CN112442655B - 掩模对准方法、成膜方法、掩模对准装置及成膜装置 - Google Patents

掩模对准方法、成膜方法、掩模对准装置及成膜装置 Download PDF

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Abstract

本发明的掩模对准方法调整掩模载置台与掩模的相对位置，其特征在于，包括：对所述掩模载置台上的所述掩模的相对的位置偏离量进行计测的计测工序；在使所述掩模从所述掩模载置台分离的状态下，在与所述掩模载置台的载置面平行的面内，使所述掩模相对于所述掩模载置台相对移动与计测到的所述位置偏离量相当的移动指示量的位置调整工序；及将相对移动后的所述掩模载置到所述掩模载置台上的载置工序，所述掩模对准方法基于规定的条件，对所述移动指示量进行补正，并使用补正后的移动指示量进行所述位置调整工序。

Description

掩模对准方法、成膜方法、掩模对准装置及成膜装置
技术领域
本发明涉及用于将掩模定位于掩模载置台的掩模对准。
背景技术
最近，作为平板显示装置，有机EL显示装置受到关注。有机EL显示装置是自发光显示器，响应速度、视场角、薄型化等特性比液晶面板显示器优异，通过以监视器、电视机、智能手机为代表的各种便携终端等以较快的速度替代已存的液晶面板显示器。而且，在汽车用显示器等中也扩展其应用领域。
有机EL显示装置的元件具有在两个面对的电极(阴极电极、阳极电极)之间形成有引起发光的有机物层的基本结构。有机EL显示装置的元件的有机物层和电极金属层通过在成膜装置内经由形成有像素图案的掩模向基板成膜蒸镀物质来制造，但是为了提高这样的成膜工序的精度，需要在向基板进行成膜之前使掩模与基板的相对位置高精度地对合。
因此，在基板和掩模上形成标记(将其称为对准标记)，利用设置在成膜装置上的相机拍摄这些对准标记，由此计测基板与掩模的相对位置偏离。
基于计测的基板与掩模的相对位置偏离，使载置有基板的基板支架相对于载置有掩模的掩模台相对移动，由此调整基板相对于掩模的相对位置。
另一方面，在进行基板相对于掩模的相对位置偏离的计测及位置调整之前，如果掩模自身在掩模台上载置于从基准位置偏离的位置或朝向，则会产生掩模的对准标记从相机的视场偏离、或者基板相对于掩模的对准工序时间延长、或者基板对准工序的精度下降等问题。因此，在进行基板相对于掩模的相对位置偏离的计测及位置调整之前，也进行将搬入到成膜装置内的掩模定位于掩模台的掩模对准。
然而，根据掩模的不同，存在即使反复进行多次基于掩模对准的位置调整也会继续产生一定量的位置偏离的情况。这样的情况下，掩模对准无法正常完成，成膜装置的整体的节拍(TACT)时间增加。
发明内容
【发明要解决的课题】
本发明的目的在于提供一种能够使掩模的位置偏离迅速地收敛于规定值以内并在短时间内完成掩模对准，由此防止成膜装置的整体的节拍(TACT)时间的延迟的、被改良的掩模对准方法、使用该掩模对准方法的成膜方法、实现该掩模对准方法的对准装置及成膜装置。
【用于解决课题的方案】
本发明的掩模对准方法调整掩模载置台与掩模的相对位置，其特征在于，包括：对所述掩模载置台上的所述掩模的相对的位置偏离量进行计测的计测工序；在使所述掩模从所述掩模载置台分离的状态下，在与所述掩模载置台的载置面平行的面内，使所述掩模相对于所述掩模载置台相对移动与计测到的所述位置偏离量相当的移动指示量的位置调整工序；及将相对移动后的所述掩模载置到所述掩模载置台上的载置工序，所述掩模对准方法基于规定的条件，对所述移动指示量进行补正，并使用补正后的移动指示量进行所述位置调整工序。
本发明的成膜方法的特征在于，包括：使用所述对准方法，在调整了掩模与掩模载置台的相对位置的状态下，将掩模载置于掩模载置台上的第一对准工序；相对于载置在掩模载置台上的所述掩模来调整基板的相对位置的第二对准工序；及在使进行了位置调整的所述基板与所述掩模紧贴之后，将来自蒸镀源的蒸镀材料经由所述掩模向所述基板成膜的工序。
本发明的掩模对准装置用于调整掩模载置台与掩模的相对位置，其特征在于，包括：掩模支承单元，在将所述掩模载置于所述掩模载置台上的前后，所述掩模支承单元暂时支承所述掩模；掩模支承单元升降机构，所述掩模支承单元升降机构使所述掩模支承单元升降；计测机构，所述计测机构对所述掩模载置台上的所述掩模的相对的位置偏离量进行计测；位置调整机构，在使所述掩模从所述掩模载置台分离的状态下，在与所述掩模载置台的载置面平行的面内，使所述掩模相对于所述掩模载置台相对移动与计测到的所述位置偏离量相当的移动指示量；及控制部，所述控制部对所述位置调整机构进行位置调整时的所述移动指示量进行控制，所述控制部基于规定的条件，对所述移动指示量进行补正，以使用补正后的移动指示量进行所述位置调整的方式控制所述位置调整机构。
本发明的成膜装置包括掩模对准装置、保持基板的基板支承单元、收容蒸镀材料的蒸镀源。
【发明效果】
根据本发明，能够使掩模的位置偏离迅速地收敛于规定值以内，在短时间内完成掩模对准，由此，能够防止成膜装置的整体的节拍(TACT)时间的延迟。
附图说明
图1是电子器件的制造装置的局部的示意图。
图2是本发明的一实施方式的成膜装置的示意图。
图3(a)、图3(b)是本发明的一实施方式的掩模载置台及掩模支承单元的示意图。
图4(a)～图4(c)是说明掩模对准的基本动作的概念图。
图5(a)～图5(c)是说明在掩模对准的基本动作时，即使反复进行位置调整，也继续产生一定量的偏离的状况的示意图。
图6(a)～图6(d)是用于概念性说明基于本发明而被改良了的掩模对准动作的示意图。
图7(a)及图7(b)是用于说明本发明第一实施方式的偏移补正时机的流程图。
