(57)【要約】【課題】マスクを高精度に位置合わせでき、作業性の向上も図ることができるアライメント装置及びアライメント方法を提供する。【解決手段】本発明に係るアライメント装置１は、基板３を支持する基板ホルダ２と、基板３に対して位置決め配置され、基板３上の処理領域を区画する開口を有するマスク４と、マスク４の少なくとも一部を加熱することでマスク４の形状を部分的に変化させるための形状制御手段（電極６、配線７、通電制御板８）とを備えている。基板３に対するマスク４のアライメント工程では、基板３の上に複数設けられたアライメント位置（アライメントマーク３Ｍ）にマスク４の各部（アライメントマーク４Ｍ）を位置合わせする。マスク４の一部がアライメント位置に適合しないとき、マスク４の少なくとも一部を加熱して形状を部分的に変化させることで、マスク４をアライメント位置に適合させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板を支持する基板支持手段と、
前記被処理基板に対して位置決め配置され、前記被処理基板上の処理領域を区画する開口を有するマスクと、
前記マスクの少なくとも一部を加熱することで前記マスクの形状を部分的に変化させる形状制御手段とを備えた
ことを特徴とするアライメント装置。
【請求項２】
前記形状制御手段は、前記マスクの少なくとも一部を通電加熱する通電機構を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のアライメント装置。
【請求項３】
前記マスクの周囲に沿って、通電加熱用の複数の電極が配列されている
ことを特徴とする請求項１に記載のアライメント装置。
【請求項４】
前記マスクは複数のマスク分割片の集合体からなり、前記各マスク分割片の少なくともひとつには、通電加熱用の端子部が設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のアライメント装置。
【請求項５】
被処理基板に対して、前記被処理基板上の処理領域を区画する開口を有するマスクを位置合わせするアライメント方法であって、
前記被処理基板上に前記マスクを対向配置させる工程と、
前記被処理基板の上に複数設けられたアライメント位置に前記マスクの各部を位置合わせする工程とを有し、
前記マスクの一部が前記アライメント位置に適合しないとき、前記マスクの少なくとも一部を加熱して形状を部分的に変化させることで、前記マスクをアライメント位置に適合させる
ことを特徴とするアライメント方法。
【請求項６】
前記マスクの加熱を、前記マスクに対する通電加熱により行う
ことを特徴とする請求項５に記載のアライメント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板とマスクとを精度良く位置合わせするためのアライメント装置及びアライメント方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板にマスクを重ねて成膜する成膜装置においては、基板とマスクを高精度に位置合わせするアライメント技術が重要とされている。例えば、有機薄膜を用いた有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置の製造においては、三原色の各色の光を発生させる三種類の有機薄膜を同一の基板上に形成する際、所定のマスクパターン（開口）が形成されたマスクを基板の成膜面に高精度に位置決めして蒸着あるいはスパッタ等の所定の成膜処理が行われている。
【０００３】
ところで、従来より、有機ＥＬ表示装置の製造に用いられる成膜装置においては、マスクとして磁性材料製のメタルマスクが用いられており、マスクの上に基板を位置合わせした後、基板の上にマグネットを重ね、このマグネットとマスクとの間で基板を挟むことによって、互いに位置合わせされた基板とマスクの密着状態を保持している（下記特許文献１参照）。
【０００４】
また、下記特許文献２には、磁性材料で形成された薄板状の真空蒸着マスクを、マスクホルダーへの保持領域、開口部を有する成膜領域及びマスクの歪みを緩和する領域を有する構成とすることで、マスクの歪みや撓みの影響を抑えて蒸着マスクと基板との密着性の向上を図ることが開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３５８２０２号公報
【特許文献２】特開２００５−３１０４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
