JP2023161428A - ワーク保持装置、アライメント装置及び成膜装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークを支持する構造において、より変形の少ない構造を提供する。【解決手段】ワークを支持する第一の支持ユニットと、前記第一の支持ユニットを吊り下げて支持する第二の支持ユニットと、を備えたワーク保持装置であって、前記第一の支持ユニットは、第一の方向に延設された第一及び第二のベース部材と、各ベース部材に前記第一の方向に沿って設けられ、前記ワークの周縁部を支持する複数の第一及び第二のの支持部と、前記第一及び第二のベース部材を接続する接続部材とを備える。前記接続部材は、前記第一の方向で端部に位置する支持部よりも、前記第二の支持ユニットの支持軸に近い部位で前記ベース部材に接続される。【選択図】図７

Description

本発明は、ワーク保持装置、アライメント装置及び成膜装置に関する。

ワークが大型化すると、ワークを支持する支持構造の側の荷重の負担を考慮する必要が生じ得る。例えば、有機ＥＬディスプレイの大面積化や生産効率向上のために、大きなサイズの基板を用いて成膜を行うことが求められている。一般に、有機ＥＬディスプレイの製造時にはガラスや樹脂等の薄板が基板として用いられることが多く、基板のサイズが大きくなると基板を水平に保持した際の撓みが大きくなり、キャリアに基板を保持して搬送する場合がある。特許文献１や特許文献２には基板を支持する構造が開示されている。

韓国公開特許第１０－２０１８－００６７０３１号公報 特開２００５－２４８２４９号公報

基板の大型化・高重量化により、これを支持する支持構造が反力を受けて変形が生じ得る。有機ＥＬディスプレイの製造のように、基板とマスクとをアライメントした上で、所定のパターンをマスクを介して基板に成膜する分野においては、支持構造の変形はアライメント精度の低下の要因となる。

本発明は、ワークを支持する構造において、より変形の少ない構造を提供するものである。

本発明によれば、
ワークを支持する第一の支持ユニットと、
前記第一の支持ユニットを吊り下げて支持する第二の支持ユニットと、
を備えたワーク保持装置であって、
前記第一の支持ユニットは、
第一の方向に延設された第一のベース部材と、
前記第一の方向に延設され、かつ、前記第一の方向と交差する第二の方向に前記第一のベース部材から離間した第二のベース部材と、
前記第一のベース部材に、前記第一の方向に沿って設けられ、前記ワークの周縁部を支持する複数の第一の支持部と、
前記第二のベース部材に、前記第一の方向に沿って設けられ、前記ワークの周縁部を支持する複数の第二の支持部と、
前記第二の方向に延設され、前記第一のベース部材と前記第二のベース部材とを接続する接続部材と、を備え、
前記第二の支持ユニットは、
前記第一のベース部材を吊り下げる第一の支持軸と、
前記第二のベース部材を吊り下げる第二の支持軸と、を備え、
前記接続部材は、
前記複数の第一の支持部のうち、前記第一の方向で端部に位置する第一の支持部よりも、前記第一の支持軸に近い部位で前記第一のベース部材に接続され、
前記複数の第二の支持部のうち、前記第一の方向で端部に位置する第二の支持部よりも、前記第二の支持軸に近い部位で前記第二のベース部材に接続される、
ことを特徴とするワーク保持装置が提供される。

本発明によれば、ワークを支持する構造において、より変形の少ない構造を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る成膜装置の概略図。 図１の成膜装置の側面図。 図１の成膜装置の一部の斜視図。 図１の成膜装置の一部の斜視図。 位置合わせ時の基板を保持したキャリアの支持態様、及び、マスクの支持態様を示す図。 図５の部分拡大図。 支持ユニットの平面図。 比較例の説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）は図１の成膜装置の動作説明図。 （Ａ）は有機ＥＬ表示装置の全体図、（Ｂ）は１画素の断面構造を示す図。

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。

＜成膜装置の概要＞
図１は本発明の一実施形態に係る成膜装置１の概略図（正面図）である。図２は成膜装置１の側面図である。図３及び図４は成膜装置１の一部の構成を示す斜視図であり、図４は一部破断図である。

成膜装置１は、キャリア１００に保持された基板１０１に蒸着物質を成膜する装置であり、マスク１０２を用いて所定のパターンの蒸着物質の薄膜を形成する。成膜装置１は、制御ユニット１０により動作が制御される。制御ユニット１０は、ＣＰＵ等のプロセッサ、記憶部及びインタフェース部を備え、プロセッサが記憶部に記憶されたプログラムを実行することで成膜装置１を制御する。記憶部は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体メモリやハードディスクなどの一又は複数の記憶デバイスで構成され、インタフェース部は、センサやアクチュエータとプロセッサとの間で信号を中継する。

成膜装置１で成膜が行われる基板１０１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。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）などの物質である。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適用可能である。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１０１に成膜を行う例について説明するが、本発明はこれに限定はされず、スパッタやＣＶＤ等の各種成膜方法を適用可能である。

