JP2022131449A - 成膜装置、成膜方法、及び電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吸着板に基板をより確実に吸着させる。【解決手段】内部を真空に保持するチャンバと、チャンバの内部に設けられ、基板を吸着するための静電気力を発生する電極を有する吸着板と、第１の電圧と、第１の電圧を印加した場合より大きな静電気力を発生させる第２の電圧と、を電極に印加する電圧制御手段と、基板の吸着板への吸着状態を検出する検出手段と、を備え、電極に第１の電圧を印加して吸着板に基板を吸着させた状態で、基板の一部が吸着板に吸着されていないことが検出手段によって検出された場合、前記電圧制御手段が電極に第２の電圧を印加することを特徴とする成膜装置。【選択図】図８

Description

本発明は、成膜装置、成膜方法、及び電子デバイスの製造方法に関する。

有機ＥＬディスプレイ等の製造においては、マスクを介して基板上に蒸着物質が成膜される。成膜の前処理としてマスクと基板とのアライメントが行われ、両者が重ね合わされる。特許文献１には、静電チャック等の吸着板に基板を吸着させた状態で、基板とマスクとを接近させてアライメントを行うことが開示されている。また、基板の吸着状態を検出するための検出手段が開示されている。

特開２０１９－１１７９２６号公報

特許文献１に開示された成膜装置では、吸着板に基板が十分に吸着されていない状態にあることを検出できるものの、そのような状態にある基板の吸着度を向上させる方法については開示されていない。吸着板に基板が確実に吸着していない状態では、十分な精度で成膜を行えない可能性がある。

本発明の目的は、吸着板に基板をより確実に吸着させることである。

本発明の第１の態様は、
内部を真空に保持するチャンバと、
前記チャンバの内部に設けられ、基板を吸着するための静電気力を発生する電極を有する吸着板と、
第１の電圧と、前記第１の電圧を印加した場合より大きな静電気力を発生させる第２の電圧と、を前記電極に印加する電圧制御手段と、
前記基板の前記吸着板への吸着状態を検出する検出手段と、
を備え、
前記電極に前記第１の電圧を印加して前記吸着板に前記基板を吸着させた状態で、前記基板の一部が前記吸着板に吸着されていないことが前記検出手段によって検出された場合、前記電圧制御手段が前記電極に前記第２の電圧を印加することを特徴とする成膜装置である。

また、本発明の第２の態様は、
内部を真空に保持するチャンバの内部に設けられ、基板を吸着するための静電気力を発生する吸着板の電極に、第１の電圧を印加して前記吸着板に前記基板を吸着させる工程と、
前記基板の前記吸着板への吸着状態を検出する工程と、
前記基板の一部が前記吸着板に吸着されていないことが検出された場合、前記電極に前記第１の電圧を印加した場合より大きな静電気力を発生させる第２の電圧を印加する工程と、
前記基板が前記吸着板へ正常に吸着していることが検出された場合、前記吸着板に前記基板が吸着した状態でマスクを介して成膜材料を前記基板に蒸着させる工程と、
を有することを特徴とする成膜方法である。

本発明によれば、吸着板に基板をより確実に吸着させることができる。

電子デバイスの製造ラインの一部の模式図。 一実施形態に係る成膜装置の概略図。 基板支持ユニット及び吸着板の説明図。 吸着板の電気配線の説明図。 計測ユニットの説明図。 調整ユニットの説明図。 吸着板を用いた基板とマスクとの重ね合わせのプロセスの説明図。 吸着状態を向上させるプロセスの説明図。 電子デバイスの製造方法を説明する図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜電子デバイスの製造ライン＞
図１は、本発明の成膜装置が適用可能な電子デバイスの製造ラインの構成の一部を示す模式図である。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もので、基板１００が成膜ブロック３０１に順次搬送され、基板１００に有機ＥＬの成膜が行われる。

成膜ブロック３０１には、平面視で八角形の形状を有する搬送室３０２の周囲に、基板１００に対する成膜処理が行われる複数の成膜室３０３ａ～３０３ｄと、使用前後のマスクが収納されるマスク格納室３０５とが配置されている。搬送室３０２には、基板１００を搬送する搬送ロボット３０２ａが配置されている。搬送ロボット３０２ａは、基板１００を保持するハンドと、ハンドを水平方向に移動する多関節アームとを含む。換言すれば、成膜ブロック３０１は、搬送ロボット３０２ａの周囲を取り囲むように複数の成膜室３０３ａ～３０３ｄが配置されたクラスタ型の成膜ユニットである。なお、成膜室３０３ａ～３０３ｄを総称する場合、又は、区別しない場合は成膜室３０３と表記する。

基板１００の搬送方向（矢印方向）で、成膜ブロック３０１の上流側、下流側には、それぞれ、バッファ室３０６、旋回室３０７、受渡室３０８が配置されている。製造過程において、各室は真空状態に維持される。なお、図１においては成膜ブロック３０１を１つしか図示していないが、本実施形態に係る製造ラインは複数の成膜ブロック３０１を有しており、複数の成膜ブロック３０１が、バッファ室３０６、旋回室３０７、受渡室３０８で構成される連結装置で連結された構成を有する。なお、連結装置の構成はこれに限定はされず、例えばバッファ室３０６又は受渡室３０８のみで構成されていてもよい。

搬送ロボット３０２ａは、上流側の受渡室３０８から搬送室３０２への基板１００の搬入、成膜室３０３間での基板１００の搬送、マスク格納室３０５と成膜室３０３との間でのマスクの搬送、及び、搬送室３０２から下流側のバッファ室３０６への基板１００の搬出を行う。

バッファ室３０６は、製造ラインの稼働状況に応じて基板１００を一時的に格納するための室である。バッファ室３０６には、カセットとも呼ばれる基板収納棚と、昇降機構とが設けられる。基板収納棚は、複数枚の基板１００を基板１００の被処理面（被成膜面）が重力方向下方を向く水平状態を保ったまま収納可能な多段構造を有する。昇降機構は、基板１００が搬入又は搬出される段を搬送位置に合わせるために、基板収納棚を昇降させる。これにより、バッファ室３０６には複数の基板１００を一時的に収容し、滞留させることができる。

旋回室３０７は基板１００の向きを変更する装置を備えている。本実施形態では、旋回室３０７は、旋回室３０７に設けられた搬送ロボットによって基板１００の向きを１８０度回転させる。旋回室３０７に設けられた搬送ロボットが、バッファ室３０６で受け取った基板１００を支持した状態で１８０度旋回し受渡室３０８に引き渡すことで、バッファ室３０６内と受渡室３０８とで基板の前端と後端が入れ替わる。これにより、成膜室３０３に基板１００を搬入する際の向きが、各成膜ブロック３０１で同じ向きになるため、基板Ｓに対する成膜のスキャン方向やマスクの向きを各成膜ブロック３０１において一致させることができる。このような構成とすることで、各成膜ブロック３０１においてマスク格納室３０５にマスクを設置する向きを揃えることができ、マスクの管理が簡易化されユーザビリティを高めることができる。

製造ラインの制御系は、ホストコンピュータとしてライン全体を制御する上位装置３００と、各構成を制御する制御装置１４ａ～１４ｄ、３０９、３１０とを含み、これらは有線又は無線の通信回線３００ａを介して通信可能である。制御装置１４ａ～１４ｄは、成膜室３０３ａ～３０３ｄに対応して設けられ、後述する成膜装置１を制御する。なお、制御装置１４ａ～１４ｄを総称する場合、又は、区別しない場合は制御装置１４と表記する。

