成膜方法及び電気光学装置の製造方法
【課題】物理蒸着法による薄膜の形成時において、処理室内に堆積する膜のクラックの発生を防止し生産性を向上させることが可能な成膜方法及び電気光学装置の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明は、物理蒸着法により処理室内において被蒸着物上に薄膜を形成する成膜方法において、内部応力が引張応力及び圧縮応力のうちのいずれか一方を示す第１の膜を形成する第１の成膜工程と、内部応力が、引張応力及び圧縮応力のうちの前記第１の膜が示す方とは異なる方を示す第２の膜を形成する第２の成膜工程と、を同一の前記処理室内において交互に実施することを特徴とする。
【解決手段】本発明は、物理蒸着法により処理室内において被蒸着物上に薄膜を形成する成膜方法において、内部応力が引張応力及び圧縮応力のうちのいずれか一方を示す第１の膜を形成する第１の成膜工程と、内部応力が、引張応力及び圧縮応力のうちの前記第１の膜が示す方とは異なる方を示す第２の膜を形成する第２の成膜工程と、を同一の前記処理室内において交互に実施することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理室内において物理蒸着法により薄膜を形成する成膜方法及び電気光学装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電気光学装置を構成する部材や光学部材等に薄膜を形成する方法として物理蒸着法が知られている。物理蒸着法は、物理気相成長法又はＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法とも称され、減圧された処理室中において蒸着材料を蒸発させ、被蒸着物上に蒸気を付着させることにより薄膜を形成する方法である。物理蒸着法としては、例えば真空蒸着法、イオンビーム蒸着法又はスパッタ法等が知られている。
【０００３】
物理蒸着法では、被蒸着物以外に処理室内の蒸着材料の蒸気が付着する箇所にも薄膜が形成されてしまう。このような、本来必要の無い箇所に形成されてしまう膜の除去を容易とするために、一般に物理蒸着を行う処理室内には、処理室の内壁面や処理室内の可動部等を覆い、かつ着脱可能に配設された防着板が設けられる。
【０００４】
この防着板上に堆積する膜は、防着板から剥がれることにより、処理室内を汚染する異物（パーティクル、フレークとも称する）となり成膜の不良を引き起こす原因となる。そこで、防着板上に堆積する膜の剥離を防止するために、例えば特開２００１−２４７９５７号公報に開示されているように、所定の表面粗さを有する溶射膜を防着板上に形成する技術が知られている。
【特許文献１】特開２００１−２４７９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、防着板上に溶射膜を形成し防着板と膜との密着性を向上させたとしても、防着板上に堆積する膜の膜厚が増大すれば、膜が有する内部応力によって膜にクラック（割れ）が発生するため、やはり異物が発生してしまう。
【０００６】
この問題に対し、防着板上に堆積した膜の膜厚が、内部応力によってクラックが生じる膜厚に達する前に、定期的に防着板上に堆積した膜を除去する作業を行うことによって異物の発生を防止する方法が考えられる。しかし、この方法では、定期的に防着板を処理室内から取り出す作業を行うたびに処理室内を大気開放しなければならず、生産性が低下してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、物理蒸着法による薄膜の形成時において、処理室内に堆積する膜のクラックの発生を防止し生産性を向上させることが可能な成膜方法及び電気光学装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る成膜方法は、物理蒸着法により処理室内において被蒸着物上に薄膜を形成する成膜方法であって、内部応力が引張応力及び圧縮応力のうちのいずれか一方を示す第１の膜を形成する第１の成膜工程と、内部応力が、引張応力及び圧縮応力のうちの前記第１の膜が示す方とは異なる方を示す第２の膜を形成する第２の成膜工程と、を有し、前記第１の成膜工程と前記第２の成膜工程とを、同一の前記処理室内において交互に実施することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る電気光学装置の製造方法は、物理蒸着法により処理室内において基板上に薄膜を形成する電気光学装置の製造方法であって、内部応力が引張応力及び圧縮応力のうちのいずれか一方を示す第１の膜を形成する第１の成膜工程と、内部応力が、引張応力及び圧縮応力のうちの前記第１の膜が示す方とは異なる方を示す第２の膜を形成する第２の成膜工程と、を有し、前記第１の成膜工程と前記第２の成膜工程とを、同一の前記処理室内において交互に実施することを特徴とする。
【００１０】
本発明のこのような構成によれば、処理室内に、それぞれの内部応力を緩和する第１の膜及び第２の膜が交互に形成されることにより、処理室内に堆積される膜の内部応力を従来より大幅に低下させることができ、クラックの発生を防止することができる。
【００１１】
また、処理室内に堆積される膜が従来よりもより厚くなるまでクラックの発生を防止することができることから、処理室を大気開放して堆積した膜を除去する作業を実施する周期を従来よりも長くすることができ、生産性を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明は、前記第２の成膜工程において形成される前記第２の膜の膜厚は、直前の前記第１の成膜工程において形成された前記第１の膜の膜厚に基づいて決定されることが好ましい。
【００１３】
本発明のこのような構成によれば、第１の膜の内部応力を、第２の膜の内部応力によってより効果的に緩和することができ、生産性をより向上させることが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、前記第１の成膜工程は、前記被蒸着物が前記処理室内に配置された状態において実施され、前記第２の成膜工程は、前記被蒸着物が前記処理室内から搬出された状態において実施されることが好ましい。
【００１５】
本発明のこのような構成によれば、いわゆるダミー成膜を実施することにより、単一の材料からなる膜のみを成膜する成膜装置にも本発明を適用することが可能となる。
【００１６】
また、本発明は、前記第１の膜は、液晶を配向規制するための無機配向膜であることが好ましい。
【００１７】
本発明のこのような構成によれば、無機配向膜の形成工程における異物の発生に起因する不良の発生を防止することができ、かつ電気光学装置の生産性を向上させることが可能となる。
【００１８】
また、本発明は、前記無機配向膜は、二酸化珪素からなり、かつ前記第２の膜は酸化アルミニウムからなることが好ましい。
【００１９】
また、本発明は、前記処理室内に防着板が配設されており、該防着板上には酸化アルミニウムを溶射することにより形成された溶射膜が形成されていることが好ましい。
【００２０】
本発明のこのような構成によれば、成膜装置内の汚染を防止することができ、電気光学装置の不良発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下に説明する実施形態は、一例として本発明を電気光学装置用の基板の無機配向膜を蒸着により形成する方法に適用したものである。
【００２２】
なお、以下の説明に用いた各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
【００２３】
図１は、ＴＦＴアレイ基板を、その上に構成された各構成要素と共に対向基板の側から見た電気光学装置の平面図である。図２は、図１のＨ−Ｈ’断面図である。図３は、電気光学装置の製造方法を示すフローチャートである。図４は、蒸着装置の概略的構成を説明する図である。図５は、第２の成膜工程における蒸着装置の状態を説明する図である。図６は、無機配向膜形成工程を実施する際の蒸着装置の動作を示すフローチャートである。図７は、防着板上に堆積された膜の構成を説明する図である。
【００２４】
まず、電気光学装置１００の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここで、図１はＴＦＴアレイ基板を、その上に構成された各構成要素と共に対向基板の側から見た電気光学装置の平面図である。図２は、図１のＨ−Ｈ’断面図である。本実施形態では、一例として電気光学装置１００に駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の透過型液晶表示装置を適用する。
【００２５】
電気光学装置１００は、ガラス又は石英等からなるＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０を挟持してなり、液晶層５０の配向状態を変化させることにより、画像表示領域１０ａに対向基板２０側から入射する光を変調しＴＦＴアレイ基板１０側から出射することで、画像表示領域１０ａにおいて画像を表示するものである。
