特開 2024-160449 アライメント装置、成膜装置、アライメント方法、成膜方法、及び電子デバイスの製造方法

(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】P2024160449

(43)【公開日】2024-11-14

(54)【発明の名称】アライメント装置、成膜装置、アライメント方法、成膜方法、及び電子デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/04 20060101AFI20241107BHJP

   C23C 14/24 20060101ALI20241107BHJP

   H10K 71/16 20230101ALI20241107BHJP

【ＦＩ】

C23C14/04 A

C23C14/24 G

H10K71/16

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023075439

(22)【出願日】2023-05-01

(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

【テーマコード（参考）】

3K107

4K029

【Ｆターム（参考）】

3K107AA01

3K107BB01

3K107CC45

3K107GG33

3K107GG54

4K029AA09

4K029AA24

4K029BA62

4K029BB03

4K029CA01

4K029DB06

4K029DB18

4K029HA01

(57)【要約】

【課題】吸引マグネットとマスクとの位置決め精度を高めることのできるアライメント装置、成膜装置、アライメント方法、成膜方法、及び電子デバイスの製造方法を提供する。
【解決手段】マスクＭを介してマスク台２３とは反対側に配される吸引マグネット２４と、マスクＭと吸引マグネット２４との相対的な位置調整を行う位置調整機構２９と、を備え、マスク台２３に載置されるマスクＭ毎に前記位置調整を行った状態でマスクＭがマスク台２３に載置されることを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

マスク台に対する位置合わせが行われたマスクと基板との位置合わせを行うアライメント装置であって、
前記マスクを介して前記マスク台とは反対側に配される吸引マグネットと、
前記マスクと前記吸引マグネットとの相対的な位置調整を行う位置調整機構と、
を備え、
前記マスク台に載置される前記マスク毎に前記位置調整を行った状態で前記マスクが前記マスク台に載置されることを特徴とするアライメント装置。

【請求項2】

前記マスクに設けられたアライメント用のマークを撮影するカメラを備え、
前記カメラにより撮影された撮影画像から得られる画像データに基づいて、前記マスク台に載置される前記マスク毎に設定される仮想マークと前記マークとの位置ずれ量が予め定めた閾値以下となるように、前記位置調整機構は前記位置調整を行う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】

前記仮想マークは、前記マスクの製作個体差に応じて、前記マスクの設計寸法に基づく基準位置からオフセットされた位置に設定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】

前記マスク台に載置された前記マスクに対して位置決めされた状態で前記基板が載置された後に、前記吸引マグネットによって前記マスクが前記基板と共に吸引されることを特徴とする請求項１，２または３に記載のアライメント装置。

【請求項5】

請求項１，２または３に記載のアライメント装置と、
前記基板に対して薄膜を形成する成膜源と、
を備えることを特徴とする成膜装置。

【請求項6】

マスクと基板との位置合わせを行う過程において、マスク台に対する前記マスクのアライメント方法であって、
前記マスクを介して前記マスク台とは反対側には吸引マグネットが配されており、
前記吸引マグネットと前記マスクとの相対的な位置調整が行われるように、位置調整機構を用いて、前記マスク台に載置される前記マスク毎に、前記位置調整を行った状態で前記マスクを前記マスク台に載置することを特徴とするアライメント方法。

【請求項7】

前記マスクに設けられたアライメント用のマークを撮影するカメラを用いて、
前記カメラにより撮影された撮影画像から得られる画像データに基づいて、前記マスク台に載置される前記マスク毎に設定される仮想マークと前記マークとの位置ずれ量が予め定めた閾値以下となるように、前記位置調整機構は前記位置調整を行うことを特徴とする請求項６に記載のアライメント方法。

【請求項8】

前記仮想マークは、前記マスクの製作個体差に応じて、前記マスクの設計寸法に基づく基準位置からオフセットされた位置に設定され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。

【請求項9】

請求項６，７または８に記載されたアライメント方法によって前記マスク台に前記マスクが載置された後に、前記マスクに対して位置決めされた状態で前記基板が載置される工程と、
前記吸引マグネットによって、前記基板と共に前記マグネットが吸引される工程と、
成膜源を用いて、前記基板に薄膜が形成される工程と、
を含むことを特徴とする成膜方法。

