特許 7170524 基板載置方法、成膜方法、成膜装置、有機ＥＬパネルの製造システム

(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】2022-11-04

(45)【発行日】2022-11-14

(54)【発明の名称】基板載置方法、成膜方法、成膜装置、有機ＥＬパネルの製造システム

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/50 20060101AFI20221107BHJP

   C23C 14/04 20060101ALI20221107BHJP

   H01L 51/50 20060101ALI20221107BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20221107BHJP

【ＦＩ】

C23C14/50 F

C23C14/04 A

H05B33/14 A

H05B33/10

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2018234924

(22)【出願日】2018-12-14

(65)【公開番号】P2020094264

(43)【公開日】2020-06-18

【審査請求日】2021-11-08

(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】110003133

【氏名又は名称】弁理士法人近島国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100158388

【弁理士】

【氏名又は名称】鱸 英俊

(72)【発明者】

【氏名】高津 和正

【審査官】宮崎 園子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１９７３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／２２２００９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１９８２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００３１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０１２５９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３４４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０９２３９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／５０

Ｃ２３Ｃ １４／０４

Ｈ０１Ｌ ５１／５０

Ｈ０５Ｂ ３３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の一辺に沿って基板を支持する第一基板支持部と、
前記一辺と対向する第二辺に沿って前記基板を支持する第二基板支持部と、
前記基板を前記第一基板支持部に向けて押圧可能な第一押圧部と、
前記基板を前記第二基板支持部に向けて押圧可能な第二押圧部と、
を備えた基板支持部を用いて前記基板を移動させ、前記基板をマスクの上に載置する基板載置方法であって、
第一基板支持部と第二基板支持部に支持された前記基板を前記第一押圧部と前記第二押圧部で押圧しながら、前記基板の少なくとも一部が前記マスクと接する第一の高さに前記基板を移動して、前記基板に設けられたアライメントマークと前記マスクに設けられたアライメントマークを撮像して前記基板と前記マスクの相対位置情報を取得し、前記基板と前記マスクの位置ずれ量を計測する計測工程と、
前記計測工程で計測した前記位置ずれ量が所定の閾値を超える場合に、前記マスクと接しない第二の高さに前記基板を移動して、前記計測工程で取得した相対位置情報に基づき、前記基板と前記マスクの位置ずれ量が減少するように前記基板を移動させるアライメント工程と、
前記計測工程で計測した前記位置ずれ量が所定の閾値以下の場合に、前記マスクと接しない第三の高さに前記基板を移動させ、さらに前記第二基板支持部に対して前記第一基板支持部が位置する方向に沿って前記基板支持部を水平移動させるオフセット動作工程と、
前記オフセット動作工程の後、前記第二押圧部の押圧力が前記第一押圧部の押圧力よりも小さくなるよう前記第二押圧部の押圧力を変更する押圧変更工程と、
前記第二押圧部の押圧力を前記第一押圧部の押圧力よりも小さくしたまま、前記基板を降下させて前記基板を前記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載置方法。

【請求項2】

前記押圧変更工程において、前記基板が前記第三の高さと前記第一の高さの間に位置するときに、前記第二押圧部の押圧力を変更する、
ことを特徴とする請求項１に記載の基板載置方法。

【請求項3】

前記載置工程において、前記基板の前記一辺は前記第一基板支持部に対して固定されているが、前記基板を降下させるにつれ前記第二辺は前記第二基板支持部に対して平面視でずれてゆく、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の基板載置方法。

【請求項4】

前記オフセット動作工程において、前記基板を水平移動させる距離は、前記載置工程において前記第二辺が前記第二基板支持部に対して平面視でずれる距離の０．４倍以上で０．６倍以下である、
ことを特徴とする請求項３に記載の基板載置方法。

【請求項5】

前記押圧変更工程において、前記第二押圧部を前記基板から離間させ、前記第二押圧部の押圧力をゼロにする、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に基板載置方法。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれか１項の基板載置方法により前記基板を前記マスクに載置した後に、前記基板に成膜する、
ことを特徴とする成膜方法。

【請求項7】

基板の一辺に沿って基板を支持する第一基板支持部と、前記一辺と対向する第二辺に沿って前記基板を支持する第二基板支持部と、前記基板を前記第一基板支持部に向けて押圧可能な第一押圧部と、前記基板を前記第二基板支持部に向けて押圧可能な第二押圧部と、マスクと、撮像装置と、成膜源と、制御部と、を備え、
前記制御部は、
第一基板支持部と第二基板支持部に支持された前記基板を前記第一押圧部と前記第二押圧部に押圧させながら、前記基板の少なくとも一部が前記マスクと接する第一の高さに前記基板を移動させて、前記基板に設けられたアライメントマークと前記マスクに設けられたアライメントマークを前記撮像装置に撮像させて前記基板と前記マスクの相対位置情報を取得し、前記基板と前記マスクの位置ずれ量を計測する計測処理と、
前記計測処理で計測した前記位置ずれ量が所定の閾値を超える場合に、前記マスクと接しない第二の高さに前記基板を移動させて、前記計測処理で取得した相対位置情報に基づき、前記基板と前記マスクの位置ずれ量が減少するように前記基板を移動させるアライメント処理と、
前記計測処理で計測した前記位置ずれ量が所定の閾値以下の場合に、前記マスクと接しない第三の高さに前記基板を移動させ、さらに前記第二基板支持部に対して前記第一基板支持部が位置する方向に前記基板支持部を水平移動させるオフセット動作処理と、
前記オフセット動作処理の後、前記第二押圧部の押圧力が前記第一押圧部の押圧力よりも小さくなるよう前記第二押圧部の押圧力を変更する押圧変更処理と、
前記第二押圧部の押圧力を前記第一押圧部の押圧力よりも小さくしたまま、前記基板を降下させて前記基板を前記マスクの上に載置する載置処理と、
前記載置処理の後、前記成膜源から前記基板に成膜材料を飛翔させて成膜する成膜処理と、を実行する、
ことを特徴とする成膜装置。

【請求項8】

前記押圧変更処理において、前記基板が前記第三の高さと前記第一の高さの間に位置するときに、前記第二押圧部の押圧力を変更する、
ことを特徴とする請求項７に記載の成膜装置。

【請求項9】

前記載置処理において、前記基板の前記一辺は前記第一基板支持部に対して固定されているが、前記基板を降下させるにつれ前記第二辺は前記第二基板支持部に対して平面視でずれてゆく、
ことを特徴とする請求項７または８に記載の成膜装置。

