の下縁が載置され、これにより、マスク板２００に対するガラス基板１００の上下方向の位置が規定される。また、他方の位置決め面２２２に沿ってガラス基板１００の側縁１０３を配置することにより、マスク板２００に対するガラス基板１００の左右方向の位置が規定される。
【００２８】
基板載置台２２０，２２０の間にガラス基板１００を配置しやすくするため、図５に示すように、位置決め面２２２に所定傾斜角のテーパを付けることが好ましい。また、ガラス基板１００の脱落防止のため、位置決め面２２１の上方の少なくとも一部に庇部を形成することが好ましい。
【００２９】
なお、この例とは異なり、係止鉤２１０を１本のレール状としてもよい（基板載置台２２０側も同様）。また、係止鉤２１０および基板載置台２２０は、金属製（磁性，非磁性を問わない），合成樹脂製のいずれであってもよい。
【００３０】
押え板３００も磁性体からなり、この例ではマスク板２００と同じくＳＵＳ４３０ＣＰが用いられている。押え板３００は、マスク板２００に装着されたガラス基板１００の裏面側に配置される。押え板３００の裏面（反ガラス基板側）にはマグネットＭが設けられており、押え板３００は、その磁気的吸着力によりガラス基板１００をマスク板２００に対して押し付ける。
【００３１】
押え板３００は、マグネットＭの磁気的吸着力によりガラス基板１００に密着するため、その間にゴミなどがあるとガラス基板１００に傷を付けるおそれがある。これを防止する意味で、押え板３００の中央部には、大きく開口された窓３１０が形成されている。
【００３２】
押え板３００に窓３１０を開けることにより、ガラス基板１００の裏面が露出されることになるため、そこに回り込んできたターゲット物質がガラス基板１００に付着するおそれがある。
【００３３】
これを防止するため、押え板３００にも、窓３１０の左右両端からほぼ直角に起立したフランジ板３１１，３１１が形成されている。また、このフランジ板３１１，３１１は、押え板３００の持ち手としても利用することができる。
【００３４】
次に、図２および図３を参照して、このガラス基板成膜治具を用いて、ガラス基板１００に光反射膜を成膜する手順の一例について説明する。本発明の好ましい態様によると、マスク板２００は、清掃やメンテナンスなどの特定の場合を除いて、通常は、スパッタリング装置内のスパッタホルダ４０に懸架した状態に置かれる。
【００３５】
この例において、マスク板２００の懸架は、その上辺２０３側と下辺２０４側とをスパッタホルダ４０に設けられているバネクリップ４１，４１にくわえさせることにより行う。なお、この例も含めて、通常、マスク板２００を保持するスパッタホルダ４０は、その複数セット（例えば、３セット程度）が上下方向につなげられており、したがって、ターゲット物質のガラス基板１００の裏面側への回り込みの多くは、マスク板２００の側方からのものである。
【００３６】
ガラス基板１００に光反射膜を成膜するには、まず、ガラス基板１００をマスク板２００にセットする。その場合、ガラス基板１００の上縁１０１を係止鉤２１０，２１０に差し込んだのち、ガラス基板１００の下縁１０２を基板載置台２２０，２２０に載せることにより、ガラス基板１００のマスク板２００に対する位置合わせが行える。
【００３７】
次に、ガラス基板１００の裏面側に押え板３００をあてがって、例えば４個のマグネットＭを押え板３００の四隅に配置する。これにより、マグネットＭの磁気的な吸着力にて押え板３００を介してガラス基板１００がマスク板２００に押し付けられる。
【００３８】
そして、スパッタリングが行なわれ、ガラス基板１００の片面に金属膜よりなる光反射膜が成膜されるのであるが、その際、マスク板２００の側方からのターゲット物質の回り込みがあったとしても、この例では、マスク板２００にフランジ板２０２，２０２が、また、押え板３００にもフランジ板３１１，３１１が設けられているため、この２重のフランジ板による堰にて、ターゲット物質のガラス基板１００の裏面側への付着が防止される。
【００３９】