制御装置３０９は搬送ロボット３０２ａを制御する。制御装置３１０は旋回室３０７に設けられた搬送ロボットを制御する。上位装置３００は、基板１００に関する情報や搬送タイミング等の指示を各制御装置１４、３０９、３１０に送信し、各制御装置１４、３０９、３１０は受信した指示に基づき各構成を制御する。

＜成膜装置の概要＞
図２は一実施形態に係る成膜装置１の概略図である。成膜室３０３に設けられる成膜装置１は、基板１００に成膜材料によって薄膜を形成する装置であり、マスク１０１を用いて所定のパターンの薄膜を形成する。成膜装置１により成膜が行われる基板１００の材質は、ガラス、樹脂、金属等の材料を適宜選択可能であり、ガラス上にポリイミド等の樹脂層が形成されたものが好適に用いられる。成膜材料としては、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物等）等の物質が採用される。成膜装置１は、例えば表示装置（フラットパネルディスプレイ等）や薄膜太陽電池、有機光電変換素子（有機薄膜撮像素子）等の電子デバイスや、光学部材等を製造する製造装置に適用可能であり、特に、有機ＥＬパネルを製造する製造装置に好適に用いられる。以下の説明においては、成膜装置１が真空蒸着によって基板１００に成膜を行う例について説明する。ただし、本発明はこれに限定はされず、スパッタやＣＶＤ等を行う各種成膜装置に適用可能である。なお、各図において矢印Ｚは鉛直方向を示し、矢印Ｘ及び矢印Ｙは互いに直交する水平方向を示す。

成膜装置１は、内部を真空に保持可能な箱型の真空チャンバ３（単にチャンバとも呼ぶ）を有する。真空チャンバ３の内部空間３ａは、真空雰囲気か、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気に維持されている。本実施形態では、真空チャンバ３は不図示の真空ポンプに接続されている。なお、本明細書において「真空」とは、大気圧より低い圧力の気体で満たさ
れた状態、換言すれば減圧状態をいう。真空チャンバ３の内部空間３ａには、基板１００を水平姿勢で支持する基板支持ユニット６、マスク１０１を支持するマスク台５、成膜ユニット４、プレートユニット９、吸着板１５が配置される。マスク１０１は、基板１００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メタルマスクであり、マスク台５の上に載置されている。なお、マスク台５は、マスク１０１を所定の位置に固定する他の形態の手段に置換可能である。マスク１０１としては、枠状のマスクフレームに数μｍ～数十μｍ程度の厚さのマスク箔が溶接固定された構造を有するマスクを用いることができる。マスク１０１の材質は特に限定はされないが、インバー材等の熱膨張係数の小さい金属を用いることが好ましい。成膜処理は、基板１００がマスク１０１の上に載置され、基板１００とマスク１０１とが互いに重ね合わされた状態で行われる。

プレートユニット９は、冷却プレート１０と磁石プレート１１とを備える。冷却プレート１０は磁石プレート１１の下に、磁石プレート１１に対してＺ方向に変位可能に吊り下げられている。冷却プレート１０は、成膜時に吸着板１５と接触することにより、吸着板１５に吸着された基板１００を冷却する機能を有する。冷却プレート１０は水冷機構等を備えて積極的に基板１００を冷却するものに限定はされず、水冷機構等は設けられていないものの吸着板１５と接触することによって基板１００の熱を奪うような板状部材であってもよい。磁石プレート１１は、磁力によってマスク１０１を引き寄せるプレートであり、基板１００の上面に載置されて、成膜時に基板１００とマスク１０１の密着性を向上させる機能を発揮する。

なお、冷却プレート１０と磁石プレート１１については、設けない構成を採用することもできる。例えば、吸着板１５に冷却機構が設けられている場合、冷却プレート１０はなくてもよい。また、吸着板１５がマスク１０１を吸着する場合、磁石プレート１１は設けなくてもよい。

成膜ユニット４は、蒸発源を有するユニットであり、蒸発源の他、ヒータ、シャッタ、蒸発源の駆動機構、蒸発レートモニタ等を備えている。より具体的には、本実施形態では、成膜ユニット４は複数のノズル（不図示）がＸ方向に並んで配置され、それぞれのノズルから蒸着材料が放出されるリニア蒸発源である。例えば、リニア蒸発源は、蒸発源移動機構（不図示）によってＹ方向（装置の奥行き方向）に往復移動される。本実施形態では、成膜ユニット４が後述するアライメント装置２と同一の真空チャンバ３に設けられている。しかしながら、アライメントが行われる真空チャンバ３とは別のチャンバで成膜処理を行う実施形態では、成膜ユニット４は真空チャンバ３には配置されない。

＜アライメント装置＞
成膜装置１は、基板１００とマスク１０１とのアライメントを行うアライメント装置２を備える。アライメント装置２は、基板支持ユニット６、吸着板１５、位置調整ユニット２０、距離調整ユニット２２、プレートユニット昇降ユニット１３、計測ユニット７、８、調整ユニット１７、フローティング部１９、検出ユニット１６を備える。以下、アライメント装置の各構成について説明する。

（基板支持ユニット）
アライメント装置２は、基板１００の周縁部を支持する基板支持ユニット６を備える。図２に加えて図３を参照して説明する。図３は基板支持ユニット６及び吸着板１５の説明図であり、これらを下側から見た図である。

基板支持ユニット６は、その外枠を構成する複数のベース部６１ａ～６１ｄと、ベース部６１ａ～６１ｄから内側へ突出した複数の載置部６２及び６３を備える。なお、載置部６２及び６３は「受け爪」又は「フィンガ」とも呼ばれることがある。ベース部６１ａ～
６１ｄは、それぞれ支持軸Ｒ３により支持されている。複数の載置部６２は基板１００の周縁部の長辺側を受けるようにベース部６１ａ～６１ｄに間隔を置いて配置される。また、複数の載置部６３は、基板１００の周縁部の短辺側を受けるようにベース部６１ａ～６１ｄに間隔を置いて配置されている。搬送ロボット３０２ａにより成膜装置１に搬入された基板１００は、複数の載置部６２及び６３によって支持される。以下、ベース部６１ａ～６１ｄを総称する場合、又は、区別しない場合はベース部６１と表記する。

本実施形態では、複数の載置部６２及び６３は板バネで構成されており、複数の載置部６２及び６３により支持されている基板１００を吸着板１５に吸着させる際には、板バネの弾性力により基板１００を吸着板１５に対して押し付けることができる。

なお、図３の例では４つのベース部６１により部分的に切り欠きがある矩形の枠体が構成されているが、これには限定されず、ベース部６１は矩形状の基板１００の外周を取り囲むような切れ目のない矩形枠体であってもよい。ただし、複数のベース部６１により切り欠きが設けられることで、搬送ロボット３０２ａが載置部６２及び６３へと基板１００を受け渡す際に、搬送ロボット３０２ａがベース部６１を避けて退避することができる。これにより、基板１００の搬送及び受け渡しの効率を向上させることができる。

なお、基板支持ユニット６には、複数の載置部６２及び６３に対応して複数のクランプ部が設けられ、載置部６２及び６３に載置された基板１００の周縁部をクランプ部により挟んで保持する態様が採用されてもよい。

（吸着板）
引き続き図２及び３を参照する。アライメント装置２は、真空チャンバ３の内部に設けられ、基板１００を吸着可能な吸着板１５を備える。本実施形態では、吸着板１５は、基板支持ユニット６とプレートユニット９との間に設けられ、１つ又は複数の支持軸Ｒ１により支持されている。本実施形態では、吸着板１５は、４つの支持軸Ｒ１により支持されている。一実施形態において、支持軸Ｒ１は円柱形状のシャフトである。