【請求項10】

前記オフセット動作処理において、前記基板を水平移動させる距離は、前記載置処理において前記第二辺が前記第二基板支持部に対して平面視でずれる距離の０．４倍以上で０．６倍以下である、
ことを特徴とする請求項９に記載の成膜装置。

【請求項11】

前記押圧変更処理において、前記第二押圧部を前記基板から離間させ、前記第二押圧部の押圧力をゼロにする、
ことを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１項に成膜装置。

【請求項12】

請求項７ないし１１のいずれか１項に記載の成膜装置を複数備え、
少なくとも一台の前記成膜装置は、前記成膜処理において前記成膜源から前記基板に有機材料を蒸着する、
ことを特徴とする有機ＥＬパネルの製造システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板をマスクに載置する基板載置方法、成膜方法、成膜装置、有機ＥＬパネルの製造システムに関する。特に、基板とマスクの相対位置をアライメントした後に基板をマスク上に載置する際、位置ずれが生じるのを抑制する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自発光型で、視野角、コントラスト、応答速度に優れた有機ＥＬ素子は、壁掛けテレビやモバイル機器をはじめとする種々の機器の表示部に盛んに応用されている。
有機ＥＬ素子の製造は、減圧されたチャンバ内に基板を搬入し、基板とマスクを高精度にアライメント（位置合わせ）し、所定パターンの有機膜をマスク開口越しに基板上に成膜する方法で行われることが多い。また、有機ＥＬ素子以外の電子デバイスの製造においても、基板とマスクを高精度にアライメントしてマスク越しに基板上に成膜することが行われている。

【0003】

一方、有機ＥＬ素子をはじめとする電子デバイスの製造には、大面積で厚みが小さなガラス基板が用いられるようになってきているが、このような基板を周辺部で支持すると、基板は自重により中央部が撓むように変形する。周辺部を支持されて撓んだ基板がマスクとは摺動しない高さでアライメントされ、その後に基板をマスクに載置して密着させようとすると、撓んでいた基板が平坦なマスクに倣う際に移動あるいは変形し、アライメントした位置関係からずれてしまう。すなわち、不特定な方向に基板が移動したり、基板の主面に反りや波打ちのような変形が生じてしまったりする。支持する位置の微妙な差により基板の撓み方は変化するため、アライメント後に基板をマスクに載置する際に発生する基板の移動や変形は一定せず、高精度な位置あわせが困難であった。

【0004】

そこで、特許文献１には、基板を挟持する挟持具のうち、一部の挟持具の挟力を他の挟持具とは独立して可変にする基板載置装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特許第６３９３８０２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に開示された基板載置装置は、一部の挟持具の挟力を他の挟持具の挟力よりも小さくすることにより、基板に生じた撓みを挟力が小さな挟持具の方向に逃がしながら、基板をマスクの上に載置することが可能である。この方法によれば、マスク上に載置した後に反りや波打ちのような変形が基板に残留するのを低減でき、しかも挟力が大きな挟持具で基板の片側を拘束しているため、基板全体が不測の方向に移動してしまうのを防止することができる。

【0007】

もっとも、この方法では、挟力が小さな挟持具の方向に基板の撓みを逃がす過程で、挟力が大きな挟持具の位置を固定点として、あたかも挟力の小さな挟持具の方向に基板が伸びるかのように平面視で基板が変形する。つまり、アライメントした際の相対位置関係に対して、挟力が大きな挟持具の近傍では位置ずれは殆ど生じないが、基板の撓みを解消するための変形が累積する挟力が小さな挟持具の近傍では、相対的に大きな位置ずれが発生する。マスクに対する位置ずれの大きさが基板内の場所によって異なると、位置ずれが小さな領域と大きな領域とでは、製造した電子デバイスの特性が不均一になる可能性があり得る。そのため、再度アライメントをやり直す必要が生じる可能性もあり得る。

【0008】

そこで、基板とマスクの相対位置をアライメントした後、基板をマスクに載置する際に、基板に反りや波打ちのような変形が残るのを抑制できるだけではなく、基板とマスクの位置ずれに偏在が生じるのを抑制できる基板載置方法が求められていた。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、基板の一辺に沿って基板を支持する第一基板支持部と、前記一辺と対向する第二辺に沿って前記基板を支持する第二基板支持部と、前記基板を前記第一基板支持部に向けて押圧可能な第一押圧部と、前記基板を前記第二基板支持部に向けて押圧可能な第二押圧部と、を備えた基板支持部を用いて前記基板を移動させ、前記基板をマスクの上に載置する基板載置方法であって、第一基板支持部と第二基板支持部に支持された前記基板を前記第一押圧部と前記第二押圧部で押圧しながら、前記基板の少なくとも一部が前記マスクと接する第一の高さに前記基板を移動して、前記基板に設けられたアライメントマークと前記マスクに設けられたアライメントマークを撮像して前記基板と前記マスクの相対位置情報を取得し、前記基板と前記マスクの位置ずれ量を計測する計測工程と、前記計測工程で計測した前記位置ずれ量が所定の閾値を超える場合に、前記マスクと接しない第二の高さに前記基板を移動して、前記計測工程で取得した相対位置情報に基づき、前記基板と前記マスクの位置ずれ量が減少するように前記基板を移動させるアライメント工程と、前記計測工程で計測した前記位置ずれ量が所定の閾値以下の場合に、前記マスクと接しない第三の高さに前記基板を移動させ、さらに前記第二基板支持部に対して前記第一基板支持部が位置する方向に沿って前記基板支持部を水平移動させるオフセット動作工程と、前記オフセット動作工程の後、前記第二押圧部の押圧力が前記第一押圧部の押圧力よりも小さくなるよう前記第二押圧部の押圧力を変更する押圧変更工程と、前記第二押圧部の押圧力を前記第一押圧部の押圧力よりも小さくしたまま、前記基板を降下させて前記基板を前記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載置方法である。

