特開 2024-176026 アライメント装置、アライメント方法、成膜装置及び製造方法

(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】P2024176026

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】アライメント装置、アライメント方法、成膜装置及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/68 20060101AFI20241212BHJP

   C23C 14/24 20060101ALI20241212BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20241212BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 F

C23C14/24

H01L21/68 R

H01L21/68 K

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023094218

(22)【出願日】2023-06-07

(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

(72)【発明者】

【氏名】熊谷 高志

【テーマコード（参考）】

4K029

5F131

【Ｆターム（参考）】

4K029AA09

4K029AA24

4K029BA62

4K029BB03

4K029BD01

4K029CA01

4K029HA01

5F131AA02

5F131AA03

5F131AA10

5F131AA21

5F131AA23

5F131AA33

5F131BA03

5F131BA04

5F131BB03

5F131BB04

5F131BB05

5F131CA01

5F131DA09

5F131DA33

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5F131EA14

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5F131EB11

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5F131FA33

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5F131HA28

5F131KA14

5F131KA72

5F131KB07

5F131KB12

5F131KB32

5F131KB43

5F131KB53

5F131KB54

5F131KB55

(57)【要約】

【課題】基板及びマスクのそれぞれに設けられたマークを検出するのに有利な技術を提供する。
【解決手段】基板と、前記基板の成膜面にパターンを成膜するためのマスクとのアライメントに用いられるアライメント装置であって、前記基板と前記マスクとが重ねられた状態において、前記マスクとは反対側に配置され、前記基板の前記成膜面とは反対側の裏面に設けられた第１マークと前記マスクに設けられた第２マークとを検出するカメラを有し、前記マスクは、前記パターンを成膜するための開口を含むパターン部と、前記基板が重ねられる側に前記パターン部の前記成膜面に対向する対向面の外縁部から突出した突出部と、を含み、前記カメラは、前記突出部の上面に設けられた前記第２マークを検出する、ことを特徴とするアライメント装置を提供する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、前記基板の成膜面にパターンを成膜するためのマスクとのアライメントに用いられるアライメント装置であって、
前記基板と前記マスクとが重ねられた状態において、前記マスクとは反対側に配置され、前記基板の前記成膜面とは反対側の裏面に設けられた第１マークと前記マスクに設けられた第２マークとを検出するカメラを有し、
前記マスクは、前記パターンを成膜するための開口を含むパターン部と、前記基板が重ねられる側に前記パターン部の前記成膜面に対向する対向面の外縁部から突出した突出部と、を含み、
前記カメラは、前記突出部の上面に設けられた前記第２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】

前記突出部は、前記基板と前記マスクとが重ねられた状態において、前記基板の側面に沿って突出するように、前記外縁部に設けられている、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】

前記第１マークは、前記基板と前記マスクとが重ねられた状態において、前記カメラの視野の範囲に収まるように、前記裏面に設けられている、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4】

前記第１マーク及び前記第２マークのそれぞれは、前記基板と前記マスクとが重ねられた状態において、前記カメラの被写界深度の範囲に収まるように、前記裏面及び前記外縁部に設けられている、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】

前記基板と前記マスクとが重ねられ、且つ、前記第１マークが前記被写界深度の範囲に収まっている状態において、前記第２マークが前記被写界深度の範囲に収まるように、前記突出部の突出量が設定されている、ことを特徴とする請求項４に記載のアライメント装置。

【請求項6】

前記突出部の突出量は、前記基板の厚さと、前記基板と前記マスクとが重ねられた状態における前記基板と前記マスクとの間のギャップとの和の±５％となるように設定されている、ことを特徴とする請求項４に記載のアライメント装置。

【請求項7】

前記基板と前記マスクとが重ねられた状態において、前記基板の前記裏面の高さ方向の位置と、前記突出部の前記上面の高さ方向の位置とが一致するように、前記突出部の突出量が設定されている、ことを特徴とする請求項４に記載のアライメント装置。

【請求項8】

前記裏面を吸着して前記基板を保持する第１静電チャックを更に有し、
前記第１静電チャックは、前記基板を保持した状態において、前記第１マークに対応する部分に前記第１マークを露出させるための構造を含む、
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9】

前記構造は、貫通孔又は切り欠きを含む、ことを特徴とする請求項８に記載のアライメント装置。

【請求項10】

前記上面を吸着して前記マスクを保持する第２静電チャックを更に有し、
前記第２静電チャックは、前記マスクを保持した状態において、前記第２マークに対応する部分に前記第２マークを露出させるための構造を含む、
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11】

前記構造は、貫通孔又は切り欠きを含む、ことを特徴とする請求項１０に記載のアライメント装置。

【請求項12】

前記裏面を吸着して前記基板を保持する第１静電チャックと、
前記上面を吸着して前記マスクを保持する第２静電チャックと、
を更に有し、
前記第１静電チャックは、前記第１マークが露出するように前記基板を保持し、
前記第２静電チャックは、前記第２マークが露出するように前記マスクを保持する、
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13】

前記カメラは、可視光を用いて、前記第１マークと前記第２マークとを検出する、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14】

基板と、前記基板の成膜面にパターンを成膜するためのマスクとをアライメントするアライメント方法であって、
請求項１に記載のアライメント装置を用いて、前記基板に設けられた第１マークと前記マスクに設けられた第２マークとを検出する工程と、
前記第１マーク及び前記第２マークを検出した結果に基づいて、前記基板と前記マスクとをアライメントする工程と、
を有する、ことを特徴とするアライメント方法。

