JP6393802B1 - 基板載置装置、基板載置方法、成膜装置、成膜方法、アライメント装置、アライメント方法、および、電子デバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】有機ＥＬディスプレイの製造において基板を載置体に載置するときの歪みを低減する。
【解決手段】基板の周縁部を挟持するための複数の挟持具を有する挟持手段と、基板を載置体の上に載置するための載置手段とを有する基板載置装置であって、挟持手段は、複数の挟持具の挟力を可変する挟力可変手段を有し、挟力可変手段は、複数の挟持具のうちの一部の挟持具の挟力を、その他の挟持具とは独立して可変することを特徴とする基板載置装置を用いる。
【選択図】図５

Description

本発明は、基板載置装置、基板載置方法、成膜装置、成膜方法、アライメント装置、アライメント方法、および、電子デバイスの製造方法に関する。

有機ＥＬディスプレイ等の電子デバイス製造において、基板に有機材料を蒸着させる工程がある。蒸着装置は蒸着工程において、基板の周縁部（四辺）を支持または挟持する基板保持ユニットによって、基板を支持している。また、基板保持ユニットは、基板を支持した状態で、基板をマスク等の載置体に接触および載置させる。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。特許文献１には、蒸着により有機ＥＬディスプレイを製造する装置の一例が記載されている。

特開２００９−２７７６５５号公報

上記の、有機材料等を蒸着する際の挟持工程において、成膜領域を基板中央部に設ける関係上、基板を挟持できるのは基板の周縁部に限られている。そのため、基板自体の重量によって中央部に撓みが発生する場合がある。特に近年、基板の大型化、薄型化が進んでおり、基板を載置する際の自重による撓みの影響が大きくなっている。撓みが発生した状態で基板を載置体に載置すると、基板に歪みが発生し、その歪みをアライメントにより修正するために時間が掛かったり、製造品質が低下したりするおそれがある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、有機ＥＬディスプレイの製造において基板を載置体に載置するときの歪みを低減することを目的とする。

上記目的のため、本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
基板の周縁を挟持するための複数の挟持具を有する挟持手段と、
基板を載置体の上に載置するための載置手段とを有する基板載置装置であって、
前記挟持手段は、更に、前記複数の挟持具の挟力を可変する挟力可変手段を有し、
前記挟力可変手段は、前記複数の挟持具のうちの一部の挟持具の挟力を、その他の挟持具とは独立して可変することを特徴とする基板載置装置である。
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
基板の周縁を挟持するための複数の挟持具を有する挟持手段と、
基板を載置体の上に載置するための載置手段とを有する基板載置装置であって、
前記挟持手段は、更に、前記複数の挟持具の挟力を可変する挟力可変手段を有し、
前記挟力可変手段は、前記複数の挟持具の挟力を、挟持具ごとに夫々独立して可変する挟力可変手段であることを特徴とする基板載置装置である。
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
基板の周縁部を複数の挟持具で挟持する挟持工程と、
挟持された基板を載置体の上に載置する載置工程とを有する基板載置方法であって、
前記挟持工程は、複数の挟持具のうちの、一部の挟持具の挟力とその他の挟持具の挟力
とを異ならせて、基板を挟持することを特徴とする基板載置方法である。
本発明はまた、以下の構成を採用する。すなわち、
基板の周縁を挟持具で挟持する挟持工程と、
挟持された基板を載置体の上に載置する載置工程とを有する基板載置方法であって、
前記挟持工程は、前記挟持具で、基板の周縁のうちの一辺内を挟持することを特徴とする基板載置方法である。

本発明によれば、有機ＥＬディスプレイの製造において基板を載置体に載置するときの歪みを低減することができる。

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斜視図 有機ＥＬ表示装置の構造を示す図 実施例１における基板の挟持および載置処理の流れを示す図 実施例１において基板にかける挟力を示す平面図 実施例２における基板保持ユニットおよび挟持機構の構成を示す図 実施例３にかかる基板の挟持および載置処理の流れを示す図 実施例４にかかる基板の挟持および載置処理の流れを示す図

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。また、有機膜だけではなく金属膜を成膜することも可能である。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、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上に形成する所定パターンの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（挟持具とも呼ぶ）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、各支持具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。