【0010】

また、本発明は、基板の一辺に沿って基板を支持する第一基板支持部と、前記一辺と対向する第二辺に沿って前記基板を支持する第二基板支持部と、前記基板を前記第一基板支持部に向けて押圧可能な第一押圧部と、前記基板を前記第二基板支持部に向けて押圧可能な第二押圧部と、マスクと、撮像装置と、成膜源と、制御部と、を備え、前記制御部は、第一基板支持部と第二基板支持部に支持された前記基板を前記第一押圧部と前記第二押圧部に押圧させながら、前記基板の少なくとも一部が前記マスクと接する第一の高さに前記基板を移動させて、前記基板に設けられたアライメントマークと前記マスクに設けられたアライメントマークを前記撮像装置に撮像させて前記基板と前記マスクの相対位置情報を取得し、前記基板と前記マスクの位置ずれ量を計測する計測処理と、前記計測処理で計測した前記位置ずれ量が所定の閾値を超える場合に、前記マスクと接しない第二の高さに前記基板を移動させて、前記計測処理で取得した相対位置情報に基づき、前記基板と前記マスクの位置ずれ量が減少するように前記基板を移動させるアライメント処理と、前記計測処理で計測した前記位置ずれ量が所定の閾値以下の場合に、前記マスクと接しない第三の高さに前記基板を移動させ、さらに前記第二基板支持部に対して前記第一基板支持部が位置する方向に前記基板支持部を水平移動させるオフセット動作処理と、前記オフセット動作処理の後、前記第二押圧部の押圧力が前記第一押圧部の押圧力よりも小さくなるよう前記第二押圧部の押圧力を変更する押圧変更処理と、前記第二押圧部の押圧力を前記第一押圧部の押圧力よりも小さくしたまま、前記基板を降下させて前記基板を前記マスクの上に載置する載置処理と、前記載置処理の後、前記成膜源から前記基板に成膜材料を飛翔させて成膜する成膜処理と、を実行する、ことを特徴とする成膜装置である。

【発明の効果】

【0011】

本発明は、基板とマスクの相対位置をアライメントした後、基板をマスクに載置する際に、基板に反りや波打ちのような変形が残るのを抑制できるだけではなく、基板とマスクの位置ずれに偏在が生じるのを抑制できる基板載置方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施形態の成膜装置の模式的な断面図。

【図2】アライメント機構の一例を示す斜視図。

【図3】回転並進機構の一例を示す斜視図。

【図4】基板保持部の一例を示す斜視図。

【図5】（ａ）基板が受け爪にアンクランプ状態で載置された状態を示す図。（ｂ）基板が受け爪とクランプに挟持されたクランプ状態を示す図。

【図6】（ａ）基板が基板保持部に保持された状態を示す平面図。（ｂ）マスクの平面図。（ｃ）撮像装置の視野内のマスクマークと基板マークを示す模式図。

【図7】実施形態の基板載置方法の各工程を示すフローチャート。

【図8】（ａ）ステップＳ１０１における基板とマスクの状態を示す側面図。（ｂ）ステップＳ１０２における基板とマスクの状態を示す側面図。

【図9】（ａ）ステップＳ１０３における基板とマスクの状態を示す側面図。（ｂ）ステップＳ１０５における基板とマスクの状態を示す側面図。

【図10】（ａ）ステップＳ１０６における基板とマスクの状態を示す側面図。（ｂ）ステップＳ１０９における基板とマスクの状態を示す側面図。

【図11】（ａ）ステップＳ１１０における基板とマスクの状態を示す側面図。（ｂ）ステップＳ１１２における基板とマスクの状態を示す側面図。

【図12】（ａ）ステップＳ１１３における基板とマスクの状態を示す側面図。（ｂ）ステップＳ１１４における基板とマスクの状態を示す側面図。

【図13】実施形態の有機ＥＬパネルの製造システムの模式的な構成図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

本発明の実施形態である基板載置方法、成膜方法、成膜装置、有機ＥＬパネルの製造システム等について、図面を参照して説明する。尚、以下の説明で参照する複数の図面では、特に但し書きがない限り、同一の機能の構成要素については同一の番号を付して示ものとする。また、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しているが、説明文において区別する必要がない場合には、ａ、ｂなどの添え字を省略して記述する場合がある。

【0014】

［実施形態１］
（成膜装置の構成）
図１は、実施形態の成膜装置の一例である蒸着装置の全体構成を示すための模式的な断面図である。
成膜装置は、成膜チャンバ４、基板５を成膜チャンバ４内に搬入／搬出するためのゲートバルブ１５、基板５およびマスク６ａを保持して相対位置合わせを行うアライメント装置１、成膜材料を収納した成膜源（蒸着源）７を備えている。成膜チャンバ４の内部には、成膜源（蒸着源）７から成膜材料を基板５に向けて飛翔させるための減圧された成膜空間２が形成されている。

【0015】

アライメント装置１は、成膜チャンバ４の上部隔壁（天板）３の上に搭載されており、基板保持部８と、マスク保持部９と、基板保持部８の位置を調整する位置決め機構と、を有している。位置決め機構は、Ｘ方向、Ｙ方向、θｚ方向（Ｚ軸を中心軸とする回転方向）に駆動する回転並進機構１１と、Ｚ昇降ベース１３と、Ｚ昇降ベース１３の側面に固定されるＺガイド１８に沿って移動するＺ昇降スライダ１０を含んでいる。位置決め機構は、成膜チャンバ４の外側に設けられている。可動部を多く含む位置決め機構を成膜空間の外に配置することで、成膜空間内の発塵を抑制することができる。

【0016】

Ｚ昇降スライダ１０には、基板保持シャフト１２が固定されている。基板保持シャフト１２は、成膜チャンバ４の上部隔壁３に設けられた貫通穴１６を通って、成膜チャンバ４の外部と内部にわたって設けられている。そして、成膜空間２において、基板保持シャフト１２の下部に基板保持部８が設けられ、被成膜物である基板５を保持することが可能となっている。

【0017】

基板保持シャフト１２と上部隔壁３とが干渉することのないよう、貫通穴１６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は、貫通穴１６を通り、成膜チャンバ４の外側のＺ昇降スライダ１０に固定されるまでの間、Ｚ昇降スライダ１０と上部隔壁３とに固定されたベローズ４０によって覆われる。つまり、基板保持シャフト１２は、成膜チャンバ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。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。

【0018】

マスク保持部９は、成膜チャンバ４の内部において、上部隔壁３の成膜空間側の面に設置されており、マスクを保持することが可能となっている。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箔状のマスク６ａ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ため、マスク保持部９はマスク６ａの撓みを低減した状態で保持することができる。

【0019】

尚、図１の成膜装置は、マスク保持部９は成膜チャンバ４に固定され、基板保持部８のみが可動であるが、実施形態の成膜装置はこの構成に限られるわけではなく、たとえば基板保持部８とマスク保持部９の両方を駆動可能に構成してもよい。

