JP2023178622A - 成膜装置、成膜方法、アライメント装置及びアライメント方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板及びマスクのより多くの箇所を測定することにより高精度のアライメントを行うことが可能な技術を提供する。
【解決手段】マスクを介して基板の成膜面に成膜を行う成膜装置であって、マスク及び基板の成膜面に沿う面内に設けられたアライメントマークの位置に基づき、成膜面に沿う方向でマスク及び基板を相対的に移動させることで、マスク及び基板の位置合わせを行うアライメント手段と、アライメントマークの位置を測定可能な測定手段と、測定手段を、測定対象のアライメントマークを有するマスク又は基板に対し、成膜面に沿う第１方向で相対的に移動させる移動手段と、を備え、測定手段は、測定対象の第１方向の複数のアライメントマークの位置を測定することを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、成膜装置、成膜方法、アライメント装置及びアライメント方法に関する。

有機ＥＬ表示装置や液晶表示装置等のフラットパネル表示装置が用いられている。例えば有機ＥＬ表示装置は、２つの向かい合う電極の間に、発光を起こす有機物層である発光層を有する機能層が形成された、多層構成の有機ＥＬ素子を含んでいる。有機ＥＬ素子の機能層や電極層は、成膜装置のチャンバ内で、ガラス等の基板にマスクを介して成膜材料を付着させることで形成される。製造されるパネルの品質を向上させるためには、成膜材料を基板に付着させる前に、基板とマスクを精度良くアライメント（位置調整）して密着させることが求められる。例えば、特許文献１には、基板とマスクを密着させる前に、カメラを用いて基板とマスクそれぞれのマークを撮影することで、基板とマスクをアライメントすることが記載されている。

特開２０１９－０８３３１１号公報

特許文献１の成膜装置では、基板及びマスクをアライメントを行うための所定のアライメント測定位置に配置し、その状態で基板に設けられたアライメントマークとマスクに設けられたアライメントマークの位置をカメラで測定し、測定結果に基づき基板とマスクの相対的な位置を調整することによりアライメントが行われる。したがって、基板及びマスクにおいてカメラで測定可能な箇所は、アライメント測定位置に配置された状態の基板及びマスクとカメラとの相対的な位置関係並びにカメラの設置台数で決まる特定の箇所に限られる。例えば、特許文献１の成膜装置の場合は、大まかな位置合わせを行うラフアライメント用に基板及びマスクの短辺中央にアライメントマークを設け、精密な位置合わせを行うファインアライメント用に基板及びマスクの４隅にアライメントマークを設けている。これらのマークに対応して、ラフアライメント用のマークを撮影するためのカメラを２台、ファインアライメント用のマークを撮影するためのカメラを４台用いている。

しかしながら、より精密なアライメントを行うために、基板及びマスクのより多く箇所を測定することが求められる場合がある。例えば、マスクフレームとそれに固定されたマスク箔とから構成されるマスクを使用する場合、マスクフレームの歪み等の影響で、マスクフレームと基板とを位置合わせしてもマスク箔の成膜パターン形成領域の位置と基板の成膜対象領域の位置とがずれることがある。このような位置ずれをも考慮した高精度のアライメントを行うために、マスク箔の位置をも測定することが求められる。このような要請に応えるためには、従来の成膜装置では追加のカメラを設置する必要があり、コストや装置サイズ等の点で課題があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、基板及びマスクのより多くの箇所を測定することにより高精度のアライメントを行うことが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明は、マスクを介して基板の成膜面に成膜を行う成膜装置であって、
前記マスク及び前記基板の前記成膜面に沿う面内に設けられたアライメントマークの位置に基づき、前記成膜面に沿う方向で前記マスク及び前記基板を相対的に移動させることで、前記マスク及び前記基板の位置合わせを行うアライメント手段と、
前記アライメントマークの位置を測定可能な測定手段と、
前記測定手段を、測定対象のアライメントマークを有する前記マスク又は前記基板に対し、前記成膜面に沿う第１方向で相対的に移動させる移動手段と、
を備え、
前記測定手段は、前記測定対象の前記第１方向の複数のアライメントマークの位置を測定することを特徴とする成膜装置である。

本発明は、マスクを介して基板の成膜面に成膜を行う成膜方法であって、
前記マスク及び前記基板の前記成膜面に沿う面内に設けられたアライメントマークの位置に基づき、前記成膜面に沿う方向で前記マスク及び前記基板を相対的に移動させることで、前記マスク及び前記基板の位置合わせを行うアライメント工程と、
前記アライメントマークの位置を測定手段により測定する測定工程と、
前記測定手段を、測定対象のアライメントマークを有する前記マスク又は前記基板に対し、前記成膜面に沿う第１方向で相対的に移動させる移動工程と、
を有し、
前記測定工程では、前記移動工程において前記測定対象の前記第１方向の複数のアライメントマークの位置を測定することを特徴とする成膜方法である。

本発明は、マスクを介して基板の成膜面に成膜を行う成膜装置においてマスクと基板の位置合わせを行うアライメント装置であって、
前記マスク及び前記基板の前記成膜面に沿う面内に設けられたアライメントマークの位置に基づき、前記成膜面に沿う方向で前記マスク及び前記基板を相対的に移動させることで、前記マスク及び前記基板の位置合わせを行うアライメント手段と、
前記アライメントマークの位置を測定可能な測定手段と、
前記測定手段を、測定対象のアライメントマークを有する前記マスク又は前記基板に対し、前記成膜面に沿う第１方向で相対的に移動させる移動手段と、
を備え、
前記測定手段は、前記測定対象の前記第１方向の複数のアライメントマークの位置を測定することを特徴とするアライメント装置である。

本発明は、マスクを介して基板の成膜面に成膜を行う成膜装置におけるマスクと基板の位置合わせを行うアライメント方法であって、
前記マスク及び前記基板の前記成膜面に沿う面内に設けられたアライメントマークの位置に基づき、前記成膜面に沿う方向で前記マスク及び前記基板を相対的に移動させることで、前記マスク及び前記基板の位置合わせを行う工程と、
前記アライメントマークの位置を測定手段により測定する測定工程と、
前記測定手段を、測定対象のアライメントマークを有する前記マスク又は前記基板に対し、前記成膜面に沿う第１方向で相対的に移動させる移動工程と、
を有し、
前記測定工程では、前記移動工程において前記測定対象の前記第１方向の複数のアライメントマークの位置を測定することを特徴とするアライメント方法である。

本発明によれば、基板及びマスクのより多くの箇所を測定することにより高精度のアライメントを行うことが可能になる。

成膜装置の全体構成を模式的に示す図 基板支持ユニットを模式的に示す図 磁気浮上方式の搬送装置を模式的に示す図 アライメントマークの測定方法を説明する図 アライメントマークの測定方法を説明する図 アライメントマークの測定方法を説明する図 マスクの構成を示す図 成膜装置の制御装置を模式的に示す図 マスクフレームの歪みの影響を説明する図 アライメント及び成膜処理を示すフローチャート 有機ＥＬ表示装置の構成を示す図

以下に、本発明の実施例について詳細に説明する。ただし、以下の実施例は本発明の好ましい構成を例示的に示すものにすぎず、本発明の範囲をそれらの構成に限定されない。また、以下の説明における、装置のハードウェア構成及びソフトウェア構成、処理フロー、製造条件、寸法、材質、形状等は、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

本発明の実施例に係る成膜装置、成膜方法及び電子デバイスの製造方法について説明する。本実施例の成膜装置は、基板の表面にマスクを介して成膜材料を堆積させて薄膜を形成する装置である。成膜方法としては真空蒸着やスパッタリングを例示できる。基板とマスクを位置合わせして成膜を行うことで、基板にはマスクの開口パターンに応じたパターンの薄膜が形成される。基板に複数の層を形成する場合、一つ前の工程までに既に形成されている層も含めて「基板」と称する場合がある。本実施例に係る成膜装置は、マスクを介した薄膜形成を高精度に行うために、基板とマスクとの相対的な位置を調整するアライメントを行う。