また、本実施形態では、吸着板１５は、基板１００を静電気力によって吸着する静電チャックである。例えば、吸着板１５は、セラミックス材質のマトリックス（基体とも呼ばれる）の内部に金属電極等の電気回路が埋め込まれた構造を有する。例えば、各電極配置領域１５１では、静電気力を発生させるためにプラス（＋）及びマイナス（－）の電圧が印加される一対の電極が配置される。プラス電極及びマイナス電極は、一つの電極配置領域１５１内で交互に配置される。電極配置領域１５１に配置された金属電極にプラス及びマイナス電圧が印加されると、セラミックスマトリックスを通じて基板１００に分極電荷が誘導され、基板１００と吸着板１５との間の静電気的な引力（静電気力）により、基板１００が吸着板１５の吸着面１５０に吸着固定される。

また、吸着板１５は、電極に加えられる電圧の大きさ、極性、電圧の印加開始及び終了のタイミング、電圧の維持時間、電圧の印加順序等を制御可能である。吸着板１５への電圧印加は制御装置１４により制御される。制御装置１４は、複数の電極配置領域１５１への電圧印加を、互いに独立に制御することができる。

なお、電極配置領域１５１は適宜設定可能である。例えば、本実施形態では複数の電極配置領域１５１が互いに離間して設けられているが、１つの電極配置領域１５１が吸着板１５の吸着面１５０の略全面に渡って形成されてもよい。

また、吸着板１５には、吸着板１５と基板１００との接触を検出する複数のタッチセンサ１６２１が埋設されている。本実施形態では、合計９つのタッチセンサ１６２１が設け
られている。吸着板１５の周縁部では、両長辺に沿ってそれぞれ４つずつが設けられ、吸着板１５の中央部に１つが設けられている。このように、吸着板１５の複数箇所にタッチセンサ１６２１が設けられることにより、基板１００の吸着面１５０に対する吸着状態、吸着の度合いを検出することができる。タッチセンサ１６２１の出力に基づき、基板１００の全面が吸着面１５０に吸着されたことや、基板１００の一部が吸着板１５の吸着面１５０に吸着されていないこと等を検出することができる。なお、タッチセンサ１６２１の数や配置は適宜変更可能である。

また、本実施形態では、タッチセンサ１６２１は、自身と対象との接触をメカニカルに検出する。一例として、タッチセンサ１６２１は、その先端部がバネ等により付勢され、先端部が基板１００等と接触していない状態では先端部が吸着面１５０から突出するように設けられる。そして、基板１００がタッチセンサ１６２１の先端部に接触すると、先端部が基板１００に押されて吸着板１５側へと引っ込み、内部の接点と接触することで所定の電気信号が出力されるように構成される。なお、先端部の形状は特に限定されず、ボタン形状やロッド形状であり得る。対象と接触していない状態の先端部が吸着面１５０から突出する長さを適当に設定することにより、タッチセンサ１６２１は実質的に吸着板１５と基板１００との接触を検出することができる。また、複数のタッチセンサ１６２１は、後述するように、吸着板１５とマスク台５との平行度を検出する検出ユニット１６を構成する。

また、本実施形態では、吸着板１５には、基板１００の吸着板１５への吸着状態を検出するファイバセンサ１６２２が設けられている。ファイバセンサ１６２２は、発光部１６２２ａ及び受光部１６２２ｂを含む。発光部１６２２ａ及び受光部１６２２ｂは、吸着板１５の下方、例えば吸着板１５の数ｍｍ～数十ｍｍ下方に光路１６２２ｃを形成するように設けられる。基板１００の一部が吸着板１５に吸着されていない場合、重力によって当該一部が下方に撓む。吸着板１５への基板１００の吸着処理を行った後で基板１００に撓みが発生している場合には、その撓みの部分が光路１６２２ｃを遮ることにより、基板１００の撓みが検出される。すなわち、基板１００の吸着が適切に行われていないことを検出することができる。なお、ファイバセンサ１６２２については設けない構成を採用することもできる。

また、吸着板１５には複数の開口１５２が形成されており、後述する計測ユニット（第１計測ユニット７及び第２計測ユニット８）が複数の開口１５２を介して後述するマスクマークを撮像する。

図４を併せて参照する。図４は、吸着板１５から支持軸Ｒ１に至る構造を模式的に示している。また、図４は、吸着板１５の電気配線の説明図であり、吸着板１５の電極配置領域１５１に配置される電極へ電気を供給するための配線が示されている。本実施形態の場合、吸着板１５を支持する複数の支持軸Ｒ１が中空の筒状に形成されている。そして、プラス（＋）及びマイナス（－）電圧を印加するための電線１５３がその内部を通過するように配線されている。図４の例では、プラス（＋）及びマイナス（－）電圧を印加するための電線１５３がそれぞれ１本ずつ、計２本示されている。また、支持軸Ｒ１の下部から真空チャンバ３に延出した電線１５３は、吸着板１５の短辺に沿って延び、短辺の略中央に設けられた電気接続部１５４に接続されている。つまり、電線１５３は、支持軸Ｒ１を介して真空チャンバ３の外部から内部へと導かれ、電気接続部１５４と接続されている。また、電線１５３から電気接続部１５４へと供給された電力が、電極配置領域１５１に配置された各電極へと供給される。

また、本実施形態では、４本の支持軸Ｒ１が設けられており、これらの支持軸Ｒ１を通って、各種の電線（ケーブル）が真空チャンバ３の内部へと導かれる。一実施形態におい
て、対角に設けられた２本の支持軸Ｒ１の内側を、吸着板１５へと電気を供給する電線１５３がそれぞれ通過し、残りの２本の支持軸Ｒ１の内側を、タッチセンサ１６２１やファイバセンサ１６２２等のケーブルが束ねられた状態で通過する。

（位置調整ユニット）
アライメント装置２は、基板支持ユニット６により周縁部が支持された基板１００、又は、吸着板１５によって吸着された基板１００と、マスク１０１との相対位置を調整する位置調整ユニット２０を備える。位置調整ユニット２０は、基板支持ユニット６又は吸着板１５をＸＹ平面内で移動させることにより、マスク１０１に対する基板１００の相対位置を調整する。すなわち、位置調整ユニット２０は、マスク１０１と基板１００の水平位置を調整するユニットであるとも言える。例えば、位置調整ユニット２０は、基板支持ユニット６をＸ方向、Ｙ方向、及びＺ方向の軸周りの回転方向に移動させることができる。本実施形態では、マスク１０１の位置を固定し、基板１００を移動させてこれらの相対位置を調整するが、マスク１０１を移動させ、又は、基板１００とマスク１０１の双方を移動させて相対位置を調整してもよい。

本実施形態では、位置調整ユニット２０は、固定プレート２０ａと、可動プレート２０ｂと、これらのプレートの間に配置された複数のアクチュエータ２０１とを備える。固定プレート２０ａは真空チャンバ３の上壁部３０上に固定されている。また、可動プレート２０ｂ上にはフレーム状の架台２１が搭載されており、架台２１には距離調整ユニット２２及びプレートユニット昇降ユニット１３が支持されている。アクチュエータ２０１により可動プレート２０ｂを固定プレート２０ａに対して水平方向に移動させると、架台２１、距離調整ユニット２２及びプレートユニット昇降ユニット１３が一体的に移動する。

