特許 7162631 基板キャリア、成膜装置、基板キャリアの搬送方法、及び成膜方法

(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】2022-10-20

(45)【発行日】2022-10-28

(54)【発明の名称】基板キャリア、成膜装置、基板キャリアの搬送方法、及び成膜方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/683 20060101AFI20221021BHJP

   C23C 14/24 20060101ALI20221021BHJP

【ＦＩ】

H01L21/68 N

C23C14/24 J

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2020044314

(22)【出願日】2020-03-13

(65)【公開番号】P2021145096

(43)【公開日】2021-09-24

【審査請求日】2021-03-18

(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】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 健太郎

【審査官】湯川 洋介

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／０３９３８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００７－０３５３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２８４７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００９６７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－３１２５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０００６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第１９９４／００１３５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１４／０８０６８８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１５－１３７３９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２３９０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－００２１７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００１４９１７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２０２０－５０７５３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／６８３

Ｃ２３Ｃ １４／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１方向に沿って並ぶ複数の第１搬送回転体と、第２方向に沿って並ぶ複数の第２搬送回転体と、を備え、基板に成膜を行う成膜装置において、前記基板を保持しながら前記第１方向および前記第２方向に搬送される基板キャリアであって、
基板を保持する板状部材と、
前記板状部材の第１方向に沿った第１の辺および第２の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第１方向に延設された一対の第１部材と、
前記板状部材の前記第１方向と交差する第２方向に沿った第３の辺および第４の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第２方向に延設される一対の第２部材と、を有し、
前記一対の第１部材は、前記第１搬送回転体によって支持され、
前記一対の第２部材は、前記第２搬送回転体によって支持され、
前記一対の第１部材が支持され、かつ、前記一対の第２部材は支持されない状態から、マスクの上に載置され、
前記基板の被成膜面を下方に向けてマスクの上に載置された状態で、成膜が行われる
ことを特徴とする基板キャリア。

【請求項2】

前記第１部材のヤング率、及び前記第２部材のヤング率が、前記板状部材のヤング率より高い
ことを特徴とする請求項１に記載の基板キャリア。

【請求項3】

前記板状部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成され、
前記第１部材、及び前記第２部材は、ステンレスで構成される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板キャリア。

【請求項4】

前記第２部材の前記第２方向と直交する断面における断面二次モーメントは、前記第１部材の前記第１方向と直交する断面における断面二次モーメントよりも小さい
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の基板キャリア

【請求項5】

前記第１部材、及び前記第２部材は、それぞれ同じ材料で構成され、
前記第２部材の前記第２方向と直交する断面の面積は、前記第１部材の前記第１方向と直交する断面の面積よりも小さい
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の基板キャリア。

【請求項6】

前記第１部材、及び前記第２部材は、表面がＤＬＣコートにより被膜されている、または、表面が焼き入れ処理されている
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の基板キャリア。

【請求項7】

前記マスクの上に載置される際に、前記マスクに対し、前記基板キャリアにおいて下方に最も突出した撓みの最も大きい部分から接触し始めるように、前記第２部材の前記第２方向と直交する断面における断面二次モーメントの大きさが設定される
ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の基板キャリア。

【請求項8】

前記第１方向に垂直な断面で見たときの、前記一対の第１部材が支持され、かつ、前記一対の第２部材は支持されない状態における前記基板キャリアの撓み量ｄｃは、前記第１方向に垂直な断面で見たときの、前記マスクの撓み量ｄｍより大きい
ことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の基板キャリア。

【請求項9】

基板を保持する基板キャリアと、
前記基板キャリアに保持された前記基板の成膜面に対し、マスクを介して成膜を行うための成膜手段と、
第１方向に沿って並ぶ複数の第１搬送回転体と、
前記第１方向と交差する第２方向に沿って並ぶ複数の第２搬送回転体と、を備える成膜装置であって、
前記基板キャリアは、
基板を保持する板状部材と、
前記板状部材の前記第１方向に沿った第１の辺および第２の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第１方向に延設された一対の第１部材と、
前記板状部材の前記第２方向に沿った第３の辺および第４の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第２方向に延設される一対の第２部材と、を有し、
前記複数の第１搬送回転体は、前記一対の第１部材を支持して、前記基板キャリアを前記第１方向に搬送し、
前記複数の第２搬送回転体は、前記一対の第２部材を支持して、前記基板キャリアを前記第２方向に搬送し、
前記複数の第１搬送回転体、及び前記複数の第２搬送回転体は、それぞれ、前記基板を保持しない状態の前記基板キャリアを搬送する
ことを特徴とする成膜装置。

【請求項10】

前記第１部材のヤング率、及び前記第２部材のヤング率が、前記板状部材のヤング率より高い
ことを特徴とする請求項９に記載の成膜装置。

【請求項11】

前記板状部材は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で構成され、
前記第１部材、及び前記第２部材は、ステンレスで構成される
ことを特徴とする請求項９または１０に記載の成膜装置。

【請求項12】

基板を保持する基板キャリアと、
前記基板キャリアに保持された前記基板の成膜面に対し、マスクを介して成膜を行うための成膜手段と、
第１方向に沿って並ぶ複数の第１搬送回転体と、
前記第１方向と交差する第２方向に沿って並ぶ複数の第２搬送回転体と、を備える成膜装置であって、
前記基板キャリアは、
基板を保持する板状部材と、
前記板状部材の前記第１方向に沿った第１の辺および第２の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第１方向に延設された一対の第１部材と、
前記板状部材の前記第２方向に沿った第３の辺および第４の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第２方向に延設される一対の第２部材と、を有し、
前記複数の第１搬送回転体は、前記一対の第１部材を支持して、前記基板キャリアを前記第１方向に搬送し、
前記複数の第２搬送回転体は、前記一対の第２部材を支持して、前記基板キャリアを前記第２方向に搬送し、
成膜装置は、さらに、前記一対の第１部材が支持され、かつ、前記一対の第２部材は支持されない状態で、前記基板キャリアを支持する支持手段を備え、
前記支持手段は、前記状態から、前記基板の被成膜面を下方に向けて前記マスクの上に載置された載置状態になるように、前記基板キャリアを前記マスクに対して相対的に移動させ、
前記基板キャリアが前記載置状態の時に、前記成膜手段が前記被成膜面に対して成膜を行う
ことを特徴とする成膜装置。

【請求項13】

前記第２部材の前記第２方向と直交する断面における断面二次モーメントは、前記第１部材の前記第１方向と直交する断面における断面二次モーメントよりも小さい
ことを特徴とする請求項１２に記載の成膜装置

【請求項14】

前記第１部材、及び前記第２部材は、それぞれ同じ材料で構成され、
前記第２部材の前記第２方向と直交する断面の面積は、前記第１部材の前記第１方向と直交する断面の面積よりも小さい
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の成膜装置。

【請求項15】

前記マスクの上に載置される際に、前記マスクに対し、前記基板キャリアにおいて下方に最も突出した撓みの最も大きい部分から接触し始めるように、前記第２部材の前記第２方向と直交する断面における断面二次モーメントの大きさが設定される
ことを特徴とする請求項１２～１４のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項16】

前記第１方向に垂直な断面で見たときの、前記一対の第１部材が支持され、かつ、前記一対の第２部材は支持されない状態における前記基板キャリアの撓み量ｄｃは、前記第１方向に垂直な断面で見たときの、前記マスクの撓み量ｄｍより大きい
ことを特徴とする請求項１２～１５のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項17】

前記第１部材、及び前記第２部材は、表面がＤＬＣコートにより被膜されている、または、表面が焼き入れ処理されている
ことを特徴とする請求項９～１６のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項18】

基板を保持する板状部材と、
前記板状部材の第１方向に沿った第１の辺および第２の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第１方向に延設された一対の第１部材と、
前記板状部材の前記第１方向と交差する第２方向に沿った第３の辺および第４の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第２方向に延設される一対の第２部材と、を備える基板キャリアを、成膜装置において搬送する搬送方法であって、
前記第１方向に沿って並ぶ複数の第１搬送回転体によって、前記一対の第１部材を支持して、前記基板キャリアを前記第１方向に搬送する工程と、
前記第２方向に沿って並ぶ複数の第２搬送回転体によって、前記一対の第２部材を支持して、前記基板キャリアを前記第２方向に搬送する工程と、
前記一対の第１部材が支持され、かつ、前記一対の第２部材は支持されない状態の前記基板キャリアを、前記基板の被成膜面が下方を向くように、マスクの上に載置する載置工程と、を有する
ことを特徴とする基板キャリアの搬送方法。

【請求項19】

前記第２部材の前記第２方向と直交する断面における断面二次モーメントは、前記第１部材の前記第１方向と直交する断面における断面二次モーメントよりも小さい
ことを特徴とする請求項１８に記載の基板キャリアの搬送方法。

【請求項20】

前記第２部材の前記第２方向と直交する断面の面積は、前記第１部材の前記第１方向と直交する断面の面積よりも小さいことを特徴とする請求項１８に記載の基板キャリアの搬送方法。

【請求項21】

前記載置工程において、前記マスクに対し、前記基板キャリアにおいて下方に最も突出した撓みの最も大きい部分から接触し始めるように、前記基板キャリアを前記マスクの上に載置する
ことを特徴とする請求項１８に記載の基板キャリアの搬送方法。

【請求項22】

請求項１８に記載の基板キャリアの搬送方法を用いて、前記基板を保持した前記基板キャリアを前記マスクに載置する工程と、
前記基板キャリア、及び前記マスクを前記第１方向に搬送しながら、前記基板の被成膜面に前記マスクを介して成膜を行う成膜工程と、を備える
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、基板キャリア、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】

有機ＥＬディスプレイを製造する方法として、所定のパターンで開口が形成されたマスクを介して基板上に成膜することで、所定のパターンの膜を形成するマスク成膜法が知られている。マスク成膜法では、マスクと基板を位置合わせした後に、マスクと基板を密着させて成膜を行う。マスク成膜法によって精度よく成膜するためには、マスクと基板の位置合わせを高い精度で行うことと、マスクと基板を密着させて膜ボケを抑制することが重要である。

【0003】

近年、有機ＥＬディスプレイの大面積化や生産効率向上のために、大きなサイズの基板を用いて成膜を行うことが求められている。一般に、有機ＥＬディスプレイの製造時には、ガラスや樹脂等の薄板が基板として用いられることが多く、基板のサイズが大きくなると基板を水平に保持した際の撓みが大きくなり、基板単独で搬送することが困難となる。

【0004】

特許文献１には、基板をチャックプレート（「基板キャリア」とも称する）に保持させ、チャックプレートごと基板を搬送することが記載されている。これにより、撓みの大きい大面積基板であっても搬送することが可能となる。そして、特許文献１には、基板キャリアに基板を保持させた状態で基板とマスクを合着して成膜を行うことが記載されている。特許文献１では、基板への一連の成膜が完了したら基板と基板キャリアを分離し、分離した基板キャリアをリターンラインを通してチャック室に戻し、戻した基板キャリアにチャック室で別の基板を保持させて成膜を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－００６７０３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献１には、基板を分離した後の基板キャリアをリターンラインを通じて循環させることが記載されているが、具体的にどのように循環させるかまでは検討されていない。

