JP6821641B2 - 基板載置装置、成膜装置、基板載置方法、成膜方法、および電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、基板載置装置、成膜装置、基板載置方法、成膜方法、および電子デバイスの製造方法に関する。

近年、基板の大型化・薄型化が進んでおり、基板の自重による撓みの影響が大きくなっている。また、成膜領域を基板中央部に設ける関係上、基板を支持・挟持できるのは基板の外周部（周縁部）に限られている。

従来技術では、基板の外周部（四辺）を支持する基板支持体を有し、基板を載置体（例えばマスク）に載置するための基板載置機構が用いられている。ここで、基板の外周のうち、一方の対向辺部（例えば長辺部）では基板を挟持し、他方の対向辺部（例えば短辺部）では挟持せずに支持のみする。

特開２００９−２７７６５５号公報

上述のように基板の周辺を支持すると、基板が自重で撓み、基板の中央がへこむ。また、支持のみがされている周辺についても、基板に撓みが生じる。この際、基板の撓みの様相（撓み方）は基板ごとに異なる。したがって、基板の外周を複数の支持具によって支持する場合、基板と複数の支持具との接触状態もまた基板ごとに異なってしまう。さらに、基板を載置体（例えば、マスク）の上に載置する際にズレが生じるが、そのズレ方も基板ごとに異なってしまう。

すなわち、基板を載置体の上に載置する際に、載置体上での基板の位置が基板ごとに異なってしまうという不都合が生じる。これは、アライメントに要する時間が増大することに繋がり、製造時間（タクトタイム）の増加に繋がる。

上記のような問題を考慮し、本発明は、基板を載置体に載置する際の基板ごとのばらつきを抑制することを目的とする。

本発明の一態様に係る基板支持装置は、
搬送手段によって搬送された基板の第１の辺の近傍を支持する第１の支持具群と、前記第１の支持具群とともに前記第１の辺の近傍を支持する、少なくとも一つの支持具を含む第２の支持具群と、を備える基板支持装置であって、
前記第１の支持具群は、一部の隣り合う支持具間の距離が他の隣り合う支持具間の距離と異なっており、
前記第１の支持具群によって前記第１の辺の近傍を支持した後に、前記基板と離間した前記第２の支持具群を前記第１の辺の近傍を支持する位置に移動させる支持具移動手段を備える、ことを特徴とする。

本発明の一態様に係る基板支持装置は、
搬送手段によって搬送された基板の第１の辺の近傍を支持する第１の支持具群と、前記第１の支持具群とともに前記第１の辺の近傍を支持する、少なくとも一つの支持具を含む第２の支持具群と、を備える基板支持装置であって、
前記第１の支持具群によって前記第１の辺の近傍を支持した後に、前記基板の第１の辺の近傍を支持する複数の支持具の間で、隣り合う支持具間の距離が等しくなるように、前記第２の支持具群を移動させる支持具移動手段を備える、ことを特徴とする。
本発明の一態様に係る基板支持装置は、
搬送手段によって搬送された基板の第１の辺の近傍を支持する第１の支持具群と、前記第１の支持具群とともに前記第１の辺の近傍を支持する、少なくとも一つの支持具を含む第２の支持具群と、を備える基板支持装置であって、
前記第１の支持具群によって前記第１の辺の近傍を支持した後に、前記基板の第１の辺の近傍を支持する複数の支持具が直線上に並ぶように、前記第２の支持具群を移動させる
支持具移動手段を備える、ことを特徴とする。
本発明の一態様に係る基板支持装置は、
搬送手段によって搬送された基板の第１の辺の近傍を支持する第１の支持具群と、前記第１の支持具群とともに前記第１の辺の近傍を支持する、少なくとも一つの支持具を含む第２の支持具群と、
を備える基板支持装置であって、
前記第１の支持具群によって前記第１の辺の近傍を支持した後に、前記基板と接触していない前記第２の支持具群を前記第１の辺の近傍を支持する位置に移動させる支持具移動手段を備える、ことを特徴とする。

本発明の一態様に係る基板支持方法は、
搬送手段によって搬送された基板の第１の辺の近傍を一部の隣り合う支持具間の距離が他の隣り合う支持具間の距離と異なる第１の支持具群により支持する第１の支持工程と、
前記第１の支持工程の後に、前記第１の支持具群とは別の、少なくとも一つの支持具を含む第２の支持具群を前記基板と離間した位置から前記第１の辺の近傍を支持する位置に移動させる支持具移動工程と、
前記支持具移動工程の後に、前記第１の支持具群と前記第２の支持具群によって前記基板の第１の辺の近傍を支持する第２の支持工程と、
を有する、ことを特徴とする。

