JP2020141121A - アライメント装置、成膜装置、アライメント方法、成膜方法、電子デバイスの製造方法、記録媒体、及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
置動作に移行させるのが望ましい。
マスクと基板とのアライメントを行うアライメント装置であって、
前記基板及び前記マスクのうちの少なくとも一方を第1の方向に移動させ、前記基板と前記マスクとを近接または離隔させる移動機構と、
前記基板及び前記マスクのうちの少なくとも一方を、前記第1の方向と交差する第2の方向、及び、前記第1の方向および前記第2の方向と交差する第3の方向のうちの少なくともいずれか一方の方向に移動させて、前記基板と前記マスクとの間の相対位置を調整する位置調整機構と、
前記移動機構および前記位置調整機構を制御する制御部と、
前記マスクの厚さ情報を取得する厚さ情報取得手段と、を備え、
前記制御部は、前記厚さ情報取得手段によって取得された前記マスクの厚さ情報に基づいて前記移動機構を制御することを特徴とする。
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。図1の製造ラインは、例えば、スマートフォン用の有機EL表示装置の表示パネルの製造に用いられる。スマートフォン用の表示パネルの場合、例えば、約1800mm×1500mmや約900mm×1500mmのサイズの基板に有機ELの成膜を行った後、当該基板をカットし、複数の小サイズのパネルが製作される。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に対する処理(例えば、成膜)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とを備えている。
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。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。なお、Z方向は「第1の方向」に相当し、X方向は「第1の方向と交差する第2の方向」に相当し、Y方向は「第1の方向および第2の方向と交差する第3の方向」に相当する。
ラム)をプロセッサーが実行することにより実現される。なお、メモリやストレージは、「コンピュータに基板とマスクのアライメントを行うアライメント方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」に相当する。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。
図3を参照して基板支持ユニット210の構成を説明する。図3は基板支持ユニット210の斜視図である。基板支持ユニット210は、挟持機構によって基板10の周縁を挟持することにより、基板10を保持しながら搬送する手段である。具体的には、基板支持ユニット210は、基板10の4辺それぞれ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。支持具300と押圧具302が対となって1つの挟持機構が構成される。図3の例では、基板10の短辺に沿って3つの支持具300が配置され、長辺に沿って6つの挟持機構(支持具300と押圧具302のペア)が配置されており、長辺2辺を挟持する構成となっている。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のサイズや形状あるいは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される。なお、支持具300は「フィンガプレート」とも呼ばれ、押圧具302は「クランプ」とも呼ばれる。
図4は第1アライメント工程を示す図面である。図4(a)は、搬送ロボット140から基板支持ユニット210に基板10が受け渡された直後の状態を示す。基板10は自重によりその中央が下方に撓んでいる。次に、図4(b)に示すように、クランプ部材303を下降させて、押圧具302と支持具300からなる挟持機構により基板10の左右の辺部が挟持される。
0の両者の位置を調整してもよい。
以下、マスク厚さ情報に基づいたアライメント完了後の基板移動位置制御について詳細に説明する。
た基板をマスクに近接移動させるときの目標移動位置(移動量)を、使用するマスクの厚さ情報に基づいて制御する。つまり、制御部270は、第1アライメントによって位置ずれが調整された基板10とマスク220を第1位置から第2位置に近接移動させるときに、マスク厚さ情報取得手段280によって取得されるマスク220の厚さ情報に基づいて移動機構を制御する。より具体的には、成膜装置内に搬入されたマスク220に対し、その厚さ情報を取得し、取得された厚さ情報に基づいて基板Zアクチュエータ250の駆動によって基板10がマスク220に向かって近接移動する移動量を制御する。言い換えれば、アライメントされた基板10をマスク220に向かって近接移動させるときの移動量をマスク毎の厚さの差に応じて補正する。これにより、アライメント完了後のマスクへの載置過程において、基板とマスク間の調整された位置関係がマスクの個体差により再びずれてしまうことを抑制することができる。
