特開 2024-160477 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】P2024160477

(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】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023075510

(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】基板が撓んでも、基板に設けられたアライメント用のマークの位置を的確に測定可能なアライメント装置、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】基板１０に設けられたアライメント用の遮光性を有する基板用のマーク１０ｍを撮影するカメラ本体４１と、基板１０を介してカメラ本体４１と反対側に配される反射体と、を備え、カメラ本体４１は、前記反射体からの反射光Ｌを用いて基板用のマーク１０ｍを撮影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】

透光性を有する基板と、前記基板を吸着する吸着部材との位置合わせを行うアライメント装置であって、
前記基板に設けられたアライメント用の遮光性を有する基板用マークを撮影するカメラと、
前記基板を介して前記カメラと反対側に配される反射体と、
を備え、
前記カメラは、前記反射体からの反射光を用いて前記基板用マークを撮影することを特徴とするアライメント装置。

【請求項2】

前記カメラと前記基板との間に前記吸着部材が配されており、
前記吸着部材には前記反射光が通る開口部が設けられ、かつ前記開口部が前記吸着部材におけるアライメント用のマークとして機能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3】

前記反射体は、前記基板を介して前記カメラと反対側に配されるマスクであることを特徴とする請求項１または２に記載のアライメント装置。

【請求項4】

前記マスクは、マスク本体と、前記マスク本体を支持するマスクフレームと、を有しており、
前記マスクフレームに、前記反射光を形成するための反射膜が設けられてることを特徴とする請求項３に記載のアライメント装置。

【請求項5】

前記カメラにより撮影された画像データに基づいて、前記基板及び前記吸着部材のうちの少なくともいずれか一方の位置を調整する調整機構を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のアライメント装置。

【請求項6】

請求項１または２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成膜源と、
を備えることを特徴とする成膜装置。

【請求項7】

請求項１または２に記載のアライメント装置に備えられるカメラによって前記基板用マークを撮影する撮影工程と、
調整機構によって、前記基板及び前記吸着部材のうちの少なくともいずれか一方の位置を調整する調整工程と、
を含むことを特徴とするアライメント方法。

【請求項8】

請求項１または２に記載のアライメント装置に備えられるカメラによって前記基板用マークを撮影する撮影工程と、
調整機構によって、前記基板及び前記吸着部材のうちの少なくともいずれか一方の位置を調整する調整工程と、
成膜源によって、前記基板に薄膜を形成する成膜工程と、
を含むことを特徴とする成膜方法。

【請求項9】

請求項８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、成膜装置において、基板と静電チャックとの位置合わせを行うアライメント装置を備える技術が知られている。この技術においては、基板に設けられたアライメント用のマークをカメラにより撮影することにより、静電チャックに対する基板の位置関係を測定する構成が採用されている。図７を参照して、従来技術において、基板に設けられたマークをカメラにより撮影する方法について説明する。図７（ａ）は従来技術に係るアライメント装置における基板に設けられたマークを撮影するための主要構成を側方から見た様子を概略的に示した図である。同図（ｂ）は撮影画像の一例を示す概略図である。

【0003】

アライメント装置は、基板１００に設けられたアライメント用のマーク１００ｍを撮影するためのカメラユニット４００を備えている。なお。基板１００には複数のアライメント用のマーク１００ｍが設けられており、どの位置に設けられたマーク１００ｍかを特定するために方向特定用のマーク１００ｍｄも設けられている。カメラユニット４００は、カメラ本体４１０と、カメラ本体４１０の前面に設けられるカメラレンズ４２０と、光源４３０とを備えている。また、静電チャック２３０には、カメラユニット４００によって、基板１００に設けられたマーク１００ｍ，１００ｍｄを撮影可能にするための開口部２３０Ｘが設けられている。この開口部２３０Ｘは、静電チャック２３０におけるアライメント用のマークとしても機能する。

