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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022083696
(43)【公開日】2022-06-06
(54)【発明の名称】成膜方法および成膜装置
(51)【国際特許分類】
C23C 14/24 20060101AFI20220530BHJP
H01L 51/50 20060101ALI20220530BHJP
H05B 33/10 20060101ALI20220530BHJP
【ＦＩ】
C23C14/24 G
C23C14/24 J
C23C14/24 K
H05B33/14 A
H05B33/10
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020195186
(22)【出願日】2020-11-25
(71)【出願人】
【識別番号】591065413
【氏名又は名称】キヤノントッキ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002860
【氏名又は名称】特許業務法人秀和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】緒方 俊宏
(72)【発明者】
【氏名】宮本 宏寿
(72)【発明者】
【氏名】安川 英宏
【テーマコード（参考）】
3K107
4K029
【Ｆターム（参考）】
3K107AA01
3K107BB01
3K107CC35
3K107CC42
3K107CC43
3K107CC45
3K107GG04
3K107GG28
3K107GG32
3K107GG33
3K107GG54
4K029AA02
4K029AA06
4K029AA09
4K029AA11
4K029AA24
4K029BA01
4K029BA62
4K029BB03
4K029BD01
4K029CA01
4K029DA03
4K029DB03
4K029DB06
4K029HA02
4K029HA03
4K029HA04
4K029JA01
4K029JA06
4K029KA01
4K029KA09
(57)【要約】
【課題】アライメントの所要時間を短縮しつつ、マスクと基板の密着性を高めるような成膜装置を提供する。
【解決手段】支持部と、押圧部と、基板を押圧状態または離間状態とする駆動手段と、マスク保持手段と、基板とマスクの相対距離を変化させる移動手段と、基板の面に沿った平面において基板とマスクの相対位置を調整する位置調整手段を備える成膜装置を用いた成膜方法であって、駆動手段が、搬入された基板のマスクとの接触前に基板を押圧状態とする工程と、移動手段が、押圧状態のまま、基板の支持面が、支持面が移動する向きにおいてマスクの表面と重なるか前方に来るようにする工程と、駆動手段が基板を離間状態としたのち押圧状態とする工程と、移動手段が、基板とマスクの相対距離を第１の距離とする工程と、位置調整手段が第１の位置調整を行う工程を有する成膜方法を用いる。
【選択図】図４
【解決手段】支持部と、押圧部と、基板を押圧状態または離間状態とする駆動手段と、マスク保持手段と、基板とマスクの相対距離を変化させる移動手段と、基板の面に沿った平面において基板とマスクの相対位置を調整する位置調整手段を備える成膜装置を用いた成膜方法であって、駆動手段が、搬入された基板のマスクとの接触前に基板を押圧状態とする工程と、移動手段が、押圧状態のまま、基板の支持面が、支持面が移動する向きにおいてマスクの表面と重なるか前方に来るようにする工程と、駆動手段が基板を離間状態としたのち押圧状態とする工程と、移動手段が、基板とマスクの相対距離を第１の距離とする工程と、位置調整手段が第１の位置調整を行う工程を有する成膜方法を用いる。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板の周縁部を支持面の上で支持する支持部と、前記支持部と対向して前記周縁部を押圧する押圧部と、を有する基板保持手段と、
前記周縁部を押圧している押圧状態、または、前記基板から離間している離間状態となるように、前記押圧部を駆動する駆動手段と、
マスクを保持するマスク保持手段と、
前記基板の被成膜面に沿った平面において、前記基板と前記マスクの相対位置を調整する位置調整手段と、
前記平面に交差する第１方向において前記基板と前記マスクの相対距離を変化させるように、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させる移動手段と、
前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜を行う成膜手段と、
を備える成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記成膜装置に搬入された前記基板が前記支持部に支持され、かつ、前記マスクと接触していない状態で、前記駆動手段が前記押圧部を前記押圧状態とする第１の押圧工程と、
前記第１の押圧工程の後に、前記押圧部が前記押圧状態のままで前記移動手段が前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記支持部の前記支持面が、前記第１方向において前記マスクの表面と同じ高さとなる位置、または、前記マスクの表面よりも低い位置に来るようにする第１の移動工程と、
前記第１の移動工程の後に、前記基板の少なくとも一部が前記マスクに接触した状態で、前記駆動手段が前記押圧部を前記離間状態とする第１の離間工程と、
前記第１の離間工程の後に、前記駆動手段が前記押圧部を前記押圧状態とする第２の押圧工程と、
前記第２の押圧工程の後に、前記移動手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記基板と前記マスクの前記相対距離を第１の距離とする第２の移動工程と、
前記第２の移動工程の後に、前記位置調整手段が第１の位置調整を行う工程と、
前記第１の位置調整を行う工程の後に、前記成膜手段が前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜を行う成膜工程と、
を有することを特徴とする成膜方法。
前記周縁部を押圧している押圧状態、または、前記基板から離間している離間状態となるように、前記押圧部を駆動する駆動手段と、
マスクを保持するマスク保持手段と、
前記基板の被成膜面に沿った平面において、前記基板と前記マスクの相対位置を調整する位置調整手段と、
前記平面に交差する第１方向において前記基板と前記マスクの相対距離を変化させるように、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させる移動手段と、
前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜を行う成膜手段と、
を備える成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記成膜装置に搬入された前記基板が前記支持部に支持され、かつ、前記マスクと接触していない状態で、前記駆動手段が前記押圧部を前記押圧状態とする第１の押圧工程と、
前記第１の押圧工程の後に、前記押圧部が前記押圧状態のままで前記移動手段が前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記支持部の前記支持面が、前記第１方向において前記マスクの表面と同じ高さとなる位置、または、前記マスクの表面よりも低い位置に来るようにする第１の移動工程と、
前記第１の移動工程の後に、前記基板の少なくとも一部が前記マスクに接触した状態で、前記駆動手段が前記押圧部を前記離間状態とする第１の離間工程と、
前記第１の離間工程の後に、前記駆動手段が前記押圧部を前記押圧状態とする第２の押圧工程と、
前記第２の押圧工程の後に、前記移動手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記基板と前記マスクの前記相対距離を第１の距離とする第２の移動工程と、
前記第２の移動工程の後に、前記位置調整手段が第１の位置調整を行う工程と、
前記第１の位置調整を行う工程の後に、前記成膜手段が前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜を行う成膜工程と、
を有することを特徴とする成膜方法。
【請求項2】
前記第１の位置調整を行う工程の後に、前記移動手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記基板と前記マスクの前記相対距離を前記第１の距離よりも短い第２の距離とする第３の移動工程と、
前記第３の移動工程の後に、前記位置調整手段が第２の位置調整を行う工程と、
をさらに有し、
前記成膜工程は前記第２の位置調整を行う工程の後に実行されることを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
前記第３の移動工程の後に、前記位置調整手段が第２の位置調整を行う工程と、