基板の材料としては、ガラス、シリコン等の半導体、高分子材料のフィルム、金属等を例示できる。また、基板としては、シリコンウエハや基板上にポリイミド等のフィルムが積層されたものを例示できる。成膜材料としては、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物）等を例示できる。マスクとしては、基板に形成する薄膜パターンに対応する開口パターンを有するメタルマスクを例示できる。本実施例の製造方法で製造される電子デバイスとしては、半導体デバイス、磁気デバイス、電子部品等の各種電子デバイス、光学部品、発光素子、光電変換素子、タッチパネル、発光素子を備えた表示装置（例えば有機ＥＬ表示装置）、照明装置（例えば有機ＥＬ照明装置）、光電変換素子を備えたセンサ（例えば有機ＣＭＯＳイメージセンサ）等を例示できる。特に、ＯＬＥＤ等の有機発光素子や、有機薄膜太陽電池等の有機光電変換素子の製造に好適である。

以下、基板の成膜面に沿う方向のうち搬送方向と平行の方向をＸ方向、Ｘ方向と垂直のＹ方向、基板の成膜面に交差する方向をＺ方向、Ｚ軸周りの回転をθ方向とする。本実施例ではＸＹ平面は水平面と平行であり、Ｚ方向は鉛直方向に平行であるとする。なお、搬送方向が水平方向に平行でない場合、Ｘ方向は水平方向と平行ではなく、Ｚ方向は鉛直方向と平行ではない。

＜成膜装置＞
図１は、成膜装置１の構成を模式的に示す断面図である。成膜装置１は、マスク１０３を介して基板１０２の成膜面に成膜を行う。成膜装置１では、外部から成膜装置１に基板１０２及びマスク１０３を搬入する搬送装置との基板１０２やマスク１０３の受け渡し、基板１０２とマスク１０３の相対位置の調整（アライメント）、マスク１０３と基板１０
２の固定、成膜など等の一連の成膜プロセスが行われる。

成膜装置１は、真空チャンバ２００を有する。真空チャンバ２００の内部は、真空雰囲気、又は、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気に維持されている。真空チャンバ２００の内部には、基板支持ユニット２１０、マスク１０３、マスク台２１５、冷却板２３０、及び蒸発源２４０が設けられる。

基板支持ユニット２１０は、後述する搬送装置から受け取った基板１０２を支持する基板支持手段である。マスク１０３は、基板１０２の成膜面に形成する薄膜に対応する開口パターンを持つ。マスク１０３として例えば、剛性の高いフレームに、開口パターンが設けられた金属箔が張架された構成のメタルマスクが用いられる。枠状の構造を持つマスク台２１５は、その上にマスク１０３が設置されるマスク支持手段である。本実施例では、基板１０２とマスク１０３がアライメントされた後、マスク１０３上に基板１０２が載置されて、成膜が行われる。

冷却板２３０は、成膜時には、基板１０２の、マスク１０３と接触する面とは反対側の面に接触し、成膜時の基板１０２の温度上昇を抑える板状部材である。冷却板２３０が基板１０２を冷却することにより、有機材料の変質や劣化が抑制される。冷却板２３０はまた、基板１０２を介して基板１０２に接触しているマスク１０３を冷却することもできる。冷却板２３０はさらに、磁力によってマスク１０３を引き付けることで、成膜時の基板１０２とマスク１０３の密着性を高めるためのマグネット板を兼ねていてもよい。なお、基板１０２とマスク１０３の密着性を高めるために、基板支持ユニット２１０が基板１０２とマスク１０３を両方とも保持してもよい。

蒸発源２４０は、蒸着材料を収容する容器である坩堝、坩堝を加熱するヒータ、蒸着材料の飛散状況を制御するための開閉可能なシャッタ、蒸発レートモニタ等から構成される。成膜装置１は、蒸発源２４０を移動させる駆動機構を備えていてもよい。駆動機構の動作により、蒸発源２４０が移動しながら成膜を行うことで、基板１０２上の膜厚を均質にできる。駆動機構は、成膜時以外は蒸発源２４０を所定位置（ホームポジション）に退避させておき、成膜が開始されると蒸発源２４０を移動させるような構成であってもよい。本実施例の成膜装置１は蒸着装置であるため、蒸発源として成膜材料（蒸着材料）を加熱して蒸発させる蒸発源２４０が用いられる。ただし、蒸発源は蒸発源２４０には限定されず、例えばスパッタリングターゲットを用いるスパッタリング装置であってもよい。蒸発源２４０は、基板１０２とマスク１０３が密着した後、マスク１０３を介して基板１０２上に成膜を行う、成膜手段である。

真空チャンバ２００の外側上部には、基板Ｚアクチュエータ２５０、クランプＺアクチュエータ２５１、冷却板Ｚアクチュエータ２５２が設けられる。各アクチュエータは例えば、モータとボールねじ、モータとリニアガイド等で構成される。真空チャンバ２００の外側上部にはさらに、アライメントステージ２８０が設けられている。

基板Ｚアクチュエータ２５０は、基板支持ユニット２１０全体をＺ軸方向に昇降させる駆動手段である。クランプＺアクチュエータ２５１は、基板支持ユニット２１０の挟持機構を開閉させる駆動手段である。冷却板Ｚアクチュエータ２５２は、冷却板２３０を昇降させる駆動手段である。

アライメントステージ２８０は、基板１０２をＸＹ方向に移動させ、またθ方向に回転させてマスク１０３との位置を変化させる。アライメントステージ２８０は、基板１０２とマスク１０３の位置合わせであるアライメント工程を行うアライメント手段である。アライメントステージ２８０は、真空チャンバ２００に接続されて固定されるチャンバ固定
部２８１、ＸＹθ移動を行うためのアクチュエータ部２８２、基板支持ユニット２１０と接続される接続部２８３を備える。なお、アライメントステージ２８０と基板支持ユニット２１０を合わせてアライメント手段と考えてもよい。

アクチュエータ部２８２としては、Ｘアクチュエータ、Ｙアクチュエータ及びθアクチュエータを積み重ねられたアクチュエータを用いてもよい。また、複数のアクチュエータが協働するＵＶＷ方式のアクチュエータを用いてもよい。いずれの方式のアクチュエータ部２８２であっても、後述の制御装置３から送信される制御信号に従って駆動し、基板１０２をＸ方向及びＹ方向に移動させ、θ方向に回転させる。制御信号は、積み重ね方式のアクチュエータであればＸＹθ各アクチュエータの動作量を示し、ＵＶＷ方式のアクチュエータであればＵＶＷ各アクチュエータの動作量を示す。

アライメントステージ２８０は基板支持ユニット２１０をＸＹθ移動させる。なお、本実施例では基板１０２の位置を調整する構成としたが、ＸＹ面内における基板１０２とマスク１０３の相対的な位置関係を調整できればよい。したがって、マスク１０３の位置を調整する構成や、基板１０２とマスク１０３両方の位置を調整する構成でもよい。

図２の斜視図を参照して、基板支持ユニット２１０の構成例を説明する。基板支持ユニット２１０は、基板１０２の各辺を支持する複数の支持具７００が設けられた支持枠体７０１と、複数の押圧具７０２が設けられたクランプ部材７０３を有する。複数の押圧具７０２と複数の支持具７００は、間に基板１０２を挟み込んで固定する。一対の支持具７００と押圧具７０２が１つの挟持機構３０５を構成する。ただし、挟持機構３０５の数や配置はこれに限られない。また、挟持方式ではなく、基板１０２を支持具に載置する方式でも良い。あるいは、静電気力により基板１０２を吸着する静電チャックを用いてもよい。

アライメントステージ２８０が、基板１０２を保持した状態の基板支持ユニット２１０に駆動力を伝達することにより、基板１０２のマスク１０３に対する相対位置が微調整される。基板１０２のＺ方向移動においては、基板Ｚアクチュエータ２５０が駆動して基板支持ユニット２１０を移動させ、基板１０２を昇降させる。これにより、基板１０２とマスク１０３が接近又は離間する。さらに基板１０２を降下させることで、基板１０２とマスク１０３を密着させることができるので、基板Ｚアクチュエータ２５０は、基板１０２とマスク１０３の密着工程を行う密着手段である。基板１０２のＸＹθ移動においては、アライメントステージ２８０が基板１０２をＸＹ方向に並進移動、又はθ方向に回転移動させる。アライメント時に基板１０２が移動するのは、基板１０２が配置されたＸＹ平面内であり、当該ＸＹ平面はマスク１０３が配置された平面と略平行である。すなわち、基板１０２のＸＹθ移動のときには基板１０２とマスク１０３のＺ方向の距離は変化せず、ＸＹ平面内において基板１０２の位置が変化する。これにより、基板１０２とマスク１０３がＸＹ面内で位置合わせされる。

