特許 7374684 成膜装置および成膜方法、情報取得装置、アライメント方法、ならびに電子デバイスの製造装置および製造方法

(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】2023-10-27

(45)【発行日】2023-11-07

(54)【発明の名称】成膜装置および成膜方法、情報取得装置、アライメント方法、ならびに電子デバイスの製造装置および製造方法

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/24 20060101AFI20231030BHJP

   C23C 14/04 20060101ALI20231030BHJP

   H10K 50/10 20230101ALI20231030BHJP

   H05B 33/10 20060101ALI20231030BHJP

【ＦＩ】

C23C14/24 J

C23C14/04 A

H05B33/14 A

H05B33/10

【請求項の数】 20

(21)【出願番号】P 2019172944

(22)【出願日】2019-09-24

(65)【公開番号】P2021050374

(43)【公開日】2021-04-01

【審査請求日】2022-07-13

(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】高津 和正

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】樽茶 友昭

【審査官】山本 一郎

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１４７７１５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２３Ｃ １４／２４

Ｃ２３Ｃ １４／０４

Ｈ１０Ｋ ５０／１０

Ｈ０５Ｂ ３３／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

マスクを介して基板の表面に成膜を行う成膜装置であって、
前記基板を支持する基板保持手段と、
前記基板と略平行に前記マスクを支持するマスク保持手段と、
前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させる面内移動手段と、
前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させる距離変化手段と、
前記基板保持手段の前記マスク保持手段に対する姿勢を示す姿勢情報を取得する姿勢情報取得手段と、
前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御する姿勢制御手段と、
を備え、
前記姿勢情報取得手段は、前記基板を保持している前記基板保持手段の前記マスク保持手段に対する傾きを示す情報を、前記姿勢情報として取得することを特徴とする成膜装置。

【請求項2】

前記距離変化手段が前記基板と前記マスクを密着させるために前記基板保持手段と前記マスク保持手段を近づけている間、前記姿勢制御手段は、前記基板保持手段が前記マスク保持手段に対する前記傾きを維持するように、前記基板保持手段の姿勢を調整す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】

前記成膜装置は、前記成膜が行われるチャンバを有し、
前記マスク保持手段は、前記チャンバの内部に配置されており、
前記面内移動手段および前記距離変化手段は、前記基板保持手段に接続され、前記面内移動手段および前記距離変化手段を用いて前記基板保持手段を移動させることによって前記基板の前記マスクに対する位置合わせを行うものであり、
前記距離変化手段は、リニアガイドとキャリッジにより前記基板保持手段を前記マスク
保持手段に対して移動させるものであり、
前記姿勢情報取得手段は、前記リニアガイドと前記キャリッジの相対的な位置関係を取得し、
前記姿勢制御手段は、前記相対的な位置関係を維持するように、前記基板保持手段の姿勢を制御する
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4】

前記姿勢情報取得手段はリニアスケールであり、前記姿勢制御手段は、ボイスコイルモータであることを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。

【請求項5】

マスクを介して、基板の表面に成膜を行う成膜装置であって、
前記基板を支持する基板保持手段と、
前記基板と略平行に前記マスクを支持するマスク保持手段と、
前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させる面内移動手段と、
前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させる距離変化手段と、
前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得する姿勢情報取得手段と、
前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御する姿勢制御手段と、
を備え、
前記姿勢制御手段は、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが前記基板と前記マスクが接触する直前の距離である所定距離まで接近したとき、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の間の距離が前記所定距離以内となる範囲において、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を一定に維持するように制御することを特徴とする成膜装置。

【請求項6】

マスクを介して、基板の表面に成膜を行う成膜装置であって、
前記基板を支持する基板保持手段と、
前記基板と略平行に前記マスクを支持するマスク保持手段と、
前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させる面内移動手段と、
前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させる距離変化手段と、
前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得する姿勢情報取得手段と、
前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御する姿勢制御手段と、
を備え、
前記面内移動手段は、前記基板とマスクが接触する直前に、前記相対的な位置関係の変化を行い、前記姿勢制御手段は、前記相対的な位置関係の変化の後の前記基板保持手段と前記マスク保持手段の相対的な姿勢を維持することを特徴とする成膜装置。

【請求項7】

マスクを介して、基板の表面に成膜を行う成膜装置であって、
前記基板を支持する基板保持手段と、
前記基板と略平行に前記マスクを支持するマスク保持手段と、
前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させる面内移動手段と、
前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させる距離変化手段と、
前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得する姿勢情報取得手段と、
前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御する姿勢制御手段と、
を備え、
前記姿勢情報は、前記マスク保持手段に対する前記基板保持手段の傾きであることを特徴とする成膜装置。

【請求項8】

基板を保持する基板保持手段と、前記基板と略平行にマスクを支持するマスク保持手段と、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることにより、前記基板と前記マスクを位置合わせする位置合わせ手段とを有し、前記マスクを介して前記基板の表面に成膜を行う成膜装置に取り付けられる情報取得装置であって、
前記基板保持手段の前記マスク保持手段に対する姿勢を示す姿勢情報を取得する、姿勢情報取得手段を備え、
前記姿勢情報取得手段は、前記基板を保持している前記基板保持手段の前記マスク保持手段に対する傾きを示す情報を、前記姿勢情報として取得することを特徴とする情報取得装置。

【請求項9】

前記基板保持手段の姿勢を調整する姿勢調整手段をさらに有することを特徴とする請求項８に記載の情報取得装置。

【請求項10】

マスクを介して基板の表面に成膜を行う成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記成膜装置は、基板保持手段、マスク保持手段、面内移動手段、距離変化手段、姿勢情報取得手段、および、姿勢制御手段を備えており、
前記面内移動手段が、前記基板を支持している前記基板保持手段および前記基板と略平行に前記マスクを支持している前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させるステップと、
前記距離変化手段が、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させるステップと、
前記姿勢情報取得手段が、基板保持手段の前記マスク保持手段に対する姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢制御手段が、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御するステップと、
を有し、
前記姿勢情報取得手段は、前記基板を保持している前記基板保持手段の前記マスク保持手段に対する傾きを示す情報を、前記姿勢情報として取得することを特徴とする成膜方法。

【請求項11】

マスクを介して基板の表面に成膜を行う成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記成膜装置は、基板保持手段、マスク保持手段、面内移動手段、距離変化手段、姿勢情報取得手段、および、姿勢制御手段を備えており、
前記面内移動手段が、前記基板を支持する前記基板保持手段および前記基板と略平行に前記マスクを支持する前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させるステップと、
前記距離変化手段が、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させるステップと、
前記姿勢情報取得手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢制御手段が、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御するステップと、
を有し、
前記姿勢制御手段は、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが前記基板と前記マスクが接触する直前の距離である所定距離まで接近したとき、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の間の距離が前記所定距離以内となる範囲において、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を一定に維持するように制御することを特徴とする成膜方法。

【請求項12】

マスクを介して基板の表面に成膜を行う成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記成膜装置は、基板保持手段、マスク保持手段、面内移動手段、距離変化手段、姿勢情報取得手段、および、姿勢制御手段を備えており、
前記面内移動手段が、前記基板を支持する前記基板保持手段および前記基板と略平行に前記マスクを支持する前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させるステップと、
前記距離変化手段が、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させるステップと、
前記姿勢情報取得手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢制御手段が、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御するステップと、
を有し、
前記面内移動手段は、前記基板とマスクが接触する直前に、前記相対的な位置関係の変化を行い、前記姿勢制御手段は、前記相対的な位置関係の変化の後の前記基板保持手段と前記マスク保持手段の相対的な姿勢を維持することを特徴とする成膜方法。

【請求項13】

マスクを介して基板の表面に成膜を行う成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記成膜装置は、基板保持手段、マスク保持手段、面内移動手段、距離変化手段、姿勢情報取得手段、および、姿勢制御手段を備えており、
前記面内移動手段が、前記基板を支持する前記基板保持手段および前記基板と略平行に前記マスクを支持する前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させるステップと、
前記距離変化手段が、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させるステップと、
前記姿勢情報取得手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を
示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢制御手段が、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御するステップと、
を有し、
前記姿勢情報は、前記マスク保持手段に対する前記基板保持手段の傾きであることを特徴とする成膜方法。

【請求項14】

成膜装置における成膜のためにマスクと基板をアライメントするアライメント方法であって、前記成膜装置は、基板保持手段、マスク保持手段、面内移動手段、距離変化手段、姿勢情報取得手段、および、姿勢制御手段を備えており、
前記面内移動手段が、前記基板を支持している前記基板保持手段および前記基板と略平行に前記マスクを支持している前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させるステップと、
前記距離変化手段が、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させるステップと、
前記姿勢情報取得手段が、基板保持手段の前記マスク保持手段に対する姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢制御手段が、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御するステップと、
を有し、
前記姿勢情報取得手段は、前記基板を保持している前記基板保持手段の前記マスク保持手段に対する傾きを示す情報を、前記姿勢情報として取得することを特徴とするアライメント方法。

【請求項15】

成膜装置における成膜のためにマスクと基板をアライメントするアライメント方法であって、前記成膜装置は、基板保持手段、マスク保持手段、面内移動手段、距離変化手段、姿勢情報取得手段、および、姿勢制御手段を備えており、
前記面内移動手段が、前記基板を支持する前記基板保持手段および前記基板と略平行に前記マスクを支持する前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させるステップと、
前記距離変化手段が、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させるステップと、
前記姿勢情報取得手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢制御手段が、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御するステップと、
を有し、
前記姿勢制御手段は、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが前記基板と前記マスクが接触する直前の距離である所定距離まで接近したとき、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の間の距離が前記所定距離以内となる範囲において、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を一定に維持するように制御することを特徴とするアライメント方法。

