特許 7263082 真空装置、運搬装置、アラインメント方法

(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】2023-04-14

(45)【発行日】2023-04-24

(54)【発明の名称】真空装置、運搬装置、アラインメント方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/50 20060101AFI20230417BHJP

   C23C 14/04 20060101ALI20230417BHJP

   H01L 21/68 20060101ALI20230417BHJP

   H01L 21/683 20060101ALI20230417BHJP

【ＦＩ】

C23C14/50 F

C23C14/04 A

H01L21/68 F

H01L21/68 N

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019067680

(22)【出願日】2019-03-29

(65)【公開番号】P2020164943

(43)【公開日】2020-10-08

【審査請求日】2022-01-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000231464

【氏名又は名称】株式会社アルバック

(74)【代理人】

【識別番号】110003339

【氏名又は名称】弁理士法人南青山国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100104215

【弁理士】

【氏名又は名称】大森 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100196575

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 満

(74)【代理人】

【識別番号】100168181

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 哲平

(74)【代理人】

【識別番号】100144211

【弁理士】

【氏名又は名称】日比野 幸信

(72)【発明者】

【氏名】中尾 裕利

【審査官】安齋 美佐子

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０３８８１２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－１８８７４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２２４３９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１１／０３０４４１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－０８６８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１６７２２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１０－１０６３５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１５８８２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／００－１４／５８

Ｈ０１Ｌ ２１／６８，２１／６８３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

真空排気される真空槽と、
マスクが配置されるマスク用枠体が設けられたマスク配置装置と、
基板が配置される基板用枠体が設けられた基板配置装置と、
を有し、
前記マスク配置装置に配置された前記マスクと前記基板配置装置に配置された前記基板とが対面した状態で前記マスク用枠体と前記基板用枠体とが前記真空槽の内部で固定される真空装置であって、
被吸着部と、前記被吸着部を磁気吸引する吸着部と、を有し、
前記マスク配置装置と前記基板配置装置とのうち、いずれか一方の装置に前記被吸着部が設けられ、他方の装置に前記吸着部が設けられ、
前記吸着部は、前記マスク配置装置と前記基板配置装置とが対面したときに、前記被吸着部を磁気吸引して前記基板用枠体と前記マスク用枠体とを固定する吸着状態と、前記磁気吸引の力が前記吸着状態よりも弱化されて前記基板用枠体と前記マスク用枠体とが分離できるようにされた解除状態との、いずれの状態にもすることが可能であり、
前記吸着部は、前記被吸着部を磁気吸引する磁界を形成する永久磁石部と、
磁芯に磁気コイルが巻き回され、前記磁気コイルに所定の大きさの解除電流が流されると、前記吸着部が前記被吸着部を磁気吸引する前記磁界が弱化されて前記吸着状態が前記解除状態に移行される電磁石部と、
前記吸着部の内部の場所であって、前記吸着部が形成する磁束強度を計測する磁気センサーと、
を有し、
前記マスク配置装置には、前記磁気コイルの一端に電気的に接続された第一の受電端子と、前記磁気コイルの他端に電気的に接続された第二の受電端子と、
前記磁気センサーに接続された第一～第三の検出端子と、
が設けられ、
前記第一の受電端子と前記第二の受電端子との間に印加される電圧によって前記磁気コイルに電流が流され、
前記磁気センサーは、第一～第三の検出端子によって磁気を検出して信号を出力する
真空装置。

【請求項2】

前記磁芯の一端は、前記吸着状態では磁気吸引する前記被吸着部に向けられており
前記吸着部には、一部が前記磁芯の他端側に位置し、先端が前記磁芯の一端と同じ方向に向けられたヨーク部が設けられ、
前記被吸着部は、前記磁芯の一端と対面する第一の被吸着部と、前記ヨーク部の先端と対面する第二の被吸着部とを有し、
前記永久磁石部のＮ極とＳ極のうちのいずれか一方の極性の磁極は前記磁芯の前記他端に向けられ、前記永久磁石部の他方の極性の磁極は前記ヨーク部の底面部に向けられ、
前記磁気センサーは前記ヨーク部の内部に配置される
請求項１記載の真空装置。

【請求項3】

立設姿勢の前記マスク配置装置が着脱自在に配置される着脱部が前記真空槽内に設けられ、
前記着脱部には、前記第一、第二の受電端子に対して接触と離間とがそれぞれ可能な第一、第二の給電端子と、前記第一～第三の検出端子に対して接触と離間とがそれぞれ可能な第一～第三の送受信端子と、
が設けられ、
前記第一、第二の受電端子と前記第一、第二の給電端子とはそれぞれ接触中は電気的に接続され、
前記第一～第三の検出端子と前記第一～第三の送受信端子とは接触中はそれぞれ電気的に接続され、
前記第一、第二の給電端子の間に印加される電圧によって、前記解除電流が流れ、
前記第一～第三の送受信端子は制御装置に接続され、前記第一～第三の送受信端子によって磁気強度が測定される
請求項１又は２記載の真空装置。

【請求項4】

前記第一、第二の受電端子と前記第一～第三の検出端子とを受電側とし、
前記第一、第二の給電端子と前記第一～第三の送受信端子とを給電側とすると、
前記受電側と前記給電側のうち、いずれか一方の端子には弾性部が設けられ、前記受電側と前記給電側とが接触して押圧されると、前記弾性部が復元可能に変形される
請求項３記載の真空装置。

【請求項5】

前記解除電流の大きさを制御する電流制御回路を有する
請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の真空装置。

【請求項6】

前記吸着状態では、前記被吸着部と前記吸着部とは、離間して対面する
請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の真空装置。

【請求項7】

マスクが配置されるマスク用枠体が設けられたマスク配置装置と、
基板が配置される基板用枠体が設けられた基板配置装置と、
を有し、
前記マスク配置装置に配置された前記マスクと前記基板配置装置に配置された前記基板とが対面した状態で前記マスク用枠体と前記基板用枠体とが固定される運搬装置であって、
被吸着部と、前記被吸着部を磁気吸引する吸着部と、を有し、
前記マスク配置装置と前記基板配置装置とのうち、いずれか一方の装置に前記被吸着部が設けられ、他方の装置に前記吸着部が設けられ、
前記吸着部は、前記マスク配置装置と前記基板配置装置とが対面したときに、前記被吸着部を磁気吸引して前記基板用枠体と前記マスク用枠体とを固定する吸着状態と、前記磁気吸引の力が前記吸着状態よりも弱化されて前記基板用枠体と前記マスク用枠体とが分離できるようにされた解除状態との、いずれの状態にもすることが可能であり、
前記吸着部は、前記被吸着部を磁気吸引する磁界を形成する永久磁石部と、
磁芯に磁気コイルが巻き回され、前記磁気コイルに所定の大きさの解除電流が流されると、前記吸着部が前記被吸着部を磁気吸引する前記磁界が弱化されて前記吸着状態が前記解除状態に移行される電磁石部と、
前記吸着部の内部の場所であって、前記吸着部が形成する磁束強度を計測する磁気センサーと、
を有し、
前記マスク配置装置には、前記磁気コイルの一端に電気的に接続された第一の受電端子と、前記磁気コイルの他端に電気的に接続された第二の受電端子と、
前記磁気センサーに接続された第一～第三の検出端子と、
が設けられ、
前記第一の受電端子と前記第二の受電端子との間に印加される電圧によって前記磁気コイルに電流が流され、
前記磁気センサーは、第一～第三の検出端子によって磁気を検出して信号を出力する
運搬装置。

【請求項8】

前記磁芯の一端は、前記吸着状態では磁気吸引する前記被吸着部に向けられており、
前記吸着部には、一部が前記磁芯の他端側に位置し、先端が前記磁芯の一端と同じ方向に向けられたヨーク部が設けられ、
前記被吸着部は、前記磁芯の一端と対面する第一の被吸着部と、前記ヨーク部の先端と対面する第二の被吸着部とを有し、
前記永久磁石部のＮ極とＳ極のうちのいずれか一方の極性の磁極は前記磁芯の前記他端に向けられ、前記永久磁石部の他方の極性の磁極は前記ヨーク部の底面部に向けられた
請求項７記載の運搬装置。