なお、各図において矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは互いに交差する方向を示す。本実施形態の場合、矢印Ｘ及び矢印Ｙは互いに直交する水平方向を示し、矢印Ｚは上下方向（重力方向）を示す。

成膜装置１は、箱型の真空チャンバ２を有する。真空チャンバ２は、天壁２０、複数の側壁２１及び底壁２２を有する。真空チャンバ２の内部空間（成膜空間）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。なお、本明細書において「真空」とは、大気圧（１ａｔｍ：１０１３ｈＰａ）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２の内部空間のうち、アライメント室には、キャリア１００を水平姿勢で支持するキャリア支持ユニット３、マスク１０２を水平姿勢で支持するマスク支持ユニット４が配置され、後段の成膜室には蒸着源５が配置される。搬送ローラ９はアライメント室から成膜室に渡って配置される。真空チャンバ２の外部（天壁２０上）には、キャリア支持ユニット３を支持する支持ユニット６、位置調整ユニット７及び複数の計測ユニット８が配置される。支持ユニット６はキャリア支持ユニット３を昇降する機構を有する点で昇降ユニット６と呼ぶ場合がある。キャリア支持ユニット３、マスク支持ユニット４、昇降ユニット６、位置調整ユニット７及び計測ユニット８は、基板１０１とマスク１０２との位置合わせを行うアライメント装置を構成している。また、キャリア支持ユニット３及び昇降ユニット６は、ワークとしてキャリア１００を保持するワーク保持装置を構成している。

蒸着源５は、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から構成され、蒸着物質を基板１０１に放出して蒸着する。例えば、蒸着源５は複数のノズル（不図示）が配置され、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。蒸発源５を、基板１０１及びマスク１０２に対して相対的に変位させ、基板１０１への成膜を均一化する往復移動機構を設けてもよい。

基板１０１には、蒸発源５から基板１０１に向けて飛翔した蒸着材料がマスク１０２を介して到達し、基板１０１上に膜が形成される。本実施形態では、図４に示すように、マスク１０２は枠状のマスクフレーム１０２ａに数μｍ～数十μｍ程度の厚さのマスク箔１０２ｂが溶接固定された構造を有する。マスクフレーム１０２ａは、マスク箔１０２ｂが撓まないように、マスク箔１０２ｂをその面方向（Ｘ方向およびＹ方向）に引っ張った状態で支持する。マスク箔１０２ｂには、所望の成膜パターンに応じた開口が形成されている。

基板１０１としてガラス基板またはガラス基板上にポリイミド等の樹脂製のフィルムが形成された基板を用いる場合、マスクフレーム１０２ａおよびマスク箔１０２ｂの主要な材料としては、鉄合金を用いることができ、ニッケルを含む鉄合金を用いることが好ましい。ニッケルを含む鉄合金の具体例としては、３４質量％以上３８質量％以下のニッケルを含むインバー材、３０質量％以上３４質量％以下のニッケルに加えてさらにコバルトを含むスーパーインバー材、３８質量％以上５４質量％以下のニッケルを含む低熱膨張Ｆｅ－Ｎｉ系めっき合金などを挙げることができる。

なお、本実施形態では成膜時に基板１０１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１０１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１０１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。

本実施形態の場合、キャリア１００、基板１０１及びマスク１０２の外形はいずれもＹ方向に長い矩形状である。しかし、これらの外形状はＹ方向に短い矩形状でもよく、或いは、正方形であってもよい。

基板１０１を保持したキャリア１００と、マスク１０２とは、それぞれ別々の搬送経路を辿って異なるタイミングで真空チャンバ２に搬送され、搬送ローラ９によって、真空チャンバ２の外部から内部に搬送される。搬送ローラ９は、Ｙ方向に列状に配置されており、この搬送ローラ列はＸ方向に離間して二列設けられている。

キャリア１００は、Ｘ方向に対向する長辺側の周縁部が搬送ローラ９に支持され、Ｙ方向に搬送される。キャリア支持ユニット３はＹ方向に配列された複数の支持部３１を、Ｘ方向に離間して二組有しており、キャリア１００はその周縁部が複数の支持部３１により支持される。キャリア１００が真空チャンバ２の外部から内部に搬送される際、複数の支持部３１の受け爪３１ａは搬送ローラ９の搬送面よりも低い位置に降下しており、キャリア１００が真空チャンバ２の内部に搬送されると図１や図２に示す位置に昇降ユニット６によって上昇され、キャリア１００が搬送ローラ９からキャリア支持ユニット３に移載される。

マスク支持ユニット４は、Ｘ方向に離間した、複数の昇降台４１及び昇降案内部４０の組を二組備え、不図示の駆動機構によって複数の昇降台４１が同期的に昇降される。マスク１０２は、Ｘ方向に対向する長辺側の周縁部（マスクフレーム１０２ａ）が昇降台４１に支持される。マスク１０２が真空チャンバ２の外部から内部に搬送される際、昇降台４１は搬送ローラ９の搬送面よりも低い位置に降下しており、マスク１０２が真空チャンバ２の内部に搬送されると図１や図２に示す位置に上昇され、マスク１０２が搬送ローラ９から昇降台４１に移載される。

