特許 7177128 成膜装置、検知装置、検知方法、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】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-14

(45)【発行日】2022-11-22

(54)【発明の名称】成膜装置、検知装置、検知方法、及び電子デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/04 20060101AFI20221115BHJP

   C23C 14/24 20060101ALI20221115BHJP

【ＦＩ】

C23C14/04 A

C23C14/24 G

【請求項の数】 22

(21)【出願番号】P 2020166057

(22)【出願日】2020-09-30

(65)【公開番号】P2022057675

(43)【公開日】2022-04-11

【審査請求日】2021-08-10

(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

(73)【特許権者】

【識別番号】000132725

【氏名又は名称】株式会社ソディック

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100076428

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康徳

(74)【代理人】

【識別番号】100115071

【弁理士】

【氏名又は名称】大塚 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100112508

【弁理士】

【氏名又は名称】高柳 司郎

(74)【代理人】

【識別番号】100116894

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 秀二

(74)【代理人】

【識別番号】100130409

【弁理士】

【氏名又は名称】下山 治

(74)【代理人】

【識別番号】100134175

【弁理士】

【氏名又は名称】永川 行光

(74)【代理人】

【識別番号】100188868

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 智丈

(74)【代理人】

【識別番号】100221327

【弁理士】

【氏名又は名称】大川 亮

(72)【発明者】

【氏名】石井 博

(72)【発明者】

【氏名】上田 利幸

(72)【発明者】

【氏名】岡本 直次郎

(72)【発明者】

【氏名】神野 紘隆

【審査官】有田 恭子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０７０４９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５２０５４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－００３１４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１４１１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２９３１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１４７７１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／００－１４／５８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内部を真空に保持するチャンバと、
前記チャンバの内部に設けられ、基板を吸着する吸着板と、
前記チャンバの内部に設けられ、マスクが載置されるマスク台と、
前記吸着板に吸着された前記基板と前記マスク台に載置された前記マスクとの、前記基板の被成膜面に沿った平面における相対位置を調整することでアライメントを行うアライメント手段と、
前記吸着板を前記マスク台に対して前記平面と交差する交差方向に相対的に移動させる移動手段と、
前記マスク台に載置された前記マスクの前記交差方向における位置を検知する検知手段と、
を備え、
前記検知手段は、前記吸着板が基板を吸着していない状態で、前記交差方向における前記マスクの位置を検知することを特徴とする成膜装置。

【請求項2】

前記検知手段の検知結果に基づいて、前記アライメントを行う時の前記交差方向における前記吸着板の位置を決定する制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項3】

前記検知手段の検知結果に基づいて、前記マスク台に載置された前記マスクから所定の距離となる前記交差方向における前記吸着板の位置を決定する制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。

【請求項4】

前記制御手段は、前記検知手段による検知を開始するための前記交差方向における前記吸着板の検知開始位置を決定することを特徴とする請求項２または３に記載の成膜装置。

【請求項5】

前記制御手段は、前記検知手段による過去の検知結果に基づいて、前記検知開始位置を決定することを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。

【請求項6】

前記マスク台に載置された前記マスクの種類を特定する特定手段をさらに備え、
前記制御手段は、前記特定手段で特定した前記マスクの前記種類に基づいて、前記検知開始位置を設定することを特徴とする請求項４または５に記載の成膜装置。

【請求項7】

前記移動手段は、前記吸着板を、前記検知開始位置から前記マスク台に近接するように、前記交差方向において相対的に移動し、
前記検知手段は、前記検知開始位置から、前記吸着板が前記マスク台に載置された前記マスクに接触する接触位置までの、前記吸着板の変位量に基づいて、前記交差方向における前記マスクの位置を検知することを特徴とする請求項４から６のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項8】

前記移動手段は、前記吸着板が基板を吸着していない状態で、前記吸着板を前記検知開始位置に移動することを特徴とする請求項４から７のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項9】

前記移動手段は、前記チャンバの内部が真空に保持されている状態で、前記吸着板を前記検知開始位置に移動することを特徴とする請求項４から８のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項10】

前記検知手段は、前記チャンバの内部が真空に保持されている状態で、前記交差方向における前記マスクの位置を検知することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項11】

前記検知手段は、前記吸着板の側に設けられ、前記マスクとの接触を検出するタッチセンサを含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項12】

前記タッチセンサは、前記吸着板の吸着面に前記基板が接触したことを検出することを特徴とする請求項１１に記載の成膜装置。

【請求項13】

前記検知手段は、前記交差方向における前記吸着板と前記マスク台との距離を測定する測距センサを含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項14】

前記検知手段は、前記吸着板の側に設けられ、前記マスクとの接触を検出するタッチセンサを含み、
前記移動手段は、前記吸着板が基板を吸着していない状態で、前記吸着板を第１位置に移動し、
前記移動手段は、前記交差方向において前記吸着板が前記マスク台に近接するように、前記第１位置から少なくとも前記タッチセンサが接触を検出する第２位置まで、前記吸着板を相対的に移動し、
前記検知手段は、前記第１位置から前記第２位置までの前記吸着板の変位量に基づいて、前記交差方向における前記マスクの位置を検知する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。

【請求項15】

前記検知手段の検知結果に基づいて、前記吸着板と前記マスク台との平行度を判定する判定手段を備えることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項16】

前記チャンバの内部が真空に保持されている状態で、前記吸着板と前記マスク台との相対的な傾きを調整する調整手段をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載の成膜装置。

【請求項17】

前記吸着板は静電チャックであることを特徴とする請求項１から１６のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項18】

前記マスクを介して前記基板の前記被成膜面に成膜する成膜手段を備えることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の成膜装置。

【請求項19】

内部を真空に保持するチャンバと、
前記チャンバの内部に設けられ、基板を吸着可能な吸着板と、
前記チャンバの内部に設けられ、マスクが載置されるマスク台と、
前記吸着板に吸着された前記基板と前記マスク台に載置された前記マスクとの、前記基板の被成膜面に沿った平面における相対位置を調整することでアライメントを行うアライメント手段と、
前記吸着板を前記マスク台に対して前記平面と交差する交差方向に相対的に移動させる移動手段と、
を備える成膜装置に取り付けられる検知装置であって、
前記マスク台に載置された前記マスクの前記交差方向における位置を検知する検知手段、
を備え、
前記検知手段は、前記吸着板が基板を吸着していない状態で、前記交差方向における前記マスクの位置を検知することを特徴とする検知装置。

【請求項20】

内部を真空に保持するチャンバと、
前記チャンバの内部に設けられ、基板を吸着可能な吸着板と、
前記チャンバの内部に設けられ、マスクが載置されるマスク台と、
記吸着板に吸着された前記基板と前記マスク台に載置された前記マスクとの、前記基板の被成膜面に沿った平面における相対位置を調整することでアライメントを行うアライメント手段と、
を備える成膜装置の検知方法であって、
前記吸着板を前記マスク台に対して前記平面と交差する交差方向に相対的に移動させる移動工程と、
前記吸着板が基板を吸着していない状態で、前記マスク台に載置された前記マスクの前記交差方向における位置を検知する検知工程と、
を含むことを特徴とする検知方法。

【請求項21】

前記移動工程は、
前記吸着板が基板を吸着していない状態で、前記吸着板を第１位置に移動する第１移動工程と、
前記交差方向において前記吸着板が前記マスク台に近接するように、前記第１位置から少なくとも前記吸着板が前記マスクに接触する第２位置まで、前記吸着板を相対的に移動する第２移動工程と、を含み、
前記検知工程は、前記第１位置から前記第２位置までの前記吸着板の変位量に基づいて、前記交差方向における前記マスクの位置を検知することを特徴とする請求項２０に記載の検知方法。

【請求項22】

請求項２０または２１に記載の検知方法によって前記交差方向における前記マスクの位置を検知する工程と、
前記検知工程における検知結果に基づいて決定される前記交差方向におけるアライメント位置に前記吸着板を移動させて、前記吸着板に吸着された前記基板と前記マスク台に載置された前記マスクとのアライメントを行うアライメント工程と、
前記マスクを介して前記基板上に成膜する成膜工程と、を有する、
ことを特徴とする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、成膜装置、検知装置、検知方法、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ディスプレイ等の製造においては、マスクを用いて基板上に蒸着物質が成膜される。成膜の前処理としてマスクと基板とのアライメントが行われ、両者が重ね合わされる。特許文献１には、静電チャック等の吸着板に基板を吸着させた状態で、基板とマスクとを接近させてアライメントを行うことが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－０９９９１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、複数の基板に蒸着を行った結果、マスクが汚損したためマスクを交換する場合があるが、マスクごとの厚みの個体差に起因して、厚みの異なるマスクに交換される場合がある。このため、マスクと基板とのアライメントを行う際に、マスクの厚みに個体差があってもマスクと基板とが接触しないようにマスクと基板との距離を大きくとる必要があり、基板とマスクとのアライメントの精度が低下する場合があった。

【0005】

本発明は、基板とマスクとのアライメントの精度の低下を抑制する技術を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一側面によれば、内部を真空に保持するチャンバと、
前記チャンバの内部に設けられ、基板を吸着する吸着板と、
前記チャンバの内部に設けられ、マスクが載置されるマスク台と、
前記吸着板に吸着された前記基板と前記マスク台に載置された前記マスクとの、前記基板の被成膜面に沿った平面における相対位置を調整することでアライメントを行うアライメント手段と、
前記吸着板を前記マスク台に対して前記平面と交差する交差方向に相対的に移動させる移動手段と、
前記マスク台に載置された前記マスクの前記交差方向における位置を検知する検知手段と、
を備え、
前記検知手段は、前記吸着板が基板を吸着していない状態で、前記交差方向における前記マスクの位置を検知することを特徴とする成膜装置が提供される。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、基板とマスクとのアライメントの精度の低下を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】電子デバイスの製造ラインの一部の模式図。

【図2】一実施形態に係る成膜装置の概略図。

【図3】基板支持ユニット及び吸着板の説明図。

【図4】吸着板の電気配線の説明図。

【図5】計測ユニットの説明図。

【図6】調整ユニットの説明図。

【図7】吸着板を用いた基板とマスクとの重ね合わせのプロセスの説明図。

【図8】（Ａ）～（Ｃ）は吸着板１５とマスク台５との間の相対的な傾きの説明図。

【図9】制御処理例を示すフローチャート。

【図10】表示部の表示画面の例を示す図。

【図11】制御処理例を示すフローチャート。

【図12】（Ａ）は有機ＥＬ表示装置の全体図、（Ｂ）は１画素の断面構造を示す図。

【図13】（Ａ）はマスクが設置されていない状態の真空チャンバ、（Ｂ）はマスクの交換前の真空チャンバ、（Ｃ）～（Ｄ）はマスクの交換後の真空チャンバを示す図。

【図14】制御処理例を示すフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0010】

＜電子デバイスの製造ライン＞
図１は、本発明の成膜装置が適用可能な電子デバイスの製造ラインの構成の一部を示す模式図である。図１の製造ラインは、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もので、基板１００が成膜ブロック３０１に順次搬送され、基板１００に有機ＥＬの成膜が行われる。