【請求項10】

請求項９に記載の成膜方法を用いて電子デバイスを製造することを特徴とする電子デバイスの製造方法。

【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、成膜装置、アライメント方法、成膜方法、及び電子デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、マスクと基板との位置合わせを行うアライメント装置において、マスクと基板との位置合わせを適切に行うために、マスク台に対してマスクを位置合わせした状態で、マスクを載置する技術が知られている。このような技術において、従来技術に係るマスク台に対するマスクのアライメント方法について、図６を参照して説明する。

【0003】

図６は従来技術に係るマスク台に対するマスクのアライメントについての説明図である。図６（ａ）はマスクＭに設けられたアライメント用のマークＭ１を撮影するカメラの撮影画像の一例を示している。カメラの視野を基準にして仮想基板マークＳＸが出現し、この仮想基板マークＳＸからマスクＭの仮想マスクマークＭＸが算出される。この仮想マスクマークＭＸの位置は、マスクＭの設計寸法により算出される。

【0004】

そして、カメラにより撮影された実際のマークＭ１と仮想マスクマークＭＸとの位置ずれ量ｄが予め定めた閾値以下となるように、マスクＭの位置が調整された状態で、マスクＭはマスク台に載置される。一般的には、マークＭ１の図心と仮想マスクマークＭＸの図心との距離が閾値以下となるようにマスクＭの位置が調整される。なお、マークＭ１はマスクＭに複数設けられている。そして、各々のマークＭ１に対応するように配される各カメラの撮影画像により得られる画像データに基づいて、それぞれのマークＭ１と仮想マスクマークＭＸとの位置ずれ量が予め定めた閾値以下となるように、マスクＭの位置が調整される。

【0005】

マスク台に対して位置調整がなされた状態でマスクＭが載置された後に、このマスクＭに対して基板が位置調整された状態で載置される。その後、磁性を有するマスクＭが吸引マグネット２４により吸引される。これにより、基板ＳとマスクＭが密着された状態で、吸引マグネット２４に吸着された状態となる（図６（ｂ）参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２１－２８４１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記の従来技術においては、基板ＳとマスクＭとのアライメントが適切に行われても、吸引マグネット２４に対するマスクＭの吸着位置が所望の位置からずれてしまうことがある。これにより、図６（ｂ）に示すように、基板ＳとマスクＭの端部が吸引マグネット２４の外側に大きく離れた状態で、吸引マグネット２４に吸着されることがある。このように、マスクＭの端部が吸引マグネット２４の外側に大きく離れてしまうと、マスクＭの端部付近での磁力が弱くなってしまい、基板ＳとマスクＭの密着度が低下して、成膜精度が低下してしまう。マスクＭが吸引マグネット２４の所望の位置に吸着されない原因については、発明者による鋭意検討の結果、製作されたマスクＭの寸法誤差が要因であるとの知見を得ている。

【0008】

本発明の目的は、吸引マグネットとマスクとの位置決め精度を高めることのできるアライメント装置、成膜装置、アライメント方法、成膜方法、及び電子デバイスの製造方法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、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

【0010】

すなわち、本発明のアライメント装置は、
マスク台に対する位置合わせが行われたマスクと基板との位置合わせを行うアライメント装置であって、
前記マスクを介して前記マスク台とは反対側に配される吸引マグネットと、
前記マスクと前記吸引マグネットとの相対的な位置調整を行う位置調整機構と、
を備え、
前記マスク台に載置される前記マスク毎に前記位置調整を行った状態で前記マスクが前記マスク台に載置されることを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、吸引マグネットとマスクとの位置決め精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】図１は電子デバイスの製造装置の一部の模式図である。

【図2】図２は本発明の実施例に係る成膜装置の模式図である。

【図3】図３は本発明の実施例に係るマスク台及びマスク支持ユニットの模式図である。

【図4】図４は本発明の実施例に係るマスク台に対するマスクのアライメントについての説明図である。

【図5】図５は電子デバイスを示す模式図である。

【図6】図６は従来技術に係るマスク台に対するマスクのアライメントについての説明図である。

【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、特に特定的な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。

【0014】

本発明は、基板の表面に真空蒸着によって所望のパターンの薄膜（材料層）を形成する装置に望ましく適用することができる。基板の材料としては、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してもよく、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してもよい。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は、蒸着材料を蒸発させてマスクを介して基板に蒸着させることで有機ＥＬ表示素子を形成しているので、本発明の好ましい適用例の一つである。

