(57)【要約】【課題】成膜工程で用いられる基板とマスクのアライメントを高精度に行うことができるようにする。【解決手段】基板（１）の長辺部において、基板受け爪（２６ａ、２６ｂ）で基板（１）を支持する（Ｓ１０１）。基板（１）は、自重で撓み湾曲形状となる。基板（１）の湾曲形状の中央最低部と、長辺部において、基板（１）をクランプ（Ｓ１０２、Ｓ１０７）して、下降させ、基板（１）とマスク（２）の中央部が撮像装置（１４ｃ、１４ｄ）の被写界深度に収まる状態を形成する。撮像装置で撮像した画像に対する画像処理結果に応じて、基板（１）を位置ズレが小さくなるよう移動させる（Ｓ１１１〜Ｓ１１３）。規定内の位置ズレとなったら、さらに基板（１）とマスク（２）を近接させ、基板（１）の中央部から除々にマスク（２）に接触させ、マスク（２）の全面を互いに密着させる（Ｓ１１４〜Ｓ１２０）。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の第１辺に沿って基板を支持する、上下動可能な第１基板支持部と、
前記第１辺と対向する第２辺に沿って前記基板を支持する、上下動可能な第２基板支持部と、
前記基板の、前記第１辺および前記第２辺と交差する第３辺および第４辺を、前記基板の前記第１辺および前記第２辺の中間で支持する、第３基板支持部と、
前記基板を前記第１基板支持部に向かって押圧可能な第１押圧部と、
前記基板を前記第２基板支持部に向かって押圧可能な第２押圧部と、
前記基板を前記第３基板支持部に向かって押圧可能な第３押圧部と、
を備えた基板支持部を用いて前記基板を移動させ、前記基板をマスクの上に載置する基板載置方法であって、
前記第１基板支持部と前記第２基板支持部とで前記基板を支持し、前記基板をその自重によって下方に凸なＵ字形状に撓んだ湾曲姿勢を形成する姿勢制御工程と、
前記Ｕ字形状の底部において、前記基板を前記第３基板支持部および前記第３押圧部とによって保持し、かつ、前記第１基板支持部および前記第１押圧部と、前記第２基板支持部および前記第２押圧部と、によって前記基板の前記第１辺と、前記第２辺と、を保持し、前記基板を前記湾曲姿勢を保って前記第１基板支持部、前記第２基板支持部および前記第３基板支持部を前記マスクに向かって下降させ、前記基板の前記第３基板支持部の側に設けられたアライメントマークと、前記マスクの前記第３基板支持部の側に設けられたアライメントマークと、が共に撮像装置の被写界深度に含まれる状態を形成する基板下降工程と、
前記基板と前記マスクとにそれぞれ設けられた前記アライメントマークを前記撮像装置により撮像して前記基板と前記マスクの相対位置情報を取得し、前記基板と前記マスクの位置ずれ量を計測する計測工程と、
前記計測工程で計測した前記位置ずれ量が所定のしきい値を超える場合、前記計測工程で取得した相対位置情報に基づき、前記基板と前記マスクの位置ずれ量が減少するように前記第１基板支持部、前記第２基板支持部および前記第３基板支持部によって前記基板を移動させるアライメント工程と、
前記計測工程で計測した前記位置ずれ量が所定のしきい値以下の場合、前記第１基板支持部、前記第２基板支持部および前記第３基板支持部により前記基板を前記マスクに向かって下降させ、前記基板を前記マスクに載置する載置工程と、を含む基板載置方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板載置方法において、前記載置工程において、前記Ｕ字形状の底部の領域が前記基板と前記マスクとが接触する前に、前記第３基板支持部と前記第３押圧部とによる前記基板の押圧を解除する基板載置方法。
【請求項３】
請求項２に記載の基板載置方法において、前記載置工程において、前記Ｕ字形状の底部の領域が前記基板と前記マスクとが接触する前に、前記第３基板支持部と前記第３押圧部とが前記基板を押圧する位置から退避可能に構成されている基板載置方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の基板載置方法において、前記撮像装置により撮像される前記基板の撮像範囲が高低差１ｍｍ以内の範囲の部位を含む基板載置方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の基板載置方法において、前記基板の前記アライメントマークが、前記基板の前記第３辺および前記第４辺に沿ってそれぞれ配置された第１のアライメントマークおよび第２のアライメントマークを含み、前記第１のアライメントマークおよび第２のアライメントマークが、前記第１辺と前記第２辺との中心線に沿って配置される基板載置方法。
【請求項６】
請求項１から４のいずれか１項に記載の基板載置方法において、前記基板の前記アライメントマークが、前記基板の前記第３辺および前記第４辺に沿ってそれぞれ配置された第１のアライメントマークおよび第２のアライメントマークを含み、前記第１のアライメントマークおよび第２のアライメントマークが、前記第１辺と前記第２辺との中心線の、前記第１辺の側と、前記第２辺の側と、にそれぞれ配置される基板載置方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の基板載置方法において、前記撮像装置が、前記第３基板支持部の上方に配置されている基板載置方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の基板載置方法において、前記載置工程の後、前記撮像装置、あるいはさらに前記基板の上部の他の部位に配置された他の撮像装置を用いて、前記基板と前記マスクとを撮像して取得した前記基板と前記マスクの相対位置情報に基づき、前記基板と前記マスクの位置ずれ量を取得し、計測した前記位置ずれ量が所定のしきい値を超える場合、前記第１基板支持部および前記第１押圧部と、前記第２基板支持部および前記第２押圧部と、を前記基板を押圧した状態で上昇させて前記基板を前記湾曲姿勢に移行させた後、前記第３押圧部で前記基板を押圧して、前記計測工程、前記アライメント工程、および前記載置工程を実行する基板載置方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項に記載の基板載置方法により前記基板を前記マスクに載置した後、前記基板に成膜材料を付着させる成膜工程を含む成膜方法。
【請求項１０】
基板の第１辺に沿って基板を支持する、上下動可能な第１基板支持部と、前記第１辺と対向する第２辺に沿って前記基板を支持する、上下動可能な第２基板支持部と、前記基板の、前記第１辺および前記第２辺と交差する第３辺および第４辺を、前記基板の前記第１辺および前記第２辺の中間で支持する、第３基板支持部と、前記基板を前記第１基板支持部に向かって押圧可能な第１押圧部と、前記基板を前記第２基板支持部に向かって押圧可能な第２押圧部と、前記基板を前記第３基板支持部に向かって押圧可能な第３押圧部と、マスクと、撮像装置と、成膜源と、制御部と、を備え、
前記制御部が、
前記第１基板支持部と前記第２基板支持部とで前記基板を支持し、前記基板をその自重によって下方に凸なＵ字形状に撓んだ湾曲姿勢を形成する姿勢制御工程と、
前記Ｕ字形状の底部において、前記基板を前記第３基板支持部および前記第３押圧部とによって保持し、かつ、前記第１基板支持部および前記第１押圧部と、前記第２基板支持部および前記第２押圧部と、によって前記基板の前記第１辺と、前記第２辺と、を保持し、前記基板を前記湾曲姿勢を保って前記第１基板支持部、前記第２基板支持部および前記第３基板支持部を前記マスクに向かって下降させ、前記基板の前記第３基板支持部の側に設けられたアライメントマークと、前記マスクの前記第３基板支持部の側に設けられたアライメントマークと、が共に撮像装置の被写界深度に含まれる状態を形成する撮像装置の被写界深度内に進入させる基板下降工程と、
前記基板と前記マスクとにそれぞれ設けられた前記アライメントマークを前記撮像装置により撮像して前記基板と前記マスクの相対位置情報を取得し、前記基板と前記マスクの位置ずれ量を計測する計測工程と、
前記計測工程で計測した前記位置ずれ量が所定のしきい値を超える場合、前記計測工程で取得した相対位置情報に基づき、前記基板と前記マスクの位置ずれ量が減少するように前記第１基板支持部、前記第２基板支持部および前記第３基板支持部によって前記基板を移動させるアライメント工程と、
前記計測工程で計測した前記位置ずれ量が所定のしきい値以下の場合、前記第１基板支持部、前記第２基板支持部および前記第３基板支持部により前記基板を前記マスクに向かって下降させ、前記基板を前記マスクに載置する載置工程と、
前記載置工程の後、前記成膜源から前記基板に成膜材料を付着させて成膜する成膜工程と、を実行する成膜装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の成膜装置において、前記載置工程において、前記Ｕ字形状の底部の領域が前記基板と前記マスクとが接触する前に、前記第３基板支持部と前記第３押圧部とによる前記基板の押圧を解除する成膜装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の成膜装置において、前記載置工程において、前記Ｕ字形状の底部の領域が前記基板と前記マスクとが接触する前に、前記第３基板支持部と前記第３押圧部とが前記基板を押圧する位置から退避可能に構成されている成膜装置。
【請求項１３】
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の成膜装置において、前記撮像装置により撮像される前記基板の撮像範囲が高低差１ｍｍ以内の範囲の部位を含む成膜装置。
【請求項１４】
請求項１０から１３のいずれか１項に記載の成膜装置において、前記基板の前記アライメントマークが、前記基板の前記第３辺および前記第４辺に沿ってそれぞれ配置された第１のアライメントマークおよび第２のアライメントマークを含み、前記第１のアライメントマークおよび第２のアライメントマークが、前記第１辺と前記第２辺との中心線に沿って配置される成膜装置。
【請求項１５】