本発明の一態様に係る基板支持方法は、
搬送手段によって搬送された基板の第１の辺の近傍を第１の支持具群により支持する第１の支持工程と、
前記第１の支持工程の後に、前記第１の支持具とは別の、少なくとも一つの支持具を含む第２の支持具群を移動させる支持具移動工程と、
前記支持具移動工程の後に、前記第１の支持具群と前記第２の支持具群によって前記基板の第１の辺の近傍を支持する第２の支持工程と、
を含み、
前記支持具移動工程では、前記基板の第１の辺の近傍を支持する複数の支持具の間で、隣り合う支持具間の距離が等しくなるように、前記第２の支持具群を移動させる、ことを特徴とする。
本発明の一態様に係る基板支持方法は、
搬送手段によって搬送された基板の第１の辺の近傍を第１の支持具群により支持する第１支持工程と、
前記第１の支持工程の後に、前記第１の支持具とは別の、少なくとも一つの支持具を含む第２の支持具群を移動させる支持具移動工程と、
前記支持具移動工程の後に、前記第１の支持具群と前記第２の支持具群によって前記基板の第１の辺の近傍を支持する第２の支持工程と、
を含み、
前記支持具移動工程では、前記基板の第１の辺の近傍を支持する複数の支持具が直線上に並ぶように、前記第２の支持具群を移動させる、ことを特徴とする。
本発明の一態様に係る基板支持方法は、
搬送手段によって搬送された基板の第１の辺の近傍を第１の支持具群により支持する第１の支持工程と、
前記第１の支持工程の後に、前記第１の支持具群とは別の、少なくとも一つの支持具を含む第２の支持具群を、前記基板と離間した位置から前記第１の辺の近傍を支持する位置に移動させる支持具移動工程と、
前記支持具移動工程の後に、前記第１の支持具群と前記第２の支持具群によって前記基板の第１の辺の近傍を支持する第２の支持工程と、
を有する、ことを特徴とする。

本発明によれば、基板を載置体に載置する際の基板ごとのばらつきを抑制できる。これにより、アライメントに要する時間ひいては製造時間全体を短縮できる。

電子デバイスの製造装置の構成の一部を模式的に示す上視図。 成膜装置の構成を模式的に示す断面図。 基板保持ユニットの構成を示す図。 実施例１における基板支持方法を説明する図。 基板の載置方法（基板の受け取り〜基板の支持）を説明する。 基板の載置方法（第１アライメント）を説明する。 基板の載置方法（第２アライメント）を説明する。 基板の載置方法（第２アライメント）を説明する。 基板の載置方法（冷却板下降〜挟持解放）を説明する。 実施例２における基板支持方法を説明する図。 実施例３における基板支持方法を説明する図。 実施例４における基板支持方法を説明する図。 変形例における基板支持方法を説明する図。 有機ＥＬ表示装置の全体図および、有機ＥＬ電子デバイスの１画素の断面構造を示す図。

以下、図面を参照しつつ本発明の好適な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、形状などは、特に特定的な記載がないかぎりは、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。

本発明は、基板上に薄膜を形成する成膜装置及びその制御方法に関し、特に、基板の高精度な搬送および位置調整のための技術に関する。本発明は、平行平板の基板の表面に真空蒸着により所望のパターンの薄膜（材料層）を形成する装置に好ましく適用できる。基板の材料としては、ガラス、樹脂、金属などの任意の材料を選択でき、また、蒸着材料としても、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。
本発明の技術は、具体的には、有機電子デバイス（例えば、有機ＥＬ表示装置、薄膜太陽電池）、光学部材などの製造装置に適用可能である。なかでも、有機ＥＬ表示装置の製造装置は、基板の大型化あるいは表示パネルの高精細化により基板の搬送精度及び基板とマスクのアライメント精度のさらなる向上が要求されているため、本発明の好ましい適用例の一つである。

＜製造装置及び製造プロセス＞
図１は、電子デバイスの製造装置の構成の一部を模式的に示す上視図である。図１の製造装置は、例えば、スマートフォン用の有機ＥＬ表示装置の表示パネルの製造に用いられる。スマートフォン用の表示パネルの場合、例えば約１８００ｍｍ×約１５００ｍｍ、厚み約０．５ｍｍのサイズの基板に有機ＥＬの成膜を行った後、該基板をダイシングして複数の小サイズのパネルが作製される。

電子デバイスの製造装置は、一般に、図１に示すように、複数の成膜室１１１、１１２と、搬送室１１０とを有する。搬送室１１０内には、基板１０を保持し搬送する搬送ロボット１１９が設けられている。搬送ロボット１１９は、例えば、多関節アームに、基板を保持するロボットハンドが取り付けられた構造をもつロボットであり、各成膜室への基板１０の搬入／搬出を行う。

各成膜室１１１、１１２にはそれぞれ成膜装置（蒸着装置ともよぶ）が設けられている。搬送ロボット１１９との基板１０の受け渡し、基板１０とマスクの相対位置の調整（アライメント）、マスク上への基板１０の固定、成膜（蒸着）などの一連の成膜プロセスは、成膜装置によって自動で行われる。各成膜室の成膜装置は、成膜対象が有機膜であるか金属膜であるかの違いや蒸着源の違いやマスクの違いなど細かい点で相違する部分はあるものの、基本的な構成（特に基板の搬送やアライメントに関わる構成）はほぼ共通している。以下、各成膜室の成膜装置の共通構成について説明する。

＜成膜装置＞
図２は、成膜装置の構成を模式的に示す断面図である。以下の説明においては、鉛直方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を用いる。成膜時に基板は水平面（ＸＹ平面）と平行となるよう固定されるものとし、このときの基板の短手方向（短辺に平行な方向）をＸ方向、長手方向（長辺に平行な方向）をＹ方向とする。またＺ軸まわりの回転角をθで表す。

