JP6662840B2 - 蒸着装置 - Google Patents

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Description

本発明は、基板を加熱する加熱部を備えた蒸着装置に関する。
蒸着装置は、基板の成膜面と蒸着源との間に蒸着マスクを配置し、蒸着マスクの開口に追従した形状のパターンを基板の成膜面に形成する。蒸着装置には、基板やマスクの熱膨張を所定の範囲内に抑えることを目的として、基板やマスクを温調する技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2017−8409号公報
ところで、基板やマスクの温調技術のなかには、基板やマスクを支持する部材と接触する部材に温調水を循環させる技術が用いられている。一方で、温調水を循環させる温度の制御では、昇温した温調水の温度を所定の温度に調整することが必要である。この際、温調水の熱容量が大きいため、温調水の温度の調整に多大な時間を要している。結果として、温調水の温度の調整が、蒸着による温度の変化に追従しがたく、蒸着ごとに、基板の温度や蒸着マスクの温度が大きく異なってしまう。
本発明は、基板や蒸着マスクなどの調整対象の温度と目標温度との差異を低減可能とした蒸着装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための蒸着装置は、真空槽内に位置する蒸着源と、前記蒸着源に表面を向けた状態での基板の保持と、前記蒸着源と前記基板との間での蒸着マスクの保持とを行う保持機構と、前記基板と前記蒸着マスクとの少なくとも一方が温度の調整対象であり、前記調整対象と熱的に接触して前記調整対象の温度を調整する抵抗加熱ヒータと、前記抵抗加熱ヒータに供給する電流を前記調整対象の温度に基づき制御する温度調整部と、を備え、前記真空槽に搬入されたときの前記調整対象の温度よりも高い前記調整対象の温度が前記調整対象の目標温度であり、前記温度調整部は、前記蒸着源から蒸着材料が放出されるときの前記目標温度を、前記抵抗加熱ヒータによる熱量の供給とその停止のみによって到達する温度とする。
上記蒸着装置によれば、調整対象に対する熱量の調整が、抵抗加熱ヒータと温度調整部とによって実現される。この際、真空槽に搬入されたときの調整対象の温度よりも高い調整対象の温度が、調整対象の目標温度として設定される。そして、調整対象の温度が目標温度に到達するように、抵抗加熱ヒータに供給する電流が制御される。そのため、例えば、目標温度が室温に近いことに起因して調整対象を別途冷却することを要せず、抵抗加熱ヒータから供給される熱量のみによって、調整対象の温度を目標温度に到達させることが可能となる。結果として、温調水を用いた温調と比べて、調整対象を冷却するための構成を別途用いることなく、基板や蒸着マスクなどの調整対象の温度と、これらの目標温度との差異を低減することが可能となる。
上記蒸着装置において、前記保持機構は、前記抵抗加熱ヒータを保持し、蒸着材料が前記蒸着源から放出されるときに、前記基板と前記蒸着マスクと前記抵抗加熱ヒータとを一体としてこれらを前記基板の周方向に回転させてもよい。この蒸着装置によれば、蒸着材料が蒸着源から放出されながら、基板と蒸着マスクと抵抗加熱ヒータとが基板の周方向に回転する。そのため、基板における蒸着材料の均一性を高めることが可能となる。そして、蒸着材料の均一性が高められた状態で、調整対象の温度と目標温度との差異を低減することが可能であるから、基板に付着した蒸着材料の性状の均一性を高めることが可能ともなる。
上記蒸着装置において、前記調整対象は、前記基板であり、前記抵抗加熱ヒータは、前記基板の裏面と面接触する熱伝導プレートに内蔵され、前記保持機構は、前記熱伝導プレートを保持し、蒸着材料が前記蒸着源から放出されるときに、前記基板と前記蒸着マスクと前記熱伝導プレートとを一体としてこれらを前記基板の周方向に回転させてもよい。この蒸着装置によれば、熱伝導プレートと基板の裏面との面接触を通じて、抵抗加熱ヒータの熱量が基板に伝わるため、抵抗加熱ヒータの温度に対する基板の温度の追従性を高めることが可能である。
上記蒸着装置において、前記保持機構は、蒸着材料が前記蒸着源から放出されるときに、前記基板の表面と前記蒸着マスクとを面接触させた状態で、前記基板と前記蒸着マスクと前記熱伝導プレートとを一体としてこれらを前記基板の周方向に回転させてもよい。この蒸着装置によれば、蒸着マスクと基板の表面とが面接触するため、蒸着材料による堆積物の形状を蒸着マスクの形状に合わせることの精度を高めることが可能ともなる。