【0015】

＜電子デバイスの製造装置＞
図１は、電子デバイスの製造装置の一部の構成を模式的に示す平面図である。図１に示す製造装置は、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、４．５世代の基板（約７００ｍ
ｍ×約９００ｍｍ）や６世代のフルサイズ（約１５００ｍｍ×約１８５０ｍｍ）又はハーフカットサイズ（約１５００ｍｍ×約９２５ｍｍ）の基板に、有機ＥＬ素子の形成のための成膜を行った後、この基板が切断されて複数の小さなサイズのパネルに製作される。

【0016】

電子デバイスの製造装置は、一般的に、複数のクラスタ装置１と、隣り合うクラスタ装置１同士を繋ぐ中継装置とを備えている。クラスタ装置１は、基板Ｓに対する処理（例えば成膜）を行う複数の成膜装置１１と、使用前後のマスクを収納する複数のマスクストック装置１２と、その中央に配置される搬送室１３とを備えている。

【0017】

搬送室１３内には、複数の成膜装置１１に対して基板Ｓを搬送し、成膜装置１１とマスクストック装置１２に対してマスクを搬送する搬送ロボット１４が設置されている。搬送ロボット１４は、例えば、多関節アームに、基板Ｓ又はマスクＭを保持するロボットハンドが取り付けられた構造を有するロボットである。

【0018】

成膜装置１１（蒸着装置とも呼ばれる）では、蒸発源に収納された蒸着材料が、ヒータによって加熱されることで蒸発又は昇華されて、マスクＭを介して基板上に蒸着される。搬送ロボット１４との基板Ｓの受け渡し、基板ＳとマスクＭの相対位置の調整（アライメント）、マスク上への基板Ｓの固定、成膜（蒸着）などの一連の成膜プロセスは、成膜装置１１によって行われる。

【0019】

マスクストック装置１２には、成膜装置１１での成膜工程に使われる新しいマスクと、使用済みのマスクとが、二つのカセットに分けて収納されている。搬送ロボット１４は、使用済みのマスクを成膜装置１１からマスクストック装置１２のカセットに搬送し、マスクストック装置１２の他のカセットに収納された新しいマスクを成膜装置１１に搬送する。

【0020】

クラスタ装置１には、基板Ｓの流れ方向において上流側からの基板Ｓを、このクラスタ装置１に搬送するパス室１５と、このクラスタ装置１で成膜処理が完了した基板Ｓを下流側の他のクラスタ装置に搬送するためのバッファー室１６とが連結されている。搬送室１３の搬送ロボット１４は、上流側のパス室１５から基板Ｓを受け取って、このクラスタ装置１内の成膜装置１１の一つ（例えば、成膜装置１１ａ）に搬送する。また、搬送ロボット１４は、このクラスタ装置１での成膜処理が完了した基板Ｓを複数の成膜装置１１の一つ（例えば、成膜装置１１ｂ）から受け取って、下流側に連結されたバッファー室１６に搬送する。バッファー室１６は、その上流側のクラスタ装置と下流側のクラスタ装置においての処理速度の差がある場合や、下流側でのトラブルの影響で、基板Ｓを正常に搬送することができない場合などに、複数の基板Ｓを一時的に収納することができるように構成されると好適である。

【0021】

バッファー室１６とパス室１５との間には、基板Ｓの向きを変える旋回室１７が設置されている。旋回室１７には、バッファー室１６から基板Ｓを受け取って、基板Ｓを１８０°回転させ、パス室１５に搬送するための搬送ロボット１８が設けられている。これにより、上流側のクラスタ装置と下流側のクラスタ装置で基板Ｓの向きが同じになり、基板処理が容易になる。

【0022】

パス室１５、バッファー室１６、旋回室１７は、クラスタ装置間を連結する、いわゆる中継装置である。クラスタ装置の上流側及び／又は下流側に設置される中継装置は、パス室、バッファー室、旋回室のうち少なくとも１つを備えている。

【0023】

成膜装置１１、マスクストック装置１２、搬送室１３、バッファー室１６、旋回室１７などは、有機ＥＬ表示パネルの製造の過程で、高真空状態に維持される。パス室１５は、
通常は低真空状態に維持されるが、必要に応じて高真空状態に維持されてもよい。