【0004】

以上の構成により、光源４３０からの照明光によるマーク１００ｍ，１００ｍｄからの反射光がカメラ本体４１０により撮影される。図７（ｂ）はマーク１００ｍ，１００ｍｄの撮影画像の一例を示している。この撮影画像から得られた画像データに基づいて、基板１００と静電チャック２３０との位置ずれ量が測定されて、基板１００及び静電チャック２３０のうちの少なくともいずれか一方の位置調整が行われる。この図示の例では、マーク１００ｍの中心と、開口部２３０Ｘの中心（静電チャック２３０における仮想的なアライメントマーク２３０ｍということもできる）との距離が予め定めた閾値以内となるように位置調整が行われる。

【0005】

そして、位置調整後に静電チャック２３０に基板１００が吸着される。これにより、基板１００は、静電チャック２３０に対して的確な位置に吸着される。従って、その後の基板１００と不図示のマスクとの位置決め精度も高められ、成膜精度も高められる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１９－９９９１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述のアライメント装置においては、基板１００は、その端部付近の複数の位置で不図示の支持部材に支持される。そのため、基板１００は、重心が鉛直方向下方となるように撓んだ状態で上記の支持部材に支持された状態となる。近年、基板１００の大判化が進んでおり、基板１００の撓み変形量が大きくなる傾向にある。図７（ａ）においては、大き
く撓んだ場合の基板１００Ｘを点線にて示している。この場合、マーク１００ｍからの反射光（点線で示す矢印参照）が傾いてしまうため、マーク１００ｍからの反射光がカメラ本体４１０からずれてしまい、マーク１００ｍが適切に撮影されなくなってしまう。

【0008】

本発明の目的は、基板が撓んでも、基板に設けられたアライメント用のマークをより確実に撮影可能なアライメント装置、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】

本発明のアライメント装置は、
透光性を有する基板と、前記基板を吸着する吸着部材との位置合わせを行うアライメント装置であって、
前記基板に設けられたアライメント用の遮光性を有する基板用マークを撮影するカメラと、
前記基板を介して前記カメラと反対側に配される反射体と、
を備え、
前記カメラは、前記反射体からの反射光を用いて前記基板用マークを撮影することを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、基板が撓んでも、基板に設けられたアライメント用のマークをより確実に撮影することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は有機ＥＬ表示装置の製造ラインの一部の模式図。

【図2】図２は成膜装置の模式図。

【図3】図３は実施例に係るアライメントステージの構成を示す模式図。

【図4】図４は実施例に係るアライメント工程を説明するための模式図。

【図5】図５は実施例に係る基板に設けられたマークを撮影する方法の説明図。

【図6】図６は有機ＥＬ表示装置の全体図及び有機ＥＬ表示装置の素子の断面図。

【図7】図７は従来技術に係る基板に設けられたマークを撮影する方法の説明図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。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。

【0013】

本発明は、基板の表面に真空蒸着によって薄膜（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。基板の材料としては、硝子、高分子材料のフィルムなどの材料を適宜選択することができる。また、蒸着材料としては、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表示装置は本発明の好ましい適用例の一つである。以下、本実施例に係るアライメント装置、このアライメント装置を備える成膜装置、アライメント装置によるアライメント方法、成膜装置による成膜方法、及び電子デバイスの製造方法について説明する。

【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、この基板をダイシングして複数の小サイズのパネルに作製される。

【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の搬入や搬出を行う。

【0016】

各成膜室１１，１２にはそれぞれ成膜装置（蒸着装置とも呼ぶ）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とマスクの相対位置の調整（アライメント）、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は、成膜装置によって自動で行われる。以下、成膜室における成膜装置の構成について説明する。

【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直交座標係を用いる。成膜時に基板が水平面（ＸＹ平面）と平行に固定されることを仮定する時、基板の短辺に平行な方向をＸ方向（第１方向）、長辺に平行な方向をＹ方向（第２方向）とする。またＺ軸周りの回転角をθ（回転方向）で表示する。

