JP2007095885A - 電気光学装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ヒータステージに載置された基板を処理温度まで加熱する際、ヒータステージから基板に意図せず傷が形成されてしまうことを確実に防止することができる電気光学装置の製造方法を提供する。
【解決手段】炉本体内に配設された支持ピンにより、設定温度に設定されたヒータステージの加熱面から離間されて基板が支持される第1の工程(ステップS2)と、基板が加熱面から離間された状態で加熱面からの熱により、基板に発生する歪みの進行が飽和されるまで予備加熱される第2の工程(ステップS5)と、基板の載置面が加熱面に載置される第3の工程(ステップS6)と、加熱面に載置された基板が、加熱面から処理温度まで本加熱される第4の工程(ステップS7)とを具備することを特徴とする。
【選択図】図6
【解決手段】炉本体内に配設された支持ピンにより、設定温度に設定されたヒータステージの加熱面から離間されて基板が支持される第1の工程(ステップS2)と、基板が加熱面から離間された状態で加熱面からの熱により、基板に発生する歪みの進行が飽和されるまで予備加熱される第2の工程(ステップS5)と、基板の載置面が加熱面に載置される第3の工程(ステップS6)と、加熱面に載置された基板が、加熱面から処理温度まで本加熱される第4の工程(ステップS7)とを具備することを特徴とする。
【選択図】図6
Description
本発明は、処理装置内に搬入された基板が、処理装置内に配設されたヒータステージにより処理温度まで加熱される工程を有する電気光学装置の製造方法に関する。
周知のように、電気光学装置、例えば液晶装置は、ガラス基板、石英基板等からなる2枚の基板間に液晶が介在されて構成されており、一方の基板に、例えば薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor、以下、TFTと称す)等のスイッチング素子及び画素電極をマトリクス状に配置し、他方の基板に共通電極を配置して、両基板間に介在された液晶層の光学特性を画像信号に応じて変化させることで、画像表示を可能としている。
また、TFT基板及び対向基板は、例えばガラス又は石英基板上に、所定のパターンを有する薄膜、絶縁性薄膜又は導電性薄膜が積層されることによって構成される。層毎に各種膜の成膜工程とフォトリソグラフィ工程を繰り返すことによって形成されるのである。
この各種膜の成膜工程に、処理装置である、例えば減圧化学気相成長(LP−CVD)装置が用いられる。該LP−CVD装置を用いた成膜工程を説明すると、先ず、薄膜の成膜を行うTFT基板または対向基板(以下、単に基板と称す)が、LP−CVD装置内に搬入され、基板を処理温度まで加熱するヒータステージに載置される。
次いで、成膜の際に、基板に既に成膜されている薄膜の表面が酸化されるのを防ぐため、LP−CVD装置内が真空引きにより減圧され、その後、ヒータステージの加熱により、該ヒータステージに載置された基板は、常温から、成膜する膜の種類に応じて処理温度である600℃以上に急激に、例えば100sec加熱される。
さらに、LP−CVD装置内の雰囲気が、例えばLP−CVD装置の外周に配設されたヒータによって、成膜が行われる温度まで昇温された後、LP−CVD装置内に成膜ガスが導入されて、薄膜の成膜が行われる。
ここで、基板を常温から600℃以上に加熱する工程において、ヒータステージに載置された基板は、ヒータステージから直接、急激に常温から600℃以上に加熱されるため、熱膨張し、その結果、基板に歪みが発生する。
基板に発生した歪みが進行すると、基板の載置面がヒータステージに対し摺動してしまい、基板の載置面に摺動傷が意図せず形成されてしまう場合があり、また、基板に傷が形成されてしまうと、基板により構成される液晶装置をプロジェクタ等の投影装置に用いた際、投影された画像に形成された傷が表示されてしまう表示不良が発生する不具合があり、液晶装置を製造する際の歩留まりが低下してしまうといった問題があった。
このような問題に鑑み、特許文献1には、基板をヒータステージに載置する前工程において、基板の載置面に、ポリシリコン(p−Si)等の保護膜をCVD装置等により成膜することにより、基板加熱の際、基板の載置面に、ヒータステージから摺動傷が形成されてしまうことを保護膜により防止する技術の提案がなされている。
特開平7−58182号公報
しかしながら、基板を常温から600℃以上に急激に加熱すると、基板の載置面はヒータステージに対し、基板に発生した歪みの進行により激しく摺動するため、基板の載置面に保護膜を成膜したとしても、基板に摺動傷が形成されてしまうことを防ぐことができない場合があった。