をさらに有し、
前記成膜工程は前記第２の位置調整を行う工程の後に実行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の位置調整を行う工程と前記第３の移動工程の間に実行される、
前記移動手段が、前記基板の少なくとも一部が前記マスクに接触した状態となり、かつ、前記押圧部が前記離間状態となるように、前記移動手段が前記基板と前記マスクの前記相対距離を変化させるとともに、前記駆動手段が前記押圧部を駆動する第２の離間工程と、
前記第２の離間工程の後に、前記駆動手段が、前記押圧部を前記押圧状態とする第３の押圧工程と、
をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の成膜方法。
前記移動手段が、前記基板の少なくとも一部が前記マスクに接触した状態となり、かつ、前記押圧部が前記離間状態となるように、前記移動手段が前記基板と前記マスクの前記相対距離を変化させるとともに、前記駆動手段が前記押圧部を駆動する第２の離間工程と、
前記第２の離間工程の後に、前記駆動手段が、前記押圧部を前記押圧状態とする第３の押圧工程と、
をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の成膜方法。
【請求項4】
前記成膜装置が冷却部をさらに備え、
前記成膜工程の前に、前記冷却部が、前記基板の被成膜面と反対側の面に当接する工程を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の成膜方法。
前記成膜工程の前に、前記冷却部が、前記基板の被成膜面と反対側の面に当接する工程を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項5】
前記成膜工程では、前記駆動手段が前記押圧部を前記押圧状態に維持したまま、前記成膜手段が成膜を行う
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の成膜方法。
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項6】
前記成膜工程では、前記駆動手段が前記押圧部を前記離間状態に維持したまま、前記成膜手段が成膜を行う
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の成膜方法。
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の成膜方法。
【請求項7】
請求項１から６のいずれか１項に記載の成膜方法を用いて電子デバイスを製造する、電子デバイスの製造方法。
【請求項8】
基板の周縁部を支持面の上で支持する支持部と、前記支持部と対向して前記周縁部を押圧する押圧部と、を有する基板保持手段と、
前記周縁部を押圧している押圧状態、または、前記基板から離間している離間状態となるように、前記押圧部を駆動する駆動手段と、
マスクを保持するマスク保持手段と、
前記基板の被成膜面に沿った平面において、前記基板と前記マスクの相対位置を調整する位置調整手段と、
前記平面に交差する第１方向において前記基板と前記マスクの相対距離を変化させるように、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させる移動手段と、
前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜を行う成膜手段と、
を備える成膜装置であって、
前記成膜装置に搬入された前記基板が前記マスクと接触していない状態で、前記駆動手段が前記押圧部を前記押圧状態とする第１の押圧動作を行い、
前記第１の押圧動作の後に、前記押圧部が前記押圧状態のままで前記移動手段が前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記支持部の前記支持面が、前記第１方向において前記マスクの表面と同じ高さとなる位置、または、前記マスクの表面よりも低い位置に来るようにする第１の移動を行い、
前記第１の移動の後に、前記駆動手段が前記押圧部を前記離間状態とする第１の離間動作を行い、
前記第１の離間動作の後に、前記駆動手段が前記押圧部を前記押圧状態とする第２の押圧動作を行い、
前記第２の押圧動作の後に、前記移動手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記基板と前記マスクの前記相対距離を第１の距離とする第２の移動を行い、
前記第２の移動の後に、前記位置調整手段が第１の位置調整を行い、
前記第１の位置調整の後に、前記成膜手段が前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜を行う
ことを特徴とする成膜装置。
前記周縁部を押圧している押圧状態、または、前記基板から離間している離間状態となるように、前記押圧部を駆動する駆動手段と、
マスクを保持するマスク保持手段と、
前記基板の被成膜面に沿った平面において、前記基板と前記マスクの相対位置を調整する位置調整手段と、
前記平面に交差する第１方向において前記基板と前記マスクの相対距離を変化させるように、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させる移動手段と、
前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜を行う成膜手段と、
を備える成膜装置であって、
前記成膜装置に搬入された前記基板が前記マスクと接触していない状態で、前記駆動手段が前記押圧部を前記押圧状態とする第１の押圧動作を行い、
前記第１の押圧動作の後に、前記押圧部が前記押圧状態のままで前記移動手段が前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記支持部の前記支持面が、前記第１方向において前記マスクの表面と同じ高さとなる位置、または、前記マスクの表面よりも低い位置に来るようにする第１の移動を行い、
前記第１の移動の後に、前記駆動手段が前記押圧部を前記離間状態とする第１の離間動作を行い、
前記第１の離間動作の後に、前記駆動手段が前記押圧部を前記押圧状態とする第２の押圧動作を行い、
前記第２の押圧動作の後に、前記移動手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記基板と前記マスクの前記相対距離を第１の距離とする第２の移動を行い、
前記第２の移動の後に、前記位置調整手段が第１の位置調整を行い、
前記第１の位置調整の後に、前記成膜手段が前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜を行う
ことを特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、成膜方法および成膜装置に関する。
【背景技術】
【0002】
有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置などの表示装置が広く用いられている。中でも、パネルディスプレイとして有機ＥＬディスプレイを用いる有機ＥＬ表示装置は、応答速度、視野角、薄型化などの特性が優れており、モニタ、テレビ、スマートフォン等に好適に用いられている。
【0003】
このようなパネルディスプレイの製造工程においては、多くの場合、基板とマスクの位置合わせ（アライメント）を行い、マスクを介して基板に成膜材料が成膜される。例えば有機ＥＬディスプレイの場合、成膜装置内で、画素パターンが形成されたマスクと基板を位置合わせし、マスクを介して有機材料や金属材料を成膜することにより、基板上の所望の位置に所望のパターンで機能層や電極金属層を形成する。典型的には、基板の周縁部をクランプにより挟持し、基板とマスクの面を平行にした状態で、基板を平面内で移動させることでアライメントを行う。
【0004】
特許文献１（国際公開第２０１７／２２２００９号）には、マスク台に載置されたマスクの上方で、周縁部を挟持された基板をマスクに対して相対的に移動させてアライメントを行う技術が開示されている。特許文献１では、大まかな位置合わせを行う第１のアライメント（ラフアライメント）と、高精度な第２のアライメント（ファインアライメント）という二段階のアライメントを行っている。そして、第１のアライメントと第２のアライメントの間に、基板がマスクに接触した状態で基板の挟持を解放することで、基板の歪みを矯正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】国際公開第２０１７／２２２００９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
