(57)【要約】【課題】パーティクルや潤滑剤による汚染を低減しつつ、基板とマスクとの間の位置調整の精度をさらに改善するための技術を提供する。【解決手段】本発明の成膜装置は、基板にマスクを介して成膜材料を成膜するための成膜装置であって、真空容器と、前記真空容器内に設けられ、基板を支持するための基板支持手段と、前記真空容器内に設けられ、マスクを支持するためのマスク支持手段と、前記真空容器内に設けられ、前記基板吸着手段による支持面に平行な第１の方向と、第１の方向と交差し、前記基板支持手段による支持面と平行な第２の方向と、前記第１の方向及び前記第２の方向の両方と交差する第３の方向を中心とした回転方向における、前記基板支持手段の位置を調整することができる磁気浮上ステージ機構と、前記真空容器内に設けられ、成膜材料を収納し、前記成膜材料を粒子化して放出するための成膜源と、を含むことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にマスクを介して成膜材料を成膜するための成膜装置であって、
真空容器と、
前記真空容器内に設けられ、基板を支持するための基板支持手段と、
前記真空容器内に設けられ、マスクを支持するためのマスク支持手段と、
前記真空容器内に設けられ、前記基板支持手段による支持面に平行な第１の方向と、第１の方向と交差し、前記基板支持手段による支持面と平行な第２の方向と、前記第１の方向及び前記第２の方向の両方と交差する第３の方向を中心とした回転方向における、前記基板支持手段の位置を調整することができる磁気浮上ステージ機構と、
前記真空容器内に設けられ、成膜材料を収納し、前記成膜材料を粒子化して放出するための成膜源と、
を含むことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記磁気浮上ステージ機構は、前記第３の方向、前記第１の方向を中心とした回転方向、及び前記第２の方向を中心とした回転方向における、前記基板支持手段の位置を調整することができる
ことを特徴とする請求項１に記載の成膜装置。
【請求項３】
前記磁気浮上ステージ機構は、前記真空容器に対して位置が固定され、前記第１の方向及び前記第２の方向と平行に設置される第１のプレート部と、前記第１のプレート部に対して相対的に移動可能な第２のプレート部と、前記第２のプレート部を前記第１のプレート部に対して磁気浮上及び移動させるための磁気浮上ユニットとを含み、
前記基板支持手段は、前記第２のプレート部に設置される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の成膜装置。
【請求項４】
前記磁気浮上ユニットは、前記第２のプレート部を前記第１のプレート部に対して駆動することができる磁気浮上リニアモータを含む
ことを特徴とする請求項３に記載の成膜装置。
【請求項５】
前記磁気浮上リニアモータは、前記第２のプレート部を前記第１の方向に駆動することができる第１の磁気浮上リニアモータと、前記第２のプレート部を前記第２の方向に駆動することができる第２の磁気浮上リニアモータと、前記第２のプレート部を前記第３の方向に駆動することができる第３の磁気浮上リニアモータとを含む
ことを特徴とする請求項４に記載の成膜装置。
【請求項６】
前記磁気浮上リニアモータは、前記第１のプレート部および前記第２のプレート部の一方に設置された固定子と、他方に設置された可動子とを含み、
前記固定子は、前記可動子を駆動するための磁界発生手段を含み、
前記可動子は、磁性体を含む
ことを特徴とする請求項４または５に記載の成膜装置。
【請求項７】
前記磁気浮上ユニットは、前記第２のプレート部の位置を測定するための位置測定手段をさらに含む
ことを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項８】
前記位置測定手段は、前記第１のプレート部に対して固定されるレーザー干渉計と、前記レーザー干渉計と対向するように前記第２のプレート部に設けられる反射部とを含む
ことを特徴とする請求項７に記載の成膜装置。
【請求項９】
前記位置測定手段は、前記第１の方向における前記第２のプレート部の位置を測定するための第１の位置測定部と、前記第２の方向における前記第２のプレート部の位置を測定するための第２の位置測定部と、前記第３の方向における前記第２のプレート部の位置を測定するための第３の位置測定部とを含む
ことを特徴とする請求項７または８に記載の成膜装置。
【請求項１０】
前記第１の位置測定部は、前記第１の方向に測定ビームを照射するように設置される第１のレーザー干渉計と、前記第１のレーザー干渉計と対向するように前記第２のプレート部に設けられる第１の反射部とを含み、
前記第２の位置測定部は、前記第２の方向に測定ビームを照射するように設置される第２のレーザー干渉計と、前記第２のレーザー干渉計と対向するように前記第２のプレート部に設けられる第２の反射部とを含み、
前記第３の位置測定部は、前記第３の方向に測定ビームを照射するように設置される複数の第３のレーザー干渉計と、前記第３のレーザー干渉計と対向するように前記第２のプレート部に設けられる複数の第３の反射部とを含み、
前記第１のレーザー干渉計または前記第２のレーザー干渉計のうちの少なくとも一つは、複数である
ことを特徴とする請求項９に記載の成膜装置。
【請求項１１】
前記磁気浮上ユニットは、前記第２のプレート部にかかる重力を補償するための自重補償手段をさらに含む
ことを特徴とする請求項３から１０のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項１２】
前記自重補償手段は、前記第１のプレート部に設置される第１の磁石部と、前記第２のプレート部に設置される第２の磁石部とを含む
ことを特徴とする請求項１１に記載の成膜装置。
【請求項１３】
前記第１の磁石部と前記第２の磁石部は、前記第２のプレート部にかかる重力の方向と反対方向に浮上力を発生させるように配置される
ことを特徴とする請求項１２に記載の成膜装置。
【請求項１４】
前記第２の磁石部は、前記第３の方向に延びるスペーサーを介して前記第２のプレート部に設置され、
前記スペーサーは、前記第３の方向において、前記第２の磁石部の前記第２のプレート部に近い端部が前記第１の磁石部の前記第２のプレート部に近い端部よりも前記第２のプレート部からより遠くなる長さを有する
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載の成膜装置。
【請求項１５】
前記自重補償手段は、前記第１の方向と前記第２の方向を含む平面内で少なくとも３つの位置に設けられる
ことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項１６】
前記磁気浮上ユニットは、前記第２のプレート部の原点位置を決めるための原点位置決め手段をさらに含む
ことを特徴とする請求項３から１５のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項１７】
前記原点位置決め手段は、少なくとも３つのキネマティックカップリングを含む
ことを特徴とする請求項１６に記載の成膜装置。
【請求項１８】
前記キネマティックカップリングは、前記第１の方向及び前記第２の方向を含む平面上
での前記第２のプレート部の中心の周りに等間隔で配置される
ことを特徴とする請求項１７に記載の成膜装置。
【請求項１９】
前記基板は、シリコンウエハ、ガラス、樹脂、高分子材料のフィルム、もしくは、金属、または、これらの材料にフィルムが積層されたものである
ことを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項２０】
前記基板支持手段は、前記基板を吸着して支持する
ことを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の成膜装置。
【請求項２１】
基板にマスクを介して成膜材料を成膜するための成膜装置であって、
真空容器と、
前記真空容器内に設けられ、基板を支持するための基板支持手段と、
前記真空容器内に設けられ、マスクを支持するためのマスク支持手段と、
前記真空容器内に設けられ、前記マスク支持手段による支持面に平行な第１の方向と、第１の方向と交差し、前記基板支持手段による支持面と平行な第２の方向と、前記第１の方向及び前記第２の方向の両方と交差する第３の方向を中心とした回転方向における、前記マスク支持手段の位置を調整することができる磁気浮上ステージ機構と、
前記真空容器内に設けられ、成膜材料を収納し、前記成膜材料を粒子化して放出するための成膜源と、
を含むことを特徴とする成膜装置。
【請求項２２】
請求項１から２１のいずれか１項に記載の成膜装置と、
マスクを収納するためのマスクストック装置と、
基板またはマスクを搬送するための搬送装置と、
を含むことを特徴とする電子デバイスの製造装置。
【請求項２３】
基板上にマスクを介して成膜材料を成膜するための成膜方法であって、
マスクを成膜装置の真空容器内に搬入するステップと、
基板を前記真空容器内に搬入するステップと、
前記基板を、前記真空容器内の基板支持手段によって支持するステップと、