【0011】

成膜ブロック３０１には、平面視で八角形の形状を有する搬送室３０２の周囲に、基板１００に対する成膜処理が行われる複数の成膜室３０３ａ～３０３ｄと、使用前後のマスクが収納されるマスク格納室３０５とが配置されている。搬送室３０２には、基板１００を搬送する搬送ロボット３０２ａが配置されている。搬送ロボット３０２ａは、基板１００を保持するハンドと、ハンドを水平方向に移動する多関節アームとを含む。換言すれば、成膜ブロック３０１は、搬送ロボット３０２ａの周囲を取り囲むように複数の成膜室３０３ａ～３０３ｄが配置されたクラスタ型の成膜ユニットである。なお、成膜室３０３ａ～３０３ｄを総称する場合、或いは、区別しない場合は成膜室３０３と表記する。

【0012】

基板１００の搬送方向（矢印方向）で、成膜ブロック３０１の上流側、下流側には、それぞれ、バッファ室３０６、旋回室３０７、受渡室３０８が配置されている。製造過程において、各室は真空状態に維持される。なお、図１においては成膜ブロック３０１を１つしか図示していないが、本実施形態に係る製造ラインは複数の成膜ブロック３０１を有しており、複数の成膜ブロック３０１が、バッファ室３０６、旋回室３０７、受渡室３０８で構成される連結装置で連結された構成を有する。なお、連結装置の構成はこれに限定はされず、例えばバッファ室３０６又は受渡室３０８のみで構成されていてもよい。

【0013】

搬送ロボット３０２ａは、上流側の受渡室３０８から搬送室３０２への基板１００の搬入、成膜室３０３間での基板１００の搬送、マスク格納室３０５と成膜室３０３との間でのマスクの搬送、及び、搬送室３０２から下流側のバッファ室３０６への基板１００の搬出、を行う。

【0014】

バッファ室３０６は、製造ラインの稼働状況に応じて基板１００を一時的に格納するための室である。バッファ室３０６には、カセットとも呼ばれる基板収納棚と、昇降機構とが設けられる。基板収納棚は、複数枚の基板１００を基板１００の被処理面（被成膜面）が重力方向下方を向く水平状態を保ったまま収納可能な多段構造を有する。昇降機構は、基板１００が搬入又は搬出される段を搬送位置に合わせるために、基板収納棚を昇降させる。これにより、バッファ室３０６には複数の基板１００を一時的に収容し、滞留させることができる。

【0015】

旋回室３０７は基板１００の向きを変更する装置を備えている。本実施形態では、旋回室３０７は、旋回室３０７に設けられた搬送ロボットによって基板１００の向きを１８０度回転させる。旋回室３０７に設けられた搬送ロボットが、バッファ室３０６で受け取った基板１００を支持した状態で１８０度旋回し受渡室３０８に引き渡すことで、バッファ室３０６内と受渡室３０８とで基板の前端と後端が入れ替わる。これにより、成膜室３０３に基板１００を搬入する際の向きが、各成膜ブロック３０１で同じ向きになるため、基板１００に対する成膜のスキャン方向やマスクの向きを各成膜ブロック３０１において一致させることができる。このような構成とすることで、各成膜ブロック３０１においてマスク格納室３０５にマスクを設置する向きを揃えることができ、マスクの管理が簡易化されユーザビリティを高めることができる。

【0016】

製造ラインの制御系は、ホストコンピュータとしてライン全体を制御する上位装置３００と、各構成を制御する制御装置１４ａ～１４ｄ、３０９、３１０とを含み、これらは有線又は無線の通信回線３００ａを介して通信可能である。制御装置１４ａ～１４ｄは、成膜室３０３ａ～３０３ｄに対応して設けられ、後述する成膜装置１を制御する。なお、制御装置１４ａ～１４ｄを総称する場合、或いは、区別しない場合は制御装置１４と表記する。

【0017】

制御装置３０９は搬送ロボット３０２ａを制御する。制御装置３１０は旋回室３０７の装置を制御する。上位装置３００は、基板１００に関する情報や搬送タイミング等の指示を各制御装置１４、３０９、３１０に送信し、各制御装置１４、３０９、３１０は受信した指示に基づき各構成を制御する。

【0018】

＜成膜装置の概要＞
図２は一実施形態に係る成膜装置１の概略図である。成膜室３０３に設けられる成膜装置１は、基板１００に蒸着物質を成膜する装置であり、マスク１０１を用いて所定のパターンの蒸着物質の薄膜を形成する。成膜装置１で成膜が行われる基板１００の材質は、ガラス、樹脂、金属等の材料を適宜選択可能であり、ガラス上にポリイミド等の樹脂層が形成されたものが好適に用いられる。蒸着物質としては、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物など）などの物質である。成膜装置１は、例えば表示装置（フラットパネルディスプレイなど）や薄膜太陽電池、有機光電変換素子（有機薄膜撮像素子）等の電子デバイスや、光学部材等を製造する製造装置に適用可能であり、特に、有機ＥＬパネルを製造する製造装置に適用可能である。以下の説明においては成膜装置１が真空蒸着によって基板１００に成膜を行う例について説明するが、本発明はこれに限定はされず、スパッタやＣＶＤ等の各種成膜方法を適用可能である。なお、各図において矢印Ｚは上下方向（重力方向）を示し、矢印Ｘ及び矢印Ｙは互いに直交する水平方向を示す。

【0019】

成膜装置１は、内部を真空に保持可能な箱型の真空チャンバ３（単にチャンバとも呼ぶ）を有する。真空チャンバ３の内部空間３ａは、真空雰囲気か、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持されている。本実施形態では、真空チャンバ３は不図示の真空ポンプに接続されている。なお、本明細書において「真空」とは、大気圧より低い圧力の気体で満たされた状態、換言すれば減圧状態をいう。真空チャンバ３の内部空間３ａには、基板１００を水平姿勢で支持する基板支持ユニット６、マスク１０１を支持するマスク台５、成膜ユニット４、プレートユニット９、吸着板１５が配置される。マスク１０１は、基板１００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、マスク台５の上に載置されている。なお、マスク台５は、マスク１０１を所定の位置に固定する他の形態の手段に置換可能である。マスク１０１としては、枠状のマスクフレームに数μｍ～数十μｍ程度の厚さのマスク箔が溶接固定された構造を有するマスクを用いることができる。マスク１０１の材質は特に限定はされないが、インバー材などの熱膨張係数の小さい金属を用いることが好ましい。成膜処理は、基板１００がマスク１０１の上に載置され、基板１００とマスク１０１とが互いに重ね合わされた状態で行われる。

【0020】

プレートユニット９は、冷却プレート１０と磁石プレート１１とを備える。冷却プレート１０は磁石プレート１１の下に、磁石プレート１１に対してＺ方向に変位可能に吊り下げられている。冷却プレート１０は、成膜時に後述する吸着板１５と接触することにより、成膜時に吸着板１５に吸着された基板１００を冷却する機能を有する。冷却プレート１０は水冷機構等を備えて積極的に基板１００を冷却するものに限定はされず、水冷機構等は設けられていないものの吸着板１５と接触することによって基板１００の熱を奪うような板状部材であってもよい。磁石プレート１１は、磁力によってマスク１０１を引き寄せるプレートであり、基板１００の上面に載置されて、成膜時に基板１００とマスク１０１の密着性を向上する。

【0021】

なお、冷却プレート１０と磁石プレート１１は適宜省略されてもよい。例えば、吸着板１５に冷却機構が設けられている場合、冷却プレート１０はなくてもよい。また、吸着板１５がマスク１０１を吸着する場合、磁石プレート１１はなくてもよい。

【0022】

成膜ユニット４は、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、蒸着物質を基板１００に蒸着する蒸着源である。より具体的には、本実施形態では、成膜ユニット４は複数のノズル（不図示）がＸ方向に並んで配置され、それぞれのノズルから蒸着材料が放出されるリニア蒸発源である。例えば、リニア蒸発源は、蒸発源移動機構（不図示）によってＹ方向（装置の奥行き方向）に往復移動される。本実施形態では、成膜ユニット４が後述するアライメント装置２と同一の真空チャンバ３に設けられている。しかしながら、アライメントが行われる真空チャンバ３とは別のチャンバで成膜処理を行う実施形態では、成膜ユニット４は真空チャンバ３には配置されない。

【0023】

＜アライメント装置＞
成膜装置１は、基板１００とマスク１０１とのアライメントを行うアライメント装置２を備える。アライメント装置２は、基板支持ユニット６、吸着板１５、位置調整ユニット２０、距離調整ユニット２２、プレートユニット昇降ユニット１３、計測ユニット７、８、調整ユニット１７、フローティング部１９、検出ユニット１６を備える。以下、アライメント装置の各構成について説明する。

【0024】

（基板支持ユニット）
アライメント装置２は、基板１００の周縁部を支持する基板支持ユニット６を備える。図２に加えて図３を参照して説明する。図３は基板支持ユニット６及び吸着板１５の説明図であり、これらを下側から見た図である。

【0025】

基板支持ユニット６は、その外枠を構成する複数のベース部６１ａ～６１ｄと、ベース部６１ａ～６１ｄから内側へ突出した複数の載置部６２及び６３を備える。なお、載置部６２及び６３は「受け爪」又は「フィンガ」とも呼ばれることがある。ベース部６１ａ～６１ｄは、それぞれ支持軸Ｒ３により支持されている。複数の載置部６２は基板１００の周縁部の長辺側を受けるようにベース部６１ａ～６１ｄに間隔を置いて配置される。また、複数の載置部６３は、基板１００の周縁部の短辺側を受けるようにベース部６１ａ～６１ｄに間隔を置いて配置されている。搬送ロボット３０２ａにより成膜装置１に搬入された基板１００は、複数の載置部６２及び６３によって支持される。以下、ベース部６１ａ～６１ｄを総称する場合、或いは、区別しない場合はベース部６１と表記する。

【0026】

本実施形態では、複数の載置部６２及び６３は板バネで構成されており、複数の載置部６２及び６３により支持されている基板１００を吸着板１５に吸着させる際には、板バネの弾性力により基板１００を吸着板１５に対して押し付けることができる。

