特開 2024-159137 アライメント装置、アライメント方法、成膜方法、マスク及び成膜装置

(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】P2024159137

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】アライメント装置、アライメント方法、成膜方法、マスク及び成膜装置

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/04 20060101AFI20241031BHJP

   H10K 71/16 20230101ALI20241031BHJP

   H10K 71/20 20230101ALI20241031BHJP

   H10K 50/10 20230101ALN20241031BHJP

   H10K 59/10 20230101ALN20241031BHJP

【ＦＩ】

C23C14/04 A

H10K71/16

H10K71/20

H10K50/10

H10K59/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023074930

(22)【出願日】2023-04-28

(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】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】市原 正浩

(72)【発明者】

【氏名】長岡 健

【テーマコード（参考）】

3K107

4K029

【Ｆターム（参考）】

3K107AA01

3K107BB01

3K107CC33

3K107GG04

3K107GG28

3K107GG33

3K107GG54

4K029AA02

4K029AA09

4K029AA11

4K029AA24

4K029BA01

4K029BA43

4K029BA62

4K029BB03

4K029CA01

4K029CA02

4K029DA03

4K029HA01

4K029HA04

4K029JA05

4K029KA01

4K029KA09

(57)【要約】

【課題】光透過性の低い基板を用いる場合であっても、アライメントマークの検出精度が低下することを抑制し、アライメント精度を向上させること。
【解決手段】基板に形成された基板側マークと、マスクに形成されたマスク側マークとを検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づいて、前記基板と前記マスクとの相対的な位置を調整する位置調整手段と、を備えたアライメント装置であって、前記マスクは、第１の部分と、前記第１の部分よりも光透過性が高い第２の部分と、を有し、前記マスク側マークは、前記第２の部分に形成され、前記アライメント装置は、前記第２の部分に光を照射する照射手段を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板に形成された基板側マークと、マスクに形成されたマスク側マークとを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記基板と前記マスクとの相対的な位置を調整する位置調整手段と、
を備えたアライメント装置であって、
前記マスクは、第１の部分と、前記第１の部分よりも光透過性が高い第２の部分と、を有し、
前記マスク側マークは、前記第２の部分に形成され、
前記アライメント装置は、
前記第２の部分に光を照射する照射手段を備える、
ことを特徴とするアライメント装置。

【請求項2】

前記第２の部分は、前記第１の部分よりも厚みが薄い部分である、
ことを特徴とする請求項１に記載のアライメント装置。

【請求項3】

前記マスクは、前記基板に対向する第１の面と、前記第１の面の反対側の第２の面とを有し、
前記第２の部分は、前記第２の面よりも前記第１の面側に位置し、
前記マスク側マークは、前記第２の部分の前記第１の面側に形成される、
ことを特徴とする請求項２に記載のアライメント装置。

【請求項4】

前記第２の部分は、前記マスクを厚み方向に貫通する穴であり、
前記マスク側マークは前記穴の形状により表されたマークである、
ことを特徴とする請求項１に記載のアライメント装置。

【請求項5】

前記第２の部分は、前記基板側マークよりも大きい領域を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のアライメント装置。

【請求項6】

前記マスクは、
所定のパターンが設けられたパターン部と、
前記パターン部を支持するフレーム部と、を備え、
前記第１の部分及び前記第２の部分は、前記フレーム部に設けられ、
前記第１の部分の厚みは、前記パターン部の厚みよりも厚い、
ことを特徴とする請求項１に記載のアライメント装置。

【請求項7】

前記照射手段の光は、赤外波長領域の光であり、
前記検出手段は、赤外波長領域の光に対して検出感度を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のアライメント装置。

【請求項8】

前記光透過性とは、赤外波長領域の光に対する透過性である、
ことを特徴とする請求項７に記載のアライメント装置。

【請求項9】

前記検出手段は、前記基板と前記マスクとを重ね合わせた状態で、前記基板側から前記基板側マークと前記マスク側マークとを検出し、
前記照射手段の光は、前記マスク側から前記第２の部分に照射される、
ことを特徴とする請求項１に記載のアライメント装置。

【請求項10】

前記検出手段と前記照射手段とは、対向した位置に配置される、
ことを特徴とする請求項９に記載のアライメント装置。

【請求項11】

基板に形成された基板側マークとマスクに形成されたマスク側マークとを検出する検出工程と、
前記検出工程の検出結果に基づいて、前記基板と前記マスクとの相対的な位置を調整する位置調整工程と、
を備えたアライメント方法であって、
前記マスクは、第１の部分と、前記第１の部分よりも光透過性が高い第２の部分と、を有し、
前記マスク側マークは、前記第２の部分に形成され、
前記検出工程では、
前記第２の部分に光を照射する、
ことを特徴とするアライメント方法。