複数のアクチュエータ２０１は、例えば、可動プレート２０ｂをＸ方向に移動可能なアクチュエータ及び可動プレート２０ｂをＹ方向に移動可能なアクチュエータ等を含む。そして、これらの移動量を制御することにより、可動プレート２０ｂを、Ｘ方向及びＹ方向と、Ｚ方向の軸周りの回転方向に移動させることができる。例えば、複数のアクチュエータ２０１は、駆動源であるモータと、モータの駆動力を直線運動に変換するボールねじ機構等の機構を含み得る。

（距離調整ユニット）
距離調整ユニット２２は、吸着板１５及び基板支持ユニット６を昇降させることで、これらとマスク台５との距離を調整し、基板１００とマスク１０１とを基板１００の厚み方向（Ｚ方向）に接近及び離隔（離間）させる。換言すれば、距離調整ユニット２２は、基板１００とマスク１０１とを重ね合わせる方向に接近させたり、その逆方向に離隔させたりする。なお、距離調整ユニット２２によって調整する「距離」はいわゆる垂直距離（又は鉛直距離）であり、距離調整ユニットは、マスク１０１と基板１００の垂直位置を調整するユニットであるとも言える。

図２に示すように、距離調整ユニット２２は第１昇降プレート２２０を備える。架台２１の側部にはＺ方向に延びるガイドレール２１ａが形成されており、第１昇降プレート２２０はガイドレール２１ａに沿ってＺ方向に昇降自在である。

第１昇降プレート２２０は、複数の支持軸Ｒ１によって吸着板１５を支持している。第１昇降プレート２２０が昇降するとそれに伴って吸着板１５が昇降する。換言すれば、第１昇降プレート２２０は吸着板１５を支持する複数の支持軸Ｒ１を支持しており、第１昇降プレート２２０の昇降により複数の支持軸Ｒ１が同期して昇降し、吸着板１５がその平行度を保った状態で昇降する。また、第１昇降プレート２２０は、複数のアクチュエータ６５及び複数の支持軸Ｒ３を介して基板支持ユニット６を支持している。第１昇降プレー
ト２２０が昇降するとそれに伴って基板支持ユニット６が昇降する。また、複数のアクチュエータ６５は、これらのアクチュエータ６５にそれぞれ接続された複数の支持軸Ｒ３を鉛直方向に移動させることができる。基板支持ユニット６は複数のアクチュエータ６５により吸着板１５に対して垂直方向に相対的に移動する。複数のアクチュエータ６５は、例えば、モータとボールねじ機構等により構成されることで、支持軸Ｒ３を鉛直方向に移動させることができる。

第１昇降プレート２２０の昇降についてより具体的に説明する。距離調整ユニット２２は、架台２１に支持され、第１昇降プレート２２０を昇降させるアクチュエータとしての駆動ユニット２２１を備えている。駆動ユニット２２１は、駆動源であるモータ２２１ａの駆動力を第１昇降プレート２２０に伝達する機構である。駆動ユニット２２１の伝達機構として、本実施形態では、ボールねじ軸２２１ｂとボールナット２２１ｃとを有するボールねじ機構が採用されている。ボールねじ軸２２１ｂはＺ方向に延びて設けられ、モータ２２１ａの駆動力によりＺ方向の軸周りに回転する。ボールナット２２１ｃは第１昇降プレート２２０に固定されており、ボールねじ軸２２１ｂと噛み合っている。ボールねじ軸２２１ｂの回転とその回転方向の切り替えによって、第１昇降プレート２２０をＺ方向に昇降させる。第１昇降プレート２２０の昇降量は、例えば、モータ２２１ａの回転量を検出するロータリエンコーダ等のセンサの検出結果から制御することができる。これにより、基板１００を吸着して支持している吸着板１５のＺ方向における位置を制御し、基板１００とマスク１０１との接触、離隔を制御することができる。また、第１昇降プレート２２０の上部には、後述する調整ユニット１７が設けられている。

なお、本実施形態の距離調整ユニット２２においては、マスク台５の位置が固定され、基板支持ユニット６及び吸着板１５が移動することで、これらのＺ方向の距離を調整する構成が採用されている。しかしながら、距離調整ユニットにおいては、このような構成に限定はされることはない。基板支持ユニット６又は吸着板１５の位置を固定し、マスク台５を移動させて調整してもよく、又は、基板支持ユニット６、吸着板１５、及びマスク台５のそれぞれを移動させて互いの距離を調整する構成を採用することもできる。

（プレートユニット昇降ユニット）
プレートユニット昇降ユニット１３は、真空チャンバ３の外部に配置された第２昇降プレート１２を昇降させることで、第２昇降プレート１２に連結され、真空チャンバ３の内部に配置されたプレートユニット９を昇降させる。プレートユニット９は１つ又は複数の支持軸Ｒ２を介して第２昇降プレート１２と連結されている。本実施形態では、プレートユニット９は２つの支持軸Ｒ２により支持されている。支持軸Ｒ２は、磁石プレート１１から上方に延びて設けられており上壁部３０の開口部、固定プレート２０ａ及び可動プレート２０ｂの各開口部、及び、第１昇降プレート２２０の開口部を通過して第２昇降プレート１２に連結されている。

第２昇降プレート１２は案内軸１２ａに沿ってＺ方向に昇降自在である。プレートユニット昇降ユニット１３は、架台２１に支持され、第２昇降プレート１２を昇降させる駆動機構を備えている。この駆動機構は、駆動源であるモータ１３ａの駆動力を第２昇降プレート１２に伝達する機構である。プレートユニット昇降ユニット１３の伝達機構として、本実施形態では、ボールねじ軸１３ｂとボールナット１３ｃとを有するボールねじ機構が採用されている。ボールねじ軸１３ｂはＺ方向に延びて設けられ、モータ１３ａの駆動力によりＺ方向の軸周りに回転する。ボールナット１３ｃは第２昇降プレート１２に固定されており、ボールねじ軸１３ｂと噛み合っている。ボールねじ軸１３ｂの回転とその回転方向の切り替えによって、第２昇降プレート１２をＺ方向に昇降させる。第２昇降プレート１２の昇降量は、例えば、各モータ１３ａの回転量を検出するロータリエンコーダ等のセンサの検出結果から制御することができる。これにより、プレートユニット９のＺ方向
における位置を制御し、プレートユニット９と基板１００との接触、離隔を制御することができる。

前述した各支持軸Ｒ１～Ｒ３が通過する真空チャンバ３の上壁部３０の開口部は、各支持軸Ｒ１～Ｒ３がＸ方向及びＹ方向に変位可能な大きさを有している。真空チャンバ３の気密性を維持するため、各支持軸Ｒ１～Ｒ３が通過する上壁部３０の開口部にはベローズ等が設けられる。例えば、第１昇降プレート２２０を支持する支持軸Ｒ１は、ベローズ３１（図４等参照）で覆われる。

（計測ユニット）
アライメント装置２は、基板支持ユニット６により周縁部が支持された基板１００とマスク１０１の位置ずれを計測する計測ユニット（第１計測ユニット７及び第２計測ユニット８）を備える。図２に加えて図５を参照して説明する。図５は第１計測ユニット７及び第２計測ユニット８の説明図であり、基板１００とマスク１０１の位置ずれの計測態様を示している。本実施形態の第１計測ユニット７及び第２計測ユニット８はいずれも画像を撮像する撮像装置（カメラ）である。第１計測ユニット７及び第２計測ユニット８は、上壁部３０の上方に配置され、上壁部３０に形成された窓部（不図示）を介して真空チャンバ３内の画像を撮像可能である。

