KR20200125397A - Alignment apparatus, film formation apparatus, alignment method, film formation method, and manufacturing method of electronic device - Google Patents

Alignment apparatus, film formation apparatus, alignment method, film formation method, and manufacturing method of electronic device Download PDF

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KR20200125397A
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야스노부 코바야시
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캐논 톡키 가부시키가이샤
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Abstract

The present invention is to increase alignment accuracy when a substrate and a mask are aligned using an alignment stage in a film forming device. An alignment device for aligning the positions of the substrate and the mask comprises: a substrate support means; an alignment stage for translating or rotating the substrate supported by the substrate support means; a control unit for driving the alignment stage; and a position acquisition means for detecting a substrate alignment mark to acquire position information. The control unit acquires the position information of the substrate alignment mark multiple times by the position acquisition means while rotating the alignment stage about the center position of the stage, acquires information about the center position of the stage on the basis of the plurality of pieces of position information, and moves the substrate relative to the substrate support means so that the center position of the substrate, which is the center of the substrate, comes to a rotation axis of the alignment stage which passes through the center position of the stage.

Description

얼라인먼트 장치, 성막 장치, 얼라인먼트 방법, 성막 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법{ALIGNMENT APPARATUS, FILM FORMATION APPARATUS, ALIGNMENT METHOD, FILM FORMATION METHOD, AND MANUFACTURING METHOD OF ELECTRONIC DEVICE}Alignment apparatus, film forming apparatus, alignment method, film forming method, and manufacturing method of an electronic device TECHNICAL FIELD [ALIGNMENT APPARATUS, FILM FORMATION APPARATUS, ALIGNMENT METHOD, FILM FORMATION METHOD, AND MANUFACTURING METHOD OF ELECTRONIC DEVICE]

본 발명은 얼라인먼트 장치, 성막 장치, 얼라인먼트 방법, 성막 방법 및 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an alignment apparatus, a film forming apparatus, an alignment method, a film forming method, and a manufacturing method of an electronic device.

표시 장치에 이용되는 디스플레이에는 액정 디스플레이 등 다양한 종류가 있다. 그 중에서도, 유기 전계발광 디스플레이는, 응답 속도, 시야각, 박형화 등의 특성이 우수하며, 최근에는 모니터, 텔레비전, 스마트폰 등으로 이용 분야가 넓어지고 있다.There are various types of displays used in display devices such as liquid crystal displays. Among them, organic electroluminescent displays are excellent in characteristics such as response speed, viewing angle, and thickness reduction, and recently, the fields of use are expanding to monitors, televisions, and smartphones.

유기 전계발광 디스플레이는, 서로 대향하는 캐소드 전극과 애노드 전극의 사이에 유기물층이 형성된 기본 구조를 갖는다. 유기 전계발광 디스플레이의 유기물층이나, 전극이 되는 금속층을 형성하기 위해서, 성막 장치는, 진공 챔버 내에 있어서, 소정의 패턴이 형성된 마스크를 통하여, 증발원으로부터의 증착 재료를 기판에 증착시킨다. 이 때, 증착 물질을 기판 상의 원하는 위치에 부착시키기 위해서는, 마스크와 기판의 상대 위치 관계를 정밀도 좋게 고정할 필요가 있다. 이에, 성막 장치는, 얼라인먼트 장치를 이용하여, 증착 개시 전에 마스크와 기판을 얼라인먼트함으로써, 마스크와 기판을 정밀도 좋게 위치결정한다.An organic electroluminescent display has a basic structure in which an organic material layer is formed between a cathode electrode and an anode electrode facing each other. In order to form an organic material layer of an organic electroluminescent display or a metal layer serving as an electrode, a film forming apparatus deposits a vapor deposition material from an evaporation source onto a substrate in a vacuum chamber through a mask having a predetermined pattern formed thereon. At this time, in order to attach the evaporation material to a desired position on the substrate, it is necessary to accurately fix the relative positional relationship between the mask and the substrate. Accordingly, the film forming apparatus uses an alignment apparatus to align the mask and the substrate before starting the vapor deposition, thereby accurately positioning the mask and the substrate.

특허문헌 1(일본특허공개 제2006-176809호 공보)은, 얼라인먼트 스테이지를 구비하는 얼라인먼트 장치를 이용한 기판과 마스크의 얼라인먼트 방법을 개시한다. 특허문헌 1의 얼라인먼트 장치에서는, 기판과 마스크 각각에 배치된 마크를 CCD 카메라에 의해 촬상하여 얻어진 화상 데이터를 해석한다. 그리고, 기판과 마스크의 마크 간의 위치 관계에 기초하여, 기판과 마스크의 상대 위치가 허용 범위 내인지 아닌지를 판정한다. 허용 범위 밖인 경우에는, 얼라인먼트 장치가 얼라인먼트 스테이지를 구동하고, 훅 부재에 지지된 기판을, XY 방향으로 이동시키거나, XY 평면에 직교하는 Z축 주위(θ방향)로 회전시키거나 함으로써, 기판과 마스크의 상대 위치를 조정한다. 그 후, 기판과 마스크를 고정함으로써, 원하는 위치에 마스크 패턴 그대로의 성막을 할 수 있도록 된다.Patent document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-176809) discloses a method for aligning a substrate and a mask using an alignment device provided with an alignment stage. In the alignment device of Patent Literature 1, image data obtained by imaging a mark disposed on each of a substrate and a mask with a CCD camera is analyzed. Then, based on the positional relationship between the substrate and the mark on the mask, it is determined whether or not the relative position of the substrate and the mask is within an allowable range. If it is outside the allowable range, the alignment device drives the alignment stage, and the substrate supported by the hook member is moved in the XY direction or rotated around the Z axis (theta direction) orthogonal to the XY plane. Adjust the relative position of the mask. After that, by fixing the substrate and the mask, it becomes possible to form a film as it is with the mask pattern at a desired position.

특허문헌 1: 일본특허공개 제2006-176809호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Laid-Open No. 2006-176809

여기서, 발명자들이 예의 검토한 결과, 얼라인먼트 장치가 기판 또는 마스크를 θ회전시킬 때에, 얼라인먼트 스테이지의 중심 위치와 기판의 중심 위치의 사이에 어긋남이 생겨 있으면, 얼라인먼트 정밀도가 저하되는 것을 알았다. 이 원인 중 하나로서, 얼라인먼트 스테이지를 스테이지 중심 위치로부터 떨어진 위치를 중심으로 하여 θ회전시키면, 회전 중심 위치가 스테이지 중심 위치로부터 멀어질수록, 얼라인먼트 스테이지의 구동 정밀도가 저하되는 것이 생각된다. 예를 들면, 스테이지 중심 위치와 기판 중심 위치가 어긋나 있을 때에, 기판 중심 위치를 중심으로 하여(또는 스테이지 중심 위치를 중심으로 하여) 기판을 θ회전시키고자 하여도, 회전 운동뿐만 아니라 병진 운동도 생겨 버린다.Here, as a result of intensive examination by the inventors, it has been found that when the alignment device rotates the substrate or the mask θ, if a shift occurs between the center position of the alignment stage and the center position of the substrate, the alignment accuracy is lowered. As one of the causes of this, it is considered that if the alignment stage is rotated θ around a position away from the stage center position, the more the rotation center position is further away from the stage center position, the lower the driving accuracy of the alignment stage is. For example, when the center position of the stage and the center position of the substrate are misaligned, even if the substrate is rotated θ with the center of the substrate as the center (or the center of the stage is the center), not only rotational motion but also translational motion occurs. Discard it.

그러나, 특허문헌 1의 기술에서는, 스테이지 중심 위치와 기판 중심 위치를 맞추는 것에 관한 기재가 없고, 얼라인먼트 정밀도가 저하될 우려가 있다. 또한, 기판 대신에, 또는 기판과 함께 마스크의 위치도 조정하는 것과 같은 얼라인먼트 장치를 이용하는 경우에, 마스크 중심 위치와 스테이지 중심 위치가 어긋나 있을 때에도, 마찬가지의 얼라인먼트 정밀도 저하가 일어난다.However, in the technique of Patent Literature 1, there is no description of matching the center position of the stage and the center position of the substrate, and there is a fear that the alignment accuracy is deteriorated. Further, in the case of using an alignment apparatus such as adjusting the position of the mask instead of or together with the substrate, the same alignment accuracy decrease occurs even when the center position of the mask and the center position of the stage are shifted.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 성막 장치에 있어서 얼라인먼트 스테이지를 이용하여 기판과 마스크를 얼라인먼트할 때의 얼라인먼트 정밀도를 향상시키는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to improve alignment accuracy when aligning a substrate and a mask using an alignment stage in a film forming apparatus.

본 발명은 이하의 구성을 채용한다. 즉,The present invention adopts the following configuration. In other words,

기판과 마스크의 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 장치로서,An alignment device that aligns a substrate and a mask,

상기 기판을 지지하는 기판 지지 수단과,A substrate support means for supporting the substrate,

상기 기판 지지 수단과 접속되어 있고, 상기 기판 지지 수단에 지지된 상기 기판을 병진 또는 회전시키는 얼라인먼트 스테이지와,An alignment stage connected to the substrate supporting means and for translating or rotating the substrate supported by the substrate supporting means;

상기 얼라인먼트 스테이지를 구동하는 제어부와,A control unit for driving the alignment stage,

상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크를 검출하여 위치 정보를 취득하는 위치 취득 수단을 가지며,It has a position acquisition means for acquiring position information by detecting a substrate alignment mark provided on the substrate,

상기 제어부는,The control unit,

상기 얼라인먼트 스테이지의 중심인 스테이지 중심 위치를 중심으로 하여 상기 얼라인먼트 스테이지를 회전시키면서, 상기 위치 취득 수단에 의해 상기 기판 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 복수회 취득하고, While rotating the alignment stage around the center position of the stage, which is the center of the alignment stage, position information of the substrate alignment mark is acquired a plurality of times by the position acquisition means,

　취득한 복수의 상기 위치 정보에 기초하여, 상기 스테이지 중심 위치의 정보를 취득하고,On the basis of the acquired plurality of position information, to obtain the information of the center position of the stage,

　상기 기판 또는 상기 기판과는 다른 제2 기판의 중심인 기판 중심 위치가, 상기 스테이지 중심 위치를 지나는 상기 얼라인먼트 스테이지의 회전축 상에 오도록, 상기 기판 또는 상기 제2 기판을 상기 기판 지지 수단에 대하여 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치이다.The substrate or the second substrate is relative to the substrate supporting means so that the substrate center position, which is the center of the substrate or the second substrate different from the substrate, is on the rotation axis of the alignment stage passing through the stage center position. It is an alignment device characterized in that it moves.

본 발명은 또한 이하의 구성을 채용한다. 즉,The present invention also adopts the following configuration. In other words,

기판과 마스크의 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 장치로서,An alignment device that aligns a substrate and a mask,

상기 마스크를 지지하는 마스크 지지 수단과,A mask support means for supporting the mask,

상기 마스크 지지 수단과 접속되어 있고, 상기 마스크 지지 수단에 지지된 상기 마스크를 병진 또는 회전시키는 얼라인먼트 스테이지와,An alignment stage connected to the mask supporting means and for translating or rotating the mask supported by the mask supporting means;

상기 얼라인먼트 스테이지를 구동하는 제어부와,A control unit for driving the alignment stage,

상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크를 검출하여 위치 정보를 취득하는 위치 취득 수단을 가지며,It has a position acquisition means for acquiring position information by detecting a mask alignment mark provided on the mask,

상기 제어부는,The control unit,

　상기 얼라인먼트 스테이지의 중심인 스테이지 중심 위치를 중심으로 하여 상기 얼라인먼트 스테이지를 회전시키면서, 상기 위치 취득 수단에 의해 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 복수회 취득하고,While rotating the alignment stage around a stage center position, which is the center of the alignment stage, position information of the mask alignment mark is acquired a plurality of times by the position acquisition means,

　취득한 복수의 상기 위치 정보에 기초하여, 상기 스테이지 중심 위치의 정보를 취득하고,On the basis of the acquired plurality of position information, to obtain the information of the center position of the stage,

　상기 마스크의 중심인 마스크 중심 위치가, 상기 스테이지 중심 위치를 지나는 상기 얼라인먼트 스테이지의 회전축 상에 오도록, 상기 마스크를 상기 마스크 지지 수단에 대하여 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치이다.An alignment apparatus characterized in that the mask is moved relative to the mask support means so that the mask center position, which is the center of the mask, is on a rotation axis of the alignment stage passing through the stage center position.