【0027】

なお、図３の例では４つのベース部６１により部分的に切り欠きがある矩形の枠体が構成されているが、これには限定されず、ベース部６１は矩形状の基板１００の外周を取り囲むような切れ目のない矩形枠体であってもよい。ただし、複数のベース部６１により切り欠きが設けられることで、搬送ロボット３０２ａが載置部６２及び６３へと基板１００を受け渡す際に、搬送ロボット３０２ａがベース部６１を避けて退避することができる。これにより、基板１００の搬送及び受け渡しの効率を向上させることができる。

【0028】

なお、基板支持ユニット６には、複数の載置部６２及び６３に対応して複数のクランプ部が設けられ、載置部６２及び６３に載置された基板１００の周縁部をクランプ部により挟んで保持する態様が採用されてもよい。

【0029】

（吸着板）
引き続き図２及び３を参照する。アライメント装置２は、真空チャンバ３の内部に設けられ、基板１００を吸着可能な吸着板１５を備える。本実施形態では、吸着板１５は、基板支持ユニット６とプレートユニット９との間に設けられ、１つまたは複数の支持軸Ｒ１により支持されている。本実施形態では、吸着板１５は、４つの支持軸Ｒ１により支持されている。一実施形態において、支持軸Ｒ１は円柱形状のシャフトである。

【0030】

また、本実施形態では、吸着板１５は、基板１００を静電気力によって吸着する静電チャックである。例えば、吸着板１５は、セラミックス材質のマトリックス（基体とも呼ばれる）の内部に金属電極などの電気回路が埋め込まれた構造を有する。例えば、電極配置領域１５１に配置された金属電極にプラス（＋）及びマイナス（－）電圧が印加されると、セラミックスマトリックスを通じて基板１００に分極電荷が誘導され、基板１００と吸着板１５との間の静電気的な引力（静電気力）により、基板１００が吸着板１５の吸着面１５０に吸着固定される。

【0031】

なお、電極配置領域１５１は適宜設定可能である。例えば、本実施形態では複数の電極配置領域１５１が互いに離間して設けられているが、１つの電極配置領域１５１が吸着板１５の吸着面１５０の略全面に渡って形成されてもよい。

【0032】

また、吸着板１５には、吸着板１５と基板１００との接触を検出する複数のタッチセンサ１６２１が埋設されている。本実施形態では、合計９つのタッチセンサ１６２１が設けられている。吸着板１５の周縁部では、両長辺に沿ってそれぞれ４つずつが設けられ、吸着板１５の中央部に１つが設けられている。このように、吸着板１５の複数箇所にタッチセンサ１６２１が設けられることにより、基板１００の全面が吸着面１５０に吸着されたことを確認することができる。なお、タッチセンサ１６２１の数や配置は適宜変更可能である。

【0033】

また、本実施形態では、タッチセンサ１６２１は、自身と対象との接触をメカニカルに検出する。一例として、タッチセンサ１６２１は、その先端部がバネ等に付勢され、先端部が基板１００等と接触していない状態では先端部が吸着面１５０から突出するように設けられる。そして、基板１００がタッチセンサ１６２１の先端部に接触すると、先端部が基板１００に押されて吸着板１５側へと引っ込み、内部の接点と接触することで所定の電気信号が出力されるように構成される。なお、先端部の形状は特に限定されず、ボタン形状やロッド形状であり得る。対象と接触していない状態の先端部が吸着面１５０から突出する長さを適当に設定することにより、タッチセンサ１６２１は実質的に吸着板１５と基板１００との接触を検出することができる。また、複数のタッチセンサ１６２１は、後述するように、吸着板１５及びマスク台５の間の平行度を検出する検出ユニット１６を構成する（＜検出ユニット＞参照）。

【0034】

また、本実施形態では、吸着板１５には、基板１００の吸着板１５への吸着状態を確認するファイバセンサ１６２２が設けられる。ファイバセンサ１６２２は、発光部１６２２ａ及び受光部１６２２ｂを含む。発光部１６２２ａ及び受光部１６２２ｂは、吸着板１５の下方、例えば吸着板１５の数ｍｍ～数十ｍｍ下方に光路１６２２ｃを形成するように設けられる。基板１００の一部が吸着板１５に吸着されていない場合、重力によって当該一部が下方に撓む。吸着板１５への基板１００の吸着処理を行った後で基板１００に撓みが発生している場合には、その撓みの部分が光路１６２２ｃを遮ることにより、基板１００の撓みが検出される。すなわち、基板１００の吸着が適切に行われていないことを検出することができる。なお、ファイバセンサ１６２２は省略されてもよい。

【0035】

また、吸着板１５には複数の開口１５２が形成されており、後述する計測ユニット（第１計測ユニット７及び第２計測ユニット８）が複数の開口１５２を介して後述するマスクマークを撮像する。

【0036】

図４を併せて参照する。図４は、吸着板１５から支持軸Ｒ１に至る構造を模式的に示している。また、図４は、吸着板の電気配線の説明図であり、吸着板１５の電極配置領域１５１に配置される電極へ電気を供給するための配線が示されている。本実施形態の場合、吸着板１５を支持する複数の支持軸Ｒ１が中空の筒状に形成されている。そして、プラス（＋）及びマイナス（－）電圧を印加するための電線１５３がその内部を通過するように配線されている。図４の例では、プラス（＋）及びマイナス（－）電圧を印加するための電線１５３がそれぞれ１本ずつ、計２本示されている。また、支持軸Ｒ１の下部から真空チャンバ３に延出した電線１５３は、吸着板１５の短辺に沿って延び、短辺の略中央に設けられた電気接続部１５４に接続する。つまり、電線１５３は、支持軸Ｒ１を介して真空チャンバ３の外部から内部へと導かれ、電気接続部１５４と接続する。また、電線１５３から電気接続部１５４へと供給された電力が、電極配置領域１５１に配置された各電極へと供給される。

【0037】

また、本実施形態では、４本の支持軸Ｒ１が設けられており、これらの支持軸Ｒ１を通って、各種の電線（ケーブル）が真空チャンバ３の内部へと導かれる。一実施形態において、対角に設けられた２本の支持軸Ｒ１の内側を、吸着板１５へと電気を供給する電線１５３がそれぞれ通過し、残りの２本の支持軸Ｒ１の内側を、タッチセンサ１６２１や後述するファイバセンサ１６２２等のケーブルが束ねられた状態で通過する。

【0038】

（位置調整ユニット）
アライメント装置２は、基板支持ユニット６により周縁部が支持された基板１００、あるいは、吸着板１５によって吸着された基板１００と、マスク１０１との相対位置を調整する位置調整ユニット２０を備える。位置調整ユニット２０は、基板支持ユニット６または吸着板１５をＸ－Ｙ平面上で変位することにより、マスク１０１に対する基板１００の相対位置を調整する。すなわち、位置調整ユニット２０は、マスク１０１と基板１００の水平位置を調整するユニットであるとも言える。例えば、位置調整ユニット２０は、基板支持ユニット６をＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の軸周りの回転方向に変位することができる。本実施形態では、マスク１０１の位置を固定し、基板１００を変位してこれらの相対位置を調整するが、マスク１０１を変位させて調整してもよく、或いは、基板１００とマスク１０１の双方を変位させてもよい。基板１００またはマスク１０１の変位するＸ－Ｙ平面は、基板１００の被成膜面（図２において基板１００の下を向く面）に沿った平面の一例である。基板１００は自重によって撓むことがあるため、基板１００の被成膜面がＸ－Ｙ平面と平行ではないことがある。その場合でも、被成膜面に沿った平面として、位置調整ユニット２０による調整が行われる平面が適宜設定される。また、平面における相対位置の調整や、水平位置の調整とは、ある平面に基板１００とマスク１０１とを射影したときに、各射影の当該平面での位置を調整することを意味し、同一平面に基板１００とマスク１０１とが配置されることを意味するものではない。

【0039】

本実施形態では、位置調整ユニット２０は、固定プレート２０ａと、可動プレート２０ｂと、これらのプレートの間に配置された複数のアクチュエータ２０１とを備える。固定プレート２０ａは真空チャンバ３の上壁部３０上に固定されている。また、可動プレート２０ｂ上にはフレーム状の架台２１が搭載されており、架台２１には距離調整ユニット２２及びプレートユニット昇降ユニット１３が支持されている。アクチュエータ２０１により可動プレート２０ｂを固定プレート２０ａに対して水平方向に変位すると、架台２１、距離調整ユニット２２及びプレートユニット昇降ユニット１３が一体的に変位する。

【0040】

複数のアクチュエータ２０１は、例えば、可動プレート２０ｂをＸ方向に変位可能なアクチュエータ及び可動プレート２０ｂをＹ方向に変位可能なアクチュエータ等を含み、これらの移動量を制御することにより、可動プレート２０ｂをＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向の軸周りの回転方向に変位することができる。例えば、複数のアクチュエータ２０１は、駆動源であるモータと、モータの駆動力を直線運動に変換するボールねじ機構等の機構を含み得る。

【0041】

（距離調整ユニット）
距離調整ユニット２２は、吸着板１５及び基板支持ユニット６を昇降することで、それらとマスク台５との距離を調整し、基板１００とマスク１０１とを基板１００の厚み方向（Ｚ方向）に接近及び離隔（離間）させる。換言すれば、距離調整ユニット２２は、基板１００とマスク１０１とを重ね合わせる方向に接近させたり、その逆方向に離隔させたりする。なお、距離調整ユニット２２によって調整する「距離」はいわゆる垂直距離（又は鉛直距離）であり、距離調整ユニットは、マスク１０１と基板１００の垂直位置を調整するユニットであるとも言える。Ｚ方向は、基板１００の被成膜面に沿った平面（本実施形態ではＸ－Ｙ平面）に交差する交差方向の一例である。被成膜面に沿った平面がＸ－Ｙ平面である場合、Ｚ方向の成分を含んでいれば、吸着板１５の移動する方向はＸ－Ｙ平面に垂直でなくてもよい。すなわち、距離調整ユニット２２は、基板１００の被成膜面に沿った平面に交差する任意の交差方向に、吸着板１５を昇降する。

【0042】

図２に示すように、距離調整ユニット２２は第１昇降プレート２２０を備える。架台２１の側部にはＺ方向に延びるガイドレール２１ａが形成されており、第１昇降プレート２２０はガイドレール２１ａに沿ってＺ方向（上下方向）に昇降自在である。

