JP2010015086A - Manufacturing apparatus of liquid crystal device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、液晶装置の製造装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for manufacturing a liquid crystal device.
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。 2. Description of the Related Art A liquid crystal device used as a light modulation unit of a projection display device such as a liquid crystal projector has a configuration in which a sealing material is disposed at a peripheral portion between a pair of substrates and a liquid crystal layer is sealed at the center. Electrodes for applying a voltage to the liquid crystal layer are formed on the inner surfaces of the pair of substrates, and an alignment film for controlling the alignment of the liquid crystal molecules when a non-selective voltage is applied is formed on the inner surfaces of these electrodes. With such a configuration, the liquid crystal device modulates light source light based on a change in the orientation of liquid crystal molecules when a non-selection voltage is applied and when a selection voltage is applied, thereby forming a display image.
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、(1)配向性の均一さを確保することが困難であること、(2)ラビング処理時の筋跡が残り易いこと、(3)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、(4)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、(5)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。 By the way, as the alignment film described above, a film obtained by rubbing the surface of a polymer film made of polyimide or the like to which a side chain alkyl group is added is generally used. However, although such a rubbing method is simple, various disadvantages have been pointed out in order to impart alignment characteristics to the polyimide film by physically rubbing the polyimide film. Specifically, (1) it is difficult to ensure uniformity of orientation, (2) traces are likely to remain during rubbing, (3) control of orientation direction and selective pretilt angle. Control is not possible, and it is not suitable for a liquid crystal panel using a multi-domain used to obtain a wide viewing angle. (4) The breakdown of the thin film transistor element or the alignment film due to static electricity from the glass substrate. Resulting in a decrease in yield, and (5) display defects due to the generation of dust from the rubbing cloth.
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。 In addition, when such an alignment film made of an organic material is used in a device equipped with a high output light source such as a liquid crystal projector, the organic material is damaged by light energy, resulting in alignment failure. In particular, when the projector is downsized and the brightness is increased, the energy per unit area incident on the liquid crystal panel is increased, the polyimide itself is decomposed by the absorption of incident light, and the light is absorbed. The decomposition is further accelerated by heat generation. As a result, a great deal of damage is added to the alignment film, and the display characteristics of the device deteriorate.
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。
しかしながら、上記従来のスパッタ装置では、より膜質の良好な無機配向膜を形成するために、基板への成膜前にスパッタ装置内に予めプラズマを発生させてプラズマを安定させるプレスパッタを行う場合がある。プレスパッタを行うと、スパッタ装置からスパッタ粒子が放出され、基板への成膜開始前や成膜中にスパッタ粒子が基板の周辺に付着したり、成膜室の内壁に付着したりするという課題がある。このように、スパッタ粒子が付着すると、基板周辺や成膜室の内壁等にスパッタ膜が堆積し、その膜が剥離してパーティクルを発生させる原因となる。 However, in the above conventional sputtering apparatus, in order to form an inorganic alignment film with better film quality, there is a case where pre-sputtering is performed to generate plasma in the sputtering apparatus in advance and stabilize the plasma before film formation on the substrate. is there. When pre-sputtering is performed, sputtered particles are released from the sputtering device, and the sputtered particles adhere to the periphery of the substrate or to the inner wall of the film formation chamber before or during film formation on the substrate. There is. Thus, when sputtered particles adhere, a sputtered film is deposited on the periphery of the substrate, the inner wall of the film forming chamber, and the like, and the film is peeled off to cause generation of particles.
このような課題を解決するために、スパッタ粒子を放出するスパッタ装置の開口部の近傍に、スパッタ粒子を遮蔽するシャッターを設けることが考えられる。しかし、このようなシャッターを設けると、シャッターの開閉に伴って、シャッターに付着したスパッタ膜が剥離し、スパッタ装置のターゲットにパーティクルが付着する虞がある。スパッタ装置のターゲットにパーティクルが付着すると、基板に形成される無機配向膜の膜質に悪影響を及ぼす虞がある。 In order to solve such a problem, it is conceivable to provide a shutter for shielding the sputtered particles in the vicinity of the opening of the sputter apparatus that emits the sputtered particles. However, when such a shutter is provided, the sputtered film adhering to the shutter may be peeled off as the shutter is opened and closed, and particles may adhere to the target of the sputtering apparatus. If particles adhere to the target of the sputtering apparatus, the quality of the inorganic alignment film formed on the substrate may be adversely affected.
また、シャッターは基板が通過する領域とスパッタ装置の開口部との間の狭い領域に設けられる。そのため、シャッターにより成膜室内やスパッタ装置内のスパッタガスの流通が妨げられ、成膜時の基板の周辺のスパッタガスの分圧に影響を及ぼすという課題がある。基板の周囲のスパッタガスの分圧が変動すると、基板に形成される無機配向膜の膜質に悪影響を及ぼす虞がある。
また、基板とスパッタ装置の開口部との間にシャッターを設けるためのスペースを確保すると、スパッタ装置と基板の成膜面との距離(T−S距離)が遠くなり、無機配向膜の形成時の生産性が低下するという課題がある。
The shutter is provided in a narrow region between the region through which the substrate passes and the opening of the sputtering apparatus. For this reason, the shutter prevents the flow of the sputtering gas in the film forming chamber or in the sputtering apparatus, which has a problem of affecting the partial pressure of the sputtering gas around the substrate during film formation. If the partial pressure of the sputtering gas around the substrate varies, the quality of the inorganic alignment film formed on the substrate may be adversely affected.
Also, if a space for providing a shutter is secured between the substrate and the opening of the sputtering apparatus, the distance (T-S distance) between the sputtering apparatus and the film formation surface of the substrate is increased, and the inorganic alignment film is formed. There is a problem that productivity of the product is reduced.
そこで、この発明は、成膜室とスパッタ装置との間にシャッターを設けることなく、無機配向膜の膜質に悪影響を及ぼす箇所にスパッタ粒子が付着することを防止して、無機配向膜の膜質を向上させ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。 Therefore, the present invention prevents the sputtered particles from adhering to places that adversely affect the film quality of the inorganic alignment film without providing a shutter between the film formation chamber and the sputtering apparatus, and improves the film quality of the inorganic alignment film. An apparatus for manufacturing a liquid crystal device that can be improved is provided.