【請求項15】

マスクを介して基板に成膜する成膜装置であって、
前記基板と前記マスクとをアライメントする請求項１乃至１３のうちいずれか１項に記載のアライメント装置、
を有する、ことを特徴とする成膜装置。

【請求項16】

請求項１５に記載の成膜装置を用いて、電子デバイスを製造することを特徴とする製造方法。

【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、アライメント方法、成膜装置及び製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

有機ＥＬ表示装置（有機ＥＬディスプレイ）は、スマートフォン、テレビ、自動車用ディスプレイに加えて、ＶＲ ＨＭＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｈｅａｄ Ｍｏｕｎｔ Ｄｉｓｐｌａｙ）などにも適用されてきている。有機ＥＬ表示装置を製造する工程においては、基板上に有機発光素子（有機ＥＬ素子：ＯＬＥＤ）を形成する際に、一般的に、成膜装置が用いられている。

【0003】

成膜装置は、蒸着源から放出された蒸着物質（成膜材料）を、画素パターンに対応するパターンが形成されたマスクを介して、基板に付着させて有機物膜や金属膜などの膜を形成（成膜）する。この際、基板とマスクとを高精度に位置合わせ（アライメント）することが必要となる。

【0004】

基板とマスクとのアライメントに関する技術については、従来から提案されている（特許文献１参照）。特許文献１には、基板及びマスクのそれぞれに設けられたマークの相対位置（位置ずれ）を、基板を基準としてマスクとは反対側に設けられたカメラで計測し、かかる計測結果に基づいて、基板及びマスクの少なくとも一方の位置を調整する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【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】

【0006】

基板とマスクとのアライメントに用いられるカメラは、一般的に、可視光などの計測光でマークを照明し、マークで反射された計測光（反射光）を検出（観察）することで、基板やマスクに設けられたマークの位置を光学的に計測する。従って、カメラで用いられる計測光に対して、基板やマスクの透過率が低い場合には、カメラで検出される計測光（マークからの反射光）の光量が低下し、基板やマスクに設けられたマークの位置の計測精度が低下してしまう。また、計測光に対する基板やマスクの透過率によっては、基板やマスクに設けられたマークの位置を計測すること自体が困難となる。

【0007】

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、基板及びマスクのそれぞれに設けられたマークを検出するのに有利な技術を提供することを例示的目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一側面としてのアライメント装置は、基板と、前記基板の成膜面にパターンを成膜するためのマスクとのアライメントに用いられるアライメント装置であって、前記基板と前記マスクとが重ねられた状態において、前記マスクとは反対側に配置され、前記基板の前記成膜面とは反対側の裏面に設けられた第１マークと前記マスクに設けられた第２マークとを検出するカメラを有し、前記マスクは、前記パターンを成膜するための開口を含むパターン部と、前記基板が重ねられる側に前記パターン部の前記成膜面に対向する対向面の外縁部から突出した突出部と、を含み、前記カメラは、前記突出部の上面に設けられた前記第２マークを検出する、ことを特徴とする。

【0009】

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される実施形態によって明らかにされるであろう。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、例えば、基板及びマスクのそれぞれに設けられたマークを検出するのに有利な技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一側面としての成膜装置を適用可能な製造ラインの構成を模式的に示す図である。

【図2】本発明の一側面としての成膜装置の構成を概略的に示す図である。

【図3】基板、マスク、基板保持部及びマスク保持部の近傍を拡大して示す図である。

【図4】基板、マスク、基板保持部及びマスク保持部の近傍を拡大して示す図である。

【図5】カメラの構成を模式的に示す図である。

【図6】電子デバイスとしての有機ＥＬ表示装置を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、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なく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0013】

図１は、本発明の一側面としての成膜装置を適用可能な製造ライン１００の構成（レイアウト）を模式的に示す図である。製造ライン１００は、搬入される基板に対して成膜処理を行い、成膜処理が行われた基板を搬出するシステムを含み、例えば、電子デバイスの製造ラインとして構成される。なお、以下の各図において、矢印Ｚは、上下方向（鉛直（重力）方向）を示し、矢印Ｘ及び矢印Ｙは、互いに直交する水平方向を示す。

【0014】

製造ライン１００（成膜装置）は、特に、ＯＬＥＤなどの有機発光素子、有機薄膜太陽電池などの有機光電変換素子を製造するラインとして好適である。電子デバイスとしては、例えば、発光素子、光電変換素子、タッチパネルなどが挙げられる。本実施形態において、電子デバイスは、発光素子を備えた表示装置（例えば、有機ＥＬ表示装置）や照明装置（例えば、有機ＥＬ照明装置）、光電変換素子を備えたセンサ（例えば、有機ＣＯＭＳイメージセンサ）などを含む。

【0015】

製造ライン１００は、本実施形態では、スマートフォン用の有機ＥＬ表示装置の表示パネル、或いは、ＶＲ ＨＭＤ用の有機ＥＬ表示装置の表示パネルを製造するラインとして具現化される。スマートフォン用の表示パネルを製造する場合、４．５世代の基板（約７００ｍｍ×約９００ｍｍ）や６世代のフルサイズの基板（約１５００ｍｍ×約１８５０ｍｍ）又はハーフカットサイズの基板（約１５００ｍｍ×約９２５ｍｍ）が用いられる。このような基板に、有機ＥＬ素子を形成するための成膜を行い、かかる基板を切り抜いて複数の小さいサイズのパネルを製造する。また、ＶＲ ＨＭＤ用の表示パネルを製造する場合、所定のサイズのシリコンウエハ（例えば、３００ｍｍ）が用いられる。このようなシリコンウエハに、有機ＥＬ素子を形成するための成膜を行い、素子形成領域の間の領域（スクライブ領域）に沿ってシリコンウエハを切り抜いて複数の小さいサイズのパネルを製造する。但し、基板のサイズや種類は、特に限定されるものではなく、適宜設定可能である。