【0007】

そこで本発明では、基板キャリアによって基板を保持させて搬送しつつ成膜し、成膜後に基板キャリアと基板を分離し、分離した基板キャリアを循環させる成膜装置において、基板キャリアを循環させる際の効率を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するために、本発明の基板キャリアは、
第１方向に沿って並ぶ複数の第１搬送回転体と、第２方向に沿って並ぶ複数の第２搬送回転体と、を備え、基板に成膜を行う成膜装置において、前記基板を保持しながら前記第１方向および前記第２方向に搬送される基板キャリアであって、
基板を保持する板状部材と、
前記板状部材の第１方向に沿った第１の辺および第２の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第１方向に延設された一対の第１部材と、
前記板状部材の前記第１方向と交差する第２方向に沿った第３の辺および第４の辺にそれぞれ固定され、それぞれが前記第２方向に延設される一対の第２部材と、を有し、
前記一対の第１部材は、前記第１搬送回転体によって支持され、
前記一対の第２部材は、前記第２搬送回転体によって支持され、
前記一対の第１部材が支持され、かつ、前記一対の第２部材は支持されない状態から、マスクの上に載置され、
前記基板の被成膜面を下方に向けてマスクの上に載置された状態で、成膜が行われる
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、基板キャリアによって基板を保持させて搬送しつつ成膜し、成膜後に基板キャリアと基板を分離し、分離した基板キャリアを循環させる成膜装置において、基板キャリアを循環させる際の効率を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施形態の基板キャリアの構成を示す模式的な図

【図2】実施形態の基板キャリア下面を示す模式的な図

【図3】実施形態の有機ＥＬパネルのインライン製造システムの模式的な構成図

【図4】実施形態の基板キャリアとマスクの搬送状態を示す図

【図5】実施形態のキャリアの搬送状態を示す図

【図6】実施形態のアライメント機構の模式的な図

【図7】実施形態のキャリア保持部、マスク保持部の拡大図

【図8】実施形態のアライメント機構の斜視図

【図9】キャリアの撓み量が小さくマスクとの間に隙間がある場合の模式的な図

【図10】実施形態のキャリアのアライメント状態の模式的な図

【図11】回転並進機構の一例を示す斜視図

【図12】基板およびマスクの保持の様子を示す平面図とマークの拡大図

【図13】実施形態における処理の各工程を示すフローチャート

【図14】有機ＥＬ表示装置の説明図

【発明を実施するための形態】

【0011】

［実施形態１］
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この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】

図１～図１３を参照して、本発明の実施形態に係る基板キャリア、成膜装置、成膜方法、及び電子デバイスの製造方法について説明する。以下の説明においては、電子デバイスを製造するための装置に備えられるマスク装着装置等を例にして説明する。また、電子デバイスを製造するための成膜方法として、真空蒸着法を採用した場合を例にして説明する。ただし、本発明は、成膜方法としてスパッタリング法を採用する場合にも適用可能である。また、本発明のマスク装着装置等は、成膜工程に用いられる装置以外においても、基板にマスクを装着する必要のある各種装置にも応用可能であり、特に大型基板が処理対象となる装置に好ましく適用できる。なお、本発明に適用される基板の材料としては、ガラスの他、半導体（例えば、シリコン）、高分子材料のフィルム、金属などの任意の材料を選ぶことができる。また、基板として、例えば、シリコンウエハ、又はガラス基板上にポリイミドなどのフィルムが積層された基板を採用することもできる。なお、基板上に複数の層を形成する場合においては、一つ前の工程までに既に形成されている層も含めて「基板」と称するものとする。また、以下で説明する各種装置等の同一図面内に同一もしくは対応する部材を複数有する場合には、図面中にａ、ｂなどの添え字を付与して示す場合があるが、説明文において区別する必要がない場合には、Ａ、Ｂ、ａ、ｂなどの添え字を省略して記述する場合がある。

【0013】

（キャリア構成）
図１及び図２は、本発明の被案内部材としてのレールを適用した基板キャリア９の構成を示す斜視図である。基板キャリア９は、平面視矩形の平板状の構造体であり、矩形外周縁部をなす四辺のうちの対向二辺近傍における基板キャリア９の両側面にレール対（５１ａ，５１ｂ）が設けられている。基板キャリア９は、基板キャリア９の搬送経路の両側に搬送方向に沿って複数配置された搬送回転体としての搬送ローラ１５にレール対（５１ａ，５１ｂ）が支持されることによって支持される。かかる支持構成により、上記搬送方向の基板キャリア９の移動が搬送ローラ１５の回転によって案内される。図１及び図２は、基板キャリア９が搬送ローラ１５によって矩形外周縁部をなす四辺のうちの対向二辺近傍を支持された状態を示しており、自重による変形により、両支持辺から離れる中央部（四辺のうち支持辺ではない対向二辺に沿った方向における中央部）が重力方向下方に落ち込むように変形した様子を示している。図１は、基板キャリア９を斜め上方から見たときの基板キャリア９の様子を示しており、図２は、基板キャリア９を斜め下方から見たときの基板キャリア９の様子を示しており、搬送ローラ１５の図示を省略している。これらの図を用いて基板キャリア９の構成を説明する。

【0014】

基板キャリア９は、矩形の平板状部材であるキャリア面板３０と、キャリア面板３０の側面に固定される４本のレール５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂと、チャック部材３２と、を備える。なお、本実施形態では基板キャリア９が備えるキャリア面板３０が矩形状の部材である場合について説明するが、本発明はこれに限定はされず、２対の対向する二辺を備え、それぞれの対向する二辺に対応してレールの対が設けられればよい。

【0015】

レール５０ａ、５０ｂ、５１ａ、５１ｂは、キャリア面板３０の矩形外周四辺の各辺ごとに一本設けられており、対向する二辺に設けられたレール同士（レール５０ａとレール５０ｂ、レール５１ａとレール５１ｂ）が対となり、基板キャリア９の搬送時において被案内部として機能する。

【0016】

２対のレール対のうちレール５１ａ、５１ｂの対が、基板５の成膜時における基板キャリア９の搬送に用いられ、これと直交する対であるレール５０ａ、５０ｂの対が、基板キャリア９の循環搬送経路における搬送方向を転換するための搬送経路において用いられる。すなわち、第１被案内部材であるレール５１ａ、５１ｂの対が、第１方向に搬送する際に第１搬送回転体（後述）によって支持されて搬送され、第２被案内部材であるレール５０ａ、５０ｂの対が、第２方向に搬送する際に第２搬送回転体（後述）によって支持されて搬送される。なお、本実施形態では第１方向と第２方向とが直交する場合について説明するが、本発明はこれに限定はされず、第１方向と第２方向とは交差する方向であればよい。

【0017】

キャリア面板３０の材質は、基板キャリア９全体の重量を低減するためアルミニウムまたはアルミニウム合金を主材とすることが望ましい。一方、本実施形態に係る基板キャリア９のレール５０、５１は、ステンレスや防錆メッキされた高剛性鋼等のキャリア面板３０よりもヤング率の高い材料を主材として用いることが好ましい。これにより、搬送時に発生する基板キャリア９全体の振動を低減するとともに、搬送ローラ１５との接触時に発生するパーティクルや切り粉の発生を低減する。

【0018】

また、本実施形態に係る基板キャリア９のレール５０、５１の表面は、例えばＤＬＣコーティング等の硬度を高めるための表面処理が施されており、これにより搬送ローラ１５との接触面における搬送時の摩耗や削れを抑制し、パーティクルの発生を低減する効果が得られる。なお、レール５０、５１の表面処理としては、焼き入れ等の他の手法を用いてもよい。

【0019】

チャック部材３２は、基板５をキャリア面板３０によって構成される保持面に沿って保持するための部材である。本実施形態ではチャック部材３２は、図３に示すようにキャリア面板３０に設けられた複数の穴の内部に複数配置されている。チャック部材３２の基板５に面する部分には粘着性の部材が配置されており、粘着力によって基板５を保持することができる。チャック部材３２は粘着パッドと呼ぶこともできる。なお、チャック部材３２は、マスク６の形状に応じて配置されていることが好ましく、マスク６の桟の部分に対応して配置されていることがより好ましい。これにより、チャック部材３２が基板５と接触することによる基板５の成膜エリアの温度分布への影響を抑制することができる。なお、本実施形態ではチャック部材３２として粘着力によって基板５を保持する部材を用いているが、本発明はこれに限定はされず、チャック部材３２として静電気力によって基板５を保持する部材（静電チャック）を用いることもできる。

【0020】

図３を参照して、本発明の実施形態に係る製造システム（成膜装置）について説明する。図３は、本発明の実施形態に係る製造システムの模式的な構成図であり、有機ＥＬパネル（有機ＥＬ表示装置）をインラインで製造する製造システム３００を例示している。有機ＥＬパネルは、一般的に、基板上に有機発光素子を形成する有機発光素子形成工程と、形成した有機発光層上に保護層を形成する封止工程と、を経て製造されるが、本実施形態に係る製造システム３００は有機発光素子形成工程を主に行う。

【0021】

製造システム３００は、図３に示すように、アライメント室１００（マスク取付室）と、複数の成膜室１１０と、転回室１１１と、搬送室１１２と、マスク分離室１１３と、基板分離室１１４と、基板投入室１１７（基板取付室）と、搬送室１１８と、搬送室１１５と、を有する。製造システム３００はさらに、後述する搬送手段を有しており、基板キャリア９は搬送手段によって製造システム３００の有する各チャンバ内を通る所定の搬送経路に沿って搬送される。具体的には、図３の構成においては、基板キャリア９は、アライメント室１００（マスク取付室）、複数の成膜室１１０ａ、転回室１１１ａ、搬送室１１２、転回室１１１ｂ、複数の成膜室１１０ｂ、マスク分離室１１３、基板分離室１１４、基板投入室１１７、搬送室１１５、の順に各チャンバ内を通って搬送され、再度、アライメント室１００に戻る。このように、基板キャリア９は所定の搬送経路（循環搬送経路）に沿って循環して搬送される。なお、本実施形態における製造システム３００はさらに、マスク投入室９０と、マスク搬送室１１６と、を有する。以下、各チャンバの機能について説明する。

【0022】

基板キャリア９が上記循環搬送経路を循環搬送されるのに対し、マスク６は、マスク投入室９０から循環搬送経路上に投入され、マスク搬送室１１６から搬出される。また、未成膜の基板５は、基板投入室１１７から循環搬送経路上に投入され、基板キャリア９に保持された状態で成膜された後に、成膜済みの基板５は、基板分離室１１４から搬出される。基板投入室１１７に搬入された未成膜の基板５は、基板搬入室１１７で基板キャリア９に保持され、搬送室１１８および搬送室１１５を経由してアライメント室１００に搬入される。

