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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】P2024143060
(43)【公開日】2024-10-11
(54)【発明の名称】アライメント方法およびアライメント装置
(51)【国際特許分類】
C23C 14/04 20060101AFI20241003BHJP
H10K 50/00 20230101ALI20241003BHJP
H10K 59/10 20230101ALI20241003BHJP
H10K 71/20 20230101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
C23C14/04 A
H10K50/00
H10K59/10
H10K71/20
【審査請求】未請求
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023055541
(22)【出願日】2023-03-30
(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】弁理士法人秀和特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】江澤 光晴
【テーマコード（参考）】
3K107
4K029
【Ｆターム（参考）】
3K107AA01
3K107BB01
3K107CC45
3K107FF12
3K107FF15
3K107GG04
3K107GG54
4K029AA02
4K029AA06
4K029AA09
4K029AA11
4K029AA24
4K029BB03
4K029CA01
4K029DA03
4K029HA01
4K029HA02
4K029HA04
4K029KA01
4K029KA09
(57)【要約】
【課題】基板の画素パターンの領域を狭くすることなく、少ない撮像手段でアライメントを行う。
【解決手段】基板上に設けられたマークを撮像装置によって撮像し、マークの位置を計測して基板のアライメントを行うアライメント方法であって、基板には、第１のマークと、第１のマークと位置が異なる第２のマークが設けられており、第１のマークに基づいてアライメントを行う第１のステップと、第２のマークに基づいてアライメントを行う第２のステップであって、第１のマークを回転中心として基板を回転することによりアライメントを行う第２のステップを含むアライメント方法。
【選択図】図６
【解決手段】基板上に設けられたマークを撮像装置によって撮像し、マークの位置を計測して基板のアライメントを行うアライメント方法であって、基板には、第１のマークと、第１のマークと位置が異なる第２のマークが設けられており、第１のマークに基づいてアライメントを行う第１のステップと、第２のマークに基づいてアライメントを行う第２のステップであって、第１のマークを回転中心として基板を回転することによりアライメントを行う第２のステップを含むアライメント方法。
【選択図】図６
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板上に設けられたマークを撮像装置によって撮像し、前記マークの位置を計測して前記基板のアライメントを行うアライメント方法であって、
前記基板には、第１のマークと、前記第１のマークと位置が異なる第２のマークが設けられており、
前記第１のマークに基づいてアライメントを行う第１のステップと、
前記第２のマークに基づいてアライメントを行う第２のステップであって、前記第１のマークを回転中心として前記基板を回転することによりアライメントを行う第２のステップと、
を含むことを特徴とするアライメント方法。
前記基板には、第１のマークと、前記第１のマークと位置が異なる第２のマークが設けられており、
前記第１のマークに基づいてアライメントを行う第１のステップと、
前記第２のマークに基づいてアライメントを行う第２のステップであって、前記第１のマークを回転中心として前記基板を回転することによりアライメントを行う第２のステップと、
を含むことを特徴とするアライメント方法。
【請求項2】
前記基板には、前記第１のマークを中心として前記第２のマークを通る円の円弧上、または前記円弧を近似する直線上に、前記第２のマークの中心までの距離と方向を示す第３のマークが設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のアライメント方法。
ことを特徴とする請求項１に記載のアライメント方法。
【請求項3】
前記第３のマークは、前記円弧上または前記直線上に、前記第２のマークを中心として対称的に配置される
ことを特徴とする請求項２に記載のアライメント方法。
ことを特徴とする請求項２に記載のアライメント方法。
【請求項4】
前記第１のステップでは、相対的に低倍率の撮像装置により撮像された画像に基づいてアライメントを行い、前記第２のステップでは、相対的に高倍率の撮像装置により撮像された画像に基づいてアライメントを行う
