特開 2024-167801 成膜装置及び成膜方法

(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】P2024167801

(43)【公開日】2024-12-04

(54)【発明の名称】成膜装置及び成膜方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/24 20060101AFI20241127BHJP

   C23C 14/04 20060101ALI20241127BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20241127BHJP

   H01L 21/68 20060101ALI20241127BHJP

【ＦＩ】

C23C14/24 G

C23C14/04 A

H01L21/68 N

H01L21/68 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023084139

(22)【出願日】2023-05-22

(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）】

4K029

5F131

【Ｆターム（参考）】

4K029CA01

4K029DA03

4K029HA02

4K029HA03

4K029HA04

5F131AA03

5F131AA10

5F131AA21

5F131AA23

5F131AA32

5F131AA33

5F131AA34

5F131BA03

5F131BA04

5F131BB04

5F131BB05

5F131CA24

5F131DA02

5F131DA32

5F131DA33

5F131DA36

5F131DA42

5F131DB52

5F131DB76

5F131EA03

5F131EA22

5F131EA23

5F131EA24

5F131EB11

5F131EB31

5F131EB33

5F131EB36

5F131EB37

5F131EB63

5F131EB82

(57)【要約】

【課題】マスクの材質によらず、基板とマスクの密着性を向上可能な技術を提供する。
【解決手段】成膜装置は、基板にパターンを成膜するための開口部が形成されたパターン部と、パターン部よりも厚いフレーム部と、を有するマスクと、フレーム部を押圧する押圧部材と、押圧部材を付勢する付勢ユニットと、を備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板にパターンを成膜するための開口部が形成されたパターン部と、前記パターン部よりも厚いフレーム部と、を有するマスクと、
前記フレーム部を押圧する押圧部材と、
前記押圧部材を付勢する付勢手段と、
を備えることを特徴とする成膜装置。

【請求項2】

前記フレーム部には、前記基板に接触する第１の面、及び、前記第１の面の反対側の第２の面のうち、少なくとも一方の面に凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項3】

前記押圧部材は前記付勢手段の付勢により前記フレーム部を前記基板に向かって押圧することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項4】

前記フレーム部は、前記マスクの平面視において、前記基板からチップが切り出される切り出し線に合わせた位置に複数形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項5】

前記フレーム部は、前記マスクの平面視において、前記パターン部の配置方向に沿って複数形成されている特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項6】

前記フレーム部は、前記マスクの平面視において、前記パターン部の第１の配置方向に沿って複数形成され、前記第１の配置方向に対して交差する第２の配置方向に沿って複数形成されていることを特徴とする請求項５に記載の成膜装置。

【請求項7】

前記フレーム部は、前記マスクの周縁部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項8】

前記付勢手段は、
一対の支持部材と、
前記支持部材の下端部に形成され、前記押圧部材を載置する爪部と、
前記支持部材を昇降させるアクチュエータと、を備え、
前記アクチュエータにより前記支持部材を上昇させることにより、前記爪部は前記押圧部材に付勢力を付与することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項9】

基板にパターンを成膜するための開口部が形成されたパターン部と、前記パターン部よりも厚いフレーム部と、を有するマスクと、前記フレーム部を押圧する押圧部材と、前記押圧部材を付勢する付勢手段と、を備える成膜装置の成膜方法であって、
前記基板に前記マスクを接触させた状態で、前記付勢手段の付勢力により前記フレーム部を押圧して、前記基板と前記パターン部とを密着させる押圧工程と、
前記基板と前記パターン部とを密着させた状態で、前記マスクを介して前記基板に対して蒸着物質を放出する蒸着工程と、
を有することを特徴とする成膜方法。

【請求項10】

前記押圧工程では、
前記フレーム部を押圧することにより、前記フレーム部の凹部を変位させ、
前記凹部の変位により、前記基板に接触する前記フレーム部の第１の面側の側面に圧縮力を発生させ、前記第１の面の反対側の第２の面側の側面に引張り力を発生させ、
前記パターン部に対して、前記圧縮力に応じた引張り力を発生させることを特徴とする請求項９に記載の成膜方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板に成膜する技術に関し、成膜装置及び成膜方法に関する。