【請求項16】

成膜装置における成膜のためにマスクと基板をアライメントするアライメント方法であ
って、前記成膜装置は、基板保持手段、マスク保持手段、面内移動手段、距離変化手段、姿勢情報取得手段、および、姿勢制御手段を備えており、
前記面内移動手段が、前記基板を支持する前記基板保持手段および前記基板と略平行に前記マスクを支持する前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させるステップと、
前記距離変化手段が、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させるステップと、
前記姿勢情報取得手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢制御手段が、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御するステップと、
を有し、
前記面内移動手段は、前記基板とマスクが接触する直前に、前記相対的な位置関係の変化を行い、前記姿勢制御手段は、前記相対的な位置関係の変化の後の前記基板保持手段と前記マスク保持手段の相対的な姿勢を維持することを特徴とするアライメント方法。

【請求項17】

成膜装置における成膜のためにマスクと基板をアライメントするアライメント方法であって、前記成膜装置は、基板保持手段、マスク保持手段、面内移動手段、距離変化手段、姿勢情報取得手段、および、姿勢制御手段を備えており、
前記面内移動手段が、前記基板を支持する前記基板保持手段および前記基板と略平行に前記マスクを支持する前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させるステップと、
前記距離変化手段が、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させるステップと、
前記姿勢情報取得手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢制御手段が、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御するステップと、
を有し、
前記姿勢情報は、前記マスク保持手段に対する前記基板保持手段の傾きであることを特徴とするアライメント方法。

【請求項18】

請求項１～７のいずれか１項に記載の成膜装置を備え、前記成膜装置によって前記基板に成膜を行うことにより電子デバイスを製造する、電子デバイスの製造装置。

【請求項19】

前記電子デバイスは、有機ＥＬ素子を備える電子デバイスであることを特徴とする請求項１８に記載の電子デバイスの製造装置。

【請求項20】

請求項１０～１３のいずれか１項に記載の成膜方法によって基板とマスクの相対的な姿勢を制御して位置合わせするステップと、
前記基板に対して位置合わせされた前記マスクを介して前記基板に成膜を行うことにより電子デバイスを製造するステップと、
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、成膜装置および成膜方法、情報取得装置、アライメント方法、ならびに電子デバイスの製造装置および製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自発光型で、視野角、コントラスト、応答速度に優れた有機ＥＬ素子を用いた電子デバイスが、壁掛けテレビやモバイル機器をはじめとする種々の機器の表示部に盛んに応用されている。有機ＥＬ素子は、蒸着装置等の成膜装置内で、マスクを介して基板に有機膜等の薄膜を成膜することにより製造される。この製造工程では、減圧されたチャンバ内に基板を搬入したのち、基板とマスクとを密着させる前に、基板とマスクがアライメント（位置合わせ）される。

【0003】

アライメントの際には、例えば、基板側のアライメントマークとマスク側のアライメントマークとをＣＣＤカメラ等で認識して相対距離（位置ズレ量）を検出し、検出した位置ズレ量に基づいて基板をマスク表面と平行な平面内で相対的に移動させて、基板側とマスク側のアライメントマークの位置を合わせる。その後、基板を垂直方向に移動させて、マスクをマグネット機構等により基板を介して吸着させることで、基板表面にマスクを密着させる。

【0004】

このとき、基板とマスクとを密着させる際に、基板とマスクとに若干の位置ズレが生じることがある。そこで、特許文献１には、基板とマスクの密着前および密着後にアライメントマークの位置ズレ量を取得し、この差分に基づいて、基板とマスクとを密着させる際に生じる位置ズレを、基板とマスクとを密着させる前にあらかじめ補正する技術が記載されている。

【0005】

すなわち、特許文献１では、光学手段で認識した画像データを用いて、基板とマスクの密着前および密着後にそれぞれ、基板側アライメントマークとマスク側アライメントマークとの位置ズレ量を算出する。そして、これらの差分に基づいて、アライメント用の駆動機構固有の誤差やバックラッシュ等の機械的誤差に起因する位置ズレを補正するためのメカオフセット量を算出する。そして、次回以降のアライメント工程では、基板とマスクとを密着させる前に、算出されたメカオフセット量の分だけあらかじめ基板を移動させておくことで、密着前後の位置ズレ量を相殺するようしてアライメント精度の向上を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００８－４３５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１の技術では、アライメント用の駆動機構固有の機械的誤差をあらかじめ補正できたとしても、実際に基板とマスクとが接触する動作に伴って発生する位置ズレを補正しきることは困難である。
すなわち、本願発明者らの検討によれば、基板とマスクの接触時における、基板またはマスクの保持機構の微小な傾斜が、位置ズレの一つの原因であることが分かった。具体的には、基板とマスクが接触する際にそれぞれに微小なたるみや反り等があると、両者が均
一な面で密着せず、最初に接触した部分の摩擦が大きくなる。そして、基板とマスクの接近に伴って、最初の接触点に基板またはマスクの保持機構が引っ張られる方向に力が作用する。この力によって、基板またはマスクの保持機構に微小な傾斜が生じ、アライメント精度を低下させてしまう。さらに基板とマスクの擦れは、基板上の有機ＥＬ素子の品質低下を起こすおそれがある。

【0008】

この位置ズレの発生の仕方は、基板またはマスクの個体差、保持機構に対する保持姿勢、アライメント時の移動方向によって異なる。また、基板とマスクの接近時の最初の接触位置も、一様には定まらない。そのため、特許文献１のアライメント方法のように、前回までの基板とマスクの密着前後の誤差分を相殺するように、基板とマスクの密着前にあらかじめ移動補正しておくだけでは、この位置ズレを補正しきれない。

【0009】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板とマスクをアライメントした後に基板とマスクを密着させる際に、基板保持機構とマスク保持機構の相対的な姿勢変化に対応するための技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、以下の構成を採用する。すなわち、
マスクを介して基板の表面に成膜を行う成膜装置であって、
前記基板を支持する基板保持手段と、
前記基板と略平行に前記マスクを支持するマスク保持手段と、
前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させる面内移動手段と、
前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させる距離変化手段と、
前記基板保持手段の前記マスク保持手段に対する姿勢を示す姿勢情報を取得する姿勢情報取得手段と、
前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御する姿勢制御手段と、
を備え、
前記姿勢情報取得手段は、前記基板を保持している前記基板保持手段の前記マスク保持手段に対する傾きを示す情報を、前記姿勢情報として取得することを特徴とする成膜装置である。

【0011】

本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
マスクを介して、基板の表面に成膜を行う成膜装置であって、
前記基板を支持する基板保持手段と、
前記基板と略平行に前記マスクを支持するマスク保持手段と、
前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させる面内移動手段と、
前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させる距離変化手段と、
前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得する姿勢情報取得手段と、
前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御する姿勢制御手段と、
を備え、
前記姿勢制御手段は、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが前記基板と前記マスクが接触する直前の距離である所定距離まで接近したとき、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の間の距離が前記所定距離以内となる範囲におい
て、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を一定に維持するように制御することを特徴とする成膜装置である。
本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
マスクを介して、基板の表面に成膜を行う成膜装置であって、
前記基板を支持する基板保持手段と、
前記基板と略平行に前記マスクを支持するマスク保持手段と、
前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させる面内移動手段と、
前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させる距離変化手段と、
前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得する姿勢情報取得手段と、
前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御する姿勢制御手段と、
を備え、
前記面内移動手段は、前記基板とマスクが接触する直前に、前記相対的な位置関係の変化を行い、前記姿勢制御手段は、前記相対的な位置関係の変化の後の前記基板保持手段と前記マスク保持手段の相対的な姿勢を維持することを特徴とする成膜装置である。
本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
マスクを介して、基板の表面に成膜を行う成膜装置であって、
前記基板を支持する基板保持手段と、
前記基板と略平行に前記マスクを支持するマスク保持手段と、
前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させる面内移動手段と、
前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させる距離変化手段と、
前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得する姿勢情報取得手段と、
前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御する姿勢制御手段と、
を備え、
前記姿勢情報は、前記マスク保持手段に対する前記基板保持手段の傾きであることを特徴とする成膜装置である。

【0012】

本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
基板を保持する基板保持手段と、前記基板と略平行にマスクを支持するマスク保持手段と、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることにより、前記基板と前記マスクを位置合わせする位置合わせ手段とを有し、前記マスクを介して前記基板の表面に成膜を行う成膜装置に取り付けられる情報取得装置であって、
前記基板保持手段の前記マスク保持手段に対する姿勢を示す姿勢情報を取得する、姿勢
情報取得手段を備え、
前記姿勢情報取得手段は、前記基板を保持している前記基板保持手段の前記マスク保持手段に対する傾きを示す情報を、前記姿勢情報として取得することを特徴とする情報取得装置である。

【0013】

本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
マスクを介して基板の表面に成膜を行う成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記成膜装置は、基板保持手段、マスク保持手段、面内移動手段、距離変化手段、姿勢情報取得手段、および、姿勢制御手段を備えており、
前記面内移動手段が、前記基板を支持している前記基板保持手段および前記基板と略平行に前記マスクを支持している前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させるステップと、
前記距離変化手段が、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させるステップと、
前記姿勢情報取得手段が、基板保持手段の前記マスク保持手段に対する姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢制御手段が、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御するステップと、
を有し、
前記姿勢情報取得手段は、前記基板を保持している前記基板保持手段の前記マスク保持手段に対する傾きを示す情報を、前記姿勢情報として取得することを特徴とする成膜方法である。