成膜装置は、真空チャンバ２００を有する。真空チャンバ２００の内部は、真空雰囲気か、窒素ガスなど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、概略、基板保持ユニット２１０と、マスク２２０と、マスク台２２１と、冷却板２３０と、蒸着源２４０が設けられる。基板保持ユニット２１０は、搬送ロボット１１９から受け取った基板１０を保持・搬送する手段であり、基板ホルダとも呼ばれる。マスク２２０は、基板１０上に形成する薄膜パターンに対応する開口パターンをもつメタルマスクであり、枠状のマスク台２２１の上に固定されている。成膜時にはマスク２２０の上に基板１０が載置される。したがってマスク２２０は基板１０を載置する載置体としての役割も担う。冷却板２３０は、成膜時に基板１０（のマスク２２０とは反対側の面）に密着し、基板１０の温度上昇を抑えることで有機材料の変質や劣化を抑制する部材である。冷却板２３０がマグネット板を兼ねていてもよい。マグネット板とは、磁力によってマスク２２０を引き付けることで、成膜時の基板１０とマスク２２０の密着性を高める部材である。蒸着源２４０は、蒸着材料、ヒータ、シャッタ、蒸発源の駆動機構、蒸発レートモニタなどから構成される（いずれも不図示）。

真空チャンバ２００の上（外側）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、Ｘアクチュエータ（不図示）、Ｙアクチュエータ（不図示）、θアクチュエータ（不図示）が設けられている。これらのアクチュエータは、例えば、モータとボールねじ、モータとリニアガイドなどで構成される。基板Ｚアクチュエータ２５０は、基板保持ユニット２１０の全体を昇降（Ｚ方向移動）させるための駆動手段（基板昇降手段）である。クランプＺアクチュエータ２５１は、基板保持ユニット２１０の挟持機構（後述）を開閉させるための駆動手段である。冷却板Ｚアクチュエータ２５２は、冷却板２３０を昇降させるための駆動手段である。Ｘアクチュエータ、Ｙアクチュエータ、θアクチュエータ（以下まとめて「ＸＹθアクチュエータ」と呼ぶ）は基板１０のアライメントのための駆動手段である。ＸＹθアクチュエータは、基板保持ユニット２１０及び冷却板２３０の全体を、Ｘ方向移動、Ｙ方向移動、θ回転させる。なお、本実施形態では、マスク２２０を固定した状態で基板１０のＸ，Ｙ，θを調整する構成としたが、マスク２２０の位置を調整し、又は、基板１０とマスク２２０の両者の位置を調整することで、基板１０とマスク２２０のアライメントを行ってもよい。

真空チャンバ２００の上（外側）には、基板１０及びマスク２２０のアライメントのために、基板１０及びマスク２２０それぞれの位置を測定するカメラ２６０、２６１が設けられている。カメラ２６０、２６１は、真空チャンバ２００に設けられた窓を通して、基板１０とマスク２２０を撮影する。その画像から基板１０上のアライメントマーク及びマスク２２０上のアライメントマークを認識することで、各々のＸＹ位置やＸＹ面内での相対ズレを計測することができる。短時間で高精度なアライメントを実現するために、大まかに位置合わせを行う第１アライメント（「ラフアライメント」とも称す）と、高精度に位置合わせを行う第２アライメント（「ファインアライメント」とも称す）の２段階のアライメントを実施することが好ましい。その場合、低解像だが広視野の第１アライメント用のカメラ２６０と狭視野だが高解像の第２アライメント用のカメラ２６１の２種類のカメラを用いるとよい。本実施形態では、基板１０及びマスク２２０それぞれについて、対向する一対の辺の２箇所に付されたアライメントマークを２台の第１アライメント用のカメラ２６０で測定し、基板１０及びマスク２２０の４隅に付されたアライメントマークを４台の第２アライメント用のカメラ２６１で測定する。

成膜装置は、制御部２７０を有する。制御部２７０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、ＸＹθアクチュエータ、及びカメラ２６０、２６１の制御の他、基板１０の搬送及びアライメント、蒸着源の制御、成膜の制御などの機能を有する。制御部２７０は、例えば、プロセッサ、メモリ、ストレージ、Ｉ／Ｏなどを有するコンピュータにより構成可能である。この場合、制御部２７０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、制御部２７０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部２７０が設けられていてもよいし、１つの制御部２７０が複数の成膜装置を制御してもよい。

なお、基板１０の保持・搬送及びアライメントに関わる構成部分（基板保持ユニット２１０、基板Ｚアクチュエータ２５０、クランプＺアクチュエータ２５１、ＸＹθアクチュエータ、カメラ２６０、２６１、制御部２７０など）は、「基板載置装置」、「基板挟持装置」、「基板搬送装置」などとも呼ばれる。

＜基板保持ユニット＞
図３を参照して基板保持ユニット２１０の構成を説明する。図３は基板保持ユニット２１０の斜視図である。

基板保持ユニット２１０は、挟持機構によって基板１０の周縁部を挟持することにより、基板１０を保持・搬送する手段である。具体的には、基板保持ユニット２１０は、基板１０の４辺それぞれを下から支持する複数の支持具３００が設けられた支持枠体３０１と、長辺部の支持具３００との間で基板１０を挟み込む複数の押圧具３０２が設けられたクランプ部材３０３と、短辺部の支持具３００を移動させるための支持具移動機構３０４と、を有する。一対の支持具３００と押圧具３０２とで１つの挟持機構が構成される。図３の例では、基板１０の短辺に沿って３つの支持具３００が配置され、長辺に沿って６つの挟持機構（支持具３００と押圧具３０２のペア）が配置されており、長辺２辺を挟持する構成となっている。ただし挟持機構の構成は図３の例に限られず、処理対象となる基板のサイズや形状あるいは成膜条件などに合わせて、挟持機構の数や配置を適宜変更してもよい。なお、支持具３００は「受け爪」又は「フィンガ」とも呼ばれ、押圧具３０２は「クランプ」とも呼ばれる。