图8(a)及图8(b)是用于说明本发明第二实施方式的偏移补正时机的流程图。
图9(a)及图9(b)是表示电子器件的示意图。
【附图标记说明】
20：真空容器，21：基板支承单元，22：掩模支承单元，26：基板支承单元升降机构，27：掩模支承单元升降机构，29：位置调整机构，30：对准用相机，221：支承用具，231：支承用具收容槽
具体实施方式
以下，参照附图，说明本发明的优选实施方式及实施例。但是，以下的实施方式及实施例仅是例示性地示出本发明的优选结构，本发明的范围没有限定为这些结构。而且，以下说明中的装置的硬件结构及软件结构、处理流程、制造条件、尺寸、材质、形状等只要没有特别特定的记载，就不表示将本发明的范围仅限定于此。
理想的是，本发明能够适用于在基板的表面通过真空蒸镀形成所希望的图案的薄膜(材料层)的装置。作为基板的材料，可以选择玻璃、高分子材料的膜、金属等任意的材料，而且，作为蒸镀材料，可以选择有机材料、金属性材料(金属、金属氧化物等)等任意的材料。具体而言，本发明的技术能够适用于有机电子器件(例如有机EL显示装置、薄膜太阳能电池)、光学构件等的制造装置。其中，由于在有机EL显示装置的制造装置中，通过使蒸镀材料蒸发并经由掩模向基板蒸镀来形成有机EL显示元件，因此是本发明的优选应用例之一。
<电子器件的制造装置>
图1是示意性地表示电子器件的制造装置的局部结构的俯视图。
图1的制造装置用于制造例如智能手机用的有机EL显示装置的显示面板。在智能手机用的显示面板的情况下，例如，在对第4.5代的基板(约700MM×约900MM)或第6代的完整尺寸(约1500MM×约1850MM)或半切尺寸(约1500MM×约925MM)的基板进行了用于形成有机EL元件的成膜之后，将该基板切割而制作成多个小尺寸的面板。
电子器件的制造装置通常包括多个群集装置1和将群集装置之间连结的中继装置。
群集装置1具备对基板S进行处理(例如成膜)的多个成膜装置11、对使用前后的掩模进行收纳的多个掩模贮存装置12、以及在其中央配置的搬运室13。
在搬运室13内设置有在多个成膜装置11之间搬运基板S并在成膜装置11与掩模贮存装置12之间搬运掩模的搬运机器人14。搬运机器人14例如是具有在多关节臂安装有保持基板S或掩模M的机器人手的结构的机器人。
在成膜装置11(也称为蒸镀装置)中，蒸镀源收纳的蒸镀材料由加热器加热而蒸发，经由掩模蒸镀到基板上。由成膜装置进行与搬运机器人14的基板S的交接、基板S与掩模的相对位置的调整(对准)、基板S向掩模上的固定、成膜(蒸镀)等一连串的成膜过程。
在掩模贮存装置12中，成膜装置11中的成膜工序使用的新掩模与使用完的掩模分为两个盒收纳。搬运机器人14将使用完的掩模从成膜装置11向掩模贮存装置12的盒搬运，将掩模贮存装置12的另一盒中收纳的新掩模向成膜装置11搬运。
在群集装置1上连结有传递室15和缓冲室16，传递室15将在基板S的流传方向上来自上游侧的基板S向该群集装置1传递，缓冲室16用于将通过该群集装置1完成了成膜处理的基板S向下游侧的另一群集装置传递。搬运室13的搬运机器人14从上游侧的传递室15接收基板S，向该群集装置1内的成膜装置11中的一个(例如成膜装置11a)搬运。而且，搬运机器人14从多个成膜装置11中的一个(例如成膜装置11b)接收通过该群集装置1的成膜处理完成后的基板S，向在下游侧连结的缓冲室16搬运。缓冲室16可以构成为，在其上游侧的群集装置与下游侧的群集装置中的处理速度存在差异时，或者由于下游侧的故障的影响而无法使基板正常流传时等，能够暂时收纳多个基板。
在缓冲室16与传递室15之间设有改变基板的朝向的回旋室17。在回旋室17设有从缓冲室16接收基板S并使基板S旋转180°而向传递室15搬运用的搬运机器人18。由此，在上游侧的群集装置和下游侧的群集装置中基板的朝向变得相同，基板处理变得容易。
传递室15、缓冲室16、回旋室17是将群集装置间连结的所谓中继装置，在群集装置的上游侧及/或下游侧设置的中继装置包括传递室、缓冲室、回旋室中的至少一个。
成膜装置11、掩模贮存装置12、搬运室13、缓冲室16、回旋室17等在有机EL显示面板的制造过程中维持成高真空状态。传递室15通常维持成低真空状态，但是根据需要也可以维持成高真空状态。
在本实施例中，参照图1说明了电子器件的制造装置的结构，但是本发明没有限定于此，可以具有其他种类的装置或腔室，这些装置或腔室间的配置也可以改变。例如，在电子器件制造装置的与一部分的群集装置连结的中继装置中，可以不设置缓冲室，而是在回旋室17的上游侧和下游侧分别设置传递室。而且，也可以不设置回旋室17，而是在传递室15设置改变基板的朝向的基板旋转装置。
以下，说明成膜装置11的具体结构。
<成膜装置>
图2是表示本发明一实施方式的成膜装置11的结构的示意图。
在以下的说明中，使用将铅垂方向设为Z方向的XYZ正交坐标系。在成膜时以基板S或掩模M与水平面(XY平面)平行的方式固定的情况下，将基板S或掩模M的宽度方向(与短边平行的方向)设为X方向(第一方向)，将长度方向(与长边平行的方向)设为Y方向(第二方向)。而且，由θ(旋转方向)表示以Z方向(第三方向)为轴的旋转角。
成膜装置11包括维持成真空气氛或氮气等非活性气体气氛的真空容器20、以及设置在真空容器20内的基板支承单元21、掩模支承单元22、掩模载置台23、冷却板24、蒸镀源25等。
基板支承单元21是接收设置于搬运室13的搬运机器人14搬运来的基板S并支承该基板S的机构，也称为基板支架。
掩模支承单元22是接收设置于搬运室13的搬运机器人14搬运来的掩模M并支承该掩模M的机构，也称为掩模支架。掩模支承单元22设置成能够在由基板支承单元21支承的基板S的铅垂方向的下侧支承掩模M。