【0014】

本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
マスクを介して基板の表面に成膜を行う成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記成膜装置は、基板保持手段、マスク保持手段、面内移動手段、距離変化手段、姿勢情報取得手段、および、姿勢制御手段を備えており、
前記面内移動手段が、前記基板を支持する前記基板保持手段および前記基板と略平行に前記マスクを支持する前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させるステップと、
前記距離変化手段が、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させるステップと、
前記姿勢情報取得手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢制御手段が、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御するステップと、
を有し、
前記姿勢制御手段は、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが前記基板と前記マスクが接触する直前の距離である所定距離まで接近したとき、前記基板保持手段と前記マスク保持手段の間の距離が前記所定距離以内となる範囲において、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を一定に維持するように制御することを特徴とする成膜方法である。
本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
マスクを介して基板の表面に成膜を行う成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記成膜装置は、基板保持手段、マスク保持手段、面内移動手段、距離変化手段、姿勢情報取得手段、および、姿勢制御手段を備えており、
前記面内移動手段が、前記基板を支持する前記基板保持手段および前記基板と略平行に前記マスクを支持する前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させるステップと、
前記距離変化手段が、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させるステップと、
前記姿勢情報取得手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢制御手段が、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御するステップと、
を有し、
前記面内移動手段は、前記基板とマスクが接触する直前に、前記相対的な位置関係の変化を行い、前記姿勢制御手段は、前記相対的な位置関係の変化の後の前記基板保持手段と前記マスク保持手段の相対的な姿勢を維持することを特徴とする成膜方法である。
本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
マスクを介して基板の表面に成膜を行う成膜装置を用いた成膜方法であって、
前記成膜装置は、基板保持手段、マスク保持手段、面内移動手段、距離変化手段、姿勢情報取得手段、および、姿勢制御手段を備えており、
前記面内移動手段が、前記基板を支持する前記基板保持手段および前記基板と略平行に前記マスクを支持する前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させるステップと、
前記距離変化手段が、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させるステップと、
前記姿勢情報取得手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢制御手段が、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御するステップと、
を有し、
前記姿勢情報は、前記マスク保持手段に対する前記基板保持手段の傾きであることを特徴とする成膜方法である。

【0015】

本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
成膜装置における成膜のためにマスクと基板をアライメントするアライメント方法であって、前記成膜装置は、基板保持手段、マスク保持手段、面内移動手段、距離変化手段、姿勢情報取得手段、および、姿勢制御手段を備えており、
前記面内移動手段が、前記基板を支持している前記基板保持手段および前記基板と略平行に前記マスクを支持している前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させるステップと、
前記距離変化手段が、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させるステップと、
前記姿勢情報取得手段が、基板保持手段の前記マスク保持手段に対する姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢制御手段が、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御するステップと、
を有し、
前記姿勢情報取得手段は、前記基板を保持している前記基板保持手段の前記マスク保持手段に対する傾きを示す情報を、前記姿勢情報として取得することを特徴とするアライメント方法である。

【0016】

本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
成膜装置における成膜のためにマスクと基板をアライメントするアライメント方法であって、前記成膜装置は、基板保持手段、マスク保持手段、面内移動手段、距離変化手段、姿勢情報取得手段、および、姿勢制御手段を備えており、
前記面内移動手段が、前記基板を支持する前記基板保持手段および前記基板と略平行に前記マスクを支持する前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させるステップと、
前記距離変化手段が、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させるステップと、
前記姿勢情報取得手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢制御手段が、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御するステップと、
を有し、
前記姿勢制御手段は、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが前記基板と前記マスクが接触する直前の距離である所定距離まで接近したとき、
前記基板保持手段と前記マスク保持手段の間の距離が前記所定距離以内となる範囲において、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を一定に維持するように制御することを特徴とするアライメント方法である。
本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
成膜装置における成膜のためにマスクと基板をアライメントするアライメント方法であって、前記成膜装置は、基板保持手段、マスク保持手段、面内移動手段、距離変化手段、姿勢情報取得手段、および、姿勢制御手段を備えており、
前記面内移動手段が、前記基板を支持する前記基板保持手段および前記基板と略平行に前記マスクを支持する前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させるステップと、
前記距離変化手段が、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させるステップと、
前記姿勢情報取得手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢制御手段が、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御するステップと、
を有し、
前記面内移動手段は、前記基板とマスクが接触する直前に、前記相対的な位置関係の変化を行い、前記姿勢制御手段は、前記相対的な位置関係の変化の後の前記基板保持手段と前記マスク保持手段の相対的な姿勢を維持することを特徴とするアライメント方法である。
本発明は、また以下の構成を採用する。すなわち、
成膜装置における成膜のためにマスクと基板をアライメントするアライメント方法であって、前記成膜装置は、基板保持手段、マスク保持手段、面内移動手段、距離変化手段、姿勢情報取得手段、および、姿勢制御手段を備えており、
前記面内移動手段が、前記基板を支持する前記基板保持手段および前記基板と略平行に前記マスクを支持する前記マスク保持手段の少なくとも一方を移動させることで、前記基板および前記マスクと略平行な平面における前記基板と前記マスクの相対的な位置関係を変化させるステップと、
前記距離変化手段が、前記基板保持手段および前記マスク保持手段の少なくとも一方を他方に対して移動させることで、前記基板と前記マスクの間の距離を変化させるステップと、
前記姿勢情報取得手段が、前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を示す姿勢情報を取得するステップと、
前記姿勢制御手段が、前記距離変化手段によって、前記基板保持手段と前記マスク保持手段とが相対的に接近する方向に移動している際、前記姿勢情報に基づいて前記基板保持手段と前記マスク保持手段との相対的な姿勢を制御するステップと、
を有し、
前記姿勢情報は、前記マスク保持手段に対する前記基板保持手段の傾きであ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】

【0017】

本発明によれば、基板とマスクをアライメントした後に基板とマスクを密着させる際に、基板保持機構とマスク保持機構の相対的な姿勢変化に対応するための技術を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】実施形態の蒸着装置の構成を示す模式的な断面図

【図2】蒸着装置の上面図

【図3】アライメント機構の一例を示す斜視図

【図4】回転並進機構の一例を示す斜視図

【図5】基板保持部の一例を示す斜視図

【図6】基板保持部による基板の保持の様子を示す図

【図7】基板およびマスクの保持の様子を示す平面図

【図8】実施形態における処理の各工程を示すフローチャート

【図9】フローチャートに対応する、基板とマスクの状態を示す側面図

【図10】フローチャートに対応する、基板とマスクの状態を示す別の側面図

【図11】フローチャートに対応する、基板とマスクの状態を示す別の側面図

【図12】フローチャートに対応する、基板とマスクの状態を示す別の側面図

【図13】実施形態の有機ＥＬパネルの製造システムの模式的な構成図

【図14】電子デバイスの構成を示す模式的な断面図

【図15】実施形態の蒸着装置の各機構を制御するためのシステムブロック図

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施形態及び実施例を説明する。ただし、以下の実施形態及び実施例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及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かぎりは、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。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。

【0020】

本発明は、基板等の成膜対象物に、マスクを介して蒸着による成膜を行う蒸着装置に好適であり、典型的には有機ＥＬパネルを製造するためにガラス等の基板に対して有機材料等を蒸着する蒸着装置に適用できる。本発明はまた、スパッタリングなど蒸着以外の方法で基板に成膜を行う成膜装置や成膜方法に適用できる。本発明はまた、蒸着装置内のアライメント機構に取り付け可能な、基板の傾斜に関する情報を取得する情報取得装置としても捉えられる。本発明はまた、基板とマスクのアライメントを行うアライメント装置やアライメント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、蒸着装置や情報取得装置の制御方法や、当該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。

【0021】

蒸着装置は、有機ＥＬパネルに用いる有機ＥＬ素子の他、有機薄膜太陽電池、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の上に薄膜を堆積形成することができる。典型的には、蒸着装置は、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。電子デバイスとして、有機ＥＬ素子を備えた表示装置や照明装置等を挙げても良い。

【0022】

［実施形態１］
（装置構成）
図１は、本実施形態の蒸着装置１００の全体構成を示すための模式的な断面図であり、蒸着装置１００が有する各部位の配置、構成および関係を説明する。蒸着装置の同一図面内に同一もしくは対応する部材を複数有する場合には、図面中にａ、ｂなどの添え字を付与して示しているが、説明文において区別する必要がない場合には、ａ、ｂなどの添え字を省略して記述する。

【0023】

蒸着装置１００は概略、チャンバ４と、基板５およびマスク６ａを保持して相対位置合わせを行うアライメント装置１を備えている。チャンバ４の内部には蒸着材料７１（成膜材料）を収納した蒸発源７（成膜源）を配置可能であり、これにより、チャンバ内部に減圧された成膜空間２が形成される。成膜空間２においては、蒸発源７から基板５に向けて蒸着材料が飛翔し、基板上に膜が形成される。

【0024】

図示例では成膜時に基板の成膜面が重力方向下方を向いた状態で成膜されるデポアップの構成について説明する。しかし、成膜時に基板の成膜面が重力方向上方を向いた状態で成膜されるデポダウンの構成でもよい。また、基板が垂直に立てられて成膜面が重力方向と略平行な状態で成膜が行われる、サイドデポの構成でもよい。
本発明は、基板とマスクを相対的に接近させるときに、該基板とマスクの少なくともいずれかの部材に発生する垂下や撓みによって、その部材の姿勢が変化するおそれがある場合に、好適に利用できる。

【0025】

チャンバ４は上部隔壁３ａ（天板）、側壁３ｂ、底壁３ｃを有しており、側壁３ｂには、基板５をチャンバ４内に搬入／搬出するためのゲートバルブ１５が設けられる。チャン
バ４は図１では格子状のハッチングで示される。チャンバ内部は、上述した減圧雰囲気の他、真空雰囲気や、窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持されていても良い。