【0020】

アライメント装置１、基板保持部８、成膜源（蒸着源）７の一連の動作は、制御部５０によって制御される。制御部５０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５０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５０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５０が設けられていてもよいし、１つの制御部５０が複数の成膜装置を制御してもよい。
次にアライメント装置１の位置決め機構の詳細について、図２を参照して説明する。

【0021】

図２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２０が配設され、Ｚ昇降ベース１３に固定されたモータ１９から伝達される動力が、ボールネジ２０を介してＺ昇降スライダ１０に伝えられる。

【0022】

モータ１９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方向位置を計測することが可能となっている。モータ１９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２０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。

【0023】

図３は、アライメント装置１の回転並進機構１１の一形態を示す斜視図である。アライメント装置１では、Ｚ昇降スライダ１０およびＺ昇降ベース１３が回転並進機構１１の上に配設されており、Ｚ昇降ベース１３とＺ昇降スライダ１０の全体を、回転並進機構１１によってＸ、Ｙ、θｚの各方向に駆動させることが可能となっている。

【0024】

回転並進機構１１は複数の駆動ユニット２１ａ～２１ｄを有している。図３の構成では、駆動ユニット２１ａ～２１ｄは、それぞれベースの四隅に配置されており、隣接する隅に配置された駆動ユニットをＺ軸周りに９０度回転させた向きに配置されている。
各駆動ユニット２１は、駆動力を発生させるモータ４１を備えている。さらに、モータ４１の力がボールネジ４２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２１ｃ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、モータ４１の力がボールネジ４２を介して第１のガイド２２に伝達される。

【0025】

モータ４１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、モータ４１の駆動を制御部５０で制御することにより、Ｚ昇降ベース１３のＸ、Ｙ、θｚの各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。
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２１ｂと２１ｃのそれぞれにおいて＋Ｘ方向にスライドさせる力をモータ４１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２１ａと２１ｄのそれぞれにおいて＋Ｙ方向にスライドさせる力をモータ４１で発生させ、Ｚ昇降ベース１３にその力を伝えるとよい。
Ｚ昇降ベース１３を＋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２１ｃと２１ｂ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２１ａと２１ｄ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。

【0026】

次に、本発明にかかる基板保持部８の詳細な構成について、図４および図５を用いて説明する。図４は矩形の基板５を互いに対向する２辺（ここでは長辺）にそって保持した状態の基板保持部８全体を、アライメント装置１側から見た斜視図である。図５（ａ）、図５（ｂ）は、基板保持部８の、基板を保持する部分を拡大した側面図であり、図５（ａ）は基板を載置しただけの状態で保持している状態を、図５（ｂ）は基板の両側を挟持した状態で保持している状態を示している。尚、図５（ａ）および図５（ｂ）では、基板５には自重による撓みが生じていないように見えるが、単に図示の便宜のためであり、実際には両端で支持された基板は自重等の影響により変形している。

【0027】

図４に示すように、基板保持部８は、基板保持シャフト１２ａと基板保持シャフト１２ｂの下部に固定された保持ベース２５ａと、基板保持シャフト１２ｃと基板保持シャフト１２ｄの下部に固定された保持ベース２５ｂとを備えている。保持ベース２５ａは、基板保持シャフト１２ａと基板保持シャフト１２ｂにより、保持ベース２５ｂは基板保持シャフト１２ｃと基板保持シャフト１２ｄにより、位置が制御される。また、保持ベース２５ａ、保持ベース２５ｂは、基板の長辺と同等の長さを有する板状部材で、基板の長辺に沿って複数の受け爪２６が設けられている。さらに、基板保持部８は、受け爪２６と対向して、駆動シャフト３４を介して位置が制御される複数のクランプ２７を有している。複数の受け爪２６に対する複数のクランプ２７の位置を制御して、基板５の互いに対向する２辺の縁部（端部）を挟み込んで挟持すれば、基板の位置を固定できる。

【0028】

なお、図１に示すように、マスク枠６ｂには、基板５をマスク６ａに載置させる際に受け爪２６との干渉を回避するための複数の溝が掘られている。溝と受け爪２６とのクリアランスを数ｍｍ程度設定しておけば、基板５の載置後に受け爪２６がさらに下降しても、マスク枠６ｂと受け爪２６が互いに衝突するのを避けることができる。

【0029】

保持ベース２５の位置を制御するための基板保持シャフト１２ａ～基板保持シャフト１２ｄは、一括して制御してもよい。あるいは、基板保持シャフト１２ａと基板保持シャフト１２ｂのグループと、基板保持シャフト１２ｃと基板保持シャフト１２ｄのグループに分けて、別々に制御される構成となっていてもよい。クランプ２７は、それぞれが個別に設けられた駆動機構によって上下に駆動されてもよいが、ここでは保持ベース２５ごとに複数のクランプ２７を１つのユニットとし、ユニットごとに駆動機構で駆動する場合について説明する。複数のクランプ２７を含むクランプユニット２８はクランプスライダ３２に固定されており、基板保持部８の保持ベース２５と保持部上板３５の間に配設されたリニアブッシュ３９によって、クランプスライダ３２がＺ方向にガイドされる。クランプスライダ３２は、上部隔壁３を貫通する駆動シャフト３４を介してＺ昇降スライダ１０に固定される。クランプスライダ３２は駆動シャフト３４を介して電動シリンダ３６から発生する力によってＺ方向に駆動が可能となっている。

【0030】

クランプ２７の下降が下端に達すると、クランプ２７は受け爪２６上に載置された基板５の表面に当接し、受け爪２６の挟持面とクランプ２７の挟持面との間で基板５を固定した、図５（ｂ）の状態となる。クランプ２７によって一定の荷重を付加して基板５を保持するため、クランプ２７の上部には保持力（荷重）を発生させるためのバネ２９が配設される。なおクランプ２７とバネ２９の間にはロッド３１が存在し、クランプ２７はＺ方向に案内される。バネ２９は荷重調整ネジ３０によってギャップＬを変えることで全長を調整することができる。従って、バネ２９の押し込み量によって、ロッド３１を介してクランプ２７に発生する押し込み力（基板への押圧力）も自在に調整可能である。

【0031】

次に、基板５とマスク６ａとの位置、すなわち、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１において上部隔壁３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が配設されている。上部隔壁３には、撮像装置１４により成膜チャンバ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、カメラ光軸上に貫通穴および窓ガラス１７が設けてある。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。
図６（ａ）～図６（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。