掩模支承单元22包括对掩模M的长边侧的周缘部进行支承的支承用具221。支承用具221沿着掩模M的长边侧的周缘部分别设置多个，以便能够稳定地支承掩模M。
掩模M具有与形成在基板S上的薄膜图案对应的开口图案。特别是，为了制造智能手机用的有机EL元件而使用的掩模是形成有微细的开口图案的金属制掩模，也称为FMM(Fine Metal Mask，精细金属掩膜)。
在支承用具221的铅垂方向的下侧设置有框架形状的掩模载置台23。交付给掩模支承单元22的掩模M在后述的掩模的对准工序完成之后，通过掩模支承单元22的下降而从掩模支承单元22向掩模载置台23交付，载置在掩模载置台23上。
在掩模载置台23的长边侧的周缘部，在与掩模支承单元22的支承用具221对应的位置形成有支承用具收容槽231。当掩模支承单元22下降而接近掩模载置台23时，掩模支承单元22的支承用具221穿过掩模载置台23的支承用具收容槽231的开口部2311进入支承用具收容槽231内，由此从掩模支承单元22向掩模载置台23交付掩模M(图3(a)及图3(b))。在本实施例中，说明了支承用具收容槽231是具有规定深度的槽，但是本发明没有限定于此，只要掩模支承单元22的支承用具221与掩模载置台23不干涉，就可以具有各种形状、结构。例如，可以具有贯通掩模载置台23的贯通孔的方式。
冷却板24是抑制基板S的温度上升的冷却机构，抑制在基板S上成膜了的有机材料的变质或劣化。因此，冷却板24能够升降地设置于由基板支承单元21支承的基板S的铅垂方向的上表面侧。当在载置于掩模载置台23的掩模M上固定基板S时，冷却板24通过其自重对基板S的上表面向掩模M侧加压，由此使基板S与掩模M紧贴。
虽然在图2中未图示，但是冷却板24可以兼作为磁体板。磁体板通过磁力吸引掩模M，由此提高成膜时基板S与掩模M的紧贴性。
另外，虽然在图2中未图示，但是可以设置从基板支承单元22的支承用具221的铅垂方向的上侧通过静电引力对基板S的上表面进行吸附固定用的静电卡盘(未图示)。由此，能够有效地解决基板S由于其自重而中央部挠曲的问题。
蒸镀源25包括对向基板成膜的蒸镀材料进行收纳的坩埚(未图示)、对坩埚进行加热用的加热器(未图示)、以及在来自蒸镀源的蒸发率成为恒定之前阻止蒸镀材料向基板飞散的挡板(未图示)等。蒸镀源25可以具有点(point)蒸镀源或线形(linear)蒸镀源等根据用途而多样的结构。特别是在用于成膜出电极金属层的成膜装置的情况下，使用配置在圆周上的多个坩埚分别向蒸发位置旋转移动的转轮类型的蒸镀源。
虽然在图2中未图示，但是成膜装置11还包括用于测定蒸镀于基板上的膜的厚度的膜厚监视器(未图示)及膜厚算出单元(未图示)。
在真空容器20的铅垂方向的上表面的外侧(大气侧)设有基板支承单元升降机构26、掩模支承单元升降机构27、冷却板升降机构28、位置调整机构29等。
基板支承单元升降机构26是用于使基板支承单元21升降(Z方向移动)的驱动机构。掩模支承单元升降机构27是用于使掩模支承单元22升降(Z方向移动)的驱动机构。冷却板升降机构28是用于使冷却板24升降(Z方向移动)的驱动机构。这些升降机构例如由电动机和滚珠丝杆、或者电动机和线性引导件等构成。
位置调整机构29是基板S、掩模M、冷却板24等的对准用的驱动机构，包括搭载基板支承单元升降机构26、掩模支承单元升降机构27、冷却板升降机构28等的台部以及用于使台部沿XYθ方向驱动的驱动部。
位置调整机构29的驱动部可以由包括X方向伺服电动机和Y方向伺服电动机的多个伺服电动机构成，X方向伺服电动机能够使台部沿X方向进行水平驱动，Y方向伺服电动机能够使台部沿Y方向进行水平驱动。例如，在本发明的一实施例中，具备两个X方向伺服电动机和两个Y方向伺服电动机，通过这些伺服电动机的组合动作，能够使台部沿X方向及Y方向进行水平驱动或沿θ方向进行旋转驱动。作为用于将伺服电动机的驱动力向台部传递的动力传递机构，例如，可以使用滚珠丝杆或线性引导件等。
通过位置调整机构29，使基板支承单元21、掩模支承单元22、冷却板24相对于在真空容器20的上表面固定的掩模载置台23进行X方向移动、Y方向移动及/或θ旋转，由此能够进行基板S相对于掩模M的对准、掩模M相对于掩模载置台23的对准等。特别是在本实施方式中，与掩模支承单元22连结的掩模支承单元升降机构27搭载于位置调整机构29的台部，因此通过利用位置调整机构29的驱动部沿XYθ方向驱动台部，能够将掩模支承单元22，进而将支承于掩模支承单元22上的掩模M相对于在成膜装置11的真空容器20固定的掩模载置台23相对地进行位置调整。
在真空容器20的铅垂方向的上表面的外侧(大气侧)，除了上述的升降机构及位置调整机构之外，还设置有对准用相机30，该对准用相机30经由在真空容器20的上表面设置的透明窗，用于拍摄在基板S及/或掩模M上形成的对准标记。对准用相机30作为用于取得基板S及/或掩模M的在XYθ方向上的位置信息的位置信息取得机构发挥功能。在本实施例中，对准用相机30能够设置在与基板S及掩模M中的短边中央的位置或者四个拐角部对应的位置。
位置调整机构29基于通过对准用相机30取得的基板S及掩模M的位置信息，进行调整掩模M相对于掩模载置台23的相对位置的掩模对准(第一对准)和调整基板S与掩模M之间的相对位置的基板对准(第二对准)。