【0023】

なお、基板投入室１１７および基板分離室１１４には基板キャリア９の保持面の向きを鉛直方向上向きから鉛直方向下向きに、または、鉛直方向下向きから鉛直方向上向きに反転させる反転機構（不図示）が備えられている。基板５は、基板キャリア９が保持面が鉛直方向上を向いた状態で配置されている基板投入室１１７に、被成膜面が鉛直方向上を向いた状態で搬入され、基板キャリア９の保持面の上に載置され、基板キャリア９によって保持される。その後、不図示の反転機構によって基板５を保持した基板キャリア９が反転され、基板５の被成膜面が鉛直方向下を向いた状態になる。一方、基板キャリア９がマスク分離室１１３から基板分離室１１４に搬入される際には、基板５の被成膜面が鉛直方向
下を向いた状態で搬入されてくる。搬入後、不図示の反転機構によって基板５を保持した基板キャリア９が反転され、基板５の被成膜面が鉛直方向上を向いた状態となる。その後、基板５は被成膜面が鉛直方向上を向いた状態で基板分離室１１４から搬出される。

【0024】

基板投入室１１７で投入された基板５を保持して反転された基板キャリア９がアライメント室１００に搬入される際には、これに合わせてマスク６がマスク投入室９０からアライメント室１００に搬入される。アライメント室１００（マスク取付室）には、アライメント装置１が搭載されており、本実施形態に係る基板キャリア９に保持された基板５とマスク６とを高精度で位置合わせしてマスク６に基板キャリア９（基板５）を載置した状態とし、その後、搬送ローラ１５（搬送手段）に受け渡し、次工程に向けて搬送を開始する。基板５、マスク６、基板キャリア９は、それぞれ向きを変えずに上記搬送経路を搬送される。すなわち、搬送経路の延びる方向が変わったとしてもそれぞれ向きは変えずに進行方向だけを変える搬送方式である。搬送手段としての搬送ローラ１５は、搬送経路の両脇に搬送方向に沿って複数配置されており、それぞれ不図示のＡＣサーボモータの駆動力により回転することで、基板キャリア９やマスク６を搬送する構成となっている。搬送経路には、その搬送方向に応じて、第１方向に搬送するための第１搬送回転体としての搬送ローラ１５Ａの対（１５Ａａ、１５Ａｂ）と、第２方向に搬送するための第２搬送回転体としての搬送ローラ１５Ｂの対（１５Ｂａ、１５Ｂｂ）と、のいずれか、あるいは両方が設けられている。

【0025】

図４は、アライメントが完了して基板キャリア９が載置されたマスク６が、その下面の搬送方向と直交する幅方向の両端部が搬送ローラ１５に支持された状態を、搬送方向に見たときの模式図である。基板キャリア９を搭載したマスク６は、幅方向の両端部のみが搬送ローラ１５で支持された状態となるため、基板キャリア９とともにその自重によって幅方向の中央部が下方に落ち込むように下方凸状の撓み変形した状態となる。この状態で、搬送ローラ１５によって搬送方向の移動がガイドされ、成膜室１１０内において蒸着源７の上を通過して基板５が成膜されることになる。本発明の搬送方向のレール５１は、成膜時に複数の搬送ローラ１５上を通過するので、その際に振動の影響を受けて基板キャリア９自体が加振されて基板キャリア９とマスク６の位置ズレを誘発する懸念がある。したがって、成膜方向のレール５１は、なるべく高い剛性を有していることが望ましい。一方、成膜方向と直交する方向の本発明であるレール５０は、後述するように、基板キャリア９とマスク６との密着性、アライメント精度を確保する観点で低い剛性を有していること、すなわち、レール５１よりも剛性が相対的に低いこと、が好ましい。

【0026】

図３において、搬送経路の前段の成膜室１１０ａでは、搬入されてきた基板キャリア９に吸着された基板５が、蒸着源７上を通過することで、基板５の被成膜面においてマスク６によって遮られる個所以外の面が成膜される。基板キャリア９とマスク６は、転回室１１１ａで進行方向を９０°転回し、搬送室１１２を経て、さらに転回室１１１ｂを通り（さらに進行方向９０°転回し）、搬送経路の後段の成膜室１１０ｂへ投入される。各転回室１１１には、基板キャリア９及びマスク６を、第１方向に搬送するための第１搬送回転体としての搬送ローラ１５Ａの対（１５Ａａ、１５Ａｂ）と、第２方向に搬送するための第２搬送回転体としての搬送ローラ１５Ｂの対（１５Ｂａ、１５Ｂｂ）とが設けられている。第１搬送回転体と第２搬送回転体の高さを異ならせることで基板キャリア９及びマスク６の載せ替えを行い、基板キャリア９及びマスク６の向きは変えることなく、進行方向のみを変えるように構成されている。具体的には、基板キャリア９及びマスク６が第１搬送回転体に支持された状態で、第２搬送回転体が下から上に上昇して第１搬送回転体よりも高い位置へと移動することで、基板キャリア９及びマスク６が第２搬送回転体に支持される状態とすることで、載せ替えを実現することができる。

【0027】

成膜完了後、基板キャリア９とマスク６は、マスク分離室１１３に搬送され、マスク分
離室１１３において、基板５を保持した基板キャリア９はマスク６から分離される。マスク６から分離された基板キャリア９は基板分離室１１４へ搬送され、基板分離室１１４において、成膜が完了した基板５は基板キャリア９から分離され、循環搬送経路上から回収される。なお、基板分離室１１４では上述のとおり基板キャリア９の反転が行われる。一方、基板キャリア９から分離したマスク６は、そのまま直進して搬送室１１８を経由してマスク搬出室１１６へ搬送される。キャリア９には、基板投入室１１７において新たな基板５が投入、吸着される。基板投入室１１７でも、上述のとおり基板キャリア９の反転が行われる。基板キャリア９は、搬送室１１８および搬送室１１５を経て、再びアライメント室１００へと搬送される。そして、アライメント室１００において、投入室９０から搬送されてきたマスク６上にアライメントされて載置される。なお、搬送室１１８には、搬送方向が互いに異なる（直交する）搬送ローラ対が上下二段に別けて設けられている。上記第１方向に複数並ぶ下段の搬送ローラ対は、マスク分離室１１３で分離されたマスク６がマスク分離室１１３からマスク搬送室１１６へ搬送する際に用いられる。上記第２方向に複数並ぶ上段の搬送ローラ対は、基板投入室１１７から搬入された基板キャリア９を搬送室１１５へ搬送する際に用いられる。

【0028】

図５は、基板キャリア９単体で搬送ローラ１５上に載置された状態を示している。基板キャリア９は、レール５１およびレール５０を介して搬送ローラ１５上に載置される。レール５１は、上述した第１方向に搬送するための第１搬送回転体としての搬送ローラ１５Ａ上に載置され、レール５０は、上述した第２方向に搬送するための第２搬送回転体としての搬送ローラ１５Ｂ上に載置される。上記の通り、基板５を基板キャリア９から分離する過程や基板キャリア９に保持させる過程、基板５を保持した基板キャリア９を搬送してアライメント室１００に投入する過程等を含むため、基板キャリア９単体で成膜方向と、成膜方向と直交する方向の両方向とも搬送可能とする必要がある。そのため、本実施形態のように基板キャリア９に第２方向に搬送するための第２被搬送部材であるレール５０と第１方向に搬送するための第１被搬送部材であるレール５１とを配置することで、基板キャリア９を第１方向および第２方向に搬送することができるようになり、効率的な搬送が可能となる。さらに、第１被搬送部材および第２被搬送部材として耐摩耗性の高い部材を用いることで搬送ローラ１５との接触部における耐摩耗性を確保し、搬送ローラ１５と基板キャリア９の接触部からの発塵を低減することができる。これにより、ライン内にパーティクルや切り子の飛散を防ぎ、成膜装置内において基板５や基板キャリア９への付着を防ぐことができる。この結果、成膜時の歩留まりの低下を抑制しつつ、基板キャリア９を第１方向および第２方向に搬送することができるようになる。

【0029】

図６は、本実施形態のインライン蒸着装置のアライメント機構部における全体構成を示すための模式的な断面図である。

【0030】

蒸着装置は、概略、チャンバ４と、基板キャリア部９において保持された基板５およびマスク６を保持して相対位置合わせを行うアライメント装置１を備えている。チャンバ４は、真空ポンプや室圧計を備えた室圧制御部（不図示）により室圧を調整可能であるとともに、チャンバ４の内部には蒸着材料７１（成膜材料）を収容した蒸発源７（成膜源）を配置可能であり、これにより、チャンバ内部に減圧された成膜空間２が形成される。成膜空間２においては、蒸発源７から基板５に向けて蒸着材料が飛翔し、基板上に膜が形成される。なお、本実施形態では、図１２に示すように、マスク６は枠状のマスクフレーム６ａに数μｍ～数十μｍ程度の厚さのマスク箔６ｂが溶接固定された構造を有する。マスクフレーム６ａは、マスク箔６ｂが撓まないように、マスク箔６ｂをその面方向（後述するＸ方向およびＹ方向）に引っ張った状態で支持する。マスク箔６ｂには、所望の成膜パターンに応じた開口が形成されている。基板５としてガラス基板またはガラス基板上にポリイミド等の樹脂製のフィルムが形成された基板を用いる場合、マスクフレーム６ａおよびマスク箔６ｂの主要な材料としては、鉄合金を用いることができ、ニッケルを含む鉄合金
を用いることが好ましい。ニッケルを含む鉄合金の具体例としては、３４質量％以上３８質量％以下のニッケルを含むインバー材、３０質量％以上３４質量％以下のニッケルに加えてさらにコバルトを含むスーパーインバー材、３８質量％以上５４質量％以下のニッケルを含む低熱膨張Ｆｅ－Ｎｉ系めっき合金などを挙げることができる。

【0031】

図示例では成膜時に基板の成膜面が重力方向下方を向いた状態で成膜されるデポアップの構成について説明する。しかし、成膜時に基板の成膜面が重力方向上方を向いた状態で成膜されるデポダウンの構成でもよい。また、基板が垂直に立てられて成膜面が重力方向と略平行な状態で成膜が行われる、サイドデポの構成でもよい。すなわち本発明は、キャリアに保持された基板とマスクを相対的に接近させるときに、該基板キャリアとマスクの少なくともいずれかの部材に発生する垂下や撓みが発生し他状態において高精度で位置合わせすることが求められる際に、好適に利用できる。

【0032】

チャンバ４は上部隔壁４ａ（天板）、側壁４ｂ、底壁４ｃを有している。チャンバ内部は、上述した減圧雰囲気の他、真空雰囲気や、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持されていてもよい。なお、本明細書における「真空」とは、大気圧より低い圧力の気体で満たされた空間内の状態をいい、典型的には、１ａｔｍ（１０１３ｈＰａ）より低い圧力の気体で満たされた空間内の状態をいう。