【0032】

図６（ａ）は、基板保持部８に保持されている状態の基板５を上から見た図である。基板５上には撮像装置１４で計測可能な基板マーク３７ａ～基板マーク３７ｄが基板の４隅に形成されている。この基板マーク３７ａ～基板マーク３７ｄを４つの撮像装置１４によって同時計測し、各基板マークの中心位置である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、基板の位置情報を取得することができる。

【0033】

図６（ｂ）は、マスク６を上面から見た図である。箔状のマスク６ａの四隅には撮像装置で計測可能なマスクマーク３８ａ～マスクマーク３８ｄが形成されている。このマスクマーク３８ａ～マスクマーク３８ｄを４つの撮像装置１４ａ～撮像装置１４ｄにより同時計測し、各マスクマークの中心位置である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、マスクの位置情報を取得することができる。

【0034】

図６（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視野４３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４３内において、基板マーク３７とマスクマーク３８を同時に計測することが可能なので、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□や○を示したが、マークの形状はこれに限られるわけではなく、例えば×や十字などのように中心位置を算出しやすく対象性を有する形状を用いることができる。

【0035】

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５を受け爪２６に載置した際の位置ずれが大きいと、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。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を行った後、高倍率ＣＣＤカメラを用いて高い精度でマスクマーク３８と基板マーク３７の位置計測を行うことができる。

【0036】

尚、撮像装置は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。

【0037】

撮像装置１４によって取得したマスク６の位置情報および基板５の位置情報から、マスク６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５０にフィードバックし、昇降スライダ１０、回転並進機構１１、基板保持部８それぞれの駆動量を制御する。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６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。

【0038】

（基板載置方法）
以下では、基板を基板保持部にセットし、基板とマスクとをアライメント（位置あわせ）し、基板をマスク上に載置するまでの成膜装置の一連の動作を説明する。
図７は、実施形態の成膜装置の動作シーケンスを示すフローチャートである。また、図８～図１２は、図７のフローチャートの各ステップにおける基板とマスクの状態を示すための模式図である。

【0039】

まず、ステップＳ１０１では、図１に示すゲートバルブ１５から、不図示のロボットハンドに搭載された基板５が成膜チャンバ４内に搬入される。そして、図８（ａ）に示すように、基板５は基板保持部の両側の受け爪２６上に載置された状態となる。第一基板支持部としての受け爪２６ａは基板の一辺に沿って支持し、第二基板支持部としての受け爪２６ｂは前記一辺と対向する第二辺に沿って基板を支持する。
この工程では、ロボットハンドの動作スペースを十分に確保するために、受け爪２６の上面とマスク６ａとを隔てる距離（Ｈ１）を十分に大きく設定している。受け爪２６上に載置された基板５は、自重により撓むが、Ｈ１を大きく設定しているため、基板５がマスク６ａと接することはない。（Ｄ１＞０）。

【0040】

次に、ステップＳ１０２では、図８（ｂ）に示すように、受け爪２６と対向して配置されたクランプ２７を駆動して、基板５をクランプ（挟持）する。具体的には、図４に示した電動シリンダ３６から発生する力が駆動シャフト３４を介してクランプスライダ３２に伝えられ、クランプスライダ３２がＺ方向に駆動する。すると、クランプスライダ３２に取り付けられたクランプユニット２８が下降して基板５に接触し、受け爪２６との間に基板５を挟み込んでクランプする。クランプ２７ａは、基板を第一基板支持部である受け爪２６ａに向けて押圧可能な第一押圧部であり、クランプ２７ｂは、基板を第二基板支持部である受け爪２６ｂに向けて押圧可能な第二押圧部である。

【0041】

次に、ステップＳ１０３では、図９（ａ）に示すように基板５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。すなわち、受け爪２６を下降させ、受け爪２６の上面とマスク６ａの距離を、より小さなＨ２に変更する。（Ｈ１＞Ｈ２）。この位置は、自重により撓んだ基板５がマスク６ａと接触しない高さに設定する。（Ｄ１＞Ｄ２＞０）。

【0042】

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５０は、撮像された画像に基づき基板５の位置情報を取得する。

【0043】

ステップＳ１０４に続いて実行されるステップＳ１０５では、図９（ｂ）に示す位置まで基板５を下降させ、アライメント動作高さ（第二の高さ）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。
基板５の高さについて言えば、受け爪２６の上面とマスク６ａとを隔てる距離を、ステップＳ１０４の時より小さなＨ３に変更する。（Ｈ２＞Ｈ３）。この時、受け爪２６の位置は、自重により撓んだ基板５がマスク６ａと接触しない高さに設定する。（Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３＞０）。
尚、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く、その場合にはＨ２＝Ｈ３、Ｄ２＝Ｄ３＞０とする。

【0044】

ステップＳ１０４に続いて実行されるアライメント動作では、制御部５０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が備える位置決め機構を駆動する。すなわち、制御部５０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。マスク６ａと高倍率ＣＣＤカメラの相対位置は、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）に入るように予め調整されている。このため、ステップＳ１０４に続いて実行されるステップＳ１０５の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ことになる。尚、アライメント動作では、基板５をＸ、Ｙ、θｚの各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６ａ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、すでに形成された膜パターンがマスクと摺動して破損することはない。

【0045】

次に、ステップＳ１０６では、図１０（ａ）に示すように基板５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。すなわち、クランプ２７ａとクランプ２７ｂで基板を押圧しながら受け爪２６を下降させ、受け爪２６の上面とマスク６ａの距離を、より小さなＨ４（第一の高さ）に変更する。（Ｈ３＞Ｈ４）。
被写界深度が浅い高倍率ＣＣＤカメラを用いて、基板マーク３７とマスクマーク３８の両方に合焦させて撮影するため、基板５の少なくとも一部（撓んだ部分）がマスク６ａに接するまで基板５をマスク６ａに近接させる。

【0046】

次に、ステップＳ１０７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６ａのマスクマーク３８とを同時に撮像する。制御部５０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ずれの方向に関する情報である。ステップＳ１０７は、基板とマスクの相対位置情報を取得し、基板とマスクの位置ずれ量を計測する計測工程（計測処理）である。