成膜装置11具备控制部(未图示)。控制部具有基板S的搬运及基板对准及掩模对准、蒸镀源的控制、成膜的控制等功能。控制部例如可以由具有处理器、存储器、贮存器、I/O等的计算机构成。在该情况下，控制部的功能通过处理器执行存储器或贮存器中保存的程序来实现。作为计算机，可以使用通用的个人计算机，也可以使用嵌入式的计算机或PLC(programable logic controller，可编程逻辑控制器)。或者，可以通过ASIC或FPGA那样的电路构成控制部的功能的一部分或全部。而且，可以按照各成膜装置来设置控制部，也可以是一个控制部控制多个成膜装置。
<掩模对准(第一对准)的基本动作>
以下，说明将掩模M相对于掩模载置台23相对地进行位置调整的掩模对准。
图4(a)～图4(c)是说明掩模对准的基本动作的概念图。
掩模对准包括：对落座于掩模载置台23的掩模M的在掩模载置台23上的位置偏离量进行计测的工序(图4(a))；从掩模载置台23抬起了掩模M之后，使掩模M与掩模台23相对移动抵消掉计测出的位置偏离量的量来调整位置的工序(图4(b))；使位置调整后的掩模M落座于掩模台23而再次计测位置偏离量，验证计测出的偏离量是否收敛于规定值以内的工序(图4(c))(在计测到的偏离量未进入规定值以内的情况下，重复进行上述位置调整动作)。
本发明的成膜装置11为了进行这样的位置偏离量的计测及位置调整而具备作为位置信息取得机构的前述的对准用相机30和相对于掩模载置台23调整掩模支承单元22的相对位置的位置调整机构29。
对准用相机30对于掩模载置台23上放置的掩模M，拍摄掩模M上形成的对准标记，取得与掩模M的位置相关的信息。成膜装置的控制部将取得的掩模M的位置与掩模载置台23上的基准位置进行比较，计测掩模M相对于基准位置沿XYθ方向相对地偏离的程度(相对位置偏离量、ΔX、ΔY、Δθ)，基于该位置偏离量，算出在后述的掩模M相对于掩模载置台23的位置调整工序中用于使掩模M相对移动的移动指示量。在此的移动指示量是用于将掩模M相对于掩模载置台23在水平面(XY平面)内向相反方向位置调整与前述位置偏离量相当的量，以便基本上能够抵消计测的前述位置偏离量的值，具体而言，是分别相对于多个X、Y方向的伺服电动机(在本实施例的情况下，包括两个X方向伺服电动机和两个Y方向伺服电动机的总共四轴的伺服电动机)的驱动量的值，这多个X、Y方向的伺服电动机将作为掩模支承机构22的在水平面(XY平面)内的位置调整机构的、前述的位置调整机构29的台部沿X轴和Y轴方向分别驱动。
成为位置偏离量计测的基准的基准位置能够设定在对准用相机的拍摄图像的中心点的位置。即，掩模M与掩模载置台23的相对位置偏离量在对准用相机的拍摄图像中，可以基于从掩模的对准标记至拍摄图像的中心点的距离来算出。但是，本发明没有限定于此，也可以利用其他的方法来设定基准位置。例如，也可以在掩模载置台23、或者固定设置于真空容器20的另外的基准标记设置台上形成基准标记，利用对准用相机对其拍摄而根据基准标记的拍摄图像来决定基准位置。而且，每当进行掩模的对准时，可以在成膜装置的最初的安设之际或者掩模更换之际等算出基准位置并将其预先保存于控制部的存储部，在进行掩模对准时读出，以此来取代拍摄基准标记通过图像处理来算出基准位置的情况。
当基于计测的位置偏离量的移动指示量的算出完成时，通过掩模支承单元升降机构27使掩模支承单元22上升而使掩模M从掩模台23分离之后，通过位置调整机构29使掩模支承单元22在水平面(XY平面)内相对于掩模载置台23相对移动算出的移动指示量，来调整掩模M相对于掩模载置台23的位置。
即，相对于掩模载置台23固定设置于真空容器20的上表面，连结有掩模支承单元22的掩模支承单元升降机构27搭载于位置调整机构29的台部而通过由多个伺服电动机构成的驱动部能够在水平面(XY平面)内移动，由此，通过使该位置调整机构29的台部被驱动并移动上述算出的移动指示量，能够将保持于掩模支承单元22的掩模M相对于掩模载置台23进行位置调整(对准)。
另外，关于掩模对准，也与后述的基板与掩模的对准同样地，可以在粗对准(例如规定值ΔSpec200μm)后进行精对准(例如规定值ΔSpec50μm)。在该情况下，后述的掩模对准的偏移补正在精对准时进行。
<掩模对准的偏移补正>
以上，说明了掩模对准的基本动作，但是根据掩模的不同，如以上的说明那样存在即使反复进行位置调整动作也会继续产生一定量的位置偏离的情况。
图5(a)～图5(c)是说明这样的状况的示意图。
图5(a)示出按照前述的掩模对准的基本动作，基于掩模载置台23上的计测到的位置偏离量来算出移动指示量，在使掩模M从掩模载置台23分离的状态下，使掩模M移动算出的移动指示量而调整了位置之后的情形。接下来，在确认验证了使该位置调整后的掩模M落座于掩模载置台23而位置偏离量是否收敛于规定值以内之后，向下一工序转移，不过如图5(b)所示，根据掩模的不同，存在有在这样的落座时伴随着落座动作而掩模M的位置再次偏离的情况。这样的现象例如在使用由掩模支架支承的掩模面的平坦度不良等加工精度不高的掩模时会发生。即，这样的掩模在由掩模支架抬起之际，成为掩模相对于掩模载置台倾斜的状态，由于该倾斜，在使掩模再次落座于掩模载置台时，即便使掩模沿铅垂方向原封不动地落下，也存在位置始终向一方向偏离的情况。另外，虽然每当进行掩模的抬起、落下的动作时，该落座时的位置偏离量可以变化一点点，但这是抬起掩模时的支承面的位置一点点地变化的缘故。如果掩模的落座动作反复规定次数而使抬起掩模时的支承面的位置成为大致恒定，则之后每当落座时就会反复产生大致恒定量的位置偏离。图5(c)示出这样的状况。即，对于在向掩模载置台落下时产生恒定量(△)的位置偏离的掩模，如果仅仅进行前述的通常那样的对准动作、即仅以与计测的偏离量△相应的量的移动指示量使掩模移动来进行位置调整的话，无论反复进行多少次对准动作，在掩模载置台上都会继续产生上述恒定量(△)的掩模位置偏离。