【請求項12】

請求項１１に記載されたアライメント方法を用いてマスクとの相対的な位置が調整された基板に成膜を行う、
ことを特徴とする成膜方法。

【請求項13】

基板に所定のパターンを形成するためのマスクであって、
第１の部分と、前記第１の部分よりも光透過性が高い第２の部分と、を有し、
前記第２の部分に、前記基板と前記マスクとの位置調整用のアライメントマークが設けられる、
ことを特徴とするマスク。

【請求項14】

基板とマスクとの相対的な位置を調整する請求項１に記載のアライメント装置と、
前記基板に前記マスクを介して蒸着物質を成膜する成膜手段と、を備える、
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、成膜方法、マスク及び成膜装置に関する。

【背景技術】

【0002】

マスクを介して基板にパターンを形成する成膜装置において、成膜精度を高めるためにマスクと基板との位置を調整するアライメント機構が知られている。例えば、特許文献１では、成膜装置において、基板とマスクとにそれぞれ設けられたアライメントマークを検出して、基板とマスクの相対位置を調整することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１７／２２２００９号パンフレット

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、基板の光透過性が低い場合、検出感度の低下により、アライメントマークの検出精度に影響を与えることがある。アライメントマークの検出精度が低いと、アライメント精度が低下することがある。

【0005】

本発明の目的は、光透過性の低い基板を用いる場合であっても、アライメントマークの検出精度が低下することを抑制し、アライメント精度を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明によれば、
基板に形成された基板側マークと、マスクに形成されたマスク側マークとを検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づいて、前記基板と前記マスクとの相対的な位置を調整する位置調整手段と、
を備えたアライメント装置であって、
前記マスクは、第１の部分と、前記第１の部分よりも光透過性が高い第２の部分と、を有し、
前記マスク側マークは、前記第２の部分に形成され、
前記アライメント装置は、
前記第２の部分に光を照射する照射手段を備える、
ことを特徴とするアライメント装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、光透過性の低い基板を用いる場合であっても、アライメントマークの検出精度が低下することを抑制し、アライメント精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】電子デバイスの製造ラインの一部の模式図。

【図2】本発明の一実施形態に係る成膜装置の概略図。

【図3】図２の一部拡大図。

【図4】基板の平面図。

【図5】（Ａ）及び（Ｂ）は図２の成膜装置の動作説明図。

【図6】（Ａ）及び（Ｂ）は図２の成膜装置の動作説明図。

【図7】（Ａ）及び（Ｂ）は図２の成膜装置の動作説明図。

【図8】（Ａ）及び（Ｂ）は図２の成膜装置の動作説明図。

【図9】（Ａ）及び（Ｂ）は図２の成膜装置の動作説明図。

【図10】マスクの別の構成例の説明図。

【図11】マスクの別の構成例の説明図。

【図12】（Ａ）及び（Ｂ）は、基板の平面図。

【図13】照射ユニットの別の配置例の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。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。

【0010】

＜第１実施形態＞
＜電子デバイスの製造ライン＞
図１は、本発明の成膜装置が適用可能な電子デバイスの製造ライン１００の構成の一部を示す模式図である。各図において、矢印Ｘ及びＹは互いに直交する水平方向を示し、矢印Ｚは上下方向（重力方向）を示す。図１の製造ラインは、例えば、有機ＥＬ表示装置の発光素子の製造に用いられる。製造ライン１００は、平面視で八角形の形状を有する搬送室１０１ａを備える。搬送室１０１ａには搬送路１０３ａから基板２が搬入され、また、成膜済みの基板２は搬送室１０１ａから搬送路１０３ｂへ搬出される。

【0011】

搬送室１０１ａの周囲には、基板２に対する成膜処理が行われる複数の成膜装置１が配置されている。各成膜装置１には搬送室１０１ｂが隣接して配置されている。平面視で八角形の形状を有する搬送室１０１ｂの周囲には、マスク３が収納される格納室１０２が配置されている。

【0012】

搬送室１０１ａには、基板２を搬送する搬送ユニット１０４ａが配置されている。本実施形態の搬送ユニット１０４ａは、水平多関節型のロボットであり、そのハンド部に基板２を水平姿勢で搭載して搬送する。搬送ユニット１０４ａは、搬送路１０３ａから搬入される基板２を成膜装置１へ搬送する搬入動作と、成膜装置１で成膜済みの基板２を成膜室１から搬送路１０３ｂへ搬送する搬出動作とを行う。

