JP2008147508A - 基板処理装置、電子機器の製造方法、及び前記基板処理装置を用いて製造された電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 ステージへの基板保持によって引き起こされる基板の局所変形や温度分布のムラのため発生する工程不良や表示不良などの製造不良を防ぐことができる基板処理装置を得る。
【解決手段】 この発明に係る基板処理装置においては、基板1の周辺部を保持し、前記基板１に張力を印加するクランプ２a、２b、３a、３bを備え、基板１に張力を印加した状態で、基板１に成膜、露光、加熱、或いはペースト塗布などの所定の処理を行うものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板処理装置、電子機器の製造方法及び該基板処理装置を用いて製造された電子機器に関するものである。

電子機器の一例である液晶表示装置や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置は、薄型軽量なことから、携帯電話や携帯情報端末、パーソナルコンピュータ、ＴＶ受像機などで利用されており、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）表示装置に代わって、急速に普及している。これらの電子機器は、複雑な製造工程を経て生産されており、この製造工程における歩留を向上するための研究が盛んに進められている。

液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置は、ガラス基板やプラスチック基板などの透明絶縁性基板を用いて製造されるのが一般的である。例えば、液晶表示装置では、電極、配線、絶縁膜或いは配向膜等を有する２枚の基板をシール材で貼り合わせたセル内に液晶を封入した構造となっている。この様な液晶表示装置の製造工程には、電極や配線を形成する為に行われる工程である、材料である導電膜の成膜処理工程、成膜した導電膜を電極や配線の形状にパターニングする為のフォトリソグラフィー法における露光処理工程などがある。また基板表面に形成した配向膜や絶縁膜として用いる有機膜の乾燥処理を行う加熱処理工程がある。更に基板を貼り合わせるシール材や基板間の導通をとる為のトランスファ材の塗布など、基板上へのペーストの塗布処理工程がある。これらの製造工程では、いずれも製造装置に設けられたステージ上に基板を保持して作業が行われる。このとき、基板をステージ上に保持する保持機構として真空吸着を行うことが一般的である。

従来の液晶表示装置の製造装置で用いられるステージとして、複数の吸着孔を有し、ステージの上面に基板を置き、ステージの下方から吸着穴を介して真空ポンプなどにより吸引し、ステージの上面に基板を保持する技術（特許文献１参照）が開示されている。

特開２０００−２９４４７２号公報

この様な真空吸着を用いた従来のステージを用いた液晶表示装置等の電子機器の製造方法では、ステージへの基板の吸着によって吸着穴もしくは吸着溝付近において基板の歪みを生ずる。この歪みによって、例えば、成膜処理工程では、膜質の劣化や、基板歪みの残存が発生する。露光処理工程では、パターン精度の劣化が発生する。ペーストの塗布処理工程では、塗布量のバラツキによるシール材の幅やトランスファ材の径のバラツキが発生する。また、加熱処理工程においては、吸着穴もしくは吸着溝付近で温度分布の不均一が発生する為、配向膜や絶縁膜などの有機膜の乾燥ムラ、膜厚ムラなどが発生する。この様に、様々な工程で、基板歪や温度分布のムラのため、工程不良や表示不良などの製造不良が発生するという問題点があった。また、近年は基板として薄いガラス基板、プラスチック基板など柔軟性を持った基板が用いられることが多い為、吸着による基板の変形の影響を受けやすくなっている。

上記の不良を防ぐため、吸着穴や吸着溝、或いは基板端を押さえ込むクランプなど、保持機構を表示エリアを避けて基板周辺部のみに設ける方法が考えられるが、基板の中央部が浮いてしまうことが避けられない。特に基板の加熱を伴う場合は、基板の膨張により中央部の浮きが著しくなる。この様に、基板の歪みや温度分布のムラにより生じる製造不良は、基板を真空吸着によりステージ上に保持する製造装置のみに限定されない。例えば輻射熱を印加し基板に熱処理を行う際にも、基板の自重による、或いは基板表面上の膜と基板との熱膨張率の差による基板の歪みが生じ、同じ様な問題が発生する。

本発明は、この様な問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は、基板処理を行う際の保持機構による製造不良、特にステージへの基板の吸着による製造不良を防ぐことのできる基板処理装置を得るものである。