【００２６】
図１及び図２において、本実施形態に係る電気光学装置１００では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には液晶層５０が封入されている。また、シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔を所定値とするためのグラスファイバあるいはガラスビーズ等のギャップ材が散らばって配設されている。
【００２７】
シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。なお、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
【００２８】
また、本実施形態においては、前記の画像表示領域１０ａの周辺に位置する非表示領域が存在する。非表示領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び実装端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に露出して設けられた実装端子１０２にフレキシブルプリント基板等を接続することにより、電気光学装置１００と例えば電子機器の制御装置等の外部との電気的接続が行われる。
【００２９】
また、走査線駆動回路１０４は、データ線駆動回路１０１及び実装端子１０２が設けられたＴＦＴアレイ基板１０の一辺に隣接する２辺に沿い、かつ額縁遮光膜５３に覆われるように設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺、すなわちデータ線駆動回路１０１及び実装端子１０２が設けられたＴＦＴアレイ基板１０の一辺に対向する辺に沿って設けられ、額縁遮光膜５３に覆われるように設けられた複数の配線１０５によって、二つの走査線駆動回路１０４は互いに電気的に接続されている。
【００３０】
また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも一箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との電気的接続を行う上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらの上下導通材１０６に対応する領域において上下導通端子が設けられている。上下導通材１０６と上下導通端子を介して、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な接続が行われる。
【００３１】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、無機配向膜１６が形成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２１の他、格子状又はストライプ状の遮光膜２３、更には最上層部分に無機配向膜２２が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０のそれぞれ液晶層５０と接する面に形成された無機配向膜１６及び２２は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）によって構成された薄膜である。
【００３２】
本実施形態において、無機配向膜１６及び２２は、詳しくは後述するが、それぞれＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の基板表面に対して所定の角度をもって二酸化珪素を蒸着することによって形成されるものである。液晶層５０は、例えば一種又は数種類の液晶を混合したものであり、一対の無機配向膜１６及び２２の間で、所定の配向状態をとる。なお、無機配向膜は、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０のいずれか一方のみに形成される形態であってもよい。
【００３３】
また、対向基板２０の入射光が入射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、例えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード、Ｄ−ＳＴＮ（ダブル−ＳＴＮ）モード、ＶＡ（垂直配向）モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
【００３４】
上述した構成を有する電気光学装置１００においては、液晶分子を配向規制するための配向膜を、無機材料である二酸化珪素により構成している。無機材料によって構成される無機配向膜は、例えばポリイミド等の有機材料によって構成される配向膜に対して耐光性や耐熱性に優れるため、経年劣化がなく表示品位が低下することのない電気光学装置を実現できる。
【００３５】
次に、図３から図７を参照して、上述した電気光学装置の製造方法について、具体的には、電気光学装置１００の無機配向膜１６及び２２を形成する成膜方法について主に説明する。なお、無機配向膜１６及び２２を形成する工程を除く電気光学装置の製造方法については、周知であるため、その説明は省略するか、簡単に説明する。
【００３６】
まず、ステップＳ１１において、ＴＦＴアレイ基板１０上に、例えばＣＶＤ法やスパッタリング等による成膜、フォトグラフィ等によるパターニング、熱処理などによって、データ線や走査線、ＴＦＴ等を形成し、さらにその最上層に、ＩＴＯからなる画素電極９ａを形成する。
【００３７】
次に、ステップＳ１２において、無機配向膜形成工程によって、詳しくは後述する真空蒸着法を用い、画素電極９ａ上に二酸化珪素からなる無機配向膜１６を形成する。
【００３８】
次に、ステップＳ１３において、洗浄工程において、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成された無機配向膜１６の表面を洗浄する。
【００３９】
一方、ステップＳ２１において、対向基板２０に、例えばＣＶＤ法やスパッタリング等による成膜、フォトグラフィ等によるパターニング等によって、遮光膜２３及び対向電極２１を形成する。
【００４０】
次に、ステップＳ２２及びステップＳ２３において、対向基板２０に対して、上述したステップＳ１２及びステップＳ１３と同様の工程を実施する。すなわち、対向電極２１上に、真空蒸着法により二酸化珪素からなる無機配向膜２２を形成する。そして次に無機配向膜２２の表面を洗浄する。
【００４１】
そして、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の前工程が終了した後、ステップＳ３１の貼り合せ工程において、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを枠状のシール材５２を介して、所定にアライメントした状態で貼り合わせる。このとき、シール材５２には一部を切り欠いた開口部である注入口が形成される。
【００４２】
続いて、ステップＳ３２の液晶注入工程において、シール材５２を介して貼り合わされたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とで形成された領域に注入口から液晶５０を注入し封止する。
【００４３】
なお、本実施形態では、液晶注入方式により液晶５０を注入しているが、液晶滴下方式によりＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の間に液晶５０を介在させる方法であってもよい。液晶滴下方式は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０を貼り合わせる前に、一方の基板上に液晶５０を滴下し、シール材５２を介してＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０を貼り合わせることで液晶を封止するものであるので、この場合、ステップＳ３１（貼り合わせ工程）とステップＳ３２（液晶注入工程）とは逆となる。
【００４４】
以上により、本実施形態の電気光学装置１００が完成する。
【００４５】
以下に、上述した電気光学装置１００の製造工程における、ステップＳ１２及びステップＳ２２の無機配向膜形成工程について、詳細に説明する。無機配向膜１６及び２２は、図４に示す蒸着装置２００を用いて形成される。
【００４６】
蒸着装置２００は、いわゆる真空蒸着法を用いて二酸化珪素を被蒸着物であるＴＦＴアレイ基板１０又は対向基板２０上に蒸着する装置である。
【００４７】
蒸着装置２００は、演算装置、記憶装置及び入出力装置等からなる制御装置２０９と、内部を気密に保つことが可能な処理室２０１とを具備し、該処理室２０１内に、防着板２０２と、第１の蒸着源２１０と、第２の蒸着源２２０とが配設されて構成されている。
