特許 7290988 アライメント装置、成膜装置、アライメント方法、成膜方法および電子デバイスの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-06-06

(45)【発行日】2023-06-14

(54)【発明の名称】アライメント装置、成膜装置、アライメント方法、成膜方法および電子デバイスの製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/04 20060101AFI20230607BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20230607BHJP

   H10K 50/00 20230101ALI20230607BHJP

【ＦＩ】

C23C14/04 A

H05B33/10

H05B33/14 A

【請求項の数】 25

(21)【出願番号】P 2019086391

(22)【出願日】2019-04-26

(65)【公開番号】P2020183546

(43)【公開日】2020-11-12

【審査請求日】2022-02-10

(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

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小林 康信

【審査官】▲高▼橋 真由

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１８／１１０９５３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００８－００７８１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１７６８０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３０３５５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】登録実用新案第３１９５９９２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１７０７８５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／００－１４／５８

Ｈ０５Ｂ ３３／１０

Ｈ１０Ｋ ５０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板とマスクの位置合わせを行うアライメント装置であって、
前記基板を支持する基板支持手段と、
前記基板支持手段と接続されており、前記基板支持手段に支持された前記基板を並進または回転させるアライメントステージと、
前記アライメントステージを駆動する制御部と、
前記基板に設けられた基板アライメントマークを検出して位置情報を取得する位置取得手段と、
を有し、
前記制御部は、
前記アライメントステージの中心であるステージ中心位置を中心として所定の角度前記アライメントステージを回転させつつ、前記位置取得手段に前記基板アライメントマークの位置情報を複数回取得させ、
取得された少なくとも３つの前記位置情報に対応する点を通る円の中心点の位置情報として算出された前記ステージ中心位置の情報に基づいて、前記基板または前記基板とは別の第２の基板の中心である基板中心位置が、前記ステージ中心位置を通る前記アライメントステージの回転軸上に来るように、前記基板または前記第２の基板を前記基板支持手段に対して相対的に移動させる
ことを特徴とするアライメント装置。

【請求項2】

前記制御部は、前記基板または前記第２の基板が前記回転軸上に来た状態で、前記アライメントステージを駆動して前記基板と前記マスクの位置合わせを行う
ことを特徴とする請求項１に記載のアライメント装置。

【請求項3】

前記アライメントステージに接続されており、前記マスクを支持するマスク支持手段をさらに有し、
前記制御部は、前記マスクの中心であるマスク中心位置が前記回転軸上に来るように前記マスクを移動させる
ことを特徴とする請求項１または２に記載のアライメント装置。

【請求項4】

前記ステージ中心位置の情報を記憶する記憶部をさらに有し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記ステージ中心位置の情報に基づいて、前記基板支持手段が前記第２の基板を支持するときの位置関係を決定する
ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のアライメント装置。

【請求項5】

前記制御部は、前記アライメントステージが備えるアクチュエータに制御信号を送信することにより、前記アライメントステージによる前記基板の移動を制御する
ことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のアライメント装置。

【請求項6】

前記位置取得手段は、前記基板アライメントマークを光学撮像するカメラを備える
ことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のアライメント装置。

【請求項7】

前記制御部は、
前記アライメントステージの中心であるステージ中心位置を中心として前記所定の角度前記アライメントステージを回転させつつ、前記位置取得手段に前記基板アライメントマークの位置情報を少なくとも３回取得させ、
前記位置取得手段が取得した少なくとも３つの前記基板アライメントマークの位置情報に基づいて前記ステージ中心位置の情報を算出する
ことを特徴とする請求項６に記載のアライメント装置。

【請求項8】

前記制御部は、前記位置取得手段が取得した少なくとも３つの前記基板アライメントマークの位置情報に基づいて算出された少なくとも３つの点を通る円弧を含む円の中心の位置情報を前記ステージ中心位置の情報として算出する
ことを特徴とする請求項７に記載のアライメント装置。

【請求項9】

前記制御部は、
前記アライメントステージの中心であるステージ中心位置を中心として前記所定の角度前記アライメントステージを回転させつつ、前記位置取得手段に前記基板アライメントマークのうち前記基板の一隅にある第１の基板アライメントマークと対角にある第２の基板アライメントマークの位置情報と前記第１の基板アライメントマークの位置情報を少なくとも２回取得させ、
前記制御部は、前記位置取得手段が取得した少なくとも２つの前記第１の基板アライメントマークの位置情報と少なくとも２つの前記第２の基板アライメントマークの位置情報に基づいて前記ステージ中心位置の情報を算出する
ことを特徴とする請求項６に記載のアライメント装置。

【請求項10】

前記制御部は、前記カメラが第１のタイミングで取得した前記第１の基板アライメントマークと前記第２の基板アライメントマークを結ぶ直線と、前記カメラが第２のタイミングで取得した前記第１の基板アライメントマークと前記第２の基板アライメントマークを結ぶ直線と、の交点の位置情報を前記ステージ中心位置の情報として算出する
ことを特徴とする請求項９に記載のアライメント装置。

【請求項11】

基板とマスクの位置合わせを行うアライメント装置であって、
前記マスクを支持するマスク支持手段と、
前記マスク支持手段と接続されており、前記マスク支持手段に支持された前記マスクを並進または回転させるアライメントステージと、
前記アライメントステージを駆動する制御部と、
前記マスクに設けられたマスクアライメントマークを検出して位置情報を取得する位置
取得手段と、
を有し、
前記制御部は、
前記アライメントステージの中心であるステージ中心位置を中心として所定の角度前記アライメントステージを回転させつつ、前記位置取得手段に前記マスクアライメントマークの位置情報を複数回取得させ、
取得された少なくとも３つの前記位置情報に対応する点を通る円の中心点の位置情報として算出された前記ステージ中心位置の情報に基づいて、前記マスクの中心であるマスク中心位置が、前記ステージ中心位置を通る前記アライメントステージの回転軸上に来るように、前記マスクを前記マスク支持手段に対して相対的に移動させる
ことを特徴とするアライメント装置。

【請求項12】

前記制御部は、前記マスクが前記回転軸上に来た状態で、前記アライメントステージを駆動して前記基板と前記マスクの位置合わせを行う
ことを特徴とする請求項１１に記載のアライメント装置。

【請求項13】

前記アライメントステージに接続されており、前記基板を支持する基板支持手段をさらに有し、
前記制御部は、前記基板の中心である基板中心位置が、前記マスク中心位置とともに前記回転軸上に来るように前記基板を移動させる
ことを特徴とする請求項１１または１２に記載のアライメント装置。

【請求項14】

前記ステージ中心位置の情報を記憶する記憶部をさらに有し、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された前記ステージ中心位置の情報に基づいて、前記マスク支持手段が前記ステージ中心位置の取得に用いたマスクとは別のマスクを支持するときの、前記マスク支持手段と前記別のマスクの位置関係を決定する
ことを特徴とする請求項１１～１３のいずれか１項に記載のアライメント装置。

【請求項15】

前記制御部は、前記アライメントステージが備えるアクチュエータに制御信号を送信することにより、前記アライメントステージによる前記マスクの移動を制御する
ことを特徴とする請求項１１～１４のいずれか１項に記載のアライメント装置。