このような問題に鑑み、基板の載置面に成膜する保護膜の膜厚を、基板に摺動傷が形成されない程度に厚く形成することも考えられるが、保護膜の膜厚を設定以上、例えば0.5ミクロン以上に厚くすると、保護膜の膜厚により、基板に反りが発生してしまうため、保護膜の膜厚を設定膜厚以上にすることができないといった事情がある。
本発明の目的は上記問題点及び事情に着目してなされたものであり、処理装置内において、ヒータステージに載置された基板を処理温度まで加熱する際、ヒータステージから基板に意図せず傷が形成されてしまうことを確実に防止することができる電気光学装置の製造方法を提供するにある。
上記目的を達成するために本発明に係る電気光学装置の製造方法は、処理装置内に搬入された基板が、前記処理装置内に配設されたヒータステージにより処理温度まで加熱される処理を有する電気光学装置の製造方法であって、前記処理装置内に配設された支持体により、設定温度に設定された前記ヒータステージの加熱面から離間されて前記基板が支持される第1の工程と、前記基板が、前記加熱面から離間された状態で前記加熱面からの熱により、所定時間予備加熱される第2の工程と、前記支持体による前記基板の支持が解除されて、前記基板の載置面が前記加熱面に載置される第3の工程と、前記加熱面に載置された前記基板が、前記加熱面からの熱により、前記処理温度まで本加熱される第4の工程と、を具備することを特徴とする。
また、前記基板は、表示領域に複数のスイッチング素子及び画素電極が形成された素子基板と、該素子基板に対向配置される対向基板との間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置における、前記素子基板と前記対向基板との少なくとも一方が構成された基板であることを特徴とする。
本発明によれば、処理装置内において、ヒータステージを用いて基板を処理温度まで加熱する工程において、基板を、ヒータステージから離間して支持した状態で、該基板の熱膨張に伴い基板に発生する歪みの進行が飽和するまでヒータステージからの熱で所定時間予備加熱した後、ヒータステージに基板を載置して処理温度まで本加熱を行う工程を有している。このため、基板をヒータステージに載置して予備加熱及び本加熱の両方を行う場合のように、加熱の際、基板に発生する歪みの進行により基板の載置面がヒータステージの加熱面に対し摺動してしまうことにより、基板の載置面に摺動傷が意図せず形成されてしまうことを確実に防止することができるといった効果を有する。
さらに、前記基板の前記載置面に、保護膜が形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、予備加熱後、基板がヒータステージの加熱面に載置された際、基板の載置面に、載置に伴う傷が意図せず形成されてしまうことを確実に防止することができるといった効果を有する。
また、前記処理装置は、前記基板の露出面に対して薄膜を成膜する成膜装置であることを特徴とする。
本発明によれば、成膜装置内において、基板に薄膜を成膜する工程の前に、ヒータステージを用いて基板を成膜温度まで加熱する工程において、基板を、ヒータステージから離間して支持した状態で、該基板の熱膨張に伴い基板に発生する歪みの進行が飽和するまでヒータステージからの熱で予備加熱した後、ヒータステージに基板を載置して処理温度まで本加熱を行う工程を有しているため、基板をヒータステージに載置して予備加熱及び本加熱を行う場合のように、加熱の際、基板の熱膨張に伴い基板に発生する歪みの進行により、基板の載置面がヒータステージの加熱面に対し摺動してしまうことにより、基板の載置面に摺動傷が意図せず形成されてしまうことを確実に防止することができるといった効果を有する。
さらに、前記加熱面は、凹凸状に形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、基板を加熱面に載置した際、加熱面の凹凸形状により、基板の載置面全体が、加熱面に載置されることを防止することができるため、言い換えれば、基板は、加熱面の凸部のみに載置されるため、基板と加熱面との接触面積が小さくなることから、本加熱の際、ヒータステージから基板に付与される高熱により、基板が損傷してしまうことを防止することができる。
また、前記第1の工程は、前記支持体にて、前記基板が前記加熱面から2.5mm〜6.5mm離間して支持される工程であることを特徴とする。
本発明によれば、予備加熱の際、基板の載置面がヒータステージの加熱面に対し摺動してしまうことを確実に防止することができるとともに、基板の熱膨張に伴い基板に発生する歪みの進行が飽和されるまで熱により基板を確実に予備加熱することができるといった効果を有する。