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、クランプＺアクチュエータ２５１によってクランプ部材３０３を下降させ、押圧具３０
２を所定の押圧力で支持具３００に押し当てる。これにより、押圧具３０２と支持具３００の間で基板１０が挟持される。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。かかる構成を、基板昇降手段とも呼ぶ。基板昇降手段は、制御部やアクチュエータなども含めた載置手段に含まれると考えても良い。なお、マスク２２０を昇降させる載置体昇降手段を設けることによっても、マスク２２０と基板１０を接触させることができる。さらに基板昇降手段とともに載置体昇降手段を設けても良い。

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。

＜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４（ａ）は有機ＥＬ表示装置６０の全体図、図４（ｂ）は１画素の断面構造を表している。

図４（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４（ｂ）は、図４（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６５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６５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。

＜実施例１＞
図５（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施例１にかかる基板の挟持および載置処理の流れを示す図である。各図は、挟持された基板１０を図３に示す基板保持ユニットにて載置体に載置する様子を順次示しており、基板保持ユニットおよび基板１０を図３のＸＺ平面で切断した断面図である。なお必要に応じて、挟持機構の４辺のうち一方の長辺側（図５の左側）に配置された押圧具に符号３０２ａ、それと対向する長辺側（図５の右側）に配置された押圧具に符号３０２ｂを付して区別する。

図５（ａ）は、搬送ロボット１１９により基板１０が支持具３００と押圧具３０２の間
に導入され、基板１０の周縁部１０ａが支持具３００によって支持された状態である。図５（ａ）の状態では基板１０が固定されていないため、基板１０の中央が撓んでいる。

図５（ｂ）では、制御部２７０の制御に応じてクランプＺアクチュエータ２５１がクランプ部材３０３を下降させることにより、押圧具３０２ａおよび３０２ｂが下降して、支持具３００との間で基板１０を挟持する。ここで、制御部２７０は、一辺内（一方の長辺側）の押圧具３０２ａと支持具３００の間には通常通りの挟力を発生させるが（図中、「通常」と記した下向き矢印）、対向する他方の長辺側の押圧具３０２ｂと支持具３００の間には、通常より弱い挟力を発生させるか、挟力が発生しないようにする（図中、「弱
ｏｒ Ｆｒｅｅ」と記した下向き矢印）。このような制御は例えば、クランプＺアクチュ
エータ２５１による押圧力を左右で変更することで実施できる。このように挟力が可変であることによって、本発明の制御が可能である。かかる挟力を可変する制御を可能にする制御部や各アクチュエータを、挟力可変手段と称しても良い。

押圧具３０２ａと支持具３００の間の挟力は、基板１０が容易にズレないような力が好ましい。一方、押圧具３０２ｂと支持具３００の間の挟力は基板１０にある程度の力が働いたときに、押圧具３０２ｂと支持具３００の間にある基板１０がズレて挟持位置が変わる程度の力が好ましい。なお、挟持機構が基板１０を保持する挟力には、押圧具３０２ａ，３０２ｂにかける力の他に、基板１０と挟持機構の間の摩擦力も寄与しているので、押圧具３０２ｂにかける力を制御する際には、摩擦力も加味することが好ましい。

図５（ｃ）は、図５（ｂ）のように片側の挟力が弱いかゼロの状態で、基板Ｚアクチュエータ２５０が基板１０を下降させ、基板１０が載置体であるマスク２２０に接触した状態を示す。

図５（ｄ）は、図５（ｃ）の状態から、基板Ｚアクチュエータ２５０がさらに基板１０を下降させ、基板１０とマスク２２０の接触領域が増大した状態を示す。このとき、マスク２２０からの応力と基板中央に生じていた撓みによって基板１０の形状が変化し、歪みが生じていることが分かる。従来の挟持方法および載置方法では、この形状変化が、基板１０のアライメントに時間を要する原因となっていた。
しかし本発明では、押圧具３０２ｂと支持具３００の間の挟力が、押圧具３０２ａと支持具３００の間の挟力よりも弱いか、ゼロになっている。そのため図５（ｄ）に示すように、マスク２２０からの応力によって、押圧具３０２ｂと支持具３００の間の基板１０に、矢印５０１で示す方向のズレ力が発生する。その結果、図５（ｅ）に示すように基板１０の撓みや歪みが解消し、基板１０とマスク２２０の接触状態が改善される。