【0026】

蒸発源７は例えば、蒸着材料７１を収容する坩堝などの容器７２と、蒸着材料７１の温度を上昇させて蒸発させて射出するシースヒータなどの加熱手段７３を備えるものであっても良い。さらに、基板５およびマスク６ａと略平行な平面内で容器７２を移動させる機構を備えることで、蒸着材料７１を射出する射出口を移動させ、基板上への成膜を均一化しても良い。なお、ここでは成膜源として蒸発源７を備えた蒸着装置について説明するが、本発明はこれに限定はされず、成膜源としてターゲットおよびカソードを有するスパッタリングカソードを備えたスパッタ装置にも適用可能である。

【0027】

アライメント装置１は、概略、チャンバ４の上部隔壁３ａの上に搭載されて位置決めを行う部分と、チャンバ内部に存在して基板等を保持する部分が含まれる。アライメント装置１は、基板５を保持する基板保持部８（基板保持手段）と、マスク６ａを保持するマスク保持部９（マスク保持手段）と、位置合わせ機構６０（位置合わせ手段）と、を有している。基板保持部８は、図１では縦方向のハッチングで示される。マスク保持部９は、図１では上部隔壁３ａに接続された白抜き部分として示される。

【0028】

位置合わせ機構６０は、チャンバ４の外側に設けられており、蒸着時に所望の精度を実現できるように、基板５とマスク６ａの相対的な位置関係を変化させたり安定的に保持したりする。位置合わせ機構６０は、概略、回転並進機構１１（面内移動手段）と、Ｚ昇降ベース１３と、Ｚ昇降スライダ１０を含んでいる。

【0029】

Ｚ昇降ベース１３は、回転並進機構１１によって、基板およびマスクと略平行な水平面内を２次元方向（Ｘ，Ｙ方向及び回転方向θ）に移動される。Ｚ昇降スライダ１０は、Ｚ昇降ベース１３とともにＸ，Ｙ，θ方向に移動し、かつＺ昇降ベース１３に対してＺ方向（基板およびマスクに対して垂直な方向）に昇降動作可能に支持されている。

【0030】

詳しくは後述するが、位置合わせ機構６０には更に、姿勢情報取得手段（姿勢検出手段）であるリニアスケール５２と、姿勢調整手段（姿勢制御手段）であるボイスコイルモータ５１が含まれる。リニアスケール５２は、Ｚ昇降スライダ１０の側面に配置されＺ方向に目盛りが設けられたスケールで、このスケールと対向するＺ昇降ベース１３上に配置された検出器とともに、Ｚ昇降ベース１３とＺ昇降スライダ１０の相対位置関係を取得する。なおリニアスケール５２としては光学式など任意のものを利用でき、図１では黒塗り部分として示される。

【0031】

ボイスコイルモータ５１は、Ｚ昇降スライダ１０の側に配置された円筒コイル部材と、対向するＺ昇降ベース１３の側に配置されたインナーマグネット部材で構成され、非接触でギャップを保ったまま両者が互いに相対的に位置関係を変化させる。ボイスコイルモータ５１は、図１では横方向のハッチングで示される。ボイスコイルモータ５１は、Ｚ昇降ベース１３とＺ昇降スライダ１０の位置関係をボイスコイルの発生力によって調整することにより、基板５の姿勢を調整する。なおボイスコイルモータ５１としてムービングコイル式やムービングマグネット式など任意のものを利用できる。

【0032】

このように、リニアスケール５２を含む姿勢情報取得手段（姿勢検知手段）と、ボイスコイルモータ５１を含む姿勢調整手段（姿勢制御手段）とで、Ｚ昇降スライダ１０の傾き（すなわち基板５の傾き）を検知し、その傾きを制御（調整あるいは保持など）することができ、基板下降中の姿勢を安定させることができる。

【0033】

なお、リニアスケール５２を、既存のアライメント装置１に後から取り付けられる構成
としても良い。すなわち本発明は、蒸着装置のアライメント装置に配置される、基板の傾き等の姿勢情報を検知する姿勢情報取得手段を備える情報取得装置として捉えることができる。この場合で、既存のアライメント装置１にすでにボイスコイルモータ等の上下及び傾きを調整可能な機構が備わっていれば、リニアスケールと制御用のソフトウェアを付加することによって、姿勢制御を実現することができる。
さらに、情報取得装置としてのリニアスケール５２及びボイスコイルモータ５１を、既存のアライメント装置１に取り付けられる構成としても良い。この場合、既存のアライメント装置１に制御用のソフトウェアを付加することによって、姿勢制御を実現することができる。

【0034】

回転並進機構１１は、チャンバ４の上部隔壁３ａに取り付けられ、Ｚ昇降ベース１３をＸＹθ方向に駆動し、これによって基板とマスクの面方向内における位置合わせ（アライメント）を行う。またＺ昇降ベース１３は、Ｚ方向には移動せず、基板５がＺ方向に移動するときのベースとなる。図１においては右下がり対角線のハッチングで示される。

【0035】

Ｚ昇降スライダ１０は、Ｚガイド１８に沿ってＺ方向に移動可能な部材である。Ｚガイド１８は、Ｚ昇降ベース１３の側面に固定される固定部分（符号１８ａ１，１８ｃ１）と、該固定部分に沿ってＺ方向に移動可能な、Ｚ昇降スライダ１０が接続される可動部分（符号１８ａ２，１８ｃ２）を含む。Ｚ昇降スライダ１０は、図１では右上がり対角線のハッチングで示される。
Ｚ昇降スライダ１０は、基板保持シャフト１２を介して基板保持部８に接続され、Ｚ昇降ベース１３に対して基板保持部８を昇降することにより、基板保持部８に保持された基板５と、マスク６ａの間の距離を制御する。

【0036】

かかる構成において、回転並進機構１１による基板５およびマスク６ａに略平行な面内でのＸＹθ駆動の際には、Ｚ昇降ベース１３、Ｚ昇降スライダ１０および基板保持シャフト１２が一体として移動し、基板保持部８に駆動力を伝達する。そして、基板５を、基板５およびマスク６ａと略平行な平面内において移動させる。また、Ｚガイド１８によってＺ昇降スライダ１０がＺ昇降ベース１３に対してＺ方向に駆動する際には、駆動力が基板保持シャフト１２を介して基板保持部８に伝達される。そして、基板５のマスク６ａに対する距離を変化（離間または接近）させる。すなわち、Ｚ昇降ベース１３、Ｚ昇降ベース１３およびＺガイド１８は位置合わせ機構６０による位置合わせの際の距離変化手段として機能する。

【0037】

また図示例のように、可動部を多く含む位置合わせ機構６０を成膜空間の外に配置することで、成膜空間内の発塵を抑制することができる。

【0038】

ここで、上述したように、Ｚ昇降ベース１３とＺ昇降スライダ１０を接続する。Ｚガイド１８は、例えば、リニアガイドとキャリッジの組により構成され、Ｚ昇降ベース１３側に接続されＺ方向に延伸するリニアガイド上を、Ｚ昇降スライダ１０に接続されたキャリッジが移動することにより、Ｚ昇降ベース１３とＺ昇降スライダ１０の両部材を移動可能に接続する。

【0039】

またＺガイド１８は、所望の位置で移動を規制して相互の位置関係を固定可能である。ただし、高精度な位置制御が求められる場合（例えば、μｍオーダー）は、外部からの力が作用することによりＺガイド１８により固定された位置関係がずれる場合がある。例えば、基板保持部８が下降して基板５とマスク６ａが接触し、マスク６ａから基板５への反力が作用した場合に、Ｚ昇降ベース１３に対してＺ昇降スライダ１０が支点であるボールねじ２０のナットを回転中心として傾く場合がある。
すなわち基板とマスクとが接触する際、それぞれに微小なたるみや反り等があると、両
者が均一な面で密着せず、最初に接触した部分の摩擦が大きくなり、基板とマスクが互いに近づき対向する表面が互いに密着するまでの動作に伴って、その接触点に基板保持部８が引っ張られる方向に力が作用する。

【0040】

その結果、マスク保持部９がチャンバ４に固定されているため、マスク保持部９に対して基板保持部８が傾くことになり、基板保持シャフト１２を介して基板保持部８を支持しているＺ昇降スライダ１０に対して微細な傾きが生じる。このような傾きの発生は、アライメント精度を低下させ、蒸着精度によっては問題となり得る。
このような問題は、基板、マスクの個体差、保持機構に対する保持姿勢、さらにはアライメント時の移動方向によっても異なり、基板とマスクを相対的に近づけた場合、最初に接触する位置が不定であるため、予測が難しい。

【0041】

なお、本実施形態のアライメント装置１はマスク保持部９がチャンバ４に固定され、基板保持部８が位置合わせ機構６０によってマスク保持部９に対して回転並進駆動、近接離間駆動される構成としているが、これに限定はされない。すなわち、本発明は、基板保持部８がチャンバ４に固定され、マスク保持部９が位置合わせ機構６０によって基板保持部８に対して回転並進駆動、近接離間駆動される構成のアライメント装置にも適用可能である。このような構成のアライメント装置においても、同様のメカニズムによって、基板保持部８に対してマスク保持部９が傾くことになる。

【0042】

基板保持シャフト１２は、チャンバ４の上部隔壁３ａに設けられた貫通穴１６を通って、チャンバ４の外部と内部に渡って設けられている。成膜空間内では、基板保持シャフト１２の下部に基板保持部８が設けられ、被成膜物である基板５を保持可能となっている。
なお、チャンバ内部に、冷却板やマグネット機構を設けても良い。冷却板は例えば、成膜時に、基板５の、マスク６ａと接触する面とは反対側の面に接触し、成膜時の基板温度の上昇を抑制する板状部材である。これにより、有機材料の変質や劣化が抑制される。またマグネット板とは、磁力によってマスク６ａを引き付けて、成膜時の基板５とマスク６ａの密着性を高める部材である。

