特許 7039656 アライメントマーク位置検出装置、蒸着装置およ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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-03-11

(45)【発行日】2022-03-22

(54)【発明の名称】アライメントマーク位置検出装置、蒸着装置および電子デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/04 20060101AFI20220314BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20220314BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20220314BHJP

【ＦＩ】

C23C14/04 A

H05B33/14 A

H05B33/10

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2020108590

(22)【出願日】2020-06-24

(62)【分割の表示】P 2018157519の分割

【原出願日】2018-08-24

(65)【公開番号】P2020169391

(43)【公開日】2020-10-15

【審査請求日】2020-06-24

(31)【優先権主張番号】10-2017-0108234

(32)【優先日】2017-08-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

【前置審査】

(73)【特許権者】

【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】特許業務法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】谷 和憲

(72)【発明者】

【氏名】長沼 義人

(72)【発明者】

【氏名】内田 亘

【審査官】神▲崎▼ 賢一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２８７９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１７６８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３３８４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２３３８６１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／０４

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

Ｈ０５Ｂ ３３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アライメントマークが設けられた基板を支持する基板支持手段と、
前記アライメントマークを撮影するカメラと、
前記カメラで前記アライメントマークを撮影して得られるマーク撮影画像において、アライメントマークの位置を検出する検出手段と、を備えるアライメントマーク位置検出装置において、
前記マーク撮影画像のフォーカス値が所定の範囲内にある場合は、前記マーク撮影画像を、アライメントマークを撮影した実画像から作成された第１のモデル画像と比較することにより、前記マーク撮影画像におけるアライメントマークの位置を検出する第１検出動作を前記検出手段が行い、
前記フォーカス値が前記所定の範囲内にない場合は、前記マーク撮影画像を、アライメントマークの設計データに基づいて作成された第２のモデル画像と比較することにより、前記マーク撮影画像におけるアライメントマークの位置を検出する第２検出動作を前記検出手段が行う
ことを特徴とするアライメントマーク位置検出装置。

【請求項2】

前記フォーカス値は、前記マーク撮影画像の輝度値データからエッジ勾配方式によって算出される
ことを特徴とする請求項１に記載のアライメントマーク位置検出装置。

【請求項3】

前記基板支持手段によって支持された前記基板の位置に応じて、前記第２のモデル画像におけるアライメントマークのサイズが異なる
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マーク位置検出装置。

【請求項4】

前記基板支持手段が前記基板を第１位置において支持している時に撮像された前記マーク撮影画像に対して、前記検出手段は前記第１検出動作を行い、
前記基板支持手段が前記基板を前記第１位置とは異なる第２位置において支持している時に撮像された前記マーク撮影画像に対して、前記検出手段は前記第２検出動作を行う
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のアライメントマーク位置検出装置
。

【請求項5】

第１のアライメントマークが設けられた基板を支持する基板支持手段と、
第２のアライメントマークが設けられたマスクを支持するマスク支持手段と、
前記第１のアライメントマーク及び前記第２のアライメントマークを撮影するカメラと、
前記カメラで前記第１のアライメントマーク及び前記第２のアライメントマークを撮影して得られるマーク撮影画像において、アライメントマークの位置を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出されたアライメントマークの位置に基づいて前記基板と前記マスクとの相対位置の調整を行う調整手段と、
前記調整手段によって相対位置の調整が行われた前記基板に前記マスクを介して蒸発材料を蒸着する蒸発源と、を備える蒸着装置において、
前記検出手段は、
前記マーク撮影画像のフォーカス値が所定の範囲内にある場合は、前記マーク撮影画像を、アライメントマークを撮影した実画像から作成された第１のモデル画像と比較することにより、前記マーク撮影画像におけるアライメントマークの位置を検出する第１検出動作を行い、
前記フォーカス値が前記所定の範囲内にない場合は、前記マーク撮影画像を、アライメントマークの設計データに基づいて作成された第２のモデル画像と比較することにより、前記マーク撮影画像におけるアライメントマークの位置を検出する第２検出動作を行う
ことを特徴とする蒸着装置。

【請求項6】

前記フォーカス値は、前記マーク撮影画像の輝度値データからエッジ勾配方式によって算出される
ことを特徴とする請求項５に記載の蒸着装置。

【請求項7】

前記基板支持手段によって支持された前記基板の位置に応じて、前記第２のモデル画像におけるアライメントマークのサイズが異なる
ことを特徴とする請求項５または６に記載の蒸着装置。

【請求項8】

前記マスク支持手段に対して前記基板支持手段を昇降させる昇降手段をさらに備える
ことを特徴とする請求項５～７のいずれか１項に記載の蒸着装置。

【請求項9】

前記カメラは、前記マスクに対して前記基板が第１の高さにある時、及び前記マスクに対して前記基板が前記第１の高さとは異なる第２の高さにある時に、前記第１のアライメントマーク及び前記第２のアライメントマークを撮影する
ことを特徴とする請求項５～８のいずれか１項に記載の蒸着装置。

【請求項10】

前記基板が第１の高さにある時に撮像された前記マーク撮影画像に対して、前記検出手段は前記第１検出動作を行い、
前記基板が第２の高さにある時に撮像された前記マーク撮影画像に対して、前記検出手段は前記第２検出動作を行う
ことを特徴とする請求項５～９のいずれか1項に記載の蒸着装置。

【請求項11】

前記第１の高さは、前記第２の高さよりも低い
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の蒸着装置。

【請求項12】

前記第１の高さのときは前記基板の全面が前記マスクと接触し、
前記第２の高さのときは前記基板の中央部は前記マスクと接触するが前記基板の周辺部
は前記マスクと離間する
ことを特徴とする請求項９～１１のいずれか１項に記載の蒸着装置。