【0016】

製造ライン１００は、図１に示すように、平面視で八角形の形状を有する搬送室１２０を有する。搬送室１２０には、搬送路１１０（搬入路）を介して、成膜処理が行われる基板１０１が搬入される。また、成膜処理が行われた基板１０１は、搬送室１２０から搬送路１１１（搬出路）に搬出される。

【0017】

搬送室１２０の周囲には、基板１０１に対して成膜処理を行う複数の成膜装置１が配置されている。成膜装置１のそれぞれには、平面視で八角形の形状を有する搬送室１３０が隣接して配置されている。搬送室１３０の周囲には、マスク１０２を格納する格納室１４０が配置されている。

【0018】

搬送室１２０には、基板１０１を搬送する搬送ユニット１２１が設けられている。搬送ユニット１２１は、本実施形態では、水平多関節型のロボットを含み、基板１０１を水平姿勢で保持して搬送する。搬送ユニット１２１は、成膜処理が行われる基板１０１を搬送路１１０から成膜装置１に搬入する搬入動作と、成膜処理が行われた基板１０１を成膜装置１から搬送路１１１に搬出する搬出動作と、を行う。

【0019】

搬送室１３０のそれぞれには、マスク１０２を搬送する搬送ユニット１３１が設けられている。搬送ユニット１３１は、本実施形態では、水平多関節型のロボットを含み、マスク１０２を水平姿勢で保持して搬送する。搬送ユニット１３１は、マスク１０２を格納室１４０から成膜装置１に搬送する動作と、マスク１０２を成膜装置１から格納室１４０に搬送する動作と、を行う。

【0020】

図２は、本発明の一側面としての成膜装置１の構成を概略的に示す図である。成膜装置１は、基板１０１に蒸着物質を付着（蒸着）させて膜を形成する成膜処理を行い、本実施形態では、マスク１０２を介して基板１０１に成膜する。具体的には、成膜装置１は、基板１０１の成膜面１０１Ａに対して、マスク１０２を介して、所定のパターンの蒸着物質の薄膜を形成する。基板１０１の材質としては、ガラス、樹脂、金属など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を含む。マスク１０２は、金属などの磁性体で構成されている。蒸着物質としては、有機材料や無機材料（例えば、金属、金属酸化物）などが用いられる。ここでは、成膜装置１が真空蒸着によって基板１０１に成膜処理を行う例について説明するが、これに限定されるものではなく、スパッタやＣＶＤなどの各種の成膜処理（成膜方法）を適用することが可能である。

【0021】

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、又は、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持される。本実施形態では、真空チャンバ２は、その内部空間を真空雰囲気に維持するために、真空ポンプ（不図示）に接続されている。

【0022】

真空チャンバ２の内部空間には、蒸着ユニット１０が設けられている。蒸着ユニット１０は、蒸着物質を上方に放出する蒸着源を含む。蒸着ユニット１０の上方には、蒸着源からの蒸着物質の放出の規制と、かかる規制の解除を行うためのシャッタ１０ａが設けられている。シャッタ１０ａは、開閉機構（不図示）によって開閉される。図２は、シャッタ１０ａが閉じられ、蒸着ユニット１０からの蒸着物質の放出が規制されている状態を示している。蒸着ユニット１０の上方には、防着板２ａが更に設けられている。防着板２ａは、真空チャンバ２の内部空間の上部に設けられている構成に、蒸着ユニット１０から放出された蒸着物質が不必要に付着することを抑制（防止）する機能を有する。

【0023】

真空チャンバ２の内部空間には、基板１０１を水平姿勢で保持する基板保持部３が設けられている。基板保持部３は、真空チャンバ２の内部空間において、マスク１０２とは反対側に配置される。基板保持部３は、本実施形態では、静電気力により基板Ｓを吸着して保持する静電チャック（第１静電チャック）として構成されている。具体的には、基板保持部３は、基板１０１の成膜面１０１Ａとは反対側の裏面１０１Ｂを吸着することで、基板１０１の成膜面１０１Ａを下方（－Ｚ方向）に向けて、基板１０１を保持する。なお、基板保持部３には、例えば、水冷機構などを含む冷却プレート（不図示）が設けられていてもよい。冷却プレートは、成膜処理において、基板保持部３を介して基板１０１を冷却する。

【0024】

基板保持部３（及び冷却プレート）は、支持部（不図示）を介して、磁石プレート５に支持されている（吊り下げられている）。磁石プレート５は、マスク１０２に磁力を作用させてマスク１０２を引き寄せるプレートである。基板１０１は、成膜処理において、磁石プレート５と、磁石プレート５によって引き寄せられたマスク１０２との間に挟まれる。磁石プレート５は、基板１０１とマスク１０２とを近接させる、或いは、基板１０１とマスク１０２とを密着させる（密着性を向上させる）ために設けられている。

【0025】

成膜装置１は、マスク１０２を保持するためのマスク保持機構６を有する。マスク保持機構６は、マスク１０２を水平姿勢で保持するマスク保持部６ａと、アクチュエータ６ｂと、を含む。マスク保持部６ａは、真空チャンバ２の内部空間において、基板保持部３に保持された基板１０１の裏面１０１Ｂの側に、基板保持部３を取り囲むように配置される。マスク保持部６ａは、本実施形態では、静電気力によりマスク１０２を吸着して保持する静電チャック（第２静電チャック）として構成されている。なお、マスク保持部６ａの具体的な構成については、後で詳細に説明する。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を含み、マスク保持部６ａを昇降する。