前記真空容器内に設けられた磁気浮上ステージ機構によって前記基板支持手段を移動させることで、前記基板と前記マスクの相対的位置を調整するステップと、
前記マスクを前記基板の被成膜面に密着させるステップと、
前記真空容器内の成膜源によって粒子化された成膜材料を前記マスクを介して前記基板に成膜するステップと、
を含むことを特徴とする成膜方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の成膜方法を用いて電子デバイスを製造する
ことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜装置、電子デバイスの製造装置、成膜方法および電子デバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示装置（有機ＥＬディスプレイ）は、スマートフォン、テレビ、自動車用ディスプレイだけでなく、ＶＲ−ＨＭＤ（Ｖｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ  Ｈｅａｄ  Ｍｏｕｎｔ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などにその応用分野が広がっており、特に、ＶＲ−ＨＭＤに用いられるディスプレイは、ユーザーのめまいを低減するために画素パターンを高精度で形成することが求められる。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置の製造においては、有機ＥＬ表示装置を構成する有機発光素子（有機ＥＬ素子：ＯＬＥＤ）を形成する際に、成膜装置の成膜源から放出された成膜材料を、画素パターンが形成されたマスクを介して、基板に成膜することで、有機物層や金属層を形成する。
【０００４】
このような成膜装置においては、成膜精度を高めるために、成膜工程の前に、基板とマスクの相対位置を測定し、相対位置がずれている場合には、基板および／またはマスクを相対的に移動させて位置を調整（アライメント）する。
【０００５】
このため、従来の成膜装置は、基板支持ユニットおよび／またはマスク支持ユニットに連結されたアライメントステージ機構を含む。アライメントステージ機構は、複数のモータ（例えば、２つのＸ方向のモータ及び１つのＹ方向のモータ）と、これらのモータからの回転駆動力を直線駆動力に変換してアライメントステージに伝達するボールねじ、リニアガイド等とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−７２４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このように、従来の成膜装置では、アライメントステージ機構として、機械的な動力源と動力変換手段が用いられており、アライメントステージの位置決めの精度をさらに高めることが容易ではなかった。
【０００８】
また、従来のアライメントステージ機構は、機械的な動力源と動力変換手段からのパーティクルや潤滑剤による汚染を低減するために、成膜装置の真空容器の外側（大気側）に設置されるが、これによって、アライメントステージと基板支持ユニット／マスク支持ユニットとの間の距離が長くなり、アライメントステージの機械的駆動時の揺動が基板支持ユニット／マスク支持ユニットに増幅して伝わり、アライメント精度が低下していた。
【０００９】
本発明は、パーティクルや潤滑剤による汚染を低減しつつ、基板とマスクとの間の位置調整の精度をさらに改善するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１態様による成膜装置は、基板にマスクを介して成膜材料を成膜するための成膜装置であって、真空容器と、前記真空容器内に設けられ、基板を支持するための基板支持手段と、前記真空容器内に設けられ、マスクを支持するためのマスク支持ユニットと、前記真空容器内に設けられ、前記基板支持手段による支持面に平行な第１の方向と、第１の方向と交差し、前記基板支持手段による支持面と平行な第２の方向と、前記第１の方向及び前記第２の方向の両方と交差する第３の方向を中心とした回転方向における、前記基板支持手段の位置を調整することができる磁気浮上ステージ機構と、前記真空容器内に設けられ、成膜材料を収納し、前記成膜材料を粒子化して放出するための成膜源と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
本発明の第２態様による成膜装置は、基板にマスクを介して成膜材料を成膜するための成膜装置であって、真空容器と、前記真空容器内に設けられ、基板を支持するための基板支持手段と、前記真空容器内に設けられ、マスクを支持するためのマスク支持手段と、前記真空容器内に設けられ、前記マスク支持手段による支持面に平行な第１の方向と、第１の方向と交差し、前記基板支持手段による支持面と平行な第２の方向と、前記第１の方向及び前記第２の方向の両方と交差する第３の方向を中心とした回転方向における、前記マスク支持手段の位置を調整することができる磁気浮上ステージ機構と、前記真空容器内に設けられ、成膜材料を収納し、前記成膜材料を粒子化して放出するための成膜源と、を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の第３態様による電子デバイスの製造装置は、本発明の第１態様による成膜装置と、マスクを収納するためのマスクストック装置と、基板又はマスクを搬送するための搬送装置とを含むことを特徴とする。
【００１３】
本発明の第４態様による成膜方法は、基板上にマスクを介して成膜材料を成膜するための成膜方法であって、マスクを成膜装置の真空容器内に搬入する段階と、基板を前記真空容器内に搬入する段階と、前記基板を、前記真空容器内の基板支持手段によって支持する段階と、前記真空容器内に設けられた磁気浮上ステージ機構によって前記基板支持手段を移動させることで、前記基板と前記マスクの相対的位置を調整する段階と、前記マスクを前記基板の被成膜面に密着させる段階と、前記真空容器内の成膜源によって粒子化された成膜材料を前記マスクを介して前記基板に成膜する段階と、を含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明の第５態様による電子デバイスの製造方法は、本発明の第３態様による成膜方法を使用して電子デバイスを製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、パーティクルや潤滑剤による汚染を低減しつつ、基板とマスクとの間の位置調整の精度をさらに改善するための技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、電子デバイスの製造装置の一部の模式図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による成膜装置の模式図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の一実施形態による磁気浮上ステージ機構の模式平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の一実施形態による磁気浮上ステージ機構の模式断面図であり、位置測定手段を説明する。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の一実施形態による磁気浮上ステージ機構の模式断面図であり、原点位置決め手段を説明する。
【図３Ｄ】図３Ｄは、本発明の一実施形態による磁気浮上ステージ機構の模式断面図であり、自重補償手段を説明する。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の一実施形態による磁気浮上リニアモータの構造を示す模式図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の一実施形態による磁気浮上リニアモータの構造を示す模式図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態による自重補償手段の構造を示す模式図である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態による成膜方法により製造される電子デバイスを示す模式図である。
【図７】図７は、本発明の一実施形態によるアライメント及び成膜工程を説明するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ本発明の好ましい実施形態及び実施例を説明する。ただし、以下の実施形態及び実施例は、本発明の好ましい構成を例示的に表すものであり、本発明の範囲は、こ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、形状などは、特に限定的な記載がない限り、本発明の範囲をこれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１８】
本発明は、基板の表面に各種材料を堆積させて成膜を行う装置に適用することができ、真空蒸着によって所望のパターンの薄膜（材料層）を形成する装置に好適に適用することができる。