本実施形態の場合、キャリア１００が先に真空チャンバ２内に搬入される。搬送ローラ９からキャリア支持ユニット３へキャリア１００が受け渡され、キャリア１００はキャリア支持ユニット３と共に、昇降ユニット６によって搬送ローラ９の搬送面の上方に退避される。その後、マスク１０２が真空チャンバ２内に搬入される。マスク１０２は搬送ローラ９から複数の昇降台４１に移載される。これにより、キャリア１００及び基板１０１と、マスク１０２とが、互いに所定の距離を隔てて上下方向に重なる配置で、それぞれ別々に支持された状態となる。この状態で基板１０１とマスク１０２との位置合わせを行うことができ、位置合わせ後に基板１０１とマスク１０２とを上下に重ね、そして成膜を行う。

キャリア支持ユニット３を昇降する昇降ユニット６について説明する。昇降ユニット６は、複数の昇降機構６０を備える。本実施形態では、４つの昇降機構６０が設けられている。各昇降機構６０は、位置調整ユニット７の可動プレート７１に搭載されている。各昇降機構６０は、モータ６２を駆動源とし、支持軸６１を昇降する機構（例えばボールねじ機構）を備える。支持軸６１は、Ｚ方向に延びる部材であり、その下端部にキャリア支持ユニット３が吊り下げられている。４つの支持軸６１は、Ｘ方向及びＹ方向に互いに離間している。各支持軸６１は、真空チャンバ２の上方から、位置調整ユニット７のベースプレート７３に形成された穴及び真空チャンバ２の天壁２０に形成された開口部２０ａを通して、真空チャンバ２の内部に延設されている。開口部２０ａとベースプレート７３との間や、ベースプレート７３の穴には、真空チャンバ２の内部の気密性を維持するために必要なシール構造が設けられる。

各昇降機構６０は、支持軸６１と一体的に昇降するエンコーダヘッド（エンコーダセンサ）６４と、Ｚ方向に延設された固定のエンコーダスケール６３とを備える。エンコーダスケール６３とエンコーダヘッド６４とは、本実施形態の場合、アブソリュートエンコーダを構成し、エンコーダヘッド６４がエンコーダスケール６３を読み取ることで、支持軸６１の昇降位置を検知する。

制御ユニット１０は、各昇降機構６０を独立して駆動する。例えば、４つの昇降機構６０の各エンコーダヘッド６４の昇降位置の検知結果の相互差がゼロになるように、各エンコーダヘッド６４の昇降位置の検知結果に基づいて対応するモータ６２の制御量を決定する。こうした制御によれば、キャリア支持ユニット３の姿勢を水平に維持することができ、マスク１０２へキャリア１００を降下して着座する際に、着座点の再現性を向上することができる。特に、大型の基板１０１を対象とする場合、キャリア１００も大型化し、基板１０１とキャリア１００はその中央部が自重で下向きに凸となる形状に撓む。４つの支持軸６１の昇降位置を制御することで、キャリア１００及び基板１０１の中央部をマスク１０２への接触開始の基準点とし、キャリア１００の降下制御を行える。

位置調整ユニット７は、昇降ユニット６のＸ方向、Ｙ方向の位置及びＺ方向の軸周りの向き（θ方向の位置と呼ぶ）を調整する機構である。昇降ユニット６のＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の各位置を調整することで、キャリア支持ユニット３のＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の各位置を調整し、したがって、マスク１０２に対する基板１０１のＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の各相対位置の位置ずれを調整することができる。

本実施形態では、４つの昇降機構６０によりキャリア支持ユニット３の支持及び昇降を行うことで、比較的高重量の基板１０１やキャリア１００に対応できる。例えば、Ｇ８サイズの基板は１辺が２ｍを超えるサイズになり、基板の自重たわみを抑制するため基板キャリアによる保持が必須となっている。この基板キャリア自体も金属製であると数１００Ｋｇを超えるものとなる。本実施形態では、独立した駆動源であるモータ６２をそれぞれ備えた複数の昇降機構６０を設けたことで、こうした高重量の基板１０１やキャリア１００に対応できる。

位置調整ユニット７は、ベースプレート７３と、ベースプレート７３とＺ方向に離間した可動プレート７１と、ベースプレート７３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７０とを備える。可動プレート７１及びベースプレート７３は本実施形態の場合、矩形状を有している。ベースプレート７３は、天壁２０に開口部２０ａを塞ぐように固定されている。可動プレート７１には昇降ユニット６が搭載されている。