ことを特徴とする請求項３に記載のアライメント方法。
ことを特徴とする請求項３に記載のアライメント方法。
【請求項5】
前記第１のステップにおいては、前記第１のマークが前記低倍率の撮像装置により撮像された画像において所定の位置に来るようにアライメントが行われる
ことを特徴とする請求項４に記載のアライメント方法。
ことを特徴とする請求項４に記載のアライメント方法。
【請求項6】
前記第１のステップにおいては、複数の前記第３のマークの少なくともいずれかが前記高倍率の撮像装置により撮像された画像に含まれるようにアライメントが行われる
ことを特徴とする請求項５に記載のアライメント方法。
ことを特徴とする請求項５に記載のアライメント方法。
【請求項7】
前記第１のマークおよび前記第２のマークは前記基板の外周部に設けられており、前記第２のマークは前記外周部において前記第１のマークと異なる位置に設けられている
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のアライメント方法。
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のアライメント方法。
【請求項8】
前記基板は円形形状であり、前記第２のマークは前記第１のマークに対向する位置に設けられている
ことを特徴とする請求項７に記載のアライメント方法。
ことを特徴とする請求項７に記載のアライメント方法。
【請求項9】
撮像装置と、アライメント手段と、制御部と、を備え、前記制御部が前記撮像装置により撮像された画像に基づいて前記アライメント手段によるアライメントを行うアライメント装置であって、
前記制御部は、請求項１から６のいずれか１項に記載のアライメント方法によりアライメントを行う
ことを特徴とするアライメント装置。
前記制御部は、請求項１から６のいずれか１項に記載のアライメント方法によりアライメントを行う
ことを特徴とするアライメント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、マスクを介して基板に所定の成膜材料を蒸着するための成膜装置のマスクと基板のアライメントに関するものである。
【背景技術】
【0002】
有機ＥＬ表示装置（有機ＥＬディスプレイ）は、スマートフォン、テレビ、自動車用ディスプレイだけでなく、ＶＲ－ＨＭＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ－ＨｅａｄＭｏｕｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）などにその応用分野が広がっている。特に、ＶＲ－ＨＭＤに用いられるディスプレイは、ユーザーのめまいを低減する等の目的で、画素パターンを高精度で形成することが求められ、さらなる高解像度化が求められている。
【0003】
有機ＥＬ表示装置を構成する有機発光素子（有機ＥＬ素子；ＯＬＥＤ）を形成する際には、成膜装置の成膜源から放出された成膜材料を、画素パターンが形成されたマスクを介し、基板に成膜することで、有機物層や金属層を形成する。このような成膜装置においては、成膜精度を高めるために、成膜工程の前に、基板とマスクの相対位置を測定し、相対位置がずれている場合には、基板とマスクを相対的にステージで移動させて位置を調整するアライメント工程が行われる。このアライメント工程では、成膜装置の撮像手段で基板とマスクを撮像する。そして、基板とマスクの少なくともいずれかに形成されたアライメントマークを検出することで、基板とマスクの相対位置を計測し、アライメントすることが多い。
【0004】
アライメント工程を行うために基板を搬送するとき、この搬送誤差が上記撮像手段の視野よりも大きくなる場合がある。この場合、撮像手段でアライメントマークを検出できなくなる。そのため、アライメントマークが撮像手段の視野から外れている場合は、二段階アライメントを行うことがある。この場合まず、低倍率の撮像手段を用いて広い視野でアライメントマークを検出して、高倍率の撮像手段の視野にアライメントマークが入るように、１次アライメントを行う。続いて、高倍率の撮像手段を用いた２次アライメントを行う。ここで例えば、基板の水平方向とヨーイング方向（回転方向）のアライメントを行う場合、低倍率の撮像手段と高倍率の撮像手段が、それぞれ少なくとも２台ずつ必要となる。そのため、かかる二段階アライメントを行った場合、コスト的な負担が大きくなる。
【0005】
特許文献１および特許文献２には、アライメントマークとは別に、撮像手段の視野よりも広い範囲にアライメントマークまでの距離と方向がわかるマークが形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１５－７５３４７号公報
【特許文献2】特開平９－２７５０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献１および特許文献２記載のアライメントマークの場合、低倍率の撮像手段を搭載する必要がなくなるものの、撮像手段の視野よりも広い範囲にマークを形成するため、基板の画素パターンの領域が狭くなるという問題があった。