【００４８】
また、蒸着装置２００は、処理室２０１の内部に連結された真空ポンプ２０４を有し、該真空ポンプ２０４により処理室２０１内の気体を排出することにより、処理室２０１内を真空（減圧状態）に保つことが可能に構成されている。
【００４９】
制御装置２０９は、蒸着装置２００の動作を制御する装置であり、後述する各構成の動作を有線又は無線による通信手段を介して制御する。
【００５０】
防着板２０２は、処理室２０１の内壁面を覆うように配設された金属、樹脂、セラミック等からなる板状の部材であり、処理室２０１内に着脱自在に配設されている。本実施形態の防着板２０２はステンレス鋼板製であって、表面に酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）からなる溶射膜が形成されている。
【００５１】
なお、防着板２０２の表面は、溶射膜が形成されない形態であってもよいし、他の材料からなる溶射膜により被覆される形態であってもよいし、またその他の表面処理が施される形態であってもよい。
【００５２】
第１の蒸着源２１０は、二酸化珪素からなる第１の膜を蒸着するための第１の蒸着材料２１１を収容するるつぼ２１２と、第１の蒸着材料２１１を加熱するための電子銃２１３と、るつぼ２１２を開閉するためのシャッタ２１４とを具備して構成されている。第１の蒸着源２１０は、真空中において電子銃２１３が発生する電子ビームを第１の蒸着材料２１１に照射することにより、第１の蒸着材料２１１を加熱して蒸発させ、第１の蒸着材料２１１の蒸気を生成する装置である。
【００５３】
なお、一般に物理蒸着法により成膜された二酸化珪素からなる第１の膜は、内部応力として圧縮応力を示すものである。
【００５４】
また、第２の蒸着源２２０は、酸化アルミニウムからなる第２の膜を蒸着するための第２の蒸着材料２２１を収容するるつぼ２２２と、第２の蒸着材料２２１を加熱するための電子銃２２３と、るつぼ２２２を開閉するためのシャッタ２２４とを具備して構成されている。第２の蒸着源２２０は、真空中において電子銃２２３が発生する電子ビームを第２の蒸着材料２２１に照射することにより、第２の蒸着材料２２１を加熱して蒸発させ、第２の蒸着材料２２１の蒸気を生成する装置である。
【００５５】
なお、一般に物理蒸着法により成膜された酸化アルミニウムからなる第２の膜は、内部応力として引張応力を示すものである。
【００５６】
真空蒸着法を実施するための蒸着装置は公知の技術であるため、蒸着装置２００の構成の詳細については説明を省略するが、蒸着装置２００には、処理室内に酸素等の所定の気体を供給する装置、被蒸着物であるＴＦＴアレイ基板１０又は対向基板２０を処理室内において保持する基板保持装置、及び処理室２０１内を真空に保ったままＴＦＴアレイ基板１０又は対向基板２０を処理室２０１に搬入又は処理室２０１から搬出する基板搬送装置が配設されている。また、図示しないが、処理室２０１内には、蒸着膜の膜厚を計測する膜厚計や、るつぼ２１２及び２２２に第１の蒸着材料２１１及び第２の蒸着材料２２１を供給する装置も配設されている。
【００５７】
上述した構成を有する蒸着装置２００の動作は、制御装置２０９により制御される。
【００５８】
次に、蒸着装置２００を用いて実施される、本実施形態の成膜方法及び電気光学装置の製造方法である無機配向膜形成工程について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００５９】
まず、ステップＳ５１において、制御装置２０９の内部変数である第１のカウンタ値ｎ及び第２のカウンタ値ｍをリセットし、それぞれの値を０とする。なお、この状態において、防着板２０２の表面は、酸化アルミニウムからなる溶射膜が露出している状態とする。
【００６０】
次に、ステップＳ５２において、真空ポンプ２０４を作動させて処理室２０１内を所定の真空度まで減圧し、真空状態とする。
【００６１】
次に、ステップＳ５３において、処理室２０１内の真空度を保持したまま、基板搬送装置を用いて被蒸着物である一つ又は複数のＴＦＴアレイ基板１０を処理室２０１内に搬入する。搬入されたＴＦＴアレイ基板１０は、該ＴＦＴアレイ基板１０の法線が、第１の蒸着材料２１１に対して所定の角度θｐをなすように基板保持装置により保持される。
【００６２】
次に、ステップＳ５４において、図４に示すように、第１の蒸着源２１０のシャッタ２１４を開放位置に移動させ、かつ第２の蒸着源２２０のシャッタ２２４を閉塞位置に移動させた状態として、第１の蒸着材料２１１の蒸気をＴＦＴアレイ基板１０に到達させて第１の膜を所定の膜厚で形成する第１の成膜工程を実施する。本実施形態における、第１の膜は二酸化珪素により構成される。
【００６３】
すなわち、ステップＳ５４において、ＴＦＴアレイ基板１０上に対して所定の角度から蒸着を行う、いわゆる斜方蒸着法により二酸化珪素の膜を形成することで、無機配向膜１６が形成される。
【００６４】
次に、ステップＳ５５において、処理室２０１内の真空度を保持したまま、無機配向膜１６が形成された一つ又は複数のＴＦＴアレイ基板１０を処理室２０１から搬出する。
【００６５】
次に、ステップＳ５６において、制御装置２０９の第１のカウンタ値ｎに１を加算する。そして、ステップＳ５７において、第１のカウンタ値ｎが、所定の１以上の整数値Ｎｍａｘに達したか否かを判定する。
【００６６】
第１のカウンタ値ｎが、所定の整数値Ｎｍａｘに達していなければ、ステップＳ５３へ戻り、上記工程を繰り返す。一方、第１のカウンタ値ｎが、所定の整数値Ｎｍａｘに達している場合には、ステップＳ５５へ移行して第１のカウンタ値ｎを０とする。
【００６７】
すなわち、第１のカウンタ値ｎは、ステップＳ５４の第１の成膜工程を連続して実施した回数を計数する値であり、本実施形態では、第１の成膜工程を連続してＮｍａｘ回だけ実施した後に、ステップＳ５９へ移行する。
【００６８】
言い換えれば、第１のカウンタ値ｎは、処理室２０１内において連続して形成された第１の膜の膜厚を積算した膜厚に比例して増加する値であり、本実施形態では、処理室２０１内における第１の膜厚の積算量が所定の値ｔ１に達した場合にステップＳ５９へ移行する。
【００６９】
ここで、防着板２０２の表面には、第１の成膜工程をＮｍａｘ回だけ繰り返すことにより形成された膜厚ｔ１の二酸化珪素からなる第１の膜が形成されている。
【００７０】
次に、ステップＳ５９において、制御装置２０９の内部変数である第２のカウンタ値ｍが、所定の１以上の整数値Ｍｍａｘに達したか否かを判定する。
【００７１】
第２のカウンタ値ｍが、所定の整数値Ｍｍａｘに達していなければ、ステップＳ６０へ移行し、第２のカウンタ値ｍが、所定の整数値Ｍｍａｘに達している場合には、ステップＳ６２へ移行する。
【００７２】
ステップＳ６０において、図５に示すように、第２の蒸着源２２０のシャッタ２２４を開放位置に移動させ、かつ第１の蒸着源２１０のシャッタ２１４を閉塞位置に移動させた状態として、第２の蒸着材料２２１の蒸気を処理室２０１内に拡散させ第２の膜を所定の膜厚ｔ２だけ防着板２０２上に形成する第２の成膜工程を実施する。本実施形態における、第２の膜は酸化アルミニウムにより構成される。
【００７３】
すなわち、ステップＳ６０では、被蒸着物であるＴＦＴアレイ基板１０が処理室２０１内に存在しない状態において、第２の蒸着源２２０を用いて第２の膜を形成するダミー成膜を行う。これにより、防着板２０２上には、上記第１の成膜工程をＮｍａｘ回繰り返すことにより形成された所定の膜厚ｔ１を有する二酸化珪素からなる第１の膜上に、所定の膜厚ｔ２を有する酸化アルミニウムからなる第２の膜が形成される。
【００７４】
そして、ステップＳ６１において、制御装置２０９の第２のカウンタ値ｍに１を加算した後に、ステップＳ５３へ戻り、上記第１の成膜工程を再び実施する。
【００７５】
一方、ステップＳ５９の判定において、第２のカウンタ値ｍが、所定の整数値Ｍｍａｘに達していると判定した場合には、ステップＳ６２へ移行して、処理室２０１内を大気開放して、防着板２０２に堆積した膜を除去するよう要求する信号を出力する。
【００７６】
以上が、本実施形態の成膜方法及び電気光学装置の製造方法における、蒸着装置２００の動作である。なお、対向基板２０に無機配向膜２２を形成する無機配向膜形成工程は、上述した工程と同様であるため説明を省略する。
【００７７】
本実施形態の無機配向膜形成工程において使用される蒸着装置２００に着目した場合、図７に示すように、防着板２０２を被覆する酸化アルミニウムの溶射膜２０２ａ上には、二酸化珪素からなる膜厚ｔ１の第１の膜３０１と、酸化アルミニウムからなる膜厚ｔ２の第２の膜３０２とが交互に形成される。
【００７８】
すなわち、図６に示したフローチャートが終了した時点において、防着板２０２上には、二酸化珪素からなる膜厚ｔ１の第１の膜３０１が所定の値Ｍｍａｘ回だけ繰り返されて形成されており、かつそれぞれの第１の膜３０１の間には、酸化アルミニウムからなる厚さｔ２の第２の膜３０２が介装された状態となる。
【００７９】