【請求項16】

前記位置取得手段は、前記マスクアライメントマークを光学撮像するカメラを備える
ことを特徴とする請求項１１～１５のいずれか１項に記載のアライメント装置。

【請求項17】

前記制御部は、
前記アライメントステージの中心であるステージ中心位置を中心として前記所定の角度前記アライメントステージを回転させつつ、前記位置取得手段に前記マスクアライメントマークの位置情報を少なくとも３回取得させ、
前記位置取得手段が取得した少なくとも３つの前記マスクアライメントマークの位置情報に基づいて前記ステージ中心位置の情報を算出する
ことを特徴とする請求項１６に記載のアライメント装置。

【請求項18】

前記制御部は、前記位置取得手段が取得した少なくとも３つの前記マスクアライメントマークの位置情報に基づいて算出された少なくとも３つの点を通る円弧を含む円の中心の位置情報を前記ステージ中心位置の情報として算出する
ことを特徴とする請求項１７に記載のアライメント装置。

【請求項19】

前記制御部は、
前記アライメントステージの中心であるステージ中心位置を中心として前記所定の角
度前記アライメントステージを回転させつつ、前記位置取得手段に前記マスクアライメントマークのうち前記マスクの一隅にある第１のマスクアライメントマークと対角にある第２のマスクアライメントマークの位置情報と前記第１のマスクアライメントマークの位置情報を少なくとも２回取得させ、
前記制御部は、前記位置取得手段が取得した少なくとも２つの前記第１のマスクアライメントマークの位置情報と少なくとも２つの前記第２のマスクアライメントマークの位置情報に基づいて前記ステージ中心位置の情報を算出する
ことを特徴とする請求項１６に記載のアライメント装置。

【請求項20】

前記制御部は、前記カメラが第１のタイミングで取得した前記第１のマスクアライメントマークと前記第２のマスクアライメントマークを結ぶ直線と、前記カメラが第２のタイミングで取得した前記第１のマスクアライメントマークと前記第２のマスクアライメントマークを結ぶ直線と、の交点の位置情報を前記ステージ中心位置の情報として算出する
ことを特徴とする請求項１９に記載のアライメント装置。

【請求項21】

基板およびマスクが内部に配置されるチャンバと、前記マスクを介して前記基板に蒸着材料を蒸着させる蒸発源と、アライメント装置と、を備える成膜装置であって、
前記アライメント装置は、請求項１～２０のいずれか１項に記載のアライメント装置であることを特徴とする成膜装置。

【請求項22】

基板を支持する基板支持手段と、前記基板支持手段に支持された前記基板を並進または回転させるアライメントステージと、前記アライメントステージを駆動する制御部と、前記基板に設けられた基板アライメントマークを検出して位置情報を取得する位置取得手段と、を有するアライメント装置において、基板とマスクの位置合わせを行うアライメント方法であって、
前記制御部が前記アライメントステージの中心であるステージ中心位置を中心として所定の角度前記アライメントステージを回転させる間に、前記位置取得手段が、前記基板アライメントマークの位置情報を複数回取得するステップと、
前記制御部が、取得された少なくとも３つの前記位置情報に対応する点を通る円の中心点の位置情報として算出された前記ステージ中心位置の情報に基づいて、前記基板または前記基板とは別の第２の基板の中心である基板中心位置が、前記ステージ中心位置を通る前記アライメントステージの回転軸上に来るように、前記基板または前記第２の基板を前記基板支持手段に対して相対的に移動させるステップと、
を有することを特徴とするアライメント方法。

【請求項23】

マスクを支持するマスク支持手段と、前記マスク支持手段に支持された前記マスクを並進または回転させるアライメントステージと、前記アライメントステージを駆動する制御部と、前記マスクに設けられたマスクアライメントマークを検出して位置情報を取得する位置取得手段と、を有するアライメント装置において、基板とマスクの位置合わせを行うアライメント方法であって、
前記制御部が前記アライメントステージの中心であるステージ中心位置を中心として所定の角度前記アライメントステージを回転させる間に、前記位置取得手段が、前記マスクアライメントマークの位置情報を複数回取得するステップと、
前記制御部が、取得された少なくとも３つの前記位置情報に対応する点を通る円の中心点の位置情報として算出された前記ステージ中心位置の情報に基づいて、前記マスクの中心であるマスク中心位置が、前記ステージ中心位置を通る前記アライメントステージの回転軸上に来るように、前記マスクを前記マスク支持手段に対して相対的に移動させるステップと、
を有することを特徴とするアライメント方法。

【請求項24】

基板およびマスクが内部に配置されるチャンバと、前記マスクを介して前記基板に蒸着材料を蒸着させる蒸発源と、アライメント装置と、を備える成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記アライメント装置は、請求項２２または２３に記載のアライメント方法によってアライメントを行うものであり、
前記蒸発源が前記蒸着材料の蒸着を行うステップをさらに有する
ことを特徴とする成膜方法。

【請求項25】

基板に蒸着材料が成膜された電子デバイスの製造方法であって、
基板およびマスクが内部に配置されるチャンバと、前記マスクを介して前記基板に蒸着材料を蒸着させる蒸発源と、アライメント装置と、を備える電子デバイスの製造装置を用いるものであり、
前記アライメント装置は、請求項２２または２３に記載のアライメント方法によってアライメントを行うものであり、
前記蒸発源が前記蒸着材料の蒸着を行うステップをさらに有する
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、アライメント装置、成膜装置、アライメント方法、成膜方法および電子デバイスの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

表示装置に用いられるディスプレイには液晶ディスプレイなど様々な種類がある。中でも有機電界発光ディスプレイは、応答速度、視野角、薄型化などの特性が優れており、近年ではモニター、テレビ、スマートフォンなどに利用分野が広がっている。

【0003】

有機電界発光ディスプレイは、互いに対向するカソード電極とアノード電極の間に有機物層が形成された基本構造を有する。有機電界発光ディスプレイの有機物層や、電極となる金属層を形成するために、成膜装置は、真空チャンバ内において、所定のパターンが形成されたマスクを介して、蒸発源からの蒸着材料を基板に蒸着させる。このとき、蒸着物質を基板上の所望の位置に付着させるためには、マスクと基板の相対位置関係を精度良く固定する必要がある。そこで、成膜装置は、アライメント装置を用いて、蒸着開始前にマスクと基板をアライメントすることによって、マスクと基板を精度良く位置決めする。

【0004】

特許文献１（特開２００６－１７６８０９号公報）は、アライメントステージを備えるアライメント装置を用いた基板とマスクのアライメント方法を開示する。特許文献１のアライメント装置では、基板とマスクそれぞれに配置されたマークをＣＣＤカメラにより撮像して得られた画像データを解析する。そして、基板とマスクのマーク間の位置関係に基づいて、基板とマスクの相対位置が許容範囲内かどうかを判定する。許容範囲外である場合は、アライメント装置がアライメントステージを駆動して、フック部材に支持された基板を、ＸＹ方向に移動させたり、ＸＹ平面に直交するＺ軸周り（θ方向）に回転させたりすることで、基板とマスクの相対位置を調整する。その後、基板とマスクを固定することにより、所望の位置にマスクパターン通りの成膜をできるようになる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００６－１７６８０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、発明者らが鋭意検討した結果、アライメント装置が基板またはマスクをθ回転させるときに、アライメントステージの中心位置と基板の中心位置との間にズレが生じていると、アライメント精度が低下することが分かった。この原因の一つとして、アライメントステージをステージ中心位置から離れた位置を中心としてθ回転させると、回転中心位置がステージ中心位置から遠くなるほど、アライメントステージの駆動精度が低下することが考えられる。例えば、ステージ中心位置と基板中心位置がずれているときに、基板中心位置を中心として（あるいはステージ中心位置を中心として）基板をθ回転させようとしても、回転運動だけでなく並進運動も生じてしまう。