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、該成膜室内にて前記基板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、前記基板を保持して搬送する搬送トレイと、を備え、前記搬送トレイの前記基板を保持する面とは反対側の裏面に、前記スパッタ装置から放出されたスパッタ粒子を捕捉する捕捉部材が設けられていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a liquid crystal device manufacturing apparatus of the present invention includes a liquid crystal layer sandwiched between a pair of opposing substrates, and an inorganic alignment film is formed on the inner surface side of at least one of the substrates. An apparatus for manufacturing a liquid crystal device comprising: a deposition chamber; a sputtering apparatus for forming an inorganic alignment film by depositing an alignment film material on the substrate by a sputtering method in the deposition chamber; and holding the substrate A capture tray for capturing the sputtered particles emitted from the sputtering apparatus on the back surface opposite to the surface holding the substrate of the transport tray. And
このように構成することで、スパッタ装置から放出されたスパッタ粒子が搬送トレイの裏面側に回りこんだとしても、捕捉部材によってスパッタ粒子を捕捉することができる。これにより、搬送トレイの裏面にスパッタ粒子が付着してスパッタ膜が形成されることが防止され、基板搬送時に搬送トレイの裏面のスパッタ膜が剥離してパーティクルが発生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、シャッターを設けることなく、無機配向膜の膜質に悪影響を及ぼす搬送トレイの裏面へスパッタ粒子の付着を防止して、無機配向膜の膜質を向上させることができる。また、基板への成膜開始前にプレスパッタを行うことが可能となり、無機配向膜の膜質を向上させることができる。
また、シャッターを設ける場合と比較して、パーティクルの発生を減少させ、成膜時の基板の周辺のスパッタガスの分圧を均一にして無機配向膜の膜質を向上させることができる。また、シャッターを設ける場合と比較して、スパッタ装置と基板の成膜面との間の距離を短くして、基板に無機配向膜を形成する工程の生産性を向上させることができる。
With this configuration, even if sputtered particles emitted from the sputtering apparatus sneak to the back side of the transport tray, the sputtered particles can be captured by the capturing member. Thereby, it is possible to prevent the sputtered particles from adhering to the back surface of the transport tray to form a sputtered film, and it is possible to prevent the sputtered film on the back surface of the transported tray from being peeled off when the substrate is transported.
Therefore, according to the apparatus for manufacturing a liquid crystal device of the present invention, the film quality of the inorganic alignment film is improved by preventing the adhesion of sputtered particles to the back surface of the transport tray that adversely affects the film quality of the inorganic alignment film without providing a shutter. Can be made. Further, it becomes possible to perform pre-sputtering before starting the film formation on the substrate, and the film quality of the inorganic alignment film can be improved.
Further, compared with the case where a shutter is provided, the generation of particles can be reduced, and the partial pressure of the sputtering gas around the substrate during film formation can be made uniform, thereby improving the film quality of the inorganic alignment film. Further, as compared with the case where a shutter is provided, the distance between the sputtering apparatus and the film formation surface of the substrate can be shortened, and the productivity of the step of forming the inorganic alignment film on the substrate can be improved.
また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記成膜室には、前記成膜室内にスパッタガスを流通させるガス供給手段が設けられ、前記捕捉部材は、前記スパッタガスの流通方向に板面が沿うように立設された複数のフィン状の部材であることを特徴とする。 In the liquid crystal device manufacturing apparatus of the present invention, the film formation chamber is provided with gas supply means for circulating a sputtering gas in the film formation chamber, and the capturing member is a plate surface in the flow direction of the sputtering gas. Is a plurality of fin-like members erected so as to follow.
このように構成することで、成膜室内のスパッタガスの流通が捕捉部材によって妨げられることを防止して、良好な無機配向膜を形成することができる。また、捕捉部材の表面積を増大させて、より効果的にスパッタ粒子を捕捉することが可能となる。したがって、より確実にパーティクルの発生を防止して、無機配向膜の膜質をより向上させることができる。 With this configuration, it is possible to prevent the sputtering gas from flowing in the film formation chamber from being hindered by the capturing member, and to form a favorable inorganic alignment film. Moreover, it becomes possible to increase the surface area of the capturing member and capture the sputtered particles more effectively. Therefore, generation of particles can be prevented more reliably, and the film quality of the inorganic alignment film can be further improved.
また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記捕捉部材の配置間隔が、前記スパッタ粒子の平均自由行程以下であることを特徴とする。また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記捕捉部材の前記スパッタガスの流通方向の長さが、前記スパッタ粒子の平均自由行程以上であることを特徴とする。また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記捕捉部材の高さが前記スパッタ粒子の平均自由行程以上であることを特徴とする。 In the liquid crystal device manufacturing apparatus according to the present invention, an interval between the capturing members is equal to or less than an average free path of the sputtered particles. In the liquid crystal device manufacturing apparatus according to the present invention, the length of the capture member in the flow direction of the sputtering gas is equal to or greater than the mean free path of the sputtered particles. In the liquid crystal device manufacturing apparatus of the present invention, the height of the capturing member is equal to or greater than the mean free path of the sputtered particles.
このように構成することで、搬送トレイの裏面側に回り込んだスパッタ粒子をより確実に捕捉部材に付着させ、より効果的に捕捉することができる。したがって、より確実にパーティクルの発生を防止して、無機配向膜の膜質をより向上させることができる。 By comprising in this way, the sputter particle | grains which went around to the back surface side of a conveyance tray can be more reliably made to adhere to a capture member, and can be captured more effectively. Therefore, generation of particles can be prevented more reliably, and the film quality of the inorganic alignment film can be further improved.
また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記捕捉部材は、前記搬送トレイの前記基板の搬送方向の前方側の端部及び後方側の端部の少なくともいずれか一方に設けられていることを特徴とする。 In the liquid crystal device manufacturing apparatus of the present invention, the capturing member is provided at at least one of a front end and a rear end of the transport tray in the transport direction of the substrate. Features.