請求項１０から１３のいずれか１項に記載の成膜装置において、前記基板の前記アライメントマークが、前記基板の前記第３辺および前記第４辺に沿ってそれぞれ配置された第１のアライメントマークおよび第２のアライメントマークを含み、前記第１のアライメントマークおよび第２のアライメントマークが、前記第１辺と前記第２辺との中心線の、前記第１辺の側と、前記第２辺の側と、にそれぞれ配置される成膜装置。
【請求項１６】
請求項１０から１５のいずれか１項に記載の成膜装置において、前記撮像装置が、前記第３基板支持部の上方に配置されている成膜装置。
【請求項１７】
請求項１０から１６のいずれか１項に記載の成膜装置において、前記載置工程の後、前記撮像装置、あるいはさらに前記基板の上部の他の部位に配置された他の撮像装置を用いて、前記基板と前記マスクとを撮像して取得した前記基板と前記マスクの相対位置情報に基づき、前記基板と前記マスクの位置ずれ量を取得し、計測した前記位置ずれ量が所定のしきい値を超える場合、前記第１基板支持部および前記第１押圧部と、前記第２基板支持部および前記第２押圧部と、を前記基板を押圧した状態で上昇させて前記基板を前記湾曲姿勢に移行させた後、前記第３押圧部で前記基板を押圧して、前記計測工程、前記アライメント工程、および前記載置工程を実行する成膜装置。
【請求項１８】
請求項１０から１７のいずれか１項に記載の成膜装置を複数、備え、少なくとも１つの前記成膜装置が前記成膜工程において前記成膜源から前記基板に有機材料を蒸着する有機ＥＬパネルの製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の載置位置をアライメントするアライメント処理を含む基板載置方法、その基板を用いる成膜方法、成膜装置、および有機ＥＬパネルの製造システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に対する成膜工程を含む物品の製造、例えば有機ＥＬディスプレイの製造において、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を形成した基板上に赤・緑・青の発光をする有機材料を配置する必要がある。この有機材料を配置する手法としては、メタルマスクを用いた真空蒸着が主に用いられている。この種の真空蒸着では、ＴＦＴが形成された基板を下向きの姿勢で支持し、下方から蒸着材料を上向きに成膜する構成が多い。このように基板の成膜面を下向きにして成膜を行う場合、なるべく成膜を妨げないよう基板をその端部で挟持して支持するため、基板の中央部が自重で下方に凸形状に撓んだ状態となり易い。
【０００３】
また、ＴＦＴの所望の場所に赤・緑・青の発光する有機膜を形成するために、基板とメタルマスクのアライメント（位置合わせ）を精密に行う必要がある。例えば、まず基板とマスクとが接触しない位置関係に配置して、撮像用カメラを用いて基板のアライメントマークとマスクのアライメントマークを用いて両者の位置合わせを行う。その後、基板とマスクとを接近させ、マスク上に基板を載置する。この状態で基板のアライメントマークとマスクのアライメントマークとのずれ量が所定の範囲内に収まっていれば、アライメントは正常終了となる。近年では、量産効率を向上するため基板が大型化する中で、ディスプレイの高画素化のため、要求されるアライメント精度は数μｍ以内のオーダーまで高精度化している。
【０００４】
基板とマスクをアライメントする方法として、下記の特許文献１、および特許文献２に開示されているような技術が知られている。特許文献１の構成では、基板とマスクの重ね合わせ位置を判別する指標を視認して、適正な重ね合わせ位置に補正する。また、特許文献２では、基板とマスクの少なくとも一方を２つのアライメントマークを結ぶ線が稜線部となるように凸形状に撓ませ、この稜線部で基板とマスクとのアライメントを行う構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０２７２９１号公報
【特許文献２】特開２００７−２０７６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２に開示されている手法では、基板とマスクの重ね合わせ時にアライメントマーク付近の位置ずれをなくすのが難しい。特に、昨今の大型化した基板では、基板をその周辺部で保持すると大きく撓んでしまい、周辺部に配置されるアライメントマークは撓みの最下点から数ミリ高低差を持つ場合がある。このため、基板とマスクの接触防止のため、撮像光学系の被写界深度を大きく取る必要が生じる。そして、被写界深度を大きく取ることにより、撮像過程における光学分解能の低下が生じ、必要なアライメント精度を得ることができない場合がある。また、大きく撓んだ基板は、重ね合わせの過程でマスク中心部に強接触したのち除々に当接面が広がる過程を経て、マスクへの載置状態となる。このような基板とマスクの撓み変化によるズレという不確定要因があるために、数μｍ以内というアライメント精度を保証することがより困難になる。
【０００７】
また、特許文献２に開示されている、基板とマスクの少なくとも一方を凸形状に撓ませる方法では、凸形状に押圧することにより基板やマスクに変形応力を印加することになる。そのため、場合によっては基板の撓み量が増大して、重ね合わせ時の撓み変化によるズレが増大する要因となる可能性がある。また、最終的に略平面になる時、押圧による応力が解放されることで新たなズレを生じる要因になる。さらに、基板とマスクの重ね合わせ時のズレは、基板表面に形成されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）や先工程で蒸着済みの他の色を発光する有機材料を摩擦により損なう可能性があり、これにより歩留まり低下を引き起こす問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、以上に鑑み、成膜工程で用いられる基板とマスクのアライメントを高精度に行うことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明においては、基板の第１辺に沿って基板を支持する、上下動可能な第１基板支持部と、前記第１辺と対向する第２辺に沿って前記基板を支持する、上下動可能な第２基板支持部と、前記基板の、前記第１辺および前記第２辺と交差する第３辺および第４辺を、前記基板の前記第１辺および前記第２辺の中間で支持する、第３基板支持部と、前記基板を前記第１基板支持部に向かって押圧可能な第１押圧部と、前記基板を前記第２基板支持部に向かって押圧可能な第２押圧部と、前記基板を前記第３基板支持部に向かって押圧可能な第３押圧部と、を備えた基板支持部を用いて前記基板を移動させ、前記基板をマスクの上に載置する基板載置方法であって、前記第１基板支持部と前記第２基板支持部とで前記基板を支持し、前記基板をその自重によって下方に凸なＵ字形状に撓んだ湾曲姿勢を形成する姿勢制御工程と、前記Ｕ字形状の底部において、前記基板を前記第３基板支持部および前記第３押圧部とによって保持し、かつ、前記第１基板支持部および前記第１押圧部と、前記第２基板支持部および前記第２押圧部と、によって前記基板の前記第１辺と、前記第２辺と、を保持し、前記基板を前記湾曲姿勢を保って前記第１基板支持部、前記第２基板支持部および前記第３基板支持部を前記マスクに向かって下降させ、前記基板の前記第３基板支持部の側に設けられたアライメントマークと、前記マスクの前記第３基板支持部の側に設けられたアライメントマークと、が共に撮像装置の被写界深度に含まれる状態を形成する基板下降工程と、前記基板と前記マスクとにそれぞれ設けられた前記アライメントマークを前記撮像装置により撮像して前記基板と前記マスクの相対位置情報を取得し、前記基板と前記マスクの位置ずれ量を計測する計測工程と、前記計測工程で計測した前記位置ずれ量が所定のしきい値を超える場合、前記計測工程で取得した相対位置情報に基づき、前記基板と前記マスクの位置ずれ量が減少するように前記第１基板支持部、前記第２基板支持部および前記第３基板支持部によって前記基板を移動させるアライメント工程と、前記計測工程で計測した前記位置ずれ量が所定のしきい値以下の場合、前記第１基板支持部、前記第２基板支持部および前記第３基板支持部により前記基板を前記マスクに向かって下降させ、前記基板を前記マスクに載置する載置工程と、を含む構成を採用した。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成により、基板が自重で撓んで形成した湾曲姿勢の中央の最低部付近を撮像装置の被写界深度に収まるよう配置して、基板とマスクのアライメントのための撮像を行う。そのため、成膜工程で用いられる基板とマスクのアライメントを高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る成膜装置の概略構成を正面方向から示した説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る成膜装置の概略構成を側面方向から示した説明図である。
【図３】アライメント装置の斜視図である。
【図４】回転並進機構の斜視図である。
【図５】基板保持部の斜視図である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は、基板保持部の模式図である。
【図７】（ａ）は基板保持部に保持されている基板を上から見た図、（ｂ）はマスクを上から見た図、（ｃ）は撮像装置の視野のイメージ図である。
【図８】成膜室に配置されたアライメント機構の要部構成の一例を示す説明図である。
【図９】基板およびマスクのアライメント制御の流れを示すフローチャート図である。
【図１０】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図９の制御によって進行するアライメント動作を示した説明図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図９の制御によって進行するアライメント動作を示した説明図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図９の制御によって進行するアライメント動作を示した説明図である。
【図１３】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図９の制御によって進行するアライメント動作を示した説明図である。