本发明提供一种能够解决下述问题的、被改良的掩模对准方法、使用该掩模对准方法的成膜方法、实现该掩模对准方法的对准装置及成膜装置，所述问题是尽管如上述那样进行对准动作，掩模的位置也无法收敛于规定值以内，位置偏离反复发生，成膜装置11的整体的节拍(TACT)时间增加等问题。
图6(a)～图6(d)是用于概念性地说明本发明的被改良了的掩模对准动作的示意图。
在图5(c)中如前所述，如果判定为即便以与计测到的位置偏离量△相当的量的移动指示量进行掩模的位置调整，每当落座时也会继续产生大致恒定量的位置偏离△(图6(a))，则在下次的对准动作时，即，当在从掩模载置台23再次抬起掩模M使其分离的状态(图6(b))下调整掩模M的位置时，以与前述偏离量△再加上相同量△的合计2△的偏离量相当的量的移动指示量使掩模M移动来进行位置调整(图6(c))。
换言之，向计测的偏离量△附加相同量的△量的偏移，将移动指示量补正成相当于合计2△的值，使掩模M向偏移的相反方向再移动该偏移补正的量。
最后，如果使再移动了这样偏移补正的量的掩模M向掩模载置台23上落下，则被增加在前述的落座时产生的恒定的偏离量△，以正好被位置调整成掩模载置台23的中心位置的状态落座(图6(d))。即，例如，当掩模的当前位置从中心位置(0位置)偏离确定的位置偏离量-△时，当移动+△时成为0位置，当从此处再移动+△时成为+△位置。当从该+△位置使掩模落下时，偏离-△，正好来到0位置，因此移动指示量成为(+△)+(+△)，结果是成为确定的位置偏离量△的2倍(2△)。
这样，本发明的特征在于，在以基于计测的位置偏离量的移动指示量进行掩模的位置调整的情况下，当掩模载置台上的掩模的位置偏离以大致恒定量反复发生时，在下次的对准动作时，以偏移补正后的移动指示量进行对准(掩模的位置调整)。
总之，如果判定为大致恒定量的掩模的位置偏离被反复，则判断为无法利用通常那样的对准进行进一步的位置调整，并通过偏移补正后的移动指示量进行对准动作。
以下，关于向这样的偏移补正的进入时机、即判定为用于进行偏移补正的条件成立的时机，说明具体的实施方式。
图7(a)及图7(b)是用于说明本发明的第一实施方式的偏移补正的时机的流程图。
当掩模M被搬运机器人14向成膜装置11的真空容器20内搬入时(S1)，掩模支承单元22接收掩模M而使其落座于掩模载置台23(S2)。
接下来，使用对准用相机30拍摄掩模M上形成的对准标记，根据拍摄的图像信息，计测相对于掩模载置台23的水平面(XY平面)内的掩模M的位置偏离量Δ1(ΔX、ΔY、Δθ)(S3)。
将计测到的位置偏离量Δ1与预定的规定值ΔSpec进行比较(S4)，当位置偏离量Δ1收敛于规定值ΔSpec以下时，掩模对准完成，在进行与后述的基板的对准之后向成膜工序转移。掩模对准的规定值ΔSpec在本实施例中例如设定为50μm，但是没有限定于此，根据需要可以适当设定。
在计测到的位置偏离量Δ1超过了预定的规定值ΔSpec时，使掩模支承单元22上升而使掩模M从掩模载置台23分离之后，以与位置偏离量Δ1相当的量的移动指示量d1使位置调整机构29的台部在水平面(XY平面)内移动，由此调整掩模M相对于掩模载置台23的相对位置(S5：第一次的位置调整(Move1))。如前所述，具体而言，移动指示量是分别相对于将位置调整机构29的台部沿X轴及Y轴方向分别驱动的多个X、Y方向的伺服电动机(在本实施例的情况下，包括两个X方向伺服电动机和两个Y方向伺服电动机的总共四轴的伺服电动机)的驱动量的值。
接下来，使位置调整后的掩模M再次落座于掩模载置台23之后，计测位置偏离量Δ2(S6)，将计测到的位置偏离量Δ2与预定的规定值ΔSpec进行比较(S7)，在位置偏离量Δ2进入规定值ΔSpec以下时，掩模对准完成。
当计测到的位置偏离量Δ2超过规定值ΔSpec时，使掩模M从掩模载置台23再次分离之后，以与位置偏离量Δ2相当的量的移动指示量d2使位置调整机构29的台部在水平面(XY平面)内移动，由此调整掩模M相对于掩模载置台23的相对位置(S8：第二次的位置调整(Move2))。
接下来，使位置调整后的掩模M再次落座于掩模载置台23之后，计测位置偏离量Δ3(S9)，将计测到的位置偏离量Δ3与规定值ΔSpec进行比较(S10)，在位置偏离量Δ3收敛于规定值ΔSpec以下时，掩模对准完成。
在位置偏离量Δ3超过了规定值ΔSpec时，再次使掩模M从掩模载置台23分离之后，以与位置偏离量Δ3相当的量的移动指示量d3使位置调整机构29的台部在水平面(XY平面)内移动，由此调整掩模M相对于掩模载置台23的相对位置(S11：第三次的位置调整(Move3))。
接下来，在位置调整后的掩模M落座于掩模载置台23之后，计测位置偏离量Δ4(S12)，将计测到的位置偏离量Δ4与规定值ΔSpec进行比较(S13)，在位置偏离量Δ4成为规定值ΔSpec以下时，掩模对准完成。
当尽管进行以上的三次位置调整动作但是计测到的位置偏离量Δ4依然超过规定值ΔSpec时，判断之前刚过去的移动指示量的差分是否连续两次为基准值以下(S14)。即，判断是否第一次的位置调整(Move1)中的移动指示量d1与第二次的位置调整(Move2)中的移动指示量d2的差分(|d1-d2|)为规定的基准值dref以下，且第二次的位置调整(Move2)中的移动指示量d2与第三次的位置调整(Move3)中的移动指示量d3的差分(|d2-d3|)也同样为规定的基准值dref以下。在此，对于前述的驱动台部的四轴的伺服电动机分别进行移动指示量的差分与基准值的比较。基准值dref优选设定为比掩模对准的规定值ΔSpec小的值。在本实施例中，如前所述，掩模对准的规定值ΔSpec设定为50μm，基准值dref设定为比其小的例如30μm，但是没有限定于此，根据需要可以适当设定。
