JP2022131663A - 成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸着板による基板の吸着をより適切に行うことを可能にする技術を提供する。【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、基板を吸着する吸着板１５と、チャンバの内部に設けられ、吸着板１５の下方で基板１００を支持する複数の基板載置部６２、６３を有する基板支持部６と、を備える成膜装置において、チャンバの内部が真空に保持されている状態における吸着板１５に対する複数の基板載置部６２、６３のそれぞれの高さを検知する検知手段８０１と、チャンバの内部が真空に保持されている状態において、検知手段８１の検知結果に基づいて、複数の基板載置部６２、６３のそれぞれの基板１００の載置位置を調整する調整手段８１１と、を備える。【選択図】図８

Description

本発明は、基板上に薄膜を形成するための成膜装置に関する。

有機ＥＬディスプレイ等の製造においては、マスクを用いて基板上に成膜材料により薄膜が成膜される。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、基板を吸着させる際に、基板を支持する複数の支持部の高さを互いに異ならせることが開示されている。

特開２０１９－１１７９２２号公報

チャンバの内部が減圧された際に、大気圧によってチャンバ壁が変形すると、チャンバ内の装置の位置がずれることがあり、支持部の高さが想定された高さから変わる可能性がある。その結果、基板が吸着板に吸着されることが困難になる可能性がある。

本発明は、吸着板による基板の吸着をより適切に行うことを可能にする技術を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明の成膜装置は、
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、基板を吸着する吸着板と、
前記チャンバの内部に設けられ、前記吸着板の下方で前記基板を支持する複数の基板載置部を有する基板支持部と、
を備える成膜装置において、
前記チャンバの内部が真空に保持されている状態における前記複数の基板載置部のそれぞれの高さを検知する検知手段と、
前記チャンバの内部が真空に保持されている状態において、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記複数の基板載置部のそれぞれの高さを調整する調整手段と、
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、吸着板への基板の吸着をより適切に行うことができる。

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。 タッチセンサの説明図。 制御処理例を示すフローチャート。 載置部の高さ調整の具体例を示すフローチャート。 有機ＥＬ表示装置の説明図。

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。

［実施形態］
＜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。なお、本実施形態においては、クラスタ型の製造装置を例にして説明するが、本発明に係る成膜装置が適用される製造装置は、インライン型の製造装置にも適用可能である。

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、或いは、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、あるいは、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、例えば、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。蒸着物質としては、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物など）など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など）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、窒素ガスなど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、インバー材など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は設けなくてもよい。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、蒸発レートモニタなどを備えている。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手段としてのアライメント装置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（第２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、或いは、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つまたは複数の支持軸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）の内部に金属電極など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、静電引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、吸着版１５は、電極に加えられる電圧の大きさ、電圧の印加開始時点、電圧の維持時間、電圧の印加順序などを制御する電圧制御部（不図示）を備える。電圧制御部は、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の全面が吸着面１５０に吸着されているか否かを確認することができる。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及びマスク台５の間の平行度を検出する第２検出ユニット１６を構成する（＜第２検出ユニット＞参照）。

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や後述するファイバセンサ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、あるいは、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ま
たは吸着板１５をＸ－Ｙ平面上で変位させることにより、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方向及びＹ方向と、Ｚ方向の軸周りの回転方向に対して変位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を変位させて、これらの相対位置を調整するが、マスク１０１を変位させて調整してもよく、あるいは、基板１００とマスク１０１の双方を変位させてもよい。

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変位すると、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が一体的に変位する。

複数のアクチュエータ２０１は、例えば、可動プレート２０ｂをＸ方向に変位させることのできるアクチュエータ及び可動プレート２０ｂをＹ方向に変位させることのできる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対して変位さえることができる。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を介して吸着板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に対して鉛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方向に延設され、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方向に昇降する。第１昇降プレート２２０の昇降量は、例えば、モータ２２１ａの回転量を検知するロータリエンコーダ等のセンサの検知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の位置を固定され、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されることはない。基板支持ユニット６または吸着板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、あるいは、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機構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つまたは複数の支持軸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から上方に延設されており上壁部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方向に延設され、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方向に昇降する。第２昇降プレート１２の昇降量は、例えば、モータ１３ａの回転量を検知するロータリエンコーダ等のセンサの検知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の組を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２つ設けてもよい。