ここで、物理蒸着法により形成された二酸化珪素からなる第１の膜３０１の内部応力は圧縮応力を示し、一方、物理蒸着法により形成された酸化アルミニウムからなる第２の膜３０２の内部応力は引張応力を示すものである。
【００８０】
このため、本実施形態においては、防着板２０２上に、内部応力が圧縮応力を示す第１の膜３０１と、内部応力が引張応力を示す第２の膜３０２とが交互に形成されることにより、第１の膜３０１及び第２の膜３０２のそれぞれの内部応力が他方の膜の内部応力を緩和するように作用する。
【００８１】
したがって、本実施形態では、単一の蒸着装置において単一の材料からなる蒸着膜を形成する従来の成膜方法及び電気光学装置の製造方法に比して、防着板２０２上に堆積される膜の内部応力を大幅に低下させることができるため、防着板２０２上に堆積する膜の膜厚が、従来よりもより厚くなるまでクラックの発生を防止することができる。
【００８２】
また、本実施形態によれば、防着板２０２上に堆積される膜が従来よりもより厚くなるまでクラックの発生を防止することができることから、処理室を大気開放して防着板２０２上の膜を除去する作業を実施する周期を従来よりも長くすることができ、生産性を向上させることが可能である。
【００８３】
また、上述した実施形態において、引張応力を示す第２の膜３０２の膜厚ｔ２は、圧縮応力を示す第１の膜３０１の膜厚ｔ１に基づいて算出されるものであり、膜厚ｔ２は、膜厚ｔ１の第１の膜３０１が示す引張応力を打ち消す値とされることが好ましい。
【００８４】
このように、第２の膜３０２の膜厚ｔ２を、第１の膜３０２の膜厚ｔ１に基づいて決定することにより、第１の膜３０１の内部応力を、第２の膜３０２の内部応力によってより効果的に緩和することができ、蒸着装置２００の生産性をより向上させることが可能となる。
【００８５】
また、本実施形態では、二酸化珪素からなる第１の膜３０１の応力を緩和するための第２の膜３０２を、防着板２０２上を被覆する溶射膜２０２ａと同じ材料である酸化アルミニウムにより構成している。
【００８６】
蒸着装置において、防着板２０２と蒸着膜との密着性を向上させるために、防着板２０２上に酸化アルミニウムからなる溶射膜２０２ａを形成することは一般的に行われるものである。ここで、本実施形態では、第２の膜３０２を溶射膜２０２ａと同一の材料により構成することにより、処理室２０２内の汚染を抑制することができる。
【００８７】
なお、本実施形態では膜厚ｔ１及び膜厚ｔ２の値と、これらの形成を繰り返す回数を規定する値Ｎｍａｘ及びＭｍａｘとは、事前の実験によって適宜に決定されるものであるが、これらの決定方法はこの形態のみに限られるものではない。
【００８８】
例えば、防着板２０２に歪ゲージを配設し、防着板２０２の歪量が所定の値を超えないようにフィードバック制御することで膜厚ｔ１と膜厚ｔ２を決定しても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。
【００８９】
また、上述した実施形態では、引張応力を示す第２の膜３０２を酸化アルミニウムにより構成しているが、第２の膜３０２は、物理蒸着された際に内部応力が引張応力を示す他の材料、例えば酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）や二酸化チタン（ＴｉＯ２）により構成されてもよい。
【００９０】
また、上述した実施形態においては、成膜方法として真空蒸着法を用いているが、これは他の物理蒸着法、例えばイオンビーム蒸着法やスパッタ法であっても同様の作用及び効果が得られることは言うまでもない。また、化学気相成長法（ＣＶＤ法）を用いた成膜方法及び電気光学装置の製造方法にも、本発明を適用することは可能である。
【００９１】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う成膜方法及び電気光学装置の製造方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００９２】
例えば、上述した実施形態では、本発明を透過型の液晶表示装置の配向膜の形成工程に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ＬＣＯＳ等の反射型の液晶表示装置や、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等の他の電気光学装置の製造方法や、光学部材上への成膜方法にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】ＴＦＴアレイ基板を、その上に構成された各構成要素と共に対向基板の側から見た電気光学装置の平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ’断面図である。
【図３】電気光学装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】蒸着装置の概略的構成を説明する図である。
【図５】第２の成膜工程における蒸着装置の状態を説明する図である。
【図６】無機配向膜形成工程を実施する際の蒸着装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】防着板上に堆積された膜の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０ ＴＦＴアレイ基板、 ２０ 対向基板、 ２００ 蒸着装置、 ２０１ 処理室、 ２０２ 防着板、 ２０４ 真空ポンプ、 ２０９ 制御装置、 ２１０ 第１の蒸着源、 ２１１ 第１の蒸着材料、 ２１２ るつぼ、 ２１３ 電子銃、 ２１４ シャッタ、 ２２０ 第２の蒸着源、 ２２１ 第２の蒸着材料、 ２２２ るつぼ、 ２２３ 電子銃、 ２２４ シャッタ、 ３０１ 第１の膜、 ３０２ 第２の膜
【技術分野】
【０００１】
本発明は、処理室内において物理蒸着法により薄膜を形成する成膜方法及び電気光学装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電気光学装置を構成する部材や光学部材等に薄膜を形成する方法として物理蒸着法が知られている。物理蒸着法は、物理気相成長法又はＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法とも称され、減圧された処理室中において蒸着材料を蒸発させ、被蒸着物上に蒸気を付着させることにより薄膜を形成する方法である。物理蒸着法としては、例えば真空蒸着法、イオンビーム蒸着法又はスパッタ法等が知られている。
【０００３】
物理蒸着法では、被蒸着物以外に処理室内の蒸着材料の蒸気が付着する箇所にも薄膜が形成されてしまう。このような、本来必要の無い箇所に形成されてしまう膜の除去を容易とするために、一般に物理蒸着を行う処理室内には、処理室の内壁面や処理室内の可動部等を覆い、かつ着脱可能に配設された防着板が設けられる。
【０００４】
この防着板上に堆積する膜は、防着板から剥がれることにより、処理室内を汚染する異物（パーティクル、フレークとも称する）となり成膜の不良を引き起こす原因となる。そこで、防着板上に堆積する膜の剥離を防止するために、例えば特開２００１−２４７９５７号公報に開示されているように、所定の表面粗さを有する溶射膜を防着板上に形成する技術が知られている。
【特許文献１】特開２００１−２４７９５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、防着板上に溶射膜を形成し防着板と膜との密着性を向上させたとしても、防着板上に堆積する膜の膜厚が増大すれば、膜が有する内部応力によって膜にクラック（割れ）が発生するため、やはり異物が発生してしまう。
【０００６】
この問題に対し、防着板上に堆積した膜の膜厚が、内部応力によってクラックが生じる膜厚に達する前に、定期的に防着板上に堆積した膜を除去する作業を行うことによって異物の発生を防止する方法が考えられる。しかし、この方法では、定期的に防着板を処理室内から取り出す作業を行うたびに処理室内を大気開放しなければならず、生産性が低下してしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、物理蒸着法による薄膜の形成時において、処理室内に堆積する膜のクラックの発生を防止し生産性を向上させることが可能な成膜方法及び電気光学装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る成膜方法は、物理蒸着法により処理室内において被蒸着物上に薄膜を形成する成膜方法であって、内部応力が引張応力及び圧縮応力のうちのいずれか一方を示す第１の膜を形成する第１の成膜工程と、内部応力が、引張応力及び圧縮応力のうちの前記第１の膜が示す方とは異なる方を示す第２の膜を形成する第２の成膜工程と、を有し、前記第１の成膜工程と前記第２の成膜工程とを、同一の前記処理室内において交互に実施することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る電気光学装置の製造方法は、物理蒸着法により処理室内において基板上に薄膜を形成する電気光学装置の製造方法であって、内部応力が引張応力及び圧縮応力のうちのいずれか一方を示す第１の膜を形成する第１の成膜工程と、内部応力が、引張応力及び圧縮応力のうちの前記第１の膜が示す方とは異なる方を示す第２の膜を形成する第２の成膜工程と、を有し、前記第１の成膜工程と前記第２の成膜工程とを、同一の前記処理室内において交互に実施することを特徴とする。