【0043】

そして上述したように、Ｚ昇降スライダ１０には、ＸＹ平面に対して矩形状のＺ昇降スライダ１０の３角に、ボイスコイルモータ５１（サーボモータ）とリニアスケール５２が、３セット配置されている。
図２は装置の上面図であり、ボイスコイルモータ５１とリニアスケール５２の配置を示したものである。

【0044】

ボールねじ２０のナットを回転中心とする回転方向の姿勢制御は、ボイスコイルモータ５１ａ、５１ｂ、５１ｃの組み合わせで実現する。
ボイスコイルモータ５１ａ、ボイスコイルモータ５１ｂ、ボイスコイルモータ５１ｃ各々の推力を、それぞれＦａ、Ｆｂ、Ｆｃとする。Ｘ軸周りの回転力をＦωｘ、Ｘ軸周りの回転力をＦωｙとすると、各ボイスコイルモータの推力と回転力の関係は以下の式（１）～（３）で示される。
Ｆａ＝１／Ｙ１×Ｆωｘ＋１／Ｘ１×Ｆωｙ …（１）
Ｆｂ＝－１／Ｙ１×Ｆωｘ …（２）
Ｆｃ＝－１／Ｘ１×Ｆωｙ …（３）
ここで、Ｘ１はボイスコイルモータ５１ａ、５１ｃの間隔、Ｙ１はボイスコイルモータ５１ａ、５１ｂの間隔を示す。
また、Ｚ方向のトータル推力Ｆａ＋Ｆｂ＋Ｆｃ＝０となるので、Ｚ方向に駆動するボールねじ２０のＺ方向推力と干渉することは無い。

【0045】

次に、姿勢の演算方法について説明する。
リニアスケール５２ａ、５２ｂ、５２ｃ各々の測定値を、それぞれＺａ、Ｚｂ、Ｚｃとする。回転中心におけるＺ昇降スライダ１０のＸ軸回りの回転角度をωｘ、Ｙ軸回りの回転角度をωｙとする。このとき、回転角度は以下の式（４）、（５）で算出できる。
ωｘ＝（Ｚｂ－Ｚａ）／Ｙ１ …（４）
ωｙ＝（Ｚａ－Ｚｃ）／Ｘ１ …（５）

【0046】

すなわち、各リニアスケールによってωｘ、ωｙの値を導出し、姿勢が設定した基準を保つように各ボイスコイルのモータ推力Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃの組み合わせで回転力Ｆωｘ、Ｆωｙを発生し、フィードバックすることで、Ｚ昇降スライダ１０がＺ方向のどの高さにあっても常時姿勢を制御できる構成となっている。
また、本実施例では３個のボイスコイルモータおよび３個のリニアスケールを使用している。しかし、より姿勢を安定させるために、Ｚ昇降スライダ１０の４隅それぞれに１個ずつ、合計４個のボイスコイルモータおよび４個のリニアスケールを用いて姿勢を制御することも可能である。

【0047】

なお、Ｚ昇降スライダ１０の姿勢情報取得手段はリニアスケールに限定されるものではなく、姿勢調整手段はボイスコイルモータに限定されるものではない。例えば、リニアスケールによる計測の代わりに、レーザ変位計による位置検出や、デジタル水準器によるＺ昇降スライダの傾斜（姿勢）測定などを行っても良い。また、ボイスコイルモータ以外のモータを用いてもよい。その他、任意の機構を採用できる。

【0048】

基板保持シャフト１２と上部隔壁３ａとが干渉することのないよう、貫通穴１６は基板保持シャフト１２の外径に対して十分に大きく設計される。また、基板保持シャフト１２のうち貫通穴１６からＺ昇降スライダ１０への固定部分までの区間は、Ｚ昇降スライダ１０と上部隔壁３ａとに固定されたベローズ４０によって覆われる。これにより、基板保持シャフト１２がチャンバ４と連通する閉じられた空間によって覆われるため、基板保持シャフト１２全体を成膜空間２と同じ状態（例えば、真空状態）に保つことができる。ベローズ４０には、Ｚ方向およびＸＹ方向にも柔軟性を持つものを用いるとよい。これにより、アライメント装置１の稼働によってベローズ４０が変位した際に発生する抵抗力を十分に小さくすることができ、位置調整時の負荷を低減することができる。

【0049】

マスク保持部９は、チャンバ４の内部において、上部隔壁３ａの成膜空間２の側の面に設置されており、マスクを保持可能となっている。例えば有機ＥＬパネルの製造に用いられるマスクは、成膜パターンに応じた開口を有する箔状のマスク６ａが高剛性のマスク枠６ｂに架張された状態で固定された構成を有している。この構成により、マスク保持部９はマスク６ａの撓みを低減した状態で保持することができる。

【0050】

なお、図１の構成では、マスク保持部９はチャンバ４に固定され、基板保持部８のみが可動である。しかし、本発明の蒸着装置におけるアライメント装置は、この構成に限られない。基板保持部８とマスク保持部９のうち、少なくとも一方が他方に対して移動可能であれば良い。また、基板保持部８とマスク保持部９の両方が駆動可能でもよい。

【0051】

蒸着装置１００による各種の動作（回転並進機構１１によるアライメント、距離変化手段によるＺ昇降スライダ１０の昇降、基板保持部８による基板保持、蒸発源７による蒸着など）は、制御部５０によって制御される。制御部５０は、例えば、プロセッサ、メモリ、ストレージ、Ｉ／Ｏなどを有するコンピュータにより構成可能である。この場合、制御部５０の機能は、メモリ又はストレージに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。コンピュータとしては、汎用のパーソナルコンピュータを用いてもよいし、組込型のコンピュータ又はＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を用いてもよい。あるいは、制御部５０の機能の一部又は全部を
ＡＳＩＣやＦＰＧＡのような回路で構成してもよい。なお、蒸着装置ごとに制御部５０が設けられていてもよいし、１つの制御部５０が複数の蒸着装置を制御してもよい。

【0052】

次にアライメント装置１の位置合わせ機構６０の詳細について、図３を参照して説明する。図３は、アライメント機構の一形態を示す斜視図である。Ｚ昇降スライダ１０を鉛直Ｚ方向に案内するガイドは、複数本（ここでは４本）のＺガイド１８ａ～１８ｄを含んでおり、Ｚ昇降ベース１３の側面に固定されている。Ｚ昇降スライダ中央には駆動力を伝達するためのボールネジ２０が配設され、Ｚ昇降ベース１３に固定されたモータ１９から伝達される動力が、ボールネジ２０を介してＺ昇降スライダ１０に伝えられる。

【0053】

モータ１９は不図示の回転エンコーダを内蔵しており、エンコーダの回転数により間接的にＺ昇降スライダ１０のＺ方向位置を計測できる。モータ１９の駆動を外部コントローラで制御することにより、Ｚ昇降スライダ１０のＺ方向の精密な位置決めが可能となっている。なお、Ｚ昇降スライダ１０の昇降機構は、ボールネジ２０と回転エンコーダに限定されるものではなく、リニアモータとリニアエンコーダの組み合わせなど、任意の機構を採用することができる。

【0054】

図４は、アライメント装置１の位置合わせ機構６０の回転並進機構１１の一形態を示す斜視図である。アライメント装置１では、Ｚ昇降スライダ１０およびＺ昇降ベース１３が回転並進機構１１の上に配設されており、Ｚ昇降ベース１３とＺ昇降スライダ１０の全体を、回転並進機構１１によってＸＹ方向および回転方向θｚ（θｚはＺ軸に対する回転位置）に駆動させることが可能となっている。

【0055】

図４の構成では、回転並進機構１１は複数の駆動ユニット２１ａ～２１ｄを、ベースの四隅に有している。各駆動ユニットは、隣接する隅に配置された駆動ユニットをＺ軸周りに９０度回転させた向きに配置されている。

【0056】

各駆動ユニット２１は、駆動力を発生させる駆動ユニットモータ４１を備えている。各駆動ユニット２１は更に、駆動ユニットモータ４１の力が駆動ユニットボールネジ４２を介して伝達されることにより第１の方向にスライドする第１のガイド２２と、ＸＹ平面において第１の方向と直交する第２の方向にスライドする第２のガイド２３とを備えている。さらに、Ｚ軸周りに回転可能な回転ベアリング２４を備えている。例えば、駆動ユニット２１ｃの場合は、Ｘ方向にスライドする第１のガイド２２、Ｘ方向と直交するＹ方向にスライドする第２のガイド２３、回転ベアリング２４を有しており、駆動ユニットモータ４１の力が駆動ユニットボールネジ４２を介して第１のガイド２２に伝達される。

【0057】

駆動ユニットモータ４１は不図示の回転エンコーダを内蔵しており、第１のガイド２２の変位量を計測可能である。各駆動ユニット２１において、駆動ユニットモータ４１の駆動を制御部５０で制御することにより、Ｚ昇降ベース１３のＸＹθｚ方向における位置を精密に制御することが可能となっている。
例えば、Ｚ昇降ベース１３を＋Ｘ方向へ移動させる場合は、駆動ユニット２１ｂと２１ｃのそれぞれにおいて＋Ｘ方向にスライドさせる力を駆動ユニットモータ４１で発生させ、Ｚ昇降ベース１３にその力を伝えるとよい。また、＋Ｙ方向へ移動させる場合には、駆動ユニット２１ａと２１ｄのそれぞれにおいて＋Ｙ方向にスライドさせる力を駆動ユニットモータ４１で発生させ、Ｚ昇降ベース１３にその力を伝えるとよい。
Ｚ昇降ベース１３を＋θ回転（時計周りにθｚ回転）させる場合は、対角に配置された駆動ユニット２１ｃと２１ｂとを用いて、Ｚ軸周りに＋θｚ回転させるために必要な力を発生させ、Ｚ昇降ベース１３にその力を伝えるとよい。あるいは、駆動ユニット２１ａと２１ｄとを用いて、Ｚ昇降ベース１３に回転に必要な力を伝えてもよい。

