特開 2024-157322 アライメント装置、アライメント方法及び成膜装置

(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】P2024157322

(43)【公開日】2024-11-07

(54)【発明の名称】アライメント装置、アライメント方法及び成膜装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/04 20060101AFI20241030BHJP

【ＦＩ】

C23C14/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023071619

(22)【出願日】2023-04-25

(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】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】長沼 義人

(72)【発明者】

【氏名】谷 和憲

【テーマコード（参考）】

4K029

【Ｆターム（参考）】

4K029AA09

4K029AA24

4K029BA62

4K029BB03

4K029BD01

4K029CA01

4K029HA01

(57)【要約】

【課題】精度良くアライメントを行うことができるアライメント装置、アライメント方法及び成膜装置を提供する。
【解決手段】第１部材と第２部材との位置合わせを行うアライメント装置であって、第１部材と第２部材を撮像可能な撮像手段と、第１アライメントマークが設けられた第１部材と第２部材とを撮像手段により撮像して得られた第１画像から、第１アライメントマークを検出する検出手段と、検出手段により検出された第１アライメントマークの位置に基づき第１部材と第２部材の相対位置を調整する位置調整手段と、を有し、検出手段は、第１画像における一部の領域を探索領域として設定し、探索領域内で第１アライメントマークを検出することを特徴とする。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１部材と第２部材との位置合わせを行うアライメント装置であって、
前記第１部材と前記第２部材を撮像可能な撮像手段と、
第１アライメントマークが設けられた前記第１部材と前記第２部材とを前記撮像手段により撮像して得られた第１画像から、前記第１アライメントマークを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記第１アライメントマークの位置に基づき前記第１部材と前記第２部材の相対位置を調整する位置調整手段と、
を有し、
前記検出手段は、前記第１画像における一部の領域を探索領域として設定し、前記探索領域内で前記第１アライメントマークを検出することを特徴とするアライメント装置。

【請求項2】

前記撮像手段は、撮像により得られた前記第１画像に仮想アライメントマークの画像を合成して出力し、
前記検出手段は、前記第１画像に含まれる前記第１アライメントマーク及び前記仮想アライメントマークを検出し、
前記位置調整手段は、前記検出手段により検出された前記第１アライメントマークと前記仮想アライメントマークの位置に基づき、前記第１部材と前記第２部材の相対位置を調整する請求項１に記載のアライメント装置。

【請求項3】

前記検出手段は、前記第１アライメントマークが設けられた前記第１部材と第２アライメントマークが設けられた前記第２部材とを前記撮像手段により撮像して得られた前記第１画像から、前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークを検出し、
前記位置調整手段は、前記検出手段により検出された前記第１アライメントマークと前記第２アライメントマークの位置に基づき、前記第１部材と前記第２部材の相対位置を調整する請求項１に記載のアライメント装置。

【請求項4】

前記検出手段は、前記第１アライメントマークが設けられた前記第１部材を前記撮像手段により撮像して得られた第２画像から、前記第１アライメントマークを検出し、
前記検出手段は、前記第２画像における前記第１アライメントマークの位置に基づき、前記第１画像における前記探索領域を設定する請求項１～３のいずれか１項に記載のアライメント装置。

【請求項5】

前記第２画像から検出された前記第１アライメントマークの位置の情報を記憶する記憶手段を有し、
前記検出手段は、前記記憶手段から取得した前記第２画像における前記第１アライメントマークの位置に基づき、前記第１画像における前記探索領域を設定する請求項４に記載のアライメント装置。

【請求項6】

前記検出手段は、前記探索領域内で前記第１アライメントマークに対応するモデル画像とのパターンマッチングにより前記第１アライメントマークを検出する請求項１～３のいずれか１項に記載のアライメント装置。

【請求項7】

前記アライメント装置に前記第１部材を搬入する搬送手段と、
前記アライメント装置内に載置された前記第２部材に対し、前記撮像手段による撮像が可能な計測位置まで前記搬入された前記第１部材を移動する移動手段と、
を有し、
前記検出手段は、前記搬送手段により前記第１部材が搬入されてから前記移動手段により前記第１部材が前記計測位置に移動するまでの間に、前記探索領域を設定する処理を行
う請求項１～３のいずれか１項に記載のアライメント装置。

【請求項8】

前記第１部材はマスクであり、前記第２部材は前記マスクを介して成膜材料が成膜される基板である請求項１～３のいずれか１項に記載のアライメント装置。

【請求項9】

前記第１部材は基板であり、前記第２部材は前記基板が載置され前記基板を搬送する基板キャリアである請求項１～３のいずれか１項に記載のアライメント装置。

【請求項10】

前記第１部材は基板であり、前記第２部材は前記基板を吸着する静電チャックである請求項１～３のいずれか１項に記載のアライメント装置。

【請求項11】

前記第１部材はマスクであり、前記第２部材は前記マスクが載置されるマスク台である請求項１～３のいずれか１項に記載のアライメント装置。

【請求項12】

第１アライメントマークが設けられた第１部材と第２部材を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程により得られた第１画像から前記第１アライメントマークを検出する検出工程と、
前記検出工程により検出された前記第１アライメントマークの位置に基づき前記第１部材と前記第２部材の相対位置を調整する位置調整工程と、
を有するアライメント方法であって、
前記検出工程では、前記第１画像における一部の領域を探索領域として設定し、前記探索領域内で前記第１アライメントマークを検出することを特徴とするアライメント方法。

【請求項13】

請求項８に記載のアライメント装置と、
前記基板に薄膜を形成するための成膜源と、
を有し、前記アライメント装置により相対位置を調整された前記マスクを介して前記基板に前記成膜源により薄膜を形成する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、アライメント装置、アライメント方法及び成膜装置に関する。

【背景技術】

【0002】

フラットパネルディスプレイとして有機電界発光ディスプレイが脚光を浴びている。有機電界発光ディスプレイは、自発光ディスプレイとして、応答速度、視野角、薄型化などの特性が液晶パネルディスプレイより優れており、モニタ、テレビ、スマートフォンに代表される各種携帯端末などで既存の液晶パネルディスプレイを急速に代替している。また、自動車用ディスプレイ等でも、その応用分野が広がっている。

【0003】

有機電界発光ディスプレイは、２つの向かい合う電極（カソード電極、アノード電極）の間に発光を起こす有機物層が形成された基本構造を有する。有機電界発光ディスプレイの有機物層及び電極金属層は、真空チャンバ内で所望する画素パターンが形成されたマスクを介して基板に蒸着物質を蒸着させることで製造されるが、基板上の所望する位置に所望するパターンで蒸着物質を蒸着させるために、基板への蒸着が行われる前にマスクと基板の位置を精密に合わせる工程（アライメントという）が行われる。また、基板を基板キャリアに載せて搬送する構成の成膜装置では、基板と基板キャリアとのアライメントも高精度の成膜のためには重要になる。