【0033】

蒸発源７は例えば、蒸着材料を収容する坩堝などの材料収容部と、蒸着材料を加熱するシースヒータなどの加熱手段を備えるものであってもよい。さらに、基板キャリア９およびマスク６と略平行な平面内で材料収容部を移動させる機構や蒸発源７全体を移動させる機構を備えることで、蒸着材料を射出する射出口の位置をチャンバ４内で基板５に対して相対的に変位させ、基板５上への成膜を均一化してもよい。

【0034】

アライメント装置１は、概略、チャンバ４の上部隔壁３ａの上に搭載されて基板キャリア９を駆動して、基板キャリア９に保持された基板５とマスク６との位置を相対的に合わせる位置合わせ機構６０（位置合わせ手段）が含まれる。アライメント装置１は、基板キャリア９を保持するキャリア支持部８（基板キャリア支持部）と、マスク６を保持するマスク受け台１６（マスク支持部）と、搬送ローラ１５（搬送手段）と、を有している。

【0035】

位置合わせ機構６０は、チャンバ４の外側に設けられており、基板キャリア支持部およびマスク支持部の少なくとも一方を移動させ、基板キャリア９とマスク６の相対的な位置関係を変化させ。本実施形態では、位置合わせ機構６０は、基板キャリア支持部であるキャリア支持部８を移動させる。位置合わせ機構６０は、概略、回転並進機構１１（面内移動手段）と、Ｚ昇降ベース１３と、Ｚ昇降スライダ１０を含んでいる。

【0036】

回転並進機構１１は、チャンバ４の上部隔壁４ａに接続され、Ｚ昇降ベース１３をＸ方向、Ｙ方向、およびθ方向（これらをまとめてＸＹθ方向とも称する）に駆動する。Ｚ昇降ベース１３は、回転並進機構１１に接続され、基板キャリア９がＺ方向に移動するときのベースとなる。Ｚ昇降スライダ１０は、Ｚガイド１８に沿ってＺ方向に移動可能な部材である。Ｚ昇降スライダは、基板保持シャフト１２を介して基板キャリア支持部８に接続されている。

【0037】

かかる構成において、回転並進機構１１による基板キャリア９およびマスク６に略平行な面内でのＸＹθ駆動（ＸＹθ方向への駆動）の際には、Ｚ昇降ベース１３、Ｚ昇降スライダ１０および基板保持シャフト１２が一体として移動し、キャリア支持部８に駆動力を伝達する。そして、基板キャリア９によって保持された基板５を、基板５およびマスク６と略平行な平面内において移動させる。なお、マスク６および基板５は後述するように重力によって撓んでいるが、ここでいう基板５およびマスク６と略平行な平面とは、撓みが
生じていない理想的な状態の基板５およびマスク６と略平行な平面を指す。例えば、デポアップやデポダウンなど、基板５とマスク６を水平に配置する構成においては、回転並進機構１１は基板５を水平面内で移動させる。また、Ｚガイド１８によってＺ昇降スライダ１０がＺ昇降ベース１３に対してＺ方向に駆動する際には、駆動力が基板保持シャフト１２（本実施形態では、４本の基板保持シャフト１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを備える。なお、図８では、シャフト１２ｄが基板５及びマスク６に隠れていて不図示である。）を介してキャリア支持部８に伝達される。そして、基板５のマスク６に対する距離を変化（離隔または接近）させる。すなわち、Ｚ昇降ベース１３、Ｚ昇降ベース１３およびＺガイド１８は位置合わせ手段の距離変化手段として機能する。

【0038】

図示例のように、可動部を多く含む位置合わせ機構６０を成膜空間の外に配置することで、成膜空間内あるいはアライメントを行う空間内での発塵を抑制することができる。これにより、発塵によってマスクや基板が汚染されて成膜精度が低下してしまうことを抑制することができる。なお、本実施形態では位置合わせ機構６０が基板５をＸＹθ方向およびＺ方向に移動させる構成について説明したが、これに限定はされず、位置合わせ機構６０はマスク６を移動させてもよいし、基板５およびマスク６の両方を移動させてもよい。すなわち、位置合わせ機構６０は基板５およびマスク６の少なくとも一方を移動させる機構であり、これにより、基板５とマスク６の相対的な位置を合わせることができる。

【0039】

基板キャリア９は、キャリア面板３０（面板部材）と、着座ブロック３１（着座部材）と、チャック部材３２と、を有する。

【0040】

キャリア面板３０は、金属等で構成された板状部材であり、基板５を保持する保持面を構成する部材である。キャリア面板３０はある程度の剛性（少なくとも基板５よりも高い剛性）を有しており、基板５を保持面に沿って保持することで、基板５の撓みを抑制することができる。

【0041】

着座ブロック３１は、キャリア面板３０の保持面の基板保持エリアの外側に、保持面から突出して複数配置されている。着座ブロック３１は基板５が基板キャリア９に保持された状態で、基板５よりもマスク６側に突出するように設けられている。基板キャリア９は着座ブロック３１を介してマスクフレーム６ａの外周フレーム上に、アライメント動作を経て着座する。

【0042】

チャック部材３２は、基板５と接触して基板５をチャックするチャック面を有する。本実施形態のチャック部材３２の有するチャック面は粘着性の部材によって構成された粘着面であり、粘着力によって基板５を保持する。それゆえ、本実施形態のチャック部材３２は、粘着パッドと呼ぶこともできる。本実施形態では複数のチャック部材３２のそれぞれは、図２に示すようにキャリア面板３０に設けられた複数の穴の内部に、それぞれが有するチャック面（粘着面）がキャリア面板３０の保持面と面一になるように（同一平面上に位置するように）配置されている。これにより、複数のチャック部材３２のそれぞれによって基板５をチャックすることで、基板５をキャリア面板３０の保持面に沿って保持することができる。なお、複数のチャック部材３２はそれぞれが有するチャック面がキャリア面板３０の保持面から所定の距離だけ飛び出た状態となるように配置されていてもよい。チャック部材３２は、マスク６の形状に応じて配置されていることが好ましく、マスク６の桟の部分（基板５の被成膜領域を区画するための境界部）に対応して配置されていることがより好ましい。これにより、チャック部材３２が基板５と接触することによる基板５の成膜エリアの温度分布への影響を抑制することができる。なお、本実施形態ではチャック部材３２として粘着力によって基板５を保持する部材を用いているが、本発明はこれに限定はされず、チャック部材３２として静電気力によって基板５を保持する部材（静電チャック）を用いることもできる。

【0043】

基板キャリア９は、さらに、保持した基板５を介してマスク６を磁気吸着するための磁気吸着手段（不図示）を有する。磁気吸着手段としては永久磁石や電磁石、永電磁石を備えた磁石プレートを用いることができる。また、磁気吸着手段はキャリア面板３０に対して相対移動可能に設けられていてもよい。より具体的には、磁気吸着手段は、キャリア面板３０との間の距離を変更可能に設けられてもよい。

【0044】

図７はマスクおよびキャリア保持部を拡大して示した図であり、これを用いて詳細部分を説明する。基板キャリア部９はキャリア支持部８を介してマスク６に対して位置合わせ可能である。キャリア支持部８はキャリア受け爪４２およびキャリア受け面４１で構成されており、キャリア受け面４１上に基板キャリア９側面のレール５１を載置することで、基板キャリア９全体を支持してマスク６に対してアライメント動作を実施する。

【0045】

マスクフレーム６ａはマスク受け面を構成するマスクパッド３３を介してマスク受け台１６によって支持されている。なおこのマスクパッド３３は、アライメント中に発生する振動によってマスク位置がずれないように摩擦係数が高いことが望ましい。例えば金属同士の接触とし、表面をエンボス状にすることが考えられる。

【0046】

このように、本実施形態では、矩形状の基板キャリア９と矩形状のマスク６が、キャリア支持部８とマスク支持部（マスク受け台１６）によって搬送ローラ１５Ａの搬送方向（第１方向）に沿ってそれぞれ支持されている。すなわち、基板キャリア９は対向する２組の辺のうちの一方の組の辺が搬送ローラ１５Ａの搬送方向（第１方向）と略平行に配置され、その１組の辺に対応する基板キャリア９の周縁部に配置された第１被搬送部材であるレール５１を、これに対向して配置されたキャリア支持部８が支持している。また、マスク６は対向する２組の辺のうちの一方の組の辺が搬送ローラ１５Ａの搬送方向（第１方向）と略平行に配置され、その１組の辺に対応するマスク６の周縁部を、これに対向して配置されたマスク支持部が支持している。なお、基板キャリア９とマスク６において支持される対向辺は、それぞれの長辺でもよいし短辺でもよい。また、基板キャリア９とマスク６が正方形である場合にも、２組の辺のうちの一方の組の辺の周縁部を支持する構成であればよい。

【0047】

図８は、アライメント機構の一形態を示す斜視図である。マスク受け台１６はマスク台ベース１９上に載置された昇降台案内３４に沿って上下に案内（昇降）される。また、マスク６の搬送方向の辺下部には搬送ローラ１５Ａが配置されており、マスク６はマスク受け台１６が下降することによって搬送ローラ１５Ａに受け渡される。

【0048】

基板保持シャフト１２は、チャンバ４の上部隔壁４ａに設けられた貫通孔を通って、チャンバ４の外部と内部にわたって設けられている。成膜空間内では、基板保持シャフト１２の下部にキャリア支持部８が設けられ、基板キャリア９を介して被成膜物である基板５を保持可能となっている。

【0049】

基板保持シャフト１２と上部隔壁４ａとが干渉することのないよう、貫通孔は基板保持シャフト１２の外径に対して十分に大きく設計される。また、基板保持シャフト１２のうち貫通孔からＺ昇降スライダ１０への固定部分までの区間（貫通孔より上方の部分）は、Ｚ昇降スライダ１０と上部隔壁４ａとに固定されたベローズ４０によって覆われる。これにより、基板保持シャフト１２がチャンバ４と連通する閉じられた空間によって覆われるため、基板保持シャフト１２全体を成膜空間２と同じ状態（例えば、真空状態）に保つことができる。ベローズ４０には、Ｚ方向およびＸＹ方向にも柔軟性を持つものを用いるとよい。これにより、アライメント装置１の稼働によってベローズ４０が変位した際に発生する抵抗力を十分に小さくすることができ、位置調整時の負荷を低減することができる。

【0050】

マスク受け部は、チャンバ４の内部において、上部隔壁４ａの成膜空間２の側の面に設置されており、マスク６の支持が可能となっている。例えば有機ＥＬパネルの製造に用いられるマスクは、成膜パターンに応じた開口を有するマスク箔６ｂが高剛性のマスク枠６ｂに架張された状態で固定された構成を有している。この構成により、マスク受け部はマスク箔６ｂの撓みを低減した状態で保持することができる。

【0051】

アライメント装置１による各種の動作（回転並進機構によるアライメント、距離変化手段によるＺ昇降スライダ１０の昇降、キャリア支持部８による基板保持、蒸発源７による蒸着など）は、制御部７０によって制御される。制御部７０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７０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７０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、蒸着装置ごとに制御部７０が設けられていてもよいし、１つの制御部７０が複数の蒸着装置を制御してもよい。

