特開 2024-44142 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】P2024044142

(43)【公開日】2024-04-02

(54)【発明の名称】成膜装置及び成膜方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/04 20060101AFI20240326BHJP

   C23C 14/24 20060101ALI20240326BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20240326BHJP

【ＦＩ】

C23C14/04 A

C23C14/24 G

H01L21/68 R

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022149515

(22)【出願日】2022-09-20

(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】長岡 健

【テーマコード（参考）】

4K029

5F131

【Ｆターム（参考）】

4K029AA02

4K029AA06

4K029AA09

4K029AA11

4K029BA01

4K029BA43

4K029BA62

4K029BB03

4K029BD01

4K029CA01

4K029HA01

4K029JA01

5F131AA02

5F131AA03

5F131AA32

5F131AA33

5F131BA03

5F131CA09

5F131CA18

5F131EA10

5F131EB11

5F131EB14

(57)【要約】

【課題】アライメントの際に、基板とマスクとの接触を防止しつつ、これらをより近接可能な技術を提供する。
【解決手段】基板を支持する基板支持手段と、前記基板とマスクとのアライメントを行うアライメント手段と、前記マスクを介して前記基板に蒸着物質を放出する蒸着手段と、を備えた成膜装置であって、前記アライメント手段によるアライメント中に、前記基板と反対側から前記マスクを吸着する静電チャックを備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を支持する基板支持手段と、
前記基板とマスクとのアライメントを行うアライメント手段と、
前記マスクを介して前記基板に蒸着物質を放出する蒸着手段と、
を備えた成膜装置であって、
前記アライメント手段によるアライメント中に、前記基板と反対側から前記マスクを吸着する静電チャックを備える、
ことを特徴とする成膜装置。

【請求項2】

請求項１に記載の成膜装置であって、
前記マスクは、前記蒸着物質が通過する開口部を有し、
前記静電チャックは、前記マスクの前記開口部以外の部分を部分的に吸着する、
ことを特徴とする成膜装置。

【請求項3】

請求項１に記載の成膜装置であって、
前記マスクは、前記蒸着物質が通過する開口部が形成された複数の薄肉部と、前記複数の薄肉部の周囲の厚肉部と、を有し、
前記静電チャックは、前記厚肉部を吸着する、
ことを特徴とする成膜装置。

【請求項4】

請求項１に記載の成膜装置であって、
前記蒸着手段による蒸着前に、前記マスクとの吸着が解除された前記静電チャックを、前記蒸着手段から放出される前記蒸着物質が付着しない退避位置に搬送する搬送手段を備える、
ことを特徴とする成膜装置。

【請求項5】

請求項１に記載の成膜装置であって、
前記基板支持手段は、前記基板を吸着する静電チャックを備える、
ことを特徴とする成膜装置。

【請求項6】

請求項４に記載の成膜装置であって、
前記静電チャックによる前記マスクの吸着を解除する前に、前記マスクを支持するマスク支持手段を備える、
ことを特徴とする成膜装置。

【請求項7】

請求項１に記載の成膜装置であって、
前記静電チャックは、
枠状の第一の吸着部と、
前記第一の吸着部の内側に設けられ、格子状の第二の吸着部と、を含む、
ことを特徴とする成膜装置。

【請求項8】

請求項１に記載の成膜装置であって、
前記アライメント手段は、
前記基板と前記マスクとの位置ずれ量を計測する計測手段と、
前記計測手段の計測結果に基づいて、前記基板と前記マスクとの相対位置を調整する位置調整手段と、を備える、
ことを特徴とする成膜装置。

【請求項9】

基板とマスクとのアライメントを行うアライメント工程と、
前記マスクを介して前記基板に蒸着物質を放出する蒸着工程と、
を備えた成膜方法であって、
前記アライメント工程中に、前記基板と反対側から静電チャックにより前記マスクを吸着する、
ことを特徴とする成膜方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は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（例えば特許文献１）。

【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】

精密な蒸着パターンを基板に形成する場合、基板とマスクの高いアライメント精度が要求される。アライメントにおいて基板とマスクとの位置ずれ量を高い精度で計測するためには、基板とマスクとを極力近接させることが有効である。しかし、基板とマスクとを近接させると、基板とマスクとが接触して基板に傷がつく場合がある。