上記蒸着装置において、前記保持機構を搭載した上部構造体と、前記上部構造体を支持する下部構造体と、前記上部構造体とに挟まれて前記上部構造体と前記下部構造体とを接続する接続部とを備え、前記接続部が、前記下部構造体での振動の伝達を前記上部構造体に対して抑える防振機能を備えてもよい。この蒸着装置によれば、調整対象と抵抗加熱ヒータとの相対位置が振動によってずれることが抑えられる。結果として、抵抗加熱ヒータに対する調整対象の位置の精度が高まるため、調整対象における温度の調整精度を高めることが可能ともなる。
上記蒸着装置において、前記調整対象は、前記基板であり、前記基板の裏面と対向し、前記蒸着マスクと前記基板の裏面とを撮像する撮像部と、前記撮像部が撮像した結果に基づいて前記蒸着マスクの位置と前記基板の位置とを整合させる位置決め部と、を備え、前記位置決め部は、前記基板の平坦部で反射された光による第1像と、前記平坦部につながるベベル部で反射された光による第2像とのコントラストに基づく前記平坦部と前記ベベル部との境界を前記基板の外形の一部として抽出し、該抽出された外形の一部を用いて前記基板の位置を検出してもよい。
基板の輪郭を定めるベベル部は、通常、基板の厚さ方向に所定の曲率を有した曲面である。ベベル部を撮影した画像では、例えば、基板の輪郭に向けて明度が徐々に低下し、また、ぼけ量も徐々に高くなる。そのため、ベベル部を撮影した画像から基板の輪郭を検出する技術では、検出された輪郭の位置に大きな誤差を生じてしまう。一方、ベベル部と平坦部との境界は、基板において面方向が大きく変わる境界であり、例えば、平坦部と対向する方向からの撮影では、それを明確に検出できる部分でもある。そして、上記構成であれば、位置決め部が、平坦部で反射された光による第1像と、ベベル部で反射された光による第2像とのコントラストに基づくこれらの境界から、基板の位置を検出するため、基板の位置を検出する精度を向上することが可能である。結果として、基板の位置の精度、ひいては、抵抗加熱ヒータに対する基板の位置の精度が高まるため、基板における温度の調整精度を高めることが可能ともなる。
蒸着装置の構成を示す構成図。 蒸着カメラの撮影範囲を示す平面図。 蒸着カメラが撮影した画像の一例を示す図。 蒸着装置の作用を示す作用図。
以下、図1から図4を参照して、蒸着装置の一実施形態を説明する。なお、図1、および、図4では、説明の便宜上、蒸着装置を構成する構成要素間の機械的な接続を破線で示し、蒸着装置を構成する構成要素間の電気的な接続を実線で示す。
図1が示すように、蒸着装置は、蒸着材料を放出する蒸着源11と、複数の蒸着カメラ12と、基板Wを支持する基板ホルダー13と、蒸着マスクMを支持するマスクベース14と、駆動源15と、伝達機構20とを備える。基板ホルダー13、および、マスクベース14は、保持機構の一例である。蒸着源11、基板ホルダー13、および、マスクベース14を収容する真空槽16は、下部構造体の一例であり、保持機構を支持する。真空槽16の内部は、真空ポンプなどの排気系17に接続されて所定の圧力まで減圧される。
真空槽16に搬入される基板Wは、例えば、光反射性の薄膜に覆われたガラス基板や、基板そのものが非透過性を有するシリコン基板である。基板Wは、表面WFと裏面WRとを含み、基板Wの表面WFには、例えば、複数の基板マークWm(図2参照)が位置している。表面WFに位置する基板マークは、例えば、基板Wに処理を施す蒸着装置以外の各装置で検出され、各装置間での基板Wの位置の整合に用いられる。基板Wの裏面WRにおける外周部は、平坦部Wp1(図2参照)とその平坦部Wp1に繋がるベベル部Wp2(図2参照)とを備える。平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界は、蒸着カメラ12の撮影によって検出され、蒸着装置における基板Wの位置の特定に用いられる。
真空槽16に搬入される蒸着マスクMは、基板Wの表面WFに所定のパターンを形成するための多数の開口を有する。蒸着マスクMは、基板Wでの周方向の全体で、基板Wからはみ出す大きさを有する。蒸着マスクMは、基板Wからはみ出した部分に、複数のマスクマークMm(図2参照)を有する。複数のマスクマークMmは、蒸着カメラ12の撮影によって検出され、蒸着装置における蒸着マスクMの位置の特定に用いられる。
蒸着源11は、蒸着材料による薄膜を基板Wの表面WFに形成する。蒸着源11は、例えば、抵抗加熱式の蒸着源、誘導加熱式の蒸着源、および、電子ビームを備える蒸着源である。蒸着材料は、蒸着源11によって加熱されることによって昇華する材料であり、基板Wの表面WFに形成される薄膜の材料である。蒸着材料は、例えば有機物であるが、無機物であってもよい。