【0058】

次に、基板保持部８の詳細な構成について、図５および図６を用いて説明する。図５は、基板保持部８全体をアライメント装置１側から見た斜視図である。ここでは基板保持部８は、矩形の基板５を互いに対向する２辺（ここでは長辺）に沿って保持した状態である。図６（ａ）、図６（ｂ）は、基板保持部８の、基板を保持する部分を拡大した側面図であり、図６（ａ）は基板を載置して保持している状態を、図６（ｂ）は基板の両側を挟持して保持している状態を示している。なお、図６（ａ）および図６（ｂ）では、基板５には自重による撓みが生じていないように見えるが、これは図示の便宜のためであり、実際には両端で支持された基板５は自重等の影響により変形している。

【0059】

図５に示すように、基板保持部８は、基板５の二つの長辺にそれぞれ対応する、保持ベース２５ａと保持ベース２５ｂを有している。保持ベース２５ａは基板保持シャフト１２ａと基板保持シャフト１２ｂの下部に固定され、保持ベース２５ｂは基板保持シャフト１２ｃと基板保持シャフト１２ｄの下部に固定されている。保持ベース２５ａは、基板保持シャフト１２ａと基板保持シャフト１２ｂにより、保持ベース２５ｂは基板保持シャフト１２ｃと基板保持シャフト１２ｄにより、位置が制御される。保持ベース２５ａ、保持ベース２５ｂは、基板の長辺と同等の長さを有する板状部材であり、基板の長辺に沿って複数の受け爪２６が設けられている。さらに、基板保持部８は、受け爪２６ａ、２６ｂと対向して、駆動シャフト３４ａ、３４ｂを介して位置が制御される複数のクランプ２７を有している。複数の受け爪２６ａ、２６ｂに対する複数のクランプ２７ａ、２７ｂの位置を制御して、基板５の互いに対向する２辺の縁部（端部）を挟み込んで挟持することで、基板の位置を固定できる。

【0060】

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

【0061】

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

【0062】

クランプ２７ａ、２７ｂの下降が下端に達すると、クランプ２７ａ、２７ｂは受け爪２６ａ、２６ｂ上に載置された基板５の表面に当接し、受け爪２６ａ、２６ｂの挟持面とクランプ２７ａ、２７ｂの挟持面との間で基板５を固定する。これが、図６（ｂ）の状態である。クランプ２７ａ、２７ｂによって一定の荷重を付加して基板５を保持するため、クランプ２７ａ、２７ｂの上部には保持力（荷重）を発生させるためのバネ２９ａ、２９ｂが配設される。なおクランプ２７ａ、２７ｂとバネ２９ａ、２９ｂの間にはロッド３１ａ、３１ｂが存在し、クランプ２７ａ、２７ｂはＺ方向に案内される。バネ２９ａ、２９ｂは荷重調整ネジ３０によってギャップＬを変えることで全長を調整することができる。従
って、バネ２９ａ、２９ｂの押し込み量によって、ロッド３１ａ、３１ｂを介してクランプ２７ａ、２７ｂに発生する押し込み力（基板への押圧力）も調整可能である。

【0063】

次に、基板５とマスク６ａとの位置を検出するために、それぞれのアライメントマークの位置を同時に計測するための撮像装置について説明する。図１、図３に示すように、上部隔壁３ａの外側の面には、マスク６ａ上のアライメントマーク（マスクマーク）および基板５上のアライメントマーク（基板マーク）の位置を取得するための位置取得手段である撮像装置１４が配設されている。上部隔壁３ａには、撮像装置１４によりチャンバ４の内部に配置されたアライメントマークの位置を計測できるよう、カメラ光軸上に不図示の撮像用貫通穴が設けられている。撮像用貫通穴には、チャンバ内部の真空度を維持するために窓ガラス等が設けられる。さらに、撮像装置１４の内部または近傍に不図示の照明を設け、基板およびマスクのアライメントマーク近傍に光を照射することで、正確なマーク像の計測を可能としている。

【0064】

図７（ａ）～図７（ｃ）を参照して、撮像装置１４を用いて基板マーク３７とマスクマーク３８の位置を計測する方法を説明する。
図７（ａ）は、基板保持部８に保持されている状態の基板５を上から見た図である。基板５上には撮像装置１４で計測可能な基板マーク３７ａ～基板マーク３７ｄが基板の４隅に形成されている。この基板マーク３７ａ～基板マーク３７ｄを４つの撮像装置１４によって同時計測し、各基板マークの中心位置である４点の位置関係から基板５の並進量、回転量を算出することにより、基板の位置情報を取得することができる。

【0065】

図７（ｂ）は、マスク６ａを上面から見た図である。箔状のマスク６ａの四隅には撮像装置で計測可能なマスクマーク３８ａ～マスクマーク３８ｄが形成されている。このマスクマーク３８ａ～マスクマーク３８ｄを４つの撮像装置１４ａ～撮像装置１４ｄにより同時計測し、各マスクマークの中心位置である４点の位置関係からマスク６ａの並進量、回転量などを算出して、マスクの位置情報を取得することができる。

【0066】

図７（ｃ）は、マスクマーク３８および基板マーク３７の４つの組の中の１組を、撮像装置１４によって計測した際の、撮像画像の視野４３を模式的に示した図である。この例では、撮像装置１４の視野４３内において、基板マーク３７とマスクマーク３８が同時に計測されているので、マーク中心同士の相対的な位置を測定することが可能である。マーク中心座標は、撮像装置１４の計測によって得られた画像に基づいて、不図示の画像処理装置を用いて求めることができる。なお、マスクマーク３８および基板マーク３７として四角形や丸形状のものを示したが、マークの形状はこれに限られるわけではない。例えば、×印や十字形などのように中心位置を算出しやすく対象性を有する形状を用いることが好ましい。

【0067】

精度の高いアライメントが求められる場合、撮像装置１４として数μｍのオーダーの位置ズレを検出可能な高解像度を有する高倍率ＣＣＤカメラが用いられる。このような高倍率ＣＣＤカメラは、視野の径が数ｍｍと狭いため、基板５を受け爪２６に載置した際の位置ズレが大きいと、基板マーク３７が視野から外れてしまい、計測不可能となる。そこで、撮像装置１４として、高倍率ＣＣＤカメラと併せて広い視野をもつ低倍率ＣＣＤカメラを併設するのが好ましい。その場合、マスクマーク３８と基板マーク３７が同時に高倍率ＣＣＤカメラの視野に収まるよう、低倍率ＣＣＤカメラを用いて大まかなアライメント（ラフアライメント）を行った後、高倍率ＣＣＤカメラを用いてマスクマーク３８と基板マーク３７の位置計測を行い、高精度なアライメント（ファインアライメント）を行う。

【0068】

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

【0069】

撮像装置１４によって取得したマスク６ａの位置情報および基板５の位置情報から、マスク６ａと基板５との相対位置情報を取得することができる。この相対位置情報を、アライメント装置の制御部５０にフィードバックし、Ｚ昇降スライダ１０、回転並進機構１１、基板保持部８など、それぞれの駆動部の駆動量を制御する。

【0070】

（制御システム）
上述した各機構は、すべて制御部５０によって制御される。図１５は、制御部５０によって各制御対象とする機構を制御するためのシステムブロック２００を説明するための図である。

【0071】

図１５において、制御部５０は前述のように、プロセッサによって構成され、ハードディスク（ＨＤＤ）２０７に記憶された制御プログラム、あるいは入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）２０６を介してネットワーク２０９より制御プログラムをロードして実行することによって、制御対象とする各機構部の動作を制御する。またメモリ２０６は、各機構の動作制御に関連する種々のデータ処理に用いられる。

【0072】

制御部５０は、姿勢制御ブロック２０１、Ｚ昇降スライダ制御ブロック２０２、アライメントブロック２０３、および基板保持制御ブロック２０４を制御する。
アライメントブロック２０３は、撮像装置１４によって検出された位置ズレ情報に基づいて、回転並進機構１１を制御して基板、マーク間のアライメントを行う。姿勢制御ブロック２０１は、姿勢検出手段、姿勢制御手段によって基板とマスクとの傾きを制御する。Ｚ昇降スライダ制御ブロック２０２は、Ｚ昇降スライダ１０を制御して、基板保持部８を昇降制御して基板をマスクへと昇降制御する。基板保持制御ブロック２０４は、基板保持部８に組み込まれている基板保持機構を制御する。

【0073】

（基板載置方法）
以下では、基板を基板保持部にセットし、基板とマスクとをアライメントし、基板をマスク上に載置するまでの、蒸着装置の一連の動作を説明する。この一連の動作は、図15のシステムブロック図に示す構成において、制御部５０によって制御プログラムを実行し、各制御対象を制御することによって行われる。

【0074】

図８は、実施形態の蒸着装置において、制御部５０によって実行される動作シーケンスを示すフローチャートである。また、図９～図１２は、図８のフローチャートの各ステップにおける基板とマスクの状態を示すための模式図である。なお、本フローの説明においては、蒸着装置１００が撮像装置として、ラフアライメント用の低倍率カメラとファインアライメント用の高倍率カメラを有するものとする。