以上のように構成された成膜装置１は、基板１０２及びマスク１０３を保持可能な基板キャリア１０１を磁力発生手段により発生する磁力により浮上させて非接触で搬送する磁気浮上方式の搬送装置を有する。この搬送装置により基板１０２及びマスク１０３の成膜装置１への搬入及び成膜装置１内での搬送が行われる。以下、本実施例の成膜装置１の搬送装置について説明する。

＜搬送装置＞
図３は本実施例の搬送装置を模式的に示した図である。図３（Ａ）は搬送装置２をＹ方向に見た図である。図３（Ｂ）は搬送装置２をＸ方向に見た図である。搬送装置２は、可動磁石型リニアモータ、ムービング永久磁石型リニアモータ、又は可動界磁型リニアモータを用いた磁気浮上方式の搬送装置である。搬送装置２は、可動子である基板キャリア１
０１に対して固定子として機能し、リニアガイド等の案内装置を持たず、非接触で基板キャリア１０１を搬送する。なお、図３（Ａ）では搬送装置２において１つの基板キャリア１０１が搬送されている例を示しているが、搬送装置２において複数の基板キャリア１０１が搬送されることも可能である。

搬送装置２は、基板キャリア１０１を搬送することにより、基板キャリア１０１に保持された基板１０２を、基板１０２に対して成膜処理を行う成膜装置１へ搬送する。基板キャリア１０１は、静電チャックを備え、電圧印加されることにより生じる静電引力により基板１０２を保持する。基板１０２を保持する方法はこの例に限定されず、例えばクランプ機構や吸着ゴムを用いて基板１０２を保持してもよい。また、基板キャリア１０１はマスク１０３を保持するマスク保持手段を有し、マスク１０３を保持して搬送することができる。

図３（Ｂ）は基板キャリア１０１の搬送方向Ｘに垂直の面による断面を模式的に示す図である。基板キャリア１０１は、基板１０２を基板キャリア１０１上に保持する基板保持手段を有し、上面又は下面に搬送対象物である基板１０２を載置又は装着した状態で基板１０２を搬送する。

基板キャリア１０１の上面のＹ方向端部には、基板キャリア１０１のＹ方向の中心に対して対称の位置に、複数の永久磁石１０４ａ、１０４ｂが取り付けられている。なお、以下では、永久磁石１０４ａ、１０４ｂを区別する必要がない場合は単に永久磁石１０４と称する。永久磁石１０４は、搬送装置２の上部に対向する側の磁極の極性が交互に異なるように複数の永久磁石がＹ方向に沿って並べられて構成される。図３（Ｂ）では永久磁石１０４は２個の永久磁石からなるが、複数個であれば個数は限定されない。また、永久磁石１０４を構成する複数の永久磁石が並ぶ方向は、図３（Ｂ）に示すＹ方向に限定されず、Ｘ方向（搬送方向）と交差する方向であればよい。言い換えると、永久磁石１０４は、磁極の極性が交互になるようにＸ方向（搬送方向）と交差する方向に沿って配置された複数の永久磁石からなる磁石群である。図３（Ｂ）では、磁石群は基板キャリア１０１の上面におけるＹ方向端部のそれぞれにおいてＸ方向に沿って２列配置されている。

基板キャリア１０１の上面のＹ方向端部にはヨーク１０８が設けられ、永久磁石１０４はヨーク１０８に取り付けられている。ヨーク１０８は、透磁率の大きな物質、例えば鉄で構成されている。

搬送装置２の上部２０１１のＹ方向端部には、基板キャリア１０１の上面に設けられた永久磁石１０４に対向するように、基板キャリア１０１の搬送方向であるＸ方向に沿って所定の間隔で並べられた複数のコイル２０２が取り付けられている。各コイル２０２は、その中心軸がＹ方向を向くように取り付けられている。なお、コイル２０２はコアに巻線が巻かれた構成であり、本実施例においてコイル２０２の位置とはコアの位置を示す。

複数のコイル２０２は、所定数のコイル２０２の組を単位として電流制御される。電流制御の単位となる所定数のコイル２０２の組をコイルユニット２０３と称する。１又は複数のコイルユニット２０３をコイルボックスに収納し、コイルボックスを搬送装置２の上部２０１１にＸ方向に沿って配置してもよい。

コイル２０２に通電することにより、搬送装置２に配置されたコイル２０２と基板キャリア１０１に配置された永久磁石１０４との間に磁力が生じ、この磁力により基板キャリア１０１は姿勢制御されつつＸ方向の推進力が提供される。

基板キャリア１０１の下面には、リニアスケール１０５、Ｙターゲット１０６及びＺタ
ーゲット１０７がＸ方向に沿って設けられている。Ｚターゲット１０７は、リニアスケール１０５及びＹターゲット１０６を挟んでＹ方向の両側にそれぞれ取り付けられている。

搬送装置２１ｂの下部２０１２には、複数のリニアエンコーダ２０４、複数のＹセンサ２０５及び複数のＺセンサ２０６が設けられている。

複数のリニアエンコーダ２０４は、それぞれ基板キャリア１０１のリニアスケール１０５と対向可能なようにＸ方向に沿って搬送装置２に取り付けられている。各リニアエンコーダ２０４は、基板キャリア１０１に取り付けられたリニアスケール１０５を読み取ることで、リニアエンコーダ２０４に対する基板キャリア１０１の相対的な位置を検出して出力することができる。

複数のＹセンサ２０５は、それぞれ基板キャリア１０１のＹターゲット１０６と対向可能なようにＸ方向に沿って搬送装置２に取り付けられている。各Ｙセンサ２０５は、基板キャリア１０１に取り付けられたＹターゲット１０６との間のＹ方向の相対距離を検出して出力することができる。

複数のＺセンサ２０６は、それぞれ基板キャリア１０１のＺターゲット１０７と対向可能なようにＸ方向に沿って搬送装置２に２列に取り付けられている。各Ｚセンサ２０６は、基板キャリア１０１に取り付けられたＺターゲット１０７との間のＺ方向の相対距離を検出して出力することができる。

複数のリニアエンコーダ２０４は、基板キャリア１０１が搬送中もそのうちの１つが必ず１台の基板キャリア１０１の位置を測定できるような間隔で搬送装置２に取り付けられている。また、複数のＹセンサ２０５は、そのうちの２つが必ず１台の基板キャリア１０１のＹターゲット１０６を測定できるような間隔で搬送装置２に取り付けられている。また、複数のＺセンサ２０６は、その２列のうちの３つが必ず１台の基板キャリア１０１のＺターゲット１０７を測定できるような間隔で搬送装置２に取り付けられている。

基板キャリア１０１の下面には第１磁石である複数の永久磁石２０７が設けられ、搬送装置２の下部２０１２には第１磁石の下方に位置する第２磁石である複数の永久磁石２１１が設けられている。複数の永久磁石２０７の配置方向と複数の永久磁石２１１の配置方向は互いに同じであり、永久磁石２０７と永久磁石２１１とはＺ方向において互いに対向する。永久磁石２０７と永久磁石２１１との間に生じる磁力による反発力により基板キャリア１０１は浮上し、鉛直方向に支持される。搬送装置２１ｂに設けられた永久磁石２１１が磁力発生手段を構成する。なお、基板キャリア１０１を磁気浮上させるための磁力を発生する磁力発生手段は永久磁石ではなく電磁石でもよい。更に、基板キャリア１０１の上面の永久磁石１０４ａ、１０４ｂだけで基板キャリア１０１が浮上する場合は、永久磁石２０７、２１１を設けないで構成してもよい。

図４、図５、図６は、成膜装置１で行われる基板１０２とマスク１０３のアライメントのためのアライメントマークの測定方法を説明する図である。

図４、図５は、基板キャリア１０１とは別系統の搬送経路で予め成膜装置１に搬入されたマスク１０３が、成膜装置１内の搬送装置２の下部２０１２に設けられたマスク台２１５に載置された状態を示す。図４は、成膜装置１に成膜対象の基板１０２を保持した基板キャリア１０１が搬入された状態を示し、図５は基板キャリア１０１がマスク１０３に向けてＸ方向に搬送されている様子を示している。図６は、成膜装置１において成膜処理が完了した基板１０２が搬送装置２によって成膜装置１から外部へ搬出するために－Ｘ方向に搬送されている様子を示している。