基板ホルダー13は、複数の蒸着カメラ12と、蒸着源11との間に位置する。基板ホルダー13は、基板Wの配置される領域として、仮想的な配置領域WAを定める。基板ホルダー13は、真空槽16に搬入される基板Wを支持する。基板ホルダー13は、真空槽16から他のチャンバーに基板Wを搬出可能とする。基板ホルダー13は、基板Wの表面WFを蒸着源11の側(図1の下側)に向けて、配置領域WAで表面WFの外周部を支持する。基板ホルダー13は、基板Wの裏面WRと、複数の蒸着カメラ12とを対向させ、複数の蒸着カメラ12に対する蒸着源11の側に、基板Wを配置する。
なお、表面WFに位置する基板マークは、例えば、基板ホルダー13などの障害物が存在するため、表面WFと対向する側からは撮影され難い。また、表面WFに位置する基板マークは、例えば、基板Wが十分な透明性を有しない、あるいは、不透明であるため、裏面WRと対向する側からも撮影され難い。すなわち、基板ホルダー13が基板Wを支持する状態では、蒸着カメラ12によって基板マークWmの位置を検出することが困難である。
マスクベース14は、複数の蒸着カメラ12と、蒸着源11との間に位置する。マスクベース14は、蒸着マスクMの配置される領域として、仮想的な配置領域MAを定める。マスクベース14は、支持フレーム18に固定されたホルダーフック8Fに載置されている。マスクベース14は、配置領域MAで蒸着マスクMの外周部を支持する。マスクベース14は、基板Wの表面WFと、蒸着マスクMとを対向させ、基板Wに対する蒸着源11の側に、蒸着マスクMを配置する。
各蒸着カメラ12は、撮像部の一例であり、例えば、CCDカメラである。各蒸着カメラ12において、1台の蒸着カメラ12の光軸2Aの位置は、他の蒸着カメラ12の光軸2Aの位置に対して固定されている。各蒸着カメラ12は、基板Wの外周部のなかで別々の部位を撮影する。各蒸着カメラ12は、基板Wの裏面WRにおける平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界を撮影する。また、各蒸着カメラ12は、蒸着マスクMの表面のなかで別々の部位を撮影する。各蒸着カメラ12は、蒸着マスクMの表面におけるマスクマークMmを撮影する。
各蒸着カメラ12は、真空槽16に搭載される支持フレーム18に固定されている。支持フレーム18は、上部構造体の一例であり、蒸着カメラ12や駆動源15などを支持する。支持フレーム18は、上下方向に貫通し、真空槽16の内部を撮影させるための撮影孔8Hを備える。各撮影孔8Hは、蒸着カメラ12に1個ずつの孔である。1台の蒸着カメラ12の光軸2Aの位置は、他の蒸着カメラ12の光軸2Aの位置に対して固定されている。
支持フレーム18は、接続部19を介して、真空槽16に機械的に接続されている。すなわち、蒸着装置は、蒸着カメラ12や駆動源15や伝達機構20など、これら基板Wと蒸着マスクMとの相対位置を位置決めする各構成と、真空槽16との間に、支持フレーム18と接続部19とを介在させている。接続部19は、真空槽16での振動の伝達を支持フレーム18に対して抑える防振機能を備える。接続部19は、例えば、防振ゴムであり、特に、支持フレーム18とそれが支持する各構成との固有振動数の振動の伝達を抑える。
各蒸着カメラ12は、画像処理部31に接続されている。画像処理部31は、位置決め部の一例であり、各蒸着カメラ12の撮影した画像を用い、基板Wの中心(基板位置)の特定処理を行う。画像処理部31は、各蒸着カメラ12の撮影した画像を用い、蒸着マスクMの中心(マスク位置)の特定処理を行う。画像処理部31が特定する基板位置、および、マスク位置は、基板Wの位置と、蒸着マスクMの位置との整合に用いられる。
画像処理部31は、中央演算処理装置、および、メモリを備えて、基板位置の特定処理や、マスク位置の特定処理を、全てソフトウェアで処理するものに限らない。例えば、画像処理部31は、各種処理のうちの少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア(特定用途向け集積回路:ASIC)を備えてもよい。つまり画像処理部31は、ASICなどの1個以上の専用のハードウェア回路、コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って動作する1個以上のプロセッサ(マイクロコンピュータ)、あるいは、それらの組み合わせ、を含む回路として構成される。
駆動源15は、伝達機構20に伝達する動力を出力する。伝達機構20は、熱伝導プレート21、抵抗加熱ヒータ22、および、温度センサ23を備える。また、伝達機構20は、駆動源15と基板ホルダー13とを接続する機構、駆動源15とマスクベース14とを接続する機構、および、駆動源15と熱伝導プレート21とを接続する機構を備える。