본 발명은 또한 이하의 구성을 채용한다. 즉,The present invention also adopts the following configuration. In other words,

기판을 지지하는 기판 지지 수단과, 상기 기판 지지 수단에 지지된 상기 기판을 병진 또는 회전시키는 얼라인먼트 스테이지와, 상기 얼라인먼트 스테이지를 구동하는 제어부와, 상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크를 검출하여 위치 정보를 취득하는 위치 취득 수단을 갖는 얼라인먼트 장치에 있어서, 기판과 마스크의 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 방법으로서,A substrate support means for supporting a substrate, an alignment stage for translating or rotating the substrate supported by the substrate support means, a control unit for driving the alignment stage, and a substrate alignment mark provided on the substrate to obtain position information In an alignment device having a position acquisition means for performing the alignment of a substrate and a mask, the method comprising:

상기 제어부가 상기 얼라인먼트 스테이지의 중심인 스테이지 중심 위치를 중심으로 하여 상기 얼라인먼트 스테이지를 회전시키는 동안, 상기 위치 취득 수단이 상기 기판 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 복수회 취득하는 단계와,While the control unit rotates the alignment stage around a stage center position, which is the center of the alignment stage, while the position acquisition means acquires position information of the substrate alignment mark a plurality of times;

상기 제어부가, 복수의 상기 위치 정보에 기초하여, 상기 스테이지 중심 위치의 정보를 취득하는 단계와,Obtaining, by the control unit, information on the center position of the stage based on the plurality of position information; and

상기 제어부가, 상기 기판 또는 상기 기판과는 다른 제2 기판의 중심인 기판 중심 위치가, 상기 스테이지 중심 위치를 지나는 상기 얼라인먼트 스테이지의 회전축 상에 오도록, 상기 기판 또는 상기 제2 기판을 상기 기판 지지 수단에 대하여 상대적으로 이동시키는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법이다.The control unit supports the substrate or the second substrate so that a substrate center position, which is a center of the substrate or a second substrate different from the substrate, is on a rotation axis of the alignment stage passing through the stage center position. It is an alignment method characterized in that it has a step of moving relative to.

본 발명은 또한 이하의 구성을 채용한다. 즉,The present invention also adopts the following configuration. In other words,

마스크를 지지하는 마스크 지지 수단과, 상기 마스크 지지 수단에 지지된 상기 마스크를 병진 또는 회전시키는 얼라인먼트 스테이지와, 상기 얼라인먼트 스테이지를 구동하는 제어부와, 상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크를 검출하여 위치 정보를 취득하는 위치 취득 수단을 갖는 얼라인먼트 장치에 있어서, 기판과 마스크의 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 방법으로서,A mask support means for supporting a mask, an alignment stage for translating or rotating the mask supported by the mask support means, a control unit for driving the alignment stage, and a mask alignment mark provided on the mask to obtain positional information In an alignment device having a position acquisition means for performing the alignment of a substrate and a mask, the method comprising:

상기 제어부가 상기 얼라인먼트 스테이지의 중심인 스테이지 중심 위치를 중심으로 하여 상기 얼라인먼트 스테이지를 회전시키는 동안, 상기 위치 취득 수단이 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 복수회 취득하는 단계와,While the control unit rotates the alignment stage around a stage center position, which is the center of the alignment stage, while the position acquisition means acquires position information of the mask alignment mark a plurality of times;

상기 제어부가, 복수의 상기 위치 정보에 기초하여, 상기 스테이지 중심 위치의 정보를 취득하는 단계와,Obtaining, by the control unit, information on the center position of the stage based on the plurality of position information; and

상기 제어부가, 상기 마스크의 중심인 마스크 중심 위치가, 상기 스테이지 중심 위치를 지나는 상기 얼라인먼트 스테이지의 회전축 상에 오도록, 상기 마스크를 상기 마스크 지지 수단에 대하여 상대적으로 이동시키는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법이다.And the control unit moving the mask relative to the mask support means so that the mask center position, which is the center of the mask, is on a rotation axis of the alignment stage passing through the stage center position. That's the way.

본 발명에 의하면, 성막 장치에 있어서 얼라인먼트 스테이지를 이용하여 기판과 마스크를 얼라인먼트할 때의 얼라인먼트 정밀도를 향상시킬 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the alignment accuracy when aligning a board|substrate and a mask using an alignment stage in a film forming apparatus can be improved.

도 1은 전자 디바이스의 제조 장치 전체의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 성막 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 3은 기판 지지 기구의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 얼라인먼트 장치에 관련되는 구성의 블록도이다.
도 5는 카메라에 의한 촬상 영역과 좌표계를 설명하는 도면이다.
도 6은 실시형태 1의 처리에 대해 설명하는 플로우 도면이다.
도 7은 얼라인먼트 스테이지의 중심 좌표를 취득하는 방법을 설명하는 도면이다.
도 8은 기판 중심 위치와 스테이지 중심 위치를 맞추는 방법을 설명하는 도면이다.
도 9는 기판과 마스크의 얼라인먼트에 대해 설명하는 도면이다.
도 10은 실시형태 2의 처리에 대해 설명하는 플로우 도면이다.
도 11은 실시형태 3의 성막 장치의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 12는 실시형태 3의 처리에 대해 설명하는 플로우 도면이다.
도 13은 마스크 중심 위치와 스테이지 중심 위치를 맞추는 방법을 설명하는 도면이다.
도 14는 유기 EL 소자의 일반적인 층 구성을 나타내는 도면이다.1 is a plan view showing the overall configuration of an electronic device manufacturing apparatus.
2 is a cross-sectional view showing the configuration of a film forming apparatus.
3 is a diagram showing a configuration of a substrate supporting mechanism.
4 is a block diagram of a configuration related to an alignment device.
5 is a diagram for explaining an imaging area and a coordinate system by a camera.
6 is a flow diagram explaining the processing of the first embodiment.
7 is a diagram for describing a method of acquiring the center coordinates of an alignment stage.
8 is a diagram for explaining a method of aligning the substrate center position and the stage center position.
9 is a diagram explaining alignment of a substrate and a mask.
Fig. 10 is a flow diagram explaining the processing of the second embodiment.
11 is a cross-sectional view showing a configuration of a film forming apparatus according to a third embodiment.
12 is a flow diagram explaining the processing of the third embodiment.
13 is a diagram for explaining a method of aligning the center position of the mask and the center position of the stage.
14 is a diagram showing a general layer structure of an organic EL device.

이하에, 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. 단, 이하의 실시형태는 본 발명이 바람직한 구성을 예시적으로 나타내는 것에 지나지 않고, 본 발명의 범위가 그들의 구성으로 한정되지 않는다. 또한, 이하의 설명에 있어서의, 장치의 하드웨어 구성 및 소프트웨어 구성, 처리 플로우, 제조 조건, 치수, 재질, 형상 등은, 특히 특정적인 기재가 없는 한, 본 발명의 범위를 그들만으로 한정하는 취지의 것이 아니다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail. However, the following embodiments are merely illustrative of the configurations preferred in the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these configurations. In addition, in the following description, the hardware configuration and software configuration of the device, processing flow, manufacturing conditions, dimensions, materials, shapes, etc. are intended to limit the scope of the present invention only to them, unless otherwise specified. It is not.

본 발명은, 기판 등의 성막 대상물에 증착 막, 특히 유기 막을 형성하기 때문에 바람직하다. 본 발명은, 얼라인먼트 장치, 성막 장치, 그것을 구비하는 증착 장치 및 그 제어 방법으로서도 파악된다. 본 발명은 또한, 얼라인먼트 방법이나 성막 방법으로서도 파악된다. 본 발명은 또한, 전자 디바이스의 제조 장치나 전자 디바이스의 제조 방법으로서도 파악된다. 본 발명은 또한, 제어 방법을 컴퓨터에 실행시키는 프로그램이나, 해당 프로그램을 격납한 기억 매체로서도 파악된다. 기억 매체는, 컴퓨터에 의해 판독가능한 비일시적인 기억 매체이어도 된다.The present invention is preferable because a vapor deposition film, particularly an organic film, is formed on a film-forming object such as a substrate. The present invention is also understood as an alignment device, a film forming device, a vapor deposition device including the same, and a control method thereof. The present invention is also grasped as an alignment method and a film forming method. The present invention is further understood as an electronic device manufacturing apparatus and an electronic device manufacturing method. The present invention is also understood as a program for causing a computer to execute a control method or a storage medium storing the program. The storage medium may be a non-transitory storage medium readable by a computer.

[실시형태 1][Embodiment 1]

도면을 참조하여, 실시형태 1의 얼라인먼트 장치의 기본적인 구성에 대해 설명한다. 얼라인먼트 장치는, 전형적으로는 성막 장치의 일부로서 구성된다. 성막 장치는, 반도체 디바이스, 자기 디바이스, 전자 부품 등의 각종 전자 디바이스나, 광학 부품 등의 제조에 있어서, 기판 또는 기판 상에 적층체가 형성되어 있는 것(이하, 「기판 등」이라고도 칭함) 위에 박막을 퇴적 형성하기 위해서 이용된다. 보다 구체적으로는, 성막 장치는, 발광 소자나 광전 변환 소자, 터치 패널 등의 전자 디바이스의 제조에 있어서 바람직하게 이용된다. 성막 장치는, 예를 들면, 유기 EL(ErectroLuminescence) 소자 등의 유기 발광 소자나, 유기 박막 태양전지 등의 유기 광전 변환 소자의 제조에 바람직하게 이용된다. 전자 디바이스로서는, 발광 소자를 구비한 표시 장치(예를 들면, 유기 EL 표시 장치)나 조명 장치(예를 들면, 유기 EL 조명 장치), 광전 변환 소자를 구비한 센서(예를 들면, 유기 CMOS 이미지 센서) 등을 들 수 있다.A basic configuration of an alignment device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. The alignment device is typically configured as a part of a film forming device. In the manufacturing of various electronic devices such as semiconductor devices, magnetic devices, and electronic components, or optical components, the film forming apparatus is a thin film on a substrate or a laminate formed on a substrate (hereinafter, also referred to as ``substrate, etc.''). Is used to form a sediment. More specifically, the film forming apparatus is preferably used in the manufacture of electronic devices such as light-emitting elements, photoelectric conversion elements, and touch panels. The film forming apparatus is preferably used for manufacturing an organic light-emitting element such as an organic EL (ErectroLuminescence) element, or an organic photoelectric conversion element such as an organic thin film solar cell. As an electronic device, a display device with a light-emitting element (for example, an organic EL display device), a lighting device (for example, an organic EL lighting device), a sensor with a photoelectric conversion element (for example, an organic CMOS image) Sensor) and the like.

(기판에 형성되는 막) (Film formed on the substrate)

도 14는 유기 EL 소자의 일반적인 층 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 도 14에 나타내는 일반적인 유기 EL 소자는, 기판(10)에 양극(1001), 정공 주입층(1002), 정공 수송층(1003), 유기 발광층(1004), 전자 수송층(1005), 전자 주입층(1006), 음극(1007)의 각 기능층이나 전극층이 차례로 성막된 구성이다. 성막 장치는, 기판(10) 상에 또는 기판(10) 상에 형성된 층 위에, 증착이나 스퍼터링에 의해, 각 기능층이나 전극층을 성막할 때에 바람직하게 이용된다.14 schematically shows a general layer structure of an organic EL device. The general organic EL device shown in FIG. 14 includes an anode 1001, a hole injection layer 1002, a hole transport layer 1003, an organic light emitting layer 1004, an electron transport layer 1005, and an electron injection layer 1006 on a substrate 10. ) And each functional layer or electrode layer of the cathode 1007 are sequentially formed. The film forming apparatus is preferably used when forming a film on each functional layer or electrode layer by vapor deposition or sputtering on the substrate 10 or on the layer formed on the substrate 10.

기판 등에 어떠한 원하는 형상을 갖는 막을 형성할 때에는, 형성되는 막의 형상에 알맞은 마스크 패턴을 갖는 마스크를 이용한다. 이에 의해, 성막되는 각층을 임의로 구성할 수 있다. 이 때, 기판 상의 원하는 위치에 막을 형성하기 위해서, 기판 등과 마스크의 상대 위치를 정밀도 좋게 얼라인먼트할 필요가 있다.When forming a film having any desired shape on a substrate or the like, a mask having a mask pattern suitable for the shape of the film to be formed is used. Thereby, each layer to be formed can be formed arbitrarily. At this time, in order to form a film at a desired position on the substrate, it is necessary to accurately align the relative positions of the substrate and the mask.

(전자 디바이스의 제조 라인)(Electronic device manufacturing line)

도 1은 전자 디바이스의 제조 라인의 구성의 일부를 모식적으로 나타내는 상면도이다. 본 제조 라인은, 예를 들면, 스마트폰용의 유기 EL 표시 장치의 표시 패널의 제조에 이용된다. 스마트폰용의 표시 패널을 제조하는 경우, 예를 들면, 약 1800mm×약 1500mm나 약 900mm×약 1500mm의 사이즈의 기판에 유기 EL의 성막을 행한 후, 해당 기판을 커트하여, 복수의 작은 사이즈의 패널로 한다. 유기 EL 표시 장치의 제조 라인 성막 클러스터(1)는, 일반적으로 도 1에 나타내는 바와 같이, 기판(10)에 대한 성막 등의 처리가 행해지는 복수의 성막실(110)과, 사용 전후의 마스크가 수납되는 마스크 스톡 챔버(120)와, 그 중앙에 배치되는 반송실(130)을 갖는다.1 is a top view schematically showing a part of a configuration of an electronic device manufacturing line. This manufacturing line is used, for example, for manufacturing a display panel of an organic EL display device for a smartphone. In the case of manufacturing a display panel for a smartphone, for example, after forming an organic EL film on a substrate having a size of about 1800 mm x about 1500 mm or about 900 mm x about 1500 mm, the substrate is cut and a plurality of small sized panels To In general, as shown in FIG. 1, the film formation cluster 1 on a production line of an organic EL display device includes a plurality of film formation chambers 110 in which a film formation process on the substrate 10 is performed, and a mask before and after use. It has a mask stock chamber 120 to be accommodated, and a conveyance chamber 130 arranged in the center thereof.