【背景技術】

【0002】

基板とマスクとのアライメントを行い、その後、マスクを介して基板に対して蒸着物質を蒸着し、成膜する技術が知られている。成膜は、アライメントが行われた基板とマスクとを互いに密着した状態で行われる。基板とマスクとを密着させるために、磁力を利用した技術が知られている。例えば、基板をマスクとマグネットプレートとの間に配置してマスクとマグネットプレートとの間の磁力により基板とマスクとが密着する（例えば特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９―０９９９１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

鉄製などのマスクのようにマスクが磁性体であれば、磁力を利用して基板とマスクとを密着させることができるが、シリコンなど、マスクが非磁性体の場合、磁力を利用することは困難である。

【0005】

本発明は、マスクの材質によらず、基板とマスクの密着性を向上可能な技術を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様の成膜装置は、基板にパターンを成膜するための開口部が形成されたパターン部と、前記パターン部よりも厚いフレーム部と、を有するマスクと、
前記フレーム部を押圧する押圧部材と、
前記押圧部材を付勢する付勢手段と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、マスクの材質によらず、基板とマスクの密着性を向上可能な技術を提供することができる。

【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】基板及びマスクの斜視図。

【図4】（Ａ）は図３のＡ－Ａ線断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ部におけるフレーム部１０２を拡大した図、（Ｃ）はフレーム部の面が基板に接触した状態を例示する図、（Ｄ）は荷重がフレーム部に作用した状態を例示する図。

【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】フレーム部に形成されている凹部の変形例を示す図。

【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】

＜第一実施形態＞
＜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１２０を備える。搬送室１２０には搬送路１１０から基板１０１が搬入され、また、成膜済みの基板１０１は搬送室１２０から搬送路１１１へ搬出される。

【0011】

搬送室１２０の周囲には、基板１０１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１３０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１３０の周囲には、マスク１０２が収納される格納室１４０が配置されている。

【0012】

搬送室１２０には、基板１０１を搬送する搬送ロボット１２１（搬送ユニット）が配置されている。本実施形態の搬送ロボット１２１は、水平多関節型のロボットであり、そのハンド部に基板１０１を水平姿勢で搭載して搬送する。搬送ロボット１２１は、搬送路１１０から搬入される基板１０１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１０１を成膜室１から搬送路１１１へ搬送する搬出動作とを行う。

【0013】

各搬送室１３０には、マスク１０２を搬送する搬送ロボット１３１（ユニット）が配置されている。本実施形態の搬送ロボット１３１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１０２を水平姿勢で搭載して搬送する。搬送ロボット１３１は、格納室１４０から成膜装置１へマスク１０２を搬送する動作、成膜装置１から格納室１４０へマスク１０２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１０１に蒸着物質を成膜する装置であり、マスク１０２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１０１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。特に本実施形態では、基板１０１は、例えば、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）が形成されたガラス基板や半導体素子が形成されたシリコンウエハである。

【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１０１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２を有する。真空チャンバ２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２は不図示の真空ポンプに接続されている。真空チャンバ２の内部空間には、蒸着ユニット１０が配置されている。蒸着ユニット１０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１０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１０ａが配置されている。シャッタ１０ａは不図示の開閉機構により開閉される。図２はシャッタ１０ａが閉状態の場合を示しており、蒸着ユニット１０による蒸着物質の放出が規制される。蒸着ユニット１０の上方には、また、防着板２ａが配置されている。防着板２ａは、真空チャンバ２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２の内部空間には、基板１０１を水平姿勢で支持する基板支持プレート３が設けられている。本実施形態の場合、基板支持プレート３は静電チャックであり、その下面に静電気力により基板１０１を吸着し、保持する。基板支持プレート３上には冷却プレート４が固定されている。冷却プレート４は例えば水冷機構等を備えており、基板支持プレート３を介して成膜時に基板１０１を冷却する。

【0018】

マスク１０２は、基板１０１にパターンを成膜するための開口部が形成されたパターン部１０２ｂと、パターン部１０２ｂよりも厚いフレーム部１０２ａと、を有する。押圧部材１０５は、フレーム部１０２ａを押圧する部材である。成膜時に、押圧部材１０５がフレーム部１０２ａをＺ方向に押圧することにより、フレーム部１０２ａに変形が生じる。フレーム部１０２ａに変形を生じさせる力はパターン部１０２ｂにＸ方向の引張り力として作用する。パターン部１０２ｂにＸ方向の引張り力が作用することにより、パターン部１０２ｂは撓みにくくなり、マスク１０２と基板１０１との密着性を向上させることができる。フレーム部１０２ａに作用する荷重と変形、及びパターン部１０２ｂに作用する荷重に関する説明は、図４（Ａ）～図４（Ｄ）を参照して後に詳細に説明する。