【0004】

特許文献１には、レーザ光を基板に照射したりカメラによって基板を撮影したりすることで基板のエッジにおける欠損やクラックの有無を検査する基板検査装置が記載されている。この基板検査装置では、カメラで撮影した基板の画像に対する画像認識処理によって基板の位置を取得する。特許文献２には、基板に設けられたアライメントマークをカメラで撮影して得られるマーク撮影画像を、予めカメラでアライメントマークを撮影した実画像より作成されたモデル画像と比較することにより、マーク撮影画像内のアライメントマークの位置を検出する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２０－００３４６９号公報

【特許文献2】特開２０２０－１６９３９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

アライメントのためのアライメントマークの撮影時に撮影対象の部材に汚れが存在すると、撮影により得られた画像において汚れがアライメントマークとして誤検出される可能性がある。その場合、精度良くアライメントを行うことができない。

【0007】

本発明の目的は、精度良くアライメントを行うことができるアライメント装置、アライメント方法及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】

【0008】

本発明は、第１部材と第２部材との位置合わせを行うアライメント装置であって、
前記第１部材と前記第２部材を撮像可能な撮像手段と、
第１アライメントマークが設けられた前記第１部材と前記第２部材とを前記撮像手段により撮像して得られた第１画像から、前記第１アライメントマークを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記第１アライメントマークの位置に基づき前記第１部材と前記第２部材の相対位置を調整する位置調整手段と、
を有し、
前記検出手段は、前記第１画像における一部の領域を探索領域として設定し、前記探索領域内で前記第１アライメントマークを検出することを特徴とするアライメント装置である。

【0009】

本発明は、第１アライメントマークが設けられた第１部材と第２部材を撮像する撮像工程と、
前記撮像工程により得られた第１画像から前記第１アライメントマークを検出する検出工程と、
前記検出工程により検出された前記第１アライメントマークの位置に基づき前記第１部材と前記第２部材の相対位置を調整する位置調整工程と、
を有するアライメント方法であって、
前記検出工程では、前記第１画像における一部の領域を探索領域として設定し、前記探索領域内で前記第１アライメントマークを検出する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、精度良くアライメントを行うことができるアライメント装置、アライメント方法及び成膜装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例の有機ＥＬ表示装置の製造ラインの一部の模式図である。

【図2】成膜装置の構成を概略的に示す図である。

【図3】アライメント装置の構成を概略的に示す図である。

【図4】マスクと冷却板とのアライメント工程を説明する図である。

【図5】アライメント工程で撮像により得られる画像データの一例を示す図である。

【図6】基板とマスクとのアライメントを説明する図である。

【図7】基板とマスクとのアライメントを説明する図である。

【図8】マーク撮影画像と基準モデル画像とのパターンマッチング方式を説明する図である。

【図9】電子デバイスの製造方法を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（実施例１）
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施例を説明する。ただし、以下の実施例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、特に記載がないかぎりは、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、基板の表面に真空蒸着によってパターンの薄膜（材料層）を形成する装置に好ましく適用することができる。基板の材料では硝子、高分子材料のフィルム、金属などの任意の材料を選択することができるし、また、蒸着材料としても有機材料、金属性材料（金属、金属酸化物など）などの任意の材料を選択することができる。本発明の技術は、具体的には、有機電子デバイス（例えば、有機ＥＬ表示装置、薄膜太陽電池）、光学部材などの製造装置に適用可能である。その中でも、有機ＥＬ表示装置の製造装置において蒸着材料を蒸発させて有機ＥＬ表示素子を形成するのは、本発明は好ましい適用例の一つである。

【0014】

＜電子デバイス製造ライン＞
図１は、電子デバイスの製造ラインの構成の一部を模式的に示す上視図である。図１の製造ラインは、例えば、スマートフォン用の有機ＥＬ表示装置の表示パネルの製造に用いられる。スマートフォン用の表示パネルの場合、例えば約１８００ｍｍ×約１５００ｍｍのサイズの基板に有機ＥＬの成膜を行った後、該基板をダイシングして複数の小サイズのパネルが作製される。

【0015】

電子デバイスの製造ラインは、一般に、図１に示すように、複数の成膜室１１、１２と、搬送室１３とを有する。搬送室１３内には、基板１０を保持し搬送する搬送ロボット１４が設けられている。搬送ロボット１４は、例えば、多関節アームに、基板１０を保持するロボットハンドが取り付けられた構造を持つロボットであり、各成膜室への基板１０の搬入／搬出を行う搬送手段である。

【0016】

各成膜室１１、１２にはそれぞれ成膜装置（蒸着装置ともよぶ）が設けられている。搬送ロボット１４との基板１０の受け渡し、基板１０とマスク１５の相対位置の調整（アライメント）、マスク１５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は、成膜装置によって自動で行われる。以下、成膜室の成膜装置の構成に対して説明する。

【0017】

＜成膜装置＞
図２は、成膜装置２の構成を概略的に示す断面図である。以下の説明においては、鉛直方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を使う。成膜時に基板１０が水平面（ＸＹ平面）と平行に固定されると仮定し、基板１０の短辺に平行な方向をＸ方向、長辺に平行な方向をＹ方向とする。またＺ軸周りの回転角をθで表示する。

【0018】

成膜装置２は、成膜工程が行われる空間を定める真空チャンバ２０を具備する。真空チャンバ２０の内部は、真空雰囲気、或いは、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気で維持される。

【0019】

成膜装置２の真空チャンバ２０内の上部には、基板１０を保持して搬送する基板保持ユニット２１、マスク１５を保持して搬送するマスク保持ユニット２２、基板１０を冷却するための冷却板２３、金属材質のマスク１５に磁力を印加するためのマグネット板２４、位置調整されたマスク１５を置くマスク台２５などが設けられ、成膜装置の真空チャンバ２０内の下部には、蒸着材料が収納される成膜源２６などが設けられる。

【0020】

基板保持ユニット２１は、搬送室１３の搬送ロボット１４から受け取った基板１０を保持し、搬送する手段であり、基板ホルダとも呼ぶ。

【0021】

マスク保持ユニット２２は、成膜装置２の真空チャンバ２０内に搬入されたマスク１５をマスク台２５上に載置するまでマスク１５を保持及び搬送する手段である。

【0022】

基板保持ユニット２１の下には、真空チャンバ２０に固定されたフレーム状のマスク台２５が設置され、マスク台２５には、基板１０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有するマスク１５が置かれる。特に、スマートフォン用の有機ＥＬ素子を製造するのに使われるマスク１５は、微細な開口パターンが形成された金属製のマスクであり、ＦＭＭ（Ｆｉｎｅ Ｍｅｔａｌ Ｍａｓｋ）とも呼ぶ。

【0023】

冷却板２３は、基板保持ユニット２１の支持部上方に設置されて、成膜時に基板１０のマスク１５とは反対側の面に密着され、成膜時の基板１０の温度の上昇を抑制することで
有機材料の変質や劣化を抑制する役目をする板型部材である。

【0024】

冷却板２３の上には、金属製のマスク１５に磁力を印加してマスク１５の撓みを防止し、マスク１５と基板１０とを密着させるためのマグネット板２４が設けられる。マグネット板２４は、永久磁石又は電磁石からなることができ、複数のモジュールに区画されることができる。また、マグネット板２４は、冷却板２３と一体に形成されることもできる。