【0007】

しかしながら特許文献１の技術では、ステージ中心位置と基板中心位置を合わせることに関する記載がなく、アライメント精度が低下するおそれがある。また、基板の代わりに、または基板と共にマスクの位置も調整するようなアライメント装置を用いる場合に、マスク中心位置とステージ中心位置がずれているときにも、同様のアライメント精度低下が
起こる。

【0008】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、成膜装置においてアライメントステージを用いて基板とマスクをアライメントする際のアライメント精度を向上させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
基板とマスクの位置合わせを行うアライメント装置であって、
前記基板を支持する基板支持手段と、
前記基板支持手段と接続されており、前記基板支持手段に支持された前記基板を並進または回転させるアライメントステージと、
前記アライメントステージを駆動する制御部と、
前記基板に設けられた基板アライメントマークを検出して位置情報を取得する位置取得手段と、
を有し、
前記制御部は、
前記アライメントステージの中心であるステージ中心位置を中心として所定の角度前記アライメントステージを回転させつつ、前記位置取得手段に前記基板アライメントマークの位置情報を複数回取得させ、
取得された少なくとも３つの前記位置情報に対応する点を通る円の中心点の位置情報として算出された前記ステージ中心位置の情報に基づいて、前記基板または前記基板とは別の第２の基板の中心である基板中心位置が、前記ステージ中心位置を通る前記アライメントステージの回転軸上に来るように、前記基板または前記第２の基板を前記基板支持手段に対して相対的に移動させる
ことを特徴とするアライメント装置である。

【0010】

本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
基板とマスクの位置合わせを行うアライメント装置であって、
前記マスクを支持するマスク支持手段と、
前記マスク支持手段と接続されており、前記マスク支持手段に支持された前記マスクを並進または回転させるアライメントステージと、
前記アライメントステージを駆動する制御部と、
前記マスクに設けられたマスクアライメントマークを検出して位置情報を取得する位置取得手段と、
を有し、
前記制御部は、
前記アライメントステージの中心であるステージ中心位置を中心として所定の角度前記アライメントステージを回転させつつ、前記位置取得手段に前記マスクアライメントマークの位置情報を複数回取得させ、
取得された少なくとも３つの前記位置情報に対応する点を通る円の中心点の位置情報として算出された前記ステージ中心位置の情報に基づいて、前記マスクの中心であるマスク中心位置が、前記ステージ中心位置を通る前記アライメントステージの回転軸上に来るように、前記マスクを前記マスク支持手段に対して相対的に移動させる
ことを特徴とするアライメント装置である。

【0011】

本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
基板を支持する基板支持手段と、前記基板支持手段に支持された前記基板を並進または回転させるアライメントステージと、前記アライメントステージを駆動する制御部と、前記基板に設けられた基板アライメントマークを検出して位置情報を取得する位置取得手段と、を有するアライメント装置において、基板とマスクの位置合わせを行うアライメント方法であって、
前記制御部が前記アライメントステージの中心であるステージ中心位置を中心として所定の角度前記アライメントステージを回転させる間に、前記位置取得手段が、前記基板アライメントマークの位置情報を複数回取得するステップと、
前記制御部が、取得された少なくとも３つの前記位置情報に対応する点を通る円の中心点の位置情報として算出された前記ステージ中心位置の情報に基づいて、前記基板または前記基板とは別の第２の基板の中心である基板中心位置が、前記ステージ中心位置を通る前記アライメントステージの回転軸上に来るように、前記基板または前記第２の基板を前記基板支持手段に対して相対的に移動させるステップと、
を有することを特徴とするアライメント方法である。

【0012】

本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
マスクを支持するマスク支持手段と、前記マスク支持手段に支持された前記マスクを並進または回転させるアライメントステージと、前記アライメントステージを駆動する制御部と、前記マスクに設けられたマスクアライメントマークを検出して位置情報を取得する
位置取得手段と、を有するアライメント装置において、基板とマスクの位置合わせを行うアライメント方法であって、
前記制御部が前記アライメントステージの中心であるステージ中心位置を中心として所定の角度前記アライメントステージを回転させる間に、前記位置取得手段が、前記マスクアライメントマークの位置情報を複数回取得するステップと、
前記制御部が、取得された少なくとも３つの前記位置情報に対応する点を通る円の中心点の位置情報として算出された前記ステージ中心位置の情報に基づいて、前記マスクの中心であるマスク中心位置が、前記ステージ中心位置を通る前記アライメントステージの回転軸上に来るように、前記マスクを前記マスク支持手段に対して相対的に移動させるステップと、
を有することを特徴とするアライメント方法である。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、成膜装置においてアライメントステージを用いて基板とマスクをアライメントする際のアライメント精度を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】電子デバイスの製造装置全体の構成を示す平面図。

【図2】成膜装置の構成を示す断面図。

【図3】基板支持機構の構成を示す図。

【図4】アライメント装置に関連する構成のブロック図。

【図5】カメラによる撮像領域と座標系を説明する図。

【図6】実施形態１の処理について説明するフロー図。

【図7】アライメントステージの中心座標を取得する方法を説明する図。

【図8】基板中心位置とステージ中心位置を合わせる方法を説明する図。

【図9】基板とマスクのアライメントについて説明する図。

【図10】実施形態２の処理について説明するフロー図。

【図11】実施形態３の成膜装置の構成を示す断面図。

【図12】実施形態３の処理について説明するフロー図。

【図13】マスク中心位置とステージ中心位置を合わせる方法を説明する図。

【図14】有機ＥＬ素子の一般的な層構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は本発明
の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲をそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成およびソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

【0016】

本発明は、基板等の成膜対象物に蒸着膜、特に有機膜を形成するために好適である。本発明は、アライメント装置、成膜装置、それを備える蒸着装置およびその制御方法としても捉えられる。本発明はまた、アライメント方法や成膜方法としても捉えられる。本発明はまた、電子デバイスの製造装置や電子デバイスの製造方法としても捉えられる。本発明はまた、制御方法をコンピュータに実行させるプログラムや、当該プログラムを格納した記憶媒体としても捉えられる。記憶媒体は、コンピュータにより読み取り可能な非一時的な記憶媒体であってもよい。

【0017】

［実施形態１］
図面を参照して、実施形態１のアライメント装置の基本的な構成について説明する。アライメント装置は、典型的には成膜装置の一部として構成される。成膜装置は、半導体デバイス、磁気デバイス、電子部品などの各種電子デバイスや、光学部品などの製造において、基板または基板上に積層体が形成されているもの（以下、「基板等」とも呼ぶ）の上に薄膜を堆積形成するために用いられる。より具体的には、成膜装置は、発光素子や光電変換素子、タッチパネルなどの電子デバイスの製造において好ましく用いられる。成膜装置は、例えば、有機ＥＬ（ＥｒｅｃｔｒｏＬｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）素子などの有機発光素子や、有機薄膜太陽電池などの有機光電変換素子の製造に好ましく用いられる。電子デバイスとしては、発光素子を備えた表示装置（例えば有機ＥＬ表示装置）や照明装置（例えば有機ＥＬ照明装置）、光電変換素子を備えたセンサ（例えば有機ＣＭＯＳイメージセンサ）などが挙げられる。