近年、基板の大型化、薄型化が進んでおり、基板の自重による撓みの影響が大きくなっている。また、成膜領域を基板中央部に設ける関係上、基板を挟持できるのは基板の周縁部に限られている。そのため、基板の周縁部（例えば対向する一対の辺部）を基板保持手段で挟持した状態で基板をマスクに載置すると、周縁部を挟持された基板は、基板の自重で撓んだ中央部とマスクとが接触した際に自由な動きが妨げられ、基板に歪みが生じる。この歪みにより、マスクと基板との間に隙間が生じ、マスクと基板との密着性が低下することで、膜ボケ等の原因となる。基板がマスクに接触した状態で基板の挟持を解放することで、基板の歪みを解消し、マスクと基板との密着性を向上させることができる。
【0007】
特許文献１では、基板がマスクに接触した状態で基板の挟持を解放する際に、基板を支持する支持部の支持面が、マスクの基板と接触する面より高い位置にある。本願発明者らは、基板の挟持を解放する際の支持面の位置が、基板の歪みが解消される際に基板がずれる量に影響しうることを見出した。すなわち、特許文献１に記載の方法には、基板のずれ量を低減する余地がある。基板のずれ量が小さければ、後に行われるアライメントの初期位置のばらつきが小さくなり、結果として、短時間でアライメントを行うことができる。
【0008】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、アライメントの所要時間を短縮しつつ、マスクと基板の密着性を高めるような成膜方法および成膜装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
基板の周縁部を支持面の上で支持する支持部と、前記支持部と対向して前記周縁部を押圧する押圧部と、を有する基板保持手段と、
前記周縁部を押圧している押圧状態、または、前記基板から離間している離間状態となるように、前記押圧部を駆動する駆動手段と、
マスクを保持するマスク保持手段と、
前記基板の被成膜面に沿った平面において、前記基板と前記マスクの相対位置を調整する位置調整手段と、
前記平面に交差する第１方向において前記基板と前記マスクの相対距離を変化させるように、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させる移動手段と、
前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜を行う成膜手段と、
を備える成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記成膜装置に搬入された前記基板が前記支持部に支持され、かつ、前記マスクと接触していない状態で、前記駆動手段が前記押圧部を前記押圧状態とする第１の押圧工程と、
前記第１の押圧工程の後に、前記押圧部が前記押圧状態のままで前記移動手段が前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記支持部の前記支持面が、前記第１方向において前記マスクの表面と同じ高さとなる位置、または、前記マスクの表面よりも低い位置に来るようにする第１の移動工程と、
前記第１の移動工程の後に、前記基板の少なくとも一部が前記マスクに接触した状態で、前記駆動手段が前記押圧部を前記離間状態とする第１の離間工程と、
前記第１の離間工程の後に、前記駆動手段が前記押圧部を前記押圧状態とする第２の押圧工程と、
前記第２の押圧工程の後に、前記移動手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記基板と前記マスクの前記相対距離を第１の距離とする第２の移動工程と、
前記第２の移動工程の後に、前記位置調整手段が第１の位置調整を行う工程と、
前記第１の位置調整を行う工程の後に、前記成膜手段が前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜を行う成膜工程と、
を有することを特徴とする成膜方法である。
基板の周縁部を支持面の上で支持する支持部と、前記支持部と対向して前記周縁部を押圧する押圧部と、を有する基板保持手段と、
前記周縁部を押圧している押圧状態、または、前記基板から離間している離間状態となるように、前記押圧部を駆動する駆動手段と、
マスクを保持するマスク保持手段と、
前記基板の被成膜面に沿った平面において、前記基板と前記マスクの相対位置を調整する位置調整手段と、
前記平面に交差する第１方向において前記基板と前記マスクの相対距離を変化させるように、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させる移動手段と、
前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜を行う成膜手段と、
を備える成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記成膜装置に搬入された前記基板が前記支持部に支持され、かつ、前記マスクと接触していない状態で、前記駆動手段が前記押圧部を前記押圧状態とする第１の押圧工程と、
前記第１の押圧工程の後に、前記押圧部が前記押圧状態のままで前記移動手段が前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記支持部の前記支持面が、前記第１方向において前記マスクの表面と同じ高さとなる位置、または、前記マスクの表面よりも低い位置に来るようにする第１の移動工程と、
前記第１の移動工程の後に、前記基板の少なくとも一部が前記マスクに接触した状態で、前記駆動手段が前記押圧部を前記離間状態とする第１の離間工程と、
前記第１の離間工程の後に、前記駆動手段が前記押圧部を前記押圧状態とする第２の押圧工程と、
前記第２の押圧工程の後に、前記移動手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記基板と前記マスクの前記相対距離を第１の距離とする第２の移動工程と、
前記第２の移動工程の後に、前記位置調整手段が第１の位置調整を行う工程と、
前記第１の位置調整を行う工程の後に、前記成膜手段が前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜を行う成膜工程と、
を有することを特徴とする成膜方法である。
【0010】
本発明は、また、以下の構成を採用する。すなわち、
基板の周縁部を支持面の上で支持する支持部と、前記支持部と対向して前記周縁部を押圧する押圧部と、を有する基板保持手段と、
前記周縁部を押圧している押圧状態、または、前記基板から離間している離間状態となるように、前記押圧部を駆動する駆動手段と、
マスクを保持するマスク保持手段と、
前記基板の被成膜面に沿った平面において、前記基板と前記マスクの相対位置を調整する位置調整手段と、
前記平面に交差する第１方向において前記基板と前記マスクの相対距離を変化させるように、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させる移動手段と、
前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜を行う成膜手段と、
を備える成膜装置であって、
前記成膜装置に搬入された前記基板が前記マスクと接触していない状態で、前記駆動手
段が前記押圧部を前記押圧状態とする第１の押圧動作を行い、
前記第１の押圧動作の後に、前記押圧部が前記押圧状態のままで前記移動手段が前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記支持部の前記支持面が、前記第１方向において前記マスクの表面と同じ高さとなる位置、または、前記マスクの表面よりも低い位置に来るようにする第１の移動を行い、
前記第１の移動の後に、前記駆動手段が前記押圧部を前記離間状態とする第１の離間動作を行い、
前記第１の離間動作の後に、前記駆動手段が前記押圧部を前記押圧状態とする第２の押圧動作を行い、
前記第２の押圧動作の後に、前記移動手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記基板と前記マスクの前記相対距離を第１の距離とする第２の移動を行い、
前記第２の移動の後に、前記位置調整手段が第１の位置調整を行い、
前記第１の位置調整の後に、前記成膜手段が前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜を行う
ことを特徴とする成膜装置である。
基板の周縁部を支持面の上で支持する支持部と、前記支持部と対向して前記周縁部を押圧する押圧部と、を有する基板保持手段と、
前記周縁部を押圧している押圧状態、または、前記基板から離間している離間状態となるように、前記押圧部を駆動する駆動手段と、
マスクを保持するマスク保持手段と、
前記基板の被成膜面に沿った平面において、前記基板と前記マスクの相対位置を調整する位置調整手段と、
前記平面に交差する第１方向において前記基板と前記マスクの相対距離を変化させるように、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させる移動手段と、
前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜を行う成膜手段と、
を備える成膜装置であって、
前記成膜装置に搬入された前記基板が前記マスクと接触していない状態で、前記駆動手
段が前記押圧部を前記押圧状態とする第１の押圧動作を行い、