持续进行与以上说明的第一～第三次的位置调整(Move1～3)同样的通常的位置调整动作，直至判定为之前刚过去的移动指示量的差分连续两次为基准值以下为止(S15-1)。
在全部四轴的伺服电动机中，当之前刚过去的移动指示量的差分连续两次成为基准值以下时，判定为掩模载置台上的掩模的位置偏离被大致恒定地反复。即，判定为如通常那样进行对准的话，无法进行进一步的位置调整，由此，调整了用于进行偏移补正的条件。基于该判定，在使掩模M再次从掩模载置台23分离的状态下进行的第四次的位置调整(Move4)中，以与计测到的位置偏离量Δ4的两倍相当的量的移动指示量(2×d4)使位置调整机构29的台部在水平面(XY平面)内移动，由此调整掩模M相对于掩模载置台23的相对位置(S15：第四次的位置调整(Move4))。即，进行第一次的偏移补正动作。在大多数的情况下，通过该偏移补正，以后计测的偏离量收敛于规定值以内的情况较多，但是根据掩模的不同，在即使通过一次的偏移补正而偏离量依然超过了规定值时，重复相同的过程，再一次尝试偏移补正。
如以上那样，在本发明的第一实施方式中，在掩模的位置偏离被大致恒定地反复的情况下，通过偏移补正后的移动指示量进行对准，由此能够使掩模的位置偏离迅速地收敛于规定值以内而完成对准，其结果是，也能够防止成膜装置11的整体的节拍(TACT)时间的延迟。而且，在本发明的第一实施方式中，作为这样的偏移补正的时机，在之前刚过去的移动指示量的差分连续两次成为基准值以下的情况下，判定为用于进行偏移补正的条件成立。
图8(a)及图8(b)是用于说明本发明的第二实施方式的偏移补正的时机的流程图。
在进行至第二次的位置调整(Move2)之后，计测位置偏离量Δ3，直至与规定值ΔSpec进行比较的步骤(S1'～S'10)为止，与前述的第一实施方式同样，因此其说明省略。
在计测到的位置偏离量Δ3超过了规定值ΔSpec时，通过第三次的位置调整(Move3)的步骤，判定是否进入偏移补正动作。即，当在进行了两次的位置调整(Move1、Move2)之后计测到的偏离量Δ3超过规定值ΔSpec时，判断之前刚过去的两次移动指示量的差分(第一次的位置调整(Move1)中的移动指示量d1与第二次的位置调整(Move2)中的移动指示量d2的差分(|d1-d2|))是否为基准值dref以下(S'11)。与第一实施方式同样，对于驱动台部的四轴的伺服电动机分别进行移动指示量的差分与基准值的比较。
在全部四轴的伺服电动机中，当之前刚过去的两次移动指示量的差分为基准值以下时，判断为掩模的位置偏离成为大致恒定，判定为偏移补正用的条件成立。由此，在第三次的位置调整(Move3)中，以与计测到的位置偏离量Δ3的2倍相当的量的移动指示量(2×d3)使位置调整机构29的台部在水平面(XY平面)内移动，由此调整掩模M相对于掩模载置台23的相对位置(S'12：第三次的位置调整(Move3))。即，进行第一次的偏移补正动作。另一方面，在步骤S'11中，在判断为之前刚过去的两次移动指示量的差分不为基准值以下的情况下，继续进行与第一、第二次的位置调整(Move1、2)同样的通常那样的位置调整动作，直至该条件成立为止(S'12-1)。
当即使在步骤S'12中的第一次的偏移补正后偏离量也未收敛于规定值以内时(S'13、S'14)，根据与计测到的偏离量相当的移动指示量进行位置调整的通常那样的对准进行一次之后(S'15：第四次的位置调整(Move4))，接下来在下一位置调整步骤中立即判定偏移补正条件是否成立。即，在第四次的位置调整(Move4)后计测到的偏离量Δ5超过了规定值的情况下(S'16、S'17)，在S'18步骤中判定偏移补正条件是否成立，此时，根据之前刚过去的位置调整(Move4)中的移动指示量d4与判定为第一次的偏移补正条件成立时的移动指示量d2的差分(|d2-d4|)是否为基准值dref以下来判定偏移补正条件的成立。总之，将判定为第一次的偏移补正条件成立时的移动指示量作为比较对象。而且，在此，作为判定为第一次的偏移补正条件成立、即|d1-d2|)≤dref以下时的移动指示量，将移动指示量d2作为比较对象，但是也可以将另一方的移动指示量d1作为比较对象。
由此，当判定为偏移补正条件成立时，在第五次的位置调整(Move5)中，以与计测到的位置偏离量Δ5的两倍相当的量的移动指示量(2Xd5)使掩模M移动，由此尝试第二次的偏移补正(S'19)。当即使通过这两次偏移补正而偏离量依然超过规定值时，重复S'13～S'19的动作，尝试进一步的偏移补正。
如以上所述，通过本发明的第二实施方式，与第一实施方式同样，能够使掩模的位置偏离迅速地收敛于规定值以内而在短时间内完成对准，由此，能得到防止成膜装置11的整体的节拍(TACT)时间延迟的同样的效果。而且，根据本发明的第二实施方式，由于仅通过之前刚过去的两次移动指示量的差分来判定最初的偏移补正条件的成立，因此能够使最初的偏移补正的时机比第一实施方式提前。而且，在第二次以后的偏移补正中，也是将判定为第一次的偏移补正条件成立时的移动指示量作为比较对象，因此与第一实施方式相比能够使其时机提前，由此，与第一实施方式相比，具有在有限的动作次数内能够增加偏移补正的尝试次数的优点。
<基板对准(第二对准)>
如以上所述，当掩模对准完成时，相对于载置在掩模载置台23上的掩模M进行基板S的对准。
在通过基板支承单元升降机构26使由基板支承单元21支承的基板S移动至掩模M的上部的规定位置的状态下，通过对准用相机30拍摄在基板S和掩模M上分别形成的对准标记，基于其拍摄图像来调整基板S和掩模M在水平面(XY平面)内的相对位置偏离。