このように構成することで、プレスパッタ等、基板の成膜面に成膜を行う前にスパッタ装置によりスパッタ粒子を放出させた場合であっても、搬送トレイの裏面側に回り込んだスパッタ粒子が、搬送トレイの裏面に付着することを防止できる。
すなわち、基板への成膜時には、スパッタ装置からスパッタ粒子を放出させた状態で、基板を搬送トレイにより搬送方向後方側から前方側へ移動させていく。すると搬送トレイは、搬送方向の前方側の端部からスパッタ粒子が放出されている領域に進入する。このとき、搬送トレイの裏面の搬送方向の前方側の端部に捕捉部材が設けられていると、搬送トレイの前方側の端部から搬送トレイの裏面側に回り込んだスパッタ粒子が、その捕捉部材によって捕捉され、それよりも基板の搬送方向の後方側に回り込むことが防止される。したがって、搬送トレイの基板搬送方向の前方側の端部に捕捉部材が設けられている場合には、その捕捉部材よりも基板の搬送方向の後方側の搬送トレイの裏面にスパッタ膜が形成されることが防止される。
搬送トレイによって基板をさらに搬送方向の前方に移動させていくと、やがて搬送トレイの基板の搬送方向の後方側の端部が、スパッタ粒子が放出されている領域に進入する。このとき、搬送トレイの基板搬送方向の後方側の端部に捕捉部材が設けられていると、搬送方向の後方側の端部から搬送トレイの裏面側に回りこんだスパッタ粒子が、その捕捉部材によって捕捉され、それよりも基板の搬送方向の前方側に回りこむことが防止される。したがって、搬送トレイの基板搬送方向の後方側の端部に捕捉部材が設けられている場合には、その捕捉部材よりも基板の搬送方向の前方側の搬送トレイの裏面にスパッタ膜が形成されることが防止される。
With this configuration, even if the sputtered particles are released by the sputtering apparatus before film formation on the film formation surface of the substrate, such as pre-sputtering, the sputtered particles that have come around to the back side of the transport tray However, it can prevent adhering to the back surface of a conveyance tray.
That is, at the time of film formation on the substrate, the substrate is moved from the rear side in the transport direction to the front side by the transport tray while the sputter particles are released from the sputtering apparatus. Then, the transport tray enters the region where the sputtered particles are released from the front end in the transport direction. At this time, if a capturing member is provided at the front end in the transport direction on the back surface of the transport tray, the sputtered particles that have come from the front end of the transport tray to the back side of the transport tray are captured. It is captured by the member and is prevented from going around to the rear side in the substrate transport direction. Therefore, when the capture member is provided at the front end of the transport tray in the substrate transport direction, a sputtered film is formed on the back surface of the transport tray on the rear side in the substrate transport direction from the capture member. It is prevented.
When the substrate is further moved forward in the transport direction by the transport tray, the end of the transport tray on the rear side in the transport direction of the substrate eventually enters the region where the sputter particles are released. At this time, if a capture member is provided at the rear end of the transport tray in the substrate transport direction, the sputtered particles that have come around from the rear end of the transport direction to the back side of the transport tray are captured by the capture member. And is prevented from turning around to the front side in the substrate transport direction. Therefore, when the capture member is provided at the rear end of the transport tray in the substrate transport direction, a sputtered film is formed on the back surface of the transport tray on the front side in the substrate transport direction with respect to the capture member. It is prevented.
また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記捕捉部材は、前記搬送トレイの前記スパッタガスの流通方向の上流側の端部及び下流側の端部の少なくともいずれか一方に設けられていることを特徴とする。 In the liquid crystal device manufacturing apparatus of the present invention, the capturing member is provided at at least one of an upstream end and a downstream end of the transport tray in the flow direction of the sputtering gas. It is characterized by.
このように構成することで、プレスパッタ等、基板の成膜面に成膜を行う前にスパッタ装置によりスパッタ粒子を放出させた場合であっても、搬送トレイの裏面側に回り込んだスパッタ粒子が、搬送トレイの裏面に付着することを防止できる。
すなわち、基板への成膜時には、スパッタ装置からスパッタ粒子を放出させた状態で、基板を搬送トレイにより搬送方向後方側から前方側へ移動させていく。すると搬送トレイは、搬送方向の前方側の端部からスパッタ粒子が放出されている領域に進入する。また、スパッタガスは、成膜室内を基板の搬送方向に沿って流通し、基板の成膜面上と搬送トレイの裏面上を流通している。
このとき、搬送トレイの裏面のスパッタガスの流通方向の上流側の端部に捕捉部材が設けられていると、搬送トレイのスパッタガスの流通方向の上流側の端部から搬送トレイの裏面側に回り込んだスパッタ粒子が捕捉部材によって捕捉され、それよりもスパッタガスの流通方向の下流側に回り込むことが防止される。したがって、搬送トレイのスパッタガスの流通方向の上流側の端部に捕捉部材が設けられている場合には、その捕捉部材よりもスパッタガスの流通方向の下流側の搬送トレイの裏面にスパッタ膜が形成されることが防止される。
また、搬送トレイのスパッタガスの流通方向下流側の端部では、スパッタガスに乱流が発生する場合がある。このとき、搬送トレイの裏面のスパッタガスの流通方向の下流側の端部に捕捉部材が設けられていると、スパッタガスの乱流によってスパッタガスの流通方向下流側から搬送トレイの裏面側に回りこんだスパッタ粒子が捕捉部材によって捕捉され、それよりもスパッタガスの流通方向の上流側に回り込むことが防止される。したがって、搬送トレイのスパッタガスの流通方向の下流側の端部に捕捉部材が設けられている場合には、その捕捉部材よりもスパッタガスの流通方向の上流側の搬送トレイの裏面にスパッタ膜が形成されることが防止される。
With this configuration, even if the sputtered particles are released by the sputtering apparatus before film formation on the film formation surface of the substrate, such as pre-sputtering, the sputtered particles that have come around to the back side of the transport tray However, it can prevent adhering to the back surface of a conveyance tray.