基板の材料としては、半導体（例えば、シリコン）、ガラス、樹脂、高分子材料のフィルム、金属などの任意の材料を選ぶことができ、基板は、例えば、シリコンウエハ、又はガラス基板上にポリイミドなどのフィルムが積層された基板であってもよい。また、成膜材料としても、有機材料、金属性材料（金属、金属酸化物など）などの任意の材料を選ぶことができる。
【００１９】
なお、本発明は、加熱蒸発による真空蒸着装置の以外にも、スパッタ装置やＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）装置を含む成膜装置にも、適用することができる。本発明の技術は、具体的には、半導体デバイス、磁気デバイス、電子部品などの各種電子デバイスや、光学部品などの製造装置に適用可能である。電子デバイスの具体例としては、発光素子や光電変換素子、タッチパネルなどが挙げられる。本発明は、中でも、ＯＬＥＤなどの有機発光素子や、有機薄膜太陽電池などの有機光電変換素子の製造装置に好ましく適用可能である。なお、本発明における電子デバイスは、発光素子を備えた表示装置（例えば有機ＥＬ表示装置）や照明装置（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）も含むものである。
【００２０】
＜電子デバイスの製造装置＞
図１は、電子デバイスの製造装置の一部の構成を模式的に示す平面図である。
図１の製造装置は、例えば、ＶＲ−ＨＭＤ用の有機ＥＬ表示装置の表示パネルの製造に用いられる。ＶＲ−ＨＭＤ用の表示パネルの場合、例えば、所定のサイズのシリコンウエハに有機ＥＬ素子の形成のための成膜を行った後、素子形成領域の間の領域（スクライブ領域）に沿って該シリコンウエハを切り出して、複数の小さなサイズのパネルに製作する。
【００２１】
本実施形態に係る電子デバイスの製造装置は、一般的に、複数のクラスタ装置１と、クラスタ装置の間を繋ぐ中継装置とを含む。
クラスタ装置１は、基板Ｗに対する処理（例えば、成膜）を行う成膜装置１１と、使用前後のマスクを収納するマスクストック装置１２と、その中央に配置される搬送室１３（搬送装置）と、を備える。搬送室１３は、図１に示したように、成膜装置１１およびマス
クストック装置１２のそれぞれと接続される。
【００２２】
搬送室１３内には、基板Ｗおよびマスクを搬送する搬送ロボット１４が配置される。搬送ロボット１４は、例えば、多関節アームに、基板Ｗ又はマスクを保持するロボットハンドが取り付けられた構造を有するロボットである。
【００２３】
成膜装置１１では、成膜源から放出された成膜材料がマスクを介して基板Ｗ上に成膜される。搬送ロボット１４との基板Ｗ／マスクの受け渡し、基板Ｗとマスクの相対的位置の調整（アライメント）、マスク上への基板Ｗの固定、成膜などの一連の成膜プロセスは、成膜装置１１によって行われる。
有機ＥＬ表示装置を製造するための製造装置において、成膜装置１１は、成膜される材料の種類によって、有機膜の成膜装置と金属性膜の成膜装置に分けることができ、有機膜の成膜装置は、有機物の成膜材料を蒸着又はスパッタリングによって基板Ｗに成膜し、金属性膜の成膜装置は、金属性の成膜材料を蒸着またはスパッタリングにより基板Ｗに成膜する。
【００２４】
有機ＥＬ表示装置を製造するための製造装置において、どの成膜装置をどの位置に配置するかは、製造される有機ＥＬ素子の積層構造によって異なり、有機ＥＬ素子の積層構造に応じてこれを成膜するための複数の成膜装置が配置される。
【００２５】
有機ＥＬ素子の場合、通常、アノードが形成されている基板Ｗ上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層、カソードがこの順に積層される構造を有し、これらの層を順次成膜できるように基板の流れ方向に沿って適切な成膜装置が配置される。
例えば、図１において、成膜装置１１ａは、正孔注入層ＨＩＬおよび／または正孔輸送層ＨＴＬを成膜し、成膜装置１１ｂ、１１ｆは、青色の発光層を、成膜装置１１ｃは、赤色の発光層を、成膜装置１１ｄ、１１ｅは、緑色の発光層を、成膜装置１１ｇは、電子輸送層ＥＴＬおよび／または電子注入層ＥＩＬを、成膜装置１１ｈは、カソード金属膜を成膜するように配置される。図１に示した実施例では、素材の特性上、青色の発光層と緑色の発光層の成膜速度が赤色の発光層の成膜速度より遅いので、処理速度のバランスを取るために青色の発光層と緑色の発光層とをそれぞれ２つの成膜装置で成膜するようにしているが、本発明はこれに限定されず、他の配置構造を有しても良い。
【００２６】
マスクストック装置１２には、成膜装置１１での成膜工程に使われる新しいマスクと、使用済みのマスクとが、複数のカセットに分けて収納される。搬送ロボット１４は、使用済みのマスクを成膜装置１１からマスクストック装置１２のカセットに搬送し、マスクストック装置１２の他のカセットに収納されている新しいマスクを成膜装置１１に搬送する。
【００２７】
複数のクラスタ装置１の間を連結する中継装置は、クラスタ装置１の間で基板Ｗを搬送するパス室１５を含む。
搬送室１３の搬送ロボット１４は、上流側のパス室１５から基板Ｗを受け取って、当該クラスタ装置１内の成膜装置１１の一つ（例えば、成膜装置１１ａ）に搬送する。また、搬送ロボット１４は、当該クラスタ装置１での成膜処理が完了した基板Ｗを複数の成膜装置１１の一つ（例えば、成膜装置１１ｅ）から受け取って、下流側に連結されたパス室１５に搬送する。
【００２８】
中継装置は、パス室１５の他に、上下流側のクラスタ装置１での基板Ｗの処理速度の差を吸収するためのバッファ室（不図示）、及び基板Ｗの方向を変えるための旋回室（不図示）をさらに含むことができる。例えば、バッファ室は、複数の基板Ｗを一時的に収納する基板積載部を含み、旋回室は、基板Ｗを１８０度回転させるための基板回転機構（例え
ば、回転ステージまたは搬送ロボット）を含む。これにより、上流側のクラスタ装置と下流側のクラスタ装置で基板Ｗの向きが同じくなり、基板処理が容易になる。
本発明の一実施形態によるパス室１５は、複数の基板Ｗを一時的に収納するための基板積載部（不図示）や基板回転機構を含んでもよい。つまり、パス室１５が、バッファ室や旋回室の機能を兼ねても良い。
【００２９】
クラスタ装置１を構成する成膜装置１１、マスクストック装置１２、搬送室１３などは、有機発光素子の製造過程で、高真空状態に維持される。中継装置のパス室１５は、通常、低真空状態に維持されるが、必要に応じて高真空状態に維持されても良い。
【００３０】
有機ＥＬ素子を構成する複数の層の成膜が完了した基板Ｗは、有機ＥＬ素子を封止するための封止装置（不図示）や基板を所定のパネルサイズに切断するための切断装置（不図示）などに搬送される。
【００３１】
本実施例では、図１を参照し電子デバイスの製造装置の構成について説明したが、本発明はこれに限定されず、他の種類の装置やチャンバを有してもよく、これらの装置やチャンバ間の配置が変わっても良い。
【００３２】
例えば、本発明の一実施形態による電子デバイス製造装置は、図１に示したクラスタタイプではなく、インラインタイプであっても良い。つまり、基板ＷとマスクＭをキャリアに搭載して、一列に並んだ複数の成膜装置内を搬送させながら成膜を行う構成を有してもよい。また、クラスタタイプとインラインタイプを組み合わせたタイプの構造を有しても良い。例えば、有機層の成膜まではクラスタタイプの製造装置で行い、電極層（カソード層）の成膜工程から封止工程及び切断工程などは、インラインタイプの製造装置で行ってよい。
【００３３】
以下、成膜装置１１の具体的な構成について説明する。
＜成膜装置＞
図２は、本発明の一実施形態による成膜装置１１の構成を示す模式図である。以下の説明においては、鉛直方向をＺ方向とし、水平面をＸＹ平面とするＸＹＺ直交座標系を用いる。また、Ｘ軸まわりの回転角をθＸ、Ｙ軸まわりの回転角をθＹ、Ｚ軸まわりの回転角をθＺで表す。
図２は、成膜材料を加熱することによって蒸発または昇華させ、マスクＭを介して基板Ｗに成膜する成膜装置１１の一例を示している。
【００３４】
成膜装置１１は、真空雰囲気又は窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気に維持される真空容器２１と、真空容器２１内に設けられ、基板Ｗの位置を少なくともＸ方向、Ｙ方向、及びθＺ方向に調整するための磁気浮上ステージ機構２２と、真空容器２１内に設けられ、マスクＭを支持するマスク支持ユニット２３と、真空容器２１内に設けられ、基板Ｗを吸着して保持する基板吸着手段２４と、真空容器内に設けられ、成膜材料を収納し、成膜時にこれを粒子化して放出する成膜源２５とを含む。
本発明の一実施形態による成膜装置１１は、磁気力によってマスクＭを基板Ｗ側に密着させるための磁力印加手段２６をさらに含むことができる。
【００３５】
本発明の一実施形態による成膜装置１０の真空容器２１は、磁気浮上ステージ機構２２が配置される第１真空容器部２１１と、成膜源２５が配置される第２真空容器部２１２とを含み、例えば、第２真空容器部２１２に接続された真空ポンプ（不図示）によって真空容器２１全体の内部空間が高真空状態に維持される。
【００３６】
また、少なくとも第１真空容器部２１１と第２真空容器部２１２との間には、伸縮可能