【0018】

（基板に形成される膜）
図１４は、有機ＥＬ素子の一般的な層構成を模式的に示している。図１４に示す一般的な有機ＥＬ素子は、基板１０に陽極１００１、正孔注入層１００２、正孔輸送層１００３、有機発光層１００４、電子輸送層１００５、電子注入層１００６、陰極１００７の各機能層や電極層が順番に成膜された構成である。成膜装置は、基板１０上または基板１０上に形成された層の上に、蒸着やスパッタリングによって、各機能層や電極層を成膜する際に好適に用いられる。

【0019】

基板等に何らかの所望の形状を持つ膜を形成する際には、形成される膜の形状に適したマスクパターンを有するマスクを用いる。これにより、成膜される各層を任意に構成できる。このとき、基板上の所望の位置に膜を形成するために、基板等とマスクの相対位置を精度良くアライメントする必要がある。

【0020】

（電子デバイスの製造ライン）
図１は、電子デバイスの製造ラインの構成の一部を模式的に示す上視図である。本製造ラインは、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。スマートフォン用の表示パネルを製造する場合、例えば、約１８００ｍｍ×約１５００ｍｍや約９００ｍｍ×約１５００ｍｍのサイズの基板に有機ＥＬの成膜を行った後、該基板をカットして、複数の小サイズのパネルとする。有機ＥＬ表示装置の製造ラインの成膜クラスタ１は、一般的に図１に示すように、基板１０に対する成膜等の処理が行われる複数の成膜室１１０と、使用前後のマスクが収納されるマスクストックチャンバ１２０と、その中央に配置される搬送室１３０を有する。

【0021】

搬送室１３０内に設置された搬送ロボット１４０は、基板１０やマスクの搬送室１３０
への搬出入を行う。搬送ロボット１４０は、例えば、多関節アームに、基板１０またはマスクを保持するロボットハンドが取り付けられた構造を有するロボットである。

【0022】

成膜クラスタ１には、基板１０の流れ方向において上流側からの基板１０を成膜クラスタ１に搬送するパス室１５０と、該成膜クラスタ１で成膜処理が完了した基板１０を下流側の他の成膜クラスタに搬送するためのバッファ室１６０が連結される。搬送室１３０の搬送ロボット１４０は、上流側のパス室１５０から基板１０を受け取って、当該成膜クラスタ１内の成膜室１１０の一つに搬送する。また、搬送ロボット１４０は、当該成膜クラスタ１での成膜処理が完了した基板１０を複数の成膜室１１０の一つから受け取って、下流側に連結されたバッファ室１６０に搬送する。バッファ室１６０と更に下流側のパス室１５０との間には、基板１０の方向を変える旋回室１７０が設けられる。これにより、上流側成膜クラスタと下流側成膜クラスタで基板の方向が同一になって、基板処理が容易になる。

【0023】

マスクストックチャンバ１２０には、成膜室１１０での成膜工程に使用される未使用マスクと、成膜を終えた後の使用済みマスクが、２つのカセットに分かれて収納される。搬送ロボット１４０は、使用済みマスクを成膜室１１０からマスクストックチャンバ１２０のカセットに搬送し、マスクストックチャンバ１２０の他のカセットに収納された新しいマスクを成膜室１１０に搬送する。成膜室１１０、マスクストックチャンバ１２０、搬送室１３０、バッファ室１６０、旋回室１７０などの各チャンバは、有機ＥＬ表示パネルの製造過程で、高真空状態に維持される。

【0024】

（成膜装置）
各成膜室１１０にはそれぞれ成膜装置１０８（蒸着装置とも呼ぶ）が設けられている。搬送ロボット１４０との基板１０の受け渡し、基板１０とマスクの相対位置の調整（アライメント）、マスク上への基板１０の固定、成膜（蒸着）などの一連の成膜プロセスは、成膜装置の各構成要素によって行われる。

【0025】

図２は、成膜装置の構成を模式的に示す断面図である。以下の説明においては、鉛直方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を用いる。ＸＹＺ直交座標系において、成膜時に基板が水平面（ＸＹ平面）と平行となるよう固定された場合、基板の短手方向（短辺に平行な方向）をＸ方向、長手方向（長辺に平行な方向）をＹ方向とする。また、Ｚ軸まわりの回転角をθで表す。

【0026】

各成膜室の成膜装置は、蒸発源の違いやマスクの違いなど細かい点で相違する部分はあるものの、基本的な構成（特に基板の搬送やアライメントに関わる構成）はほぼ共通している。以下、各成膜室の成膜装置の共通構成について説明する。なお、以下の説明では、成膜時に基板の成膜面が重力方向下方を向いた状態で成膜されるデポアップの構成について説明するが、これに限定はされず、成膜時に基板の成膜面が重力方向上方を向いた状態で成膜されるデポダウンの構成であってもよい。また、基板が垂直に立てられて成膜面が重力方向と略平行な状態で成膜が行われる、サイドデポの構成でもよい。

【0027】

成膜装置は、真空チャンバ２００を有する。真空チャンバ２００の内部は、真空雰囲気、または、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持されている。真空チャンバ２００の内部には、基板支持ユニット２１０、マスク２２０、マスク台２２１、冷却板２３０、および蒸発源２４０が設けられる。

【0028】

基板支持手段としての基板支持ユニット２１０は、搬送ロボット１４０から受け取った基板１０を支持するホルダである。マスク２２０は、基板１０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マスクであり、マスク２２０を支持するマスク支持ユニッ
トである枠状のマスク台２２１の上に固定されている。マスク２２０としては例えばメタルマスクを利用できる。本実施形態の構成では、マスク２２０の上に基板１０が位置決めされて載置されたのち、成膜が行われる。したがって、マスク２２０は基板１０を載置する載置体としての役割も担う。

【0029】

冷却板２３０は、成膜時には、基板１０の、マスク２２０と接触する面とは反対側の面に接触し、成膜時の基板１０の温度上昇を抑える板状部材である。これにより、有機材料の変質や劣化が抑制される。冷却板２３０は、マグネット板を兼ねていてもよい。マグネット板とは、磁力によってマスク２２０を引き付けることで、成膜時の基板１０とマスク２２０の密着性を高める部材である。マグネット板は冷却板２３０と別体で設けられていてもよく、その場合は冷却板２３０とマグネット板と独立して駆動できるようにしておいてもおい。なお、基板１０とマスク２２０の密着性を高めるために、基板支持ユニット２１０が基板１０とマスク２２０を両方とも保持して、アクチュエータ等により密着させても良い。

【0030】

蒸発源２４０は、蒸着材料を収容する容器（ルツボ）、ヒータ、シャッタ、駆動機構、蒸発レートモニタなどから構成される。なお、成膜源は蒸発源２４０には限定されない。本実施形態の成膜装置は、成膜源としてスパッタリングターゲットを用いるスパッタリング装置であってもよい。

【0031】

真空チャンバ２００の外側上部には、基板Ｚアクチュエータ２５０、クランプＺアクチュエータ２５１、冷却板Ｚアクチュエータ２５２が設けられる。各アクチュエータは例えば、モータとボールねじ、モータとリニアガイドなどで構成される。真空チャンバ２００の外側上部にはさらに、アライメントステージ２８０が設けられている。
基板Ｚアクチュエータ２５０は、基板支持ユニット２１０全体をＺ軸方向に昇降させる駆動手段である。クランプＺアクチュエータ２５１は、基板支持ユニット２１０の挟持機構（後述）を開閉させる駆動手段である。冷却板Ｚアクチュエータ２５２は、冷却板２３０を昇降させる駆動手段である。