【0024】

本実施例では、図１を参照して、電子デバイスの製造装置の構成について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の種類の装置やチャンバーを有してもよく、これらの装置やチャンバー間の配置が変わってもよい。例えば、電子デバイス製造装置の一部のクラスタ装置に繋がる中継装置においては、バッファー室を設けず、旋回室１７の上流側と下流側にそれぞれパス室を設けてもよい。また、旋回室１７を設けずに、パス室１５に基板の向きを変える基板回転装置を設けてもよい。以下、成膜装置１１の具体的な構成について説明する。

【0025】

＜成膜装置＞
図２は、本発明の実施例に係る成膜装置１１の構成を示す模式図である。以下の説明においては、鉛直方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を用いる。成膜時に基板Ｓ又はマスクＭが水平面（ＸＹ平面）と平行となるように固定された場合、基板Ｓ又はマスクＭの短手方向（短辺に平行な方向）をＸ方向（第１方向）、長手方向（長辺に平行な方向）をＹ方向（第２方向）とする。また、Ｚ方向（第３方向）を軸とする回転角をθ（回転方向）で表す。

【0026】

成膜装置１１は、真空雰囲気又は窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持される真空容器２０と、真空容器２０内に設けられる、基板支持ユニット２１と、マスク支持ユニット２２と、マスク台２３と、吸引マグネット２４と、蒸発源２５などを備えている。

【0027】

基板支持ユニット２１は、搬送室１３に設けられた搬送ロボット１４により搬送される基板Ｓを受け取って支持する手段であり、基板ホルダとも呼ばれる。

【0028】

マスク支持ユニット２２は、搬送室１３に設けられた搬送ロボット１４により搬送されるマスクＭを受け取って支持する手段であり、マスクホルダとも呼ばれる。マスク支持ユニット２２は、基板支持ユニット２１によって支持された基板Ｓの鉛直方向の下側でマスクＭを支持することができるように設けられている。

【0029】

マスク支持ユニット２２は、マスクＭの長辺側の周縁部を支持する支持具２２１を備えている。支持具２２１は、マスクＭを安定的に支持することができるように、マスクＭの長辺側の周縁部それぞれに沿って、複数個箇所に設置される。

【0030】

マスクＭは、基板Ｓ上に形成する薄膜パターンに対応する開口パターンを有する。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）とも呼ばれる。

【0031】

支持具２２１の鉛直方向の下側には、フレーム形状のマスク台２３が設置されている。マスク支持ユニット２２に渡されたマスクＭは、後述するマスクのアライメント工程が完了した後、マスク支持ユニット２２の下降によってマスク支持ユニット２２からマスク台２３に渡され、マスク台２３上に載置される。

【0032】

マスク台２３の長辺側の周縁部には、マスク支持ユニット２２の支持具２２１に対応する位置に支持具収容溝２３１が設けられている。マスク支持ユニット２２が下降して、マスク台２３に接近すると、マスク支持ユニット２２の支持具２２１は、マスク台２３における支持具収容溝２３１の開口部を通して支持具収容溝２３１内に入り、マスク支持ユニット２２からマスク台２３にマスクＭが載置される（図３参照）。なお、本実施例では、マスク台２３にマスクＭを載置する際に、支持具２２１がマスク台２３に接することのな
いように、マスク台２３に支持具２２１が退避可能な支持具収容溝２３１を設ける構成を示した。しかしながら、このような構成に限らず、マスク支持ユニット２２の支持具２２１がマスク台２３に接しない限り、様々な形状や構造を採用することができる。例えば、マスク台２３を貫通する貫通孔を設けることで、マスク台２３にマスクＭを載置する際に、支持具２２１を貫通孔内に退避させる構成を採用することもできる。

【0033】

吸引マグネット２４は、磁力によって磁性を有するマスクＭを引き付けることで、成膜時において、基板ＳとマスクＭとの密着性を高める機能を発揮する。本実施例に係る吸引マグネット２４は、基板Ｓの温度上昇を抑える冷却板も一体的に設けられており、基板Ｓに成膜された有機材料の変質や劣化を抑制する役割も担っている。ただし、冷却板は吸引マグネット２４とは別に設けることもできる。吸引マグネット２４は、基板支持ユニット２１によって支持された基板Ｓの鉛直方向の上面側において昇降可能に設置される。

