基板载置方法、成膜方法、成膜装置以及有机EL面板的制造系统与流程
本发明涉及包括对基板的载置位置进行对准的对准处理在内的基板载置方法、使用该基板的成膜方法、成膜装置、以及有机el面板的制造系统。
背景技术：
在包含针对基板的成膜工序在内的物品的制造、例如有机el显示器的制造中，需要在形成有tft(薄膜晶体管)的基板上配置进行红、绿、蓝的发光的有机材料。作为配置该有机材料的方法，主要使用利用金属掩模的真空蒸镀。在这种真空蒸镀中，大多构成为以朝下的姿势支承形成有tft的基板，从下方朝上成膜蒸镀材料。这样，在使基板的成膜面朝下进行成膜的情况下，为了尽量不妨碍成膜而在基板的端部夹持基板并进行支承，因此，基板的中央部容易因自重而成为向下方呈凸状挠曲的状态。
另外，为了在tft的所希望的部位形成进行红、绿、蓝的发光的有机膜，需要精密地进行基板与金属掩模的对准(对位)。例如，首先，将基板和掩模配置成不接触的位置关系，利用摄像用照相机并使用基板的对准标记和掩模的对准标记进行两者的对位。此后，使基板与掩模接近，在掩模上载置基板。若在该状态下基板的对准标记与掩模的对准标记的偏移量处于规定的范围内，则对准正常结束。在下述专利文献1中，公开了通过基板保持部将基板的被成膜面朝下把持并进行基板与掩模的对准的方法。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2018-3151号公报
发明要解决的课题
随着有机el显示器这样的产品的高精细化，近年来，在基板的蒸镀工序中也要求高精度的对准。在对准时，使用针对摄像用照相机的拍摄图像的图像处理来取得基板与掩模的对准标记位置信息。在该摄像用照相机安装有能够得到与所需的对准精度相应的分辨率的镜头。而且，近年来，为了高精度地拍摄对准标记，存在对准用的照相机的镜头的景深变浅的倾向。
因此，在专利文献1所记载的对准方法中，由于基板的挠曲，有时难以使基板和掩模的对准标记以处于镜头的景深的范围内的方式接近。另外，由于基板的挠曲朝下凸出，因此，在使基板与掩模接触了时，存在两者的偏移向未预期的方向产生的可能性。
技术实现要素：
鉴于以上情形，本发明的课题在于可以高精度地进行在成膜工序中使用的基板与掩模的对准。
用于解决课题的方案
为了解决课题，在本发明中，采用了如下结构。
一种基板载置方法，使用基板支承部使基板移动并将所述基板载置于掩模上，所述基板支承部具备：第一基板支承部，所述第一基板支承部沿着所述基板的第一边对基板进行支承，并且能够上下移动；第二基板支承部，所述第二基板支承部沿着与所述第一边相向的第二边对所述基板进行支承，并且能够与所述第一基板支承部独立地上下移动；第一按压部，所述第一按压部能够朝向所述第一基板支承部按压所述基板；以及第二按压部，所述第二按压部能够朝向所述第二基板支承部按压所述基板，其中，所述基板载置方法具备：基板倾斜工序，在所述基板倾斜工序中，在利用所述第一按压部和所述第二按压部分别按压由所述第一基板支承部和所述第二基板支承部支承的所述基板的状态下，使所述基板处于所述掩模的上方而使所述基板的姿势从使所述第一基板支承部和所述第二基板支承部位于相同高度的第一姿势转移到所述第二基板支承部比所述第一基板支承部高的第二姿势；基板下降工序，在所述基板下降工序中，在保持所述基板的所述第二姿势的状态下，使所述第一基板支承部和所述第二基板支承部下降，并形成设置在所述基板的所述第一基板支承部侧的对准标记和设置在所述掩模的所述第一基板支承部侧的对准标记都包含于摄像装置的景深的状态；测量工序，在所述测量工序中，利用所述摄像装置对分别设置于所述基板和所述掩模的所述对准标记进行拍摄而取得所述基板与所述掩模的相对位置信息，对所述基板与所述掩模的位置偏移量进行测量；对准工序，在所述对准工序中，当在所述测量工序中测得的所述位置偏移量超过规定的阈值的情况下，基于在所述测量工序中取得的相对位置信息使所述基板移动，以使所述基板与所述掩模的位置偏移量减少；以及载置工序，在所述载置工序中，当在所述测量工序中测得的所述位置偏移量为规定的阈值以下的情况下，将所述第二按压部的按压力变更为比所述第一按压部的按压力小的按压力，在保持所述基板的第二姿势的状态下，使所述第一基板支承部和所述第二基板支承部下降，当在所述第一基板支承部侧所述基板与所述掩模接触后，使所述第二基板支承部下降，将所述基板载置于所述掩模。
发明效果
通过上述结构，能够以基板的第一边为基准而配置成使该第一边附近处于摄像装置的景深内，从而进行用于基板与掩模的对准的拍摄。因此，可以高精度地进行在成膜工序中使用的基板与掩模的对准。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式的成膜装置的概略结构的说明图。
图2是对准装置的立体图。
图3是旋转平移机构的立体图。
图4是基板保持部的立体图。
图5(a)、(b)是基板保持部的示意图。
图6(a)是从上方观察被基板保持部保持的基板的图，(b)是从上方观察掩模的图，(c)是摄像装置的视野的示意图。
图7是表示配置于成膜室的对准机构的主要部分结构的一例的说明图。
图8(a)～(f)是表示对准机构的对准动作的一例的说明图。
图9是表示配置有本发明的实施方式的成膜装置的生产线的一例的说明图。
图10是表示对准机构的主要部分的结构的一例的说明图。
图11是表示基板以及掩模的对准控制的流程的流程图。
图12是表示进行对准控制的控制装置的具体结构例的说明图。
附图标记说明