アクチュエータ７０は、本実施形態の場合、４つ設けられており、ベースプレート７３の四隅に位置している。各アクチュエータ７０は、モータ７２を駆動源として、ベースプレート７３に対して可動プレート７１をＸ方向又はＹ方向に移動する機構である。例えば、４つのアクチュエータ７０のうち、ベースプレート７３の対角上に位置する２つのアクチュエータ７０による可動プレート７１の移動方向はＸ方向であり、残り２つのアクチュエータ７０による可動プレート７１の移動方向はＹ方向である。４つのアクチュエータ７０による可動プレート７１の移動量の組み合わせによって、ベースプレート７３に対して可動プレート７１をＸ方向、Ｙ方向及びθ方向に変位することができる。移動量は、例えば、各モータ７２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。

本実施形態では、駆動源及び可動部を多く含む昇降機構６０や位置調整ユニット７を真空チャンバ２の外部に配置することで、真空チャンバ２内の成膜空間内での発塵を抑制することができる。なお、本実施形態では、キャリア１００及び基板１０１をＸＹθ方向およびＺ方向に移動させる構成について説明したが、これに限定はされず、マスク１０２を移動させてもよいし、キャリア１００及び基板１０１とマスク１０２との双方を移動させてもよい。

計測ユニット８は、基板１０１とマスク１０２との位置ずれを計測する。計測ユニット８の計測結果に応じて位置調整ユニット７を制御することで、基板１０１とマスク１０２との位置合わせを行うことができる。本実施形態の場合、計測ユニット８は、光軸８ａを有し、画像を撮像する撮像装置（ＣＣＤカメラ等）である。光軸８ａ上において、天壁２０、キャリア１００には、透明部又は開口部を有している。計測ユニット８は、基板１０１、マスク１０２にそれぞれ設けられたアライメントマークを撮像し、制御ユニット１０はその撮像結果から基板１０１とマスク１０２との位置ずれ量を演算する。そして、位置調整ユニット７の制御量を決定する。

＜キャリア＞
キャリア１００の構成について図５及び図６を参照して説明する。図５は、位置合わせ時の基板１０１を保持したキャリア１００の支持態様、及び、マスク１０２の支持態様を示す図、図６は図５の部分拡大図である。

キャリア１００は、板状の本体１０１ｃに、着座部材１００ａと、チャック部材１００ｂとが設けている。本体１０１ｃは、金属等で構成された板状部材であり、基板１０１をその下面側に保持する保持面を構成する部材である。本体１０１ｃは、ある程度の剛性（少なくとも基板１０１よりも高い剛性）を有しており、基板１０１自体の撓みを抑制しつつ基板１０１を保持する。

着座部材１００ａは、本体１０１ｃの保持面の基板保持エリアの外側に、保持面から突出して複数配置されている。着座部材１００ａは基板１０１がキャリア１００に保持された状態で、基板１０１よりもマスク１０２側に突出するように設けられている。基板１０１とマスク１０２との位置合わせ後、キャリア１００は、着座部材１００ａを介してマスクフレーム１０２ａ上に着座する。

チャック部材１００ｂは、基板１０１を本体１００ｃの保持面に沿って保持するための部材である。本実施形態のチャック部材１０１ｂは、粘着性の部材であり、粘着力によって基板１０１を保持することができる。チャック部材１００ｂは粘着パッドと呼ぶこともできる。

なお、本実施形態ではチャック部材１００ｂとして粘着力によって基板１０１を保持する部材を用いているが、本発明はこれに限定はされず、チャック部材１００ｂとして静電気力によって基板１０１を保持する部材（静電チャック）を用いることもできる。

キャリア１００は、さらに、保持した基板１０１を介してマスク１０２を磁気吸着するための磁気吸着部を有していてもよい。磁気吸着部としては永久磁石や電磁石、永久磁石を備えた磁石プレートを用いることができる。また、磁気吸着部は本体１００ｃに対して相対移動可能に設けられていてもよい。より具体的には、磁気吸着部は、本体１００ｃとの間のＺ方向の距離を変更可能に設けられてもよい。

キャリア１００は、その四辺のうち、Ｘ方向に対向する二辺における周縁部が、複数の支持部３１ａによって支持されている。マスク１０２も、その四辺のうち、Ｘ方向に対向する二辺における周縁部が、複数の昇降台４１によって支持されている。キャリア１００、基板１０１及びマスク１０２は、自重によってＸ方向の中央部が撓んでいる。キャリア１００、基板１０１及びマスク１０２を水平姿勢で支持するとは、こうした撓みが生じている場合も含み、支持位置（Ｘ方向に対向する二辺における周縁部）が水平な位置関係にあれば水平姿勢に含まれる。

＜キャリア支持ユニット＞
キャリア支持ユニット３の構成について、図１～図６に加えて図７を参照して説明する。図７はキャリア支持ユニット３の平面図である。

キャリア支持ユニット３は、一対のベース部材３０を備える。各ベース部材３０はＹ方向に延設された梁部材である。一対のベース部材３０は、Ｘ方向に離間している。各ベース部材３０には、複数の支持部３１が支持されている。本実施形態では、一つのベース部材３０に４つの支持部３１が支持されている。支持部３１は、ベース部材３０から下方に延設された柱３１ｂと、柱３１ｂの下端部に固定され、柱３１ｂからＸ方向に突出した受け爪３１ａとを備え、全体としてＬ字型又はＪ字型を有している。キャリア１００は、その周縁部が受け爪３１ａ上に載置され、支持される。