【0043】

第１昇降プレート２２０は、複数の支持軸Ｒ１を介して吸着板１５を支持している。第１昇降プレート２２０が昇降するとそれに伴って吸着板１５が昇降する。換言すれば、第１昇降プレート２２０は吸着板１５を支持する複数の支持軸Ｒ１を支持しており、第１昇降プレート２２０の昇降により複数の支持軸Ｒ１が同期して昇降し、吸着板１５がその平行度を保った状態で昇降する。また、第１昇降プレート２２０は、複数のアクチュエータ６５及び複数の支持軸Ｒ３を介して基板支持ユニット６を支持している。第１昇降プレート２２０が昇降するとそれに伴って基板支持ユニット６が昇降する。また、複数のアクチュエータ６５は、接続する複数の支持軸Ｒ３を鉛直方向に移動可能である。基板支持ユニット６は複数のアクチュエータ６５により吸着板１５に対して鉛直方向に相対的に移動する。複数のアクチュエータ６５は、例えばモータとボールねじ機構等により、支持軸Ｒ３を鉛直方向に移動可能に構成されてもよい。

【0044】

第１昇降プレート２２０の昇降についてより具体的に説明する。距離調整ユニット２２は、架台２１に支持され、第１昇降プレート２２０を昇降するアクチュエータとしての駆動ユニット２２１を備えている。駆動ユニット２２１は、駆動源であるモータ２２１ａの駆動力を第１昇降プレート２２０に伝達する機構である。駆動ユニット２２１の伝達機構として、本実施形態では、ボールねじ軸２２１ｂとボールナット２２１ｃとを有するボールねじ機構が採用されている。ボールねじ軸２２１ｂはＺ方向に延設され、モータ２２１ａの駆動力によりＺ方向の軸周りに回転する。ボールナット２２１ｃは第１昇降プレート２２０に固定されており、ボールねじ軸２２１ｂと噛み合っている。ボールねじ軸２２１ｂの回転とその回転方向の切り替えによって、第１昇降プレート２２０をＺ方向に昇降することができる。第１昇降プレート２２０の昇降量は、例えば、各モータ２２１ａの回転量を検知するロータリエンコーダ等のセンサの検知結果から制御することができる。これにより、基板１００を吸着して支持している吸着板１５のＺ方向における位置を制御し、基板１００とマスク１０１との接触、離隔を制御することができる。また、第１昇降プレート２２０の上部には、後述する調整ユニット１７が設けられている。

【0045】

なお、本実施形態の距離調整ユニットは、マスク台５の位置を固定し、基板支持ユニット６及び吸着板１５を移動してこれらのＺ方向の距離を調整するが、これに限定はされない。基板支持ユニット６または吸着板１５の位置を固定し、マスク台５を移動させて調整してもよく、或いは、基板支持ユニット６、吸着板１５、及びマスク台５のそれぞれを移動させて互いの距離を調整してもよい。

【0046】

（プレートユニット昇降ユニット）
プレートユニット昇降ユニット１３は、真空チャンバ３の外部に配置された第２昇降プレート１２を昇降させることで、第２昇降プレート１２に連結され、真空チャンバ３の内部に配置されたプレートユニット９を昇降する。プレートユニット９は１つまたは複数の支持軸Ｒ２を介して第２昇降プレート１２と連結されている。本実施形態では、プレートユニット９は２つの支持軸Ｒ２により支持されている。支持軸Ｒ２は、磁石プレート１１から上方に延設されており上壁部３０の開口部、固定プレート２０ａ及び可動プレート２０ｂの各開口部、及び、第１昇降プレート２２０の開口部を通過して第２昇降プレート１２に連結されている。

【0047】

第２昇降プレート１２は案内軸１２ａに沿ってＺ方向に昇降自在である。プレートユニット昇降ユニット１３は、架台２１に支持され、第２昇降プレート１２を昇降する駆動機構を備えている。プレートユニット昇降ユニット１３の備える駆動機構は、駆動源であるモータ１３ａの駆動力を第２昇降プレート１２に伝達する機構である。プレートユニット昇降ユニット１３の伝達機構として、本実施形態では、ボールねじ軸１３ｂとボールナット１３ｃとを有するボールねじ機構が採用されている。ボールねじ軸１３ｂはＺ方向に延設され、モータ１３ａの駆動力によりＺ方向の軸周りに回転する。ボールナット１３ｃは第２昇降プレート１２に固定されており、ボールねじ軸１３ｂと噛み合っている。ボールねじ軸１３ｂの回転とその回転方向の切り替えによって、第２昇降プレート１２をＺ方向に昇降することができる。第２昇降プレート１２の昇降量は、例えば、各モータ１３ａの回転量を検知するロータリエンコーダ等のセンサの検知結果から制御することができる。これにより、プレートユニット９のＺ方向における位置を制御し、プレートユニット９と基板１００との接触、離隔を制御することができる。

【0048】

前述した各支持軸Ｒ１～Ｒ３が通過する真空チャンバ３の上壁部３０の開口部は、各支持軸Ｒ１～Ｒ３がＸ方向及びＹ方向に変位可能な大きさを有している。真空チャンバ３の気密性を維持するため、各支持軸Ｒ１～Ｒ３が通過する上壁部３０の開口部にはベローズ等が設けられる。例えば、第１昇降プレート２２０を支持する支持軸Ｒ１は、ベローズ３１（図４等参照）で覆われる。

【0049】

（計測ユニット）
アライメント装置２は、基板支持ユニット６により周縁部が支持された基板１００とマスク１０１の位置ずれを計測する計測ユニット（第１計測ユニット７及び第２計測ユニット８）を備える。図２に加えて図５を参照して説明する。図５は第１計測ユニット７及び第２計測ユニット８の説明図であり、基板１００とマスク１０１の位置ずれの計測態様を示している。本実施形態の第１計測ユニット７及び第２計測ユニット８はいずれも画像を撮像する撮像装置（カメラ）である。第１計測ユニット７及び第２計測ユニット８は、上壁部３０の上方に配置され、上壁部３０に形成された窓部（不図示）を介して真空チャンバ３内の画像を撮像可能である。

【0050】

基板１００には基板ラフアライメントマーク１００ａ及び基板ファインアライメントマーク１００ｂが形成されており、マスク１０１にはマスクラフアライメントマーク１０１ａ及びマスクファインマーク１０１ｂが形成されている。以下、基板ラフアライメントマーク１００ａを基板ラフマーク１００ａと呼び、基板ファインアライメントマーク１００ｂを基板ファインマーク１００ｂと呼び、両者をまとめて基板マークと呼ぶことがある。また、マスクラフアライメントマーク１０１ａをマスクラフマーク１０１ａと呼び、マスクファインアライメントマーク１０１ｂをマスクファインマーク１０１ｂと呼び、両者をまとめてマスクマークと呼ぶことがある。

【0051】

基板ラフマーク１００ａは、基板１００の短辺中央部に形成されている。基板ファインマーク１００ｂは、基板１００の四隅に形成されている。マスクラフマーク１０１ａは、基板ラフマーク１００ａに対応してマスク１０１の短辺中央部に形成されている。また、マスクファインマーク１０１ｂは基板ファインマーク１００ｂに対応してマスク１０１の四隅に形成されている。

【0052】

第２計測ユニット８は、対応する基板ファインマーク１００ｂとマスクファインマーク１０１ｂの各組（本実施形態では４組）を撮像するように４つ設けられている（第２計測ユニット８ａ～８ｄ）。第２計測ユニット８は、相対的に視野が狭いが高い解像度（例えば数μｍのオーダ）を有する高倍率ＣＣＤカメラ（ファインカメラ）であり、基板１００とマスク１０１との位置ずれを高精度で計測する。第１計測ユニット７は、１つ設けられており、対応する基板ラフマーク１００ａとマスクラフマーク１０１ａの各組（本実施形態では２組）を撮像する。

【0053】

第１計測ユニット７は、相対的に視野が広いが低い解像度を有する低倍率ＣＣＤカメラ（ラフカメラ）であり、基板１００とマスク１０１との大まかな位置ずれを計測する。図５の例では２組の基板ラフマーク１００ａ及びマスクラフマーク１０１ａの組を１つの第１計測ユニット７でまとめて撮像する構成を示したが、これに限定はされない。第２計測ユニット８と同様に、基板ラフマーク１００ａ及びマスクラフマーク１０１ａの各組をそれぞれ撮影するように、それぞれの組に対応する位置に第１計測ユニット７を２つ設けてもよい。

【0054】

本実施形態では、第１計測ユニット７の計測結果に基づいて基板１００とマスク１０１との大まかな位置調整を行った後、第２計測ユニット８の計測結果に基づいて基板１００とマスク１０１との精密な位置調整を行う。

【0055】

（調整ユニット）
アライメント装置２は、調整ユニット１７を備える。図６は、調整ユニット１７（調整装置）の説明図である。調整ユニット１７は、吸着板１５とマスク台５との相対的な傾きを調整するユニットである。本実施形態では、調整ユニット１７は、吸着板１５を動かすことにより、吸着板１５とマスク台５との相対的な傾きを調整する。さらに言えば、複数の支持軸Ｒ１のうち少なくとも一部の支持軸Ｒ１の軸方向の位置を調整することにより、吸着板１５とマスク台５との相対的な傾きを調整する。

【0056】

調整ユニット１７は、作業者により操作される複数の操作部１７１を有する。本実施形態では、複数の操作部１７１が、複数の支持軸Ｒ１のそれぞれに対応して設けられる。そして、操作部１７１が操作されると、対応する支持軸Ｒ１が他の支持軸Ｒ１と独立にその軸方向である鉛直方向に移動する。すなわち、複数の操作部１７１はそれぞれ、対応する支持軸Ｒ１が吸着板１５を支持する鉛直方向の位置を独立に調整することができる。このため、作業者が操作部１７１を操作することで吸着板１５とマスク台５との相対的な傾きが調整される。調整の自由度を上げるためには、複数の支持軸Ｒ１のそれぞれに操作部１７１が設けられることが好ましいが、少なくとも１つの支持軸Ｒ１に操作部１７１が設けられれば吸着板１５とマスク台５との相対的な傾きを一定の範囲で調整することができる。

【0057】

本実施形態では、操作部１７１は、支持軸Ｒ１をその軸方向である鉛直方向に移動させる調整ナットである。調整ナットと支持軸Ｒ１に形成されたネジ山１７２が噛み合うように設けられており、作業者により調整ナットが回されると、支持軸Ｒ１が移動する。