【0013】

各搬送室１０１ｂには、マスク３を搬送する搬送ユニット１０４ｂが配置されている。本実施形態の搬送ユニット１０４ｂは、水平多関節型のロボットであり、そのハンド部にマスク３を水平姿勢で搭載して搬送する。搬送ユニット１０４ｂは、格納室１０２から成膜装置１へマスク３を搬送する動作、成膜装置１から格納室１０２へマスク３を搬送する動作を行う。

【0014】

＜成膜装置＞
図２は本発明の一実施形態に係る成膜装置１の概略図である。成膜装置１は、基板２に蒸着物質を成膜する装置であり、マスク３を用いて所定のパターンの蒸着物質の薄膜を形成する。成膜装置１で成膜が行われる基板２の材質は、ガラス、樹脂、金属等の材料を適宜選択可能である。

【0015】

蒸着物質としては、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物など）などの物質である。成膜装置１は、例えば表示装置（フラットパネルディスプレイなど）や薄膜太陽電池、有機光電変換素子（有機薄膜撮像素子）等の電子デバイスや、光学部材等を製造する製造装置に適用可能であり、特に、有機ＥＬパネルを製造する製造装置に適用可能である。以下の説明においては成膜装置１が真空蒸着によって基板２に成膜を行う例について説明するが、本発明はこれに限定はされず、スパッタやＣＶＤ等の各種成膜方法を適用可能である。

【0016】

成膜装置１は、箱型の真空チャンバ１０を有する。真空チャンバ１０の内部空間は、真空雰囲気か、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持されている。本実施形態では、真空チャンバ１０は不図示の真空ポンプに接続されている。真空チャンバ１０の内部空間には、蒸着ユニット１６が配置されている。蒸着ユニット１６は、蒸着物資を上方に放出する蒸着源を備える。蒸着ユニット１６の上方には蒸着物質の放出の規制と規制解除を行うシャッタ１６ａが配置されている。シャッタ１６ａは不図示の開閉機構により開閉される。図２はシャッタ１６ａが閉状態の場合を示しており、蒸着ユニット１６による蒸着物質の放出が規制される。蒸着ユニット１６の上方には、また、防着板１０ｃが配置されている。防着板１０ｃは、真空チャンバ１０の内部空間の上部に配置される以下の構成に、蒸着物質が不必要に付着することを防止する。

【0017】

真空チャンバ１０の内部空間には、基板２を水平姿勢で支持する基板支持プレート１１が設けられている。本実施形態の場合、基板支持プレート１１は静電チャックであり、その下面に静電気力により基板２を吸着し、保持する。基板支持プレート１１上には冷却プレート４が固定されている。冷却プレート１２は例えば水冷機構等を備えており、基板支持プレート１１を介して成膜時に基板２を冷却する。

【0018】

基板支持プレート１１と冷却プレート１２とは、支持部１３０を介してＺ方向に変位可能に磁石プレート１３に吊り下げられている。磁石プレート１１は、磁力によってマスク３を引き寄せるプレートである。成膜時に基板２は磁石プレート１３とマスク３との間に磁力によって挟まれるので、基板２とマスク３の密着性を向上することができる。

【0019】

成膜装置１は、成膜時にマスク３を支持するマスク支持ユニット１４を備える。マスク支持ユニット１４は、本実施形態の場合、搬送ユニット１０４ａと基板支持プレート１１との間の基板２の移載動作も行う。マスク支持ユニット１４は、Ｘ方向に離間した一対の支持部材１４０を備える。各支持部材１４０は対応するアクチュエータ１４１により昇降される。本実施形態ではアクチュエータ１４１を支持部材１４０毎に設けたが、一対の支持部材１４０を一つのアクチュエータ１４１で昇降してもよい。アクチュエータ１４１は例えば電動シリンダや、電動ボールねじ機構である。支持部材１４０は、その下端部に爪部Ｆ１を備えている。基板２やマスク３は、その周縁部が爪部Ｆ１上に載置される。図２の例ではマスク３が爪部Ｆ１上に載置されている。一対の支持部材１４０は同期的に昇降され、基板２やマスク３を昇降する。

【0020】

成膜装置１は、基板２とマスク３とのアライメントを行うアライメント装置１５を備える。アライメント装置１５は、駆動機構１５０と、複数の検出ユニットＳＲと、複数の照射ユニットＬＳとを備える。駆動機構１５０は、距離調整ユニット１５１と、支持軸１５２と、架台１５３と、位置調整ユニット１５４とを備える。