【請求項9】

真空槽内に設けられ、立設姿勢の前記マスク配置装置が着脱自在に配置される着脱部を有し、
前記着脱部には、前記第一の受電端子に対して接触と離間とが可能な第一の給電端子と、前記第二の受電端子に対して接触と離間とが可能な第二の給電端子とが設けられ、
前記第一の受電端子は、真空槽内に設けられた第一の給電端子と接触中は電気的に接続され、
前記第二の受電端子は、前記真空槽内に設けられた第二の給電端子と接触中は電気的に接続され、
前記第一の給電端子と前記第二の給電端子との間に印加される電圧によって、前記解除電流が流れる
請求項８記載の運搬装置。

【請求項10】

前記第一の受電端子と前記第一の給電端子のうち、いずれか一方の電極には第一の弾性部が設けられ、前記第一の受電端子と前記第一の給電端子とが接触しながら前記第一の弾性部が変形され、
前記第二の受電端子と前記第二の給電端子のうち、いずれか一方の電極には第二の弾性部が設けられ、前記第二の受電端子と前記第二の給電端子とが接触しながら前記第二の弾性部が変形され、
前記第一の弾性部の復元力によって前記第一の受電端子と前記第一の給電端子とが互いに押しつけられ、前記第二の弾性部の復元力によって前記第二の受電端子と前記第二の給電端子とが互いに押しつけられる
請求項９記載の運搬装置。

【請求項11】

前記吸着状態では、前記被吸着部と前記吸着部とは、離間して対面する
請求項７乃至請求項１０のいずれか１項記載の運搬装置。

【請求項12】

マスクが配置されるマスク用枠体が設けられたマスク配置装置と、基板が配置される基板用枠体が設けられた基板配置装置とを相対的に移動させ、前記マスクと前記基板との位置合わせを行う位置合わせ工程と、
前記マスク配置装置と前記基板配置装置とのうち、いずれか一方の装置に設けられた吸着部が有する永久磁石部が形成する磁界によって、他方の装置に設けられた被吸着部を磁気吸引して前記マスク用枠体と前記基板用枠体とを互いに固定する固定工程と、
前記マスク用枠体と前記基板用枠体とを互いに固定した状態で前記マスク配置装置と前記基板配置装置とを一緒に移動させる移動工程と、を有するアラインメント方法であって、
前記位置合わせ工程では、前記吸着部の前記磁気吸引する力を前記吸着部に設けられた電磁石部に解除電流を流して弱化し、
前記固定工程では、前記解除電流を停止させ、
前記電磁石部は、磁心に磁気コイルが巻き回されて形成され、
前記吸着部には、前記吸着部が形成する磁束強度を計測する磁気センサーが設けられ、
前記マスク配置装置には、前記磁気コイルの一端に電気的に接続された第一の受電端子と、前記磁気コイルの他端に電気的に接続された第二の受電端子と、
前記磁気センサーに接続された第一～第三の検出端子と、
が設けられ、
前記第一の受電端子と前記第二の受電端子との間に印加される電圧によって前記磁気コイルに電流が流され、
前記磁気センサーは、第一～第三の検出端子によって磁気を検出して信号を出力する
アラインメント方法。

【請求項13】

前記電磁石部に流れる電流を漸減させて前記解除電流を停止させる
請求項１２記載のアラインメント方法。

【請求項14】

前記解除電流の値と前記マスク配置装置の温度との関係を求めて記憶しておき、
前記マスク配置装置の温度を測定し、測定結果の温度に対応する値の前記解除電流を前記電磁石部に流す
請求項１２又は請求項１３のいずれか１項記載のアラインメント方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板とマスクとを固定させる運搬装置と、その運搬装置を有する真空装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、基板とマスクとを機械式のクランプ装置を利用し、水平あるいは垂直に配置してマスクに形成された開口パターンの形状の薄膜を基板表面に形成する技術が多用されていた。

【0003】

また基板の大型化に伴い、装置の設置面積も大きくなり過ぎることから、基板を縦型に配置して搬送し、薄膜を形成する技術が主流になってきた。

【0004】

ここでの課題として、水平搬送時も発生するが、特に縦型に配置された基板とマスクとを位置合わせしての搬送を行うと、位置合わせ後に位置がずれる問題の発生確率が上昇するため、基板とマスクとを互いに固定して位置合わせの状態を維持するクランプ装置などが必須となる。