＜マスク、マスクマーク、マスク箔マーク＞
図４（Ａ）に示すように、マスク１０３は、枠状のマスクフレーム３１と、マスクフレーム３１に固定された複数のマスク箔３２と、を有する。マスク箔３２は、Ｘ方向に沿って複数配置される。マスク箔３２は、数μｍ～数十μｍ程度の厚さであり、そのＹ方向の両端部がマスクフレーム３１のＸ方向に沿う辺に溶接固定されている。マスクフレーム３１は、マスク箔３２をその面方向（Ｘ方向及びＹ方向）に引っ張った状態で、マスク箔３２が撓まないように支持する。各マスク箔３２には、基板１０２の成膜面に形成する薄膜に応じた開口パターンが形成されたパターン領域３３がＹ方向（第２方向）に沿って複数、配列され、パターン領域３３の周囲には成膜パターンが形成されない非パターン領域３４が存在する。マスク１０３は、アライメントにおける位置測定対象となるアライメントマークとして、マスクフレーム３１の４隅に設けられるマスクマーク４３と、マスク箔３２の非パターン領域３４のＹ方向の両端部に設けられるマスク箔マーク４４と、を有する。

＜第１基板マーク、第２基板マーク＞
本実施例では、図４（Ｃ）に示すように、基板１０２の成膜対象面に下層パネルパターン２５が既に形成されている場合を例に説明する。なお、基板１０２の成膜対象面に下層パネルパターンが形成されていない場合（第１層のパネルパターンを成膜する場合）にも本発明は適用可能である。基板１０２とマスク１０３のアライメントが完了した後、下層パネルパターン２５の上に次の層が成膜される。したがって下層パネルパターン２５が形成されている領域が成膜対象領域である。以下、下層パネルパターン２５を成膜対象領域２５とも称する。

基板１０２は、Ｘ方向及びＹ方向に沿って複数の成膜対象領域２５を有する。基板１０２は、アライメントにおける位置測定対象となるアライメントマークとして、基板１０２の４隅に設けられる第１基板マーク４１と、成膜対象領域２５のＹ方向の両端部に設けられる第２基板マーク４２と、を有する。第１基板マーク４１は、マスクマーク４３と位置合わせするためのアライメントマークである。第２基板マーク４２は、マスク箔マーク４４と位置合わせするためのアライメントマークである。第２基板マーク４２は、下層パネルパターン２５の成膜時に形成されることにより基板１０２に設けられる。基板１０２に第１層のパネルパターンを成膜する場合で、下層パネルパターンの成膜が行われていない場合は、下層パネルパターンの成膜による第２基板マーク４２の形成ができない。この場合には、第１基板マーク４１と同様の方法で予め基板１０２の成膜対象面に第２基板マーク４２を設けておいてもよい。また、後述するように第２基板マーク４２の測定結果を利用しないアライメントを行ってもよい。その場合、第２基板マーク４２を設ける必要はない。

＜第３基板マーク＞
本実施例では、マスク１０３は、基板１０２の成膜面に測定用マークを形成するための開口パターンを有し、図６（Ｃ）に示すように、マスク１０３を介した基板１０２への成膜処理により、下層パネルパターン２５上に形成されるパネルパターン２２に加えて、測定用マークとして第３基板マーク４５が形成される。第３基板マーク４５は、Ｘ方向及びＹ方向に複数形成される。

＜第１カメラ＞
搬送装置２の下部２０１２には、＋Ｚ方向を撮像可能な第１カメラ５１が設けられる。搬送装置２によって基板キャリア１０１がＸ方向に移動することにより、基板１０２と第１カメラ５１とはＸ方向に相対移動する。第１カメラ５１は、基板１０２に対して相対移動しながら＋Ｚ方向を撮像することにより、撮像時に第１カメラ５１に対向する位置にお
いて基板１０２を撮像することができる。本実施例では、第１カメラ５１は、基板１０２の成膜面に沿う面内（ＸＹ面内）でＸ方向（第１方向）に交差するＹ方向（第２方向）に沿って複数配列された撮像手段である。複数の第１カメラ５１は、少なくとも基板キャリア１０１に保持された基板１０２の第１基板マーク４１、第２基板マーク４２及び第３基板マーク４５を撮像範囲に含み、また、基板１０２のＸ方向に沿う辺２３及びＹ方向に沿う辺２４を撮像範囲に含むように配置される。したがって、第１カメラ５１は、基板１０２に対してＸ方向（第１方向）で相対的に移動しながら、基板１０２に設けられたアライメントマークである第１基板マーク４１、第２基板マーク４２及び第３基板マーク４５の位置を測定する測定手段である。本実施例の場合、この相対的な移動は、基板１０２を保持して基板１０２を成膜装置１に対してＸ方向（第１方向）に搬送する基板キャリア１０１によって基板１０２が移動し、測定手段である第１カメラ５１が成膜装置１に対して固定されることにより、実現している。

＜第２カメラ＞
基板キャリア１０１には、－Ｚ方向を撮像可能な第２カメラ５２が設けられる。搬送装置２によって基板キャリア１０１がＸ方向に移動することにより、マスク１０３と第２カメラ５２とはＸ方向に相対移動する。第２カメラ５２は、マスク１０３に対して相対移動しながら－Ｚ方向を撮像することにより、撮像時に第２カメラ５２に対向する位置においてマスク１０３を撮像することができる。本実施例では、第２カメラ５２は、基板１０２の成膜面に沿う面内（ＸＹ面内）でＸ方向（第１方向）に交差するＹ方向（第２方向）に沿って複数配列された撮像手段である。複数の第２カメラ５２は、少なくともマスク箔マーク４４を撮像範囲に含むように配置される。したがって、第２カメラ５２は、マスク１０３に対してＸ方向（第１方向）で相対的に移動しながら、マスク１０３に設けられたアライメントマークであるマスク箔マーク４４の位置を測定する測定手段である。本実施例の場合、この相対的な移動は、基板１０２を保持して基板１０２を成膜装置１に対してＸ方向（第１方向）に搬送する基板キャリア１０１によって基板１０２が移動し、測定手段である第２カメラ５２が基板キャリア１０１に固定されていることにより、実現している。

＜第３カメラ＞
基板キャリア１０１には、－Ｚ方向を撮像可能な第３カメラ５３が設けられる。搬送装置２によって基板キャリア１０１がＸ方向に移動することにより、マスク１０３と第３カメラ５３とはＸ方向に相対移動する。第３カメラ５３は、マスク１０３に対して相対移動しながら－Ｚ方向を撮像することにより、撮像時に第３カメラ５３に対向する位置においてマスク１０３を撮像することができる。本実施例では、第３カメラ５３は基板キャリア１０１の４隅に設けられる。４個の第３カメラ５３は、少なくともマスクマーク４３を撮像範囲に含むように配置される。

なお、基板１０２及びマスク１０３に設けられるアライメントマークの個数及び位置、並びに、第１カメラ５１、第２カメラ５２及び第３カメラ５３の個数、位置及び撮像範囲は、上記の例に限定されない。少なくとも、基板１０２とマスク１０３とのアライメントを目標の精度で行うことができるように、コストや装置サイズ等の条件に応じて適宜決定される。

例えば、マスク箔マーク４４が非パターン領域３４のＹ方向の両端部に設けられる例を示したが、図７に示すように、隣り合うパターン領域３３の間の非パターン領域３４にマスク箔マーク４６を設けてもよい。

＜制御装置＞
図８は本実施例の成膜装置１の制御装置を模式的に示す図である。制御装置３は、統合
コントローラ３０１、コイルコントローラ３０２及びセンサコントローラ３０４を有し、成膜装置１及び搬送装置２を制御する。統合コントローラ３０１には、コイルコントローラ３０２、センサコントローラ３０４、第１カメラ５１、第２カメラ５２、第３カメラ５３、基板Ｚアクチュエータ２５０、クランプＺアクチュエータ２５１、冷却板Ｚアクチュエータ２５２、アクチュエータ部２８２が通信可能に接続されている。

コイルコントローラ３０２には、複数の電流コントローラ３０３が通信可能に接続されている。コイルコントローラ３０２及びこれに接続された複数の電流コントローラ３０３は、コイル２０２のそれぞれの列に対応して設けられている。各電流コントローラ３０３には、コイルユニット２０３が接続されている。電流コントローラ３０３は、接続されたコイルユニット２０３の各々のコイル２０２に印加する電流を制御する。

コイルコントローラ３０２は、接続された各々の電流コントローラ３０３に対して目標となる電流値を指令する。電流コントローラ３０３は接続されたコイル２０２に印加する電流を目標の電流値に基づき制御する。コイル２０２及び電流コントローラ３０３は、基板キャリア１０１が搬送されるＸ方向に沿って搬送装置２の上部２０１１のＹ方向の両側に取り付けられている。