【0018】

成膜装置２は、成膜工程が行われる空間を有する真空チャンバ２０を備えている。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】

真空チャンバ２０内の上部には、基板１０を保持する基板保持台２１、マスク２２１を保持するマスク保持台２２、基板１０を吸着する吸着部材としての静電チャック２３、磁性を有するマスク２２１を磁気力により吸引する吸引マグネット２４などが設けられている。また、真空チャンバ２０内の下部には、成膜源２５などが設けられている。

【0020】

基板保持台２１は、搬送室１３の搬送ロボット１４から受取った基板１０を載置するフレーム状の部材である。基板保持台２１は、真空チャンバ２０に固定されるように設置されるが、本発明はこれに限定されない。例えば、基板保持台２１は水平方向（ＸＹθ方向）には固定され、鉛直方向（Ｚ方向、第３方向）には昇降可能に設置されてもよい。基板保持台２１は基板１０の下面の周縁部を支持する支持部２１１，２１２を備えている。

【0021】

基板保持台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保持台２２が設置され、マスク保持台２２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２２１が載置される。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。マスク保持台２２は、真空チャンバ２０に対して水平方向には固定され、鉛直方向には昇降可能に設置されてもよい。なお、基板１０とマスク２２１が離間した状態から、これらを重ね合わせるために、基板保持台２１及びマスク保持台２２のうちの少なくともいずれか一方は、鉛直方向に昇降可能に構成される。

【0022】

基板保持台２１の支持部２１１，２１２の上方には、基板１０を吸着して固定させるための吸着部材としての静電チャック２３が設けられる。静電チャック２３は、例えば、セラミックス材質のマトリックス内に金属電極などの電気回路が埋め込まれた構造を持つ静電チャックを適用できるが、そのような構成に限定されない。静電チャック２３において、金属電極にプラス（＋）及びマイナス（－）電圧が印加されれば、セラミックスマトリックスを通じて基板１０に分極電荷が誘導され、これら基板１０と静電チャック２３との間の静電気的な引力によって基板１０が静電チャック２３に吸着される。静電チャック２３は埋め込まれた電気回路の構造によって複数のモジュールに区画することができる。

【0023】

静電チャック２３の上方には、マスク２２１の撓みを抑制し、マスク２２１と基板１０とを密着させるための吸引マグネット２４が設けられる。吸引マグネット２４は、永久磁石又は電磁石から構成され、複数のモジュールに区画することができる。

【0024】

図２には図示していないが、静電チャック２３と吸引マグネット２４との間に基板１０を冷却させる冷却板を設置することができる。冷却板は、静電チャック２３又は吸引マグネット２４と一体に設けることもできる。

【0025】

本実施例に係る成膜源２５は、真空蒸着として用いられる蒸発源である。この蒸発源は、基板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）などを備える。成膜源２５は、点（ｐｏｉｎｔ）蒸発源、線形（ｌｉｎｅａｒ）蒸発源、リボルバ蒸発源など、用途によって多様な構成を持つことができる。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。

【0026】

また、図２には、特に図示はしないが、一般的に、成膜装置においては、基板に蒸着された膜の厚さを測定するための膜厚モニタ、及び膜厚算出ユニットが備えられる。

【0027】

真空チャンバ２０の外部上面には、静電チャック２３及び吸引マグネット２４などを鉛直方向（第３方向）に昇降させるための昇降機構、及び静電チャック２３及び吸引マグネット２４などを水平方向に（ＸＹθ方向に）移動させるためのアライメントステージなどが設置される。本実施例では、基板１０に対する静電チャック２３の位置調整及びマスク２２１に対する吸引マグネット２４の位置調整のために、静電チャック２３の昇降機構及び吸引マグネット２４の昇降機構が、アライメントステージ上に搭載される。

【0028】

また、本実施例の成膜装置２には、真空チャンバ２０の天井に設けられた窓を通じて、基板１０、静電チャック２３、マスク２２１及び吸引マグネット２４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用のカメラユニット４０も設けられる。