熱伝導プレート21は、基板Wの裏面WRと面接触するための表面を有する。熱伝導プレート21の表面は、熱伝導プレート21が有する熱量を基板Wに伝えることに適した表面を有する。抵抗加熱ヒータ22、および、温度センサ23は、熱伝導プレート21の内部に位置する。熱伝導プレート21は、基板Wの裏面WRとの面接触を通じて、抵抗加熱ヒータ22の熱量を基板Wに伝える。熱伝導プレート21は、抵抗加熱ヒータ22の昇温を通じて、基板Wを昇温する。熱伝導プレート21は、抵抗加熱ヒータ22の降温や、基板Wの裏面WRと熱伝導プレート21との離間を通じて、基板Wを降温する。
抵抗加熱ヒータ22は、熱伝導プレート21を加熱する。温度調整部33は、抵抗加熱ヒータ22に接続され、熱伝導プレート21を加熱するための電流を抵抗加熱ヒータ22に供給する。抵抗加熱ヒータ22は、温度調整部33に接続されて、温度調整部33が供給する電流に従って昇温する。
温度センサ23は、熱伝導プレート21の温度を検出する。温度調整部33は、温度センサ23に接続され、温度センサ23の検出した温度を温度センサ23から取得する。
温度調整部33は、温度センサ23から取得した熱伝導プレート21の温度と、調整対象の一例である基板Wの温度とを対応付けるデータを有している。そのため、温度調整部33は、温度センサ23から取得した熱伝導プレート21の温度から、基板Wの温度を把握することができる。これにより、温度調整部33は、熱伝導プレート21の温度、すなわち基板Wの温度を制御することが可能である。温度調整部33は、基板Wの目標温度を設定する。基板Wの目標温度は、真空槽16に搬入されたときの基板Wの温度よりも十分に高い温度である。真空槽16に搬入されたときの基板Wの温度は、例えば、室温である23℃であり、基板Wの目標温度は、例えば、50℃である。また、温度調整部33は、基板Wの目標温度を、抵抗加熱ヒータ22による熱量の供給とその停止のみによって到達する温度とする。すなわち、温度調整部33は、基板Wを冷却するための機構を別途要しない程度の高い温度に、基板Wの目標温度を設定する。そして、温度調整部33は、蒸着源11から蒸着材料が放出されるとき、温度センサ23の検出する温度が目標温度になるように、基板Wの温度に基づき抵抗加熱ヒータ22に供給する電流を制御する。
温度調整部33は、中央演算処理装置、および、メモリを備えて、温度の調整処理を、全てソフトウェアで処理するものに限らない。例えば、温度調整部33は、各種処理のうちの少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア(特定用途向け集積回路:ASIC)を備えてもよい。つまり画像処理部31は、ASICなどの1個以上の専用のハードウェア回路、コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って動作する1個以上のプロセッサ(マイクロコンピュータ)、あるいは、それらの組み合わせ、を含む回路として構成される。
駆動源15は、駆動処理部32に接続されている。駆動処理部32は、駆動源15の出力を通じて、伝達機構20の駆動処理を行う。駆動処理部32は、中央演算処理装置、および、メモリを備えて、駆動源15や伝達機構20の駆動処理を、全てソフトウェアで処理するものに限らない。例えば、駆動処理部32は、各種処理のうちの少なくとも一部の処理を実行する専用のハードウェア(特定用途向け集積回路:ASIC)を備えてもよい。つまり駆動処理部32は、ASICなどの1個以上の専用のハードウェア回路、コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って動作する1個以上のプロセッサ(マイクロコンピュータ)、あるいは、それらの組み合わせ、を含む回路として構成される。
伝達機構20は、駆動源15の動力を受けて、基板ホルダー13を水平方向に移動させる。伝達機構20は、駆動源15の動力を受けて、マスクベース14、基板ホルダー13、および、熱伝導プレート21を基板Wの周方向に回転させる。駆動処理部32は、基板ホルダー13の独立した移動と、マスクベース14の独立した移動と、基板ホルダー13とマスクベース14と熱伝導プレート21とを一体とした移動とを切り換える。
伝達機構20は、駆動源15の動力を受けて、マスクベース14、基板ホルダー13、および、熱伝導プレート21を昇降させる。駆動処理部32は、基板ホルダー13の独立した昇降と、マスクベース14の独立した昇降と、基板ホルダー13とマスクベース14と熱伝導プレート21とを一体とした昇降とを切り換える。