【0019】

成膜装置１は、成膜時にマスク１０２のフレーム部１０２ａを押圧する押圧部材１０５を支持し、押圧部材１０５を付勢する付勢ユニット６を備える。付勢ユニット６は、複数の支持部材６ａと、複数の支持部材６ａの下端部に形成され、押圧部材１０５を載置する爪部Ｆ１と、複数の支持部材６ａを昇降させるアクチュエータ６ｂと、を備える。付勢ユニット６は、アクチュエータ６ｂにより、複数の支持部材６ａを上昇させることにより、爪部Ｆ１は押圧部材１０５に付勢力を付与する。付勢ユニット６は、本実施形態の場合、搬送ロボット１２１と基板支持プレート３との間の基板１０１の移載動作も行うことが可能である。

【0020】

付勢ユニット６は、Ｘ方向に離間した一対の支持部材６ａを備える。また、複数の支持部材６ａとして、Ｙ方向に離間した一対の支持部材６ａを備えてもよい。各支持部材６ａは対応するアクチュエータ６ｂによりＺ方向に昇降される。本実施形態ではアクチュエータ６ｂを支持部材６ａ毎に設けたが、一対の支持部材６ａを一つのアクチュエータ６ｂで昇降してもよい。アクチュエータ６ｂ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６ａは、その下端部に爪部Ｆ１が形成されている。

【0021】

押圧部材１０５は、フレーム部１０２ａに沿った方向（Ｙ方向：紙面に対して垂直な方向）に延設された部材である。押圧部材１０５は、爪部Ｆ１上に載置される。基板１０１の搬入及び搬出時において、基板１０１の周縁部が押圧部材１０５に載置される。また、マスク１０２の搬入及び搬出時において、マスク１０２は、その周縁部であるフレーム部１０２ａが押圧部材１０５に載置され、成膜時において、マスク１０２は押圧部材１０５により押圧される。

【0022】

一対の支持部材６ａは同期的に昇降され、アクチュエータ６ｂにより支持部材６ａを上昇させることにより、爪部Ｆ１は押圧部材１０５にＺ方向の付勢力を付与する。押圧部材１０５は、付与された付勢力に基づいて、フレーム部１０２ａを押圧する。本実施形態において、付勢ユニット６は、一対の支持部材６ａ、アクチュエータ６ｂ及び爪部Ｆ１を有する。

【0023】

成膜装置１は、基板１０１とマスク１０２とのアライメントを行うアライメントユニット８（アライメント装置）を備える。アライメントユニット８は、駆動機構８０と、複数の計測ユニットＳＲとを備える。駆動機構８０は、距離調整ユニット８１と、支持軸８２と、架台８３と、位置調整ユニット８４と、を備える。

【0024】

距離調整ユニット８１は、支持軸８２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８２の下端部には冷却プレート４が固定されている。基板支持プレート３は、支持部４ａを介してＺ方向に変位可能に冷却プレート４に吊り下げられている。支持軸８２の昇降によって、冷却プレート４を介して基板支持プレート３が昇降される。基板支持プレート３を昇降することで、基板１０１とマスク１０２との距離を調整し、基板支持プレート３に支持された基板１０１とマスク１０２とを基板１０１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８１は、基板１０１とマスク１０２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８１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８１は、基板１０１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８１は、架台８３を介して位置調整ユニット８４に搭載されている。

【0025】

位置調整ユニット８４は、基板支持プレート３をＸ－Ｙ平面上で変位することにより、マスク１０２に対する基板１０１の相対位置を調整する。すなわち、位置調整ユニット８４は、マスク１０２と基板１０１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８４は、基板支持プレート３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１０２の位置を固定し、基板１０１を変位してこれらの相対位置を調整するが、マスク１０２を変位させて調整してもよく、或いは、基板１０１とマスク１０２の双方を変位させてもよい。

【0026】

位置調整ユニット８４は、固定プレート２０ａと、可動プレート２０ｂとを備える。固定プレート８４ａと、可動プレート８４ｂは矩形の枠状のプレートであり、固定プレート８４ａは真空チャンバ２の上壁部２０上に固定されている。固定プレート２０ａと、可動プレート２０ｂとの間には、固定プレート２０ａに対して可動プレート２０ｂ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。