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。

（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を接続する屈曲部１８が設けられている。本実施形態では、屈曲部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、屈曲部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、屈曲部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設定可能である。

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する、つまり、複数の支持軸Ｒ１を同期して昇降する。そのため、吸着板１５のマスク台５に対する平行度ないし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、屈曲部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１９
１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、屈曲部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は屈曲部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。

（第２検出ユニット）
アライメント装置２は、第２検出ユニット１６を備える。再び図２及び３を参照する。第２検出ユニット１６は、吸着板１５及びマスク台５の間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、第２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などから構成される。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。第２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との接触の検知、及び、吸着板１５とマスク台５との間の平行度を検出の両方を実行する役割を担っている。これにより、これらを検知・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３００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、あるいは、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、あるいは、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により基板１００が吸着された状態を示している。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。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。

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。

次に、真空チャンバ３内部が真空に保持された状態における、複数の載置部（基板載置部）６２、６３のそれぞれの高さを検知する検知手段と、真空チャンバ３内部が真空に保持された状態において、検知手段の検知結果に基づいて、複数の載置部６２、６３のそれぞれの高さを調整する調整手段について、具体的に説明する。

＜基板載置部の高さ検知手段＞
図８（ａ）は、本発明の実施形態に係る検知手段及び調整手段のメカニズムについて説明する図であり、基板支持部としての基板支持ユニット６の構成を模式的に示す断面図である。図８（ｂ）は、調整手段による高さ調整後の基板載置部により、基板１００の支持、吸着板１５による基板１００の吸着が行われる際の様子を模式的に示す断面図である。なお、図８では１つの載置部６２を示すが、以下の説明は、他の載置部６２、６３についても共通である。また、図８では、吸着板１５の支持機構（図４、図６等参照）については図示を省略している。

載置部６２は、吸着板１５との接触を検知するための接触検知手段としてのタッチセンサ８０１を有する。タッチセンサ８０１は、載置部６２に設けられた穴６２８に挿入される接触子８０２と、穴６２８の奥に設けられて接触子８０２を付勢する付勢部材としてのバネ８０３と、を備える。接触子８０２は、穴６２８に対して、載置部６２の基板載置面（上面）６２０に対して垂直な方向に変位可能に支持される。穴６２８の内周面には、接触子８０２が吸着板１５と接触しているか否かについての電気信号を制御装置へ出力するための出力部として機能する一対の電気接点８０４が設けられている。

接触子８０２は、バネ８０３により載置部６２の基板載置面６２０から突出する方向に付勢されており、吸着板１５や基板１００と接触していない状態では、接触子８０２の先端（上端）は基板載置面６２０から突出（露出）している。また、接触子８０２の後端（下端）は一対の電気接点８０４から離れた状態となっている。距離調整ユニット２２が載置部６２に対して吸着板１５を下降させて、吸着板１５の下面に接触子８０２の先端が接触すると、接触子８０２は吸着板１５に押されることで穴６２８の奥側へと引っ込む方向に変位する。接触子８０２がバネ８０３を圧縮させて穴６２８に対して所定の深さまで沈み込むと、接触子８０２の後端が一対の電気接点８０４と接触して導通状態となり、タッチセンサ８０１が吸着板１５と接触したことの検知信号を出力する。このように、本実施形態に係る出力部おいては、接触子８０２と一対の電気接点８０４とが接触しているか接触していないかによって、接触子８０２と吸着板１５が接触しているか接触していないかを出力することができる。このように、出力部は、接触子８０２が吸着板１５と接触している場合と接触していない場合とで異なる電気信号を出力することができる。つまり、出力部は、接触子８０２の変位に応じて、吸着板１５と基板載置面６２０が接触しているか否かについての信号を出力することができる。なお、出力部の構成に関しては、上記のような構成に限らず、接触子８０２と吸着板１５等との接触の有無を検知することができれば、各種公知技術を採用することができる。また、接触子８０２の形状構成は、特に限定されるものではなく、図示の構成の他に、ボタン形状やロッド形状であってもよい。