반송실(130) 내에 설치된 반송 로봇(140)은, 기판(10)이나 마스크의 반송실(130)로의 반출입을 행한다. 반송 로봇(140)은, 예를 들면, 다관절 암에, 기판(10) 또는 마스크를 보유지지하는 로봇 핸드가 부착된 구조를 갖는 로봇이다.The transfer robot 140 installed in the transfer room 130 carries out the transfer of the substrate 10 and the mask into the transfer room 130. The transfer robot 140 is, for example, a robot having a structure in which a robot hand holding a substrate 10 or a mask is attached to an articulated arm.

성막 클러스터(1)에는, 기판(10)의 흐름 방향에 있어서 상류측으로부터의 기판(10)을 성막 클러스터(1)로 반송하는 패스실(150)과, 해당 성막 클러스터(1)에서 성막 처리가 완료된 기판(10)을 하류측의 다른 성막 클러스터로 반송하기 위한 버퍼실(160)이 연결된다. 반송실(130)의 반송 로봇(140)은, 상류측의 패스실(150)로부터 기판(10)을 수취하여, 해당 성막 클러스터(1) 내의 성막실(110) 중 하나로 반송한다. 또한, 반송 로봇(140)은, 해당 성막 클러스터(1)에서의 성막 처리가 완료된 기판(10)을 복수의 성막실(110) 중 하나로부터 수취하여, 하류측에 연결된 버퍼실(160)로 반송한다. 버퍼실(160)과 추가로 하류측의 패스실(150)과의 사이에는, 기판(10)의 방향을 바꾸는 선회실(170)이 마련된다. 이에 의해, 상류측 성막 클러스터와 하류측 성막 클러스터에서 기판의 방향이 동일하게 되어, 기판 처리가 용이해진다.In the film formation cluster 1, a pass chamber 150 for transferring the substrate 10 from the upstream side in the flow direction of the substrate 10 to the film formation cluster 1, and a film formation process in the film formation cluster 1 A buffer chamber 160 for transporting the completed substrate 10 to another film forming cluster on the downstream side is connected. The transfer robot 140 of the transfer chamber 130 receives the substrate 10 from the pass chamber 150 on the upstream side, and transfers the substrate 10 to one of the deposition chambers 110 in the deposition cluster 1. In addition, the transfer robot 140 receives the substrate 10 on which the film formation process in the film formation cluster 1 has been completed from one of the plurality of film formation chambers 110 and transfers it to the buffer chamber 160 connected to the downstream side. do. A turning chamber 170 for changing the direction of the substrate 10 is provided between the buffer chamber 160 and the further downstream pass chamber 150. As a result, the direction of the substrate is the same in the upstream side film formation cluster and the downstream side film formation cluster, thereby facilitating substrate processing.

마스크 스톡 챔버(120)에는, 성막실(110)에서의 성막 공정에 사용되는 미사용 마스크와, 성막을 끝낸 후의 사용을 완료한 마스크가, 2개의 카세트로 나뉘어 수납된다. 반송 로봇(140)은, 사용을 완료한 마스크를 성막실(110)로부터 마스크 스톡 챔버(120)의 카세트로 반송하고, 마스크 스톡 챔버(120)의 다른 카세트에 수납된 새로운 마스크를 성막실(110)로 반송한다. 성막실(110), 마스크 스톡 챔버(120), 반송실(130), 버퍼실(160), 선회실(170) 등의 각 챔버는, 유기 EL 표시 패널의 제조 과정에서, 고진공 상태로 유지된다.In the mask stock chamber 120, an unused mask used in the film formation process in the film formation chamber 110 and a mask used after the film formation is completed are divided into two cassettes and housed. The transfer robot 140 transfers the used mask from the film formation chamber 110 to a cassette of the mask stock chamber 120, and transfers a new mask housed in another cassette of the mask stock chamber 120 to the film formation chamber 110. ) To return. Each chamber such as the film formation chamber 110, the mask stock chamber 120, the transfer chamber 130, the buffer chamber 160, and the turning chamber 170 is maintained in a high vacuum state during the manufacturing process of the organic EL display panel. .

(성막 장치)(Film forming apparatus)

각 성막실(110)에는 각각 성막 장치(108)(증착 장치라고도 칭함)가 마련되어 있다. 반송 로봇(140)과의 기판(10)의 전달, 기판(10)과 마스크의 상대 위치의 조정(얼라인먼트), 마스크 상으로의 기판(10)의 고정, 성막(증착) 등의 일련의 성막 프로세스는, 성막 장치의 각 구성요소에 의해 행해진다.Each film formation chamber 110 is provided with a film formation device 108 (also referred to as a deposition device). A series of film formation processes such as transfer of the substrate 10 to the transfer robot 140, adjustment (alignment) of the relative position of the substrate 10 and the mask, fixing the substrate 10 onto the mask, and film formation (deposition). Is performed by each component of the film forming apparatus.

도 2는 성막 장치의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 이하의 설명에 있어서는, 연직 방향을 Z방향으로 하는 XYZ 직교 좌표계를 이용한다. XYZ 직교 좌표계에 있어서, 성막 시에 기판이 수평면(XY 평면)과 평행이 되도록 고정된 경우, 기판의 짧은 길이 방향(단변에 평행한 방향)을 X방향, 긴 길이 방향(장변에 평행한 방향)을 Y방향으로 한다. 또한, Z축 주위의 회전각을 θ로 나타낸다.2 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a film forming apparatus. In the following description, an XYZ rectangular coordinate system in which the vertical direction is the Z direction is used. In the XYZ orthogonal coordinate system, when the substrate is fixed to be parallel to the horizontal plane (XY plane) during film formation, the short length direction (the direction parallel to the short side) of the substrate is the X direction, and the long length direction (the direction parallel to the long side) Is in the Y direction. In addition, the rotation angle around the Z axis is represented by θ.

각 성막실의 성막 장치는, 증발원의 차이나 마스크의 차이 등 미세한 점에서 다른 부분은 있지만, 기본적인 구성(특히 기판의 반송이나 얼라인먼트에 관계되는 구성)은 거의 공통되고 있다. 이하, 각 성막실의 성막 장치의 공통 구성에 대해 설명한다. 또한, 이하의 설명에서는, 성막 시에 기판의 성막면이 중력 방향 하방을 향한 상태에서 성막되는 상향 증착(Deposition Up)의 구성에 대해 설명하지만, 이것에 한정은 되지 않고, 성막 시에 기판의 성막면이 중력 방향 상방을 향한 상태에서 성막되는 하향 증착(Deposition Down)의 구성이어도 된다. 또한, 기판이 수직으로 세워져서 성막면이 중력 방향과 대략 평행한 상태로 성막이 행해지는, 측면 증착의 구성이라도 된다.The film-forming apparatuses in each film-forming chamber have different parts in minute points such as differences in evaporation sources and differences in masks, but their basic configurations (especially configurations related to conveyance and alignment of substrates) are almost common. Hereinafter, the common configuration of the film formation apparatus in each film formation chamber will be described. In addition, in the following description, the configuration of deposition up in which the film is formed while the film-forming surface of the substrate faces downward in the gravitational direction during film formation is not limited thereto. A configuration of deposition down may be employed in which the film is formed with the surface facing upward in the direction of gravity. Further, a configuration of side deposition may be employed in which the substrate is vertically erected so that the film formation surface is substantially parallel to the direction of gravity.

성막 장치는 진공 챔버(200)를 갖는다. 진공 챔버(200)의 내부는, 진공 분위기, 또는, 질소 가스 등의 불활성 가스 분위기로 유지되어 있다. 진공 챔버(200)의 내부에는, 기판 지지 유닛(210), 마스크(220), 마스크대(221), 냉각판(230), 및 증발원(240)이 마련된다.The film forming apparatus has a vacuum chamber 200. The inside of the vacuum chamber 200 is maintained in a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere such as nitrogen gas. Inside the vacuum chamber 200, a substrate support unit 210, a mask 220, a mask stand 221, a cooling plate 230, and an evaporation source 240 are provided.

기판 지지 수단으로서의 기판 지지 유닛(210)은, 반송 로봇(140)으로부터 수취한 기판(10)을 지지하는 홀더이다. 마스크(220)는 기판(10) 상에 형성하는 박막 패턴에 대응하는 개구 패턴을 갖는 마스크이며, 마스크(220)를 지지하는 마스크 지지 유닛인 틀 형상의 마스크대(221) 위에 고정되어 있다. 마스크(220)로서는, 예를 들면 메탈 마스크를 이용할 수 있다. 본 실시형태의 구성에서는, 마스크(220) 위에 기판(10)이 위치결정되어 재치된 후, 성막이 행해진다. 따라서, 마스크(220)는 기판(10)을 재치하는 재치체로서의 역할도 담당한다.The substrate support unit 210 as a substrate support means is a holder that supports the substrate 10 received from the transfer robot 140. The mask 220 is a mask having an opening pattern corresponding to a thin film pattern formed on the substrate 10, and is fixed on a frame-shaped mask stand 221 which is a mask support unit supporting the mask 220. As the mask 220, for example, a metal mask can be used. In the configuration of this embodiment, after the substrate 10 is positioned and placed on the mask 220, film formation is performed. Accordingly, the mask 220 also plays a role as a mounting body on which the substrate 10 is placed.

냉각판(230)은, 성막 시에는, 기판(10)의, 마스크(220)와 접촉하는 면과는 반대측의 면에 접촉하고, 성막 시의 기판(10)의 온도 상승을 억제하는 판형상 부재이다. 이에 의해, 유기 재료의 변질이나 열화가 억제된다. 냉각판(230)은, 마그넷판을 겸하고 있어도 된다. 마그넷판이란, 자력에 의해 마스크(220)를 끌어당김으로써, 성막 시의 기판(10)과 마스크(220)의 밀착성을 높이는 부재이다. 마그넷판은 냉각판(230)과 별체로 마련되어 있어도 되고, 그 경우에는 냉각판(230)과 마그넷판이 독립적으로 구동할 수 있도록 해 두어도 된다. 또한, 기판(10)과 마스크(220)의 밀착성을 높이기 위해서, 기판 지지 유닛(210)이 기판(10)과 마스크(220)를 양쪽 모두 보유지지하여, 액추에이터 등에 의해 밀착시켜도 된다.The cooling plate 230 is a plate-shaped member that contacts a surface of the substrate 10 on the opposite side of the surface in contact with the mask 220 during film formation, and suppresses an increase in temperature of the substrate 10 during film formation. to be. Thereby, deterioration or deterioration of the organic material is suppressed. The cooling plate 230 may also serve as a magnet plate. The magnet plate is a member that increases the adhesion between the substrate 10 and the mask 220 at the time of film formation by attracting the mask 220 by magnetic force. The magnet plate may be provided separately from the cooling plate 230, and in that case, the cooling plate 230 and the magnet plate may be independently driven. In addition, in order to increase the adhesion between the substrate 10 and the mask 220, the substrate support unit 210 may hold both the substrate 10 and the mask 220 and make them in close contact with an actuator or the like.

증발원(240)은, 증착 재료를 수용하는 용기(도가니), 히터, 셔터, 구동 기구, 증발 레이트 모니터 등으로 구성된다. 또한, 성막원은 증발원(240)으로 한정되지 않는다. 본 실시형태의 성막 장치는, 성막원으로서 스퍼터링 타깃을 이용하는 스퍼터링 장치이어도 된다.The evaporation source 240 is constituted by a container (crucible) containing a vapor deposition material, a heater, a shutter, a drive mechanism, an evaporation rate monitor, and the like. In addition, the film formation source is not limited to the evaporation source 240. The film forming apparatus of this embodiment may be a sputtering apparatus using a sputtering target as a film forming source.

진공 챔버(200)의 외측 상부에는, 기판 Z 액추에이터(250), 클램프 Z 액추에이터(251), 냉각판 Z 액추에이터(252)가 마련된다. 각 액추에이터는 예를 들면, 모터와 볼 나사, 모터와 리니어 가이드 등으로 구성된다. 진공 챔버(200)의 외측 상부에는 추가로, 얼라인먼트 스테이지(280)가 마련되어 있다.On the outer upper part of the vacuum chamber 200, a substrate Z actuator 250, a clamp Z actuator 251, and a cooling plate Z actuator 252 are provided. Each actuator is composed of, for example, a motor and a ball screw, a motor and a linear guide. An alignment stage 280 is additionally provided on the outer upper part of the vacuum chamber 200.

기판 Z 액추에이터(250)는, 기판 지지 유닛(210) 전체를 Z축 방향으로 승강시키는 구동 수단이다. 클램프 Z 액추에이터(251)는, 기판 지지 유닛(210)의 협지 기구(후술)를 개폐시키는 구동 수단이다. 냉각판 Z 액추에이터(252)는, 냉각판(230)을 승강시키는 구동 수단이다.The substrate Z actuator 250 is a driving means for lifting the entire substrate support unit 210 in the Z-axis direction. The clamp Z actuator 251 is a driving means for opening and closing the holding mechanism (described later) of the substrate support unit 210. The cooling plate Z actuator 252 is a driving means for raising and lowering the cooling plate 230.