【0021】

距離調整ユニット１５１は、支持軸１５２をＺ方向に昇降する機構であり、例えば、電動シリンダや、電動ボールねじ機構を備える。支持軸１５２の下端部には磁石プレート１３が固定されており、支持軸１５２の昇降によって、磁石プレート１３を介して基板支持プレート１１が昇降される。基板支持プレート１１を昇降することで、基板２とマスク３との距離を調整し、基板支持プレート１１に支持された基板２とマスク３とを基板２の厚み方向（Ｚ方向）に接近及び離隔（離間）させる。換言すれば、距離調整ユニット１５１は、基板２とマスク３とを重ね合わせる方向に接近させたり、その逆方向に離隔させたりする。なお、距離調整ユニット１５１によって調整する「距離」はいわゆる垂直距離（又は鉛直距離）であり、距離調整ユニット１５１は、基板２の垂直位置を調整するユニットであるとも言える。距離調整ユニット１５１は、架台１５３を介して位置調整ユニット１５４に搭載されている。

【0022】

位置調整ユニット１５４は、基板支持プレート１１をＸ－Ｙ平面上で変位することにより、マスク３に対する基板２の相対位置を調整する。すなわち、位置調整ユニット８０は、マスク３と基板２の水平位置を調整するユニットであるとも言える。位置調整ユニット８０は、基板支持プレート６をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の軸周りの回転方向（θ方向）に変位することができる。本実施形態では、マスク３の位置を固定し、基板２を変位してこれらの相対位置を調整するが、マスク３を変位させて調整してもよく、或いは、基板２とマスク３の双方を変位させてもよい。

【0023】

位置調整ユニット１５４は、固定プレート１５４ａと、可動プレート１５４ｂとを備える。固定プレート１５４ａと、可動プレート１５４ｂは矩形の枠状のプレートであり、固定プレート１５４ａは真空チャンバ１０の上壁部１０ａ上に固定されている。固定プレート１５４ａと、可動プレート１５４ｂとの間には、固定プレート１５４ａに対して可動プレート１５４ｂをＸ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向の軸周りの回転方向に変位させるアクチュエータが設けられている。

【0024】

可動プレート１５４ｂ上には、フレーム状の架台１５３が搭載されており、架台１５３には距離調整ユニット１５１が支持されている。可動プレート８４ｂが変位すると、架台１５３及び距離調整ユニット１５１が一体的に変位する。これにより基板２をＸ方向、Ｙ方向、及び、Ｚ方向の軸周りの回転方向に変位させることができる。上壁部１０ａには、支持軸１５２、支持部材１４０が通過する開口部が形成されている。これらの開口部は不図示のシール部材（ベローズ等）によってシールされ、真空チャンバ１０内の気密性が維持される。

【0025】

検出ユニットＳＲは、基板２とマスク３とを重ね合わせた状態で基板２とマスク３とに形成された各アライメントマークを検出し、基板２とマスク３との位置ずれを計測する。検出ユニットＳＲは、画像を撮像する撮像装置を有する。撮像装置は、例えば、光を検出する光学センサなどを備えるカメラである。本実施形態の撮像装置は、赤外波長領域の光に検出感度を有するカメラである。本実施形態において、赤外波長領域の光とは、例えば、波長が７５０ｎｍ～１０００μｍの光である。検出ユニットＳＲは、上壁部１０ａに配置され、真空チャンバ１０内の画像を撮像可能である。検出ユニットＳＲは、基板２とマスク３の各アライメントマークを撮像する。各アライメントマークの位置により基板２とマスク３との位置ずれ量を演算し、位置調整ユニット１５４によって位置ずれ量を解消するように基板２とマスク３との相対位置を調整する。

【0026】

照射ユニットＬＳは、検出ユニットＳＲが基板２とマスク３とに形成された各アライメントマークを撮像し、位置調整ユニット１５４によって基板２及びマスク３の位置調整を行う間、マスク３の一部に光を照射する。本実施形態の場合、照射ユニットＬＳは、防着板１０ｃの上部に設けられている。照射ユニットＬＳは、基板２とマスク３とを介して検出ユニットＳＲと対向した位置に配置されている。照射ユニットＬＳが後述するマスク３の一部に向けて光を照射することで、検出ユニットＳＲは、基板２とマスク３とに形成された各アライメントマークの検出感度を高めることができる。