支持具移動機構３０４は、短辺部の支持具３００を上下方向（Ｚ方向）および短辺に沿った方向（Ｘ方向）に移動させるための機構である。支持具移動機構３０４によって、一部の支持具をその他の支持具とは独立して移動可能である。なお、図面手前側の短辺の支持具に対しても支持具移動機構３０４が設けられるが、図面の見やすさのため図示を省略している。また、図３では、短辺部の中央の支持具３００のみに対して支持具移動機構３０４が設けられているが、中央以外の支持具３００に対して支持具移動機構３０４が設けられてもかまわない。

搬送ロボット１１９から基板保持ユニット２１０への基板１０の受け渡しは例えば次のように行われる。まず、クランプＺアクチュエータ２５１によりクランプ部材３０３を上昇させ、押圧具３０２を支持具３００から離間させることで、挟持機構を解放状態にする。搬送ロボット１１９によって支持具３００と押圧具３０２の間に基板１０を導入した後、基板１０を支持具３００によって支持する。この状態で基板Ｚアクチュエータ２５０により基板保持ユニット２１０を駆動することで、基板１０を昇降（Ｚ方向移動）させることができる。なお、クランプＺアクチュエータ２５１は基板保持ユニット２１０と共に上昇／下降するため、基板保持ユニット２１０が昇降しても挟持機構の状態は変化しない。

なお、図３の符号１０１は、基板１０の４隅に付された第２アライメント用のアライメントマークを示し、符号１０２は、基板１０の短辺中央に付された第１アライメント用のアライメントマークを示している。

＜実施例１＞
図４（ａ）〜４（ｄ）は、基板保持ユニット２１０が基板１０を搬送ロボットから受け取ってマスク（載置体）２２０の上に載置する際における、支持具３００による基板１０の支持方法を説明する図である。

図４（ａ）は、基板保持ユニット２１０および基板１０を下側から見た図である。図に示すように、基板保持ユニット２１０の支持具は、基板１０の周縁部１０３（支持可能なエリア）を支持する。上述したように、基板１０の長辺は支持具３００と押圧具３０２とによって挟持される一方、基板１０の短辺は支持具３００によって支持されるのみである。ここで、短辺側の一部の支持具（図では支持具４０３）以外の支持具は、同じ高さに位置する。この高さのことを、以下では単に基準高さと称する。

図４（ｂ）〜４（ｄ）は、基板１０の中央部（図４（ｃ））と短辺部（図４（ｂ）（ｄ））における断面図である。基板１０の中央部においては、図４（ｃ）に示すように中央が自重によって下向きに撓む。一方、基板１０の短辺部においては、図４（ｂ）（ｄ）に示すように、中央の支持具４０３は基準高さよりも下方向に待避されている。したがって
、支持具４０２と４０４の間では、基板１０は自重によって下向きに撓む。短辺部におけるその他の支持具の間での基板１０の撓みは、支持具４０２と４０４の間での撓みよりも小さくなる。

このように、本実施例では、短辺部において、基板１０の自重を利用して基板１０を積極的に撓ませている。これにより、基板１０ごとにクセの相違があったとしても、基板保持ユニット２１０が基板１０を保持する際の、基板１０の撓みの様相（撓み方）を一定にすることができる。

なお、図では中央の支持具４０３は基板１０を支持していないが、支持具４０３は基板１０を支持してもよい。

以下、図５〜図９を参照して、基板保持ユニット２１０が基板１０を搬送ロボットから受け取ってマスク（載置体）２２０の上に載置するまでの一連の処理について、説明する。

図５（ａ）は、搬送ロボット１１９のロボットハンド５０１に保持された基板１０を、基板保持ユニット２１０に受け渡す際の状態を示す。なお、ロボットハンド５０１に保持された基板１０は自重により中央が下に撓んでいる。そこで、基板１０のこの形状を維持したまま基板保持ユニット２１０が基板１０を受け取れるように、短辺側中央の支持具４０３は、基板１０と接触しない位置まで下方向に待避される。このように、撓みを維持したままロボットハンド５０１と基板保持ユニット２１０の間で基板１０の受け渡しを行うことで、受け渡し時（受け取り時）の基板のズレを緩和できる。

図５（ｂ）は、基板１０の受け渡しが完了し、ロボットハンド５０１が抜き取られた状態を示す。

受け渡しの完了後、短辺側中央の支持具４０３は、基板１０と接触するまで支持具移動機構３０４によって移動させられる。図５（ｃ）は移動後の状態を示す図である。移動後の支持具４０３の高さは、あらかじめ定めておいてもよいし、センサによって計測して決定してもよい。基板１０は支持具４０３によって中央部が持ち上げられることによって、下方向への撓みが緩和し全ての支持具４０１〜４０５によって支持されるようになる。

次に、図６（ａ）に示すように、基板１０の長辺部が挟持された上で、基板１０をマスク２２０とは接触しない位置まで下降する。基板１０の長辺部の挟持は、クランプ部材３０３を下降させて押圧具３０２を所定の押圧力で支持具３００に押し当てることによって行われる。基板１０の下降は、基板Ｚアクチュエータ２５０によって基板保持ユニット２１０を駆動することによって行われる。なお、基板保持ユニット２１０の高さは固定したまま、マスク台２２１を載置体昇降手段によって昇降させることによって、基板１０をマスク２２０に載置してもよい。