【0008】
本発明は、基板の画素パターンの領域を狭くすることなく、少ない撮像手段でアライメ
ントを行うことを目的としている。
ントを行うことを目的としている。
【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、
基板上に設けられたマークを撮像装置によって撮像し、前記マークの位置を計測して前記基板のアライメントを行うアライメント方法であって、
前記基板には、第１のマークと、前記第１のマークと位置が異なる第２のマークが設けられており、
前記第１のマークに基づいてアライメントを行う第１のステップと、
前記第２のマークに基づいてアライメントを行う第２のステップであって、前記第１のマークを回転中心として前記基板を回転することによりアライメントを行う第２のステップと、を含むことを特徴とするアライメント方法である。
基板上に設けられたマークを撮像装置によって撮像し、前記マークの位置を計測して前記基板のアライメントを行うアライメント方法であって、
前記基板には、第１のマークと、前記第１のマークと位置が異なる第２のマークが設けられており、
前記第１のマークに基づいてアライメントを行う第１のステップと、
前記第２のマークに基づいてアライメントを行う第２のステップであって、前記第１のマークを回転中心として前記基板を回転することによりアライメントを行う第２のステップと、を含むことを特徴とするアライメント方法である。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、基板の画素パターンの領域を狭くすることなく、少ない撮像手段でアライメントを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１の実施形態の成膜装置の概略断面図
【図2】第１の実施形態の磁気浮上ステージの拡大図
【図3】第１の実施形態の磁気浮上ステージの上面図
【図4】第１の実施形態のウエハの上面図
【図5】第１の実施形態のアライメントマーク近傍の拡大図
【図6】第１の実施形態のプリアライメントフロー図
【図7】第１の実施形態のプリアライメントフローの各ステップの説明図
【図8】第１の実施形態のプリアライメントフローの各ステップの続きの説明図
【図9】第１の実施形態のプリアライメントフローの各ステップの続きの説明図
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、この発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。すなわち、以下の実施形態は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲を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およ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、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0013】
本発明は、基板等の成膜対象物の表面に成膜材料の薄膜を形成する成膜装置に好適である。本発明は、かかる成膜装置による成膜方法や、かかる成膜装置の制御方法として捉えられる。本発明はまた、かかる成膜装置に備えられる、または成膜装置とともに用いられる、アライメント装置としても捉えられる。本発明はまた、アライメント装置を用いたアライメント方法としても捉えられる。本発明はまた、電子デバイスの製造装置やその制御方法、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、成膜方法、アライメント方法、制御方法をコンピュータに実行させるプログラムや、当該プログラムを格納した記憶媒体としても捉えられる。記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体であってもよい。
【0014】
本発明におけ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。本発明は特に有機材料により形成された有機膜の検査および評価に好適である。以下の説明における「基板」とは、基板材料の表面に既に１つ以上の成膜が行われたものを含む。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素子を備える有機ＥＬディスプレイ、それを用いた有機ＥＬ表示装置などの有機電子デバイスに好適である。本発明はまた、薄膜太陽電池、有機ＣＭＯＳイメージセンサにも利用できる。