【0047】

次に、ステップＳ１０８では、制御部５０はステップＳ１０７で計測した基板５とマスク６の位置ずれ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ステップＳ１０９からステップＳ１１４までを実行した時に、基板５とマスク６の位置ずれ量が成膜を行っても支障ない範囲内に収まる条件として、予め設定しておく。閾値は、求められる基板５とマスク６の位置あわせ精度を達成し得るよう、誤差数μｍ内のオーダーで設定される。

【0048】

ステップＳ１０８において、基板５とマスク６ａの位置ずれ量が所定の閾値を越えると判定した場合には（ステップＳ１０８：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。

【0049】

ステップＳ１０８の判定がＮＯの場合に実行されるステップＳ１０５では、図９（ｂ）に示す位置まで基板５を上昇させ、アライメント動作高さ（第二の高さ）にセットし、ステップＳ１０７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。
基板５の高さについて言えば、受け爪２６の上面とマスク６ａとを隔てる距離を、ステップＳ１０６の時より大きなＨ３に変更する。（Ｈ３＞Ｈ４）。この時、受け爪２６の位置は、自重により撓んだ基板５がマスク６ａと接触しない高さに設定する。（Ｄ３＞０）。

【0050】

ステップＳ１０８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５０は、ステップＳ１０７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が備える位置決め機構を駆動する。すなわち、制御部５０は、基板５の基板マーク３７とマスク６ａ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Ｘ、Ｙ、θｚの各方向に移動させて位置を調整する。
アライメント動作では、基板５をＸ、Ｙ、θｚの各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６ａ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、すでに形成された膜パターンがマスクと摺動して破損することはない。
ステップＳ１０５は、基板とマスクの位置ずれ量が減少するように基板を移動させるアライメント工程（アライメント処理）である。

【0051】

ステップＳ１０８において、基板５とマスク６の位置ずれ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Ｓ１０８：ＹＥＳ）、ステップＳ１０９に移り、図１０（ｂ）に示すように基板５を第三の高さであるオフセット動作高さに上昇させる。
オフセット動作高さとは、後述するステップＳ１１０において基板５を水平移動させる時に、自重により撓んだ基板５がマスク６ａと接しない高さである。制御部５０は、受け爪２６の上面とマスク６ａとを隔てる距離を、ステップＳ１０６の高倍率ＣＣＤカメラで撮像する高さよりも大きなＨ５に変更する。（Ｈ５＞Ｈ４）。この時、受け爪２６の位置は、自重により撓んだ基板５がマスク６ａと接触しない高さに設定する。（Ｄ４＞０）。尚、Ｈ５を大きくしすぎると垂直方向の移動距離が大きくなり、オフセット動作後に基板５をマスク６ａに密着させる際の位置ずれ要因となりえるので、オフセット動作高さは、ステップＳ１０３の低倍率ＣＣＤカメラで撮像する高さよりも小さくする。（Ｈ２＞Ｈ５）。

【0052】

次に、ステップＳ１１０では、図１１（ａ）に示すように、アライメント装置１が備える位置決め機構を駆動して、基板５を水平方向に移動させるオフセット動作を行う。前述のように、ステップＳ１０９で基板５の高さを調整しているので、基板５を水平方向に移動させる際に、撓んだ基板５がマスク６ａと接触して基板５の表面、あるいは、すでに形成された膜パターンがマスク６ａと接触して破損することはない。

【0053】

オフセット動作における移動方向ＯＳＤは、受け爪で支持された基板５の一辺から、受け爪で支持された基板５の他の一辺に向かう方向である。基板を挟んで水平方向に対向配置された受け爪を基準に言えば、移動方向ＯＳＤは、一方の受け爪２６ｂから他方の受け爪２６ａに向かう方向である。
オフセット動作におけるオフセット量、つまり図１１（ａ）に示す移動距離ＯＳ１は、
後に基板をマスクに載置する際に生ずる基板の変形を考慮して設定されている。

【0054】

本実施形態では、後述するように、一方のクランプ２７ｂをアンクランプ状態、他方のクランプ２７ａをクランプ状態にし、基板５を降下させてマスク６ａ上に載置するが、撓んでいた基板はマスクと接触後にマスク平面に倣って平坦になるよう徐々に変形する。この時、基板５は、クランプ状態にあるクランプ２７ａ側は固定され、アンクランプ状態にあるクランプ２７ｂ側は可動なので、クランプ２７ａと受け爪２６ａによる挟持位置を固定点としてクランプ２７ｂの方向に伸びるかのように平面視で基板は変形する。

【0055】

撓みが平坦になる際のアンクランプ側への平面視での基板の伸び量をＢＰＥとした時、オフセット動作の移動距離ＯＳ１は、基板の伸び量ＢＰＥの半分にするのがよい。（ＯＳ１＝ＢＰＥ／２）。
例えば、基板の伸び量ＢＰＥが４０μｍであるなら、オフセット動作の移動距離ＯＳ１は２０μｍとすればよい。
ただし、厳密に基板の伸び量ＢＰＥの半分の距離だけ移動させるのは困難な場合もあるので、載置工程において受け爪２６ｂ側の第二辺が受け爪２６ｂに対して平面視でずれる距離の０．４倍以上で０．６倍以下の範囲で移動させるとよい。

【0056】

基板の伸び量ＢＰＥは、予めアライメント装置１を用いて実験を行い、高倍率ＣＣＤカメラ等を用いて計測して制御部５０に記憶しておけばよい。あるいは、基板５の撓み量を計測し、それに基づいて伸び量ＢＰＥをシミュレーションで求め、制御部５０に記憶しておく等の方法で求めてもよい。

【0057】

以上のように、ステップＳ１１０は、第二基板支持部である受け爪２６ｂに対して第一基板支持部である受け爪２６ａが位置する方向（ＯＳＤ）に沿って基板支持部を水平移動させるオフセット動作工程（オフセット動作処理）である。
オフセット動作を完了したら、ステップＳ１１１に移り、基板５を下降させてマスク６ａに近接させてゆく。

【0058】

そして、ステップＳ１１２では、図１１（ｂ）に示すように、受け爪２６の上面とマスク６ａとの距離がＨ６になった時に、オフセット動作時の移動方向ＯＳＤとは反対側に位置するクランプ２７ｂをアンクランプ状態にし、基板５の片側の挟持を解除する。アンクランプ状態にする動作は、ステップＳ１０９におけるオフセット動作高さ（Ｈ５）と、ステップＳ１０６における高倍率ＣＣＤカメラで撮像する高さ（Ｈ４）の間の高さで行う。（Ｈ５＞Ｈ６＞Ｈ４）。好ましくは、下降中の基板５がマスク６ａと接触する直前に、クランプ２７ｂをアンクランプ状態にするがよい。