【0027】

照射ユニットＬＳは、光を発する光源１５５を有する。光源１５５は、例えば、ハロゲンランプや、ＬＤ、ＳＬＤ、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ光源などであってもよい。また、照射ユニットＬＳは、例えば、光の強度や照射位置を調整する調整部や、光が照射される対象物との距離を測定する測定部、光の波長の範囲を選択するフィルタ部材、光を集光させる集光部材、後述する光を反射させる反射部材１５６などを備えてもよい。

【0028】

本実施形態では、照射ユニットＬＳから照射される光は、赤外波長領域の光である。照射ユニットＬＳが赤外波長領域の光を照射することで、後述するようにシリコンウエハのような可視光に対する光透過性が低い基板２を用いる場合であっても、検出ユニットＳＲは基板２とマスク３とに形成された各アライメントマークを検出することができる。

【0029】

制御装置４は、成膜装置１の全体を制御する。制御装置４は、処理部４０、記憶部４１、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）４２及び通信部４３を備える。処理部４０は、ＣＰＵに代表されるプロセッサであり、記憶部４２に記憶されたプログラムを実行して成膜装置１を制御する。記憶部４１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等の記憶デバイスであり、処理部４０が実行するプログラムの他、各種の制御情報を記憶する。Ｉ／Ｏ４２は、処理部４０と外部デバイスとの間の信号を送受信するインタフェースである。通信部４３は通信回線を介して上位装置又は他の制御装置等と通信を行う通信デバイスである。

【0030】

＜マスク及び照射ユニットの構成＞
マスク３及び照射ユニットＬＳの構成について説明する。上述したように、基板２が可視光に対して光透過性が低い場合であっても、照射ユニットＬＳから赤外波長領域の光を照射することで、検出ユニットＳＲは基板２とマスク３とに形成された各アライメントマークを検出することができる。

【0031】

本実施形態ではマスク３は、シリコン（Ｓｉ）等の材料からなる。マスク３は、例えばシリコンウエハであってもよい。マスク３としてシリコンウエハを用いることで半導体製造技術の応用により微細で精密なパターンを形成することができる。一方、マスク３の厚みによっては、赤外波長領域の光に対して光透過性が低下することがある。マスク３の厚みは、剛性の観点から基板２よりも厚みを有する場合がある。そのため、可視光に対して光透過性が低い基板２を用いる場合に、マスク３側から透過する赤外領域の光が減少し、検出ユニットＳＲの検出感度が低下することがある。検出感度が低下すると、検出ユニットＳＲの基板２とマスク３とに形成された各アライメントマークの検出精度に影響を与える場合がある。検出ユニットＳＲの検出精度が低下する場合、アライメント精度が低下することがある。

【0032】

本実施形態では、照射ユニットＬＳがマスク３の赤外波長領域の光に対して光透過性の高い部分に光を照射することにより、可視光に対して光透過性の低い基板２を用いる場合であっても、基板２とマスク３とに設けられた各アライメントマークの検出精度が低下することを抑制し、アライメント精度を向上させる構成を開示している。図３は、図２のマスク３及び照射ユニットＬＳとその周辺を拡大した図である。図３は、アライメント動作時に照射ユニットＬＳがマスク３に向けて光を照射している状態を示す。以下の説明では、基板２側に設けられたアライメントマークを基板側マーク２０、マスク３側に設けられたアライメントマークをマスク側マーク３２と呼ぶ。

【0033】

基板２は、マスク３と対向する面Ｓ２に基板側マーク２０が形成されている。基板２は、例えば、シリコンウエハであってもよい。マスク３は、パターン部３０と、パターン部３０を支持するフレーム部３１とを有する。パターン部３０は、所定のパターンが形成されている。所定のパターンとは、マスク３の厚み方向に貫通する複数の微細な孔であって、蒸着物質が通過する部分である。パターン部３０の配置や形状によって基板２上の成膜パターンが規定される。パターン部３０の表面には、例えば、ニッケル（Ｎｉ）等の磁性材料の薄膜が形成されていてもよい。

【0034】

フレーム部３１は、パターン部３０の厚みよりも厚い。すなわち、フレーム部３１は、パターン部３０よりも剛性が高い部分である。フレーム部３１がパターン部３０を支持しているため、マスク３全体の剛性を大きく低下させることなく、パターン部３０を薄く形成することができる。

【0035】

本実施形態のフレーム部３１は、肉厚部３１ａと、肉薄部３１ｂとを有する。肉薄部３１ｂの厚みＴ２は、肉厚部３１ａの厚みＴ１よりも薄い部分である。すなわち、肉薄部３１ｂは、肉厚部３１ａよりも赤外波長領域に対して光透過性が高い部分である。肉薄部３１ｂは、マスク３の厚み方向に窪んだ凹形状の底部分に相当する。