【0026】

成膜装置１は、基板１０１とマスク１０２との位置合わせ（アライメント）に用いられるアライメント装置８を有する。アライメント装置８は、駆動機構８０と、複数のカメラＣＲと、を有する。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、を含む。

【0027】

距離調整ユニット８１は、例えば、電動シリンダや電動ボールねじ機構を含み、支持軸８２をＺ方向に昇降する機構である。支持軸８２の下端部には、磁石プレート５が支持（固定）されている。従って、距離調整ユニット８１が支持軸８２を昇降することによって、磁石プレート５を介して、基板保持部３が昇降される。基板保持部３を昇降することで、基板１０１とマスク１０２との上下方向（Ｚ方向）の距離を調整し、基板保持部３に保持された基板１０１とマスク１０２とを近接又は離間（離隔）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とを重ねる方向（Ｚ方向）に近接させたり、隔離させたりする。なお、距離調整ユニット８１が調整する「距離」は、所謂、鉛直距離（垂直距離）である。従って、距離調整ユニット８１は、基板保持部３に保持された基板１０１の鉛直位置を調整するユニットであるともいえる。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に載置されている。

【0028】

位置調整ユニット８４は、基板保持部３を水平方向に変位（移動）させることで、ＸＹ平面内において、マスク１０２に対する基板１０１の相対位置を調整する。このように、位置調整ユニット８４は、基板１０１とマスク１０２との相対的な水平位置を調整するユニットとして機能する。位置調整ユニット８４は、本実施形態では、基板保持部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）に変位させる。なお、本実施形態では、マスク１０２の位置を固定し、基板１０１を変位させることで、基板１０１とマスク１０２との相対位置を調整しているが、これに限定されるものではない。例えば、基板１０１の位置を固定し、マスク１０２を変位させることで、或いは、基板１０１及びマスク１０２の両方を変位させることで、基板１０１とマスク１０２との相対位置を調整してもよい。

【0029】

位置調整ユニット８４は、固定プレート８４ａと、可動プレート８４ｂと、を含む。固定プレート８４ａ及び可動プレート８４ｂは、矩形の枠状のプレートである。固定プレート８４ａは、真空チャンバ２の上壁部２０に固定されている。固定プレート８４ａと可動プレート８４ｂとの間には、固定プレート８４ａに対して可動プレート８４ｂ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。

【0030】

可動プレート８４ｂには、フレーム状の架台８３が載置され、架台８３には、距離調整ユニット８１が支持されている。従って、可動プレート８４ｂが変位すると、架台８３と距離調整ユニット８１とが一体的に変位するため、基板保持部３に保持された基板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などを設けるための開口部が形成されている。かかる開口部は、ベローズなどのシール部材（不図示）によってシールされ、真空チャンバ２の内部空間の気密性を維持している。

【0031】

カメラＣＲは、計測対象を撮像して画像を取得する撮像装置として具現化され、例えば、計測対象の位置を計測する計測器として機能する。カメラＣＲは、例えば、真空チャンバ２の上壁部２０に設けられる。カメラＣＲは、本実施形態では、真空チャンバ２の内部空間に配置された基板１０１及びマスク１０２のそれぞれに設けられたマーク（アライメントマーク）を検出し、それらの位置から基板１０１とマスク１０２との相対位置（位置ずれ）を計測する。基板１０１とマスク１０２との位置合わせでは、カメラＣＲで計測される基板１０１とマスク１０２との位置ずれが許容範囲に収まるように、位置調整ユニット８４を介して、基板１０１とマスク１０２との相対位置が調整される。

【0032】

成膜装置１は、コンピュータ（情報処理装置）で構成され、成膜装置１の各構成要素（の動作）を統括的に制御して、成膜装置１の全体を制御する制御部９を有する。制御部９は、処理部９０と、記憶部９１と、入出力（Ｉ／Ｏ）インタフェース９２と、通信部９３と、を含む。処理部９０は、ＣＰＵに代表されるプロセッサを含み、記憶部９１に記憶されたプログラムを実行することで成膜装置１の各種の動作や処理を実現する。記憶部９１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどの記憶デバイスを含み、処理部９０が実行するプログラムや各種の制御情報を記憶する。Ｉ／Ｏインタフェース９２は、処理部９０と外部デバイスとの間で通信（各種情報及び信号の送受信）を行うためのインタフェースである。通信部９３は、通信回線を介して、上位装置や他の制御装置などと通信を行う通信デバイスである。

【0033】

以下、制御部９（処理部９０）が実行する成膜装置１の制御例について、基板１０１を搬入し、成膜処理を経て、基板１０１を搬出するまでの例を説明する。

【0034】

まず、基板１０１を真空チャンバ２（の内部空間）に搬入する。基板１０１は、搬送ユニット１２１によって、基板保持部３の下方に搬送される。基板保持部３の下面、即ち、基板１０１の裏面１０１Ｂを吸着する吸着面３ａ（基板１０１を保持する保持面）は、水平（平坦）に構成されている。そして、基板保持部３の下方に搬送された基板１０１を、基板保持部３に移載する。例えば、搬送ユニット１２１を上昇させる（＋Ｚ方向に駆動する）ことによって、基板１０１を、基板保持部３の吸着面３ａに押し付ける。かかる状態において、基板保持部３の静電チャックとしての機能を作動させ、吸着面３ａで基板１０１の裏面１０１Ｂを吸着して、基板保持部３により基板１０１を保持する。