部材２１３が設置される。伸縮可能部材２１３は、第２真空容器部２１２に連結される真空ポンプからの振動や、成膜装置１１が設けられた床又はフロアからの振動が、第２真空容器部２１２を通して第１真空容器部２１１に伝わることを低減する。伸縮可能部材２１３は、例えば、ベローズであり得るが、本発明はこれに限定されず、第１真空容器部２１１と第２真空容器部２１２との間で振動の伝達を低減することができる限り、他の部材を使用してもよい。
【００３７】
このように、本発明の一実施形態による成膜装置１１は、真空容器２１を複数の容器部（例えば、第１真空容器部２１１と第２真空容器部２１２）に分け、その間に伸縮可能部材２１３を設けることによって、磁気浮上ステージ機構２２が設置される第１真空容器部２１１に外部振動が伝わることを低減することができる。
【００３８】
真空容器２１は、磁気浮上ステージ機構２２が固定連結される基準プレート２１４と、基準プレート２１４を所定の高さに支持するための基準プレート支持部２１５とをさらに含む。本発明の一実施例においては、図２に示したように、基準プレート２１４と第１真空容器部２１１との間にも伸縮可能部材２１３をさらに設置してもよい。これにより、基準プレート２１４を介して磁気浮上ステージ機構２２に外部振動が伝わることをさらに低減することができる。
【００３９】
基準プレート支持部２１５と成膜装置１１の設置架台２１７との間には、床又はフロアから成膜装置１１の設置架台２１７を通して基準プレート支持部２１５に振動が伝わることを低減するための除振ユニット２１６が設置される。
【００４０】
磁気浮上ステージ機構２２は、磁気浮上リニアモータによって基板Ｗまたは基板吸着手段２４の位置を調整するためのステージ機構であって、少なくともＸ方向、Ｙ方向、及びθＺ方向、好ましくは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、θＸ方向、θＹ方向、θＺ方向の６つの方向における基板Ｗまたは基板吸着手段２４の位置を調整する。
Ｘ方向およびＹ方向は、基板吸着手段２４の吸着面に平行な方向であり、Ｘ方向およびＹ方向の一方が第１の方向に対応し、他方が第１の方向と交差する第２の方向に当たる。Ｚ方向はＸ方向およびＹ方向の両方と交差する方向であり、第３の方向に当たる。θＺ方向は、Ｚ方向を中心とした回転方向に当たる。例えばＸ方向が第１の方向のとき、θＸ方向は第１の方向を中心とした回転方向に当たり、θＹ方向は第２の方向を中心とした回転方向に当たる。
磁気浮上ステージ機構２２は、固定台として機能するステージ基準プレート部２２１（第１のプレート部）と、可動台として機能する微動ステージプレート部２２２（第２のプレート部）と、微動ステージプレート部２２２をステージ基準プレート部２２１に対し磁気浮上及び移動させるための磁気浮上ユニット２２３とを含む。磁気浮上ステージ機構２２の具体的な構成については、図３Ａ〜図３Ｄを参照して、後述する。
【００４１】
マスク支持ユニット２３は、搬送室１３に設けられた搬送ロボット１４が搬送してくるマスクＭを受け取って保持する手段であり、マスクホルダとも呼ばれる。
マスク支持ユニット２３は、少なくとも鉛直方向に昇降可能に設置される。これにより、基板ＷとマスクＭとの間の鉛直方向における間隔を容易に調節することができる。本発明の一実施例のように、基板Ｗの位置を磁気浮上ステージ機構２２によって調整する場合は、マスクＭを支持するマスク支持ユニット２３は、モータ（不図示）及びボールねじ／ガイド（不図示）によって機械的に昇降駆動することが好ましい。
【００４２】
また、本発明の一実施例によれば、マスク支持ユニット２３は、水平方向（つまり、ＸＹθＺ方向）に移動可能に設置してもよい。これにより、マスクＭがアライメント用カメラの視野から外れた場合にも、迅速にこれを視野内に移動させることができる。
【００４３】
また、本発明の一実施例によれば、アライメント工程でマスクＭと基板Ｗを相対的に位置合わせする際に、マスクＭをマスク支持ユニットごと、基板Ｍに対して移動可能としても良い。あるいは、マスクＭを支持するマスク支持ユニットと、基板Ｗを支持する基板支持ユニットの両方を、互いに対して移動可能としても良い。このようにマスク支持ユニットを移動可能とする場合、その駆動源として、上述の磁気浮上ステージ機構２２と同様の磁気浮上機構を採用しても良い。マスク用の磁気浮上機構は、例えば、マスク面に平行な面内における第１の方向（Ｘ方向）および第１の方向と交差する第２の方向（Ｙ方向）と、マスク面に交差する方向（第１の方向および第２の方向の両方と交差する第３の方向）を中心とした回転方向（θＺ方向）にマスク支持ユニットを移動させるものである。マスク用の磁気浮上機構は、より好ましくは、Ｚ方向、θＸ方向、およびθＹ方向に、マスク支持ユニットを駆動させる。
【００４４】
マスク支持ユニット２３は、搬送ロボット１４によって真空容器２１内に搬入されたマスクＭを一時的に受け取るためのマスクピックアップ２３１をさらに含む。
マスクピックアップ２３１は、マスク支持ユニット２３のマスク支持面に対して相対的に昇降できるように構成される。例えば、図２に示したように、マスクピックアップ昇降機構２３２によって、マスクピックアップ２３１がマスク支持ユニット２３のマスク支持面に対して相対的に昇降可能に構成することができる。ただし、本発明はこれに限定されず、マスクピックアップ２３１とマスク支持ユニット２３のマスク支持面とが相対的に昇降可能な限り、他の構成を有しても良い。例えば、マスクピックアップ２３１が基準プレート２１４又は磁気浮上ステージ機構２２のステージ基準プレート部２２１に固定され、マスク支持ユニット２３が昇降可能に構成してもよい。あるいは、マスクピックアップ２３１及びマスク支持ユニット２３の両方が昇降可能に構成してもよい。
【００４５】
搬送ロボット１４のハンドからマスクＭを受け取ったマスクピックアップ２３１は、マスク支持ユニット２３のマスク支持面に対し相対的に下降し、マスクＭをマスク支持ユニット２３に載置する。逆に、使用済みのマスクＭを搬出する場合には、マスクＭをマスク支持ユニット２３のマスク支持面から持ち上げ、搬送ロボット１４のハンドがマスクＭを受け取ることができるようにする。
【００４６】
マスクＭは、基板Ｗ上に形成される薄膜パターンに対応する開口パターンを有し、マスク支持ユニット２３によって支持される。例えば、ＶＲ−ＨＭＤ用の有機ＥＬ表示パネルを製造するのに使われるマスクＭは、有機ＥＬ素子の発光層のＲＧＢ画素パターンに対応する微細な開口パターンが形成された金属製マスクであるファインメタルマスク（Ｆｉｎｅ  Ｍｅｔａｌ  Ｍａｓｋ）と、有機ＥＬ素子の共通層（正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層など）を形成するのに使われるオープンマスク（ｏｐｅｎ  ｍａｓｋ）とを含む。
マスクＭの開口パターンは、成膜材料の粒子を通過させない遮断パターンによって定義される。
【００４７】
基板吸着手段２４は、搬送室１３に設置された搬送ロボット１４が搬送してきた、被成膜体としての基板Ｗを吸着して保持する手段である。基板吸着手段２４は、磁気浮上ステージ機構２２の可動台である微動ステージプレート部２２２に設置される。
基板吸着手段２４は、例えば、誘電体／絶縁体（例えば、セラミック材質）マトリックス内に金属電極などの電気回路が埋設された構造を有する静電チャックである。
【００４８】
基板吸着手段２４としての静電チャックは、電極と吸着面との間に相対的に抵抗が高い誘電体が介在して、電極と被吸着体との間のクーロン力によって吸着が行われるクーロン力タイプの静電チャックであってもよいし、電極と吸着面との間に相対的に抵抗が低い誘
電体が介在して、誘電体の吸着面と被吸着体との間に発生するジョンソン・ラーベック力によって吸着が行われるジョンソン・ラーベック力タイプの静電チャックであってもよいし、不均一電界によって被吸着体を吸着するグラジエント力タイプの静電チャックであってもよい。
【００４９】
被吸着体が導体または半導体（シリコンウエハ）である場合には、クーロン力タイプの静電チャックまたはジョンソン・ラーベック力タイプの静電チャックを用いることが好ましく、被吸着体がガラスのような絶縁体である場合には、グラジエント力タイプの静電チャックを用いることが好ましい。
静電チャックは、一つのプレートで形成されてもよく、複数のサブプレートを有するように形成されても良い。また、一つのプレートで形成される場合にも、その内部に複数の電気回路を有し、一つのプレート内で位置によって静電引力が異なるように制御しても良い。
【００５０】
また、本発明の一実施例によれば、基板を支持面において支持する基板支持手段として、基板吸着手段２４に代えて、クランプ機構による挟持や受け爪への載置などの吸着以外の方法で基板を支持する基板支持手段を用いることもできる。
【００５１】
図２には図示しなかったが、成膜装置１１は、搬送ロボット１４によって真空容器２１内に搬入された基板Ｗを基板吸着手段２４が吸着して保持する前に、一時的に基板Ｗを保持する基板支持ユニットをさらに含んでもよい。例えば、基板支持ユニットは、マスク支持ユニット２３に別途の基板支持面を有するように設置され、マスク支持ユニット２３の昇降によって昇降するように設置されても良い。