【0032】

（アライメントのための構成）
本実施形態のアライメントステージ２８０は、基板１０をＸＹ方向移動させ、またθ方向回転させてマスク２２０との位置を変化させる、アライメント装置である。アライメントステージ２８０は、真空チャンバ２００に接続されて固定されるチャンバ固定部２８１、ＸＹθ移動を行うためのアクチュエータ部２８２、基板支持ユニット２１０と接続される接続部２８３を備える。なお、アライメントステージ２８０と基板支持ユニット２１０を合わせて、基板をマスクに対してアライメントするアライメント装置だと考えてもよい。また、アライメンドステージ２８０と基板支持ユニット２１０に、さらに制御部２７０を加えてアライメント装置だと考えても良い。

【0033】

アクチュエータ部２８２としては、Ｘアクチュエータ、Ｙアクチュエータおよびθアクチュエータを積み重ねられたアクチュエータを用いてもよい。また、複数のアクチュエータが協働するＵＶＷ方式のアクチュエータを用いてもよい。いずれの方式のアクチュエータ部２８２であっても、制御部２７０から送信される制御信号に従って駆動し、基板１０をＸ方向およびＹ方向に移動させ、θ方向に回転させる。制御信号は、積み重ね方式のアクチュエータであればＸＹθ各アクチュエータの動作量を示し、ＵＶＷ方式のアクチュエータであればＵＶＷ各アクチュエータの動作量を示す。

【0034】

アライメントステージ２８０は、基板支持ユニット２１０及び／又は冷却板２３０を、ＸＹθ移動させる。なお、本実施形態では基板１０の位置を調整する構成としたが、マスク２２０の位置を調整する構成や、基板１０とマスク２２０の両者の位置を調整する構成
を採用しても構わない。

【0035】

真空チャンバ２００の外側上部には、光学撮像を行って画像データを生成するカメラ２６１が設けられている。カメラ２６１は、真空チャンバ２００に設けられた窓を通して撮像を行う。カメラ２６１の設置場所は、当該カメラの撮像領域内に、基板上の基板アライメントマーク１０４とマスク上のマスクアライメントマーク２２４が含まれるような場所が好ましい。これにより、制御部２７０が撮像画像データを解析して基板アライメントマーク１０４とマスクアライメントマーク２２４の位置情報を取得可能となる。その結果、基板アライメントマーク１０４とマスクアライメントマーク２２４の相対位置関係（距離や角度など）を算出可能になる。カメラ２６１のことを、基板アライメントマーク１０４およびマスクアライメントマーク２２４の位置情報を取得する位置取得手段だと考えてもよい。また、カメラ２６１およびカメラ画像を処理する制御部２７０の構成を合わせて、位置取得手段だと考えても良い。

【0036】

本実施形態では、同じ種類のカメラ２６１を複数台配置している。ここでは、基板１０及びマスク２２０各々の四隅に１つずつ、合計４つのアライメントマークが配置されており、それらのマークを４台のカメラ２６１で測定する構成について説明する。ただし、アライメントマークの数および設置場所、ならびに、カメラの数、設置場所および種類は、この例に限定されない。例えば、カメラは２台としてもよいし、真空チャンバ２００の外側下部に設けてもよい。二段階アライメントを行う場合、低解像だが広視野のラフアライメント用のカメラと、狭視野だが高解像のファインアライメント用のカメラの２種類のカメラを設置してもよい。また、ラフアライメント用のマークを四隅部に、ファインアライメント用のマークを辺の中央部に配置するなどしてもよい。

【0037】

典型的には、基板アライメントマーク１０４はフォトリソグラフィーによって基板上に形成され、マスクアライメントマーク２２４は機械加工によりマスク上に形成される。ただし、マークの形成方法はこれらに限られない。また、マークの形状やサイズは、カメラの性能や画像解析の能力に応じて任意に設定できる。

【0038】

制御部２７０は、アクチュエータ部２８２の各アクチュエータの動作制御、カメラ２６１の撮影制御および画像データ解析、基板１０およびマスク２２０の搬出入制御およびアライメント制御、蒸発源の制御、成膜の制御、その他様々な制御を行う。制御部２７０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２７０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２７０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２７０が設けられていてもよいし、１つの制御部２７０が複数の成膜装置を制御してもよい。

【0039】

（アライメントに関する機能ブロック）
図４は、実施形態に係る装置を用いた制御の流れを説明するためのブロック図であり、アライメント装置に関連する構成要素を示している。制御部２７０は、機能ブロックとして、画像処理部２７２、演算部２７４、コントローラ部２７６、記憶部２７８を有している。これらの機能ブロックは物理的に実現されてもよいし、プログラムモジュールとして仮想的に実現されても良い。

【0040】

画像処理部２７２は、カメラ２６１が光学撮像した画像データを解析して、画像中からパターンマッチング処理等により基板アライメントマーク１０４およびマスクアライメン
トマーク２２４を検出する。
演算部２７４は、画像データに基づいて各種の演算を行う。通常のアライメント時には、画像処理部が検出したアライメントマークの位置ずれに基づいて基板のＸＹθ方向の移動量を算出する。また、本発明に特有な処理として、アライメントステージ２８０が基板１０を回転させる途中で取得された複数の画像データに基づいて、アライメントステージ２８０の中心位置を取得する。そして、アライメントステージ２８０の中心位置と基板１０の中心位置のずれ量に基づいて、基板１０の移動量を算出する。
コントローラ部２７６は、演算部により算出された基板等の移動量を、アライメントステージ２８０の各アクチュエータが備えるステッピングモータやサーボモータ等の駆動量に変換し、該駆動量を実現するための制御信号を生成する。また、必要に応じて、アライメントステージ２８０からのセンサ信号を受信してフィードバック制御を行う。

【0041】

カメラ２６１は、上述したようにチャンバ天井の窓を介して下方を光学的に撮像する。チャンバ内の気密を保持するために、窓としては真空用の封止窓などを用いる。カメラ２６１は、撮像領域内に基板およびマスクのマークが来るような位置に設置される。

【0042】

カメラ２６１の位置がチャンバ外側上部に固定されているため、カメラ２６１による撮像領域も、チャンバ内の特定の領域に対応している。図５は、真空チャンバ２００内の特定の領域２００ｄを、Ｚ方向上方から見た平面図である。ここでは、領域２００ｄに、Ｘ軸（Ｘ_ＣＡＭ）とＹ軸（Ｙ_ＣＡＭ）で表現される、カメラ座標系を設定する。なお、本実施形態ではカメラ座標系のＸ方向及びＹ方向が、装置のＸ方向及びＹ方向と一致しているが、これには限定されない。

【0043】

装置は、４つのカメラ２６１ａ～２６１ｄを備えており、それぞれのカメラは撮像領域２６３ａ～２６３ｄを撮像する。このとき、カメラ座標系において各撮像領域の座標範囲は固定されているため、各カメラが取得した画像データ中の任意の位置をカメラ座標系における座標に変換することができる。よって、各画像データ中に存在するアライメントマークの位置等を座標値として取得できる。