さらに、前記支持体は、前記処理装置の底面から上方に延出する柱状部材から構成され、前記ヒータステージに、前記柱状部材を貫通する貫通孔が形成されており、前記第1の工程は、前記貫通孔を介して前記ヒータステージの上方に、前記加熱面から2.5mm〜6.5mm突出した前記柱状部材の上端面にて、前記基板が支持される工程であることを特徴とする。
本発明によれば、予備加熱の際、基板の載置面がヒータステージの加熱面に対し摺動してしまうことを加熱面からの上方に突出した柱状部材により確実に防止することができるとともに、基板の熱膨張に伴い基板に発生する歪みの進行が飽和されるまで熱により基板を確実に予備加熱することができるといった効果を有する。
また、前記柱状部材は、少なくとも3本以上から構成されていることを特徴とする。
本発明によれば、少なくとも3本以上の柱状部材の各々の上端面により、確実に基板を、加熱面から離間して支持することができるといった効果を有する。
また、前記第2の工程は、前記基板の熱膨張に伴い前記基板に発生する歪みの進行が飽和されるまで前記基板が加熱されることを特徴とする。
さらに、前記第2の工程における前記所定時間は、85sec以上であることを特徴とする。
本発明によれば、基板を、加熱面から離間して支持した状態において、基板の熱膨張に伴い基板に発生する歪みの進行が飽和されるまで熱により基板を確実に予備加熱することができるといった効果を有する。
また、前記ヒータステージに、駆動手段が設けられており、前記第3の工程は、前記駆動手段により、前記ヒータステージが、該ヒータステージの前記加熱面が前記基板の前記載置面に当接するまで上昇されることにより行われることを特徴とする。
さらに、前記柱状部材は、前記処理装置の前記底面に対し伸縮自在に構成されており、前記第3の工程は、前記柱状部材が、前記基板の前記載置面が前記ヒータステージの加熱面に当接するまで収縮されることにより行われることを特徴とする。
本発明によれば、予備加熱後、基板をヒータステージの加熱面に確実に載置することができるといった効果を有する。
また、前記第4の工程は、前記基板が600℃以上まで加熱されることを特徴とする。
本発明によれば、本加熱により、基板を、該基板に薄膜を成膜する温度まで確実に上昇させることができるといった効果を有する。
以下、図面を参照にして本発明の実施の形態を説明する。尚、以下に示す実施の形態によって製造される電気光学装置は、素子基板(以下、TFT基板と称す)と、TFT基板に対向する基板(以下、対向基板と称す)と、TFT基板と対向基板との間に挟持される電気光学物質である液晶とを有する液晶装置を例に挙げて説明する。
(第1実施の形態)
先ず、本実施の製造方法によって製造される液晶装置の全体の構成について説明する。図1は、本発明の第1実施の形態を示す製造方法によって製造される液晶装置の平面図、図2は、図1中のII−II線に沿って切断した断面図、図3は、薄膜が積層される前のTFT基板が複数構成された大板基板を示す正面図である。
先ず、本実施の製造方法によって製造される液晶装置の全体の構成について説明する。図1は、本発明の第1実施の形態を示す製造方法によって製造される液晶装置の平面図、図2は、図1中のII−II線に沿って切断した断面図、図3は、薄膜が積層される前のTFT基板が複数構成された大板基板を示す正面図である。
図1,図2に示すように、液晶装置100は、例えば、石英基板、ガラス基板、シリコン基板に複数の絶縁性薄膜または導電性薄膜等の薄膜が積層された素子基板(以下、TFT基板と称す)10と、該TFT基板10に対向配置される、例えばガラス基板や石英基板に複数の薄膜が積層された対向基板20との間の内部空間に、電気光学物質である液晶50が介在されて構成される。対向配置されたTFT基板10と対向基板20とは、シール材52によって貼り合わされている。
TFT基板10の基板上の液晶50と接する面側に、液晶装置100の表示領域40を構成するTFT基板10の表示領域10hが構成されている。また、表示領域10hに、画素を構成する画素電極(ITO)9aと該画素電極9a毎に接続されたスイッチング素子であるTFT30がマトリクス状に配置されている。
また、対向基板20の基板上の全面に、対向電極(ITO)21が設けられており、対向電極21のTFT基板10の表示領域10hに対向する位置の液晶50と接する面側に、液晶装置100の表示領域40を構成する対向基板20の表示領域20hが構成されている。
TFT基板10の画素電極9a上に、ラビング処理が施された第1の配向膜16が設けられており、また、対向基板20上の全面に渡って形成された対向電極21上にも、ラビング処理が施された第2の配向膜26が設けられている。各配向膜16,26は、例えば、ポリイミド膜等の透明な有機膜からなる。