この発明に係る基板処理装置においては、基板の周辺部を保持し、前記基板に張力を印加する保持部材を備え、前記基板に前記張力を印加した状態で所定の処理を行うものである。

本発明によれば、基板処理装置において、基板処理を行う際の保持機構による製造不良を防ぐことができる。

実施の形態１．
本実施の形態１では、基板処理装置の一つである基板加熱処理装置について説明する。まず、基板加熱処理装置の構成について図１を用いて説明する。なお、図は、模式的なものであり、示された構成要素の正確な大きさなどを反映するものではない。この基板加熱処理装置は、図１に示される様に、基板１、基板１の周辺部を挟み保持する保持部材であるクランプ２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、クランプ２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂへ駆動力の印加を行うクランプ駆動部４ａ、４ｂ、基板１を加熱するステージ５、基板１のクランプ３ａ、３ｂ上への搬入及び処理後の基板１の搬出を行う搬送ロボット６から構成されている。

次に図２は、基板１の保持機構及びステージの断面図を示す模式図である。クランプ２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂは、ボールネジ７及びボールネジ７を回転させるモータ８によってクランプ２ａ、２ｂを上下に動かすことが可能であり、クランプ２ａ、２ｂとクランプ３ａ、３ｂによって基板１を挟みこみ保持することが可能である。なお、クランプ２ａ、２ｂは、一部がゴムなどの弾性体９から構成されている。また、ステージ５は、内部にヒータ１０を備え、ステージ５を加熱し所定の温度に保持することが可能である。更にステージ５は上下動作をすることが可能であり基板１に接触することによって、基板１を所定の温度に加熱処理することが可能である。

続いて、本実施の形態１の基板加熱処理装置の動作について図３及び図４を用いて説明する。なお、図中、図１或いは図２と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略している。図１で説明した搬送ロボット６によって、図３（ａ）に示す様に基板１はクランプ３ａ、３ｂ上へ搬入される。その後、モータ８がボールネジ７を回転動作させることによって、クランプ２ａ、２ｂを下降させ、図３（ｂ）の様にクランプ３ａ、３ｂとの間に基板１を挟み込んで保持する。弾性体９が変形する程度までクランプ２ａ、２ｂを下降させることによって、所定の圧力を再現性良く印加して基板１を保持することができる。

次に、図４（ａ）の様に、クランプ２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂによって基板１を挟み込んだ状態で、クランプ３ａ、３ｂを両側に引っ張る方向への駆動力が図１で説明したクランプ駆動部４ａ、４ｂにより印加される。これによって、保持部材であるクランプ２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂは基板１に外向きの張力を印加することができる。その後、基板１に外向きの張力を印加した状態で図４（ｂ）の様にステージ５を上昇し基板１に接触させる。またステージ５はヒータ１０により加熱され温度調整されている為、基板１を所定温度に保持する加熱処理を行うことができる。更に、ステージ５の表面には吸着穴などの凹凸は無く平滑な面で構成されており、外向きの張力を印加された基板１と密着される様に基板面とステージ面の平行度は調整されている。

基板１は外向きの張力を印加されていることから、真空吸着をしなくても反り、たわみ等の基板変形を発生することがなく、加熱するステージ５と密着することができる。その結果、図５の従来の基板加熱処理装置のステージ１５の様な吸着穴１２若しくは吸着溝などを設置する必要が無く、図５に示すような吸着穴１２若しくは吸着溝などの近傍での基板１１の局所変形、ステージ１５と接触しないことによる温度分布のムラなどを発生することが無い。

また、本実施の形態１では、所定温度に保持したステージ５によって加熱処理を行った。しかし、加熱方法はこれに限られるものではなく基板１と離れた位置に設けられたヒータやランプなどによって輻射熱を印加しても良く、所定温度に調整された流体によって熱を供給しても良い。

以上説明した実施の形態１では、基板処理装置において、基板に外向きの張力を印加した状態で所定の処理として基板加熱処理を行うことによって、基板保持による基板の局所変形が発生せず、ステージとも密着することができる為、温度分布のムラの無い加熱処理のできる基板処理装置を得ることができる。