前記第１の押圧動作の後に、前記押圧部が前記押圧状態のままで前記移動手段が前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記支持部の前記支持面が、前記第１方向において前記マスクの表面と同じ高さとなる位置、または、前記マスクの表面よりも低い位置に来るようにする第１の移動を行い、
前記第１の移動の後に、前記駆動手段が前記押圧部を前記離間状態とする第１の離間動作を行い、
前記第１の離間動作の後に、前記駆動手段が前記押圧部を前記押圧状態とする第２の押圧動作を行い、
前記第２の押圧動作の後に、前記移動手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の少なくともいずれかを移動させて、前記基板と前記マスクの前記相対距離を第１の距離とする第２の移動を行い、
前記第２の移動の後に、前記位置調整手段が第１の位置調整を行い、
前記第１の位置調整の後に、前記成膜手段が前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜を行う
ことを特徴とする成膜装置である。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、アライメントの所要時間を短縮しつつ、マスクと基板の密着性を高めるような成膜方法および成膜装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】成膜装置を含む電子デバイスの製造ラインの模式図
【図2】成膜装置の内部構成を示す断面図
【図3】成膜装置における基板の挟持装置を示す斜視図
【図4】実施例１における処理の流れを示すフロー図
【図5】実施例１における基板搬入時の様子を示す断面図
【図6】実施例１におけるアライメントの様子を示す断面図
【図7】実施例１におけるアライメントの様子を示す続きの断面図
【図8】実施例１におけるアライメントの様子を示す続きの断面図
【図9】実施例１におけるアライメントの様子を示す続きの断面図
【図10】電子デバイスの製造方法を説明する図
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態を説明する。ただし、以下の記載は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲はそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成及びソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状などは、特に記載がない限りは、本発明の範囲をこれに限定しようとする趣旨ではない。
【0014】
基板に所望のパターンの膜を形成する際には、膜の形状に適したマスクパターンを有するマスクを用いる。複数のマスクを用いることで、成膜される各層を任意に構成できる。基板上の所望の位置に膜を形成するために、基板等とマスクの相対位置を精度良くアライメントする必要がある。
【0015】
本発明は、上記のように基板とマスクをアライメントする構成に好適に用いられる。したがって本発明は、基板とマスクのアライメント装置またはアライメント方法として捉えられる。本発明はまた、かかるアライメント装置またはアライメント方法を用いた成膜装置または成膜方法としても捉えられる。本発明はまた、かかる成膜装置または成膜方法を用いた電子デバイスの製造装置または電子デバイスの製造方法としても捉えられる。本発
明はまた、上記の各装置の制御方法としても捉えられる。
明はまた、上記の各装置の制御方法としても捉えられる。
【0016】
本発明は、基板の表面にマスクを介して所望のパターンの薄膜材料層を形成する場合に好ましく適用できる。基板の材料としては、ガラス、樹脂、金属、シリコンなど任意のものを利用できる。成膜材料としては、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物）など任意のものを利用できる。本発明の技術は、典型的には、電子デバイスや光学部材の製造装置に適用される。特に、有機ＥＬディスプレイやそれを用いた有機ＥＬ表示装置、薄膜太陽電池、有機ＣＭＯＳイメージセンサなどの有機電子デバイスに好適である。ただし本発明の適用対象はこれに限られない。
【0017】
＜実施例１＞
（電子デバイスの製造ライン）
図１は、電子デバイスの製造ラインの構成を模式的に示す平面図である。このような製造ラインは、成膜装置を含む成膜システムと言える。ここでは、有機ＥＬディスプレイの製造ラインについて説明する。有機ＥＬディスプレイを製造する場合、製造ラインに所定のサイズの基板を搬入し、有機ＥＬや金属層の成膜を行った後、基板のカットなどの後処理工程を実施する。
（電子デバイスの製造ライン）
図１は、電子デバイスの製造ラインの構成を模式的に示す平面図である。このような製造ラインは、成膜装置を含む成膜システムと言える。ここでは、有機ＥＬディスプレイの製造ラインについて説明する。有機ＥＬディスプレイを製造する場合、製造ラインに所定のサイズの基板を搬入し、有機ＥＬや金属層の成膜を行った後、基板のカットなどの後処理工程を実施する。
【0018】
図１に示すように、製造ラインの成膜クラスタ１は、中央に配置される搬送室１３０と、搬送室１３０の周囲に配置される成膜室１１０およびマスクストック室１２０を含む。成膜室１１０は成膜装置を含み、基板１０に対する成膜処理が行われる。マスクストック室１２０は使用前後のマスクが収納される。搬送室１３０内に設置された搬送ロボット１４０は、基板１０やマスク２２０を搬送室１３０に搬入および搬出する。搬送ロボット１４０は、例えば、多関節アームに基板１０やマスク２２０を保持するロボットハンドが取り付けられたロボットである。
【0019】
パス室１５０は、基板搬送方向において上流側から流れてくる基板１０を搬送室１３０に搬送する。バッファ室１６０は、搬送室１３０での成膜処理が完了した基板１０を下流側の他の成膜クラスタに搬送する。搬送ロボット１４０は、パス室１５０から基板１０を受け取ると、複数の成膜室１１０のうちの一つに搬送する。搬送ロボット１４０はまた、成膜処理が完了した基板１０を成膜室１１０から受け取り、バッファ室１６０に搬送する。パス室１５０のさらに上流側や、バッファ室１６０のさらに下流側には、基板１０の方向を変える旋回室１７０が設けられる。成膜室１１０、マスクストック室１２０、搬送室１３０、バッファ室１６０、旋回室１７０などの各チャンバは、有機ＥＬ表示パネルの製造過程で高真空状態に維持される。
【0020】
（成膜装置）
図２は、成膜装置の構成を示す断面図である。複数の成膜室１１０それぞれには、成膜装置１０８（蒸着装置とも呼ぶ）が設けられている。成膜装置１０８は、搬送ロボット１４０との基板１０の受け渡し、基板１０とマスク２２０の相対的な位置関係を調整するアライメント（位置合わせ）、マスク上への基板１０の固定、成膜（蒸着）などの一連の成膜プロセスを行う。
図２は、成膜装置の構成を示す断面図である。複数の成膜室１１０それぞれには、成膜装置１０８（蒸着装置とも呼ぶ）が設けられている。成膜装置１０８は、搬送ロボット１４０との基板１０の受け渡し、基板１０とマスク２２０の相対的な位置関係を調整するアライメント（位置合わせ）、マスク上への基板１０の固定、成膜（蒸着）などの一連の成膜プロセスを行う。
【0021】
以下の説明においては、鉛直方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を用いる。ＸＹＺ直交座標系において、成膜時に基板が水平面（ＸＹ平面）と平行となるよう固定された場合、矩形の基板１０の対向する二組の辺のうち、一組の辺が延伸する方向をＸ方向、他の一組の辺が延伸する方向をＹ方向とする。また、Ｚ軸まわりの回転角をθで表す。
【0022】
成膜装置１０８は、真空チャンバ２００を有する。真空チャンバ２００の内部は、真空雰囲気、または、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持されている。真空チャンバ２０
０の内部には、基板保持ユニット２１０、マスク２２０、マスク台２２１、冷却板２３０、および蒸発源２４０が設けられる。
０の内部には、基板保持ユニット２１０、マスク２２０、マスク台２２１、冷却板２３０、および蒸発源２４０が設けられる。
【0023】
基板保持ユニット２１０（基板保持手段）は、搬送ロボット１４０から受け取った基板１０を支持するホルダとしての機能を有する。マスク２２０は、例えばメタルマスクであり、基板上に形成される薄膜パターンに対応する開口パターンを持つ。マスク２２０は、マスク支持ユニットである枠状のマスク台２２１（マスク保持手段）の上に設置されている。本実施例の構成では、マスク上に基板１０が位置決めされて支持されたのち、成膜が行われる。
【0024】