【0025】

成膜源２６は、基板１０に成膜される蒸着材料が収納されるるつぼ（不図示）、るつぼを加熱するためのヒータ（不図示）、蒸着源からの蒸発レートが一定になるまで蒸着材料が基板１０に飛散することを阻むシャッタ（不図示）などを含む。成膜源２６は、点蒸着源、線形蒸着源、リボルバ蒸着源など、用途によって多様な構成を持つことができる。

【0026】

図２に図示しなかったが、成膜装置２は、基板１０に蒸着された膜の厚さを測定するための膜厚モニタ（不図示）及び、膜厚算出ユニット（不図示）を含む。

【0027】

成膜装置２の真空チャンバ２０の外部上面には、基板保持ユニット２１、マスク保持ユニット２２、冷却板２３／マグネット板２４などを鉛直方向（Ｚ方向、第３方向）に昇降させるための昇降機構、及び基板１０のマスク１５に対するアライメント又は、マスク１５の冷却板／マグネット板に対するアライメントのために水平面に平行に（Ｘ方向、Ｙ方向、θ方向に）基板保持ユニット２１及び／又はマスク保持ユニット２２を移動させるための駆動機構（アライメントステージ）などが設置される。

【0028】

冷却板２３及びマグネット板２４をＺ方向に昇降させるための昇降機構は、基板保持ユニット２１をＸＹθ方向に移動させるためのアライメントステージから分離／独立しており、アライメントステージのＸＹθ移動によってそれに繋がっている基板保持ユニット２１がＸＹθ移動をする場合にも、冷却板／マグネット板昇降機構はＸＹθ移動をしないでＸＹθ方向に固定されるようにする。

【0029】

成膜装置２には、マスク１５と基板１０のアライメントのために、真空チャンバ２０の天井に設けられた窓２８を通じて基板１０及びマスク１５に形成されたアライメントマークを撮影するアライメントカメラ４０が設けられる。アライメントカメラ４０は、冷却板２３、基板１０、マスク１５の所定の領域が視野に収めることができるように配置されている。アライメントカメラ４０によって撮影された冷却板２３、基板１０、マスク１５の所定の領域の画像データに基づく制御部２９による画像処理によって、冷却板２３とマスク１５とを位置合わせするマスクアライメント、及び、マスク１５と基板１０とを位置合わせする基板アライメントが行われる。

【0030】

以下、本実施例の成膜装置で行われる成膜プロセスの各ステップを説明する。まず、成膜装置の真空チャンバ２０内に新しいマスク１５が搬入されて、マスク保持ユニット２２上に載置されると、マスク保持ユニット２２に置かれたマスク１５の位置を冷却板２３の位置に対して調整するマスクアライメント工程が行われる。冷却板２３に対して位置調整されたマスク１５は、マスク保持ユニット２２によって下降され、マスク台２５上に置かれる。

【0031】

搬送室１３の搬送ロボット１４によって基板１０が、真空チャンバ２０内に搬入されて基板保持ユニット２１に置かれる。続いて、基板１０とマスク１５の相対的位置の測定及び調整を行う基板アライメント工程が行われる。基板アライメント工程が完了すると、基板保持ユニット２１が昇降機構によって降りて基板１０をマスク１５上に置き、その後、冷却板２３とマグネット板２４が昇降機構によって降りることで基板１０とマスク１５を密着させる。この状態で、成膜源２６のシャッタが開かれて、成膜源２６のるつぼから蒸
発された蒸着材料が、マスク１５の微細パターン開口を通して基板１０に蒸着される。

【0032】

基板１０に蒸着された蒸着材料の膜厚が所定の厚さに到逹すると、成膜源２６のシャッタが閉じ、その後、搬送ロボット１４が、基板１０を真空チャンバ２０から搬送室１３に搬出する。所定の枚数の基板１０に対して、基板搬入から基板搬出までの工程を繰り返して行った後、蒸着材料が堆積されてこれ以上使うことができなくなったマスク１５を、成膜装置から搬出して、新しいマスク１５を成膜装置に搬入する。

【0033】

＜アライメントステージ＞
以下、図３を参照して実施例１のアライメントステージ３０の構成を説明する。真空チャンバ２０の外部上面（第１外部面）には、基板１０のマスク１５に対する位置調整及びマスク１５の冷却板／マグネット板に対する位置調整のために基板保持ユニット２１及びマスク保持ユニット２２をＸＹθ方向に移動させるための位置調整手段であるアライメントステージ３０、基板保持ユニット２１をＺ軸方向に昇降させるための基板Ｚ軸昇降機構３１（基板第３方向駆動機構）、及び冷却板２３及び／又はマグネット板２４をＺ軸方向に昇降させるための冷却板Ｚ軸昇降機構３２（冷却板第３方向駆動機構）、マスク１５をＺ軸方向に昇降させるためのマスクＺ軸昇降機構３３（マスク第３方向駆動機構）が設置される。

【0034】

アライメントステージ３０は、真空チャンバの外部上面に固定されたアライメントステージ駆動用モータ３０１（第１モータ）からリニアガイド（第１駆動力伝達機構）を通じてＸＹθ方向への駆動力を受ける。すなわち、真空チャンバ外側上面にガイドレール（不図示）が固定されて設置され、ガイドレール上にリニアブロックが移動可能に設置される。リニアブロック上にアライメントステージベース板３０２（第１ベースプレート）が搭載される。真空チャンバの外側上面に固定されたアライメントステージ駆動用モータ３０１からの駆動力によってリニアブロックをＸＹθ方向に移動させることで、リニアブロック上に搭載されたアライメントステージベース板３０２を、すなわちアライメントステージ３０全体をＸＹθ方向に移動させることができる。

【0035】

基板保持ユニット２１を昇降させるための昇降機構及びマスク保持ユニット２２を昇降させるための昇降機構は後述するようにアライメントステージ３０に搭載されるので、基板保持ユニット２１及びマスク保持ユニット２２は、アライメントステージがＸＹθ方向に移動するにつれて、これらそれぞれに保持された基板１０及びマスク１５とともにＸＹθ方向に移動する。

【0036】

基板Ｚ軸昇降機構３１は、基板保持ユニット２１をＺ軸方向に昇降させる機構であり、アライメントステージベース板３０２上に設置される。真空チャンバ２０内の基板保持ユニット２１は、真空チャンバ２０の外部上面を通して基板Ｚ軸昇降機構３１に繋がる。基板Ｚ軸昇降機構３１は、基板昇降駆動用モータ３１１（第３モータ）と基板昇降駆動用モータ３１１の駆動力を基板保持ユニット２１に伝達するための基板昇降駆動力伝達機構（第３駆動力伝達機構）としてリニアガイド３１２を含む。実施例１では、基板昇降駆動力伝達機構としてリニアガイド３１２を使っているが、本発明はここに限定されず、ボールねじなどを使うこともできる。