図６（ａ）は、挟持機構によって基板１０が通常通りに挟持された様子を示し、図３の基板保持ユニットをＺ軸の上方向から見た平面図である。図３の説明で述べたように、短辺側においては、基板の周縁部１０ａが支持具３００に載っているだけで、挟持はされていない。また、長辺側においては、基板の周縁部１０ａが、支持具３００と押圧具３０２の間に挟持されている。

図６（ｂ）は、図５（ｂ）によって説明した挟持の様子を示す。図中、左側の長辺においては、基板の周縁部１０ａが、通常の挟力で支持具３００と押圧具３０２ａの間に挟持されている。一方、図中右側の長編においては、基板の周縁部１０ａが、左辺よりも弱い挟力で挟持されているか、挟持されていない。これにより、基板１０がマスク２２０に接触した後、矢印５０１で示す方向にズレ力が発生する。

本実施例の挟持機構（挟持装置）を用いた挟持方法、かかる挟持機構を含む基板載置装置を用いた基板載置方法によれば、基板１０を載置体であるマスク２２０に載置したとき
の歪みが、挟力の弱い側（または挟力がゼロである側）に基板１０がズレることによって低減または解消される。言い換えると、載置時に基板１０がズレる方向が一定になり、ズレ方（ズレ量や方向）に再現性が出る。これにより、マスク２２０と基板１０とのアライメントを良好に実施可能となるため、アライメント時間短縮及びアライメント精度向上といった効果が得られる。なお、挟持装置とアライメントに用いるカメラ、相対位置を調整する位置調整手段（アクチュエータなど）を合わせて、アライメント機構と考えることもできる。
なお、本実施例の挟持力制御は、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。

＜実施例２＞
実施例１で説明したような、基板１０の長辺のうち一方に通常の挟力をかけ、他方に通常より弱い挟力をかける（または挟力をゼロにする）ような制御であれば、図３に示した基板保持ユニットが備える挟持機構によって実現できる。本実施例では、より精密な挟力制御を行って基板１０の歪みを低減する構成について説明する。

図７（ａ）は、本実施例にかかる基板保持ユニットの主要部分を示した模式図である。基板保持ユニットには、それぞれが互いに独立した複数の挟持機構を備えている。図７（ａ）では基板１０の両長辺側に複数の挟持機構が配置され、両短辺側の構成は省略されている。しかし短辺側にも挟持機構を設けても良いし、図３と同様に、短辺側には支持具３００のみを設けても構わない。

図７（ｂ）は、本実施例にかかる挟持機構を１つ取り出したものである。それぞれの挟持機構は支持体３０５によって支持された、押圧具３０２および支持具３００を備えている。例えば、制御部２７０の制御に従って、支持体３０５に組み込まれた個別Ｚアクチュエータ（不図示）が押圧具３０２をＺ方向に昇降させることによって、押圧具３０２と支持具３００の間の挟力が変化する。

例えば、押圧具３０２と支持具４００の状態を、基板１０のズレが発生しないような通常の挟力がかかっている状態、ある程度の力が加わると基板１０がズレるような弱い挟力がかかっている状態、挟力がかかっていない（挟力がゼロである）状態、の間で切り替えることが可能である。すなわち、図７（ｃ）に示すように、押圧具３０２と支持具３００の間の挟力を弱める、あるいはゼロにすることで、基板１０を載置した時に、矢印５０１で示す方向にズレ力が発生する。

挟持機構の個別制御の一例を述べる。図７（ａ）には各長辺に８個の挟持機構が示されているが、このうち一辺において、中央の４つを通常の挟持力とし、端の４つを弱い挟持力とする。また、それに対向する辺においては、挟持力を弱くするか、ゼロにする。これにより、載置により発生した歪みが、挟持力の弱い（またはゼロの）側の長辺方向だけではなく、短辺方向にも逃げやすくなる。

以上のように、本実施例の構成によれば、複数設けた挟持機構ごと挟力を制御することにより、基板１０が載置体であるマスク２２０に載置されたときのズレの量や方向を精密に制御できるようになる。
なお、本実施例の挟持機構を用いた挟持力制御は、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。