基板ホルダー13の独立した水平方向での移動や、基板ホルダー13の独立した回転は、例えば、基板位置とマスク位置との整合に用いられる。マスクベース14の独立した回転は、蒸着マスクMを所定位置に配置するために用いられる。基板ホルダー13の独立した昇降は、例えば、基板Wの搬入および搬出や、蒸着用の所定位置への基板Wの配置に用いられる。マスクベース14の独立した昇降は、例えば、蒸着マスクMの搬入および搬出や、蒸着用の所定位置への蒸着マスクMの配置に用いられる。
図2は、蒸着装置における基板Wの裏面WRと対向する平面視での基板Wの平面構造を示す。図2では、説明の便宜上、基板Wの形状を円板状として、3台の蒸着カメラ12が撮影する領域を、基板Wが備える3個の基板マーク、および、蒸着マスクMが備える3個のマスクマークに重ねて示す。
図2が示すように、基板Wは、配置領域WAに配置され、蒸着マスクMは、配置領域MAに配置される。マスクマークMmの位置は、基板Wの輪郭Eよりも外側に位置するように設定されている。マスクマークMmは、基板Wの裏面WRと対向する平面視において矩形状を有するが、矩形状とは異なる形状、例えば、十字状などを有してもよい。
各蒸着カメラ12が撮影する領域は、撮影範囲2Zであり、配置領域WAの周方向にほぼ等配されている。各撮影範囲2Zの中心には、各蒸着カメラ12の光軸2Aが位置する。平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界が撮影範囲2Zに含まれ、かつ、各撮影範囲2Zに別々のマスクマークMmが含まれるように、基板Wの搬送精度に基づき、3箇所の撮影範囲2Zの位置、および、サイズは設定される。
図3は、蒸着カメラ12が撮影した画像の一例である。
図3が示すように、画像は、基板Wの像IMWと、基板Wの背景像IMBとを含む。基板Wの像IMWのなかで、相対的に明度の高い部分が、平坦部Wp1の像、すなわち、第1像IM1である。これに対して、基板Wの像のなかで、相対的に明度の低い部分が、ベベル部Wp2の像、すなわち、第2像IM2である。基板Wの背景像における明度は、第1像IM1の明度よりも低く、かつ、第2像IM2の明度よりも高い。
ここで、基板Wの輪郭Eとは、基板Wにおいて最も外側に位置する点を結んだ外形線であり、ベベル部Wp2の外形線でもある。このベベル部Wp2は、通常、所定の曲率を有した曲面で構成される。ベベル部Wp2の曲面は、基板Wの輪郭Eに向けて、基板Wの像IMWの明度を徐々に低くし、第2像IM2と背景像IMBとの境界を、不明りょうとする。そして、第2像IM2と背景像IMBとの境界から基板Wの輪郭Eを検出する際には、その位置の精度に大きな誤差を生じさせてしまう。特に、基板Wの位置に数μmの精度が求められる検出では、上述した境界での不明りょうさが非常に大きな誤差となる。
これに対して、ベベル部Wp2と平坦部Wp1との境界は、基板Wにおいて面方向が変わる境界であり、例えば、平坦部Wp1と対向する方向からの撮影では、それが明確に検出される境界でもある。それゆえに、第1像IM1と第2像IM2との境界が、基板Wの外形の一部として特定される構成であれば、その外形を用いた基板Wの位置の検出において、検出の精度を向上することが可能となる。
画像処理部31は、蒸着カメラ12の撮影した画像を用いたコントラストに基づくエッジ検出を行い、第1像IM1と第2像IM2との境界を抽出する。そして、画像処理部31は、抽出された境界、すなわち、平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界を、基板Wの外形の一部として特定する。なお、画像処理部31は、複数の蒸着カメラ12の相対位置を固有の座標系(例えば、XYθ座標系)で記憶しており、蒸着カメラ12の光軸2Aの位置や、蒸着カメラ12の撮影範囲2Zの位置は、この座標系で定められる。画像処理部31は、第1像IM1と第2像IM2との境界をこの座標系で算出し、それによって、基板Wの外形の一部を特定する。
[作用]
蒸着装置は、基板Wの蒸着を行うことに先立ち、基板位置の特定処理、マスク位置の特定処理を行う。蒸着装置は、基板位置の特定処理、および、マスク位置の特定処理において、基板ホルダー13に載置された基板Wの裏面WRに、光を照射する。そして、蒸着装置は、平坦部Wp1で反射した光による第1像IM1と、ベベル部Wp2で反射した光による第2像IM2とを含む画像を蒸着カメラ12に撮影させる。次いで、画像処理部31は、蒸着カメラ12が撮影した画像を取得する。