【００５２】
また、図２には図示しなかったが、基板吸着手段２４の吸着面とは反対側に基板Ｗの温度上昇を抑制するための冷却手段（例えば、冷却板）を設けて、基板Ｗ上に堆積された有機材料の変質や劣化を抑制する構成にしてもよい。
【００５３】
成膜源２５は、基板Ｗに成膜される成膜材料が収納されるるつぼ（不図示）、るつぼを加熱するためのヒータ（不図示）、成膜源２５からの蒸発レートが一定になるまで成膜材料が基板に飛散することを阻むシャッタ（不図示）などを含む。成膜源２５は、点（ｐｏｉｎｔ）成膜源や線状（ｌｉｎｅａｒ）成膜源など、用途に従って多様な構成を有することができる。
成膜源２５は、互いに異なる成膜材料を収納する複数のるつぼを含んでもよい。このような構成においては、真空容器２１を大気開放せずに成膜材料を変更できるように、異なる成膜材料を収納する複数のるつぼを成膜位置に移動可能に設置してもよい。
【００５４】
磁力印加手段２６は、成膜工程時に磁力によってマスクＭを基板Ｗ側に引き寄せて密着させるための手段であって、鉛直方向に昇降可能に設置される。例えば、磁力印加手段２６は、電磁石および／または永久磁石で構成される。なお、基板吸着手段２４が、基板ＷだけでなくマスクＭも吸着する構成としても良い。例えば、基板吸着手段２４としてグラジエント力タイプの静電チャックを用いる場合、静電チャックに印加する電圧を制御することで、基板ＷとマスクＭの吸着／非吸着を制御できる。
【００５５】
成膜装置１１は、基板に蒸着された膜の厚さを測定するための膜厚モニタ（不図示）及び膜厚算出ユニット（不図示）を含んでも良い。
【００５６】
真空容器２１の上部外側（大気側）、すなわち、基準プレート２１４上には、マスクピックアップ２３１を昇降させるためのマスクピックアップ昇降機構２３２、磁力印加手段２６を昇降させるための磁力印加手段昇降機構２６１などが設置される。マスク支持ユニ
ット２３を昇降させるためのマスク支持ユニット昇降機構（不図示）を基準プレート２１４上に設置してもよいが、本発明はこれに限定されず、例えば、マスク支持ユニット昇降機構（不図示）を、第１真空容器（２１１）の下部の大気側に設置してもよい。
【００５７】
本発明の一実施形態による成膜装置１１は、真空容器２１の上部外側（大気側）に設置され、基板Ｗ及びマスクＭに形成されたアライメントマークを撮影するためのアライメント用カメラユニット２７をさらに含む。
本実施例において、アライメント用カメラユニット２７は、基板ＷとマスクＭの相対的位置を大まかに調整するのに用いられるラフアライメント用カメラと、基板ＷとマスクＭの相対的位置を高精度に調整するのに用いられるファインアライメント用カメラとを含むことができる。ラフアライメント用カメラは、相対的に視野角が広く、低解像度であり、ファインアライメント用カメラは、相対的に視野角は狭いが、高解像度を有するカメラである。
【００５８】
ラフアライメント用カメラとファインアライメント用カメラは、基板Ｗ及びマスクＭに形成されたアライメントマークに対応する位置に設置される。例えば、ファインアライメント用カメラは、４つのカメラが矩形の４つのコーナー部をなすように設置され、ラフアライメント用カメラは、該矩形の対向する二つの辺の中央に設置される。ただし、本発明はこれに限定されず、基板Ｗ及びマスクＭのアライメントマークの位置に応じて他の配置を有しても良い。
【００５９】
図２に示したように、本発明の一実施形態による成膜装置１１のアライメント用カメラユニット２７は、真空容器２１の上部大気側から基準プレート２１４を通して真空容器２１の内側に入り込むように設置される。このため、アライメント用カメラユニット２７は、大気側に配置されるアライメント用カメラを囲んで密封する真空対応筒（不図示）を含む。
このように、アライメント用カメラが真空対応筒を介して真空容器２１の内側に入り込むように設置することによって、磁気浮上ステージ機構２２の動作によって基板ＷとマスクＭが基準プレート２１４から比較的遠く離れて支持されても、基板ＷとマスクＭに形成されたアライメントマークに焦点を合わせることができる。真空対応筒の下端の位置は、アライメント用カメラの焦点深度と、基板Ｗ／マスクＭが基準プレート２１４から離れたときの距離に応じて、適切に決めることができる。
図２には図示しなかったが、成膜工程中に密閉される真空容器２１の内部は暗いので、真空容器２１の内側に入り込んでいるアライメント用カメラによりアライメントマークを撮影するために、アライメントマークを照らす照明光源を設置してもよい。
【００６０】
成膜装置１１は、制御部１００を備える。制御部は、基板Ｗ／マスクＭの搬送及びアライメントの制御、成膜の制御などの機能を有する。また、制御部は、静電チャックへの電圧印加を制御する機能を有しても良い。
制御部は、例えば、プロセッサ、メモリー、ストレージ、Ｉ／Ｏなどを持つコンピューターによって構成することができる。この場合、制御部の機能は、メモリーまたはストレージに格納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。コンピューターとしては、汎用のパーソナルコンピューターを使用してもよく、組込み型のコンピューターまたはＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を使用してもよい。または、制御部の機能の一部または全部をＡＳＩＣやＦＰＧＡのような回路で構成してもよい。また、成膜装置ごとに制御部が設置されていてもよく、一つの制御部が複数の成膜装置を制御するように構成してもよい。
【００６１】
＜磁気浮上ステージ機構＞
以下、図３Ａ−図３Ｄ、図４Ａ、図４Ｂ、図５を参照して、本発明の一実施形態による
磁気浮上ステージ機構２２について説明する。
図３Ａは、本発明の一実施形態による磁気浮上ステージ機構２２の模式的平面図であり、図３Ｂ〜図３Ｄは模式的断面図である。
【００６２】
磁気浮上ステージ機構２２は、前述したように、固定台として機能するステージ基準プレート部２２１と、可動台として機能する微動ステージプレート部２２２と、微動ステージプレート部２２２をステージ基準プレート部２２１に対して磁気浮上及び移動させるための磁気浮上ユニット２２３とを含む。
【００６３】
ステージ基準プレート部２２１は、微動ステージプレート部２２２の移動の基準となる部材であって、その位置が固定されるように設置される。例えば、図２に示したように、ステージ基準プレート部２２１は、ＸＹ平面に平行に、真空容器２１の基準プレート２１４に固定されるように設置される。ただし、本発明はこれに限定されず、ステージ基準プレート部２２１は、その位置が固定できる限り、基準プレート２１４に直接固定されず、他の部材（例えば、別の基準フレーム）に固定されてもよい。
ステージ基準プレート部２２１は、微動ステージプレート部２２２の移動の基準となる部材であるため、伸縮可能部材２１３及び除振ユニット２１６などにより、真空ポンプまたは床からの振動のような外乱から影響を受けないように設置されるのが好ましい。
【００６４】
微動ステージプレート部２２２は、ステージ基準プレート部２２１に対して移動可能に設置され、微動ステージプレート部２２２の一主面（例えば、下面）には、静電チャックのような基板吸着手段２４が設置される。したがって、微動ステージプレート部２２２の移動により、基板吸着手段２４及びこれに吸着された基板Ｗの位置を調整することができる。
【００６５】
本発明の一実施形態による磁気浮上ユニット２２３は、可動台である微動ステージプレート部２２２を固定台であるステージ基準プレート部２２１に対して移動させる駆動力を発生させるための磁気浮上リニアモータ３１と、微動ステージプレート部２２２の位置を測定するための位置測定手段と、微動ステージプレート部２２２をステージ基準プレート部２２１に対して浮上させる浮上力を提供することで微動ステージプレート部２２２にかかる重力を補償する自重補償手段３３と、微動ステージプレート部２２２の原点位置を決める原点位置決め手段３４とを含む。
【００６６】
磁気浮上リニアモータ３１は、微動ステージプレート部２２２を移動させるための駆動力を発生させる駆動源であって、例えば、図３Ａに示したように、微動ステージプレート部２２２をＸ方向に移動させるための駆動力を発生させる２つのＸ方向磁気浮上リニアモータ３１１と、微動ステージプレート部２２２をＹ方向に移動させるための駆動力を発生させる２つのＹ方向磁気浮上リニアモータ３１２と、微動ステージプレート部２２２をＺ方向に移動させるための駆動力を発生させる３つのＺ方向磁気浮上リニアモータ３１３とを含む。
【００６７】
これらの複数の磁気浮上リニアモータ３１を用いて、微動ステージプレート部２２２を６つの自由度に（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、θＸ方向、θＹ方向、θＺ方向に）移動させることができる。
例えば、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向への並進移動は、Ｘ方向磁気浮上リニアモータ３１１、Ｙ方向磁気浮上リニアモータ３１２、およびＺ方向磁気浮上リニアモータ３１３のそれぞれを同じ方向に駆動することによって具現できる。