【0005】

本発明は、アライメントの際に、基板とマスクとの接触を防止しつつ、これらをより近接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】

本発明によれば、
基板を支持する基板支持手段と、
前記基板とマスクとのアライメントを行うアライメント手段と、
前記マスクを介して前記基板に蒸着物質を放出する蒸着手段と、
を備えた成膜装置であって、
前記アライメント手段によるアライメント中に、前記基板と反対側から前記マスクを吸着する静電チャックを備える、
ことを特徴とする成膜装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、アライメントの際に、基板とマスクとの接触を防止しつつ、これらをより近接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、マスク及び静電チャックの斜視図。

【図4】（Ａ）は図３のＡ－Ａ線断面図、（Ｂ）は図３のＢ－Ｂ線断面図。

【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】（Ａ）及び（Ｂ）は図２の成膜装置の動作説明図。

【図11】（Ａ）及び（Ｂ）は図２の成膜装置の動作説明図。

【図12】（Ａ）及び（Ｂ）は図２の成膜装置の動作説明図。

【図13】（Ａ）は別の静電チャックの斜視図、（Ｂ）は図１２（Ａ）のＣ－Ｃ線断面図。

【図14】（Ａ）及び（Ｂ）は別の実施形態の成膜装置の動作説明図。

【図15】（Ａ）及び（Ｂ）は別の実施形態の成膜装置の動作説明図。

【図16】別の実施形態の搬送ロボットの概略図。

【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と、静電チャック１０３が収納される格納室１４１とが配置されている。

【0012】

搬送室１２０には、基板１０１を搬送する搬送ユニット１２１が配置されている。本実施形態の搬送ユニット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。搬送ユニット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と静電チャック１０３とを搬送する搬送ユニット１３１が配置されている。本実施形態の搬送ユニット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又は静電チャック１０３を水平姿勢で搭載して搬送する。搬送ユニット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、格納室１４１から成膜装置１へ静電チャック１０３を搬送する動作、及び、成膜装置１から格納室１４１へ静電チャック１０３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ェハである。

【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】

基板支持プレート３と冷却プレート４とは、支持部５ａを介してＺ方向に変位可能に磁石プレート５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１０２を引き寄せるプレートである。成膜時に基板１０１は磁石プレート１１とマスク１０２との間に磁力によって挟まれるので、基板１０１とマスク１０２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１０２を支持するマスク支持ユニット６を備える。マスク支持ユニット６は、本実施形態の場合、搬送ユニット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。マスク支持ユニット６は、Ｘ方向に離間した一対の支持部材６ａを備える。各支持部材６ａは対応するアクチュエータ６ｂにより昇降される。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を備えている。基板１０１やマスク１０２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１０２が爪部Ｆ１上に載置されている。一対の支持部材６ａは同期的に昇降され、基板１０１やマスク１０２を昇降する。

【0020】

成膜装置１は、アライメント時に静電チャック１０３を支持するチャック支持ユニット７を備える。チャック支持ユニット７は、Ｘ方向に離間した一対の支持部材７ａを備える。各支持部材７ａは対応するアクチュエータ７ｂにより昇降される。本実施形態ではアクチュエータ７ｂを支持部材７ａ毎に設けたが、一対の支持部材７ａを一つのアクチュエータ７ｂで昇降してもよい。アクチュエータ７ｂは例えば電動シリンダや、電動ボールねじ機構を備える。支持部材７ａは、その下端部に爪部Ｆ２を備えている。静電チャック１０３は、その周縁部が爪部Ｆ２上に載置される。図２の例ではマスク１０２が爪部Ｆ２上に載置されている。一対の支持部材７ａは同期的に昇降され、静電チャック１０３を昇降する。

【0021】

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を備える。アライメント装置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。

【0022】

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の下端部には磁石プレート５が固定されており、支持軸８２の昇降によって、磁石プレート５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。

【0023】

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８０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。

【0024】

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。

【0025】

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。

【0026】

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。

【0027】

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９２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。