【0029】

以下、本実施例に係る成膜装置２で行われる成膜プロセスについて説明する。

【0030】

まず、成膜装置２における真空チャンバ２０内に新しいマスク２２１が搬入されて、マスク保持台２２上に載置される。次いで、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台２１に載置され、静電チャック２３が下降して基板保持台２１上の基板１０を吸着して固定する。本実施例においては、基板１０を静電チャック２３に吸着させる前に、静電チャック２３と基板１０の相対的な位置を調整するアライメント動作がなされる。この静電チャック２３と基板１０とのアライメントに関しては後述する。

【0031】

続いて、静電チャック２３に吸着された状態の基板１０とマスク保持台２２上に置かれているマスク２２１との間の相対的位置の測定及び調整を行うアライメント動作がなされる。このアライメントが完了した後に、静電チャック２３が昇降機構によって下降して基板１０はマスク２２１上に載置される。その後、吸引マグネット２４が昇降機構によって下降することで、基板１０とマスク２２１が密着する。本実施例においては、吸引マグネット２４によって基板１０とマスク２２１とを密着させる前に、吸引マグネット２４とマスク２２１との間の相対的な位置を調整するアライメントも行われる。ただし、本発明においては、このアライメントを行わない構成を採用することもできる。

【0032】

吸引マグネット２４が下降して基板１０とマスク２２１が密着した状態で、成膜源２５のシャッタが開かれて、成膜源２５のるつぼから蒸発された蒸着材料が、マスク２２１の微細パターン開口を通して基板１０に蒸着され、基板１０に薄膜が形成される。

【0033】

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２５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が繰り返された後、蒸着材料が堆積されて、それ以上使うことができなくなったマスク２２１は、成膜装置から搬出されて、新しいマスク２２１が成膜装置に搬入される。

【0034】

＜アライメントステージ＞
図３を参照して本実施例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の外部上面には、静電チャック２３の基板１０に対する位置調整及び吸引マグネット２４のマスク２２１に対する位置調整のために、アライメントステージ３０、第１のＺ軸昇降機構３１及び第２のＺ軸昇降機構３２などが設けられている。アライメントステージ３０は、静電チャック２３及び吸引マグネット２４を水平方向（ＸＹθ方向）に移動させる機能を有する。第１のＺ軸昇降機構３１は、静電チャック２３をＺ軸方向に昇降させる機能を有する。第２のＺ軸昇降機構３２は、吸引マグネット２４をＺ軸方向に昇降させる機能を有する。

【0035】

各種部材を水平方向や鉛直方向に移動させるための機構は各種公知技術を採用し得るので、ここでは、その一例を簡単に説明する。

【0036】

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からリニアガイドを通じて水平方向（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。このリニアブロック上にアライメントステージベース板３０２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、リニアブロックを水平方向（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の動きに従って、アライメントステージ３０全体を水平方向（ＸＹθ方向）に移動させることができる。

【0037】

第１のＺ軸昇降機構３１及び第２のＺ軸昇降機構３２は、アライメントステージ３０に設けられている。これにより、アライメントステージ３０が水平方向（ＸＹθ方向）に移動すると、静電チャック２３及び吸引マグネット２４はアライメントステージ３０の移動に追従して水平方向（ＸＹθ方向）に移動する。なお、本実施例においては、第１のＺ軸昇降機構３１と第２のＺ軸昇降機構３２を独立して水平方向（ＸＹθ方向）に移動可能にも構成されており、静電チャック２３と吸引マグネット２４を独立して水平方向に移動させることもできる。

【0038】

第１のＺ軸昇降機構３１は、静電チャック２３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上に搭載される。真空チャンバ２０内の静電チャック２３は、真空チャンバ２０の外部上面を通して第１のＺ軸昇降機構３１に連結されている。第１のＺ軸昇降機構３１は、第１の昇降駆動用モータ（不図示）と、このモータの駆動力を静電チャック２３に伝達するための第１の駆動力伝達機構（不図示）とを備えている。この伝達機構としては、リニアガイド又はボールねじなど、各種公知技術を採用し得る。