【図１４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は図９の制御によって進行するアライメント動作を示した説明図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る成膜装置が配置された生産ラインの一例を示す説明図である。
【図１６】アライメント装置の撮像系の構成を示した斜視図である。
【図１７】アライメントに用いられるアライメントマークの構成を示した説明図である。
【図１８】基板に生じる撓み量を示した説明図である。
【図１９】アライメント制御を行う制御装置の具体的な構成例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態につき説明する。なお、以下に示す構成はあくまでも一例であり、例えば細部の構成については本発明の趣旨を逸脱しない範囲において当業者が適宜変更することができる。また、本実施形態で取り上げる数値は、参考数値であって、本発明を限定するものではない。
【００１３】
以下、本発明の実施形態である基板載置方法、成膜方法、成膜装置、有機ＥＬパネルの製造システム等について、図面を参照して説明する。以下で参照する複数の図面では、特に但し書きがない限り、同一の機能の構成要素については同一の参照符号を付して示すものとする。また、同一図面内に同一もしくは対応する部材を複数有する場合には、図中にａ、ｂなどの添え字を付与して示すが、以下の説明では区別する必要がない場合には、ａ、ｂなどの添え字を省略して記述する場合がある。
【００１４】
図１、図２は、第１実施形態に係る成膜装置１００の概略構成を示し、図１は成膜装置１００を正面から、図２は成膜装置１００を側面からそれぞれ示している。成膜装置１００は、基板１の表面（被成膜面）に成膜する装置である。成膜装置１００は、基板１の表面に真空蒸着により所望のパターンの薄膜を形成する。基板１は、例えば平板状のガラス基板である。蒸着材料としては、有機材料、無機材料（金属、金属酸化物など）などの任意の材料を選択できる。成膜装置１００は、例えば、有機ＥＬディスプレイのような表示装置のディスプレイパネル、薄膜太陽電池などの電子デバイスを製造する製造システムに適用可能である。特に、成膜装置１００は、基板１としてガラス基板が用いられ、この基板１が大型化する傾向がある有機ＥＬパネルを製造する製造システムに好適に適用することができる。
【００１５】
成膜装置１００は、基板１に成膜材料を形成するための成膜チャンバ４の成膜空間を有する成膜チャンバ４と、基板１を成膜チャンバ４内に搬入／搬出するためのゲートバルブ１５とを備える。さらに、成膜装置１００は、基板１およびマスク２を保持して両者の相対的な位置合わせを行うアライメント装置１０１を備える。成膜チャンバ４には、成膜材料を収納した蒸着源（成膜源）７を設置するための機構が設けられている。図１は蒸着装置の構成であるが、アライメント装置１０１は、スパッタリング法やＣＶＤ法など、蒸着法以外の成膜方法を用いる成膜装置にも適用することができる。
【００１６】
また、図１では、上下方向をＺ軸の方向（Ｚ方向）、上下方向に直交する水平方向をＸ軸の方向（Ｘ方向）およびＹ軸の方向（Ｙ方向）で示している。なお、成膜チャンバ４には、真空ポンプ（図１では不図示）が接続されており、成膜チャンバ４内を、成膜できる所望の圧力まで減圧することができる。
【００１７】
アライメント装置１０１は、成膜チャンバ４の天板３上に搭載される駆動部を有する位置決め機構９０と、基板１を保持する保持部である基板保持部８と、マスク２を保持するマスク保持部９とを備える。
【００１８】
位置決め機構９０は、回転並進機構１１１と、第１駆動部であるＺ昇降機構８０とを有し、成膜チャンバ４の外側に設けられている。可動部を多く含む位置決め機構９０を成膜チャンバ４の成膜空間の外に配置することで、成膜チャンバ４内の発塵を抑制することができる。
【００１９】
回転並進機構１１１は、後述するように基板１とマスク２とをアライメントする際に、基板保持部８、即ち基板１を、天板３に対してＸＹ方向、およびＺ軸まわりの回転方向であるθｚ方向に基板保持部８を移動させるものである。Ｚ昇降機構８０は、基板１とマスク２とを互いに近接または離間させるように、基板保持部８またはマスク保持部９、本実施形態では基板保持部８をＺ方向に移動させるものである。
【００２０】
Ｚ昇降機構８０は、Ｚ昇降スライダ１０を有する。Ｚ昇降スライダ１０には、基板保持シャフト１２ａ、１２ｂが固定されている。この基板保持シャフト１２ａ、１２ｂは、成膜チャンバ４の天板３に設けられた貫通穴１６を通って、成膜チャンバ４の外部と内部に渡って設けられている。そして、成膜チャンバ４内において、基板保持シャフト１２ａ、１２ｂの下部に基板保持部８が設けられ、被成膜物である基板１を保持することが可能となっている。
【００２１】
基板保持シャフト１２ａ、１２ｂと天板３とが干渉することのないよう、貫通穴１６は基板保持シャフト１２ａ、１２ｂの外径に対して十分に大きく設計される。また、各基板保持シャフト１２ａ、１２ｂにおける成膜チャンバ４の外側の部分は、Ｚ昇降スライダ１０と天板３とに固定されたベローズ４０によって覆われる。つまり、各基板保持シャフト１２ａ、１２ｂは、成膜チャンバ４の外側の部分がベローズ４０で覆われることで、各基板保持シャフト１２ａ、１２ｂ全体を成膜チャンバ４の成膜空間と同じ状態（例えば、真空状態）に保つことができる。
【００２２】
ベローズ４０には、好ましくはＺ方向およびＸＹ方向にも柔軟性を持つものを用いる。これにより、アライメント装置１０１の稼働によってベローズ４０が変位した際に発生する抵抗力を十分に小さくすることができ、位置調整時の負荷を低減することができる。マスク保持部９は、成膜チャンバ４の内部の、天板３の成膜空間側の面に設置されており、マスク２を保持することができる。有機ＥＬパネルの製造に広く用いられるマスク２は、例えば成膜パターンに応じた開口を有するマスク箔と、剛性の高いマスク枠とを備え、マスク箔はマスク枠を介してマスク保持部９に架張された状態で固定される。これにより、マスク保持部９は撓みを低減した状態でマスク２を保持することができる。
【００２３】
位置決め機構９０、基板保持部８、蒸着源７の一連の動作は、処理部の一例である制御装置５０（制御部）によって制御される。制御装置５０の機能は、メモリまた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や、ＰＬＣ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｌｏｇｉｃ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を用いてもよい。あるいは、制御装置５０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。なお、成膜装置ごとに制御装置５０が設けられていてもよいし、１つの制御装置５０が複数の成膜装置を制御してもよい。
【００２４】
図１９は、図１の制御装置５０を構成する制御系の一例を示している。図１９の制御系は、主制御手段としてのＣＰＵ１６０１、記憶装置としてのＲＯＭ１６０２、およびＲＡＭ１６０３を備えた、例えば上記のＰＣハードウェア、ＰＬＣなどによって構成することができる。ＲＯＭ１６０２には、後述する製造手順を実現するためのＣＰＵ１６０１の制御プログラムや定数情報などを格納しておくことができる。また、ＲＡＭ１６０３は、その制御手順を実行する時にＣＰＵ１６０１のワークエリアなどとして使用される。また、図１９の制御系には、外部記憶装置１６０６が接続されている。外部記憶装置１６０６は、本発明の実施には必ずしも必要ではないが、ＨＤＤやＳＳＤ、ネットワークマウントされた他のシステムの外部記憶装置などから構成することができる。
【００２５】
本実施形態のアライメント制御を実現するためのＣＰＵ１６０１の制御プログラムは、上記の外部記憶装置１６０６や、ＲＯＭ１６０２の（例えばＥＥＰＲＯＭ領域）のような記憶部に格納しておくことができる。その場合、本実施形態の制御手順を実現するためのＣＰＵ１６０１の制御プログラムは、ネットワークインターフェース１６０７を介して、上記の各記憶部に供給し、また新しい（別の）プログラムに更新することができる。あるいは、後述の制御手順を実現するためのＣＰＵ１６０１の制御プログラムは、各種の磁気ディスクや光ディスク、フラッシュメモリなどの記憶手段と、そのためのドライブ装置を経由して、上記の各記憶部に供給し、またその内容を更新することができる。本実施形態の制御手順を実現するためのＣＰＵ１６０１の制御プログラムを格納した状態における各種の記憶手段、記憶部、ないし記憶デバイスは、本発明の制御手順を格納したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を構成することになる。
【００２６】
ＣＰＵ１６０１には、アライメント画像処理に用いる画像を撮像するための後述する撮像装置１４が接続されている。図１９では、簡略化のため、撮像装置１４、ないし、同図右側のアライメント装置１０１の駆動系１６０５はＣＰＵ１６０１に直接接続されているように図示されている。しかしながら、これらのブロックは周知の適当なインターフェース（カメラＩＦや駆動回路）を介して接続されていてよい。
【００２７】
ネットワークインターフェース１６０７は、例えばＩＥＥＥ  ８０２．３のような有線通信、ＩＥＥＥ  ８０２．１１、８０２．１５のような無線通信による通信規格を用いて構成することができる。ＣＰＵ１６０１は、ネットワークインターフェース１６０７を介して、他の装置１１０４、１１２１と通信することができる。装置１１０４、１１２１は、例えば、成膜装置１００が含まれる生産ラインの統轄制御装置や、管理サーバなどであってよく、成膜装置１００の成膜処理に係る制御やロギングを行う。
【００２８】