実施の形態２．
まず、図６を用いて、本発明の実施の形態２にかかる基板処理装置の一つであるペースト塗布処理装置の構成について説明する。このペースト塗布処理装置は、図に示される様に、基板２１、基板２１を載せるステージ２５、ステージ２５上の基板２１を挟み保持し基板２１に張力の印加を行うクランプ２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、クランプ２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂを駆動するモータ２８、基板２１にペーストを塗布するディスペンサ２４、ディスペンサ２４を支持するディスペンサ支持部２６、図示しないが基板２１のステージ２５上への搬入及び処理後の基板２１の搬出を行う搬送ロボットから構成されている。

続いて、本実施の形態２のペースト塗布処理装置の動作について図７、図８及び図９を用いて説明する。なお、図中、図６と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略している。搬送ロボットによって、図７（ａ）に示す様に基板２１はステージ２５上へ搬入される。その後、図７（ｂ）に示す様にクランプ２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂがステージ２５内に設けられた駆動機構（図示せず）によって基板２１を挟める位置である内側へ移動する。この内側へ移動動作時に基板２１の端面に接触し位置あわせできる様に段差２３ａｇ、２３ｂｇ或いは突起がクランプ２３ａ、２３ｂに設けられていることにより、基板位置のアライメント機構を兼ねることができる。これによって別途アライメント機構を設ける必要がなくなり装置構成を簡略にすることができる。

次に、モータ２８がボールネジ２７を回転動作させることによって、クランプ２２ａ、２２ｂを下降させ、図８（ａ）の様にクランプ２３ａ、２３ｂとの間に基板１を挟み込んで保持する。弾性体２９が変形する程度までクランプ２２ａ、２２ｂを下降させることによって、所定の圧力を再現性良く印加して基板２１を保持することができる。更に、図８（ｂ）の様に、クランプ２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂによって基板２１を挟み込んだ状態でクランプ２３ａ、２３ｂを両側に引っ張る方向への駆動力がステージ２５内に設けられた駆動機構（図示せず）により印加される。これによって、基板２１には外向きの張力が印加されることになる。

更に基板２１に外向きの張力が印加された状態で図９の様にディスペンサ２４を走査してペースト２０の塗布を行う。この場合、基板２１には外向きの張力が印加されていることから、真空吸着をしなくても反り、たわみ等の基板変形を発生することが無い。また、吸着穴若しくは吸着溝などによる局所変形も発生することが無く基板２１表面は平坦である。その結果、ディスペンサ２４の先端と基板２１の表面との距離が一定に保たれ安定した塗布量でペースト２０を塗布することができる。

また、図９の様に基板２１にステージ２５を接触させた状態で塗布処理が行われることから、ディスペンサ２４が基板２１へ接触するなどのトラブルが発生した場合にも、ステージ２５が基板２１を保持する役割をすることから基板２１を破損しにくい。

以上説明した実施の形態２では、基板処理装置において、基板に外向きの張力を印加した状態で基板へのペーストの塗布処理を行うことによって、基板保持による基板の局所変形が発生せず、ディスペンサの先端と基板の表面との距離が一定に保たれ安定した塗布量でペーストを塗布することができる基板処理装置を得ることができる。

実施の形態３．
まず、図１０を用いて、本発明の実施の形態３にかかる基板処理装置の一つである成膜処理装置の構成について説明する。ここでは、成膜処理装置の一つであるプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置を一例として説明する。成膜処理装置についても、実施の形態１の基板加熱処理装置と同様に基板を所定温度として成膜を行うことから、基板の保持から加熱処理を行う部分については実施の形態１と同様の構成とする。この為、図中、図１或いは図２と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。

以下、実施の形態１と異なる構成について順に説明する。この成膜処理装置は、図に示される様に、図２と同様の基板加熱処理装置の基板処理部を収納する真空チャンバ３１、排気ポンプなどを接続することにより真空チャンバ３１内を真空状態に減圧する為に真空チャンバ３１に設けられた排気口３２、成膜される薄膜の材料ガス３３を基板１の表面に供給するシャワーヘッド３４、シャワーヘッド３４に電圧を印加し基板１表面の材料ガス３３よりプラズマ３５を発生させるプラズマ電源３６から構成されている。

実施の形態１と同様に、基板１は、外向きの張力を印加された状態で、加熱するステージ５と密着されることにより局所変形、温度分布のムラなどを発生することが無い。この様に温度分布のムラの無い状態で基板１上に薄膜が成膜される為、成膜される薄膜は、膜質や膜厚が均一に形成される。また成膜は、熱や応力による局所変形が無く基板が平坦な状態で行われる為、成膜が完了して基板保持が開放されても、膜中に局所的な応力が残存したりすることが無い。