画像処理部31は、蒸着カメラ12が撮影した画像を用い、画像のコントラストに基づいて、平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界を抽出する。そして、画像処理部31は、基板位置を中心とする仮想円が各境界を通るように、基板位置を算出する。また、画像処理部31は、蒸着カメラ12が撮影した画像を用い、マスクマークMmを抽出する。そして、画像処理部31は、マスク位置を中心とする仮想円が各マスクマークMmを通るように、マスク位置を算出する。そして、蒸着装置は、基板位置とマスク位置とを一致させるように、伝達機構20を駆動させて、基板ホルダー13やマスクベース14を移動させる。
なお、基板位置の特定処置やマスク位置の特定処理では、1台の蒸着カメラで撮影を行うごとに、基板Wや蒸着マスクMを回転させることも可能である。特に、基板マークWmの位置は、基板Wごとに異なり、また、共通する特定の位置に各基板Wを固定する方式では、基板マークWmを撮影できない基板Wが存在することがある。この場合には、1個の基板マークWmを撮影するごとに、蒸着カメラ12に対して基板Wを回転させることが可能である。基板Wを回転させて複数の基板マークWmを撮影する方式では、基板マークWm間における相対位置を基板Wの回転角度によって把握できる。なお、基板Wの回転角度は、回転角度を検出する検出部によって検出することが可能であり、検出部には、例えばエンコーダーを用いることができる。
図4が示すように、蒸着装置は、基板Wの蒸着を行う際に、まず、基板位置とマスク位置とを一致させた状態で、伝達機構20を駆動させて、基板位置とマスク位置とを整合させた状態で、基板Wの裏面WRを熱伝導プレート21に面接触させる。また、蒸着装置は、基板Wの目標温度を、抵抗加熱ヒータ22による熱量の供給とその停止のみによって到達する温度とする。すなわち、蒸着装置は、基板Wを冷却するための機構を別途要しない程度の高い温度に、基板Wの目標温度を設定する。そして、蒸着装置は、蒸着源11から蒸着材料が放出されるとき、温度センサ23の検出する温度が目標温度になるように、抵抗加熱ヒータ22に電流を供給し始める。
次いで、蒸着装置は、マスクベース14と基板ホルダー13とを、熱伝導プレート21と共に、基板Wの周方向に一体で回転させて、蒸着源11から蒸着材料を昇華させる。そして、蒸着装置は、基板位置とマスク位置とが整合した状態を保ちながら、目標温度に調整された基板Wを蒸着マスクMと共に回転し、基板Wの表面WFに蒸着材料を堆積させる。
以上説明したように、上記実施形態によれば、以下に列挙する効果が得られる。
(1)真空槽16に搬入されたときの温度よりも高い温度が、基板Wの目標温度として設定される。そして、温度センサ23の検出する温度が目標温度に到達するように、抵抗加熱ヒータ22に供給する電流が制御される。そのため、目標温度が室温に近いことに起因して基板Wを別途冷却することを要せず、抵抗加熱ヒータ22から供給される熱量のみによって、温度センサ23の検出する温度を目標温度に到達させることが可能となる。結果として、温調水を用いた温調と比べて、基板Wを冷却するための構成を別途用いることなく、基板Wの温度と、目標温度との差異を低減することが可能となる。
(2)蒸着材料が蒸着源11から放出されながら、基板Wと蒸着マスクMとが基板Wの周方向に回転する。そのため、基板Wにおける蒸着材料の均一性を高めることが可能となる。そして、蒸着材料の均一性が高められた状態で、基板Wの温度と目標温度との差異を低減することが可能であるから、基板Wに付着した蒸着材料の性状の均一性を高めることが可能ともなる。
(3)熱伝導プレート21と基板Wの裏面WRとの面接触を通じて、抵抗加熱ヒータ22の熱量が基板Wに伝わるため、抵抗加熱ヒータ22の温度に対する基板Wの温度の追従性を高めることが可能となる。
(4)基板Wと熱伝導プレート21との相対位置が振動によってずれることが抑えられる。結果として、基板Wと蒸着マスクMと熱伝導プレート21とを一体として回転させる構成においても、熱伝導プレート21に対する基板Wの位置の精度が高まるため、基板Wにおける温度の調整精度を高めることが可能ともなる。
(5)平坦部Wp1で反射された光による第1像IM1と、ベベル部Wp2で反射された光による第2像IM2とのコントラストに基づくこれらの境界から、基板Wの位置を検出するため、基板Wの位置を検出する精度を向上することが可能となる。結果として、基板Wの位置の精度、ひいては、抵抗加熱ヒータ22に対する基板Wの位置の精度が高まるため、基板Wにおける温度の調整精度を高めることが可能ともなる。