1…基板、2…掩模、4…成膜腔、7…蒸镀源、14…摄像装置、26…基板承接爪、27…夹持件、28…夹持单元、31…成膜室、32…投入室、33…输送室、34…输送机构、35…交接室、101…对准装置、123…干式泵、124…低温泵。
具体实施方式
以下，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。需要说明的是，以下所示的结构只不过是一例，例如在不脱离本发明的主旨的范围内，本领域技术人员可以对细节部的结构进行适当变更。另外，在本实施方式中列举的数值是参考数值，并不限定本发明。
以下，参照附图对作为本发明的实施方式的基板载置方法、成膜方法、成膜装置、有机el面板的制造系统等进行说明。在以下参照的多个附图中，只要没有特别记载，对于相同功能的结构要素标注相同的附图标记来表示。另外，在同一附图内具有多个相同或对应的部件的情况下，在图中标注a、b等下标来表示，但在以下的说明中，在不需要区分的情况下，有时省略a、b等下标来进行记述。
图1示出第一实施方式的成膜装置100的概略结构。成膜装置100是在基板1的表面(被成膜面)成膜的装置。成膜装置100通过真空蒸镀在基板1的表面形成所希望的图案的薄膜。基板1例如是平板状的玻璃基板。作为蒸镀材料，可以选择有机材料、无机材料(金属、金属氧化物等)等任意材料。成膜装置100例如可以应用于制造有机el显示器那样的显示装置的显示器面板、薄膜太阳能电池等电子器件的制造系统。尤其是，成膜装置100可以适用于制造作为基板1而使用玻璃基板且该基板1具有大型化的倾向的有机el面板的制造系统。
成膜装置100具备：用于在基板1上形成成膜材料且具有成膜空间的成膜腔4、以及用于将基板1送入到成膜腔4内或将基板1从成膜腔4内送出的闸阀15。并且，成膜装置100具备对基板1以及掩模2进行保持并进行两者的相对对位的对准装置101。在成膜腔4中设置有用于设置收纳有成膜材料的蒸镀源(成膜源)7的机构。图1是蒸镀装置的结构，但对准装置101也可以应用于溅射法、cvd法等使用蒸镀法以外的成膜方法的成膜装置。
另外，在图1中，将上下方向表示为z轴的方向(z方向)，将与上下方向正交的水平方向表示为x轴的方向(x方向)以及y轴的方向(y方向)。需要说明的是，在成膜腔4连接有真空泵(在图1中未图示)，可以将成膜腔4内减压至能够成膜的所希望的压力。
对准装置101具备：具有搭载于成膜腔4的顶板3上的驱动部的定位机构90、作为保持基板1的保持部的基板保持部8、以及保持掩模2的掩模保持部9。
定位机构90具有旋转平移机构111和作为第一驱动部的z升降机构80，并设置在成膜腔4的外侧。通过将包含较多可动部的定位机构90配置在成膜腔4的成膜空间外，从而可以抑制成膜腔4内的扬尘。
旋转平移机构111如后述那样在对基板1和掩模2进行对准时，使基板保持部8、即基板1相对于顶板3在xy方向、以及绕z轴的旋转方向即θz方向上使基板保持部8移动。z升降机构80以使基板1与掩模2相互接近或离开的方式使基板保持部8或掩模保持部9、在本实施方式中为基板保持部8在z方向上移动。
z升降机构80具有z升降滑块10。在z升降滑块10上固定有基板保持轴12a、12b。该基板保持轴12a、12b穿过设置于成膜腔4的顶板3的通孔16而跨设在成膜腔4的外部和内部。而且，在成膜腔4内，在基板保持轴12a、12b的下部设置有基板保持部8，可以保持作为被成膜物的基板1。
为了避免基板保持轴12a、12b与顶板3干涉，通孔16相对于基板保持轴12a、12b的外径设计得足够大。另外，各基板保持轴12a、12b中的成膜腔4的外侧的部分被固定于z升降滑块10和顶板3的波纹管40覆盖。即，各基板保持轴12a、12b通过利用波纹管40覆盖成膜腔4的外侧的部分，从而可以将各基板保持轴12a、12b整体保持为与成膜腔4的成膜空间相同的状态(例如，真空状态)。
波纹管40优选使用在z方向以及xy方向上都具有柔软性的波纹管。由此，可以充分减小因对准装置101的运转而使波纹管40位移时产生的阻力，可以降低位置调整时的负荷。掩模保持部9设置在成膜腔4的内部的、顶板3的成膜空间侧的面上，可以保持掩模2。在有机el面板的制造中广泛使用的掩模2例如具备：具有与成膜图案相应的开口的掩模箔、以及刚性高的掩模框，掩模箔以架设于掩模框的状态被固定。由此，掩模框可以在降低了挠曲的状态下保持掩模2。
定位机构90、基板保持部8、蒸镀源7的一系列的动作由作为处理部的一例的控制装置50(控制部)控制。控制装置50的功能通过由处理器执行存储在内存或存储器中的程序来实现。作为计算机，可以使用通用的个人计算机，也可以使用嵌入式的计算机、plc(programmablelogiccontroller：可编程逻辑控制器)。或者，控制装置50的功能的一部分或全部也可以由asic、fpga那样的电路构成。需要说明的是，可以按每个成膜装置来设置控制装置50，也可以由一个控制装置50控制多个成膜装置。
图12示出构成图1的控制装置50的控制系统的一例。图12的控制系统可以由具备作为主控制机构的cpu1601、作为存储装置的rom1602、以及ram1603的、例如上述pc硬件、plc等构成。在rom1602中，可以存储用于实现后述的制造顺序的cpu1601的控制程序、常数信息等。另外，当执行该控制顺序时，ram1603被用作cpu1601的工作区域等。另外，外部存储装置1606与图12的控制系统连接。外部存储装置1606在本发明的实施中不一定需要，可以由hdd、ssd、网络安装的其他系统的外部存储装置等构成。