基板に対するマスクの設置は、従来より、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）カメラ等でモニタリングしながら、基板上のマーカー位置（アライメント位置）へマスクを動かして両者間の位置合わせを行っている。通常、アライメント位置は少なくとも２箇所あり、各アライメント位置に適合するようにマスクを移動させることで、基板とマスクの間の位置合わせが完了する。
【０００７】
しかしながら、近年における基板の大面積化に伴い、基板とマスクとの間の位置合わせを高精度に行うことが困難となっている。
すなわち、基板の大型化に伴って、マスクも大型化し変形が生じやすくなっている。特に、マスク外縁部の微細な歪みや撓み、うねり等の変形が生じている場合、マスクがアライメント位置に適合せず、高精度な位置合わせが行えない場合が発生する。また、マスクアライメント工程が完了しないと次工程（成膜工程など）に移行できないので、アライメント作業時間が増大して生産性を損ねる結果を招く。
【０００８】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、マスクを高精度に位置合わせでき作業性も向上できるアライメント装置及びアライメント方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以上の課題を解決するに当たり、本発明のアライメント装置は、被処理基板を支持する基板支持手段と、被処理基板に対して位置決め配置され、被処理基板上の処理領域を区画する開口を有するマスクと、マスクの少なくとも一部を加熱することでマスクの形状を部分的に変化させる形状制御手段とを備えている。
【００１０】
また、本発明のアライメント方法は、被処理基板上に前記マスクを対向配置させる工程と、被処理基板の上に複数設けられたアライメント位置にマスクの各部を位置合わせする工程とを有し、マスクの一部がアライメント位置に適合しないとき、マスクの少なくとも一部を加熱して形状を部分的に変化させることで、マスクをアライメント位置に適合させる。
【００１１】
上述のように、本発明は、マスクの一部がアライメント位置に適合しないとき、マスクの少なくとも一部を加熱することで、マスクの熱膨張を利用したマスクの積極的な位置合わせを行うようにしている。これにより、マスク４の変形が矯正され、マスクと基板間の高精度な位置合わせが可能となるとともに、アライメント作業時間の短縮と生産性の向上を図ることが可能となる。
【００１２】
マスクの加熱機構としては、マスクに対する通電加熱やランプ加熱を用いることができる。通電加熱には、マスク構成材料への通電加熱のほか、マスクに内蔵したヒータへの通電加熱などが含まれる。マスクの加熱位置は特に限定されないが、例えば、アライメント位置に適合しないマスク領域に対する局所加熱が挙げられる。
【発明の効果】
【００１３】
以上述べたように、本発明によれば、マスクと基板間の高精度な位置合わせが可能となるとともに、アライメント作業時間の短縮と生産性の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態によるアライメント装置１の概略構成図である。本実施形態において、アライメント装置１は、図示しない成膜装置（蒸着装置、スパッタ装置など）の内部に設置されている。
【００１６】
基板支持手段としての基板ホルダ２の上には、被処理基板としての基板３が配置されている。基板３の上には、マスク４が位置合わせされた状態で対向配置されている。基板ホルダ２は、基板３を支持するためのもので、特に構成は限定されないが、例えば永久磁石材料または電磁石等のマグネット構造を有している。一方、マスク４は磁性材料からなり、基板ホルダ２によって着磁（磁化）されることで、基板ホルダ２との間で基板３を挟持している。
【００１７】
基板３には、矩形状の大型ガラス基板等が用いられている。基板３の四隅位置には、マスク４との位置合わせ用のアライメントマーク３Ｍがそれぞれ設けられている。各アライメントマーク３Ｍは、基板ホルダ２に形成された４つの検出孔２ａにそれぞれ整列しており、図１において基板ホルダ２の下方位置に配置された４つのＣＣＤカメラ５によって各アライメントマーク３Ｍがそれぞれモニタリングされている。
【００１８】
マスク４は、基板３上の処理領域を区画する開口が形成された開口形成領域４Ａと、この開口形成領域４Ａを支持する枠体４Ｂとを有している。開口形成領域４Ａは、基板３とほぼ同等な形状、大きさの矩形薄板で形成されている。この開口形成領域４Ａには、基板３上の処理領域を区画する所定形状の開口が形成されており、基板３の被処理面に密着配置されることで、上記開口を介して露出する基板の処理領域に対して成膜、エッチング等の所定の処理が行われる。
【００１９】