【0034】

また、図２には示していないが、基板支持ユニット２１の支持具２２１の鉛直方向の上側から基板Ｓの上面を静電引力によって吸着して固定するための静電チャックを設置することも好適である。このような構成を採用すれば、基板Ｓがその自重によって中央部が撓んでしまうことを抑制することができる。

【0035】

成膜源としての蒸発源２５は、基板Ｓに成膜される蒸着材料が収納されるるつぼ（不図示）と、るつぼを加熱するためのヒータ（不図示）と、蒸発源２５からの蒸発レートが一定になるまで蒸着材料が基板Ｓに飛散することを阻むシャッタ（不図示）などを備えている。蒸発源２５は、点蒸発源や線形蒸発源など、用途に従って多様な構成を採用し得る。特に、電極金属層を成膜するための成膜装置の場合、円周上に配置された複数のるつぼそれぞれが蒸発位置に回転移動するリボルバータイプの蒸発源が用いられる。なお、本発明の成膜源としては、上記のように成膜材料としての蒸着材料を蒸発又は昇華させる蒸発源の他、スパッタリングによって成膜を行うためのスパッタリングカソードなどを採用することができる。

【0036】

また、成膜装置１１は、基板Ｓ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）も備えている。

【0037】

真空容器２０の鉛直方向の上面の外側（大気側）には、基板支持ユニット昇降機構２６、マスク支持ユニット昇降機構２７、マグネット昇降機構２８、位置調整機構２９などが設けられている。

【0038】

基板支持ユニット昇降機構２６は、基板支持ユニット２１を昇降（Ｚ方向移動）させるための駆動手段である。マスク支持ユニット昇降機構２７は、マスク支持ユニット２２を昇降（Ｚ方向移動）させるための駆動手段である。マグネット昇降機構２８は、吸引マグネット２４を昇降（Ｚ方向移動）させるための駆動手段である。これらの昇降機構は、例えば、モータとボールねじ、或いはモータとリニアガイドなどで構成される。

【0039】

位置調整機構２９は、基板Ｓ、マスクＭ、吸引マグネット２４などのアライメントのための駆動手段である。この位置調整機構２９は、基板支持ユニット昇降機構２６、マスク支持ユニット昇降機構２７、マグネット昇降機構２８などが搭載されるステージ部と、ステージ部をＸＹθ方向に駆動させるための駆動部を備えている。なお、本実施例に係る位置調整機構２９は、マグネット昇降機構２８とは独立して、基板支持ユニット昇降機構２６及びマスク支持ユニット昇降機構２７をＸＹθ方向に位置調整することができるように構成されている。また、マグネット昇降機構２８については、ステージ部に設けずに真空容器２０の天井に固定することで、ＸＹθ方向には移動しない構成を採用することもできる。

【0040】

位置調整機構２９の駆動部は、例えば、ステージ部をＸ方向に水平駆動させることができるＸ方向サーボモータと、ステージ部をＹ方向に水平駆動させることができるＹ方向サーボモータとを含む複数のサーバモーターで構成される。より具体的な例としては、２つのＸ方向サーボモータと、２つのＹ方向サーボモータとを備え、これらサーボモータの組み合わせ動作により、ステージ部をＸ方向及びＹ方向に水平駆動させたり、θ方向に回転駆動させたりすることができる。サーボモータの駆動力をステージ部に伝達するための動力伝達手段としては、例えば、ボールねじやリニアガイドなどを使用することができる。

【0041】

位置調整機構２９により、基板支持ユニット２１、マスク支持ユニット２２、及び吸引マグネット２４を、真空容器２０に固定されているマスク台２３に対し、Ｘ方向移動、Ｙ方向移動、及び／又はθ回転させることで、基板ＳのマスクＭに対するアライメント、マスクＭのマスク台２３に対するアライメントなどを行うことができる。特に、本実施例では、マスク支持ユニット２２に連結されたマスク支持ユニット昇降機構２７が位置調整機構２９のステージ部に搭載されるので、位置調整機構２９の駆動部によってステージ部をＸＹθ方向に駆動することで、マスク支持ユニット２２、及びこのマスク支持ユニット２２上に支持されたマスクＭをマスク台２３に対して相対的に位置調整することができる。このとき、吸引マグネット２４を静止させたまま、マスク支持ユニット２２をＸＹθ方向に移動させることで、吸引マグネット２４に対してマスクＭをＸＹθ方向に位置調整することができる。