また、図１９の制御装置は、ＵＩ装置１６０４（ユーザーインターフェース装置）を備える。このＵＩ装置１６０４は、操作部や表示装置から構成される。操作部は、ハンディターミナルのような端末、あるいはキーボード、ジョグダイアル、ポインティングデバイスなどのデバイス（あるいはそれらを備えた何らかの制御端末）によって構成される。また、表示装置には、例えば液晶方式の他、表示出力できるものであれば任意の方式のディスプレイ装置を用いることができる。
【００２９】
ＵＩ装置１６０４の表示装置では、任意のモニタ表示を行うことができる。例えば、ＵＩ装置１６０４の表示装置によって、上記のアライメント装置１０１の駆動条件に係るデータなどを表示してもよい。あるいは、ＵＩ装置１６０４の表示装置によって、基板〜マスクのアライメントのため撮像装置１４が撮像した画像を表示させてもよい。
【００３０】
次にアライメント装置１０１の位置決め機構９０について、図２を用いて詳細に説明する。
【００３１】
図２は、上記のアライメント装置１０１を斜視図の形式で示している。Ｚ昇降機構８０は、上述のＺ昇降スライダ１０、Ｚ昇降ベース１３、複数のＺガイド１８、モータ１９、およびボールネジ２０を備える。
【００３２】
Ｚガイド１８は、Ｚ昇降ベース１３の側面に、Ｚ昇降ベース１３に対してＺ方向にスライド自在に支持され、Ｚ昇降スライダ１０に固定されている。Ｚ昇降スライダ１０の中央には、駆動力を伝達するためのボールネジ２０が配設され、Ｚ昇降ベース１３に固定されたモータ１９から伝達される動力がボールネジ２０を介してＺ昇降スライダ１０に伝達される。
【００３３】
モータ１９は、不図示の回転エンコーダを内蔵しており、エンコーダの回転数を介してＺ昇降スライダ１０のＺ方向の位置を計測することができる。モータ１９の駆動を、制御装置５０（図１）ないしＣＰＵ１６０１（図１９）で制御することにより、Ｚ昇降スライダ１０、即ち基板保持部８のＺ方向の精密な位置決めが可能である。なお、ここではモータ１９が回転モータである場合について説明したが、モータ１９は他の形式のモータ、例えばリニアモータなどであってもよい。この場合、回転エンコーダの代わりにリニアエンコーダを配置すればよく、ボールネジ２０は省略することができる。
【００３４】
図３は、回転並進機構１１１の構成を斜視図の形式で示している。図１、図２のアライメント装置１０１では、Ｚ昇降スライダ１０およびＺ昇降ベース１３が回転並進機構１１１の上に配設されている。この構成では、Ｚ昇降ベース１３とＺ昇降スライダ１０の全体を、回転並進機構１１１によってＸ、Ｙ、θｚ方向に駆動させることができる。
【００３５】
図４に示すように、回転並進機構１１１は、複数の駆動ユニット２１ａ〜２１ｄを備える。図４の構成では、駆動ユニット２１ａ〜２１ｄは、それぞれベースの四隅に配置されており、隣接する隅に配置された駆動ユニットをＺ軸周りに９０度回転させた向きに配置されている。
【００３６】
各駆動ユニット２１ａ〜２１ｄは、駆動力を発生させるモータ４１を備えている。さらに、モータ４１の駆動力がボールネジ４２を介して伝達されることにより、第１の方向にスライドする第１のガイド２２と、ＸＹ平面において第１の方向と直交する第２の方向にスライドする第２のガイド２３とを備えている。さらに、Ｚ軸周りに回転可能な回転ベアリング２４を備えている。例えば、駆動ユニット２１ｃの場合は、Ｘ方向にスライドする第１のガイド２２、Ｘ方向と直交するＹ方向にスライドする第２のガイド２３、回転ベアリング２４を有しており、Ｘモータ４１の力がボールネジ４２を介して第１のガイド２２に伝達される。
【００３７】
モータ４１は不図示の回転エンコーダを内蔵しており、この回転エンコーダを介して、第１のガイド２２の変位量を計測することができる。各駆動ユニット２１ａ〜２１ｄにおいて、モータ４１の駆動を、制御装置５０（図１）ないしＣＰＵ１６０１（図１９）で制御することにより、Ｚ昇降ベース１３、即ち基板保持部８のＸ、Ｙ、θｚ方向における位置を精密に制御することができる。
【００３８】
例えば、Ｚ昇降ベース１３をＸ方向へ移動させる場合は、駆動ユニット２１ｂと駆動ユニット２１ｃのそれぞれにおいてＸ方向にスライドさせる駆動力をモータ４１で発生させ、Ｚ昇降ベース１３にその駆動力を伝達する。また、Ｙ方向へ移動させる場合には、駆動ユニット２１ａと駆動ユニット２１ｄのそれぞれにおいてＹ方向にスライドさせる駆動力をモータ４１で発生させ、Ｚ昇降ベース１３にその駆動力を伝達する。
【００３９】
Ｚ昇降ベース１３をＺ軸まわりのθｚ方向に回転させる場合は、対角に配置された駆動ユニット２１ｃと駆動ユニット２１ｂとを用いて、Ｚ軸まわりにθｚ回転させるために必要な力を発生させ、Ｚ昇降ベース１３にその力を伝えるとよい。あるいは、駆動ユニット２１ａと駆動ユニット２１ｄとを用いて、Ｚ昇降ベース１３に回転に必要な力を伝えてもよい。
【００４０】
次に、基板保持部８の構成について、図４を用いて説明する。図４は、基板１を保持した状態でマスク保持部９の上部に位置する基板保持部８全体を斜視図の形式で示している。基板保持部８は、矩形状の基板１の、互いに対向する２辺（ここでは長辺）側の端部を保持する。また、基板保持部８は、基板１の被成膜面を下にして、即ち基板１の被成膜面がマスク２に対向するように保持する。
【００４１】
図５に示すように、基板保持部８は、基板１の端部を支持する複数の複数の基板受け爪２６ａ（第１基板支持部）、および複数の基板受け爪２６ｂ（第２基板支持部）を備える。複数の基板受け爪２６ａは、基板１の２つの長辺のうち一方の長辺側の端部に沿って配置され、複数の基板受け爪２６ｂは、基板１の２つの長辺のうち他方の長辺側の端部に沿って配置される。
【００４２】
さらに、基板保持部８は、複数の基板受け爪２６ａと対向して配置され、駆動シャフト３４ａを介してＺ方向に駆動され、基板受け爪２６ａ方向に基板１を押圧可能な複数のクランプ２７ａ（第１押圧部）を有している。また、基板保持部８は、複数の基板受け爪２６ｂと対向して配置され、駆動シャフト３４ｂを介してＺ方向に駆動され、基板受け爪２６ａ方向に基板１を押圧可能な複数のクランプ２７ｂ（第２押圧部）を有している。複数の基板受け爪２６ａ、２６ｂに対して複数のクランプ２７ａ、２７ｂを近接させ、基板１の端部を挟み込んで挟持することで、基板１を固定し、かつ、基板１の撓みを低減した状態で保持することができる。なお、基板１の長辺側の端部ではなく短辺側の端部を保持してもよいが、長辺側の端部を保持する方が基板１の撓み量が少ないため好ましい。
【００４３】
さらに、基板保持部８は、基板保持シャフト１２ａの下部に固定された、複数の基板受け爪２６ａを支持する保持部ベース２５ａを有する。また、基板保持部８は、基板保持シャフト１２ｂの下部に固定された、複数の基板受け爪２６ｂを支持する保持部ベース２５ｂを有する。保持部ベース２５ａ、２５ｂは、それぞれ基板保持シャフト１２ａ、１２ｂにより独立して上下動可能であり、任意の制御位置で位置決めすることができる。この保持部ベース２５ａ、２５ｂは、基板１の長辺側の端部と同等の長さを有する板状部材である。
【００４４】
なお、マスク２のマスク枠には、基板１をマスク２に載置する際に基板受け爪２６ａ、２６ｂとの干渉を回避するための複数の溝を設けておく。この溝と基板受け爪２６ａ、２６ｂとのクリアランスを数ｍｍ程度に設定しておけば、基板１をマスク２に載置した後に基板受け爪２６ａ、２６ｂがさらに下降しても、マスク枠６ｂと基板受け爪２６ａ、２６ｂとが互いに干渉するのを回避できる。
【００４５】
本実施形態では、後述するアライメント動作を行うため、保持部ベース２５ａ、２５ｂを移動させるための基板保持シャフト１２ａ、１２ｂは、互いに独立して昇降させることができるよう構成する。
【００４６】
本実施形態では、複数のクランプ２７ａがクランプユニット２８ａに含まれ、複数のクランプ２７ｂがクランプユニット２８ｂに含まれているものとする。また、クランプユニット２８ａ、２８ｂの押圧動作は互いに独立して制御できるものとする。
【００４７】
クランプユニット２８ａ、２８ｂ、ないしクランプ２７ａ、２７ｂの押圧解放（アンクランプ）状態と、押圧（クランプ）状態をそれぞれ図６（ａ）、（ｂ）に示す。以下、クランプユニット２８ａ、２８ｂの動作の概略を説明するが、ここではクランプユニット２８ａを例に説明し、クランプユニット２８ｂはクランプユニット２８ａと同様の構成であるため、説明を省略するものとする。
【００４８】
クランプユニット２８ａの複数のクランプ２７ａは、クランプスライダ３２ａに固定されている。クランプスライダ３２ａは、基板保持部８の保持部ベース２５ａと保持部上板３５ａとの間に配設されたリニアブッシュ３９ａによって、Ｚ方向にガイドされる。クランプスライダ３２ａは、天板３を貫通する駆動シャフト３４ａを介してＺ昇降スライダ１０に固定される。クランプスライダ３２ａは駆動シャフト３４ａを介して電動シリンダ３６ａ（図５）が発生する力によってＺ方向に駆動することができる。
【００４９】
クランプ２７ａが図６（ａ）に示す位置から下降して図６（ｂ）に示す位置に達すると、クランプ２７ａは基板受け爪２６ａ上に載置された基板１の上面に当接し、基板１を基板受け爪２６ａに向かって押圧する。これにより、基板受け爪２６ａの挟持面とクランプ２７ａの挟持面との間で基板１を保持した状態となる。
【００５０】
クランプ２７ａの上部には、クランプ２７ａによって一定の荷重を付加して基板１を保持するために、保持力（荷重）を発生させるバネ２９ａが配設される。クランプ２７ａとバネ２９ａとの間にはロッド３１ａが存在し、クランプ２７ａがＺ方向に案内される。バネ２９ａは荷重調整ネジ３０ａによってギャップｇの大きさを変えることで全長を調整することができる。したがって、バネ２９ａの押し込み量によって、ロッド３１ａを介してクランプ２７ａに発生する押し込み力も自在に調整可能である。なお、この押し込み力が数Ｎ〜数１０Ｎ程度であれば、基板１の自重よりも大きい荷重で基板１を押さえることができ、アライメント中に基板１がずれるのを抑制することができる。
【００５１】
以上の構成によれば、クランプユニット２８ａ、２８ｂ、ないしクランプ２７ａ、２７ｂの押圧力により基板１を保持した状態で、アライメント装置１０１によってＸ、Ｙ、θｚ方向、および、Ｚ方向に移動し、位置決めすることができる。なお、クランプユニット２８ａの複数のクランプ２７ａは、それぞれが個別に設けられた駆動機構によって上下に駆動される構造であってよい。また、クランプユニット２８ｂの複数のクランプ２７ｂも、それぞれが個別に設けられた駆動機構によって上下に駆動される構造であってよい。また、保持部ベース２５ａと基板受け爪２６ａとの間には、スペーサ４１ａが設けられ、保持部ベース２５ｂと基板受け爪２６ｂとの間には、スペーサ４１ｂが設けられている。