【0035】

次いで、マスク１０２を真空チャンバ２（の内部空間）に搬入する。マスク１０２は、搬送ユニット１３１によって、格納室１４０から真空チャンバ２に搬送され、マスク保持部６ａの下方、及び、基板保持部３に保持された基板１０１の下方に搬送される。マスク保持部６ａの下面、即ち、マスク１０２の対向面１０２Ａを吸着する吸着面６１ａ（マスク１０２を保持する保持面）は、水平（平坦）に構成されている。ここで、マスク１０２の対向面１０２Ａとは、基板保持部３に保持された基板１０１の成膜面１０１Ａに対向する面であって、蒸着ユニット１０（蒸着源）の面とは反対側の面である。そして、マスク保持部６ａ及び基板１０１の下方に位置するマスク１０２を、マスク保持部６ａに移載する。例えば、搬送ユニット１３１を上昇させる（＋Ｚ方向に駆動する）ことによって、マスク１０２を、マスク保持部６ａの吸着面６１ａに押し付ける。かかる状態において、マスク保持部６ａの静電チャックとしての機能を作動させ、吸着面６１ａでマスク１０２の対向面１０２Ａを吸着して、マスク保持部６ａによりマスク１０２を保持する。また、アクチュエータ６ｂによって、マスク１０２を保持したマスク保持部６ａを更に上昇させ（＋Ｚ方向に駆動し）、マスク１０２を、基板１０１とマスク１０２とのアライメントを行うためのアライメント位置に位置させる。

【0036】

次に、基板保持部３に保持された基板１０１と、マスク保持部６ａに保持されたマスク１０２とのアライメントを行う。基板１０１とマスク１０２とのアライメントは、基板１０１とマスク１０２とが重ねられた状態で行われる。但し、基板１０１とマスク１０２とが重ねられた状態は、基板１０１とマスク１０２とがＺ方向からの視点で重なっている状態を意味し、基板１０１とマスク１０２とが物理的に接触している状態及び接触していない状態の両方を含む。従って、基板１０１とマスク１０２とのアライメントにおいては、基板１０１とマスク１０２との間には、ギャップが設けられていてもよい。このように、基板１０１とマスク１０２とが重ねられた状態において、真空チャンバ２の上壁部２０に設けられたカメラＣＲによって、基板１０１に設けられたマークと、マスク１０２に設けられたマークとを検出する。

【0037】

カメラＣＲは、可視光（計測光）で基板１０１及びマスク１０２のそれぞれに設けられたマークを照明し、かかるマークで反射された光（反射光）を検出（観察）することで、基板１０１やマスク１０２に設けられたマークの位置を光学的に計測する。従って、カメラＣＲで用いられる可視光（計測光）に対して、基板１０１やマスク１０２の透過率が低い場合には、カメラＣＲで検出される光量が少なく、計測精度が低下したり、計測自体が困難になったりしてしまう。

【0038】

そこで、本実施形態では、基板１０１やマスク１０２に設けられたマークをカメラＣＲで検出するのに有利となる構成（構造）を、基板１０１、マスク１０２、基板保持部３及びマスク保持部６ａに設けている。以下、図３及び図４を参照して、基板１０１やマスク１０２に設けられたマークをカメラＣＲで検出するのに有利となる構成について具体的に説明する。図３及び図４は、基板１０１、マスク１０２、基板保持部３及びマスク保持部６ａの近傍を拡大して示す図である。図３は、基板１０１、マスク１０２、基板保持部３及びマスク保持部６ａの断面図を示し、図４は、基板１０１、マスク１０２、基板保持部３及びマスク保持部６ａの上面図を示している。

【0039】

図３及び図４に示すように、基板１０１は、その裏面１０１Ｂに、カメラＣＲの計測対象である第１マークＭ１が設けられている。第１マークＭ１は、基板１０１とマスク１０２とのアライメントにおいて、カメラＣＲによって検出されるアライメントマークとして具現化される。従って、第１マークＭ１は、真空チャンバ２の上壁部２０に設けられたカメラＣＲの視野の範囲（検出範囲）に収まるように、基板１０１の裏面１０１Ｂに設けられる。これにより、基板１０１とマスク１０２とのアライメントにおいて、基板１０１の裏面１０１Ｂに設けられた第１マークＭ１を、カメラＣＲで検出することが可能となる。

【0040】

一方、マスク１０２は、基板１０１の成膜面１０１Ａにパターンを成膜するための開口（不図示）を含むパターン部１０２Ｃと、パターン部１０２Ｃの周囲に設けられた突出部１０２Ｄと、を含む。突出部１０２Ｄは、図３に示すように、基板１０１が重ねられる側（＋Ｚ方向）に、基板１０１の側面１０１Ｃに沿って、パターン部１０２Ｃの対向面１０２Ａの外縁部ＯＥから突出した部分である。また、突出部１０２Ｄの上面１０２Ｅには、カメラＣＲの計測対象である第２マークＭ２が設けられている。第２マークＭ２は、基板１０１とマスク１０２とのアライメントにおいて、カメラＣＲによって検出されるアライメントマークとして具現化される。従って、第２マークＭ２は、真空チャンバ２の上壁部２０に設けられたカメラＣＲの視野の範囲（検出範囲）に収まるように、且つ、基板１０１の裏面１０１Ｂに設けられた第１マークＭ１に近接させて、突出部１０２Ｄの上面１０２Ｅに設けられる。これにより、基板１０１とマスク１０２とのアライメントにおいて、マスク１０２の突出部１０２Ｄの上面１０２Ｅに設けられた第２マークＭ２を、カメラＣＲで検出することが可能となる。