【0037】

冷却板Ｚ軸昇降機構３２は、冷却板２３及び／又はマグネット板２４をＺ方向に駆動させるための冷却板昇降駆動用モータ３２１（第２モータ）及び冷却板昇降駆動力伝達機構（第２駆動力伝達機構）としてボールねじ３２２を含み、真空チャンバの外部上面に固定された冷却板Ｚ軸昇降機構ベース板３２３（第２ベースプレート）上に設置される。実施例１では、冷却板昇降駆動力伝達機構としてボールねじ３２２を使っているが、本発明はここに限定されず、リニアガイドなどを使うこともできる。

【0038】

このように、実施例１では、冷却板Ｚ軸昇降機構３２は、アライメントステージ３０上に設置されず、アライメントステージ３０から分離／独立されて真空チャンバ２０の外部上面に固定された冷却板Ｚ軸昇降機構ベース板３２３に設置されるので、アライメントステージ３０がＸＹθ方向に移動しても、冷却板Ｚ軸昇降機構３２はＸＹθ方向には移動せずＸＹθ方向には固定される。

【0039】

マスクＺ軸昇降機構３３は、マスク保持ユニット２２をＺ軸方向に昇降させるための機構であり、アライメントステージ３０に搭載される。真空チャンバ２０内のマスク保持ユニット２２は、真空チャンバ２０の外部上面を通してマスクＺ軸昇降機構３３に繋がっている。マスクＺ軸昇降機構３３は、マスク昇降駆動用モータ３３１（第４モータ）とボールねじ３３２（第４駆動力伝達機構）を含み、マスク１５交換の時に使用済みのマスク１５を搬送ロボットで排出して、新しいマスク１５を受け取り、マスクアライメント工程を経ってマスク１５をマスク台２５上に載せるまでマスク保持ユニット２２を昇降させる機能を遂行する。

【0040】

制御部２９は、アライメントステージ駆動用モータ３０１、基板昇降駆動用モータ３１１、冷却板昇降駆動用モータ３２１及びマスク昇降駆動用モータ３３１を制御することにより、アライメントステージ３０、基板Ｚ軸昇降機構３１、冷却板Ｚ軸昇降機構３２及びマスクＺ軸昇降機構３３の動作を制御する。以下の説明におけるアライメントステージ３０、基板Ｚ軸昇降機構３１、冷却板Ｚ軸昇降機構３２及びマスクＺ軸昇降機構３３の動作は、制御部２９の制御のもとに行われる。なお、図３では、図面が煩雑になるのを避けるため、制御部２９とその制御対象の部材との接続線は記載を省略した。制御部２９は、不揮発メモリ等により構成される記憶手段２９１に情報を格納し、記憶手段２９１に記憶された情報を取得することができる。

【0041】

＜マスクアライメント＞
図４を参照してマスク１５のアライメント工程を説明する。マスク１５の交換時期になると、マスクＺ軸昇降機構３３は、マスク保持ユニット２２をＺ軸方向に駆動させて、使用済みのマスク１５を、マスク台２５上の蒸着位置から搬送ロボットがマスク１５を受け取りすることができる排出位置に上昇させる。搬送ロボットは、使用済みのマスク１５をマスク保持ユニット２２から受け取って、真空チャンバ外に排出し、新しいマスク１５を真空チャンバ内に搬入して、排出位置にとどまっているマスク保持ユニット２２に新しいマスク１５を渡す。

【0042】

続いて、図４（ｄ）及び図４（ｅ）に図示したように、真空チャンバ２０の外部上面に設置されたアライメントカメラ４０を使って、マスク保持ユニット２２に載せられているマスク１５のアライメントマークであるマスクマーク１６を撮影する。アライメントカメラ４０は、図４（ｅ）に示すように、撮影により得られる画像データ４２内に、マスクマーク１６との位置合わせに用いる仮想アライメントマーク４１２の画像を合成して出力可能である。言い換えると、アライメントカメラ４０のＦＯＶには仮想アライメントマーク４１２が現れるようにすることが可能であり、被写体の画像と仮想アライメントマーク４１２の画像を含む画像データを出力可能である。

【0043】

アライメントカメラ４０による撮影により得られた画像データ４２は、制御部２９に送信され、制御部２９は受信した画像データ４２に対し画像処理を行って、仮想アライメントマーク４１２とマスクマーク１６との相対的な位置を測定する。測定結果に基づき、アライメントステージ３０によってマスク保持ユニット２２をＸＹθ方向に移動させて、マスク１５の位置を調整する。この時、冷却板２３／マグネット板２４が設置された冷却板Ｚ軸昇降機構３２は、アライメントステージ３０から分離及び独立されて設置されるため
、マスク保持ユニット２２に保持されたマスク１５に対して冷却板２３／マグネット板２４を相対移動させてこれらの位置を調整することができる。なお、図４（ｅ）に示す仮想アライメントマーク４１２の形状やマスクマーク１６の形状は一例であり、これに限らない。仮想アライメントマーク４１２は、仮想アライメントマーク４１２とマスクマーク１６とを位置合わせすることによりマスク１５と冷却板２３及びマグネット板２４との位置合わせが可能となるように予め構成されている。

【0044】

なお、図４（ａ）、図４（ｂ）に示すように、冷却板２３の下面又は、マグネット板２４の上面に設置されたアライメントマークプレート４１のアライメントマーク４１１とマスク保持ユニット２２に載せられているマスク１５のアライメントマークであるマスクマーク１６をアライメントカメラ４０により撮影してマスクアライメントを行うこともできる。この場合、図４（ｃ）に示すように、アライメントカメラ４０による撮像により得られる画像データ４２内に、アライメントマーク４１１とマスクマーク１６の両方が含まれるように撮影を行う。画像データ４２は、制御部２９に送信され、制御部２９は受信した画像データ４２に対し画像処理を行って、アライメントマーク４１１とマスクマーク１６との相対的な位置を測定する。図４（ｃ）の例では、アライメントマークプレート４１の平面形状は凸字状であり、アライメントマークプレート４１に形成されたアライメントマーク４１１は円形の開口により形成されるが、アライメントマークプレート４１及びアライメントマーク４１１の構成はこれに限定されない。マスクマーク１６は、マスク１５のフレーム上に形成された十字形の模様であるが、マスクマーク１６の構成はこの例に限られない。なお、マスクマーク１６とアライメントマーク４１１はマスク１５と冷却板２３にそれぞれ複数設けられていても良い。その場合、複数箇所のアライメントマーク４１１及びマスクマーク１６の位置に対応した位置に複数のアライメントカメラ４０を設け、複数のアライメントカメラ４０から出力される複数の画像データに基づいてマスクアライメントを行うことで、より精度良くアライメントを行うことができる。

【0045】

アライメントマークの撮影結果に基づき、冷却板２３／マグネット板２４とマスク保持ユニット２２に載せられているマスク１５の相対的位置がＸＹθ方向にずれていることが判明した場合、アライメントステージ３０によってマスク保持ユニット２２をＸＹθ方向に移動させて、マスク１５を冷却板２３／マグネット板２４に対して位置調整する。この時、冷却板２３／マグネット板２４が設置された冷却板Ｚ軸昇降機構３２は、アライメントステージ３０から分離及び独立されて設置されるため、マスク保持ユニット２２に保持されたマスク１５に対して冷却板２３／マグネット板２４を相対移動させてこれらの位置を調整することができる。