【請求項13】

アライメントマークが設けられた基板を支持する基板支持手段と、
マスクを支持するマスク支持手段と、
前記マスク支持手段に対して前記基板支持手段を昇降させる昇降手段と、
前記アライメントマークを撮影するカメラと、
前記カメラで前記アライメントマークを撮影して得られるマーク撮影画像において、アライメントマークの位置を検出する検出手段と、を備えるアライメントマーク位置検出装置において、
前記検出手段は、前記マスクに対して前記基板が第１の高さにあるときは、前記マーク撮影画像を、アライメントマークを撮影した実画像から作成された第１のモデル画像と比較することにより、前記マーク撮影画像におけるアライメントマークの位置を検出し、
前記検出手段は、前記マスクに対して前記基板が前記第１の高さと異なる第２の高さにあるときは、前記マーク撮影画像を、アライメントマークの設計データに基づいて作成された第２のモデル画像と比較することにより、前記マーク撮影画像におけるアライメントマークの位置を検出し、
前記第２の高さは、前記第１の高さよりも低い
ことを特徴とするアライメントマーク位置検出装置。

【請求項14】

アライメントマークが設けられた基板を支持する基板支持手段と、
マスクを支持するマスク支持手段と、
前記マスク支持手段に対して前記基板支持手段を昇降させる昇降手段と、
前記アライメントマークを撮影するカメラと、
前記カメラで前記アライメントマークを撮影して得られるマーク撮影画像において、アライメントマークの位置を検出する検出手段と、を備えるアライメントマーク位置検出装置において、
前記検出手段は、前記マスクに対して前記基板が第１の高さにあるときは、前記マーク撮影画像を、アライメントマークを撮影した実画像から作成された第１のモデル画像と比較することにより、前記マーク撮影画像におけるアライメントマークの位置を検出し、
前記検出手段は、前記マスクに対して前記基板が前記第１の高さと異なる第２の高さにあるときは、前記マーク撮影画像を、アライメントマークの設計データに基づいて作成された第２のモデル画像と比較することにより、前記マーク撮影画像におけるアライメントマークの位置を検出し、
前記第２の高さは、前記第１の高さよりも高い
ことを特徴とするアライメントマーク位置検出装置。

【請求項15】

第１のアライメントマークが設けられた基板を支持する基板支持手段と、
第２のアライメントマークが設けられたマスクを支持するマスク支持手段と、
前記マスク支持手段に対して前記基板支持手段を昇降させる昇降手段と、
前記第１のアライメントマーク及び前記第２のアライメントマークを撮影するカメラと、
前記カメラで前記第１のアライメントマーク及び前記第２のアライメントマークを撮影して得られるマーク撮影画像において、アライメントマークの位置を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出されたアライメントマークの位置に基づいて前記基板と前記マスクとの相対位置の調整を行う調整手段と、
前記調整手段によって相対位置の調整が行われた前記基板に前記マスクを介して蒸発材料を蒸着する蒸発源と、を備える蒸着装置において、
前記検出手段は、前記マスクに対して前記基板が第１の高さにあるときは、前記マーク
撮影画像を、アライメントマークを撮影した実画像から作成された第１のモデル画像と比較することにより、前記マーク撮影画像におけるアライメントマークの位置を検出し、
前記検出手段は、前記マスクに対して前記基板が前記第１の高さと異なる第２の高さにあるときは、前記マーク撮影画像を、アライメントマークの設計データに基づいて作成された第２のモデル画像と比較することにより、前記マーク撮影画像におけるアライメントマークの位置を検出し、
前記第２の高さは、前記第１の高さよりも低い
ことを特徴とする蒸着装置。

【請求項16】

前記第１の高さのときは前記基板の中央部は前記マスクと接触するが前記基板の周辺部は前記マスクと離間し、前記第２の高さのときは前記基板の全面が前記マスクと接触することを特徴とする請求項１５に記載の蒸着装置。

【請求項17】

第１のアライメントマークが設けられた基板を支持する基板支持手段と、
第２のアライメントマークが設けられたマスクを支持するマスク支持手段と、
前記マスク支持手段に対して前記基板支持手段を昇降させる昇降手段と、
前記第１のアライメントマーク及び前記第２のアライメントマークを撮影するカメラと、
前記カメラで前記第１のアライメントマーク及び前記第２のアライメントマークを撮影して得られるマーク撮影画像において、アライメントマークの位置を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出されたアライメントマークの位置に基づいて前記基板と前記マスクとの相対位置の調整を行う調整手段と、
前記調整手段によって相対位置の調整が行われた前記基板に前記マスクを介して蒸発材料を蒸着する蒸発源と、を備える蒸着装置において、
前記検出手段は、前記マスクに対して前記基板が第１の高さにあるときは、前記マーク撮影画像を、アライメントマークを撮影した実画像から作成された第１のモデル画像と比較することにより、前記マーク撮影画像におけるアライメントマークの位置を検出し、
前記検出手段は、前記マスクに対して前記基板が前記第１の高さと異なる第２の高さにあるときは、前記マーク撮影画像を、アライメントマークの設計データに基づいて作成された第２のモデル画像と比較することにより、前記マーク撮影画像におけるアライメントマークの位置を検出し、
前記第２の高さは、前記第１の高さよりも高い
ことを特徴とする蒸着装置。