【００５２】
次に、アライメント装置１０１において、基板１とマスク２との位置、すなわち、それぞれのアライメントマークの位置を同時に計測するための撮像装置について説明する。図１において天板３の外側の面には、マスク２上のアライメントマーク（マスクマーク）および基板１上のアライメントマーク（基板マーク）の位置を取得するための位置取得手段である、複数（本実施形態では６つ）の撮像装置１４が配設される。
【００５３】
図１６は、本実施形態における撮像装置１４の配置例を示している。同図のように、本実施形態では、基板１の第１辺（図中左側の長辺）の端部、および第１辺（同右側の長辺）の端部の４隅付近を撮影できるようそれぞれ２つずつ撮像装置１４ａ、１４ｂが配置される。これら、それぞれ２台の撮像装置１４ａ、１４ｂにより基板１およびマスク２の４隅付近に配設されたアライメントマークを撮影可能である。
【００５４】
さらに、撮像装置１４ｃ、１４ｄが、２台の撮像装置１４ａ、１４ｂの間、中央の部分で、基板の２つの短辺部の中央部分を撮影するよう配置されている。なお、図１では、撮像装置１４ａ、１４ｂの配置を実線によって、また、撮像装置１４ｃの配置を破線によって示しているが、図２など、他の図面では、撮像装置１４ｃの図示を省略している場合がある。
【００５５】
即ち、本実施形態では、クランプユニット２８ａないしクランプ２７ａ側の２つの撮像装置１４ａ、クランプユニット２８ｂないしクランプ２７ｂ側の２つの撮像装置１４ｂ、これらの中央の撮像装置１４ｃ、１４ｄが設けられている。これらの撮像装置１４は、高解像度の撮像が可能なカメラ１４１、撮像光学系１４２、照明部１４３から構成される（図８）。
【００５６】
図１６は、基板１をクランプユニット２８ａの基板受け爪２６ａ（図１、図５）と、クランプユニット２８ｂの基板受け爪２６ｂ（同）に載置して、自重によって撓ませている状態を示している。本実施形態では、この基板の自重によって撓んでいる湾曲姿勢を利用して、アライメントのための撮像を行う。図１６の湾曲姿勢では、基板１は下方向に凸なＵ字型形状となる。図１７は、湾曲姿勢にある基板１を上方から示したもので、基板１の底部中央の部位ＶＨは、同図に示すように上面視では長方形の領域である。
【００５７】
図１８は、図１７の基板１の底部中央の部位ＶＨを長辺の中央のＰ−Ｐ線に沿った断面の右半部を示している。なお、基板１の左半部については図示した右半部と線対象形状であるから図１８では図示を省略している。図１６、図１７の基板１の底部中央の部位ＶＨは、撮像装置１４ｃ、１４ｄの撮像範囲（画角）を含む。図１８は、基板１が後述するような１５００ｍｍ×９２５ｍｍ×厚さ０．５ｍｍのガラス基板である場合の断面形状と寸法を示している。図１８に示すように、この規模のガラス基板では、部位ＶＨないし、撮像装置１４ｃ、１４ｄの撮像範囲に相当する基板１断面の高低差は、充分０．５ｍｍ以下の範囲に収まる。この基板１の底部の部位ＶＨの範囲内に、図１７ないし後述の図７（ａ）に示すように基板１の長辺である第１辺、第２辺に交差する第３辺（図１６手前側）および前記第４辺（同奥側）に沿って基板マーク３７ｃ、３７ｄを設けておく。また、マスク２の上面には、上記基板マーク３７ｃ、３７ｄの近傍の位置にマスクマーク３８ｃ、３８ｄを設けておく（後述の図７（ｂ））。
【００５８】
例えば、基板サイズや厚みが変わっても、基板１の湾曲姿勢において、ほぼ平面とみなせ、基板マーク３７を付与するに充分な部位ＶＨの高低差を、例えば１ｍｍの範囲内に収めるのは容易である。上記構成によれば、撮像装置１４ｃ、１４ｄ被写界深度が数ｍｍ程度と狭い場合でも、上記のアライメントマーク（３７ｃ、３７ｄ、３８ｃ、３８ｄ）がいずれもその深度範囲に含まれるよう基板１と、マスク２の位置関係を調整することは容易である。
【００５９】
図１６では、上記基板１のアライメントマーク３７ｃ、３７ｄは、第１のアライメントマーク、第２のアライメントマークに相当する。アライメントマーク３７ｃ、３７ｄは、クランプユニット２８ａ側の第１辺、クランプユニット２８ｂ側の第２辺の中心線（図１６の一点鎖線）を挟んで、部位ＶＨのほぼ対角線上に配置されている。これは、第３押圧部としてのクランプ２７ｃ、２７ｄが、第１辺、第２辺の中間、特に部位ＶＨのほぼ中心部をそれぞれ保持するよう配置しており、クランプ２７ｃ、２７ｄを逃げるようアライメントマーク３７ｃ、３７ｄを配置しているためである。
【００６０】
しかしながら、クランプ２７ｃ、２７ｄと、アライメントマーク３７ｃ、３７ｄの位置関係を上記と交換するような配置であってもよい。第１、第２のアライメントマーク３７ｃ、３７ｄを、クランプユニット２８ａ側の第１辺、クランプユニット２８ｂ側の第２辺の中心線（図１６の一点鎖線）上に相当する位置する。そして、クランプ２７ｃ、２７ｄの方をクランプユニット２８ａ側の第１辺、クランプユニット２８ｂ側の第２辺の中心線（図１６の一点鎖線）を挟んで、部位ＶＨのほぼ対角線上に配置する。もちろん、撮像装置１４ｃ、１４ｄの画角にもよるが、このような配置であっても、図１６の配置とほぼ同等のアライメント撮像が可能である。
【００６１】
また、天板３には、撮像装置１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄにより成膜チャンバ４の内部に配置されたアライメントマークの位置を計測できるよう、上記の各撮像装置の撮像光軸上に貫通穴および窓ガラス１７（図１）が設けられている。さらに、撮像装置１４の内部または近傍には、不図示の照明（後述の照明部１４３）が設けられ、基板１およびマスク２のアライメントマーク近傍に照明光を照射し、正確なマーク像の計測を行うことができる。
【００６２】
ここで、図７（ａ）〜図７（ｃ）を参照し、撮像装置１４を用いて基板マーク３７とマスクマーク３８の位置を計測する方法を説明する。図７（ａ）は、基板保持部８に保持されている状態の基板１を上から見た図である。基板１上には、図１６の４隅の撮像装置１４ａ、１４ａ、１４ｂ、１４ｂ（図１６）で計測可能な基板マーク３７、３７、３７、３７が基板１の４隅に形成されている。また、基板１の第３辺（同図手前側）および第４辺（同図奥側）に沿ってアライメントマーク３７ｃ、３７ｄを設けておく。例えば、マスク２に対して基板１がフラットに載置された状態であれば、４つの基板マーク３７を４つの撮像装置１４ａ、１４ａ、１４ｂ、１４ｂによって例えば同時に撮像可能である。そして、図１の制御装置５０が、撮像画像から各基板マークの中心位置である４点を求め、４点の位置関係から基板１の並進量、回転量を算出する。これにより、制御装置５０は、基板１の位置情報を取得することができる。
【００６３】
また、後述の主要なアライメント動作（図９のＳ１１１〜Ｓ１１３）では撮像装置１４ｃ、１４ｄによって、例えば２つの基板マーク３７ｃ、３７ｄを撮像し、２点の位置関係から基板１の並進量、回転量を算出する。このような計測工程によって、湾曲姿勢にある基板１の底部の部位ＶＨ付近を基準として、基板１のアライメント情報を取得することができる。
【００６４】
また、図７（ｂ）はマスク２を上から見た図である。マスク２の４隅には撮像装置１４で計測可能なマスクマーク３８、３８、３８、３８が形成されている。また、マスク２の第３辺（同図手前側）および第４辺（同図奥側）に沿ってマスクマーク３８ｃ、３８ｄを設けておく。例えば４つのマスクマーク３８を４つの撮像装置１４ａ、１４ａ、１４ｂ、１４ｂによって例えば同時に撮像可能である。そして、図１の制御装置５０が、撮像画像から各マスクマークの中心位置である４点を求め、４点の位置関係からマスク２の並進量、回転量などを算出する。このようにして、制御装置５０はマスク２の位置情報を取得することができる。
【００６５】
上記のアライメント撮像の時、実際には、基板１とマスク２とがＺ方向に重なっている。例えば、基板１はガラスなどの透明材料から構成されてため、各マークを成膜が行う必要な基板／マスクの外周部などに配置しておけば、この状態で基板マーク３７とマスクマーク３８は撮像装置１４によって同時に撮像できる。
【００６６】
図７（ｃ）は、１つの撮像装置１４によって、１組のマスクマーク３８および基板マーク３７を撮像した際の視野４３のイメージを示している。このように撮像装置１４の視野４３内において、基板マーク３７とマスクマーク３８とを同時に撮像することができ、マーク中心同士の相対的な位置を測定することができる。なお、制御装置５０とは別の画像処理装置を用意して、その画像処理装置に画像処理を行わせて、マークの位置を計測してもよい。マスクマーク３８および基板マーク３７の形状は、それぞれの中心位置を算出しやすい形状であればいかなる形状であってもよいが、互いを区別できるように、互いに異なる形状であるのが好ましい。
【００６７】
精度の高いアライメントが求められる場合、撮像装置１４として数μｍのオーダーの高解像度を有する高倍率カメラが用いられる。この高倍率カメラは、視野が数ｍｍと狭いため、基板１を受け爪に載置した状態のずれが大きいと、基板マーク３７が視野から外れてしまう場合がある。そこで、高倍率カメラによる撮像装置１４とは別に、高倍率カメラと併せて広い視野をもつ低倍率カメラを併設してもよい。その場合、低倍率カメラを配置（詳細不図示）しておき、マスクマーク３８と基板マーク３７が同時に高倍率カメラの視野に収まるよう、大まかなアライメントを行った後、高倍率カメラを用いて高い精度で位置計測を行うことができる。
【００６８】
制御装置５０は、撮像装置１４によって取得したマスク２の位置情報および基板１の位置情報から、マスク２と基板１との相対位置情報を求めることができる。制御装置５０は、この相対位置情報を用いて昇降スライダ１０、回転並進機構１１１、および基板保持部８のそれぞれの駆動量を制御する。撮像装置１４として高倍率カメラを用いた場合、例えばマスク２と基板１の相対位置を数μｍの精度で調整することができる。
【００６９】
マスク２と基板１とのアライメントが完了した後は、成膜チャンバ４の成膜空間に配置された蒸着源７から成膜材料の蒸気を放出させ、基板１の表面にマスク２を介して成膜する成膜工程を開始する。