用于实现本实施方式的对准控制的cpu1601的控制程序可以预先存储在上述外部存储装置1606、rom1602的例如eeprom区域那样的存储部中。在该情况下，用于实现本实施方式的控制顺序的cpu1601的控制程序，可以经由网络接口1607向上述各存储部供给，而且更新为新的(其他)程序。或者，用于实现后述的控制顺序的cpu1601的控制程序，可以经由各种磁盘、光盘、闪存等存储构件和用于该存储构件的驱动装置，向上述各存储部供给，而且更新其内容。存储有用于实现本实施方式的控制顺序的cpu1601的控制程序的状态下的各种存储构件、存储部或存储设备，构成存储有本发明的控制顺序的计算机能够读取的记录介质。
在cpu1601上连接有用于拍摄在对准图像处理中使用的图像的后述的摄像装置14。在图12中，为了简化而图示出摄像装置14以及该图右侧的对准装置101的驱动系统1605与cpu1601直接连接。但是，这些块可以经由周知的适当的接口(照相机if、驱动电路)而连接。
网络接口1607可以使用基于例如ieee802.3那样的有线通信、ieee802.11、802.15那样的无线通信的通信标准来构成。cpu1601可以经由网络接口1607与其他装置1104、1121进行通信。装置1104、1121例如可以是包括成膜装置100在内的生产线的统辖控制装置、管理服务器等，进行成膜装置100的成膜处理所涉及的控制、记录。
另外，图12的控制装置具备ui装置1604(用户接口装置)。该ui装置1604由操作部、显示装置构成。操作部由手持终端那样的终端、或键盘、滚轮拨盘(jogdial)、指示设备(pointingdevice)等设备(或具备它们的某些控制终端)构成。另外，显示装置除了例如液晶方式之外，只要是能够显示输出的显示装置，则可以使用任意方式的显示器装置。
在ui装置1604的显示装置中，可以进行任意的监控显示。例如，也可以通过ui装置1604的显示装置来显示上述对准装置101的驱动条件所涉及的数据等。或者，也可以通过ui装置1604的显示装置来显示为了进行基板～掩模的对准而由摄像装置14拍摄到的图像。
接着，使用图2详细说明对准装置101的定位机构90。
图2以立体图的形式示出上述对准装置101。z升降机构80具备上述的z升降滑块10、z升降基座13、多个z引导件18、电机19以及滚珠丝杠20。
z引导件18在z升降基座13的侧面被支承为相对于z升降基座13在z方向上滑动自如，并固定于z升降滑块10。在z升降滑块10的中央配设有用于传递驱动力的滚珠丝杠20，从固定于z升降基座13的电机19传递的动力经由滚珠丝杠20传递到z升降滑块10。
电机19内置有未图示的旋转编码器，可以经由编码器的转速来测量z升降滑块10的z方向的位置。通过由控制装置50(图1)或cpu1601(图12)控制电机19的驱动，从而可以进行z升降滑块10、即基板保持部8的z方向的精密的定位。需要说明的是，在此对电机19是旋转电机的情况进行了说明，但电机19也可以是其他形式的电机、例如线性电机等。在该情况下，只要代替旋转编码器而配置线性编码器即可，可以省略滚珠丝杠20。
图3以立体图的形式示出旋转平移机构111的结构。在图1、图2的对准装置101中，z升降滑块10以及z升降基座13配设在旋转平移机构111上。在该结构中，可以通过旋转平移机构111使z升降基座13和z升降滑块10整体在x、y、θz方向上驱动。
如图3所示，旋转平移机构111具备多个驱动单元21a～21d。在图3的结构中，驱动单元21a～21d分别配置在基座的四个角部，配置在使配置在邻接的角部的驱动单元绕z轴旋转90度后的方向上。
各驱动单元21a～21d具备产生驱动力的电机41。并且，具备电机41的驱动力经由滚珠丝杠42传递从而在第一方向上滑动的第一引导件22和在xy平面中在与第一方向正交的第二方向上滑动的第二引导件23。并且，具备能够绕z轴旋转的旋转轴承24。例如，在驱动单元21c的情况下，具有在x方向上滑动的第一引导件22、在与x方向正交的y方向上滑动的第二引导件23、旋转轴承24，x电机41的力经由滚珠丝杠42传递到第一引导件22。
电机41内置有未图示的旋转编码器，可以经由该旋转编码器测量第一引导件22的位移量。在各驱动单元21a～21d中，通过由控制装置50(图1)或cpu1601(图12)控制电机41的驱动，从而可以精密地控制z升降基座13、即基板保持部8的x、y、θz方向上的位置。
例如，在使z升降基座13向x方向移动的情况下，在驱动单元21b和驱动单元21c的每一个中，使电机41产生向x方向滑动的驱动力，并向z升降基座13传递该驱动力。另外，在向y方向移动的情况下，在驱动单元21a和驱动单元21d的每一个中，使电机41产生向y方向滑动的驱动力，并向z升降基座13传递该驱动力。
在使z升降基座13在绕z轴的θz方向上旋转的情况下，使用对角配置的驱动单元21c和驱动单元21b，产生为了绕z轴进行θz旋转而需要的力，并向z升降基座13传递该力即可。或者，也可以使用驱动单元21a和驱动单元21d，向z升降基座13传递旋转所需的力。
接着，使用图4对基板保持部8的结构进行说明。图4以立体图的形式示出在保持着基板1的状态下位于掩模保持部9的上部的基板保持部8整体。基板保持部8保持矩形的基板1的彼此相向的两个边(在此为长边)侧的端部。另外，基板保持部8以使基板1的被成膜面朝下、即基板1的被成膜面与掩模2相向的方式进行保持。
