特開 2025-25449 基板支持装置、成膜装置、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】P2025025449

(43)【公開日】2025-02-21

(54)【発明の名称】基板支持装置、成膜装置、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 14/50 20060101AFI20250214BHJP

   H10K 71/60 20230101ALI20250214BHJP

   H10K 71/16 20230101ALI20250214BHJP

   G09F 9/00 20060101ALI20250214BHJP

【ＦＩ】

C23C14/50 D

H10K71/60

H10K71/16

G09F9/00 338

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023130217

(22)【出願日】2023-08-09

(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】▲高▼田 大智

【テーマコード（参考）】

3K107

4K029

5G435

【Ｆターム（参考）】

3K107AA01

3K107BB01

3K107CC45

3K107FF15

3K107GG02

3K107GG33

4K029AA02

4K029AA09

4K029AA11

4K029BA62

4K029BB03

4K029CA01

4K029DA03

4K029HA01

4K029HA04

4K029JA01

4K029KA01

4K029KA09

5G435AA17

5G435BB05

5G435KK05

(57)【要約】

【課題】基板の撓み方のばらつきを抑制することが可能な基板支持装置、成膜装置、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】基板を支持する複数の支持具を有する基板支持装置であって、複数の支持具は、第１傾斜方向に傾斜した支持面を有する第１支持具と、第２傾斜方向に傾斜した支持面を有する第２支持具と、の組み合わせからなり、第１傾斜方向及び第２傾斜方向は異なる方向であって、これら複数の支持面によって基板を支持することを特徴とする基板支持装置。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板を支持する複数の支持具を有する基板支持装置であって、
前記複数の支持具は、第１傾斜方向に傾斜した支持面を有する第１支持具と、第２傾斜方向に傾斜した支持面を有する第２支持具と、の組み合わせからなり、
前記第１傾斜方向及び前記第２傾斜方向は異なる方向であって、これら複数の前記支持面によって前記基板を支持することを特徴とする基板支持装置。

【請求項2】

前記基板支持装置に保持された前記基板に撓みが生じていないと仮定した場合の前記基板の表面に平行な仮想的な面を仮想面とし、
前記第１支持具の前記支持面は、前記仮想面に対し第１角度だけ傾斜した第１傾斜面からなり、
前記第２支持具の前記支持面は、前記仮想面に対し第２角度だけ傾斜した第２傾斜面からなり、
前記第１支持具と前記第２支持具との組み合わせを支持具組とし、前記仮想面に平行な第１方向に沿って並ぶ複数の前記支持具組を有する請求項１に記載の基板支持装置。

【請求項3】

前記第１傾斜面は、前記第１方向に沿って前記仮想面からの距離が大きくなるように傾斜し、
前記第２傾斜面は、前記第１方向に沿って前記仮想面からの距離が小さくなるように傾斜する請求項２に記載の基板支持装置。

【請求項4】

前記支持具組は、前記第１支持具と、前記第１支持具より前記第１方向側に位置する前記第２支持具と、の組であり、
前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とにより前記第１方向に沿って谷形状の支持面が形成される請求項２又は３に記載の基板支持装置。

【請求項5】

前記支持具組は、前記第２支持具と、前記第２支持具より前記第１方向側に位置する前記第１支持具と、の組であり、
前記第１傾斜面と前記第２傾斜面とにより前記第１方向に沿って山形状の支持面が形成される請求項２又は３に記載の基板支持装置。

【請求項6】

前記第１角度及び前記第２角度は、固定である請求項２又は３に記載の基板支持装置。

【請求項7】

前記第１角度及び前記第２角度は、可変である請求項２又は３に記載の基板支持装置。

【請求項8】

前記第１角度及び前記第２角度は、前記仮想面に対し－４５度から＋４５度の範囲で可変である請求項７に記載の基板支持装置。

【請求項9】

前記第１角度及び前記第２角度は、前記仮想面に対し－３０度から＋３０度の範囲で可変である請求項７に記載の基板支持装置。

【請求項10】

前記仮想面に対し平行の支持面を有する第３支持具をさらに有する請求項２又は３に記載の基板支持装置。

【請求項11】

前記基板を介して前記第３支持具を押圧する押圧具をさらに有し、
前記第１支持具及び前記第２支持具の前記支持面により前記基板を支持するとともに、前記第３支持具と前記押圧具とにより前記基板を挟持する請求項１０に記載の基板支持装置。

【請求項12】

請求項１～３のいずれか１項に記載の基板支持装置と、
前記基板に成膜する成膜手段と、
を備える成膜装置。

【請求項13】

基板上に所定パターンの成膜を行う成膜方法であって、
請求項１～３のいずれか１項に記載の基板支持装置により、前記基板をマスクの上に載置する工程と、
前記基板に前記マスクを介して成膜する成膜工程と、
を含む成膜方法。