【0027】

可動プレート８４ｂ上には、フレーム状の架台８３が搭載されており、架台８３には距離調整ユニット８１が支持されている。可動プレート８４ｂが変位すると、架台８３及び距離調整ユニット８１が一体的に変位する。これにより基板１０１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２０には、支持軸８２、支持部材６ａ及び７ａ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２内の気密性が維持される。

【0028】

計測ユニットＳＲは、基板１０１とマスク１０２の位置ずれを計測する。本実施形態の計測ユニットＳＲは画像を撮像する撮像装置（カメラ）である。計測ユニットＳＲは、上壁部２０に配置され、真空チャンバ２内の画像を撮像可能である。基板１０１とマスク１０２にはそれぞれアライメントマーク（不図示）が形成されている。計測ユニットＳＲは、基板１０１とマスク１０２の各アライメントマークを撮影する。各アライメントマークの位置により基板１０１とマスク１０２との位置ずれ量を演算し、位置調整ユニット８４によって位置ずれ量を解消するように基板１０１とマスク１０２との相対位置を調整する。

【0029】

制御装置９は、成膜装置１の全体を制御する。制御装置９は、処理部９０、記憶部９１、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）９２及び通信部９３を備える。処理部９０は、ＣＰＵに代表されるプロセッサであり、記憶部９１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９１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等の記憶デバイスであり、処理部９０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／Ｏ９２は、処理部９０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９３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】

＜基板及びマスクの構成例＞
図３は基板１０１、及びマスク１０２の例を示す。基板１０１は円形のシリコンウエハであり、成膜等の後、複数のチップ１０１ａが基板１０１から切り出し線１０１ｂに沿って切り出される。マスク１０２は基板１０１と同様に円形の部材であり、各チップ１０１ａに対応したパターン部１０２ｂと、パターン部１０２ｂの周囲のフレーム部１０２ａとを含む。パターン部１０２ｂには、基板１０１に蒸着される蒸着物質が通過する複数の開口部（貫通孔）１０２ｃが形成されており、開口部１０２ｃの配置によって基板１０１上の成膜パターンが規定される。

【0031】

図４（Ａ）は、図３のＡ－Ａ線断面図であり、マスク１０２は、基板１０１にパターンを成膜するための開口部１０２ｃが形成されたパターン部１０２ｂと、パターン部１０２ｂよりも厚いフレーム部１０２ａと、を有する。図４（Ａ）に示すように、フレーム部１０２ａはパターン部１０２ｂに比べて相対的に厚肉の厚肉部であり、パターン部１０２ｂは相対的に薄肉の薄肉部であり、フレーム部１０２ａはパターン部１０２ｂよりも剛性が高い。

【0032】

マスク１０２は例えばシリコン（Ｓｉ）等の非磁性材料からなる。なお、マスク１０２の材料は、非磁性材料に限られず、磁性材料であってもよい。マスク１０２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、より微細で精密な開口部１０２ｃを形成することができる。

【0033】

図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＢ部におけるフレーム部１０２ａを拡大した図である。フレーム部１０２ａの面１０２ｅは、基板１０１に接触する面（以下、第１の面ともいう）であり、面１０２ｅ（第１の面）の反対側に面１０２ｆ（以下、第２の面ともいう）が形成されている。

【0034】

図４（Ｂ）に示すように、フレーム部１０２ａの面１０２ｆ（第２の面）には、凹部１０２ｄが形成されている。フレーム部１０２ａのうち、凹部１０２ｄが形成されていない部分の厚さをＴＨ１とし、凹部１０２ｄが形成されている部分の厚さをＴＨ２とする。図４（Ｂ）に示すように、凹部１０２ｄが形成されていない部分は、凹部１０２ｄが形成されている部分に比べて相対的に厚肉であり（ＴＨ１＞ＴＨ２）、剛性が高い。

【0035】

図４（Ｃ）は、フレーム部１０２ａの面１０２ｅ（第１の面）が基板１０１に接触した状態を例示する図である。図４（Ｃ）に示す状態では、面１０２ｅ（第１の面）は基板１０１に密着した状態であるが、パターン部１０２ｂは基板１０１に密着していない状態である。