如图4所示，基板保持部8具备对基板1的端部进行支承的多个基板承接爪26a(第一基板支承部)以及多个基板承接爪26b(第二基板支承部)。多个基板承接爪26a沿着基板1的两个长边中的一个长边侧的端部配置，多个基板承接爪26b沿着基板1的两个长边中的另一个长边侧的端部配置。
并且，基板保持部8具有与多个基板承接爪26a相向地配置且经由驱动轴34a在z方向上被驱动并且能够向基板承接爪26a方向按压基板1的多个夹持件27a(第一按压部)。另外，基板保持部8具有与多个基板承接爪26b相向地配置且经由驱动轴34b在z方向上被驱动并且能够向基板承接爪26a方向按压基板1的多个夹持件27b(第二按压部)。通过使多个夹持件27a、27b相对于多个基板承接爪26a、26b接近，夹入基板1的端部并进行夹持，从而可以在将基板1固定并且降低基板1的挠曲的状态下进行保持。需要说明的是，也可以不保持基板1的长边侧的端部而保持短边侧的端部，但保持长边侧的端部时基板1的挠曲量较少，因此是优选的。
并且，基板保持部8具有固定在基板保持轴12a的下部的、对多个基板承接爪26a进行支承的保持部基座25a。另外，基板保持部8具有固定在基板保持轴12b的下部的、对多个基板承接爪26b进行支承的保持部基座25b。保持部基座25a、25b能够分别通过基板保持轴12a、12b独立地上下移动，能够在任意的控制位置进行定位。该保持部基座25a、25b是具有与基板1的长边侧的端部同等的长度的板状部件。
需要说明的是，在掩模2的掩模框设置有用于在将基板1载置于掩模2时避免与基板承接爪26a、26b的干涉的多个槽。如果将该槽与基板承接爪26a、26b之间的间隙设定为数mm左右，则即便在将基板1载置于掩模2后基板承接爪26a、26b进一步下降，也能够避免掩模框6b与基板承接爪26a、26b相互干涉。
在本实施方式中，为了进行后述的对准动作，用于使保持部基座25a、25b移动的基板保持轴12a、12b构成为可以相互独立地升降。
在本实施方式中，多个夹持件27a包含于夹持单元28a，多个夹持件27b包含于夹持单元28b。另外，夹持单元28a、28b的按压动作可以相互独立地进行控制。
夹持单元28a、28b或夹持件27a、27b的按压释放(松开)状态和按压(夹持)状态分别如图5(a)、(b)所示。以下，对夹持单元28a、28b的动作的概略进行说明，但在此以夹持单元28a为例进行说明，夹持单元28b是与夹持单元28a相同的结构，因此，省略说明。
夹持单元28a的多个夹持件27a固定于夹持滑块32a(图4)。夹持滑块32a通过配设在基板保持部8的保持部基座25a与保持部上板35a之间的线性衬套39a在z方向上被引导。夹持滑块32a经由贯穿顶板3的驱动轴34a(图4)固定于z升降滑块10。夹持滑块32a能够通过经由驱动轴34a从电动缸36a产生的力在z方向上驱动。
若夹持件27a从图5(a)所示的位置下降而到达图5(b)所示的位置，则夹持件27a与载置于基板承接爪26a上的基板1的上表面抵接，将基板1朝向基板承接爪26a按压。由此，成为在基板承接爪26a的夹持面与夹持件27a的夹持面之间保持基板1的状态。
在夹持件27a的上部，为了利用夹持件27a施加一定的载荷而保持基板1，配设有产生保持力(载荷)的弹簧29a。在夹持件27a与弹簧29a之间存在杆31a，夹持件27a在z方向上被引导。弹簧29a能够通过利用载荷调整螺钉30a改变间隙g的大小来调节全长。因此，根据弹簧29a的压入量，也可以自由地调整经由杆31a产生于夹持件27a的压入力。需要说明的是，如果该压入力为数n～数10n左右，则能够以比基板1的自重大的载荷对基板1进行按压，可以抑制在对准中基板1偏移。
根据以上的结构，在利用夹持单元28a、28b或夹持件27a、27b的按压力保持基板1的状态下，可以通过对准装置101在x、y、θz方向以及z方向上移动并定位。需要说明的是，夹持单元28a的多个夹持件27a可以分别由单独设置的驱动机构上下驱动，另外，夹持单元28b的多个夹持件27b也可以分别由单独设置的驱动机构上下驱动。另外，在保持部基座25a与基板承接爪26a之间设置有间隔件41a，在保持部基座25b与基板承接爪26b之间设置有间隔件41b。
接着，对用于同时测量基板1与掩模2的位置、即各自的对准标记的位置的摄像装置进行说明。在图1中，在顶板3的外侧的面上，配设有用于取得掩模2上的对准标记(掩模标记)以及基板1上的对准标记(基板标记)的位置的位置取得构件即多个(在本实施方式中为四个)摄像装置14。需要说明的是，以下，有时将夹持单元28a或夹持件27a侧的例如两个摄像装置称为摄像装置14a，将夹持单元28b或夹持件27b侧的例如两个摄像装置称为摄像装置14b(参照后述的图7)。摄像装置14由能够进行高分辨率的摄像的照相机141、摄像光学系统142、照明部143构成(图7)。
在顶板3(图1、图2)上，以能够通过摄像装置14对配置在成膜腔4的内部的对准标记的位置进行测量的方式在照相机光轴上设置有通孔以及窗玻璃17。并且，在摄像装置14的内部或附近设置有未图示的照明(后述的照明部143)，能够向基板1以及掩模2的对准标记附近照射照明光并进行准确的标记图像的测量。