【請求項18】

前記第１の高さのときは前記基板の全面が前記マスクと接触し、前記第２の高さのときは前記基板の中央部は前記マスクと接触するが前記基板の周辺部は前記マスクと離間することを特徴とする請求項１７に記載の蒸着装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はアライメントマーク位置検出装置、蒸着装置および電子デバイスの製造方法に関するもので、具体的に、有機電界発光ディスプレイ装置の真空蒸着工程において、マスクと基板の位置整列を高精度に行うための方法及び装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

最近、フラットパネルディスプレイとして有機電界発光ディスプレイが脚光を浴びている。有機電界発光ディスプレイは、自発光ディスプレイとして、応答速度、視野角、薄型化などの特性が液晶パネルディスプレイより優れており、モニター、テレビ、スマートフォンに代表される各種携帯端末などで既存の液晶パネルディスプレイを急速に代替している。また、自動車用ディスプレイ等でも、その応用分野が広がっている。

【0003】

有機電界発光ディスプレイは、２つの向かい合う電極（カソード電極、アノード電極）の間に発光を起こす有機物層が形成された基本構造を有する。有機電界発光ディスプレイの有機物層及び電極金属層は、真空チャンバー内で所望する画素パターンが形成されたマスクを介して基板に蒸着物質を蒸着させることで製造されるが、基板上の所望する位置に所望するパターンで蒸着物質を蒸着させるためには、基板への蒸着が行われる前にマスクと基板の位置を精密に整列させなければならない。

【0004】

このため、特許文献１に記載の技術では、マスクと基板上にマーク（これをアライメントマークと称す）を形成し、これらマークを真空蒸着装置に設置されたカメラで撮影してマークの中心が互いに一致するようにマスクと基板を相対的に移動させる。このようにしてマスクと基板が互いに位置整列された状態で蒸発源から噴射された蒸着物質をマスクを介して基板に蒸着させることで有機電界発光ディスプレイ装置を製造する。

【0005】

また特許文献２には、アライメントマークの撮像条件の異なる複数のモデル画像に基づいて、１つあるいは複数のテンプレートを生成することの開示がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００８－００４３５８号公報

【文献】国際公開第２００５／００８７５３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、基板の大型化やパターンの微細化によって基板とマスクの位置整列の精度をさらに改善させるための持続的な要請がある。

【0008】

本発明は、基板とマスクの位置整列の精度をさらに改善させる技術を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様によるアライメントマーク位置検出装置は、
アライメントマークが設けられた基板を支持する基板支持手段と、
前記アライメントマークを撮影するカメラと、
前記カメラで前記アライメントマークを撮影して得られるマーク撮影画像において、ア
ライメントマークの位置を検出する検出手段と、
を備え、
前記マーク撮影画像のフォーカス値が所定の範囲内にある場合は、前記マーク撮影画像を、アライメントマークを撮影した実画像から作成された第１のモデル画像と比較することにより、前記マーク撮影画像におけるアライメントマークの位置を検出する第１検出動作を前記検出手段が行い、
前記フォーカス値が前記所定の範囲内にない場合は、前記マーク撮影画像を、アライメントマークの設計データに基づいて作成された第２のモデル画像と比較することにより、前記マーク撮影画像におけるアライメントマークの位置を検出する第２検出動作を前記検出手段が行うことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によると、アライメント用のカメラで撮影したアライメントマーク画像のフォーカス度合いに応じて、アライメントマーク検出及び位置の測定に使用する基準モデル画像が異なるように選択することにより、高精度でマスクと基板の位置整列が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】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2】図２は、成膜装置の構成を模式的に示す断面図である。

【図3】図３は、基板保持ユニット１１０の斜視図である。

【図4】図４は、第１アライメントを示す図面である。

【図5】図５は、計測位置における第２アライメントを示す図面である。

【図6】図６は、蒸着位置における第２アライメントを示す図面である。

【図7】図７は、マーク撮影画像と基準モデル画像とのパターンマッチング方式を概念的に示す図面である。

【図8】図８は、パターンマッチングに使用される基準モデル画像の例を示す図面である。

【図9】図９は、本発明のアライメント装置のブロックダイアグラムである。

【図10】図１０は、本発明のアライメント方法についてのフローチャートである。

【図11】図１１は、本発明の有機ＥＬ装置の概略図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照し、本発明の実施例を詳しく説明する。本発明には多様な変更ができ、多様な実施例を有することができる。特定の実施例を図面に基づき例示して説明するが、本発明はこの特定の実施例に限定されるのではなく、本発明の思想および技術範囲に含まれるすべての変更、均等物乃至代替物を含むものと理解されるべきである。

【0013】

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およ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。

【0014】

＜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Ｓに有機ＥＬの成膜を行った後、該基板Ｓ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。

【0015】

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２０、３０と、搬送室１０とを有する。搬送室１０内には、基板Ｓを保持し搬送する搬送ロボット４０が設けられている。搬送ロボット４０は、例えば、多関節アームに、基板Ｓ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Ｓの搬入／搬出を行う。

【0016】

各成膜室２０、３０にはそれぞれ成膜装置（蒸着装置ともよぶ）が設けられている。搬送ロボット４０との基板Ｓの受け渡し、基板Ｓ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Ｓ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２０、３０の成膜装置は、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２０、３０の成膜装置の共通構成について説明する。

【0017】

＜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Ｓ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Ｓ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。

【0018】

成膜装置は、真空チャンバー１００を有する。真空チャンバー１００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。真空チャンバー１００の内部には、概略、基板保持ユニット１１０と、マスク１２０と、マスク台１２１と、冷却板１３０と、蒸着源１４０が設けられる。基板保持ユニット１１０は、搬送ロボット４０から受け取った基板Ｓを保持・搬送する手段であり、基板ホルダとも呼ばれる。マスク１２０は、基板Ｓ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１２１の上に固定されている。