【0005】

しかしながらクランプ装置を取り付けた状態で薄膜を形成すると、クランプ装置にも薄膜が堆積し、真空雰囲気中のダスト発生の原因となる。

【0006】

また、基板とマスクとを機械式のクランプにてクランプする場合は垂直抗力の時間変化量の制御が難しい事、またクランプ固定時に発生する摩擦力と拮抗する、基板あるいはマスク平面面積部にて発生する水平方向の熱応力（主に成膜と搬送工程での温度差が起因となる）がクランプ接触点部位に応力集中をもたらす場合はダスト発生が問題となる。この力が基板に印加される場合は、基板の欠け、ひび割れの原因となり、また、基板とマスクの相対位置を位置合わせした結果の相対位置で保持することが困難であり、これらの解決が望まれている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開平１０－３２８９５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は上記従来技術の不都合を解決するために創作されたものであり、その目的は、吸着状体を維持するのに電力を必要とせず、ダストが発生せず、また、基板とマスクを相対固定しつつ基板に欠けや割れが発生せず、任意の基板－マスク相対位置で固定する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために本発明は、真空排気される真空槽と、マスクが配置されるマスク用枠体が設けられたマスク配置装置と、基板が配置される基板用枠体が設けられた基板配置装置と、を有し、前記マスク配置装置に配置された前記マスクと前記基板配置装置に配置された前記基板とが対面した状態で前記マスク用枠体と前記基板用枠体とが前記真空槽の内部で固定される真空装置であって、被吸着部と、前記被吸着部を磁気吸引する吸着部と、を有し、前記マスク配置装置と前記基板配置装置とのうち、いずれか一方の装置に前記被吸着部が設けられ、他方の装置に前記吸着部が設けられ、前記吸着部は、前記マスク配置装置と前記基板配置装置とが対面したときに、前記被吸着部を磁気吸引して前記基板用枠体と前記マスク用枠体とを固定する吸着状態と、前記磁気吸引の力が前記吸着状態よりも弱化されて前記基板用枠体と前記マスク用枠体とが分離できるようにされた解除状態との、いずれの状態にもすることが可能であり、前記吸着部は、前記被吸着部を磁気吸引する磁界を形成する永久磁石部と、磁芯に磁気コイルが巻き回され、前記磁気コイルに所定の大きさの解除電流が流されると、前記吸着部が前記被吸着部を磁気吸引する前記磁界が弱化されて前記吸着状態が前記解除状態に移行される電磁石部と、前記吸着部の内部の場所であって、前記吸着部が形成する磁束強度を計測する磁気センサーと、を有する真空装置である。
本発明は、前記磁芯の一端は、前記吸着状態では磁気吸引する前記被吸着部に向けられており、前記吸着部には、一部が前記磁芯の他端側に位置し、先端が前記磁芯の一端と同じ方向に向けられたヨーク部が設けられ、前記被吸着部は、前記磁芯の一端と対面する第一の被吸着部と、前記ヨーク部の先端と対面する第二の被吸着部とを有し、前記永久磁石部のＮ極とＳ極のうちのいずれか一方の極性の磁極は前記磁芯の前記他端に向けられ、前記永久磁石部の他方の極性の磁極は前記ヨーク部の底面部に向けられた真空装置であって、前記磁気センサーは前記ヨーク部の内部に配置された真空装置である。
本発明は、前記マスク配置装置には、前記磁気コイルの一端に電気的に接続された第一の受電端子と、前記磁気コイルの他端に電気的に接続された第二の受電端子と、前記磁気センサーに接続された第一～第三の送受信端子と、が設けられ、前記第一の受電端子と前記第二の受電端子との間に印加される電圧によって前記磁気コイルに電流が流され、前記磁気センサーは、第一～第三の送受信端子によって磁気を検出して信号を出力する真空装置である。
本発明は、立設姿勢の前記マスク配置装置が着脱自在に配置される着脱部が前記真空槽内に設けられ、前記着脱部には、前記第一、第二の受電端子に対して接触と離間とがそれぞれ可能な第一、第二の給電端子と、前記第一～第三の送受信端子に対して接触と離間とがそれぞれ可能な第一～第三の検出端子と、が設けられ、前記第一、第二の受電端子と前記第一、第二の給電端子とはそれぞれ接触中は電気的に接続され、前記第一～第三の送受信端子と前記第一～第三の検出端子とは接触中はそれぞれ電気的に接続され、前記第一、第二の給電端子の間に印加される電圧によって、前記解除電流が流れ、前記第一～第三の検出端子は制御装置に接続され、前記第一～第三の検出端子によって磁気強度が測定される真空装置である。
本発明は、前記第一、第二の受電端子と前記第一～第三の送受信端子とを受電側とし、前記第一、第二の給電端子と前記第一～第三の検出端子とを給電側とすると、前記受電側と前記給電側のうち、いずれか一方の端子には弾性部が設けられ、前記受電側と前記給電側とが接触して押圧されると、前記弾性部が復元可能に変形される真空装置である。
本発明は、前記解除電流の大きさを制御する電流制御回路を有する真空装置である。
本発明は、前記吸着状態では、前記被吸着部と前記吸着部とは、離間して対面する真空装置である。
本発明は、マスクが配置されるマスク用枠体が設けられたマスク配置装置と、基板が配置される基板用枠体が設けられた基板配置装置と、を有し、前記マスク配置装置に配置された前記マスクと前記基板配置装置に配置された前記基板とが対面した状態で前記マスク用枠体と前記基板用枠体とが固定される運搬装置であって、被吸着部と、前記被吸着部を磁気吸引する吸着部と、を有し、前記マスク配置装置と前記基板配置装置とのうち、いずれか一方の装置に前記被吸着部が設けられ、他方の装置に前記吸着部が設けられ、前記吸着部は、前記マスク配置装置と前記基板配置装置とが対面したときに、前記被吸着部を磁気吸引して前記基板用枠体と前記マスク用枠体とを固定する吸着状態と、前記磁気吸引の力が前記吸着状態よりも弱化されて前記基板用枠体と前記マスク用枠体とが分離できるようにされた解除状態との、いずれの状態にもすることが可能であり、前記吸着部は、前記被吸着部を磁気吸引する磁界を形成する永久磁石部と、磁芯に磁気コイルが巻き回され、前記磁気コイルに所定の大きさの解除電流が流されると、前記吸着部が前記被吸着部を磁気吸引する前記磁界が弱化されて前記吸着状態が前記解除状態に移行される電磁石部と、を有する運搬装置である。
本発明は、前記磁芯の一端は、前記吸着状態では磁気吸引する前記被吸着部に向けられており、前記吸着部には、一部が前記磁芯の他端側に位置し、先端が前記磁芯の一端と同じ方向に向けられたヨーク部が設けられ、前記被吸着部は、前記磁芯の一端と対面する第一の被吸着部と、前記ヨーク部の先端と対面する第二の被吸着部とを有し、前記永久磁石部のＮ極とＳ極のうちのいずれか一方の極性の磁極は前記磁芯の前記他端に向けられ、前記永久磁石部の他方の極性の磁極は前記ヨーク部の底面部に向けられた運搬装置である。
本発明は、前記マスク配置装置には、前記磁気コイルの一端に電気的に接続された第一の受電端子と、前記磁気コイルの他端に電気的に接続された第二の受電端子と、が設けられ、前記第一の受電端子と前記第二の受電端子との間に印加される電圧によって前記磁気コイルに電流が流される運搬装置である。
本発明は、真空槽内に設けられ、立設姿勢の前記マスク配置装置が着脱自在に配置される着脱部を有し、前記着脱部には、前記第一の受電端子に対して接触と離間とが可能な第一の給電端子と、前記第二の受電端子に対して接触と離間とが可能な第二の給電端子とが設けられ、前記第一の受電端子は、真空槽内に設けられた第一の給電端子と接触中は電気的に接続され、前記第二の受電端子は、前記真空槽内に設けられた第二の給電端子と接触中は電気的に接続され、前記第一の給電端子と前記第二の給電端子との間に印加される電圧によって、前記解除電流が流れる運搬装置である。
本発明は、前記第一の受電端子と前記第一の給電端子のうち、いずれか一方の電極には第一の弾性部が設けられ、前記第一の受電端子と前記第一の給電端子とが接触しながら前記第一の弾性部が変形され、前記第二の受電端子と前記第二の給電端子のうち、いずれか一方の電極には第二の弾性部が設けられ、前記第二の受電端子と前記第二の給電端子とが接触しながら前記第二の弾性部が変形され、前記第一の弾性部の復元力によって前記第一の受電端子と前記第一の給電端子とが互いに押しつけられ、前記第二の弾性部の復元力によって前記第二の受電端子と前記第二の給電端子とが互いに押しつけられる運搬装置である。
本発明は、前記吸着状態では、前記被吸着部と前記吸着部とは、離間して対面する運搬装置である。
本発明は、マスクが配置されたマスク配置装置と、基板が配置された基板配置装置とを相対的に移動させ、前記マスクと前記基板との位置合わせを行う位置合わせ工程と、前記マスク配置装置と前記基板配置装置とのうち、いずれか一方の装置に設けられた吸着部が有する永久磁石部が形成する磁界によって、他方の装置に設けられた被吸着部を磁気吸引して前記マスク用枠体と前記基板用枠体とを互いに固定する固定工程と、前記マスクと前記基板とを互いに固定した状態で前記マスク配置装置と前記基板配置装置とを一緒に移動させる移動工程と、を有するアラインメント方法であって、前記位置合わせ工程では、前記吸着部の前記磁気吸引する力を前記吸着部に設けられた電磁石部に解除電流を流して弱化し、前記固定工程では、前記解除電流を停止させるアラインメント方法である。
本発明は、前記電磁石部に流れる電流を漸減させて前記解除電流を停止させるアラインメント方法である。
本発明は、前記解除電流の値と前記マスク配置装置の温度との関係を求めて記憶しておき、前記マスク配置装置の温度を測定し、測定結果の温度に対応する値の前記解除電流を前記電磁石部に流すアラインメント方法である。

【発明の効果】

【0010】

電磁石部に流れる電流を漸減させることができるので、急激に変化する力が基板やマスクに印加されず、基板の欠けやひび割れは発生しない。

【0011】

また、電磁石部に流れる電流を制御できるので、温度に応じて解除電流の値を変更することができる。

【0012】

そして磁気センサによって吸着部が被吸着部を磁気吸引する磁力を確保することができるため、基板とマスクとが密着された状態を確実に維持することができるので、クランプ部を設ける必要が無い。従って、クランプ部に薄膜が形成されることはなく、ダストは発生しない。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の真空装置が設けられた成膜装置を説明するための図

【図2】本発明の真空装置の内部とアラインメント動作とを説明するための内部概略図(１)

【図3】本発明の真空装置の内部とアラインメント動作とを説明するための内部概略図(２)

【図4】本発明の真空装置の内部とアラインメント動作とを説明するための内部概略図(３)

【図5】本発明の真空装置の内部とアラインメント動作とを説明するための内部概略図(４)

【図6】真空処理装置を説明するための図

【図7】(ａ)：基板配置装置のＡ－Ａ線截断断面図 (ｂ)：その正面図

【図8】(ａ)：基板が配置された基板配置装置のＡ－Ａ線截断断面図 (ｂ)：その正面図

【図9】(ａ)：マスク配置装置の正面図 (ｂ)：そのＢ－Ｂ線截断断面図

【図10】吸着部とその付近の拡大断面図

【図11】基板用枠体を磁気吸着した吸着部とその付近の拡大断面図

【図12】離間した給電部と受電部とそれらの付近の拡大断面図

【図13】端子が接続された給電部と受電部とそれらの付近の拡大断面図

【図14】基板用枠体が磁気吸着された状態の給電部と受電部とそれらの付近の拡大断面図

【図15】基板用枠体が磁気吸着された状態で離間した給電部と受電部とそれらの付近の拡大断面図

【図16】基板配置装置に吸着装置が設けられた場合の例を説明するための図

【図17】通電回路４９の構成を説明するための回路図

【図18】電磁石に流れる電流の経時変化を説明するためのグラフ

【図19】(ａ)：吸着部の正面図 (ｂ)：第一、第二の被吸着部の正面図

【発明を実施するための形態】

【0014】

図１の符号２は成膜装置であり、搬入装置７５ａと、本発明の一例の真空装置１２と、処理装置１３と、搬出装置７５ｂとを有している。

【0015】

搬入装置７５ａと、真空装置１２と、処理装置１３と、搬出装置７５ｂとは、真空バルブ７６～７８によってこの順序でそれぞれ接続されており、真空バルブ７６～７８を開閉すると、各装置７５ａ、１２、１３，７５ｂの間の連通と遮断とを制御できるようになっている。