【0044】

（基板支持ユニット）
図３の斜視図を参照して、基板支持ユニット２１０の構成を説明する。基板支持ユニット２１０は、基板１０の周縁を挟持することにより基板１０を保持する。アライメントステージ２８０が、基板１０を保持した状態の基板支持ユニット２１０に駆動力を伝達することにより、基板１０のマスク２２０に対する相対位置が微調整される。具体的には、基板支持ユニット２１０は、基板１０の各辺を下から支持する複数の支持具３００が設けられた支持枠体３０１と、各支持具３００との間で基板１０を挟み込む複数の押圧具３０２が設けられたクランプ部材３０３とを有する。一対の支持具３００と押圧具３０２が１つの挟持機構を構成する。図では、基板１０の長辺に沿って６つの挟持機構が配置されており、２つの長辺を挟持する。また、短辺に沿って３つの支持具３００が配置されている。

【0045】

ただし、挟持機構の構成は図３の例に限られず、処理対象となる基板サイズや形状、成膜条件などに合わせて、挟持機構の数や配置を適宜変更してもよい。また、挟持方式ではなく、基板を支持具に載置する方式でも良い。

【0046】

搬送ロボット１４０から基板支持ユニット２１０への基板１０の受け渡し時には、まず、クランプＺアクチュエータ２５１によりクランプ部材３０３を上昇させ、押圧具３０２を支持具３００から離隔させることで、挟持機構を解放状態にする。搬送ロボット１４０によって支持具３００と押圧具３０２との間に基板１０を導入した後、クランプＺアクチュエータ２５１によってクランプ部材３０３を下降させ、押圧具３０２を所定の押圧力で支持具３００に押し当てる。これにより、押圧具３０２と支持具３００との間で基板１０
が挟持された、基板支持状態となる。

【0047】

基板支持状態では、Ｚ方向移動やＸＹθ移動が行われても基板１０が安定的に保持される。Ｚ方向移動においては、基板Ｚアクチュエータ２５０が駆動して基板支持ユニット２１０を移動させ、基板１０を昇降させる。これにより、基板１０とマスク２２０が接近または離間する。ＸＹθ移動においては、アライメントステージ２８０が基板１０をＸＹ方向に並進移動、またはθ方向に回転移動させる。アライメント時に基板１０が移動するのは、基板が配置されたＸＹ平面内であり、当該平面はマスクが配置された平面と略平行である。すなわち、基板１０のＸＹθ移動のときには基板１０とマスク２２０のＺ方向の距離は変化せず、ＸＹ平面内において基板１０の位置が変化する。これにより、基板１０とマスク２２０が面内で位置合わせされる。なお、基板と基板支持手段の位置合わせは、相対的なものである。すなわち、基板支持手段の側が移動することによって位置合わせを行っても良い。

【0048】

ここで、図３の符号１０４は、基板１０の四隅に付された基板アライメントマークを示す。基板アライメントマーク１０４は、アライメント時の基板側の目印となる。なお、アライメント制御を、大まかに位置合わせを行うラフアライメントと、高精度に位置合わせを行うファインアライメントの２段階に渡って行うことも好ましい。その場合、ラフアライメント用マークとファインアライメント用マークを別々に設けてもよい。

【0049】

（処理フロー）
図面を参照しつつ、本実施形態の処理の流れを説明する。図６のフローでは、基板１０とマスク２２０のアライメントの前に基板中心をアライメントステージ中心と合わせる。

【0050】

（ステップＳ１０１）搬送ロボット１４０が真空チャンバ内にマスク２２０を搬入する。搬入されたマスク２２０はマスク台２２１に支持される。
（ステップＳ１０２）搬送ロボット１４０が真空チャンバ内に基板１０を搬入し、基板支持ユニット２１０が基板１０を支持する。基板支持ユニット２１０に基板１０が設置されるときの位置精度は、搬送ロボット１４０や基板支持ユニット２１０の構成や性能、あるいは基板１０の加工精度等に依存する。そのため、基板中心位置がステージ中心位置に合うように搬送ロボット１４０および基板支持ユニット２１０を制御したとしても、必ずしも基板中心位置がステージ中心位置に合うとは限らない。そこで、本フローで示すような処理を行う。

【0051】

（ステップＳ１０３）制御部２７０が、アライメントステージ２８０とカメラ２６１を制御して、基板１０を基板支持ユニット２１０ごとθ回転させつつ、基板１０を複数回光学撮影する。
（ステップＳ１０４）制御部２７０が、カメラ２６１により取得された複数の画像データに基づいてアライメントステージ２８０の中心位置の座標（ステージ中心座標Ｃ_ｓｔ）を求める。

【0052】

ここで、Ｓ１０３～Ｓ１０４におけるステージ中心座標の取得方法を説明する。
図７（ａ）は、取得方法の一例を説明する図であり、基板１０がアライメントステージ２８０によって所定の角度だけθ回転する様子を示している。たとえば、マーク位置を複数回取得し、画像を解析することによって中心座標を取得できる。

【0053】

図７（ａ）では、回転開始時（タイミングｔａ１）、回転途中（タイミングｔａ２）、回転終了時（タイミングｔａ３）における基板１０の様子を、符号１０_{（ｔａ１）}、符号１０_{（ｔａ２）}、符号１０_{（ｔａ３）}で示す。また、基板上のある一隅に配置された基板アライメントマーク１０４について、タイミングｔａ１における位置を符号１０４_{（ｔａ
１）}、タイミングｔａ２における位置を符号１０４_{（ｔａ２）}、タイミングｔａ３における位置を符号１０４_{（ｔａ３）}で示す。

【0054】

また、タイミングｔａ１における基板中心位置を符号Ｃ_{ｓｕｂ（ｔａ１）}、タイミングｔａ３における基板中心位置を符号Ｃ_{ｓｕｂ（ｔａ３）}で示す。すると、図７（ａ）に示されるように、基板中心位置とステージ中心位置が合っていないため、基板中心位置はθ回転の進行に連れて移動してしまう。これを解消するためには基板中心位置をステージ中心位置と合わせる必要があるが、制御部２７０は、必ずしもカメラ座標系におけるステージ中心位置を把握しているとは限らない。そこで本実施形態では、基板とステージの中心を合わせるために、制御部２７０がまずステージ中心座標を取得する。

【0055】

具体的には、制御部２７０は、タイミングｔａ１～タイミングｔａ３のそれぞれで、アライメントステージ２８０を駆動しつつ、カメラ２６１を用いて光学撮像を行って画像データを取得する（ステップＳ１０３）。これにより、各タイミングにおける基板アライメントマーク１０４の座標を示す３つの点が算出可能となる。これにより、当該３点を通る円弧（符号Ｔ_ＳｕｂＭ）および、円弧Ｔ_ＳｕｂＭを含む円の座標情報が取得可能になる。その結果、円の中心座標を基板中心位置として取得できる。なお、図７（ａ）では理解を容易にするためにθ回転の角度を大きくしているが、実際には、どのタイミングでも基板アライメントマーク１０４がカメラ２６１の撮像領域内に収まるような回転角を設定する。続いて、制御部２７０は、円の中心点の座標を算出してステージ中心座標Ｃ_ｓｔとする（ステップＳ１０４）。

【0056】

次に、図７（ｂ）を参照して、ステージ中心座標の取得方法の別の例を説明する。回転開始時（タイミングｔｂ１）、回転終了時（タイミングｔｂ２）における基板１０の様子を、符号１０_{（ｔｂ１）}、符号１０_{（ｔｂ２）}で示す。