【0039】

第２のＺ軸昇降機構３２は、吸引マグネット２４をＺ方向に駆動させるための駆動力を発生させる第２の駆動用モータ（不図示）と、このモータからの駆動力を吸引マグネット２４に伝えるための第２の駆動力伝達機構（不図示）とを備えている。第２のＺ軸昇降機構３２も、アライメントステージベース板３０２上に搭載される。第２の駆動力伝達機構としては、リニアガイド又はボールねじなど、各種公知技術を採用し得る。

【0040】

このように、第１のＺ軸昇降機構３１及び第２のＺ軸昇降機構３２は、アライメントステージ３０のベース板３０２上に設置される。従って、アライメントステージ３０が水平方向（ＸＹθ方向）に移動すると、これらのＺ軸昇降機構も移動するため、静電チャック２３と吸引マグネット２４も水平方向に移動する。その結果、基板１０が静電チャック２３に対して相対的に位置がずれた場合には、これらの間の相対的な位置を調整することができる。同様に、マスク２２１が吸引マグネット２４に対して相対的に位置がずれた場合にも、吸引マグネット２４を水平方向に移動させてマスク２２１との相対的な位置を調整することができる。

【0041】

上記の通り、基板保持台２１及びマスク保持台２２は水平方向には固定されるように設置されるが、鉛直方向には昇降可能に設置することができる。この場合、基板保持台２１及びマスク保持台２２を鉛直方向に昇降させるための昇降機構は真空チャンバ２０の外部上面にアライメントステージとは独立して昇降するように設ければよい。

【0042】

即ち、基板保持台２１及びマスク保持台２２のＺ軸昇降機構（不図示）は、アライメントステージベース板３０２上に設置されるのではなく、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別のベース板（不図示）に設置すればよい。従って、アライメントステージ３０が水平（ＸＹθ）方向に移動しても、基板保持台２１及びマスク保持台２２は水平方向には移動せず、静止した状態が維持される。

【0043】

＜アライメント＞
図４を参照して、基板１０に対する静電チャック２３のアライメント及びマスクに対する吸引マグネット２４のアライメントについて説明する。

【0044】

マスク交換時期になると、成膜装置２の真空チャンバ２０内に新たなマスク２２１が搬入されて、マスク保持台２２上に載置される（図４（ａ）参照）。続いて、このマスク２２１を使用して蒸着材料が成膜される基板１０が真空チャンバ２０内に搬入されて、基板保持台２１上に配置される（図４（ｂ）参照）。

【0045】

この状態で、静電チャック２３に形成されたアライメントマークと基板１０に形成されたアライメントマークとがラフアライメント用カメラ（第１アライメント用カメラ）により撮影され、静電チャック２３と基板１０との相対的な位置ずれ量が測定される。この工程が撮影工程である。この撮影の詳細については後述する。

【0046】

静電チャック２３と基板１０の相対的な位置が予め設定された閾値超えていた場合、調
整機構としてのアライメントステージ３０が水平方向に移動し、静電チャック２３と基板１０との水平方向の相対的な位置が調整される（図４（ｃ）参照）。この工程が調整工程である。このように、本実施例では、アライメントステージ３０を水平方向に移動させることで、静電チャック２３と基板１０との間の相対的な位置を調整することができる。そのため、静電チャック２３と基板１０との水平方向の相対的な位置が、例えば、搬送ロボット１４の基板搬送誤差によってずれた場合でも、静電チャック２３を基板１０に対して位置調整することができる。従って、基板１０の全体を静電チャック２３に対して的確な位置に吸着させることができる。