【0042】

真空容器２０の鉛直方向の上面の外側（大気側）には、上述した昇降機構及び位置調整機構の他に、真空容器２０の上面に設けられた透明の窓を通して、基板Ｓ及び／又はマスクＭに形成されたアライメントマークを撮影するためのアライメント用のカメラ３０が設置されている。アライメント用のカメラ３０は、基板Ｓ及び／又はマスクＭのＸＹθ方向への位置情報を取得するための位置情報取得手段として機能する。アライメント用のカメラ３０は、例えば、基板Ｓ及びマスクＭにおいて、短辺中央の位置、または、４つのコーナー部に対応する位置に設置させるとよい。

【0043】

位置調整機構２９は、アライメント用のカメラ３０によって取得した基板Ｓ及びマスクＭの位置情報に基づいて、マスク台２３に対するマスクＭの相対位置を調整するマスクアライメント（第１アライメント工程）と、基板ＳとマスクＭとの間の相対位置を調整する基板アライメント（第２アライメント工程）とを行う。

【0044】

成膜装置１１は、制御部を備えている。制御部は、基板Ｓの搬送、基板Ｓのアライメント、マスクＭのアライメント、蒸発源の制御、成膜の制御など、各種の制御を行うの機能を有している。制御部は、例えば、プロセッサ、メモリー、ストレージ、Ｉ／Ｏなどを持つコンピューターによって構成可能である。この場合、制御部の機能は、メモリーまたはストレージに格納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。コンピューターとしては、汎用のパーソナルコンピューターを使用してもよく、組込み型のコンピューターまたはＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を使用してもよい。または、制御部の機能の一部または全部をＡＳＩＣやＦＰＧＡのような回路で構成してもよい。また、成膜装置ごとに制御部が設置されていてもよく、一つの制御部が複数の成膜装置を制御するように構成してもよい。

【0045】

＜マスクアライメント（第１アライメント）＞
マスクＭをマスク台２３に対して相対的に位置調整するマスクアライメント方法及びアライメント装置について説明する。図４（ａ）は成膜装置１１が備えるアライメント装置の主要構成を示す概略図である。本実施例に係るアライメント装置は、マスク台２３に対する位置合わせが行われたマスクＭと基板Ｓとの位置合わせを行う装置である。そして、
本実施例に係るアライメント装置は、マスクＭを介してマスク台２３とは反対側に配される吸引マグネット２４と、マスクＭ等の位置調整を行う位置調整機構２９と、アライメント用のカメラ３０とを備えている。なお、図４（ａ）においては、位置調整機構２９自体は図示されておらず、位置調整機構２９によって、移動するマスク支持ユニット２２が図示されている。

【0046】

本実施例においては、マスクＭと基板Ｓとのアライメントに先立って、マスクＭとマスク台２３とのアライメントが行われる。そして、本実施例においては、マスク台２３に載置されるマスクＭ毎に、マスクＭと吸引マグネット２４との相対的な位置調整が位置調整機構２９により行われた状態でマスクＭがマスク台２３に載置される。なお、本実施例においては、マスクＭの位置を調整することで、マスクＭと吸引マグネット２４との相対的な位置調整を行う構成が採用されている。しかしながら、本発明においては、吸引マグネットの位置を調整することで、マスクと吸引マグネットとの相対的な位置調整を行う構成、及びマスクと吸引マグネットの両者を移動させることで、マスクと吸引マグネットとの相対的な位置調整を行う構成を採用することもできる。

【0047】

カメラ３０は、マスクＭに設けられたアライメント用のマークＭ１を撮影可能に構成されている。制御部は、カメラ３０により撮影された撮影画像から得られる画像データに基づいて、マスク台２３に載置されるマスクＭ毎に設定される仮想マークＭＹと実際のマークＭ１との位置ずれ量ｄが予め定めた閾値以下となるように、マスクＭの位置を位置調整機構２９により調整する。つまり、仮想マークＭＹの図心とマークＭ１の図心との位置ずれ量ｄが予め定めた閾値以下となるように、マスクＭの位置が調整される。より具体的には、マスクＭは、Ｘ方向、Ｙ方向、及びθ方向のうちの少なくともいずれか一つの方向に移動することで、その位置が調整される。このように、マスクＭの位置が調整された状態で、マスク支持ユニット昇降機構２７によってマスク支持ユニット２２が下降して、マスクＭはマスク台２３に載置される。