【0036】

図４（Ｄ）は、荷重Ｐ１がフレーム部１０２ａに作用した状態を例示する図である。荷重Ｐ１は、マスク１０２の面１０２ｆ（第２の面）に作用して、面１０２ｅ（第１の面）を基板１０１に押圧（圧縮）する方向に作用する荷重であり、付勢ユニット６により付与された付勢力である。

【0037】

荷重Ｐ１が作用して、フレーム部１０２ａを押圧することにより、フレーム部１０２ａの凹部１０２ｄには、付勢力（荷重Ｐ１）が作用する方向に対して逆方向の変位δが発生する。凹部１０２ｄの変位により、基板１０１に接触するフレーム部１０２ａの面１０２ｅ側（第１の面側）の側面には圧縮力Ｆ２が発生し、第１の面の反対側の面１０２ｆ側（第２の面側）の側面には引張り力を発生する。パターン部１０２ｂには、圧縮力Ｆ２に応じた引張り力Ｆ４が発生する。

【0038】

すなわち、フレーム部１０２ａを荷重Ｐ１で押圧して、剛性の低い凹部１０２ｄに変位δを発生させることにより、パターン部１０２ｂに対して、圧縮力Ｆ２に応じた引張り力Ｆ４を作用させることができる。パターン部１０２ｂに対して、引張り力Ｆ４を作用させることにより、パターン部１０２ｂは撓みにくくなり、マスク１０２と基板１０１との密着性を向上させることができる。

【0039】

図４（Ａ）～図４（Ｄ）に示した例は、図３のＡ－Ａ線断面の構造を例示したものであるが、図３のＣ－Ｃ線断面においても同様である。

【0040】

フレーム部１０２ａは、マスク１０２の周縁部に形成されている。マスク１０２の平面視（ＸＹ平面）において、フレーム部１０２ａは、基板１０１からチップ１０１ａが切り出される切り出し線１０１ｂに合わせた位置に複数形成されている。また、フレーム部１０２ａは、マスク１０２の平面視（ＸＹ平面）において、パターン部１０２ｂの配置（配置方向）に沿って複数形成されている。フレーム部１０２ａは、マスク１０２の平面視（ＸＹ平面）において、パターン部１０２ｂの第１の配置方向（例えば、Ｘ方向）に沿って複数形成され、第１の配置方向に対して交差する第２の配置方向（例えば、Ｙ方向）に沿って複数形成されている。

【0041】

マスク１０２の面内において、フレーム部１０２ａは、例えば、第１の配置方向及び第２の方向に対して交差する格子状に形成され、フレーム部１０２ａは、Ｚ方向に対して、パターン部１０２ｂに比べて高い剛性を有する。第１の配置方向（Ｘ方向）に沿って形成されている複数のフレーム部１０２ａが荷重Ｐ１により押圧され、第２の配置方向（Ｙ方向）に沿って形成されている複数のフレーム部１０２ａが荷重Ｐ１により押圧されることにより、マスク１０２に形成されている複数のパターン部１０２ｂに、図４（Ｄ）で説明したような引張り力Ｆ４を全体的に発生させることができる。これにより、複数のパターン部１０２ｂは撓みにくくなり、マスク１０２と基板１０１との密着性を向上させることができる。

【0042】

凹部１０２ｄが形成される面は、面１０２ｆ（第２の面）に限られず、フレーム部１０２ａには、基板１０１に接触する面１０２ｅ（第１の面）、及び面１０２ｅ（第１の面）の反対側の面１０２ｆ（第２の面）のうち、少なくともいずれか一方の面に凹部１０２ｄが形成されていればよい。また、凹部１０２ｄが形成される位置や形状や数は、図４（Ａ）～図４（Ｄ）に示した例に限られず、種々の変形が可能である。例えば、凹部１０２ｄが形成される面、凹部１０２ｄの曲率、凹部の幅や深さ等は種々の変形が可能である。

【0043】

図１０（Ａ）～図１０（Ｄ）は、凹部１０２が形成される位置や形状や数の変形例を示す図である。図１０（Ａ）～図１０（Ｄ）に示すように、フレーム部１０２ａには、基板１０１に接触する面１０２ｅ（第１の面）、及び、面１０２ｅ（第１の面）の反対側の面１０２ｆ（第２の面）のうち、少なくとも一方の面に凹部が形成されている。