光反射膜の成膜後には、マグネットＭおよび押え板３００を取り外したのち、マスク板２００からガラス基板１００を取り出せばよい。なお、上記実施形態の説明では、マスク板２００と押え板３００の双方にフランジ板２０２，３１１をそれぞれ設けるようにしているが、いずれか一方のフランジ板を省略するのであれば、押え板３００のフランジ板３１１は持ち手としても利用することができるため、マスク板２００の方のフランジ板２０２を省略することが好ましい。
【００４０】
また、回り込みターゲット物質のガラス基板１００の裏面側への付着をより効果的に防止するには、押え板３００の窓３１０の上下両端にもフランジ板を立設して、窓３１０の四方をフランジ板で囲むようにすればよい。本発明は、上記実施形態で説明した液晶パネル用のガラス基板のみを成膜対象とするものではなく、他の用途のガラス基板の成膜にも当然に適用されてよい。
【００４１】
また、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することができる。例えば、スパッタホルダに対するマスク板の支持手段をバネクリップに代えて、ネジ止めとしてもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、スパッタリング装置でガラス基板の片面に膜を成膜する際に、そのガラス基板をスパッタリング装置内のスパッタホルダにセットする際に用いられるガラス基板成膜用治具であって、スパッタホルダに支持され、ガラス基板の所定部位をマスクする磁性体からなるマスク板と、ガラス基板の反マスク面側に配置され、マグネットによる磁気的吸着力によりマスク板に対してガラス基板を押し付ける押え板とを含み、マスク板自体にガラス基板の位置決めを兼ねた基板保持手段を備えさせたことにより、スパッタリング装置内でガラス基板とマスク板との位置合わせおよびその固定を簡単に行うことができる。
【００４３】
したがって、スパッタリング装置外での定規盤などによる位置合わせ作業が不要となり、また、位置合わせしたものをスパッタリング装置内に搬入する際のずれ発生などの課題が解消され、コスト低減と生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるガラス基板成膜用治具を示す分解斜視図。
【図２】上記ガラス基板成膜用治具をスパッタリング装置内のスパッタホルダに取り付ける状態を示す縦断面図。
【図３】図２の横縦断面図。
【図４】基板保持手段に含まれる係止鉤を示す斜視図。
【図５】基板保持手段に含まれる基板載置台を示す斜視図。
【図６】従来のガラス基板成膜用治具を用いての成膜手順を示す説明図。
【符号の説明】
１００ガラス基板
２００マスク板
２０２フランジ板
２１０係止鉤
２２０基板載置台
３００押え板
３１０窓
３１１フランジ板
４０スパッタホルダ
Ｍマグネット

Claims

スパッタリング装置でガラス基板の片面に膜を成膜する際に、上記ガラス基板を上記スパッタリング装置内のスパッタホルダにセットするためのガラス基板成膜用治具であって、
上記スパッタホルダに支持され、上記ガラス基板の所定部位をマスクする磁性体からなるマスク板と、上記ガラス基板の反マスク面側に配置され、マグネットによる磁気的吸着力により上記マスク板に対して上記ガラス基板を押し付ける押え板とを含み、上記マスク板自体に、上記ガラス基板の位置決めを兼ねた基板保持手段を備えていることを特徴とするガラス基板成膜用治具。
上記基板保持手段は、上記マスク板の上辺側に配置され、下方から上記ガラス基板の上縁が差し込まれる係止溝を有する係止鉤と、上記マスク板の下辺側に配置され、上記ガラス基板の下縁角部の２辺と対向するＬ字型の位置決め面を有する基板載置台とを備えている請求項１に記載のガラス基板成膜用治具。
上記押え板は、中央部に開口された四角形状の窓を備え、上記窓の対向する２対の辺のうちの少なくとも一方の対をなす２辺には、反マスク面側に折り曲げられたフランジ板が設けられている請求項１または２に記載のガラス基板成膜用治具。