【0046】

マグネット板２４の上面にアライメントマークプレート４１を設置する場合、マグネット板２４への設置が簡単で設置位置を正確にできる。これに比べて、冷却板２３の下面にアライメントマークプレート４１を設置するためには、冷却板２３の下面側にアライメントマークプレート４１を埋め込まなければならないので設置が複雑になるが、アライメントカメラ４０の焦点が合わせられているマスク１５のマスクマーク１６にもっと近く設置されることができるため、アライメントカメラ４０によるアライメントマークの認識精度を高めることができる。

【0047】

制御部２９は、上記のマスク１５と冷却板２３とのアライメントであるマスクアライメント工程において撮影された画像データ４２におけるマスクマーク１６の位置を記憶する。画像データ４２は、アライメントカメラ４０の視野に対応する。図５（ａ）に示すように、マスクマーク１６の位置として、制御部２９は、例えば、マスクマーク１６の中心点の座標（ｘ１，ｙ１）を記憶する。なお、制御部２９は、画像データ４２におけるマスクマーク１６の位置に基づいて後述する探索領域を決定し、探索領域の位置及びサイズを記憶するようにしてもよい。

【0048】

マスクアライメントが完了すると、マスクＺ軸昇降機構３３によってマスク保持ユニット２２を下降させてマスク１５を排出位置からマスク台２５上の蒸着位置まで下降させた後、マスク台２５上にマスク１５を載置する。以上のようなマスクアライメント工程を通じて、マスク１５と冷却板２３／マグネット板２４の位置を相対的に調整することができる。

【0049】

＜基板アライメント＞
成膜装置２の真空チャンバ２０内に基板１０が、搬送室１３の搬送ロボット１４によって搬入されて搬入位置に待機した基板保持ユニット２１に載置されると、基板Ｚ軸昇降機構３１によって基板保持ユニット２１がＺ軸方向に降りてマスク１５の上方の決まった高さの計測位置に移動する。続いて、図６に示すように、アライメントカメラ４０によって、基板保持ユニット２１によって保持された基板１０のアライメントマーク１７（基板マーク）と、マスク台２５に置かれた状態のマスク１５のアライメントマーク１６（マスクマーク）を撮影する。アライメントカメラ４０による撮像により得られた画像データは、制御部２９に送信され、制御部２９は受信した画像データに対し画像処理を行って、基板マーク１７とマスクマーク１６との相対的な位置を測定する。

【0050】

基板１０とマスク１５とのアライメント（基板アライメント）について説明する。図７（Ａ）は、基板１０を上から見た図である。基板１０には基板マーク１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ（適宜、基板マーク１７と総称する）が基板１０の四隅に設けられている。基板マーク１７ａ～１７ｄのそれぞれを、対応する４つのアライメントカメラ４０ａ～４０ｄ（適宜、アライメントカメラ４０と総称する）それぞれによって同時に撮像し、撮像された画像に基づき基板マーク１７ａ～１７ｄのそれぞれの中心点の位置を取得する。４点の位置関係から基板１０の位置情報を取得することができる。

【0051】

図７（Ｂ）は、マスク１５を上から見た図である。マスク１５は、枠状のマスクフレーム１５ａに数μｍ～数十μｍ程度の厚さのマスク箔１５ｂが溶接固定された構造を有する。マスクフレーム１５ａは、マスク箔１５ｂをその面方向（Ｘ方向及びＹ方向）に引っ張った状態で、マスク箔１５ｂが撓まないように支持する。マスク箔１５ｂは、基板１０に成膜するパターンに応じた開口が形成する境界部を有し、基板１０にマスク１５を載置した状態で境界部が基板１０に密着し、蒸発やスパッタリングにより基板１０に向かって飛来した成膜材料を遮蔽する。基板１０としてガラス基板又はガラス基板上にポリイミド等の樹脂製のフィルムが形成された基板を用いる場合、マスクフレーム１５ａ及びマスク箔１５ｂの主要な材料としては、鉄又は鉄合金、例えば、ニッケルを含む鉄合金を用いることができる。

【0052】

マスクフレーム１５ａにはマスクマーク１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ（適宜、マスクマーク１６と総称する）がマスクフレーム１５ａの四隅に設けられている。マスクマーク１６ａ～１６ｄのそれぞれを、対応する４つのアライメントカメラ４０ａ～４０ｄそれぞれによって撮像し、撮像された画像に基づきマスクマーク１６ａ～１６ｄのそれぞれの中心点の位置を取得する。４点の位置関係からマスク１５の位置情報を取得することができる。なお、基板マーク１７、マスクマーク１６、アライメントカメラ４０の位置や数は、この例に限定されない。また、基板１０には、基板マーク１７の他に角度調整を行うためのアライメントマーク（角度マーク）が設けられていてもよい。

【0053】

図７（Ｃ）は、アライメントカメラ４０の視野４４及び視野４４内に捉えられた１組の基板マーク１７及びマスクマーク１６を模式的に示した図である。アライメントカメラ４０の視野４４内に基板マーク１７とマスクマーク１６の両方が同時に入っていれば、その視野４４を撮像して得られた画像データに基づき基板マーク１７とマスクマーク１６の中
心点の位置関係を取得することができる。基板マーク１７とマスクマーク１６の中心点の座標は、アライメントカメラ４０の撮像によって得られた画像データに基づいて、制御部２９の実行する画像処理により求められる。なお、画像処理は制御部２９とは別途に設けられる画像処理装置で行ってもよい。また、基板マーク１７とマスクマーク１６の形状は図７に例示した四角形や十字形に限られないが、アライメントマークとしては中心位置を算出しやすく対称性を有する×印や丸形等のような形状を用いることが好ましい。

【0054】

複数のアライメントカメラ４０は、真空チャンバ２０の内部で支持されている基板１０に設けられた基板マーク１７とマスク１５に設けられたマスクマーク１６とを撮像可能な位置に設置される。基板１０とマスク１５とのアライメントを行う際には、アライメントカメラ４０の撮像視野内に基板マーク１７及びマスクマーク１６が含まれる。制御部２９は、アライメントカメラ４０による撮像により得られた基板マーク１７及びマスクマーク１６の画像を含む画像データに基づき、基板１０及びマスク１５の位置を取得し、基板１０の成膜面に沿う方向における基板１０とマスク１５との相対的な位置関係を測定する。

【0055】

制御部２９は、アライメントカメラ４０によって撮像された画像データ４３を解析して基板マーク１７及びマスクマーク１６を検出し、基板マーク１７及びマスクマーク１６の位置を取得する。ここで、基板１０の表面に汚れが存在した場合、図５（ｂ）に示すように、画像データ４３に汚れに対応するノイズ画像１９ａ、１９ｂが存在することになる。この場合、画像処理において、ノイズ画像１９ａ、１９ｂがマスクマークとして誤検出されてしまう可能性がある。そうすると、マスクマーク１６の正確な位置を取得することができず、結果として基板１０とマスク１５とのアライメントを精度良く行えないことになる。