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。本発明は特に有機材料により形成された有機膜の検査および評価に好適である。以下の説明における「基板」とは、基板材料の表面に既に１つ以上の成膜が行われたものを含む。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素子を備える有機ＥＬディスプレイ、それを用いた有機ＥＬ表示装置などの有機電子デバイスに好適である。本発明はまた、薄膜太陽電池、有機ＣＭＯＳイメージセンサにも利用できる。
【0015】
【0016】
図１において破線で囲われた部分が磁気浮上ステージ２である。磁気浮上ステージ２はステージ支持体６を介して、真空チャンバ４の内上面角部あるいは内側面上部に固定される。真空チャンバ４は真空チャンバ側面３、真空チャンバ下面３２、真空チャンバ天板１１で構成され、全体としては六面体の構成を取るのが一般的である。
【0017】
真空チャンバ下面３２には、蒸着源５が設置される。蒸着源５から放出された成膜材料は、マスク１６を介して基板に成膜される。下記実施例では、ウエハ２７が成膜対象となる基板である。マスク１６は磁性体を含んでおり、磁気浮上ステージ２に対して相対的に上下移動可能な吸引マグネット１８によって吸い上げられるようになっている。マスク台３３上に設置されたレーザ変位計１７によって磁気浮上ステージの位置を制御する。なお、成膜材料によっては蒸着源ではなく、スパッタリングなど他の方式による成膜源を用いてもよい。
【0018】
次に、大気側における除振台支持部の構成を説明する。除振台９ａ、９ｂは真空チャンバ天板１１上に除振台ベース１０ａ、１０ｂを介して配設される。支持フレーム８は除振台９ａおよび９ｂ上で支持され、チャンバから伝わる振動を減衰または絶縁する。マスク支持支柱１３ａおよび１３ｂは、支持フレーム８上に置かれたマスク案内機構１２ａおよび１２ｂによってガイドされ、不図示の駆動機構により上下に駆動する。マスク支持支柱１３ａおよび１３ｂは、真空チャンバ天板１１を介してチャンバ内部の真空環境内に導入され、真空内のマスク台３３を支持する。
【0019】
マスクフレーム１５は、不図示のロボットハンドによって装置内に搬入され、マスク台３３上に載置される。マスクフレーム１５にはマスク１６が張架される。マスクフレーム１５および基板を載置するためにロボットハンドが出入りする際には、マスク台３３を退避するためにマスク案内機構が下降する。昇降の際はベローズ１４ａおよび１４ｂが伸縮するので、チャンバ内部の真空度が損なわれることは無い。
【0020】
なお、ロボットハンドの位置決め精度や載置時のずれが大きい場合は、アライメントマークをカメラ視野内に入れるために、上下駆動機構に加え、回転並進機構を設けることも好ましい。
【0021】
撮像装置であるアライメントカメラ７ａ、７ｂは支持フレーム８によって支持されることで、チャンバからの振動が減衰または絶縁されるため、高精度での計測が可能である。真空チャンバ天板１１にはアライメント計測用に、気密を維持可能なビューポートが設置されており、大気側からアライメント計測することができる。マスク台３３の下面に照明２４ａ、２４ｂが設置されており、透過光で不図示のアライメントマークを撮像する。アライメントカメラおよび照明は不図示のものを含めてそれぞれ４台ずつ設置されており、
ウエハに形成されたアライメントマークの位置を検出できるようになっている。なおアライメントカメラは、典型的にはマスクフレーム１５の四隅に対応するように設置されるが、位置や数はこれに限定されず、例えば辺の中央に設置してもよい。
ウエハに形成されたアライメントマークの位置を検出できるようになっている。なおアライメントカメラは、典型的にはマスクフレーム１５の四隅に対応するように設置されるが、位置や数はこれに限定されず、例えば辺の中央に設置してもよい。
【0022】
成膜装置はさらに、搬送や成膜に関する電気制御や機械制御を行ったり、ユーザーとのインタフェース機能を担ったりする制御部１５０を備えることが好ましい。制御部１５０としては、プロセッサやメモリなどを備えるコンピュータや制御回路が好適である。制御部１５０がプログラムの内容やユーザーの指示に従って制御を行うことで、本発明の成膜方法やアライメント方法が実行される。
【0023】
なお、本発明の成膜装置は、複数の真空チャンバを有していてもよい。複数の真空チャンバを有することにより、異なる種類の膜を形成することもできるし、複数のラインで成膜を行ってタクトタイムを向上させることもできる。基板を真空チャンバ間で運搬する際の運搬機構としては、磁力浮上を用いた機構や、ロボットハンドなどの運搬機構を組み合わせて利用できる。成膜装置はさらに、基板の搬送や受け渡しに用いる搬送室、基板を反転させる回転室、基板をストックする基板ストック室、マスクをストックするマスクストック室などを備えていてもよい。
【0024】
次に、図２および図３を用いて、磁気浮上ステージ２の詳細を説明する。図２は本発明の磁気浮上ステージ２を拡大した図である。図３は磁気浮上ステージ２を上面から見た図である。磁気浮上ステージ２は、ステージフレーム３１と、浮上部を非接触で支持する自重補償磁石固定子２３ａ～２３ｄと、非接触で推力を出し、位置決めセンサの出力に応じて入力することが可能であるリニアモータ可動子２２ａ～２２ｄからなる。磁気浮上ステージ２表面には静電チャック２５が固定され、成膜対象であるウエハ２７をフェイスダウン状態で吸着保持可能である。