【0052】

次にアライメント装置１の位置合わせ機構６０の詳細について、図８を参照して説明する。図８は、アライメント機構の一形態を示す斜視図である。Ｚ昇降スライダ１０を鉛直Ｚ方向に案内するガイドは、複数本（ここでは４本）のＺガイド１８ａ～１８ｄを含んでおり、Ｚ昇降ベース１３の側面に固定されている。Ｚ昇降スライダ中央には駆動力を伝達するためのボールネジ２７が配設され、Ｚ昇降ベース１３に固定されたモータ２６から伝達される動力が、ボールネジ２７を介してＺ昇降スライダ１０に伝えられる。

【0053】

モータ２６は不図示の回転エンコーダを内蔵しており、エンコーダの回転数により間接的にＺ昇降スライダ１０のＺ方向位置を計測できる。モータ２６の駆動を外部コントローラで制御することにより、Ｚ昇降スライダ１０のＺ方向の精密な位置決めが可能となっている。なお、Ｚ昇降スライダ１０の昇降機構は、ボールネジ２７と回転エンコーダに限定されるものではなく、リニアモータとリニアエンコーダの組み合わせなど、任意の機構を採用することができる。

【0054】

図１１の構成では、回転並進機構１１は複数の駆動ユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄを、ベースの四隅に有している。各駆動ユニット２１ａ～２１ｄは、駆動力を発生させる方向が四隅ごとに９０度ずつ異なるように、隣接する隅に配置された駆動ユニットをＺ軸周りに９０度ずつ向きを回転させて配置されている。

【0055】

各駆動ユニット２１は、駆動力を発生させる駆動ユニットモータ２５を備えている。各駆動ユニット２１は更に、駆動ユニットモータ２５の力が駆動ユニットボールネジ４６を介して伝達されることにより第１の方向にスライドする第１のガイド２２と、ＸＹ平面において第１の方向と直交する第２の方向にスライドする第２のガイド２３とを備えている。さらに、Ｚ軸周りに回転可能な回転ベアリング２４を備えている。例えば、駆動ユニット２１ｄの場合は、Ｘ方向にスライドする第１のガイド２２、Ｘ方向と直交するＹ方向にスライドする第２のガイド２３、回転ベアリング２４を有しており、駆動ユニットモータ２５の力が駆動ユニットボールネジ４６を介して第１のガイド２２に伝達される。他の駆動ユニット２１ａ、２１ｂ、２１ｃも、配置する向きが互いに９０度ずつ異なるだけで、それぞれ駆動ユニット２１ｄと同様の構成を有している。

【0056】

駆動ユニットモータ２５は不図示の回転エンコーダを内蔵しており、第１のガイド２２の変位量を計測可能である。各駆動ユニット２１において、駆動ユニットモータ２５の駆
動を制御部７０で制御することにより、Ｚ昇降ベース１３のＸＹθｚ方向における位置を精密に制御することが可能となっている。

【0057】

例えば、Ｚ昇降ベース１３を＋Ｘ方向へ移動させる場合は、駆動ユニット２１ａと駆動ユニット２１ｄのそれぞれにおいて＋Ｘ方向にスライドさせる力を駆動ユニットモータ２５で発生させ、Ｚ昇降ベース１３にその力を伝えるとよい。また、＋Ｙ方向へ移動させる場合には、駆動ユニット２１ｂと駆動ユニット２１ｃのそれぞれにおいて＋Ｙ方向にスライドさせる力を駆動ユニットモータ２５で発生させ、Ｚ昇降ベース１３にその力を伝えるとよい。

【0058】

Ｚ昇降ベース１３をＺ軸に平行な回転軸まわりに＋θ回転（時計周りにθｚ回転）させる場合は、対角に配置された駆動ユニット２１ａと２１ｄとを用いて、Ｚ軸周りに＋θｚ回転させるために必要な力を発生させ、Ｚ昇降ベース１３にその力を伝えるとよい。あるいは、駆動ユニット２１ｂと駆動ユニット２１ｃとを用いて、Ｚ昇降ベース１３に回転に必要な力を伝えてもよい。

【0059】

次に、基板５とマスク６との位置を検出するために、それぞれのアライメントマークの位置を同時に計測するための撮像装置について説明する。図６、図８に示すように、上部隔壁４ａの外側の面には、マスク６上のアライメントマーク（マスクマーク）および基板５上のアライメントマーク（基板マーク）の位置を取得するための位置取得手段である撮像装置１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）が配設されている。上部隔壁４ａには、撮像装置１４によりチャンバ４の内部に配置されたアライメントマークの位置を計測できるよう、カメラ光軸上に撮像用貫通孔が設けられている。撮像用貫通孔には、チャンバ内部の気圧を維持するために窓ガラス１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）等が設けられる。さらに、撮像装置１４の内部または近傍に不図示の照明を設け、基板およびマスクのアライメントマーク近傍に光を照射することで、正確なマーク像の計測を可能としている。なお、図６では、撮像装置１４ｄ、窓ガラス１７ｃ、１７ｄが、他の部材に隠れていて不図示である。

【0060】

図１２（ａ）～図１２（ｃ）を参照して、撮像装置１４を用いて基板マーク３７とマスクマーク３８の位置を計測する方法を説明する。

【0061】

図１２（ａ）は、キャリア支持部８に保持されている状態のキャリア面板３０上の基板５を上から見た図である。説明のため、キャリア面板３０は点線で、透過されたように図示する。基板５上には撮像装置１４で計測可能な基板マーク３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄが基板５の４隅に形成されている。この基板マーク３７ａ～３７ｄを４つの撮像装置１４ａ～１４ｄによって同時計測し、各基板マーク３７ａ～３７ｄの中心位置４点の位置関係から基板５の並進量、回転量を算出することにより、基板５の位置情報を取得することができる。なお、キャリア面板３０には貫通孔が開いており、上部から撮像装置１４によって基板マーク３７の位置を計測することが可能となっている。

【0062】

図１２（ｂ）は、マスクフレーム６ａを上面から見た図である。四隅には撮像装置で計測可能なマスクマーク３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄが形成されている。このマスクマーク３８ａ～３８ｄを４つの撮像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにより同時計測し、各マスクマーク３８ａ～３８ｄのそれぞれの中心位置４点の位置関係からマスク６の並進量、回転量などを算出して、マスク６の位置情報を取得することができる。

【0063】

図１２（ｃ）は、マスクマーク３８および基板マーク３７の４つの組の中の１組を、撮像装置１４によって計測した際の、撮像画像の視野４４を模式的に示した図である。この例では、撮像装置１４の視野４４内において、基板マーク３７とマスクマーク３８が同時
に計測されているので、マーク中心同士の相対的な位置を測定することが可能である。マーク中心座標は、撮像装置１４の計測によって得られた画像に基づいて、不図示の画像処理装置を用いて求めることができる。なお、マスクマーク３８および基板マーク３７として四角形や丸形状のものを示したが、マークの形状はこれに限られるわけではない。例えば、×印や十字形などのように中心位置を算出しやすく対称性を有する形状を用いることが好ましい。

【0064】

精度の高いアライメントが求められる場合、撮像装置１４として数μｍのオーダーの高解像度を有する高倍率ＣＣＤカメラが用いられる。このような高倍率ＣＣＤカメラは、視野の径が数ｍｍと狭いため、基板キャリア９をキャリア受け爪４１に載置した際の位置ズレが大きいと、基板マーク３７が視野から外れてしまい、計測不可能となる。そこで、撮像装置１４として、高倍率ＣＣＤカメラと併せて広い視野をもつ低倍率ＣＣＤカメラを併設するのが好ましい。その場合、マスクマーク３８と基板マーク３７が同時に高倍率ＣＣＤカメラの視野に収まるよう、低倍率ＣＣＤカメラを用いて大まかなアライメント（ラフアライメント）を行った後、高倍率ＣＣＤカメラを用いてマスクマーク３８と基板マーク３７の位置計測を行い、高精度なアライメント（ファインアライメント）を行う。

【0065】

撮像装置１４として高倍率ＣＣＤカメラを用いることにより、マスクフレーム６ａと基板５の相対位置を誤差数μｍ内の精度で調整することができる。ただし、撮像装置１４はＣＣＤカメラに限られるわけではなく、例えばＣＭＯＳセンサを撮像素子として備えるデジタルカメラでもよい。また、高倍率カメラと低倍率カメラを別個に併設しなくとも、高倍率レンズと低倍率レンズを交換可能なカメラや、ズームレンズを用いることにより、単一のカメラで高倍率と低倍率の計測を可能にしてもよい。

【0066】

撮像装置１４によって取得したマスクフレーム６ａの位置情報および基板５の位置情報から、マスクフレーム６ａと基板５との相対位置情報を取得することができる。この相対位置情報を、アライメント装置の制御部７０にフィードバックし、昇降スライダ１０、回転並進機構１１、キャリア支持部８など、それぞれの駆動部の駆動量を制御する。

【0067】

（基板キャリアとレールの構成）
図９、図１０を用いて、本実施形態の基板キャリア９と、本発明を適用するのに好適なレール形状、構成に関して説明する。図９は、本実施形態の実施例１に係る基板キャリア９ａの構成を示す模式図であり、図１０は、本実施形態の実施例２に係る基板キャリア９ｂの構成を示す模式図である。

【0068】

図９に示す実施例１の基板キャリア９ａは、第１方向に搬送するための搬送ローラ１５Ａによって搬送される際に支持される第１被案内部材としてのレール５２と、第２方向に搬送するための搬送ローラ１５Ｂによって搬送される際に支持される第２被案内部材としてのレール５３と、を有している。これにより、実施例１の基板キャリア９ａは、搬送時の発塵を抑制して成膜時の歩留まりの低下を抑制しつつ、第１方向および第２方向の両方に搬送可能である。実施例１では、第１被案内部材としてのレール５２と、第２被案内部材のレール５３と、がいずれも搬送時に振動を低減できるように剛性を考慮した形状を有しており、同じ断面形状のレールを用いている。具体的には、いずれも図９（ｂ）に示すように断面「コ」字状の分厚いレール形状となっている。なお、断面「コ」字形状の理由は、キャリア面板３０側面にボルトで締結する際にボルト５４の頭が突出するのを防ぐため掘り込みを入れているためである。

【0069】

図１０に示す実施例２の基板キャリア９ｂも、実施例１と同様に、第１方向に搬送するための搬送ローラ１５Ａによって搬送される際に支持される第１被案内部材としてのレール５１と、第２方向に搬送するための搬送ローラ１５Ｂによって搬送される際に支持され
る第２被案内部材としてのレール５０と、を有している。これにより、実施例２の基板キャリア９ｂも、搬送時の発塵を抑制して成膜時の歩留まりの低下を抑制しつつ、第１方向および第２方向の両方に搬送可能である。一方、実施例２の基板キャリア９ｂは、第１被案内部材としてのレール５１と、第２被案内部材としてのレール５０と、が断面形状の異なるレールである点が、実施例１と異なる。すなわち、第１被案内部材としてのレール５１は、図９に示す実施例１のレール５２と同様の断面が「コ」字形状の剛性を重視した構成を有しているが、第２被案内部材としてのレール５０は、図１０（ｂ）に示すように、断面が「Ｌ」字形状を有している。これにより、第２被案内部材としてのレール５０の断面積は第１被案内部材としてのレール５１の断面積よりも小さくなっており、レール５１よりもレール５０の方が、断面２次モーメントが小さくなっている。なお、実施例２においてレール５１とレール５０はどちらもステンレス製のレールである。