ここで、吸着板１５や基板１００と接触していない状態の接触子８０２の先端が基板載置面６２０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８０１によって、実質的に吸着板１５と基板載置面６２０とが接触したか否かを検知することができる。吸着板１５等と接触していない状態の接触子８０２の位置から、一対の電気接点８０４と接触する位置までの接触子８０２の変位量は、接触子８０２が実際に吸着板１５と接触してから出力部が接触したことを示す信号を出力するまでの「遊び」である。一実施形態では、遊びの変位量と接触子８０２の基板載置面６２０から突出する長さとが等しい、あるいは、遊びのほうが僅かに小さい。このような構成により、吸着板１５が基板載置面６２
０に接触したときに、接触したことを示す信号を出力部により出力することができる。つまり、タッチセンサ８０１が、実質的に吸着板１５と基板載置面６２０との接触を検知することができる。なお、検出したい複数の載置部６２、６２のそれぞれの高さを、吸着板１５と基板載置面６２０との接触を検知することで取得するという構成は、１つの実施形態である。例えば、吸着板１５との接触による接触子８０２の押し込み量の程度を段階的に検出することで、複数の載置部６２、６２のそれぞれの高さを検知する構成等であってもよい。そのような他の実施形態の場合には、遊びの変位量と接触子８０２の基板載置面６２０から突出する長さとは、上述の関係に限定されず、任意に設定される。

また、複数の載置部６２、６３にそれぞれタッチセンサ８０１が配置されることで、タッチセンサ８０１は、吸着板１５及び基板支持ユニット６の間の平行度を検出する第１検出ユニットを構成する。なお、真空チャンバ３内部が真空に保持された状態における複数の載置部６２、６３のそれぞれの高さを検知するためのセンサの構成としては、上述した接触式のセンサに限定されるものではない。例えば、タッチセンサ８０１に代えて、圧力センサや、静電容量センサ、レーザー測距センサなど、接触の有無を判定できる他のセンサを用いてもよい。

また、真空環境下での複数の載置部６２、６３のそれぞれの高さを検知する検知手段の構成として、本実施形態においては、第１の昇降手段として、吸着板１５を昇降（下降）させる距離調整ユニット２２が含まれる。しかしながら、タッチセンサ８０１を作動せしめるべく、吸着板１５と載置部６２、６３との間の相対位置（高さ）を変化させる構成としては、本実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、複数の載置部６２、６３を昇降（上昇）させる距離調整ユニット２２や、後述する駆動部８１１による載置部６２、６３の昇降、あるいはそれらと吸着板１５の下降とを組み合わせた駆動構成により、載置部６２、６３の高さ検知を行うようにしてもよい。

＜基板載置部の高さ調整手段＞
基板支持ユニット６は、複数の載置部６２、６３のそれぞれの高さを独立して変位させることが可能な第２の昇降手段としての駆動部８１１を有する。駆動部８１１は、複数の載置部６２、６３がそれぞれ支持される支持軸Ｒ３に対するそれぞれの高さを個別に調整可能となっている。駆動部８１１は、後述する平行度の調整において、制御装置の制御により、タッチセンサ８０１からの出力に基づいて、複数の載置部６２、６３を、それぞれの高さが所望の高さとなるように駆動する。