なお、ここでは、基板１０の長辺部を挟持した状態で基板１０を下降させているが、基板１０を挟持することなく下降させてもかまわない。

図６（ｂ）は、第１アライメントを示す図である。第１アライメントは、大まかな位置合わせを行うアライメント処理であり、「ラフアライメント」とも称される。第１アライメントでは、カメラ２６０によって基板１０に設けられた基板アライメントマーク１０２とマスク２２０に設けられたマスクアライメントマーク（不図示）を認識し、各々のＸＹ位置やＸＹ面内での相対的なズレを計測し、位置合わせを行う。第１アライメントに用いるカメラ２６０は、大まかな位置合わせができるように、低解像だが広視野なカメラであ
る。位置合わせの際には、基板１０（基板保持ユニット２１０）の位置を調整してもよいし、マスク２２０の位置を調整してもよいし、基板１０とマスク２２０の両者の位置を調整してもよい。

第１アライメント処理が完了したら、図６（ｃ）に示すように基板１０をさらに下降させて、基板１０をマスク２２０上に載置する。ここで、基板１０をマスク２２０上に載置した状態とは、基板１０とマスク２２０が接触している状態を意味する。すなわち、基板１０をマスク２２０上に載置した状態とは、基板１０がマスク２２０と接触開始した時点、基板１０とマスク２２０の接触面積が接触開始時点よりも増えた時点、および基板１０がマスク２２０に完全に載置された時点のいずれの時点の状態も含む。

短辺部中央の支持具４０３は、その他の支持具よりも低い高さ（基準高さよりも低い高さ）に位置しているが、基板１０をマスク２２０に載置する際に、図７（ａ）に示すように、支持具移動機構３０４によってその他の支持具と同じ高さ（基準高さ）に移動させられる。これにより、基板１０をマスク２２０に載置する際の歪みを軽減できる。支持具４０３の移動は、基板１０とマスク２２０が接触する前に行われてもよいし、基板１０とマスク２２０が接触した後に行われてもよい。

図７（ｂ）から図８（ｃ）は第２アライメントを説明する図である。第２アライメントは、高精度な位置合わせを行うアライメント処理であり、「ファインアライメント」とも称される。まず、図７（ｂ）に示すように、カメラ２６１によって基板１０に設けられた基板アライメントマーク１０１とマスク２２０に設けられたマスクアライメントマーク（不図示）を認識し、各々のＸＹ位置やＸＹ面内での相対ズレを計測する。カメラ２６１は、高精度な位置合わせができるように、狭視野だが高解像なカメラである。計測されたズレが閾値を超える場合には、位置合わせ処理が行われる。以下では、計測されたズレが閾値を超える場合について説明する。

計測されたズレが閾値を超える場合には、図７（ｃ）に示すように、基板Ｚアクチュエータ２５０を駆動して、基板１０を上昇させてマスク２２０から離す。この際、支持具４０３の高さは維持したまま、すなわち他の支持具と同じ高さとしてもよいし、支持具移動機構３０４によって支持具移動機構３０４の高さを調整してもよい。

図８（ａ）では、カメラ２６１によって計測されたズレに基づいてＸＹθアクチュエータを駆動して、位置合わせを行う。位置合わせの際には、基板１０（基板保持ユニット２１０）の位置を調整してもよいし、マスク２２０の位置を調整してもよいし、基板１０とマスク２２０の両者の位置を調整してもよい。

その後、図８（ｂ）に示すように再び基板１０を下降させて、基板１０をマスク２２０上に載置する。そして、図８（ｃ）に示すように、カメラ２６１によって基板１０およびマスク２２０のアライメントマークの撮影を行い、ズレを計測する。計測されたズレが閾値を超える場合には、上述した位置合わせ処理が繰り返される。

ズレがしきい値以内になった場合には、図９（ａ）に示すように、冷却板Ｚアクチュエータを駆動して、冷却板２３０を下降させて基板１０に密着させる。本実施形態では、冷却板２３０はマグネット板を兼ねており、磁力によってマスク２２０を引き付けることで、基板１０とマスク２０の密着性を高める。

冷却板（マグネット板）の下降が完了したら、図９（ｂ）に示すように、クランプ部材３０３を上昇させて、基板１０の長辺部の挟持を解除（アンクランプ）する。その後、図９（ｃ）に示すように、基板保持ユニット２１０を下降させる。

以上の工程により、マスク２２０上への基板１０の載置処理が完了し、成膜装置による成膜処理（蒸着処理）が行われる。

本実施形態によれば、基板保持ユニット２１０によって基板１０を保持する際に、短辺側の支持具の一部をその他の支持具よりも低くに位置させることで、基板１０を自重によって下向きに撓ませる。これにより、基板１０のクセの違いによらず、基板１０の撓み方を同一とすることができる。したがって、基板１０をマスク２２０に載置する際に載置位置が基板ごとにバラ付くことを抑制できる。これにより、アライメントを高精度かつ短時間で完了することができる。さらには、基板への成膜処理を高精度かつ短時間に完了することができる。

本実施例において、短辺部の中央にある１つの支持具４０３についてのみ高さを調整するものとして説明したが、短辺部の中央にある複数の支持具の高さを調整してもよい。この際、これら複数の支持具の高さは同一である必要はなく、異なっていてかまわない。