【0059】

ステップＳ１１２は、第二押圧部であるクランプ２７ｂの押圧力が、第一押圧部であるクランプ２７ａの押圧力よりも小さくなるようクランプ２７ｂの押圧力を変更する押圧変更工程（押圧変更処理）である。本実施形態では、押圧変更工程において、第二押圧部であるクランプ２７ｂを基板から離間させ、クランプ２７ｂの押圧力をゼロにしている。

【0060】

そして、基板を降下させてゆくと、図１２（ａ）に示すように、受け爪２６ａとクランプ２７ａにより片側だけを挟持された基板５は、マスク６ａの上面に倣うために、クランプ２７ｂ側に向けて（図中のＭＯＶの方向に）移動しながら撓みを解消させてゆく。アンクランプ側では基板５と受け爪２６ｂは線接触に近い状態なので摩擦力は小さく、基板５は受け爪２６ｂの上をずれ動くことになる。すなわち、クランプしているクランプユニット２８ａ側では受け爪２６ａ上で基板５は固定され、アンクランプ側（クランプユニット２８ｂ側）では、平面視で伸びるように基板が受け爪２６ｂの上をずれ動いていく。

【0061】

ステップＳ１１０で説明したように、本実施形態では、撓みが平坦になる際のアンクランプ側への平面視での基板の伸び量ＢＰＥの約半分にあたるＯＳ１だけ、基板５はクランプ２７ａ側に予めオフセットされている。このため、撓みが平坦化される際に生じる平面視での基板５の伸びは、マスク６ａを基準にすれば、クランプ２７ａ側とクランプ２７ｂ側に約半分ずつ分配されることになる。したがって、本実施形態によれば、基板とマスクの位置ずれに偏在が生じるのを抑制することができる。

【0062】

さらに、ステップＳ１１３では、基板５とマスク６ａのすき間がゼロ、すなわちＨ＝０の位置まで降下させ、基板５をマスク６ａの上に載置する。（載置工程、載置処理）。

【0063】

そして、ステップＳ１１４では、図１２（ｂ）に示すように、クランプ２７ａもアンクランプ状態にし、受け爪２６をマスク６の上面よりも低くなる位置まで下降させ、クランプによる挟持状態から基板５を開放する。基板５は、反りや波打ちのような変形を残留させることなくマスク６ａの上面に載置される。
基板５のマスク６ａ上へ載置が完了すると、ステップＳ１１５では、高倍率ＣＣＤカメラで基板マーク３７およびマスクマーク３８を撮像し、基板５とマスク６との相対位置情報を取得する。

【0064】

次に、ステップＳ１１６では、制御部５０はステップＳ１１５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の位置ずれ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。
ステップＳ１１６において、基板５とマスク６ａの位置ずれ量が所定の閾値を越えると判定した場合には（ステップＳ１１６：ＮＯ）、ステップＳ１１７で受け爪２６を基板５の高さに上昇させ、両側のクランプ２７で基板を挟持する。尚、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ずれが発生した場合などに起こりえる。

【0065】

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。ステップＳ１１６の判定がＮＯの場合に実行されるステップＳ１０５では、図９（ｂ）に示す位置まで基板５を上昇させ、アライメント動作高さ（位置合せ動作高さ）にセットし、ステップＳ１１５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。
その後、ステップＳ１０６以降の処理を続行する。

【0066】

一方、ステップＳ１１６において、基板５とマスク６ａの位置ずれ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Ｓ１１６：ＹＥＳ）、アライメントシーケンスは完了する（ＥＮＤ）。
成膜材料を収納した成膜源（蒸着源）７から成膜材料を基板５に向けて飛翔させてパターンを形成するのに適した位置に基板がセットされたことになるため、成膜源から基板に成膜材料を飛翔させて成膜する成膜処理を行う。（図７では不図示）。

【0067】

本実施形態によれば、基板とマスクの相対位置をアライメントした後、基板をマスクに載置する際に、基板に反りや波打ちのような変形が残るのを抑制できるだけではなく、基板とマスクの位置ずれに偏在が生じるのを抑制することができる。

【0068】

［実施形態２］
実施形態１の変形例である実施形態２について説明する。実施形態２は、図７に示すアライメントシーケンスのフローチャートのステップＳ１１２の動作が、実施形態１と異なる。
実施形態１のステップＳ１１２においては、図１１（ｂ）に示したように、オフセット動作時の移動方向ＯＳＤとは反対側に位置するクランプ２７ｂを、基板５から離間させて押圧ゼロのアンクランプ状態とした。

【0069】

これに対して実施形態２では、ステップＳ１１２において、クランプ２７ｂを基板５から離間させて押圧をゼロにするのではなく、クランプ２７ａよりも小さな力で基板５を挟持するようにする。具体的には、図５（ｂ）に示したクランプユニット２８ｂの構成部品である荷重調整ネジ３０ｂを調整して、基板５が滑り落ちない程度のクランプ力にする。この調整により、ステップＳ１１３で基板をマスク上に載置する際に、実施形態１のアンクランプ状態と同じような効果を得ることができる。すなわち、基板５は、クランプしている側（ここではクランプユニット２８ａ）では受け爪２６ａ上で滑ることなく固定され、かつクランプ側が起点となって、クランプ力の弱い状態のクランプユニット２８ｂ側にずれていく。つまり、クランプ力の弱いクランプ側は、基板５と受け爪２６間に生じる摩擦力が極めて小さくなり、クランプ側のクランプユニット２８ａの摩擦力より小さくなるため、クランプユニット２８ｂの受け爪２６ｂの上をずれることになる。

【0070】

本実施形態においても、ステップＳ１１０において、撓みが平坦になる際のクランプ２７ｂ側への平面視での基板の伸び量ＢＰＥの約半分にあたるＯＳ１だけ、基板５はクランプ２７ａ側に予めオフセットされている。このため、撓みが平坦化される際に生じる平面視での基板５の伸びは、マスク６ａを基準にすれば、クランプ２７ａ側とクランプ２７ｂ側に約半分ずつ分配されることになる。したがって、本実施形態においても、基板に反りや波打ちのような変形が残るのを抑制できるだけではなく、基板とマスクの位置ずれに偏在が生じるのを抑制することができる。