＜実施例３＞
図８（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施例３にかかる基板の挟持および載置処理の流れを
示す図である。各図は、挟持された基板１０を図３に示す基板保持ユニットにて載置体に載置する様子を順次示しており、基板保持ユニットおよび基板１０を図３のＸＺ平面で切断した断面図である。図５と共通する部材には同じ符号を付する。

図８（ａ）は、搬送ロボット１１９のロボットハンドによって、基板１０が支持具３００と押圧具３０２の間に導入された状態である。また、基板１０の短辺側の周縁部は、短辺側用の支持具３００にて支持されている。

図８（ｂ）では、ロボットハンドが後退することにより基板１０の長辺側の周縁部が支持具３００にて支持されるとともに、制御部２７０の制御に応じてクランプＺアクチュエータ２５１がクランプ部材３０３を下降させることにより、押圧具３０２ａおよび３０２ｂが下降して、支持具３００との間で基板１０を挟持する。このとき、支持具３００によって支持されていない領域においては、基板１０に撓みが発生している。図８（ｂ）において、図５（ｂ）と同様に、押圧具３０２ａの側に強い挟力が発生し、押圧具３０２ｂの側に弱い挟力が発生する（または挟力が発生しない）ような制御を行う。押圧具３０２ａの側の挟力と押圧具３０２ｂの側の挟力の好適な関係は、図５（ｂ）での説明と同様である。すなわち押圧具３０２ｂの側では、基板１０にかかる力による、押圧具３０２ｂと支持具３００の間にある基板１０が移動可能な程度の力が好ましい。

なお、本実施例の基板保持ユニットは、基板１０の中央部を支持する中央支持具３０６を備えている。中央支持具３０６が制御部２７０の制御に従ってＺ方向上下に移動することで、基板１０の撓みをある程度低減できる。図８（ｃ）は、片側の長辺の挟力が弱いかゼロの状態で中央支持具３０６が上昇し、矢印５０１の方向にズレ力が発生する。ここで、基板１０にかかっている挟力は、基板１０が移動可能な程度後からであるため、基板１０が右側にズレる。これにより、基板１０の撓みの一部が解消する。

図８（ｄ）において、基板Ｚアクチュエータ２５０が基板１０を下降させ、基板１０がマスク２２０に載置される。このとき、マスク２２０からの応力によって、押圧具３０２ｂと支持具３００の間の基板１０に、矢印５０１で示す方向のズレ力が再び発生する。その結果、図８（ｅ）に示すように基板１０の撓みや歪みが解消し、基板１０とマスク２２０の接触状態が改善される。

なお、図８（ｅ）において、カメラ２６０，２６１によるアライメントマークの撮像結果に基づいて第２アライメントを行い、さらに基板１０とマスク２２０の相対位置を調整することも好ましい。その際、押圧具３０２ｂの側の挟力を通常の値にしても良い。これにより、基板１０が安定した状態でアライメントを実施できる。

以上述べたように、本実施例の挟持機構（挟持装置）を用いた挟持方法、かかる挟持機構を含む基板載置装置を用いた基板載置方法によれば、中央支持具３０６の移動による基板１０のズレと、マスク２２０への載置による基板１０のズレという複数の段階を経て基板１０の歪みが良好に低減される。その結果、アライメント時間短縮及びアライメント精度向上といった効果が得られる。
なお、本実施例の挟持力制御は、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。

＜実施例４＞
図９（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施例４にかかる基板の挟持および載置処理の流れを示す図である。各図は、挟持された基板１０を図３に示す基板保持ユニットにて載置体に載置する様子を順次示しており、基板保持ユニットおよび基板１０を図３のＸＺ平面で切断した断面図である。図５、図８と共通する部材には同じ符号を付する。

図９（ａ）は、図８（ａ）と同様に、ロボットハンドによって基板１０が支持具３００と押圧具３０２の間に導入された状態を示す。

図９（ｂ）では、ロボットハンドが後退することにより基板１０の長辺側の周縁部が支持具３００にて支持される。

図９（ｃ）では、制御部２７０の制御に応じてクランプＺアクチュエータ２５１がクランプ部材３０３を下降させることにより、押圧具３０２ａおよび３０２ｂが下降して、支持具３００との間で基板１０を挟持する。図９（ｃ）においても、押圧具３０２ａの側に強い挟力が発生し、押圧具３０２ｂの側に弱い挟力が発生する（または挟力が発生しない）ような制御を行う。さらに、図９（ｃ）においては、中央支持具３０６がＺ方向に上昇して基板１０と接触することにより矢印５０１の方向にズレ力が発生して、基板１０が紙面上右側にズレている。これにより、基板１０の撓みの一部が解消している。