以上説明した実施の形態３では、基板処理装置において、基板に外向きの張力を印加した状態で基板への成膜処理を行うことによって、基板保持による基板の局所変形が発生せず、温度分布のムラなどを発生することが無い為、膜質や膜厚が均一であり膜中に局所的な応力が残存することの無い薄膜を成膜することができる基板処理装置を得ることができる。

本実施の形態３では、成膜処理装置の一つとして、プラズマＣＶＤ装置を一例として説明した。しかし、本発明を適用できる成膜処理装置はこれに限られるものでは無い。熱ＣＶＤ、光ＣＶＤ、レーザーＣＶＤ等、その他のＣＶＤ装置、スパッタリング装置や真空蒸着装置等、その他の成膜処理装置においても、成膜時に基板を保持する必要のあるもの、ステージによる加熱によって基板を所定の温度に保って成膜処理を行うものについては実施の形態３と同様の効果を得ることができる。

実施の形態４．
まず、図１１を用いて、本発明の実施の形態３にかかる基板処理装置の一つである露光処理装置の構成について説明する。露光処理装置についても、実施の形態１の基板加熱処理装置と同様に基板を保持した状態で光の照射処理を行うことから、基板の保持を行う部分については実施の形態１と同様の構成とする。この為、図中、図１或いは図２と同一の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。

以下、実施の形態１と異なる構成について順に説明する。この露光処理装置は、図に示される様に、基板１の表面に形成されたレジスト４１に照射する光を供給する光源４２、光源から照射される光を成形する光学系４３、光学系４３を経由した光が基板１上の必要部分のみに照射される様、不要部を遮光するマスク４４から構成されている。

実施の形態１と同様に、基板１には、外向きの張力を印加された状態で露光が行われる。この場合、基板１には外向きの張力が印加されていることから、真空吸着をしなくても反り、たわみ等の基板変形を発生することが無い。また、吸着穴若しくは吸着溝などによる局所変形も発生することが無く基板２１表面は平坦である。よって基板２１の面内で位置のズレや基板２１とマスク４４間の距離の変動などが発生すること無く露光することができる。その結果、感光したジスト４１により得られたパターンは歪みや幅のバラツキなども発生せず正確な寸法精度を実現することが可能となる。

以上説明した実施の形態４では、基板処理装置において、基板に外向きの張力を印加した状態で基板への露光処理を行うことによって、基板保持による基板の局所変形が発生せず、基板の面内で位置のズレや基板との距離の変動などが発生すること無い為、正確な露光処理を実現することが可能な基板処理装置を得ることができる。

本実施の形態４では、露光処理装置として、パターニングを行う為のマスクを使用した露光処理装置を一例として説明した。しかし、本発明を適用できる露光処理装置はこれに限られるものでは無い。紫外線処理装置、レーザーアニール装置など、基板を保持した状態で、光、電磁波等を照射する処理を行うものについては、広義の露光処理装置と見なすことができ実施の形態４と同様の効果を得ることができる。

本実施の形態１〜４においては、基板の二辺のみを保持し基板の辺方向に対して外向きの張力を印加した。しかし、張力の印加の方法はこれに限られるものでは無い。図１２（ａ）の様にクランプ２ａ〜２ｄ, クランプ３ａ〜３ｄで基板１の四辺を保持し基板１の辺方向に対して外向きの張力を印加しても良く、図１２（ｂ）の様に、クランプ２ａ〜２ｄ, クランプ３ａ〜３ｄで基板１の四隅を保持し基板１の対角方向に対し外向きの張力を印加しても良い。これらの印加方法を用いても同様の効果を得ることができる。また、いずれの場合にも、全てのクランプを駆動する必要は無い。対向するクランプのうち一方を固定とし、もう一方のみを駆動としても、固定側のクランプには反作用による張力がかかることから同様の効果を得ることができる。

また、クランプを駆動する方法については、モータによって駆動する方法や、エア圧を動力とする方法が用いることができる。更にバネなどによって引っ張り力が加わる構造とし、基板の保持前にはバネによる引張り力を打ち消す逆向きの力を印加しておき、保持後に逆向きの力を解放する方法を取っても良い。この方法の場合、基板に外向きの張力を再現性良く印加することが可能である。