＜実施例２＞
本実施例では、基板１０に対して実施例１とは異なる撓み方を与える。図１０（ａ）〜１０（ｄ）は、基板保持ユニット２１０が基板１０を搬送ロボットから受け取ってマスク（載置体）２２０の上に載置する際における、支持具３００による基板１０の支持方法を説明する図である。

図１０（ｂ）（ｄ）に示すように、本実施例においては、基板１０の短辺部において、端部の支持具４０１，４０５が基準高さより下方向に待避されている。したがって、基板１０は端部側が支持されず、支持具４０２および４０４よりも端部においてはその他の箇所よりも大きく撓む。また、基板１０の端部は自重により下方向に撓み、基板１０は全体として上に凸な撓み方となる。

基板１０の撓み方は実施例１とは異なるが、本実施例においても、基板１０に対して一律の撓みを与え、基板ごとの撓み方の差異をなくすことができる。すなわち、実施例１と同様の効果を奏することができる。

なお、図１０では、支持具４０１，４０５が基板１０と接触していないが、例えば、基板１０の受け取り後に支持具４０１，４０５を上昇させて基板１０と接触させるようにしてもよい。

＜実施例３＞
本実施例では、基板１０に対して実施例２と同様の撓み方を与えるが、その方法が異なる。図１１（ａ）〜１１（ｄ）は、基板保持ユニット２１０が基板１０を搬送ロボットから受け取ってマスク（載置体）２２０の上に載置する際における、支持具３００による基板１０の支持方法を説明する図である。

図１１（ｂ）（ｄ）に示すように、本実施例においては、基板１０の短辺部において、中央の支持具４０３がその他の支持具の高さ（基準高さ）よりも上方向に移動されている。したがって、基板１０の端部中央が機械的に持ち上げられ上に凸な撓み方となる。

本実施例においても、基板１０に対して一律の撓みを与え、基板ごとの撓み方の差異をなくすことができる。すなわち、実施例１と同様の効果を奏することができる。

＜実施例４＞
本実施例では、基板１０に対して実施例２，３と同様の異なる撓み方を与えるが、その方法が異なる。図１２（ａ）〜１２（ｄ）は、基板保持ユニット２１０が基板１０を搬送ロボットから受け取ってマスク（載置体）２２０の上に載置する際における、支持具３００による基板１０の支持方法を説明する図である。

図１２（ｂ）（ｄ）に示すように、本実施例においては、基板１０の短辺部において、支持具の横方向（Ｘ方向）に移動させて、支持具を短辺の中央付近に集中させる。したがって、基板１０は端部側の支持が弱くなり、基板１０の端部は自重により下方向に撓み、基板１０は全体として上に凸な撓み方となる。

本実施例においては、支持具移動機構３０４は、横方向（Ｘ方向）に支持具を移動可能に構成される必要がある。本実施例における支持具移動機構３０４は、横方向のみに支持具を移動可能であってもよいし、横方向および上下方向（Ｚ方向）の療法に支持具を移動可能であってもよい。

本実施例においても、基板１０に対して一律の撓みを与え、基板ごとの撓み方の差異をなくすことができる。すなわち、実施例１と同様の効果を奏することができる。

＜その他の実施例＞
支持具の配置は、基板１０に対して一律の撓み方を与えられるような配置である限り、特に限定されない。例えば、一部の支持具間の距離（３次元距離）が他の支持具間の距離と異なるようにすることで、基板１０に対して一律の撓み方を与えてもよい。採用可能な支持具の配置を、一部の支持具間での基板１０の撓みが、その他の支持具間での撓みよりも大きくなるような配置と特定することもできる。あるいは、採用可能な支持具の配置を、支持具間の間隔が非等間隔な配置と特定することもできる。また、採用可能な支持具の配置を、複数の支持具を均等に配置した場合の仮想的な位置を基準位置としたときに、少なくとも１つの支持具が前記基準位置と異なる位置にあるような配置と特定することもできる。

このような支持具の配置として、上記で説明した例以外に、図１３（ａ）（ｂ）に示すような配置も採用可能である。図１３（ａ）（ｂ）のいずれも、複数の支持具が同一の高さにあるが、中央での支持具間距離が、端部での支持具間距離よりも大きい配置例である。図１３（ａ）と図１３（ｂ）の相違点は、中央での支持具間距離が異なる点であるが、この距離に応じて基板１０の撓み方を変えられる。

＜変形例＞
上記の実施例の説明において、支持具の移動は省略してもかまわない。したがって、基板保持ユニット２１０は、支持具移動機構３０４を備えなくてもよい。例えば、実施例１の変形例として、中央の支持具４０３がその他の支持具よりも低い位置に固定されていてもよい。支持具の間隔が異なれば、基板１０を保持したときの撓み方を同一とすることができ、基板１０をマスク２２０に載置する際の載置位置のばらつきを抑制できる。

上記の実施例の説明において、対向する短辺の両方において支持具の間隔を調整しているが、一辺のみにおいて支持具の間隔を調整してもかまわない。また、上記の実施例では、長辺を挟持し短辺を支持のみする例を説明しているが、逆に短辺を挟持し長辺を支持のみしてもよい。この場合、支持のみをする少なくとも一辺において支持具の間隔を調整すればよい。また、挟持を行う辺においても支持具の間隔を調整してもかまわない。