That is, at the time of film formation on the substrate, the substrate is moved from the rear side in the transport direction to the front side by the transport tray while the sputter particles are released from the sputtering apparatus. Then, the transport tray enters the region where the sputtered particles are released from the front end in the transport direction. Further, the sputtering gas circulates in the film forming chamber along the substrate transport direction, and circulates on the film forming surface of the substrate and on the back surface of the transport tray.
At this time, if a capture member is provided at the upstream end portion of the rear surface of the transport tray in the flow direction of the sputtering gas, the upstream end portion of the transport tray in the flow direction of the sputter gas flows from the upstream side of the transport tray to the rear surface side of the transport tray. The sputtered particles that have come around are caught by the catching member, and are prevented from going around further downstream in the flow direction of the sputtering gas. Therefore, when the capturing member is provided at the upstream end of the transport direction of the sputter gas in the transport tray, the sputter film is formed on the back surface of the transport tray downstream of the sputter gas in the flow direction of the sputter gas. It is prevented from forming.
In addition, turbulent flow may occur in the sputtering gas at the downstream end of the transport tray in the flow direction of the sputtering gas. At this time, if a capture member is provided at the downstream end of the rear surface of the transport tray in the flow direction of the sputter gas, the turbulent flow of the sputter gas causes the spatter gas to flow from the downstream side in the sputter gas flow direction to the rear surface of the transport tray. The trapped sputter particles are trapped by the trapping member and are prevented from flowing further upstream in the flow direction of the sputter gas. Therefore, when a capture member is provided at the downstream end of the transport direction of the sputtering gas in the transport tray, the sputtered film is formed on the back surface of the transport tray upstream of the capture member in the flow direction of the sputter gas. It is prevented from forming.
また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記捕捉部材の前記スパッタ粒子を捕捉する捕捉面には、前記スパッタ粒子が付着して形成されるスパッタ膜の剥離を防止する表面処理が施されていることを特徴とする。 Further, in the liquid crystal device manufacturing apparatus of the present invention, the capturing surface of the capturing member for capturing the sputtered particles is subjected to a surface treatment for preventing the sputtered film formed by adhering the sputtered particles. It is characterized by being.
このように構成することで、捕捉部材からスパッタ膜が剥離してパーティクルが発生することが防止される。したがって、スパッタ装置の異常放電や基板へのパーティクルの付着が防止され無機配向膜の膜質を向上させることができる。 By comprising in this way, it is prevented that a sputtered film peels from a capture member and a particle is generated. Therefore, abnormal discharge of the sputtering apparatus and adhesion of particles to the substrate can be prevented, and the film quality of the inorganic alignment film can be improved.
また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記成膜室の内壁には、前記スパッタ粒子を捕捉する第2の捕捉部材が設けられ、前記第2の捕捉部材は、前記スパッタ装置の前記スパッタ粒子を放出する開口部に対して、前記スパッタ粒子の放出方向に対向するように配置されていることを特徴とする。 In the liquid crystal device manufacturing apparatus of the present invention, a second capturing member that captures the sputtered particles is provided on an inner wall of the film forming chamber, and the second capturing member is the sputter of the sputtering apparatus. It arrange | positions so that the opening part which discharge | releases particle | grains may be opposed to the discharge | release direction of the said sputtered particle.
このように構成することで、成膜室内において、スパッタ装置の開口部のスパッタ粒子の放出方向に、基板や搬送トレイが位置していない場合であっても、スパッタ装置から放出されたスパッタ粒子を第2の捕捉部材によって捕捉することができる。
そのため、基板への成膜前にスパッタ装置からスパッタ粒子を放出させた場合であっても、成膜室の内壁にスパッタ粒子が付着してスパッタ膜が形成されることが防止される。これにより、成膜室の内壁からスパッタ膜が剥離してパーティクルが発生することが防止される。したがって、スパッタ装置の異常放電や基板へのパーティクルの付着が防止され無機配向膜の膜質を向上させることができる。
With this configuration, the sputtered particles released from the sputtering apparatus can be disposed in the film forming chamber even when the substrate or the transport tray is not positioned in the direction in which the sputtered particles are discharged from the opening of the sputtering apparatus. It can be captured by the second capture member.
Therefore, even when the sputtered particles are released from the sputtering apparatus before film formation on the substrate, the sputtered particles are prevented from adhering to the inner wall of the film forming chamber to be formed. As a result, the sputtered film is prevented from peeling off from the inner wall of the film forming chamber and particles are prevented from being generated. Therefore, abnormal discharge of the sputtering apparatus and adhesion of particles to the substrate can be prevented, and the film quality of the inorganic alignment film can be improved.
また、本発明の液晶装置の製造装置は、前記第2の捕捉部材の前記スパッタ粒子を捕捉する捕捉面には、前記スパッタ粒子が付着して形成されるスパッタ膜の剥離を防止する表面処理が施されていることを特徴とする。 In the liquid crystal device manufacturing apparatus of the present invention, the surface of the second capturing member for capturing the sputtered particles may be subjected to a surface treatment for preventing the sputtered film formed by adhering the sputtered particles. It is characterized by being given.
このように構成することで、第2の捕捉部材からスパッタ膜が剥離してパーティクルが発生することが防止される。したがって、スパッタ装置の異常放電や基板へのパーティクルの付着が防止され無機配向膜の膜質を向上させることができる。 By comprising in this way, it is prevented that a sputtered film peels from a 2nd capture member and a particle | grain is generated. Therefore, abnormal discharge of the sputtering apparatus and adhesion of particles to the substrate can be prevented, and the film quality of the inorganic alignment film can be improved.