【0058】

また、本実施形態では、操作部１７１は、真空チャンバ３の外部に設けられる。具体的には、支持軸Ｒ１がスライドブッシュ１７３を介して第１昇降プレート２２０に支持されており、スライドブッシュ１７３の上側に操作部１７１が設けられている。操作部１７１が真空チャンバ３の外部に設けられることにより、真空チャンバ３の内部が真空に保持されている状態で、作業者が調整ユニット１７による調整を行うことができる。

【0059】

また、支持軸Ｒ１と吸着板１５との間には、支持軸Ｒ１に対する吸着板１５の角度を可変に支持軸Ｒ１及び吸着板１５を接続する屈曲部１８が設けられている。本実施形態では、屈曲部１８は球面軸受であり、球状部１８１と、球状部１８１を摺動可能に受ける軸受部１８２とを含む。

【0060】

本実施形態では、複数の支持軸Ｒ１は鉛直方向（軸方向）にのみ移動可能に構成されている。そのため、図６の左側に示す状態ＳＴ１のように吸着板１５が水平に保たれている状態と、図６の右側に示す状態ＳＴ２のように吸着板１５が傾いている状態とでは、支持軸Ｒ１に対する吸着板１５のなす角度が異なる。本実施形態では、屈曲部１８で支持軸Ｒ１に対して吸着板１５が屈曲することにより、吸着板１５が傾いた状態でも支持軸Ｒ１が吸着板１５を支持することができる。なお、屈曲部１８は、ユニバーサルジョイント等、２つの部材をその接続角度を変更可能に接続する構造を適宜設定可能である。

【0061】

ここで、調整ユニット１７の構成を距離調整ユニット２２と比較して説明する。距離調整ユニット２２の第１昇降プレート２２０が昇降する場合、第１昇降プレート２２０に支持されている複数の支持軸Ｒ１を全て同じ量だけ昇降する、つまり、複数の支持軸Ｒ１を同期して昇降する。そのため、吸着板１５のマスク台５に対する平行度ないしは相対的な傾きが保たれた状態で吸着板１５が昇降する。一方、調整ユニット１７は、複数の支持軸Ｒ１のいずれかを、他の支持軸Ｒ１と独立に第１昇降プレート２２０に対して鉛直方向（軸方向）に移動させることができる。例えば、調整ユニット１７は、３つの支持軸Ｒ１の位置を変更せずに、残りの１つの支持軸Ｒ１の軸方向の位置を調整することができる。これにより、調整ユニット１７は複数の支持軸Ｒ１によって支持される吸着板１５の傾きを調整することができる。

【0062】

（フローティング部）
アライメント装置２は、フローティング部１９を備える。フローティング部１９は、屈曲部１８と吸着板１５との間に設けられている。フローティング部１９は、弾性部材１９１と、ブッシュ１９２と、軸部材１９３と、吸着板支持部１９４と、フランジ１９５とを含む。軸部材１９３は、屈曲部１８から下方に延びて設けられる。ブッシュ１９２は、軸部材１９３と吸着板支持部１９４との間に介在するように設けられ、これらの間の摩擦を軽減したり、ガタツキを低減したりする。例えば、ブッシュ１９２は滑り性のよい金属焼結材等により形成される。吸着板支持部１９４は、吸着板１５を支持する。弾性部材１９１は、吸着板支持部１９４と、軸部材１９３に設けられたフランジ１９５との間に設けられ、吸着板１５の荷重を受けるように構成される。すなわち、フローティング部１９は屈曲部１８を介して支持軸Ｒ１に接続され、フローティング部１９の弾性部材１９１が吸着板１５を支持している。このように、支持軸Ｒ１がフローティング部１９の弾性部材１９１を介して吸着板１５を支持することにより、吸着板１５がマスク１０１に接触する際にマスク１０１に加えられる荷重を軽減するともに、吸着板１５とマスク１０１とが接触した際の吸着板１５の逃げを確保することができる。

【0063】

（検出ユニット）
アライメント装置２は、検出ユニット１６を備える。再び図２及び図３を参照する。検出ユニット１６は、吸着板１５及びマスク台５の間の平行度を検出する。平行度は、吸着板１５とマスク台５との相対的な傾きの程度を示す度合いである。本実施形態では、検出ユニット１６は、吸着板１５の側に設けられている、前述した複数のタッチセンサ１６２１を含んで構成される。複数のタッチセンサ１６２１は、先端部の吸着面１５０から突出する長さが互いに略等しくなるように、吸着板１５に取り付けられる。タッチセンサ１６２１が吸着板１５に取り付けられることで、大気圧によって真空チャンバ３が変形しても、吸着板１５とタッチセンサ１６２１との相対位置に生じる変化を小さくすることができる。すなわち、真空状態となっても、タッチセンサ１６２１の先端部の突出長さはほとんど変化せず、互いに略等しいままに維持される。したがって、吸着板１５が移動したときに、複数のタッチセンサ１６２１の全部がほぼ同時に反応すれば、平行度が高い、換言すると、吸着板１５とマスク台５との相対的な傾きが小さいと判断することができる。先端部の吸着面１５０から突出する長さを適当に変えることで、平行ではない所定の傾きを目標値として設定することもできる。検出ユニット１６を用いた吸着板１５の平行度の検出動作については後述する。また、本実施形態では、タッチセンサ１６２１が、吸着板１５と基板１００との接触の検出、及び、吸着板１５及びマスク台５の間の平行度を検出の両方を実行する。これにより、これらを検出するセンサを別々に設ける場合と比べてセンサの数を削減することができる。

【0064】

＜制御装置＞
制御装置１４は、成膜装置１の全体を制御する。制御装置１４は、処理部１４１、記憶部１４２、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）１４３、通信部１４４、表示部１４５及び入力部１４６を備える。処理部１４１は、ＣＰＵに代表されるプロセッサであり、記憶部１４２に記憶されたプログラムを実行して成膜装置１を制御する。記憶部１４２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等の記憶デバイスであり、処理部１４１が実行するプログラムの他、各種の制御情報を記憶する。Ｉ／Ｏ１４３は、処理部１４１と外部デバイスとの間の信号を送受信するインタフェースである。通信部１４４は通信回線３００ａを介して上位装置３００又は他の制御装置１４、３０９、３１０等と通信を行う通信デバイスであり、処理部１４１は通信部１４４を介して上位装置３００から情報を受信し、或いは、上位装置３００へ情報を送信する。表示部１４５は、例えば液晶ディスプレイであり、各種情報を表示する。入力部１４６は、例えばキーボードやポインティングデバイスであり、ユーザからの各種入力を受け付ける。なお、制御装置１４、３０９、３１０や上位装置３００の全部又は一部がＰＬＣやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡで構成されてもよい。

【0065】

＜基板とマスクの重ね合わせのプロセス＞
図７は、吸着板１５を用いた基板１００とマスク１０１との重ね合わせのプロセスの説明図である。図７は、プロセスの各状態を示している。

【0066】

状態ＳＴ１００は、搬送ロボット３０２ａにより成膜装置１内に基板１００が搬入され、搬送ロボット３０２ａが退避した後の状態である。このとき、基板１００は基板支持ユニット６により支持されている。

【0067】

状態ＳＴ１０１は、吸着板１５による基板１００の吸着の準備段階として、基板支持ユニット６が上昇した状態である。基板支持ユニット６は、状態ＳＴ１００から、アクチュエータ６５により吸着板１５に接近するように上昇する。状態ＳＴ１０１では、基板支持ユニット６によって支持されている基板１００の周縁部は、吸着板１５に接触しているか、或いは、わずかに離間した位置にある。一方、基板１００の中央部は、自重により撓んでいるため、周縁部と比較して吸着板１５から離間した位置にある。

【0068】

状態ＳＴ１０２は、吸着板１５により基板１００が吸着された状態である。吸着板１５の電極配置領域１５１に配置された電極に電圧が印加されることにより、静電気力によって基板１００が吸着板１５に吸着される。

【0069】

状態ＳＴ１０３は、吸着板１５に基板１００が正常に吸着されているか否かを確認する際の状態である。基板支持ユニット６が降下し基板１００から離れた状態で、基板１００が吸着板１５に吸着されているか否かがタッチセンサ１６２１の検出値に基づいて確認される。例えば、制御装置１４は、吸着板１５に埋設されている全てのタッチセンサ１６２１が基板１００との接触を検出している場合に、基板１００が吸着板１５に正常に吸着されていると判断する。また、ファイバセンサ１６２２が設けられている場合は、ファイバセンサ１６２２からの出力に基づいて、基板１００の吸着が正常に行われているかの判断を行ってもよい。

【0070】

状態ＳＴ１０４は、基板１００とマスク１０１とのアライメント動作中の状態である。制御装置１４は、距離調整ユニット２２により吸着板１５を降下させて基板１００とマスク１０１とを接近させた状態で、位置調整ユニット２０によりアライメント動作を実行する。

【0071】

状態ＳＴ１０５は、磁石プレート１１により基板１００とマスク１０１とをより密着させた状態である。制御装置１４は、アライメント動作の終了後、プレートユニット昇降ユニット１３によりプレートユニット９を降下させる。磁石プレート１１が基板１００マスク１０１に接近することにより、マスク１０１が基板１００側に引き寄せられ、基板１００とマスク１０１の密着性が向上する。

【0072】

以上説明した動作により、基板１００及びマスク１０１の重ね合わせのプロセスが終了する。例えば、本プロセスの終了後、成膜ユニット４による蒸着処理が実行される。

【0073】

ところで、上記で説明したプロセスの中で基板１００とマスク１０１とのアライメントを行うにあたっては、吸着板１５とマスク台５との間の傾きがアライメントの精度に影響を及ぼすことがある。基板１００とマスク１０１との距離を近づけてアライメントを行うことで、アライメントの精度を高めることができる。しかし、吸着板１５とマスク台５との間に相対的な傾きがあると、基板１００の一部がマスク１０１に接触する可能性があり、それによって基板１００に傷等が生じるおそれが生じる。基板１００の保護のために基板１００とマスク１０１との距離を大きくする分だけ、アライメントの精度が低下しうる。そこで、一般に、真空チャンバ３の内部空間３ａが大気圧の環境下で吸着板１５とマスク台５との平行調整が行われることがある。大気圧環境下での平行調整は、例えば、基板支持ユニット６の連結部分にシムを挿入する等により行われる。