基板１００には基板ラフアライメントマーク１００ａ及び基板ファインアライメントマーク１００ｂが形成されており、マスク１０１にはマスクラフアライメントマーク１０１ａ及びマスクファインマーク１０１ｂが形成されている。以下、基板ラフアライメントマーク１００ａを基板ラフマーク１００ａと呼び、基板ファインアライメントマーク１００ｂを基板ファインマーク１００ｂと呼び、両者をまとめて基板マークと呼ぶことがある。また、マスクラフアライメントマーク１０１ａをマスクラフマーク１０１ａと呼び、マスクファインアライメントマーク１０１ｂをマスクファインマーク１０１ｂと呼び、両者をまとめてマスクマークと呼ぶことがある。

基板ラフマーク１００ａは、基板１００の短辺中央部に形成されている。基板ファインマーク１００ｂは、基板１００の四隅に形成されている。マスクラフマーク１０１ａは、基板ラフマーク１００ａに対応してマスク１０１の短辺中央部に形成されている。また、マスクファインマーク１０１ｂは基板ファインマーク１００ｂに対応してマスク１０１の四隅に形成されている。

第２計測ユニット８は、対応する基板ファインマーク１００ｂとマスクファインマーク１０１ｂの各組（本実施形態では４組）を撮像するように４つ設けられている。第２計測ユニット８は、相対的に視野が狭いが高い解像度（例えば数μｍのオーダ）を有する高倍率ＣＣＤカメラ（ファインカメラ）であり、基板１００とマスク１０１との位置ずれを高精度で計測する。第１計測ユニット７は、１つ設けられており、対応する基板ラフマーク１００ａとマスクラフマーク１０１ａの各組（本実施形態では２組）を撮像する。

第１計測ユニット７は、相対的に視野が広いが低い解像度を有する低倍率ＣＣＤカメラ（ラフカメラ）であり、基板１００とマスク１０１との大まかな位置ずれを計測する。図５の例では２組の基板ラフマーク１００ａ及びマスクラフマーク１０１ａを１つの第１計測ユニット７でまとめて撮像する構成を示したが、これに限定はされない。第２計測ユニット８と同様に、基板ラフマーク１００ａ及びマスクラフマーク１０１ａの各組をそれぞれ撮影するように、それぞれの組に対応する位置に第１計測ユニット７を設け、全体で２つの第１計測ユニット７を設けてもよい。

本実施形態では、第１計測ユニット７の計測結果に基づいて基板１００とマスク１０１
との大まかな位置調整を行った後、第２計測ユニット８の計測結果に基づいて基板１００とマスク１０１との精密な位置調整を行うように制御している。

（調整ユニット）
アライメント装置２は、調整ユニット１７を備える。図６は、調整ユニット１７（調整装置）の説明図である。調整ユニット１７は、吸着板１５とマスク台５との相対的な傾きを調整するユニットである。本実施形態では、調整ユニット１７は、吸着板１５を動かすことにより、吸着板１５とマスク台５との相対的な傾きを調整する。さらに言えば、複数の支持軸Ｒ１のうち少なくとも一部の支持軸Ｒ１の軸方向の位置を調整することにより、吸着板１５とマスク台５との相対的な傾きを調整する。

調整ユニット１７は、作業者により操作される複数の操作部１７１を有する。本実施形態では、複数の操作部１７１が、複数の支持軸Ｒ１のそれぞれに対応して設けられる。そして、操作部１７１が操作されると、対応する支持軸Ｒ１が他の支持軸Ｒ１とは独立にその軸方向である鉛直方向に移動する。すなわち、複数の操作部１７１は、それぞれ対応する支持軸Ｒ１が吸着板１５を支持する鉛直方向の位置を独立に調整することができる。このため、作業者が操作部１７１を操作することで吸着板１５とマスク台５との相対的な傾きが調整される。調整の自由度を上げるためには、複数の支持軸Ｒ１のそれぞれに操作部１７１が設けられることが好ましいが、少なくとも１つの支持軸Ｒ１に操作部１７１が設けられれば吸着板１５とマスク台５との相対的な傾きを一定の範囲で調整することができる。

本実施形態では、操作部１７１は、支持軸Ｒ１をその軸方向である鉛直方向に移動させる調整ナットである。調整ナットと支持軸Ｒ１に形成されたネジ山１７２が螺合するように設けられており、作業者により調整ナットが回されると、支持軸Ｒ１が移動する。

また、本実施形態では、操作部１７１は、真空チャンバ３の外部に設けられる。具体的には、支持軸Ｒ１がスライドブッシュ１７３を介して第１昇降プレート２２０に支持されており、スライドブッシュ１７３の上側に操作部１７１が設けられている。操作部１７１が真空チャンバ３の外部に設けられることにより、真空チャンバ３の内部が真空に保持されている状態で、作業者が調整ユニット１７による調整を行うことができる。

また、支持軸Ｒ１と吸着板１５との間には、支持軸Ｒ１に対する吸着板１５の角度を可変に支持軸Ｒ１及び吸着板１５を接続する継手部１８が設けられている。本実施形態では、継手部１８は球面軸受であり、球状部１８１と、球状部１８１を摺動可能に受ける軸受部１８２とを含む。

本実施形態では、複数の支持軸Ｒ１は鉛直方向（軸方向）にのみ移動可能に構成されている。そのため、図６の左側に示す状態ＳＴ１のように吸着板１５が水平に保たれている状態と、図６の右側に示す状態ＳＴ２のように吸着板１５が傾いている状態とでは、支持軸Ｒ１に対する吸着板１５のなす角度が異なる。本実施形態では、継手部１８で支持軸Ｒ１に対して吸着板１５が屈曲することにより、吸着板１５が傾いた状態でも支持軸Ｒ１が吸着板１５を支持することができる。なお、継手部１８は、ユニバーサルジョイント等、２つの部材をその接続角度を変更可能に接続する構造を適宜採用することができる。

ここで、調整ユニット１７の構成を距離調整ユニット２２と比較して説明する。距離調整ユニット２２の第１昇降プレート２２０が昇降する場合、第１昇降プレート２２０に支持されている複数の支持軸Ｒ１を全て同じ量だけ昇降させる、つまり、複数の支持軸Ｒ１を同期して昇降させる。そのため、吸着板１５のマスク台５に対する平行度又は相対的な傾きが保たれた状態で吸着板１５が昇降する。一方、調整ユニット１７は、複数の支持軸
Ｒ１のいずれかを、他の支持軸Ｒ１と独立に第１昇降プレート２２０に対して鉛直方向（軸方向）に移動させることができる。例えば、調整ユニット１７は、３つの支持軸Ｒ１の位置を変更せずに、残りの１つの支持軸Ｒ１の軸方向の位置を調整することができる。これにより、調整ユニット１７は複数の支持軸Ｒ１によって支持される吸着板１５の傾きを調整することができる。