(6)特に、平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界を用いて基板Wの位置を検出するため、基板マークWmを有していない基板Wも、検出の対象とすることが可能である。また、基板Wが十分な透明性を有しない、あるいは、不透明であり、かつ、基板マークWmを有していない面からの撮影によって基板Wの位置の検出が求められる場合であっても、高い精度の下で基板Wの位置を検出することが可能ともなる。
なお、上述した実施形態は、以下のように適宜変更して実施することができる。
[温度検出]
・温度センサ23は、熱伝導プレート21の温度を検出する構成に限らず、調整対象の温度を直接検出するセンサであってもよい。こうしたセンサには、放射温度計を用いることが可能である。なお、温度センサ23として放射温度計を用いる場合には、放射温度計は、調整対象から放射される熱エネルギーを検出することが可能であるように蒸着装置に設置されればよい。また、蒸着装置は、2以上の放射温度計を備えてもよい。温度センサ23として放射温度計を用いる場合には、温度調整部33は、熱伝導プレート21の温度と調整体調の温度とを対応付けるためのデータを保持しなくてもよい。
[調整対象]
・蒸着装置は、温度調整部33による温度の調整対象を蒸着マスクMとすることも可能である。また、蒸着装置は、温度調整部33による温度の調整対象を基板Wと蒸着マスクMとの両方とすることも可能である。
・基板Wに蒸着材料を堆積させる際には、基板Wと蒸着マスクMとを磁力によって面接触させることも可能である。この際、温度の調整対象を蒸着マスクMとする構成であれば、蒸着マスクMと基板Wとの接触を通じて、蒸着マスクMの温度が調整される。そして、蒸着マスクMと基板Wの表面WFとが面接触するため、蒸着材料による堆積物の形状を蒸着マスクMの形状に合わせることの精度を高めることが可能ともなる。
[抵抗加熱ヒータ]
・蒸着装置は、熱伝導プレート21に加えて、基板ホルダー13やマスクベース14に新たな抵抗加熱ヒータを内蔵することも可能である。また、蒸着装置は、抵抗加熱ヒータ22を割愛し、基板ホルダー13やマスクベース14に新たな抵抗加熱ヒータを内蔵することも可能である。
[保持機構]
・保持機構は、基板Wに蒸着材料を堆積させる際に、基板Wを並進させる構成とすることも可能であり、また、基板Wを蒸着源11に対して静止させる構成とすることも可能である。なお、基板Wを、蒸着マスクM、および、熱伝導プレート21と一体に回転させる構成であれば、基板Wの表面に堆積する蒸着材料の均一性を高めることが可能であり、かつ、基板Wを回転させる間の温度の変動を抑えることも可能である。結果として、上記(2)に準じた効果が得られる。
・蒸着装置は、接続部19を割愛し、真空槽16が支持フレーム18を直接支持する、あるいは、真空槽16が保持機構を直接支持する構成とすることも可能である。
・支持フレーム18を支持する下部構造体は、真空槽16以外の他のチャンバーとすることも可能であり、真空槽16が設置された環境に設置される他の構造体とすることも可能である。
[基板位置]
・画像処理部31は、抽出された平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界の位置のみから基板Wの位置を検出する。これを変更して、画像処理部31は、抽出された平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界の位置と、基板Wの位置を検出するための他の情報とを用い、基板Wの位置を検出することも可能である。基板Wの位置を検出するための他の情報は、基板Wが備えるノッチなどの特徴点の位置や、基板Wの回転角度などである。
・画像処理部31が基板Wの位置の特定に用いる境界は、基板Wの外周部のなかの1箇所であってもよいし、1箇所以上であってもよい。
例えば、平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界の形状は、微視的には、ベベル部Wp2の加工ごと、すなわち、基板Wごとに異なり、各基板Wにおいて固有の形状である場合がある。外周部のなかの1箇所の境界から基板Wの位置を検出する構成では、まず、平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界の形状を、基板Wの全体にわたり、全周形状として予め収集する。そして、抽出された平坦部Wp1とベベル部Wp2との境界の形状が、全周形状のなかのどの部位であるかを検出することによって、基板Wの位置を検出する。
・画像処理部31が検出する基板位置は、基板Wの中心、基板Wの輪郭E、および、基板Wの中心や輪郭Eから算出される中心以外の特徴点、これらの少なくとも1種とすることが可能である。