这样的基板S相对于掩模M的对准可以通过将其相对位置大致调整的“粗对准”和使通过粗对准大致进行了位置对合的基板S相对于掩模M以高精度进行位置对合的“精对准”这两个步骤进行。因此，对准用相机30可以设置粗对准使用的低析像且广视野的相机和精对准使用的窄视场角且高析像度的相机这两个种类的相机。
当基板S相对于掩模M的对准完成时，使基板支承单元21下降，将基板S整体载置在掩模M上。
通过以上的工序，基板S向掩模M上的载置处理完成，使冷却板24及/或磁体板下降到基板S的上表面，在使基板S与掩模M紧贴固定之后，进行成膜工序(蒸镀工序)。
<成膜过程>
如以上所述，在完成了对准的基板S与掩模M紧贴/固定的状态下，打开蒸镀源25的挡板，使蒸镀材料经由掩模M蒸镀于基板S。
当在基板S上进行成膜至所希望的厚度时，将蒸镀源25的挡板关闭。
接下来，使冷却板24及/或磁体板上升之后使基板支承单元21上升，将基板S与掩模M分离。
搬运机器人14的机械手进入成膜装置11的真空容器20内，将完成了成膜的基板从真空容器20搬出。
在进行了规定张数的基板S的成膜工序之后，将使用完的掩模M通过搬运机器人14从真空容器20搬出，向掩模贮存装置12搬运。
<电子器件的制造方法>
接下来，说明使用了本实施方式的成膜装置的电子器件的制造方法的一例。以下，作为电子器件的例子，例示有机EL显示装置的结构及制造方法。
首先，说明制造的有机EL显示装置。图9(a)是有机EL显示装置60的整体图，图9(b)表示一像素的剖面结构。
如图9(a)所示，在有机EL显示装置60的显示区域61，将具备多个发光元件的像素62呈矩阵状地配置多个。发光元件分别具有具备由一对电极夹持的有机层的结构，详情在后文进行说明。需要说明的是，在此所说的像素是指在显示区域61能够进行所希望的颜色显示的最小单位。在本实施例的有机EL显示装置的情况下，通过表现出互不相同的发光的第一发光元件62R、第二发光元件62G、第三发光元件62B的组合来构成像素62。像素62多由红色发光元件、绿色发光元件、蓝色发光元件的组合构成，但也可以是黄色发光元件、青绿色发光元件、白色发光元件的组合，只要为至少1个颜色以上即可，没有特别限制。
图9(b)是图9(a)的A-B线的局部剖视示意图。像素62在基板63上具有有机EL元件，该有机EL元件具备阳极64、空穴传输层65、发光层66R、66G、66B的任一个、电子传输层67、以及阴极68。在它们之中，空穴传输层65、发光层66R、66G、66B、电子传输层67相当于有机层。而且，在本实施方式中，发光层66R是发出红色的有机EL层，发光层66G是发出绿色的有机EL层，发光层66B是发出蓝色的有机EL层。发光层66R、66G、66B分别形成为与发出红色、绿色、蓝色的发光元件(有时也记述为有机EL元件)对应的图案。而且，阳极64按照各发光元件而分离形成。空穴传输层65、电子传输层67以及阴极68可以与多个发光元件62R、62G、62B共用地形成，也可以按照各发光元件形成。需要说明的是，为了防止阳极64与阴极68因杂质发生短路而在阳极64间设置有绝缘层69。此外，由于有机EL层因水分或氧而劣化，因此设置有用于保护有机EL元件免于遭受水分或氧的保护层70。
在图9(b)中，空穴传输层65或电子传输层67由一个层表示，但是根据有机EL显示元件的结构，也可以由包含空穴阻挡层或电子阻挡层的多个层形成。而且，在阳极64与空穴传输层65之间也可以形成空穴注入层，该空穴注入层具有能够使空穴从阳极64向空穴传输层65的注入顺畅地进行的能带结构。同样，在阴极68与电子传输层67之间也可以形成电子注入层。
接下来，具体说明有机EL显示装置的制造方法的例子。
首先，准备形成有用于驱动有机EL显示装置的电路(未图示)及阳极64的基板63。
在形成有阳极64的基板63上通过旋涂形成丙烯酸树脂，将丙烯酸树脂通过光刻法以在形成有阳极64的部分形成开口的方式进行制图来形成绝缘层69。该开口部相当于发光元件实际发光的发光区域。
将制图有绝缘层69的基板63向第一有机材料成膜装置送入，利用基板保持单元保持基板，将空穴传输层65在显示区域的阳极64上成膜为共用的层。空穴传输层65通过真空蒸镀来成膜。实际上空穴传输层65形成为比显示区域61大的尺寸，因此不需要高精细的掩模。
接下来，将连空穴传输层65都形成了的基板63向第二有机材料成膜装置送入，利用基板保持单元进行保持。进行基板与掩模的对准，将基板载置于掩模上，在基板63的配置发出红色的元件的部分成膜出发出红色的发光层66R。
与发光层66R的成膜同样地，通过第三有机材料成膜装置成膜出发出绿色的发光层66G，而且通过第四有机材料成膜装置成膜出发出蓝色的发光层66B。在发光层66R、66G、66B的成膜完成之后，通过第五成膜装置在显示区域61的整体成膜出电子传输层67。电子传输层67在3色的发光层66R、66G、66B形成为共用的层。
使连电子传输层67都形成了的基板向金属性蒸镀材料的成膜装置移动而成膜出阴极68。
然后，向等离子体CVD装置移动而成膜出保护层70，有机EL显示装置60完成。
从将制图有绝缘层69的基板63向成膜装置送入至保护层70的成膜完成为止，如果暴露在包含水分或氧的气氛中，则由有机EL材料构成的发光层可能因水分或氧而劣化。因此，在本例中，在真空气氛或非活性气体气氛下进行成膜装置间的基板的送入送出。
上述实施例表现了本发明的一例，本发明没有限定为上述实施例的结构，在其技术思想的范围内可以适当变形。

Claims (14)

1.一种掩模对准方法，所述掩模对准方法调整掩模载置台与掩模的相对位置，其特征在于，包括：