センサコントローラ３０４には、複数のリニアエンコーダ２０４、複数のＹセンサ２０５及び複数のＺセンサ２０６が通信可能に接続されている。統合コントローラ３０１は、リニアエンコーダ２０４、Ｙセンサ２０５及びＺセンサ２０６からの出力に基づき、複数のコイル２０２に印加する電流値を決定し、コイルコントローラ３０２に送信する。コイルコントローラ３０２は、統合コントローラ３０１から取得した目標の電流値に基づき、電流コントローラ３０３に対して電流値を指令する。

制御装置３は、第１カメラ５１、第２カメラ５２、第３カメラ５３の各カメラにより撮像された画像データを解析することにより、第１基板マーク４１、第２基板マーク４２、マスクマーク４３、マスク箔マーク４４の各アライメントマークの位置情報を取得する。制御装置３は、取得したアライメントマークの位置情報に基づき、アクチュエータ部２８２のＸ方向、Ｙ方向、θ方向の移動量を算出し、アクチュエータ部２８２を駆動する。これにより、基板１０２をＸＹ面内で移動させて、基板１０２とマスク１０３のアライメントを行う。また、制御装置３は、各カメラにより撮像された画像データを解析することにより、基板１０２やマスク１０３の検査や、成膜結果のチェック等を行う。また、制御装置３は、蒸発源２４０の動作制御、基板Ｚアクチュエータ２５０による基板支持ユニット２１０の昇降制御、クランプＺアクチュエータ２５１による基板支持ユニット２１０の挟持機構の開閉制御、冷却板Ｚアクチュエータ２５２による冷却板２３０の昇降制御、搬送装置２による基板キャリア１０１の搬送制御と姿勢制御等を行う。

制御装置３は、例えば、プロセッサ、メモリ、ストレージ、Ｉ／Ｏ等を有するコンピュータにより構成可能である。この場合、制御装置３の機能は、メモリ又はストレージに記憶されたプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。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、制御装置３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装置３が設けられていてもよいし、１つの制御装置３が複数の成膜装置を制御してもよい。

＜マスクフレームの歪みの影響＞
図９は、マスク１０３のマスクフレーム３１の歪みによって成膜精度が低下する場合を模式的に説明する図である。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）はマスクフレーム３１に歪みが生
じない理想的な場合を示し、図９（Ｃ）及び図９（Ｄ）はマスクフレーム３１に歪みが生じ、その歪みに起因して複数のマスク箔３２の間でＹ方向の位置にずれが生じた場合を示す。図９（Ａ）及び図９（Ｃ）はマスク１０３を示し、図９（Ｂ）及び図９（Ｄ）は基板１０２の成膜対象面を示す。

基板１０２の成膜対象面には、マスク箔３２の複数のパターン領域３３に対応する位置に複数のパネルパターン２２が形成される。マスクフレーム３１に歪みが生じない理想的な場合、図９（Ｂ）に示すように、第１基板マーク４１に対するパネルパターン２２の位置ΔＹは、Ｘ方向の位置が異なる複数のパネルパターン２２の間で同一である。しかし、マスクフレーム３１に図９（Ｃ）に示すような歪みが生じた場合、図９（Ｄ）に示すように、Ｘ方向の位置が異なる複数のパネルパターン２２ａ、２２ｂの間で、第１基板マーク４１に対するパネルパターン２２ａ、２２ｂの位置ΔＹａ、ΔＹｂは等しくならない。

したがって、第１基板マーク４１とマスクマーク４３とを正確に位置合わせして成膜処理を行ったとしても、例えばパネルパターン２２ａと下層パネルパターン２５（図４（Ｃ）等を参照）との重ね合わせの精度（ＰＰＡ：Ｐｉｘｅｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎ Ａｃｃｕｒａｃｙ）は高いが、パネルパターン２２ｂと下層パネルパターン２５（図４（Ｃ）等を参照）との重ね合わせの精度は低いということになり、結果として高精度の成膜を行えない。このようなパネルパターンの重ね合わせ精度の低下の要因となるマスクフレーム３１の歪みは、マスク１０３のサイズが大きくなるほど生じやすい。

＜搬入時：マスク箔マーク＋第２基板マーク＞
本実施例では、マスクフレーム３１に歪みが生じたとしても高精度の成膜を可能とするために、マスクマーク４３及び第１基板マーク４１の位置測定に加えて、マスク箔マーク４４及び第２基板マーク４２の位置測定を行い、これらの測定結果に基づき、基板１０２とマスク１０３のアライメントを行うようにした。

具体的には、基板キャリア１０１の成膜装置１への搬入時に、第１カメラ５１と基板キャリア１０１とを相対的に移動させながら、第１カメラ５１によって第１基板マーク４１及び第２基板マーク４２を撮像し、第１基板マーク４１及び第２基板マーク４２の位置を測定する。また、基板キャリア１０１の搬入時に、第２カメラ５２とマスク１０３とを相対的に移動させながら、第２カメラ５２によってマスク箔マーク４４を撮像し、マスク箔マーク４４の位置を測定する。また、基板キャリア１０１の搬入時に、第３カメラ５３とマスク１０３とを相対的に移動させながら、第３カメラ５３によってマスクマーク４３を撮像し、マスクマーク４３の位置を測定する。本実施例では、測定手段である第１カメラ５１は、基板キャリア１０１により成膜装置１に搬入された基板１０２がＸ方向（第１方向）搬送される際に、基板１０２に対しＸ方向（第１方向）で相対的に移動しながら第１基板マーク４１及び第２基板マーク４２の位置を測定する。また、測定手段である第２カメラ５２は、基板キャリア１０１により成膜装置１に搬入された基板１０２がＸ方向（第１方向）搬送される際に、マスク１０３に対しＸ方向（第１方向）で相対的に移動しながらマスク箔マーク４４の位置を測定する。

＜相対移動の前後で撮像＞
第１カメラ５１と基板キャリア１０１とを相対移動させながら第１カメラ５１により撮像する方法としては、例えば、Ｘ方向で第１カメラ５１に最も近い位置にある第２基板マーク４２が第１カメラ５１の撮像範囲に入ったと判定した場合に、基板キャリア１０１を停止させ、第１カメラ５１による撮像を行う。撮像後、基板キャリア１０１の搬送を再開し、Ｘ方向で第１カメラ５１に次に近い位置にある第２基板マーク４２が第１カメラ５１の撮像範囲に入ったと判定した場合に、基板キャリア１０１を停止させ、第１カメラ５１による撮像を行う。このように、第１カメラ５１と基板キャリア１０１とを相対的に移動
させる動作の前後でそれぞれ第１カメラ５１による撮像を複数回行うことで、相対移動の方向であるＸ方向（第１方向）に複数設けられた第２基板マーク４２を同一の第１カメラ５１により撮像することができる。本実施例では、測定手段である第１カメラ５１を、測定対象のアライメントマーク（第２基板マーク４２）を有する基板キャリア１０１に対し、成膜面に沿う第１方向（Ｘ方向）で相対的に移動させる移動手段は、基板キャリア１０１を搬送する搬送装置２である。この場合、実際に移動させられている対象は基板キャリア１０１であるが、相対的に移動させるという観点で見れば、基板キャリア１０１が移動させられることにより、第１カメラ５１が基板キャリア１０１に対し相対的に移動させられていると考えることができる。第２カメラ５２及び第３カメラ５３とマスク１０３とを相対移動させながら第２カメラ５２及び第３カメラ５３で撮像する方法も同様である。

基板キャリア１０１と第１カメラ５１とのＸ方向（第１方向）の相対的な移動や、マスク１０３と第２カメラ５２及び第３カメラ５３との相対的な移動の制御は、リニアエンコーダ２０４の出力から取得した基板キャリア１０１の位置情報に基づいて行うことができる。

＜アライメント＞
このようにして基板キャリア１０１を成膜装置１に搬入する過程で第１カメラ５１、第２カメラ５２及び第３カメラ５３により撮像して得られた画像データに基づき、制御装置３は各アライメントマークの位置を測定する。成膜装置１に搬入された基板キャリア１０１は、基板１０２を基板支持ユニット２１０に受け渡し、制御装置３は、測定した各アライメントマークの位置情報に基づき基板１０２とマスク１０３のアライメントを行う。このようなアライメントを実行する制御装置３は、マスク１０３及び基板１０２の成膜面に沿う面内に設けられたアライメントマークの位置に基づき、成膜面に沿う方向でマスク１０３及び基板１０２を相対的に移動させることで、マスク１０３及び基板１０２の位置合わせを行うアライメント手段である。第１カメラ５１、第２カメラ５２及び第３カメラ５３はアライメントマークの位置を測定可能な測定手段であり、上記のように、測定対象のアライメントマークを有するマスク１０３又は基板１０２に対し、成膜面に沿う第１方向（本実施例ではＸ方向）で相対的に移動しながら、当該測定対象のアライメントマークの位置を測定する。