（フローティング部）
アライメント装置２は、フローティング部１９を備える。フローティング部１９は、継手部１８と吸着板１５との間に設けられている。フローティング部１９は、弾性部材１９１と、ブッシュ１９２と、軸部材１９３と、吸着板支持部１９４と、フランジ１９５とを含む。軸部材１９３は、継手部１８から下方に延びるように設けられている。ブッシュ１９２は、軸部材１９３と吸着板支持部１９４との間の環状隙間に介在するように設けられ、これらの間の摩擦を軽減したり、ガタツキを低減したりする。例えば、ブッシュ１９２は滑り性のよい金属焼結材等により形成される。吸着板支持部１９４は、吸着板１５を支持する。弾性部材１９１は、吸着板支持部１９４と、軸部材１９３に設けられたフランジ１９５との間に設けられ、吸着板１５の荷重を受けるように構成される。すなわち、フローティング部１９は継手部１８を介して支持軸Ｒ１に接続され、フローティング部１９の弾性部材１９１が吸着板１５を支持している。このように、支持軸Ｒ１がフローティング部１９の弾性部材１９１を介して吸着板１５を支持することにより、吸着板１５がマスク１０１に接触する際にマスク１０１に加えられる荷重を軽減するともに、吸着板１５とマスク１０１とが接触した際の吸着板１５の逃げを確保することができる。

（検出ユニット）
アライメント装置２は、検出ユニット１６を備える。再び図２及び３を参照する。検出ユニット１６は、吸着板１５とマスク台５との平行度を検出する。本実施形態では、平行度は、吸着板１５とマスク台５との相対的な傾きの程度を示す度合いである。本実施形態では、検出ユニット１６は、吸着板１５の側に設けられている、前述した複数のタッチセンサ１６２１等から構成される。複数のタッチセンサ１６２１は、先端部の吸着面１５０から突出する長さが互いに略等しくなるように、吸着板１５に取り付けられる。タッチセンサ１６２１が吸着板１５に取り付けられることで、大気圧によって真空チャンバ３が変形しても、吸着板１５とタッチセンサ１６２１との相対位置に生じる変化を小さくすることができる。すなわち、真空状態となっても、タッチセンサ１６２１の先端部の突出長さはほとんど変化せず、互いに略等しいままに維持される。したがって、吸着板１５が移動したときに、複数のタッチセンサ１６２１の全部がほぼ同時に反応すれば、平行度が高い、換言すると、吸着板１５とマスク台５との相対的な傾きが小さいと判断することができる。先端部の吸着面１５０から突出する長さを適当に変えることで、平行ではない所定の傾きを目標値として設定することもできる。検出ユニット１６を用いた吸着板１５の平行度の検出動作については後述する。また、本実施形態では、タッチセンサ１６２１が、吸着板１５と基板１００との接触の検出、及び、吸着板１５とマスク台５との平行度の検出の両方を実行する。これにより、これらを検出するセンサを別々に設ける場合と比べてセンサの数を削減することができる。

＜制御装置＞
制御装置１４は、成膜装置１の全体を制御する。制御装置１４は、処理部１４１、記憶部１４２、入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ）１４３、通信部１４４、表示部１４５及び入力部１４６を備える。処理部１４１は、ＣＰＵに代表されるプロセッサであり、記憶部１４２に記憶されたプログラムを実行して成膜装置１を制御する。記憶部１４２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等の記憶デバイスであり、処理部１４１が実行するプログラムの他、各種の制御情報を記憶する。Ｉ／Ｏ１４３は、処理部１４１と外部デバイスとの間の信号を送受信するインタフェースである。通信部１４４は通信回線３００ａを介して上位装置３
００又は他の制御装置１４、３０９、３１０等と通信を行う通信デバイスであり、処理部１４１は通信部１４４を介して上位装置３００から情報を受信し、又は、上位装置３００へ情報を送信する。表示部１４５は、例えば液晶ディスプレイであり、各種情報を表示する。入力部１４６は、例えばキーボードやポインティングデバイスであり、ユーザからの各種入力を受け付ける。なお、制御装置１４、３０９、３１０や上位装置３００の全部又は一部がＰＬＣやＡＳＩＣ、ＦＰＧＡで構成されてもよい。

＜基板とマスクの重ね合わせのプロセス＞
図７は、吸着板１５を用いた基板１００とマスク１０１との重ね合わせのプロセスの説明図である。図７は、プロセスの各状態を示している。

状態ＳＴ１００は、搬送ロボット３０２ａにより成膜装置１内に基板１００が搬入され、搬送ロボット３０２ａが退避した後の状態である。このとき、基板１００は基板支持ユニット６により支持されている。

状態ＳＴ１０１は、吸着板１５による基板１００の吸着の準備段階として、基板支持ユニット６が上昇した状態を示している。基板支持ユニット６は、状態ＳＴ１００から、アクチュエータ６５により吸着板１５に接近するように上昇する。状態ＳＴ１０１では、基板支持ユニット６によって支持されている基板１００の周縁部は、吸着板１５に接触しているか、又は、わずかに離間した位置にある。一方、基板１００の中央部は、自重により撓んでいるため、周縁部と比較して吸着板１５から離間した位置にある。

状態ＳＴ１０２は、吸着板１５による基板１００の吸着が行われている状態を示している。具体的には、吸着板１５の電極配置領域１５１に配置された電極に電圧が印加されることにより、静電気力によって基板１００が吸着板１５に吸着される。

状態ＳＴ１０３は、吸着板１５に基板１００が正常に吸着されているか否かを検出する際の状態を示している。基板支持ユニット６が降下し、基板１００から離れた状態で、基板１００が吸着板１５に吸着されているか否かがタッチセンサ１６２１の検出値に基づいて検出される。例えば、制御装置１４は、吸着板１５に埋設されている全てのタッチセンサ１６２１が基板１００との接触を検出している場合に、基板１００が吸着板１５に正常に吸着されていると判断する。制御装置１４は、１つ以上のタッチセンサ１６２１が基板１００と接触していない、すなわち基板１００の一部が吸着板１５に吸着していないことを検出した場合、基板１００が吸着板１５に正常に吸着されていないと判断する。また、ファイバセンサ１６２２が設けられている場合は、ファイバセンサ１６２２からの出力に基づいて、基板１００の吸着が正常に行われているかの判断を行うこともできる。基板１００が吸着板１５に正常に吸着されている場合、制御装置１４は基板１００とマスク１０１とのアライメント動作に移行する。基板１００が吸着板１５に正常に吸着されていない場合、制御装置１４は基板１００の吸着板１５に対する吸着状態を向上させるための処理を行う。

状態ＳＴ１０４は、基板１００とマスク１０１とのアライメント動作中の状態を示している。制御装置１４は、距離調整ユニット２２により吸着板１５を降下させて基板１００とマスク１０１とを接近させた状態で、位置調整ユニット２０によりアライメント動作を実行させる。

状態ＳＴ１０５は、磁石プレート１１により基板１００とマスク１０１とをより密着させた状態を示している。制御装置１４は、アライメント動作の終了後、プレートユニット昇降ユニット１３によりプレートユニット９を降下させる。磁石プレート１１が基板１００とマスク１０１に接近することにより、マスク１０１が基板１００側に引き寄せられ、
基板１００とマスク１０１の密着性が向上する。

以上説明した動作により、基板１００とマスク１０１の重ね合わせのプロセスが終了する。例えば、本プロセスの終了後、成膜ユニット４による蒸着処理が実行される。

ところで、上記で説明したプロセスの中で基板１００とマスク１０１とのアライメントを行うにあたっては、吸着板１５とマスク台５との間の傾きがアライメントの精度に影響を及ぼすことがある。基板１００とマスク１０１との距離を近づけてアライメントを行うことで、アライメントの精度を高めることができる。しかし、吸着板１５とマスク台５との間に相対的な傾きがあると、基板１００の一部がマスク１０１に接触する可能性があり、それによって基板１００に傷等が生じるおそれが生じる。基板１００の保護のために基板１００とマスク１０１との距離を大きくする分だけ、アライメントの精度が低下し得る。そこで、一般に、真空チャンバ３の内部空間３ａが大気圧の環境下で吸着板１５とマスク台５との平行調整が行われることがある。大気圧環境下での平行調整は、例えば、基板支持ユニット６の連結部分にシムを挿入する等により行われる。