マスク４の開口形成領域４Ａの四隅位置には、基板３との位置合わせ用のアライメントマーク４Ｍがそれぞれ設けられている。各アライメントマーク４Ｍは、基板３に対してマスク４が正規に位置合わせされた際に、基板３の各々対応するアライメントマーク３Ｍに適合する位置に設けられている。なお、アライメントマーク３Ｍ，４Ｍの形成位置、形成個数は上記の例に限定されず、少なくとも２箇所に形成されていればよい。
【００２０】
基板３に対するマスク４の位置合わせ工程では、ＣＣＤカメラ５を用いてアライメントマーク３Ｍとアライメントマーク４Ｍのマーク位置をそれぞれ一致させる。基板３の四隅位置でアライメントマーク３Ｍがマスク４のアライメントマーク４Ｍに適合したとき、基板３に対するマスク４の位置合わせ作業が完了する。
【００２１】
ここで、近年の基板３の大型化に伴い、マスク４も大型化してきており、このためマスク４の変形も生じやすくなっている。このとき、マスク４の開口形成領域４Ａあるいは枠体４Ｂの微細な歪みや撓み、うねり等の変形が生じている場合、マスク４のアライメントマーク４Ｍが基板３のアライメントマーク３Ｍに適合せず、基板３とマスク４との間の高精度な位置合わせが行えない場合が発生し得る。また、マスク４のアライメント工程が完了しないと次工程（成膜工程など）に移行できないので、アライメント作業時間が増大して生産性を損ねる結果を招く。
【００２２】
そこで、本実施形態のアライメント装置１は、マスク４の少なくとも一部を加熱することでマスク４の形状を部分的に変化させる形状制御手段を備えており、マスク４の一部がアライメント位置に適合しないとき、マスクの所定部位を加熱して形状を部分的に変化させることで、マスク４の撓みを矯正し、マスク４をアライメント位置に適合させるようにしている。
【００２３】
本実施形態において、上記形状制御手段は、マスク４の枠体４Ｂに沿って形成された複数の電極６と、これら複数の電極６に各々配線部７を介して接続された通電制御板８とを備えた通電機構で構成されている。通電制御板８は、任意の電極６間への供給電流を生成する電流源、電流量を調整する素子、ＣＣＤカメラ５からの出力に基づいて通電すべき電極６を選択するとともに供給電流量を決定する制御部などが搭載されている。
【００２４】
なお、図１において通電制御板８は、マスク４の一側辺部側にのみ示されているが、図示するひとつの通電制御板８にマスク４上のすべての電極６が接続されていてもよいし、マスク４の各辺に対応してそれぞれ通電制御板８を配置してもよい。あるいは、通電制御板８をマスク４の周囲を囲むように環状に構成してもよい。
【００２５】
通電制御板８は、ＣＣＤカメラ５の出力に基づいて、マスク形成領域４Ａの周囲に沿って配置された所定の電極６間に所定の大きさの電流を供給することによってマスク４の所定部位を通電加熱し、その熱膨張による変形を利用してマスク４のアライメントマーク４Ｍを基板３のアライメントマーク３Ｍに適合させる。マスク４の形状変化部位、形状変化方向、形状変化量などは、選択される電極６の組合せ、電流の印加方法、電流の大きさ等によって制御される。
【００２６】
図２〜図４は、マスク４に対する通電形態の一例を示す模式図である。図２は、マスク４の四隅を挟む一対の電極６間を通電し、マスク４の隅部を形状変化させる様子を示している。図３は、マスク４の各辺に沿って電流を供給し、枠体４を辺方向に変形させる様子を示している。図４は、マスク４全体を形状変化させる様子を示している。通電する電極６の組は一組に限らず、複数組同時に行ってもよい。
【００２７】
以上のように構成される本実施形態のアライメント装置１においては、まず、基板ホルダ２の上に基板３が載置される。このとき、基板ホルダ２の検出孔２ａに基板３のアライメントマーク３Ｍが整列するように、基板３が基板ホルダ２上に配置される。
【００２８】
次いで、マスク４が基板３に対向配置される。基板３に対するマスク４の位置合わせは、基板３の上に複数設けられたアライメント位置にマスク４の各部を位置合わせする。本実施形態では、検出孔２ａを介してのＣＣＤカメラ５による基板３及びマスク４の各々のアライメントマーク３Ｍ，４Ｍの適合作業が行われる。マスク４の移動は、マスク４を支持する図示しないマスクホルダによって行われる。
【００２９】
基板３の四隅位置で各々のアライメントマーク４がすべて適合すると、その位置でマスク４が基板３上に載置され、基板ホルダ２のマグネット作用によりマスク４が基板ホルダ２に吸着される。これにより、基板３が基板ホルダ２とマスク４との間で位置決め挟持される。以上によりアライメント工程が完了し、成膜処理工程に移行する。
【００３０】