【0075】

まず、ステップＳ１０１では、不図示のロボットハンドに搭載された基板５がゲートバルブ１５を介してチャンバ４内に搬入され、図９（ａ）に示すように、基板保持部の両側の受け爪２６上に載置される。受け爪２６ａは、基板の一辺に沿って該基板を支持し、受け爪２６ｂは、前記一辺と対向する第二辺に沿って該基板を支持する。
この工程では、ロボットハンドの動作スペースを十分に確保するために、受け爪２６の上面とマスク６ａとを隔てる距離Ｈ１を十分に大きく設定している。受け爪２６上に載置された基板５は自重により撓み、Ｚ方向における基板５とマスク６ａの最短距離Ｄ１は、Ｈ１よりも短くなる。しかし、Ｈ１を十分大きく設定しているため、基板５がマスク６ａ
と接することはない。（基板５がマスク６ａよりも上にある状態を正とすると、Ｄ１＞０）。

【0076】

次に、ステップＳ１０２では、図９（ｂ）に示すように、受け爪２６と対向して配置されたクランプ２７を駆動して、基板５をクランプ（挟持）する。具体的には、電動シリンダ３６から発生する力が駆動シャフト３４を介してクランプスライダ３２に伝えられ、クランプスライダ３２がＺ方向に駆動する。すると、クランプスライダ３２に取り付けられたクランプユニット２８が下降して基板５に接触し、受け爪２６との間に基板５を挟み込んでクランプする。本構成では、クランプ２７ａは、基板５を受け爪２６ａに向けて押圧し、クランプ２７ｂは、基板を受け爪２６ｂに向けて押圧する。

【0077】

次に、ステップＳ１０３では、図１０（ａ）に示すように基板５を下降させ、低倍率ＣＣＤカメラで撮像する高さにセットする。すなわち、受け爪２６を下降させ、受け爪２６の上面とマスク６ａの距離を、Ｈ１よりも小さなＨ２に変位させる。（Ｈ１＞Ｈ２）。ただし、このとき、自重により撓んだ基板５がマスク６ａと接触しない高さに設定する。したがって、本ステップでのＺ方向における基板５とマスク６ａの最短距離Ｄ２は、（Ｄ１＞Ｄ２＞０）を満たすようにする。なお、この基板５を保持する基板保持部８の昇降動作は、モータ１９によってボールネジ２０を回転し、Ｚ昇降ベース１３に対して、Ｚ昇降スライダ１０を昇降制御することによって行われる。

【0078】

次に、ステップＳ１０４では、低倍率ＣＣＤカメラで基板５に設けられた基板マーク３７を撮像する。制御部５０は、撮像された画像に基づき基板５の位置情報を取得してメモリ２０６あるいは制御部５０内のメモリに保存する。

【0079】

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

【0080】

ステップＳ１０４に続いて実行されるステップＳ１０５では、図１０（ｂ）に示す位置まで基板５を下降させ、アライメント動作高さにセットし、ステップＳ１０４で取得した位置情報に基づいて基板５の位置を調整する。
まず基板５の高さについて言えば、受け爪２６の上面とマスク６ａとを隔てる距離を、ステップＳ１０４の時より小さなＨ３（第１の高さ）に変更する（Ｈ２＞Ｈ３）。ただしこの時、受け爪２６の位置は、自重により撓んだ基板５がマスク６ａと接触しない高さに設定する。このときの距離関係は、本ステップでのＺ方向における基板５とマスク６ａの最短距離をＤ３とすると、（Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３＞０）となる。
なお、場合によっては、ステップＳ１０５とステップＳ１０４を同じ高さで実行してもよく、その場合にはＨ２＝Ｈ３、Ｄ２＝Ｄ３＞０とする。

【0081】

ステップＳ１０４に続いて実行されるステップＳ１０５におけるアライメント動作では、制御部５０は、ステップＳ１０４で取得した基板５の位置情報に基づいて、アライメント装置１が備える位置合わせ機構を駆動する。すなわち、制御部５０は、基板５の基板マーク３７が高倍率ＣＣＤカメラの視野内に入るように基板５の位置を調整する。なお、マスク６ａについては、マスクマーク３８が高倍率ＣＣＤカメラの視野内（望ましくは視野中心）に入るように、予め、マスク６ａと高倍率ＣＣＤカメラの相対位置が調整済みである。このため、ステップＳ１０４に続いて実行されるステップＳ１０５におけるアライメント動作により、基板マーク３７とマスクマーク３８の両方が高倍率ＣＣＤカメラの視野内に入るように調整される。ただしこの時点では、被写界深度の関係から、基板マークが高倍率ＣＣＤカメラで撮像できない可能性がある。なお、アライメント動作では、基板５をＸＹθｚ方向に移動させるが、前述のように自重により撓んだ基板５がマスク６ａと接
触しない高さで移動させるため、ラフアライメント動作におけるマスク６ａと基板５の相対移動量が大きくても、基板５の表面、あるいは、すでに形成された膜パターンがマスク６ａと摺動して破損することはない。

【0082】

次に、ステップＳ１０６では、図１１（ａ）に示すように基板５を下降させ、高倍率ＣＣＤカメラで撮像する高さに基板５をセットする。すなわち、クランプ２７ａとクランプ２７ｂで基板５を押圧したまま受け爪２６ａ、２６ｂを下降させ、受け爪２６ａ、２６ｂの上面とマスク６ａの距離を、Ｈ３よりも小さなＨ４（第２の高さ）に変更する。（Ｈ３＞Ｈ４）。
ここでは、被写界深度が浅い高倍率ＣＣＤカメラを、基板マーク３７とマスクマーク３８の両方に合焦させて撮影するために、基板５の少なくとも一部（撓んだ部分）がマスク６ａに接触して基板マスク当接部５ｃができる高さまで、基板５をマスク６ａに近接させる。

【0083】

このように基板５の一部がマスク６ａに当接すると、その当接部における摩擦力が大きいため、さらなる基板５の下降動作に伴い、基板とマスクの接触が進み、徐々に基板の撓みが減少するにつれて、基板５に対する水平方向における反力が発生し、その反力が基板保持部８、基板保持シャフト１２を介してＺ昇降スライダ１０に伝わり、Ｚ昇降スライダ１０とＺ昇降ベース１３の位置関係が変化する（例えば、Ｚ昇降スライダ１０の姿勢が傾く）可能性がある。この状態で基板５とマスク６ａを接近させ続けると、傾きも変化を続け、アライメントが不安定化する可能性もある。この傾きは、基板とマスクとが最初に接触する当接点である基板マスク当接部５ｃが基板によって不定であることから、それに起因する反力がどのように作用するかも不確定である。しかも基板、マスクが大きくなるほど、この問題は顕著になる。

【0084】

そこで本発明では、後述するように、このような当接が発生した後のステップでは、Ｚ昇降スライダ１０の傾きを計測し、その傾き（すなわち、基板保持部８とマスク保持部９の相対的な姿勢）を一定に維持するように姿勢を調整している。このような姿勢制御は、基板保持部とマスク保持部９が、基板５とマスク６ａが接触する直前の距離である所定距離以内となる範囲において実行される。

【0085】

また更に、後のステップでの基板保持部８の傾き算出を良好に行うために、Ｓ１０６において基板５の垂下部分がマスク６ａに当接する前に、リニアスケール５２を用いてＺ昇降ベース１３に対するＺ昇降スライダ１０の位置関係を計測してメモリに保存しておくことが好ましい。このようなリニアスケール５２による計測を、例えばＳ１０４またはＳ１０５から開始しておき、Ｚ昇降によってＺ昇降ベース１３とＺ昇降スライダ１０の位置関係が変わるのに応じて随時計測を行っても良い。

【0086】

次にステップＳ１０７に移り、Ｚ昇降スライダ１０の姿勢制御をＯＮ状態とする。このステップＳ１０７は、本発明において特徴的な動作になる。まず、それぞれのリニアスケール５２ａ～５２ｃによってＺ昇降ベース１３に対するＺ昇降スライダ１０の移動を検知し、得られたリニアスケールの情報から式（４）、式（５）によって、Ｚ昇降スライダ１０の姿勢（傾き）を計測する。ここで算出した２軸の姿勢を記憶し、図２に示すボイスコイルモータ５１をＯＮ状態にする、すなわち式（１）～（３）によって傾きを補正する推力を発生させる。つまり姿勢に応じで戻す力を発生する姿勢フィードバック制御をＯＮ状態とする。

【0087】

また、リニアスケール５２によって、Ｚ昇降スライダ１０の姿勢を計測するこの工程は次のステップＳ１０８の工程の直前に実施するのが好適である。
また、上述したようにリニアスケール５２による計測を予め行って結果をメモリに保存
してある場合、保存された当接直前の計測値と当接後の計測値を比較することで、基板５とマスク６ａの当接による基板保持部８の傾きの変化算出の精度を向上させることができる。

【0088】

次に、ステップＳ１０８では、高倍率ＣＣＤカメラによって基板５の基板マーク３７とマスク６ａのマスクマーク３８とを同時に撮像する。制御部５０は、撮像された画像に基づき基板５とマスク６ａの相対位置情報を取得する。ここでいう相対位置情報とは、具体的には、基板マーク３７とマスクマーク３８の中心位置どうしの距離と位置ズレの方向に関する情報である。ステップＳ１０８は、基板とマスクの相対位置情報（相対位置ズレ量）を取得し、基板とマスクの位置ズレ量を計測する計測工程（計測処理）である。
前述したように、ステップＳ１０７の工程は、本ステップＳ１０８の直前に行うことが有効である。その理由は、高倍率ＣＣＤカメラで基板とマスクの相対位置情報を取得した時の姿勢を記憶することが、基板とマスクの位置合せを高精度にする上で効果があるためである。

【0089】

次に、ステップＳ１０９では、制御部５０はステップＳ１０８で計測した基板５とマスク６ａの位置ズレ量が所定の閾値以下かどうかを判定する。所定の閾値は、基板５とマスク６ａの位置ズレ量が成膜を行っても支障ない範囲内に収まるように、予め設定された値である。閾値は、求められる基板５とマスク６ａの位置合わせ精度を達成し得るように設定される。閾値は例えば、誤差数μｍ内のオーダーとする。