冷却板２３０（冷却部）は、成膜を行うときに、基板１０の、マスク２２０と接触する面（被成膜面）とは反対側の面に当接し、成膜時の基板１０の温度上昇を抑える板状部材である。冷却板２３０が基板１０を冷却することにより、有機材料の変質や劣化が抑制される。冷却板２３０は、マグネット板を兼ねていてもよい。マグネット板とは、磁力によってマスク２２０を引き付けることで、成膜時の基板１０とマスク２２０の密着性を高める部材である。なお、基板１０とマスク２２０の密着性を高めるために、基板保持ユニット２１０が基板１０とマスク２２０を両方とも保持して、アクチュエータ等により密着させても良い。
【0025】
蒸発源２４０は、蒸着材料を収容するルツボ等の容器、ヒータ、シャッタ、駆動機構、および蒸発レートモニタなどから構成される成膜手段である。ここでは成膜源として蒸発源２４０を用いる蒸着装置を示したが、これには限定されない。例えば成膜装置１０８が、成膜源としてスパッタリングターゲットを用いるスパッタリング装置であってもよい。
【0026】
真空チャンバ２００の外側上部には、基板Ｚアクチュエータ２５０、クランプＺアクチュエータ２５１、冷却板Ｚアクチュエータ２５２が設けられる。各アクチュエータは例えば、モータとボールねじ、モータとリニアガイドなどで構成される。真空チャンバ２００の外側上部にはさらに、アライメントステージ２８０が設けられている。
【0027】
基板Ｚアクチュエータ２５０（移動手段）は、基板保持ユニット２１０全体をＺ軸方向に駆動して昇降させる。これにより、基板１０の被成膜面に沿った平面に交差する方向（交差方向であり、典型的には基板１０の被成膜面の平面に垂直な方向。「第１方向」とも呼ぶ）において、基板１０とマスク２２０の相対距離が変化する。クランプＺアクチュエータ２５１（駆動手段）は、基板保持ユニット２１０の押圧具を駆動して開閉させる。
【0028】
冷却板Ｚアクチュエータ２５２（冷却駆動手段）は、冷却板２３０を駆動して昇降させる。成膜の前には、冷却板Ｚアクチュエータ２５２が冷却板２３０を下降させ、基板１０の被成膜面と反対側の面に接触させる。なお、成膜時に冷却板２３０が基板１０を抑え込むことにより、基板１０の周縁部を挟持しなくても位置ずれが起きないという副次的な効果も得られる。冷却板２３０を下降させるタイミングや距離は、基板１０の移動を妨げない範囲であれば限定されるものではなく、成膜時に基板１０に当接できればよい。また、必ずしも冷却板２３０を一度に移動させる必要はなく、例えば第１のアライメント時に基板１０に接触しない範囲である程度下降させておき、第２のアライメント後の成膜開始前に基板１０に当接させてもよい。
【0029】
（アライメントのための構成）
アライメントステージ２８０は、基板１０をＸＹ方向に移動させ、またθ方向に回転させてマスク２２０との位置を変化させる、アライメント装置である。アライメントステージ２８０は、基板１０の被成膜面に沿った平面において基板１０とマスク２２０の相対位置を調整する、位置調整手段である。アライメントステージ２８０は、真空チャンバ２０
０に接続されて固定されるチャンバ固定部２８１、ＸＹθ移動を行うためのアクチュエータ部２８２、基板保持ユニット２１０と接続される接続部２８３を備える。なお、アライメントステージ２８０と基板保持ユニット２１０を合わせてアライメント装置と考えてもよい。また、アライメンドステージ２８０と基板保持ユニット２１０に、さらに制御部２７０を加えてアライメント装置だと考えても良い。
アライメントステージ２８０は、基板１０をＸＹ方向に移動させ、またθ方向に回転させてマスク２２０との位置を変化させる、アライメント装置である。アライメントステージ２８０は、基板１０の被成膜面に沿った平面において基板１０とマスク２２０の相対位置を調整する、位置調整手段である。アライメントステージ２８０は、真空チャンバ２０
０に接続されて固定されるチャンバ固定部２８１、ＸＹθ移動を行うためのアクチュエータ部２８２、基板保持ユニット２１０と接続される接続部２８３を備える。なお、アライメントステージ２８０と基板保持ユニット２１０を合わせてアライメント装置と考えてもよい。また、アライメンドステージ２８０と基板保持ユニット２１０に、さらに制御部２７０を加えてアライメント装置だと考えても良い。
【0030】
アクチュエータ部２８２としては、Ｘアクチュエータ、Ｙアクチュエータおよびθアクチュエータを積み重ねられたアクチュエータを用いてもよい。また、複数のアクチュエータが協働するＵＶＷ方式のアクチュエータを用いてもよい。いずれの方式のアクチュエータ部２８２であっても、制御部２７０から送信される制御信号に従って駆動し、基板１０をＸ方向およびＹ方向に移動させ、θ方向に回転させる。制御信号は、積み重ね方式のアクチュエータであればＸＹθ各アクチュエータの動作量を示し、ＵＶＷ方式のアクチュエータであればＵＶＷ各アクチュエータの動作量を示す。
【0031】
アライメントステージ２８０は基板保持ユニット２１０をＸＹθ移動させる。なお、本実施例では基板１０の位置を調整する構成としたが、マスク２２０の位置を調整する構成や、基板１０とマスク２２０両方の位置を調整する構成でもよく、基板１０とマスク２２０を相対的に位置合わせできればよい。
【0032】
真空チャンバ２００の外側上部には、光学撮像を行って画像データを生成する第１のカメラ２６０（ラフアライメントカメラ）と第２のカメラ２６１（ファインアライメントカメラ）が設けられている。第１のカメラ２６０と第２のカメラ２６１は、真空チャンバ２００に設けられた窓を通して撮像を行う。チャンバ内の気密を保持するために、真空用の封止窓を用いる。本実施例のように二段階アライメントが実行される場合、最初に低解像だが広視野のラフアライメント用のカメラである第１のカメラ２６０を用いた第１のアライメント（ラフアライメント、第１の位置調整）が行われる。続いて、狭視野だが高解像のファインアライメント用のカメラである第２のカメラ２６１を用いた第２のアライメント（ファインアライメント、第２の位置調整）が行われる。
【0033】
本実施例では、第１のカメラ２６０は、基板１０およびマスク２２０の中央部を撮像できる位置に設置される。第１のカメラ２６０の撮像領域には、基板表面の第１の基板アライメントマーク１０３と、マスク表面の第１のマスクアライメントマークが含まれる。また第２のカメラ２６１は、成膜位置に配置された基板１０およびマスク２２０の隅部を撮像できる位置に設置される。第２のカメラ２６１の撮像領域には、基板表面の第２の基板アライメントマーク１０４と、マスク表面の第２のマスクアライメントマークが含まれる。本実施例では、基板１０およびマスク２２０の四隅に対応するように、４台の第２のカメラ２６１を設けている。ただし、アライメントマークの数および設置場所、ならびに、カメラの数、設置場所および種類は、この例に限定されない。
【0034】
制御部２７０は、第１のアライメントのときは第１のカメラ２６０による撮像画像データを解析し、パターンマッチング処理などの手法により、第１の基板アライメントマーク、第１のマスクアライメントマークの位置情報を取得する。制御部２７０は、第１の基板アライメントマークと第１のマスクアライメントマークの位置ずれ量に基づき、基板１０を移動させるＸＹ方向、距離および角度θを算出する。そして、算出された移動量を、アライメントステージ２８０の各アクチュエータが備えるステッピングモータやサーボモータ等の駆動量に変換し、制御信号を生成する。
【0035】
制御部２７０は同様に、第２のアライメントのときは第２のカメラ２６１による撮像画像データを解析し、第２の基板アライメントマーク、第２のマスクアライメントマークの位置情報を取得し、基板１０を移動させる方向、距離および角度を算出する。
【0036】
典型的には、各基板アライメントマークはフォトリソグラフィーによって基板上に形成され、各マスクアライメントマークは機械加工によりマスク上に形成される。ただし、マークの形成方法はこれらに限られず、材料や目的に応じて選択できる。また、マークの形状やサイズは、カメラの性能や画像解析の能力に応じて設定できる。
【0037】
制御部２７０は、他にも、アクチュエータ部２８２の各アクチュエータの動作制御によるアライメント制御、基板１０およびマスク２２０の搬出入制御、成膜制御、その他様々な制御を行う。制御部２７０は、例えば、プロセッサ、メモリ、ストレージ、Ｉ／Ｏなどを有するコンピュータにより構成可能である。この場合、制御部２７０の機能は、メモリ又はストレージに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。コンピュータとしては、汎用のパーソナルコンピュータを用いてもよいし、組込型のコンピュータ又はＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を用いてもよい。あるいは、制御部２７０の機能の一部又は全部をＡＳＩＣやＦＰＧＡのような回路で構成してもよい。なお、成膜装置ごとに制御部２７０が設けられていてもよいし、１つの制御部２７０が複数の成膜装置を制御してもよい。
【0038】
（基板保持ユニット）