【００７０】
続いて、図８〜図１５を参照して、本実施形態の成膜装置の構成と、基板およびマスクのアライメント動作につきさらに詳細に説明する。
【００７１】
図８は、本実施形態の成膜装置のアライメント機構の要部の構成を、図９は図１２の制御系によるアライメント制御の流れを示している。また、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）〜図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図９の手順により制御されるアライメント機構のアライメント動作を、図１５は本実施形態の成膜装置が配置された生産ラインの構成を示している。
【００７２】
図１５に示した生産ラインは、複数の成膜室３１が搬送室３３に接続された構成であり、一般にクラスタ型ラインと呼ばれることがある。図１５に示した生産ラインでは、生産ラインの先頭には投入室３２が設けられている。大気圧の下で基板１を投入室３２に投入してから投入室３２を真空排気することで、成膜室３１や搬送室３３は真空状態で基板１を搬送することができる。この生産ラインの搬送方式は、投入室３２へは基板を１枚１枚投入する枚葉式でも良いし、ある程度の数量を一括して入れるカセット式の処理でもよく、当業者は前工程との接続に合わせた方式を選択することができる。
【００７３】
マスク２を投入するマスク室（不図示）は、搬送室３３に面して、あるいは成膜室３１に面して配置することができる。特に、搬送室３３に設置される搬送機構３４がマスク２を搬送できる可搬重量があれば、搬送室３３にマスク室を取り付けても良い。
【００７４】
例えば、有機ＥＬディスプレイの製造ラインにおいては、複数の膜を積層して成膜することが必要になる。そこで、有機ＥＬディスプレイを製造するのであれば、図１５の生産ラインには、少なくとも成膜すべき膜の数だけ成膜室３１が必要となる。また、膜厚や成膜レートにより同一膜でも複数の成膜室３１が必要となる場合もある。このように生産ラインの成膜室３１の数は、任意であって、本発明を限定するものではない。
【００７５】
また、搬送室３３の間には、受渡室３５が配置される。受渡室３５は、例えば搬送室３３の接続を行う機能と、基板１の向きを一定にする機能を有する。例えば、不図示の回転機構で基板１を１８０°回転することにより、各クラスタでの基板向きを一定とすることができる。
【００７６】
図１５の成膜室３１は、図１〜図７に示した成膜装置１００に相当し、アライメント装置１０１を備える。アライメント装置１０１の要部の構成を図８に示す。上述のように、アライメント装置１０１は、成膜室３１の成膜チャンバ４内に配置されている。図８では、アライメント装置１０１のアライメント動作に必要な部位を簡略に示しており、その参照符号は上述と同様であり、以下では各部位に関する重複する記述は省略するものとする。
【００７７】
図８のアライメント装置１０１は、上述のクランプユニット２８ａ、２８ｂを備える。クランプユニット２８ａ、２８ｂは、独立して昇降動作できるよう駆動系が構成されており、基板受け爪２６ａ、２６ｂと、クランプ２７ａ、２７ｂを備えている。マスク箔およびマスク枠から成るマスク２はマスク保持部９によって、蒸着源７の上方に支持されている。また、クランプユニット２８ａ、２８ｂによって保持される基板１と、マスク２のアライメント状態を撮像するため、アライメント装置１０１の上部、基板１の中央には上述の撮像装置１４ｃ、１４ｄが配置されている（図１６）。撮像装置１４ｃ、１４ｄは、それぞれアライメントマーク３７ｃ、３７ｄを撮影する。また、アライメント装置１０１の上部、基板１の４隅を撮影できるように上述の撮像装置１４ａ、１４ｂが配置される（図１６）。撮像装置１４ａ、１４ｂは、例えばそれぞれ２台ずつ、クランプユニット２８ａ、２８ｂの上部近傍に配置され、図６のように基板１およびマスク２の４隅に配置された基板マーク３７およびマスクマーク３８（図７、図１７）を撮像する。ただし、図８では、後述の図９で説明するアライメント制御の要部で用いられる撮像装置１４ｃ、１４ｄのみを図示し、撮像装置１４ｃ、１４ｄについては図示を省略してある。
【００７８】
成膜処理に際しては、上述のように、ドライポンプ１２３にて荒引き排気の圧力領域まで排気を行う。例えば、成膜チャンバ４の圧力が５０Ｐａ以下となるまでドライポンプ１２３により排気を行う。そして、成膜チャンバ４内の圧力が５０Ｐａ以下となったら、不図示のバルブを切り替え、クライオポンプ１２４により、本引き排気を行う。本実施形態では、クライオポンプ１２４により１０−５Ｐａ〜１０−４Ｐａ台の圧力領域まで排気を行い、この圧力環境下で成膜を行う。
【００７９】
クライオポンプ１２４にて本引き排気を行い、上記の圧力が達成されると、蒸着源７の加熱を行う。本実施形態においては、１×１０−４Ｐａ以下の圧力になってから蒸着源７内に設置された不図示のヒータに通電することで蒸着源７の温度を上昇させる。蒸着源７内部にはルツボと呼ばれる蒸着材料の容器が収容されられており（詳細不図示）、蒸着源７内部のヒータによりルツボを加熱し、最終的にルツボ内部に収納された蒸着材料の温度を上昇させる。
【００８０】
蒸着源７の温度は、例えば蒸着源７内に設けられた熱電対（不図示）により温度を測定しながら、加熱開始初期状態においては所望の温度勾配によって加熱を行うよう制御する。有機材料であれば３００〜４００°Ｃ程度が成膜温度で、ある程度の温度となったところで、不図示のレートセンサによる制御へと切り替える。このレートセンサは蒸着材料の成膜レートをモニタするもので、レートセンサで確認される成膜レートが所定レートで安定したら、基板１への成膜を行うことができる。
【００８１】
基板１へ成膜を行う先立ち、基板１とマスク２のアライメント(位置合わせ)を行う。このアライメント制御は、上記の蒸着処理、例えば圧力制御や蒸着源７の加熱などの処理は、制御装置５０（ＣＰＵ１６０１）により非同期的に制御することができる。基板１には成膜しない非成膜エリアがあり、その部分に蒸着材料を付着させないためにマスク２が用いられる。マスク２には成膜エリアに開口部があり、非成膜エリアにマスク部が設けられている。有機ＥＬディスプレイ向けの塗り分けでは、赤・緑・青の材料を塗り分ける必要があり、近年では、高精細化のためにアライメントの高精度化の需要が高まっている。
【００８２】
例えば、赤色の発光材料を塗り分ける際には、基板１に形成された赤色用の電極部分に対して開口部が設けられた基板１とマスク２とを位置合わせしてから赤色の蒸着材料を成膜する。これにより、赤色電極部分だけに赤色材料が形成されることになる。基板１とマスク２との位置合わせを高精度に行えれば、他の色が混ざることが防止され、また、電極間隔を狭くすることができ、有機ＥＬディスプレイの性能を向上させることができる。アライメント装置１０１は、上述のように、成膜チャンバ４の天板３から吊り下げられるように配置されている。
【００８３】
図９によってアライメント制御を詳細に説明する前に、このアライメント制御の概略を説明する。基板１は搬送室３３内に配置された搬送機構３４にて成膜室３１内のアライメント装置１０１に搬送される。この基板受け渡し時、アライメント装置１０１は水平状態に搬送機構３４により把持された基板１を、基板の対向する長辺の２辺（第１辺、第２辺）に沿って配置された基板受け爪２６ａ、２６ｂ上に受け取る。
【００８４】
この時、基板１の４辺のうち、基板の対向する長辺の２辺、第１辺、第２辺と直交する第３辺、第４辺２辺はクランプしない。また、クランプ２７ａ、２７ｂを押圧解除状態とすると、図１０（ａ）に示すように基板１は自重で下凸なＵ字形状に撓み、第１辺（左側）、第２辺（右側）の中心線が最低部をなすように変形した湾曲姿勢となる。
【００８５】
この基板１の湾曲姿勢を保ったまま、図１０（ｂ）に示すようにクランプ２７ａ、２７ｂを押圧状態とし、図１０（ｃ）に示すように基板１の下部中央に進入させた基板受け爪２６ｃ、２６ｄに接するよう、クランプユニット２８ａ、２８ｂを下降させる。そして、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように長辺（第１辺、第２辺）の中間において、クランプ２７ｃ（２７ｄ）を作動させて、基板受け爪２６ｃ（２６ｄ）に対して、基板１を押圧する。
【００８６】
さらに、基板１の湾曲姿勢を保ったまま、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のように基板１を下降させ、基板１の最低部がマスクに接触しない範囲で、基板をマスク２に接近させる。図１６、図１７で説明したように、基板１のＵ字形状の最低部付近の部位ＶＨは高低差１ｍｍの範囲内で、略平面とみなして良く、部位ＶＨにアライメントマーク３７ｃ、３７ｄを配置する。また、図７（ａ）〜（ｃ）で説明したようにマスク２のマーク３８ｃ、３８ｄもこの近傍に配置される。例えば、基板１とマスク２のアライメントマークは、互いに重なり合わないような位置関係で配置しておく。基板１のＵ字形状の最低部付近の部位ＶＨは充分０．５ｍｍ以下の範囲に収まる。そして、撮像基板１をマスク２に接近させたとき、撮像装置１４ｃ（１４ｄ）の撮像光学系１４２が高分解能の撮像光学系であっても被写界深度内に基板１とマスク２のアライメントマークが含まれる状態を形成するのは容易である。例えば、基板サイズや厚みが変わっても、基板１の湾曲姿勢において、ほぼ平面とみなせ、基板マーク３７を付与するに充分な部位ＶＨの高低差を、例えば１ｍｍの範囲内に収めるのは容易である。
【００８７】
この状態で、撮像装置１４ｃ（１４ｄ）で近接した画角内に撮像されたアライメントマーク（３７ｃ、３８ｃ、３７ｄ、３８ｄ）の画像を画像処理し、数値演算をすることによって、基板１とマスク２のズレ量を高精度で算出することができる。
【００８８】
そして算出されたズレ量から不図示の移動機構によりクランプユニット２８ａ、２８ｂ、２８ｃ（２８ｄ）を計算されたズレ量を低減するように移動させることにより、基板１とマスク２のアライメントを高精度に行うことができる。
【００８９】