【００１０】
本発明のこのような構成によれば、処理室内に、それぞれの内部応力を緩和する第１の膜及び第２の膜が交互に形成されることにより、処理室内に堆積される膜の内部応力を従来より大幅に低下させることができ、クラックの発生を防止することができる。
【００１１】
また、処理室内に堆積される膜が従来よりもより厚くなるまでクラックの発生を防止することができることから、処理室を大気開放して堆積した膜を除去する作業を実施する周期を従来よりも長くすることができ、生産性を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明は、前記第２の成膜工程において形成される前記第２の膜の膜厚は、直前の前記第１の成膜工程において形成された前記第１の膜の膜厚に基づいて決定されることが好ましい。
【００１３】
本発明のこのような構成によれば、第１の膜の内部応力を、第２の膜の内部応力によってより効果的に緩和することができ、生産性をより向上させることが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、前記第１の成膜工程は、前記被蒸着物が前記処理室内に配置された状態において実施され、前記第２の成膜工程は、前記被蒸着物が前記処理室内から搬出された状態において実施されることが好ましい。
【００１５】
本発明のこのような構成によれば、いわゆるダミー成膜を実施することにより、単一の材料からなる膜のみを成膜する成膜装置にも本発明を適用することが可能となる。
【００１６】
また、本発明は、前記第１の膜は、液晶を配向規制するための無機配向膜であることが好ましい。
【００１７】
本発明のこのような構成によれば、無機配向膜の形成工程における異物の発生に起因する不良の発生を防止することができ、かつ電気光学装置の生産性を向上させることが可能となる。
【００１８】
また、本発明は、前記無機配向膜は、二酸化珪素からなり、かつ前記第２の膜は酸化アルミニウムからなることが好ましい。
【００１９】
また、本発明は、前記処理室内に防着板が配設されており、該防着板上には酸化アルミニウムを溶射することにより形成された溶射膜が形成されていることが好ましい。
【００２０】
本発明のこのような構成によれば、成膜装置内の汚染を防止することができ、電気光学装置の不良発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下に説明する実施形態は、一例として本発明を電気光学装置用の基板の無機配向膜を蒸着により形成する方法に適用したものである。
【００２２】
なお、以下の説明に用いた各図においては、各構成要素を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各構成要素毎に縮尺を異ならせてあるものであり、本発明は、これらの図に記載された構成要素の数量、構成要素の形状、構成要素の大きさの比率、及び各構成要素の相対的な位置関係のみに限定されるものではない。
【００２３】
図１は、ＴＦＴアレイ基板を、その上に構成された各構成要素と共に対向基板の側から見た電気光学装置の平面図である。図２は、図１のＨ−Ｈ’断面図である。図３は、電気光学装置の製造方法を示すフローチャートである。図４は、蒸着装置の概略的構成を説明する図である。図５は、第２の成膜工程における蒸着装置の状態を説明する図である。図６は、無機配向膜形成工程を実施する際の蒸着装置の動作を示すフローチャートである。図７は、防着板上に堆積された膜の構成を説明する図である。
【００２４】
まず、電気光学装置１００の全体構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここで、図１はＴＦＴアレイ基板を、その上に構成された各構成要素と共に対向基板の側から見た電気光学装置の平面図である。図２は、図１のＨ−Ｈ’断面図である。本実施形態では、一例として電気光学装置１００に駆動回路内蔵型のＴＦＴアクティブマトリクス駆動方式の透過型液晶表示装置を適用する。
【００２５】
電気光学装置１００は、ガラス又は石英等からなるＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０を挟持してなり、液晶層５０の配向状態を変化させることにより、画像表示領域１０ａに対向基板２０側から入射する光を変調しＴＦＴアレイ基板１０側から出射することで、画像表示領域１０ａにおいて画像を表示するものである。
【００２６】
図１及び図２において、本実施形態に係る電気光学装置１００では、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向配置されている。ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とは、画像表示領域１０ａの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材５２により相互に接着されており、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間には液晶層５０が封入されている。また、シール材５２中には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間隔を所定値とするためのグラスファイバあるいはガラスビーズ等のギャップ材が散らばって配設されている。
【００２７】
シール材５２が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域１０ａの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜５３が、対向基板２０側に設けられている。なお、このような額縁遮光膜５３の一部又は全部は、ＴＦＴアレイ基板１０側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
【００２８】
また、本実施形態においては、前記の画像表示領域１０ａの周辺に位置する非表示領域が存在する。非表示領域のうち、シール材５２が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路１０１及び実装端子１０２がＴＦＴアレイ基板１０の一辺に沿って設けられている。図示しないが、ＴＦＴアレイ基板１０の表面に露出して設けられた実装端子１０２にフレキシブルプリント基板等を接続することにより、電気光学装置１００と例えば電子機器の制御装置等の外部との電気的接続が行われる。
【００２９】
また、走査線駆動回路１０４は、データ線駆動回路１０１及び実装端子１０２が設けられたＴＦＴアレイ基板１０の一辺に隣接する２辺に沿い、かつ額縁遮光膜５３に覆われるように設けられている。また、ＴＦＴアレイ基板１０の残る一辺、すなわちデータ線駆動回路１０１及び実装端子１０２が設けられたＴＦＴアレイ基板１０の一辺に対向する辺に沿って設けられ、額縁遮光膜５３に覆われるように設けられた複数の配線１０５によって、二つの走査線駆動回路１０４は互いに電気的に接続されている。
【００３０】
また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも一箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との電気的接続を行う上下導通端子として機能する上下導通材１０６が配置されている。他方、ＴＦＴアレイ基板１０にはこれらの上下導通材１０６に対応する領域において上下導通端子が設けられている。上下導通材１０６と上下導通端子を介して、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間で電気的な接続が行われる。
【００３１】
図２において、ＴＦＴアレイ基板１０上には、画素スイッチング用のＴＦＴや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極９ａ上に、無機配向膜１６が形成されている。他方、対向基板２０上には、対向電極２１の他、格子状又はストライプ状の遮光膜２３、更には最上層部分に無機配向膜２２が形成されている。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０のそれぞれ液晶層５０と接する面に形成された無機配向膜１６及び２２は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）によって構成された薄膜である。