【0016】

各装置７５ａ、１２、１３、７５ｂには、真空排気装置７０～７３がそれぞれ接続されており、真空バルブ７６～７８を閉じた状態で真空排気装置７０～７３を動作させると各装置７５ａ、１２、１３，７５ｂがそれぞれ個別に真空排気され、各装置７５ａ、１２、１３，７５ｂの内部に真空雰囲気が形成される。

【0017】

＜真空装置＞
図２は、真空装置１２の内部を示す概略図である。真空装置１２は真空槽２１を有している。真空槽２１の底面上には後述するマスク配置装置が配置される着脱部２５が設けられている。

【0018】

図９(ａ)、(ｂ)の符号３０はマスク配置装置を示しており、マスク配置装置３０は、マスク用枠体３１と、マスク用枠体３１の中央に設けられたマスク用窓部３４とを有している。図９(ａ)はマスク配置装置３０の正面図であり、図９(ｂ)はそのＢ－Ｂ線截断断面図である。

【0019】

マスク用枠体３１の内側にはマスク１５が配置されており、マスク１５はマスク用枠体３１に溶接等で固定されている。

【0020】

マスク配置装置３０では、不図示の保持装置により、略鉛直の立設姿勢にされた状態でもマスク１５がマスク配置装置３０から脱落しない。

【0021】

マスク１５とマスク用枠体３１とは、一緒に鉛直又は水平に配置されても良いし、マスク１５とマスク用枠体３１とを、小さい角度で傾けてもよい。

【0022】

マスク１５は所定パターンの貫通口が形成された金属薄板であり、マスク１５の表面とマスク用枠体３１の表面とは同じ平面上に位置しており、マスク１５の表面はマスク用枠体３１の表面とともに露出されており、マスク１５の裏面はマスク用窓部３４の底面に露出されている。

【0023】

次に、図７(ａ)、(ｂ)の符号４２は基板配置装置であり、基板用枠体４１と、基板用枠体４１に設けられた基板用窓部４４とを有している。基板用窓部４４は貫通孔であり、その周囲には真空処理の対象である基板を配置するための突起又は突条から成る基板保持部４３が設けられている。図７(ａ)、図８(ａ)は、図７(ｂ)、図８(ｂ)のＡ－Ａ線截断断面図である。図８(ａ)、(ｂ)は、基板保持部４３に基板１６が配置された状態が示されており、基板１６の表面と裏面とは露出されている。

【0024】

図３には、マスク１５が配置されたマスク配置装置３０が略鉛直の立設姿勢にされた状態で着脱部２５に配置された状態が示されている。

【0025】

図９(ａ)、(ｂ)に示されたように、マスク用枠体３１の表面には複数個の有底の配置孔３８₁～３８₄が設けられており、各配置孔３８₁～３８₄の中には、吸着部３２₁～３２₄が一個ずつ配置されている。吸着部３２₁～３２₄には、後述する解除電流の値を決めるための温度測定器４０が設けられており、吸着部３２₁～３２₄の温度を検出し、検出した信号を制御装置２６に出力し、温度測定器４０と制御装置２６とによって、吸着部３２₁～３２₄の温度を測定できるようにされている。

【0026】

図１０は、一個の吸着部３２₁の図９(ａ)のＢ－Ｂ線截断断面図に相当する図面であり、他の吸着部３２₂～３２₄も同じ構造なので、吸着部３２₁～３２₄に関し、一個の吸着部３２₁で説明を代表させる。

【0027】

吸着部３２₁は、永久磁石部１７と電磁石部１４とヨーク部３５とを有している。

【0028】

電磁石部１４は柱状の磁芯３６と、筒状の磁気コイル１８とを有しており、磁芯３６は磁気コイル１８の中に挿通されている。磁気コイル１８は磁芯３６の周囲を巻き回す巻線である。

【0029】

磁気コイル１８と磁芯３６とは、それらの中心軸線が、マスク用枠体３１に配置されるマスク１５の表面に対して垂直になるように配置されており、磁気コイル１８の一端と磁芯３６の一端とは、配置孔３８₁の開口３３よりも配置孔３８₁の底面側に位置した状態で、マスク配置装置３０と対面配置される基板配置装置４２の基板用枠体４１に向けられている。

【0030】

磁芯３６の他端には、磁芯３６よりも大径の拡大部３７が設けられている。ここでは、拡大部３７は板状であり、磁芯３６の他端が拡大部３７と一体に形成されているが、拡大部３７と磁芯３６とは別々に形成してもよい。

【0031】

拡大部３７を中央に位置させた場合は、永久磁石部１７が配置された側の面は、マスク１５が配置された面とは反対側の面に配置されている。

【0032】

拡大部３７側を永久磁石部１７の表面とすると、永久磁石部１７の裏面側と配置孔３８₁の底面との間には、ヨーク部３５の一部が配置されている。

【0033】

ヨーク部３５は、有底筒形形状又はコ字形形状であり、底面部３５ａが永久磁石部１７の裏面側と配置孔３８₁の底面との間に配置され、底面部３５ａと垂直に配置された側面部３５ｂが、磁気コイル１８の側面と配置孔３８₁の側面との間に配置されている。

【0034】

ここでは、ヨーク部３５は有底筒形形状であり、側面部３５ｂの下端側は底面部３５ａと接触しており、上端側はヨーク部３５の先端を構成する。

【0035】

磁芯３６の一端とヨーク部３５の先端とは、配置孔３８₁の開口３３よりも底面部３５ａ側に位置し、配置孔３８₁の開口３３に向けられており、磁芯３６の一端も開口３３に向けられて先端となり、ヨーク部３５の先端と磁芯３６の先端とは、同じ方向に向けられている。

【0036】

磁芯３６と拡大部３７とヨーク部３５とは、透磁率が高く、且つ、保磁力が小さい軟質磁性体で構成されており、永久磁石部１７の表面は拡大部３７に接触され、裏面はヨーク部３５の底面部３５ａに接触されている。

【0037】

永久磁石部１７の二個の磁極のうち、拡大部３７側に向けられた方の磁極がＮ極の場合は、Ｎ極から放出された磁力線は、拡大部３７の中と、磁芯３６の中とを通って、磁芯３６の先端から吸着部３２₁の外部に放出され、ヨーク部３５の先端からヨーク部３５の中に入り、永久磁石部１７のＳ極に戻る。

【0038】

永久磁石部１７の二個の磁極のうち、底面部３５ａ側に向けられた方がＮ極の場合の磁極は、これとは逆の順序になる。

【0039】

いずれの場合も、永久磁石部１７によって磁芯３６の先端とヨーク部３５の先端の間に、強磁性体を吸着する吸着磁界が形成される。

【0040】

吸着部３２₁～３２₄はマスク用枠体３１の四隅に配置されており、マスク１５の大きさは、マスク１５の四辺が吸着部３２₁～３２₄の内側に位置するように配置されている。

【0041】

図１２に示すように着脱部２５には磁力発生に要する電力を供給するための給電部９₁と、磁力測定のための電流・電圧を送受信する送受信部９₂とが設けられており、鉛直姿勢のマスク用枠体３１の下端には、給電部９₁が出力する電力が入力される受電部８₁と、送受信部９₂と電圧・電力を送受信する検出部８₂とが設けられている。

【0042】

図１２は、マスク１５が配置された鉛直姿勢のマスク配置装置３０が、着脱部２５に配置される前の状態であり、受電部８₁と給電部９₁とは離間され、検出部８₂と送受信部９₂とも離間されている。

【0043】

受電部８₁には有底孔である受電凹部５１ａ、５１ｂが形成され、検出部８₂にも有底孔である検出凹部５１ｃ～５１ｅが形成されている。受電凹部５１ａ、５１ｂの底面には金属の第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂが配置され、検出凹部５１ｃ～５１ｅの底面には金属の第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅが配置されている。