【請求項14】

基板上に形成された有機膜を有する電子デバイスの製造方法であって、
請求項１３に記載の成膜方法により前記有機膜が形成されることを特徴とする電子デバイスの製造方法。

【請求項15】

基板上に形成された金属膜を有する電子デバイスの製造方法であって、
請求項１３に記載の成膜方法により前記金属膜が形成されることを特徴とする電子デバイスの製造方法。

【請求項16】

前記電子デバイスが、有機ＥＬ表示装置の表示パネルであることを特徴とする請求項１４に記載の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、基板支持装置、成膜装置、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】

近年、基板の大型化・薄型化が進んでおり、基板の自重による撓みの影響が大きくなっている。また、成膜領域を基板中央部に設ける関係上、基板を支持・挟持できるのは基板の外周部（周縁部）に限られている。

【0003】

マスクを介して基板上に成膜を行う成膜装置では、基板の外周部（四辺）を支持して基板を保持する基板支持装置を用いて、基板をマスクに載置して密着させ、その状態で成膜を行う。矩形の基板の場合、基板の外周のうち、一方の対向辺部（例えば長辺部）では基板を挟持し、他方の対向辺部（例えば短辺部）では基板を挟持せずに支持のみする構成のものがある。特許文献１では、基板の長辺は支持具と押圧具とによって基板を挟持し、基板の短辺は支持具のみで基板を下方から支持する基板支持装置において、短辺を支持する複数の支持具のうち一部の支持具の高さを他の支持具の高さと異ならせ、又は、一部の支持具間の距離を他の支持具間の距離と異ならせることにより、基板支持装置に保持された基板の撓み方（撓みの様相、撓みモードともいう）が基板毎にばらつくことを抑制することが記載されている。また、特許文献２には、基板を保持するロボットハンドのハンド部をモータにより回転可能に構成し、ハンド部を回転させることで、撓んだ状態の基板がハンド部に載置された場合でもハンド部と基板との密着度合が高くなるようにすることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１９７３６１号公報

【特許文献2】特開２００１－２７７１６９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述のように基板の周辺を支持すると、基板が自重で撓み、基板の中央がへこむ。また、支持のみがされている基板の周辺についても、基板に撓みが生じる。この際、基板の撓み方は基板ごとに異なる。したがって、基板の外周を複数の支持具によって支持する場合、基板と複数の支持具との接触状態もまた基板ごとに異なってしまう。さらに、基板をマスクの上に載置する際に基板とマスクとの間にずれが生じるが、そのずれ方も基板ごとに異なってしまう。そうすると、基板をマスクの上に載置する際に、マスク上での基板の位置が基板ごとに異なってしまうという不都合が生じる。これは、基板とマスクとのアライメントに要する時間の増大に繋がり、製造時間（タクトタイム）の増加に繋がる。

【0006】

従来の比較的小さいサイズの基板では、特許文献１に記載の構成のように、短辺を支持する支持具の高さを一部変更することで、基板ごとの撓み方のばらつきを抑制することができたが、近年の基板サイズの大型化により、支持具の高さの変更では撓み方のばらつきを抑えることが困難になってきている。特許文献２のロボットハンドを用いれば、様々な撓み方に対応することは可能だが、生産性の向上やアライメント精度の向上のためには、撓み方のばらつきそのものを抑えることが望ましい。

【0007】

本発明の目的は、基板の撓み方のばらつきを抑制することが可能な基板支持装置、成膜装置、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】

【0008】

本発明は、基板を支持する複数の支持具を有する基板支持装置であって、
前記複数の支持具は、第１傾斜方向に傾斜した支持面を有する第１支持具と、第２傾斜方向に傾斜した支持面を有する第２支持具と、の組み合わせからなり、
前記第１傾斜方向及び前記第２傾斜方向は異なる方向であって、これら複数の前記支持面によって前記基板を支持することを特徴とする基板支持装置である。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、基板の撓み方のばらつきを抑制することが可能な基板支持装置、成膜装置、成膜方法及び電子デバイスの製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】電子デバイスの製造装置の構成の一部を模式的に示す上視図。