【0070】

図９（ａ）は、アライメント時にアライメント機構で基板キャリア９ａとマスク６とをそれぞれ別々に保持した状態（離隔状態）を示している。基板キャリア９ａは、キャリア受け面４１上に第１被案内部材としてのレール５２を介して支持された状態でマスク６に対してアライメントされる。実施例１の基板キャリア９ａでは、第１被案内部材および第２被案内部材の両方が高い剛性を有するため、図９（ａ）に示すように、レール５２の剛性によって基板キャリア９ａの撓み量が抑制されている。その結果、基板キャリア９ａをマスク６上に載置した後にも、マスクフレーム６ａに対して空隙ｄｓが生じる状態となる。

【0071】

実施例１の基板キャリア９ａをマスク６に対してアライメントした後にマスク６の上に載置すると、基板キャリア９ａをマスクフレーム６ａに着座させる際に、最初に、基板キャリア９ａのキャリア受け爪４２によって支持されている部分（レール５２）に沿って延びる領域と、マスク６のマスク支持部によって支持されている部分に沿って延びる領域と、が辺同士で接触することになる。辺同士が接触する際には、接触する２つの辺が同じ形状で、かつ２辺が平行を保ったまま接近して接触するような理想的な状態であれば辺全体が一度に接触することになるが、実際には、様々な外乱の影響によって辺の中の一部から接触が始まることになる。そしてこの場合、その接触の開始箇所は様々な外乱の影響を受けて毎回変わり、１箇所に定まることがなく、接触の開始箇所がランダムに決まることになる。また、１つの辺の中での接触開始箇所がランダムに決まるだけでなく、２つの対向辺のどちらが先に接触を開始するかも、様々な外乱の影響によって不定となる。この結果、基板キャリア９とマスク６の着座時の再現性が低下する。また、２つの対向辺のどちらか一方が先に接触を開始すると、先に接触を開始した方に偏荷重がかかる状態となるため、基板キャリア９ａの着座時の反力がキャリア受け面４１を介して位置合わせ機構６０側に伝わり、機構の姿勢変動や位置ズレといった外乱がさらに生じうる。

【0072】

一方、実施例２においては、上述のとおり第２被案内部材としてのレール５０の剛性を低くしているため、第１被案内部材としてのレール５１のみを保持したときには、キャリアの支持状態における撓み量は、図９に示す実施例１の撓み量状態よりも大きくなる。したがって、このときのレール５０ａの撓み量が、マスクフレーム６ａの撓み量よりも大きければ、基板キャリア９ｂがアライメント時にマスク６（マスクフレーム６ａ）に対して着座する箇所は中央部となり、接触開始箇所が毎回同じ個所になり、安定的な着座を行うことができるようになる。また、着座時のマスク６に対する基板キャリア９ｂの横ずれ量も低減するのでアライメント精度が向上する。さらに、基板キャリア９ｂの中央から対称的に外側へと接触が進行し、キャリア受け面４１に左右均等に荷重がかかるようになるため、偏荷重による位置合わせ機構６０の姿勢変動や位置ずれが低減される。

【0073】

また、基板キャリア９ｂとマスク６との間の空隙ｄｓも、着座時にキャリア９ｂとマスク６とが良好に密着するためほとんど発生せず、最終的には図４のように隙間の無い状態
で搬送、成膜される。これにより成膜時の有機材料の回り込みを防ぐことができるので有機ＥＬパネル生産の歩留まりが向上する効果がある。

【0074】

ここで、さらに詳細に、キャリア支持部８によって支持された基板キャリア９と、マスク支持部によって支持されたマスク６の撓みについて検討する。上述のように、キャリア支持部８によって支持された基板キャリア９（基板５を保持）は、搬送ローラ１５の搬送方向に垂直な断面において重力方向下向きに凸な放物線状に撓んだ形状となる。また、マスク支持部によって支持されたマスク６も、搬送ローラ１５の搬送方向に垂直な断面において重力方向下向きに凸な放物線状に撓んだ形状となる。本明細書では、この基板キャリア９の撓みの程度とマスク６の撓みの程度を定量的に取り扱うための量として、キャリア自重撓み量ｄｃとマスク自重撓み量ｄｍを、下記のように定義する。

【0075】

本明細書において、キャリア自重撓み量ｄｃは、キャリア支持部８によって基板キャリア９をある平面（仮想平面）に沿って支持しようとしたときに、その平面に沿った高さ（該仮想平面の高さ）を基準として、基準高さと自重によって撓んだ部分の高さとの差分（絶対値）を指す。例えば、キャリア支持部８によって基板キャリア９を水平に支持しようとしたときには、キャリア受け面４１の高さを基準として、基準高さと、基板キャリア９のうち最も大きく撓んだ部分（仮想平面の高さからの高さの変化が最も大きい部分）の基板キャリア９の下面の高さ（典型的には対向配置されたキャリア支持部８の間の中間部分に対応する基板キャリア９の下面の高さ）との差分（絶対値）が、キャリア自重撓み量ｄｃとなる。すなわち、図１０（ａ）に示すように、キャリア支持部８に支持された基板キャリア９の下面において、高さの変化が最も少ない端部の部分の高さを上記仮想平面の高さとし、この仮想平面の高さから、高さの変化が最も大きい中央部の高さまでの差分（絶対値）を、キャリア自重撓み量ｄｃとしている。なお、基板キャリア９の下面ではなく、上面を基準にしてキャリア自重撓み量ｄｃを規定してもよい。この場合、上記仮想平面の高さは、キャリア受け面４１の高さと基板キャリア９の厚み（高さ）を基に、取得するようにしてもよい。すなわち、基板キャリア９のキャリア受け面４１と当接する部分に着目し、キャリア受け面４１の高さに基板キャリア９の厚さを加えた値を、上記仮想平面の高さとしてもよい。

【0076】

また、本明細書において、マスク自重撓み量ｄｍは、マスク支持部によってマスク６をある平面（仮想平面）に沿って支持しようとしたときに、その平面に沿った高さ（該仮想平面の高さ）を基準として、基準高さと自重によって撓んだ部分の高さとの差分（絶対値）を指す。例えば、マスク支持部によってマスク６を水平に支持しようとしたときには、マスク６のマスク受け面３３に当接している部分の上面の高さを基準として、基準高さと、マスク６のうち最も大きく撓んだ部分（仮想平面の高さからの高さの変化が最も大きい部分）のマスク６の上面の高さ（典型的には対向配置されたマスク支持部の間の中間部分に対応するマスク６の上面の高さ）との差分（絶対値）が、マスク自重撓み量ｄｍとなる。すなわち、図１０（ａ）に示すように、マスク支持部に支持されたマスク６の上面において、高さの変化が最も少ない端部の部分の高さを上記仮想平面の高さとし、この仮想平面の高さから、高さの変化が最も大きい中央部の高さまでの差分（絶対値）を、マスク自重撓み量ｄｍとしている。なお、上記仮想平面の高さは、マスク受け面３３の高さとマスク６の厚み（高さ）を基に、取得するようにしてもよい。すなわち、撓み時のマスク６の端部での傾きは無視できるほど小さいものとして、マスク６の端部における高さをマスク６の厚みと略同じと仮定してよい。また、マスク６の上面ではなく、下面を基準にしてマスク自重撓み量ｄｍを規定してもよく、この場合、マスク受け面３３の高さを基準高さとしてよい。

【0077】

ここで、基板キャリア９は基板５の撓みを抑制して搬送を容易にするためのものであるから、その目的からすると、基板キャリア９のできるだけ剛性を高くしてできるだけ撓ま
ないようにすることが好ましい。一方、マスク６は上述のようにマスク箔６ａが撓まないように剛性の高いマスクフレーム６ｂを用いているため、基板５と比較すると撓みにくい。従来は基板５およびマスク６の一辺の長さが高々１．５ｍ程度であったためにマスク６の撓みは無視できる程度であったが、第８世代や第１０世代などの一辺の長さが２ｍを大きく超えるような基板５およびマスク６を用いる場合にはマスク６の撓みも無視できなくなってくる。また、本実施形態のように、矩形状のマスク６および基板キャリア９を４辺全てではなく対向する一対の辺でしか支持しないような場合には、マスク６の撓みはますます大きくなる。すなわち、従来の思想通りに基板キャリア９を設計すると、マスク６のほうが基板キャリア９よりも撓みやすくなっていた。

【0078】

本発明者らが鋭意検討した結果、このような場合に、従来の思想通りに基板キャリア９の剛性をできるだけ高くして撓まないようにすると、いくつかの不都合が生じることがわかった。以下、基板キャリア９の剛性をできるだけ高くして、キャリア自重撓み量ｄｃがマスク自重撓み量ｄｍよりも小さくなった場合（すなわち、ｄｃ＜ｄｍとなった場合）に生じる不都合について説明する。

【0079】

ｄｃ＜ｄｍである場合、まず第１に、基板キャリア９とマスク６とを接触させ、マスク６の上に基板キャリア９を載置して基板５にマスク６を装着するときに、マスク６の撓みが基板キャリア９の撓みより大きすぎるとマスク箔６ａと基板５との間に大きな隙間が生じてしまう。マスク６と基板５との間に大きな隙間が生じた状態を図９（ａ）に示す。マスク箔６ａと基板５との間に大きな隙間が生じると、基板５および基板キャリア９を挟んで裏側から磁石等の磁気吸着手段によってマスク６を吸着して基板５にマスク箔６ａを密着させようとしても隙間が残ってしまう場合がある。このように、基板キャリア９に保持された基板５とマスク６の間に隙間ｄｓが空く状態となり、この状態で搬送されて成膜された場合、成膜時に成膜材料がマスク箔６ａと基板５との間の隙間を通って回り込み、膜ボケが発生する状態となる。この結果、成膜ムラが発生することとなり、ディスプレイの輝度ムラによる品質低下を招く恐れがある。