【0047】

静電チャック２３の基板１０に対する位置調整が完了すると、静電チャック２３が第１のＺ軸昇降機構３１によって下降し、基板１０が静電チャック２３に吸着される（図４（ｄ）参照）。続いて、第１のＺ軸昇降機構３１によって、静電チャック２３に吸着された基板１０はマスク２２１上に下降する（図４（ｅ）参照）。この時、基板保持台２１の昇降機構によって基板保持台２１を静電チャック２３の下降に合わせて一緒に下降させることもできる。なお、静電チャック２３に基板１０が吸着した後に、基板保持台２１を先に下降させてから、静電チャック２３を下降させて、基板１０をマスク２２１上に載せるようにしてもよい。ここで、基板保持台２１が下降する過程で、基板１０を支持する支持部２１１，２１２がマスク保持台２２に干渉しないように、支持部２１１，２１２はマスク保持台２２及びマスク２２１よりも外側を通るように構成されるか、マスク保持台２２には、支持部２１１，２２２を出没可能とする溝や貫通孔（いずれも不図示）が設けられる構成が採用される。

【0048】

静電チャック２３に吸着された基板１０がファインアライメント工程の測定位置まで下降すると、ファインアライメント用カメラ（第２アライメント用カメラ）により基板１０とマスク２２１のアライメントマークが撮影される。この撮影画像により得られる画像データによって、基板１０とマスク２２１との相対的な位置ずれ量が測定される。基板１０とマスク２２１との相対的な位置ずれ量が予め設定された閾値を超えていた場合、第１のＺ軸昇降機構３１が搭載されたアライメントステージ３０が水平方向に移動することで、基板１０とマスク２２１の相対的な位置が調整される（図４（ｆ）参照）。

【0049】

基板１０とマスク２２１の相対的位置ずれ量が閾値内に収まれば、上記の通り、吸引マグネット２４を下降させる前に、吸引マグネット２４とマスク２２１とのアライメントを行ってもよい。この場合、静電チャック２３（及び静電チャック２３に吸着された基板１０）については静止させたまま、マスク２２１に対する吸引マグネット２４の相対的な位置が調整される（図４（ｇ）参照）。なお、吸引マグネット２４と静電チャック２３が予め位置合わせがなされている場合には、吸引マグネット２４を静電チャック２３と一体的に移動させることにより、マスク２２１に対する吸引マグネット２４の相対的な位置調整がなされても良い。

【0050】

このアライメントが完了した後に、第２のＺ軸昇降機構３２により、吸引マグネット２４が基板上に下降し、マスク２２１が吸引されて、基板１０とマスク２２１が密着する（図４（ｈ）参照）。その後、成膜源２５のシャッタを開いて、成膜源２５から蒸発した蒸着材料がマスク２２１を介して基板１０の下面上に蒸着し、基板１０に薄膜が形成される（図４（ｉ）参照）。この工程が成膜工程である。

【0051】

＜基板と静電チャックとのアライメントの詳細＞
特に、図５を参照して、基板１０と吸着部材としての静電チャック２３とのアライメントの詳細について説明する。図５（ａ）は本実施例に係るアライメント装置における基板１０に設けられたマーク１０ｍを撮影するための主要構成を側方から見た様子を概略的に示した図である。なお、この図においては、基板１０と静電チャック２３とのアライメン
トを行うために、これらの位置関係（位置ずれ量）を測定するのに必要な構成についてのみ概略的に示している。同図（ｂ）は撮影画像の一例を示す概略図である。