(얼라인먼트를 위한 구성)(Configuration for alignment)

본 실시형태의 얼라인먼트 스테이지(280)는, 기판(10)을 XY 방향 이동시키고, 또한 θ방향 회전시켜서 마스크(220)와의 위치를 변화시키는, 얼라인먼트 장치이다. 얼라인먼트 스테이지(280)는, 진공 챔버(200)에 접속되어 고정되는 챔버 고정부(281), XYθ 이동을 행하기 위한 액추에이터부(282), 기판 지지 유닛(210)과 접속되는 접속부(283)를 구비한다. 또한, 얼라인먼트 스테이지(280)와 기판 지지 유닛(210)을 합해서, 기판을 마스크에 대하여 얼라인먼트하는 얼라인먼트 장치라고 생각해도 된다. 또한, 얼라인먼트 스테이지(280)와 기판 지지 유닛(210)에, 추가로 제어부(270)를 더해서 얼라인먼트 장치라고 생각해도 된다.The alignment stage 280 of this embodiment is an alignment device that moves the substrate 10 in the XY direction and rotates the substrate 10 in the θ direction to change the position with the mask 220. The alignment stage 280 includes a chamber fixing portion 281 connected to and fixed to the vacuum chamber 200, an actuator portion 282 for performing XYθ movement, and a connection portion 283 connected to the substrate support unit 210. Equipped. Further, it may be considered as an alignment device that combines the alignment stage 280 and the substrate support unit 210 to align the substrate with the mask. In addition, it may be considered as an alignment device by adding a control unit 270 to the alignment stage 280 and the substrate support unit 210.

액추에이터부(282)로서는, X 액추에이터, Y 액추에이터 및 θ 액추에이터가 중첩된 액추에이터를 이용해도 된다. 또한, 복수의 액추에이터가 협동하는 UVW 방식의 액추에이터를 이용해도 된다. 어느 방식의 액추에이터부(282)라도, 제어부(270)로부터 송신되는 제어 신호에 따라서 구동하고, 기판(10)을 X방향 및 Y방향으로 이동시키고, θ방향으로 회전시킨다. 제어 신호는, 중첩식의 액추에이터이면 XYθ 각 액추에이터의 동작량을 나타내고, UVW 방식의 액추에이터이면 UVW 각 액추에이터의 동작량을 나타낸다.As the actuator unit 282, an actuator in which an X actuator, a Y actuator, and a θ actuator are superimposed may be used. Further, a UVW actuator in which a plurality of actuators cooperate may be used. Either type of actuator unit 282 is driven in accordance with a control signal transmitted from the control unit 270, moves the substrate 10 in the X and Y directions, and rotates in the θ direction. The control signal indicates the amount of operation of each actuator in XYθ if it is a superimposed actuator, and indicates the amount of operation of each actuator in UVW if it is a UVW type actuator.

얼라인먼트 스테이지(280)는, 기판 지지 유닛(210) 및/또는 냉각판(230)을, XYθ 이동시킨다. 또한, 본 실시형태에서는 기판(10)의 위치를 조정하는 구성으로 했지만, 마스크(220)의 위치를 조정하는 구성이나, 기판(10)과 마스크(220)의 양자의 위치를 조정하는 구성을 채용해도 상관없다.The alignment stage 280 moves the substrate support unit 210 and/or the cooling plate 230 XYθ. In addition, in this embodiment, the position of the substrate 10 is adjusted, but a configuration that adjusts the position of the mask 220 or a configuration that adjusts the positions of both the substrate 10 and the mask 220 is adopted. It doesn't matter.

진공 챔버(200)의 외측 상부에는, 광학 촬상을 행하여 화상 데이터를 생성하는 카메라(261)가 마련되어 있다. 카메라(261)는, 진공 챔버(200)에 마련된 창을 통하여 촬상을 행한다. 카메라(261)의 설치 장소는, 해당 카메라의 촬상 영역 내에, 기판 상의 기판 얼라인먼트 마크(104)와 마스크 상의 마스크 얼라인먼트 마크(224)가 포함되는 바와 같은 장소가 바람직하다. 이에 의해, 제어부(270)가 촬상 화상 데이터를 해석하여 기판 얼라인먼트 마크(104)와 마스크 얼라인먼트 마크(224)의 위치 정보를 취득 가능하게 된다. 그 결과, 기판 얼라인먼트 마크(104)와 마스크 얼라인먼트 마크(224)의 상대 위치 관계(거리나 각도 등)를 산출가능하게 된다. 카메라(261)를, 기판 얼라인먼트 마크(104) 및 마스크 얼라인먼트 마크(224)의 위치 정보를 취득하는 위치 취득 수단이라고 생각해도 된다. 또한, 카메라(261) 및 카메라 화상을 처리하는 제어부(270)의 구성을 합해서, 위치 취득 수단이라고 생각해도 된다.A camera 261 that generates image data by performing optical imaging is provided on the outer upper part of the vacuum chamber 200. The camera 261 performs imaging through a window provided in the vacuum chamber 200. The installation location of the camera 261 is preferably a location in which the substrate alignment mark 104 on the substrate and the mask alignment mark 224 on the mask are included in the imaging area of the camera. Thereby, the control part 270 analyzes the captured image data, and it becomes possible to acquire positional information of the substrate alignment mark 104 and the mask alignment mark 224. As a result, it becomes possible to calculate the relative positional relationship (distance, angle, etc.) between the substrate alignment mark 104 and the mask alignment mark 224. The camera 261 may be considered as a position acquisition means for acquiring position information of the substrate alignment mark 104 and the mask alignment mark 224. In addition, the configurations of the camera 261 and the control unit 270 for processing camera images may be combined and considered as a position acquisition means.

본 실시형태에서는, 같은 종류의 카메라(261)를 복수대 배치하고 있다. 여기서는, 기판(10) 및 마스크(220) 각각의 네 코너에 1개씩, 합계 4개의 얼라인먼트 마크가 배치되어 있고, 그들 마크를 4대의 카메라(261)로 측정하는 구성에 대해 설명한다. 단, 얼라인먼트 마크의 수 및 설치 장소, 및, 카메라의 수, 설치 장소 및 종류는, 이 예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 카메라는 2대로 하여도 되고, 진공 챔버(200)의 외측 하부에 마련해도 된다. 2단계 얼라인먼트를 행하는 경우, 저해상이지만 광시야인 러프(rough) 얼라인먼트용의 카메라와, 협시야이지만 고해상인 파인(fine) 얼라인먼트용의 카메라의 2종류의 카메라를 설치해도 된다. 또한, 러프 얼라인먼트용의 마크를 네 코너부에, 파인 얼라인먼트용의 마크를 변의 중앙부에 배치하는 등 하여도 된다.In this embodiment, a plurality of cameras 261 of the same type are disposed. Here, a configuration in which a total of four alignment marks are arranged, one at each of the four corners of the substrate 10 and the mask 220, and the marks are measured with four cameras 261 will be described. However, the number and installation locations of alignment marks, and the number and installation locations and types of cameras are not limited to this example. For example, two cameras may be used, or they may be provided in the lower outside of the vacuum chamber 200. In the case of performing two-stage alignment, two types of cameras may be provided: a camera for rough alignment that is a low-resolution but wide-field, and a camera for fine alignment that is a narrow-field but high-resolution. Further, a mark for rough alignment may be disposed at the four corners, and a mark for fine alignment may be disposed at the center of the side.

전형적으로는, 기판 얼라인먼트 마크(104)는 포토 리소그래피에 의해 기판 상에 형성되고, 마스크 얼라인먼트 마크(224)는 기계 가공에 의해 마스크 상에 형성된다. 단, 마크의 형성 방법은 이들로 한정되지 않는다. 또한, 마크의 형상이나 사이즈는, 카메라의 성능이나 화상 해석의 능력에 따라서 임의로 설정할 수 있다.Typically, the substrate alignment mark 104 is formed on the substrate by photolithography, and the mask alignment mark 224 is formed on the mask by machining. However, the method of forming the mark is not limited to these. In addition, the shape and size of the mark can be arbitrarily set according to the performance of the camera or the capability of image analysis.

제어부(270)는 액추에이터부(282)의 각 액추에이터의 동작 제어, 카메라(261)의 촬영 제어 및 화상 데이터 해석, 기판(10) 및 마스크(220)의 반출입 제어 및 얼라인먼트 제어, 증발원의 제어, 성막의 제어, 그 외의 다양한 제어를 행한다. 제어부(270)는, 예를 들면, 프로세서, 메모리, 스토리지, I/O 등을 갖는 컴퓨터에 의해 구성 가능하다. 이 경우, 제어부(270)의 기능은, 메모리 또는 스토리지에 기억된 프로그램을 프로세서가 실행함으로써 실현된다. 컴퓨터로서는, 범용의 컴퓨터를 이용해도 되고, 임베디드형의 컴퓨터 또는 PLC(programmable logic controller)를 이용해도 된다. 또는, 제어부(270)의 기능의 일부 또는 모두를 ASIC나 FPGA와 같은 회로로 구성해도 된다. 또한, 성막 장치마다 제어부(270)가 마련되어 있어도 되고, 1개의 제어부(270)가 복수의 성막 장치를 제어해도 된다.The control unit 270 controls the operation of each actuator of the actuator unit 282, photographing control of the camera 261 and image data analysis, control of carrying in/out of the substrate 10 and mask 220 and alignment control, control of an evaporation source, and film formation. Control, and various other controls. The control unit 270 can be configured by, for example, a computer having a processor, memory, storage, I/O, and the like. In this case, the function of the control unit 270 is realized by the processor executing a program stored in the memory or storage. As the computer, a general-purpose computer may be used, an embedded computer or a programmable logic controller (PLC) may be used. Alternatively, some or all of the functions of the control unit 270 may be configured with a circuit such as an ASIC or an FPGA. Further, a control unit 270 may be provided for each film forming apparatus, or one control unit 270 may control a plurality of film forming apparatuses.

(얼라인먼트에 관한 기능 블록)(Function block related to alignment)

도 4는 실시형태에 관계되는 장치를 이용한 제어의 흐름을 설명하기 위한 블록도이며, 얼라인먼트 장치에 관련되는 구성요소를 나타내고 있다. 제어부(270)는, 기능 블록으로서, 화상 처리부(272), 연산부(274), 컨트롤러부(276), 기억부(278)를 가지고 있다. 이들 기능 블록은 물리적으로 실현되어도 되고, 프로그램 모듈로서 가상적으로 실현되어도 된다.Fig. 4 is a block diagram for explaining the flow of control using the device according to the embodiment, and shows components related to the alignment device. The control unit 270 has an image processing unit 272, an operation unit 274, a controller unit 276, and a storage unit 278 as functional blocks. These functional blocks may be realized physically or virtually as a program module.

화상 처리부(272)는, 카메라(261)가 광학 촬상한 화상 데이터를 해석하고, 화상 중으로부터 패턴 매칭 처리 등에 의해 기판 얼라인먼트 마크(104) 및 마스크 얼라인먼트 마크(224)를 검출한다.The image processing unit 272 analyzes the image data optically imaged by the camera 261, and detects the substrate alignment mark 104 and the mask alignment mark 224 from within the image by pattern matching processing or the like.

연산부(274)는, 화상 데이터에 기초하여 각종의 연산을 행한다. 통상의 얼라인먼트 시에는, 화상 처리부가 검출한 얼라인먼트 마크의 위치 어긋남에 기초하여 기판의 XYθ 방향의 이동량을 산출한다. 또한, 본 발명에 특유한 처리로서, 얼라인먼트 스테이지(280)가 기판(10)을 회전시키는 도중에 취득된 복수의 화상 데이터에 기초하여, 얼라인먼트 스테이지(280)의 중심 위치를 취득한다. 그리고, 얼라인먼트 스테이지(280)의 중심 위치와 기판(10)의 중심 위치의 어긋남량에 기초하여, 기판(10)의 이동량을 산출한다.The calculation unit 274 performs various calculations based on image data. During normal alignment, the amount of movement of the substrate in the XYθ direction is calculated based on the positional displacement of the alignment mark detected by the image processing unit. Further, as a process peculiar to the present invention, the center position of the alignment stage 280 is acquired based on a plurality of image data acquired while the alignment stage 280 rotates the substrate 10. Then, the amount of movement of the substrate 10 is calculated based on the amount of shift between the center position of the alignment stage 280 and the center position of the substrate 10.

컨트롤러부(276)는, 연산부에 의해 산출된 기판 등의 이동량을, 얼라인먼트 스테이지(280)의 각 액추에이터가 구비하는 스테핑 모터나 서보 모터 등의 구동량으로 변환하고, 해당 구동량을 실현하기 위한 제어 신호를 생성한다. 또한, 필요에 따라, 얼라인먼트 스테이지(280)로부터의 센서 신호를 수신하여 피드백 제어를 행한다.The controller unit 276 converts the movement amount of the substrate, etc. calculated by the calculation unit into a driving amount such as a stepping motor or servo motor provided by each actuator of the alignment stage 280, and controls for realizing the driving amount. Generate a signal. Further, if necessary, feedback control is performed by receiving a sensor signal from the alignment stage 280.