参照图6(a)～图6(c)，说明使用摄像装置14测量基板标记37和掩模标记38的位置的方法。图6(a)是从上方观察保持于基板保持部8的状态下的基板1的图。在基板1上，在基板1的四个角部形成有能够利用图1的摄像装置14测量的基板标记37。例如，如果是基板1相对于掩模2平坦地载置的状态，则利用四个摄像装置14同时拍摄四个基板标记37。接着，图1的控制装置50根据拍摄图像求出各基板标记的中心位置即四个点，根据四个点的位置关系来计算基板1的平移量、旋转量。由此，控制装置50可以取得基板1的位置信息。
另外，在后述的对准控制中，利用基板1的夹持单元28a或夹持件27a侧的摄像装置14a，对例如两个基板标记37进行拍摄，根据两个点的位置关系来计算基板1的平移量、旋转量。通过这样的测量处理，也可以取得以夹持单元28a或夹持件27a侧为基准的基板1的对准信息。
另外，图6(b)是从上方观察掩模2的图。在掩模2的四个角部形成有能够利用摄像装置14测量的掩模标记38。例如利用四个摄像装置14同时拍摄四个掩模标记38，图1的控制装置50根据拍摄图像求出各掩模标记的中心位置即四个点，根据四个点的位置关系来计算掩模2的平移量、旋转量等。这样一来，控制装置50可以取得掩模2的位置信息。
实际上，由于基板1和掩模2在z方向上重叠，因此，基板标记37和掩模标记38由摄像装置14同时拍摄。图6(c)示出利用一个摄像装置14对一组掩模标记38以及基板标记37进行拍摄时的视野43的图像。这样，在摄像装置14的视野43内，可以同时拍摄基板标记37和掩模标记38，可以测定标记中心彼此的相对位置。需要说明的是，也可以准备与控制装置50不同的别的图像处理装置，使该图像处理装置进行图像处理来测量标记的位置。掩模标记38以及基板标记37的形状只要是容易计算各自的中心位置的形状即可，可以是任意的形状，但优选为互不相同的形状，以便能够相互区分。
在要求高精度的对准的情况下，作为摄像装置14，使用具有数μm的量级的高分辨率的高倍率照相机。该高倍率照相机的视野窄至数mm，因此，若将基板1载置于承接爪的状态下的偏移大，则有时会导致基板标记37从视野偏离。因此，除了基于高倍率照相机的摄像装置14之外，也可以与高倍率照相机一起一并设置具有宽视野的低倍率照相机。在该情况下，在以使用低倍率照相机使掩模标记38和基板标记37同时处于高倍率照相机的视野内的方式进行粗略的对准后，可以使用高倍率照相机高精度地进行位置测量。
控制装置50可以根据由摄像装置14取得的掩模2的位置信息以及基板1的位置信息，求出掩模2与基板1的相对位置信息。控制装置50使用该相对位置信息对升降滑块10、旋转平移机构111以及基板保持部8各自的驱动量进行控制。在使用高倍率照相机作为摄像装置14的情况下，例如能够以数μm的精度调整掩模2与基板1的相对位置。
掩模2与基板1的对准完成后，从配置于成膜腔4的成膜空间的蒸镀源7放出成膜材料的蒸气，开始在基板1的表面经由掩模2进行成膜的成膜工序。
接着，参照图7～图11，对本实施方式的成膜装置的结构、基板以及掩模的对准动作更详细地进行说明。
图7示出本实施方式的成膜装置的对准机构的主要部分的结构，图8(a)～(f)示出对准机构的对准动作，图9示出配置有本实施方式的成膜装置的生产线的结构。另外，图10示出对准机构的主要部分的结构的一例，图11示出基于图12的控制系统的对准控制的流程。
图9所示的生产线是多个成膜室31与输送室33连接的结构，有时通常被称为群组型生产线。在图9所示的生产线中，在生产线的前头设置有投入室32。在大气压下将基板1投入到投入室32之后对投入室32进行真空排气，从而成膜室31、输送室33能够以真空状态输送基板1。该生产线的输送方式既可以是向投入室32一张一张地投入基板的单张式，也可以是一并放入一定程度的数量的盒式的处理，本领域技术人员可以选择与前工序的连接相应的方式。
投入掩模2的掩模室(未图示)可以面向输送室33或面向成膜室31配置。尤其是，如果设置于输送室33的输送机构34具有能够输送掩模2的可输送重量，则也可以在输送室33安装掩模室。
例如，在有机el显示器的生产线中，需要将多个膜层叠而进行成膜。因此，如果制造有机el显示器，则在图9的生产线中，至少需要所需的膜的数量的成膜室31。另外，根据膜厚、成膜速率，即便是相同的膜，有时也需要多个成膜室31。生产线的成膜室31的个数是任意的，并不限定本发明。
另外，在输送室33之间配置有交接室35。交接室35例如具有进行输送室33的连接的功能和使基板1的朝向恒定的功能。例如，通过利用未图示的旋转机构使基板1旋转180°，从而可以使各群组中的基板朝向恒定。
图9的成膜室31相当于图1～图6所示的成膜装置100，并具备对准装置101。对准装置101的主要部分的结构如图7所示。如上所述，对准装置101配置在成膜室31的成膜腔4内。在图7中，简略地示出对准装置101的对准动作所需的部位，其参照附图标记与上述相同，以下省略与各部位相关的重复的记述。
图7的对准装置101具备上述夹持单元28a、28b。夹持单元28a、28b以能够独立地进行升降动作的方式构成驱动系统，并具备基板承接爪26a、26b和夹持件27a、27b。由掩模箔以及掩模框构成的掩模2通过掩模保持部9支承在蒸镀源7的上方。另外，为了对由夹持单元28a、28b保持的基板1与掩模2的对准状态进行拍摄，在对准装置101的上部配置有摄像装置14a、14b。摄像装置14a、14b例如分别在夹持单元28a、28b的上部附近各配置两台，如图6那样对配置在基板1以及掩模2的四个角部的基板标记37以及掩模标记38进行拍摄。