上記の実施例の説明において、基板１０の長辺の挟持のタイミングは適宜変更してかまわない。例えば、基板１０をマスク体への載置は、基板１０の挟持を解除した状態で行っ
てもかまわない。あるいは、基板１０がマスク体へ載置されている状態で、基板の１０のつかみ直し（挟持の解除および再挟持）を行ってもよい。

また、第１アライメント（ラフアライメント）と第２アライメント（ファインアライメント９の２段階のアライメントを実行しているが、第１アライメントを省略して第２アライメントのみを行ってもよい。また、冷却板による密着後（例えば、図９（ｃ））に再度アライメント処理を実行してもよい。

＜電子デバイスの製造方法の実施例＞
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。

まず、製造する有機ＥＬ表示装置について説明する。図１４（ａ）は有機ＥＬ表示装置６０の全体図、図１４（ｂ）は１画素の断面構造を表している。

図１４（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。

図１４（ｂ）は、図１４（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、第１電極（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、第２電極（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）に対応する所定パターンに形成されている。また、第１電極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と第２電極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、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。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。

有機ＥＬ層を発光素子単位に形成するためには、マスクを介して成膜する方法が用いられる。近年、表示装置の高精細化が進んでおり、有機ＥＬ層の形成には開口の幅が数十μｍのマスクが用いられる。このようなマスクを用いた成膜の場合、マスクが成膜中に蒸発源から受熱して熱変形するとマスクと基板との位置がずれてしまい、基板上に形成される薄膜のパターンが所望の位置からずれて形成されてしまう。そこで、これら有機ＥＬ層の成膜には本発明にかかる成膜装置（真空蒸着装置）が好適に用いられる。

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）および第１電極６４が形成さ
れた基板６３を準備する。

第１電極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、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。

絶縁層６９がパターニングされた基板６３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。

次に、正孔輸送層６５までが形成された基板６３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。基板とマスクとのアライメントを行い、基板をマスクの上に載置し、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。本例によれば、マスクと基板とを良好に重ね合わせることができ、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。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。

電子輸送層６７までが形成された基板をスパッタリング装置に移動し、第２電極６８を成膜し、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。

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。

このようにして得られた有機ＥＬ表示装置は、発光素子ごとに発光層が精度よく形成される。従って、上記製造方法を用いれば、発光層の位置ずれに起因する有機ＥＬ表示装置の不良の発生を抑制することができる。

なお、上述した支持具間隔制御や挟持力制御は、第１アライメントの前、第１アライメントと第２アライメントの間、第２アライメントの後、いずれの場面においても適用できる。

２１０ 基板保持ユニット
２５０ 基板Ｚアクチュエータ
３００，４０１〜４０５ 支持具
３０４ 支持具移動機構

Claims (26)