【0036】

肉薄部３１ｂは、マスク３の下面Ｍ２側よりも上面Ｍ１側に位置している。下面Ｍ２は、マスク３の蒸着ユニット１６側の面であり、照射ユニットＬＳ側の面でもある。上面Ｍ１は、マスク３が基板２と対向する側の面である。本実施形態の場合、肉薄部３１ｂは後述するようにマスク３の平面視で直径Ｄ１の円形の部分である。なお、肉薄部３１ｂの形状はこれに限らず、適宜変更してもよい。

【0037】

肉薄部３１ｂには、マスク側マーク３２が形成されている。マスク側マーク３２は、マスク３の上面Ｍ１側に位置している。マスク側マーク３２がマスク３の上面Ｍ１側に位置していることで、基板側マーク２０との距離が近くなる。すなわち、検出ユニットＳＲが基板側マーク２０とマスク側マーク３２とを検出する際に焦点を合わせやすくなり、アライメント精度を高めることができる。

【0038】

本実施形態の場合、照射ユニットＬＳは、マスク３の下面Ｍ２側から赤外波長領域の光に対して光透過性の高い部分である肉薄部３１ｂに光を照射する。図４も参照する。図４は、図３のＡ１方向矢視図に相当し、照射ユニットＬＳが肉薄部３１ｂに光を照射している際の基板２の平面図の一例を示す。直径Ｄ１の円形部分は、基板２がマスク３の肉薄部３１ｂと重なっている部分である。円形部分は、換言すると肉薄部３１ｂの形状に相当する。円形部分の外側は、基板２がマスク３の肉厚部３１ａと重なっている部分である。図４は、赤外波長領域の光に対して光透過性が高い肉薄部３１ｂに光を照射することで、円形部分は明るく、円形部分の外側は円形部分よりも暗い状態を示している。

【0039】

円形部分の領域は基板側マーク２０よりも大きい。円形部分の領域は、換言すると肉薄部３１ｂの面積である。アライメント時には、基板側マーク２０とマスク側マーク３２とが円形部分の内側で所定の位置になるように調整される。

【0040】

以上の構成により、本実施形態では、可視光に対して光透過性の低い基板２を用いる場合であっても、マスク側マーク３２が設けられた赤外波長領域の光に対して光透過性の高い肉薄部３１ｂに照射ユニットＬＳから赤外領域の光が照射されることで、検出ユニットＳＲの基板側マーク２０及びマスク側マーク３２の検出感度を上げることができる。したがって、検出ユニットＳＲの基板側マーク２０及びマスク側マーク３２の検出精度が低下することを抑制し、アライメント精度を向上させることができる。

【0041】

＜制御例＞
制御ユニット９の処理部４０が実行する成膜装置１の制御例について説明する。図５（Ａ）～図８（Ｂ）は成膜装置１の動作説明図であり、基板２の搬入から、成膜し、搬出するまでの例を示す。

【0042】

図５（Ａ）は基板２を真空チャンバ１０内に搬入した状態を示す。基板２は搬送ロボット１０４ａにより基板支持プレート１１の下方に搬送される。基板支持プレート１１の下面の基板吸着面１１ａは水平である。次にマスク支持ユニット１４によって搬送ロボット１０４ａから基板支持プレート１１へ基板２を移載する。図５（Ｂ）はその動作を示している。支持部材１４０を上昇することにより、基板２の周縁が爪部Ｆ１に載置され、基板２は搬送ロボット１０４ａから上昇し、かつ、基板支持プレート１１の基板吸着面１１ａに押し付けられる。基板支持プレート１１の静電チャックを作動して基板２を吸着し、保持する。

【0043】

続いてマスク３を真空チャンバ１０内に搬入する。図６（Ａ）はマスク３を真空チャンバ１０内に搬入した状態を示す。マスク３は搬送ロボット１０４ｂによって格納室１０２から真空チャンバ１０内に搬入される。マスク３は基板２の真下に位置する。次にマスク３を搬送ロボット１０４ｂからマスク支持ユニット１４に移載し、アライメント位置に位置させる。図６（Ｂ）はその動作を示している。支持部材１４０を上昇することにより、マスク３の周縁が爪部Ｆ１に載置され、マスク３は搬送ロボット１０４ｂから上昇する。マスク３は支持部材１４０に支持された状態となり、かつ、更に上昇することでアライメント位置に位置する。本実施形態ではマスク３を上昇してアライメント位置に位置させるが、基板２を降下して基板２をアライメント位置に位置させる構成でもよい。