【００６８】
θＺ方向への回転移動は、２つのＸ方向磁気浮上リニアモータ３１１と２つのＹ方向磁気浮上リニアモータ３１２の駆動方向を調整することによって具現できる。例えば、Ｘ方
向磁気浮上リニアモータ３１１ａは＋Ｘ方向に、Ｘ方向磁気浮上リニアモータ３１１ｂは−Ｘ方向に、Ｙ方向磁気浮上リニアモータ３１２ａは＋Ｙ方向に、Ｙ方向磁気浮上リニアモータ３１２ｂは−Ｙ方向に駆動することにより、微動ステージプレート部２２２をＺ軸を中心に反時計まわりに回転移動させることができる。
同様に、θＸ方向、θＹ方向への移動は、３つのＺ方向磁気浮上リニアモータ３１３のそれぞれの駆動方向を調整することによって具現できる。
図３Ａに示した磁気浮上リニアモータ３１の数や配置は、例示的なものであり、本発明はこれに限定されず、微動ステージプレート部２２２を所望の方向に移動させることができる限り、他の数や配置を有しても良い。
【００６９】
本発明においては、機械的モータとボールねじ／リニアガイドを使うアライメントステージの代わりに、磁気浮上ステージ機構２２を採用することによって、基板Ｗの位置調整の精度をさらに向上させることができる。
また、機械的ステージ機構とは違って、磁気浮上ステージ機構２２は、パーティクルによる汚染や潤滑剤の蒸発による汚染の恐れが少なく、磁気浮上ステージ機構２２を真空容器２１内に設置することが可能となる。これにより、基板Ｗの保持手段（基板吸着手段２４）とステージ機構との間の距離が小さくなるので、ステージ機構の駆動時の揺動や外乱が基板吸着手段２４に及ぼす影響が増幅することを抑制することができる。
【００７０】
図４Ａは、Ｚ方向磁気浮上リニアモータ３１３の構造を示す模式図であり、図４ｂは、Ｘ方向磁気浮上リニアモータ３１１またはＹ方向磁気浮上リニアモータ３１２の構造を示す模式図である。
【００７１】
磁気浮上リニアモータ３１は、ステージ基準プレート部２２１に設置される固定子３１４と、微動ステージプレート部２２２に設置される可動子３１５とを含む。なお、ステージ基準プレート部２２１および微動ステージプレート部２２２の一方に固定子３１４を設置し、他方に可動子３１５を設置すれば良い。
図４Ａおよび図４Ｂに示すように、磁気浮上リニアモータ３１の固定子３１４は、磁界発生手段、例えば、電流が流れるコイル３１４１を含み、可動子３１５は、磁性体、例えば、永久磁石３１５１を含む。
【００７２】
磁気浮上リニアモータ３１は、固定子３１４のコイル３１４１に電流を流すことで発生した磁界によって、可動子３１５の永久磁石３１５１に駆動力を加える。磁気浮上リニアモータ３１は、固定子３１４に流れる電流の方向を調整することによって、可動子３１５である永久磁石３１５１に加えられる力の方向を調整することができる。
例えば、図４Ａの（ｂ）に示したように、固定子３１４のコイル３１４１に流れる電流の方向を、紙面上で反時計回りにすると、図４Ａの（ａ）において、コイル３１４１の左側（−Ｘ側）にＮ極が誘導され、右側（＋Ｘ側）にはＳ極が誘導されるので、可動子３１５は、下方（−Ｚ）方向に力を受ける。逆に、コイル３１４１に流れる電流の方向を時計回りにすると、可動子３１５を上方（＋Ｚ）方向に移動させることができる。
【００７３】
同様に、図４Ｂに示したＸ方向磁気浮上リニアモータ３１１、又はＹ方向磁気浮上リニアモータ３１２も、固定子３１４のコイル３１４１に流れる電流の方向を制御することによって、可動子３１５をそれぞれＸ方向、Ｙ方向に移動させることができる。
【００７４】
本発明の一実施形態による磁気浮上ユニット２２３の位置測定手段は、微動ステージプレート部２２２の位置を測定するための手段であって、レーザー干渉計３２と、これと対向するように微動ステージプレート部２２２に設置された反射部３２４とを含む。反射部３２４は、例えば、平面鏡であり得る。
レーザー干渉計３２は、測定ビームを微動ステージプレート部２２２に設置された反射
部３２４に照射し、その反射ビームを検出することで、反射部３２４の位置（微動ステージプレート部２２２の位置）を測定する。より具体的には、レーザー干渉計３２は、測定ビームの反射光と参照ビームの反射光との干渉光に基づいて、微動ステージプレート部２２２の位置を測定することができる。
【００７５】
本発明の一実施形態による磁気浮上ユニット２２３の位置測定手段は、微動ステージプレート部２２２のＸ方向における位置を測定するためのＸ方向位置測定部と、Ｙ方向における位置を測定するためのＹ方向位置測定部と、Ｚ方向における位置を測定するためのＺ方向位置測定部とを含む。
【００７６】
図３Ａに示したように、本発明の一実施形態による位置測定手段のレーザー干渉計３２は、微動ステージプレート部２２２のＸ軸方向の位置を検出するための二つのＸ方向レーザー干渉計３２１と、微動ステージプレート部２２２のＹ軸方向の位置を検出するための一つのＹ方向レーザー干渉計３２２と、微動ステージプレート部２２２のＺ軸方向の位置を検出するための３つのＺ方向レーザー干渉計３２３とを含む。
【００７７】
微動ステージプレート部２２２には、これらのレーザー干渉計３２からの測定ビームを反射させる反射部３２４が、レーザー干渉計３２に対向するように設置される。例えば、反射部３２４は、Ｘ方向レーザー干渉計３２１に対向するように設置されたＸ方向反射部３２４１と、Ｙ方向レーザー干渉計３２２に対向するように設置されたＹ方向反射部３２４２と、Ｚ方向レーザー干渉計３２３に対向するように設置されたＺ方向反射部３２４３とを含む。
【００７８】
Ｘ方向位置測定部は、Ｘ方向レーザー干渉計３２１とＸ方向反射部３２４１とを含み、Ｙ方向位置測定部は、Ｙ方向レーザー干渉計３２２とＹ方向反射部３２４２とを含み、Ｚ方向位置測定部は、Ｚ方向レーザー干渉計３２３とＺ方向反射部３２４３とを含む。
図３Ａに示した実施例では、Ｘ方向反射部３２４１とＺ方向反射部３２４３は、一つの部材の側面と上面に設置された平面鏡であるが、本発明はこれに限定されず、それぞれの反射部３２４が、これに対向するレーザー干渉計３２からの測定ビームを反射してレーザー干渉計３２に戻すことができる限り、他の構造及び配置であっても良い。
【００７９】
このような位置測定手段の構成により、６つの自由度（ｄｅｇｒｅｅ  ｏｆ  ｆｒｅｅｄｏｍ）で、微動ステージプレート部２２２の位置を精密に測定することができる。つまり、Ｘ方向レーザー干渉計３２１、Ｙ方向レーザー干渉計３２２、及びＺ方向レーザー干渉計３２３によって、微動ステージプレート部２２２のＸ方向位置、Ｙ方向位置、及びＺ方向位置を測定することができる。また、Ｘ方向レーザー干渉計３２１を複数設置することによって、Ｚ軸を中心とした回転（θＺ）方向の位置も測定することができる。また、Ｚ方向レーザー干渉計３２３を複数設置することによって、Ｘ軸および／またはＹ軸を中心とした回転方向（θＸまたはθＹ）の位置（つまり、微動ステージプレート部２２２の傾斜角度）も測定することができる。
【００８０】
ただし、本発明は、図３Ａ及び図３Ｂに示したレーザー干渉計３２と反射部３２４の数や配置に限定されず、微動ステージプレート部２２２の６つの自由度（Ｘ、Ｙ、Ｚ、θＸ、θＹ、θＺ）における位置を測定することができる限り、他の数や配置を有しても良い。例えば、Ｘ方向レーザー干渉計の設置数を２つから１つだけにするとともに、Ｙ方向レーザー干渉計の設置数を１つから２つにしてもよい。
【００８１】
本発明の一実施形態による成膜装置１１の制御部は、レーザー干渉計３２によって測定された微動ステージプレート部２２２（またはこれに設置された基板吸着手段２４）の位置情報に基づいて、磁気浮上リニアモータ３１を制御する。例えば、成膜装置１１の制御
部は、微動ステージプレート部２２２または基板吸着手段２４を、レーザー干渉計３２で測定された微動ステージプレート部２２２または基板吸着手段２４の位置と、アライメント用カメラユニット２７で測定された基板ＷとマスクＭ間の相対的位置ずれ量とによって決められる位置決め目標位置に移動させる。これにより、微動ステージプレート部２２２または基板吸着手段２４の位置をナノメートル単位で高精度に制御することができる。
【００８２】
本実施例では、微動ステージプレート部２２２の位置を測定するための手段であって、レーザー干渉計を用いる構成を説明したが、本発明はこれに限定されず、微動ステージプレート部２２２の位置が測定できる限り、他の位置測定手段を用いても良い。
【００８３】
自重補償手段３３は、微動ステージプレート部２２２の重量を補償するための手段である。例えば、本発明の一実施形態による自重補償手段３３は、図３Ｄ及び図５に示したように、ステージ基準プレート部２２１側に設けられた第１の磁石部３３１と、微動ステージプレート部２２２側に設けられた第２の磁石部３３２との間の反発力または吸引力を利用して、微動ステージプレート部２２２にかかる重力に相応する大きさの浮上力を、重力と反対方向に、発生させる。
第１の磁石部３３１と第２の磁石部３３２は、電磁石または永久磁石で構成することができる。図３Ｄおよび図５に示された第１の磁石部３３１と第２の磁石部３３２において、右下がりの線でハッチングされた部分と、右上がり線でハッチングされた部分は、それぞれ別の磁極（Ｓ極またはＮ極）を示している。
【００８４】
