JP7217730B2 - アライメント装置、アライメント方法、成膜装置、および成膜方法 - Google Patents
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Description
図1は、電子デバイスの製造装置の一部の構成を模式的に示す平面図である。
以下の説明においては、垂直(鉛直)方向をZ方向とし、水平面をXY平面とするXYZ直交座標系を用いる。また、X軸まわりの回転角をθX、Y軸まわりの回転角をθY、Z軸まわりの回転角をθZで表す。
以下、図3~図8を参照して、本発明の実施形態によるアライメント装置及びこれを含む成膜装置311、311a、311bについて説明する。
次に、本発明の一実施形態によるアライメント方法及びこれを含む成膜方法について説明する。以下で説明するアライメント方法では、第1位置検出手段331及び第2位置検出手段332を用いて検出した基板ホルダ324の位置情報を利用して、基板ホルダ駆動機構322またはマスクホルダ駆動機構328をフィードバック制御することにより、基板Wの位置を調整する過程を中心に説明する。以下、基板ホルダ駆動機構332をフィードバック制御する場合について説明するが、マスクホルダ駆動機構328をフィードバック制御する場合についても同様である。なお、基板ホルダ駆動機構322およびマスクホルダ駆動機構328の両方をフィードバック制御してもよい。
Claims (28)
- 基板とマスクの相対位置を調整するためのアライメント装置であって、
基板を保持する基板ホルダと、
マスクを支持するマスクホルダと、
前記基板ホルダを移動可能に支持する基板ホルダ駆動機構と、
前記マスクホルダを移動可能に支持するマスクホルダ駆動機構と、
基板の面と平行な面内における基板とマスクとの相対位置関係を取得する相対位置関係取得手段と、
前記マスクホルダに設置され、基板の面と平行な面内における前記マスクに対する前記基板の相対位置または前記マスクホルダに対する前記基板ホルダの相対位置を検出するための第1位置検出手段と、を含むことを特徴とするアライメント装置。 - 前記相対位置関係取得手段によって取得された前記基板と前記マスクとの相対位置関係と前記第1位置検出手段によって検出された前記マスクに対する前記基板の相対位置または前記マスクホルダに対する前記基板ホルダの相対位置とに基づいて、前記基板ホルダ駆動機構および前記マスクホルダ駆動機構の少なくとも一方をフィードバック制御する制御部を備え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。
- 前記基板ホルダ駆動機構を支持する基板ホルダ駆動機構支持体と、
前記基板ホルダ駆動機構支持体に設置され、基板の面と平行な面内における前記基板または前記基板ホルダの位置を検出するための第2位置検出手段と、をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載のアライメント装置。 - 前記相対位置関係取得手段によって取得された前記基板と前記マスクとの相対位置関係と前記第1位置検出手段によって検出された前記マスクに対する前記基板の相対位置または前記マスクホルダに対する前記基板ホルダの相対位置と前記第2位置検出手段によって検出された基板の面と平行な面内における前記基板または前記基板ホルダの位置とのいずれかに基づいて、前記基板ホルダ駆動機構および前記マスクホルダ駆動機構の少なくとも一方をフィードバック制御する制御部を備えることを特徴とする請求項3に記載のアライメント装置。
- 前記制御部は、前記基板の面と垂直な垂直方向における前記基板ホルダと前記マスクホルダとの距離に基づいて、前記基板ホルダ駆動機構および前記マスクホルダ駆動機構の少なくとも一方のフィードバック制御に用いられる位置検出手段を前記第1位置検出手段と第2位置検出手段の間で切り替えることを特徴とする請求項4に記載のアライメント装置。
- 前記制御部は、前記垂直方向における前記基板ホルダと前記マスクホルダとの間の距離が所定の距離以下である第1状態では、前記第1位置検出手段によって検出された前記マスクに対する前記基板の相対位置または前記マスクホルダに対する前記基板ホルダの相対位置に基づいて前記基板ホルダ駆動機構および前記マスクホルダ駆動機構の少なくとも一方をフィードバック制御し、
前記垂直方向における前記基板ホルダと前記マスクホルダとの間の距離が前記所定の距離より大きい第2状態では、前記第2位置検出手段によって検出された基板の面と平行な面内における前記基板または前記基板ホルダの位置に基づいて前記基板ホルダ駆動機構および前記マスクホルダ駆動機構の少なくとも一方をフィードバック制御することを特徴とする請求項5に記載のアライメント装置。 - 前記相対位置関係取得手段は、第1解像度を有する第1アライメントカメラと、前記第1解像度より高い第2解像度を有する第2アライメントカメラと、を含み、