【0044】

次にアライメント動作を行う。アライメント動作は、基板２とマスク３とが重ね合わせた状態で行われる。重ね合わせた状態とは、基板２とマスク３とが上下に配置され、互いに離間した状態である。図７（Ａ）に示すように検出ユニットＳＲにより、基板２のアライメントマークとマスク３のアライメントマークとが検出され、検出結果に基づいて基板２とマスク３との相対位置が計測される。計測結果（基板２とマスク３の位置ずれ量）が許容範囲内であればアライメント動作を終了する。計測結果が許容範囲外であれば、計測結果に基づいて位置ずれ量を許容範囲内に収めるための制御量（基板２の変位量）が設定される。

【0045】

検出ユニットＳＲの動作時には、防着板１０ｃの上部に設けられている照射ユニットＬＳから光がマスク３の下面側から照射される。本実施形態によれば、マスク３の光透過性が高い部分（図３参照）に光が照射されることで基板２の光透過性が低い場合であっても、検出ユニットＳＲの基板２のアライメントマークとマスク３に形成された各アライメントマークに対する検出感度を高めることができる。したがって、検出ユニットＳＲの検出精度が低下することを抑制しつつ、アライメント精度を向上することができる。

【0046】

「位置ずれ量」とは、位置ずれの距離と方向（Ｘ、Ｙ、θ）で定義される。設定された制御量に基づいて、図７（Ｂ）に示すように位置調整ユニット８０が作動される。これにより、基板支持プレート１１がＸ－Ｙ平面上で変位され、マスク３に対する基板２の相対位置が調整される。

【0047】

計測結果が許容範囲内であるか否かの判定は、例えば、アライメントマーク間の距離をそれぞれ算出し、その距離の平均値や二乗和を、予め設定された閾値と比較することで行うことができる。

【0048】

相対位置の調整後、再度、検出ユニットＳＲにより、基板２のアライメントマークとマスク３のアライメントマークの相対位置が計測される。計測結果が許容範囲内であればアライメント動作を終了する。計測結果が許容範囲外であれば、マスク３に対する基板２の相対位置が再度調整される。以降、計測結果が許容範囲内となるまで、計測と相対位置調整が繰り返される。

【0049】

次に、成膜動作を行う。まず、基板２をマスク３と重ね合わせる。図８（Ａ）はその動作を示している。基板支持プレート１１を降下させると、基板２はマスク３上に載置され、基板２は基板２の被処理面の全体がマスク３と接触する。磁石プレート１３が冷却プレート１２上に当接し、上から順に磁石プレート１３、冷却プレート１２、基板支持プレート１１、基板２及びマスク３が密着した状態になる。磁石プレート１３の磁力によりマスク３を引き寄せ、マスク３と基板２とを全体的に密着させることができる。

【0050】

以上により成膜の準備が整い、次に図８（Ｂ）に示すように、シャッタ１６ａを開状態とし、蒸着ユニット１６から蒸着物質を放出する。蒸着物質はマスク３を介して基板２に蒸着される。

【0051】

こうした成膜が完了すると、マスク３及び基板２をそれぞれ搬出する動作を行う。図９（Ａ）はマスク３を搬出する動作を示している。まず、磁石プレート１３を上昇し、基板２とマスク３とが離間される。搬送ロボット１０４ｂのハンド部をマスク３の下方に進入させた後、マスク支持ユニット１４の支持部材１４０を降下して、マスク３を支持部材１４０から搬送ロボット１０４ｂへ移載する。搬送ロボット１０４ｂはマスク３を格納室１０２へ搬送する。

【0052】

続いて成膜済みの基板２を搬出する。マスク支持ユニット１４の支持部材１４０を上昇して、基板２を爪部Ｆ１によって下側から支持する。基板２に対する基板支持ユニット３の吸着を解除して基板２が支持部材１４０に移載される。搬送ロボット１０４ａのハンド部を基板２の下方に進入させた後、図９（Ｂ）に示すようにマスク支持ユニット１４の支持部材１４０を降下して、基板２を支持部材１４０から搬送ロボット１０４ａへ移載する。搬送ロボット１０４ａは基板２を搬送路１０３ｂへ搬送する。以上により基板２の搬入から、成膜し、搬出するまでの動作が完了する。

【0053】

＜第２実施形態＞
第１実施形態では、マスク３の肉薄部３１ｂに照射ユニットＬＳが赤外波長領域の光を照射する例について説明した。照射ユニットＬＳがマスク３の一部に照射する光は、赤外波長領域の光に限られず可視光であってもよい。図１０及び図１１はその一例を示す。また、第１実施形態では、マスク３がシリコンからなる材料である例を示したが、マスク３を構成する材料はこれに限らない。マスク３は、例えば、金属、ガラス、樹脂などの材料から構成されてもよい。以下の説明では、光透過性は可視光に対する透過性を示す。