本実施の形態１〜４において、弾性体９はクランプ２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ内に挟み込まれた構成となっている。しかし、基板１と接する最表面を弾性体９とする構成としても同様の効果を得ることができる。また、弾性体９としては、シリコンゴム、バイトンゴム及び弗素ゴムなどのゴム材、ナイロン、ポリ塩化ビニル及びポリエチレン等の樹脂材が利用できる。更に金属などによるバネ構造や閉じ込めた空気などの気体の反発圧力を利用したエアクッション構造などとしても良く、バネ定数、耐熱性及びコストなどの点から、それぞれの処理に適正な物を選定すれば良い。

実施の形態５．
続いて、図１３を用いて、本実施の形態５により製造される電子機器である液晶表示装置の構成について説明する。尚、ここでは、一例としてＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）方式の液晶表示装置について説明する。この液晶表示装置１００は、図に示される様に、端子基板１１０、カラーフィルタ基板１２０、及び端子基板１１０とカラーフィルタ基板１２０との間に充填された液晶１３０から構成されている。

上述の端子基板１１０は、ガラス基板１１１の一方の面に液晶１３０を配向させる配向膜１１２、配向膜１１２の下部に設けられ液晶１３０を駆動する電圧を印加する画素電極１１３、画素電極１１３に電圧を供給するＴＦＴなどのスイッチング素子１１４、スイッチング素子１１４を覆う絶縁膜１１５、スイッチング素子１１４に供給される信号を外部から受け入れる端子１１６、端子１１６から入力された信号を対向電極へ伝達する為のトランスファ電極１１７等を有している。また、ガラス基板１１１の他方の面には偏光板１３１を有している。

一方、上述のカラーフィルタ基板１２０は、ガラス基板１２１の一方の面に液晶１３０を配向させる配向膜１２２、配向膜１２２の下部に配置され、端子基板１１０上の画素電極１１３との間に電界を生じ液晶１３０を駆動する共通電極１２３、共通電極１２３下部に設けられるカラーフィルタ１２４及び遮光層１２５等を有している。また、ガラス基板１２１の他方の面には偏光板１３２を有している。

また、端子基板１１０とカラーフィルタ基板１２０はシール材１３３を介して貼り合わされている。更にトランスファ電極１１７と共通電極１２３は、トランスファ材１３４により電気的に接続されており、端子１１６から入力された信号が共通電極１２３に伝達される。この他に、液晶表示装置１００は駆動信号を発生する制御基板１３５、制御基板１３５を端子１１６に電気的に接続するＦＦＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｆｌａｔ Ｃａｂｌｅ）１３６、光源となるバックライトユニット（図示せず）等を備えている。

この液晶表示装置１００は次の様に動作する。例えば、制御基板１３５から電気信号が入力されると、画素電極１１３及び共通電極１２３に駆動電圧が加わり、駆動電圧に合わせて液晶１３０の分子の方向が変わる。そして、バックライトユニットの発する光が端子基板１１０、液晶１３０及びカラーフィルタ基板１２０を介して外部へ透過あるいは遮断されることにより、液晶表示装置１００に映像等が表示される。

尚、この液晶表示装置１００は、一例であり他の構成でもよい。液晶表示装置１００の動作モードは、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードや、ＳＴＮ（Ｓｕｐｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、強誘電性液晶モード等でもよく、駆動方法は、単純マトリックスやアクティブマトリックス等でもよい。

次に、図１４及び図１５に示すフローチャートを用いて、本実施の形態５における電子機器である液晶表示装置の製造方法について説明する。端子基板１１０の製造方法においては、ガラス基板１１１の一方の面に、成膜、フォトリソグラフィー法によるパターンニング、エッチング等のパターン形成工程を繰り返し用いてスイッチング素子１１４や画素電極１１３、端子１１６、トランスファ電極１１７を形成し端子基板１１０を形成する。また、カラーフィルタ基板１２０の製造方法においては、同様に、ガラス基板１２１の一方の面に、カラーフィルタ１２４や共通電極１２３を形成しカラーフィルタ基板１２０を形成する。