前記所定の距離は、前記第2アライメントカメラを使用して、基板とマスクとの間の相対位置関係を取得する際の、前記基板ホルダと前記マスクホルダとの間の距離であることを特徴とする請求項6に記載のアライメント装置。 - 前記制御部は、前記相対位置関係取得手段により取得された前記基板と前記マスクの相対位置関係と、前記第1位置検出手段によって検出された前記マスクに対する前記基板の相対位置または前記マスクホルダに対する前記基板ホルダの相対位置と前記第2位置検出手段によって検出された基板の面と平行な面内における前記基板または前記基板ホルダの位置とのいずれかに基づいて、前記基板ホルダ駆動機構および前記マスクホルダ駆動機構の少なくとも一方をフィードバック制御することを特徴とする請求項4に記載のアライメント装置。
- 前記第1位置検出手段は、前記マスクに対する前記基板の相対位置または前記マスクホルダに対する前記基板ホルダの相対位置を第1の周期で検出し、
前記相対位置関係取得手段は、前記基板と前記マスクとの相対位置関係を前記第1の周期より長い第2の周期で検出することを特徴とする請求項2に記載のアライメント装置。 - 前記第1位置検出手段は、前記相対位置関係取得手段を用いて前記基板ホルダおよび前記マスクホルダの少なくとも一方の移動量を算出することができる所定の周期より短い周期で、前記マスクに対する前記基板の相対位置または前記マスクホルダに対する基板ホルダの相対位置を検出し、
前記第2位置検出手段は、前記相対位置関係取得手段を用いて前記基板ホルダおよび前記マスクホルダの少なくとも一方の移動量を算出することができる所定の周期より短い周期で、前記基板または前記基板ホルダの位置を検出することを特徴とする請求項8に記載のアライメント装置。 - 前記第1位置検出手段及び前記第2位置検出手段は、レーザ干渉測長機、静電容量センサ、非接触変位計、または光学スケールを含むことを特徴とする請求項10に記載のアライメント装置。
- 前記制御部は、
前記第1位置検出手段により検出された前記マスクに対する前記基板の相対位置または前記マスクホルダに対する前記基板ホルダの相対位置または前記第2位置検出手段により検出された基板の面と平行な面内における前記基板または前記基板ホルダの位置に基づいて、前記基板ホルダ及び前記マスクホルダの少なくとも一方の前記移動量を更新す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。 - 前記マスクホルダに設けられ、前記基板を一時的に支持する基板仮受け手段をさらに含むことを特徴とする請求項3に記載のアライメント装置。
- 前記マスクホルダ駆動機構は、前記基板ホルダ駆動機構からの振動の伝達を抑制するための振動伝達抑制部材上に設けられることを特徴とする請求項3に記載のアライメント装置。
- 前記基板ホルダ駆動機構は、磁気浮上リニアモータを含む磁気浮上ステージ機構であることを特徴とする請求項3に記載のアライメント装置。
- 基板とマスクの相対位置を調整するためのアライメント装置であって、
基板を保持する基板ホルダと、
マスクを支持するマスクホルダと、
前記基板ホルダを移動可能に支持する基板ホルダ駆動機構と、
前記マスクホルダを移動可能に支持するマスクホルダ駆動機構と、
基板の面と平行な方向における基板とマスクとの相対位置関係を取得する相対位置関係取得手段と、
前記基板ホルダに設置され、基板の面と平行な面内における前記基板に対する前記マスクの相対位置または前記基板ホルダに対する前記マスクホルダの相対位置を検出するための位置検出手段とを含むことを特徴とするアライメント装置。 - 基板にマスクを介して成膜材料を成膜する成膜装置であって、
容器と、
前記容器に設置され、請求項1から16のいずれか一項に記載のアライメント装置と、
前記容器に設置され、成膜材料を収納し、前記成膜材料を蒸発または昇華させて放出するための成膜源とを含むことを特徴とする成膜装置。 - 基板とマスクの相対位置を調整するためのアライメント方法であって、
基板の面と平行な面内における基板とマスクとの相対位置関係を取得する相対位置関係取得ステップと、
取得した前記相対位置関係に基づいて、前記基板を保持する基板ホルダおよび前記マスクを支持するマスクホルダの少なくとも一方の位置を、前記基板ホルダを移動可能に支持する基板ホルダ駆動機構および前記マスクホルダを移動可能に支持するマスクホルダ駆動機構の少なくとも一方によって調整する位置調整ステップとを含み、
前記位置調整ステップは、前記マスクホルダに設置された第1位置検出手段によって、基板の面と平行な面内における前記マスクに対する前記基板の相対位置または前記基板ホルダに対する前記基板ホルダの相対位置を検出する第1位置検出ステップを含むことを特徴とするアライメント方法。 - 前記相対位置関係取得ステップは、前記基板と前記マスクを含む画像を取得するステップと、前記画像に基づいて前記位置調整ステップにおける前記基板ホルダおよび前記マスクホルダの少なくとも一方の移動量を取得する移動量取得ステップと、を有し、