【図2】成膜装置の構成を模式的に示す断面図。

【図3】基板保持ユニットの構成を示す図。

【図4】実施例１の基板保持ユニットを説明する図。

【図5】基板の載置方法（基板の受け取り～基板の支持）を説明する図。

【図6】基板の載置方法（第１アライメント）を説明する図。

【図7】基板の載置方法（第２アライメント）を説明する図。

【図8】基板の載置方法（第２アライメント）を説明する図。

【図9】基板の載置方法（冷却板下降～挟持解放）を説明する図。

【図10】実施例２の基板保持ユニットを説明する図。

【図11】実施例３の基板保持ユニットを説明する図。

【図12】実施例４の基板保持ユニットを説明する図。

【図13】有機ＥＬ表示装置の全体図及び、有機ＥＬ電子デバイスの１画素の断面構造を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態及び実施例を説明する。ただし、以下の実施形態及び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。

【0012】

本発明は、基板上に薄膜を形成する成膜装置及びその制御方法に関し、特に、基板の高精度な搬送及び位置調整のための技術に関する。本発明は、平行平板の基板の表面に真空蒸着により所望のパターンの薄膜（材料層）を形成する装置に好ましく適用できる。基板の材料としては、ガラス、樹脂、金属などの任意の材料を選択でき、また、蒸着材料としても、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物など）などの任意の材料を選択できる。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。なかでも、有機ＥＬ表示装置の製造装置は、基板の大型化あるいは表示パネルの高精細化により基板の搬送精度及び基板とマスクのアライメント精度のさらなる向上が要求されているため、本発明の好ましい適用例の一つである。

【0013】

＜製造装置及び製造プロセス＞
図１は、電子デバイスの製造装置の構成の一部を模式的に示す上視図である。図１の製造装置は、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、例えば約１８００ｍｍ×約１５００ｍｍ、厚
み約０．５ｍｍのサイズの基板に有機ＥＬの成膜を行った後、該基板をダイシングして複数の小サイズのパネルが作製される。

【0014】

電子デバイスの製造装置は、一般に、図１に示すように、複数の成膜室１１１、１１２と、搬送室１１０とを有する。搬送室１１０内には、基板１０を保持し搬送する搬送ロボット１１９が設けられている。搬送ロボット１１９は、例えば、多関節アームに、基板を保持するロボットハンドが取り付けられた構造をもつロボットであり、各成膜室への基板１０の搬入／搬出を行う。

【0015】

各成膜室１１１、１１２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１１９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。各成膜室の成膜装置は、成膜対象が有機膜であるか金属膜であるかの違いや蒸着源の違いやマスクの違いなど細かい点で相違する部分はあるものの、基本的な構成（特に基板の搬送やアライメントに関わる構成）はほぼ共通している。以下、各成膜室の成膜装置の共通構成について説明する。

【0016】

＜成膜装置＞
図２は、成膜装置の構成を模式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直交座標系を用いる。成膜時に基板は水平面（ＸＹ平面）と平行となるよう固定されるものとし、このときの基板の短手方向（短辺に平行な方向）をＸ方向、長手方向（長辺に平行な方向）をＹ方向とする。またＺ軸まわりの回転角をθで表す。

【0017】

成膜装置は、真空チャンバ２００を有する。真空チャンバ２００の内部は、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。真空チャンバ２００の内部には、概略、基板保持ユニット２１０と、マスク２２０と、マスク台２２１と、冷却板２３０と、蒸着源２４０が設けられる。基板保持ユニット２１０は、搬送ロボット１１９から受け取った基板１０を保持・搬送する基板支持装置であり、基板ホルダとも呼ばれる。マスク２２０は、基板１０上に形成する薄膜パターンに対応する開口パターンをもつメタルマスクであり、枠状のマスク台２２１の上に固定されている。成膜時にはマスク２２０の上に基板１０が載置される。したがってマスク２２０は基板１０を載置する載置体ともいう。冷却板２３０は、成膜時に基板１０（のマスク２２０とは反対側の面）に密着し、基板１０の温度上昇を抑えることで有機材料の変質や劣化を抑制する部材である。冷却板２３０がマグネット板を兼ねていてもよい。マグネット板とは、磁力によってマスク２２０を引き付けることで、成膜時の基板１０とマスク２２０の密着性を高める部材である。蒸着源２４０は、蒸着材料、ヒータ、シャッタ、蒸発源の駆動機構、蒸発レートモニタなどから構成される（いずれも不図示）。