制御装置３は、マスクマーク４３と第１基板マーク４１の測定した位置情報からマスク１０３と基板１０２の位置ずれ量を算出し、位置ずれ量を低減するために必要なアクチュエータ部２８２のＸＹθ方向の移動量を算出する。制御装置３は、算出したＸＹθ方向の移動量に基づきアクチュエータ部２８２を駆動し、基板１０２をＸＹ面内でマスク１０３に対し相対移動させる。

次に、制御装置３は、マスク箔マーク４４及び第２基板マーク４２の測定した位置情報に基づき基板１０２とマスク１０３のアライメントを行う。マスク箔マーク４４及び第２基板マーク４２の測定した位置情報に基づくアライメントの方法としては、例えば、マスク箔マーク４４と第２基板マーク４２との複数の組み合わせについて、マスク箔マーク４４と第２基板マーク４２との位置ずれ量のばらつきが最小になるようにする。

これにより、マスクフレーム３１に歪みが生じたとしても、図９（Ｄ）に例示したような、あるパネルパターン２２ａは下層パネルパターン２５に対して重ね合わせ精度が著しく高く、別のパネルパターン２２ｂは下層パネルパターン２５に対して重ね合わせ精度が著しく低い、といった精度のばらつきを抑えることができる。したがって、いずれのパネルパターン２２においても下層パネルパターン２５に対する同程度の重ね合わせ精度で成膜を行うことができ、基板１０２全体として見た場合の成膜精度を高めることができる。

なお、本実施例では第３カメラ５３が基板キャリア１０１の４隅に配置されているため、従来と同様、基板１０２とマスク１０３がアライメント位置に静止している状態でマスクマーク４３と第１基板マーク４１の撮像を行うことができる。したがって、上記のように基板キャリア１０１の搬入の過程で測定したマスクマーク４３と第１基板マーク４１の位置に基づくアライメントを行った後、アライメント位置に静止している状態で測定したマスクマーク４３と第１基板マーク４１の位置に基づくアライメントをさらに行ってもよい。これによりマスクマーク４３と第１基板マーク４１の位置を複数回測定してアライメントを行うことができるのでより精度良く位置合わせをすることができる。

＜搬入時：マスク箔マークのみ＞
なお、上記の例では、マスク箔マーク４４及び第２基板マーク４２の測定した位置情報に基づくアライメントを例示したが、マスク箔マーク４４の測定した位置情報のみに基づくアライメント方法も考えられる。例えば、マスク箔マーク４４の位置の測定値と、マスクフレーム３１に歪みが生じていない理想的な場合のマスク箔マーク４４の位置の理論値と、の位置ずれ量の複数のマスク箔マーク４４についてのばらつきが最小になるようにしてもよい。この場合の理論値は、マスク１０３の設計情報から算出される。

以上のように、第２カメラ５２によって測定されたマスク箔マーク４４の位置に基づき、マスク箔３２に設けられた複数のパターン領域３３の位置の目標の位置からのずれ量の複数のパターン領域３３の間でのばらつきが小さくなるように、マスク１０３及び基板１０２の位置合わせを行うことができる。

＜搬出時：第３基板マーク＞
また、本実施例では、第３基板マーク４５の位置測定を行い、この測定結果に基づき、アライメントにおける基板１０２の移動量を補正するオフセット量を算出してもよい。

具体的には、成膜装置１において基板１０２に対する成膜が行われ、成膜処理の完了後に、基板支持ユニット２１０から基板キャリア１０１に基板１０２を受け渡し、搬送装置２によって基板キャリア１０１が成膜装置１から搬出される。搬出される基板１０２が－Ｘ方向（第１方向）に搬送される際に、第１カメラ５１は、基板１０２に対しＸ方向（第１方向）で相対的に移動しながら測定用マークとしての第３基板マーク４５の位置を測定する。すなわち、第１カメラ５１と基板キャリア１０１とを相対的に移動させながら、第１カメラ５１によって第３基板マーク４５を撮像し、第３基板マーク４５の位置を測定する。第１カメラ５１と基板キャリア１０１とを相対的に移動させながら第１カメラ５１によって撮像する方法は、上記の方法と同様、相対移動させる動作の前後で第１カメラ５１により複数回の撮像を行う。相対移動の動作は、第３基板マーク４５の位置の予測値とリニアエンコーダ２０４の出力から取得した基板キャリア１０１の位置情報に基づいて制御することができる。第３基板マーク４５の位置の予測値は、マスク１０３のパターン領域３３における第３基板マーク４５に対応するパターンの位置の設計値から求められる。

第３基板マーク４５の測定された位置情報と、第３基板マーク４５の位置の予測値とのずれ量から、搬入時に測定した位置情報に基づくアライメント結果の適否を判定することができる。例えば、複数の第３基板マーク４５について、測定された位置情報と予測値とのずれ量のばらつきが閾値より大きい場合、ずれ量のばらつきを最小にするように、オフセット量を算出し、次回のアライメントにおけるアクチュエータ部２８２の動作量をオフセットさせる。このように、基板キャリア１０１の搬出時に基板キャリア１０１と第１カメラ５１とを相対移動させながら第３基板マーク４５を撮像することで、成膜結果を次回のアライメントにフィードバックすることができ、より高精度の成膜を行うことが可能になる。

＜基板、マスクの検査＞
また、本実施例では、第１カメラ５１がＹ方向に複数配置され、基板１０２のＸ方向に沿う辺２３及びＹ方向に沿う辺２４が撮像範囲に含まれる。したがって、基板キャリア１０１の搬入時又は搬出時に、第１カメラ５１と基板キャリア１０１を相対移動させながら第１カメラ５１により辺２３又は辺２４を撮像することにより得られた画像データに基づき、基板１０２の端部における割れの発生の有無を検査することができる。同様に、第２カメラ５２がＹ方向に複数配置されているため、基板キャリア１０１の搬入時又は搬出時に、第２カメラ５２とマスク１０３を相対移動させながら第２カメラ５２によりマスク１０３を撮像することにより、マスク１０３の異常の有無を検査することができる。

＜変形例＞
なお、本実施例ではマスク１０３及び第１カメラ５１が成膜装置２に固定された状態で、基板１０２を保持した基板キャリア１０１並びにそれに設けられた第２カメラ５２及び第３カメラ５３が移動することで、マスク１０３及び第１カメラ５１と基板キャリア１０１並びにそれに設けられた第２カメラ５２及び第３カメラ５３とが相対移動する構成を例示したが、マスク１０３及び第１カメラ５１が移動し、基板キャリア１０１並びにそれに設けられた第２カメラ５２及び第３カメラ５３が固定されることで両者が相対移動する構成でもよいし、マスク１０３及び第１カメラ５１が移動し、基板キャリア１０１並びにそれに設けられた第２カメラ５２及び第３カメラ５３も移動することで両者が相対移動する構成でもよい。

また、本実施例ではマスク１０３に対して相対移動するカメラとして基板キャリア１０１にＹ方向に複数設けられた第２カメラ５２及び基板キャリア１０１の４隅に設けられた第３カメラ５３と、の両者を有する構成を例示したが、第２カメラ５２をマスクマーク４３及びマスク箔マーク４４の両方を測定可能なように配置すれば、第３カメラ５３は設けなくてもよい。

＜フローチャート＞
アライメント及び成膜処理の流れについて、図１０のフローチャートを参照して説明する。このフローチャートに示す処理は制御装置３が成膜装置１及び搬送装置２の各部の動作を制御することにより実行される。

ステップＳ１０１において、搬送装置２により基板キャリア１０１を成膜装置１へ搬入する。

ステップＳ１０２において、基板キャリア１０１と第１カメラ５１を相対移動させながら第１カメラ５１により第１基板マーク４１及び第２基板マーク４２を撮像する。また、第２カメラ５２及び第３カメラ５３とマスク１０３を相対移動させながら第２カメラ５２によりマスク箔マーク４４を撮像し第３カメラ５３によりマスクマーク４３を撮像する。

ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２の撮像により得られた画像データに基づき第１基板マーク４１、第２基板マーク４２、マスクマーク４３及びマスク箔マーク４４の位置情報を取得する。

ステップＳ１０４において、基板キャリア１０１が所定のアライメント位置に到達し、基板キャリア１０１から基板支持ユニット２１０へ基板１０２を受け渡す。

ステップＳ１０５において、ステップＳ１０３で取得したマスクマーク４３と第１基板マーク４１の位置情報に基づき、マスク１０３と基板１０２を位置合わせするためのアクチュエータ部２８２によるＸＹθ方向の基板１０２の移動量を算出し、アクチュエータ部
２８２を駆動して基板１０２をＸＹ面内で移動させ、アライメントを行う。

ステップＳ１０６において、ステップＳ１０５のアライメント後の第１基板マーク４１及びマスクマーク４３を第３カメラ５３により撮像する。

ステップＳ１０７において、ステップＳ１０６の撮像により得られた画像データに基づき第１基板マーク４１及びマスクマーク４３の位置情報を取得する。

ステップＳ１０８において、第１基板マーク４１とマスクマーク４３の位置ずれ量が閾値以下であるか判定する。閾値より大きい場合、ステップＳ１０５に戻り、閾値以下の場合、ステップＳ１０９へ進む。

ステップＳ１０９において、ステップＳ１０３で取得したマスク箔マーク４４と第２基板マーク４２の位置情報に基づき、マスク１０３と基板１０２を位置合わせするためのアクチュエータ部２８２によるＸＹθ方向の基板１０２の移動量を算出し、アクチュエータ部２８２を駆動して基板１０２をＸＹ面内で移動させ、アライメントを行う。

ステップＳ１１０において、ステップＳ１０９のアライメント後の基板１０２とマスク１０３を密着させ、蒸発源２４０から成膜材料を蒸発させ、マスク１０３を介して基板１０２の成膜対象面に成膜を行う。

ステップＳ１１１において、成膜完了後の基板１０２をマスク１０３から取り外し、基板支持ユニット２１０から基板キャリア１０１に基板１０２を受け渡し、搬送装置２により成膜装置１から基板キャリア１０１を搬出する。

ステップＳ１１２において、基板キャリア１０１と第１カメラ５１を相対移動させながら第１カメラにより第３基板マーク４５並びに基板１０２の辺２３及び辺２４を撮像する。

ステップＳ１１３において、ステップＳ１１２の撮像により得られた画像データに基づき第３基板マーク４５の位置情報を取得し、第３基板マーク４５の位置情報に基づきアライメントにおけるアクチュエータ部２８２の動作量の算出に用いるオフセット量を算出する。算出したオフセット量は制御装置３の有する記憶装置に記憶し、次回のアライメント実行時に参照し、アクチュエータ部２８２の動作量の算出に適用する。

ステップＳ１１４において、ステップＳ１１２の撮像により得られた画像データに基づき基板１０２の辺２３及び辺２４における割れ等の異常の有無を検査する。検査結果に応じて、異常を報知する所定の制御等を実行する。

＜電子デバイスの製造方法＞
本実施例の成膜装置によって基板上に有機膜を形成し電子デバイスを製造する方法について説明する。ここでは、電子デバイスとして有機ＥＬディスプレイに用いられる有機ＥＬ素子を製造する方法を例に説明する。なお、電子デバイスはこれに限定はされない。例えば、薄膜太陽電池や有機ＣＭＯＳイメージセンサの製造にも本発明は適用できる。本実施例の電子デバイスの製造方法においては、上記の実施例の成膜装置を用いて、基板に有機膜を成膜する工程を有する。また、基板に有機膜を成膜した後に、金属膜又は金属酸化物膜を成膜する工程を有する。このような工程により製造される有機ＥＬ素子を用いた有機ＥＬ表示装置６００の構造について、以下に説明する。

図１１（Ａ）は有機ＥＬ表示装置６００の全体図、図１１（Ｂ）は有機ＥＬ表示装置６
００一つの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６００の表示領域６１には、発光素子を複数備える画素６２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６１において所望の色の表示が可能な最小単位を指している。有機ＥＬ表示装置６００は、互いに異なる色で発光する第１発光素子６２Ｒ、第２発光素子６２Ｇ、及び第３発光素子６２Ｂの組合せにより画素６２が構成されている。第１発光素子６２Ｒ、第２発光素子６２Ｇ、及び第３発光素子６２Ｂはそれぞれ、赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子である。なお、画素当たりの発光素子の数や発光色の組み合わせはこの例に限られない。例えば、黄色発光素子、シアン発光素子、及び白色発光素子の組み合わせや、少なくとも１色以上であればよい。また、各発光素子は複数の発光層が積層されて構成されていてもよい。

画素６２を同じ色で発光する複数の発光素子で構成し、それぞれの発光素子に対応するように異なる色変換素子が配置されたカラーフィルタを用いて、１つの画素６２が所望の色を表示可能としてもよい。例えば、画素６２を３つの白色発光素子で構成し、それぞれの発光素子に対応するように、赤色、緑色、及び青色の色変換素子が配列されたカラーフィルタを用いてもよい。また、画素６２を３つの青色発光素子で構成し、それぞれの発光素子に対応するように、赤色、緑色、及び無色の色変換素子が配列されたカラーフィルタを用いてもよい。なお、画素当たりの発光素子の数や発光色の組み合わせはこれら例に限られない。後者の場合には、カラーフィルタを構成する材料として量子ドット（ＱＤ：Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ）材料を用いた量子ドットカラーフィルタ（ＱＤ－ＣＦ）を用いることで、量子ドットカラーフィルタを用いない有機ＥＬ表示装置よりも表示色域を広くすることができる。

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６２は、基板１０２に、第１電極（陽極）６４、正孔輸送層６５、発光層６６Ｒ、６６Ｇ、又は６６Ｂ、電子輸送層６７、及び第２電極（陰極）６８が形成された有機ＥＬ素子を有する。正孔輸送層６５、発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂ、及び電子輸送層６７が有機層である。発光層６６Ｒは赤色を発する有機ＥＬ層、発光層６６Ｇは緑色を発する有機ＥＬ層、発光層６６Ｂは青色を発する有機ＥＬ層である。なお、カラーフィルタ又は量子ドットカラーフィルタを用いる場合には、各発光層の光出射側、すなわち、図１１（Ｂ）の上部又は下部にカラーフィルタ又は量子ドットカラーフィルタが配置される。

発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂは、それぞれ赤色、緑色、青色を発する発光素子である有機ＥＬ素子である。発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂは発光素子６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂの配列のパターンにしたがって形成されている。第１電極６４は、発光素子毎に形成されており、互いに分離している。正孔輸送層６５、電子輸送層６７、及び第２電極６８は、複数の発光素子６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂで共有するように形成されていてもよいし、発光素子毎に分離して形成されていてもよい。第１電極６４と第２電極６８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６４間に絶縁層６９が設けられている。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Ｐが設けられている。

電子デバイスとしての有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。

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６４が形成された基板１０２を準備する。

次に、第１電極６４が形成された基板１０２の上にアクリル樹脂やポリイミド等の樹脂層をスピンコートで形成し、樹脂層をリソグラフィ法により、第１電極６４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６９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。

次に、絶縁層６９がパターニングされた基板１０２を第１の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて基板を保持し、正孔輸送層６５を、表示領域の第１電極６４の上に共通する層として成膜する。正孔輸送層６５は真空蒸着により成膜される。実際には正孔輸送層６５は表示領域６１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。ここで、本ステップでの成膜や、以下の各層の成膜において用いられる成膜装置は、上記各実施例のいずれかに記載された蒸着装置を用いた成膜装置である。

次に、正孔輸送層６５までが形成された基板１０２を第２の成膜装置に搬入し、基板保持ユニットにて保持する。基板１０２とマスク１０３とのアライメントを行い、基板１０２をマスク１０３の上に載置し、基板１０２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６６Ｒを成膜する。本実施例の成膜装置を用いることにより、マスク１０３と基板１０２のアライメントを高精度で行うことができ、マスク１０３と基板１０２とを良好に密着させることができるため、高精度な成膜を行うことができる。

発光層６６Ｒの成膜と同様に、第３の成膜装置により緑色を発する発光層６６Ｇを成膜し、さらに第４の成膜装置により青色を発する発光層６６Ｂを成膜する。発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂの成膜が完了した後、第５の成膜装置により表示領域６１の全体に電子輸送層６７を成膜する。発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂのそれぞれは単層であってもよいし、複数の異なる層が積層された層であってもよい。電子輸送層６７は、３色の発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂに共通の層として形成される。本実施例では、電子輸送層６７、発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂは真空蒸着により成膜される。