対向基板20に、TFT基板10の表示領域10h及び対向基板20の表示領域20hの外周を、画素領域において規定し区画することにより、表示領域40を規定する額縁としての遮光膜53が設けられている。
液晶50がTFT基板10と対向基板20との間の空間に、既知の液晶注入方式で注入される場合、シール材52は、シール材52の1辺の一部において欠落して塗布されている。シール材52の欠落した箇所は、該欠落した箇所から貼り合わされたTFT基板10及び対向基板20との間に液晶50を注入するための液晶注入口108を構成している。液晶注入口108は、液晶注入後、封止材109で封止される。
シール材52の外側の領域に、TFT基板10の図示しないデータ線に画像信号を所定のタイミングで供給して該データ線を駆動するドライバであるデータ線駆動回路101及び外部回路との接続のための外部接続端子102が、TFT基板10の一辺に沿って設けられている。
この一辺に隣接する二辺に沿って、TFT基板10の図示しない走査線及びゲート電極に走査信号を所定のタイミングで供給することにより、ゲート電極を駆動するドライバである走査線駆動回路103,104が設けられている。走査線駆動回路103,104は、シール材52の内側の遮光膜53に対向する位置において、TFT基板10上に形成される。
また、TFT基板10上に、データ線駆動回路101、走査線駆動回路103,104、外部接続端子102及び上下導通端子107を接続する配線105が、遮光膜53の3辺に対向して設けられている。
上下導通端子107は、シール材52のコーナー部の4箇所のTFT基板10上に形成されている。そして、TFT基板10と対向基板20相互間に、下端が上下導通端子107に接触し上端が対向電極21に接触する上下導通材106が設けられており、該上下導通材106によって、TFT基板10と対向基板20との間で電気的な導通がとられている。
続いて、このように構成された液晶装置100を製造するに際し用いられる処理装置、詳しくは、液晶装置に用いる基板の露出面となる表面に、薄膜を成膜する成膜装置であるLP−CVD装置の構成について説明する。図4は、LP−CVD装置の構成の概略を示す図、図5は、図4のヒータステージの上面図である。
また、以下、図4のLP−CVD装置により薄膜が成膜される基板は、図3に示すように、薄膜が積層される前のTFT基板10が複数構成された、石英基板またはガラス基板から形成された大板基板(以下、単に基板と称す)70を例に挙げて説明する。
図4に示すように、LP−CVD装置150は、例えば石英から形成された炉本体151を有している。尚、図示しないが、炉本体151に、該炉本体151の内部151iに対し、基板70を搬出入するための搬出入口が形成されている。
また、炉本体151の内部151iに、後述する成膜ガス及び不活性ガス等を供給するガス管156が連通されている。尚、ガス管156に、該ガス管156の管路の開閉を行うバルブ156bが設けられている。
さらに、炉本体151の内部151iに、該内部151iの雰囲気を炉本体151外に排気する排気管157が開口され、この排気管157の下流側に、炉本体151の内部151iを、真空引きするための図示しない減圧ポンプが連通されている。該減圧ポンプは、基板に成膜処理を行う際、炉本体151の内部151iを真空引きする。また、排気管157にも、該排気管157の管路の開閉を行うバルブ157bが設けられている。
炉本体151の外周に、ヒータ152が配設されており、該ヒータ152により、基板70に成膜処理を行う際、炉本体151の内部151iの雰囲気は規定の温度に保持される。
炉本体151の内部151iに、該内部151iに搬入された基板70を支持する支持体である、3本の円柱状部材(以下、支持ピンと称す)80と、基板70を、処理温度まで加熱するヒータステージ90と、該ヒータステージ90を、内部151i内において、底面151tに対し昇降させる駆動手段である昇降台60とが配設されている。尚、支持ピン80は、柱状部材であれば、円柱に限定されない。
3本の支持ピン80は、それぞれ、底面151tから、該底面151tに対し略垂直に上方に同じ高さに延出するよう、下端が底面151tに対しそれぞれ固定されている。尚、3本の支持ピン80は、例えば各ピン80の中心を線で結ぶと、図5に示すように、正三角形となるよう、互いに等間隔に固定されている。
3本の支持ピン80は、ヒータステージ90に形成された後述する貫通孔90hを貫通した後、該貫通孔90hから上方に突出して位置する平坦な上端面80jにより、成膜処理前及び後述する予備加熱の際、載置された基板70を、ヒータステージ90の加熱面90kから所定間隔x2(図7参照)上方に離間させて3点で支持する。