【0028】

＜基板、マスク及び静電チャックの構成例＞
図３は基板１０１、マスク１０２及び静電チャック１０３の例を示す。基板１０１は円形のシリコンウェハであり、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に対応したマスク部１０２ｂと、マスク部１０２ｂの周囲のフレーム部１０２ａとを含む。マスク部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。図４（Ａ）は図３のＡ－Ａ線断面図であり、マスク１０２の断面図である。フレーム部１０２ａは相対的に厚肉の厚肉部であり、マスク部１０２ｂは相対的に薄肉の薄肉部である。フレーム部１０２ａはマスク部１０２ｂよりも剛性が高い。

【0029】

図３に戻り、静電チャック１０３はマスク１０２と同様に円形の部材であり、その上面が平面の吸着面１０３ｃを形成している。吸着面１０３ｃは、枠状の吸着部１０３ａと、吸着部１０３ａの内側に設けられ、格子状の吸着部１０３ｂと、を有する。吸着部１０３ａは円環形状を有しており、マスク１０２のフレーム部１０２ａの周縁部分を吸着する。吸着部１０３ｂは十字形状を有しており、マスク１０２のフレーム部１０２ａの中心から左右前後に延びる十字形状の部分を吸着する。図４（Ｂ）は図３のＢ－Ｂ線断面図であり、静電チャック１０３の断面図である。吸着面１０３ｃで囲まれる部分は凹んでおり、吸着面１０３ｃはマスク１０２のフレーム部１０２ａを吸着し、マスク部１０２ｂは吸着しないように構成されている。静電チャック１０３はこのようにマスク１０２を、開口部１０２ｃ以外の部分を部分的に吸着して、開口部１０２ｃを覆わないように構成されている。

【0030】

静電チャック１０３には不図示のバッテリ及び制御回路が内蔵されている。バッテリは静電チャック１０２を作動する電源である。制御回路は有線又は無線の通信により制御装置９と通信可能である。制御回路によって静電チャック１０２の電源ＯＮ、ＯＦＦ操作を行うことで静電チャック１０２の吸着、吸着停止を制御することができる。通信に代えて、静電チャック１０３にＯＮ／ＯＦＦスイッチを設ける一方、真空チャンバ２の内部空間においてＯＮ／ＯＦＦスイッチを操作する操作機構を設けてもよい。

【0031】

＜制御例＞
制御ユニット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１２（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。

【0032】

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。次にマスク支持ユニット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の周縁が爪部Ｆ１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。静電チャックを利用することで基板１０１の平面度を高く維持しつつ、水平姿勢で基板１０１を保持することができる。

【0033】

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からマスク支持ユニット６に移載する。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の周縁が爪部Ｆ１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る。

【0034】

続いて静電チャック１０３を真空チャンバ２内に搬入する。図７（Ａ）は静電チャック１０３を真空チャンバ２内に搬入した状態を示す。静電チャック１０３は搬送ロボット１３１によって格納室１４１から真空チャンバ２内に搬入される。静電チャック１０３はマスク１０２の真下に位置する。次に静電チャック１０３を搬送ロボット１３１からチャック支持ユニット７に移載する。図７（Ｂ）はその動作を示している。支持部材７ａを上昇することにより、静電チャック１０３の周縁が爪部Ｆ２に載置され、静電チャック１０３は搬送ロボット１３１から上昇する。静電チャック１０３は支持部材７ａに支持された状態となる。静電チャック１０３の上面の吸着面１０３ｃは水平である。

【0035】

次にマスク１０２を静電チャック１０３に移載し、静電チャック１０３によってマスク１０２を吸着する。図８（Ａ）はその動作を示している。マスク支持ユニット６の支持部材６ａを降下することによってマスク１０２を降下し、マスク１０２を静電チャック１０３に移載する。静電チャック１０３を作動させ、マスク１０２を吸着面１０３ｃに吸着する。マスク１０２は基板１０１と反対側（下側）から静電チャック１０３に吸着される。静電チャック１０３を利用することでマスク１０２の平面度を高く維持しつつ、水平姿勢でマスク１０２を保持することができる。