카메라(261)는, 상술한 바와 같이 챔버 천정의 창을 통하여 하방을 광학적으로 촬상한다. 챔버 내의 기밀을 보유지지하기 위해서, 창으로서는 진공용의 봉지창 등을 이용한다. 카메라(261)는, 촬상 영역 내에 기판 및 마스크의 마크가 오는 바와 같은 위치에 설치된다.As described above, the camera 261 optically photographs the lower side through the window of the chamber ceiling. In order to hold airtightness in the chamber, a vacuum sealing window or the like is used as the window. The camera 261 is installed in the image capturing area at a position where the marks of the substrate and the mask come.

카메라(261)의 위치가 챔버 외측 상부에 고정되어 있기 때문에, 카메라(261)에 의한 촬상 영역도, 챔버 내의 특정한 영역에 대응하여 있다. 도 5는 진공 챔버(200) 내의 특정한 영역(200d)을, Z방향 상방에서 본 평면도이다. 여기서는, 영역(200d)에, X축(XCAM)과 Y축(YCAM)으로 표현되는, 카메라 좌표계를 설정한다. 또한, 본 실시형태에서는 카메라 좌표계의 X방향 및 Y방향이, 장치의 X방향 및 Y방향과 일치하고 있지만, 이것으로 한정되지 않는다.Since the position of the camera 261 is fixed on the upper outside of the chamber, the imaging area by the camera 261 also corresponds to a specific area in the chamber. 5 is a plan view of a specific region 200d in the vacuum chamber 200 as viewed from above in the Z direction. Here, in the area 200d, a camera coordinate system expressed by the X-axis (X CAM ) and the Y-axis (Y CAM ) is set. Incidentally, in the present embodiment, the X and Y directions of the camera coordinate system coincide with the X and Y directions of the device, but are not limited thereto.

장치는, 4개의 카메라(261a∼261d)를 구비하고 있고, 각각의 카메라는 촬상 영역(263a∼263d)을 촬상한다. 이 때, 카메라 좌표계에 있어서 각 촬상 영역의 좌표 범위는 고정되어 있기 때문에, 각 카메라가 취득한 화상 데이터 중의 임의의 위치를 카메라 좌표계에 있어서의 좌표로 변환할 수 있다. 따라서, 각 화상 데이터 중에 존재하는 얼라인먼트 마크의 위치 등을 좌표값으로서 취득할 수 있다.The apparatus is provided with four cameras 261a to 261d, and each camera captures images of the imaging regions 263a to 263d. At this time, since the coordinate range of each imaging area in the camera coordinate system is fixed, an arbitrary position in the image data acquired by each camera can be converted into coordinates in the camera coordinate system. Accordingly, the position of the alignment mark and the like present in each image data can be obtained as a coordinate value.

(기판 지지 유닛)(Substrate support unit)

도 3의 사시도를 참조하여, 기판 지지 유닛(210)의 구성을 설명한다. 기판 지지 유닛(210)은, 기판(10)의 주연을 협지함으로써 기판(10)을 보유지지한다. 얼라인먼트 스테이지(280)가, 기판(10)을 보유지지한 상태의 기판 지지 유닛(210)에 구동력을 전달함으로써, 기판(10)의 마스크(220)에 대한 상대 위치가 미세 조정된다. 구체적으로는, 기판 지지 유닛(210)은, 기판(10)의 각 변을 아래로부터 지지하는 복수의 지지구(300)가 마련된 지지 틀체(301)와, 각 지지구(300)와의 사이에서 기판(10)을 끼우는 복수의 압압구(302)가 마련된 클램프 부재(303)를 갖는다. 한 쌍의 지지구(300)와 압압구(302)가 1개의 협지 기구를 구성한다. 도면에서는, 기판(10)의 장변을 따라 6개의 협지 기구가 배치되어 있고, 2개의 장변을 협지한다. 또한, 단변에 따라 3개의 지지구(300)가 배치되어 있다.The configuration of the substrate supporting unit 210 will be described with reference to the perspective view of FIG. 3. The substrate support unit 210 holds the substrate 10 by pinching the periphery of the substrate 10. The alignment stage 280 transmits a driving force to the substrate support unit 210 in a state where the substrate 10 is held, so that the relative position of the substrate 10 with respect to the mask 220 is finely adjusted. Specifically, the substrate support unit 210 is a substrate between the support frame body 301 provided with a plurality of support tools 300 for supporting each side of the substrate 10 from below, and each support tool 300. It has a clamp member 303 provided with a plurality of pressing ports 302 to fit (10). A pair of support tools 300 and pressure tools 302 constitute one clamping mechanism. In the figure, six clamping mechanisms are arranged along the long side of the substrate 10, and two long sides are clamped. In addition, three support tools 300 are arranged along the short side.

단, 협지 기구의 구성은 도 3의 예로 한정되지 않고, 처리 대상이 되는 기판 사이즈나 형상, 성막 조건 등에 맞추어, 협지 기구의 수나 배치를 적절히 변경해도 된다. 또한, 협지 방식이 아니라, 기판을 지지구에 재치하는 방식이라도 된다.However, the configuration of the holding mechanism is not limited to the example of Fig. 3, and the number and arrangement of the holding mechanism may be appropriately changed according to the size and shape of the substrate to be processed, film formation conditions, and the like. In addition, not a holding method, but a method of placing the substrate on the support tool may be used.

반송 로봇(140)으로부터 기판 지지 유닛(210)으로의 기판(10)의 전달 시에는, 먼저, 클램프 Z 액추에이터(251)에 의해 클램프 부재(303)를 상승시키고, 압압구(302)를 지지구(300)로부터 격리시킴으로써, 협지 기구를 해방 상태로 한다. 반송 로봇(140)에 의해 지지구(300)와 압압구(302)의 사이에 기판(10)을 도입한 후, 클램프 Z 액추에이터(251)에 의해 클램프 부재(303)를 하강시켜, 압압구(302)를 소정의 압압력으로 지지구(300)에 꽉 누른다. 이에 의해, 압압구(302)와 지지구(300)의 사이에서 기판(10)이 협지된, 기판 지지 상태가 된다.When transferring the substrate 10 from the transfer robot 140 to the substrate support unit 210, first, the clamp member 303 is raised by the clamp Z actuator 251, and the presser 302 is supported. By separating from (300), the holding mechanism is released. After the substrate 10 is introduced between the support tool 300 and the pressing tool 302 by the transfer robot 140, the clamp member 303 is lowered by the clamp Z actuator 251, and the pressing tool ( 302 is pressed tightly against the support tool 300 with a predetermined pressure. Thereby, the substrate 10 is pinched between the pressing tool 302 and the support tool 300, and the substrate is supported.

기판 지지 상태에서는, Z방향 이동이나 XYθ 이동이 행해져도 기판(10)이 안정적으로 보유지지된다. Z방향 이동에 있어서는, 기판 Z 액추에이터(250)가 구동하여 기판 지지 유닛(210)을 이동시키고, 기판(10)을 승강시킨다. 이에 의해, 기판(10)과 마스크(220)가 접근 또는 이격된다. XYθ 이동에 있어서는, 얼라인먼트 스테이지(280)가 기판(10)을 XY 방향으로 병진 이동, 또는 θ방향으로 회전 이동시킨다. 얼라인먼트 시에 기판(10)이 이동하는 것은, 기판이 배치된 XY 평면 내이며, 해당 평면은 마스크가 배치된 평면과 거의 평행하다. 즉, 기판(10)의 XYθ 이동 시에는 기판(10)과 마스크(220)의 Z방향의 거리는 변화되지 않고, XY 평면 내에 있어서 기판(10)의 위치가 변화된다. 이에 의해, 기판(10)과 마스크(220)가 면내에서 위치 맞춤된다. 또한, 기판과 기판 지지 수단의 위치 맞춤은, 상대적인 것이다. 즉, 기판 지지 수단의 측이 이동함으로써 위치 맞춤을 행해도 된다.In the substrate holding state, the substrate 10 is stably held even if the Z direction movement or the XYθ movement is performed. In the Z-direction movement, the substrate Z actuator 250 is driven to move the substrate support unit 210, and the substrate 10 is raised and lowered. Accordingly, the substrate 10 and the mask 220 are approached or spaced apart. In the XY? movement, the alignment stage 280 moves the substrate 10 in translation in the XY direction, or rotates in the? Direction. The movement of the substrate 10 during alignment is within the XY plane in which the substrate is disposed, and the plane is substantially parallel to the plane in which the mask is disposed. That is, when the substrate 10 moves XYθ, the distance between the substrate 10 and the mask 220 in the Z direction does not change, and the position of the substrate 10 in the XY plane changes. Thereby, the substrate 10 and the mask 220 are positioned in-plane. In addition, the alignment of the substrate and the substrate support means is relative. That is, alignment may be performed by moving the side of the substrate supporting means.

여기서, 도 3의 부호 104는, 기판(10)의 네 코너에 첨부된 기판 얼라인먼트 마크를 나타낸다. 기판 얼라인먼트 마크(104)는, 얼라인먼트 시의 기판측의 안표가 된다. 또한, 얼라인먼트 제어를, 대략적으로 위치 맞춤을 행하는 러프 얼라인먼트와, 고정밀도로 위치 맞춤을 행하는 파인 얼라인먼트의 2단계에 걸쳐서 행하는 것도 바람직하다. 그 경우, 러프 얼라인먼트용 마크와 파인 얼라인먼트용 마크를 따로따로 마련해도 된다.Here, reference numeral 104 in FIG. 3 denotes a substrate alignment mark attached to the four corners of the substrate 10. The substrate alignment mark 104 serves as an eye mark on the substrate side during alignment. In addition, it is also preferable to perform alignment control over two steps: rough alignment for rough alignment and fine alignment for alignment with high precision. In that case, a mark for rough alignment and a mark for fine alignment may be provided separately.

(처리 플로우) (Processing flow)

도면을 참조하면서, 본 실시형태의 처리의 흐름을 설명한다. 도 6의 플로우에서는, 기판(10)과 마스크(220)의 얼라인먼트 이전에 기판 중심을 얼라인먼트 스테이지 중심과 맞춘다.The flow of processing in this embodiment will be described with reference to the drawings. In the flow of FIG. 6, the center of the substrate is aligned with the center of the alignment stage before the substrate 10 and the mask 220 are aligned.

(단계 S101) 반송 로봇(140)이 진공 챔버 내에 마스크(220)를 반입한다. 반입된 마스크(220)는 마스크대(221)에 지지된다.(Step S101) The transfer robot 140 carries the mask 220 into the vacuum chamber. The brought in mask 220 is supported on the mask stand 221.

(단계 S102) 반송 로봇(140)이 진공 챔버 내에 기판(10)을 반입하고, 기판 지지 유닛(210)이 기판(10)을 지지한다. 기판 지지 유닛(210)에 기판(10)이 설치될 때의 위치 정밀도는, 반송 로봇(140)이나 기판 지지 유닛(210)의 구성이나 성능, 또는 기판(10)의 가공 정밀도 등에 의존한다. 그 때문에, 기판 중심 위치가 스테이지 중심 위치에 맞도록 반송 로봇(140) 및 기판 지지 유닛(210)을 제어했다고 하더라도, 반드시 기판 중심 위치가 스테이지 중심 위치에 맞다고는 할 수 없다. 이에, 본 플로우로 나타내는 바와 같은 처리를 행한다.(Step S102) The transfer robot 140 carries the substrate 10 into the vacuum chamber, and the substrate support unit 210 supports the substrate 10. The positional accuracy when the substrate 10 is installed on the substrate support unit 210 depends on the configuration and performance of the transfer robot 140 or the substrate support unit 210, or the processing accuracy of the substrate 10. Therefore, even if the transfer robot 140 and the substrate support unit 210 are controlled so that the substrate center position matches the stage center position, it cannot be said that the substrate center position matches the stage center position. Thus, processing as shown in this flow is performed.

(단계 S103) 제어부(270)가, 얼라인먼트 스테이지(280)와 카메라(261)를 제어하고, 기판(10)을 기판 지지 유닛(210)마다 θ회전시키면서, 기판(10)을 복수회 광학 촬영한다.(Step S103) The control unit 270 controls the alignment stage 280 and the camera 261, rotates the substrate 10 by θ for each substrate support unit 210, and optically photographs the substrate 10 a plurality of times. .

(단계 S104) 제어부(270)가, 카메라(261)에 의해 취득된 복수의 화상 데이터에 기초하여 얼라인먼트 스테이지(280)의 중심 위치의 좌표(스테이지 중심 좌표 Cst)를 구한다.(Step S104) The control unit 270 obtains the coordinates of the center position of the alignment stage 280 (stage center coordinates Cst) based on a plurality of image data acquired by the camera 261.

여기서, S103 및 S104에 있어서의 스테이지 중심 좌표의 취득 방법을 설명한다.Here, a method of obtaining the stage center coordinates in S103 and S104 will be described.