【0071】

［実施形態３］
次に、本発明を実施した製造システムについて説明する。図１３は、本発明を実施した製造システムの模式的な構成図で、有機ＥＬパネルを製造する製造システム３００を例示している。

【0072】

製造システム３００は、複数台の成膜装置１００、搬送室１１０１、搬送室１１０２、搬送室１１０３、基板供給室１１０５、マスクストック室１１０６、受渡室１１０７、ガラス供給室１１０８、貼合室１１０９、取出室１１１０等を備えている。成膜装置１００は、有機ＥＬパネルの発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電極層等の異なる機能層の成膜に用いられ得るため、成膜装置ごとに成膜材料やマスクなどが相違する場合がある。各成膜装置１００は、基板とマスクの相対位置を調整するアライメント装置を備え、実施形態１あるいは実施形態２で説明した基板載置方法を実施できる。各成膜装置１００は、本発明の基板載置方法により基板をマスクにセットした後、基板にマスク越しに成膜パターンを形成する成膜方法を実施できる。各成膜装置１００は、実施形態１あるいは実施形態２で説明したように、一つの成膜チャンバが一つのアライメント装置を備える装置であってもよいし、一つの成膜チャンバが２つ以上のアライメント装置を備える装置であってもよい。２つのアライメント装置を備える場合には、一方のアライメント装置側で基板に蒸着している間に、他方のアライメント装置側では蒸着済の基板の搬出と未蒸着の基板の搬入を行い、搬入した基板にアライメント動作を行うことができる。

【0073】

基板供給室１１０５には、外部から基板が供給される。搬送室１１０１、搬送室１１０２、搬送室１１０３には、搬送機構であるロボット１１２０が配置されている。ロボット１１２０によって各室間の基板の搬送が行われる。本実施形態の製造システム３００が複数台備える成膜装置１００のうち、少なくとも一台は有機材料の蒸着源を備えている。製造システム３００に含まれる複数の成膜装置１００は、お互いが同一材料を成膜する装置であってもよいし、異なる材料を成膜する装置であってもよい。例えば、各成膜装置において、互いに異なる発光色の有機材料を蒸着してもよい。製造システム３００では、基板供給室１１０５から供給された基板に有機材料を蒸着したり、あるいは金属材料等の無機材料の膜を形成し、有機ＥＬパネルを製造する。

【0074】

マスクストック室１１０６には、各成膜装置１００にて用いられ、膜が堆積したマスクが、ロボット１１２０によって搬送される。マスクストック室１１０６に搬送されたマスクを回収することで、マスクを洗浄することができる。また、マスクストック室１１０６に洗浄済みのマスクを収納しておき、ロボット１１２０によって成膜装置１００にセットすることもできる。
ガラス供給室１１０８には、外部から封止用のガラス材が供給される。貼合室１１０９において、成膜された基板に封止用のガラス材を貼り合わせることで、有機ＥＬパネルが製造される。製造された有機ＥＬパネルは、取出室１１１０から取り出される。

【0075】

本製造システムに含まれる成膜装置は、実施形態１及び実施形態２で説明したように、基板とマスクの相対位置をアライメントした後、基板を一方の基板保持部側にオフセット移動させ、その後他方の基板保持部の保持力を小さくしてマスク上に載置する。
このため、本製造システムに含まれる成膜装置では、成膜時の基板に反りや波打ちのような変形が残るのを抑制できるだけではなく、基板とマスクの位置ずれに偏在が生じるのを抑制することができる。アライメント動作の精度を高めるとともに、安定的に再現させることができるようになり、成膜前に実行するアライメント動作回数を低減させた成膜装置を備えた成膜システムを提供することができる。
アライメント動作が極めて安定し高速化する本製造システムでは、大面積基板に高精度かつ高速に成膜できるため、高画質の有機ＥＬパネルを高い歩留まりで、しかも高いスループットで製造することが可能である。

【0076】

このように、本発明は有機ＥＬ素子を製造する製造システムにおいて好適に実施され得るが、それ以外のデバイスを製造するための製造システムにおいて実施してもかまわない。電子デバイスなどの製造する際に、アライメントに要する時間を低減し、タクトタイムを短縮して、生産性を高めることができる。

【0077】

［他の実施形態］
尚、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。
例えば、基板を支持するための基板支持部、マスクを支持するためのマスク支持部、あるいはアライメント用カメラの配置や個数は、上述した実施形態の例に限られるものではない。基板の大きさや重さ、マスクの大きさや重さ、アライメントマークの数やレイアウト位置等によって、適宜変更することが可能である。

【符号の説明】

【0078】

１・・・アライメント装置／２・・・成膜空間／３・・・上部隔壁（天板）／４・・・成膜チャンバ／５・・・基板／６ａ・・・マスク／６ｂ・・・マスク枠／７・・・成膜源（蒸着源）／８・・・基板保持部／９・・・マスク保持部／１０・・・Ｚ昇降スライダ／１１・・・回転並進機構／１２、１２ａ～１２ｄ・・・基板保持シャフト／１３・・・Ｚ昇降ベース／１４・・・撮像装置／１７・・・窓ガラス／１８、１８ａ～１８ｄ・・・Ｚガイド／１９・・・モータ／２０・・・ボールネジ／２１、２１ａ～２１ｄ・・・駆動ユニット／２２・・・第１のガイド／２３・・・第２のガイド／２４・・・回転ベアリング／２５ａ、２５ｂ・・・保持ベース／２６、２６ａ、２６ｂ・・・受け爪／２７、２７ａ、２７ｂ・・・クランプ／２８、２８ａ、２８ｂ・・・クランプユニット／２９・・・バネ／３０・・・荷重調整ネジ／３１・・・ロッド／３２、３２ａ、３２ｂ・・・クランプスライダ／３４・・・駆動シャフト／３５・・・保持部上板／３６・・・電動シリンダ／３７、３７ａ～３７ｄ・・・基板マーク／３８、３８ａ～３８ｄ・・・マスクマーク／４０・・・ベローズ／４１・・・モータ／４２・・・ボールネジ／４３・・・視野／５０・・・制御部／１００・・・成膜装置／３００・・・製造システム／１１０１～１１０３・・・搬送室／１１０５・・・基板供給室／１１０６・・・マスクストック室／１１０７・・・受渡室／１１０８・・・ガラス供給室／１１０９・・・貼合室／１１１０・・・取出室／１１２０・・・ロボット

【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】