例えば、図３Ｄに示したように、ステージ基準プレート部２２１側に設けられた第１の磁石部３３１と微動ステージプレート部２２２側に設けられた第２の磁石部３３２を、逆極性の磁極が対向するように配置することによって、ステージ基準プレート部２２１側に設けられた第１の磁石部３３１が微動ステージプレート部２２２側に設けられた第２の磁石部３３２を上方に吸引し、微動ステージプレート部２２２にかかる重力を相殺することができる。
【００８５】
または、ステージ基準プレート部２２１側に設けられた第１の磁石部３３１と微動ステージプレート部２２２側に設けられた第２の磁石部３３２との間の反発力によって、微動ステージプレート部２２２の重力を相殺することもできる。
例えば、図５に示したように、第１の磁石部３３１と第２の磁石部３３２を同じ極性の磁極が対向するように配置するとともに、微動ステージプレート部２２２と第２の磁石部３３２との間にＺ方向に延びるスペーサー３３３を介在させ、第２の磁石部３３２の下端（端部）が第１の磁石部３３１の下端（端部）よりも高くなるように設置してもよい。つまり、スペーサー３３３のＺ方向の長さを、微動ステージプレート部２２２側に設けられた第２の磁石部３３２の下端がステージ基準プレート部２２１側に設けられた第１の磁石部３３１の下端よりも高くなるように（つまり、微動ステージプレート部２２２から、より遠くなるように）する。
図５のような構成によって、微動ステージプレート部２２２側に設けられた第２の磁石部３３２は、ステージ基準プレート部２２１側に設けられた第１の磁石部３３１により上方に反発力を受け、微動ステージプレート部２２２にかかる重力を相殺することができる。
【００８６】
微動ステージプレート部２２２をより安定的に支持することができるように、図３Ａに示したように、自重補償手段３３を、ＸＹ平面内で少なくとも３つの位置に設置することが好ましい。例えば、微動ステージプレート部２２２の重心の周りに対称になるように設置することが好ましい。
【００８７】
このように、本発明の一実施形態による成膜装置１１においては、自重補償手段３３を
採用することによって、磁気浮上リニアモータ３１の負荷を低減させ、磁気浮上リニアモータ３１から発生する熱を低減することができる。これにより基板Ｗに成膜された有機材料が熱変性することを抑制することができる。
【００８８】
つまり、自重補償手段３３を使わず、Ｚ方向磁気浮上リニアモータ３１３のみで微動ステージプレート部２２２の重量を支持しようとすると、Ｚ方向磁気浮上リニアモータ３１３に過度な負荷がかかり、相当な熱が発生し、これが基板Ｗ上に成膜された有機材料の変性をもたらす恐れがある。本実施例では、微動ステージプレート部２２２にかかる重力は自重補償手段３３によって相殺されるので、Ｚ方向磁気浮上リニアモータ３１３は、自重補償手段３３によって浮上された微動ステージプレート部２２２にＺ方向の微動のための駆動力のみを提供すれば良く、よって、負荷が低減される。
【００８９】
本発明の一実施例においては、自重補償手段３３を磁石で具現したが、本発明はこれに限定されず、微動ステージプレート部２２２の重力を相殺して浮上させることができる限り、他の構成を有しても良い。
【００９０】
本発明の一実施形態による磁気浮上ユニット２２３の原点位置決め手段３４は、微動ステージプレート部２２２の原点位置を決める手段であって、三角錐状の凹部３４１と半球状の凸部３４２とを含むキネマティックカップリング（ｋｉｎｅｍａｔｉｃ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）で構成することができる。
例えば、図３Ｃに示したように、ステージ基準プレート部２２１側に三角錐状の凹部３４１を設置し、微動ステージプレート部２２２側に半球状の凸部３４２を設置する。半球状の凸部３４２が三角錐状の凹部３４１に挿入されると、半球状の凸部３４２が３つの支点で三角錐状の凹部３４１の内面に接触し、微動ステージプレート部２２２の位置が決められる。
【００９１】
このようなキネマティックカップリングタイプの原点位置決め手段３４を、図３Ａに示したように、微動ステージプレート部２２２の中心の周りに、Ｘ方向とＹ方向を含む平面上で、３つを等間隔（例えば、１２０°間隔）に設置することで、微動ステージプレート部２２２の中心の位置を一定に決めることができる。つまり、微動ステージプレート部２２２をステージ基準プレート部２２１に接近させて３つの原点位置決め手段の凸部３４２が凹部３４１内に着座したときの、微動ステージプレート部２２２の位置を、レーザー干渉計３２により測定し、これを原点位置とする。
本発明の一実施形態による成膜装置１１によると、３つのキネマティックカップリングを原点位置決め手段３４として採用することで、微動ステージプレート部２２２の原点位置を一定に決めることができ、微動ステージプレート２２２の位置制御をより精密に行うことができる。
【００９２】
このように、本発明の一実施形態による成膜装置１１によれば、機械的な駆動機構を使わずに、磁気浮上駆動機構（磁気浮上リニアモータ）を使うことによって、ステージ及びその駆動機構を成膜装置１１の真空容器２１内に配置することができ、外乱による振動の影響を効果的に低減することができる。また、機械的駆動による揺動を低減することができ、その結果、基板の位置調整の精度を向上させることができる。さらに、レーザー干渉計３２を含む位置測定手段、自重補償手段３３、及びキネマティックカップリングからなる原点位置決め手段３４を採用することによって、基板の位置調整の精度をさらに向上させることができる。
【００９３】
＜アライメント方法＞
以下、図７のフローチャートを参照しつつ、本発明の磁気浮上ステージ機構２２を用いて、基板ＷとマスクＭの相対的位置の調整を行うアライメント方法を説明する。
【００９４】
まず、マスクＭと基板Ｗが真空容器２１内に搬入され、各々マスク支持ユニット２３と基板支持ユニットによって支持される（ステップＳ１０１）。
【００９５】
基板支持ユニットによって支持された基板Ｗを磁気浮上ステージ機構２２の微動ステージプレート部２２２に設置された基板吸着手段２４に向かって移動させる。
基板Ｗが基板吸着手段２４に十分に近づくと、基板吸着手段２４に基板吸着電圧を印加し、静電引力により基板Ｗを基板吸着手段２４に吸着させる。基板Ｗを基板吸着手段２４に吸着させる際に、基板吸着手段２４の吸着面全体に基板Ｗの全面を同時に吸着させてもよく、基板吸着手段２４の複数の領域のうち一領域から他の領域に向かって順次に基板Ｗを吸着させてもよい（ステップＳ１０２）。
【００９６】
次いで、成膜装置１１の制御部は、マスク支持ユニット昇降機構を駆動して、基板吸着手段２４とマスク支持ユニット２３を相対的に接近させる。この際、制御部は、基板吸着手段２４に吸着された基板Ｗとマスク支持ユニット２３によって支持されたマスクＭとの間の距離が、予め設定されたラフアライメント計測距離になるまで、基板吸着手段２４とマスク支持ユニット２３を相対的に接近（例えば、マスク支持ユニット２３を上昇）させる。
基板ＷとマスクＭとの間の距離がラフアライメント計測距離になると、ラフアライメント用カメラにより、基板Ｗ及びマスクＭのアライメントマークを撮像して、ＸＹθＺ方向における基板ＷとマスクＭの相対位置を測定し、これに基づき、これらの相対的位置ずれ量を算出する（ステップＳ１０３）。
【００９７】
制御部は、レーザー干渉計３２によって測定された微動ステージプレート部２２２（または基板吸着手段２４）の位置と、ラフアライメント用カメラによって算出された位置ずれ量とに基づいて、微動ステージプレート部２２２（または基板吸着手段２４）の移動目標位置の座標を算出する。
移動目標位置の座標に基づいて、微動ステージプレート部２２２の位置をレーザー干渉計３２で測定しながら、磁気浮上リニアモータ３１によってＸＹθＺ方向に微動ステージプレート部２２２（または基板吸着手段２４）を移動目標位置まで駆動することによって、基板ＷとマスクＭの相対位置を調整する。ラフアライメントでは、微動ステージプレート部２２２を磁気浮上リニアモータ３１によって移動させると説明したが、基板ＷとマスクＭの位置ずれ量の大きさに応じてマスク支持ユニット２３をＸＹθＺ方向に移動させ、ラフアライメントを行ってもよい（ステップＳ１０４）。
【００９８】
ラフアライメントが完了すると、マスク支持ユニット昇降機構によってマスク支持ユニット２３をさらに上昇させ、マスクＭが基板Ｗに対してファインアライメント計測位置まで来るようにする。
マスクＭが基板Ｗに対してファインアライメント計測位置に来ると、ファインアライメント用カメラで基板Ｗ及びマスクＭのアライメントマークを撮像し、ＸＹθＺ方向における基板ＷとマスクＭの相対的位置ずれ量を測定する（ステップＳ１０５）。
【００９９】
ファインアライメント計測位置における基板ＷとマスクＭとの間の相対的位置ずれ量が所定の閾値より大きければ、マスクＭを再度下降させ、基板ＷとマスクＭを離間させた後、レーザー干渉計３２によって測定された微動ステージプレート部２２２の位置と、基板ＷとマスクＭの相対的位置ずれ量に基づいて、微動ステージプレート部２２２の移動目標位置を算出する。
算出された移動目標位置に基づいて、微動ステージプレート部２２２の位置をレーザー干渉計３２で測定しながら、磁気浮上リニアモータ３１によってＸＹθＺ方向に微動ステージプレート部２２２を移動目標位置まで駆動することによって、基板ＷとマスクＭの相