【0025】
ウエハ２７は、マスクフレーム１５に張架されたマスク１６に対向している。静電チャック２５は、ウエハ２７に当接して静電引力によって吸着保持する。静電チャック２５は、セラミック等で構成された板状の基材に、金属電極などの電気回路が埋設された構造を有し、グラディエント力タイプ、クーロン力タイプ、ジョンソン・ラーベック力タイプなど、任意の方式のものを利用できる。
【0026】
自重補償磁石固定子２３ａ～２３ｄはステージ支持体６下面に固定される。自重補償磁石の可動子と固定子の間に発生する、磁気浮上ステージ可動部の重力に相当する推力によって、微動ステージ可動部は非接触でステージ支持体６によって支持される構成となる。リニアモータ固定子２１ａ～２１ｄもステージ支持体６に固定される。リニアモータ固定子２１ａ～２１ｄに内蔵されるコイルを流れる電流値を変化させることで、必要な推力を出すことが可能となっている。上下方向には、前述の通り自重補償磁石によって磁気浮上ステージ可動部の自重はキャンセルされており、リニアモータが発生する推力（電流）は微小であり、発熱による変形や破損の心配はない。また、必要に応じてコイルごと水冷ジャケットで覆い、冷媒を流して積極的に冷却してもよい。
【0027】
リニアモータ可動子２０ａ～２０ｄはステージフレーム３１上面の角部に４か所に配置されている。これによりＸＹ方向の並進駆動およびＺ軸周りの回転駆動が可能である。また、不図示ではあるが、少なくとも３個以上のＺ軸方向に推力を発生するリニアモータも配置することで、磁気浮上ステージ２を６自由度駆動することが可能である。本実施例では、合計７か所に配置されたリニアモータで、磁気浮上ステージ２を６自由度駆動する。また、自重補償磁石可動子２２は重心周りに、対称に４か所に配置されている。これによりモーメント力に対しても力を受けることができるので、安定した浮上が可能となっている。
【0028】
次に図２におけるマスク搭載部について説明する。マスク１６には、画素パターンに相当する複数個の貫通穴が空いている。穴を通過する成膜材料がウエハ２７上面に成膜される。マスク１６の材質は、例えばインバー等の熱膨張に強い金属箔や、Ｓｉウエハを薄く加工したメンブレン膜のようなもので構成される。マスク１６はマスクフレーム１５に固定されており、フレームごとロボットハンドによって搬送され、マスク台３３に載置される。マスク１６とマスクフレーム１５の固定方法は、例えば架張された状態でスポット溶接によって固定する方法や、メカクランプや、接着による固定などでもよく、なるべく固定時にマスク１６を歪ませないことが望ましい。
【0029】
ウエハ２７は静電チャック２５により保持されている。吸引マグネット１８は、静電チャック２５の吸着面と対向する面に非接触の範囲で接近可能であり、マスク１６の吸引に必要な磁束を飛ばすことが可能となっている。吸引マグネット１８の磁束は静電チャック２５およびウエハ２７が非磁性体であるときに、マスク１６に上方向に吸引力を発生させることが可能である。この吸引力によって、マスク１６はウエハ２７に密着させることができる。ここでの密着性が確保されることで、成膜時における成膜材料の回り込み（シャドー）を防ぐことが可能となる。
【0030】
次に、ウエハ２７とマスク１６の相対位置決め機構に関して説明する。磁気浮上ステージの位置決めにおいては、マスク台３３上のレーザ変位計１７によって相対位置が計測可能となっている。このレーザ変位計１７はＸ方向に２か所、Ｙ方向に１か所、Ｚ方向に３か所等、合わせて６か所に配置されている。６か所に配置された前記のレーザ変位計１７情報を元に幾何学的な座標変換を実施して、磁気浮上ステージ２の重心周りの６自由度の位置に換算する。６自由度の位置情報に基づいて制御演算を行い、６自由度の推力指令を決定する。６自由度の推力指令に基づいて、７か所に配置された各リニアモータのコイルに電流を流し、駆動することで、磁気浮上ステージ２を高精度に位置決めすることが可能である。
【0031】
また、レーザ変位計１７は図１で示したマスク台３３上の、マスク１６の近傍に固定されており、真空環境内に置いてアッベ誤差などの影響を受けず直接的にマスクとウエハの位置決めが可能な構成となっている。さらに、レーザ変位計１７は、マスク台３３を介して支持フレーム８が置かれる除振台９によってチャンバからの振動を絶縁しているので、安定した計測が可能となっている。一方で磁気浮上ステージ２は非接触かつ低い磁気バネ性の自重補償磁石で支持されており、同様にチャンバからの振動が絶縁された状態である。これらの相対位置を制御するので、磁気浮上ステージ２とマスク台３３の相対位置は高精度で位置決めが可能であり、最終的にはウエハ２７とマスク１６の高精度アライメントを実現する。
【0032】