ベース部材３０は、Ｙ方向に離間した２つの本体部３２と、２つの本体部３２の間に位置し、これら本体部３２を連結する連結部３３とを備える。各本体部３２は、支持部３１を支持する。本実施形態の場合、一つの本体部３２に二つの支持部３１が支持されている。また、本体部３２は、支持軸６１の下端部に固定されている。本実施形態の場合、一つの支持軸６１に、一つの本体部３２が固定されている。支持軸６１は、Ｙ方向で２つの支持部３１の間に位置している。連結部３３は、２つの端部３３ａと、中央部３３ｂと、中央部３３ｂと２つの端部３３ａとの間の可動部３３ｃとを有している。２つの端部３３ａの一方は、一方の本体部３２に固定され、他方の端部３３ａは他方の本体部３２に固定されている。

２つの可動部３３ｃは、それぞれ、中央部３３ｂに対する端部３３ａの回動を可能とする回動部である。本実施形態の場合、可動部３３ｃは、図２において矢印Ｄ２で示すように、Ｘ方向の軸周りに中央部３３ｂに対する端部３３ａの回動を許容するヒンジ部である。しかし、可動部３３ｃは、球面軸受けや弾性ヒンジであってもよく、Ｘ方向の軸周り以外の方向についても、中央部３３ｂに対する端部３３ａの回動を可能とするものであってもよい。可動部３３ｃを設けたことで、連結部３３に対して本体部３２が（より正確に言えば、中央部３３ｂに対して本体部３２が）図２の矢印Ｄ２方向に回動することが可能となる。

一対のベース部材３０は、複数の接続部材３４によって接続されている。本実施形態の場合、一対のベース部材３０は２つの接続部材３４によって接続されている。各接続部材３４はＸ方向に延設された梁部材である。接続部材３４は、２つの端部３４ａと、中央部３４ｂと、中央部３４ｂと２つの端部３４ａとの間の可動部３４ｃとを有している。２つの端部３４ａの一方は、一方のベース部材３０に固定され、他方の端部３４ａは他方のベース部材３０に固定されている。端部３４ａは本体部３２に複数のボルト３５で固定されている。固定位置は、Ｙ方向で２つの支持部３１の間で、かつ、支持部３１と支持軸６１の間の２か所と、Ｘ方向で支持軸６１と可動部３４ｃとの間の１か所である。支持軸６１の周囲の複数個所で端部３４ａと本体部３２とを固定することでねじれ変形に対する剛性を向上できる。

２つの可動部３４ｃは、それぞれ、中央部３４ｂに対する端部３４ａの回動を可能とする回動部である。本実施形態の場合、可動部３４ｃは、図１において矢印Ｄ１で示すように、Ｙ方向の軸周りに中央部３４ｂに対する端部３４ａの回動を可能とするヒンジ部である。しかし、可動部３４ｃは、球面軸受けや弾性ヒンジであってもよく、Ｙ方向の軸周り以外の方向についても、中央部３４ｂに対する端部３４ａの回動を可能とするものであってもよい。可動部３４ｃを設けたことで、接続部材３４に対してベース部材３０が（より正確に言えば、中央部３４ｂに対してベース部材３０が）図１の矢印Ｄ１方向に回動することが可能となる。

接続部材３４と、ベース部材３０との接続位置について説明する。本実施形態の場合、Ｙ方向で、両端部に位置する各支持部３１の位置Ｐ１、Ｐ２に対して、接続部材３４の接続位置Ｐ１１、Ｐ１２は、支持軸６１に近い位置にあり、特に、接続位置Ｐ１１、Ｐ１２は、Ｙ方向で支持軸６１と同じ位置である。各接続部材３４及び各支持軸６１は、Ｙ方向で、位置Ｐ１、Ｐ２よりも中央側に位置している。両端部に位置する各支持部３１間の距離と、接続部材３４間の距離とで比較すると、位置Ｐ１、Ｐ２間の距離Ｌ１に対して、接続位置Ｐ１１、Ｐ１２の距離Ｌ２は、Ｌ１＞Ｌ２の関係にある。

こうした構造によって、キャリア支持ユニット３の剛性を向上でき、より変形の少ない構造を提供することができる。比較例として、図８に接続部材３４を備えていないキャリア支持ユニット３’における課題を説明する。

キャリア１００が支持部３１によって支持されている状態を、図８のように装置正面から見ると、その自重によって下方に撓んで凸となる形状に変形している。この変形は基板１０１及びキャリア１００のサイズが大きくなるほど大きくなる。この状態で、キャリア支持ユニット３’を降下して、キャリア１００をマスク１０２上へ着座させると、まず基板１０２の撓みの最下部がマスク１０２に着座する。更に、キャリア支持ユニット３’を降下させて基板１０１をマスク１０２に密着させると、キャリア１００の撓みが減少して平坦な形状に復帰することによって、キャリア支持ユニット３’には、Ｘ方向外側へ、反力FhlおよびFhrが作用する。