【0036】

次に、基板１０１とマスク１０２とをＺ方向に互いに接近したアライメント位置に位置させる。本実施形態ではマスク１０２を上昇して基板１０１に接近させるが、基板１０１を降下してもよい。図８（Ｂ）はその動作を示す。支持部材７ａを上昇して静電チャック１０３と共にマスク１０２を上昇する。このとき支持部材６ａが支持部材７ａと干渉しないように同時に支持部材６ａも上昇する。マスク１０２を静電チャック１０３で保持していることにより、マスク１０２の平面度が高いので、基板１０１に対してマスク１０２を接触することなく極めて近くまで接近することができる。

【0037】

次にアライメント動作を行う。図９（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。

【0038】

「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９（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。

【0039】

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。

【0040】

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。

【0041】

ここで、アライメントによる位置調整の精度を向上させるためには、計測ユニットＳＲによる各アライメントマークの検知精度を高めることが求められる。そのため、計測ユニットＳＲとしては、高い解像度で画像を取得可能なカメラを用いることが好ましい。しかしながら、カメラの解像度を高めると被写界深度が浅くなる。撮影対象となる基板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を同時に撮影するために両マークを計測ユニットＳＲの光軸方向（Ｚ方向）においてより一層接近させる必要がある。一方、基板１０１やマスク１０２には起伏がある。相対位置の調整の際、両者が接触して基板１０１に傷が付くことを避ける必要がある。

【0042】

この点に関し、本実施形態では、静電チャック１０３を利用することでマスク１０２の平面度を高く維持しつつ、水平姿勢でマスク１０２を保持しているため、基板１０１とマスク１０２との平行度を高くすることができる。更に、基板１０１も静電チャック（基板支持プレート３）で平面度を高く維持しつつ、水平姿勢で基板１０１を保持しているため、基板１０１とマスク１０２との平行度を高くすることができる。したがって、アライメントの際に、基板１０１とマスク１０２との接触を防止しつつ、これらをより近接することができ、より正確なアライメントを行うことができる。

【0043】

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１０（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。磁石プレート５が冷却プレート４上に当接し、上から順に磁石プレート５、冷却プレート４、基板支持プレート３、基板１０１及びマスク１０２が密着した状態になる。磁石プレート５の磁力によりマスク１０２を引き寄せ、マスク１０２と基板１０１とを全体的に密着させることができる。

【0044】

続いてマスク１０２に対する静電チャック１０３の吸着を解除し、静電チャック１０３を退避位置に搬送する。図１０（Ｂ）はその動作を示している。まず、マスク支持ユニット６によってマスク１０２を支持する。具体的には支持部材６ａを上昇し、爪部Ｆ１によってマスク１０２を下側から支持する。搬送ロボット１３１のハンド部を静電チャック１０３の下方に進入させた後、チャック支持ユニット７の支持部材７ａを降下して、静電チャック１０３を支持部材７ａから搬送ロボット１３１へ移載する。その後、搬送ロボット１３１は静電チャック１０３を、成膜中、蒸着物質が付着しない退避位置（本実施形態ではチャック格納室１４１）へ搬送する。これで成膜の準備が整う。次に、図１１（Ａ）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。蒸着物質はマスク１０２を介して基板１０１に蒸着される。

【0045】

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１１（Ｂ）はマスク１０２を搬出する動作を示している。まず、磁石プレート５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、マスク支持ユニット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。

【0046】

続いて成膜済みの基板１０１を搬出する。図１２（Ａ）に示すようにマスク支持ユニット６の支持部材６ａを上昇して、基板１０１を爪部Ｆ１によって下側から支持する。基板１０１に対する基板支持ユニット３の吸着を解除して基板１０１が支持部材６ａに移載される。図１２（Ｂ）に示すように搬送ロボット１２１のハンド部を基板１０１の下方に進入させた後、マスク支持ユニット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。

【0047】

＜第二実施形態＞
第一実施形態では、成膜の際、静電チャック１０３を真空チャンバ２から退避位置へ搬送したが、成膜中も静電チャック１０３を真空チャンバ２内に位置させ、マスク１０２を吸着してもよい。そのために静電チャック１０３を、蒸着物質が通過可能な構造とする。図１３（Ａ）は本実施形態の静電チャック１０３’の斜視図であり、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のＣ－Ｃ線断面図である。