上述した、ウエハ２７を移動およびアライメントするための各種の手段は、本発明のアライメント手段として捉えることができる。なお、上述した成膜装置の構成は本発明の適用対象の一例に過ぎず、基板やマスクの半出入のための構成、アライメント装置の構成、成膜のための構成は上記記載に限定されることはない。本発明のアライメント方法を実行可能であれば、装置構成は様々に変形させることが可能である。
【0033】
（アライメントマーク）
次に、図４および図５を用いて、ウエハに形成されたアライメントマークについて説明する。図４はウエハ２７を上面から見た図で、図５はアライメントマークＭ２ｃの近傍を拡大した図である。本実施例では、１台の低倍率カメラと３台の高倍率カメラを使用した場合のアライメント方法について説明する。本実施例では、高倍率のカメラ視野１０１ａ～１０１ｃにファインアライメントマークＭ２ａ～Ｍ２ｃを入れるフローをプリアライメ
ントと言う。また、ファインアライメントマークＭ２ａ～Ｍ２ｃに位置をアライメントするフローをファインアライメントと言う。
次に、図４および図５を用いて、ウエハに形成されたアライメントマークについて説明する。図４はウエハ２７を上面から見た図で、図５はアライメントマークＭ２ｃの近傍を拡大した図である。本実施例では、１台の低倍率カメラと３台の高倍率カメラを使用した場合のアライメント方法について説明する。本実施例では、高倍率のカメラ視野１０１ａ～１０１ｃにファインアライメントマークＭ２ａ～Ｍ２ｃを入れるフローをプリアライメ
ントと言う。また、ファインアライメントマークＭ２ａ～Ｍ２ｃに位置をアライメントするフローをファインアライメントと言う。
【0034】
ウエハ２７には低倍率のカメラでプリアライメントするときに用いられる、第２のマークであるプリアライメントマークＭ１と、高倍率のカメラでファインアライメントするときに用いられる、第２のマークであるファインアライメントマークＭ２ａ～Ｍ２ｃが形成されている。さらに、マークＭ１を中心とし、マークＭ２ｃを通る円の円弧１１０上に、マークＭ２ｃまでの距離および方向がわかる、第３のマークである補助アライメントマークＭ３１ａ、Ｍ３１ｂ、および、Ｍ３２ａ、Ｍ３２ｂ、および、Ｍ３３ａ、Ｍ３３ｂが形成されている。有機ＥＬの発光素子の画素が並ぶ表示領域１２０の外周部に、複数の上記アライメントマークが形成されている。
【0035】
以降、補助アライメントマークＭ３１ａ、Ｍ３１ｂ、および、Ｍ３２ａ、Ｍ３２ｂ、および、Ｍ３３ａ、Ｍ３３ｂのことを総称する場合は、「補助アライメントマークＭ３１－Ｍ３３」と記載する。補助アライメントマークＭ３１－Ｍ３３は、マークＭ２ｃまでの距離および方向が分かるものであれば形状を問わず、また、円弧における位置も問わない。ただし、解析処理を容易にする点で、図示例のようにマークＭ２ｃを中心として対称的な配置とすることが好適である。
【0036】
補助アライメントマークＭ３１－Ｍ３３は、円弧１１０上にあることが望ましい。プリアライメントマークＭ１を中心にウエハ２７をＸＹ平面上に回転させたとき、補助アライメントマークＭ３１－Ｍ３３のいずれかが高倍率のカメラ視野１０１ａに入ればよい。そのため、例えば、円弧１１０の接線上に補助アライメントマークＭ３１－Ｍ３３があってもよい。なお、「低倍率」および「高倍率」という表現は相対的な倍率の高低を示しており、各ステップで用いられる撮像装置の倍率を特定するものではない。
【0037】
補助アライメントマークＭ３１－Ｍ３３は、それぞれ、ファインアライメントマークＭ２ｃまでの距離がわかる特徴量を持っている。典型的には、制御部は、補助アライメントマークＭ３１－Ｍ３３を撮像した画像を解析することで、各マークそれぞれとファインアライメントマークＭ２ａの間の距離を取得することができる。本実施例ではマークの面積が異なっており、０．５°毎に補助アライメントマークが形成されており、ファインアライメントマークＭ２ｃに近いほど補助アライメントマークの面積が大きくなっている。高倍率のカメラ視野１０１ｃには、少なくとも２つ以上の補助アライメントマークまたはファインアライメントマークＭ２ｃが入るようになっているため、ファインアライメントマークＭ２ｃまでの距離および方向がわかるようになっている。このような構成は、ファインアライメントマークＭ２ａ、Ｍ２ｂについても同様である。
【0038】
（アライメント方法）
次に、図６から図９を用いて、上記アライメントマークを使ったアライメント方法について説明する。まず、高倍率カメラの視野にファインアライメントマークＭ２ａ～Ｍ２ｃを入れるプリアライメントフローについて説明する。図６は、プリアライメントフローを示した図である。図７～図９は、プリアライメントフローの各ステップ状態におけるカメラ視野とアライメントマークの関係を示した図である。図７（ａ）、図８（ａ）、図９（ａ）はウエハ２７を上面から全体を見た図であり、図７（ｂ）、図８（ｂ）、図９（ｂ）はファインアライメントマークＭ２ｃ近傍を拡大した図である。
次に、図６から図９を用いて、上記アライメントマークを使ったアライメント方法について説明する。まず、高倍率カメラの視野にファインアライメントマークＭ２ａ～Ｍ２ｃを入れるプリアライメントフローについて説明する。図６は、プリアライメントフローを示した図である。図７～図９は、プリアライメントフローの各ステップ状態におけるカメラ視野とアライメントマークの関係を示した図である。図７（ａ）、図８（ａ）、図９（ａ）はウエハ２７を上面から全体を見た図であり、図７（ｂ）、図８（ｂ）、図９（ｂ）はファインアライメントマークＭ２ｃ近傍を拡大した図である。