【0044】

図１０（Ａ）は、フレーム部１０２ａにおいて、面１０２ｅ（第１の面）に凹部１０２ｈが形成され、面１０２ｆ（第２の面）に凹部１０２ｉが形成されている例である。に凹部１０２ｉの深さ（ＤＰ２）は、凹部１０２ｈの深さ（ＤＰ１）に比べて、深く形成されている（ＤＰ２＞ＤＰ１）。なお、深さの大小関係は図１０（Ａ）の例に限られず、大小関係は逆であってもよい。

【0045】

フレーム部１０２ａのうち、凹部１０２ｈ、１０２ｉが形成されていない部分は、凹部１０２ｈ、１０２ｉが形成されている部分に比べて相対的に厚肉であり、剛性が高い。凹部１０２ｈ、１０２ｉが形成されている部分は相対的に剛性が低く、付勢ユニット６（により付与された付勢力により、図４（Ｄ）で示したような変位δがフレーム部１０２ａに生じる。

【0046】

図４（Ｂ）や図１０（Ａ）では、所定の曲率で形成された凹部１０２ｄ、１０２ｈ、１０２ｉの例を示したが、これらの例に限られず、例えば、図１０（Ｂ）に示すように、直線状に凹部１０２ｊを形成してもよい。この場合も図１０（Ａ）と同様に、フレーム部１０２ａのうち、凹部１０２ｊが形成されていない部分は、凹部１０２ｊが形成されている部分に比べて相対的に厚肉であり、剛性が高い。凹部１０２ｊが形成されている部分は相対的に剛性が低く、付勢ユニット６により付与された付勢力により、図４（Ｄ）で示したような変位δがフレーム部１０２ａに生じる。

【0047】

図１０（Ｃ）は、面１０２ｅ（第１の面）に直線状の凹部１０２ｋが一箇所形成され、面１０２ｆ（第２の面）に直線状の凹部１０２ｍが複数（例えば、２箇所）形成された例を示す図である。また、図１０（Ｄ）は、面１０２ｅ（第１の面）に直線状の凹部１０２ｋが複数（例えば、２箇所）形成され、面１０２ｆ（第２の面）に直線状の凹部１０２ｍが一箇所形成された例を示す図である。図１０（Ｃ）、及び図１０（Ｄ）に示すように、フレーム部１０２ａに形成されている凹部の位置や形状や数によらず、凹部が形成されていない部分は、凹部が形成されている部分に比べて相対的に厚肉であり、剛性が高い。凹部１０２ｋ、１０２ｍ、１０２ｎ、１０２ｐが形成されている部分は相対的に剛性が低く、付勢ユニット６により付与された付勢力により、図４（Ｄ）で示したような変位δがフレーム部１０２ａに生じる。

【0048】

図４（Ｄ）や図１０（Ａ）～図１０（Ｄ）に示したフレーム部１０２ａにおいて、凹部の深さを深くするほど、剛性は相対的に低下するため、フレーム部１０２ａにおける変位δを大きくすることができる。これにより、パターン部１０２ｂに対する引張り力Ｆ４を大きくすることができ、マスク１０２と基板１０１との密着性を向上させることができる。

【0049】

＜制御例＞
制御装置９の処理部９０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９（Ｂ）は成膜装置１の動作説明図であり、基板１０１の搬入から、成膜し、搬出するまでの例を示す。

【0050】

図５（Ａ）は基板１０１を真空チャンバ２内に搬入した状態を示す。基板１０１は搬送ロボット１２１により基板支持プレート３の下方に搬送される。基板支持プレート３の下面の基板吸着面３ａは水平である。次に付勢ユニット６によって搬送ロボット１２１から基板支持プレート３へ基板１０１を移載する。図５（Ｂ）はその動作を示している。支持部材６ａを上昇することにより、基板１０１の周縁が押圧部材１０５に載置され、基板１０１は搬送ロボット１２１から上昇し、かつ、基板支持プレート３の基板吸着面３ａに押し付けられる。基板支持プレート３の静電チャックを作動して基板１０１を吸着し、保持する。