1. 搬送手段によって搬送された基板の第１の辺の近傍を支持する第１の支持具群と、前記第１の支持具群とともに前記第１の辺の近傍を支持する、少なくとも一つの支持具を含む第２の支持具群と、を備える基板支持装置であって、
   前記第１の支持具群は、一部の隣り合う支持具間の距離が他の隣り合う支持具間の距離と異なっており、
   前記第１の支持具群によって前記第１の辺の近傍を支持した後に、前記基板と離間した前記第２の支持具群を前記第１の辺の近傍を支持する位置に移動させる支持具移動手段を備える、ことを特徴とする基板支持装置。
2. 前記支持具移動手段は、前記第１の支持具群を構成する複数の支持具において隣り合う支持具間の距離が他の隣り合う支持具間の距離よりも大きい支持具間に前記第２の支持具群を構成する支持具が配置されるように、前記第２の支持具群を移動させる、ことを特徴とする請求項１に記載の基板支持装置。
3. 搬送手段によって搬送された基板の第１の辺の近傍を支持する第１の支持具群と、前記第１の支持具群とともに前記第１の辺の近傍を支持する、少なくとも一つの支持具を含む第２の支持具群と、を備える基板支持装置であって、
   前記第１の支持具群によって前記第１の辺の近傍を支持した後に、前記基板の第１の辺の近傍を支持する複数の支持具の間で、隣り合う支持具間の距離が等しくなるように、前記第２の支持具群を移動させる支持具移動手段を備える、ことを特徴とする基板支持装置。
4. 搬送手段によって搬送された基板の第１の辺の近傍を支持する第１の支持具群と、前記第１の支持具群とともに前記第１の辺の近傍を支持する、少なくとも一つの支持具を含む第２の支持具群と、を備える基板支持装置であって、
   前記第１の支持具群によって前記第１の辺の近傍を支持した後に、前記基板の第１の辺の近傍を支持する複数の支持具が直線上に並ぶように、前記第２の支持具群を移動させる支持具移動手段を備える、ことを特徴とする基板支持装置。
5. 前記第２の支持具群は、前記搬送手段から前記基板を受け取って前記第１の支持具群で前記第１の辺の近傍を支持する際には前記基板と離間している、ことを特徴とする請求項３または４に記載の基板支持装置。
6. 搬送手段によって搬送された基板の第１の辺の近傍を支持する第１の支持具群と、前記第１の支持具群とともに前記第１の辺の近傍を支持する、少なくとも一つの支持具を含む第２の支持具群と、を備える基板支持装置であって、
   前記第１の支持具群によって前記第１の辺の近傍を支持した後に、前記基板と接触していない前記第２の支持具群を前記第１の辺の近傍を支持する位置に移動させる支持具移動手段を備える、ことを特徴とする基板支持装置。
7. 前記支持具移動手段は、前記第２の支持具群を重力方向における高さが変わるように移動させる、ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の基板支持装置。
8. 前記支持具移動手段は、前記第１の支持具群と前記第２の支持具群の重力方向における高さが同じになるように、前記第２の支持具群を移動させる、ことを特徴とする請求項７に記載の基板支持装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の基板支持装置と、
   前記基板を載置体の上に載置する載置手段と、
   を備える基板載置装置。
10. 前記載置手段は、前記基板を昇降させる基板昇降手段を含む、ことを特徴とする請求項９に記載の基板載置装置。
11. 前記載置手段は、前記載置体を昇降させる載置体昇降手段を含む、ことを特徴とする請求項９または１０に記載の基板載置装置。
12. 前記基板と前記載置体の相対位置を調整する位置調整手段をさらに備える、ことを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の基板載置装置。
13. 前記載置体は、前記基板上に所定パターンの成膜を行うために用いられるマスクである、ことを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の基板載置装置。
14. 請求項９から１３のいずれか１項に記載の基板載置装置と、
    前記基板に成膜する成膜手段と、
    を備える成膜装置。
15. 搬送手段によって搬送された基板の第１の辺の近傍を一部の隣り合う支持具間の距離が他の隣り合う支持具間の距離と異なる第１の支持具群により支持する第１の支持工程と、
    前記第１の支持工程の後に、前記第１の支持具群とは別の、少なくとも一つの支持具を含む第２の支持具群を前記基板と離間した位置から前記第１の辺の近傍を支持する位置に移動させる支持具移動工程と、
    前記支持具移動工程の後に、前記第１の支持具群と前記第２の支持具群によって前記基板の第１の辺の近傍を支持する第２の支持工程と、
    を有する、ことを特徴とする基板支持方法。
16. 前記支持具移動工程は、前記第１の支持具群を構成する複数の支持具において隣り合う支持具間の距離が他の隣り合う支持具間の距離よりも大きい支持具間に前記第２の支持具群を構成する支持具が配置されるように、前記第２の支持具群を移動させる工程である、
    ことを特徴とする請求項１５に記載の基板支持方法。
17. 搬送手段によって搬送された基板の第１の辺の近傍を第１の支持具群により支持する第１の支持工程と、
    前記第１の支持工程の後に、前記第１の支持具とは別の、少なくとも一つの支持具を含む第２の支持具群を移動させる支持具移動工程と、
    前記支持具移動工程の後に、前記第１の支持具群と前記第２の支持具群によって前記基板の第１の辺の近傍を支持する第２の支持工程と、
    を含み、
    前記支持具移動工程では、前記基板の第１の辺の近傍を支持する複数の支持具の間で、隣り合う支持具間の距離が等しくなるように、前記第２の支持具群を移動させる、ことを特徴とする基板支持方法。
18. 搬送手段によって搬送された基板の第１の辺の近傍を第１の支持具群により支持する第１の支持工程と、
    前記第１の支持工程の後に、前記第１の支持具とは別の、少なくとも一つの支持具を含む第２の支持具群を移動させる支持具移動工程と、
    前記支持具移動工程の後に、前記第１の支持具群と前記第２の支持具群によって前記基板の第１の辺の近傍を支持する第２の支持工程と、
    を含み、
    前記支持具移動工程では、前記基板の第１の辺の近傍を支持する複数の支持具が直線上に並ぶように、前記第２の支持具群を移動させる、ことを特徴とする基板支持方法。
19. 前記支持具移動工程は、前記第２の支持具群を前記基板と離間した位置から前記第１の辺の近傍を支持する位置に移動させる工程である、ことを特徴とする請求項１７または１８に記載の基板支持方法。
20. 搬送手段によって搬送された基板の第１の辺の近傍を第１の支持具群により支持する第１の支持工程と、
    前記第１の支持工程の後に、前記第１の支持具群とは別の、少なくとも一つの支持具を含む第２の支持具群を、前記基板と離間した位置から前記第１の辺の近傍を支持する位置に移動させる支持具移動工程と、
    前記支持具移動工程の後に、前記第１の支持具群と前記第２の支持具群によって前記基板の第１の辺の近傍を支持する第２の支持工程と、
    を有する、ことを特徴とする基板支持方法。
21. 前記支持具移動工程は、前記第２の支持具群を、重力方向における高さが変わるように移動させる工程である、ことを特徴とする請求項１５〜２０のいずれか１項に記載の基板支持方法。
22. 前記支持具移動工程は、前記第１の支持具群と前記第２の支持具群の重力方向における高さが同じになるように、前記第２の支持具群を移動させる工程である、ことを特徴とする請求項２１に記載の基板支持方法。
23. 基板上に所定パターンの成膜を行う成膜方法であって、
    請求項１５から２２のいずれか１項に記載の基板支持方法によって支持された基板を、前記基板上に所定パターンの成膜を行うために用いられるマスクの上に載置する載置工程と、
    前記基板に成膜する成膜工程と、
    を含む成膜方法。
24. 基板上に形成された有機膜を有する電子デバイスの製造方法であって、
    請求項２３に記載の成膜方法により前記有機膜が形成されることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
25. 基板上に形成された金属膜を有する電子デバイスの製造方法であって、
    請求項２３に記載の成膜方法により前記金属膜が形成されることを特徴とする電子デバイスの製造方法。
26. 前記電子デバイスが、有機ＥＬ表示装置の表示パネルであることを特徴とする請求項２４または２５に記載の電子デバイスの製造方法。

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