前記位置調整ステップは、前記第1位置検出ステップで検出した前記マスクに対する前記基板の相対位置または前記マスクホルダに対する前記基板ホルダの相対位置に基づいて、前記基板ホルダ駆動機構および前記マスクホルダ駆動機構の少なくとも一方をフィードバック制御するステップを有することを特徴とする請求項18に記載のアライメント方法。 - 基板の面と平行な面内における前記基板または前記基板ホルダの位置を、前記基板ホルダ駆動機構を支持する基板ホルダ駆動機構支持体に設けられた第2位置検出手段によって検出する第2位置検出ステップをさらに含むことを特徴とする請求項19に記載のアライメント方法。
- 前記第1位置検出ステップで検出された前記マスクに対する前記基板の相対位置または前記マスクホルダに対する前記基板ホルダの相対位置に基づいて、前記基板ホルダ駆動機構および前記マスクホルダ駆動機構の少なくとも一方をフィードバック制御するステップと、
前記第2位置検出ステップで検出された基板の面と平行な面内における前記基板または前記基板ホルダの位置に基づいて、前記基板ホルダ駆動機構および前記マスクホルダ駆動機構の少なくとも一方をフィードバック制御するステップをさらに含むことを特徴とする請求項20に記載のアライメント方法。 - 前記基板の面と垂直な垂直方向における前記基板ホルダと前記マスクホルダとの距離に基づいて前記第1位置検出ステップまたは前記第2位置検出ステップのいずれかが選択的に行われることを特徴とする請求項20に記載のアライメント方法。
- 前記第1位置検出ステップは、前記垂直方向における前記基板ホルダと前記マスクホルダとの距離が所定の距離以下である第1状態で行われ、
前記第2位置検出ステップは、前記垂直方向における前記基板ホルダと前記マスクホルダとの距離が前記所定の距離より大きい第2状態で行われることを特徴とする請求項22に記載のアライメント方法。 - 前記相対位置関係取得ステップは、基板に形成されたアライメントマークとマスクに形成されたアライメントマークをアライメントカメラにより撮像するステップと、撮像された画像を画像処理して基板とマスクとの間の相対的位置ずれ量を算出するステップと、前記相対的位置ずれ量に基づいて前記基板ホルダおよび前記マスクホルダの少なくとも一方の移動量を算出するステップとを含むことを特徴とする請求項18に記載のアライメント方法。
- 算出された前記基板ホルダおよび前記マスクホルダの少なくとも一方の前記移動量を、前記第1位置検出ステップで検出された前記マスクに対する前記基板の相対位置または前記マスクホルダに対する前記基板ホルダの相対位置に基づいて、更新するステップをさらに含むことを特徴とする請求項24に記載のアライメント方法。
- 前記相対位置関係取得ステップは、第1解像度を持つ第1アライメントカメラで前記相対位置関係を取得する第1相対位置関係取得ステップと、前記第1解像度より高い第2アライメントカメラで前記相対位置関係を取得する第2相対位置関係取得ステップとを含み、
前記第1相対位置関係取得ステップでは、前記第1アライメントカメラで、前記マスクホルダに設置された基板仮受け手段に支持された基板のアライメントマークと前記マスクホルダに支持されたマスクのアライメントマークを撮像して、基板とマスクとの間の相対位置関係を取得することを特徴とする請求項18に記載のアライメント方法。 - 基板とマスクの相対位置を調整するためのアライメント方法であって、
基板の面と平行な面内における基板とマスクとの相対位置関係を取得する相対位置関係取得ステップと、
取得した前記相対位置関係に基づいて、前記基板を保持する基板ホルダおよび前記マスクを支持するマスクホルダの少なくとも一方の位置を、前記基板ホルダを移動可能に支持する基板ホルダ駆動機構および前記マスクホルダを移動可能に支持するマスクホルダ駆動機構の少なくとも一方によって調整する位置調整ステップとを含み、
前記位置調整ステップは、前記基板ホルダに設置された第1位置検出手段によって、基板の面と平行な面内における前記基板に対する前記マスクの相対位置または前記基板ホルダに対する前記マスクホルダの相対位置を検出する第1位置検出ステップを含むことを特徴とするアライメント方法。 - 基板上にマスクを介して成膜材料を成膜する成膜方法であって、
請求項18から27のいずれか一項に記載のアライメント方法により、前記基板及び前記マスクの相対位置を調整するステップと、
前記マスクを介して前記基板に成膜するステップとを含むことを特徴とする成膜方法。
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