【0019】

成膜時にはマスク１２０の上に基板Ｓが載置される。したがって、マスク１２０は基板Ｓを載置する載置体としての役割も担う。冷却板１３０は、成膜時に基板Ｓ（のマスク１２０とは反対側の面）に密着し、基板Ｓ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１３０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１２０を引き付けることで、成膜時の基板Ｓとマスク１２０の密着性を高める部材である。蒸着源１４０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）。

【0020】

真空チャンバー１００の上（外側）には、基板Ｚアクチュエータ１５０、クランプＺアクチュエータ１５１、冷却板Ｚアクチュエータ１５２、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１５０は、基板保持ユニット１１０の全体を昇降（Ｚ方向移動）させるための駆動手段である。クランプＺアクチュエータ１５１は、基板保持ユニット１１０の挟持機構を開閉させるための駆動手段である。

【0021】

冷却板Ｚアクチュエータ１５２は、冷却板１３０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Ｓ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１１０及び冷却板１３０の全体を、Ｘ方向移動、Ｙ方向移動、θ回転させる。なお、本実施形態では、マスク１２０を固定した状態で基板ＳのＸ，Ｙ，θを調整する構成としたが、マスク１２０の位置を調整し、又は、基板Ｓとマスク１２０の両者の位置を調整することで、基板Ｓとマスク１２０のアライメントを行ってもよい。

【0022】

真空チャンバー１００の上（外側）には、基板Ｓ及びマスク１２０のアライメントのために、基板Ｓ及びマスク１２０それぞれの位置を測定するカメラ１６０、１６１が設けられている。カメラ１６０、１６１は、真空チャンバー１００に設けられた窓を通して、基板Ｓとマスク１２０を撮影する。その画像から基板Ｓ上のアライメントマーク及びマスク１２０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面内での相対ズレ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１６０と狭視野だが高解像の第２アライメント用のカメラ１６１の２種類のカメラを用いるとよい。本実施形態では、基板Ｓ及びマスク１２０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１６０で測定し、基板Ｓ及びマスク１２０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１６１で測定する。

【0023】

成膜装置は、制御部１７０を有する。制御部１７０は、基板Ｚアクチュエータ１５０、クランプＺアクチュエータ１５１、冷却板Ｚアクチュエータ１５２、ＸＹθアクチュエータ、及びカメラ１６０、１６１の制御の他、基板Ｓ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１７０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１７０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１７０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１７０が設けられていてもよいし、１つの制御部１７０が複数の成膜装置を制御してもよい。

【0024】

＜基板保持ユニット＞
図３を参照して基板保持ユニット１１０の構成を説明する。図３は基板保持ユニット１１０の斜視図である。

【0025】

基板保持ユニット１１０は、挟持機構によって基板Ｓの周縁を挟持することにより、基板Ｓ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１１０は、基板Ｓの４辺それぞれを下から支持する複数の支持具２０３が設けられた支持枠体２０４と、各支持具２０３との間で基板Ｓを挟み込む複数の押圧具２０５が設けられたクランプ部材２０６とを有する。一対の支持具２０３と押圧具２０５とで１つの挟持機構が構成される。図３の例では、基板Ｓの短辺に沿って３つの支持具２０３が配置され、長辺に沿って６つの挟持機構（支持具２０３と押圧具２０５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Ｓ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２０３は「受け爪」又は「フィンガ」とも呼ばれ、押圧具２０５は「クランプ」とも呼ばれる。

【0026】

搬送ロボット４０から基板保持ユニット１１０への基板Ｓ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１５１によりクランプ部材２０６を上昇させ、押圧具２０５を支持具２０３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４０によって支持具２０３と押圧具２０５の間に基板Ｓを導入した後、クランプＺアクチュエータ１５１によってクランプ部材２０６を下降させ、押圧具２０５を所定の押圧力で支持具２０３に押し当てる。これにより、押圧具２０５と支持具２０３の間で基板Ｓが挟持される。この状態で基板Ｚアクチュエータ１５０により基板保持ユニット１１０を駆動することで、基板Ｓ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１５１は基板保持ユニット１１０と共に上昇／下降するため、基板保持ユニット１１０が昇降しても挟持機構の状態は変化しない。

【0027】

＜アライメント＞
図３の符号２０２は、基板Ｓ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２０１は、基板Ｓ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。

【0028】

アライメントは大別して２段階の工程で行われる。つまり、基板Ｓおよびマスク１２０上にそれぞれ設けられたアライメントマークを前述した光学手段（カメラ１６０、１６１）を利用して検出した後、検出されたマーク間の相対位置を計測する計測工程と、計測工程の結果に基づいて基板Ｓ又はマスク１２０を移動させて、基板Ｓとマスク１２０の相対位置の調整を行う位置合わせ工程を順次進め、アライメントを行う。

【0029】

図４は、第１アライメントを示す図である。図４（ａ）は、搬送ロボット４０から基板保持ユニット１１０に基板Ｓが受け渡された直後の状態を示す。基板Ｓは自重によりその中央が下方に撓んでいる。次に、図４（ｂ）に示すように、クランプ部材２０６を下降させて、押圧具２０５と支持具２０３からなる挟持機構により基板Ｓの左右の辺部が挟持される。次に、図４（ｃ）に示すように、基板Ｓがマスク１２０から離隔された状態で、前述した計測工程および位置合わせ工程による第１アライメントが行われる。第１アライメントは、ＸＹ面内（マスク１２０の表面に平行な方向）における、基板Ｓとマスク１２０との相対位置を大まかに調整する第１の位置調整処理であり、「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１６０によって基板Ｓに設けられた基板アライメントマーク２０１とマスク１２０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面内での相対ズレを計測し、位置合わせを行う。第１アライメントに用いるカメラ１６０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Ｓ（基板保持ユニット１１０）の位置を調整してもよいし、マスク１２０の位置を調整してもよいし、基板Ｓとマスク１２０の両者の位置を調整してもよい。