ヒータステージ90は、炉本体151の底面151tに配設された昇降台60に載置されている。また、ヒータステージ90は、伝熱性を有するとともに、図4、図5に示すように、例えば所定の厚さを有する円形の板状部材から形成されており、内部に、基板加熱用のヒータ91が配設されている。
ヒータステージ90に、3本の支持ピン80が貫通される3つの貫通孔90hが、それぞれ貫通孔90hの中心を線で結ぶと、図5に示すように、正三角形となるよう、互いに等間隔に形成されている。
また、3つの貫通孔90hは、それぞれ、図5に示すように、ヒータステージ90の外周縁から、所定間隔x1、例えば30mm(x1=30mm)程度離間した位置にそれぞれ形成されている。尚、所定間隔x1は、30mmに限定されない。
尚、3つの貫通孔90hは、3本の支持ピン80に対し、遊嵌孔に形成されている。即ち、ヒータステージ90は、3本の支持ピン80をガイドにして、昇降台60により、内部151i内を昇降自在な構成となっている。尚、3つの貫通孔90hに、それぞれ、3本の支持ピン80の外周に当接するOリング等が配設されていても構わない。
ヒータステージ90の上面は、基板70を加熱する加熱面90kを構成しており、図4、図5に示すように、同じ高さを有する複数の、例えば20〜30本のギャップピン95が配設されている。
複数のギャップピン95は、凸状部材、具体的には、図4に示すように、高さ方向に半円状を有するとともに、図5に示すように、平面的には、円形を有する半球状に形成されている。複数配設されたギャップピン95により、ヒータステージの加熱面90kは、凹凸状に形成されている。即ち、ギャップピン95も加熱面90kを構成している。
ギャップピン95は、基板70の載置面70tが、ヒータステージ90の上昇により、ヒータステージ90の加熱面90kに載置された際、頂点で基板70を点当接によって支持することにより、基板70の載置面70t全体が、加熱面90kに載置されることを防止する。言い換えれば、頂点のみで基板70を支持することで、基板70と加熱面90kとの接触面積を小さくすることにより、後述する本加熱の際、ヒータステージ90から基板70に付与される高熱により、基板70が損傷してしまうことを防止する。
昇降台60は、ヒータステージ90を、内部151i内において、内部151iの底面151tに対し昇降させることにより、本加熱の際、ギャップピン95と、基板70の載置面70tとを接触させる。
次に、このような構成のLP−CVD装置150を用いて、液晶装置100の製造方法である基板70に対して、薄膜を成膜する工程の一部、具体的には、炉本体151の内部151iに成膜ガスが導入される前までの工程について、図6に示すフローチャート、及び図7、図8に示す工程図に従って説明する。尚、内部151iに成膜ガスが導入された後、基板70に薄膜を成膜する工程は、周知であるため、その詳しい説明は省略する。
図6は、本発明の第1実施の形態を示す液晶装置の製造方法である基板の加熱方法を示すフローチャート、図7は、基板が予備加熱されている状態のLP−CVD装置を示す工程図、図8は、基板が本加熱されている状態のLP−CVD装置を示す工程図である。
図6に示すように、先ず、ステップS1において、基板70が、例えばロボットのアーム等により、LP−CVD装置150の炉本体151の内部151iに搬入された後、続くステップS2において、基板70が、図7に示すように、ヒータステージ90の加熱面90kから所定間隔x2、例えば2.5〜6.5mm(x2=2.5〜6.5mm)上方に突出した3本の支持ピン80の各上端面80jに載置される第1の工程が行われる。
即ち、基板70は、ヒータステージ90に当接せずに、3本の支持ピン80により、ヒータステージ90の加熱面90kから上方に、2.5〜6.5mm離間して支持される。尚、2.5〜6,5mmの間隔は、後述する基板70を予備加熱した際、基板70の載置面70tがヒータステージ90の加熱面90kに対し摺動してしまうことを確実に防止することができるとともに、伝達熱H(図7参照)により基板70を確実に基板79に発生する歪みが飽和するまで予備加熱することができる間隔である。
次いで、ステップS3では、基板70の表面に既に薄膜が成膜されている場合、該薄膜の表面酸化を防止するため、炉本体151の内部151iが真空引きされる。具体的には、炉本体151の内部151iが、排気管157の下流側に接続された上述した減圧ポンプで減圧されることにより、排気管157から内部151iの雰囲気が排気される。尚、この真空引きは、内部151iの圧力が、0Torrとなるまで行われる。
次いで、ステップS4では、炉本体151の内部151iに、基板70に既に成膜されている薄膜の表面を酸化させない不活性ガス、具体的には、N2(窒素)ガスが、ガス管156を介して導入され、内部151iの圧力が、規定の圧力、具体的には、300Torr以上に設定される。尚、該不活性ガスは、N2ガスに限定されない。