駆動部８１１は、駆動源であるモータ８１２と、モータ８１２によって正逆回転する軸部８１３と、軸部８１３の正逆回転に応じて軸部８１３に沿って移動するナット８１４とを備えている。そして、軸部８１３の外周面とナット８１４の内周面にはそれぞれネジ部が設けられ、これらの間に複数のボールが配されている。また、ナット８１４は、載置部６２を支持する支持部６１２に固定されている。支持部６１２は、支持軸Ｒ３に設けられたガイド８１５によって載置部６２の基板載置面６２０に対して垂直な方向（鉛直方向）に変位可能に、支持軸Ｒ３に支持されている。軸部８１３の延びる方向は、支持部６１２が支持軸Ｒ３に対して変位可能な方向と平行である。以上の構成により、モータ８１２による軸部８１３の正逆回転を制御することで、支持部６１２をガイド８１５に沿って鉛直方向に往復移動させることができる。この支持部６１２の鉛直方向の変位により、載置部６２の高さ（基板載置面６２０の高さ）を調整することができる。なお、本実施形態においては、駆動部８１１としてボールねじ機構を採用する場合を示したが、移動機構としては、ラックアンドピニオン機構など各種公知技術を採用し得る。

＜第１検出ユニットを用いた平行度の調整＞
次に、複数のタッチセンサ８０１（第１検出ユニット）を用いた、吸着板１５及び基板
支持ユニット６の間の平行度の調整について説明する。大気圧環境で吸着板１５と載置部６２、６３とを平行に調整しても、内部空間３ａを真空にした際に真空チャンバ３の内外の圧力差により真空チャンバ３に歪等が生じ、吸着板１５と載置部６２、６３との間に傾きが発生してしまう場合がある。しかし、真空チャンバ３の内部空間３ａが真空の場合、前述したような大気圧環境下での平行調整と同様の調整ができない場合がある。そこで、本実施形態では、真空チャンバ３の内部空間３ａが真空の状態において、吸着板１５と載置部６２、６３との間の傾きの調整を行うことにより、吸着性能の低下を抑制することを可能としている。

＜調整動作の説明＞
図９は、処理部１４１の制御処理例を示すフローチャートであり、駆動部８１１による傾きの調整動作を行う際の処理を示している。本フローチャートは、大気圧環境下にあった真空チャンバ３の内部空間３ａの空気が不図示の真空ポンプ等により排気され、内部空間３ａが真空状態となった場合に実行される。また、本フローチャートは、内部空間３ａが真空状態となっている間、所定の周期で実行してよい。また、本フローチャートは、吸着板１５に基板１００が吸着されておらず、基板支持ユニット６に基板１００が支持されていない状態で実行される。すなわち、図８（ｂ）に示すような、載置部６２、６３による基板１００の支持、及び吸着板１５による基板１００の吸着は、複数の載置部６２、６３のそれぞれの基板１００の載置位置（基板載置面の高さ）が調整された後に、それぞれ行われることになる。

ステップＳ１（以下、単にＳ１と表記する。他のステップについても同様とする。）で、処理部１４１は、吸着板１５と載置部６２、６３との間の平行度検出処理を実行する。本実施形態では、処理部１４１は、平行度検出処理において、吸着板１５と載置部６２、６３との間の平行度を検出し、検出した平行度が許容範囲内にあるか否かを判定する処理を行う。

ここで、平行度としては、例えば、複数の載置部６２、６３の間における吸着板１５との接触タイミングの時間差をもとに取得してよい。例えば、吸着板１５の下降開始から複数の載置部６２、６３のそれぞれの吸着板１５との接触までの時間をそれぞれ取得し、それらのうちの最短の時間との差分を、平行度を示す指標としてよい。例えば、複数の載置部６２、６３のうち、最初に吸着板１５と接触した載置部の接触タイミングと、後続して接触する載置部の接触タイミングと、の時間差の平均値を取得し、これを平行度としてよい。

Ｓ２で、処理部１４１は、Ｓ１の処理結果に基づき、平行度が許容範囲内であればフローチャートを終了し、平行度が許容範囲内でなければＳ３に進む。例えば、複数の載置部６２、６３の間における吸着板１５との接触タイミングの平均値が所定の閾値時間内にあるか否かで判定してよい。