【0057】

この例ではまず、タイミングｔｂ１において、カメラ２６１が、基板１０の一隅にある第１の基板アライメントマーク（符号１０４_{ｔｂ１＿１}）と、その対角にある第２の基板アライメントマーク（符号１０４_{ｔｂ２＿１}）を撮像する。そして、アライメントステージ２８０の駆動後、タイミングｔｂ２において、カメラ２６１が再度撮像を行い、第１の基板アライメントマーク（符号１０４_{ｔｂ１＿２}）と、第２の基板アライメントマーク（符号１０４_{ｔｂ２＿２}）の像を含む画像データを取得する（ステップＳ１０３）。なお、この例では、一隅とその対角にある基板アライメントマークを結ぶ直線上にアライメントステージ２８０の中心が来るように、基板１０が支持されていることを前提とする。

【0058】

そして、制御部２７０は、タイミングｔｂ１における基板アライメントマーク１０４_{ｔｂ１＿１}および１０４_{ｔｂ２＿１}を結ぶ直線と、タイミングｔｂ２における基板アライメントマーク１０４_{ｔｂ１＿２}および１０４_{ｔｂ２＿２}を結ぶ直線との交点の座標を算出して、ステージ中心座標Ｃ_ｓｔとする（ステップＳ１０４）。

【0059】

なお、上記いずれか以外の方法であっても、アライメントステージ２８０を回転させつつ基板１０のアライメントマーク１０４を撮像し、ステージ中心座標を取得できるのであれば、どのような方法を用いてもよい。

【0060】

フローに戻って説明を続ける。
（ステップＳ１０５）制御部２７０は、基板中心位置がステージ中心位置に合うように基板１０を移動させる。すなわち、アライメントステージ２８０の回転軸が、ステージ中心位置を通り、かつアライメントステージ２８０に垂直な方向の直線であるときに、基板中心位置が回転軸上に来るように、基板１０を移動させる。以下には具体例として、図８を参照しつつ、基板支持ユニット２１０が基板１０を保持し直して中心位置合わせする方
法を述べる。

【0061】

（１０５＿ａ）カメラ２６１ａ～ｄは、それぞれの撮像領域２６３ａ～ｄにて光学撮像を行って、画像データを生成する。制御部２７０は画像データを解析し、カメラ座標系における基板アライメントマーク１０４ａ～ｄの座標を算出する。
（１０５＿ｂ）制御部２７０は、基板アライメントマーク座標に基づいて、現時点での実際の基板中心位置の座標Ｃ_ｓｕｂを算出する。

【0062】

（１０５＿ｃ）一方で制御部２７０は、ステップＳ１０４で取得したステージ中心座標Ｃ_ｓｔに基づいて、基板中心位置とステージ中心位置が一致していると仮定したときに、各基板アライメントマーク１０４ａ～ｄが来るべき座標を算出する。これらの座標を、理想の基板アライメントマーク座標１０６ａ～１０６ｄと呼ぶ。

【0063】

（１０５＿ｄ）制御部２７０は、（ａ）で算出した現在の基板アライメントマーク１０４ａ～ｄの座標と、（ｃ）で算出した理想の基板アライメントマーク座標１０６ａ～１０６ｄとのずれ量に基づいて、基板１０の位置をずらす量を算出する。例えば図８の場合、基板中心座標Ｃ_ｓｕｂがステージ中心座標Ｃ_ｓｔよりも、紙面上で左側に距離ｆだけずれているため、基板１０は紙面上で右側に距離ｆだけずれた位置で保持されることになる。
（１０５＿ｅ）そこで、基板支持ユニット２１０が、基板中心座標とステージ中心座標が一致するように基板１０を保持し直す。

【0064】

（ステップＳ１０６）制御部２７０がアライメントステージ２８０を駆動して、基板１０を基板支持ユニット２１０ごとＸＹθ移動させて、基板とマスクを相対的に位置合わせする。以下には具体例として、図９を参照しつつ位置合わせ手順を述べる。

【0065】

図９（ａ）は、Ｓ１０５が終わった段階でカメラ２６１ａ～２６１ｄにより得られた、撮像領域２６３ａ～２６３ｄの画像データである。便宜上、基板アライメントマークを結ぶ一点鎖線と、マスクアライメントマークを結ぶ破線を記入している。また図９（ｂ）は、マスク２２０と基板１０の位置関係が正しく設定された場合に、撮像領域２６３ａ～２６３ｄで得られるべき画像データである。

【0066】

制御部２７０は、図９（ａ）の状態で基板アライメントマーク１０４ａ～１０４ｄとマスクアライメントマーク２２４ａ～２２４ｄの位置関係を解析し、図９（ｂ）の状態を実現するためのアライメントステージ２８０の制御量を決定して制御信号を生成する。
図示例では、制御部２７０は基板１０を回転する角度θａを決定し、アライメントステージを駆動して基板１０を角度θａだけ回転させる。このとき、基板１０とアライメントステージ２８０の中心が略一致しているため、回転の精度は高い。制御部２７０はさらに、基板１０をＸＹ方向に並進移動させる。

【0067】

以上のように、本実施形態のアライメント装置を備える成膜装置においては、基板１０とアライメントステージ２８０の中心位置が揃った状態でアライメント制御が行われるため、精度の良好なアライメントが可能になる。その結果、蒸着装置を用いて蒸着を行ったときの成膜パターンの精度も向上するため、品質の良い電子デバイスを製造できる。

【0068】

［実施形態２］
実施形態２の構成と制御について説明する。実施形態１と同じ構成や処理については同じ符号を付し、説明を簡略化する。

【0069】

図１０は、本実施形態の処理の流れを説明するフロー図である。本フローには、ステージ中心座標記憶工程（第１工程）と、各基板に成膜を行うごとに実施される位置合わせ工
程（第２工程）が含まれる。すなわち、ステージ中心位置の情報を取得するために用いられる基板（第１の基板とも呼ぶ）は別の基板（第２の基板とも呼ぶ）のアライメントに、第１の基板で取得した情報を利用する。

【0070】

＜第１工程＞
第１工程には、ステップＳ１０１、Ｓ１０３、Ｓ１０４およびＳ２０１が含まれる。
（ステップＳ１０１、Ｓ１０３、Ｓ１０４）これらのステップについては、実施形態１と同様の処理が行われる。すなわち、搬送ロボット１４０によって成膜装置内に搬入された基板１０に対する光学撮像の結果に基づいて、アライメントステージ中心座標Ｃ_ｓｔが取得される。
（ステップＳ２０１）制御部２７０は、Ｓ１０４で取得したアライメントステージの中心位置の座標を記憶部２７８に保存する。

【0071】

＜第２工程＞
（ステップＳ２０１）搬送ロボット１４０が真空チャンバ内にマスク２２０を搬入する。搬入されたマスク２２０はマスク台２２１に載置され支持される。
（ステップＳ２０２）搬送ロボット１４０が真空チャンバ内に基板１０を搬入し、基板支持ユニット２１０が基板１０を支持する。このとき、制御部２７０は、記憶部２７８からステージ中心座標を読み出す。そして、搬入される基板１０の中心座標と読み出したステージ中心座標が一致するように、基板支持ユニット２１０に基板１０を保持させる。中心座標を一致させる際の制御については、実施形態１のステップＳ１０５と同様に行う。
（ステップＳ２０３）制御部２７０がアライメントステージ２８０を駆動して、基板１０を基板支持ユニット２１０ごとＸＹθ移動させて、基板とマスクを位置合わせする。このときの制御は、実施形態１のステップＳ１０６と同様に行う。