【００３２】
本実施形態において、無機配向膜１６及び２２は、詳しくは後述するが、それぞれＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の基板表面に対して所定の角度をもって二酸化珪素を蒸着することによって形成されるものである。液晶層５０は、例えば一種又は数種類の液晶を混合したものであり、一対の無機配向膜１６及び２２の間で、所定の配向状態をとる。なお、無機配向膜は、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０のいずれか一方のみに形成される形態であってもよい。
【００３３】
また、対向基板２０の入射光が入射する側及びＴＦＴアレイ基板１０の出射光が出射する側には各々、例えば、ＴＮ（ツイステッドネマティック）モード、ＳＴＮ（スーパーＴＮ）モード、Ｄ−ＳＴＮ（ダブル−ＳＴＮ）モード、ＶＡ（垂直配向）モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード／ノーマリーブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
【００３４】
上述した構成を有する電気光学装置１００においては、液晶分子を配向規制するための配向膜を、無機材料である二酸化珪素により構成している。無機材料によって構成される無機配向膜は、例えばポリイミド等の有機材料によって構成される配向膜に対して耐光性や耐熱性に優れるため、経年劣化がなく表示品位が低下することのない電気光学装置を実現できる。
【００３５】
次に、図３から図７を参照して、上述した電気光学装置の製造方法について、具体的には、電気光学装置１００の無機配向膜１６及び２２を形成する成膜方法について主に説明する。なお、無機配向膜１６及び２２を形成する工程を除く電気光学装置の製造方法については、周知であるため、その説明は省略するか、簡単に説明する。
【００３６】
まず、ステップＳ１１において、ＴＦＴアレイ基板１０上に、例えばＣＶＤ法やスパッタリング等による成膜、フォトグラフィ等によるパターニング、熱処理などによって、データ線や走査線、ＴＦＴ等を形成し、さらにその最上層に、ＩＴＯからなる画素電極９ａを形成する。
【００３７】
次に、ステップＳ１２において、無機配向膜形成工程によって、詳しくは後述する真空蒸着法を用い、画素電極９ａ上に二酸化珪素からなる無機配向膜１６を形成する。
【００３８】
次に、ステップＳ１３において、洗浄工程において、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成された無機配向膜１６の表面を洗浄する。
【００３９】
一方、ステップＳ２１において、対向基板２０に、例えばＣＶＤ法やスパッタリング等による成膜、フォトグラフィ等によるパターニング等によって、遮光膜２３及び対向電極２１を形成する。
【００４０】
次に、ステップＳ２２及びステップＳ２３において、対向基板２０に対して、上述したステップＳ１２及びステップＳ１３と同様の工程を実施する。すなわち、対向電極２１上に、真空蒸着法により二酸化珪素からなる無機配向膜２２を形成する。そして次に無機配向膜２２の表面を洗浄する。
【００４１】
そして、ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の前工程が終了した後、ステップＳ３１の貼り合せ工程において、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを枠状のシール材５２を介して、所定にアライメントした状態で貼り合わせる。このとき、シール材５２には一部を切り欠いた開口部である注入口が形成される。
【００４２】
続いて、ステップＳ３２の液晶注入工程において、シール材５２を介して貼り合わされたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とで形成された領域に注入口から液晶５０を注入し封止する。
【００４３】
なお、本実施形態では、液晶注入方式により液晶５０を注入しているが、液晶滴下方式によりＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の間に液晶５０を介在させる方法であってもよい。液晶滴下方式は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０を貼り合わせる前に、一方の基板上に液晶５０を滴下し、シール材５２を介してＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０を貼り合わせることで液晶を封止するものであるので、この場合、ステップＳ３１（貼り合わせ工程）とステップＳ３２（液晶注入工程）とは逆となる。
【００４４】
以上により、本実施形態の電気光学装置１００が完成する。
【００４５】
以下に、上述した電気光学装置１００の製造工程における、ステップＳ１２及びステップＳ２２の無機配向膜形成工程について、詳細に説明する。無機配向膜１６及び２２は、図４に示す蒸着装置２００を用いて形成される。
【００４６】
蒸着装置２００は、いわゆる真空蒸着法を用いて二酸化珪素を被蒸着物であるＴＦＴアレイ基板１０又は対向基板２０上に蒸着する装置である。
【００４７】
蒸着装置２００は、演算装置、記憶装置及び入出力装置等からなる制御装置２０９と、内部を気密に保つことが可能な処理室２０１とを具備し、該処理室２０１内に、防着板２０２と、第１の蒸着源２１０と、第２の蒸着源２２０とが配設されて構成されている。
【００４８】
また、蒸着装置２００は、処理室２０１の内部に連結された真空ポンプ２０４を有し、該真空ポンプ２０４により処理室２０１内の気体を排出することにより、処理室２０１内を真空（減圧状態）に保つことが可能に構成されている。
【００４９】
制御装置２０９は、蒸着装置２００の動作を制御する装置であり、後述する各構成の動作を有線又は無線による通信手段を介して制御する。
【００５０】
防着板２０２は、処理室２０１の内壁面を覆うように配設された金属、樹脂、セラミック等からなる板状の部材であり、処理室２０１内に着脱自在に配設されている。本実施形態の防着板２０２はステンレス鋼板製であって、表面に酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）からなる溶射膜が形成されている。
【００５１】
なお、防着板２０２の表面は、溶射膜が形成されない形態であってもよいし、他の材料からなる溶射膜により被覆される形態であってもよいし、またその他の表面処理が施される形態であってもよい。
【００５２】
第１の蒸着源２１０は、二酸化珪素からなる第１の膜を蒸着するための第１の蒸着材料２１１を収容するるつぼ２１２と、第１の蒸着材料２１１を加熱するための電子銃２１３と、るつぼ２１２を開閉するためのシャッタ２１４とを具備して構成されている。第１の蒸着源２１０は、真空中において電子銃２１３が発生する電子ビームを第１の蒸着材料２１１に照射することにより、第１の蒸着材料２１１を加熱して蒸発させ、第１の蒸着材料２１１の蒸気を生成する装置である。
【００５３】
なお、一般に物理蒸着法により成膜された二酸化珪素からなる第１の膜は、内部応力として圧縮応力を示すものである。
【００５４】
また、第２の蒸着源２２０は、酸化アルミニウムからなる第２の膜を蒸着するための第２の蒸着材料２２１を収容するるつぼ２２２と、第２の蒸着材料２２１を加熱するための電子銃２２３と、るつぼ２２２を開閉するためのシャッタ２２４とを具備して構成されている。第２の蒸着源２２０は、真空中において電子銃２２３が発生する電子ビームを第２の蒸着材料２２１に照射することにより、第２の蒸着材料２２１を加熱して蒸発させ、第２の蒸着材料２２１の蒸気を生成する装置である。
【００５５】
なお、一般に物理蒸着法により成膜された酸化アルミニウムからなる第２の膜は、内部応力として引張応力を示すものである。
【００５６】
真空蒸着法を実施するための蒸着装置は公知の技術であるため、蒸着装置２００の構成の詳細については説明を省略するが、蒸着装置２００には、処理室内に酸素等の所定の気体を供給する装置、被蒸着物であるＴＦＴアレイ基板１０又は対向基板２０を処理室内において保持する基板保持装置、及び処理室２０１内を真空に保ったままＴＦＴアレイ基板１０又は対向基板２０を処理室２０１に搬入又は処理室２０１から搬出する基板搬送装置が配設されている。また、図示しないが、処理室２０１内には、蒸着膜の膜厚を計測する膜厚計や、るつぼ２１２及び２２２に第１の蒸着材料２１１及び第２の蒸着材料２２１を供給する装置も配設されている。
【００５７】
上述した構成を有する蒸着装置２００の動作は、制御装置２０９により制御される。
【００５８】
次に、蒸着装置２００を用いて実施される、本実施形態の成膜方法及び電気光学装置の製造方法である無機配向膜形成工程について、図６のフローチャートを参照して説明する。