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、基板の成膜面に平行でX方向に直交する方向をY方向、基板の厚さ方向を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Za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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the technical scope of the present invention is not limited to the following embodiments. In the drawings used for the following description, the scale of each member is appropriately changed in order to make each member a recognizable size. In the following, description will be made using an orthogonal coordinate system in which the transport direction of the substrate is the X direction, the direction parallel to the film formation surface of the substrate and perpendicular to the X direction is the Y direction, and the thickness direction of the substrate is the Z direction. Further, the emission direction of the sputtered particles is Za direction, and the direction perpendicular to the target of the sputtering apparatus is Xa direction.
(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の一実施の形態を示す概略構成図である。図1(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1(a)に示すように、製造装置1は、液晶装置の構成部材となる基板W上にスパッタ法により無機配向膜を成膜する装置である。製造装置1は、基板Wを収容する真空チャンバーである成膜室2と、基板Wの表面に無機材料からなる配向膜をスパッタ法により形成するスパッタ装置3とを備えている。
(Liquid crystal device manufacturing equipment)
FIG. 1A is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a liquid crystal device manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is a side view of the
As shown in FIG. 1A, the manufacturing apparatus 1 is an apparatus that forms an inorganic alignment film on a substrate W, which is a constituent member of a liquid crystal device, by sputtering. The manufacturing apparatus 1 includes a
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の図示下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の接続部を成す装置接続部25が形成されている。
The
The
An
装置接続部25は、成膜室2内部に収容される基板Wの成膜面法線方向(図示Z軸方向)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。
The
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。
The second gas supply means 22 is connected to the side opposite to the
また実際の製造装置では、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が、成膜室2のX軸方向外側に備えられている。ロードロックチャンバーにも、これを独立して真空雰囲気に調整する排気制御装置が接続されている。ロードロックチャンバーと成膜室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。
In an actual manufacturing apparatus, a load lock chamber that enables loading / unloading of the substrate W in a state where the degree of vacuum of the
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。
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。またターゲット5a,5bは図示Y方向に延びる細長い板状のものが用いられており(図2参照)、互いの対向面がほぼ平行になるように設置されている。
The
The
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。
The
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。
A first cooling means 8a for cooling the
A second cooling means 8b for cooling the
第1の冷却手段8aは、図1(b)に示すようにターゲット5aとほぼ同一の平面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と平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と平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。
The 1st cooling means 8a is formed in the substantially same planar dimension as the
また、図1(b)に示すように、平面視矩形状の第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。
Further, as shown in FIG. 1B, a first magnetic field generated by a rectangular frame-shaped permanent magnet, an electromagnet, a magnet combining these, etc. so as to surround the first cooling means 8a having a rectangular shape in plan view.
The cooling means 8a and 8b may be made of a conductive member and electrically connected to the
図2は、図1(a)に示すスパッタ装置3の構成を示す図である。図2(a)はスパッタ装置3を成膜室2側から見た平面図である。図2(b)は図2(a)におけるG−G’線に沿う矢視断面図である。
図1及び図2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(−Za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Y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、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箱形筐体の内部は成膜室2の内部と連通している。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1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。
As shown in FIG. 1, a first gas supply means 21 is connected to a
The argon gas that has flowed into the
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Za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。
In the manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, the argon gas that is the first sputtering gas is circulated to the