＜吸着状態を向上させる制御＞
（実施例１）
状態ＳＴ１０３において、吸着板１５に基板１００が正常に吸着されていないと判断された場合に行われる処理について図８を参照して説明する。ここでは、状態ＳＴ１０２の吸着制御において、吸着板１５の電極配置領域１５１に配置された電極に印加（以下、単に、吸着板１５に印加、と表現する場合もある）される電圧を第１の電圧とする。第１の電圧は、吸着板１５に基板１００を正常に吸着させることが可能な静電気力を発生させる電圧であるが、吸着制御開始時の基板１００の撓み具合や吸着の進行状況等によっては、基板１００の一部が吸着板１５に密着せず、しわが生じた吸着状態となる場合がある。基板１００にしわが生じた状態で成膜処理が行われると、高精度な成膜を行えない。そこで本実施例では、基板１００の吸着板１５に対する吸着状態を向上させるための制御を行う。

図８（ａ）は、状態ＳＴ１０３において、吸着板１５に第１の電圧が印加されているが、吸着板１５に基板１００が正常に吸着されていないと判断された状態を示す。この場合、電圧制御手段としての制御装置１４は、吸着板１５に第１の電圧を印加した場合より大きな静電気力（引力）を発生させる第２の電圧を吸着板１５に印加する。これにより、基板１００にはより大きな引力が作用するため、吸着板１５の吸着力が高まり、図８（ｂ）に示すように、基板１００が吸着板１５に正常に吸着した状態とすることができる。第２の電圧は、その絶対値が第１の電圧の絶対値より大きい電圧である。第１の電圧は、吸着板１５に基板１００を正常に吸着させることが可能な最小限の静電気力を発生させる電圧としてもよい。

このように、通常は吸着板１５に第１の電圧を印加して吸着処理を行い、第１の電圧で正常に吸着が行われなかった場合に第１の電圧より絶対値が大きい第２の電圧を印加して吸着状態を向上させるように制御することで、基板１００にかかる負荷や吸着処理に係る消費電力を低減することできる。なお、第２の電圧を印加した後、再度、タッチセンサ１６２１やファイバセンサ１６２２を用いて基板１００の吸着状態を検出し、なお正常に吸着していないと判断された場合には、第２の電圧より絶対値が大きい電圧を印加して吸着状態を向上させるよう制御してもよい。また、第２の電圧を印加した後、タッチセンサ１６２１やファイバセンサ１６２２を用いて基板１００の吸着状態を検出し、正常に吸着していると判断された場合、吸着板１５に基板１００が吸着した状態でマスク１０１を介して成膜材料を基板１００に蒸着させる成膜処理に移行する。

（実施例２）
状態ＳＴ１０３において、吸着板１５に基板１００が正常に吸着されていないと判断された場合に行われる処理の別の例について図８を参照して説明する。

吸着板１５に基板１００が正常に吸着されていない状態としては、基板１００の大部分が吸着板１５に吸着し、一部が吸着板１５に吸着していない状態、すなわち基板１００にしわが生じた吸着状態がある。実施例１の制御では、このような基板１００にしわが生じた吸着状態にある場合に、発生する静電気力がより大きくなる第２の電圧を印加すると、図８（ｃ）に示すように、基板１００に生じたしわが残った状態で吸着が完了してしまう可能性がある。実施例２では、このような場合でも基板１００の吸着状態を向上させるための制御を行う。

図８（ｄ）は、状態ＳＴ１０３において、吸着板１５０に第１の電圧が印加されているが、吸着板１５に基板１００が正常に吸着されていないと判断された状態を示す。この場合、制御装置１４は、吸着板１５に印加する電圧をゼロにする。すなわち、吸着板１５に静電気力を発生させない。これにより、不完全な状態で吸着板１５に吸着された基板１００が、図８（ｅ）に示すように、吸着板１５から剥離し、基板支持ユニット６に保持された状態になる。その後、制御装置１４は、吸着板１５に第１の電圧を印加した場合より大きな静電気力を発生させる第２の電圧を印加する。これにより、図８（ｇ）に示すように、基板１００が吸着板１５に正常に吸着した状態とすることができ、基板１００にしわが残った状態で吸着が完了してしまうことを抑制できる。

なお、吸着板１５に基板１００が正常に吸着されていないと判断された場合に、制御装置１４は、吸着板１５に第１の電圧を印加した場合より小さな静電気力を発生させる第３の電圧を印加し、その後、第２の電圧を印加してもよい。第３の電圧を印加することにより、部分的に基板１００が吸着板１５から剥離するため、第２の電圧を印加した場合にしわが残りにくくなる。第３の電圧は、その絶対値が第１の電圧の絶対値より小さい電圧である。また、制御装置１４は、吸着板１５に第１の電圧とは逆極性の第４の電圧を印加し、その後、第２の電圧を印加してもよい。第１の電圧は基板１００に対し吸着板１５の方向へ引きつける静電気力を生じさせる電圧であり、第１の電圧と逆極性の電圧は基板１００に対し吸着板１５から離す方向の静電気力を生じさせる電圧である。これにより、不完全な状態で吸着している基板１００をより確実に吸着板１５から剥離させることができるため、第２の電圧を印加した場合により確実に吸着状態を向上させることができる。

（変形例１）
基板１００が吸着板１５に不完全な状態で吸着する場合、図８（ｃ）に示すように、基板１００の周縁部より内側の領域にしわが生じやすい。そこで、本実施例の成膜装置１は、図２に示すように、基板支持ユニット６とは独立に吸着板１５に垂直の方向に移動可能な支持軸４０１と、支持軸４０１の下端に設けられ基板１００の周縁部の中央付近を支持可能な受け部４００と、を備えてもよい。そして、図８（ｆ）に示すように、吸着板１５に吸着電圧を印加する前に、支持軸４０１を鉛直上方へ移動させて受け部４００により基板１００の周縁部の中央付近を持ち上げ、吸着板１５の吸着面に近接させるようにしてもよい。これにより、吸着板１５に吸着電圧を印加したときに、受け部４００によって吸着板１５に向かって持ち上げられた基板１００の中央部分が先に吸着されるため、しわが生じにくくすることができる。なお、基板支持ユニット６は基板１００を水平に保持するための構成であり、受け部４００及び支持軸４０１は基板１００のしわが生じやすい部分を吸着板１５に近づけてしわが生じにくくするための構成であるという点で相違する。

図２では図面が煩雑になるのを避けるため支持軸４０１を移動させるための機構及び駆動源については記載を省略しているが、基板支持ユニット６やプレートユニット９と独立
に移動可能な構成であれば上述したプレートユニット昇降ユニット１３や距離調整ユニット２２と同様の構成を適宜採用することができる。また、受け部４００は、基板１００の四辺それぞれの中央付近を基板１００の下方から支持するように設けてもよいし、基板１００の短辺の中央付近を支持するように設けてもよいし、基板１００の長辺の中央付近を支持するように設けてもよい。また、基板１００の周縁部のうち各辺の中央付近ではない箇所を支持するように設けてもよい。

（変形例２）
上記の実施例では、タッチセンサ１６２１やファイバセンサ１６２２を用いて基板１００の吸着状態を検出する例を説明したが、吸着状態の検出方法はこれに限らない。例えば、基板１００の下側、又は、吸着板１５の上側に測距センサを設け、測距センサによって計測される基板１００までの距離に基づき吸着状態を検出してもよいし、吸着板１５に静電容量センサを設け、測距センサによって計測される基板１００までの距離に基づき吸着状態を検出してもよい。