【0052】

本実施例に係る成膜装置２においては、基板１０と静電チャック２３との位置合わせを行うアライメント装置を備えている。このアライメント装置は、主として、上記の調整機構としてのアライメントステージ３０（図５では不図示）とカメラユニット４０とを備えている。そして、本実施例に係る基板１０は透光性を有している。また、基板１０には、アライメント用の遮光性を有する基板用マーク（以下、「マーク１０ｍ」と称する）が設けられている。なお。基板１０には複数のアライメント用のマーク１０ｍが設けられており、どの位置に設けられたマーク１０ｍかを特定するために方向特定用のマーク１０ｍｄも設けられている。このマーク１０ｍｄも遮光性を有する。更に、静電チャック２３には、カメラユニット４０によって、基板１０に設けられたマーク１０ｍ，１０ｍｄを撮影可能にするための開口部２３Ｘが設けられている。この開口部２３Ｘは、静電チャック２３におけるアライメント用のマークとして機能する。すなわち、この開口部２３Ｘの中心を、静電チャック２３におけるアライメント用の仮想的なマーク２３ｍとして機能をさせることができる。勿論、仮想的なマーク２３ｍとして機能させる位置は、開口部２３Ｘの中心以外の位置に設定しても構わない。

【0053】

そして、本実施例に係るアライメント装置においては、マーク１０ｍ，１０ｍｄを撮影するために、上記のカメラユニット４０が備えられている。このカメラユニット４０は、カメラ本体４１と、カメラ本体４１の前面に設けられるカメラレンズ４２と、光源４３とを備えている。

【0054】

また、本実施例においては、基板１０を介してカメラ本体４１と反対側に配される反射体が備えられている。本実施例においては、基板１０を介してカメラ本体４１と反対側に配されるマスク２２１に、反射体としての機能を兼備させている。例えば、マスク２２１の表面に反射率の高い反射膜としての薄膜２２１ａを設けることで、マスク２２１に反射体としての機能を兼備させることができる。なお、一般的に、マスク２２１は、マスク本体２２１Ｘと、マスク本体２２１Ｘを支持するマスクフレーム２２１Ｙと、を有する構成が採用されることがある（図５（ａ）中、丸で囲んだ部分参照）。通常、この構成の場合においては、マスク本体の表面はマスク箔（ＦＦＭ）と呼ばれる反射率の高い薄膜が形成され、マスクフレーム自体は反射率の低い材料により構成される。そこで、このような構成のマスクを採用する場合には、マスクフレーム２２１Ｙの表面の一部にもマスク本体２２１Ｘからマスク箔（薄膜２２１ａ）の一部を延長させるように設けることで、マスクのマスクフレーム２２１Ｙに反射体としての機能を設けることができる。

【0055】

以上の構成により、光源４３からの照明光は静電チャック２３の開口部２３Ｘを通過して基板１０を透過した後に、マスク２２１（の薄膜２２１ａ）により反射され、反射光Ｌは開口部２３Ｘを通ってカメラ本体４１により撮影される。上記のマーク１０ｍ，１０ｍｄは、遮光性を有しているため、カメラ本体４１により撮影される画像においては、マーク１０ｍ，１０ｍｄは影として撮影される（図５（ｂ）参照）。このように、本実施例においては、カメラ本体４１は、反射体であるマスク２２１からの反射光Ｌを用いて、基板用のマーク１０ｍ，１０ｍｄを撮影する。

【0056】

アライメント装置は、上記の通り、カメラ本体４１による撮影画像から得られた画像データに基づいて、基板１０と静電チャック２３との位置ずれ量を測定する。そして、静電チャック２３と基板１０の相対的な位置が予め設定された閾値超えていた場合、アライメントステージ３０を水平方向に移動させ、静電チャック２３と基板１０との水平方向の相対的な位置が調整される。本実施例においては、マーク１０ｍの中心（図心）と開口部２３Ｘの中心（仮想的なマーク２３ｍの中心に相当）との距離が予め定めた閾値以内となる
ように位置調整が行われる。なお、基板１０に複数設けられたマーク１０ｍの中心と、静電チャック２３に複数設けられた開口部２３Ｘの中心との距離が、いずれも予め定めた閾値以内となるように位置調整が行われる。また、本実施例においては、調整機構としてのアライメントステージ３０によって、静電チャック２３を移動させることで、基板１０と静電チャック２３との位置調整を行う構成を示した。しかしながら、本発明においては、基板と静電チャックのうちの少なくともいずれか一方の位置調整によって、アライメントを行えばよい。従って、静電チャックを移動させずに、基板を移動させることで、アライメントを行うようにしてもよいし、静電チャックと基板の双方を移動させることでアライメントを行うようにしてもよい。