Thereby, it is possible to prevent the gas flow from being disturbed at the junction of the oxygen gas and the argon gas, and it is possible to prevent the incident angle of the sputtered
図1(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2(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。
As shown in FIG. 1A, the first magnetic field generating means 16a is disposed on the opposite side of the
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。
Therefore, the first magnetic field generating means 16a and the second magnetic field generating means 16b are arranged to face each other at the outer peripheral portions of the
図1(a)に示すように、成膜室2内には、基板Wをその被処理面(成膜面)が水平(XY面に平行)になるようにして保持する搬送トレイ6が設けられている。
搬送トレイ6の基板Wを保持する面とは反対側の裏面6rには、スパッタ装置3から放出されたスパッタ粒子5pを捕捉する捕捉部材6cが着脱自在に設けられている。捕捉部材6cは、例えばアルミニウム等の金属により形成され、酸素ガスの流通方向(矢印22fの方向)に沿って設けられている。
As shown in FIG. 1A, a
A
スパッタ粒子5pを捕捉する捕捉部材6cの捕捉面6fには、スパッタ粒子5pの付着により形成されるスパッタ膜の剥離を防止する表面処理が施されている。このような表面処理法としては、例えばサンドブラスト等、捕捉面6fを荒らして表面積を大きくするような方法や、捕捉面6fにスパッタ膜の剥離を防止する剥離防止層を形成する方法等を用いることができる。
The capturing
また、搬送トレイ6には、搬送トレイ6を図示略のロードロックチャンバー側からその反対側へ水平に搬送する移動手段6aが接続されている。移動手段6a及び搬送トレイ6による基板Wの搬送方向は、図1においてX軸方向に平行であり、ターゲット5a,5bの長さ方向(Y軸方向)と直交する方向となっている。
また、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。
The
The
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。
The heater 7 is connected to a
On the other hand, the third cooling means 8c is connected to the third refrigerant circulating means 18c via a pipe or the like. Then, the
図3(a)は、スパッタ装置3の開口部3a近傍の拡大断面図である。図3(b)は、図3(a)のA−A’線に沿う搬送トレイ6の矢視平面図である。なお、図1では搬送トレイ6にヒータ7及び冷却手段が設けられている構成について説明したが、これらは搬送トレイの外部に設けられていてもよい。図3では、これらが搬送トレイ6の外部に設けられ、基板Wの成膜面とは反対側の裏面Wrが露出されている場合について説明する。
図3(a)及び図3(b)に示すように、搬送トレイ6の裏面6r側には、基板Wの裏面Wrを露出させる開口部6wが形成されている。搬送トレイ6の裏面6rの開口部6wの周囲には、捕捉部材6cが設けられている。
捕捉部材6cは、基板Wの搬送方向(X方向)及び鉛直方向(Z方向)に捕捉面(板面)6fが沿うように、搬送トレイ6の裏面6rに立設された複数のフィン状の部材である。
FIG. 3A is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the
As shown in FIGS. 3A and 3B, an
The
図3(b)に示すように、捕捉部材6cは、搬送トレイ6の基板Wの搬送方向(X方向)の前方側(+X側)の端部及び後方側(−X側)の端部の双方に設けられている。また、搬送トレイ6の開口部6wの側方(±Y側)に設けられた捕捉部材6cは、+X側の端部から−X側の端部まで連続して形成されている。
また、捕捉部材6cは、矢印22fで示す酸素ガスの流通方向(X方向)に関しては、搬送トレイ6の上流側(+X側)の端部及び下流側(−X側)の端部の双方に設けられている。
As shown in FIG. 3 (b), the capturing
In addition, the capturing
図3(a)に示す捕捉部材6cの高さHは、スパッタ粒子5pの平均自由行程以上となっている。同様に、図3(b)に示す捕捉部材6cのX方向の長さLは、スパッタ粒子5pの平均自由行程以上となっている。一方、捕捉部材6cの配置間隔Sは、スパッタ粒子5pの平均自由行程以下となっている。ここで、スパッタ粒子5pの平均自由行程は、例えば約10mm程度である。また、捕捉部材6cのY方向の厚さTは、強度を確保した上で、できるだけ薄いことが好ましく、例えば約0.1mm〜約3mm程度に形成されている。
The height H of the capturing
図3(a)に示すように、成膜室2の+Z側の内壁には、スパッタ粒子5pを捕捉する第2の捕捉部材2cが着脱自在に設けられている。第2の捕捉部材2cは、搬送トレイ6の裏面6rの捕捉部材6cと同様に、例えばアルミニウム等の金属により形成されている。第2の捕捉部材2cは、スパッタ装置3のスパッタ粒子5pを放出する開口部3aに対して、スパッタ粒子5pの放出方向に対向する領域に配置されている。
As shown in FIG. 3A, a
第2の捕捉部材2cのスパッタ粒子5pを捕捉する捕捉面2fには、捕捉部材6cの捕捉面6fと同様に、スパッタ粒子5pが付着して形成されるスパッタ膜の剥離を防止する表面処理が施されている。
また、スパッタ装置3の開口部3aの近傍には、装置接続部25や成膜室2の内壁にスパッタ粒子5pが付着するのを防止する防着カバー11や、スパッタ粒子5pの放出方向を規制するスリット(不図示)が設けられている。
Similar to the
Further, in the vicinity of the
製造装置1により液晶装置の構成部材である基板W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上に形成するようになっている。
In order to form the inorganic alignment film on the substrate W, which is a constituent member of the liquid crystal device, by the manufacturing apparatus 1, while introducing argon gas from the first gas supply means 21, DC is applied to the
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。
In this embodiment, the case where silicon oxide is formed on the substrate W by reacting silicon as the sputtered
上記構成を備えた製造装置1によれば、搬送トレイ6の裏面6rに捕捉部材6cが設けられているので、スパッタ装置3から放出されたスパッタ粒子5pが搬送トレイ6の裏面6r側に回りこんだとしても、捕捉部材6cによってスパッタ粒子5pを捕捉することができる。これにより、搬送トレイ6の裏面6rや基板Wの裏面Wrにスパッタ粒子5pが付着してスパッタ膜が形成されることが防止される。そのため、基板Wの搬送時に搬送トレイ6の裏面6rのスパッタ膜が剥離してパーティクルが発生することを防止して、無機配向膜の膜質を向上させることができる。また、基板Wの裏面Wrに形成されたスパッタ膜を除去する必要が無くなる。
According to the manufacturing apparatus 1 having the above configuration, since the capturing
また、捕捉部材6cは、成膜室2内を矢印22fに示すように流通する酸素ガスの流通方向に捕捉面6fが沿うように配置されたフィン状に形成されている。そのため、成膜室2内の酸素ガスの流通が捕捉部材6cによって妨げられることが防止され、酸素ガスの濃度や分圧を均一にすることができる。このように、酸素ガスの濃度や分圧を均一にすることで、良好な無機配向膜を形成することができる。
また、捕捉部材6cは、酸素ガスの流通方向と略垂直な方向(Y方向)に複数配置されている。これにより、捕捉部材6cの捕捉面6fの表面積を増大させて、より効果的にスパッタ粒子5pを捕捉することが可能となる。したがって、より確実にパーティクルの発生を防止して、無機配向膜の膜質をより向上させることができる。
The capturing
A plurality of