【0018】

真空チャンバ２００の上（外側）には、基板Ｚアクチュエータ２５０、クランプＺアクチュエータ２５１、冷却板Ｚアクチュエータ２５２、Ｘアクチュエータ（不図示）、Ｙアクチュエータ（不図示）、θアクチュエータ（不図示）が設けられている。これらのアクチュエータは、例えば、モータとボールねじ、モータとリニアガイドなどで構成される。基板Ｚアクチュエータ２５０は、基板保持ユニット２１０の全体を昇降（Ｚ方向移動）させるための駆動手段（基板昇降手段）である。クランプＺアクチュエータ２５１は、基板保持ユニット２１０の挟持機構（後述）を開閉させるための駆動手段である。冷却板Ｚアクチュエータ２５２は、冷却板２３０を昇降させるための駆動手段である。Ｘアクチュエータ、Ｙアクチュエータ、θアクチュエータ（以下まとめて「ＸＹθアクチュエータ」と呼ぶ）は基板１０のアライメントのための駆動手段である。ＸＹθアクチュエータは、基板保持ユニット２１０及び冷却板２３０の全体を、Ｘ方向移動、Ｙ方向移動、θ回転させ
る。なお、実施例１では、マスク２２０を固定した状態で基板１０のＸ，Ｙ，θを調整する構成としたが、マスク２２０の位置を調整し、又は、基板１０とマスク２２０の両者の位置を調整することで、基板１０とマスク２２０のアライメントを行ってもよい。

【0019】

真空チャンバ２００の上（外側）には、基板１０及びマスク２２０のアライメントのために、基板１０及びマスク２２０それぞれの位置を測定するカメラ２６０、２６１が設けられている。カメラ２６０、２６１は、真空チャンバ２００に設けられた窓を通して、基板１０とマスク２２０を撮影する。その画像から基板１０上のアライメントマーク及びマスク２２０上のアライメントマークを認識することで、各々のＸＹ位置やＸＹ面内での相対ずれを計測することができる。短時間で高精度なアライメントを実現するために、大まかに位置合わせを行う第１アライメント（「ラフアライメント」とも称す）と、高精度に位置合わせを行う第２アライメント（「ファインアライメント」とも称す）の２段階のアライメントを実施することが好ましい。その場合、低解像だが広視野の第１アライメント用のカメラ２６０と狭視野だが高解像の第２アライメント用のカメラ２６１の２種類のカメラを用いるとよい。実施例１では、基板１０及びマスク２２０それぞれについて、対向する一対の辺の２箇所に付されたアライメントマークを２台の第１アライメント用のカメラ２６０で測定し、基板１０及びマスク２２０の４隅に付されたアライメントマークを４台の第２アライメント用のカメラ２６１で測定する。

【0020】

成膜装置は、制御部２７０を有する。制御部２７０は、基板Ｚアクチュエータ２５０、クランプＺアクチュエータ２５１、冷却板Ｚアクチュエータ２５２、ＸＹθアクチュエータ、及びカメラ２６０、２６１の制御の他、基板１０の搬送及びアライメント、蒸着源の制御、成膜の制御などの機能を有する。制御部２７０は、例えば、プロセッサ、メモリ、ストレージ、Ｉ／Ｏなどを有するコンピュータにより構成可能である。この場合、制御部２７０の機能は、メモリ又はストレージに記憶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。コンピュータとしては、汎用のパーソナルコンピュータを用いてもよいし、組込型のコンピュータ又はＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を用いてもよい。あるいは、制御部２７０の機能の一部又は全部をＡＳＩＣやＦＰＧＡのような回路で構成してもよい。なお、成膜装置ごとに制御部２７０が設けられていてもよいし、１つの制御部２７０が複数の成膜装置を制御してもよい。

【0021】

なお、基板１０の保持・搬送及びアライメントに関わる構成部分（基板保持ユニット２１０、基板Ｚアクチュエータ２５０、クランプＺアクチュエータ２５１、ＸＹθアクチュエータ、カメラ２６０、２６１、制御部２７０など）は、「基板載置装置」、「基板挟持装置」、「基板搬送装置」などとも呼ばれる。

【0022】

＜基板保持ユニット＞
図３を参照して基板保持ユニット２１０の構成を説明する。図３は基板保持ユニット２１０の斜視図である。

【0023】

基板保持ユニット２１０は、挟持機構によって基板１０の周縁部を挟持することにより、基板１０を保持・搬送する手段である。具体的には、基板保持ユニット２１０は、基板１０の４辺それぞれを下から支持する複数の支持具３００が設けられた支持枠体３０１と、長辺部の支持具３００との間で基板１０を挟み込む複数の押圧具３０２が設けられたクランプ部材３０３と、を有する。一対の支持具３００と押圧具３０２とで１つの挟持機構が構成される。図３の例では、基板１０の短辺に沿って３つの支持具３００が配置され、長辺に沿って６つの挟持機構（支持具３００と押圧具３０２のペア）が配置されており、長辺２辺を挟持する構成となっている。ただし挟持機構の構成は図３の例に限られず、処理対象となる基板のサイズや形状あるいは成膜条件などに合わせて、挟持機構の数や配置を適宜変更してもよい。なお、支持具３００は「受け爪」又は「フィンガ」とも呼ばれ、
押圧具３０２は「クランプ」とも呼ばれる。