続いて、電子輸送層６７の上に第２電極６８を成膜する。第２電極は真空蒸着によって形成してもよいし、スパッタリングによって形成してもよい。その後、第２電極６８が形成された基板１０２を封止装置に移動してプラズマＣＶＤによって保護層Ｐを成膜する封止工程が行われ、有機ＥＬ表示装置６００が完成する。なお、ここでは保護層ＰをＣＶＤ法によって形成するものとしたが、これに限定はされず、ＡＬＤ法やインクジェット法によって形成してもよい。

絶縁層６９がパターニングされた基板１０２を成膜装置に搬入してから保護層Ｐの成膜が完了するまでの間に、基板１０２が水分や酸素を含む雰囲気に曝される、発光層が水分や酸素によって劣化する可能性がある。本実施例において、成膜装置間の基板１０２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。

１：成膜装置、２：搬送装置、３：制御装置、４１：第１基板マーク、４２：第２基板マーク、４３：マスクマーク、４４：マスク箔マーク、５１：第１カメラ、５２：第２カメラ、５３：第３カメラ、１０２：基板、１０３：マスク、２８２：アクチュエータ部

Claims (19)

1. マスクを介して基板の成膜面に成膜を行う成膜装置であって、
   前記マスク及び前記基板の前記成膜面に沿う面内に設けられたアライメントマークの位置に基づき、前記成膜面に沿う方向で前記マスク及び前記基板を相対的に移動させることで、前記マスク及び前記基板の位置合わせを行うアライメント手段と、
   前記アライメントマークの位置を測定可能な測定手段と、
   前記測定手段を、測定対象のアライメントマークを有する前記マスク又は前記基板に対し、前記成膜面に沿う第１方向で相対的に移動させる移動手段と、
   を備え、
   前記測定手段は、前記測定対象の前記第１方向の複数のアライメントマークの位置を測定することを特徴とする成膜装置。
2. 前記測定手段は、前記移動手段により前記相対的に移動される前後でそれぞれ前記アライメントマークの測定を行うことで、前記測定対象の複数のアライメントマークの位置を測定することを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
3. 前記移動手段は、前記測定手段を、前記基板に対して前記第１方向で相対的に移動させ、
   前記測定手段は、前記基板に設けられた複数のアライメントマークである前記第１方向の複数の基板マークの位置を測定する請求項２に記載の成膜装置。
4. 前記基板を保持して前記基板を前記成膜装置に対し前記第１方向に搬送する基板キャリアを有し、
   前記測定手段は、前記成膜装置に対し固定されている請求項３に記載の成膜装置。
5. 前記基板キャリアにより前記成膜装置に搬入された前記基板が前記第１方向に搬送される際に、前記移動手段は前記測定手段を前記基板に対し前記第１方向で相対的に移動させ、前記測定手段は前記複数の基板マークの位置を測定する請求項４に記載の成膜装置。
6. 前記マスクは、前記基板の成膜面に複数の測定用マークを形成するための開口パターンを有し、
   前記成膜装置において成膜が行われ、前記基板キャリアにより前記成膜装置から搬出される前記基板が前記第１方向に搬送される際に、前記移動手段は前記測定手段を前記基板に対し前記第１方向で相対的に移動させ、前記測定手段は前記複数の測定用マークの位置を測定する請求項４に記載の成膜装置。
7. 前記測定手段は、前記成膜面に沿う面内で前記第１方向に交差する第２方向に配列された複数の撮像手段を有する請求項３～６のいずれか１項に記載の成膜装置。
8. 前記測定手段は、前記撮像手段により撮像された画像データに基づき前記基板の前記第２方向に沿う辺の検査を行う請求項７に記載の成膜装置。
9. 前記移動手段は、前記測定手段を、前記マスクに対して前記第１方向で相対的に移動させ、
   前記測定手段は、前記マスクに設けられた複数のアライメントマークである前記第１方向の複数のマスクマークの位置を測定する請求項２に記載の成膜装置。
10. 前記基板を保持して前記基板を前記成膜装置に対し前記第１方向に搬送する基板キャリアを有し、
    前記測定手段は、前記基板キャリアに対し固定されている請求項９に記載の成膜装置。
11. 前記基板キャリアにより前記成膜装置に搬入された前記基板が前記第１方向に搬送される際に、前記移動手段は前記測定手段を前記マスクに対し前記第１方向で相対的に移動させ、前記測定手段は前記複数のマスクマークの位置を測定する請求項１０に記載の成膜装置。
12. 前記測定手段は、前記成膜面に沿う面内で前記第１方向に交差する第２方向に配列された複数の撮像手段を有する請求項９～１１のいずれか１項に記載の成膜装置。
13. 前記マスクは、マスクフレームと、前記マスクフレームに固定されたマスク箔と、を有し、
    前記マスクマークは、前記マスク箔に設けられたマスク箔マークを含み、
    前記測定手段は、前記撮像手段により前記マスク箔マークの位置を測定する請求項１２に記載の成膜装置。
14. 前記マスク箔には、前記基板の前記成膜面に形成する薄膜に対応する開口パターンが形成されたパターン領域が前記第２方向に沿って複数、配列され、
    前記アライメント手段は、前記測定手段により測定された前記マスク箔マークの位置に基づき、前記複数のパターン領域の位置の目標の位置からのずれ量の前記複数のパターン領域の間でのばらつきが小さくなるように、前記マスク及び前記基板の位置合わせを行う請求項１３に記載の成膜装置。
15. 前記測定手段と、前記測定対象のアライメントマークを有する前記マスク又は前記基板と、の前記第１方向の相対的な移動を制御するためのエンコーダを有する請求項１に記載の成膜装置。
16. 前記基板キャリアを前記第１方向に搬送する搬送装置は、磁力を発生する磁力発生手段を有し、前記磁力発生手段の磁力により前記基板キャリアを浮上させることにより前記基板キャリアを搬送する請求項４又は１０に記載の成膜装置。
17. マスクを介して基板の成膜面に成膜を行う成膜方法であって、
    前記マスク及び前記基板の前記成膜面に沿う面内に設けられたアライメントマークの位置に基づき、前記成膜面に沿う方向で前記マスク及び前記基板を相対的に移動させることで、前記マスク及び前記基板の位置合わせを行うアライメント工程と、
    前記アライメントマークの位置を測定手段により測定する測定工程と、
    前記測定手段を、測定対象のアライメントマークを有する前記マスク又は前記基板に対し、前記成膜面に沿う第１方向で相対的に移動させる移動工程と、
    を有し、
    前記測定工程では、前記移動工程において前記測定対象の前記第１方向の複数のアライメントマークの位置を測定することを特徴とする成膜方法。
18. マスクを介して基板の成膜面に成膜を行う成膜装置においてマスクと基板の位置合わせを行うアライメント装置であって、
    前記マスク及び前記基板の前記成膜面に沿う面内に設けられたアライメントマークの位置に基づき、前記成膜面に沿う方向で前記マスク及び前記基板を相対的に移動させることで、前記マスク及び前記基板の位置合わせを行うアライメント手段と、
    前記アライメントマークの位置を測定可能な測定手段と、
    前記測定手段を、測定対象のアライメントマークを有する前記マスク又は前記基板に対し、前記成膜面に沿う第１方向で相対的に移動させる移動手段と、
    を備え、
    前記測定手段は、前記測定対象の前記第１方向の複数のアライメントマークの位置を測定することを特徴とするアライメント装置。
19. マスクを介して基板の成膜面に成膜を行う成膜装置におけるマスクと基板の位置合わせを行うアライメント方法であって、
    前記マスク及び前記基板の前記成膜面に沿う面内に設けられたアライメントマークの位置に基づき、前記成膜面に沿う方向で前記マスク及び前記基板を相対的に移動させることで、前記マスク及び前記基板の位置合わせを行う工程と、
    前記アライメントマークの位置を測定手段により測定する測定工程と、
    前記測定手段を、測定対象のアライメントマークを有する前記マスク又は前記基板に対し、前記成膜面に沿う第１方向で相対的に移動させる移動工程と、
    を有し、
    前記測定工程では、前記移動工程において前記測定対象の前記第１方向の複数のアライメントマークの位置を測定することを特徴とするアライメント方法。

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