【0072】

以上のように、本実施形態のアライメント装置を備える成膜装置においても実施形態１と同様に、基板１０とアライメントステージ２８０の中心位置が揃った状態でアライメント制御が行われるため、精度の良好なアライメントが可能になる。さらに本実施形態では、１枚目の基板についてのみステージ中心座標を算出すれば良いため、成膜のタクトタイムが改善する。

【0073】

なお、上述のフローでは第１工程に引き続いて第２工程を行っていたが、第１工程のみを「ステージ中心座標検出モード」として実行してもよい。装置セットアップ時やメンテナンス時に、当該ステージ中心座標検出モードを行って座標値を保存しておくことにより、アライメント精度の向上とタクトタイム改善を両立させることができる。

【0074】

［実施形態３］
図１１は、本実施形態の成膜装置１０８の構成を模式的に示す断面図である。本実施形態のアライメントステージ２８０は、基板１０だけでなく、マスク２２０をＸＹθ移動させることが可能である。そのために本実施形態の成膜装置は、マスク支持ユニット２９５およびマスクＺアクチュエータ２９０を備えている。マスク支持ユニット２９５は、爪状の部材でマスク端部を支持する。マスク２２０が支持された状態で制御部２７０がマスクＺアクチュエータ２９０を駆動することで、マスクがＺ方向に昇降する。

【0075】

なお、本実施形態の構成では、一つのアライメントステージ２８０がマスク支持ユニット２９５と基板支持ユニット２１０の両方を駆動する。そのため、基板１０のみの位置を調整したい場合は、予めマスク２２０をマスク台２２１に載置しておく。一方、マスク２２０と基板１０がいずれも支持された状態でアライメントステージ２８０を駆動することで、両者を同時にＸＹθ移動させることも可能である。
本実施形態では、アライメントステージ２８０と基板支持ユニット２１０にマスク支持
ユニット２９５を合わせて、基板とマスクをアライメントするアライメント装置だと考えてもよい。また、アライメント装置は、さらに制御部２７０を有していても良い。

【0076】

本実施形態の処理フローを、図１２を参照しつつ説明する。なお、ステップＳ３０１～Ｓ３０４の処理は、実施形態１のステップＳ１０１～Ｓ１０４と同様である。
（ステップＳ３０１）搬送ロボット１４０が真空チャンバ内にマスク２２０を搬入する。搬入されたマスク２２０はマスク台２２１に支持される。
（ステップＳ３０２）搬送ロボット１４０が真空チャンバ内に基板１０を搬入し、基板支持ユニット２１０が基板１０を支持する。
（ステップＳ３０３）制御部２７０が、アライメントステージ２８０とカメラ２６１を制御して、基板を基板支持ユニット２１０ごとθ回転させつつ、基板１０を複数回光学撮影する。
（ステップＳ３０４）制御部２７０が、カメラ２６１により取得された複数の画像データに基づいてアライメントステージ２８０の中心位置の座標（ステージ中心座標Ｃ_ｓｔ）を求める。

【0077】

（ステップＳ３０５）続いて、制御部２７０は、マスク中心座標がステージ中心座標に合うようにマスク２２０を移動させる。本ステップの処理は、実施形態１のＳ１０５における基板１０を、マスク２２０に置き換えたものである。

【0078】

ステップＳ３０５の処理について、図１３を参照しつつ、実施形態１と対比しながら説明する。本実施形態ではマスクアライメントマーク２２４を基準として中心位置合わせが行われる。まず、カメラ２６１ａ～ｄが、撮像領域２６３ａ～ｄの画像データを生成する。次に、制御部２７０が、マスクアライメントマーク座標に基づいてマスク中心座標Ｃ_ｍを算出する。
一方で制御部２７０は、マスク中心座標Ｃ_ｍと基づいて理想のマスクアライメントマーク座標２２６ａ～２２６ｄを算出する。そして、マスクアライメントマーク２２４ａ～２２４ｄと理想のマスクアライメントマーク座標２２６ａ～２２６ｄの相対位置関係に基づき、マスク２２０をＸＹθ移動させるときの制御量を決定する。図示例では、マスク２２０が距離ｇだけ紙面上右側に移動するように制御値を決定する。これにより、マスク中心座標Ｃ_ｍとステージ中心座標Ｃ_ｓｔを合わせることができる。

【0079】

（ステップＳ３０６）制御部２７０は、マスクＺアクチュエータ２９０を制御してマスク２２０をマスク台２２１に載置する。これにより、アライメントステージ２８０が基板１０のみを位置調整できるようになる。

【0080】

（ステップＳ３０７）制御部２７０は、アライメントステージ２８０を駆動して、基板１０を基板支持ユニット２１０ごとＸＹθ移動させて、基板とマスクを位置合わせする。

【0081】

以上のように、本実施形態のアライメント装置を備える成膜装置においては、マスク２２０とアライメントステージ２８０の中心位置が揃った状態でアライメント制御が行われるため、精度の良好なアライメントが可能になる。その結果、蒸着装置を用いて蒸着を行ったときの成膜パターンの精度も向上するため、品質の良い電子デバイスを製造できる。

【0082】

［実施形態４］
上記実施形態３では、マスク中心位置とステージ中心位置との位置合わせのみを行っていた。しかしながら、図１１の構成を備える成膜装置においては、マスク中心位置、基板中心位置およびステージ中心位置の３つを位置合わせすることも可能である。この場合、ステップＳ３０５の前または後に、図６のステップＳ１０５と同様の方法で基板中心位置とステージ中心位置を合わせればよい。
本実施形態を実施形態１または３と比較すると、基板とマスクの両方を位置合わせする時間が掛かるものの、アライメント精度をさらに向上させることができる。

【0083】

［実施形態５］
実施形態３のステップＳ３０３、Ｓ３０４では、基板１０を複数回光学撮像して得られた画像データに基づいてステージ中心座標を取得している。しかし、図１１のようにマスク２２０の位置制御が可能な構成であれば、基板１０ではなくマスク２２０の画像データを用いてステージ中心座標を取得することもできる。この場合でも、ステージ中心座標を保存しておき、基板中心位置とステージ中心位置の位置合わせや、マスク中心位置とステージ中心位置の位置合わせに用いることで、アライメント精度を向上させられる。

【0084】

［実施形態６］
実施形態３のステップＳ３０５～Ｓ３０７では、まずマスク中心とステージ中心を一致させ、次にマスク２２０をマスク台２２１に載置したのち、アライメントステージ２８０が基板支持ユニット２１０に支持された基板１０の位置を調整してアライメントを行っていた。しかし、この処理においてマスク２２０と基板１０を入れ替えても良い。すなわち、まず基板中心とステージ中心を一致させ、次に基板を一時的にアライメントステージ２８０と連動しない支持機構に退避させたのち、アライメントステージ２８０がマスク２２０の位置を調整してアライメントを行う。本実施形態によっても、上記実施形態と同様にアライメント精度が向上する。

【符号の説明】

【0085】

１０：基板、２１０：基板支持ユニット、２２０：マスク、２６１：カメラ、２７０：制御部、２８０：アライメントステージ

【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】