【0051】

続いてマスク１０２を真空チャンバ２内に搬入する。図６（Ａ）はマスク１０２を真空チャンバ２内に搬入した状態を示す。マスク１０２は搬送ロボット１３１によって格納室１４０から真空チャンバ２内に搬入される。マスク１０２は基板１０１の真下に位置する。次にマスク１０２を搬送ロボット１３１から付勢ユニット６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６ａを上昇することにより、マスク１０２の周縁が押圧部材１０５に載置され、マスク１０２は搬送ロボット１３１から上昇する。マスク１０２は支持部材６ａ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１０２を上昇してアライメント位置に位置させるが、基板１０１を降下して基板１０１をアライメント位置に位置させる構成でもよい。

【0052】

次にアライメント動作を行う。図７（Ａ）に示すように計測ユニットＳＲにより、基板１０１のアライメントマークとマスク１０２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（基板１０１とマスク１０２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１０１の変位量）が設定される。

【0053】

「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８４が作動される。これにより、基板支持プレート３がＸ－Ｙ平面上で変位され、マスク１０２に対する基板１０１の相対位置が調整される。

【0054】

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。

【0055】

相対位置の調整後、再度、計測ユニットＳＲにより、基板１０１のアライメントマークとマスク１０２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１０２に対する基板１０１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。

【0056】

次に、成膜動作を行う。まず、基板１０１をマスク１０２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３を降下させると、基板１０１はマスク１０２上に載置され、基板１０１は基板１０１の被処理面の全体がマスク１０２と接触する。基板１０１とマスク１０２とが接触した状態で、アクチュエータ６ｂにより支持部材６ａを上昇させることにより、爪部Ｆ１は押圧部材１０５にＺ方向の付勢力を付与する。押圧部材１０５は、付与された付勢力に基づいて、フレーム部１０２ａを押圧する。

【0057】

基板１０１にマスク１０２を接触させた状態で、付勢ユニット６の付勢力によりフレーム部１０２ａを押圧して、基板１０１とパターン部１０２ｂとを密着させる。図４（Ｄ）で説明したように、フレーム部１０２ａを付勢力（荷重Ｐ１）で押圧し、剛性の低い凹部１０２ｄに変位δを発生させることにより、パターン部１０２ｂに対して、圧縮力Ｆ２に応じた引張り力Ｆ４を作用させることができる。パターン部１０２ｂに対して、引張り力Ｆ４を作用させることにより、パターン部１０２ｂは撓みにくくなり、マスク１０２と基板１０１との密着性を向上させることができる。マスク１０２の材質は、非磁性体であってもよく、磁性体であってもよい本実施形態を適用することができる。本実施形態によれば、マスクの材質によらず、基板とマスクの密着性を向上することができる。

【0058】

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１０ａを開状態とし、蒸着ユニット１０から蒸着物質を放出する。基板１０１とパターン部１０２ｂとを密着させた状態で、マスク１０２を介して基板１０１に対して蒸着物質を放出する。蒸着物質はマスク１０２を介して基板１０１に蒸着される。

【0059】

こうした成膜が完了すると、マスク１０２及び基板１０１をそれぞれ搬出する動作を行う。図９（Ａ）はマスク１０２を搬出する動作を示している。まず、冷却プレート４及び基板支持プレート３を上昇し、基板１０１とマスク１０２とが離間される。搬送ロボット１３１のハンド部をマスク１０２の下方に進入させた後、付勢ユニット６の支持部材６ａを降下して、マスク１０２を支持部材６ａから搬送ロボット１３１へ移載する。搬送ロボット１３１はマスク１０２を格納室１４０へ搬送する。

【0060】

続いて成膜済みの基板１０１を搬出する。付勢ユニット６の支持部材６ａを上昇して、基板１０１を押圧部材１０５によって下側から支持する。基板１０１に対する基板支持プレート３の吸着を解除して基板１０１が支持部材６ａに移載される。搬送ロボット１２１のハンド部を基板１０１の下方に進入させた後、図９（Ｂ）に示すように付勢ユニット６の支持部材６ａを降下して、基板１０１を支持部材６ａから搬送ロボット１２１へ移載する。搬送ロボット１２１は基板１０１を搬送路１１１へ搬送する。以上により基板１０１の搬入から、成膜し、搬出するまでの動作が完了する。

【0061】

＜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。

【0062】

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】

【0063】

１：成膜装置、８：アライメントユニット、１０：蒸着ユニット、１０１：基板、１０２：マスク、１０２ａ：フレーム部、１０２ｂ：パターン部、１０５：押圧部材、６：付勢ユニット、６ａ：支持部材、６ｂ：アクチュエータ、Ｆ１：爪部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】