・蒸着装置が備える蒸着カメラ12の数量は、1台または2台であってもよいし、4台以上であってもよい。蒸着カメラ12の数量が、1台または2台である場合には、上述したように、蒸着カメラ12の撮影結果と他の情報とを用いて、基板Wの位置を検出する。
・基板Wの裏面WRが基板マークを備え、裏面WRに位置する基板マークを蒸着カメラ12が撮影し、蒸着カメラ12の撮影結果に画像処理部31が画像処理を施し、それによって、蒸着装置が基板位置を算出することも可能である。
IM1…第1像、IM2…第2像、M…蒸着マスク、W…基板、WF…表面、Wm…基板マーク、WR…裏面、Wp1…平坦部、Wp2…ベベル部、11…蒸着源、12…蒸着カメラ、13…基板ホルダー、14…マスクベース、15…駆動源、16…真空槽、17…排気系、18…支持フレーム、19…接続部、20…伝達機構、21…熱伝導プレート、22…抵抗加熱ヒータ、23…温度センサ、31…画像処理部、32…駆動処理部、33…温度調整部。

Claims (5)

  1. 真空槽内に位置する蒸着源と、
    前記蒸着源に表面を向けた状態での基板の保持と、前記蒸着源と前記基板との間での蒸着マスクの保持とを行う保持機構と、
    前記基板と前記蒸着マスクとの少なくとも一方が温度の調整対象であり、前記調整対象と熱的に接触して前記調整対象の温度を調整する抵抗加熱ヒータと、
    前記抵抗加熱ヒータに供給する電流を前記調整対象の温度に基づき制御する温度調整部と、を備え、
    前記真空槽に搬入されたときの前記調整対象の温度よりも高い前記調整対象の温度が前記調整対象の目標温度であり、
    前記温度調整部は、
    前記蒸着源から蒸着材料が放出されるときの前記目標温度を、前記抵抗加熱ヒータによる熱量の供給とその停止のみによって到達する温度とし、
    前記保持機構は、前記抵抗加熱ヒータを保持し、蒸着材料が前記蒸着源から放出されるときに、前記基板と前記蒸着マスクと前記抵抗加熱ヒータとを一体としてこれらを前記基板の周方向に回転させる
    蒸着装置。
  2. 真空槽内に位置する蒸着源と、
    前記蒸着源に表面を向けた状態での基板の保持と、前記蒸着源と前記基板との間での蒸着マスクの保持とを行う保持機構と、
    前記基板と前記蒸着マスクとの少なくとも一方が温度の調整対象であり、前記調整対象と熱的に接触して前記調整対象の温度を調整する抵抗加熱ヒータと、
    前記抵抗加熱ヒータに供給する電流を前記調整対象の温度に基づき制御する温度調整部と、を備え、
    前記真空槽に搬入されたときの前記調整対象の温度よりも高い前記調整対象の温度が前記調整対象の目標温度であり、
    前記温度調整部は、
    前記蒸着源から蒸着材料が放出されるときの前記目標温度を、前記抵抗加熱ヒータによる熱量の供給とその停止のみによって到達する温度とし、
    前記調整対象は、前記基板であり、
    前記基板の裏面と対向し、前記蒸着マスクと前記基板の裏面とを撮像する撮像部と、
    前記撮像部が撮像した結果に基づいて前記蒸着マスクの位置と前記基板の位置とを整合させる位置決め部と、を備え、
    前記位置決め部は、前記基板の平坦部で反射された光による第1像と、前記平坦部につながるベベル部で反射された光による第2像とのコントラストに基づく前記平坦部と前記ベベル部との境界の形状が前記基板の全周形状のなかのどの部位であるかを検出することによって、前記基板の位置を検出する
    蒸着装置。
  3. 前記調整対象は、前記基板であり、
    前記抵抗加熱ヒータは、前記基板の裏面と面接触する熱伝導プレートに内蔵され、
    前記保持機構は、前記熱伝導プレートを保持し、蒸着材料が前記蒸着源から放出されるときに、前記基板と前記蒸着マスクと前記熱伝導プレートとを一体としてこれらを前記基板の周方向に回転させる
    請求項1または2に記載の蒸着装置。
  4. 前記保持機構は、蒸着材料が前記蒸着源から放出されるときに、前記基板の表面と前記蒸着マスクとを面接触させた状態で、前記基板と前記蒸着マスクと前記熱伝導プレートとを一体としてこれらを前記基板の周方向に回転させる
    請求項3に記載の蒸着装置。
  5. 前記保持機構を搭載した上部構造体と、
    前記上部構造体を支持する下部構造体と、前記上部構造体とに挟まれて前記上部構造体と前記下部構造体とを接続する接続部とを備え、
    前記接続部が、前記下部構造体での振動の伝達を前記上部構造体に対して抑える防振機能を備える
    請求項1から4のいずれか一項に記載の蒸着装置。
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