次に、クランプユニット２８ｃ（２８ｄ）のクランプを解除して、旋回（図１６）させ、基板１の上下の領域から退避させる。続いて、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すようにクランプユニット２８ａ、２８ｂをさらに下降させ、アライメント済みとなった基板１をマスク２に当接させる。本実施形態によれば、この段階まで、マスクフレームの支持が無いマスク２中央部においても、基板１のＵ字形状により基板１の中央部の撓みは少なく、マスク当接による基板１のズレは基板保持により最小に抑制できる。
【００９０】
次に、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すようにクランプユニット２８ａ、２８ｂをさらに下降させ、基板１を下降させてマスク２に対する重ね合わせを進行させる。基板１はマスク２に対して、中央部から徐々に接地していく。この過程で、基板１の中央部の撓みは徐々に大きくなるが、すでに大部分の面積の当接が済んでおり、基板１のズレは最小に抑制される。このようにして、基板１とマスク２とが、初期の位置関係で位置合わせ（アライメント）され、重ね合わせが終了する。基板１がマスク２上に載置完了となった後は、クランプユニット２８ａ、２８ｂのクランプ（押圧）を解除してもよい。ただし、その後の成膜工程が開始されるまで、クランプユニット２８ａ、２８ｂのクランプ（押圧）を継続するよう制御してもよい。
【００９１】
以上のようにしてアライメントが完了したら成膜動作を行う。レートセンサ（不図示）によって蒸着源７が所望の成膜レートになったことを確認して、蒸着源７によって所望の材料を所望の膜厚で基板１に堆積させる。その際、成膜を必要としない部位はマスク２によりマスキングされ、その部位には蒸着材料が付着しないよう制御される。なお、蒸着源７には直線状に蒸着材料が放出される穴が設けられている（詳細不図示）。また、蒸着源７は、例えば基板下面の蒸着が必要な範囲をカバーできるよう移動可能に構成しておくことができる。例えば、図９に示したような有機ＥＬディスプレイの有機ＥＬパネルを生産する生産ラインにおいては、各々の成膜室３１で上記のような工程を繰り返して、基板１に対して必要な場所に必要な膜を成膜することができる。
【００９２】
ここで、図９に示したアライメント制御手順の一例につき、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）〜図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を参照しつつ説明する。図９の手順は、例えば制御装置５０（図１）ないしＣＰＵ１６０１（図１９）の制御プログラムとして記述することができる。この制御プログラムは、上記の外部記憶装置１６０６や、ＲＯＭ１６０２の（例えばＥＥＰＲＯＭ領域）のような記憶部に格納しておくことができる。
【００９３】
基板１は搬送室３３内に配置された搬送機構３４（搬送ハンド）により、成膜室３１内のアライメント装置１０１に向かって搬送される（図９のＳ１００）。そして、アライメント装置１０１は、図１０（ａ）に示すように、基板１を基板受け爪２６ａ、２６ｂ上に受け取る（Ｓ１０１）。この時、基板１は、自重によって撓み、下方向に凸なＵ字型の形状、即ち湾曲姿勢となる（姿勢制御工程）。
【００９４】
次に、図１０（ｂ）に示すように、基板受け爪２６ａ、２６ｂ上に載置された基板１の４辺のうち、第１辺、第２辺の２辺をクランプする（Ｓ１０２：長辺クランプ）。例えば、第１押圧部、第２押圧部として機能するクランプ２７ａ、２７ｂを作動させ、第１基板支持部、第２基板支持部としての基板受け爪２６ａ、２６ｂに対して基板１を押圧する。その後、搬送機構３４（搬送ハンド）が基板受け爪２６ａ、２６ｂの上部から退避する（Ｓ１０３）。
【００９５】
続いて、図１０（ｃ）に示すように、基板受け爪２６ｃ、２６ｄと、クランプ２７ｃ、２７ｄを旋回、ないし上昇させて、基板１中央のＵ字形状底部の上下の空間に進入させる（Ｓ１０４）。即ち第３基板支持部（ないし第４基板支持部）としての基板受け爪２６ｃ、２６ｄによって、基板１の湾曲姿勢の底部も支持される。
【００９６】
さらに、図１１（ａ）に示すように、クランプユニット２８ａ、２８ｂの基板受け爪２６ａ、２６ｂと、基板受け爪２６ｃ、２６ｄと、を同期して下降させる。基板１は湾曲姿勢を保ったまま下降し（Ｓ１０５）、例えば基板１がマスク２上の高さ３０ｍｍの高度となった時に基板受け爪２６ａ、２６ｂと、基板受け爪２６ｃ、２６ｄと、の同期下降を停止させる（Ｓ１０６）。
【００９７】
そして、図１１（ｂ）に示すように、基板中央のクランプ２７ｃ、２７ｄを作動させ、短辺（第３辺、第４辺）において、基板１を基板受け爪２６ｃ、２６ｄに向かって押圧する（Ｓ１０７）。その後、図１１（ｃ）に示すように、クランプ２７ａ、２７ｂ、クランプ２７ｃ、２７ｄにより全てクランプ（押圧）状態となった基板受け爪２６ａ、２６ｂと、基板受け爪２６ｃ、２６ｄと、を同期して下降させる（Ｓ１０８）。
【００９８】
そして、基板１がマスク２上の高さ０．５ｍｍの高度となった時に基板受け爪２６ａ、２６ｂと、基板受け爪２６ｃ、２６ｄと、の同期下降を停止させる（Ｓ１０９：基板下降工程）。この基板１のマスク２上の高度は、基板１がマスク２と接触せず、かつ、撮像装置１４ｃ、１４ｄの撮像光学系１４２の被写界深度内に、基板１およびマスク２が進入するような高さである。これにより、撮像装置１４ｃ、１４ｄにより、高精度で基板マーク３７およびマスクマーク３８を撮像することができる。また、基板１とマスク２と接触させないため、互いに擦り合うことなくアライメント（後述のＳ１１１〜Ｓ１１３）を行うことができる。
【００９９】
次に、図１２（ａ）に示すように、その湾曲姿勢によって基板１とマスク２が最も近接した中央部付近に配置された基板マーク３７およびマスクマーク３８を撮像装置１４ｃ、１４ｄにより撮像する（Ｓ１１０）。制御装置５０ないしＣＰＵ１６０１は、撮像装置１４ｃ、１４ｄにより撮像された画像を画像処理し、数値演算を行って、撮像した基準辺付近における基板１とマスク２の、例えばＸＹ平面に沿ったズレ量を算出する（計測工程）。
【０１００】
そして、計測されたズレ量が減少するようにクランプユニット２８ａ、２８ｂにより把持した基板１を移動させる（Ｓ１１１〜Ｓ１１３：アライメント工程）。ここでは、図１２（ｂ）に示すように、計測されたズレ量が減少するように基板１を移動させ（Ｓ１１１）、移動後、再度撮像とズレ量の算出（Ｓ１１２）を行う。このズレ量の取得は、例えば再度、撮像装置１４ｃ、１４ｄによる撮影（Ｓ１１２、図１２（ｃ））と上記の画像処理を行うことで行える。Ｓ１１３で、アライメント後のズレ量がしきい値以下であればＳ１１４に進み、しきい値より大きい場合はＳ１１１へ戻り再度アライメント動作を行う。
【０１０１】
アライメント後のズレ量がしきい値以下であれば、図１３（ａ）に示すように、基板１を湾曲姿勢を保ったまま、下降させる。即ち、クランプ２７ａ、２７ｂ、クランプ２７ｃ、２７ｄにより全てクランプ（押圧）状態となっている基板受け爪２６ａ、２６ｂと、基板受け爪２６ｃ、２６ｄと、を同期して下降させる（Ｓ１１４）。
【０１０２】
その後、基板１を、中央部から除々にマスク２に接触させていく。図９の例では、基板１はマスク２に対して充分大きいか、あるいは、マスク２ないしマスク保持部９に逃げが設けてあるものとする。即ち、基板１とマスク２が接触開始しても、基板１を短辺（第３辺、第４辺）中央で保持するクランプ２７ｃ、２７ｄと基板受け爪２６ｃ、２６ｄとは、基板１の上下から退避させる必要がない構造である。そのため、図９の制御では、クランプ２７ｃ、２７ｄと基板受け爪２６ｃ、２６ｄの基板１の上下からの退避は後述のＳ１１９で行う。ただし、後述の実施例１などで説明するように、構造によっては、基板１とマスク２が接触開始するに先立ち、クランプ２７ｃ、２７ｄと基板受け爪２６ｃ、２６ｄとが基板１の上下から退避可能である構成を採用してもよい。
【０１０３】
基板受け爪２６ａ、２６ｂと、基板受け爪２６ｃ、２６ｄと、を同期して下降させると、図１３（ｂ）に示すように、まず、湾曲姿勢にある基板１中央の最低部がマスク２に接触する（Ｓ１１５）。続いて、基板１の長辺部（第１辺、第２辺）において、クランプ２７ａ、２７ｂのクランプを解除（アンクランプ）する（Ｓ１１６）。この時、この図９の制御例では、基板１の中央の基板保持部であるクランプ２７ｃ、２７ｄと基板受け爪２６ｃ、２６ｄとの保持は依然として続行させている。ただし、Ｓ１１６におけるクランプ２７ａ、２７ｂのクランプ解除（アンクランプ）は、基板１の安定度などに応じて、より遅いタイミング（例えばＳ１１９）で行うよう制御してもよい。
【０１０４】
この段階で、湾曲姿勢にある基板１中央の最低部がマスク２に接触（Ｓ１１５）しているので、図１３（ｃ）に示すように、さらに、クランプユニット２８ａ、２８ｂの基板受け爪２６ｃ、２６ｄのみを低速で下降させる（Ｓ１１７）。このとき、既にその付近で基板１が接地状態にある中央の基板受け爪２６ｃ、２６ｄはその高度を維持させる。この動作によって、基板１の下面が前面でマスク２の上面に接触する（Ｓ１１８）。
【０１０５】
続いて、図１４（ａ）に示すように、クランプ２７ｃ、２７ｄをアンクランプ、即ち、基板１の中央の基板保持部であるクランプ２７ｃ、２７ｄと基板受け爪２６ｃ、２６ｄとの保持を解除する（Ｓ１１９）。さらに、図１４（ｂ）に示すように、長辺部（第１辺、第２辺）および短辺部（第３辺、第４辺）を支持するクランプユニット２８ａ、２８ｂの基板受け爪２６ｃ、２６ｄと、基板受け爪２６ｃ、２６ｄを下降させる（Ｓ１２０）。これにより、基板受け爪２６ｃ、２６ｄと、基板受け爪２６ｃ、２６ｄは基板１の下面から離間する。
【０１０６】
その後、図１４（ｃ）に示すように、基板１とマスク２が密着した状態において、さらに基板マーク３７およびマスクマーク３８を撮像して、基板１とマスク２の密着後のズレ量を算出のズレ量を算出する（Ｓ１２１）。この場合、撮像装置１４ｃ、１４ｄを用いて基板１およびマスク２の中央部の基板マーク３７およびマスクマーク３８を撮像した結果に基づき、ズレ量を計測する。あるいは、例えば、撮像装置１４ａ、１４ｂを用いて基板１およびマスク２の４隅に配置された基板マーク３７およびマスクマーク３８を撮像した結果に基づき、ズレ量を計測してもよい。算出したズレ量をしきい値以下であればアライメント動作を終了し、しきい値より大きい場合は、Ｓ１２３を経由してＳ１０６へ復帰する（Ｓ１２２）。なお、Ｓ１２３では、クランプユニット２８ａ、２８ｂにより基板１をクランプして例えば３０ｍｍ程度、上昇させ、基板１の湾曲姿勢を形成する。このＳ１２３は、Ｓ１０５が終了した後と同じように、基板１を湾曲姿勢に移行させるためのものである。