【0048】

ここで、図４（ｂ）を参照して、仮想マークＭＹについて、より詳細に説明する。図４（ｂ）はマスクＭに設けられたアライメント用のマークＭ１を撮影するカメラ３０の撮影画像の一例を示している。カメラ３０の視野を基準にして仮想基板マークＳＸが出現し、この仮想基板マークＳＸからマスクＭの仮想マスクマークＭＸが算出される。この仮想マスクマークＭＸの位置は、マスクＭの設計寸法により算出される。マスクＭが設計寸法値通りに製作された場合には、この仮想マスクマークＭＸとマークＭ１とを一致させるようにマスクＭの位置調整を行えば、マスクＭは吸引マグネット２４に対して所望の位置に吸着される。

【0049】

しかしながら、マスクＭは設計寸法の通りに製作されるとは限らず、それぞれ製作個体差がある。そこで、本実施例においては、マスクＭの製作個体差に応じて、マスクＭの設計寸法に基づく基準位置（仮想マスクマークＭＸの位置）からオフセットされた位置に仮想マークＭＹが設定される。このオフセットの距離及び方向は、製作されたマスクＭの寸法の測定結果から算出することもできるし、例えば、大気中において、製作されたマスクＭを吸引マグネット２４に吸引させるなどの実験データから設定することもできる。

【0050】

なお、本実施例においては、マスクＭには複数のマークＭ１が設けられると共に、これら複数のマークＭ１をそれぞれ撮影する複数のカメラ３０が設けられている。これにより、各箇所において、仮想マークＭＹとマークＭ１との位置ずれ量ｄが予め定めた閾値以下となるように、位置調整機構２９によりマスクＭの位置が調整される。

【0051】

以上のように構成される本実施例に係るアライメント装置によれば、マスクＭの製作個体差に関係なく、マスクＭを吸引マグネット２４の適正な位置に吸着させることができる
。つまり、吸引マグネット２４とマスクＭとの位置決め精度を高めることができる。これにより、マスクＭの端部付近で磁力が弱くなってしまい、マスクＭと基板Ｓとの密着度が低下してしまう箇所が生じてしまうことを抑制することができる。従って、その後の成膜工程においても、成膜精度の低下を抑制することができる。

【0052】

＜基板アライメント（第２アライメント）＞
マスクアライメントが完了すると、マスク台２３上に載置されたマスクＭに対して基板Ｓのアライメントが行われる。制御部は、基板支持ユニット２１によって支持された基板Ｓを基板支持ユニット昇降機構２６によってマスクＭの上部の所定の位置まで移動させた状態で、アライメント用のカメラ３０によって基板ＳとマスクＭ上にそれぞれ形成されたアライメントマークを撮影させる。その後、制御部は、その撮影画像から得られる画像データに基づいて基板ＳとマスクＭの水平面（ＸＹ平面）内での相対位置ずれを調整させる。本実施例においては、マスクＭをマスク台２３に載置させた状態のまま、位置調整機構２９により基板支持ユニット昇降機構２６を移動させることで基板Ｓが移動するため、マスクＭに対して基板Ｓの位置を調整することができる。

【0053】

このようなマスクＭに対する基板Ｓのアライメントは、その相対位置を大まかに調整する「ラフアライメント」と、ラフアライメントによって大まかに位置合わせされた基板ＳをマスクＭに対し高精度で位置合わせする「ファインアライメント」の２段階で行うと好適である。この場合、アライメント用のカメラ３０は、ラフアライメントに使用される低解像で広視野なカメラと、ファインアライメントに使用される狭視野角で高解像度のカメラの２種類のカメラを設けるとよい。マスクＭに対する基板Ｓのアライメントが完了すると、制御部は、基板支持ユニット２１を下降させ、基板Ｓ全体がマスクＭ上に載置されるように制御する。これにより、マスク台２３に載置されたマスクＭに対して位置決めされた状態で基板Ｓが載置される。