【００５９】
まず、ステップＳ５１において、制御装置２０９の内部変数である第１のカウンタ値ｎ及び第２のカウンタ値ｍをリセットし、それぞれの値を０とする。なお、この状態において、防着板２０２の表面は、酸化アルミニウムからなる溶射膜が露出している状態とする。
【００６０】
次に、ステップＳ５２において、真空ポンプ２０４を作動させて処理室２０１内を所定の真空度まで減圧し、真空状態とする。
【００６１】
次に、ステップＳ５３において、処理室２０１内の真空度を保持したまま、基板搬送装置を用いて被蒸着物である一つ又は複数のＴＦＴアレイ基板１０を処理室２０１内に搬入する。搬入されたＴＦＴアレイ基板１０は、該ＴＦＴアレイ基板１０の法線が、第１の蒸着材料２１１に対して所定の角度θｐをなすように基板保持装置により保持される。
【００６２】
次に、ステップＳ５４において、図４に示すように、第１の蒸着源２１０のシャッタ２１４を開放位置に移動させ、かつ第２の蒸着源２２０のシャッタ２２４を閉塞位置に移動させた状態として、第１の蒸着材料２１１の蒸気をＴＦＴアレイ基板１０に到達させて第１の膜を所定の膜厚で形成する第１の成膜工程を実施する。本実施形態における、第１の膜は二酸化珪素により構成される。
【００６３】
すなわち、ステップＳ５４において、ＴＦＴアレイ基板１０上に対して所定の角度から蒸着を行う、いわゆる斜方蒸着法により二酸化珪素の膜を形成することで、無機配向膜１６が形成される。
【００６４】
次に、ステップＳ５５において、処理室２０１内の真空度を保持したまま、無機配向膜１６が形成された一つ又は複数のＴＦＴアレイ基板１０を処理室２０１から搬出する。
【００６５】
次に、ステップＳ５６において、制御装置２０９の第１のカウンタ値ｎに１を加算する。そして、ステップＳ５７において、第１のカウンタ値ｎが、所定の１以上の整数値Ｎｍａｘに達したか否かを判定する。
【００６６】
第１のカウンタ値ｎが、所定の整数値Ｎｍａｘに達していなければ、ステップＳ５３へ戻り、上記工程を繰り返す。一方、第１のカウンタ値ｎが、所定の整数値Ｎｍａｘに達している場合には、ステップＳ５５へ移行して第１のカウンタ値ｎを０とする。
【００６７】
すなわち、第１のカウンタ値ｎは、ステップＳ５４の第１の成膜工程を連続して実施した回数を計数する値であり、本実施形態では、第１の成膜工程を連続してＮｍａｘ回だけ実施した後に、ステップＳ５９へ移行する。
【００６８】
言い換えれば、第１のカウンタ値ｎは、処理室２０１内において連続して形成された第１の膜の膜厚を積算した膜厚に比例して増加する値であり、本実施形態では、処理室２０１内における第１の膜厚の積算量が所定の値ｔ１に達した場合にステップＳ５９へ移行する。
【００６９】
ここで、防着板２０２の表面には、第１の成膜工程をＮｍａｘ回だけ繰り返すことにより形成された膜厚ｔ１の二酸化珪素からなる第１の膜が形成されている。
【００７０】
次に、ステップＳ５９において、制御装置２０９の内部変数である第２のカウンタ値ｍが、所定の１以上の整数値Ｍｍａｘに達したか否かを判定する。
【００７１】
第２のカウンタ値ｍが、所定の整数値Ｍｍａｘに達していなければ、ステップＳ６０へ移行し、第２のカウンタ値ｍが、所定の整数値Ｍｍａｘに達している場合には、ステップＳ６２へ移行する。
【００７２】
ステップＳ６０において、図５に示すように、第２の蒸着源２２０のシャッタ２２４を開放位置に移動させ、かつ第１の蒸着源２１０のシャッタ２１４を閉塞位置に移動させた状態として、第２の蒸着材料２２１の蒸気を処理室２０１内に拡散させ第２の膜を所定の膜厚ｔ２だけ防着板２０２上に形成する第２の成膜工程を実施する。本実施形態における、第２の膜は酸化アルミニウムにより構成される。
【００７３】
すなわち、ステップＳ６０では、被蒸着物であるＴＦＴアレイ基板１０が処理室２０１内に存在しない状態において、第２の蒸着源２２０を用いて第２の膜を形成するダミー成膜を行う。これにより、防着板２０２上には、上記第１の成膜工程をＮｍａｘ回繰り返すことにより形成された所定の膜厚ｔ１を有する二酸化珪素からなる第１の膜上に、所定の膜厚ｔ２を有する酸化アルミニウムからなる第２の膜が形成される。
【００７４】
そして、ステップＳ６１において、制御装置２０９の第２のカウンタ値ｍに１を加算した後に、ステップＳ５３へ戻り、上記第１の成膜工程を再び実施する。
【００７５】
一方、ステップＳ５９の判定において、第２のカウンタ値ｍが、所定の整数値Ｍｍａｘに達していると判定した場合には、ステップＳ６２へ移行して、処理室２０１内を大気開放して、防着板２０２に堆積した膜を除去するよう要求する信号を出力する。
【００７６】
以上が、本実施形態の成膜方法及び電気光学装置の製造方法における、蒸着装置２００の動作である。なお、対向基板２０に無機配向膜２２を形成する無機配向膜形成工程は、上述した工程と同様であるため説明を省略する。
【００７７】
本実施形態の無機配向膜形成工程において使用される蒸着装置２００に着目した場合、図７に示すように、防着板２０２を被覆する酸化アルミニウムの溶射膜２０２ａ上には、二酸化珪素からなる膜厚ｔ１の第１の膜３０１と、酸化アルミニウムからなる膜厚ｔ２の第２の膜３０２とが交互に形成される。
【００７８】
すなわち、図６に示したフローチャートが終了した時点において、防着板２０２上には、二酸化珪素からなる膜厚ｔ１の第１の膜３０１が所定の値Ｍｍａｘ回だけ繰り返されて形成されており、かつそれぞれの第１の膜３０１の間には、酸化アルミニウムからなる厚さｔ２の第２の膜３０２が介装された状態となる。
【００７９】
ここで、物理蒸着法により形成された二酸化珪素からなる第１の膜３０１の内部応力は圧縮応力を示し、一方、物理蒸着法により形成された酸化アルミニウムからなる第２の膜３０２の内部応力は引張応力を示すものである。
【００８０】
このため、本実施形態においては、防着板２０２上に、内部応力が圧縮応力を示す第１の膜３０１と、内部応力が引張応力を示す第２の膜３０２とが交互に形成されることにより、第１の膜３０１及び第２の膜３０２のそれぞれの内部応力が他方の膜の内部応力を緩和するように作用する。
【００８１】
したがって、本実施形態では、単一の蒸着装置において単一の材料からなる蒸着膜を形成する従来の成膜方法及び電気光学装置の製造方法に比して、防着板２０２上に堆積される膜の内部応力を大幅に低下させることができるため、防着板２０２上に堆積する膜の膜厚が、従来よりもより厚くなるまでクラックの発生を防止することができる。
【００８２】
また、本実施形態によれば、防着板２０２上に堆積される膜が従来よりもより厚くなるまでクラックの発生を防止することができることから、処理室を大気開放して防着板２０２上の膜を除去する作業を実施する周期を従来よりも長くすることができ、生産性を向上させることが可能である。
【００８３】
また、上述した実施形態において、引張応力を示す第２の膜３０２の膜厚ｔ２は、圧縮応力を示す第１の膜３０１の膜厚ｔ１に基づいて算出されるものであり、膜厚ｔ２は、膜厚ｔ１の第１の膜３０１が示す引張応力を打ち消す値とされることが好ましい。
【００８４】
このように、第２の膜３０２の膜厚ｔ２を、第１の膜３０２の膜厚ｔ１に基づいて決定することにより、第１の膜３０１の内部応力を、第２の膜３０２の内部応力によってより効果的に緩和することができ、蒸着装置２００の生産性をより向上させることが可能となる。
【００８５】
また、本実施形態では、二酸化珪素からなる第１の膜３０１の応力を緩和するための第２の膜３０２を、防着板２０２上を被覆する溶射膜２０２ａと同じ材料である酸化アルミニウムにより構成している。
【００８６】
蒸着装置において、防着板２０２と蒸着膜との密着性を向上させるために、防着板２０２上に酸化アルミニウムからなる溶射膜２０２ａを形成することは一般的に行われるものである。ここで、本実施形態では、第２の膜３０２を溶射膜２０２ａと同一の材料により構成することにより、処理室２０２内の汚染を抑制することができる。
【００８７】
なお、本実施形態では膜厚ｔ１及び膜厚ｔ２の値と、これらの形成を繰り返す回数を規定する値Ｎｍａｘ及びＭｍａｘとは、事前の実験によって適宜に決定されるものであるが、これらの決定方法はこの形態のみに限られるものではない。
【００８８】
例えば、防着板２０２に歪ゲージを配設し、防着板２０２の歪量が所定の値を超えないようにフィードバック制御することで膜厚ｔ１と膜厚ｔ２を決定しても、上述した実施形態と同様の効果が得られる。
【００８９】
また、上述した実施形態では、引張応力を示す第２の膜３０２を酸化アルミニウムにより構成しているが、第２の膜３０２は、物理蒸着された際に内部応力が引張応力を示す他の材料、例えば酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）や二酸化チタン（ＴｉＯ２）により構成されてもよい。
【００９０】