【0041】

基板１０１とマスク１０２とのアライメントを行う際には、カメラＣＲによって、基板１０１に設けられた第１マークＭ１と、マスク１０２に設けられた第２マークＭ２とを検出する。本実施形態では、上述したように、第１マークＭ１は、基板１０１の裏面１０１Ｂに設けられ、第２マークＭ２は、マスク１０２の突出部１０２Ｄの上面１０２Ｅに設けられている。従って、カメラＣＲで用いられる可視光（計測光）に対する基板１０１及びマスク１０２の透過率が低い場合であっても、カメラＣＲでは、第１マークＭ１及び第２マークＭ２のそれぞれからの光（反射光）を十分な光量で検出することができる。これは、基板１０１及びマスク１０２を透過させずに、第１マークＭ１及び第２マークＭ２からの光をカメラＣＲで検出することができるからである。このように、基板１０１の裏面１０１Ｂに設けられた第１マークＭ１と、マスク１０２の突出部１０２Ｄの上面１０２Ｅに設けられた第２マークＭ２とを検出することで、基板１０１とマスク１０２との相対位置（位置ずれ）を高精度に計測することが可能となる。

【0042】

なお、第１マークＭ１及び第２マークＭ２を高精度に検出するという観点、及び／又は、カメラＣＲの構成を簡易にするという観点では、カメラＣＲの被写界深度（焦点深度）の範囲に、第１マークＭ１及び第２マークＭ２を収める必要がある。従って、第１マークＭ１及び第２マークＭ２のそれぞれは、基板１０１とマスク１０２とが重ねられた状態において、カメラＣＲの被写界深度の範囲に収まるように、基板１０１の裏面１０１Ｂ及びマスク１０２の突出部１０２Ｄの上面１０２Ｅに設けられている。換言すれば、第１マークＭ１を基準として、第２マークＭ２がカメラＣＲの被写界深度の範囲に収まるように、マスク１０２の突出部１０２Ｄの突出量（Ｚ方向における高さ）を設定している。具体的には、図３に示すように、基板保持部３に保持された基板１０１の裏面１０１Ｂの高さ方向（Ｚ方向）の位置と、突出部１０２Ｄの上面１０２Ｅの高さ方向の位置とが一致するように、突出部１０２Ｄの突出量を設定する。但し、カメラＣＲの被写界深度は、一般的に、ある程度のマージン（裕度）を有しているため、基板１０１の裏面１０１Ｂの高さ方向の位置と、突出部１０２Ｄの上面１０２Ｅの高さ方向の位置とを厳密に一致させる必要はない。例えば、突出部１０２Ｄの突出量（Ｐ）は、基板１０１の厚さ（Ｔ）と、基板１０１とマスク１０２との間のギャップ（Ｇ）との和の±５％となる（Ｐ＝（Ｔ＋Ｇ）×±０．０５）ように設定される。

【0043】

また、第１マークＭ１及び第２マークＭ２のそれぞれからの光（反射光）を、真空チャンバ２の上壁部２０に設けられたカメラＣＲで検出する構成においては、基板保持部３やマスク保持部６ａもカメラＣＲで検出される光量を低下させる要因の１つとなる。特に、カメラＣＲで用いられる可視光（計測光）に対する基板保持部３やマスク保持部６ａの透過率が低い場合には、カメラＣＲで検出される光量の低下が顕著となる。従って、基板保持部３は、基板１０１を保持している状態において、基板１０１の裏面１０１Ｂに設けられた第１マークＭ１が露出されるように構成することが好ましい。同様に、マスク保持部６ａは、マスク１０２を保持している状態において、マスク１０２の突出部１０２Ｄの上面１０２Ｅに設けられた第２マークＭ２が露出されるように構成することが好ましい。例えば、図４に示すように、基板保持部３には、基板１０１を保持した状態において、第１マークＭ１に対応する部分に第１マークＭ１を露出させるための構造３２が設けられている。また、マスク保持部６ａには、マスク１０２を保持した状態において、第２マークＭ２に対応する部分に第２マークＭ２を露出させるための構造６２が設けられている。第１マークＭ１を露出させるための構造３２や第２マークＭ２を露出させるための構造６２としては、具体的には、貫通孔又は切り欠きなどが挙げられる。基板保持部３やマスク保持部６ａのそれぞれを、第１マークＭ１及び第２マークＭ２が露出されるように構成することで、カメラＣＲで検出される第１マークＭ１及び第２マークＭ２からの光の光量の低下を抑制することができる。

【0044】

このように、カメラＣＲによって、基板１０１に設けられた第１マークＭ１とマスク１０２に設けられた第２マークＭ２を検出することで、それらの位置から基板１０１とマスク１０２との相対位置（位置ずれ）が計測される。カメラＣＲで計測された基板１０１とマスク１０２との位置ずれ（第１マークＭ１及び第２マークＭ２を検出した結果）が許容範囲に収まっていれば、基板１０１とマスク１０２とのアライメントを終了する。一方、カメラＣＲで計測された基板１０１とマスク１０２との位置ずれが許容範囲に収まっていなければ、かかる位置ずれが低減して許容範囲に収まるように、基板１０１とマスク１０２とのアライメントを行う。具体的には、まず、カメラＣＲで計測された基板１０１とマスク１０２との位置ずれに基づいて、かかる位置ずれを許容範囲に収めるために必要となる制御量である基板１０１の変位量を求める。基板１０１とマスク１０２との位置ずれは、位置ずれの距離及び方向（Ｘ、Ｙ、θ）で定義される。そして、制御量として求めた基板１０１の変位量に基づいて、位置調整ユニット８４によって、基板保持部３をＸＹ平面内で変位させ、マスク１０２に対する基板１０１の相対位置を調整する。カメラＣＲによる基板１０１とマスク１０２との相対位置の計測、及び、位置調整ユニット８４による基板１０１の位置の調整（基板１０１とマスク１０２とのアライメント）は、基板１０１とマスク１０２との位置ずれが許容範囲に収まるまで繰り返される。なお、基板１０１とマスク１０２との位置ずれが許容範囲に収まっているかどうかの判定は、例えば、第１マークＭ１と第２マークＭ２との間の距離を求め、かかる距離（平均値や２乗和）を閾値と比較することで行うことが可能である。