Ｓ３で、処理部１４１は、傾き調整を作業者に指示する。一実施形態においては、処理部１４１は、表示部１４５により、作業者が吸着板１５と載置部６２、６３の傾きを調整するよう指示する報知表示を行うようにしてよい。傾き調整を指示する旨の表示の例としては、例えば、「載置部Ｘの駆動部を操作して、載置部Ｘを上げてください。」との文字列を表示してよい。すなわち、駆動部８１１による調整対象となる載置部６２、及びその調整方向に関する情報が示されている。処理部１４１は、この他、駆動部８１１による調整の要否、駆動部８１１による調整量等の情報を表示してもよい。なお、処理部１４１は、上位装置３００に傾き調整を指示する旨の情報を送信し、情報を受信した上位装置３００が不図示の表示部等に調整を指示する旨の表示を行ってもよい。

Ｓ４で、処理部１４１は、調整終了を受け付ける。具体的には、処理部１４１は、吸着板１５と載置部６２、６３との傾き調整を行った作業者による、調整を終了した旨の入力を入力部１４６により受け付ける。例えば、処理部１４１は、作業者が表示部上の「調整終了」ボタンをポインティングデバイス等の入力部で選択した場合に、調整終了を受け付けたと判断してもよい。処理部１４１は、調整終了を受け付けると、Ｓ１に戻る。以上説明した処理により、吸着板１５と載置部６２、６３との平行度が許容範囲内に収まるまで、吸着板１５と載置部６２、６３との傾き調整が実行される。

図１０は、載置部６２、６３の高さ調整の具体例を示すフローチャートである。Ｓ１１で、処理部１４１は、距離調整ユニット２２により吸着板１５の下降を開始する。Ｓ１２で、処理部１４１は、複数のタッチセンサ８０１のうち、いずれかのタッチセンサ８０１が接触を検出するか否かを確認し、接触が検出された場合はＳ１３に進み、接触が検出されない場合はＳ１２の判定を繰り返す。すなわち、処理部１４１は、Ｓ１１で吸着板１５の下降を開始してから、いずれかのタッチセンサ８０１が接触を検出するまで吸着板１５の下降を継続する。

Ｓ１３で、処理部１４１は、距離調整ユニット２２により、吸着板１５を所定量下降させる。つまり、処理部１４１は、いずれかのタッチセンサ８０１が最初に接触を検出した状態から、所定量さらに吸着板１５を下降させる。ここでの吸着板１５の下降量は目的とする平行度に応じて適宜設定可能である。一実施形態では、例えば吸着板１５を５～１０ｍｍ下降させてもよい。なお、処理部１４１は、いずれかのタッチセンサ８０１が接触を検出した時点で吸着板１５を一時停止させ、そこから吸着板１５を所定量下降させてもよい。すなわち、吸着板１５の下降動作は、連続的に行ってもよいし、段階的に行ってもよい。また、処理部１４１は、吸着板１５を下降させている状態でいずれかのタッチセンサ８０１が接触を検出してからさらに吸着板１５が所定量下降した時点で吸着板１５を停止してもよい。つまり、Ｓ１１で開始する吸着板１５の下降動作と、Ｓ１３での吸着板１５の下降動作は、連続した動作であってもよいし、それぞれ独立した動作であってもよい。

Ｓ１４で、処理部１４１は、全てのタッチセンサ８０１が接触を検出したか否かを確認し、全てのタッチセンサ８０１が接触を検出している場合はＳ１５に進み、少なくとも１つのタッチセンサ８０１が接触を検出していない場合はＳ１６に進む。

ここで、吸着板１５と載置部６２、６３とが平行である、或いはこれらの傾きが比較的小さい場合、吸着板１５に設けられた全てのタッチセンサ８０１はほぼ同時に載置部６２、６３との接触を検出する。このため、Ｓ１３で吸着板１５を所定量下降させた時点で全てのタッチセンサ８０１が載置部６２、６３との接触を検出し得る。

一方で、吸着板１５と載置部６２、６３との相対的な傾きが比較的大きい場合、いずれかのタッチセンサ８０１が載置部６２、６３との接触を検出した時点で載置部６２、６３との距離が比較的大きいタッチセンサ８０１が存在することになる。このときのタッチセンサ８０１と載置部６２、６３との距離がＳ１３における所定量よりも大きい場合には、Ｓ１３で吸着板１５を所定量降下させても、全てのタッチセンサ８０１が接触を検出しないことになる。