また、上述した実施形態においては、成膜方法として真空蒸着法を用いているが、これは他の物理蒸着法、例えばイオンビーム蒸着法やスパッタ法であっても同様の作用及び効果が得られることは言うまでもない。また、化学気相成長法（ＣＶＤ法）を用いた成膜方法及び電気光学装置の製造方法にも、本発明を適用することは可能である。
【００９１】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う成膜方法及び電気光学装置の製造方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【００９２】
例えば、上述した実施形態では、本発明を透過型の液晶表示装置の配向膜の形成工程に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、ＬＣＯＳ等の反射型の液晶表示装置や、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）等の他の電気光学装置の製造方法や、光学部材上への成膜方法にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】ＴＦＴアレイ基板を、その上に構成された各構成要素と共に対向基板の側から見た電気光学装置の平面図である。
【図２】図１のＨ−Ｈ’断面図である。
【図３】電気光学装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】蒸着装置の概略的構成を説明する図である。
【図５】第２の成膜工程における蒸着装置の状態を説明する図である。
【図６】無機配向膜形成工程を実施する際の蒸着装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】防着板上に堆積された膜の構成を説明する図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０ ＴＦＴアレイ基板、 ２０ 対向基板、 ２００ 蒸着装置、 ２０１ 処理室、 ２０２ 防着板、 ２０４ 真空ポンプ、 ２０９ 制御装置、 ２１０ 第１の蒸着源、 ２１１ 第１の蒸着材料、 ２１２ るつぼ、 ２１３ 電子銃、 ２１４ シャッタ、 ２２０ 第２の蒸着源、 ２２１ 第２の蒸着材料、 ２２２ るつぼ、 ２２３ 電子銃、 ２２４ シャッタ、 ３０１ 第１の膜、 ３０２ 第２の膜
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理蒸着法により処理室内において被蒸着物上に薄膜を形成する成膜方法であって、
内部応力が引張応力及び圧縮応力のうちのいずれか一方を示す第１の膜を形成する第１の成膜工程と、
内部応力が、引張応力及び圧縮応力のうちの前記第１の膜が示す方とは異なる方を示す第２の膜を形成する第２の成膜工程と、を有し、
前記第１の成膜工程と前記第２の成膜工程とを、同一の前記処理室内において交互に実施することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記第２の成膜工程において形成される前記第２の膜の膜厚は、直前の前記第１の成膜工程において形成された前記第１の膜の膜厚に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記第１の成膜工程は、前記被蒸着物が前記処理室内に配置された状態において実施され、前記第２の成膜工程は、前記被蒸着物が前記処理室内から搬出された状態において実施されることを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項４】
物理蒸着法により処理室内において基板上に薄膜を形成する電気光学装置の製造方法であって、
内部応力が引張応力及び圧縮応力のうちのいずれか一方を示す第１の膜を形成する第１の成膜工程と、
内部応力が、引張応力及び圧縮応力のうちの前記第１の膜が示す方とは異なる方を示す第２の膜を形成する第２の成膜工程と、を有し、
前記第１の成膜工程と前記第２の成膜工程とを、同一の前記処理室内において交互に実施することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項５】
前記第２の成膜工程において形成される前記第２の膜の膜厚は、直前の前記第１の成膜工程において形成された前記第１の膜の膜厚に基づいて決定されることを特徴とする請求項４に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１の成膜工程は、前記基板が前記処理室内に配置された状態において実施され、前記第２の成膜工程は、前記基板が前記処理室内から搬出された状態において実施されることを特徴とする請求項４又は５に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１の膜は、液晶を配向規制するための無機配向膜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。
【請求項８】
前記無機配向膜は、二酸化珪素からなり、かつ前記第２の膜は酸化アルミニウムからな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。
【請求項９】
前記処理室内には防着板が配設されており、該防着板上には酸化アルミニウムを溶射することにより形成された溶射膜が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項１】
物理蒸着法により処理室内において被蒸着物上に薄膜を形成する成膜方法であって、
内部応力が引張応力及び圧縮応力のうちのいずれか一方を示す第１の膜を形成する第１の成膜工程と、
内部応力が、引張応力及び圧縮応力のうちの前記第１の膜が示す方とは異なる方を示す第２の膜を形成する第２の成膜工程と、を有し、
前記第１の成膜工程と前記第２の成膜工程とを、同一の前記処理室内において交互に実施することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記第２の成膜工程において形成される前記第２の膜の膜厚は、直前の前記第１の成膜工程において形成された前記第１の膜の膜厚に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記第１の成膜工程は、前記被蒸着物が前記処理室内に配置された状態において実施され、前記第２の成膜工程は、前記被蒸着物が前記処理室内から搬出された状態において実施されることを特徴とする請求項１又は２に記載の成膜方法。
【請求項４】
物理蒸着法により処理室内において基板上に薄膜を形成する電気光学装置の製造方法であって、
内部応力が引張応力及び圧縮応力のうちのいずれか一方を示す第１の膜を形成する第１の成膜工程と、
内部応力が、引張応力及び圧縮応力のうちの前記第１の膜が示す方とは異なる方を示す第２の膜を形成する第２の成膜工程と、を有し、
前記第１の成膜工程と前記第２の成膜工程とを、同一の前記処理室内において交互に実施することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項５】
前記第２の成膜工程において形成される前記第２の膜の膜厚は、直前の前記第１の成膜工程において形成された前記第１の膜の膜厚に基づいて決定されることを特徴とする請求項４に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１の成膜工程は、前記基板が前記処理室内に配置された状態において実施され、前記第２の成膜工程は、前記基板が前記処理室内から搬出された状態において実施されることを特徴とする請求項４又は５に記載の電気光学装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１の膜は、液晶を配向規制するための無機配向膜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。
【請求項８】
前記無機配向膜は、二酸化珪素からなり、かつ前記第２の膜は酸化アルミニウムからな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。
【請求項９】
前記処理室内には防着板が配設されており、該防着板上には酸化アルミニウムを溶射することにより形成された溶射膜が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の電気光学装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２１５６２４（Ｐ２００９−２１５６２４Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−６２２２３（Ｐ２００８−６２２２３）
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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