【0056】

そこで実施例１では、制御部２９は、マスクアライメント工程において撮像された図５（ａ）に示す画像データ４２において検出されたマスクマーク１６の位置（ｘ１，ｙ１）を記憶しておく。そして、マスクマーク１６の位置に基づき、基板アライメント工程において撮像された画像データ４３においてマスクマーク１６を探索するマスクマーク探索領域１６０を設定する。マスクマーク探索領域１６０は、例えば、マスクマーク１６の位置（ｘ１，ｙ１）を中心としてＸ方向に所定の幅ΔＸ、Ｙ方向に所定の幅ΔＹを有する矩形領域とすることができる。なお、マスクマーク探索領域１６０の設定方法（大きさや形状）はこの例に限らず、例えばマスクマーク１６の位置（ｘ１，ｙ１）を中心とする円形や楕円形の領域を設定してもよい。

【0057】

制御部２９は、基板アライメント工程において撮像された画像データ４３のうち、マスクマーク探索領域１６０のみを対象としてマスクマーク１６の探索を行う。マスクマーク１６の探索方法は、例えば、マスクマーク１６のモデル画像との相関値が最も高い位置を探索するパターンマッチングの画像処理により行うことができる。

【0058】

図８に示すように、探索領域１６０内で基準モデル画像３１０と同一のサイズを持つ領域の画像データ（例えば、画素別の輝度データ）と基準モデル画像３１０のデータ（例えば、画素別の輝度データ）を互いに比較して、これらの画像間の相関関係値（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ、例えば、基準モデル画像３１０及び探索領域１６０内の当該領域の全体画素の輝度データが一致する度合いを表すパラメータの値）を算出する。算出された相関関係値が所定の閾値を越えて十分な相関関係を持っている場合には、探索領域１６０内に基準モデル画像３１０に対応するマスクマーク１６が存在すると判定する。算出された相関関係値が所定の閾値に及ばない場合（つまり、探索領域１６０内の当該領域の画像と基準モデル画像３１０が十分に一致しないと判定される場合）には、探索領域１６０内の領域をＸＹ平面上で１画素ずつ移動させながら探索領域１６０内の他の領域について同一の過程を繰り返して探索領域１６０内に基準モデル画像３１０が存在するかどう
かを検出する。探索領域１６０内に基準モデル画像３１０との相関関係値が閾値を超える領域が複数存在する場合は、相関関係値が最も大きい領域の位置を基準モデル画像３１０に対応するマスクマーク１６の位置と特定することができる。

【0059】

この際、使用されるマスクマーク１６の基準モデル画像３１０は、マスクマーク１６の設計データ（サイズ及び形状等）に基づいてソフトウェアによって人為的に合成することによって作成したり（人工画像モデル；ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｍｏｄｅｌ）、基板１０やマスク１５のアライメントマークの実画像をカメラで撮影して、各画素別の輝度データを抽出してこれを記憶手段に記憶しておくことにより、作成したりすることができる（実画像モデル；ｒｅａｌ ｍｏｄｅｌ）。

【0060】

アライメントカメラ４０の位置は固定されていて、そのフォーカスは蒸着位置に合わせているため、アライメントカメラ４０で撮影された画像上のマスクマーク１６は基板１０の位置（高さ）に応じて（基板１０が蒸着位置にあるか、それとも計測位置にあるかに応じて）異なる形状（例えば、サイズ）を持つようになり、フォーカスの度合いが異なる。従って、計測位置と蒸着位置の両方でそれぞれの基準モデル画像３１０を作成しておき、フォーカス度合いに応じて実画像モデルを適用するか、又は人工画像モデルを適用するかを決定してもよい。なお、マスクマーク１６の探索方法は上記の例に限られない。

【0061】

基板１０に汚れが存在することに起因して、マスク１５と基板１０をアライメントカメラ４０により撮像して得られた画像データ４３にノイズ画像１９ａ、１９ｂが存在しても、マスクマーク探索領域１６０内にはノイズ画像が存在しないか、存在したとしてもマスクマーク探索領域１６０と基準モデル画像３１０とがパターンマッチングしない程度の微小なノイズ画像になるため、ノイズ画像１９ａ、１９ｂをマスクマークとして誤検出してしまうことを抑制できる。これにより、高精度でマスクマーク１６を検出することができ、結果として高精度で基板１０とマスク１５のアライメントを行うことができる。また、マスクマーク１６の探索領域の大きさがマスクマーク探索領域１６０の大きさに限られるため、画像データ４３の全体を対象としてマスクマーク１６を探索する場合と比較してマスクマークの検出に要する画像処理の負荷を軽減でき、処理速度を向上させることができる。

【0062】

なお、画像データ４３においてマスクマーク探索領域１６０を設定する処理は、基板１０が真空チャンバ２０内に搬入されてから、基板Ｚ軸昇降機構３１によって基板保持ユニット２１がＺ軸方向に降りてマスク１５の上方の決まった高さの計測位置に移動するまでの間に、実行するようにしてもよい。そうすることにより、基板１０が計測位置に到達して、アライメントカメラ４０によって基板マーク１７とマスクマーク１６の撮影が行われるタイミングではマスクマーク探索領域１６０が決定されている状態となるため、アライメントカメラ４０によって画像データ４３が得られ次第、マスクマーク探索領域１６０内でマスクマーク１６の探索のための画像処理を開始することができ、アライメントの処理時間をより短縮することができる。

【0063】

制御部２９は、画像データ４３の解析に基づき取得した基板マーク１７及びマスクマーク１６の位置情報に基づき、基板１０の成膜面に平行なＸＹ面に沿う方向における基板マーク１７とマスクマーク１６の相対的な位置関係を取得する。相対的な位置関係の情報は、例えば、基板マーク１７とマスクマーク１６の間の距離及び角度である。制御部２９は、基板マーク１７とマスクマーク１６の相対的な位置関係に基づき、基板マーク１７とマスクマーク１６を接近させるための基板１０のＸ方向、Ｙ方向及びθＺ方向の移動量を算出する。算出したＸ方向、Ｙ方向及びθＺ方向の移動量をアライメントステージ３０のアライメントステージ駆動用モータ３０１の駆動量に変換し、制御信号を出力する。これにより基板１０とマスク１５の相対的な位置がＸＹ面内で移動する。このとき、基板１０と
マスク１５のＺ方向の距離は変化せず、ＸＹ面内において位置が変化する。ＸＹ面は、撓みのない理想的な状態における基板１０の成膜面と平行な面であり、本実施例では水平面と平行である。アライメントステージ３０、アライメントカメラ４０、制御部２９は、基板１０とマスク１５が離隔している離隔状態において、基板１０の成膜面に沿う方向における基板１０とマスク１５との相対的な位置関係の測定結果に基づき、基板１０とマスク１５との基板１０の成膜面に平行なＸＹ面内での相対的な位置を調整するアライメントを行うアライメント装置を構成する。