【0090】

ステップＳ１０９において、基板５とマスク６ａの位置ズレ量が所定の閾値を越えると判定した場合には（ステップＳ１０９：ＮＯ）、いったんリニアスケール５２とボイスコイルモータ５１による姿勢制御をＯＦＦにしてステップＳ１０５に戻ってアライメント動作を実行し、さらにステップＳ１０６以降の処理を続行する。
ステップＳ１０９の判定がＮＯの場合に実行されるステップＳ１０５では、図１０（ｂ）に示す位置まで基板５を上昇させ、アライメント動作高さ（第１の高さ）にセットし、ステップＳ１０８で取得した相対位置情報に基づいて基板５の位置を調整する。
基板５の高さについて言えば、受け爪２６の上面とマスク６ａとを隔てる距離を、ステップＳ１０６の時より大きなＨ３に変更する（Ｈ３＞Ｈ４）。この時、受け爪２６の位置は、自重により撓んだ基板５がマスク６ａと接触しない高さであるＤ３に設定する（Ｄ３＞０）。

【0091】

ステップＳ１０９の判定がＮＯの場合に実行されるアライメント動作では、制御部５０は、ステップＳ１０８で取得した基板５とマスク６ａの相対位置情報に基づいて、アライメント装置１が備える位置合わせ機構を駆動する。すなわち、制御部５０は、基板５の基板マーク３７とマスク６ａのマスクマーク３８とがより近接する位置関係になるように、基板５をＸＹθｚ方向に移動させて位置を調整する。
アライメント動作では、基板５をＸＹθｚ方向に移動させるが、前述のように自重により撓んだ基板５がマスク６ａと接触しない高さでの移動であるため、基板５の表面、あるいは、すでに形成された膜パターンがマスクと摺動して破損することはない。

【0092】

ステップＳ１０５は、基板とマスクの位置ズレ量が減少するように基板を移動させるアライメント工程（アライメント処理）であり、ステップＳ１０９の判定がＮＯの場合にはファインアライメントが行われる。
ステップＳ１０９の判定がＮＯの場合に、一旦姿勢制御はＯＦＦにするが、再びステップＳ１０６の工程後に姿勢制御をＯＮにして、その時の姿勢は最初に記憶したステップＳ１０７で取得した姿勢に補正する。

【0093】

ステップＳ１０９において、基板５とマスク６ａの位置ズレ量が所定の閾値以下である
と判定した場合には（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、ステップＳ１１０に移り、図１１（ｂ）に示すようにＺ昇降スライダ１０を下降させて、基板５をマスク６ａの上に載置する。ここで本実施形態では、Ｚ昇降スライダ１０が、下降中に、リニアスケール５２によって計測したＺ昇降スライダ１０の姿勢（傾き）を維持しながら下降するという特徴がある。

【0094】

下降中のＺ昇降スライダ１０の姿勢制御は、制御部５０で行われる。すなわち制御部５０は、３台のリニアスケール５２で取得した位置情報を基に、式（４）、式（５）により、Ｚ昇降スライダ１０の姿勢を、Ｘ軸周りの傾きとＹ軸周りの傾きを示す角度ωｘ、ωｙに変換する。そして３台のボイスコイルモータ５１に指令を与え、Ｘ軸周りの傾きとＹ軸周りの傾きを、下降中一定に維持するように補正を行う。
例えば、リニアスケール５２での計測を所定の間隔で実行し、傾きが変化したと判断された場合には、その傾きをもとに戻す。所定の間隔は例えば、数Ｈｚ～数百Ｈｚであっても良い。
なお、傾きの角度は非常に微細であるため、最終的に下降が終了した時点では、図１１（ｂ）に示すように、問題なく基板５とマスク６ａが全面で当接して密着する。

【0095】

次に、ステップＳ１１１では、図１２に示すように、受け爪２６と、それに対向して配置されたクランプ２７を駆動して、基板５をアンクランプ状態にして基板５を開放する。
基板５がアンクランプ状態になったら、ステップＳ１１２に移行し、高倍率ＣＣＤカメラで基板マーク３７およびマスクマーク３８を撮像し、基板５とマスク６ａとの相対位置情報を取得する。

【0096】

次に、ステップＳ１１３では、制御部５０はステップＳ１１２で取得した基板５とマスク６ａの相対位置情報に基づき、基板５とマスク６ａの位置ズレ量が所定の閾値以下かどうかを判定する。所定の閾値は、その閾値内であれば成膜を行っても支障ない範囲内である条件として、予め設定しておく。
ステップＳ１１３において、基板５とマスク６ａの位置ズレ量が所定の閾値を越えると判定した場合には（ステップＳ１１３：ＮＯ）、受け爪２６を基板５の高さに上昇させ、両側のクランプ２７で基板を挟持する。なお、かかるＮＯ判定は、例えばステップＳ１０９～ステップＳ１１４の間に、外部振動により位置ズレが発生した場合などに起こりえる。
そして、ステップＳ１０５に戻ってアライメント動作を実行する。その後、ステップＳ１０６以降の処理を続行する。

【0097】

一方、ステップＳ１１３において、基板５とマスク６ａの位置ズレ量が所定の閾値以下であると判定した場合には（ステップＳ１１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１１４に移行し、姿勢制御をＯＦＦしてアライメントシーケンスは完了する（ＥＮＤ）。

【0098】

図８のフローが終了した時点で、蒸着材料を収納した蒸発源７から蒸着材料を基板５に向けて飛翔させてパターンを形成するのに適した位置に基板がセットされたことになる。そこで、蒸発源７から基板に蒸着材料を飛翔させて成膜する成膜処理を行う。

【0099】

図１４は、蒸着装置により製造される、有機ＥＬ素子の一般的な層構成を模式的に示している。有機ＥＬ素子は、基板５に陽極２００１、正孔注入層２００２、正孔輸送層２００３、有機発光層２００４、電子輸送層２００５、電子注入層２００６、陰極２００７の順番に成膜された構成である。本実施形態の蒸着装置は、各層の形成において、基板５とマスク６ａを精度良くアライメントする必要がある場合に好適に用いられる。本実施形態にかかる装置の適用場面は、有機膜の成膜に限定されず、金属材料や酸化物材料等であっても良い。

【0100】

本実施形態によれば、基板５とマスク６ａの相対位置をアライメントする際に、リニアスケール５２を用いることにより、マスク６ａと接触する前の基板５を保持する基板保持部８の姿勢情報（傾き）を取得できる。そして、基板５をマスク６ａに載置する際のＺ昇降スライダ１０の下降中、基板接触前に取得した姿勢情報（傾き）にしたがってボイスコイルモータ５１を制御し、基板５とマスク６ａの接触後も、基板保持部８の姿勢を一定に維持できる。その結果、基板５の下降中に基板５とマスク６ａの相対的な傾きが変化してアライメント後の位置関係がずれることを防止することができるので、基板５とマスク６ａの高精度な位置合せが可能となる。

【0101】

［実施形態２］
次に、本発明を実施した製造システムについて説明する。図１３は、本発明を実施した製造システムの模式的な構成図であり、有機ＥＬパネルを製造する製造システム３００を例示している。

【0102】

製造システム３００は、複数台の蒸着装置１００、複数の搬送室１１０１～１１０３、基板供給室１１０５、マスクストック室１１０６、受渡室１１０７、ガラス供給室１１０８、貼合室１１０９、取出室１１１０等を備えている。それぞれの蒸着装置１００は、有機ＥＬ素子の機能の異なる各層の成膜を行う場合がある。その場合、蒸着装置ごとに蒸着材料やマスクなどが相違する。各蒸着装置１００は、基板とマスクの相対位置を調整するアライメント装置１を備え、実施形態１で説明した基板載置方法により安定したアライメントおよび蒸着を実施できる。

【0103】

各蒸着装置１００は、一つのチャンバが一つのアライメント装置を備える装置であってもよいし、一つのチャンバが２つ以上のアライメント装置を備える装置であってもよい。例えば２つのアライメント装置を備える場合には、一方のアライメント装置側で基板に蒸着している間に、他方のアライメント装置側では蒸着済の基板の搬出と未蒸着の基板の搬入を行い、搬入した基板にアライメント動作を行うことができる。

【0104】

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

【0105】

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

【0106】

本製造システムに含まれる蒸着装置は、実施形態１で説明したように、基板とマスクの相対位置をアライメントした後、Ｚ昇降スライダを下降させる際に、Ｚ昇降スライダの姿
勢を保持したまま下降させ基板をマスク上に載置する。
このため、本製造システムに含まれる蒸着装置では、アライメント動作の精度を高めるとともに、安定的に再現させることができるようになり、成膜前に実行するアライメント動作回数を低減させた蒸着装置を備えた成膜システムを提供することができる。

【0107】

アライメント動作が極めて安定し高速化する本製造システムでは、大面積基板に高精度かつ高速に成膜できるため、高画質の有機ＥＬパネルを高い歩留まりで、しかも高いスループットで製造することが可能である。
このように、本発明は有機ＥＬ素子を製造する製造システムにおいて好適に実施され得るが、それ以外のデバイスを製造するための製造システムにおいて実施してもかまわない。電子デバイスなどの製造する際に、アライメントに要する時間を低減し、タクトタイムを短縮して、生産性を高めることができる。

【0108】

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

【符号の説明】

【0109】

１００：蒸着装置，１：アライメント装置，８：基板保持部，９：マスク保持部，６０：位置合わせ機構，１１：回転並進機構，１０：Ｚ昇降スライダ，１３：Ｚ昇降ベース，１８：Ｚガイド，５０：制御部，５２：リニアスケール，５：基板，６ａ：マスク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】