また、図3(a)に示す捕捉部材6cの高さH及び図3(b)に示す長さLが、スパッタ粒子5pの平均自由行程以上であり、捕捉部材6cの配置間隔Sがスパッタ粒子5pの平均自由行程以下となっている。そのため、搬送トレイ6の裏面6r側に回り込んだスパッタ粒子5pは、一対の捕捉部材6c,6cの捕捉面6f,6fの間を通過する際に、そのほとんどがいずれかの捕捉面6fに付着する。すなわち、スパッタ粒子5pをより確実に捕捉部材6cに付着させ、より効果的に捕捉することができる。したがって、より確実にパーティクルの発生を防止して、無機配向膜の膜質をより向上させることができる。
Further, the height H of the capturing
また、搬送トレイ6の基板Wの搬送方向(X方向)の前方及び後方の端部に捕捉部材6cが設けられているので、プレスパッタ等、基板Wの成膜面に成膜を行う前にスパッタ装置3によりスパッタ粒子5pを放出させた場合であっても、搬送トレイ6の裏面6r側に回り込んだスパッタ粒子5pが、搬送トレイ6の裏面6rや基板Wの裏面Wrに付着することを防止できる。
In addition, since the
すなわち、基板Wへの成膜時には、スパッタ装置3からスパッタ粒子5pを放出させた状態で、基板Wを搬送トレイ6により搬送方向後方側(−X側)から前方側(+X側)へ移動させていく。すると搬送トレイ6は、+X側の端部からスパッタ粒子5pが放出されている領域に進入する。このとき、搬送トレイ6の+X側の端部から搬送トレイ6の裏面6r側に回り込んだスパッタ粒子5pが、搬送トレイ6の裏面6rの+X側の端部に設けられた捕捉部材6cによって捕捉され、それよりも−X側に回り込むことが防止される。したがって、搬送トレイ6の+X側の端部の捕捉部材6cよりも−X側の搬送トレイ6の裏面6rや基板Wの裏面Wrにスパッタ膜が形成されることが防止される。
That is, when the film is formed on the substrate W, the substrate W is moved from the rear side (−X side) in the transport direction to the front side (+ X side) by the
さらに、搬送トレイ6によって基板Wを+X方向に移動させていくと、やがて搬送トレイ6の基板Wの−Xの端部が、スパッタ粒子5pが放出されている領域に進入する。このとき、搬送トレイ6の−X側の端部から搬送トレイ6の裏面6r側に回りこんだスパッタ粒子5pが、搬送トレイ6の−X側の端部に設けられた捕捉部材6cによって捕捉され、それよりも基板Wの+X側に回りこむことが防止される。したがって、搬送トレイ6の−X側の端部の捕捉部材6cよりも+X側の搬送トレイ6の裏面6rや、基板Wの裏面Wrにスパッタ膜が形成されることが防止される。
Further, when the substrate W is moved in the + X direction by the
また、矢印22fで示す酸素ガスの流通方向に関しては、酸素ガスの上流側及び下流側の搬送トレイ6の双方の端部に捕捉部材6cが設けられている。そのため、プレスパッタ等、基板Wの成膜面に成膜を行う前にスパッタ装置3によりスパッタ粒子5pを放出させた場合であっても、酸素ガスの流れにより搬送トレイ6の裏面6r側に回り込んだスパッタ粒子5pが、搬送トレイ6の裏面6rや基板Wの裏面に付着することを防止できる。
In addition, with respect to the oxygen gas flow direction indicated by the
すなわち、基板Wへの成膜時には、スパッタ装置3からスパッタ粒子5pを放出させた状態で、基板Wを搬送トレイ6により搬送方向(X方向)の後方側(−X側)から前方側(+X側)へ移動させていく。すると搬送トレイ6は、+X側の端部からスパッタ粒子5pが放出されている領域に進入する。また、酸素ガスは、矢印22fで示すように、成膜室2内をX方向に沿って流通し、基板Wの成膜面上と搬送トレイ6の裏面6r上を流通している。
That is, during film formation on the substrate W, the
このとき、搬送トレイ6の裏面6rの酸素ガスの流通方向の上流側(+X側)の端部に捕捉部材6cが設けられているので、搬送トレイ6の+X側の端部から、酸素ガスの流れによって搬送トレイ6の裏面6r側に回り込んだスパッタ粒子5pが、捕捉部材6cによって捕捉され、それよりも酸素ガスの流通方向の下流側(−X側)に回り込むことが防止される。したがって、搬送トレイ6の+X側の端部に捕捉部材6cが設けられている場合には、その捕捉部材6cよりもス−X側の搬送トレイ6の裏面6rや基板Wの裏面Wrにスパッタ膜が形成されることが防止される。
At this time, since the capturing
また、搬送トレイ6の−X側の端部では、酸素ガスに乱流が発生する場合がある。このとき、搬送トレイ6の裏面6rの−X側の端部に捕捉部材が設けられていると、酸素ガスの乱流によって−X側から搬送トレイ6の裏面6r側に回りこんだスパッタ粒子5pが捕捉部材6cによって捕捉され、それよりも+X側に回り込むことが防止される。したがって、搬送トレイ6の−X側の端部に設けられた捕捉部材6cよりも+X側の搬送トレイ6の裏面6rや基板Wの裏面Wrにスパッタ膜が形成されることが防止される。
In addition, turbulence may occur in the oxygen gas at the −X side end of the
さらに、捕捉部材6cの捕捉面6fには、スパッタ膜の剥離を防止する表面処理が施されている。これにより、捕捉部材6cからスパッタ膜が剥離してパーティクルが発生することが防止される。したがって、スパッタ装置3のターゲット5a,5bにパーティクルが落下して付着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。また、基板Wの成膜面にパーティクルが付着することが防止され、無機配向膜の膜質を向上させることができる。
Further, the capturing
加えて、成膜室2の内壁のスパッタ粒子5pが放出される領域に第2の捕捉部材2cが設けられている。そのため、成膜室2内において、スパッタ装置3からスパッタ粒子5pが放出される領域に、基板Wや搬送トレイ6が位置していない場合であっても、スパッタ装置3から放出されたスパッタ粒子5pを第2の捕捉部材2cの捕捉面2fによって捕捉することができる。そのため、基板Wへの成膜前にスパッタ装置3からスパッタ粒子5pを放出させた場合であっても、成膜室2の内壁にスパッタ粒子5pが付着してスパッタ膜が形成されることが防止される。これにより、成膜室2の内壁からスパッタ膜が剥離してパーティクルが発生することが防止される。
したがって、スパッタ装置3の異常放電や、基板Wの成膜面へのパーティクルの付着が防止され、無機配向膜の膜質を向上させることができる。また、成膜前にプレスパッタを行ってスパッタ装置3のプラズマを安定させ、成膜条件を安定させてより良好な無機配向膜を形成することができる。
In addition, a
Therefore, abnormal discharge of the
また、第2の捕捉部材2cの捕捉面2fには、スパッタ膜の剥離を防止する表面処理が施されている。これにより、第2の捕捉部材2cからスパッタ膜が剥離してパーティクルが発生することが防止される。したがって、スパッタ装置3のターゲット5a,5bにパーティクルが落下して付着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。また、基板Wの成膜面にパーティクルが付着することが防止され、無機配向膜の膜質を向上させることができる。
Further, the
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、シャッターを設けることなく、無機配向膜の膜質に悪影響を及ぼす搬送トレイ6の裏面6rや基板Wの裏面Wrや成膜室2の内壁へのスパッタ粒子5pの付着を防止して、無機配向膜の膜質を向上させることができる。また、基板Wへの成膜開始前にプレスパッタを行うことが可能となり、無機配向膜の膜質を向上させることができる。また、シャッターを設ける場合と比較して、パーティクルの発生を減少させ、成膜時の基板Wの周辺のスパッタガスの分圧を均一にして無機配向膜の膜質を向上させることができる。また、シャッターを設ける場合と比較して、スパッタ装置3と基板Wの成膜面との間の距離(T−S距離)を短くして、基板Wに無機配向膜を形成する工程の生産性を向上させることができる。
As described above, according to the liquid crystal device manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, the
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。
Further, since the opposed target
[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内に収容し、ロードロックチャンバー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。
[Method of manufacturing liquid crystal device]
Next, a method for manufacturing a liquid crystal device using the manufacturing apparatus 1 (step of forming an inorganic alignment film on the substrate W) will be described.