次いで、ステップS5では、炉本体151の内部151iの雰囲気が、薄膜の成膜に必要な温度となるよう、炉本体151の外周に設けられたヒータ152により昇温されるとともに、基板70が、設定温度に設定されたヒータステージ90の加熱面90kからのN2を介した伝達熱Hにより予備加熱される第2の工程が行われる。
具体的には、基板70は、該基板70の熱膨張に伴って基板70に発生する歪みの進行が飽和されるまで、図7に示すように、支持ピン80により、加熱面90kから2.5〜6.5mm上方に離間された状態で、加熱面90kからの伝達熱Hにより、所定時間である、例えば85sec以上急激に加熱される。
次いで、ステップS6では、図8に示すように、昇降台60の上昇により、ヒータステージ90の複数のギャップピン95の頂点が、基板70の載置面70tに点当接するまで、即ち載置面70tが加熱面90kに載置されるまでヒータステージ90が上昇される第3の工程が行われる。その結果、基板70に対する支持ピン80の上端面80jの支持が解除され、基板70は、複数のギャップピン95によりそれぞれ頂点のみで支持される。
尚、この際、基板70は、複数のギャップピン95に支持されるとともに、支持ピン80の上端面80jに支持されていても構わない。即ち、この場合、支持ピン80の上端面80jとギャップピン95の頂点とは、同じ高さに位置される。
最後に、ステップS7では、図8に示すように、複数のギャップピン95に点当接された基板70は、ギャップピン95を介して、ヒータステージ90から直接処理温度まで本加熱される第4の工程が行われる。
尚、該第4の工程は、基板70が600℃以上になるまで、例えば基板70にアモルファスシリコン膜を成膜する際は、600℃になるまで、例えば30sec行われる。尚、本加熱後の処理温度は、成膜する薄膜により異なる。例えばゲート配線を構成する膜の場合は、620℃になるまで加熱され、シリコン酸化膜(HTO膜)から構成される絶縁膜の場合は、750℃まで加熱される。
その後、炉本体151の内部151iに、ガス管156を介して、例えばシランガス等の成膜ガスが導入され、化学反応により基板70に薄膜が成膜され、内部151iの反応ガスが排気管157から排気され、内部151iの圧力が降圧された後、内部151iの雰囲気の温度が降温されて大気開放され、さらに、基板70が内部151iから炉本体151外に、ロボットアーム等により搬出された後、クリーニング処理される。尚、成膜ガスは、シランガスに限定されず、基板70に形成される薄膜により異なる。
このように、本発明の第1実施の形態においては、基板70を成膜処理温度となる600℃以上まで急激に加熱するに際し、支持ピン80により、基板70をヒータステージ90の加熱面90kから2.5〜6.5mm上方に離間して支持した状態で、基板70の熱膨張に伴って基板70に発生する歪みの進行が飽和されるまで、設定温度に設定されたヒータステージ90の加熱面90kからの伝達熱Hにより急激に予備加熱された後、ヒータステージ90のギャップピン95のみに点当接されて、成膜処理温度まで本加熱されると示した。
このことによれば、基板70の熱膨張に伴い発生する歪みは、予備加熱後は飽和しているため、本加熱に際し、基板70を、ギャップピン95に点当接させた後、基板70に歪みが進行し、載置面70tがギャップピン95に対し摺動してしまうことがない。
このため、基板70をヒータステージ90に載置して予備加熱及び本加熱を行う従来の場合のように、基板70を急激に加熱した際、基板70の熱膨張に伴い基板70に発生する歪みの進行により、基板70の載置面70tがヒータステージ90の加熱面90kに対し摺動してしまうことにより、基板70の載置面70tに摺動傷が意図せず形成されてしまうことを確実に防止することができる。
尚、以下、変形例を示す。図9は、図4の支持ピンを炉本体の内部の底面に対し伸縮自在な構成とした場合のLP−CVD装置の変形例を示す図である。
本実施の形態においては、予備加熱後、本加熱を行うに際し、昇降台60の上昇により、ヒータステージ90の複数のギャップピン95の頂点が、基板70の載置面70tに点当接するまでヒータステージ90が上昇される第3の工程が行われると示した。
これに限らず、第3の工程は、支持ピン80を、炉本体151の底面151tに対し伸縮自在に構成し、予備加熱後、図9に示すように、支持ピン80が、基板の載置面70tが複数のギャップピン95の頂点に点当接するまで収縮されることにより行われてもよい。尚、この場合、ヒータステージ90は、昇降台60に載置されず、炉本体151の底面151tに対し直接載置されていても構わない。