【0074】

図８（Ａ）～図８（Ｃ）は、吸着板１５とマスク台５との間の相対的な傾きの説明図である。図８（Ａ）は、内部空間３ａが大気圧の状態で傾き調整を行った後の状態を示している。図８（Ａ）で示す状態では、吸着板１５とマスク台５とが略平行に保たれている。一方、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）で示す状態から内部空間３ａの空気を排気して真空にした状態を示している。大気圧環境で吸着板１５とマスク台５とを平行に調整しても、内部空間３ａを真空にした際に真空チャンバ３の内外の圧力差により真空チャンバ３に歪等が生じ、吸着板１５とマスク台５との間に傾きが発生してしまう場合がある。しかし、真空チャンバ３の内部空間３ａが真空の場合、前述したような大気圧環境下での平行調整と同様の調整ができない場合がある。そこで、本実施形態では、真空チャンバ３の内部空間３ａが真空の状態で吸着板１５とマスク台５との間の傾きの調整を行うことにより、アライメント精度の低下を抑制している。

【0075】

＜調整動作の説明＞
図９は、処理部１４１の制御処理例を示すフローチャートであり、調整ユニット１７による傾きの調整動作を行う際の処理を示している。例えば、本フローチャートは、大気圧環境下にあった真空チャンバ３の内部空間３ａの空気が不図示の真空ポンプ等により排気され、内部空間３ａが真空状態となった場合に実行される。また例えば、本フローチャートは、内部空間３ａが真空状態となっている間、所定の周期で実行される。また例えば、本フローチャートは、マスク台５にマスク１０１が載置されておらず、吸着板１５に基板１００が吸着されておらず、基板支持ユニット６に基板１００が支持されていない状態で実行される。

【0076】

ステップＳ１（以下、単にＳ１と表記する。他のステップについても同様とする。）で、処理部１４１は、吸着板１５とマスク台５との間の平行度検出処理を実行する。本実施形態では、処理部１４１は、平行度検出処理において、吸着板１５とマスク台５との間の平行度を検出し、検出した平行度が許容範囲内にあるか否かを判定する処理を行う。なお、本処理の具体例は後述する（図１１参照）。

【0077】

Ｓ２で、処理部１４１は、Ｓ１の処理結果に基づき、平行度が許容範囲内であればフローチャートを終了し、平行度が許容範囲内でなければＳ３に進む。例えば、図８（Ｂ）で示すような状態の場合、Ｓ１において平行度、或いは傾きが許容範囲外であると判定され、Ｓ３の処理に進む。

【0078】

Ｓ３で、処理部１４１は、傾き調整を指示する。一実施形態において、処理部１４１は、表示部１４５により、作業者が吸着板１５とマスク台５の傾きを調整するよう指示する旨の表示を行う。図１０は、表示部１４５の表示画面１４５ａの例を示す図である。図１０の例では、傾き調整を指示する旨の表示の例として、「支持軸Ｃの操作部を操作して、支持軸Ｃを下げて下さい。」との文字列が示されている。処理部１４１は、この他、操作対象の支持軸Ｒ１の操作量、移動方向等の情報を表示してもよい。なお、処理部１４１は、上位装置３００に傾き調整を指示する旨の情報を送信し、情報を受信した上位装置３００が不図示の表示部等に調整を指示する旨の表示を行ってもよい。

【0079】

図８（Ｃ）は、吸着板１５とマスク台５との間の相対的な傾きの説明図であり、真空チャンバ３の内部空間３ａが真空の状態で作業者が調整ユニット１７による傾き調整を行った後の状態を示す図である。図８（Ｂ）で示す状態と比較すると、図８（Ｃ）で示す状態では、図面の右側の支持軸Ｒ１が調整ユニット１７により下方に移動している。これにより、吸着板１５とマスク台５との間の傾きが低減されている。例えば、作業者は、このような調整ユニット１７による作業をＳ３でなされた指示に基づいて実行する。

【0080】

Ｓ４で、処理部１４１は、調整終了を受け付ける。具体的には、処理部１４１は、吸着板１５とマスク台５との傾き調整を行った作業者による、調整を終了した旨の入力を入力部１４６により受け付ける。例えば、処理部１４１は、作業者が図１０に示す「調整終了」ボタン１４５ｂをポインティングデバイス等の入力部１４６で選択した場合に、調整終了を受け付けたと判断してもよい。処理部１４１は、調整終了を受け付けると、Ｓ１に戻る。以上説明した処理により、吸着板１５とマスク台５との平行度が許容範囲内に収まるまで、吸着板１５とマスク台５との傾き調整が実行される。

【0081】

図１１は、図９の平行度検出処理の具体例を示すフローチャートである。Ｓ１１で、処理部１４１は、距離調整ユニット２２により吸着板１５の下降を開始する。Ｓ１２で、処理部１４１は、複数のタッチセンサ１６２１のうち、いずれかのタッチセンサ１６２１が接触を検出するか否かを確認し、接触が検出された場合はＳ１３に進み、接触が検出されない場合はＳ１２の判定を繰り返す。すなわち、処理部１４１は、Ｓ１１で吸着板１５の下降を開始してから、いずれかのタッチセンサ１６２１が接触を検出するまで吸着板１５の下降を継続する。

【0082】

Ｓ１３で、処理部１４１は、距離調整ユニット２２により、吸着板１５を所定量下降させる。つまり、処理部１４１は、いずれかのタッチセンサ１６２１が最初に接触を検出した状態から、所定量さらに吸着板１５を下降させる。ここでの吸着板１５の下降量は目的とする平行度に応じて適宜設定可能である。一実施形態では、例えば吸着板１５を５～１０ｍｍ下降させてもよい。なお、処理部１４１は、いずれかのタッチセンサ１６２１が接触を検出した時点で吸着板１５を一時停止させ、そこから吸着板１５を所定量下降させてもよい。また処理部１４１は、吸着板１５を下降させている状態でいずれかのタッチセンサ１６２１が接触を検出してからさらに吸着板１５が所定量下降した時点で吸着板１５を停止してもよい。つまり、Ｓ１１で開始する吸着板１５の下降動作と、Ｓ１３での吸着板１５の下降動作は、連続した動作であってもよいし、それぞれ独立した動作であってもよい。

【0083】

Ｓ１４で、処理部１４１は、全てのタッチセンサ１６２１が接触を検出したか否かを確認し、全てのタッチセンサ１６２１が接触を検出している場合はＳ１５に進み、少なくとも１つのタッチセンサ１６２１が接触を検出していない場合はＳ１６に進む。

【0084】

ここで、吸着板１５とマスク台５とが平行である、或いはこれらの傾きが比較的小さい場合、吸着板１５に設けられた全てのタッチセンサ１６２１はほぼ同時にマスク台５との接触を検出する。このため、Ｓ１３で吸着板１５を所定量下降させた時点で全てのタッチセンサ１６２１がマスク台５との接触を検出し得る。

【0085】

一方で、吸着板１５とマスク台５との相対的な傾きが比較的大きい場合、いずれかのタッチセンサ１６２１がマスク台５との接触を検出した時点でマスク台５との距離が比較的大きいタッチセンサ１６２１が存在することになる。図８（Ｂ）の例で言えば、図面の左側のタッチセンサ１６２１がマスク台５に接触した時点で図面の右側のタッチセンサ１６２１はマスク台５との距離が比較的大きくなっている。このときのタッチセンサ１６２１とマスク台５との距離がＳ１３における所定量よりも大きい場合には、Ｓ１３で吸着板１５を所定量降下させても、全てのタッチセンサ１６２１が接触を検出しないことになる。

【0086】

すなわち、いずれかのタッチセンサ１６２１が接触を検出した高さから、吸着板１５を所定量下降させる間に全てのタッチセンサ１６２１が接触を検出したか否かを確認することにより、吸着板１５とマスク台５との傾きが所定値よりも小さいか否かを確認することができる。したがって、ある観点から見れば、Ｓ１３での吸着板１５の下降量は、吸着板１５とマスク台５との平行度（或いは傾き）の許容値に基づいて設定され得る。より高い平行度に調整する場合、つまり、平行度の許容範囲が狭い場合は、Ｓ１３での吸着板１５の下降量を小さく設定すればよい。

【0087】

Ｓ１５で、処理部１４１は、平行度が許容範囲内であると判定する。一方、Ｓ１６に進んだ場合、処理部１４１は、平行度が許容範囲外であると判定する。

【0088】

Ｓ１７で、処理部１４１は、吸着板１５を所定量上昇させフローチャートを終了する。なお、ここでの所定量は、Ｓ１３での所定量とは異なる値であり得る。一実施形態において、処理部１４１は、Ｓ１１で吸着板１５の下降を開始する時点での高さまで吸着板１５を上昇させる。

【0089】

以上の処理により、吸着板１５とマスク台５との間の平行度が許容範囲内か否かを判定することができる。なお、本実施形態では、処理部１４１は、Ｓ１４で全てのタッチセンサ１６２１が接触を検出したか否かを確認しているが、予め定めた複数のタッチセンサ１６２１が接触を検出していればＳ１５に進み平行度が許容範囲内であると判定してもよい。例えば、処理部１４１は、吸着板１５の四隅に設けられたタッチセンサ１６２１が接触を検出していれば、平行度が許容範囲内であると判定してもよい。また、処理部１４１は、Ｓ１４で予め定めた個数のタッチセンサ１６２１が接触を検出していれば、Ｓ１５に進み平行度が許容範囲内であると判定してもよい。例えば、処理部１４１は、吸着板１５に設けられている９個のタッチセンサ１６２１のうち、過半数の５個以上のタッチセンサ１６２１が接触を検出していれば、平行度が許容範囲内であると判定してもよい。

【0090】

＜電子デバイスの製造方法＞
次に、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。この例の場合、図１に例示した成膜ブロック３０１が、製造ライン上に、例えば、３か所、設けられる。

【0091】

まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図１２（Ａ）は有機ＥＬ表示装置５０の全体図、図１２（Ｂ）は１画素の断面構造を示す図である。

【0092】

図１２（Ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置５０の表示領域５１には、発光素子を複数備える画素５２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。

【0093】

なお、ここでいう画素とは、表示領域５１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。カラー有機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５２Ｒ、第２発光素子５２Ｇ、第３発光素子５２Ｂの複数の副画素の組み合わせにより画素５２が構成されている。画素５２は、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子の３種類の副画素の組み合わせで構成されることが多いが、これに限定はされない。画素５２は少なくとも１種類の副画素を含めばよく、２種類以上の副画素を含むことが好ましく、３種類以上の副画素を含むことがより好ましい。画素５２を構成する副画素としては、例えば、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子と黄色（Ｙ）発光素子の４種類の副画素の組み合わせでもよい。

【0094】

図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）のＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素５２は、基板５３上に、第１の電極（陽極）５４と、正孔輸送層５５と、赤色層５６Ｒ・緑色層５６Ｇ・青色層５６Ｂのいずれかと、電子輸送層５７と、第２の電極（陰極）５８と、を備える有機ＥＬ素子で構成される複数の副画素を有している。これらのうち、正孔輸送層５５、赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂ、電子輸送層５７が有機層に当たる。赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂ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。