在成膜处理时，如上所述，利用干式泵123进行排气直至粗抽(roughing)排气的压力区域。例如，利用干式泵123进行排气，直至成膜腔4的压力成为50pa以下。接着，若成膜腔4内的压力成为50pa以下，则切换未图示的阀，利用低温泵124进行正式抽吸排气。在本实施方式中，利用低温泵124进行排气直至10-5pa～10-4pa左右的压力区域，在该压力环境下进行成膜。
利用低温泵124进行正式抽吸排气，若达到上述压力，则进行蒸镀源7的加热。在本实施方式中，在成为1×10-4pa以下的压力后，通过对设置在蒸镀源7内的未图示的加热器进行通电，从而使蒸镀源7的温度上升。在蒸镀源7内部收容有被称为坩埚的蒸镀材料的容器(详细情况未图示)，利用蒸镀源7内部的加热器对坩埚进行加热，最终使收纳在坩埚内部的蒸镀材料的温度上升。
蒸镀源7的温度例如利用设置在蒸镀源7内的热电偶(未图示)来测定温度，并且在加热开始初始状态下以通过所希望的温度梯度进行加热的方式进行控制。如果是有机材料，则在300～400℃左右成膜温度达到一定程度的温度时，向基于未图示的速率传感器进行的控制切换。速率传感器对蒸镀材料的成膜速率进行监控，若以所希望的成膜速率成为稳定的速率，则可以向基板1进行成膜。
在向基板1进行成膜之前，进行基板1与掩模2的对准(对位)。该对准控制能够通过控制装置50(cpu1601)非同步地控制上述蒸镀处理、例如压力控制、蒸镀源7的加热等处理。基板1具有不成膜的非成膜区域，为了不使蒸镀材料附着于该部分而使用掩模2。掩模2在成膜区域具有开口部，在非成膜区域设置有遮蔽部。如果进行面向显示器的分开涂敷，则需要分开涂敷红、绿、蓝的材料，近年来，为了实现高精细化，对准的高精度化的需求提高。
例如，在分开涂敷红色的发光材料时，针对形成于基板1的红色用的电极部分，使设置有开口部的掩模2和基板1对位后，成膜红色的蒸镀材料。由此，仅在红色电极部分形成红色材料。通过高精度地进行对位，从而可以防止混杂其他颜色，而且，可以使电极间隔变窄，因此，可以提高有机el显示器的性能。如上所述，对准装置101以从成膜腔4的顶板3悬吊的方式配置。
图11示出本实施方式中的对准动作的流程。基板1通过配置在输送室33内的输送机构34输送到成膜室31内的对准装置101。在进行该基板交接时，对准装置101以水平状态在基板承接爪26a、26b上接收基板1(s101)。该基板1的水平状态是基板的第一姿势。
接着，夹持呈水平状态地被把持的基板1的四个边中的、至少第一边、第二边这两个边(s102)。例如，使作为第一按压部、第二按压部发挥功能的夹持件27a、27b动作，相对于作为第一基板支承部、第二基板支承部的基板承接爪26a、26b按压基板1。
在利用本实施方式的对准装置101进行的基板1与掩模2的对准动作中，呈水平状态地被把持的基板1的四个边中的两个边处于不把持的状态。接着，将由夹持单元28a、28b留下的所夹持的两个边中的至少一个边向上方提起(s103：基板倾斜工序)。例如，在图8的例子中，使右侧的夹持单元28b与夹持单元28a独立地如图8(a)那样上升，使图中右侧的所把持的一个边上升。由此，基板1从夹持单元28a、28b位于相同高度的第一姿势转移到使夹持单元28b位于比夹持单元28a高的位置的第二姿势。使该基板1倾斜的状态是基板的第二姿势，在本实施方式中，将在该第二姿势下不使左侧上升而由夹持单元28a把持的基板1的一个边作为基准边。
接着，如图8(b)所示，整体上使基板1接近掩模2(s104：基板下降工序)。此时，由左侧的夹持单元28a把持的基板1的基准边不与掩模2接触，并且，控制为基板1以及掩模2进入摄像装置14a(图8(c))的摄像光学系统142的景深内的高度。由此，可以利用摄像装置14a高精度地拍摄基板标记37以及掩模标记38。另外，由于不使基板1与掩模2接触，因此，可以不相互摩擦地进行对准(后述的s106、s107)。
接着，如图8(c)所示，对配置于基板1与掩模2最接近的基准边(第一边)的基板标记37以及掩模标记38进行拍摄。利用摄像装置14a拍摄两处的标记。接着，对利用摄像装置14a拍摄到的图像进行图像处理，并进行数值运算，从而计算拍摄到的基准边附近的基板1和掩模2的例如沿着xy平面的偏移量(s105：测量工序)。
接着，使由夹持单元28a、28b把持的基板1移动，以使测得的偏移量减少(s106、s107：对准工序)。在此，使基板1对准移动(s106)，计算对准后的偏移量(s107)。该偏移量的计算(s107)例如可以通过再次进行基于摄像装置14a的拍摄和图像处理来进行。在s107中，如果对准后的偏移量为阈值以下，则进入s108，在比阈值大的情况下，返回s106再次进行对准动作。
接着，如图8(d)所示，解除上方(图中右侧)的夹持单元28b的夹持力(按压力)，或者至少控制为比夹持单元28a的夹持力(按压力)小的值(s108)。接着，在保持夹持单元28a、28b的高低差的状态下，即，在保持基板1的第二姿势(倾斜姿势)的状态下，使基板1下降，使基板1与掩模2接近(s109)。
如图8(e)所示，若基板1与掩模2的一边接触，则使夹持单元28a的下降停止，继续进行上方(图中右侧)的夹持单元28b的下降动作，使基板1的右侧的第二边与掩模2接近(s110)。若继续进行该动作，则如图8(f)所示，成为基板1与掩模2紧贴的状态(s111)。