また、本実施の形態においては、支持ピン80は、3本から構成されていると示したが、これに限らず、基板70をヒータステージ90から上方に離間して支持できる本数であれば、何本であっても構わないことは勿論である。
また、予備加熱の際、基板70をヒータステージの上方に離間する手段は、支持ピン80に限らず、どのようなものであっても構わない。
さらに、本実施の形態においては、基板70は、薄膜が積層される前のTFT基板10が複数構成された、石英基板またはガラス基板から形成された大板を例に挙げて説明したが、これに限らず、薄膜が積層される前の対向基板20が複数構成された、石英基板またはガラス基板から形成された大板であっても構わないし、1つのTFT基板10が構成された石英基板またはガラス基板、1つの対向基板20が構成された石英基板またはガラス基板であっても構わない。
また、本実施の形態においては、基板の処理装置は、基板に薄膜を成膜するLP−CVD装置を例に挙げて示したが、これに限らず、本実施の形態は、基板を急激に加熱する工程を有する処理装置に適用可能である。
(第2実施の形態)
図10は、本発明の第2実施の形態を示す液晶装置の製造方法である基板の加熱方法を示すフローチャート、図11は、本形態の基板が支持ピンに支持されている状態のLP−CVD装置を示す図である。
図10は、本発明の第2実施の形態を示す液晶装置の製造方法である基板の加熱方法を示すフローチャート、図11は、本形態の基板が支持ピンに支持されている状態のLP−CVD装置を示す図である。
尚、本実施の形態の構成は、上述した第1実施の形態と比して、基板70を支持ピン80の上端面80jに載置する工程の前工程に、基板70の載置面70tに、保護膜を形成する工程を有する点のみが異なる。よって、この相違点のみを説明し、第1実施と同様の構成には同じ符号を付し、その説明は省略する。
先ず、図10のステップS10に示すように、基板70の表面に薄膜を成膜する前工程に、基板70の載置面70tに、例えばポリシリコンから構成された保護膜75が、成膜後の基板70に反りが発生しない所定の厚さに成膜される。
尚、載置面70tに対する保護膜75の成膜は、他のスパッタ等の成膜装置を用いて行われても構わないし、LP−CVD装置を用いて行われても構わない。
その後、ステップS11において、基板70が、例えばロボットのアーム等により、LP−CVD装置150の炉本体151の内部151iに搬入された後、続くステップS12において、保護膜75が、図11に示すように、ヒータステージ90の加熱面90kから所定間隔x2、例えば2.5〜6.5mm(x2=2.5〜6.5mm)上方に突出した3本の支持ピン80の各上端面80jに当接するよう、基板70が支持ピン80に載置される。尚、その後のステップS3〜ステップS7までの工程は、上述した第1実施形態と同様であるためその説明を省略する。尚、保護膜75は、後の工程において、基板70の載置面70tから除去される。
このように、本実施の形態においては、基板70の表面に薄膜を成膜する前工程において、基板70の載置面70tに、保護膜75を成膜する工程を有すると示した。
このことによれば、予備加熱の際、基板70の載置面70tに、支持ピン80の上端面80jに対して基板70が歪むことにより、支持ピン80から意図せず傷が形成されてしまうことを防止することができるとともに、予備加熱後、基板70がギャップピン95に点当接された際、基板70の載置面70tに、ギャップピン95への当接に伴う傷が意図せず形成されてしまうことを確実に防止することができる。尚、その他の効果、及び変形例は、上述した第1実施の形態と同様である。
上述した実施の形態の製造方法により製造された基板が用いられた液晶装置100は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上述した液晶装置は、TFT(薄膜トランジスタ)等のアクティブ素子(能動素子)を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示モジュールを例に挙げて説明したが、これに限らず、TFD(薄膜ダイオード)等のアクティブ素子(能動素子)を用いたアクティブマトリクス方式の液晶表示モジュールであっても構わない。
また、電気光学装置は、半導体基板に素子を形成する表示用デバイス、例えばLCOS(Liquid Crystal On Silicon)等であっても構わない。LCOSでは、素子基板として単結晶シリコン基板を用い、画素や周辺回路に用いるスイッチング素子としてトランジスタを単結晶シリコン基板に形成する。また、画素には、反射型の画素電極を用い、画素電極の下層に画素の各素子を形成する。