First, as the substrate W, a substrate on which predetermined components such as switching elements and electrodes are formed is prepared as a substrate for a liquid crystal device. Next, the substrate W is accommodated in a load lock chamber provided in the
続いて、基板Wを成膜室2内に搬送し、搬送トレイ6にセットする。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。
Subsequently, the substrate W is transferred into the
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。
Next, argon gas is introduced from the first gas supply means 21 into the
その後、このような成膜条件のもとで、移動手段6a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。このとき、基板Wへの成膜前にスパッタ装置3のプラズマを安定させるプレスパッタを行ってもよい。成膜を開始すると、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。
Thereafter, the substrate W is moved at a predetermined speed in the X direction in FIG. 1 by the moving means 6a under such film forming conditions, and sputtering by the
スパッタ粒子5pは、装置接続部25に臨む基板Wの成膜面に対してのみ選択的に入射、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。
The sputtered
このように、製造装置1により基板W上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。 As described above, the inorganic alignment film formed on the substrate W by the manufacturing apparatus 1 is an inorganic alignment film having a columnar structure inclined at a desired angle, and the liquid crystal device including the alignment film has such an inorganic alignment film. As a result, the pretilt angle of the liquid crystal can be controlled well.
また、シャッターの代わりに捕捉部材6c及び第2の捕捉部材2cを設けることにより、パーティクルを発生させることなくプレスパッタを行うことができ、安定した成膜条件で基板Wへの成膜を行うことが可能となり、より良好な膜質の無機配向膜を成膜することができる。
Further, by providing the
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。 If the inorganic alignment film is formed on the substrate W through the above steps, a liquid crystal device can be manufactured by pasting together another separately manufactured substrate through a sealing material and enclosing a liquid crystal between the substrates. In the method for manufacturing a liquid crystal device according to the present invention, a known manufacturing method can be applied to a manufacturing process other than the process of forming the inorganic alignment film.
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、捕捉部材は、搬送トレイの基板の搬送方向の前方側の端部のみか、または後方側の端部のみに設けられていてもよい。また、捕捉部材は、搬送トレイの酸素ガスの流通方向の上流側の端部のみか、または下流側の端部のみに設けられていてもよい。
また、成膜時の基板の搬送方向及びガスの流通方向は上述の実施形態に限定されず、例えば上述の実施形態と逆向きであってもよく、双方が同じ向きであってもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the capturing member may be provided only at the front end in the transport direction of the substrate of the transport tray or only at the rear end. Further, the capturing member may be provided only at the upstream end of the transport tray in the oxygen gas flow direction or only at the downstream end.
Further, the substrate transport direction and the gas flow direction during film formation are not limited to the above-described embodiment, and may be, for example, opposite to the above-described embodiment, or both may be in the same direction.
1 製造装置、2 成膜室、2c 第2の捕捉部材、2f 捕捉面、3 スパッタ装置、3a 開口部、5p スパッタ粒子、6 搬送トレイ、6c 捕捉部材、6r 裏面、6f 捕捉面(板面)、22 ガス供給手段、H 高さ、L 長さ、S 間隔(配置間隔)、W 基板、X 搬送方向(流通方向)、Za 放出方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Manufacturing apparatus, 2 Film formation chamber, 2c 2nd capture member, 2f Capture surface, 3 Sputter apparatus, 3a Opening part, 5p Sputter particle, 6 Conveying tray, 6c Capture member, 6r Back surface, 6f Capture surface (plate surface) 22 Gas supply means, H height, L length, S interval (arrangement interval), W substrate, X transport direction (distribution direction), Za discharge direction
Claims (10)
成膜室と、該成膜室内にて前記基板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、前記基板を保持して搬送する搬送トレイと、を備え、
前記搬送トレイの前記基板を保持する面とは反対側の裏面に、前記スパッタ装置から放出されたスパッタ粒子を捕捉する捕捉部材が設けられていることを特徴とする液晶装置の製造装置。 An apparatus for manufacturing a liquid crystal device comprising a liquid crystal layer sandwiched between a pair of opposing substrates, wherein an inorganic alignment film is formed on the inner surface side of at least one of the substrates,
A film forming chamber, a sputtering apparatus for forming an inorganic alignment film by forming an alignment film material on the substrate by sputtering in the film forming chamber, and a transport tray for holding and transporting the substrate,
An apparatus for manufacturing a liquid crystal device, wherein a capture member that captures sputtered particles emitted from the sputtering apparatus is provided on a back surface of the transport tray opposite to a surface that holds the substrate.
前記捕捉部材は、前記スパッタガスの流通方向に板面が沿うように立設された複数のフィン状の部材であ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。 The film formation chamber is provided with a gas supply means for circulating a sputtering gas in the film formation chamber,
The liquid crystal device manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the capturing member is a plurality of fin-like members erected so that a plate surface extends along a flow direction of the sputtering gas.
前記第2の捕捉部材は、前記スパッタ装置の前記スパッタ粒子を放出する開口部に対して、前記スパッタ粒子の放出方向に対向するように配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の液晶装置の製造装置。 The inner wall of the film forming chamber is provided with a second capturing member that captures the sputtered particles,
The second capturing member is disposed so as to be opposed to the sputter particle emission direction of the sputter particle emission opening of the sputter device. 9. The apparatus for manufacturing a liquid crystal device according to claim 8.
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