【0080】

ｄｃ＜ｄｍである場合、第２に、基板キャリア９とマスク６とを接触させる際に、それぞれの支持部（キャリア支持部、マスク支持部）によって支持された部分である長辺に沿って延びる領域から接触が始まる。基板キャリア９の長辺は全て同じ高さになるようにキャリア受け爪４２によって支持され、また、マスク６の長辺は全て同じ高さになるようにマスク支持部によって支持されているため、接触の開始は辺同士（長辺同士または長辺に沿って延びる領域同士）で生じることになる。辺同士が接触する際には、接触する２つの辺が同じ形状で、かつ２辺が平行を保ったまま接近して接触するような理想的な状態であれば辺全体が一度に接触することになるが、実際には、様々な外乱の影響によって辺の中の一部から接触が始まることになる。そしてこの場合、その接触の開始箇所は様々な外乱の影響を受けて毎回変わり、１箇所に定まることがなく、接触の開始箇所がランダムに決まることになる。この結果、基板キャリア９とマスク６の着座時の再現性が低下する。例えば、アライメント時のＺ昇降スライダ１０はＺガイド１８によって案内されて下降するが、Ｚガイドの真直度や姿勢の再現性によって基板キャリア９が下降する過程の経路や姿勢が異なるので、接触開始箇所を一定にすることは困難となる。このため接触開始箇所が変わると基板キャリア９がマスクフレーム６ａから受ける反力が変わるため、基板キャリア９（または基板キャリア９に保持された基板５）とマスク６とのアライメントが完了した後、基板キャリア９をマスク６に着座させる時のズレ方が都度大きく異なりばらつく懸念がある。なお、ｄｃ＝ｄｍの場合も、ｄｃ＜ｄｍの場合と同様、着座時の振る舞い方が安定しないため、安定的な着座を実現する観点からはあまり好ましくない。

【0081】

そこで、本発明者らは、基板キャリア９の剛性を敢えて高くしすぎないようにし、基板キャリア９の撓み量とマスク６の撓み量を調整することによって、上述の課題を解決した
。本実施形態では、キャリア自重撓み量ｄｃとマスク自重撓み量ｄｍとの関係がｄｃ＞ｄｍとなるように、基板キャリア９のレール５０、５１の剛性の調整している。ｄｃ＞ｄｍとすることで、図１０（ａ）に示すように、マスク６よりも基板キャリア９のほうが大きく撓むようになる。なお、基板５は基板キャリア９の保持面に沿って基板キャリアに保持されているため、基板５の撓み量もキャリア自重撓み量ｄｃと同等と見なせる。

【0082】

この状態で基板キャリア９をマスク６に載置すると、基板キャリア９がマスク６に倣うように載置されていくため、載置後は図４のように基板キャリア９とマスク６の撓みを揃えることができるようになる。そのため、マスク箔６ａと基板５との間の隙間を十分に小さくすることができ、成膜時の膜ボケを抑制することができるようになる。

【0083】

また、ｄｃ＞ｄｍとすることで、基板キャリア９に保持された基板５をマスク６に接触させる際には、基板５の短辺側の最も撓んだ部分から接触が始まるようになる。本実施形態では、基板キャリア９の基板５を保持しているエリアの外側に着座ブロック３１が複数配置されており、着座ブロック３１は基板５よりも突出するように設けられている。また、複数の着座ブロック３１のうちの一部は、基板キャリア９の短辺側の中央、すなわち、最も撓む部分に配置されている。そのため、本実施形態では、基板キャリア９をマスク６に接触させる際には基板キャリア９の短辺側の中央に配置された着座ブロック３１から接触が始まるようにすることができるため、着座の再現性を高めることができる。また、最初に接触する着座ブロック３１を位置合わせの基準とすることができ、着座による位置の再現性も高めることができるようになる。

【0084】

（基板載置方法）
以下では、基板５を基板キャリア９にセットし、基板キャリア９上の基板５とマスク６とをアライメントし、基板キャリア９（基板５）をマスク６上に載置するまでの、蒸着装置の一連の動作を説明する。

【0085】

図１３は、実施形態の蒸着装置の動作シーケンスを示すフローチャートである。

【0086】

まず、ステップＳ１０１では、不図示のローラ搬送機構に搭載された基板キャリア９がゲートバルブを介してチャンバ４内に搬入され、キャリア支持部８の両側のキャリア受け爪４２上に載置される。一方のキャリア受け爪４２ａは、基板５（基板キャリア９）の一辺に沿って所定の間隔を空けて複数配置され、該基板５の一辺近傍において基板キャリア９の周縁部であるレール５１ａを支持する。他方のキャリア受け爪４２ｂは、基板５の上記一辺と対向する第二辺に沿って所定の間隔を空けて複数配置され、該基板５の第二辺近傍において基板キャリア９の周縁部であるレール５１ｂを支持する。

【0087】

次に、ステップＳ１０３では、基板キャリア９を下降させ、低倍率ＣＣＤカメラで撮像する高さにセットする。次に、ステップＳ１０４では、低倍率ＣＣＤカメラで基板５に設けられた基板マーク３７を撮像する。制御部７０は、撮像された画像に基づき基板５の位置情報を取得してメモリに保存する。

【0088】

ステップＳ１０５は、ステップＳ１０４に続いて実行される場合と、ステップＳ１０９またはステップＳ１１３での判定が「ＮＯ」のとき、これらのＳ１０９またはＳ１１３に続いて実行される場合とがある。

【0089】

ステップＳ１０４に続いて実行されるステップＳ１０５では、基板キャリア９を下降させ、アライメント動作高さにセットし、ステップＳ１０４で取得した位置情報に基づいて基板５の位置を調整する。

【0090】

まず基板キャリア９の高さについて言えば、キャリア受け面４１（キャリア受け爪４２の上面）とマスク６とを隔てる距離を、ステップＳ１０４のときより低い高さ変更する。ただしこのとき、キャリア受け面４１の位置は、自重により撓んだ基板キャリア９上の基板５がマスク６と接触しない高さに設定する。なお、場合によっては、ステップＳ１０５とステップＳ１０４を同じ高さで実行してもよい。

【0091】

ステップＳ１０４に続いて実行されるステップＳ１０５におけるアライメント動作では、制御部７０は、ステップＳ１０４で取得した基板５の位置情報に基づいて、アライメント装置１が備える位置合わせ機構６０を駆動する。すなわち、制御部７０は、基板５の基板マーク３７が高倍率ＣＣＤカメラの視野内に入るように基板５の位置を調整する。なお、マスク６については、マスクマーク３８が高倍率ＣＣＤカメラの視野内（望ましくは視野中心）に入るように、予め、マスク６と高倍率ＣＣＤカメラの相対位置が調整済みである。このため、ステップＳ１０４に続いて実行されるステップＳ１０５におけるアライメント動作により、基板マーク３７とマスクマーク３８の両方が高倍率ＣＣＤカメラの視野内に入るように調整される。ただしこの時点では、被写界深度の関係から、基板マーク３７が高倍率ＣＣＤカメラで撮像できない可能性がある。なお、アライメント動作では、基板５をＸＹθｚ方向に移動させるが、前述のように自重により撓んだ基板５がマスク６と接触しない高さで移動させるため、基板５の表面、あるいは、基板５表面に既に形成された膜パターンがマスク６と摺動して破損することはない。

【0092】

次に、ステップＳ１０６では、基板キャリア９を下降させ、高倍率ＣＣＤカメラで撮像する高さに基板５をセットする。

【0093】

ここでは、被写界深度が浅い高倍率ＣＣＤカメラを、基板マーク３７とマスクマーク３６の両方に合焦させて撮影するために、基板５の少なくとも一部（撓んだ部分）がマスク６に接触して基板マスク当接部ができるまで、基板５をマスク６に近接させる。

【0094】

次に、ステップＳ１０８では、高倍率ＣＣＤカメラによって基板５の基板マーク３７とマスク６のマスクマーク３８とを同時に撮像する。制御部７０は、撮像された画像に基づき基板５とマスク６の相対位置情報を取得する。ここでいう相対位置情報とは、具体的には、基板マーク３７とマスクマーク３８の中心位置どうしの距離と位置ズレの方向に関する情報である。ステップＳ１０８は、基板５とマスク６の相対位置情報（相対位置ズレ量）を取得し、基板５とマスク６の位置ズレ量を計測する計測工程（計測処理）である。

【0095】

次に、ステップＳ１０９では、制御部７０はステップＳ１０８で計測した基板５とマスク６の位置ズレ量が所定の閾値以下かどうかを判定する。所定の閾値は、基板５とマスク６の位置ズレ量が成膜を行っても支障ない範囲内に収まるように、予め設定された値である。閾値は、求められる基板５とマスク６の位置合わせ精度を達成し得るように設定される。閾値は例えば、誤差数μｍ内のオーダーとする。

【0096】

ステップＳ１０９において、基板５とマスク６の位置ズレ量が所定の閾値を越えると判定した場合には（ステップＳ１０９：ＮＯ）、ステップＳ１０５に戻ってアライメント動作を実行し、さらにステップＳ１０６以降の処理を続行する。

【0097】

ステップＳ１０９の判定がＮＯの場合に実行されるステップＳ１０５では、基板キャリア９を上昇させ、アライメント動作高さにセットし、ステップＳ１０８で取得した相対位置情報に基づいて基板５の位置を調整する。

【0098】

ステップＳ１０９の判定がＮＯの場合に実行されるアライメント動作では、制御部７０は、ステップＳ１０８で取得した基板５とマスク６の相対位置情報に基づいて、アライメ
ント装置１が備える位置合わせ機構を駆動する。すなわち、制御部７０は、基板５の基板マーク３７とマスク６のマスクマーク３８とがより近接する位置関係になるように、基板５をＸＹθｚ方向に移動させて位置を調整する。

【0099】

アライメント動作では、基板５をＸＹθｚ方向に移動させるが、前述のように自重により撓んだ基板５がマスク６と接触しない高さでの移動であるため、基板５の表面、あるいは、基板５表面に既に形成された膜パターンがマスク６と摺動して破損することはない。

【0100】

ステップＳ１０５は、基板５とマスク６の位置ズレ量が減少するように基板５を移動させるアライメント工程（アライメント処理）であり、ステップＳ１０９の判定がＮＯの場合にはファインアライメントが行われる。

【0101】

ステップＳ１０９の判定がＹＥＳの場合には、ステップＳ１１０において、基板キャリア９をさらに下降して、基板キャリア９全体がマスクフレーム６ａ上に載置された状態にする。すなわち、キャリア支持部８による基板キャリア９の支持が解かれ、基板キャリア９（基板５）とこれを搭載するマスクフレーム６ａ（マスク６）とが共に、マスク受け台１６（マスク支持部）によって支持される状態となる。そして、ステップＳ１１２において、高倍率ＣＣＤカメラにより基板マーク３７とマスクマーク３６を撮像し、基板５とマスク６の相対位置情報を取得する。

【0102】

次に、ステップＳ１１３では、制御部７０はステップＳ１１２で取得した基板５とマスク６の相対位置情報に基づき、基板５とマスク６の位置ズレ量が所定の閾値以下かどうかを判定する。所定の閾値は、その閾値内であれば成膜を行っても支障ない範囲内である条件として、予め設定しておく。

【0103】

ステップＳ１１３において、基板５とマスク６の位置ズレ量が所定の閾値を越えると判定した場合には（ステップＳ１１３：ＮＯ）、キャリア受け爪４２を基板５の高さに上昇させ基板キャリア９を支持する。なお、かかるＮＯ判定は、例えばステップＳ１０９～ステップＳ１１４の間に、外部振動により位置ズレが発生した場合などに起こりえる。