対位置を調整する（ステップＳ１０６）。
【０１００】
このような過程を、基板ＷとマスクＭの相対的位置ずれ量が所定の閾値より小さくなるまで繰り返す。
基板ＷとマスクＭの相対的位置ずれ量が所定の閾値より小さくなると、基板吸着手段２４に吸着された基板Ｗの被成膜面がマスクＭの上面と接触する蒸着位置になるように、マスク支持ユニット２３を上昇させる。
基板ＷとマスクＭが接触した蒸着位置に達すると、磁力印加手段２６１を下降させ、基板Ｗ越しにマスクＭを引き寄せることで、基板ＷとマスクＭを密着させる（ステップＳ１０７）。
【０１０１】
この過程で、基板ＷとマスクＭのＸＹθＺ方向における位置ずれが生じたかを確認するために、ファインアライメント用カメラを用いて、基板ＷとマスクＭの相対的位置の計測を行い、計測された相対的位置のずれ量が所定の閾値の以上である場合、基板ＷとマスクＭを所定の距離まで再び離間（例えば、マスク支持ユニット２３を下降）させた後、基板ＷとマスクＭとの間の相対位置を調整し、同じ過程を繰り返す（ステップＳ１０８）。
【０１０２】
基板ＷとマスクＭが蒸着位置に位置する状態で、基板ＷマスクＭとの間の相対的位置ずれ量が所定の閾値より小さくなると、アライメント工程を完了し、成膜工程を開始する（ステップＳ１０９）。
【０１０３】
＜成膜プロセス＞
以下、本実施形態によるアライメント方法を採用した成膜方法について説明する。
前述の本実施形態によるアライメント方法に従ってアライメントを行い、基板ＷとマスクＭとの間の相対位置のずれ量が所定の閾値より小さくなると、制御部は、成膜源２５のシャッタを開け、成膜材料をマスクを介して基板Ｓに成膜する。
【０１０４】
膜が所望の厚さになるよう蒸着した後、磁力印加手段２６を上昇させてマスクＭを分離してマスク支持ユニット２３に支持させたのち、マスク支持ユニット２３を下降させる。
次いで、搬送ロボット１４のハンドが成膜装置１１の真空容器２１内に進入し、基板吸着手段２４の電極部にゼロ（０）または逆極性の基板分離電圧が印加し、基板Ｗを基板吸着手段２４から分離する。分離された基板を搬送ロボット１４によって真空容器２１から搬出する。
【０１０５】
なお、上述の説明では、成膜装置１１は、基板Ｗの被成膜面が鉛直方向下方を向いた状態で成膜が行われる、いわゆる上向蒸着方式（デポアップ）の構成としたが、本発明はこれに限定はされず、基板Ｗが真空容器２１の側面側に垂直に立てられた状態で配置され、基板Ｗの被成膜面が重力方向と平行な状態で成膜が行われる構成であってもよい。
【０１０６】
＜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表示装置の構成及び製造方法を例示する。
【０１０７】
まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図６（ａ）は有機ＥＬ表示装置６０の全体図、図６（ｂ）は１画素の断面構造を表している。
【０１０８】
図６（ａ）に示すように、有機ＥＬ表示装置６０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。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６１において所望の色の表示を可能とする最小単位を指している。
本実施例にかかる有機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６２Ｒ、第２発光素子６２Ｇ、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。画素６２は、赤色発光素子と緑色発光素子と青色発光素子の組合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。
【０１０９】
図６（ｂ）は、図６（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６３上に、陽極６４と、正孔輸送層６５と、発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂのいずれかと、電子輸送層６７と、陰極６８と、を備える有機ＥＬ素子を有している。これらのうち、正孔輸送層６５、発光層６６Ｒ、６６Ｇ、６６Ｂ、電子輸送層６７が有機層に当たる。また、本実施形態では、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。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（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、陽極６４は、発光素子ごとに分離して形成されている。正孔輸送層６５と電子輸送層６７と陰極６８は、複数の発光素子６２Ｒ、６２Ｇ、６２Ｂと共通で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、陽極６４と陰極６８とが異物によってショートするのを防ぐために、陽極６４間に絶縁層６９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７０が設けられている。
【０１１０】
図６（ｂ）では正孔輸送層６５や電子輸送層６７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含む複数の層で形成されてもよい。また、陽極６４と正孔輸送層６５との間には陽極６４から正孔輸送層６５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、陰極６８と電子輸送層６７の間にも電子注入層が形成されことができる。
【０１１１】
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）および陽極６４が形成された基板６３を準備する。
【０１１２】
陽極６４が形成された基板６３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、陽極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。
【０１１３】
絶縁層６９がパターニングされた基板６３を第１の有機材料成膜装置に搬入し、静電チャックにて基板を保持し、正孔輸送層６５を、表示領域の陽極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。
【０１１４】
次に、正孔輸送層６５までが形成された基板６３を第２の有機材料成膜装置に搬入し、静電チャックにて保持する。基板とマスクとのアライメントを行い、基板６３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。
発光層６６Ｒ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６６Ｇ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。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。
【０１１５】
電子輸送層６７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陰極６８を成膜する。金属性蒸着材料成膜装置は、蒸発加熱方式の成膜装置であってもよく、スパッタリング方式の成膜装置であっても良い。
【０１１６】
本発明によると、機械的なステージ機構の代わりに磁気浮上ステージ機構を用いることで、基板とマスクとの間のアライメントの精度をさらに向上させることができる。
その後、プラズマＣＶＤ装置に移動して保護層７０を成膜して、有機ＥＬ表示装置６０が完成する。
【０１１７】
絶縁層６９がパターニングされた基板６３を成膜装置に搬入してから保護層７０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、本例において、成膜装置間の基板の搬入搬出は、真空雰囲気または不活性ガス雰囲気の下で行われる。
【０１１８】
前記実施例は本発明の一例を現わしたものであり、本発明は前記実施例の構成に限定されないし、その技術思想の範囲内で適切に変形しても良い。
【符号の説明】
【０１１９】
１１：成膜装置
２１：真空容器
２２：磁気浮上ステージ機構
２３：マスク支持ユニット
２４：基板吸着手段
【図１】
2020111821.tif 000003
【図２】
2020111821.tif 000004
【図３Ａ】
2020111821.tif 000005
【図３Ｂ】
2020111821.tif 000006
【図３Ｃ】
2020111821.tif 000007
【図３Ｄ】
2020111821.tif 000008
【図４Ａ】
2020111821.tif 000009
【図４Ｂ】
2020111821.tif 000010
【図５】
2020111821.tif 000011
【図６】
2020111821.tif 000012
【図７】
2020111821.tif 000013