【0057】

＜本実施例に係るアライメント装置等の優れた点＞
本実施例においては、カメラ本体４１は、反射体であるマスク２２１からの反射光を用いて、基板用のマーク１０ｍを撮影する構成が採用されている。すなわち、本実施例においては、マーク１０ｍは影として撮影される。従って、従来のように、マークを、その反射光により撮影する場合には、基板が撓んで傾くと、マークの反射光が進む方向は基板の撓み変形に応じて異なるのに対して、本実施例の場合には、マスク２２１からの反射光Ｌは、基板１０の傾きには影響されない。従って、図５（ａ）に示すように、基板１０が撓んでいたとしても、反射光Ｌがカメラ本体４１からずれてしまうことはなく、マーク１０ｍを的確に撮影することができる。以上のように、本実施例においては、マーク１０ｍの位置の測定に際し、基板１０の傾きの影響は受けない。従って、基板１０の傾きが、マーク１０ｍの測定誤差に影響を与えることはない。このように、本実施例によれば、基板１０が撓んでも、基板１０に設けられたアライメント用のマーク１０ｍをより確実に撮影することができ、この位置を的確に測定することができる。その結果、その後の基板１０とマスク２２１とのアライメント精度も高められ、成膜精度を高めることができる。

【0058】

＜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。

【0059】

まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図６（ａ）は有機ＥＬ表示装置６０の全体図、図６（ｂ）は１画素の断面構造を表している。

【0060】

図６（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合せでもよく、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。

【0061】

図６（ｂ）は、図６（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。

【0062】

図６（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することができる。

【0063】

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。

【0064】

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。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。

【0065】

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、基板保持台及び吸着部材にて基板を保持し、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。

【0066】

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、基板保持台及び吸着部材にて保持する。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。

【0067】

本発明によると、静電チャック２３及び吸引マグネット２４の駆動機構を、アライメントステージ３０に搭載することで、静電チャック２３、吸引マグネット２４、基板１０、マスク２２１間の相対的な位置を効果的に調整することができ、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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

（その他）
上記実施例においては、静電チャック２３に開口部２３Ｘを設けて、この開口部２３Ｘが静電チャック２３におけるアライメント用のマークとして機能する場合の構成を示した。しかしながら、静電チャック２３において、少なくとも光源４３からの照射光や反射光Ｌが通過する部分に透光性を持たせ、かつ静電チャック２３に遮光性を有するアライメント用のマークを設ける構成を採用することもできる。この場合には、静電チャック２３に設けられたアライメント用のマークも、基板１０に設けられたマーク１０ｍ，１０ｍｄと同様に、反射光Ｌによって影として撮影することができる。従って、静電チャック２３に設けられた仮想ではないアライメント用のマークと、基板１０のマーク１０ｍとの撮影画像を用いて、基板１０と静電チャック２３とのアライメントを行うことができる。

【符号の説明】

【0073】

２：成膜装置 １０：基板 １０ｍ：マーク １１：成膜室 １２：成膜室 １３：搬送室 １４：搬送ロボット ２０：真空チャンバ ２１：基板保持台 ２２：マスク保持台 ２３：静電チャック ２３Ｘ：開口部 ２４：吸引マグネット ２５：成膜源 ３０：アライメントステージ ３１：第１のＺ軸昇降機構 ３２：第２のＺ軸昇降機構 ４０：カメラユニット ４１：カメラ本体 ４２：カメラレンズ ４３：光源 ２２１：マスク ２２１ａ：薄膜 ２２１Ｘ：マスク本体 ２２１Ｙ：マスクフレーム ２３０：静電チャック ２３０ｍ：マーク ３０１：アライメントステージ駆動用モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】