【0024】

搬送ロボット１１９から基板保持ユニット２１０への基板１０の受け渡しは例えば次のように行われる。まず、クランプＺアクチュエータ２５１によりクランプ部材３０３を上昇させ、押圧具３０２を支持具３００から離間させることで、挟持機構を解放状態にする。搬送ロボット１１９によって支持具３００と押圧具３０２の間に基板１０を導入した後、基板１０を支持具３００によって支持する。この状態で基板Ｚアクチュエータ２５０により基板保持ユニット２１０を駆動することで、基板１０を昇降（Ｚ方向移動）させることができる。なお、クランプＺアクチュエータ２５１は基板保持ユニット２１０と共に上昇／下降するため、基板保持ユニット２１０が昇降しても挟持機構の状態は変化しない。

【0025】

なお、図３の符号１０１は、基板１０の４隅に付された第２アライメント用のアライメントマークを示し、符号１０２は、基板１０の短辺中央に付された第１アライメント用のアライメントマークを示している。

【0026】

（実施例１）
図４（ａ）～図４（ｅ）は、実施例１の基板保持ユニット２１０を説明する図である。

【0027】

図４（ａ）は、基板保持ユニット２１０及び基板１０を上方から見た模式図である。図に示すように、基板保持ユニット２１０の支持具は、基板１０の周縁部１０３（支持可能なエリア）を支持する。上述したように、基板１０の長辺は支持具３００と押圧具３０２とによって挟持される一方、基板１０の短辺は支持具３００によって支持されるのみである。ここで、短辺側の支持具は、第１支持具４１と第２支持具４２との組み合わせを支持具組４００とし、基板１０の第１辺（実施例１では短辺）の延びる第１方向（実施例１ではＸ方向）に沿って並ぶ複数の支持具組４００からなる第１辺用支持具群を構成する。基板１０の第２辺（実施例１では長辺）の延びる第２方向（実施例２ではＹ方向）に沿って並ぶ複数の支持具３００と押圧具３０２とにより第２辺用支持具群が構成される。

【0028】

図４（ｄ）は支持具組４００の側面図、図４（ｅ）は支持具組４００の上面図である。支持具組４００を構成する第１支持具４１は、基板保持ユニット２１０に保持された基板１０に撓みが生じていないと仮定した場合の基板１０の表面に平行な仮想面１１に対し、第１角度φ１だけ傾斜した第１傾斜面５１を有する。また、第２支持具４２は、仮想面１１に対し第２角度φ２だけ傾斜した第２傾斜面５２を有する。第１傾斜面は、第１方向（Ｘ方向）に沿って仮想面１１からの距離が大きくなるように第１傾斜方向に傾斜し、基板１０を支持する支持面を構成する。第２傾斜面は、第１方向（Ｘ方向）に沿って仮想面１１からの距離が小さくなるように第２傾斜方向に傾斜し、基板１０を支持する支持面を構成する。すなわち、第１傾斜方向と第２傾斜方向は異なる方向であり、これら複数の支持面によって基板１０の辺縁部（実施例１でた短辺）が支持される。

【0029】

実施例１では、支持具組４００は、第１支持具４１と、第１支持具４１より第１方向側（Ｘ方向側）に位置する第２支持具４２との組であり、図４（ｄ）に示すように、第１傾斜面５１と第２傾斜面５２とが向かい合い、第１方向に沿った谷形状となる。第１角度φ１、第２角度φ２は、等しい角度でもよいし、異なる角度でもよい。第１角度φ１、第２角度φ２は、１５度～４５度とする。

【0030】

図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡＡ線に沿った断面図であり、基板１０の中央部における断面図である。図４（ｃ）は、図４（ａ）のＢＢ線に沿った断面図であり、基板１０の短辺部における断面図である。基板１０の中央部においては、図４（ｂ）に示すように中央が自重によって下向きに撓む。一方、基板１０の短辺部においては、図４（ｃ）に示すように、複数の支持具組４００によって谷形状と山形状が交互に形成され、これら谷形状と
山形状に沿った撓みが生じる。

【0031】

このように、実施例１では、短辺部において、基板１０の自重を利用して基板１０を複数の支持具組４００によって形成される谷形状と山形状に沿って積極的に撓ませることにより、基板１０ごとの特性の相違によらず、基板保持ユニット２１０が基板１０を保持する際の、基板１０の撓み方（撓みの様相、撓みモード）を一定にすることができ、基板による撓み方のばらつきを抑制することができる。