図３の斜視図を参照して、基板保持ユニット２１０の構成例を説明する。基板保持ユニット２１０は、基板１０の各辺を支持する複数の支持具３００（支持部）が設けられた支持枠体３０１と、各支持具３００との間で基板１０を挟み込む複数の押圧具３０２（押圧部）が設けられたクランプ部材３０３を有する。一対の支持具３００と押圧具３０２が１つの挟持機構３０５を構成する。クランプＺアクチュエータ２５１の駆動を受けて、押圧具３０２は、対応する支持具３００に対向して基板１０の周縁部を押圧する押圧状態と、基板１０から離間した離間状態とに駆動される。ただし、挟持機構３０５の数や配置はこれに限られず、クランプＺアクチュエータ２５１の駆動を受けて、基板１０を押圧して保持した状態（押圧状態）と、基板１０の押圧が解除されて解放された状態（離間状態）とにできればよい。本明細書では、押圧具３０２の押圧状態および離間状態にそれぞれ対応して、基板１０が押圧状態または離間状態であるとも表現する。なお本実施例において、押圧が解除された状態であっても、基板１０が支持具３００に載置されて支持された状態であれば、基板１０をＺ方向もしくはＸＹ方向に移動、またはθ方向に回転させることが可能である。
図３の斜視図を参照して、基板保持ユニット２１０の構成例を説明する。基板保持ユニット２１０は、基板１０の各辺を支持する複数の支持具３００（支持部）が設けられた支持枠体３０１と、各支持具３００との間で基板１０を挟み込む複数の押圧具３０２（押圧部）が設けられたクランプ部材３０３を有する。一対の支持具３００と押圧具３０２が１つの挟持機構３０５を構成する。クランプＺアクチュエータ２５１の駆動を受けて、押圧具３０２は、対応する支持具３００に対向して基板１０の周縁部を押圧する押圧状態と、基板１０から離間した離間状態とに駆動される。ただし、挟持機構３０５の数や配置はこれに限られず、クランプＺアクチュエータ２５１の駆動を受けて、基板１０を押圧して保持した状態（押圧状態）と、基板１０の押圧が解除されて解放された状態（離間状態）とにできればよい。本明細書では、押圧具３０２の押圧状態および離間状態にそれぞれ対応して、基板１０が押圧状態または離間状態であるとも表現する。なお本実施例において、押圧が解除された状態であっても、基板１０が支持具３００に載置されて支持された状態であれば、基板１０をＺ方向もしくはＸＹ方向に移動、またはθ方向に回転させることが可能である。
【0039】
アライメントステージ２８０が、基板１０を支持した状態の基板保持ユニット２１０に駆動力を伝達することにより、基板１０のマスク２２０に対する相対位置が調整される。基板１０のＺ方向移動においては、基板Ｚアクチュエータ２５０が駆動して基板保持ユニット２１０を移動させ、基板１０を昇降させる。これにより、基板１０とマスク２２０が接近または離間する。基板１０のＸＹ移動またはθ回転においては、アライメントステージ２８０が基板１０をＸＹ方向に並進移動、またはθ方向に回転移動させる。アライメント時に基板１０が移動するのは、基板が配置されたＸＹ平面内であり、当該平面はマスクが配置された平面と略平行である。すなわち、基板１０のＸＹ移動およびθ回転のときには基板１０とマスク２２０のＺ方向の距離は変化せず、ＸＹ平面内において基板１０の位置が変化する。これにより、基板１０とマスク２２０が面内で位置合わせされる。
【0040】
（処理フロー）
図面を参照しながら処理の流れを説明する。図４は、基板１０とマスク２２０のアライメント処理の工程を示すフロー図である。図５～図８は、成膜装置内部のうちアライメントに関連する構成を模式的に示す断面図であり、フローの進行に応じた状態の変化を示している。本フローは、成膜室１１０において基板１０とマスク２２０がアライメントされる様子を説明する。なお、第１のカメラ２６０、第２のカメラ２６１、冷却板２３０およ
び搬送ロボット１４０については、説明に必要な場合のみ図示する。
図面を参照しながら処理の流れを説明する。図４は、基板１０とマスク２２０のアライメント処理の工程を示すフロー図である。図５～図８は、成膜装置内部のうちアライメントに関連する構成を模式的に示す断面図であり、フローの進行に応じた状態の変化を示している。本フローは、成膜室１１０において基板１０とマスク２２０がアライメントされる様子を説明する。なお、第１のカメラ２６０、第２のカメラ２６１、冷却板２３０およ
び搬送ロボット１４０については、説明に必要な場合のみ図示する。
【0041】
図５は、成膜室内部を簡略化して示した断面図である。説明の便宜上、成膜室内部において基板１０のマスク２２０に対するＺ方向高さｈ（基板１０が撓んでいる場合および基板１０の一部がマスクに接触している場合は、支持されている基板周縁部の高さ）を次のように定義する。基板１０がマスク台２２１に設置されたマスク２２０と密着する密着高さを、ｈ０とする。高さｈ０では成膜も行われる。基板１０が搬入されたときの受け入れ高さを、ｈｃとする。第１のアライメントを行う高さを、ｈｒとする。高さｈｒのときの基板１０とマスク２２０のＺ方向距離を、第１の距離とする。第２のアライメントのための撮像を行う高さを、ｈｆ１とする。第２のアライメントのＸＹθ移動を行う高さを、ｈｆ２とする。ｈｆ２は、基板１０が垂下していてもマスク２２０と接触しないように設定される。高さｈｆ２のときの基板１０とマスク２２０のＺ方向距離を、第２の距離とする。
【0042】
本フローは、マスクストック室１２０からマスク２２０が搬入されマスク台２２１に設置された状態から開始する。ステップＳ１０１において、搬送ロボット１４０が、パス室１５０から成膜室１１０に基板１０を搬入する。搬送ロボット１４０は支持具３００に基板１０の周縁部（端部）を載置すると、成膜室１１０から退避する。これにより図６（ａ）に示すように、基板１０が受け入れ高さｈｃにおいて支持具３００により支持された状態となる。支持具３００に基板１０の周縁部が載置された時が、支持具３００が基板１０の周縁部の支持を開始する時である。
【0043】
ステップＳ１０２において、基板保持ユニットの押圧具３０２が下方に移動し、支持具３００との間で基板周縁部を挟持し、図６（ｂ）に示すように基板１０をクランプ状態とする（第１の押圧工程、第１の押圧動作）。なお、このクランプは、必ずしも基板１０が搬入されてすぐに行う必要は無いが、基板１０とマスク２２０とが接触していない状態で行うものとする。
【0044】
ステップＳ１０３において、図６（ｃ）に示すように、基板Ｚアクチュエータが駆動して、基板１０を支持具３００と押圧具３０２により押圧し挟持した状態の基板保持ユニット２１０を下降させる（第１の移動工程、第１の移動）。このとき、支持具３００による支持面のＺ方向での高さは、マスク２２０の表面（上面）の高さ以下とする。図示例では支持面とマスク表面を同じ高さとしている。支持面をマスク２２０の表面より低い位置まで移動させてもよい。この時点では、Ｓ１０２でのクランプにより基板周縁部が挟持された押圧状態にあるため、マスク２２０からの応力を受けた基板１０の周縁部が外側に逃げることができない。
【0045】
このようにＳ１０３では、基板１０がマスク２２０に向かって相対的に移動する向きにおいて、支持具３００による支持面が、マスク２２０の表面と重なるか、マスク２２０の表面よりも前方に来るように、基板Ｚアクチュエータが駆動する。このようにする理由は、基板１０の垂下をなくして基板１０とマスク２２０の接触領域を広げることにより、後の工程で基板周縁部を解放したときの歪み軽減効果を高めるためである。
【0046】
ステップＳ１０４において、図７（ａ）に示すように、基板保持ユニットの押圧具３０２が上方に移動し、基板１０を押圧状態から離間状態に移行させる（第１の離間工程、第１の離間動作）。このとき、自由になった周縁部が外部に進出可能となった基板１０は、マスク２２０の表面に沿う形状に伸展する。
【0047】
ステップＳ１０５において、図７（ｂ）に示すように、基板保持ユニットの押圧具３０２が下方に移動し、基板１０を挟持し押圧する（第２の押圧工程、第２の押圧動作）。以
上の一連の処理により、基板１０の歪みが軽減された状態で基板１０がクランプされる。続いて基板１０が高さｈｒに移動し（第２の移動工程、第２の移動）、第１のアライメントが行われる（第１の位置調整工程、第１の位置調整）。そして、基板１０が高さｈｆ１からｈｆ２に移動する過程で（第３の移動工程、第３の移動）、第２のアライメントが行われる（第２の位置調整工程、第２の位置調整）。言い換えると、アライメント処理を行う前に基板１０とマスク２２０が全面的に密着した状態を作ってからクランプを行うことで、基板の歪み軽減効果を大きくできる。また、本ステップの後工程では基板を押圧状態としたままとすることにより、基板１０の移動中のずれ防止や、成膜時の位置ずれ防止の効果も得られる。
上の一連の処理により、基板１０の歪みが軽減された状態で基板１０がクランプされる。続いて基板１０が高さｈｒに移動し（第２の移動工程、第２の移動）、第１のアライメントが行われる（第１の位置調整工程、第１の位置調整）。そして、基板１０が高さｈｆ１からｈｆ２に移動する過程で（第３の移動工程、第３の移動）、第２のアライメントが行われる（第２の位置調整工程、第２の位置調整）。言い換えると、アライメント処理を行う前に基板１０とマスク２２０が全面的に密着した状態を作ってからクランプを行うことで、基板の歪み軽減効果を大きくできる。また、本ステップの後工程では基板を押圧状態としたままとすることにより、基板１０の移動中のずれ防止や、成膜時の位置ずれ防止の効果も得られる。
【0048】