反力FhlおよびFhrによるモーメントによって、支持軸６１及びベース部材３０が外方へ傾き、結果的にマスク１０２と基板１０１のＸ方向の位置ズレが発生してアライメント精度を悪化させる。また反力の大きさや、反力FhlおよびFhrの差（偏り）の状態によっては、昇降機構６０の動作の支障にもなる。

本実施形態では、接続部材３４による補強によって、一対のベース部材３０がＸ方向に離間することが抑制される。この結果、図８に示した課題を解決することができる。図９（Ａ）はその説明図である。

図９（Ａ）は、基板１０１とマスク１０２との位置合わせ後、昇降ユニット６によってキャリア支持ユニット３を降下させ、キャリア１００をマスク１０２上に載置した状態を示す。本実施形態では、キャリア１００をマスク１０２に着座させる際、キャリア１００の自重たわみの変化によって図８で説明した反力FhlおよびFhrが発生したとしても、一対のベース部材３０が接続部材３４で接続されているため、支持軸６１及びベース部材３０が外方へ傾くことを防止できる。しかも、接続部材３４とベース部材３０との接続位置（図７のＰ１１、Ｐ１２）が、両端部の支持部３１の位置（図７のＰ１、Ｐ２）よりも支持軸６１に近いことから、反力FhlおよびFhrに対して支持軸６１の位置を拘束し、支持軸６１が傾くことを強く防止することができる。

すなわち接続部材３４が、Ｙ方向で最も外側となる支持部３１よりも支持軸６１に近い位置でベース部材３０と接続されることで、Ｙ方向で最も外側となる支持部３１に作用する応力（キャリア１００の撓みに起因する応力）によるベース部材３０及び支持軸６１に及ぼすに及ぼすモーメント力に対する剛性を高めることができる。特に、反力FhlおよびFhrは、昇降機構６０から最も離れた支持軸６１の下端部で作用するので、昇降機構６０には反力FhlおよびFhrがモーメント力として作用することになるが、このモーメント力を低減する点でも極めて効果的である。

仮に接続部材３４のＹ方向の位置がＹ方向で最も外側となる支持部３１よりも外側に位置している場合（図７でＬ２＞Ｌ１の場合）、反力FhlおよびFhrを受けた際に、支点である支持軸６１から接続部材３４がＹ方向に離れているため、接続部材３４自体の強度によっては局所的に変形し十分な剛性向上の効果が得られない場合がある。また、ベース部材３０を、支持軸６１を中心とする回転方向に歪ませる懸念もある。したがって、キャリア１００やマスク１０２のサイズ、重量、精度に応じて、図７でＬ２＜Ｌ１の関係が維持されることが重要であり、実際の設計値はこの範囲内で適宜選択を行えばよい。

なお、図９（Ａ）の後、図９（Ｂ）に示すように、マスク１０２は昇降台４１が降下することによって、搬送ローラ９に受け渡される。この際、搬送ローラ９によってキャリア１００、基板１０１及びマスク１０２が搬送される空間すなわち搬送パスライン１１は破線で示される範囲であり、Ｘ方向に搬送され、アライメント室から後段の成膜室に移動して蒸着源５により成膜される。

同図から明らかなように、接続部材３４は搬送パスライン１１の外となる上方に配置されており、補強による効果を確保しつつ搬送機能と干渉することはない。なお、搬送パスライン１１の高さは、マスク１０２の厚みとキャリア１００の厚みの和以上になっており、受け爪３１ａが受け渡し時に退避するストロークも加味されていることが望ましい。

次に、可動部３３ｃ及び３４ｃの機能について説明する。ベース部材３０を可動部３３ｃが無く、剛性の高い単一の部材で構成した場合や、接続部材３４を可動部３４ｃが無く、剛性の高い単一の部材で構成した場合、４つの昇降機構６０の同期が何らかの理由で解除された場合にキャリア支持ユニット３や各昇降機構６０に過剰な負荷が作用する場合がある。４つの昇降機構６０の同期が解除される場合としては、例えば、エンコーダヘッド６４の検出結果がノイズ等によって取得困難になった場合（同期が切れた場合）が挙げられる。４つの昇降機構６０のうちの一つが、他の昇降機構６０に対して勝手に動作すると、キャリア支持ユニット３が、４つの支持軸６１との接続部位によってＺ方向の力が異なってＺ方向の変形を招き、その反力として昇降機構６０に大きな負荷が作用する。

本実施形態の場合、可動部３３ｃ及び３４ｃの回動により、各本体部３２や各中央部３４ｂは互いに変形可能となっている。万が一、誤作動などで各昇降機構６０の一部が単独で駆動しても可動部３３ｃ及び３４ｃの回動により、各本体部３２や各中央部３４ｂに作用するせん断方向の力をかわすことができる。したがって、キャリア支持ユニット３や各昇降機構６０に過剰な負荷が作用することを防止できる。