【0032】

以下、図５～図９を参照して、基板保持ユニット２１０が基板１０を搬送ロボットから受け取ってマスク２２０の上に載置するまでの一連の処理について、説明する。

【0033】

図５（ａ）は、搬送ロボット１１９のロボットハンド５０１に保持された基板１０を、基板保持ユニット２１０に受け渡す際の状態を示す。なお、ロボットハンド５０１に保持された基板１０は自重により中央が下に撓んでいる。

【0034】

図５（ｂ）は、基板１０の受け渡しが完了し、ロボットハンド５０１が抜き取られた状態を示す。基板保持ユニット２１０の複数の支持具組４００によって支持された基板１０の短辺は、複数の支持具組４００の谷形状と山形状によって形成される一定の撓み方で撓む。そのため、ロボットハンド５０１と基板保持ユニット２１０の間で基板１０の受け渡しを行う際の基板１０のずれを抑制できる。

【0035】

次に、図６（ａ）に示すように、基板１０の長辺部が挟持された上で、基板１０をマスク２２０とは接触しない位置まで下降させる。基板１０の長辺部の挟持は、クランプ部材３０３を下降させて押圧具３０２を所定の押圧力で支持具３００に押し当てることによって行われる。基板１０の下降は、基板Ｚアクチュエータ２５０によって基板保持ユニット２１０を駆動することによって行われる。なお、基板保持ユニット２１０の高さは固定したまま、マスク台２２１をマスク昇降手段によって昇降させることによって、基板１０をマスク２２０に載置してもよい。

【0036】

なお、ここでは、基板１０の長辺部を挟持した状態で基板１０を下降させているが、基板１０を挟持することなく下降させてもかまわない。

【0037】

図６（ｂ）は、第１アライメントを示す図である。第１アライメントは、大まかな位置合わせを行うアライメント処理であり、「ラフアライメント」とも称される。第１アライメントでは、カメラ２６０によって基板１０に設けられた基板アライメントマーク１０２とマスク２２０に設けられたマスクアライメントマーク（不図示）を認識し、各々のＸＹ位置やＸＹ面内での相対的なずれを計測し、位置合わせを行う。第１アライメントに用いるカメラ２６０は、大まかな位置合わせができるように、低解像だが広視野なカメラである。位置合わせの際には、基板１０（基板保持ユニット２１０）の位置を調整してもよいし、マスク２２０の位置を調整してもよいし、基板１０とマスク２２０の両者の位置を調整してもよい。

【0038】

第１アライメント処理が完了したら、図６（ｃ）に示すように基板１０をさらに下降させて、基板１０をマスク２２０上に載置する。ここで、基板１０をマスク２２０上に載置した状態とは、基板１０とマスク２２０が接触している状態を意味する。すなわち、基板１０をマスク２２０上に載置した状態とは、基板１０がマスク２２０と接触開始した時点、基板１０とマスク２２０の接触面積が接触開始時点よりも増えた時点、及び基板１０がマスク２２０に完全に載置された時点のいずれの時点の状態も含む。図７（ａ）は、基板１０がマスク２２０に完全に載置された状態を示す。

【0039】

図７（ｂ）から図８（ｃ）は第２アライメントを説明する図である。第２アライメントは、高精度な位置合わせを行うアライメント処理であり、「ファインアライメント」とも称される。まず、図７（ｂ）に示すように、カメラ２６１によって基板１０に設けられた基板アライメントマーク１０１とマスク２２０に設けられたマスクアライメントマーク（不図示）を認識し、各々のＸＹ位置やＸＹ面内での相対ずれを計測する。カメラ２６１は、高精度な位置合わせができるように、狭視野だが高解像なカメラである。計測されたずれが閾値を超える場合には、位置合わせ処理が行われる。以下では、計測されたずれが閾値を超える場合について説明する。

【0040】

計測されたずれが閾値を超える場合には、図７（ｃ）に示すように、基板Ｚアクチュエータ２５０を駆動して、基板１０を上昇させてマスク２２０から離す。このとき、基板保持ユニット２１０によって支持される基板１０の撓み方が短辺側の複数の支持具組４００によって一律になるため、基板１０の昇降動作によるランダムな位置ずれの発生を抑制でき、アライメント精度が向上する。

【0041】

図８（ａ）では、カメラ２６１によって計測されたずれに基づいてＸＹθアクチュエータを駆動して、位置合わせを行う。位置合わせの際には、基板１０（基板保持ユニット２１０）の位置を調整してもよいし、マスク２２０の位置を調整してもよいし、基板１０とマスク２２０の両者の位置を調整してもよい。