도 7의 (a)는, 취득 방법의 일례를 설명하는 도면이며, 기판(10)이 얼라인먼트 스테이지(280)에 의해 소정의 각도만큼 θ회전하는 모양을 나타내고 있다. 예를 들면, 마크 위치를 복수회 취득하고, 화상을 해석함으로써 중심 좌표를 취득할 수 있다.FIG. 7A is a diagram for explaining an example of an acquisition method, and shows a state in which the substrate 10 rotates θ by a predetermined angle by the alignment stage 280. For example, it is possible to acquire the center coordinates by acquiring the mark position multiple times and analyzing the image.

도 7의 (a)에서는, 회전 개시시(타이밍 ta1), 회전 도중(타이밍 ta2), 회전 종료시(타이밍 ta3)에 있어서의 기판(10)의 모양을, 부호 10( ta1 ), 부호 10( ta2 ), 부호 10(ta3)으로 나타낸다. 또한, 기판 상의 어떤 한 코너에 배치된 기판 얼라인먼트 마크(104)에 대해, 타이밍 ta1에 있어서의 위치를 부호 104( ta1), 타이밍 ta2에 있어서의 위치를 부호 104( ta2 ), 타이밍 ta3에 있어서의 위치를 부호 104(ta3)으로 나타낸다.In (a) of Figure 7, the rotation start time (timing ta1), rotation during (at time ta2), the shape of the substrate 10 in rotation at the end (at time ta3), numeral 10 (ta1), numeral 10 (ta2 ) , denoted by 10 (ta3) . In addition, with respect to the substrate alignment mark 104 disposed at a corner on the substrate, the position at timing ta1 is indicated by reference numeral 104 ( ta1 ), the position at timing ta2 is indicated by reference numeral 104 ( ta2 ) , and at timing ta3 The position is denoted by 104 (ta3) .

또한, 타이밍 ta1에 있어서의 기판 중심 위치를 부호 Csub ( ta1 ), 타이밍 ta3에 있어서의 기판 중심 위치를 부호 Csub(ta3)으로 나타낸다. 그러자, 도 7의 (a)에 나타내는 바와 같이, 기판 중심 위치와 스테이지 중심 위치가 맞지 않기 때문에, 기판 중심 위치는 θ회전의 진행에 따라 이동해 버린다. 이것을 해소하기 위해서는 기판 중심 위치를 스테이지 중심 위치와 맞출 필요가 있지만, 제어부(270)는, 반드시 카메라 좌표계에 있어서의 스테이지 중심 위치를 파악하고 있다고는 할 수 없다. 이에 본 실시형태에서는, 기판과 스테이지의 중심을 맞추기 위해서, 제어부(270)가 먼저 스테이지 중심 좌표를 취득한다.In addition, the substrate center position at timing ta1 is denoted by C sub ( ta1 ) , and the substrate center position at timing ta3 is denoted by C sub (ta3) . Then, as shown in Fig. 7A, since the substrate center position and the stage center position do not match, the substrate center position moves along with the progress of the? Rotation. In order to solve this problem, it is necessary to match the center position of the substrate with the center position of the stage. However, the control unit 270 cannot necessarily know the position of the center of the stage in the camera coordinate system. Accordingly, in this embodiment, in order to align the center of the substrate and the stage, the control unit 270 first acquires the stage center coordinates.

구체적으로는, 제어부(270)는, 타이밍 ta1∼타이밍 ta3의 각각에서, 얼라인먼트 스테이지(280)를 구동하면서, 카메라(261)를 이용하여 광학 촬상을 행하여 화상 데이터를 취득한다(단계 S103). 이에 의해, 각 타이밍에 있어서의 기판 얼라인먼트 마크(104)의 좌표를 나타내는 3개의 점이 산출 가능해진다. 이에 의해, 해당 3점을 지나는 원호(부호 TSubM) 및, 원호 TSubM을 포함하는 원의 좌표 정보가 취득 가능해진다. 그 결과, 원의 중심 좌표를 기판 중심 위치로서 취득할 수 있다. 또한, 도 7의 (a)에서는 이해를 용이하게 하기 위해서 θ회전의 각도를 크게 하고 있지만, 실제로는, 어느 타이밍이라도 기판 얼라인먼트 마크(104)가 카메라(261)의 촬상 영역 내에 들어가는 바와 같은 회전각을 설정한다. 이어서, 제어부(270)는, 원의 중심점의 좌표를 산출하여 스테이지 중심 좌표 Cst로 한다(단계 S104).Specifically, the control unit 270 performs optical imaging using the camera 261 while driving the alignment stage 280 at each of the timing ta1 to the timing ta3 to acquire image data (step S103). Thereby, three points indicating the coordinates of the substrate alignment mark 104 at each timing can be calculated. Thereby, coordinate information of a circle including an arc (sign T SubM ) passing through the three points and a circle arc T SubM can be acquired. As a result, the center coordinate of the circle can be obtained as the substrate center position. In addition, although the angle of θ rotation is increased in (a) of FIG. 7 to facilitate understanding, in practice, the rotation angle at which the substrate alignment mark 104 enters the imaging area of the camera 261 at any timing. Is set. Subsequently, the control unit 270 calculates the coordinates of the center point of the circle and sets it as the stage center coordinate C st (step S104).

다음으로, 도 7의 (b)를 참조하여, 스테이지 중심 좌표의 취득 방법이 다른 예를 설명한다. 회전 개시시(타이밍 tb1), 회전 종료시(타이밍 tb2)에 있어서의 기판(10)의 모양을, 부호 10(tb1), 부호 10(tb2)로 나타낸다.Next, an example in which the method of obtaining the stage center coordinates is different will be described with reference to Fig. 7B. The shape of the substrate 10 at the start of rotation (timing tb1) and at the end of rotation (timing tb2) is indicated by reference numeral 10 (tb1) and reference numeral 10 (tb2) .

이 예에서는 먼저, 타이밍 tb1에 있어서, 카메라(261)가, 기판(10)의 한 코너에 있는 제1 기판 얼라인먼트 마크(부호 104tb1 _ 1)와, 그 대각에 있는 제2 기판 얼라인먼트 마크(부호 104tb2 _ 1)를 촬상한다. 그리고, 얼라인먼트 스테이지(280)의 구동후, 타이밍 tb2에 있어서, 카메라(261)가 다시 촬상을 행하고, 제1 기판 얼라인먼트 마크(부호 104tb1 _ 2)와, 제2 기판 얼라인먼트 마크(부호 104tb2 _ 2)의 상을 포함하는 화상 데이터를 취득한다(단계 S103). 또한, 이 예에서는, 한 코너과 그 대각에 있는 기판 얼라인먼트 마크를 잇는 직선 상에 얼라인먼트 스테이지(280)의 중심이 오도록, 기판(10)이 지지되고 있는 것을 전제로 한다.In this example, first, in timing tb1, the camera 261 has a first substrate alignment mark (symbol 104 tb1 _ 1 ) at one corner of the substrate 10 and a second substrate alignment mark (symbol 104 tb2 _ 1 ) is captured. Then, after driving the alignment stage 280, at timing tb2, the camera 261 performs imaging again, and the first substrate alignment mark (symbol 104 tb1 _ 2 ) and the second substrate alignment mark (symbol 104 tb2 _) Image data including the image of 2 ) is acquired (step S103). In addition, in this example, it is assumed that the substrate 10 is supported so that the center of the alignment stage 280 comes on a straight line connecting one corner and the substrate alignment mark on the diagonal.

그리고, 제어부(270)는, 타이밍 tb1에 있어서의 기판 얼라인먼트 마크(104tb1_1 및 104tb2 _ 1)를 잇는 직선과, 타이밍 tb2에 있어서의 기판 얼라인먼트 마크(104tb1_2 및 104tb2 _ 2)를 잇는 직선과의 교점의 좌표를 산출하고, 스테이지 중심 좌표 Cst로 한다(단계 S104).Then, the control section 270, a straight line connecting a substrate alignment mark, the substrate alignment mark (104 tb1_2 and 104 tb2 _ 2) in the connecting (104 tb1_1 and 104 tb2 _ 1) lines and a timing tb2 at the timing tb1 The coordinates of the intersection of and are calculated, and the coordinates of the center of the stage C st are used (step S104).

또한, 상기 어느 것 이외의 방법이어도, 얼라인먼트 스테이지(280)를 회전시키면서 기판(10)의 얼라인먼트 마크(104)를 촬상하고, 스테이지 중심 좌표를 취득할 수 있는 것이라면, 어떤 방법을 이용해도 된다.In addition, any method other than the above may be used as long as the alignment mark 104 of the substrate 10 is imaged while rotating the alignment stage 280 and the stage center coordinates can be obtained.

플로우로 되돌아가서 설명을 계속한다.Return to the flow and continue the explanation.

(단계 S105) 제어부(270)는, 기판 중심 위치가 스테이지 중심 위치에 맞도록 기판(10)을 이동시킨다. 즉, 얼라인먼트 스테이지(280)의 회전축이, 스테이지 중심 위치를 지나고, 또한 얼라인먼트 스테이지(280)에 수직인 방향의 직선일 때에, 기판 중심 위치가 회전축 상에 오도록, 기판(10)을 이동시킨다. 이하에는 구체예로서, 도 8을 참조하면서, 기판 지지 유닛(210)이 기판(10)을 다시 보유지지하여 중심 위치 맞춤하는 방법을 기술한다.(Step S105) The control unit 270 moves the substrate 10 so that the substrate center position matches the stage center position. That is, when the rotation axis of the alignment stage 280 passes through the stage center position and is a straight line in a direction perpendicular to the alignment stage 280, the substrate 10 is moved so that the substrate center position is on the rotation axis. Hereinafter, as a specific example, a method of aligning the center position by holding the substrate 10 by the substrate support unit 210 again will be described with reference to FIG. 8.

(105_a) 카메라(261a∼d)는, 각각의 촬상 영역(263a∼d)에서 광학 촬상을 행하고, 화상 데이터를 생성한다. 제어부(270)는 화상 데이터를 해석하고, 카메라 좌표계에 있어서의 기판 얼라인먼트 마크(104a∼d)의 좌표를 산출한다.(105_a) The cameras 261a to d perform optical imaging in each of the imaging regions 263a to d, and generate image data. The control unit 270 analyzes the image data and calculates the coordinates of the substrate alignment marks 104a to d in the camera coordinate system.

(105_b) 제어부(270)는, 기판 얼라인먼트 마크 좌표에 기초하여, 현시점에서의 실제의 기판 중심 위치의 좌표 Csub를 산출한다.(105_b) The control unit 270 calculates the coordinate C sub of the actual substrate center position at the present time based on the substrate alignment mark coordinates.

(105_c) 한편, 제어부(270)는, 단계 S104에서 취득한 스테이지 중심 좌표 Cst에 기초하여, 기판 중심 위치와 스테이지 중심 위치가 일치하고 있다고 가정했을 때에, 각　기판 얼라인먼트 마크(104a∼d)가 오게 될 좌표를 산출한다. 이들 좌표를, 이상적인 기판 얼라인먼트 마크 좌표(106a∼106d)라고 부른다.(105_c) On the other hand, the control unit 270 causes each of the substrate alignment marks 104a to d on the assumption that the substrate center position and the stage center position coincide based on the stage center coordinate C st acquired in step S104. Calculate the coordinates that will be. These coordinates are referred to as ideal substrate alignment mark coordinates 106a to 106d.

(105_d) 제어부(270)는, (a)에서 산출한 현재의 기판 얼라인먼트 마크(104a∼d)의 좌표와, (c)에서 산출한 이상적인 기판 얼라인먼트 마크 좌표(106a∼106d)와의 어긋남량에 기초하여, 기판(10)의 위치를 시프트하는 양을 산출한다. 예를 들면, 도 8의 경우, 기판 중심 좌표 Csub가 스테이지 중심 좌표 Cst보다, 지면상에서 좌측으로 거리 f만큼 어긋나 있기 때문에, 기판(10)은 지면상에서 우측으로 거리 f만큼 어긋난 위치에서 보유지지되게 된다. (105_e) 이에, 기판 지지 유닛(210)이, 기판 중심 좌표와 스테이지 중심 좌표가 일치하도록 기판(10)을 다시 보유지지한다.(105_d) The control unit 270 is based on the amount of deviation between the coordinates of the current substrate alignment marks 104a to d calculated in (a) and the ideal substrate alignment mark coordinates 106a to 106d calculated in (c). Thus, the amount of shifting the position of the substrate 10 is calculated. For example, in the case of Fig. 8, since the substrate center coordinate C sub is offset from the stage center coordinate C st by a distance f from the ground to the left, the substrate 10 is held at a position that is deviated from the ground by the distance f to the right. It will be. (105_e) Thus, the substrate support unit 210 holds the substrate 10 again so that the substrate center coordinates and the stage center coordinates coincide.

(단계 S106) 제어부(270)가 얼라인먼트 스테이지(280)를 구동하고, 기판(10)을 기판 지지 유닛(210)마다 XYθ 이동시키고, 기판과 마스크를 상대적으로 위치 맞춤한다. 이하에는 구체예로서, 도 9를 참조하면서 위치 맞춤 순서를 기술한다.(Step S106) The control unit 270 drives the alignment stage 280, moves the substrate 10 XYθ for each substrate support unit 210, and relatively positions the substrate and the mask. Hereinafter, as a specific example, the order of alignment is described with reference to FIG. 9.