送システムの上流側搬送装置から搬送されてきてマスクストックチャンバ120に収納されるときに、成膜装置が搬送中の各マスクに対する厚さ情報についても該上流側搬送装置または該上流側搬送装置を制御する制御装置から通信によって受信することで行われる。
るまで繰り返される。本発明は、この第2アライメント(ファインアライメント)による位置合わせ工程(図6(c))の後に基板10とマスク220を相対的に近接移動させるとき(図6(d))にも適用可能である。つまり、この基板10とマスク220間の相対近接移動のときに、前述した各マスクの厚さ情報を利用することで、マスク個体差によるアライメント精度低下を抑制することができる。このように、制御部270は、第2アライメント用マークの撮影画像に基づいた離隔された位置での基板10とマスク220間の第2アライメントによる位置ずれ調整の後、基板10とマスク220を再び第2位置(基板10の中央部がマスク220の載置面に接触し、基板10の辺部はマスク220の載置面から離れる位置)に近接移動させるときに、厚さ情報取得手段280によって取得されるマスク220の厚さ情報に基づいて移動機構を制御することもできる。
次に、本実施形態の成膜装置を用いた電子デバイスの製造方法の一例を説明する。以下、電子デバイスの例として有機EL表示装置の構成及び製造方法を例示する。
発光素子と白色発光素子の組み合わせでもよく、少なくとも1色以上であれば特に制限されるものではない。
発光層が水分や酸素によって劣化してしまうおそれがある。従って、本例において、成膜装置間の基板の搬入搬出は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気の下で行われる。
220 マスク
250 基板Zアクチュエータ(移動機構)
270 制御部
280 マスク厚さ情報取得手段
Claims (28)
- マスクと基板とのアライメントを行うアライメント装置であって、
前記基板及び前記マスクのうちの少なくとも一方を第1の方向に移動させ、前記基板と前記マスクとを近接または離隔させる移動機構と、
前記基板及び前記マスクのうちの少なくとも一方を、前記第1の方向と交差する第2の方向、及び、前記第1の方向および前記第2の方向と交差する第3の方向のうちの少なくともいずれか一方の方向に移動させて、前記基板と前記マスクとの間の相対位置を調整する位置調整機構と、
前記移動機構および前記位置調整機構を制御する制御部と、
前記マスクの厚さ情報を取得する厚さ情報取得手段と、を備え、
前記制御部は、前記厚さ情報取得手段によって取得された前記マスクの厚さ情報に基づいて前記移動機構を制御する
ことを特徴とするアライメント装置。 - 前記制御部は、
前記マスクと前記基板とが離隔された位置で前記基板と前記マスクとの間の位置合わせが行われるように前記位置調整機構を制御し、
位置合わせが行われた前記基板と前記マスクとを近接させるように移動させるとき、前記厚さ情報取得手段によって取得される前記マスクの厚さ情報に基づいて目標移動位置が調整されるように前記移動機構を制御することを特徴とする請求項1に記載のアライメント装置。 - 前記厚さ情報取得手段は、前記マスクに対しその厚さ情報の入力をユーザから受け付ける入力手段であ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。
- 前記マスクには、それぞれのマスクの識別に用いられる識別子が形成されており、
前記厚さ情報取得手段は、前記マスクごとに付与された識別子を読み取ることによって該識別子に対応するマスクの厚さ情報を取得す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。 - 前記厚さ情報取得手段は、前記マスクごとに付与された識別子を読み取る読み取り部と、前記マスクの識別子と該マスクの厚さ情報を相互に関連付けて記憶する記憶部とを含むことを特徴とする請求項4に記載のアライメント装置。
- 前記厚さ情報取得手段は、前記マスクの厚さ情報を、前記アライメント装置に対して該マスクを搬送する上流側搬送装置または該上流側搬送装置を制御する制御装置から受信することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のアライメント装置。
- 前記厚さ情報取得手段は、前記マスクの厚さ情報を計測する手段であ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。