【0054】

図１０は、マスク３のフレーム部３１に形成された貫通孔３１ｃに照射ユニットＬＳが可視光を照射している例を示している。貫通孔３１ｃは、マスク３の厚み方向に貫通した穴である。貫通孔３１ｃは、フレーム部３１の肉厚部３１ａよりも光透過性が高い部分である。すなわち、基板２の光透過性が低い場合であっても、照射ユニットＬＳが貫通孔３１ｃに可視光を照射することで基板側マーク２０の形状が明確になる。したがって、検出ユニットＳＲは基板側マーク２０を検出しやすくなる。

【0055】

図１２（Ａ）を参照する。図１２（Ａ）は、基板２の平面図を示し、かつ、図１０のＡ２方向矢視図に相当する。図１２（Ａ）に示される直径Ｄ２の円形部分は、基板２がマスク３の貫通孔３１ｃと重なる部分に相当する。貫通孔３１ｃは、基板側マーク２０よりも大きい領域を有する。領域とは、換言すると面積である。貫通孔３１ｃに照射ユニットＬＳから可視光が照射される場合、基板側マーク２０が貫通孔３１ｃと重なる位置になるようにアライメントが行われてもよい。言い換えると、貫通孔３１ｃの形状によって表された円形部分をマスク側マーク３２’として、検出ユニットＳＲは検出してもよい。

【0056】

図１１は、マスク３のフレーム部３１に形成された肉薄部３１ｂ’に照射ユニットＬＳが可視光を照射している例を示している。肉薄部３１ｂ’には、肉薄部３１ｂ’の厚み方向に貫通する貫通孔３１ｃ’が形成されている。肉薄部３１ｂ’は、肉厚部３１ａよりも光透過性が高い部分である。貫通孔３１ｃ’は、肉薄部３１ｂ’よりも光透過性が高い部分である。

【0057】

図１２（Ｂ）を参照する。図１２（Ｂ）は、基板２の平面図を示し、かつ、図１１のＡ３方向矢視図に相当する。図１２（Ｂ）の直径Ｄ３の円形部分は、基板２が肉薄部３１ｂ’と重なる部分であり、直径Ｄ４の円形部分は、基板２が貫通孔３１ｃ’と重なる部分である。貫通孔３１ｃ’の形状が基板側マーク２０の大きさに応じて形成されている。このように、貫通孔３１ｃ’が形成された肉薄部３１ｂに照射ユニットＬＳが光を照射することで、基板２の光透過性が低い場合であっても、検出ユニットＳＲの基板側マーク２０及びマスク側マーク３２’に対する検出感度が低下することを抑制し、アライメント精度を向上することができる。なお、本実施形態では、貫通孔３１ｃ’がマスク３の平面視で円形に形成されている例を示したが、例えば、四角形、十字形状などの多角形状であってもよい。

【0058】

＜第３実施形態＞
第１実施形態では、照射ユニットＬＳの光源１５５が防着板１０ｃに設けられている例を示したが、光源１５５の配置可能な位置はこれに限られない。例えば、光源１５５は、真空チャンバ１０の側壁部１０ｂや、上壁部１０ａに配置されてもよい。図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、光源１５５の別の配置例を示す。

【0059】

図１３（Ａ）は、光源１５５を真空チャンバ１０の側壁部１０ｂに配置した例を示している。図１２（Ｂ）は、光源１５５を真空チャンバ１０の上壁部１０ａに配置した例を示す。照射ユニットＬＳは、上述したように反射部材１５６を備えてもよい。反射部材１５６は、例えば、金属薄膜などが形成されたミラーなどであってもよい。照射ユニットＬＳの光源１５５は、防着板１０ｃに設けられた反射部材１５６を介してマスク３の一部に光を照射する。このように、光源１５５を真空チャンバ１０の側壁部１０ｂや上壁部１０ａ等に配置することで、成膜装置１やアライメント装置１５の設計の自由度を高めることができる。

【0060】

＜他の実施形態＞
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

【0061】

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

【符号の説明】

【0062】

１ 成膜装置、２ 基板、 ３ マスク、１５ アライメント装置、２０ 基板側マーク、３１ フレーム部、３１ａ 肉厚部、３１ｂ 肉薄部、３１ｃ 貫通孔、３２ マスク側マーク、ＳＲ 検出ユニット、ＬＳ 照射ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】