【0044】

ここでは、二個の受電凹部５１ａ、５１ｂが設けられており、一方の受電凹部５１ａの底面に第一の受電端子１９ａが配置され、他方の受電凹部５１ｂの底面に第二の受電端子１９ｂが配置されている。

【0045】

また、ここでは三個の検出凹部５１ｃ～５１ｅが設けられており、各検出凹部５１ｃ～５１ｅの底面には、第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅが一個ずつ配置されている。

【0046】

但し、一個の凹部に全部の端子を配置したり、凹部を設けずに各端子を配置することも可能であるが、着膜による短絡防止の効果を発揮させるためには、端子毎に凹部を設け、沿面距離を増大させるようにすることが望ましい。

【0047】

給電部９₁と送受信部９₂とには共通の有底孔である給電信凹部５２が設けられており、給電信凹部５２の底面には、第一、第二の給電弾性部４７ａ、４７ｂと第一～第三の送受信弾性部４７ｃ～４７ｅとが設けられている。

【0048】

第一、第二の給電弾性部４７ａ、４７ｂには第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂがそれぞれ設けられ、第一～第三の送受信弾性部４７ｃ～４７ｅには第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｅがそれぞれ設けられている。

【0049】

第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂと第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｅとは棒状であり、その先端が、給電信凹部５２から突き出されている。

【0050】

第一、第二の給電弾性部４７ａ、４７ｂと第一～第三の送受信弾性部４７ｃ～４７ｅとは、変形と復元とが可能な弾性材料で形成されており、ここでは渦巻バネが用いられているがそれに限定されるものではない。

【0051】

第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂと第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅとはマスク用枠体３１上に固定された金属膜又は金属薄板である。

【0052】

受電部８₁と給電部９₁とが対面し、検出部８₂と送受信部９₂とが対面したときに、第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂは第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂに向くように配置されており、第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｄは第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅに向くように配置されている。

【0053】

受電部８₁と給電部９₁とが離間して対面し、検出部８₂と送受信部９₂とが離間して対面した状態でマスク配置装置３０と着脱部２５とが相対的に移動して近接し、受電部８₁と検出部８₂に対して給電部９₁と送受信部９₂とが近接すると、第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂの先端と第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｅの先端とは、第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂと第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅとに近づく。

【0054】

受電凹部５１ａ、５１ｂと検出凹部５１ｃ～５１ｅの開口には、蓋部６１ａ～６１ｅがそれぞれ設けられており、受電部８₁と検出部８₂との受電側と、給電部９₁と送受信部９₂との給電側とが相対的に近接する方向に移動すると、先ず、第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂの先端と第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｅの先端とが、蓋部６１ａ～６１ｅにそれぞれ接触される。

【0055】

更に受電側と送電側とが近接する方向に移動されると、第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂの先端と第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｅの先端とが蓋部６１ａ～６１ｅを曲げ、受電凹部５１ａ、５１ｂの中と検出凹部５１ｃ～５１ｅの中とにそれぞれ挿入され、更に近接すると、第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂの先端は第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂにそれぞれ接触され、第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｅの先端は、第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅに接触される。この状態では第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂと第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂとは電気的に導通され、第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｅと第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅとは電気的に導通される。

【0056】

更に受電側と給電側とを相対的に近接する方向に移動させると、図１３に示されているように、第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂの先端が第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂに接触し、また、第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｅの先端は、第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅに接触した状態で第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂと第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｅとが押圧され、第一、第二の給電弾性部４７ａ、４７ｂと第一～第三の送受信弾性部４７ｃ～４７ｅとは、長さが短くなるように変形する。

【0057】

第一、第二の給電弾性部４７ａ、４７ｂと第一～第三の送受信弾性部４７ｃ～４７ｅとは、変形させる力が除去されると元の形状に戻る復元力を有しており、第一、第二の給電弾性部４７ａ、４７ｂと第一～第三の送受信弾性部４７ｃ～４７ｅとが変形した状態では受電側と給電側の相対的な近接が停止されても、復元力によって第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂの先端が第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂに押圧され、第一～第三の送受信弾性部４７ｃ～４７ｅの先端が第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅに押圧され、導通性が維持される。

【0058】

ここでは、第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂの先端や第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｄの先端と第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂの表面と第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅの表面とは金属等の導電性材料で構成されている。

【0059】

第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂの先端は、真空槽２１の外部に配置された給電回路２０に電気的に接続され、第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｅは制御装置２６に接続されている。

【0060】

第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂは、一方が磁気コイル１８である巻線の一端に電気的に接続され、他方が巻線の他端に電気的に接続されている。

【0061】

吸着部３２₁～３２₄の内部には、配置孔６が設けられており、配置孔６には磁気センサー７が配置されている。ここでは磁気センサー７は三端子であり、第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅは、磁気センサー７の端子にそれぞれ接続されている。

【0062】

第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂの先端と、第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｅの先端とが第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂと第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅとに押圧された状態では、磁気コイル１８の両端は、第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂと、第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂの先端とを介して、給電回路２０に接続され、磁気センサー７の三個の端子は、第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅと、第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｅとを介して、制御装置２６に接続される。

【0063】

なお、上記例では第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂと第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｅとを棒状にし、根本側を第一、第二の給電弾性部４７ａ、４７ｂと第一～第三の送受信弾性部４７ｃ～４７ｅとにそれぞれ設け、先端側を第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂと第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅとに当接させるようにしたが、第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂと第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅとを棒状にして根本側をマスク用枠体３１に固定した弾性部にそれぞれ設け、先端側を膜状又は薄板状等の第一、第二の給電端子と第一～第三の送受信端子とに当接させるようにしてもよい。

【0064】

また、第一、第二の給電弾性部４７ａ、４７ｂは棒状以外の形状の電極に設けても良く、要するに、第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂと第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｅとから成る給電側の端子と、第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂと第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅとから成る受電側の端子とから成る互いに接触される二個の端子のうち、いずれか一方又は両方の端子に弾性部が設けられ、端子同士が接触して押圧されると復元力が発生するようにすればよい。

【0065】

給電回路２０は、電源装置４８と通電回路４９とを有している。

【0066】

第一の給電端子２９ａと第二の給電端子２９ｂのうち、いずれか一方が電源装置４８に電気的に接続され、他方が通電回路４９に電気的に接続されている。ここでは第一の給電端子２９ａが電源装置４８の電圧出力端子に接続されており、第二の給電端子２９ｂが通電回路４９に接続されている。

【0067】

磁気センサー７はホール素子であり、磁気センサー７の三個の端子は、電圧が印加される電圧端子と、接地電位に接続される接地端子と、磁気センサー７に印加される磁界の大きさが出力される信号出力端子とを有しており、第一～第三の検出端子１９ｃ～１９ｅと第一～第三の送受信端子２９ｃ～２９ｅとを介してそれぞれ制御装置２６に接続される。

【0068】

＜通電回路＞
図１７は、通電回路４９の構成を説明するための回路図である。通電回路４９は、検出抵抗６３と、電流制御回路６５と、電圧測定回路６６と、電流測定回路６７とを有している。

【0069】

検出抵抗６３と電流制御回路６５とは直列接続されて直列接続回路６８を構成しており、直列接続回路６８の一端が第二の給電端子２９ｂに接続され、他端が電源装置４８の接地電位の端子と同電位の箇所に接続されている。

【0070】

電流制御回路６５は導通と遮断を行うスイッチ回路であり、第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂと第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂとがそれぞれ電気的に接続された状態で電源装置４８の出力電圧端子から所定の値の磁化電圧が出力され、その状態で電流制御回路６５が遮断から導通に転じると、電磁石部１４中の磁気コイル１８と電流制御回路６５とに、電流が流れる。

【0071】

電流制御回路６５は主制御回路６０に接続されており、電流制御回路６５に流れる電流は、主制御回路６０によって制御されている。

【0072】

ここで、磁気コイル１８に電流が流れると、磁気コイル１８の両端には磁極が誘起され、コイル磁界が形成される。

【0073】

永久磁石部１７により、磁芯３６の先端とヨーク部３５の先端との間に一定強度の吸着磁界が形成されているが、磁気コイル１８に流れる電流の方向により、磁気コイル１８が形成するコイル磁界は、吸着部３２₁～３２₄と、吸着部３２₁～３２₄に磁気吸引される後述の被吸着部２３₁～２３₄との間に形成される磁界強度を大きくして磁力を増加させる場合と、磁界強度を弱くして磁力を小さくする場合とがある。