＜電子デバイス＞
次に、電子デバイスの一例を説明する。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１０（Ａ）は有機ＥＬ表示装置５００の全体図、図１０（Ｂ）は１画素の断面構造を示す図である。

図１０（Ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置５００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。カラー有機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の複数の副画素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（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子の３種類の副画素の組み合わせで構成されることが多いが、これに限定はされない。画素５２は少なくとも１種類の副画素を含めばよく、２種類以上の副画素を含むことが好ましく、３種類以上の副画素を含むことがより好ましい。画素５２を構成する副画素としては、例えば、赤色（Ｒ）発光素子と緑色（Ｇ）発光素子と青色（Ｂ）発光素子と黄色（Ｙ）発光素子の４種類の副画素の組み合わせでもよい。

図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＡ－Ｂ線における部分断面模式図である。画素５２は、基板５３上に、第１の電極（陽極）５４と、正孔輸送層５５と、赤色層５６Ｒ・緑色層５６Ｇ・青色層５６Ｂのいずれかと、電子輸送層５７と、第２の電極（陰極）５８と、を備える有機ＥＬ素子で構成される複数の副画素を有している。これらのうち、正孔輸送層５５、赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂ、電子輸送層５７が有機層に当たる。赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層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の電極５４は、発光素子ごと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の電極５８は、複数の発光素子５２Ｒ、５２Ｇ、５２Ｂにわたって共通で形成されていてもよいし、発光素子ごとに形成されていてもよい。すなわち、図１１（Ｂ）に示すように正孔輸送層５５が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成された上に赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂが副画素領域ごとに分離して形成され、さらにその上に電子輸送層５７と第２の電極５８が複数の副画素領域にわたって共通の層として形成されていてもよい。

なお、近接した第１の電極５４の間でのショートを防ぐために、第１の電極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６００が設けられている。

図１０（Ｂ）では正孔輸送層５５や電子輸送層５７が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、正孔ブロック層や電子ブロック層を有する複数の層で形成されてもよい。また、第１の電極５４と正孔輸送層５５との間には第１の電極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してもよい。同様に、第２の電極５８と電子輸送層５７の間にも電子注入層を形成してもよい。

赤色層５６Ｒ、緑色層５６Ｇ、青色層５６Ｂのそれぞれは、単一の発光層で形成されていてもよいし、複数の層を積層することで形成されていてもよい。例えば、赤色層５６Ｒを２層で構成し、上側の層を赤色の発光層で形成し、下側の層を正孔輸送層又は電子ブロック層で形成してもよい。あるいは、下側の層を赤色の発光層で形成し、上側の層を電子輸送層又は正孔ブロック層で形成してもよい。このように発光層の下側又は上側に層を設けることで、発光層における発光位置を調整し、光路長を調整することによって、発光素子の色純度を向上させる効果がある。

なお、ここでは赤色層５６Ｒの例を示したが、緑色層５６Ｇや青色層５６Ｂでも同様の構造を採用してもよい。また、積層数は２層以上としてもよい。さらに、発光層と電子ブロック層のように異なる材料の層が積層されてもよいし、例えば発光層を２層以上積層するなど、同じ材料の層が積層されてもよい。

こうした電子デバイスの製造において、上述した成膜装置１が適用可能であり、当該製造方法は、基板とマスクの位置合わせを行うアライメント工程と、基板に蒸着源５によって各層の少なくともいずれか一つの層を蒸着する蒸着工程と、を含むことができる。

＜他の実施形態＞
上記実施形態では、キャリア１００により基板１０１を保持する構成を例示したが、キャリア１００を用いない構成も採用可能である。この場合、キャリア支持ユニット３を基板１０１を直接支持する支持ユニットとして構成すればよい。また、キャリア支持ユニット３と同様の構成の支持ユニットをマスク１０２の支持ユニットとして採用してもよい。ワークとしてキャリア１００を例示したが、基板１０１やマスク１０２の他、成膜装置以外の装置における各種のワークにおける保持装置として本発明は適用可能である。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１ 成膜装置、３ キャリア支持ユニット、６ 支持ユニット（昇降ユニット）、３０ ベース部材、３１ 支持部、３４ 接続部材、６１ 支持軸

Claims (8)