【0030】

第１アライメント処理が完了したら、図５（ａ）、（ｂ）に示すように基板保持ユニット１１０を下降させて、基板Ｓの中央部がマスク１２０に接触する位置（以下、「計測位置」と称す）まで下降させる。次に、図５（ｃ）に示すように、当該計測位置において挟持機構により基板Ｓの周辺部が挟持された状態で、第２アライメントのための計測工程を行う。第２アライメントのための計測工程を行う位置（計測位置）は、例えば、支持具２０３の支持面（上面）がマスク１２０の載置面よりも少し高い位置（例えば、２ｍｍ～３ｍｍ高い位置）である。

【0031】

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５（ｃ）に示すように、前述した計測位置でカメラ１６１によって基板Ｓに設けられた基板アライメントマーク２０２とマスク１２０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
相対ズレを計測する。カメラ１６１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。

【0032】

計測されたズレが閾値を超える場合には、以下の過程を経て、位置合わせ処理が行われる。計測されたズレが閾値を超える場合には、図５（ｄ）に示すように、基板Ｚアクチュエータ１５０を駆動して、基板Ｓを上昇させて再びマスク１２０から離す。図５（ｅ）では、カメラ１６１によって計測されたズレに基づいて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Ｓ（基板保持ユニット１１０）の位置を調整してもよいし、マスク１２０の位置を調整してもよいし、基板Ｓとマスク１２０の両者の位置を調整してもよい。

【0033】

その後、図５（ｆ）に示すように再び基板Ｓを前述した計測位置まで下降させて、基板Ｓをマスク１２０上に載置する。そして、カメラ１６１によって基板Ｓおよびマスク１２０のアライメントマークの撮影を行い、ズレを計測する。計測されたズレ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。

【0034】

ズレがしきい値以内になった場合には、図６（ａ）、図６（ｂ）に示すように、基板Ｓを挟持したまま基板保持ユニット１１０を下降させ、基板保持ユニット１１０の支持面とマスク１２０の高さを一致させる。これにより、基板Ｓの全体がマスク１２０上に載置される。この時の位置を「蒸着位置」と称す。図６（ｃ）に示すように、基板Ｓの全体がマスク１２０上に完全に載置された蒸着位置で、カメラ１６１によって基板Ｓおよびマスク１２０のアライメントマークをもう一度撮影して、位置ずれが閾値以内に収束されているかを最終的に計測して検証する。この蒸着位置での最終計測工程は、前述した計測位置（図５（ｃ））での計測およびその計測結果に基づいた位置合わせ工程が行われた以降、図６（ａ）～図６（ｂ）の過程を経て、基板Ｓが蒸着位置にマスク１２０上に完全に載置される過程で、生じうる位置ずれを最終的に検証する工程である。

【0035】

以上の工程により、マスク１２０上への基板Ｓの載置処理が完了すると、その後、図６（ｄ）に示すように冷却板Ｚアクチュエータ１５２を駆動し、冷却板１３０を下降させて基板Ｓに密着させる。これにより、成膜装置による成膜処理（蒸着処理）が行われる準備が完了する。

【0036】

以下、アライアント、特に第２アライアント（ファインアライメント）における、マーク検出・位置計測工程の詳細について説明する。

【0037】

前述のとおり、第２アライアント（ファインアライメント）におけるマーク検出・位置計測工程は２箇所の位置で行われる。つまり、基板Ｓの中央部がマスク１２０に接触する“計測位置（第１計測位置）”（図５（ｃ）参照）と、基板Ｓの全体がマスク１２０上に完全に載置された“蒸着位置（第２計測位置）”（図６（ｃ）参照）で、それぞれマークの検出及び位置計測が同一の光学手段（第２アライメント用カメラ１６１）によって行われる。前述のとおり、計測位置（第１計測位置）は蒸着位置（第２計測位置）より略２～３ｍｍ程度高い位置に設定されている。本発明では、このように異なる高さの計測位置及び蒸着位置で第２アライメントマーク２０２の検出及び位置計測を行う際に、当該位置（基板の高さ）で第２アライメント用カメラ１６１で撮影して得られた第２アライメントマーク２０２の画像のフォーカス度合いに応じて、第２アライメントマーク２０２の検出及び位置計測にそれぞれ互いに異なる画像処理方式（実画像処理方式及び人工画像処理方式）を適用する。

【0038】

計測位置及び蒸着位置における第２アライメントマーク２０２の検出及び位置計測は第２アライメントマーク２０２に対応するように予め作成された基準モデル画像に基づいて
パターンマッチング方式によって行われる。すなわち、第２アライメント用カメラ１６１で撮影して得られた基板Ｓ（及び／又はマスク１２０）上のアライメントマーク周辺の画像（以下“マーク撮影画像”と称す）内に、あらかじめ作成されたアライメントマークの基準モデル画像とマッチングする領域が存在するか、存在するなら、その位置がどこなのかを見出す方式で行われる。