すなわち、いずれかのタッチセンサ８０１が接触を検出した高さから、吸着板１５を所定量下降させる間に全てのタッチセンサ８０１が接触を検出したか否かを確認することにより、吸着板１５と載置部６２、６３との傾きが所定値よりも小さいか否かを確認することができる。したがって、ある観点から見れば、Ｓ１３での吸着板１５の下降量は、吸着板１５と載置部６２、６３との平行度（或いは傾き）の許容値に基づいて設定され得る。より高い平行度に調整する場合、つまり、平行度の許容範囲が狭い場合は、Ｓ１３での吸
着板１５の下降量を小さく設定すればよい。

Ｓ１５で、処理部１４１は、平行度が許容範囲内であると判定する。一方、Ｓ１６に進んだ場合、処理部１４１は、平行度が許容範囲外であると判定する。

Ｓ１７で、処理部１４１は、吸着板１５を所定量上昇させフローチャートを終了する。なお、ここでの所定量は、Ｓ１３での所定量とは異なる値であり得る。一実施形態において、処理部１４１は、Ｓ１１で吸着板１５の下降を開始する時点での高さまで吸着板１５を上昇させる。

以上の処理により、吸着板１５と載置部６２、６３との間の平行度が許容範囲内か否かを判定することができる。なお、本実施形態では、処理部１４１は、Ｓ１４で全てのタッチセンサ８０１が接触を検出したか否かを確認しているが、予め定めた複数のタッチセンサ８０１が接触を検出していればＳ１５に進み、平行度が許容範囲内であると判定してもよい。例えば、処理部１４１は、吸着板１５の四隅に設けられたタッチセンサ８０１が接触を検出していれば、平行度が許容範囲内であると判定してもよい。また、処理部１４１は、Ｓ１４で予め定めた個数のタッチセンサ８０１が接触を検出していれば、Ｓ１５に進み平行度が許容範囲内であると判定してもよい。例えば、処理部１４１は、吸着板１５に設けられている９個のタッチセンサ８０１うち、過半数の５個以上のタッチセンサ８０１が接触を検出していれば、平行度が許容範囲内であると判定してもよい。

載置部６２、６３の高さを自動で調整する場合は、Ｓ１４の後に、吸着板１５と接触していないタッチセンサ８０１を有する載置部６２、６３を特定し、それらの高さを所定量だけ高くする。あるいは、吸着板１５と接触したタッチセンサ８０１を有する載置部６２、６３を所定量だけ下げてもよい。この際の所定量は、例えば、Ｓ１３で下降させる量に１より小さい一定の比率を乗じた値とするとよい。

以上より、本実施形態によれば、真空チャンバ３の内部空間３ａが真空の場合においても、大気圧環境下での平行調整と同様の調整が可能となる。したがって、真空チャンバ３の内部空間３ａが真空の状態において、吸着板１５と載置部６２、６３との間の傾きの調整を行うことにより、吸着性能の低下を抑制することが可能となる。すなわち、吸着板への基板の吸着を適切に行うことが可能となる。

＜電子デバイスの製造方法＞
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１１（ａ）は有機ＥＬ表示装置６０の全体図、図１１（ｂ）は１画素の断面構造を表している。

図１１（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。詳細は後で説明するが、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。本実施形態に係る有機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１１（ｂ）は、図１１（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、本実施形態では、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６４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１１（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、本実施形態において、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。

上記の実施形態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形態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、２…アライメント装置、５…マスク台、６…基板支持ユニット、１４１…処理部、１６…第２検出ユニット、１７…調整ユニット、２２…距離調整ユニット、１００…基板、１０１…マスク

Claims (13)