도 9의 (a)는, S105가 끝난 단계에서 카메라(261a∼261d)에 의해 얻어진, 촬상 영역(263a∼263d)의 화상 데이터이다. 편의상, 기판 얼라인먼트 마크를 잇는 일점쇄선과, 마스크 얼라인먼트 마크를 잇는 파선을 기입하고 있다. 또한, 도 9의 (b)는, 마스크(220)와 기판(10)의 위치 관계가 정확하게 설정된 경우에, 촬상 영역(263a∼263d)에서 얻어지게 될 화상 데이터이다.9A shows image data of the imaging areas 263a to 263d obtained by the cameras 261a to 261d in the step S105 is over. For convenience, a dashed-dotted line connecting the substrate alignment mark and a broken line connecting the mask alignment mark are written. 9B is image data to be obtained in the imaging areas 263a to 263d when the positional relationship between the mask 220 and the substrate 10 is accurately set.

제어부(270)는, 도 9의 (a)의 상태에서 기판 얼라인먼트 마크(104a∼104d)와 마스크 얼라인먼트 마크(224a∼224d)의 위치 관계를 해석하고, 도 9의 (b)의 상태를 실현하기 위한 얼라인먼트 스테이지(280)의 제어량을 결정하여 제어 신호를 생성한다.The control unit 270 analyzes the positional relationship between the substrate alignment marks 104a to 104d and the mask alignment marks 224a to 224d in the state of Fig. 9(a), and realizes the state of Fig. 9(b). The control amount of the alignment stage 280 is determined to generate a control signal.

도시한 예에서는, 제어부(270)는 기판(10)을 회전하는 각도 θa를 결정하고, 얼라인먼트 스테이지를 구동하여 기판(10)을 각도 θa만큼 회전시킨다. 이 때, 기판(10)과 얼라인먼트 스테이지(280)의 중심이 거의 일치하고 있기 때문에, 회전의 정밀도는 높다. 제어부(270)는 추가로, 기판(10)을 XY 방향으로 병진 이동시킨다.In the illustrated example, the controller 270 determines an angle θa at which the substrate 10 is rotated, and drives the alignment stage to rotate the substrate 10 by an angle θa. At this time, since the centers of the substrate 10 and the alignment stage 280 substantially coincide, the precision of rotation is high. The control unit 270 additionally moves the substrate 10 in translation in the XY direction.

이상과 같이, 본 실시형태의 얼라인먼트 장치를 구비하는 성막 장치에 있어서는, 기판(10)과 얼라인먼트 스테이지(280)의 중심 위치가 가지런한 상태로 얼라인먼트 제어가 행해지기 때문에, 정밀도가 양호한 얼라인먼트가 가능해진다. 그 결과, 증착 장치를 이용하여 증착을 행했을 때의 성막 패턴의 정밀도도 향상되기 때문에, 품질이 좋은 전자 디바이스를 제조할 수 있다.As described above, in the film forming apparatus provided with the alignment device of the present embodiment, since the alignment control is performed in a state where the center positions of the substrate 10 and the alignment stage 280 are uniform, alignment with high precision can be achieved. As a result, since the accuracy of the film formation pattern when vapor deposition is performed using a vapor deposition apparatus is also improved, an electronic device with good quality can be manufactured.

[실시형태 2] [Embodiment 2]

실시형태 2의 구성과 제어에 대해 설명한다. 실시형태 1과 동일한 구성이나 처리에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 간략화한다.The configuration and control of the second embodiment will be described. The same components and processes as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description is simplified.

도 10은 본 실시형태의 처리의 흐름을 설명하는 플로우 도면이다. 본 플로우에는, 스테이지 중심 좌표 기억 공정(제1 공정)과, 각　기판에 성막을 행할 때마다 실시되는 위치 맞춤 공정(제2 공정)이 포함된다. 즉, 스테이지 중심 위치의 정보를 취득하기 위해서 이용되는 기판(제1 기판이라고도 칭함)과는 다른 기판(제2 기판이라고도 칭함)의 얼라인먼트에, 제1 기판에서 취득한 정보를 이용한다.10 is a flow diagram for explaining the flow of processing in the present embodiment. This flow includes a stage center coordinate storage step (first step) and an alignment step (second step) performed each time a film is formed on each substrate. That is, the information acquired from the first substrate is used for alignment of a substrate (also referred to as a second substrate) different from the substrate (also referred to as a first substrate) used to acquire the information on the center position of the stage.

<제1 공정> <First step>

제1 공정에는, 단계 S101, S103, S104 및 S201이 포함된다.The first process includes steps S101, S103, S104 and S201.

(단계 S101, S103, S104) 이들 단계에 대해서는, 실시형태 1과 동일한 처리가 행해진다. 즉, 반송 로봇(140)에 의해 성막 장치 내에 반입된 기판(10)에 대한 광학 촬상의 결과에 기초하여, 얼라인먼트 스테이지 중심 좌표 Cst가 취득된다.(Steps S101, S103, S104) For these steps, the same processing as in the first embodiment is performed. That is, the alignment stage center coordinate C st is acquired based on the result of optical imaging of the substrate 10 carried into the film forming apparatus by the transfer robot 140.

(단계 S201) 제어부(270)는, S104에서 취득한 얼라인먼트 스테이지의 중심 위치의 좌표를 기억부(278)에 보존한다.(Step S201) The control unit 270 stores in the storage unit 278 the coordinates of the center position of the alignment stage acquired in S104.

<제2 공정><second process>

(단계 S201) 반송 로봇(140)이 진공 챔버 내에 마스크(220)를 반입한다. 반입된 마스크(220)는 마스크대(221)에 재치되어 지지된다.(Step S201) The transfer robot 140 carries the mask 220 into the vacuum chamber. The brought in mask 220 is mounted and supported on the mask stand 221.

(단계 S202) 반송 로봇(140)이 진공 챔버 내에 기판(10)을 반입하고, 기판 지지 유닛(210)이 기판(10)을 지지한다. 이 때, 제어부(270)는, 기억부(278)로부터 스테이지 중심 좌표를 독출한다. 그리고, 반입되는 기판(10)의 중심 좌표와 독출한 스테이지 중심 좌표가 일치하도록, 기판 지지 유닛(210)에 기판(10)을 보유지지시킨다. 중심 좌표를 일치시킬 때의 제어에 대해서는, 실시형태 1의 단계 S105와 동일하게 행한다. (단계 S203) 제어부(270)가 얼라인먼트 스테이지(280)를 구동하고, 기판(10)을 기판 지지 유닛(210)마다 XYθ 이동시켜, 기판과 마스크를 위치 맞춤한다. 이 때의 제어는, 실시형태 1의 단계 S106과 동일하게 행한다.(Step S202) The transfer robot 140 carries the substrate 10 into the vacuum chamber, and the substrate support unit 210 supports the substrate 10. At this time, the control unit 270 reads out the stage center coordinates from the storage unit 278. Then, the substrate 10 is held by the substrate support unit 210 so that the center coordinates of the loaded substrate 10 and the read stage center coordinates coincide. The control for matching the center coordinates is carried out in the same manner as in step S105 of the first embodiment. (Step S203) The control unit 270 drives the alignment stage 280, moves the substrate 10 XYθ for each substrate support unit 210, and aligns the substrate and the mask. The control at this time is performed in the same manner as in step S106 of the first embodiment.

이상과 같이, 본 실시형태의 얼라인먼트 장치를 구비하는 성막 장치에 있어서도 실시형태 1과 동일하게, 기판(10)과 얼라인먼트 스테이지(280)의 중심 위치가 가지런한 상태로 얼라인먼트 제어가 행해지기 때문에, 정밀도가 양호한 얼라인먼트가 가능해진다. 더욱이, 본 실시형태에서는, 1장째의 기판에 대해서만 스테이지 중심 좌표를 산출하면 되기 때문에, 성막의 택트 타임이 개선된다.As described above, in the film forming apparatus including the alignment device of the present embodiment, as in the first embodiment, the alignment control is performed in a state where the center positions of the substrate 10 and the alignment stage 280 are aligned, so that the accuracy is improved. Good alignment becomes possible. Furthermore, in this embodiment, since the stage center coordinates need only be calculated for the first substrate, the tact time for film formation is improved.

또한, 상술한 플로우에서는 제1 공정에 이어서 제2 공정을 행하고 있었지만, 제1 공정만을 「스테이지 중심 좌표 검출 모드」로서 실행해도 된다. 장치 셋업시나 유지보수시에, 해당 스테이지 중심 좌표 검출 모드를 행하여 좌표값을 보존해 둠으로써, 얼라인먼트 정밀도의 향상과 택트 타임 개선을 양립시킬 수 있다.In the above-described flow, although the second step was performed following the first step, only the first step may be performed as the "stage center coordinate detection mode". At the time of device setup or maintenance, by performing the stage center coordinate detection mode and storing the coordinate values, it is possible to achieve both an improvement in alignment accuracy and an improvement in tact time.

[실시형태 3][Embodiment 3]

도 11은 본 실시형태의 성막 장치(108)의 구성을 모식적으로 나타내는 단면도이다. 본 실시형태의 얼라인먼트 스테이지(280)는, 기판(10)뿐만 아니라, 마스크(220)를 XYθ 이동시키는 것이 가능하다. 그 때문에 본 실시형태의 성막 장치는, 마스크 지지 유닛(295) 및 마스크 Z 액추에이터(290)를 구비하고 있다. 마스크 지지 유닛(295)은, 핑거 형상의 부재이며 마스크 단부를 지지한다. 마스크(220)가 지지된 상태에서 제어부(270)가 마스크 Z 액추에이터(290)를 구동함으로써, 마스크가 Z방향으로 승강한다.11 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the film forming apparatus 108 of the present embodiment. The alignment stage 280 of this embodiment can move not only the substrate 10 but also the mask 220 XYθ. Therefore, the film forming apparatus of this embodiment is provided with a mask support unit 295 and a mask Z actuator 290. The mask support unit 295 is a finger-shaped member and supports the mask end portion. While the mask 220 is supported, the control unit 270 drives the mask Z actuator 290, so that the mask moves up and down in the Z direction.

또한, 본 실시형태의 구성에서는, 하나의 얼라인먼트 스테이지(280)가 마스크 지지 유닛(295)과 기판 지지 유닛(210)의 양쪽을 구동한다. 그 때문에, 기판(10)만의 위치를 조정하고 싶을 경우에는, 미리 마스크(220)를 마스크대(221)에 재치해 둔다. 한편, 마스크(220)와 기판(10)이 모두 지지된 상태에서 얼라인먼트 스테이지(280)를 구동함으로써, 양자를 동시에 XYθ 이동시키는 것도 가능하다.In addition, in the configuration of this embodiment, one alignment stage 280 drives both the mask support unit 295 and the substrate support unit 210. Therefore, when it is desired to adjust the position of only the substrate 10, the mask 220 is placed on the mask table 221 in advance. On the other hand, by driving the alignment stage 280 in a state in which both the mask 220 and the substrate 10 are supported, it is also possible to move both XYθ at the same time.

본 실시형태에서는, 얼라인먼트 스테이지(280)와 기판 지지 유닛(210)에 마스크 지지 유닛(295)을 합해서, 기판과 마스크를 얼라인먼트하는 얼라인먼트 장치라고 생각해도 된다. 또한, 얼라인먼트 장치는, 추가로 제어부(270)를 가지고 있어도 된다.In this embodiment, it may be considered as an alignment device that aligns the substrate and the mask by combining the alignment stage 280 and the substrate supporting unit 210 with the mask supporting unit 295. In addition, the alignment device may further have a control unit 270.

본 실시형태의 처리 플로우를, 도 12를 참조하면서 설명한다. 또한, 단계 S301∼S304의 처리는, 실시형태 1의 단계 S101∼S104와 동일하다.The processing flow of the present embodiment will be described with reference to FIG. 12. In addition, the processing in steps S301 to S304 is the same as in steps S101 to S104 in the first embodiment.

(단계 S301) 반송 로봇(140)이 진공 챔버 내에 마스크(220)를 반입한다. 반입된 마스크(220)는 마스크대(221)에 지지된다.(Step S301) The transfer robot 140 carries the mask 220 into the vacuum chamber. The brought in mask 220 is supported on the mask stand 221.

(단계 S302) 반송 로봇(140)이 진공 챔버 내에 기판(10)을 반입하고, 기판 지지 유닛(210)이 기판(10)을 지지한다.(Step S302) The transfer robot 140 carries the substrate 10 into the vacuum chamber, and the substrate support unit 210 supports the substrate 10.

(단계 S303) 제어부(270)가, 얼라인먼트 스테이지(280)와 카메라(261)를 제어하고, 기판을 기판 지지 유닛(210)마다 θ회전시키면서, 기판(10)을 복수회 광학 촬영한다.(Step S303) The control unit 270 controls the alignment stage 280 and the camera 261, rotates the substrate θ for each substrate support unit 210, and optically photographs the substrate 10 a plurality of times.

(단계 S304) 제어부(270)가, 카메라(261)에 의해 취득된 복수의 화상 데이터에 기초하여 얼라인먼트 스테이지(280)의 중심 위치의 좌표(스테이지 중심 좌표 Cst)를 구한다.(Step S304) The control unit 270 obtains the coordinates of the center position of the alignment stage 280 (stage center coordinates Cst) based on a plurality of image data acquired by the camera 261.