【０１０７】
以上のようにしてアライメントが完了したら成膜動作を行う。レートセンサ（不図示）によって蒸着源７が所望の成膜レートになったことを確認して、蒸着源７によって所望の材料を所望の膜厚で基板１に堆積させる。その際、成膜を必要としない部位はマスク２によりマスキングされ、その部位には蒸着材料が付着しないよう制御される。なお、蒸着源７には直線状に蒸着材料が放出される穴が設けられている（詳細不図示）。また、蒸着源７は、例えば基板下面の蒸着が必要な範囲をカバーできるよう移動可能に構成しておくことができる。例えば、図９に示したような有機ＥＬディスプレイの有機ＥＬパネルを生産する生産ラインにおいては、各々の成膜室３１で上記のような工程を繰り返して、基板１に対して必要な場所に必要な膜を成膜することができる。以下では、成膜装置における具体的な実施態様を示すいくつかの実施例を説明する。
【０１０８】
＜実施例１＞
本実施例のアライメントを行う構成は、上述の主に図１〜図８、図１０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）〜図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で説明したものと同じである。また、成膜システム全体は、図１５に示した構成であるものとする。本実施例のアライメントで用いた基板１は、１５００ｍｍ×９２５ｍｍ×厚さ０．５ｍｍのガラス基板である。通常の生産においては基板１には有機ＥＬディスプレイ用のＴＦＴが形成されているが、本実施例においてはアライメント動作を検証すべく、アライメントマークと各電極パターンのみが無アルカリガラス状に形成された基板を用いた。
【０１０９】
基板１は搬送室３３の中央に設置された搬送機構３４（図１５）によって、成膜室３１に真空雰囲気にて水平姿勢で搬送され、アライメント装置１０１（図８）に受け渡される。本実施例においては、アライメント装置１０１は、基板１を水平状態（第１の姿勢）で把持し、本実施例においては、長辺（図１６）の２辺の例えばそれぞれ８か所をクランプユニット２８ａ、２８ｂ（図８）によりクランプし、各辺部を同期昇降させる。
【０１１０】
本実施例においては、基板１は搬送機構３４からアライメント装置１０１に受け渡され、長辺１５００ｍｍの２辺をクランプした状態で自重によりＵ字形状に撓んで、基板最低部は基板支持部から８．５ｍｍ下方となった。この基板１の湾曲姿勢において、基板受け爪２６ｃ、２６ｄと、クランプ２７ｃ、２７ｄにより、ほぼ平面とみなすことができる基板１の部位ＶＨ（図１６）の中央、アライメントマーク近傍の基板最低部を保持する。
【０１１１】
基板支持部および基板保持部を同期下降させて基板１をマスク２に接近させ、基板最低部付近の基板１とマスク２のアライメントマーク（３７ｃ、３８ｃ、３７ｄ、３８ｄ）を撮像装置１４ｃ、１４ｄにより撮像する。この時、照明部１４３には、同軸照明を使用し、本実施例においては、基板１とマスク２の最近接距離を０．５ｍｍとなるように設定した。また、撮像装置１４ｃ、１４ｄの撮像光学系１４２の被写界深度は０．８ｍｍであり、基板１とマスク２の各々のアライメントマーク（３７ｃ、３８ｃ、３７ｄ、３８ｄ）は上記被写界深度に充分収まる。
【０１１２】
撮像装置１４ｃ、１４ｄの撮像光学系１４２の被写界深度を０．８ｍｍと浅くすることで絞りＦ値を絞り開放、またはそれに近い値に小さくすることができ、その結果、撮像過程におけるレンズ分解能を向上させることができる。この意味で、近接距離はできるだけ近くすることが好ましい。撮像装置１４ｃ（１４ｄ）にて撮像した画像を画像処理にて数値演算をすることで基板１とマスク２のズレ量を算出する。算出されたズレ量から不図示の移動機構によりズレ量分を移動させることで基板１とマスク２のアライメントを行う。本実施例の場合、ズレ量が３μｍ以内になるまで撮像とズレ量の移動の動作を繰り返した。ズレ量が所望の範囲内になったら、基板１をマスク２に重ね合わせる載置動作に入る。
【０１１３】
基板１をマスク２に重ね合わせる載置動作においては、まず基板１の湾曲姿勢を保ったまま基板１をマスク２に接近させる。即ち、長辺部の基板受け爪２６ａ、２６ｂと、クランプ２７ａ、２７ｂ、および短辺中央の基板受け爪２６ｃ、２６ｄと、クランプ２７ｃ、２７ｄで基板１を保持した状態で、これらを同期的に下降させる。基板１が中央部でマスク２に接触する前に、クランプ２７ｃ（２７ｄ）と、基板受け爪２６ｃ、２６ｄとの押圧を解除し、これらを基板１の上下空間から退避させる（図１６参照）。そして、基板受け爪２６ａ、２６ｂと、クランプ２７ａ、２７ｂをさらに同期的に下降させ、基板１を中央部でマスク２に接触させる。なお、この時、強接触による基板１の破損を防止するため、実際にはマスク接触より若干上部で停止させる制御を行うようにしてもよい。
【０１１４】
基板１を中央部でマスク２に接触させた後、長辺部の基板受け爪２６ａ、２６ｂと、クランプ２７ａ、２７ｂをさらに下降させると、基板１は中央部から両側の長辺部（第１辺、第２辺）に向かって除々に接地していく。この時、適当なタイミングで、クランプ２７ａ、２７ｂの押圧は解除してよい。この際、クランプ２７ａ、２７ｂのクランプを継続して接地操作を続けるか、あるいは、クランプを解除してから下降するかを重ね合わせのアライメントズレの発生状況などに応じて選択する制御を行ってもよい。
【０１１５】
基板１の下面全面がマスク２に重ね合わせできたら、基板受け爪２６ａ、２６ｂの下降動作を停止する。以上のようにして、基板１とマスク２の密着を完了させることで、接触動作において基板１のズレを極力生じさせないよう接触させる動作が可能となる。
【０１１６】
本実施例によれば、上記のように、基板１の自重によるＵ字形状の自然な湾曲姿勢を利用して、中央の最下部付近に設けた基板１とマスク２の各々のアライメントマーク（３７ｃ、３８ｃ、３７ｄ、３８ｄ）を用いてアライメント撮像を行うことができる。このため、撮像装置１４ｃ、１４ｄの撮像光学系１４２に被写界深度の小さい、光学分解能が高いレンズを使用することができ、撮像装置１４ｃ、１４ｄで撮像されるアライメント画像の解像度が向上させることができる。また、撮像時、基板のＵ字形状の底部のアライメントマーク近傍を保持することにより、アライメント後の重ね合わせ時に不動点としつつ不確定に発生する摩擦力に対抗することができる。その結果、本実施例によれば、基板１のマスク２への載置動作では、位置ズレ量を含め、最終的なアライメント精度を５μｍ以内に抑えることができた。
【０１１７】
＜実施例２＞
以下では、実施例１におけるアライメント動作を行った後の成膜動作を詳細に説明する。
【０１１８】
本実施例の成膜装置においても、アライメント装置１０１は、真空排気可能な成膜チャンバ４内に配置されている。成膜チャンバ４内には、大気圧環境に対して減圧環境とするための真空排気機構として、ドライポンプ１２３およびクライオポンプ１２４が設けられ、成膜圧力までの排気を行うことができる。本実施例においては５×１０−５Ｐａ以下になるまで排気した後、蒸着源７の加熱を開始する。
【０１１９】
蒸着源７には、上述のように材料収納容器としてルツボ（不図示）が設けられ、本実施例では蒸着材料としてＡｌｑ３を用いた。蒸着源７内に設置された不図示のヒータにより蒸着源７の温度が室温から３２０℃になるまで３時間程度かけて昇温を行った。蒸着源温度が３２０℃になったら、レート制御に切り替えてレートセンサ、例えば水晶膜厚計にて成膜レートを測定しながら所定の成膜レートとなるまで制御した後、成膜を開始した。本実施例では、５Å／ｓｅｃの成膜レートとなるように蒸着源７を制御した。
【０１２０】
蒸着源７の成膜レートが安定したところで基板１を搬送機構（詳細不図示）によって成膜チャンバ４内に搬送する。基板１としては実施例１と同様に第四世代と呼ばれる基板サイズを用い、具体的には９３０×７２０×０．５ｔ（ｍｍ）の無アルカリガラス基板を使用した。基板１とマスク２のアライメントは実施例１で説明したのと同様に行い、上述のようにして基板１とマスク２のアライメントが取れ、基板１とマスク２が密着状態となった後、成膜動作を行った。
【０１２１】
上述のように蒸着源７には直線状に蒸着材料が放出される穴が設けられ（詳細不図示）、蒸着源７が移動することにより基板１に蒸着材料Ａｌｑ３を成膜する。本実施例において、５Å／ｓｅｃの成膜レートとなるように制御した場合の蒸着源７の温度は３３０〜３４０℃程度であった。蒸着源７内部の蒸着材料の残量により温度が変化するが、本実施例では、蒸着源７の温度が３３０℃程度で５Å／ｓｅｃの成膜レートの時に成膜動作を行った。１０００Å成膜する際の時間は２００ｓｅｃであり、その場合、蒸着源７を２往復させて基板１に堆積させた。
【０１２２】
成膜後、基板１に堆積させた蒸着材料が基板１に形成されたパターンとのズレ量を確認したところ、本実施例の成膜処理では、目標位置に対して１０μｍ以内の誤差を達成することができた。以上、本発明の実施形態、および実施例１〜３につき説明したが、これらはあくまでも一例に過ぎず、本発明は実施形態や実施例の構成に限定されるものではなく、当業者において種々の設計変更が可能なのはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１２３】
１…基板、２…マスク、４…成膜チャンバ、７…蒸着源、１４…撮像装置、２６…基板受け爪、２７…クランプ、２８…クランプユニット、３１…成膜室、３２…投入室、３３…搬送室、３４…搬送機構、３５…受渡室、１０１…アライメント装置、１２３…ドライポンプ、１２４…クライオポンプ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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