例えば、端子基板１１０の製造方法において、画素電極１１３、端子１１６、トランスファ電極１１７はＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）膜から同時に形成できる。図１４のフローチャートにしたがってＩＴＯ膜によるパターン形成を例に取ってパターン形成工程について説明する。まず基板洗浄を行い（Ｓ１０１）、次に成膜処理を行う（Ｓ１０２）。ＩＴＯ膜の成膜は通常スパッタリング装置を用いるので、実施の形態３で説明した外向きの張力を印加し基板を保持する成膜処理装置であるスパッタリング装置で行った。続いてレジストを塗布し（Ｓ１０３）、加熱処理装置によってレジストを焼成処理した（Ｓ１０４）。この加熱処理装置については、実施の形態１で説明した外向きの張力を印加し基板を保持する加熱処理装置で行った。次に、今度は実施の形態４で説明した外向きの張力を印加し基板を保持する露光処理装置でレジストに対し露光処理を行い（Ｓ１０５）、通常の現像装置で現像処理を行い（Ｓ１０６）、レジストパターニングを完了した。続いてエッチング装置を用いレジストで覆われて無い部分のＩＴＯ膜のエッチングを行い（Ｓ１０６）、その後、レジストを除去し（Ｓ１０７）、画素電極１１３、端子１１６、トランスファ電極１１７を形成する。

その他、スイッチング素子１１４は、電極となる導電膜や半導体となるシリコン膜の成膜処理、パターニング、層間の絶縁膜の成膜処理などの工程を経て形成される。ここでも、導電膜の成膜処理は、実施の形態３で説明したスパッタリング装置、シリコン膜や絶縁膜の形成は実施の形態３で説明したＣＶＤ装置、レジストの焼成処理は実施の形態１の加熱処理装置、露光処理については、実施の形態４で説明した露光処理装置を用いて形成される。これらの工程を組み合わせて端子基板１１０が形成される。また、カラーフィルタ基板１２０の形成の際にも、共通電極１２３を構成するＩＴＯ膜を実施の形態３で説明した外向きの張力を印加し基板を保持するスパッタリング装置を用いて形成し、カラーフィルタ１２４を構成する有機膜の焼成処理を実施の形態１で説明した外向きの張力を印加し基板を保持する基板加熱処理装置を用いて形成するのが望ましい。以上、説明したとおり外向きの張力を印加し基板を保持する基板処理装置を用いる工程以外については、従来の一般的な液晶表示装置の製造方法を用いて、端子基板１１０及びカラーフィルタ基板１２０を形成した。

続いて、図１５にしたがって、組み立て工程について説明する。まず、基板洗浄工程において、画素電極１１３が形成されている端子基板１１０を洗浄する（Ｓ１）。次に、配向膜塗布工程において、端子基板１１０の一方の面に、配向膜１１２を塗布する（Ｓ２）。この工程は、例えば、印刷法により有機膜からなる配向膜１１２（例えばＪＳＲ社製ＡＬ３０４６）を塗布することにより行われる。そして、配向膜仮焼成工程において、配向膜１１２の予備乾燥処理を行う（Ｓ３）。この工程は、実施の形態１で説明した基板加熱処理装置で行う。保持部材であるクランプ２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂにより基板１に外向きの張力を印加した状態でステージ５を上昇し基板１に接触させる。ステージ５の温度を調整し端子基板１１０表面が例えば８０℃となる様にし、溶媒を乾燥させた。更に、配向膜１１２の本焼成工程において、配向膜１１２を焼成処理し、完全に乾燥させる（Ｓ４）。この工程についても、実施の形態１で説明した基板加熱処理装置で行う。配向膜仮焼成工程と同様に基板１に外向きの張力を印加した状態でステージ５を上昇し基板１に接触させる。そして、ステージ５の温度を調整し端子基板１１０表面が例えば２３０℃となる様にして本焼成を行った。その後、ラビング工程において配向膜１１２にラビングを行い、配向膜１１２を配向させる（Ｓ５）。