また、電気光学装置は、片側の基板の同一層に、一対の電極が形成される表示用デバイス、例えばIPS(In-Plane Switching)や、片側の基板において、絶縁膜を介して一対の電極が形成される表示用デバイスFFS(Fringe Field Switching)等であっても構わない。
9a…画素電極、10…TFT基板、10h…TFT基板の表示領域、20…対向基板、30…TFT、50…液晶、60…昇降台、70…基板、70t…載置面、75…保護膜、80…支持ピン、90…ヒータステージ、90h…貫通孔、90j…支持ピンの上端面、90k…加熱面、150…LP−CVD装置、151…炉本体、151i…内部、151t…炉本体の底面。
Claims (13)
- 処理装置内に搬入された基板が、前記処理装置内に配設されたヒータステージにより処理温度まで加熱される処理を有する電気光学装置の製造方法であって、
前記処理装置内に配設された支持体により、設定温度に設定された前記ヒータステージの加熱面から離間されて前記基板が支持される第1の工程と、
前記基板が、前記加熱面から離間された状態で前記加熱面からの熱により、所定時間予備加熱される第2の工程と、
前記支持体による前記基板の支持が解除されて、前記基板の載置面が前記加熱面に載置される第3の工程と、
前記加熱面に載置された前記基板が、前記加熱面からの熱により、前記処理温度まで本加熱される第4の工程と、
を具備することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 前記基板は、表示領域に複数のスイッチング素子及び画素電極が形成された素子基板と、該素子基板に対向配置される対向基板との間に電気光学物質を挟持してなる電気光学装置における、前記素子基板と前記対向基板との少なくとも一方が構成された基板であることを特徴とする請求項1に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記基板の前記載置面に、保護膜が形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記処理装置は、前記基板の露出面に対して薄膜を成膜する成膜装置であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記加熱面は、凹凸状に形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記第1の工程は、前記支持体にて、前記基板が前記加熱面から2.5mm〜6.5mm離間して支持される工程であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記支持体は、前記処理装置の底面から上方に延出する柱状部材から構成され、前記ヒータステージに、前記柱状部材を貫通する貫通孔が形成されており、
前記第1の工程は、前記貫通孔を介して前記ヒータステージの上方に、前記加熱面から2.5mm〜6.5mm突出した前記柱状部材の上端面にて、前記基板が支持される工程であることを特徴とする請求項6に記載の電気光学装置の製造方法。 - 前記柱状部材は、少なくとも3本以上から構成されていることを特徴とする請求項7に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記第2の工程は、前記基板の熱膨張に伴い前記基板に発生する歪みの進行が飽和されるまで前記基板が加熱されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記第2の工程における前記所定時間は、85sec以上であることを特徴とする請求項9に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記ヒータステージに、駆動手段が設けられており、前記第3の工程は、前記駆動手段により、前記ヒータステージが、該ヒータステージの前記加熱面が前記基板の前記載置面に当接するまで上昇されることにより行われることを特徴とする請求項1〜10のいずれか1項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記柱状部材は、前記処理装置の前記底面に対し伸縮自在に構成されており、前記第3の工程は、前記柱状部材が、前記基板の前記載置面が前記ヒータステージの加熱面に当接するまで収縮されることにより行われることを特徴とする請求項7〜11のいずれか1項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記第4の工程は、前記基板が600℃以上まで加熱されることを特徴とする請求項1〜12にいずれか1項に記載の電気光学装置の製造方法。
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