如图8(f)所示，在基板1与掩模2紧贴的状态下，进一步拍摄基板标记37以及掩模标记38，对基板1与掩模2的紧贴后的偏移量进行计算(s112)。在该情况下，例如，基于使用摄像装置14a、14b对在基板1以及掩模2的四个角部配置的基板标记37以及掩模标记38进行拍摄的结果，来测量偏移量。如果算出的偏移量为阈值以下，则结束对准动作，在比阈值大的情况下，经由s114向s104恢复(s113)。需要说明的是，在s114中，利用夹持单元28a、28b夹持基板1，使其微小量上升，进而使一边、例如在该例子中为右侧的基板1的第二边向上方移动。该s114用于形成与s103结束后相同的状态(基板1的第二姿势)。
如上所述完成对准后进行成膜动作。通过速率传感器(未图示)确认蒸镀源7成为所希望的成膜速率，通过蒸镀源7将所希望的材料以所希望的膜厚堆积于基板1。此时，不需要成膜的部位被掩模2遮蔽，以使蒸镀材料不会附着于该部位的方式进行控制。
需要说明的是，在蒸镀源7设置有呈直线状放出蒸镀材料的孔(详细情况未图示)。另外，蒸镀源7例如能够以能够覆盖基板下表面的需要蒸镀的范围的方式构成为能够移动。例如，在图9所示那样的生产有机el显示器的有机el面板的生产线中，能够在各个成膜室31中反复进行上述那样的工序，针对基板1在所需的部位形成所需的膜。以下，对表示成膜装置中的具体实施方式的几个实施例进行说明。
<实施例1>
本实施例主要参照图7、图8进行说明。本实施例中的基板1使用被称为所谓的第四代的基板尺寸、具体而言为930×720×0.5t(mm)的无碱玻璃基板。在通常的生产中，在基板1上形成有有机el显示器用的tft，但在本实施例中，为了验证对准动作，使用仅对准标记和各电极图案形成在无碱玻璃上的基板。
基板1通过未图示的基板输送机构在真空环境下以水平姿势被输送到对准装置101。对准装置101以水平状态(第一姿势)把持基板1，在本实施例中，利用夹持单元28a、28b夹持长边930的两个边的例如各自四个部位。
在对准动作中，首先，如图8(a)所示，在夹持基板1的长边(930mm)的两个边的状态下，使所夹持的两个边(第一边、第二边)中的一个边、例如右侧的一个边(第二边)上升，形成倾斜姿势(第二姿势)。在本实施例中，以使该倾斜姿势(第二姿势)下的右侧的一个边(第二边)的上升量为5mm的方式将夹持单元28a、28b的高低差控制为该值。在上述尺寸、厚度的基板1中，例如在以水平姿势(第一姿势)载置于基板承接爪26a、26b的状态下的基板1的挠曲以中央部的下降量产生3mm左右。
因此，夹持单元28a、28b的高低差(5mm)被选择为该基板1的中央部的下降量(3mm)以上。即，在基板1挠曲而使基板1的中央部相比其周边部下降的高度(3mm)以上，选择基板1的第二姿势下的夹持单元28a、28b的高低差(5mm)。由此，即便在为了拍摄而使基板1在保持倾斜姿势(第二姿势)的状态下下降以使基板1和掩模2接近的情况下，如果左侧的第一边不与掩模2接触，则基板1的其他的下表面部分也都不会与掩模2接触。
在为了拍摄而使基板1在保持倾斜姿势(第二姿势)的状态下下降时，理想的是形成基板1与掩模2不接触的状态，但通过上述控制，即便接触，也能够形成与现有例相比接触部位少的状态。接着，如图8(b)所示，整体上使基板1下降，使其接近掩模2。在本实施例的情况下，将基板1的左侧的第一边附近的基板1与掩模2的最接近距离控制为0.5mm。
由此，如图8(c)所示，基板1和掩模2接近，形成两者进入到摄像装置14a的景深内的状态。在该状态下，通过摄像装置14a对作为基准边的基板1的第一边侧附近的两处基板标记37以及两处掩模标记38进行拍摄。
在本实施例中，在摄像装置14a(或14b)的摄像光学系统142中，使用景深0.8mm的摄像镜头，作为摄像用的照明部143而使用模拟同轴照明(日文：疑似同軸照明)。上述的基板1与掩模2的最接近距离的0.5mm在该景深0.8mm的范围内。这样，通过使用摄像装置14a(或14b)的景深较浅的条件，从而可以减小光圈f值(接近开放值(日文：開放値))，可以在能够得到良好的镜头分辨率的状态下进行拍摄。因此，优选基板1与掩模2的接近距离尽可能靠近，上述的最接近距离的0.5mm充分进入该景深0.8mm的范围内。
通过对由摄像装置14a拍摄到的图像进行图像处理并进行数值运算，从而可以算出基板1与掩模2的偏移量。通过以抵消该算出的偏移量的方式使由夹持单元28a、28b把持的基板1在水平面内移动，从而进行基板1与掩模2的对准。在本实施例的情况下，反复进行拍摄和偏移量的移动的动作，直到偏移量成为3μm以内为止(图11的s106、s107)。
这样一来，如果偏移量在所希望的范围内，则进入基板1与掩模2的接触动作。如图8(d)所示，解除上方(图中右侧)的夹持单元28b的夹持力(按压力)，或者至少控制为比夹持单元28a的夹持力(按压力)小的值(图11的s108)。
在本实施例的情况下，首先，使基板1在保持倾斜姿势(第二姿势)的状态下下降基板1的左侧的第一边附近的间隙即0.5mm。由此，从左侧的接近部开始基板1与掩模2的接触。使整体下降0.5mm，在基板1与掩模2的接触开始后，使基板1的左侧的第一边侧的夹持单元28a的下降动作停止，使未接触的右侧的第二边侧的夹持单元28b的下降动作继续。此时，解除夹持单元28b的夹持力(按压力)，或者至少比夹持单元28a的夹持力(按压力)小，因此，不会在水平方向上对基板1施加过大的力。因此，基板1的下表面从左侧的第一边朝向第二边逐渐与掩模2的上表面接触。基板1的右侧的第二边侧的夹持单元28b的下降例如在夹持单元28a、28b的高低差成为0时停止。
如上所述，在以图8(e)～图8(f)所示的顺序将基板1与掩模2对准，而且将基板1载置于掩模2的过程中，能够以尽量不产生基板1的偏移的方式接触。