- 前記厚さ情報取得手段は、前記アライメント装置に対して前記マスクを搬送する搬送経路上の任意の位置に設置され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。
- 前記アライメント装置は、前記基板に対する成膜が行われる成膜室を含む成膜システムに設けられており、
前記成膜システムは、前記成膜室に搬送される前記マスクを一時収納するマスクストックチャンバと、前記マスクストックチャンバから前記成膜室への前記マスクの搬送経路となる搬送室とを含み、
前記厚さ情報取得手段は、前記成膜室、前記搬送室、前記マスクストックチャンバのいずれかに設置されることを特徴とする請求項8に記載のアライメント装置。 - 前記制御部は、前記基板と前記マスクの位置ずれを大まかに調整する第1アライメントと、前記第1アライメントに続いて、前記第1アライメントによる位置ずれ調整よりも高精度で前記基板と前記マスクの位置ずれを調整する第2アライメントとを、順次行うように前記位置調整機構を制御し、
前記制御部は、前記第1アライメントによって位置ずれが調整された前記基板と前記マスクを近接移動させるときに、前記厚さ情報取得手段によって取得される前記マスクの厚さ情報に基づいて前記移動機構を制御することを特徴とする請求項1〜9のいずれか一つに記載のアライメント装置。 - 前記第1アライメントは、前記マスク上の載置面から前記基板が第1距離だけ離れた第1位置で前記基板と前記マスク上にそれぞれ形成された第1アライメント用マークを撮影した画像に基づいて、前記第1位置において前記基板と前記マスク間の位置ずれを調整することによって行われ、
前記第2アライメントは、前記基板と前記マスクを前記第1距離より近接させた第2位置で前記基板と前記マスク上にそれぞれ形成された第2アライメント用マークを撮影し、前記基板と前記マスクを再び離隔させた位置において、前記第2アライメント用マークの撮影画像に基づいて前記基板と前記マスク間の位置ずれを調整してから、前記基板と前記マスクを再度前記第2位置に近接させることによって行われ、
前記制御部は、前記第1アライメントによって位置ずれが調整された前記基板と前記マスクを前記第1位置から前記第2位置に近接移動させるときに、前記厚さ情報取得手段によって取得される前記マスクの厚さ情報に基づいて前記移動機構を制御することを特徴とする請求項10に記載のアライメント装置。 - 前記制御部は、前記第2アライメント用マークの撮影画像に基づいた、前記離隔された位置での前記基板と前記マスク間の第2アライメントによる位置ずれ調整の後、前記基板と前記マスクを再び前記第2位置に近接移動させるときに、前記厚さ情報取得手段によって取得される前記マスクの厚さ情報に基づいて前記移動機構を制御することを特徴とする請求項11に記載のアライメント装置。
- 前記第2位置は、前記基板の中央部が前記マスクの載置面に接触し、前記基板の辺部は前記マスクの載置面から離れる位置であ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。
- 前記制御部は、前記第2アライメントによって位置ずれが調整された前記基板と前記マスクを、前記第2位置から、前記基板が前記マスク上に完全に載置されるまでさらに近接移動させるときに、前記厚さ情報取得手段によって取得される前記マスクの厚さ情報に基づいて前記移動機構を制御することを特徴とする請求項13に記載のアライメント装置。
- 前記基板を挟んで前記マスクに磁力を印加するための磁力印加手段、および、前記基板を冷却するための冷却手段のうちの少なくとも一方を前記第1の方向に移動させる第2移動機構を備え、
前記制御部は、前記厚さ情報取得手段によって取得された前記マスクの厚さ情報に基づいて前記第2移動機構を制御することを特徴とする請求項1〜14のいずれか一つに記載のアライメント装置。 - マスクと基板とのアライメントを行うアライメント装置であって、
前記基板及び前記マスクのうちの少なくとも一方を第1の方向に移動させ、前記基板と
前記マスクとを近接または離隔させる移動機構と、
前記基板及び前記マスクのうちの少なくとも一方を、前記第1の方向と交差する第2の方向、及び、前記第1の方向および前記第2の方向と交差する第3の方向のうちの少なくともいずれか一方の方向に移動させて、前記基板と前記マスクとの間の相対位置を調整する位置調整機構と、
前記基板を挟んで前記マスクに磁力を印加するための磁力印加手段、および、前記基板を冷却するための冷却手段のうちの少なくとも一方を、前記第1の方向に移動させる第2移動機構と、
前記移動機構および前記位置調整機構および前記第2移動機構を制御する制御部と、
前記マスクの厚さ情報を取得する厚さ情報取得手段と、を備え、
前記制御部は、前記厚さ情報取得手段によって取得された前記マスクの厚さ情報に基づいて前記第2移動機構を制御する