【0042】

その後、図８（ｂ）に示すように再び基板１０を下降させて、基板１０をマスク２２０上に載置する。そして、図８（ｃ）に示すように、カメラ２６１によって基板１０及びマスク２２０のアライメントマークの撮影を行い、ずれを計測する。計測されたずれが閾値を超える場合には、上述した位置合わせ処理が繰り返される。

【0043】

ずれが閾値以内になった場合には、図９（ａ）に示すように、冷却板Ｚアクチュエータを駆動して、冷却板２３０を下降させて基板１０に密着させる。実施例１では、冷却板２３０はマグネット板を兼ねており、磁力によってマスク２２０を引き付けることで、基板１０とマスク２０の密着性を高める。

【0044】

冷却板（マグネット板）の下降が完了したら、図９（ｂ）に示すように、クランプ部材３０３を上昇させて、基板１０の長辺部の挟持を解除（アンクランプ）する。その後、図９（ｃ）に示すように、基板保持ユニット２１０を下降させる。

【0045】

以上の工程により、マスク２２０上への基板１０の載置処理が完了し、成膜装置による成膜処理（蒸着処理）が行われる。

【0046】

実施例１によれば、基板保持ユニット２１０によって基板１０を保持する際に、短辺側の複数の支持具組４００によって形成される山形状と谷形状に沿って基板１０を自重によって撓ませる。これにより、基板１０ごとの均質度に差があったとしても、基板１０の撓み方を同一とすることができる。したがって、基板１０をマスク２２０に載置する際に載置位置が基板ごとにばらつくことを抑制できる。これにより、アライメントを高精度かつ短時間で完了することができる。さらには、基板への成膜処理を高精度かつ短時間に完了することができる。

【0047】

（実施例２）
図１０（ａ）～図１０（ｅ）は、実施例２の基板保持ユニット２１０を説明する図であり、図４（ａ）～図４（ｅ）に対応する図である。実施例２の実施例１に対する相違点は、支持具組４００は、第２支持具４２と、第２支持具４２より第１方向側（Ｘ方向側）に位置する第１支持具４１との組であり、図１０（ｄ）に示すように、第１傾斜面５１と第
２傾斜面５２とが背中合わせになり、第１方向に沿った山形状となる点である。これにより、図１０（ｃ）に示すように、基板１０の短辺の撓み方が実施例１と異なる態様となるが、基板によらず一定の撓み方で撓むことにより、基板ごとの撓み方のばらつきを抑制する効果は実施例１と同様に得られる。

【0048】

（実施例３）
図１１（ａ）～図１１（ｅ）は、実施例３の基板保持ユニット２１０を説明する図であり、図４（ａ）～図４（ｅ）に対応する図である。実施例２の実施例１に対する相違点は、基板１０の短辺を支持する支持具のうちに、基板１０に対向する面が傾斜面ではない第３支持具４３が含まれている点である。第３支持具４３の上面５３は、仮想面１１と平行であり、長辺を支持する支持具３００と同様の構成である。この場合、さらに、第３支持具４３との間で基板１０を挟み込む押圧具３０２を備えてもよい。

【0049】

これにより、基板１０の短辺においては、第３支持具４３と押圧具３０２とで挟持により基板１０を支持する箇所と、支持具組４００の第１支持具４１と第２支持具４２とで下方からの支持のみにより支持する箇所と、が混在することになる。このような構成によっても、基板１０の短辺の撓み方が実施例１と異なる態様となるが、基板によらず一定の撓み方で撓むことにより、基板ごとの撓み方のばらつきを抑制する効果は実施例１と同様に得られる。

【0050】

（実施例４）
図１２（ａ）～図１２（ｅ）は、実施例４の基板保持ユニット２１０を説明する図であり、図４（ａ）～図４（ｅ）に対応する図である。実施例４の実施例１に対する相違点は、第１支持具４１及び第２支持具４２が回転可能に構成され、仮想面１１に対して第１傾斜面５１のなす第１角度φ１及び第２傾斜面５２のなす第２角度φ２が可変である点である。詳細には、第１支持具４１は、Ｙ方向に延びる回転軸８１を有し、回転軸８１にはモータ７１が接続され、モータ７１の駆動力により回転軸８１を回転させることで、第１角度φ１を変化させることができる。また、第２支持具４２は、Ｙ方向に延びる回転軸８２を有し、回転軸８２にはモータ７２が接続され、モータ７２の駆動力により回転軸８２を回転させることで、第２角度φ２を変化させることができる。