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、基板を吸着する吸着板と、
   前記チャンバの内部に設けられ、前記吸着板の下方で前記基板を支持する複数の基板載置部を有する基板支持部と、
   を備える成膜装置において、
   前記チャンバの内部が真空に保持されている状態における前記複数の基板載置部のそれぞれの高さを検知する検知手段と、
   前記チャンバの内部が真空に保持されている状態において、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記複数の基板載置部のそれぞれの高さを調整する調整手段と、
   を備えることを特徴とする成膜装置。
2. 前記検知手段は、
   前記吸着板を昇降させる第１の昇降手段と、
   前記吸着板と前記複数の基板載置部との接触を検知する接触検知手段と、
   を含み、
   前記複数の基板載置部が前記基板を支持していない状態で、前記第１の昇降手段が前記吸着板を下降させた際における、前記接触検知手段の検知結果に基づいて、前記吸着板に対する前記複数の基板載置部のそれぞれの高さを検知することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記接触検知手段は、前記複数の基板載置部のそれぞれにおける基板の載置面に露出する接触子を含むことを特徴とする請求項２に記載の成膜装置。
4. 前記調整手段は、前記チャンバの内部が真空に保持されている状態において前記複数の基板載置部をそれぞれ独立に昇降させる第２の昇降手段を含み、複数の前記接触子がそれぞれ前記吸着板と接触するタイミングの時間差が、所定の時間内に収まるように、前記複数の基板載置部のそれぞれの高さを調整することを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
5. 前記調整手段は、複数の前記接触子がそれぞれ前記吸着板と接触するタイミングの時間差が、所定の時間差となるように、前記複数の基板載置部のそれぞれの高さを調整することを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
6. 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、基板を吸着する吸着板と、
   前記チャンバの内部に設けられ、前記吸着板の下方で前記基板を支持する複数の基板載置部を有する基板支持部と、
   を備える成膜装置において、
   前記複数の基板載置部のそれぞれにおける前記基板載置部の上方にある対象との接触を検知する検知手段と、
   前記チャンバの内部が真空に保持されている状態において、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記複数の基板載置部のそれぞれの高さを調整する調整手段と、
   を備えることを特徴とする成膜装置。
7. 前記吸着板を昇降させる第１の昇降手段をさらに備え、
   前記検知手段は、前記吸着板との接触を検知し、
   前記複数の基板載置部が前記基板を支持していない状態で、前記第１の昇降手段が前記吸着板を下降させた際における、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記調整手段は、
   前記吸着板に対する前記複数の基板載置部のそれぞれの高さを調整することを特徴とする請求項６に記載の成膜装置。
8. 前記検知手段は、前記複数の基板載置部のそれぞれにおける基板の載置面に露出する接触子を含むことを特徴とする請求項６又は７に記載の成膜装置。
9. 検知手段は、前記複数の基板載置部のそれぞれにおける基板の載置面に露出する接触子を含み、
   前記調整手段は、前記チャンバの内部が真空に保持されている状態において前記複数の基板載置部をそれぞれ独立に昇降させる第２の昇降手段を含み、
   複数の前記接触子がそれぞれ前記吸着板と接触するタイミングの時間差が、所定の時間内に収まるように、前記複数の基板載置部のそれぞれの高さを調整することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の成膜装置。
10. 前記調整手段は、複数の前記接触子がそれぞれ前記吸着板と接触するタイミングの時間差が、所定の時間差となるように、前記複数の基板載置部のそれぞれの高さを調整することを特徴とする請求項８に記載の成膜装置。
11. 前記基板支持部は、前記複数の基板載置部のそれぞれの前記基板の載置位置が前記調整手段によって調整された後に、前記基板を支持することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の成膜装置。
12. 前記吸着板は、前記複数の基板載置部のそれぞれの前記基板の載置位置が前記調整手段によって調整された後に前記基板支持部に支持された基板を、吸着することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の成膜装置。
13. 前記チャンバの内部に設けられ、マスクが載置されるマスク台と、
    前記吸着板に吸着された前記基板と前記マスク台に載置された前記マスクとのアライメントを行うアライメント手段と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の成膜装置。
    

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