図９（ｄ）は、本実施例に特有の操作であり、基板１０をマスク２２０に載置する前に、カメラ２６０によるアライメントマークの撮像結果に基づいて基板１０とマスク２２０との相対位置を調整する第１アライメントを行っている。このように、基板１０がマスク２２０に接触する前に第１アライメントを行うことで、その後、マスク２２０への接触後に行われる第２アライメントの精度が向上する。

図９（ｅ）において、基板Ｚアクチュエータ２５０の動作によって基板１０がマスク２２０に載置される。このとき、マスク２２０からの応力によって、押圧具３０２ｂと支持具３００の間の基板１０に、矢印５０１で示す方向のズレ力が再び発生する。その結果、図９（ｆ）に示すように基板１０の撓みや歪みが解消し、基板１０とマスク２２０の接触状態が改善される。なお、図９（ｆ）において、カメラ２６１によるアライメントマークの撮像結果に基づいて第２アライメントを行い、さらに基板１０とマスク２２０の相対位置を調整することも好ましい。その際、押圧具３０２ｂの側の挟力を通常の値にしても良い。これにより、基板１０の挟持位置が固定可能となり、かつ、対向する両辺の挟力が同じになるため、安定的にアライメントを実施できる。

以上述べたように、本実施例の挟持機構（挟持装置）を用いた挟持方法、かかる挟持機構を含む基板載置装置を用いた基板載置方法によれば、中央支持具３０６の移動による基板１０のズレと、第１アライメントと、マスク２２０への載置による基板１０のズレという複数の段階を経て基板１０の位置ズレや歪みが良好に低減される。その結果、アライメント時間短縮及びアライメント精度向上といった効果が得られる。
なお、本実施例の挟持力制御は、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。

１０：基板、２１０：基板保持ユニット、２２０：マスク、２５１：基板Ｚアクチュエータ、２７０：制御部、３００：支持具、３０２：押圧具

Claims (31)