【0064】

なお、実施例１では１種類のアライメントカメラ４０を用いてアライメントを行う例を説明したが、２種類以上の異なる倍率及び視野を有するカメラを用いてアライメントを行うこともできる。例えば、比較的広い視野を有するが低倍率（低解像度）のカメラと、比較的狭い視野を有するが高倍率（高解像度）のカメラとを用いたアライメント方法がある。まず、低倍率カメラを用いて基板マーク１７とマスクマーク１６がともに高倍率カメラの視野内に入るよう大まかに位置調整するラフアライメントを行い、次に、高倍率カメラを用いて基板マーク１７とマスクマーク１６の位置を高精度に合わせるファインアライメントを行うこともできる。ラフアライメントではマスク１５と基板１０とが撓みを考慮しても接触しない離隔状態に保持してアライメントを行い、ファインアライメントではマスク１５と基板１０とが接触する程度まで接近させた状態で保持してアライメントを行ってもよい。ラフアライメント及びファインアライメントのうち、先行して実施されたマスクアライメントで用いられたアライメントカメラ４０と同じ視野を有するアライメントカメラを用いて行われるアライメントにおいて、上記のようにマスクマーク探索領域１６０を設定した上でのマスクマーク１６の探索処理を行うことができる。

【0065】

上記の基板アライメントでは、アライメントカメラ４０によって撮影された画像データ４３における基板マーク１７及びマスクマーク１６の画像に基づき基板１０とマスク１５の位置関係を測定し、アライメントを行う例を説明したが、基板アライメントにおいても、図５（ｃ）に示すように、アライメントカメラ４０のＦＯＶに仮想的なアライメントマーク４１２が現れるように構成し、画像データ４３における仮想的なアライメントマーク４１２及び実際にマスク１５上に存在するマスクマーク１６の画像に基づき基板１０とマスク１５の位置関係を測定し、アライメントを行うようにしてもよい。この場合、基板１０を保持する基板保持ユニット２１とアライメントカメラ４０との位置関係等の成膜装置２の構成に基づき、アライメントカメラ４０のＦＯＶに現れる仮想的なアライメントマーク４１２の位置と基板１０の位置との対応関係を予め求めておくことにより、仮想的なアライメントマーク４１２及びマスクマーク１６に基づく基板アライメントを行うことができる。このように仮想的なアライメントマーク４１２を用いる場合も、図４（ｃ）に示すように、基板１０に汚れや傷が存在することに起因して画像データ４３にノイズ画像１９ａ、１９ｂが現れることがある。これに対し、図４（ａ）に示すマスクアライメント時の撮影で得られた画像データ４２におけるマスクマーク１６の位置に基づき探索領域１６０を設定し、画像データ４３内の探索領域１６０に限定してマスクマーク１６の探索を行うことで、ノイズ画像１９ａ、１９ｂをマスクマークと誤認識してしまうことを抑制できる。また、マスクマーク１６の探索に要する画像処理の負荷を軽減することができ、基板アライメントにかかる処理時間の短縮を図ることができる。

【0066】

実施例１では、基板１０のＺ方向の位置を、撓みを考慮して基板１０とマスク１５とが接触しない所定の位置に保持した離隔状態で、アライメントステージ３０を駆動して基板１０とマスク１５とのアライメントを行う。アライメントを行うときの基板１０のＺ方向の位置をアライメント位置と称する。また、基板１０とマスク１５のアライメント完了後、基板１０を下降させてマスク１５に載置し、基板１０とマスク１５を密着させた載置状態に切り替える。このときの基板１０のＺ方向の位置をマスク載置位置と称する。アライメントカメラ４０は、基板１０がアライメント位置にあるときとマスク載置位置にあると
きの少なくとも２つの位置にあるときの基板マーク１７及びマスクマーク１６の撮像を行う。制御部２９は、離隔状態であるアライメント位置においてアライメントカメラ４０によって基板マーク１７とマスクマーク１６を撮像し、撮像画像に基づいてアライメントを行う。アライメント完了後、載置状態であるマスク載置位置においてアライメントカメラ４０によって基板マーク１７とマスクマーク１６を撮像し、撮像画像に基づいて、基板１０をマスク１５に載置する過程で基板１０とマスク１５の接触等に起因して位置ずれが生じていないか確認する。位置ずれが生じている場合は、再度、アライメント位置においてアライメントを行う。

【0067】

成膜装置２の真空チャンバ２０内に基板１０を搬入する過程で、搬送ロボット１４による搬送誤差によって、基板保持ユニット２１に基板１０がずれて置かれた場合、基板１０とマスク台２５に置かれたマスク１５との間に相対的な位置ずれが発生する。この場合、基板保持ユニット２１が繋がれているアライメントステージ３０をＸＹθ方向に移動させて、基板１０とマスク１５の相対的な位置を調整する。このように基板１０をマスク台２５上のマスク１５に対して位置調整するためにアライメントステージ３０をＸＹθ方向に移動させても、実施例１では、冷却板Ｚ軸昇降機構３２がアライメントステージ３０から分離して独立に真空チャンバ２０の外部上面に固定されているので、冷却板Ｚ軸昇降機構３２はＸＹθ方向に移動せず、マスクアライメント完了時の冷却板２３／マグネット板２４とマスク１５との間の位置調整のされた状態を維持することができる。

【0068】

また、搬送ロボット１４による基板１０の搬送誤差によって、基板１０が冷却板２３に対して相対的にずれた位置で基板保持ユニット２１上に載置された場合、基板１０をマスク台２５上のマスク１５に対して位置調整することで、マスクアライメント工程を通じてマスク台２５上のマスク１５に対し位置調整されている冷却板２３と基板１０との間の位置調整もできるようになる。

【0069】

基板１０のマスク１５に対するアライメントが完了すると、基板保持ユニット２１は基板Ｚ軸昇降機構３１によってマスク１５上に降りてマスク１５上に基板１０を下ろす。これにより基板１０がマスク１５に載置された載置状態に切り替える。基板Ｚ軸昇降機構３１は、離隔状態と載置状態とを切り替えるように基板１０を成膜面に交差する方向に移動させる移動手段である。実施例１では、基板１０の移動方向はＺ方向に略平行である。

【0070】

続いて、冷却板Ｚ軸昇降機構３２の駆動によって冷却板２３及びマグネット板２４が降りて基板１０の上面に置かれる。この際、マグネット板２４の磁力によって金属性のマスク１５が引力を受けるようになり、これにより、基板１０とマスク１５が密着状態になる。

【0071】

実施例１によれば、基板１０とマスク１５のアライメント時に、基板１０の汚れ等によりアライメントカメラ４０の撮像によって得られた画像データにノイズ成分が含まれる場合でも、精度良く、高速に、アライメントマークを検出することが可能となる。従って、基板１０とマスク１５のアライメントを精度良く行うことができる。

【0072】

実施例１では、マスク１５と冷却板２３とのマスクアライメントを行った後、基板１０とマスク１５との基板アライメントを行う場合に、マスクアライメント時に測定したマスクマーク１６の位置に基づき、基板アライメント時のマスクマーク探索領域１６０を設定する例を説明したが、本発明はこの例に限られない。