【0054】

以上の工程により、マスクＭ上への基板Ｓの載置処理が完了し、制御部は、吸引マグネット２４を基板Ｓの上面に下降させる。これにより、吸引マグネット２４によってマスクＭが基板Ｓと共に吸引され、基板ＳとマスクＭは密着する。このように、基板ＳとマスクＭが密着した後に、成膜工程（蒸着工程）が行われる。

【0055】

＜成膜プロセス（成膜方法）＞
アライメントが完了した基板ＳとマスクＭとが密着／固定された状態で、制御部は、蒸発源２５のシャッタを開け、蒸着材料を、マスクＭを介して基板Ｓに蒸着させるように制御する。そして、制御部は、基板Ｓに所望の厚さまで成膜を行った後に、蒸発源２５のシャッタを閉めるように制御する。次いで、制御部は、吸引マグネット２４を上昇させてから、基板支持ユニット２１を上昇させ、基板ＳとマスクＭを分離させる。その後、制御部は、搬送ロボット１４のハンドを成膜装置１１の真空容器２０内に入り込ませて、成膜が完了した基板Ｓを真空容器２０から搬出させる。このようにして、所定の枚数の基板Ｓの成膜工程が行われた後、制御部は、使用済みのマスクＭを搬送ロボット１４によって真空容器２０から搬出させて、マスクストック装置１２に搬送させる。

【0056】

＜電子デバイスの製造方法＞
次に、本実施例に係る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。まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図５（ａ）は有機ＥＬ表示装置６０の全体図であり、図５（ｂ）は１画素の断面構造を表している。

【0057】

図５（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。詳細は後述するが、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。本実施形態に係る有機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。

【0058】

図５（ｂ）は、図５（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、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、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。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、陽極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と陰極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、陽極６４と陰極６８とが異物によってショートするのを防ぐために、陽極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。

【0059】

図５（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、陽極６４と正孔輸送層６５との間には陽極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、陰極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。

【0060】

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）および陽極６４が形成された基板６３が準備される。陽極６４が形成された基板６３の上にアクリル樹脂がスピンコートで形成され、アクリル樹脂に対して、リソグラフィ法により、陽極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されて絶縁層６９が形成される。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。

【0061】

絶縁層６９がパターニングされた基板６３が第１有機材料成膜装置に搬入され、基板支持ユニットにて基板が保持され、正孔輸送層６５が、表示領域の陽極６４の上に共通する層として成膜される。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。

【0062】

次に、正孔輸送層６５までが形成された基板６３が第２有機材料成膜装置に搬入され、基板支持ユニットにて保持される。基板とマスクとのアライメントが行われ、基板がマスクの上に載置されて、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が成膜される。

【0063】

発光層６６Ｒの成膜と同様に、第３有機材料成膜装置により緑色を発する発光層６６Ｇが成膜され、さらに第４有機材料成膜装置により青色を発する発光層６６Ｂが成膜される。発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂの成膜が完了した後、第５成膜装置により表示領域６１
の全体に電子輸送層６７が成膜される。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。

【0064】

その後、電子輸送層６７まで形成された基板が金属性蒸着材料の成膜装置に移動されて陰極６８が成膜される。さらに、当該基板は、プラズマＣＶＤ装置に移動され、保護層７０が成膜されて、有機ＥＬ表示装置６０が得られる。

【0065】

絶縁層６９がパターニングされた基板６３が成膜装置に搬入されてから保護層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。そのため、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のが望ましい。

【符号の説明】

【0066】

１：クラスタ装置 １１：成膜装置 １２：マスクストック装置 １３：搬送室 １４：搬送ロボット １５：パス室 １６：バッファー室 １７：旋回室 １８：搬送ロボット ２０：真空容器 ２１：基板支持ユニット ２２：マスク支持ユニット ２３：マスク台 ２４：吸引マグネット ２５：蒸発源 ２６：基板支持ユニット昇降機構 ２７：マスク支持ユニット昇降機構 ２８：マグネット昇降機構 ２９：位置調整機構 ３０：カメラ Ｍ：マスク Ｍ１：マーク ＭＸ：仮想マスクマーク ＭＹ：仮想マーク Ｓ：基板 ＳＸ：仮想基板マーク ｄ：位置ずれ量

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】