【0074】

磁気コイル１８に流れる電流の方向及び電流値と、吸着部３２₁～３２₄と被吸着部２３₁～２３₄との間の磁力との関係を予め求めておき、吸着部３２₁～３２₄と被吸着部２３₁～２３₄との間の磁力ができるだけ小さくなる方向と電流値の電流を解除電流と呼ぶものとすると、解除電流が磁気コイル１８を流れると、吸着部３２₁～３２₄と被吸着部２３₁～２３₄との間の磁力は弱化されてゼロに近くなり、吸着部３２₁～３２₄は被吸着部２３₁～２３₄を吸着しない状態になる。

【0075】

＜アラインメント＞
搬入装置７５ａの内部には、基板１６が配置された基板配置装置４２が予め配置されており、搬入装置７５ａの内部が真空排気されて真空雰囲気が形成された後、搬入装置７５ａの内部と真空装置１２の真空槽２１の内部とが接続され、基板配置装置４２は真空バルブ７６を通って真空装置１２の真空槽２１の内部に搬入される。

【0076】

真空槽２１の内部の天井には取付部２２が設けられており、取付部２２には、基板配置装置４２を保持させ、所望方向に移動させることができる移動装置２４が設けられている。真空槽２１に搬入された基板配置装置４２は移動装置２４に保持され、移動装置２４によって、基板配置装置４２とマスク配置装置３０とは相対的に移動される。

【0077】

図８には、基板用枠体４１に設けられた突起等の基板保持部４３によって基板１６が保持され、基板１６と共に基板用枠体４１が鉛直にされた基板配置装置４２が示されている。

【0078】

この例では、真空装置１２はアラインメント装置であり、真空装置１２には撮像装置２７ａ、２７ｂが設けられている。

【0079】

基板１６とマスク１５とにはそれぞれアラインメントマークが設けられており、それらのアラインメントマークを撮像装置２７ａ、２７ｂによって撮像し、基板１６のアラインメントマークとマスク１５のアラインメントマークとが所定の位置関係になるように、基板１６とマスク１５とを相対的に移動させると位置合わせを行うことができる。

【0080】

基板１６とマスク１５とを相対的に移動させる際には、基板１６が配置された基板用枠体４１とマスク１５が設けられたマスク用枠体３１とを相対移動させることになる。

【0081】

基板用枠体４１には、被吸着部２３₁～２３₄が設けられている。基板用枠体４１とマスク用枠体３１とが対面して配置されたときに、吸着部３２₁～３２₄と被吸着部２３₁～２３₄とは対面するように配置されている。各吸着部３２₁～３２₄のヨーク部３５の先端と磁芯３６の先端は被吸着部２３₁～２３₄に対面する。

【0082】

被吸着部２３₁～２３₄は磁力によって磁気吸引される材料で形成されており、磁気コイル１８に解除電流が流れていないときには、吸着部３２₁～３２₄と被吸着部２３₁～２３₄とが近接して対面すると、吸着部３２₁～３２₄の磁力によって被吸着部２３₁～２３₄は吸着部３２₁～３２₄に磁気吸引され、基板用枠体４１とマスク用枠体３１とが接触する。この状態では、基板用枠体４１とマスク用枠体３１とは磁力によって互いに押圧される吸着状態になり、基板用枠体４１とマスク用枠体３１との間の摩擦力により、基板用枠体４１とマスク用枠体３１とは相対移動させることができない。

【0083】

従って、位置合わせを行う際には、先ず、基板用枠体４１とマスク用枠体３１とを近接させる前に各吸着部３２₁～３２₄にそれぞれ解除電流を流して磁気吸引力が弱化された解除状態にし、移動装置２４により、基板配置装置４２をマスク配置装置３０に近接させ、基板配置装置４２とマスク配置装置３０とを、図４に示すようにマスク１５と基板１６とが離間した状態で近接して対面するように配置する。

【0084】

解除状態では磁気吸引力は弱化されているため、被吸着部２３₁～２３₄は吸着部３２₁～３２₄に磁気吸引されず、制御装置２６は撮像装置２７ａ、２７ｂによって撮像しながら、アラインメントマークが所定の位置関係になるように、移動装置２４によって、基板配置装置４２とマスク配置装置３０とを相対的に移動させる。

【0085】

ここではマスク配置装置３０が静止され、基板配置装置４２が移動装置２４によって移動されるが、その逆でもよいし、両方移動されてもよい。

【0086】

このように、吸着部３２₁～３２₄に解除電流が流されて磁気吸引力が弱化される解除状態では、基板配置装置４２とマスク配置装置３０とを非接触の状態で近接して配置することが可能であり、近接配置した状態で基板配置装置４２とマスク配置装置３０とを相対的に移動させると、基板１６とマスク１５との位置合わせを行うことができる。

【0087】

位置合わせが行われた後、解除状態のまま、基板配置装置４２とマスク配置装置３０とは位置合わせされた状態を維持しながら互いに近接する方向に移動され、基板用枠体４１とマスク用枠体３１とが接触される。

【0088】

基板用枠体４１とマスク用枠体３１とが接触された後、磁気コイル１８に流れる解除電流が停止されると、磁気コイル１８が形成する磁界は消滅し、永久磁石部１７が、磁芯３６の先端とヨーク部３５の先端との間に形成する磁界によって吸着部３２₁～３２₄が被吸着部２３₁～２３₄を磁気吸引する吸着状態になる。

【0089】

吸着状態では、基板用枠体４１とマスク用枠体３１とは接触し、摩擦力によって基板用枠体４１とマスク用枠体３１とは相対的に移動できない状態になり、磁気吸引力によって互いに固定される。

【0090】

ヨーク部３５の中又は磁芯３６の中には空洞が設けられ、磁気センサー７はその空洞の中に配置されており、磁気センサー７の電圧端子と接地端子との間に所定の電圧を印加すると、出力端子から検出した磁界強度に応じた値の信号が出力され、制御装置２６に入力される。

【0091】

磁気コイル１８に電流が流れていないときに磁気センサー７が検出する磁界強度は、吸着部３２₁～３２₄が被吸着部２３₁～２３₄を磁気吸引する磁力の大きさに対応している。

【0092】

磁気センサー７から出力される信号と、基板配置装置４２とマスク配置装置３０とを互いに押圧する磁気吸引力の大きさとの関係は予め測定されている。

【0093】

基板配置装置４２とマスク配置装置３０とを、吸着部３２₁～３２₄の磁気吸引力によって互いに固定して、基板配置装置４２とマスク配置装置３０とを一緒に移動させるために必要な磁気吸引力は予め求められ、基準磁力として記憶されており、磁気センサー７から、基準磁力以上の大きさの磁気吸引力を示す信号が入力されたときは、制御装置２６は、基板配置装置４２とマスク配置装置３０とを着脱部２５から分離させる。

【0094】

磁気コイル１８から入力された信号が示す磁気吸引力が、基準磁力を下回るときは、制御装置２６に設けられたランプ等の警報装置によって異常状態が発生したことを周囲に示すと共に、基板配置装置４２とマスク配置装置３０との着脱部２５からの分離移動を中止させる。

【0095】

あるいは、再度解除電流を通電して、マスク配置装置３０と基板配置装置４２とを離間させ、位置合わせの状態が維持された場合はその状態で解除電流を停止してマスク配置装置３０と基板配置装置４２とを接触させ、又は、マスク配置装置３０と基板配置装置４２とのうち少なくとも一方を移動させて基板１６とマスク１５との位置合わせを行った後、解除電流を停止してマスク配置装置３０と基板配置装置４２とを接触させ、磁気センサー７によって磁界強度を測定する。

【0096】

測定した磁界強度から求めた磁気吸引力が基準磁力以上であったときは、制御装置２６は、基板配置装置４２とマスク配置装置３０とを着脱部２５から分離させる。

【0097】

基準磁力を下回った場合はマスク配置装置３０と基板配置装置４２との離間と、位置合わせ状態での接触とを、測定値から基準磁力以上の磁気吸引力が得られるまで繰り返し、着脱部２５からの分離に移行する。但し、所定回数繰り返した後、測定値から基準磁力以上の磁気吸引力が得られなかった場合は分離を中止させる。