【0051】

なお、各支持具の回転軸に駆動力を入力するための構成は、回転軸毎に独立のモータを備える構成でもよいし、単独又は支持具の総数より少ない数のモータの出力する駆動力をギア等で構成される駆動伝達機構により各支持具の回転軸に伝達する構成でもよい。第１角度φ１及び第２角度φ２の可変範囲は、－４５度から＋４５度とすることができる。また、第１角度φ１及び第２角度φ２の可変範囲は、－３０度から＋３０度とすることができる。角度の可変角度をマイナスからプラスの範囲とすることにより、１つの支持具組において、２つの支持具の傾斜面が向かい合わせになる（谷形状となる）状態と背中合わせになる（山形状となる）状態とを任意に設定可能となる。

【0052】

実施例４によれば、図１２（ｃ）に示すように、例えば、第１支持具４１と第２支持具４２の傾斜面が向かい合い谷形状となる支持具組４００に対し、谷形状が深くなるように傾斜面の角度を変更した第１支持具４４と第２支持具４５からなる支持具組４０１を有するようにできる。また、第１支持具４６と第２支持具４７の傾斜面が背中合わせになり山形状となる支持具組４０２を有するようにできる。図１２（ｃ）に示すように、基板１０の短辺を支持する複数の支持具組のうちに、第１角度φ１及び第２角度φ２が異なる支持具組が少なくとも１組含まれるようにしてもよいし、複数の支持具組の各々の第１角度φ１及び第２角度φ２を一斉に変更するようにしてもよい。第１角度φ１及び第２角度φ２の変更は、基板１０の種類や成膜装置の使用環境条件等に応じて変更してもよい。

【0053】

なお、実施例４ではモータの駆動力によって第１支持具及び第２支持具の傾斜面の角度が変更される構成を例示したが、モータを有せず、手動で第１支持具及び第２支持具を回転可能な構成としてもよい。この場合、作業者による手作業の角度調整が必要となるが、簡易な構成で第１支持具及び第２支持具の支持面の角度が可変な基板保持ユニットを実現できる。

【0054】

実施例１～３では短辺を支持する支持具の傾斜面の角度は予め設定された固定の角度であったため、簡易な機構で基板の撓みを誘導し、基板ごとの撓み方のばらつきを抑制する効果が得られるという利点がある。実施例４では、短辺を支持する支持具の傾斜面の角度が可変であるため、基板の種類等によって撓み方のばらつきを抑制するのに最も適した形状に基板の撓みを誘導することが可能となる。

【0055】

なお、以上の各実施例では、基板１０の短辺を支持する支持具に傾斜面を設ける例を説明したが、基板１０の長辺を支持する支持具に傾斜面を設けてもよい。

【0056】

（電子デバイスの製造方法の実施例）
次に、上記の各実施例の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。

【0057】

まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図１３（ａ）は有機ＥＬ表示装置６０の全体図、図１３（ｂ）は１画素の断面構造を表している。

【0058】

図１３（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。

【0059】

図１３（ｂ）は、図１３（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、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）に対応する所定パターンに形成されている。また、第１電極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。

【0060】

有機ＥＬ層を発光素子単位に形成するためには、マスクを介して成膜する方法が用いられる。近年、表示装置の高精細化が進んでおり、有機ＥＬ層の形成には開口の幅が数十μｍのマスクが用いられる。このようなマスクを用いた成膜の場合、マスクが成膜中に蒸発
源から受熱して熱変形するとマスクと基板との位置がずれてしまい、基板上に形成される薄膜のパターンが所望の位置からずれて形成されてしまう。そこで、これら有機ＥＬ層の成膜には本発明にかかる成膜装置（真空蒸着装置）が好適に用いられる。

【0061】

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。

【0062】

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。

【0063】

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。

【0064】

絶縁層６９がパターニングされた基板６３を第１の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて基板を保持し、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。

【0065】

次に、正孔輸送層６５までが形成された基板６３を第２の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて保持する。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。本例によれば、マスクと基板とを良好に重ね合わせることができ、高精度な成膜を行うことができる。

【0066】

発光層６６Ｒの成膜と同様に、第３の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。

【0067】

電子輸送層６７までが形成された基板をスパッタリング装置に移動し、第２電極６８を成膜し、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。

【0068】

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、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気の下で行われる。

【0069】

このようにして得られた有機ＥＬ表示装置は、発光素子ごとに発光層が精度よく形成される。従って、上記製造方法を用いれば、発光層の位置ずれに起因する有機ＥＬ表示装置の不良の発生を抑制することができる。

【符号の説明】

【0070】

１０：基板
４１：第１支持具
４２：第２支持具
２１０：基板保持ユニット

【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】