ステップＳ１０６において、基板Ｚアクチュエータが駆動して、基板１０をクランプした状態の基板保持ユニット２１０を上昇させ、基板１０を第１のアライメント高さｈｒまで移動させる。そして、第１のアライメントを実行する。すなわち、図７（ｃ）に示すように基板１０が高さｈｒに移動させた状態で、第１のカメラ２６０により基板１０およびマスク２２０の中央部に設けられたアライメントマークを撮像する。
【0049】
制御部２７０は、画像を解析して基板１０とマスク２２０のアライメントマーク同士の距離や角度に基づき、位置ずれ量を算出する。そして図８（ａ）に示すように、アライメントステージ２８０が基板１０をＸＹ移動およびθ回転させて位置ずれを大まかに修正する。アライメントステージ２８０の操作が終わると、第１のカメラ２６０がアライメントマークを再度撮像し、制御部２７０が、マーク同士の位置ずれ量が所定の閾値を超えるかどうかを判定する。閾値を超える場合はアライメントステージ２８０による位置合わせを再度行う。このように位置ずれ量が閾値以内に収まるまで位置合わせを繰り返すことで、第１のアライメントが完了する。
【0050】
ステップＳ１０７において、図８（ｂ）に示すように、基板Ｚアクチュエータが駆動して、基板１０をクランプした状態の基板保持ユニット２１０を下降させ、基板１０を高さｈｆ１まで移動させる。そして第２のカメラ２６１が、基板１０およびマスク２２０の隅部に設けられたアライメントマークを撮像する。
【0051】
ステップＳ１０８において、図８（ｃ）に示すように、基板Ｚアクチュエータが駆動して、基板１０をクランプした状態の基板保持ユニット２１０を上昇させ、基板１０を高さｈｆ２まで移動させる。制御部２７０は、高さｈｆ１で撮影した画像を解析して基板１０とマスク２２０のアライメントマークの位置ずれ量を算出する。そしてアライメントステージ２８０が基板１０をＸＹ移動およびθ回転させる。第２のアライメントの場合、位置ずれ量が所定の閾値の範囲内に収まるまで、基板１０の高さｈｆ２への移動、アライメントステージ２８０による操作、基板１０の高さｈｆ１への移動、および、第２のカメラ２６１による撮像と位置ずれ量の算出処理を繰り返す。これにより、位置ずれを精密に修正できる。
【0052】
第２のアライメントによって基板１０とマスク２２０の位置ずれ量が閾値以内となると、処理はステップＳ１０９に進む。基板Ｚアクチュエータが駆動して、基板１０をクランプした状態の基板保持ユニット２１０を下降させ、基板１０を高さｈ０まで移動させる。これにより、図９（ａ）に示すように、支持具３００の支持面に支持された基板１０の高さとマスク２２０の高さが一致する。
なお、この工程の後に、成膜前のアライメント精度計測を行ってもよい。例えば、第２のカメラ２６１を用いて基板１０およびマスク２２０の隅部のアライメントマークを撮像し、位置ずれ量を所定の閾値と比較して許容範囲内かどうかを判定し、許容範囲外であれば再び第２のアライメントに移行する。
なお、この工程の後に、成膜前のアライメント精度計測を行ってもよい。例えば、第２のカメラ２６１を用いて基板１０およびマスク２２０の隅部のアライメントマークを撮像し、位置ずれ量を所定の閾値と比較して許容範囲内かどうかを判定し、許容範囲外であれば再び第２のアライメントに移行する。
【0053】
ステップＳ１１０において、図９（ｂ）に示すように、冷却板Ｚアクチュエータ２５２が駆動して、冷却板２３０を下降させて基板１０に密着させる。これにより、基板１０とマスク２２０のアライメント処理、および、マスク２２０上への基板１０の載置処理が完了する。そして、蒸発源２４０が熱せられて成膜材料が飛翔し、マスク２２０を介して基板１０に付着することにより、基板１０の下面にマスクパターンに対応した膜が形成される（成膜工程）。成膜完了後、搬送ロボット１４０は成膜済みの基板１０を搬出する。
ステップ１１０の成膜は、クランプＺアクチュエータ２５１が押圧具３００を押圧状態に維持したまま行われる。アライメント処理の開始前に、基板１０の少なくとも一部（典型的には、自重で撓んだ基板１０の中央部）がマスク２２０に接触し、かつ、基板周縁部のクランプが解放された状態とした場合、押圧状態のまま成膜することで、成膜中のマスクずれが低減される。
ステップ１１０の成膜は、クランプＺアクチュエータ２５１が押圧具３００を押圧状態に維持したまま行われる。アライメント処理の開始前に、基板１０の少なくとも一部（典型的には、自重で撓んだ基板１０の中央部）がマスク２２０に接触し、かつ、基板周縁部のクランプが解放された状態とした場合、押圧状態のまま成膜することで、成膜中のマスクずれが低減される。
【0054】
上記の一連の工程によれば、アライメント処理の開始前に、基板１０の少なくとも一部（典型的には、自重で撓んだ基板１０の中央部）がマスク２２０に接触し、かつ、基板周縁部のクランプが解放された状態が実現する。するとマスク２２０からの応力による基板１０の伸展が、基板保持ユニット２１０により阻害されることなく基板周縁部まで進んでいく。これにより、基板１０をマスク２２０に良好に沿わせることができる。この状態で基板周縁部を挟持することにより、後続処理における基板１０とマスク２２０の密着度が向上する。
【0055】
ここで、基板の周縁部を解放およびクランプすることは、基板１０の歪みを取り除く効果があり、特に本実施例のように、基板１０の支持面の高さをマスク２２０の表面の高さより低くしての解放およびクランプにより、歪み解消の効果が高まる。一方で、基板１０の位置を変化させてしまい、結果としてアライメントの所要時間を長期化してしまう場合があった。しかし本実施例では、基板周縁部の掴み直し処理の後に、基板１０の移動距離が大きい第１のアライメントが実行されるため、基板１０の位置の変化を素早く吸収することができ、アライメントの所要時間を短縮することができる。以上、本実施例のアライメント装置によれば、基板１０とマスク２２０の密着性を高める効果を減じることなく、アライメントの所要時間を短縮することができる。したがって、基板１０の歪みが解消された膜ボケ等のない良好な成膜を、高い生産性で実現できる。
【0056】
＜変形例１＞
上記記載では、基板の掴み直しによる歪み解消を行った後、基板保持ユニット２１０が基板周縁部をクランプすると、そのクランプ状態を維持したまま第１のアライメントおよび第２のアライメントを行っていた。しかし本発明はこれに限られない。
上記記載では、基板の掴み直しによる歪み解消を行った後、基板保持ユニット２１０が基板周縁部をクランプすると、そのクランプ状態を維持したまま第１のアライメントおよび第２のアライメントを行っていた。しかし本発明はこれに限られない。
【0057】
本変形例では、第１のアライメントと第２のアライメントの間にも、基板１０の少なくとも一部がマスク２２０と接触した状態で、基板周縁部の解放とクランプを行う。例えば図４のフローで説明した実施例１の場合であれば、ステップＳ１０４で第１のアライメントを行った後に、基板Ｚアクチュエータが駆動して、基板１０をクランプした状態の基板保持ユニット２１０を下降させ、基板１０の一部をマスク２２０に接触させる。そして、基板保持ユニット２１０による基板のクランプを解除する（第２の離間工程）。その結果、マスク２２０からの応力を受けた基板１０が周縁部に向かって伸展する。そして、再度基板がクランプされる（第３の押圧工程）。
【0058】
本変形例によれば、基板１０とマスク２２０の密着度をさらに向上させることができる。また第１のアライメント中などに発生した基板の歪みを解消できる。
【0059】
＜変形例２＞
上記各実施例では、アライメントが完了した後も、基板保持ユニット２１０が基板周縁
部をクランプしたまま成膜処理を行っていた。しかし本発明はこれに限られない。
上記各実施例では、アライメントが完了した後も、基板保持ユニット２１０が基板周縁
部をクランプしたまま成膜処理を行っていた。しかし本発明はこれに限られない。
【0060】
本変形例では、第２のアライメントが完了した後に、基板保持ユニット２１０が基板周縁部の一部のクランプ（例えば、基板１０のうち対向する二辺をクランプする場合の、一辺側のクランプ）を解除したり、押圧具３０２による挟持力を弱めたりしてもよい。そして、基板Ｚアクチュエータが駆動して基板保持ユニット２１０を下降させ、基板１０をマスク２２０との密着高さｄ０まで下降させることで、基板１０をマスク２２０に載置する。この載置時に、クランプが解除された、あるいは、挟持力が弱められた基板１０の周縁部が外側に逃げられるので、基板１０がマスク２２０に沿って伸展する。その結果、例えば第２のアライメント中に生じた基板１０の撓みを解消して基板１０とマスク２２０の密着度をより向上させることができる。続いて冷却板２３０を基板１０に接触させ、蒸発源２４０を用いた成膜を行う。このとき、冷却板２３０が基板１０の位置ずれを抑制するため、成膜を精度良く実行できる。
【0061】
＜変形例３＞
上記各実施例では、第１のアライメントの前に、ステップＳ１０３からステップ１０５の動作が行われる。しかし、複数回のアライメントが行われる場合には、少なくとも１回のアライメントの前に、ステップＳ１０２からステップ１０５の動作が行われても良い。例えば、本変形例では、図４に示される各工程が、ステップＳ１０１、ステップＳ１０２、ステップＳ１０６、ステップＳ１０３、ステップＳ１０４、ステップＳ１０５、ステップＳ１０７の順で行われる。ステップＳ１０８以降は、上記実施例と同じである。