1. ワークを支持する第一の支持ユニットと、
   前記第一の支持ユニットを吊り下げて支持する第二の支持ユニットと、
   を備えたワーク保持装置であって、
   前記第一の支持ユニットは、
   第一の方向に延設された第一のベース部材と、
   前記第一の方向に延設され、かつ、前記第一の方向と交差する第二の方向に前記第一のベース部材から離間した第二のベース部材と、
   前記第一のベース部材に、前記第一の方向に沿って設けられ、前記ワークの周縁部を支持する複数の第一の支持部と、
   前記第二のベース部材に、前記第一の方向に沿って設けられ、前記ワークの周縁部を支持する複数の第二の支持部と、
   前記第二の方向に延設され、前記第一のベース部材と前記第二のベース部材とを接続する接続部材と、を備え、
   前記第二の支持ユニットは、
   前記第一のベース部材を吊り下げる第一の支持軸と、
   前記第二のベース部材を吊り下げる第二の支持軸と、を備え、
   前記接続部材は、
   前記複数の第一の支持部のうち、前記第一の方向で端部に位置する第一の支持部よりも、前記第一の支持軸に近い部位で前記第一のベース部材に接続され、
   前記複数の第二の支持部のうち、前記第一の方向で端部に位置する第二の支持部よりも、前記第二の支持軸に近い部位で前記第二のベース部材に接続される、
   ことを特徴とするワーク保持装置。
2. 請求項１に記載のワーク保持装置であって、
   前記第二の支持ユニットは、
   前記第一の支持軸を昇降する第一の昇降手段と、
   前記第一の昇降手段とは独立して駆動され、前記第二の支持軸を昇降する第二の昇降手段と、を備える、
   ことを特徴とするワーク保持装置。
3. 請求項２に記載のワーク保持装置であって、
   前記第一の支持軸の昇降位置を検知する第一のセンサと、
   前記第二の支持軸の昇降位置を検知する第二のセンサと、
   前記第一のセンサの検知結果に基づいて前記第一の昇降手段を制御し、前記第二のセンサの検知結果に基づいて前記第二の昇降手段を制御する制御手段と、を備える、
   ことを特徴とするワーク保持装置。
4. 請求項１に記載のワーク保持装置であって、
   前記接続部材は、
   前記第一のベース部材に対して、前記第一の方向の軸周りに回動可能に接続され、かつ、
   前記第二のベース部材に対して、前記第一の方向の軸周りに回動可能に接続される、
   ことを特徴とするワーク保持装置。
5. 請求項１に記載のワーク保持装置であって、
   前記第二の支持ユニットは、
   前記第一の方向に離間した二つの前記第一の支持軸と、
   前記第一の方向に離間した二つの前記第二の支持軸と、を備え、
   前記第一のベース部材は、
   二つの前記第一の支持軸がそれぞれ接続される二つの第一の本体部と、
   前記二つの第一の本体部の間の第一の連結部と、を備え、
   前記第二のベース部材は、
   二つの前記第二の支持軸がそれぞれ接続される二つの第二の本体部と、
   前記二つの第二の本体部の間の第二の連結部と、を備え、
   前記第一の連結部は、二つの前記第一の本体部に、それぞれ、前記第二の方向の軸周りに回動可能に連結され、
   前記第二の連結部は、二つの前記第二の本体部に、それぞれ、前記第二の方向の軸周りに回動可能に連結される、
   ことを特徴とするワーク保持装置。
6. 基板を保持するキャリアを支持するキャリア支持ユニットと、
   マスクを支持するマスク支持手段と、
   前記マスクの上方で前記キャリア支持ユニットを吊り下げて支持し、該キャリア支持ユニットを前記マスクに対して昇降する昇降ユニットと、
   前記基板と前記マスクとの位置ずれ量を計測する計測手段と、
   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手段と、
   を備えたアライメント装置であって、
   前記キャリア支持ユニットは、
   第一の水平方向に延設された第一のベース部材と、
   前記第一の水平方向に延設され、かつ、前記第一の水平方向と交差する第二の水平方向に前記第一のベース部材から離間した第二のベース部材と、
   前記第一のベース部材に、前記第一の水平方向に沿って設けられ、前記キャリアの周縁部を支持する複数の第一の支持部と、
   前記第二のベース部材に、前記第一の水平方向に沿って設けられ、前記キャリアの周縁部を支持する複数の第二の支持部と、
   前記第一の水平方向に離間して設けられ、前記第二の水平方向に延設され、前記第一のベース部材と前記第二のベース部材とを接続する複数の接続部材と、を備え、
   前記昇降ユニットは、
   前記第一の水平方向に離間して配置され、前記第一のベース部材を吊り下げる複数の第一の支持軸と、
   前記第一の水平方向に離間して配置され、前記第二のベース部材を吊り下げる複数の第二の支持軸と、を備え、
   前記複数の第一の支持軸及び前記複数の接続部材は、前記複数の第一の支持部の、前記第一の水平方向で両端部の第一の支持部よりも中央側に位置し、
   前記複数の第二の支持軸及び前記複数の接続部材は、前記複数の第二の支持部の、前記第一の水平方向で両端部の第二の支持部よりも中央側に位置する、
   ことを特徴とするアライメント装置。
7. 請求項６に記載のアライメント装置であって、
   前記複数の接続部材、前記複数の第一の支持軸及び前記複数の第二の支持軸は、同じ数でだけ設けられ、かつ、それぞれ前記第一の水平方向の位置が同じである、
   ことを特徴とするアライメント装置。
8. 請求項６又は請求項７に記載のアライメント装置と、
   マスクを介して基板に蒸着物質を放出する蒸着手段と、を備える、
   ことを特徴とする成膜装置。

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