ことを特徴とするアライメント装置。 - 基板にマスクを介して成膜する成膜装置であって、
前記基板と前記マスクとをアライメントするアライメント装置を含み、
前記アライメント装置は、請求項1〜16のいずれか一つ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。 - 基板とマスクとのアライメントを行うアライメント方法であって、
位置調整機構により、前記マスクと前記基板とが離隔された位置で、前記基板及び前記マスクのうちの少なくとも一方を第2の方向、及び、前記第2の方向と交差する第3の方向のうちの少なくともいずれか一方の方向に移動させて、前記基板と前記マスクとの相対位置の調整を行う位置調整工程と、
移動機構により、位置合わせが行われた前記基板および前記マスクのうちの少なくとも一方を、前記第2の方向および前記第3の方向と交差する第1の方向に近接移動させる移動工程と、
厚さ情報取得手段により、前記マスクの厚さ情報を取得する工程とを含み、
前記移動工程において、前記厚さ情報取得手段によって取得された前記マスクの厚さ情報に基づいて目標移動位置が調整されるように、前記移動機構を制御する
ことを特徴とするアライメント方法。 - 前記厚さ情報を取得する工程は、成膜装置内に搬入される前記マスクに対し、その厚さ情報の入力をユーザから受け付ける工程であることを特徴とする請求項18に記載のアライメント方法。
- 前記マスクには、それぞれのマスクの識別に用いられる識別子が形成されており、
前記厚さ情報を取得する工程は、前記マスクごとに付与された識別子を読み取ることによって、該識別子に対応するマスクの厚さ情報を取得する工程であることを特徴とする請求項18に記載のアライメント方法。 - 前記厚さ情報を取得する工程は、成膜装置内に前記マスクを搬送する上流側搬送装置または該上流側搬送装置を制御する制御装置から該マスクの厚さ情報を受信する工程であることを特徴とする請求項18に記載のアライメント方法。
- 前記厚さ情報を取得する工程は、成膜装置内に搬入される前記マスクの厚さ情報を厚さ計測手段によって実測で計測する工程であることを特徴とする請求項18に記載のアライメント方法。
- 第2移動機構により、前記基板を挟んで前記マスクに磁力を印加するための磁力印加手
段、および、前記基板を冷却するための冷却手段の少なくとも一方を、前記マスクと近接した前記基板に向かって前記第1の方向に近接移動させる第2移動工程を含み、
前記第2移動工程において、前記厚さ情報取得手段によって取得された前記マスクの厚さ情報に基づいて目標移動位置が調整されるように、前記第2移動機構を制御することを特徴とする請求項18〜22のいずれか一つに記載のアライメント方法。 - 基板とマスクのアライメントを行うためのアライメント方法であって、
位置調整機構により、前記マスクと前記基板とが離隔された位置で、前記基板及び前記マスクのうちの少なくとも一方を、第2の方向、及び、前記第2の方向と交差する第3の方向のうちの少なくともいずれか一方の方向に移動させて、前記基板と前記マスクとの相対位置を調整する位置調整工程と、
移動機構により、位置合わせが行われた前記基板と前記マスクの少なくとも一方を、前記第2の方向および前記第3の方向と交差する第1の方向に近接移動させる移動工程と、
第2移動機構により、前記基板を挟んで前記マスクに磁力を印加するための磁力印加手段、および、前記基板を冷却するための冷却手段うちのの少なくとも一方を、前記マスクと近接した前記基板に向かって前記第1の方向に近接移動させる第2移動工程と、
厚さ情報取得手段により、前記マスクの厚さ情報を取得する工程とを含み、
前記第2移動工程において、前記厚さ情報取得手段によって取得された前記マスクの厚さ情報に基づいて目標移動位置が調整されるように、前記第2移動機構を制御する
ことを特徴とするアライメント方法。 - マスクを介して基板に成膜するための成膜方法であって、
請求項18〜24のいずれか一つに記載のアライメント方法を含むことを特徴とする成膜方法。 - 請求項25に記載の成膜方法を用いて電子デバイスを製造することを特徴とする電子デバイスの製造方法。
- コンピュータに基板とマスクのアライメントを行うアライメント方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
前記アライメント方法は、請求項18〜24のいずれか一つに記載のアライメント方法であることを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 請求項18〜24のいずれか一つに記載のアライメント方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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