また、Ｓ１からＳ５と同様に、共通電極１２３が形成されているカラーフィルタ基板１２０についても、洗浄、配向膜１２２の塗布、仮焼成、本焼成、ラビングを行う。

続いて、シール塗布工程において、端子基板１１０あるいはカラーフィルタ基板１２０の一方の面にシール材１３３の塗布処理を行う（Ｓ６）。この工程は、実施の形態２で説明したペースト塗布処理装置で行う。クランプ２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂにより外向きの張力を印加した状態で、端子基板１１０あるいはカラーフィルタ基板１２０上に、シール材１３３であるペースト２０を液晶注入口が形成される様にディスペンサ２４で塗布する。シール材１３３には、例えばエポキシ系接着剤等の熱硬化型樹脂や紫外線硬化型樹脂を用いた。次に、トランスファ材塗布工程において、端子基板１１０あるいはカラーフィルタ基板１２０の一方の面にトランスファ材１３４の塗布処理を行う（Ｓ７）。この工程についても、実施の形態２で説明したペースト塗布処理装置で行う。クランプ２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂにより外向きの張力を印加した状態で、電極基板１１０あるいはカラーフィルタ基板１２０上に、ディスペンサ２４によりトランスファ材１３４である導電性のペースト２０を塗布することにより行われる。そして、スペーサ散布工程において、端子基板１１０あるいはカラーフィルタ基板１２０の一方の面にスペーサを散布する（Ｓ８）。この工程は、例えば、湿式法や乾式法によりスペーサを分散させることにより行われる。その後、貼り合わせ工程において、端子基板１１０とカラーフィルタ基板１２０を張り合わせる（Ｓ９）。

その後、シール硬化工程において、端子基板１１０とカラーフィルタ基板１２０を貼り合わせた状態で、シール材１３３を完全に硬化させる（Ｓ１０）。この工程は、例えば、シール材１３３の材質に合わせて熱を加えることや、紫外線を照射することにより行われる。次に、セル分断工程において、貼り合わせた基板を個別セルに分解する（Ｓ１１）。そして、液晶注入工程において、液晶注入口から液晶を注入する（Ｓ１２）。この工程は、例えば、液晶１３０（例えばＭｅｒｃｋ社製ＺＮＬ−４７９２）を液晶注入口から真空注入により充填することにより行われる。更に、封止工程において、液晶注入口を封止する（Ｓ１３）。この工程は、例えば、光硬化型樹脂で封じ、光を照射することにより行われる。その後、偏光板貼付工程において、セルに偏光板１３１、１３２を貼り付ける（Ｓ１４）。

この様にして、液晶表示装置１００が得られる。上述の通り、端子基板１１０若しくはカラーフィルタ基板１２０の形成時の絶縁膜、導電膜或いは半導体膜の成膜処理工程、レジスト膜などの有機膜の焼成処理工程、レジスト膜の露光処理工程、組み立て工程での配向膜などの有機膜の焼成処理や乾燥処理工程、シール材やトランスファ材などのペーストの塗布処理工程、これらの工程において、保持部材が処理する基板に張力を印加した状態で其々の処理が行われることにより、基板の吸着による変形や温度分布のムラに起因する工程不良や表示不良を発生することがなく高精度で歪みの無い良質の画像の液晶表示装置１００を得ることができる。

保持部材が処理する基板に張力を印加した状態で露光処理を行った場合、ステージに吸着を行う従来の方法に比べ、吸着穴付近での微細なパターンズレやパターン幅のバラツキも発生せず、特に高精細な表示装置の場合においても、その影響が視認されることがない為、歪みの無い良質の画像の液晶表示装置を得ることができる。

保持部材が処理する基板に張力を印加した状態で成膜処理を行った場合、ステージに吸着を行う従来の方法に比べ、吸着穴付近での膜質のズレによる特性のバラツキ、応力の残存によるパターンの段切れなどを引き起こすことも無く、工程不良や表示不良を発生することが無い。

保持部材が処理する基板に張力を印加した状態で加熱処理を行った場合、ステージに吸着を行う従来の方法に比べ、レジスト膜の焼成処理工程においては、レジスト焼成効果のムラによる現像パターンの寸法バラツキが発生せず、その影響が視認されることがない、また、配向膜の予備乾燥処理の様な温度に敏感な工程においても配向ムラなどの表示不良を生ずることがない。更に配向膜などレジスト以外の有機物の焼成処理工程においては、溶剤の揮発量のバラツキなどにより膜厚等にバラツキを生じることが無く、ムラなどの表示不良を生ずることがない。