【0039】

具体的に、図７に示すように、マーク撮影画像３００内で基準モデル画像３１０と同一のサイズを持つ領域の画像データ（例えば、画素別の輝度データ）と基準モデル画像のデータ（例えば、画素別の輝度データ）を互いに比較して、これらの画像間の相関関係値（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ ｖａｌｕｅ、例えば、基準モデル画像３１０及びマーク撮影画像３００内の当該領域の全体画素の輝度データが一致する度合いを表すパラメータの値）を算出する。算出された相関関係値が所定の閾値を越えて十分な相関関係を持っている場合には、マーク撮影画像３００内に基準モデル画像３１０に対応するアライメントマークが存在すると判定する。算出された相関関係値が所定の閾値に及ばない場合（つまり、マーク撮影画像３００内の当該領域の画像と基準モデル画像３１０が十分に一致しないと判定される場合）には、マーク撮影画像３００内の領域をＸＹ平面上で１画素ずつ移動させながらマーク撮影画像３００内の他の領域について同一の過程を繰り返してマーク撮影画像内に基準モデル画像３１０が存在するかどうかを検出する。マーク撮影画像３００内に基準モデル画像３１０との相関関係値が閾値を超える領域が複数存在する場合は、相関関係値が最も大きい領域の位置を基準モデル画像３１０に対応するアライメントマークの位置と特定することができる。

【0040】

この際、使用されるアライメントマークの基準モデル画像３１０は、図８に示すように、アライメントマークの設計データ（サイズ及び形状等）に基づいてソフトウェアによって人為的に合成することによって作成したり（人工画像モデル；ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ ｍｏｄｅｌ）、基板Ｓやマスク１２０のアライメントマークの実画像をカメラで撮影して、各画素別の輝度データを抽出してこれを記憶手段に記憶しておくことにより、作成したりすることができる（実画像モデル；ｒｅａｌ ｍｏｄｅｌ）。

【0041】

一方、通常第２アライメント用カメラ１６１の位置は固定されていて、そのフォーカスは蒸着位置に合わせているため、第２アライメント用カメラ１６１で撮影された画像（マーク撮影画像）上のアライメントマークは基板の位置（高さ）に応じて（基板が蒸着位置にあるか、それとも計測位置にあるかに応じて）異なる形状（例えば、サイズ）を持つようになり、フォーカスの度合いが異なる。したがって、本発明においては、基板の位置に応じてマーク撮影画像の形状（例えば、サイズ）及びフォーカスの度合いが異なっても、それぞれの位置における第２アライメント工程でのマーク検出およびマーク位置計測の精度を高めるため、計測位置と蒸着位置の両方で基準モデル画像を作成しておき、フォーカス度合いに応じて実画像モデルを適用するか、それとも、人工画像モデルを適用するかを分ける。

【0042】

例えば、計測位置用の人工画像モデルは、図８（ａ）に示したように、第２アライメントマーク２０２の設計データから基板が計測位置にあるときのマークのサイズ及び形状をソフトウェアによって合成したモノクローム画像（例えば，円内は黒で、円外は白である円の画像）で計測位置用の人工画像モデルを作成することができ、計測位置用の実画像モデルは、図８（ｂ）に示したように、基板が計測位置に位置する時、カメラ１６１で撮影したアライメントマークの実際の画像から作成することができる。また、蒸着位置でも同様に、蒸着位置用の人工画像モデル（図８（ｃ））および蒸着位置用の実画像モデル（図８（ｄ））を作成することができる。図８に示すように、計測位置用の基準モデル画像（図８（ａ）、図８（ｂ））は、計測位置が蒸着位置よりカメラに近いため、蒸着位置用の基準モデル画像（図８（ｃ），図８（ｄ））よりそのサイズが大きい。ただし、図８に示
した基準も出る画像の大きさやその差は模式的なものである。

【0043】

計測位置でのアライメントマークの形状／サイズを基準に人工画像モデルを作成した後、当該人工画像モデルを計測位置と蒸着位置との両方でのアライメント工程に全て適用して、アライメントマークの検出及び位置計測を行う方式が考えられるが、この場合、計測位置では、当該人工画像モデルと基板上のアライメントマークの実画像がほとんどサイズの差がなく、比較的高い精度で位置計測が可能だが、蒸着位置では、計測位置で作成された当該人工画像モデルと実際の基板が位置した蒸着位置における基板上のアライメントマークのサイズが合わないため、正確な相関関係を引き出すことが困難であり、したがって位置計測の精度が低下した。また、人工画像モデルは実際の基板乃至マスク上に形成されるアライメントマークとは形状が完全に一致することはないため、基本的に人工画像モデルを使用するアライメントは精度を上げるのに限界がある。

【0044】

また、蒸着位置にフォーカスが合うように設けられたアライメント用のカメラで撮影して得られたアライメントマークの実画像に基づいて作成された実画像モデルを蒸着位置及び計測位置の両方での第２アライメント工程に適用することも考えられるが、フォーカスが合う蒸着位置では高精度で位置の計測が可能だが、フォーカスが合わない計測位置でのアライメント工程の精度が大きく落ちてしまう。

【0045】

そこで、本発明においては、蒸着位置または計測位置のいずれかを基準で一つの共通した基準モデル画像を作成するのではなく、蒸着位置及び計測位置のそれぞれに対し、該当位置における基準モデル画像を作成しておいて、基板の高さ（計測位置及び蒸着位置）に合わせて最適の基準モデル画像（及びこれに基づく画像処理方式）を自動的に転換して選択できるようにすることで、互いに異なる計測高さでのアライメント用マークの検出及び位置計測の精度を向上させるようにしている。

【0046】

すなわち、本発明では、第２アライメント工程で第２アライメント用カメラ１６１で撮影した画像（マーク撮影画像）のフォーカス値に応じて基準モデル画像としての実画像モデルを使用した画像処理方式を適用するか、それとも人工画像モデルを使用した画像処理方式を適用するかを決める。