【0039】
アライメント工程を行うためにウエハ２７を搬送するとき、この搬送誤差が高倍率のカメラ視野１０１ａ～１０１ｃよりも大きく、低倍率のカメラ視野１００よりも小さい場合、カメラ視野とアライメントマークの関係は図７のようになる。なお、低倍率のカメラ視野１００は搬送誤差よりも大きくなるように選定している。図７（ａ）に示すように、プ
リアライメントマークＭ１のみ低倍率のカメラ視野１００内に入り、ファインアライメントマークＭ２ａ～Ｍ２ｃは高倍率のカメラ視野１０１ａ～１０１ｃに入っていない状態である。これを初期状態とし、高倍率のカメラ視野１０１ａ～１０１ｃにファインアライメントマークＭ２ａ～Ｍ２ｃを入れるフロー（プリアライメント）について説明する。フローの各工程は、制御部１５０が成膜装置の各駆動部を制御することによって実行される。
リアライメントマークＭ１のみ低倍率のカメラ視野１００内に入り、ファインアライメントマークＭ２ａ～Ｍ２ｃは高倍率のカメラ視野１０１ａ～１０１ｃに入っていない状態である。これを初期状態とし、高倍率のカメラ視野１０１ａ～１０１ｃにファインアライメントマークＭ２ａ～Ｍ２ｃを入れるフロー（プリアライメント）について説明する。フローの各工程は、制御部１５０が成膜装置の各駆動部を制御することによって実行される。
【0040】
［ステップＳ１］
図６に示すプリアライメントフローのステップＳ１では、プリアライメントマークＭ１を低倍率のカメラで所定のＸＹ方向の位置にアライメントする。本実施例では低倍率のカメラ視野１００の所定の位置（典型的には中心）にプリアライメントマークＭ１が来るように微動ステージをＸＹ方向に移動する。これによって、カメラ視野とアライメントマークの関係は図８（ａ）のようになる。
図６に示すプリアライメントフローのステップＳ１では、プリアライメントマークＭ１を低倍率のカメラで所定のＸＹ方向の位置にアライメントする。本実施例では低倍率のカメラ視野１００の所定の位置（典型的には中心）にプリアライメントマークＭ１が来るように微動ステージをＸＹ方向に移動する。これによって、カメラ視野とアライメントマークの関係は図８（ａ）のようになる。
【0041】
プリアライメントマークＭ１が理想位置にアライメントできた場合、ファインアライメントマークＭ２ｃのアライメント目標位置Ｔ上に円弧１１０が来る。低倍率のカメラとしては、プリアライメントマークＭ１のアライメントによって、円弧１１０は少なくともカメラ視野１０１ｃに入るような倍率のカメラを採用している。前述の通り、円弧１１０上に補助アライメントマークＭ３１－Ｍ３３が形成されている。そのため、ステップＳ１で、高倍率のカメラ視野１０１ｃには、補助アライメントマークＭ３１ａ、Ｍ３１ｂ、Ｍ３２ａ、Ｍ３２ｂ、Ｍ３３ａ、Ｍ３３ｂのうち、少なくともいずれかが入る。本実施例では図８（ｂ）に示すように、補助アライメントマークＭ３２ｂおよびＭ３３ａが高倍率のカメラ視野１０１ｃに入っている。なお、補助アライメントマークとファインアライメントマークＭ２ｃまでの距離は、ウエハの搬送角度誤差よりも大きくなるようにしている。
【0042】
［ステップＳ２］
図６に示すプリアライメントフローのステップＳ２では、補助アライメントマークを高倍率カメラで検出し、微動ステージの指令回転角度θと指令水平移動量（Δｘ，Δｙ）を算出する。高倍率カメラで検出した補助アライメントマークＭ３２ｂおよびＭ３３ａの位置に基づき、ファインアライメントマークＭ２ｃとアライメント目標位置Ｔまでの距離ｄＭ２を算出する（図８（ｂ））。プリアライメントマークＭ１とファインアライメントマークＭ２ｃ距離をＬＭとする（図８（ａ））。このとき、ステージの指令回転角度θ［ｒａｄ］は式（１）で求められる。ファインアライメントマークＭ２ｃとアライメント目標位置Ｔまでの距離ｄＭ２は、円弧１１０上の長さを示すことが理想である。しかし、微動ステージの指令回転角度θが微小な場合は、ファインアライメントマークＭ２ｃとアライメント目標位置Ｔの直線距離をｄＭ２として近似してもよい。このように補助アライメントマークを、プリアライメントマークを回転中心としてファインアライメントマークを通る円弧上、または円弧を近似する直線上に設けることで、後続の微動ステージの移動が可能になる。
図６に示すプリアライメントフローのステップＳ２では、補助アライメントマークを高倍率カメラで検出し、微動ステージの指令回転角度θと指令水平移動量（Δｘ，Δｙ）を算出する。高倍率カメラで検出した補助アライメントマークＭ３２ｂおよびＭ３３ａの位置に基づき、ファインアライメントマークＭ２ｃとアライメント目標位置Ｔまでの距離ｄＭ２を算出する（図８（ｂ））。プリアライメントマークＭ１とファインアライメントマークＭ２ｃ距離をＬＭとする（図８（ａ））。このとき、ステージの指令回転角度θ［ｒａｄ］は式（１）で求められる。ファインアライメントマークＭ２ｃとアライメント目標位置Ｔまでの距離ｄＭ２は、円弧１１０上の長さを示すことが理想である。しかし、微動ステージの指令回転角度θが微小な場合は、ファインアライメントマークＭ２ｃとアライメント目標位置Ｔの直線距離をｄＭ２として近似してもよい。このように補助アライメントマークを、プリアライメントマークを回転中心としてファインアライメントマークを通る円弧上、または円弧を近似する直線上に設けることで、後続の微動ステージの移動が可能になる。