【0095】

また、第１の電極５４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層５５と電子輸送層５７と第２の電極５８は、複数の発光素子５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂにわたって共通で形成されていてもよいし、発光素子ごとに形成されていてもよい。すなわち、図１２（Ｂ）に示すように正孔輸送層５５が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成された上に赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂが副画素領域ごとに分離して形成され、さらにその上に電子輸送層５７と第２の電極５８が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成されていてもよい。

【0096】

なお、近接した第１の電極５４の間でのショートを防ぐために、第１の電極５４間に絶縁層５９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６０が設けられている。

【0097】

図１２（Ｂ）では正孔輸送層５５や電子輸送層５７が一つの層で示されているが、有機ＥＬ表示素子の構造によって、正孔ブロック層や電子ブロック層を有する複数の層で形成されてもよい。また、第１の電極５４と正孔輸送層５５との間には第１の電極５４から正孔輸送層５５への正孔の注入が円滑に行われるようにすることのできるエネルギーバンド構造を有する正孔注入層を形成してもよい。同様に、第２の電極５８と電子輸送層５７の間にも電子注入層を形成してもよい。

【0098】

赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂのそれぞれは、単一の発光層で形成されていてもよいし、複数の層を積層することで形成されていてもよい。例えば、赤色層５６Ｒを２層で構成し、上側の層を赤色の発光層で形成し、下側の層を正孔輸送層又は電子ブロック層で形成してもよい。あるいは、下側の層を赤色の発光層で形成し、上側の層を電子輸送層又は正孔ブロック層で形成してもよい。このように発光層の下側又は上側に層を設けることで、発光層における発光位置を調整し、光路長を調整することによって、発光素子の色純度を向上させる効果がある。

【0099】

なお、ここでは赤色層５６Ｒの例を示したが、緑色層５６Ｇや青色層５６Ｂでも同様の構造を採用してもよい。また、積層数は２層以上としてもよい。さらに、発光層と電子ブロック層のように異なる材料の層が積層されてもよいし、例えば発光層を２層以上積層するなど、同じ材料の層が積層されてもよい。

【0100】

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。ここでは、赤色層５６Ｒが下側層５６Ｒ１と上側層５６Ｒ２の２層からなり、緑色層５６Ｇと青色層５６Ｂは単一の発光層からなる場合を想定する。

【0101】

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の電極５４が形成された基板５３を準備する。なお、基板５３の材質は特に限定はされず、ガラス、プラスチック、金属などで構成することができる。本実施形態においては、基板５３として、ガラス基板上にポリイミドのフィルムが積層された基板を用いる。

【0102】

第１の電極５４が形成された基板５３の上にアクリル又はポリイミド等の樹脂層をバーコートやスピンコートでコートし、樹脂層をリソグラフィ法により、第１の電極５４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５９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。なお、本実施形態では、絶縁層５９の形成までは大型基板に対して処理が行われ、絶縁層５９の形成後に、基板５３を分割する分割工程が実行される。

【0103】

絶縁層５９がパターニングされた基板５３を第１の成膜室３０３に搬入し、正孔輸送層５５を、表示領域の第１の電極５４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層５５は、最終的に１つ１つの有機ＥＬ表示装置のパネル部分となる表示領域５１ごとに開口が形成されたマスクを用いて成膜される。

【0104】

次に、正孔輸送層５５までが形成された基板５３を第２の成膜室３０３に搬入する。基板５３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、正孔輸送層５５の上の、基板５３の赤色を発する素子を配置する部分（赤色の副画素を形成する領域）に、赤色層５６Ｒを成膜する。ここで、第２の成膜室で用いるマスクは、有機ＥＬ表示装置の副画素となる基板５３上における複数の領域のうち、赤色の副画素となる複数の領域にのみ開口が形成された高精細マスクである。これにより、赤色発光層を含む赤色層５６Ｒは、基板５３上の複数の副画素となる領域のうちの赤色の副画素となる領域のみに成膜される。換言すれば、赤色層５６Ｒは、基板５３上の複数の副画素となる領域のうちの青色の副画素となる領域や緑色の副画素となる領域には成膜されずに、赤色の副画素となる領域に選択的に成膜される。

【0105】

赤色層５６Ｒの成膜と同様に、第３の成膜室３０３において緑色層５６Ｇを成膜し、さらに第４の成膜室３０３において青色層５６Ｂを成膜する。赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜室３０３において表示領域５１の全体に電子輸送層５７を成膜する。電子輸送層５７は、３色の層５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂに共通の層として形成される。

【0106】

電子輸送層５７までが形成された基板を第６の成膜室３０３に移動し、第２の電極５８を成膜する。本実施形態では、第１の成膜室３０３～第６の成膜室３０３では真空蒸着によって各層の成膜を行う。しかし、本発明はこれに限定はされず、例えば第６の成膜室３０３における第２の電極５８の成膜はスパッタによって成膜するようにしてもよい。その後、第２の電極５８まで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６０を成膜して（封止工程）、有機ＥＬ表示装置５０が完成する。なお、ここでは保護層６０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。

【0107】

ここで、第１の成膜室３０３～第６の成膜室３０３での成膜は、形成されるそれぞれの層のパターンに対応した開口が形成されたマスクを用いて成膜される。成膜の際には、基板５３とマスクとの相対的な位置調整（アライメント）を行った後に、マスクの上に基板５３を載置して成膜が行われる。ここで、各成膜室において行われるアライメント工程は、上述のアライメント工程の通り行われる。

【0108】

＜マスクの位置の計測＞
ここで、複数の基板１００に対して蒸着処理を行う間に、マスク１０１が交換される場合がある。例えば、異なる種類の基板１００に対して蒸着処理を行うために、異なるマスク１０１を使用することや、蒸着処理によってマスク１０１が汚損した場合に、マスク１０１が交換されることがある。マスク１０１やマスク台５の厚みには個体差があり、交換前後のマスク１０１またはマスク台５の厚みの違いによってアライメントの精度が低下し得る。基板１００とマスク１０１との距離を近づけてアライメントを行うことで、アライメントの精度を高めることができる。しかし、マスク１０１やマスク台５の個体差によって、基板１００の一部がマスク１０１に接触する可能性があり、それによって基板１００に傷等が生じるおそれが生じる。基板１００の保護のために基板１００とマスク１０１との距離を大きくすると、その分だけアライメントの精度が低下し得る。

【0109】

そこで、本実施形態では、マスクの位置に関するパラメータを測定し、測定したパラメータをアライメント処理に用いる処理について説明する。

【0110】

図１３（Ａ）は、図８～１１の真空状態における吸着板１５とマスク台５との平行度の調整処理を行った場合のマスク台５と吸着板１５との位置関係を示す図である。図１３（Ａ）は、タッチセンサ１６２１がマスク台５に接触している状態を示している。したがって、吸着板１５に基板は吸着されていない。処理部１４１は、タッチセンサ１６２１が接触している状態での吸着板１５の下降量を記憶する。図１３（Ａ）では、具体的に下降量Ｚが記憶部１４２に記憶される。下降量は、ある基準から吸着板１５のマスク台５の側の面までの距離を示すパラメータである。図１３（Ａ）では、下降量Ｚは、真空チャンバ３の外側の基準線からの距離として示されている。しかし、下降量の基準は任意に設定される。例えば、吸着板１５が上昇できる最大位置としてもよいし、あるいは、吸着板１５の可動範囲の所定の位置を基準としてもよい。したがって、下降量は、実際に吸着板１５が移動した距離と等しいわけではない。見方を変えると、下降量は、ある基準に対する吸着板１５の位置に相当する。

【0111】

下降量Ｚが測定された後、吸着板１５が上昇し、マスク台５に交換前のマスク１０１ａが設置される。図１３（Ｂ）は、マスク交換前のマスク台５と吸着板１５との位置関係を示す図である。図１３（Ｂ）では、マスク台５にマスク１０１ａが載置されている。吸着板１５に基板が吸着されていない点は、図１３（Ａ）と同様である。ここで、処理部１４１は、タッチセンサ１６２１がマスク１０１ａとの接触を検出するまで吸着板１５を下降させる。そして、タッチセンサ１６２１が接触を検出すると、接触を検出した時の吸着板１５の位置を基準点として、例えば吸着板１５の下降量Ｚａを記憶部１４２に記憶する。そして、下降量ＺとＺａとから、マスクの厚みがＺ－Ｚａであると特定することができる。換言すると、マスク１０１ａの吸着板１５の側の面は、マスク台５から距離Ｚ－Ｚａだけ吸着板１５に近い位置にあることがわかる。

【0112】

その後、図７に示すように、基板１００が基板支持ユニット６に配置され、吸着板１５に吸着された基板１００と、マスク台５に載置されたマスク１０１ａのアライメント処理が行われる。ここで、マスク１０１ａの吸着板１５の側の面のＺ方向における位置Ｚａ（前述の吸着板１５の下降量Ｚａに相当）が、マスク１０１ａと基板１００とのアライメント処理において使用される。Ｚ方向は、基板１００の被成膜面に沿った平面に交差する交差方向であり、本実施形態では上下方向である。例えば、基板１００の厚みをＴ、アライメント処理において、マスク１０１ａと基板１００とが接触しないように離間する距離をｇａｐとして、位置Ｚａ－Ｔ－ｇａｐに基板１００を吸着した吸着板１５を下降させてアライメントを行う。これによって、マスク１０１ａの厚みに応じた適切なＺ方向における位置でマスク１０１ａと基板１００とのアライメントを行うことができる。

【0113】

図１３（Ｃ）は、図１３（Ｂ）の後、マスク台５に載置されたマスク１０１ａがマスク１０１ｂに交換され、真空チャンバ３の内部が真空になった状態を示す。マスクの交換後、処理部１４１は、図１３（Ｂ）で保存した下降量Ｚａから所定のマージンを確保する位置まで吸着板１５を下降させる。図１３（Ｃ）の例では、所定のマージンをｍとして、吸着板１５を位置Ｚａ－ｍまで下降させる。そして、タッチセンサ１６２１によるマスクの検出を開始する。