【0104】

そして、ステップＳ１０５に戻ってアライメント動作を実行する。その後、ステップＳ１０６以降の処理を続行する。

【0105】

一方、ステップＳ１１３において、基板５とマスク６ａの位置ズレ量が所定の閾値以下であると判定した場合には（ステップＳ１１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１１４に移行し、マスク昇降台１６を下降させて、搬送ローラ１５に受け渡す。これによりアライメントシーケンスは完了する（ＥＮＤ）。

【0106】

本実施例では、基板キャリアが、搬送経路において第１方向に搬送される際に、搬送経路に第１方向に沿って複数配置された搬送回転体として搬送ローラ１５によって支持される第１被案内部材としての第１のレールと、搬送経路において第２方向に搬送される際に、搬送経路に第２方向に沿って複数配置された搬送回転体として搬送ローラ１５によって支持される第２被案内部材としての第２のレールと、を備える。基板キャリアは、成膜後の基板が回収されると、成膜の搬送経路の上流まで循環搬送され、再び、成膜時の基板の保持のために利用される。そのような循環搬送経路（単独搬送経路）において、上述の第１のレールと第２のレールとを備えることで、基板キャリアの向き（方向）を変えずに、互いに直交する第１方向と第２方向に搬送可能となり、所望の経路上流までの循環搬送を効率よく行うことが可能となる。

【0107】

第１レールは、基板キャリアにおいて基板を保持するための板状部材の側面のうち第１
方向と直交する第２方向における両側の側面に、一対で第１方向に沿って（長手方向が第１方向と平行となるように）固定される。一方、第２レールは、基板キャリアにおいて基板を保持するための板状部材の側面のうち第２方向と直交する第１方向における両側の側面に、一対で第２方向に沿って（長手方向が第２方向と平行となるように）固定される。第１レールは、アライメント時においてキヤリア支持部によって支持される部分となり、第２レールは、アライメント時において基板キャリア及び基板の重量（自重）により撓み変形を生じる部分となる。第１レールと第２レールは、それぞれ同じ材料で構成された長尺のレール状部材であり、それぞれの長手に垂直な断面の形状を工夫したり、断面の面性の大きさを第２レールの方が小さくなるように構成することで、第２レールの長手に垂直な断面における断面二次モーメントを、第１レールのそれよりも小さくする、すなわち、第２レールを第１レールよりも撓みやすくする。こうすることで、基板キャリアのマスクに対するアライメント精度の向上を図ることが可能となる。

【0108】

すなわち、本実施形態では、支持工程として、基板キャリア９の周縁部における一対の周縁領域として、基板５の周縁部をなす四辺のうちの一対の対向辺に対応した基板キャリア９の対向周縁部であるレール５１ａ、５１ｂを、該レール５１ａ、５１ｂが所定の方向に沿うように、基板キャリア支持部８で支持する。また、マスク６の周縁部における一対の周縁領域として、マスク６の周縁部をなす四辺のうちの一対の対向辺に対応したマスク６（マスクフレーム６ａ）の対向周縁部を、該対向周縁部が所定の方向に沿うように、マスク支持部（マスク受け台１６）で支持する。なお、本実施形態では、所定の方向（第１方向）をＹ軸方向とし、第２方向をＸ軸方向、第３方向をＺ軸方向としているがこれに限定されるものではない。また、本実施例では矩形の基板５、矩形のマスク６をそれぞれ例示したが、基板、マスクの形状は矩形に限定されるものでなく、基板やマスクの周縁部をなす複数辺のうち所定の方向に沿って配された一対の対向辺に対応した一対の周縁領域を支持する構成とすることができる。したがって、基板やマスクの形状によっては、第１方向と第２方向の交差は直交に限られない。

【0109】

そして、取付工程として、基板キャリア９とマスク６を、基板キャリア９がマスク６から上方に離れた離隔位置から、基板キャリア９がマスク６の上に載せられる取付位置へと移動させる（離隔状態から取付状態へ移行させる）べく、基板キャリア支持部８を下降させる。本実施例では、第３の方向としてのＺ軸方向に沿って下降させているが、本発明の所望の載置動作が実現できる範囲においてＺ軸方向に対して多少の角度がついた方向であってもよい。また、基板キャリア支持部８は移動させず、マスク支持部の方を移動させてもよいし、両者を移動させてもよい。

【0110】

このとき、基板キャリア支持部８のみによって支持された基板キャリア９と、マスク支持部のみによって支持されたマスク６は、上述したようにｄｃ＞ｄｍ（・・・式（１））の関係を満たすように、それぞれ支持されている。したがって、基板キャリア９とマスク６は、上記離間位置から上記取付位置へ移動する際に、基板キャリア９において上記第３の方向に撓みが最も大きい部分と、マスク６において上記第３の方向に撓みが最も大きい部分と、から接触が開始される。

【0111】

なお、基板キャリア９は、上記離間位置から上記取付位置への移動においてマスク６と接触した際に、上記第３の方向と直交する方向において、マスク６に対する滑りやすさよりも基板キャリア支持部８（キャリア受け面４１）に対する滑りやすさが大きくなるように、基板キャリア支持部８によって支持されていると好適である。すなわち、基板キャリア９は、撓み状態の解消に伴い、上記第２方向における両端部の位置が第２方向に変位するような変形を生じるが、この両端部の変位を、マスク６との滑りではなく、基板キャリア支持部８（キャリア受け面４１）との滑りによって吸収、解消できるように構成されている。これにより、基板キャリア９がマスク６の上に載置される際の平面方向の位置ずれ
が効果的に抑制される。

【0112】

上述した滑りやすさの大小の制御は、種々の手法を用いてよい。例えば、基板キャリア９の着座部材３１を、マスク６（マスクフレーム６ａ）と同様に鉄などの金属製の部材で構成するとともに、少なくとも両者の接触部を研磨加工面や研削加工面で構成し、接触部における接触面積を適宜設定する。一方、キヤリア受け面４１には、単独支持の際に基板キャリア９が滑り落ちてしまうことが無い程度の摩擦力は担保しつつ、着座部材３１とマスク６との間よりは基板キャリア９に対して滑りやすくなるように、種々のコーティング被膜を施してよい。キャリア受け面４１上における基板キャリア９との接触部は、例えば、無機材料、フッ素、ＤＬＣ、無機セラミックが母材のコーティング（無機材料、フッ素系コート、セラミック系コート、ＤＬＣコート）を施してもよい。なお、本実施形態で説明した手法以外の手法を適宜用いてもよい。

【0113】

本実施形態によれば、蒸着装置において基板キャリアとマスクをアライメントする際に、基板をマスクに正確に位置合わせすることが可能となり、基板とマスクとの間の隙間を十分に小さくして基板にマスクを装着させることが可能となる。したがって、成膜ムラを低減することが可能となり、成膜精度の向上を図ることが可能となる。

【0114】

［実施形態２］
＜電子デバイスの製造方法＞
上記の基板処理装置を用いて、電子デバイスを製造する方法について説明する。ここでは、電子デバイスの一例として、有機ＥＬ表示装置のようなディスプレイ装置などに用いられる有機ＥＬ素子の場合を例にして説明する。なお、本発明に係る電子デバイスはこれに限定はされず、薄膜太陽電池や有機ＣＭＯＳイメージセンサであってもよい。本実施例においては、上記の成膜方法を用いて、基板５上に有機膜を形成する工程を有する。また、基板５上に有機膜を形成させた後に、金属膜または金属酸化物膜を形成する工程を有する。このような工程により得られる有機ＥＬ表示装置６００の構造について、以下に説明する。

【0115】

図１４（ａ）は有機ＥＬ表示装置６００の全体図、図１４（ｂ）は一つの画素の断面構造を表している。図１４（ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置６００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。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。本図の有機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。また、各発光素子は複数の発光層が積層されて構成されていてもよい。

【0116】

また、画素６２を同じ発光を示す複数の発光素子で構成し、それぞれの発光素子に対応するように複数の異なる色変換素子がパターン状に配置されたカラーフィルタを用いて、１つの画素が表示領域６１において所望の色の表示を可能としてもよい。例えば、画素６２を少なくとも３つの白色発光素子で構成し、それぞれの発光素子に対応するように、赤色、緑色、青色の各色変換素子が配列されたカラーフィルタを用いてもよい。あるいは、画素６２を少なくとも３つの青色発光素子で構成し、それぞれの発光素子に対応するように、赤色、緑色、無色の各色変換素子が配列されたカラーフィルタを用いてもよい。後者の場合には、カラーフィルタを構成する材料として量子ドット（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ：ＱＤ）材料を用いた量子ドットカラーフィルタ（ＱＤ－ＣＦ）を用いることで、量子ド
ットカラーフィルタを用いない通常の有機ＥＬ表示装置よりも表示色域を広くすることができる。

【0117】

図１４（ｂ）は、図１４（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５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、本実施形態では、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。なお、上述のようにカラーフィルタまたは量子ドットカラーフィルタを用いる場合には、各発光層の光出射側、すなわち、図１４（ｂ）の上部または下部にカラーフィルタまたは量子ドットカラーフィルタが配置されるが、図示は省略する。

【0118】

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Ｐが設けられている。

【0119】

次に、電子デバイスとしての有機ＥＬ表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。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６４が形成された基板５を準備する。

【0120】

次に、第１電極６４が形成された基板５の上にアクリル樹脂やポリイミド等の樹脂層をスピンコートで形成し、樹脂層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。

【0121】

次に、絶縁層６９がパターニングされた基板５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。ここで、本ステップでの成膜や、以下の各レイヤーの成膜において用いられる成膜装置は、上記各実施形態のいずれかに記載された成膜装置である。

【0122】

次に、正孔輸送層６５までが形成された基板５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５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。

【0123】

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。発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂのそれぞれは単層であってもよいし、複数の異なる層が積層された層であってもよい。電子輸送層６５は、３色の発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂに共通の層として形成される。本実施形態では、電子輸送層６７、発
光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂは真空蒸着により成膜される。

【0124】

続いて、電子輸送層６７の上に第２電極６８を成膜する。第２電極は真空蒸着によって形成してもよいし、スパッタリングによって形成してもよい。その後、第２電極６８が形成された基板を封止装置に移動してプラズマＣＶＤによって保護層Ｐを成膜して（封止工程）、有機ＥＬ表示装置６００が完成する。なお、ここでは保護層ＰをＣＶＤ法によって形成するものとしたが、これに限定はされず、ＡＬＤ法やインクジェット法によって形成してもよい。

【0125】

絶縁層６９がパターニングされた基板５を成膜装置に搬入してから保護層Ｐ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。

【符号の説明】

【0126】

１００：アライメント室，１：アライメント装置，８：基板キャリア支持部，９：基板キャリア，６０：位置合わせ機構，１１：回転並進機構，１０：Ｚ昇降スライダ，１３：Ｚ昇降ベース，１８：Ｚガイド，７０：制御部，５：基板，６：マスク，６ａ：マスクフレーム，３１：着座ブロック

【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】