【0045】

次いで、基板１０１の成膜面１０１Ａに膜を形成する成膜処理を行う。基板１０１とマスク１０２とがアライメントされたら、基板１０１とマスク１０２とを重ね合わせる。例えば、基板保持部３を降下させる（－Ｚ方向に駆動する）ことで、基板１０１の成膜面１０１Ａの全体をマスク１０２（の対向面１０２Ａ）に接触させ、上から順に、磁石プレート５、基板保持部３、基板１０１及びマスク１０２を密着させる。上述したように、磁石プレート５とマスク１０２との間に作用する磁力によって、マスク１０２が磁石プレート５に引き寄せられるため、基板１０１とマスク１０２とを全体的に密着させることができる。そして、シャッタ１０ａを開いて、蒸着ユニット１０から蒸着物質を放出することで、かかる蒸着物質がマスク１０２を介して基板１０１の成膜面１０１Ａに付着し、所定のパターンの蒸着物質の膜が形成される。

【0046】

次に、マスク１０２を真空チャンバ２（の内部空間）から搬出する。まず、基板保持部３を上昇させる（＋Ｚ方向に駆動する）ことで、基板１０１とマスク１０２とを離間する。また、搬送ユニット１３１をマスク１０２の下方に位置させ、マスク保持部６ａを降下させる（－Ｚ方向に駆動する）ことで、マスク保持部６ａから搬送ユニット１３１にマスク１０２を移載する。そして、搬送ユニット１３１によって、マスク１０２を格納室１４０に搬送する。

【0047】

次いで、成膜処理が行われた基板１０１を真空チャンバ２（の内部空間）から搬出する。搬送ユニット１２１を基板１０１の下方に位置させ、基板保持部３を降下させる（－Ｚ方向に駆動する）ことで、基板保持部３から搬送ユニット１２１に基板１０１を移載する。そして、搬送ユニット１２１によって、基板１０１を搬送路１１１に搬送する。

【0048】

このようにして、基板１０１を搬入し、成膜処理を経て、基板１０１を搬出するまでの処理が完了する。本実施形態では、上述したように、基板１０１とマスク１０２との相対位置（位置ずれ）を高精度に計測することが可能であるため、基板１０１とマスク１０２とのアライメント精度を向上させることができる。これにより、成膜処理において、基板１０１の成膜面１０１Ａの所定の位置に、所定のパターンの蒸着物質の膜を形成することができる。

【0049】

また、基板１０１の裏面１０１Ｂに設けられた第１マークＭ１及びマスク１０２の突出部１０２Ｄの上面１０２Ｅに設けられた第２マークＭ２を検出するカメラＣＲの構成（検出方式）としては、透過照明方式や同軸落射照明方式が採用される。

【0050】

図５（Ａ）は、透過照明方式を採用したカメラＣＲの構成を模式的に示す図である。透過照明方式では、図５（Ａ）に示すように、計測対象であるマークＭ（アライメントマーク）の下方に可視光を射出する光源ＬＳを配置し、マークＭの上方に撮像素子などのセンサＳＳを配置する。そして、光源ＬＳからの可視光でマークＭを下方から照明し、マークＭを透過した可視光をセンサＳＳで検出することで、マークＭ（の位置）を検出する。このように、透過照明方式では、計測対象であるマークＭの下方に光源ＬＳを配置する必要があるため、透過照明方式を成膜装置１に適用すると、基板１０１と蒸着ユニット１０との間に光源ＬＳが配置されることになる。

【0051】

図５（Ｂ）は、同軸落射照明方式を採用したカメラＣＲの構成を模式的に示す図である。同軸落射照明方式では、図５（Ｂ）に示すように、計測対象であるマークＭ（アライメントマーク）の上方に光源ＬＳ及びセンサＳＳを配置し、光源ＬＳとセンサＳＳとの間、詳細には、光源ＬＳとマークＭとの間にハーフミラーＨＭを配置する。そして、光源ＬＳからの可視光をハーフミラーＨＭで反射してマークＭを上方から照明し、マークＭで反射した可視光をハーフミラーＨＭを透過させてセンサＳＳで検出することで、マークＭ（の位置）を検出する。このように、同軸落射照明方式では、計測対象であるマークＭの上方に光源ＬＳを配置することができるため、透過照明方式と比較して、成膜装置１に容易に適用することが可能である。また、同軸落射照明方式を採用するカメラＣＲの構成はシンプルであり、安価に実現することができる。

【0052】

次に、本実施形態における成膜装置１（を有する製造ライン１００）を用いて、電子デバイスを製造する製造方法について説明する。ここでは、電子デバイスとして、有機ＥＬ表示装置を例に説明する。

【0053】

まず、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５０の全体的な構成を示す図である。図６（Ｂ）は、有機ＥＬ表示装置５０の１つの画素の断面構造を示す図である。