【0047】

ここで、マーク撮影画像のフォーカス値は基板Ｓが蒸着位置にあるか、それとも計測位置にあるかを判別するための尺度として機能する。すなわち、第２アライメント用カメラ１６１は実際蒸着が行われる基板の位置である蒸着位置にフォーカスのピークが合うように設置されることが一般的であるので、基板が蒸着位置にある場合、フォーカスがよく合うようになり（つまり、フォーカス値がフォーカス閾値内になり）、基板が計測位置にある場合には、フォーカスが合わなくなる（つまり、フォーカス値がフォーカス閾値を超えることになる）。ここでフォーカス値は通常的にエッジ勾配（ｅｄｇｅ ｇｒａｄｉｅｎｔ）を算出することによって得られるが、本発明はこれに限らず、他の方式でフォーカス値を算出してもよい。

【0048】

従って、本発明では、第２アライメント用カメラ１６１によって撮影された第２アライメントマークの画像（マーク撮影画像）のフォーカス度合いに基づいて、（ｉ）該当マーク撮影画像のフォーカスが合う場合（例えば、算出されたフォーカス値がフォーカス閾値内である場合）には、基板の位置（高さ）に合わせて予め作成された実画像モデル（図８（ｂ）、或いは、図８（ｄ））を使用して、アライメントマークの検出及び位置計測のための画像処理を実行し、（ｉｉ）該当マーク撮影画像のフォーカスが合わない場合（例えば、算出されたフォーカス値がフォーカス閾値を超える場合）には、基板の位置（高さ）に合わせて予め作成された人工画像モデル（図８（ａ）、或いは、図８（ｃ））を使用して、アライメントマークの検出及び位置計測を行う。

【0049】

前述のとおり、第２アライメント用カメラ１６１は蒸着位置にフォーカスが合うように設置されることが一般的であるので、第２アライメント工程で計測位置にある基板Ｓのアライメントマーク２０２を撮影した場合、フォーカスが合わず、フォーカス値がフォーカス閾値を超えることになり、従って、この場合には計測位置用の人工画像モデル（図８（ａ））を使用して、アライメントマーク２０２の検出及び位置計測を行う。すなわち、計測位置にある基板の第２アライメントマークを撮影して得られた実画像モデルは、そのフォーカスが合わないので、これを基準にフォーカスが合っていないマーク撮影画像と対比したマッチングする場合、アライメントの精度が大きく落ちる。従って、第２アライメント用のカメラ１６１のフォーカスが合わない計測位置においては、その輪郭が明確な人工画像モデルを基準モデル画像として使ったほうが相対的にアライメントの精度の低下が抑制できる。

【0050】

これに比べて、基板Ｓが蒸着位置にある場合、第２アライメント用カメラ１６１で撮影した基板Ｓ上のアライメントマーク２０２はフォーカスが合い、フォーカス値がフォーカス閾値内にあることになるので、蒸着位置用の実画像モデル（図８（ｄ））を使用して、アライメントマーク２０２の検出及び位置計測を行う。

【0051】

以上の説明においては、第２アライメント用カメラ１６１が蒸着位置にフォーカスが合うように設置されることを前提に説明したが、第２アライメント用カメラ１６１は計測位置にフォーカスが合うように設置されることもあり得、この場合、フォーカスが合う（例えば、フォーカス値がフォーカス閾値内になる）計測位置では実画像モデル（図８（ｂ））を使用した画像処理方式によって、第２アライメントマーク２０２の検出及び位置計測を行い、フォーカスが合わない（例えばフォーカス値がフォーカス閾値を越えることになる）蒸着位置では人工画像モデル（図８（ｃ））を使用した画像処理方式によって、第２アライメントマーク２０２の検出および計測を行うことができる。

【0052】

このような構成を通じて、マーク撮影画像のフォーカスが合うかに応じて（つまり、基板が計測位置にあるのか、それとも蒸着位置にあるかどうかに応じて）、アライメントマークの検出及び位置計測に実画像モデルを使用した画像処理を適用するか、人工画像モデルを使用した画像処理を使用するかを定めることにより、基板が計測位置にあれ、それとも蒸着位置にあれ、正確な検出および計測が可能になる。

【0053】

本発明の第２アライメント工程におけるアライメントマークの検出及び位置計測のための画像処理のため、本発明のアライメント装置は、図９に示すように、第２アライメント用カメラ（またはカメラに含まれたイメージセンサー）４５０から被処理画像であるマーク撮影画像を受信して格納するマーク撮影画像記憶部４１０、マーク撮影画像のフォーカス値を算出するフォーカス値算出部４２０、あらかじめ作成された基準モデル画像を格納する基準モデル画像記憶部４４０、マーク撮影画像と基準モデル画像との間のパターンマッチング処理を実行する画像処理部４００及びこれらを制御するアライメント制御部４３０を含む。本発明のアライメント制御部４３０は基板の位置（例えば、フォーカス値算出部４２０によって算出されたフォーカス値）に応じてパターンマッチング処理に使用される基準モデル画像を選定して画像処理部４００に命令を送信し、画像処理部４４０は、アライメント制御部４３０の命令に応じて基準モデル画像記憶部４４０に記憶された基準モデル画像の一つを読み取ってマーク撮影画像とのマッチング処理を実行する。本発明のアライメント装置は本発明の蒸着装置の制御部１７０内で具現されてもよい。

【0054】

本発明のアライメント装置によって実行されるアライメント方法を図１０のフローチャートを参照して説明する。

【0055】

まず、第２アライメント用カメラで基板（及び／又はマスク）のアライメントマーク周辺の画像を撮影してその画素別の輝度値をマーク撮影画像記憶部４１０に格納する（Ｓ１）。格納されたマーク撮影画像の輝度値データからエッジ勾配方式によってフォーカス値を算出する（Ｓ２）。