1. 基板の周縁部を挟持するための複数の挟持具を有する挟持手段と、
   前記基板を載置体の上に載置するための載置手段とを有する基板載置装置であって、
   前記挟持手段は、前記複数の挟持具の挟力を可変する挟力可変手段を有し、
   前記挟力可変手段は、前記複数の挟持具のうちの一部の挟持具の挟力を、その他の挟持具とは独立して可変することを特徴とする基板載置装置。
2. 前記一部の挟持具は、前記基板の周縁部のうちの一辺内を挟持する挟持具であり、前記その他の挟持具は、前記基板の周縁部のうちの前記一辺と対向した辺内を挟持する挟持具であることを特徴とする請求項１に記載の基板載置装置。
3. 前記一部の挟持具、及び、前記その他の挟持具は、夫々複数の挟持具で構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の基板載置装置。
4. 基板の周縁部を挟持するための複数の挟持具を有する挟持手段と、
   前記基板を載置体の上に載置するための載置手段とを有する基板載置装置であって、
   前記挟持手段は、前記複数の挟持具の挟力を可変する挟力可変手段を有し、
   前記挟力可変手段は、前記複数の挟持具の挟力を、挟持具ごとに夫々独立して可変する挟力可変手段であることを特徴とする基板載置装置。
5. 前記複数の挟持具のうちの一部の挟持具は、前記基板の周縁部のうちの一辺内を挟持する挟持具であり、その他の挟持具は、前記基板の周縁部のうちの前記一辺と対向した辺内を挟持する挟持具であることを特徴とする請求項４に記載の基板載置装置。
6. 前記一部の挟持具、及び、前記その他の挟持具は、夫々複数の挟持具で構成されていることを特徴とする請求項５に記載の基板載置装置。
7. 前記挟持手段の挟持具は、前記基板を支持するための支持具と、前記基板を前記支持具に押圧するための押圧具とを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の基板載置装置。
8. 前記載置手段は、前記基板を昇降させるための基板昇降手段を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の基板載置装置。
9. 前記載置手段は、前記載置体を昇降させるための載置体昇降手段を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の基板載置装置。
10. 請求項１〜９のいずれか１項に記載の基板載置装置と、
    前記基板と前記載置体との相対位置を調整するための位置調整手段を有することを特徴とするアライメント装置。
11. 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、前記所定パターンを有するマスクであることを特徴とする請求項１０に記載のアライメント装置。
12. 請求項１１に記載のアライメント装置を有し、前記基板上に前記所定パターンの成膜を行うことを特徴とする成膜装置。
13. 基板の周縁部を複数の挟持具で挟持する挟持工程と、
    挟持された前記基板を載置体の上に載置する載置工程とを有する基板載置方法であって
    、
    前記挟持工程は、複数の挟持具のうちの、一部の挟持具の挟力とその他の挟持具の挟力とを異ならせて、前記基板を挟持することを特徴とする基板載置方法。
14. 前記挟持工程は、前記一部の挟持具で前記基板の周縁部のうちの一辺内を挟持し、前記その他の挟持具で前記基板の周縁部のうちの前記一辺と対向した辺内を挟持することを特徴とする請求項１３に記載の基板載置方法。
15. 前記挟持工程は、前記一部の挟持具と前記その他の挟持具のうち一方の挟持具が、挟持している前記基板の挟持位置が移動可能な挟力で前記基板を挟持することを特徴とする請求項１３または１４に記載の基板載置方法。
16. 前記挟持位置が移動可能な挟力は、前記載置工程において前記載置体から前記基板にかかる力によって、挟持位置が移動可能な挟力であることを特徴とする請求項１５に記載の基板載置方法。
17. 前記載置工程は、前記基板を前記載置体に載置した後に、前記一部の挟持具と前記その他の挟持具とが、同じ挟力で前記基板を挟持することを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の基板載置方法。
18. 前記載置工程は、前記基板を前記載置体に載置した後に、前記一部の挟持具と前記その他の挟持具とが、前記基板の挟持位置を固定可能な挟力で前記基板を挟持することを特徴とする請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の基板載置方法。
19. 基板の周縁部を挟持具で挟持する挟持工程と、
    挟持された前記基板を載置体の上に載置する載置工程とを有する基板載置方法であって、
    前記挟持工程は、前記挟持具で、前記基板の周縁部のうちの一辺内を挟持することを特徴とする基板載置方法。
20. 前記挟持工程は、前記挟持具の複数で、前記基板の周縁部のうちの一辺内を挟持することを特徴とする請求項１９に記載の基板載置方法。
21. 前記載置工程は、前記基板を載置体に載置した後に、前記挟持具で前記基板の周縁部のうちの一辺内を挟持し、その他の挟持具で前記基板の周縁部のうちの前記一辺と対向した辺内を挟持することを特徴とする請求項１９または２０に記載の基板載置方法。
22. 前記挟持具と前記その他の挟持具は、前記基板を前記載置体に載置した後では、同じ挟力で前記基板を挟持することを特徴とする請求項２１に記載の基板載置方法。
23. 前記挟持具と前記その他の挟持具とは、前記基板を前記載置体に載置した後では、前記基板の挟持位置が固定可能な挟力で前記基板を挟持することを特徴とする請求項２１に記載の基板載置方法。
24. 前記載置工程の前に、前記基板と前記載置体との相対位置を調整する第１の位置調整工程を有することを特徴とする請求項１３〜２３のいずれか１項に記載の基板載置方法。
25. 請求項１３〜２４のいずれか１項に記載の基板載置方法により、前記基板を前記載置体の上に載置した後に、前記基板と前記載置体との相対位置を調整する第２の位置調整工程を有することを特徴とするアライメント方法。
26. 請求項１３〜２４のいずれか１項に記載の基板載置方法により、前記基板を前記載置体の上に載置した後に、前記基板を前記載置体から離間して、前記基板と前記載置体との相対位置を調整する第２の位置調整工程を有することを特徴とするアライメント方法。
27. 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、前記所定パターンを有するマスクであることを特徴とする請求項２５または２６に記載のアライメント方法。
28. 前記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２７に記載のアライメント方法により、前記基板と前記マスクとの相対位置の調整が行われた後に、前記基板上に前記所定パターンの成膜を行うことを特徴とする成膜方法。
29. 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２８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。
30. 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２８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。
31. 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２９または３０に記載の電子デバイスの製造方法。

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