【0054】

図６（Ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置５０は、複数の発光素子を含む画素５２がマトリクス状に配置された表示領域５１を有する。後述するように、複数の発光素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層（有機膜）を備えた構造を有する。なお、本実施形態において、画素とは、表示領域５１において所定の色の表示を可能とする最小単位を意味するものとする。例えば、有機ＥＬ表示装置５０では、互いに異なる色の表示を可能とする第１発光素子５２Ｒ、第２発光素子５２Ｇ及び第３発光素子５２Ｂの組み合わせによって、画素５２が構成されている。画素５２は、一般的には、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子の組み合わせで構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、黄色発光素子、シアン発光素子及び白色発光素子の組み合わせで構成されてもよく、少なくとも１色以上の発光素子で構成されていればよい。

【0055】

図６（Ｂ）は、図６（Ａ）に示すＡ－Ｂ線における部分断面図である。画素５２は、基板５３の上に、陽極５４と、正孔輸送層５５と、発光層５６Ｒ、５６Ｇ及び５６Ｂのいずれかと、電子輸送層５７と、陰極５８と、を有する有機ＥＬ素子からなる。これらのうち、正孔輸送層５５、発光層５６Ｒ、５６Ｇ及び５６Ｂ、及び、電子輸送層５７が有機層に相当する。また、本実施形態において、発光層５６Ｒは、赤色を発する有機ＥＬ層であり、発光層５６Ｇは、緑色を発する有機ＥＬ層であり、発光層５６Ｂは、青色を発する有機ＥＬ層である。発光層５６Ｒ、５６Ｇ及び５６Ｂは、それぞれ、赤色、緑色及び青色を発する発光素子（有機ＥＬ素子と記載する場合もある）に対応するパターンに形成されている。また、陽極５４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層５５、電子輸送層５７及び陰極５８は、複数の発光層５６Ｒ、５６Ｇ及び５６Ｂと共通で形成されていてもよいし、発光素子ごとに形成されていてもよい。なお、陽極５４と陰極５８とが異物によってショートすることを抑制するために、電極間には絶縁層５９が設けられている。更に、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ＰＬが設けられている。

【0056】

図６（Ｂ）では、正孔輸送層５５や電子輸送層５７が１つの層として示されているが、有機ＥＬ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いてもよい。また、陽極５４と正孔輸送層５５との間には、陽極５４から正孔輸送層５５への正孔の注入が円滑に行われるようにするためのエネルギーバンド構造を有する正孔注入層が形成されていてもよい。同様に、陰極５８と電子輸送層５７との間には、電子注入層が形成されていてもよい。

【0057】

以下、有機ＥＬ表示装置の製造方法を説明する。

【0058】

まず、有機ＥＬ表示装置を駆動するための回路（不図示）及び陽極５４が形成された基板５３を準備する。

【0059】

次いで、陽極５４が形成された基板５３の上にアクリル樹脂をスピンコートで形成し、リソグラフィ法によって、アクリル樹脂の陽極５４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て絶縁層５９を形成する。かかる開口は、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。

【0060】

絶縁層５９がパターニングされた基板５３を、製造ライン１００の成膜装置１（第１成膜室）に搬入し、表示領域５１の陽極５４の上に、正孔輸送層５５を共通する層として成膜する。正孔輸送層５５は、例えば、真空蒸着によって成膜される。正孔輸送層５５は、実際には、表示領域５１よりも大きさサイズで形成されるため、高精細なマスクは不要である。

【0061】

次いで、正孔輸送層５５までが形成された基板５３を、成膜装置１（第２成膜室）に搬入する。基板５３とマスクとのアライメントを行い、マスクを介して、基板５３の赤色を発する発光素子を形成する部分に、赤色を発する発光層５６Ｒを成膜する。

【0062】

発光層５６Ｒの成膜と同様に、成膜装置１（第３成膜室）において、緑色を発する発光層５６Ｇを成膜し、更に、成膜装置１（第４成膜室）において、青色を発する発光層５６Ｂを成膜する。発光層５６Ｒ、５６Ｇ及び５６Ｂを成膜したら、成膜装置１（第５成膜室）において、表示領域５１の全体に電子輸送層５７を成膜する。電子輸送層５７は、３つの発光層５６Ｒ、５６Ｇ及び５６Ｂに共通する層として形成される。

【0063】

次いで、電子輸送層５７まで形成された基板５３を、成膜装置１（第６成膜室）に搬入し、陰極５８を成膜する。

【0064】

そして、陰極５８まで形成された基板５３を封止装置に搬入し、プラズマＣＶＤによって保護層ＰＬを成膜して（封止処理）、有機ＥＬ表示装置５０が完成する。ここでは、保護層ＰＬをＣＶＤ法によって形成しているが、これに限定されるものではない。例えば、ＡＬＤ法やインクジェット法によって保護層ＰＬを成膜してもよい。

【0065】

なお、絶縁層５９がパターニングされた基板５３を成膜装置１に搬入してから保護層ＰＬを成膜するまでの間に、かかる基板５３が水分や酸素を含む雰囲気に晒されると、有機ＥＬ材料からなる発光層が劣化してしまう可能性がある。従って、成膜装置間における基板５３の搬入や搬出は、真空雰囲気下、或いは、不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。

【0066】

発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。

【符号の説明】

【0067】

１：成膜装置 ８：アライメント装置 １０１：基板 １０１Ａ：成膜面 １０１Ｂ：裏面 １０２：マスク １０２Ａ：対向面 １０２Ｃ：パターン部 １０２Ｄ：突出部 １０２Ｅ：上面 ＣＲ：カメラ Ｍ１：第１マーク Ｍ２：第２マーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】