【0056】

アライメント制御部４３０はマーク撮影画像のフォーカスが合うかを判定して（例えば、フォーカス値を所定のフォーカス閾値と比較して（Ｓ３））、マーク撮影画像のフォーカスが合わないなら（例えば、フォーカス値がフォーカス閾値より大きいなら）、基準モデル画像記憶部４４０に格納された基準モデル画像のうち計測位置用の人工モデル画像を使用するように画像処理部４００に命令を送信する（Ｓ４）。一方、マーク撮影画像のフォーカスが合えば（例えば、フォーカス値がフォーカス閾値以下なら）、アライメント制御部４３０は基準モデル画像記憶部４４０に格納された基準モデル画像のうち蒸着位置用の実画像モデルを使用するように画像処理部４００に命令を送信する（Ｓ５）。

【0057】

画像処理部４００は、アライメント制御部４３０からの命令に基づいて、マーク撮影画像と基準モデル画像との間のマッチング処理を実行して、アライメントマークを検出して、その位置を算出する（Ｓ６）。

【0058】

アライメント制御部４３０は画像処理部４００からのマッチング処理結果から算出されたアライメントマークの位置データに基づいて、基板Ｓのマスク１２０に対する移動量を計算して、計算された移動量に基づいて、基板Ｚアクチュエータ１５０を作動させて基板Ｓとマスク１２０との整列を行う（Ｓ７）。

【0059】

以上の説明においては、第２アライメント用カメラ１６１のフォーカスが蒸着位置に合うという前提の下に説明したが、第２アライメント用カメラ１６１のフォーカスが計測位置に合わせた場合には、ステップＳ４では蒸着位置用の人工画像モデルを使用するようにアライメント制御部４３０が画像処理部４００に命令を伝達し（Ｓ４’）、ステップＳ５では計測位置用の実画像モデルを使用するように命令を伝達する（Ｓ５’）。

【0060】

以上の説明においては、基板の位置、つまり、マーク撮影画像のフォーカス度合いをマーク撮影画像のフォーカス値を算出してフォーカス値を閾値と比較することで決めることと説明したが、本発明はこれに限らず、基板の高さ、つまり、マーク撮影画像のフォーカス度合いを他の方法（例えば、レーザセンサーなど）を通じても判定することもできる。

【0061】

以上のアライメントにより、基板Ｓがマスク１２０に対し、良好な精度で位置決定された状態で密着した状態になる。

【0062】

＜電子デバイスの製造方法の実施例＞
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。

【0063】

まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図１１（ａ）は有機ＥＬ表示装置５００の全体図、図１１（ｂ）は１画素の断面構造を表している。

【0064】

図１１（ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置５００の表示領域５１０には、発光素子を複数備える画素５２０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５１０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５００の場合、互いに異なる発光を示す第１発光素子５２０Ｒ、第２発光素子５２０Ｇ、第３発光素子５２０Ｂの組合せにより画素
５２０が構成されている。画素５２０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。

【0065】

図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素５２０は、基板５３０上に、第１電極（陽極）５４０と、正孔輸送層５５０と、発光層５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂのいずれかと、電子輸送層５７０と、第２電極（陰極）５８０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５５０、発光層５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂ、電子輸送層５７０が有機層に当たる。また、本実施形態では、発光層５６０Ｒは赤色を発する有機ＥＬ層、発光層５６０Ｇは緑色を発する有機ＥＬ層、発光層５６０Ｂは青色を発する有機ＥＬ層である。発光層５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂ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５４０は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層５５０と電子輸送層５７０と第２電極５８０は、複数の発光素子５２０Ｒ、５２０Ｇ、５２０Ｂ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５４０と第２電極５８０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５４０間に絶縁層５９０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６００が設けられている。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

まず、有機ＥＬ表示装置を駆動するための回路（不図示）および第１電極５４０が形成された基板５３０を準備する。

【0069】

第１電極５４０が形成された基板５３０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５４０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５９０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。

【0070】

絶縁層５９０がパターニングされた基板５３０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５５０を、表示領域の第１電極５４０の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層５５０は真空蒸着により成膜される。実際には正孔輸送層５５０は表示領域５１０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。

【0071】

次に、正孔輸送層５５０までが形成された基板５３０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５３０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５６０Ｒ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。

【0072】

発光層５６０Ｒ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５６０Ｇ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５６０Ｂを成膜する。発光層５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜装置により表示領域５１０の全体に電子輸送層５７０を成膜する。電子輸送層５７０は、３色の発光層５６０Ｒ、５６０Ｇ、５６０Ｂに共通の層として形成される。

【0073】

電子輸送層５７０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５８０を成膜し、その後プラズマＣＶＤ装置に移動して保護層６００を成膜して、有機ＥＬ表示装置５００が完成する。

【0074】

絶縁層５９０がパターニングされた基板５３０を成膜装置に搬入してから保護層６００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。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。

【0075】

以上、本発明を実施するための形態を具体的に説明したが、本発明の趣旨は、これらの記載に限定されることはなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されるべきである。また、これらの記載に基づいた、多様な変更、改変なども、本発明の趣旨に含まれることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0076】

Ｓ：基板
１１０：基板保持ユニット
１２０：マスク
１２１：マスク台
１５０：基板Ｚアクチュエータ
１６０，１６１：カメラ
２１０：基板アライメントマーク
４００：画像処理部
４１０：マーク撮影画像記憶部
４２０：フォーカス値算出部
４３０：アライメント制御部
４４０：基準モデル画像記憶部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】