另外，根据本实施例的实施条件，能够利用摄像装置14a在使基板1与掩模2接近的位置对标记进行拍摄，能够在摄像光学系统142中使用分辨率高的镜头。因此，其结果是，摄像装置14a的分辨率提高，可以进行高精度的对准。另外，在倾斜姿势(第二姿势)下，在解除了上边(第二边)的夹持或减弱了按压力的状态下，使基板1的整体逐渐下降而载置于掩模2上。通过上述那样的控制，可以减少接触时的偏移量，即便包含紧贴动作中的位置偏移量，也可以将对准精度抑制在5μm以内。
<实施例2>
以下，详细说明进行实施例1中的对准动作后的成膜动作。
在本实施例的成膜装置中，对准装置101也配置在能够进行真空排气的成膜腔4内。在成膜腔4内，作为用于相对于大气压环境而形成减压环境的真空排气机构，设置有干式泵123以及低温泵124，能够进行直至达到成膜压力为止的排气。在本实施例中，在进行排气直至成为5×10-5pa以下之后，开始蒸镀源7的加热。
在蒸镀源7，如上所述，作为材料收纳容器而设置有坩埚(未图示)，在本实施例中，作为蒸镀材料而使用alq3。利用设置在蒸镀源7内的未图示的加热器，用3小时左右进行升温，直至蒸镀源7的温度从室温升温至320℃。在蒸镀源温度达到320℃后，切换为速率控制，一边利用速率传感器、例如石英膜厚仪测定成膜速率，一边进行控制直至成为规定的成膜速率，然后开始成膜。在本实施例中，以成为
在蒸镀源7的成膜速率稳定后，利用输送机构(详细情况未图示)将基板1输送到成膜腔4内。作为基板1，与实施例1同样地使用被称为第四代的基板尺寸、具体而言为930×720×0.5t(mm)的无碱玻璃基板。基板1与掩模2的对准与实施例1已说明的对准同样地进行，如上所述取得基板1与掩模2的对准，在基板1与掩模2成为紧贴状态后，进行成膜动作。
如上所述，在蒸镀源7设置有呈直线状放出蒸镀材料的孔(详细情况未图示)，通过使蒸镀源7移动，从而在基板1上成膜蒸镀材料alq3。在本实施例中，在以成为
在成膜后，确认堆积于基板1的蒸镀材料与形成于基板1的图案的偏移量的结果是，在本实施例的成膜处理中，相对于目标位置实现了10μm以内的误差。
<实施例3>
在本实施例中，表示对准装置101的夹持单元28a、28b、尤其是该基板承接爪26a、26b的详细结构例。图10表示本实施例的对准装置101的主要部分、尤其是基板承接爪26a、26b的结构，尤其是基板1的左侧、第一边的(左)侧的基板承接爪26a的结构在图中放大表示。
如图10那样，本实施例的基板承接爪26a、26b中的至少基板承接爪26a的支承基板1的支承面形成为前端上升的倾斜形状。另外，第二边的(右)侧的基板承接爪26b为前端下降的倾斜形状，基板承接爪26a、26b形成为大致平行的倾斜角度。基板承接爪26a在其长度l＝20mm时，与前端的高低差h＝0.5mm。该支承面的倾斜(斜度)设计为如下角度：在基板承接爪26a将支承的基板1控制为上述第二(倾斜)姿势时，上述支承面沿着该第二(倾斜)姿势。
根据基板1的大小、厚度、材质等，控制为上述第二(倾斜)姿势时的第一边(第二边)的角度不同，因此，基板承接爪26a、26b为能够装卸的结构，也可以是能够容易地更换为倾斜角度不同的基板承接爪26a、26b的系统。另外，基板承接爪26a设计成基板与该基板承接爪26a的全长l＝20mm的一半左右的长度的部分接触，可以根据基板1的输送精度而容许数毫米左右的误差。
关于基板承接爪26a的倾斜，在斜度(倾斜)的表现中，在本实施例的情况下，h/l＝(0.5mm/20mm)相当于1/40的斜度。若考虑通常的尺寸、厚度的基板1、或应根据其挠曲量确定的第二(倾斜)姿势的角度，则可认为基板承接爪26a、26b的斜度优选为大致1/100以上且1/10以下的范围。需要说明的是，在本实施方式中，第二边侧的基板承接爪26b从动地动作，因此也可以如上所述前端下降地倾斜，另外也可以是通常的水平形状。
在使用本实施例的倾斜的基板承接爪26a、26b通过与实施例1相同的控制进行了对准动作的情况下，能够与实施例1同样地在使基板1和掩模2接近的位置对标记进行拍摄。另外，如上所述，基板承接爪26a、26b的斜度构成为大致沿着基板的倾斜，因此，即便将基板1控制为第二(倾斜)姿势，也不会对基板1的边部施加过大的力，能够降低产生对准误差的可能性。另外，在本实施例中，也能够与实施例1同样地在摄像光学系统142中使用分辨率高的镜头，其结果是，摄像装置14a中的分辨率提高，可以提高对准精度。并且，可以使用倾斜的基板承接爪26a、26b管理基板～掩模接触时的接触状态并减少接触时的偏移量，因此，即便包含紧贴动作中的位置偏移量，也可以将对准精度抑制在5μm以内。
需要说明的是，也可以分别由具有与基板承接爪26a、26b平行的斜度的倾斜面构成与基板承接爪26a、26b相向的夹持件27a、27b的按压面。
需要说明的是，通过使夹持单元28a、28b的各部分的形状最优化，从而可以进一步使基板1与掩模2的距离接近，可以提高摄像装置14a的分辨率，并且，可以减少基板～掩模接触时的移动量。具体而言，通过使把持部的形状与基板的倾斜形状一致，从而可以使基板的姿势接近理想的状态，可以提高摄像系统的分辨率，并且接触时的移动量变小，其结果是，可以抑制偏移量。
以上，对本发明的实施方式以及实施例1～3进行了说明，但这些只不过是一例，本发明并不限于实施方式、实施例的结构，不言而喻本领域技术人员可以进行各种设计变更。
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