一方、マスク４に撓みが生じていると、基板３及びマスク４の各々のアライメントマーク３Ｍ，４Ｍのすべてが同時に適合しない場合がある。この場合、アライメント位置の適否を監視するＣＣＤカメラ５の出力に基づいて、アライメントが非適合なマスク部位が検出される。そして、当該マスク部位への通電加熱によりマスク形状を矯正できる電極６の組合せ、必要電流量等が決定され、通電制御板８を介してマスク４の部分的な通電加熱が行われる。これにより、マスク４の通電部位が熱膨張により形状変化し、マスク４の撓みが矯正される。
【００３１】
以上のようにして、マスク４の少なくとも一部に対する通電加熱作用により、基板３及びマスク４の各々のアライメントマーク３Ｍ，４Ｍを同時に適合させることができるようになる。これにより、マスク４の撓み等による位置合わせ作業性の低下を防止し、基板３とマスク４間の高精度な位置合わせを実現できるとともに、アライメント工程時間の短縮を図ることができる。また、成膜処理工程への移行を速やかに行うことで、生産性の向上を図ることが可能となる。
【００３２】
マスク４の通電制御は、マスク４の一部である場合に限らず、マスク４の全体である場合も含まれる。また、マスク４が複数のマスク分割片の集合体で構成される場合には、図５に示すように、マスク分割片４ｄの各々について上述した通電加熱が可能なように構成することができる。なお、マスク分割片４ｄのすべてについて通電加熱機構を適用する場合に限られず、少なくとも１つのマスク分割片についてのみ通電加熱機構を設けるようにしてもよい。
【００３３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００３４】
例えば以上の実施形態では、マスク４の通電加熱手段として、マスク４の枠体４Ｂに複数の電極６を形成し、任意の複数の電極６間に電流を供給したときのマスク４自体の抵抗加熱作用を利用したが、これに代えて、図６Ａ，Ｂに示したように、マスク４の枠体４Ｂの任意の位置に取り付けた電熱線（抵抗加熱線）１０に対する通電作用でマスク４の加熱を行うようにしてもよい。ここで、図６Ａはマスク４の枠体１０の辺方向に沿って電熱線１０を間欠的に取り付けた例を示しており、図６Ｂはマスク４の枠体１０の辺方向に沿って電熱線１０を連続して取り付けた例を示している。
【００３５】
また、図７に示すように、マスク４の枠体４Ｂの所定部位にヒーター１１を埋め込み、形状変化制御すべきマスク４の部位に対応する任意のヒーター１１を選択的に通電加熱することによって、本発明の通電加熱機構を構成してもよい。
【００３６】
あるいは、図８に示すように、マスク４の枠体４Ｂの所定部位に加熱ランプ（赤外線ランプ）の照射領域１２を設定し、形状変化制御すべきマスク４の部位に対応する任意の照射領域１２を選択的にランプ照射して、本発明の形状制御手段を構成するようにしてもよい。
【００３７】
更に、例えば、マスク４の所定部位に外部から交流磁界を印加してマスク４に渦電流の発生を誘起し、この渦電流の抵抗加熱作用によってマスク４の加熱機構を構成することも可能である。これ以外にも、マスク４に対する加熱操作には公知の加熱機構が適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態によるアライメント装置の概略構成図である。
【図２】図１に示したアライメント装置におけるマスクの通電形態の一例を説明する模式図である。
【図３】図１に示したアライメント装置におけるマスクの通電形態の一例を説明する模式図である。
【図４】図１に示したアライメント装置におけるマスクの通電形態の一例を説明する模式図である。
【図５】図１に示したアライメント装置におけるマスクの構成及び通電形態の変形例を説明する模式図である。
【図６】図１に示したアライメント装置におけるマスクの通電加熱機構の構成の変形例を示すマスク平面図である。
【図７】図１に示したアライメント装置におけるマスクの加熱機構の構成の変形例を示すマスク平面図である。
【図８】図１に示したアライメント装置におけるマスクの加熱機構の構成の変形例を示すマスク平面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  アライメント装置
２  基板ホルダ
２ａ  検出孔
３  基板
３Ｍ  アライメントマーク
４  マスク
４Ａ  開口形成領域
４Ｂ  枠体
４Ｍ  アライメントマーク
５  ＣＣＤカメラ
６  電極
７  配線
８  通電制御部
１０  電熱線
１１  ヒーター
１２  ランプ照射領域
【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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