【0048】

静電チャック１０３’は、静電チャック１０３と開口部１０３ｄを有する点で異なる。静電チャック１０３’は、開口部１０３ｄは吸着部１０３ａと吸着部１０３ｂとの間に形成されており、平面視で扇形を有している。開口部１０３ｄは、マスク１０２の各マスク部１０２ｂ（図３参照）と重なる位置に形成されており、蒸着物質は開口部１０３ｄを通過して各マスク部１０２ｂに到達可能である。静電チャック１０３’が蒸着物質に晒されることにより、蒸着物質が静電チャック１０３’に付着する。付着物の清掃を容易にするために、静電チャック１０３’には防着板１０４が分離可能に装着されている。防着板１０４は静電チャック１０３’の下面と、開口部１０３ｄの内壁面を覆うように設けられている。防着板１０４を交換することにより静電チャック１０３ｂ’を繰り返し使うことができ、その寿命を延ばすことができる。

【0049】

図１４（Ａ）～図１５（Ｂ）は静電チャック１０３’を用いた本実施形態における成膜装置１の動作例を示す。第一実施形態の動作と重複する動作については適宜省略する。図１４（Ａ）は、第一実施形態の図８（Ｂ）の状態と同じであり、アライメント動作の準備が整った状態を示す。図１４（Ｂ）は図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示したアライメント動作と同じである。本実施形態はアライメント動作までは第一実施形態と略同じである。

【0050】

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１５（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。磁石プレート５が冷却プレート４上に当接し、上から順に磁石プレート５、冷却プレート４、基板支持プレート３、基板１０１、マスク１０２及び静電チャック１０３が密着した状態になる。磁石プレート５の磁力によりマスク１０２を引き寄せ、マスク１０２と基板１０１とを全体的に密着させることができる。第一実施形態と異なり、マスク１０２はマスク支持ユニット６により下方から支持されておらず、静電チャック１０３と共にチャック支持ユニット７により下方から支持される。

【0051】

これで成膜の準備が整う。静電チャック１０３を退避させることなく蒸着を開始する。図１５（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。蒸着物質は、静電チャック１０３及びマスク１０２を介して基板１０１に蒸着される。成膜中、マスク１０２は静電チャック１０３によって吸着された状態が維持されるが、成膜中は吸着を解除する制御も採用可能である。成膜後の搬出動作は、静電チャック１０３、マスク１０２、基板１０１の順に行われ、その動作は第一実施形態と略同じである。

【0052】

本実施形態では、成膜時に静電チャック１０３を退避させないことでタクトタイムを向上できる。

【0053】

＜第三実施形態＞
第一実施形態では、シングルアーム式の搬送ロボット１３１でマスク１０２と静電チャック１０３の搬送を行ったが、これに代えてマスク１０２と静電チャック１０３の搬送を独立して行えるダブルアーム式の搬送ロボットを用いてもよい。図１６は搬送ロボット１３１に代わる搬送ロボット１３１’の概略図である。搬送ロボット１３１’は、マスク１０２の搬送用の多関節アーム１３１０と、静電チャック１０３の搬送用の多関節アーム１３１１とを備える。多関節アーム１３１０及び１３１１は、その根元部分が同軸上に配置されているが、根元部分を水平方向にずれた異軸上に配置した構成であってもよい。本実施形態によれば、マスク１０２と静電チャック１０３の真空チャンバ２への搬出入を連続的に行うことができ、タクトタイムを向上できる。

【0054】

また、第二実施形態のように、成膜中、静電チャック１０３を真空チャンバ２内に留まらせる構成においては、チャック支持ユニット７に代えて多関節アーム１３１１で、静電チャック１０３及びマスク１０２を下から支えてもよい。すなわち、成膜中、多関節アーム１３１１は真空チャンバ２内に進入した状態となる。この構成の場合、チャック支持ユニット７を省略することが可能である。

【0055】

＜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。

【0056】

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】

【0057】

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、１０３ 静電チャック

【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】

【図14】

【図15】

【図16】