【0114】

図１３（Ｃ）の後、タッチセンサ１６２１がマスク１０１ｂを検出するまで吸着板１５の下降を継続する。そして、図１３（Ｄ）に示すように接触を検出すると、接触を検出した時の吸着板１５の位置を新たな基準点として、例えば吸着板１５の下降量Ｚｂを記憶部１４２に記憶する。そして、上述したアライメント工程において、下降量Ｚｂを使用する。例えば、図７のＳＴ１０４において、基板１００とマスク１０１とのアライメントを行う際の、Ｚ方向の基板１００の位置を決定するために使用する。これによって、マスク１０１ａとマスク１０１ｂとの厚みが異なる場合であっても、マスクと基板１００との間の距離を一定に保つことができ、アライメント精度の低下を防ぐことができる。具体的には、マスク１０１の個体差が位置Ｚａや位置Ｚｂに反映されているため、離間距離ｇａｐを小さく設定することが容易となる。この結果、アライメント精度の低下を防ぐことができる。

【0115】

次に図１４を参照して、処理部１４１が実行する制御処理の一例を説明する。本フローチャートは、大気圧環境下にあった真空チャンバ３の内部空間３ａの空気が不図示の真空ポンプ等により排気され、内部空間３ａが真空状態となった場合に実行される。また例えば、本フローチャートは、マスクの交換をマスクの交換後の厚さを計測する際の処理を示している。図１４に示す処理は、例えば処理部１４１が記憶部１４２に格納されたプログラムを取得して実行することで実現されてもよいし、上位装置３００と協働して実現されてもよい。

【0116】

まずＳ１０１で、処理部１４１は、記憶部１４２に記憶された、吸着板１５のＺ方向の位置に関する基準値を取得する。例えば、基準値は、上述したようにマスクを交換する前の、タッチセンサ１６２１がマスク１０１を検出した位置におけるＺ方向の座標に対応してもよい。すなわち、一例では、Ｓ１０１の基準値は、図１３（Ｂ）の下降量Ｚａのように、吸着板１５が交換前のマスク１０１から所定の距離（接触する場合はゼロ）となるような位置に、吸着板１５を下降させるための下降量に対応する。あるいは、Ｓ１０１の基準値は、図１３（Ａ）の下降量Ｚのように、マスク１０１を載置していない状態で、吸着板１５がマスク台５から所定の距離となるような位置に、吸着板１５を下降させるための下降量に対応する。あるいは、Ｚ方向の位置に関する基準値は、マスク１００に関わらず一定の値としてもよい。

【0117】

また別の例では、記憶部１４２に、マスク１０１の識別子（ＩＤ）とマスクの厚みの値とが対応付けてあらかじめ記録されている。この場合には、処理部１４１は、Ｓ１０１においてＩ／Ｏ１４３を介してマスク１０１のＩＤを指定するユーザ入力を受け付けてもよい。そして、図１３（Ａ）のようなマスク１０１が存在しない場合の下降量Ｚと、受け付けたマスク１０１のＩＤに基づいて取得したマスクの厚みの値とから、吸着板１５と交換後のマスク１０１との距離が所定値となる基準値を特定してもよい。あらかじめ記録されているマスクの厚みの値は、マスク１０１に使用されるマスク箔の種類ごとの厚みの公称値であってもよいし、これまでに測定したマスク１０１の種類ごとの厚みの平均値であってもよい。すなわち、一例では、Ｓ１０１の基準値は、吸着板１５と交換後のマスク１０１との距離が所定値となると予想される位置に吸着板１５を下降させるための下降量に対応する。

【0118】

なお、マスク１０１の種類を取得するために、処理部１４１は第１計測ユニット７を介して取得した画像を解析してマスク１０１の種類を特定してもよいし、マスク１０１がＲＦＩＤタグなどの通信部を有する場合には、通信部１４４を介してマスク１０１の種類を特定してもよい。

【0119】

続いて、処理部１４１は処理をＳ１０２に進め、取得した基準値に応じて所定の位置（検出開始位置）に吸着板１５を下降させて、タッチセンサ１６２１が接触を検出したか否かの判定を開始する。マスク台５やマスク１００に基づく下降量Ｚ、Ｚａを基準値として用いる場合、図１３（Ｃ）に示すように、所定のマージンｍ（例えば１ｍｍ）を確保するために、基準値－ｍの位置に吸着板１５を下降させてもよい。

【0120】

続いて、処理部１４１は処理をＳ１０３に進め、タッチセンサ１６２１が接触を検出したか否かを判定する検知処理を開始する。タッチセンサ１６２１が接触を検出していない場合（Ｓ１０３でＮｏ）は、処理部１４１は処理をＳ１０４に進め、吸着板１５を所定量下降させる。Ｓ１０４で吸着板１５を所定量下降させた後、処理部１４１は処理をＳ１０３に戻し、タッチセンサ１６２１が接触を検出したか否かを判定する。なお、Ｓ１０４では、タッチセンサ１６２１がマスク１０１に接触する可能性があるＺ方向の位置で吸着板１５を下降させるため、Ｓ１０４における吸着板１５の下降速度は、Ｓ１０２における吸着板１５の下降速度より遅くてもよい。これによって、タッチセンサ１６２１がマスク１０１に勢いよく当接してマスク１０１が破損することを防ぐことができる。

【0121】

タッチセンサ１６２１が接触を検出したと判定した場合（Ｓ１０３でＹｅｓ）は、処理部１４１は処理をＳ１０５に進め、センサが接触を検出した位置までの下降量を特定する。続いて、処理部１４１は処理をＳ１０６に進め、アライメントのためのＺ方向の位置を調整する。例えば、上述したように、センサが接触を検出した位置をＺ、基板１００の厚みをＴ、マスク１０１ａと基板１００とが接触しないように離間する距離をｇａｐとして、Ｚ－Ｔ－ｇａｐの位置に吸着板１５を下降させた後、上述したアライメント処理を行ってもよい。

【0122】

以上の処理により、マスク１０１の交換前後でマスクの厚みが変化した場合であっても、精度を落とすことなくアライメント処理を行うことができる。なお、本実施形態では、マスク台５と吸着板１５とは平行であるものとしてマスクの位置の測定を行うものとして説明を行ったがこれに限定されない。例えば、図１４のＳ１０３でいずれかのタッチセンサ１６２１が接触を検出した場合、吸着板１５を所定量下降させ、すべてのセンサが接触を検出したかを判定してもよい。すなわち、マスクの位置の測定に加えて、マスク台５と吸着板１５との平行度の検出処理を行ってもよい。

【0123】

＜他の実施形態＞
上記実施形態では、真空チャンバ３の内部が真空に保持された状態においてマスクの位置を検知する処理を説明したが、真空チャンバ３の内部が真空に保たれていない状態においてマスクの位置を測定してもよい。

【0124】

また、上記実施形態では、吸着板１５とマスク台５とが平行に調整された後にマスクの位置の検知を行うものとして説明を行ったが、吸着板１５とマスク台５とが平行でない場合であってもマスクの位置の検知を行ってもよい。例えば、吸着板１５とマスク台５との間の距離を小さくしていった際に最初にマスク台５に接触する１つのタッチセンサ１６２１を使用して、マスク台５にマスク１０１が載置されている状態でマスク１０１と吸着板１５とが所定の距離となる下降量Ｚを測定することでＺ方向におけるマスクの位置を検知することができる。

【0125】

また、上記実施形態では、マスク台５に載置されたマスク１０１の位置を検知するためにタッチセンサ１６２１を使用する場合の処理について説明を行った。しかしながら、赤外線センサ、可視光センサ、超音波センサなどの他の種類の測距センサを使用してマスク１０１の位置を検知してもよい。

【0126】

また、上記実施形態では、吸着板１５が基板１００を吸着していない状態においてマスク１０１の位置を検知する処理について説明を行った。しかしながら、吸着板１５が基板１００を吸着している状態においてマスク１０１との距離を測定可能にセンサが配置されていれば、基板１００を吸着している状態でマスクの位置を検知してもよい。

【0127】

また、上記実施形態では、調整ユニット１７は、作業者が手動で調整動作を実行可能に構成されているが、モータ等により支持軸Ｒ１の軸方向の位置を調整可能に構成されてもよい。例えば、各支持軸Ｒ１に個別にサーボモータを設け、個別のサーボモータが支持軸Ｒ１に設けられた操作部１７１を操作することにより（上記実施形態の例で言えばナットを回転させることにより）、各支持軸Ｒ１が独立に昇降してもよい。また、このような構成を採用する場合、個別のサーボモータを同期して駆動することにより、吸着板１５全体の昇降を行ってもよい。なお、調整ユニット１７がモータを備える場合は、モータや操作部１７１が真空チャンバ３の内部に設けられてもよい。ただし、これらが真空チャンバ３の外部に設けられあることにより、真空チャンバ３の内部におけるパーティクルの発生等を抑制することができる。

【0128】

また、上記実施形態では、吸着板１５の傾きを調整することにより吸着板１５とマスク台５との間の相対的な傾きを調整するが、マスク台５との傾きを調整することによりこれらの相対的な傾きが調整されてもよい。ただし、上記実施形態では、アルミ板等で構成されるマスク台５よりも相対的に高剛性のセラミック材料等で構成される吸着板１５の側で傾きを調整することにより、調整をより確実に行うことができる。

【0129】

また、上記実施形態では、複数のタッチセンサ１６２１により吸着板１５とマスク台５の平行度を検出しているが、平行度の検出は他のセンサにより実行されてもよい。例えば、複数の位置において、吸着板１５とマスク台５との距離を測定可能な光学系のセンサ群（複数の測距センサ）が設けられてもよい。そして、各センサの検出結果の差、すなわち、測定位置における吸着板１５とマスク台５との距離の差に基づいて、吸着板１５とマスク台５との平行度が検出されてもよい。ただし、上記実施形態では、タッチセンサ１６２１を採用することにより、光学系のセンサを採用する場合と比べてセンサを小型化し、電気配線も簡略化することができる。なお、センサを小型化することで、電極配置領域１５１の面積をより大きくすることができ、吸着板１５の吸着力を向上することができる。

【0130】

また、上記実施形態では、吸着板１５は静電チャックであるが、吸着板１５は他の構成であってもよい。例えば、吸着板１５は、その表面に物理的な粘着性を持つ粘着チャック（PSC：Physical Sticky Chuck）等であってもよい。

【0131】

また、上記実施形態では、マスク台５にマスク１０１が載置されておらず、吸着板１５に基板１００が吸着されておらず、基板支持ユニット６に基板１００が支持されていない状態で調整動作が実行される。しかしながら、マスク台５にマスク１０１が載置された状態で調整動作が実行されてもよい。

【0132】

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

【0133】

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

【符号の説明】

【0134】

１ 成膜装置、２ アライメント装置、５ マスク台、１４１ 処理部、１６ 検出ユニット、１００ 基板、１０１ マスク、１６２１ タッチセンサ

【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】