【0073】

例えば、基板キャリアに基板を保持させて基板キャリアをローラやリニアモータを用いて搬送することで基板を搬送する構成を有する成膜装置に本発明を適用することができる。この場合、基板を基板キャリアに載置する際に、基板を搬送するハンドの動作や基板と
基板キャリアとの接触等により、基板と基板キャリアとの位置が想定している位置からずれることがある。そこで、基板に設けたアライメントマーク（基板マーク）と基板キャリアに設けたアライメントマーク（キャリアマーク）をアライメントカメラで撮影して、得られた画像データを解析することにより、基板と基板キャリアとの位置ずれを補正するアライメントを行うことができる。その際にも、基板や基板キャリアに汚れが付着している場合、その汚れがアライメントマークとして誤検出される可能性がある。そこで、基板と基板キャリアとのアライメントに先行して、基板マーク又はキャリアマークのみがアライメントカメラの視野に入る状態で撮像を行い、検出された基板マーク又はキャリアマークの位置に基づいて探索領域を設定し、基板と基板キャリアとのアライメント時には、撮像により得られた画像データのうち探索領域内に限定して基板マーク又はキャリアマークを探索する画像処理を行うことができる。これにより、汚れをアライメントマークとして誤検出することを抑制でき、基板マーク又はキャリアマークの探索の画像処理に要する時間を短縮することができる。

【0074】

同様に、基板を吸着する静電チャックと基板とのアライメントや、真空チャンバ内でマスクを載置するマスク台とマスクとのアライメント等の、種々のアライメントを行うアライメント装置に本発明を適用することで、アライメントの精度を高め、画像処理を速くすることができる。すなわち、本発明は、第１部材に設けられた第１アライメントマークと第２部材に設けられた第２アライメントマークを撮影して得られた第１画像データから第１アライメントマークの位置と第２アライメントマークの位置を検出し、検出結果に基づき第１部材と第２部材との相対位置を調整するアライメント装置に適用できる。この場合、第１アライメントマークのみを撮影して得られた第２画像データに基づき、第１画像データの一部の領域を探索領域に設定し、第１画像データのうち探索領域において第１アライメントマークを検出する。また、本発明は、ＦＯＶに仮想的なアライメントマークを出現させて撮影可能なアライメントカメラを用いて、位置合わせ対象の２つの部材のいずれか一方に設置されたアライメントマークを撮影し、ＦＯＶの仮想的なアライメントマークと当該撮影した部材上のアライメントマークとに基づき、当該２つの部材の位置合わせを行うアライメント装置にも適用することができる。すなわち、本発明は、第１部材と第２部材との位置合わせを行うアライメント装置において、第１部材及び第２部材を撮影して得られた第１画像データから第１部材に設けられたアライメントマークを検出し、検出結果に基づき第１部材と第２部材との相対位置を調整するアライメント装置に適用できる。この場合、第１部材のみを撮影して得られた第２画像データにおける第１部材のアライメントマークの位置に基づき、第１画像データの一部の領域を探索領域に設定し、第１画像データのうち探索領域においてアライメントマークを検出する。

【0075】

なお、探索領域は、第１アライメントマークのみを撮影して得られた第２画像データに基づき設定する方法に限られない。第１画像データのうち、第１アライメントマークが存在する可能性が高い領域の位置や大きさは、第１部材における第１アライメントマークの設けられた位置の情報から予めある程度予測することができる。予め予測した第１アライメントマークが存在する可能性が高い領域を、探索領域として設定してもよい。この場合、第１部材と第２部材のアライメントに先行して、第１アライメントマークのみを撮像する工程は必ずしも必要ない。第１画像データにおいて第１アライメントマークが存在する可能性が高い領域の位置や大きさの情報を予め不揮発メモリ等の記憶手段２９１に記憶させておき、制御部２９は記憶手段２９１から取得した探索領域の情報を用いて、第１画像データから第１アライメントマークを検出するようにしてもよい。なお、上記の実施例では、先行するマスクアライメント時に検出したマスクマーク１６の位置（ｘ１，ｙ１）の情報を記憶手段２９１に記憶させておき、基板アライメント時に記憶手段２９１から読み出したマスクマーク１６の位置情報に基づき探索領域１６０を設定する方法を例示したが、この例に限られない。例えば、マスクアライメント時にマスクマーク１６の位置情報に基づき探索領域１６０を決定し、探索領域１６０の情報を記憶手段２９１に記憶させてお
き、基板アライメント時に記憶手段２９１から探索領域１６０の情報を取得してマスクマーク１６の検出処理を行ってもよい。

【0076】

＜電子デバイスの製造方法＞
次に、本実施例の成膜装置を用いた電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、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。

【0077】

まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図９（ａ）は有機ＥＬ表示装置６０の全体図、図９（ｂ）は１画素の断面構造を表している。図９（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。詳細は後で説明するが、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。本実施例にかかる有機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の組み合わせにより画素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み合わ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。

【0078】

図９（ｂ）は、図９（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６３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、本実施例では、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。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、発光素子毎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７０が設けられている。

【0079】

図９（ｂ）では正孔輸送層６５や電子輸送層６７が一つの層で示されているが、有機ＥＬ表示素子の構造によって、正孔ブロック層や電子ブロック層を含む複数の層で形成されてもよい。また、第１電極６４と正孔輸送層６５との間には、第１電極６４から正孔輸送層６５への正孔の注入が円滑に行われるようにすることのできるエネルギーバンド構造を有する正孔注入層を形成することもできる。同様に、第２電極６８と電子輸送層６７の間にも電子注入層が形成されことができる。

【0080】

次に、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）及び第１電極６４が形成された基板６３を準備する。

【0081】

第１電極６４が形成された基板６３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。

【0082】

絶縁層６９がパターニングされた基板６３を第１の有機材料成膜装置に搬入し、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。

【0083】

次に、正孔輸送層６５までが形成された基板６３を第２の有機材料成膜装置に搬入し、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６３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。

【0084】

本実施例によれば、成膜装置の冷却板／マグネット板を昇降させる冷却板Ｚ軸昇降機構３２をアライメントステージ３０から分離／独立することで、搬送ロボット１４による搬送誤差を解消するためにアライメントステージ３０を駆動して位置補正をする場合にも冷却板／マグネット板、基板、マスクの間の相対的位置を効果的に調整させることができるし、これによって成膜不良を効果的に低減させることができる。

【0085】

発光層６６Ｒの成膜と同様に、第３の有機材料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の有機材料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。

【0086】

電子輸送層６７まで形成された基板を金属性蒸着材料成膜装置で移動させて第２電極６８を成膜する。その後プラズマＣＶＤ装置に移動して保護層７０を成膜して、有機ＥＬ表示装置６０が完成する。

【0087】

絶縁層６９がパターニングされた基板６３を成膜装置に搬入してから保護層７０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、真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気の下で行われる。

【0088】

上記の実施例は本発明の一例を説明したもので、本発明は上記の実施例の構成に限定されないし、その技術思想の範囲内で適切に変形しても良い。

【符号の説明】

【0089】

１０：基板、１５：マスク、１６：マスクマーク、１７：基板マーク、２９：制御部、３０：アライメントステージ、４０：アライメントカメラ、１６０：探索領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】