＜電子デバイスの製造方法＞
次に、本実施例の成膜装置による成膜方法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表示装置の構成を示し、有機ＥＬ表示装置の製造方法を例示する。

まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図９（ａ）は有機ＥＬ表示装置５０の全体図、図９（ｂ）は１画素の断面構造を表している。

図９（ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置５０の表示領域５１には、発光素子を複数備える画素５２がマトリクス状に複数配置されている。発光素子のそれぞれは、一対の電極に挟まれた有機層を備えた構造を有している。なお、ここでいう画素とは、表示領域５１において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。本実施例に係る有機ＥＬ表示装置の場合、互いに異なる発光を示す第１発光素子５２Ｒ、第２発光素子５２Ｇ、第３発光素子５２Ｂの組み合わせにより画素５２が構成されている。画素５２は、赤色発光素子と緑色発光素子と青色発光素子の組み合わせで構成されることが多いが、黄色発光素子とシアン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。

図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素５２は、複数の発光素子からなり、各発光素子は、基板５３上に、第１電極（陽極）５４と、正孔輸送層５５と、発光層５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂのいずれかと、電子輸送層５７と、第２電極（陰極）５８と、を有している。これらのうち、正孔輸送層５５、発光層５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂ、電子輸送層５７が有機層に当たる。また、本実施例では、発光層５６Ｒは赤色を発する有機ＥＬ層、発光層５６Ｇは緑色を発する有機ＥＬ層、発光層５６Ｂは青色を発する有機ＥＬ層である。発光層５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子（有機ＥＬ素子と記述する場合もある）に対応するパターンに形成されている。また、第１電極５４は、発光素子毎に分離して形成されている。正孔輸送層５５と電子輸送層５７と第２電極５８は、複数の発光素子５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂで共通に形成されていてもよいし、発光素子毎に形成されていてもよい。なお、第１電極５４と第２電極５８とが異物によってショートするのを防ぐために、第１電極５４間に絶縁層５９が設けられている。さらに、有機ＥＬ層は水分や酸素によって劣化するため、水分や酸素から有機ＥＬ素子を保護するための保護層４０が設けられている。

図９（ｂ）では正孔輸送層５５や電子輸送層５７は一つの層で示されているが、有機ＥＬ表示素子の構造によっては、正孔ブロック層や電子ブロック層を備える複数の層で形成
されてもよい。また、第１電極５４と正孔輸送層５５との間には第１電極５４から正孔輸送層５５への正孔の注入が円滑に行われるようにすることのできるエネルギーバンド構造を有する正孔注入層を形成することもできる。同様に、第２電極５８と電子輸送層５７の間にも電子注入層が形成することもできる。

次に、有機ＥＬ表示装置の製造方法の例について具体的に説明する。

まず、有機ＥＬ表示装置を駆動するための回路（不図示）及び第１電極５４が形成された基板５３を準備する。

第１電極５４が形成された基板５３の上にアクリル樹脂をスピンコートで形成し、アクリル樹脂をリソグラフィ法により、第１電極５４が形成された部分に開口が形成されるようにパターニングし絶縁層５９を形成する。この開口部が、発光素子が実際に発光する発光領域に相当する。

絶縁層５９がパターニングされた基板５３を第１の有機材料成膜装置に搬入し、基板支持台及び静電チャックにて基板を保持し、正孔輸送層５５を、表示領域の第１電極５４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層５５は真空蒸着により成膜される。実際には正孔輸送層５５は表示領域５１よりも大きなサイズに形成されるため、高精細なマスクは不要である。

次に、正孔輸送層５５までが形成された基板５３を第２の有機材料成膜装置に搬入し、基板支持台及び静電チャックで保持する。基板とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、基板５３の赤色を発する素子を配置する部分に、赤色を発する発光層５６Ｒを成膜する。

発光層５６Ｒの成膜と同様に、第３の有機材料成膜装置により緑色を発する発光層５６Ｇを成膜し、さらに第４の有機材料成膜装置により青色を発する発光層５６Ｂを成膜する。発光層５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜装置により表示領域５１の全体に電子輸送層５７を成膜する。電子輸送層５７は、３色の発光層５６Ｒ、５６Ｇ、５６Ｂに共通の層として形成される。

電子輸送層５７まで形成された基板を金属性蒸着材料成膜装置で移動させて第２電極５８を成膜する。

その後プラズマＣＶＤ装置に移動して保護層４０を成膜して、有機ＥＬ表示装置５０が完成する。

絶縁層５９がパターニングされた基板５３を成膜装置に搬入してから保護層４０の成膜が完了するまでは、水分や酸素を含む雰囲気にさらしてしまうと、有機ＥＬ材料からなる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、本実施例において、成膜装置間の基板の搬入搬出は、真空雰囲気又は不活性ガス雰囲気の下で行われる。

上記の実施例は本発明の一例を示したものであるが、本発明は上記の実施例の構成に限定されないし、その技術思想の範囲内で適切に変形してもよい。

１：成膜装置、３：チャンバ、１４：制御装置、１５：吸着板、１００：基板、１６２１：タッチセンサ

Claims (6)

1. 内部を真空に保持するチャンバと、
   前記チャンバの内部に設けられ、基板を吸着するための静電気力を発生する電極を有する吸着板と、
   第１の電圧と、前記第１の電圧を印加した場合より大きな静電気力を発生させる第２の電圧と、を前記電極に印加する電圧制御手段と、
   前記基板の前記吸着板への吸着状態を検出する検出手段と、
   を備え、
   前記電極に前記第１の電圧を印加して前記吸着板に前記基板を吸着させた状態で、前記基板の一部が前記吸着板に吸着されていないことが前記検出手段によって検出された場合、前記電圧制御手段が前記電極に前記第２の電圧を印加することを特徴とする成膜装置。
2. 前記基板の一部が前記吸着板に吸着されていないことが前記検出手段によって検出された場合、前記電圧制御手段は、前記電極に印加する電圧をゼロにし、又は、前記電極に前記第１の電圧を印加した場合より小さな静電気力を発生させる第３の電圧若しくは前記第１の電圧とは逆極性の第４の電圧を印加した後に、前記第２の電圧の印加を行う請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記基板の周縁部を前記吸着板の吸着面に近接させる近接手段を備え、
   前記第２の電圧の印加を行う前に、前記近接手段によって前記基板の周縁部を前記吸着板の吸着面に近接させる請求項１又は２に記載の成膜装置。
4. 前記近接手段は、前記基板の周縁部の中央付近を前記吸着板の吸着面に近接させる請求項３に記載の成膜装置。
5. 内部を真空に保持するチャンバの内部に設けられ、基板を吸着するための静電気力を発生する吸着板の電極に、第１の電圧を印加して前記吸着板に前記基板を吸着させる工程と、
   前記基板の前記吸着板への吸着状態を検出する工程と、
   前記基板の一部が前記吸着板に吸着されていないことが検出された場合、前記電極に前記第１の電圧を印加した場合より大きな静電気力を発生させる第２の電圧を印加する工程と、
   前記基板が前記吸着板へ正常に吸着していることが検出された場合、前記吸着板に前記基板が吸着した状態でマスクを介して成膜材料を前記基板に蒸着させる工程と、
   を有することを特徴とする成膜方法。
6. 請求項５に記載の成膜方法を用いて電子デバイスを製造する電子デバイスの製造方法。

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