【0098】

着脱部２５から分離させた場合は基板１６とマスク１５とは位置合わせがされており、マスク配置装置３０が電源装置４８から切り離されたときでも基板用枠体４１はマスク用枠体３１に磁気吸着された吸着状態にある。マスク配置装置３０を着脱部２５から分離させた後、真空バルブ７７を通過させ、真空槽２１の内部から成膜装置等の処理装置１３の内部へ一緒に移動させる。

【0099】

図６には処理装置１３の内部が示されている。この処理装置１３はスパッタリング装置であり、真空槽７９を有している。真空槽７９にはバッキングプレート５７に設けられたスパッタリングターゲット５８が配置されており、バッキングプレート５７にはスパッタ電源５６が接続され、真空槽７９にはガス供給装置７４が接続されている。

【0100】

基板配置装置４２とマスク配置装置３０とが磁気吸引されて互いに固定された状態で、マスク配置装置３０側がスパッタリングターゲット５８に向けられ、処理装置１３の真空槽７９が真空排気されながらガス供給装置７４からスパッタリングガスが供給され、スパッタ電源５６によってバッキングプレート５７にスパッタリング電圧が印加されるとスパッタリングターゲット５８の表面近傍でプラズマが形成され、スパッタリングターゲット５８がスパッタリングされる。

【0101】

スパッタリングにより、スパッタ粒子がスパッタリングターゲット５８の表面から飛び出し、飛び出したスパッタリング粒子は基板１６とマスク１５とが位置する方向に飛行し、マスク１５に設けられた開口を通過したスパッタリング粒子は基板１６の表面に到達し、開口の表面形状と同じ表面形状の薄膜を成長させる。

【0102】

このような真空処理が行われ、基板１６の表面に所定膜厚の薄膜が形成された後、基板配置装置４２とマスク配置装置３０とは、次段の真空バルブ７８を通過して搬出装置７５ｂの内部に一緒に搬送される。

【0103】

この搬出装置７５ｂ内では、第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂの間に電圧が印加され、磁気コイル１８に解除電流が流される。つまり、磁気コイル１８には電源装置４８から供給される電圧によって解除電流が流され、吸着部３２₁～３２₄の磁気吸着力が弱くされて解除状態にされ、基板配置装置４２とマスク配置装置３０とが分離される。

【0104】

分離されたマスク配置装置３０は、真空雰囲気を維持された搬送路を通って真空装置１２の真空槽２１の内部に戻され、他方、分離された基板配置装置４２は大気中に取り出され、次の工程に移動される。

【0105】

＜吸着部と被吸着部の形状＞
吸着部３２₁～３２₄の形状と被吸着部２３₁～２３₄の形状とを説明する。

【0106】

図１９(ａ)は、吸着部３２₁～３２₄の正面図であり、配置孔３８₁～３８₄の内部に配置された円柱形形状の磁芯３６の先端と、円筒形形状のヨーク部３５の先端とが示されている。同図(ｂ)に示すように、基板用枠体４１の被吸着部２３₁～２３₄は、磁芯３６の先端と対面する部分である円形の第一の被吸着部３９₁と、ヨーク部３５の先端と対面する部分であるリング形形状の第二の被吸着部３９₂とをそれぞれ有している。

【0107】

基板１６が配置された基板用枠体４１のうち、少なくとも第一、第二の被吸着部３９₁、３９₂は強磁性体で構成されており、解除電流により、磁芯３６の先端とヨーク部３５の先端との間に形成される磁界の強度が小さくされているときには、第一、第二の被吸着部３９₁、３９₂が吸着部３２₁～３２₄に近接しても、第一、第二の被吸着部３９₁、３９₂が吸着部３２₁～３２₄に磁気吸着されないが、解除電流が停止された状態で基板用枠体４１がマスク用枠体３１に近接すると、ヨーク部３５の先端と磁芯３６の先端との間に形成された磁界の中に第一、第二の被吸着部３９₁、３９₂が入り、第一、第二の被吸着部３９₁、３９₂が吸着部３２₁～３２₄に磁気吸引される。

【0108】

磁芯３６の先端とヨーク部３５の先端とは、配置孔３８₁～３８₄の開口と底面との間の開口に近い場所に位置しており、吸着部３２₁～３２₄と被吸着部２３₁～２３₄とが対面した状態で基板用枠体４１とマスク用枠体３１とが接触したときには、磁芯３６の先端と第一の被吸着部３９₁とは非接触の状態で近接して対面し、また、ヨーク部３５の先端と第二の被吸着部３９₂とも非接触の状態で近接して対面する。

【0109】

但し、本発明には基板用枠体４１とマスク用枠体３１とがマスクを介して対面する場合も含まれる。

【0110】

図１１と図１４は、基板用枠体４１の第一、第二の被吸着部３９₁、３９₂が吸着部３２₁～３２₄に磁気吸着された状態である。

【0111】

基板１６が基板用枠体４１に配置された状態では、基板保持部４３（図７、図８）等の基板を保持する装置により、基板１６は基板用枠体４１に対して移動できないようにされており、また、マスク１５がマスク保持装置によってマスク用枠体３１に配置された状態では、マスク１５はマスク用枠体３１に対して移動できないようにされている。

【0112】

この例では、基板１６が配置された基板用枠体４１の第一、第二の被吸着部３９₁、３９₂が、マスク１５が配置されたマスク用枠体３１の吸着部３２₁～３２₄に磁気吸引されて、基板用枠体４１とマスク用枠体３１とが互いに固定されると、基板１６とマスク１５とも互いに移動しないようになる。符号２８は、マスク配置装置３０と基板配置装置４２とから成り、マスク１５と基板１６とを運搬する運搬装置を示している。

【0113】

解除電流が停止され、吸着状態でマスク配置装置３０と基板配置装置４２とが一緒に移動した場合は基板１６とマスク１５とは、位置合わせがされた状態が維持される。

【0114】

従って、磁気コイル１８に電流が流れなくても第一、第二の被吸着部３９₁、３９₂は吸着部３２₁～３２₄によって磁気吸着されており、図１５に示されたように、マスク配置装置３０が着脱部２５から分離され、第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂと第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂとが離間して移動されても、基板１６とマスク１５とが位置合わせされた状態は、電流が供給されなくても維持される。

【0115】

マスク配置装置３０が着脱部２５から分離されたときには第一、第二の給電端子２９ａ、２９ｂと第一、第二の受電端子１９ａ、１９ｂとは離間しており、第一、第二の給電弾性部４７ａ、４７ｂは元の形状に復元する。

【0116】

別形態として、基板１６が基板用枠体４１に対して移動可能である構成の場合は、基板用枠体４１とマスク用枠体３１とが互いに固定される際に基板１６が挟み込まれる構成とする事で、吸着部３２₁～３２₄を中心に垂直応力に基づく摩擦力を発生させ、その結果、基板用枠体４１とマスク１５とが基板１６を挟み、互いに固定され、解除電流が停止された状態でマスク配置装置３０と基板配置装置４２とが一緒に移動した場合でも、基板１６とマスク１５との位置合わせがなされた状態が維持される。

【0117】

なお、マスク１５がマスク用枠体３１に対して移動可能である構成の場合も同様に、マスク用枠体３１と基板用枠体４１とが互いに固定される際にマスク１５が挟み込まれる構成としても良い。

【0118】

なお、ここでは第一、第二の給電弾性部４７ａ、４７ｂは渦巻バネによって形成したが、板バネやゴム等を用いることもできる。

【0119】

＜解除電流の制御＞
次に、解除電流の制御について説明する。

【0120】

電流制御回路６５に加え、電圧測定回路６６と電流測定回路６７とも主制御回路６０に接続されており、各回路６５～６７は主制御回路６０によって制御され、主制御回路６０は制御装置２６によって制御されるようになっている。

【0121】

磁気コイル１８に流れる電流は、図１８のグラフのような大きさになるように、主制御回路６０によって制御されており、磁気コイル１８の電流の流れを開始する際には、電流制御回路６５により、磁気コイル１８に流れる電流は、電流値がゼロの状態から漸増が開始される(時刻ｔ₀)。