对所述掩模载置台上的所述掩模的相对的位置偏离量进行计测的计测工序；
在使所述掩模从所述掩模载置台分离的状态下，在与所述掩模载置台的载置面平行的面内，使所述掩模相对于所述掩模载置台相对移动与计测到的所述位置偏离量相当的移动指示量的位置调整工序；及
将相对移动后的所述掩模载置到所述掩模载置台上的载置工序，
所述掩模对准方法基于规定的条件，对所述移动指示量进行补正，并使用补正后的移动指示量进行所述位置调整工序，
在顺次反复进行所述计测工序、所述位置调整工序及所述载置工序的过程中，如果所述掩模载置台上的所述掩模的位置偏离量被反复作为超过预定的规定值的偏离量且该位置偏离量的变化成为了规定的基准值以下，则判定为所述规定的条件成立，在进行下次的所述位置调整工序时使用所述补正后的移动指示量，进行补正后的位置调整。
2.根据权利要求1所述的掩模对准方法，其特征在于，
在所述移动指示量的补正中，补正成与通过所述计测工序计测的位置偏离量的两倍相当的移动指示量。
3.根据权利要求1所述的掩模对准方法，其特征在于，
当作为与所述掩模载置台上的所述掩模的位置偏离量相当的移动指示量的之前刚过去的移动指示量的差分连续两次成为所述规定的基准值以下时，判定为所述位置偏离量的变化成为所述规定的基准值以下。
4.根据权利要求1所述的掩模对准方法，其特征在于，
当作为与所述掩模载置台上的所述掩模的位置偏离量相当的移动指示量的之前刚过去的两次移动指示量的差分成为所述规定的基准值以下时，判定为所述位置偏离量的变化成为所述规定的基准值以下，在下次的所述位置调整工序时使用所述补正后的移动指示量进行第一次的补正后的位置调整。
5.根据权利要求4所述的掩模对准方法，其特征在于，
将在进行所述第一次的补正后的位置调整时成为所述差分的比较对象的移动指示量的一方与即将进入第二次以后的补正后的位置调整之前的移动指示量进行比较，在其差分成为了所述规定的基准值以下时，进行所述第二次以后的补正后的位置调整。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的掩模对准方法，其特征在于，
所述基准值是比所述规定值小的值。
7.一种成膜方法，其特征在于，包括：
使用权利要求1～6中任一项所述的掩模对准方法，在调整了掩模与掩模载置台的相对位置的状态下，将掩模载置于掩模载置台上的第一对准工序；
相对于载置在掩模载置台上的所述掩模来调整基板的相对位置的第二对准工序；及
在使进行了位置调整的所述基板与所述掩模紧贴之后，将来自蒸镀源的蒸镀材料经由所述掩模向所述基板成膜的工序。
8.一种掩模对准装置，所述掩模对准装置用于调整掩模载置台与掩模的相对位置，其特征在于，包括：
掩模支承单元，在将所述掩模载置于所述掩模载置台上的前后，所述掩模支承单元暂时支承所述掩模；
掩模支承单元升降机构，所述掩模支承单元升降机构使所述掩模支承单元升降；
计测机构，所述计测机构对所述掩模载置台上的所述掩模的相对的位置偏离量进行计测；
位置调整机构，在使所述掩模从所述掩模载置台分离的状态下，在与所述掩模载置台的载置面平行的面内，使所述掩模相对于所述掩模载置台相对移动与计测到的所述位置偏离量相当的移动指示量；及
控制部，所述控制部对所述位置调整机构进行位置调整时的所述移动指示量进行控制，
所述控制部基于规定的条件，对所述移动指示量进行补正，以使用补正后的移动指示量进行所述位置调整的方式控制所述位置调整机构，
在顺次反复进行基于所述计测机构的所述位置偏离量的计测工序、基于所述位置调整机构的位置调整工序、及通过所述掩模支承单元升降机构使所述掩模支承单元下降并将位置调整后的所述掩模再次载置于所述掩模载置台的载置工序的过程中，如果所述掩模载置台上的所述掩模的位置偏离量被反复作为超过预定的规定值的偏离量且该位置偏离量的变化成为了规定的基准值以下，则所述控制部判定为所述规定的条件成立，以在进行下次的所述位置调整工序时使用所述补正后的移动指示量进行补正后的位置调整的方式控制所述位置调整机构。
9.根据权利要求8所述的掩模对准装置，其特征在于，
在所述移动指示量的补正中，补正成与通过所述计测机构计测的位置偏离量的两倍相当的移动指示量。
10.根据权利要求8所述的掩模对准装置，其特征在于，
当作为与所述掩模载置台上的所述掩模的位置偏离量相当的移动指示量的之前刚过去的移动指示量的差分连续两次成为所述规定的基准值以下时，所述控制部判定为所述位置偏离量的变化成为所述规定的基准值以下。
11.根据权利要求8所述的掩模对准装置，其特征在于，
当作为与所述掩模载置台上的所述掩模的位置偏离量相当的移动指示量的之前刚过去的两次移动指示量的差分成为所述规定的基准值以下时，所述控制部判定为所述位置偏离量的变化成为所述规定的基准值以下，以在下次的所述位置调整工序时使用所述补正后的移动指示量进行第一次的补正后的位置调整的方式控制所述位置调整机构。
12.根据权利要求11所述的掩模对准装置，其特征在于，
所述控制部将在进行所述第一次的补正后的位置调整时成为所述差分的比较对象的移动指示量的一方与即将进入第二次以后的补正后的位置调整之前的移动指示量进行比较，以在其差分成为了所述规定的基准值以下时进行所述第二次以后的补正后的位置调整的方式控制所述位置调整机构。
13.根据权利要求8～12中任一项所述的掩模对准装置，其特征在于，
所述基准值是比所述规定值小的值。
14.一种成膜装置，其中，所述成膜装置包括：
权利要求8～13中任一项所述的掩模对准装置；
保持基板的基板支承单元；及
收容蒸镀材料的蒸镀源。
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