上記各実施例では、第１のアライメントの前に、ステップＳ１０３からステップ１０５の動作が行われる。しかし、複数回のアライメントが行われる場合には、少なくとも１回のアライメントの前に、ステップＳ１０２からステップ１０５の動作が行われても良い。例えば、本変形例では、図４に示される各工程が、ステップＳ１０１、ステップＳ１０２、ステップＳ１０６、ステップＳ１０３、ステップＳ１０４、ステップＳ１０５、ステップＳ１０７の順で行われる。ステップＳ１０８以降は、上記実施例と同じである。
【0062】
＜変形例４＞
上記各実施例では、マスク２２０を固定し、基板１０をＺ方向移動させて高さを変更するとともに、平面内でＸＹ移動およびθ回転させて位置を調整していた。しかし、本発明はこれに限定されない。
上記各実施例では、マスク２２０を固定し、基板１０をＺ方向移動させて高さを変更するとともに、平面内でＸＹ移動およびθ回転させて位置を調整していた。しかし、本発明はこれに限定されない。
【0063】
例えば、基板１０はチャンバ内に固定し、マスク２２０を昇降させる成膜装置１０８を用いても良い。その場合、基板１０を支持する基板保持手段はＺ方向において固定されるとともに、マスク２２０を保持して昇降させるマスク保持手段が設けられる。また例えば、基板１０とマスク２２０の双方が移動可能であってもよい。
【0064】
これらの場合であっても、第１のアライメントの開始前に基板１０の少なくとも一部がマスク２２０に接触し、かつ基板周縁部のクランプが解除された状態にすることで、基板１０とマスク２２０の密着度を高めることができる。
【0065】
＜実施例２＞
（有機電子デバイスの製造方法）
本実施例では、アライメント装置を備える成膜装置を用いた有機電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、有機電子デバイスの例として有機ＥＬ表示装置の構成及び製造方法を例示する。まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図１０（ａ）は有機ＥＬ表示装置６０の全体図、図１０（ｂ）は一つの画素の断面構造を表している。
（有機電子デバイスの製造方法）
本実施例では、アライメント装置を備える成膜装置を用いた有機電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、有機電子デバイスの例として有機ＥＬ表示装置の構成及び製造方法を例示する。まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図１０（ａ）は有機ＥＬ表示装置６０の全体図、図１０（ｂ）は一つの画素の断面構造を表している。
【0066】
図１０（ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置６０の表示領域６１には、発光素子を複数備える画素６２がマトリクス状に複数配置されている。発光素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層を備えた構造を有している。なお、ここでいう画素とは、表示領域６１において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。本図の有機ＥＬ表示装置の場合、互いに異なる発光を示す第１発光素子６２Ｒ、第２発光素子６２Ｇ、第３発光素子６２Ｂの組合せにより画素６２が構成されている。画素６２は、赤色発光素子と緑色発光素子と青色発光素子の組合せで構成されることが多いが、黄色発光素子とシアン発光
素子と白色発光素子の組み合わせでもよく、少なくとも１色以上であれば特に制限されるものではない。
素子と白色発光素子の組み合わせでもよく、少なくとも１色以上であれば特に制限されるものではない。
【0067】
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素６２は、基板１０上に、第１電極（陽極）６４と、正孔輸送層６５と、発光層６６Ｒ，６６Ｇ，６６Ｂのいずれかと、電子輸送層６７と、第２電極（陰極）６８と、を備える有機ＥＬ素子を有している。これらのうち、正孔輸送層６５、発光層６６Ｒ，６６Ｇ，６６Ｂ、電子輸送層６７が有機層に当たる。また、本実施形態では、発光層６６Ｒは赤色を発する有機ＥＬ層、発光層６６Ｇは緑色を発する有機ＥＬ層、発光層６６Ｂは青色を発する有機ＥＬ層である。
【0068】
発光層６６Ｒ，６６Ｇ，６６Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子（有機ＥＬ素子と記述する場合もある）に対応するパターンに形成されている。また、第１電極６４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層６５と電子輸送層６７と第２電極６８は、複数の発光素子６２Ｒ，６２Ｇ，６２Ｂと共通で形成されていてもよいし、発光素子毎に形成されていてもよい。なお、第１電極６４と第２電極６８とが異物によってショートするのを防ぐために、第１電極６４間に絶縁層６９が設けられている。さらに、有機ＥＬ層は水分や酸素によって劣化するため、水分や酸素から有機ＥＬ素子を保護するための保護層Ｐが設けられている。
【0069】
次に、電子デバイスとしての有機ＥＬ表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。まず、有機ＥＬ表示装置を駆動するための回路（不図示）および第１電極６４が形成された基板１０を準備する。
【0070】
次に、第１電極６４が形成された基板１０の上にアクリル樹脂をスピンコートで形成し、アクリル樹脂をリソグラフィ法により、第１電極６４が形成された部分に開口が形成されるようにパターニングし絶縁層６９を形成する。この開口部が、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。
【0071】
次に、絶縁層６９がパターニングされた基板１０を第１の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて基板を保持し、正孔輸送層６５を、表示領域の第１電極６４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層６５は真空蒸着により成膜される。実際には正孔輸送層６５は表示領域６１よりも大きなサイズに形成されるため、高精細なマスクは不要である。ここで、本ステップでの成膜や、以下の各レイヤーの成膜において用いられる成膜装置は、上記各実施例のいずれかに記載された成膜装置である。
【0072】
次に、正孔輸送層６５までが形成された基板１０を第２の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて保持する。基板とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、基板１０の赤色を発する素子を配置する部分に、赤色を発する発光層６６Ｒを成膜する。本例によれば、マスクと基板とを良好に重ね合わせることができ、高精度な成膜を行うことができる。
【0073】
発光層６６Ｒの成膜と同様に、第３の成膜装置により緑色を発する発光層６６Ｇを成膜し、さらに第４の成膜装置により青色を発する発光層６６Ｂを成膜する。発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜装置により表示領域６１の全体に電子輸送層６７を成膜する。電子輸送層６７は、３色の発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂに共通の層として形成される。
【0074】
電子輸送層６７までが形成された基板をスパッタリング装置に移動し、第２電極６８を成膜し、その後プラズマＣＶＤ装置に移動して保護層Ｐを成膜して、有機ＥＬ表示装置６
０が完成する。
０が完成する。
【0075】
絶縁層６９がパターニングされた基板１０を成膜装置に搬入してから保護層Ｐの成膜が完了するまでは、水分や酸素を含む雰囲気にさらしてしまうと、有機ＥＬ材料からなる発光層が水分や酸素によって劣化してしまうおそれがある。従って、本例において、成膜装置間の基板の搬入搬出は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気の下で行われる。
【0076】
本実施例に係るアライメント装置、成膜装置または電子デバイスの製造方法によれば、アライメントの所要時間を短期化しつつ、成膜時の基板とマスクの位置合わせの精度が向上するので、良好な成膜が可能となる。
【符号の説明】
【0077】
２１０：基板保持ユニット、２２１：マスク台、２５０：基板Ｚアクチュエータ、２５１：クランプＺアクチュエータ、２８０：アライメントステージ、３００：支持具、３０２：押圧具
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