【数1】
【0043】
次に、微動ステージの重心座標を（ｘ０，ｙ０）とし、プリアライメントマークＭ１の座標を（Ｍｘ１，Ｍｙ１）とすると、プリアライメントマークＭ１を回転中心としてウエハ２７をθ［ｒａｄ］回転した時の微動ステージの重心座標（ｘ１，ｙ１）は式（２）で求められる。よって、指令水平移動量（Δｘ，Δｙ）は式（３）のようになる。
【数2】
【0044】
［ステップＳ３］
図６に示すプリアライメントフローのステップＳ３では、ステップＳ２で算出した微動ステージの指令回転角度θと指令水平移動量（Δｘ，Δｙ）に基づいて、微動ステージを移動する。これによって、カメラ視野とアライメントマークの関係は図９（ａ）のようになり、図９（ｂ）のようにファインアライメントマークＭ２ｃが高倍率のカメラ視野１０１ｃに入る。
図６に示すプリアライメントフローのステップＳ３では、ステップＳ２で算出した微動ステージの指令回転角度θと指令水平移動量（Δｘ，Δｙ）に基づいて、微動ステージを移動する。これによって、カメラ視野とアライメントマークの関係は図９（ａ）のようになり、図９（ｂ）のようにファインアライメントマークＭ２ｃが高倍率のカメラ視野１０１ｃに入る。
【0045】
［ステップＳ４］
図６に示すプリアライメントフローのステップＳ３では、高倍率のカメラ視野１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃに全てのファインアライメントマークＭ２ａ、Ｍ２ｂ、Ｍ２ｃが入っていることを確認する。もし、視野に入っていなければステップＳ１からやり直し、視野に入っていれば、ファインアライメントマークＭ２ａ、Ｍ２ｂ、Ｍ２ｃをそれぞれの目標位置にアライメントするファインアライメントフローを開始する。
図６に示すプリアライメントフローのステップＳ３では、高倍率のカメラ視野１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃに全てのファインアライメントマークＭ２ａ、Ｍ２ｂ、Ｍ２ｃが入っていることを確認する。もし、視野に入っていなければステップＳ１からやり直し、視野に入っていれば、ファインアライメントマークＭ２ａ、Ｍ２ｂ、Ｍ２ｃをそれぞれの目標位置にアライメントするファインアライメントフローを開始する。
【0046】
ファインアライメントにおいて、マスク１６にマスクアライメントマークが設けられている場合、高倍率のカメラ視野１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃそれぞれにおいて撮像をおこなう。そして、ウエハ２７上のファインアライメントマークＭ２ａ、Ｍ２ｂ、Ｍ２ｃと、対応するマスクアライメントマークが、距離や角度等において所定の位置関係の範囲内にあるかどうかを判定する。所定の位置関係の範囲内の場合はアライメント完了として成膜ステップに進無。一方、所定の位置関係の範囲外の場合は、ウエハ２７とマスク１６の少なくともいずれかの位置を調整してアライメントを再実行する。
【0047】
上記フローにおいては、補助アライメントマークＭ３１ａ－Ｍ３３ｂは基板の画素パターンに干渉することなく配置されているため、画素パターンの領域を狭くすることなく、１台の低倍率カメラでプリアライメントすることができている。
【0048】
なお、図示例では円形形状のウエハ２７を成膜対象としているが、本発明の適用される基板はこれに限定されない。画素形成領域の外周部にアライメントマークを設けてアライメントする構成であれば、例えば四角形などの基板を対象としてもよい。
【0049】
従来は、低倍率の撮像手段を用いて広い視野でアライメントマークを検出して、高倍率の撮像手段の視野にアライメントマークを入れるプリアライメントにおいて、基板の水平方向とヨーイング方向のアライメントを行う場合、低倍率の撮像手段と高倍率の撮像手段が、それぞれ少なくとも２台ずつ必要だった。しかし、以上の実施形態で述べたように本発明によれば、少ない撮像手段でアライメントを行うことが可能となる。さらに本発明の手法であれば、基板に設けるアライメントマークをカメラ視野よりも極端に大きなサイズとする必要がないため、基板の画素パターンの領域を狭くする必要がなくなり、基板からより多くのパネルを製造できるようになる。
【符号の説明】
【0050】
７：アライメントカメラ、２７：ウエハ、１５０：制御部、Ｍ１：プリアライメントマーク、Ｍ２：ファインアライメントマーク
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】