【0122】

磁気コイル１８を流れる電流は検出抵抗６３を流れ、検出抵抗６３の両端に生じた電圧は、電流測定回路６７によって測定されており、測定値が主制御回路６０に出力されると主制御回路６０は検出抵抗６３に流れる電流を算出し、算出結果から、電流制御回路６５に流れる電流を一定割合で漸増させる。

【0123】

磁気コイル１８に流れる電流が所定の大きさの解除電流値Ｉｘに達すると(時刻ｔ₁)、次のように、解除電流値Ｉｘを維持させて継続して電流を流す。

【0124】

解除電流値Ｉｘの電流が磁気コイル１８に流れると吸着部３２₁～３２₄の磁気吸着力が弱くされ、マスク用枠体３１が磁気吸着されないようになる。解除電流値Ｉｘの電流を解除電流とする。

【0125】

通電回路４９又は電源装置４８にはダイオード素子１１が配置されており、ダイオード素子１１のカソード電極は第一の給電端子２９ａに電気的に接続され、アノード電極は、検出抵抗６３と電流制御回路６５とが電気的に接続された部分に電気的に接続されている。

【0126】

電流制御回路６５が導通して電源装置４８から磁気コイル１８に電流が供給される間は、ダイオード素子１１は逆バイアスされ、ダイオード素子１１には電流は流れない。

【0127】

主制御回路６０には、解除電流値Ｉｘよりも大きな上限電流値と解除電流値Ｉｘよりも小さな下限電流値とが設定されており、電流制御回路６５が導通して磁気コイル１８に流れる電流が漸増し、上限電流値よりも大きくなったことが電流測定回路６７によって検出されると、主制御回路６０は電流制御回路６５を導通から遮断に転じさせる。

【0128】

電流制御回路６５が導通から遮断に転じると、電源装置４８から磁気コイル１８に供給される電流が停止し、磁気コイル１８に誘導起電力が発生し、ダイオード素子１１が順バイアスされ、誘導起電力によってダイオード素子１１と磁気コイル１８と検出抵抗６３とに電流が流される。

【0129】

誘導起電力によって流れる電流は漸減し、電流値が下限電流値よりも小さくなったことが電流測定回路６７によって検出されると、主制御回路６０は電流制御回路６５を遮断から導通に転じさせ、電源装置４８から磁気コイル１８への電流供給が再開される。

【0130】

このように、磁気コイル１８に流れる電流が上限電流値と下限電流値の間で変化するので、上限電流値と下限電流値との差を小さくしておくと、磁気コイル１８には平均して解除電流値Ｉｘの大きさの解除電流が定電流として継続して流される。

【0131】

解除電流が流れる間は解除状態であり、マスク用枠体３１と基板用枠体４１とが近接され、基板１６とマスク１５とを相対移動させてアラインメントが行われ、マスク用枠体３１と基板用枠体４１とが接触される。マスク用枠体３１と基板用枠体４１とは、間にマスク１５が配置された状態で接触されてもよい。

【0132】

アラインメント終了などの信号が主制御回路６０に入力されると、磁気吸着を開始させるために、主制御回路６０は磁気コイル１８に流れる電流の値の漸減を開始させ(時刻ｔ₂)、電流がゼロの状態に戻す(時刻ｔ₃)。

【0133】

漸減の途中又は終了の時点で、磁芯３６の先端とヨーク部３５の先端の間に、基板用枠体４１がマスク用枠体３１に磁気吸着される程度の磁気吸引力を発生させる磁界が形成され、マスク用枠体３１と基板用枠体４１とが互いに固定される。それと共に基板１６とマスク１５とも互いに固定される。

【0134】

磁気コイル１８に流れる電流が漸減するので、磁気吸引力は漸増し、急激な力変化は発生しないから、基板１６の割れや欠けは発生しない（直接基板１６に垂直応力を発生させた場合は特に効果的である）。

【0135】

なお、第二の給電端子２９ｂは電圧測定回路６６に接続されており、磁気コイル１８の一端の電圧を測定し、正常か異常かを監視することができる。

【0136】

このように、吸着の開始と吸着解除の開始の際の急激な電流変化が防止されているので、基板用枠体４１とマスク用枠体３１との衝突や基板１６の跳ね、垂直応力の急激な時間変化によるダスト発生等のトラブルを防止することができる。

【0137】

なお、解除電流が小さすぎると永久磁石部１７の磁界が被吸着部３９₁、３９₂を磁気吸引しない程度に十分に小さくすることができなくなる。その場合は、永久磁石部１７の残存する磁力によって、吸着部３２₁～３２₄が被吸着部３９₁、３９₂を磁気吸引してしまう。
他方、解除電流が大きすぎると、永久磁石部１７の磁気吸引力を消滅させる磁界よりも大きな磁界が電磁石部１４によって形成され、吸着部３２₁～３２₄が被吸着部３９₁、３９₂を磁気吸引してしまう。

【0138】

永久磁石部１７が被吸着部３９₁、３９₂を吸引する磁力を消滅させるためには、電磁石部１４に、適切な電流値の電流を流すとよい。

【0139】

吸着部３２₁～３２₄が被吸着部３９₁、３９₂を磁気吸引する力を最も小さくする解除電流の値は磁気コイル１８の等価抵抗値の温度変化等、温度も影響しており、通電回路４９は磁気コイル１８に流す電流の値を変更することができるから、予め複数の温度雰囲気中で最適な解除電流の値を測定し、温度と最適な解除電流の値との関係を求めて主制御回路６０に記憶しておき、アラインメントする際には温度測定器４０によってマスク配置装置３０の温度を測定し、磁気コイル１８に、記憶された最適な解除電流の値から、測定した温度に対応する電流値の解除電流を流すようにすればよい。

【0140】

上記例では、吸着部３２₁～３２₄はマスク用枠体３１に設けられ、被吸着部２３₁～２３₄は基板用枠体４１に設けられていたが、図１６のようにその逆に、配置孔３８₁～３８₄と配置孔３８₁～３８₄の中の吸着部３２₁～３２₄とを基板用枠体４１に設け、被吸着部２３₁～２３₄をマスク用枠体３１に設け、吸着部３２₁～３２₄と被吸着部２３₁～２３₄とが非接触で対面した状態でマスク用枠体３１と基板用枠体４１とが接触するようにしてもよい。

【0141】

その場合、給電部９₁と送受信部９₂とは、着脱部２５ではなく、基板用枠体４１が接触する移動装置２４に設け、受電部８₁と検出部８₂とはマスク用枠体３１ではなく基板用枠体４１に設けると良い。

【0142】

このように、本発明では、吸着部３２₁～３２₄を基板用枠体４１に設けることができる。

【0143】

なお、吸着部３２₁～３２₄に温度測定器４０を設ける場合は、送受信部９₂に温度測定器４０に電気的に接続された第四、第五の送受信端子を設け、マスク用枠体３１と基板用枠体４１とが接触する際に、第四、第五の送受信端子と接触することができ、制御装置２６に接続された第四、第五の検出端子を検出部８₂に設けるとよい。

【0144】

なお、上記例では磁気センサー７をヨーク部３５の内部に配置したが、被吸着部２３₁～２３₄を貫通する磁力線が通る場所であればヨーク部３５の内部に限定されるものではなく、例えば磁芯３６の内部に配置したり、磁芯３６とヨーク部３５との間に配置することもできる。

【0145】

また、上記例では永久磁石部１７は磁芯３６とは別に設けたが、磁芯３６を永久磁石で構成させれば、磁芯３６を永久磁石部１７として磁気コイル１８の中に配置させることができる。

【符号の説明】

【0146】

７……磁気センサー
１２……真空装置
１４……電磁石部
１５……マスク
１６……基板
１７……永久磁石部
１８……磁気コイル
１９ａ……第一の受電端子
１９ｂ……第二の受電端子
２１……真空槽
２３₁～２３₄……被吸着部
２９ａ……第一の給電端子
２９ｂ……第二の給電端子
３０……マスク配置装置
３１……マスク用枠体
３２₁～３２₄……吸着部
３５……ヨーク部
３５ａ……底面部
３５ｂ……側面部
３６……磁芯
３９₁……第一の被吸着部
３９₂……第二の被吸着部
４１……基板用枠体
４２……基板配置装置
４７ａ……第一の給電弾性部
４７ｂ……第二の給電弾性部
４９……通電回路
６５……電流制御回路

【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】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】