保持部材が処理する基板に張力を印加した状態でペースト塗布処理を行った場合、ステージに吸着を行う従来の方法に比べ、シール材やトランスファ材などのペーストを塗布する際の基板に吸着穴付近での変形を生ずることが無い。その結果、基板とディスペンサの先端との距離が一定に保たれることから、シール材の幅のバラツキやトランスファ材の塗布径のバラツキなど、塗布ムラによる工程不良を生ずることが無い。

以上説明した実施の形態５では、電子機器の製造において、基板に外向きの張力を印加した状態で処理を行う基板処理装置を用いることによって、基板保持による変形や温度分布のムラに起因する工程不良や表示不良を発生することがなく高精度で歪みの無い良質の画像の液晶表示装置を得ることができる。

本実施の形態５では、実施の形態１〜４の外向きの張力を印加し基板を保持する基板処理装置について、効果を生ずる殆どの工程で使用し製造することとした。しかし、特に効果の大きい工程のみに選択的に使用して製造しても良く、その場合についても従来に比べて不良が少なく良質の画像の液晶表示装置を得ることができることは言うまでも無い。

また、本実施の形態５では、液晶表示装置の製造方法への適用例を一例として説明したが、これに限らず、プラズマ表示装置や有機ＥＬ表示装置、半導体装置等、基板を処理して製造される電子機器については適用可能であり同様の効果を持つ。また、基板についてもガラスに限られるものではなくガラス以外の透明絶縁性基板、半導体基板も含まれる。更に、プラスチックや樹脂などのシート状で比較的硬度の低い物についても上層にスイッチング素子などが形成可能であり電子機器を製造できる物については本発明の基板に含まれる。特に比較的硬度の低い基板については、基板の保持をステージへの吸着によって行った場合に基板の局所的な変形量が大きくなることから、本発明を使用する効果が顕著となる。

本発明の実施の形態１における基板加熱処理装置の構成図である。 本発明の実施の形態１における基板加熱処理装置の基板の保持機構及びステージの断面図である。 本発明の実施の形態１における基板加熱処理装置の動作状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態１における基板加熱処理装置の動作状態を示す説明図である。 従来の基板加熱処理装置の基板吸着状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態２におけるペースト塗布処理装置の構成図である。 本発明の実施の形態２におけるペースト塗布処理装置の動作状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態２におけるペースト塗布処理装置の動作状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態２におけるペースト塗布処理装置の動作状態を示す説明図である。 本発明の実施の形態３における成膜処理装置の構成図である。 本発明の実施の形態４における露光処理装置の構成図である。 基板保持方法に関する変形例を示す図である。 本発明の実施の形態５における液晶表示装置の構成図である。 本発明の実施の形態５における液晶表示装置の製造方法におけるパターン形成工程を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態５における液晶表示装置の製造方法における組み立て工程を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 基板、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ クランプ、５ ステージ、９ 弾性体、２０ ペースト、４１ レジスト、１００ 液晶表示装置、１１２、１２２ 配向膜。

Claims (11)

1. 基板の周辺部を保持し前記基板に張力を印加する保持部材を備え、前記基板に前記張力を印加した状態で所定の処理を行うことを特徴とする基板処理装置。
2. 基板に接触することのできるステージを備え、前記基板に前記ステージを接触させた状態で処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 保持部材の一部が弾性体からなることを特徴とする請求項１或いは請求項２のいずれかに記載の基板処理装置。
4. 基板に行う処理は加熱処理であることを特徴とする請求項１〜請求項3のいずれかに記載の基板処理装置。
5. 加熱処理はステージを所定温度に保持し基板に接触させることによって行うことを特徴とする請求項４に記載の基板処理装置。
6. 加熱処理は基板上に塗布した有機膜の乾燥処理或いは焼成処理であることを特徴とする請求項４或いは請求項５のいずれかに記載の基板処理装置。
7. 基板に行う処理はペーストの塗布処理であることを特徴とする請求項１〜請求項3のいずれかに記載の基板処理装置。
8. 基板に行う処理は成膜処理であることを特徴とする請求項１〜請求項3のいずれかに記載の基板処理装置。
9. 基板に行う処理は露光処理であることを特徴とする請求項１〜請求項3のいずれかに記載の基板処理装置。
10. 基板の周辺部を保持し前記基板に張力を印加する工程と、前記基板に前記張力を印加した状態で所定の処理を行う工程とを有する電子機器の製造方法。
11. 請求項１〜請求項９のいずれかに記載の基板処理装置を用いて製造された電子機器。

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