(단계 S305) 이어서, 제어부(270)는, 마스크 중심 좌표가 스테이지 중심 좌표에 맞도록 마스크(220)를 이동시킨다. 본 단계의 처리는, 실시형태 1의 S105에 있어서의 기판(10)을, 마스크(220)로 치환한 것이다.(Step S305) Next, the control unit 270 moves the mask 220 so that the mask center coordinates match the stage center coordinates. The processing in this step is to replace the substrate 10 with the mask 220 in S105 of the first embodiment.

단계 S305의 처리에 대해, 도 13을 참조하면서, 실시형태 1과 대비하면서 설명한다. 본 실시형태에서는 마스크 얼라인먼트 마크(224)를 기준으로 하여 중심 위치 맞춤이 행해진다. 먼저, 카메라(261a∼d)가, 촬상 영역(263a∼d)의 화상 데이터를 생성한다. 다음으로, 제어부(270)가, 마스크 얼라인먼트 마크 좌표에 기초하여 마스크 중심 좌표 Cm을 산출한다.The processing of step S305 will be described with reference to FIG. 13, contrasting with the first embodiment. In this embodiment, center position alignment is performed based on the mask alignment mark 224. First, the cameras 261a to d generate image data of the imaging regions 263a to d. Next, the control unit 270 calculates the mask center coordinate Cm based on the mask alignment mark coordinates.

한편, 제어부(270)는, 마스크 중심 좌표 Cm에 기초하여 이상적인 마스크 얼라인먼트 마크 좌표(226a∼226d)를 산출한다. 그리고, 마스크 얼라인먼트 마크(224a∼224d)와 이상적인 마스크 얼라인먼트 마크 좌표(226a∼226d)의 상대 위치 관계에 기초하여, 마스크(220)를 XYθ 이동시킬 때의 제어량을 결정한다. 도시한 예에서는, 마스크(220)가 거리 g만큼 지면상 우측으로 이동하도록 제어값을 결정한다. 이에 의해, 마스크 중심 좌표 Cm과 스테이지 중심 좌표 Cst를 맞출 수 있다.On the other hand, the control unit 270 calculates the ideal mask alignment mark coordinates 226a to 226d based on the mask center coordinate C m . Then, based on the relative positional relationship between the mask alignment marks 224a to 224d and the ideal mask alignment mark coordinates 226a to 226d, the amount of control when the mask 220 is moved XY? is determined. In the illustrated example, a control value is determined so that the mask 220 moves to the right on the ground by a distance g. As a result, the mask center coordinate C m and the stage center coordinate C st can be matched.

(단계 S306) 제어부(270)는, 마스크 Z 액추에이터(290)를 제어하여 마스크(220)를 마스크대(221)에 재치한다. 이에 의해, 얼라인먼트 스테이지(280)가 기판(10)만을 위치 조정할 수 있도록 된다.(Step S306) The control unit 270 controls the mask Z actuator 290 to place the mask 220 on the mask table 221. Accordingly, the alignment stage 280 can position only the substrate 10.

(단계 S307) 제어부(270)는, 얼라인먼트 스테이지(280)를 구동하고, 기판(10)을 기판 지지 유닛(210)마다 XYθ 이동시키고, 기판과 마스크를 위치 맞춤한다.(Step S307) The control unit 270 drives the alignment stage 280, moves the substrate 10 XYθ for each substrate support unit 210, and aligns the substrate and the mask.

이상과 같이, 본 실시형태의 얼라인먼트 장치를 구비하는 성막 장치에 있어서는, 마스크(220)와 얼라인먼트 스테이지(280)의 중심 위치가 가지런한 상태로 얼라인먼트 제어가 행해지기 때문에, 정밀도가 양호한 얼라인먼트가 가능해진다. 그 결과, 증착 장치를 이용하여 증착을 행했을 때의 성막 패턴의 정밀도도 향상하기 때문에, 품질이 좋은 전자 디바이스를 제조할 수 있다.As described above, in the film forming apparatus provided with the alignment device of the present embodiment, since alignment control is performed in a state where the center positions of the mask 220 and the alignment stage 280 are uniform, alignment with high precision can be achieved. As a result, since the precision of the film formation pattern when vapor deposition is performed using a vapor deposition apparatus is also improved, an electronic device with good quality can be manufactured.

[실시형태 4][Embodiment 4]

상기 실시형태 3에서는, 마스크 중심 위치와 스테이지 중심 위치의 위치 맞춤만을 행하고 있었다. 그러나, 도 11의 구성을 구비하는 성막 장치에 있어서는, 마스크 중심 위치, 기판 중심 위치 및 스테이지 중심 위치의 3개를 위치 맞춤하는 것도 가능하다. 이 경우, 단계 S305의 전 또는 후에, 도 6의 단계 S105와 동일한 방법으로 기판 중심 위치와 스테이지 중심 위치를 맞추면 된다.In the third embodiment, only the mask center position and the stage center position are aligned. However, in the film forming apparatus provided with the structure of FIG. 11, it is also possible to align three of the mask center position, the substrate center position, and the stage center position. In this case, before or after step S305, the substrate center position and the stage center position may be aligned in the same manner as in step S105 of FIG. 6.

본 실시형태를 실시형태 1 또는 3과 비교하면, 기판과 마스크의 양쪽을 위치 맞춤하는 시간이 걸리지만, 얼라인먼트 정밀도를 더욱 향상시킬 수 있다.When this embodiment is compared with the first or third embodiments, it takes time to align both the substrate and the mask, but the alignment accuracy can be further improved.

[실시형태 5] [Embodiment 5]

실시형태 3의 단계 S303, S304에서는, 기판(10)을 복수회 광학 촬상하여 얻어진 화상 데이터에 기초하여 스테이지 중심 좌표를 취득하고 있다. 그러나, 도 11과 같이 마스크(220)의 위치 제어가 가능한 구성이라면, 기판(10)이 아니라 마스크(220)의 화상 데이터를 이용하여 스테이지 중심 좌표를 취득할 수도 있다. 이 경우라도, 스테이지 중심 좌표를 보존해 두고, 기판 중심 위치와 스테이지 중심 위치의 위치 맞춤이나, 마스크 중심 위치와 스테이지 중심 위치의 위치 맞춤에 이용함으로써, 얼라인먼트 정밀도를 향상시키게 된다.In steps S303 and S304 of the third embodiment, stage center coordinates are acquired based on image data obtained by optically imaging the substrate 10 a plurality of times. However, as shown in FIG. 11, if the mask 220 can be positioned so that the position of the mask 220 can be controlled, the stage center coordinates may be obtained using image data of the mask 220 instead of the substrate 10. Even in this case, the alignment accuracy is improved by storing the stage center coordinates and using them for alignment between the substrate center position and the stage center position, or the mask center position and the stage center position.

[실시형태 6][Embodiment 6]

실시형태 3의 단계 S305∼S307에서는, 먼저 마스크 중심과 스테이지 중심을 일치시키고, 그 다음에 마스크(220)를 마스크대(221)에 재치한 후, 얼라인먼트 스테이지(280)가 기판 지지 유닛(210)에 지지된 기판(10)의 위치를 조정하여 얼라인먼트를 행하고 있었다. 그러나, 이 처리에 있어서 마스크(220)와 기판(10)을 바꾸어 넣어도 된다. 즉, 먼저 기판 중심과 스테이지 중심을 일치시키고, 그 다음에 기판을 일시적으로 얼라인먼트 스테이지(280)와 연동하지 않는 지지 기구로 퇴피(退避)시킨 후, 얼라인먼트 스테이지(280)가 마스크(220)의 위치를 조정하여 얼라인먼트를 행한다. 본 실시형태에 의해서도, 상기 실시형태와 동일하게 얼라인먼트 정밀도가 향상된다.In steps S305 to S307 of the third embodiment, first, the center of the mask and the center of the stage are aligned, and then the mask 220 is mounted on the mask table 221, and then the alignment stage 280 is transferred to the substrate support unit 210. Alignment was performed by adjusting the position of the substrate 10 supported on the substrate. However, in this process, the mask 220 and the substrate 10 may be replaced. That is, first, the center of the substrate and the center of the stage are aligned, and then the substrate is temporarily retracted with a support mechanism not interlocked with the alignment stage 280, and then the alignment stage 280 is positioned at the position of the mask 220. Is adjusted to perform alignment. Also according to this embodiment, the alignment accuracy is improved similarly to the above embodiment.

10: 기판
210: 기판 지지 유닛
220: 마스크
261: 카메라
270: 제어부
280: 얼라인먼트 스테이지10: substrate
210: substrate support unit
220: mask
261: camera
270: control unit
280: alignment stage

Claims (19)

기판과 마스크의 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 장치로서,
상기 기판을 지지하는 기판 지지 수단과,
상기 기판 지지 수단과 접속되어 있고, 상기 기판 지지 수단에 지지된 상기 기판을 병진 또는 회전시키는 얼라인먼트 스테이지와,
상기 얼라인먼트 스테이지를 구동하는 제어부와,
상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크를 검출하여 위치 정보를 취득하는 위치 취득 수단을 가지며,
상기 제어부는,
　상기 얼라인먼트 스테이지의 중심인 스테이지 중심 위치를 중심으로 하여 상기 얼라인먼트 스테이지를 회전시키면서, 상기 위치 취득 수단에 의해 상기 기판 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 복수회 취득하고,
　취득한 복수의 상기 위치 정보에 기초하여, 상기 스테이지 중심 위치의 정보를 취득하고,
　상기 기판 또는 상기 기판과는 다른 제2 기판의 중심인 기판 중심 위치가, 상기 스테이지 중심 위치를 지나는 상기 얼라인먼트 스테이지의 회전축 상에 오도록, 상기 기판 또는 상기 제2 기판을 상기 기판 지지 수단에 대하여 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.An alignment device that aligns a substrate and a mask,
A substrate support means for supporting the substrate,
An alignment stage connected to the substrate supporting means and for translating or rotating the substrate supported by the substrate supporting means;
A control unit for driving the alignment stage,
It has a position acquisition means for acquiring position information by detecting a substrate alignment mark provided on the substrate,
The control unit,
While rotating the alignment stage around the center position of the stage, which is the center of the alignment stage, position information of the substrate alignment mark is acquired a plurality of times by the position acquisition means,
On the basis of the acquired plurality of position information, to obtain the information of the center position of the stage,
The substrate or the second substrate is relative to the substrate supporting means so that the substrate center position, which is the center of the substrate or the second substrate different from the substrate, is on the rotation axis of the alignment stage passing through the stage center position. Alignment device, characterized in that to move. 제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 기판 또는 상기 제2 기판이 상기 회전축 상에 온 상태에서, 상기 얼라인먼트 스테이지를 구동하여 상기 기판과 상기 마스크의 위치 맞춤을 행하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.The method of claim 1,
Wherein the control unit drives the alignment stage while the substrate or the second substrate is on the rotation axis to align the substrate with the mask. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 얼라인먼트 스테이지에 접속되어 있고, 상기 마스크를 지지하는 마스크 지지 수단을 더 가지며,
상기 제어부는, 상기 마스크의 중심인 마스크 중심 위치가 상기 회전축 상에 오도록 상기 마스크를 이동시키는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.The method according to claim 1 or 2,
It is connected to the alignment stage and further has a mask support means for supporting the mask,
Wherein the control unit moves the mask so that the mask center position, which is the center of the mask, is on the rotation axis. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스테이지 중심 위치의 정보를 기억하는 기억부를 더 가지며,
상기 제어부는, 상기 기억부에 기억된 상기 스테이지 중심 위치의 정보에 기초하여, 상기 기판 지지 수단이 상기 제2 기판을 지지할 때의 위치 관계를 결정하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.The method according to any one of claims 1 to 3,
And a storage unit for storing information on the center position of the stage,
And the control unit determines a positional relationship when the substrate supporting means supports the second substrate based on information on the center position of the stage stored in the storage unit. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 얼라인먼트 스테이지가 구비하는 액추에이터에 제어 신호를 송신함으로써, 상기 얼라인먼트 스테이지에 의한 상기 기판의 이동을 제어하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the control unit controls movement of the substrate by the alignment stage by transmitting a control signal to an actuator provided in the alignment stage. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위치 취득 수단은, 상기 기판 얼라인먼트 마크를 광학 촬상하는 카메라를 구비하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.The method according to any one of claims 1 to 5,
The alignment device, wherein the position acquisition means includes a camera for optically imaging the substrate alignment mark. 제6항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 위치 취득 수단이 취득한 상기 기판 얼라인먼트 마크의 위치 정보에 기초하여 상기 기판 중심 위치의 정보를 취득하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.The method of claim 6,
The control unit acquires the information of the center position of the substrate based on the position information of the substrate alignment mark acquired by the position acquisition means. 기판과 마스크의 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 장치로서,
상기 마스크를 지지하는 마스크 지지 수단과,
상기 마스크 지지 수단과 접속되어 있고, 상기 마스크 지지 수단에 지지된 상기 마스크를 병진 또는 회전시키는 얼라인먼트 스테이지와,
상기 얼라인먼트 스테이지를 구동하는 제어부와,
상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크를 검출하여 위치 정보를 취득하는 위치 취득 수단을 가지며,
상기 제어부는,
　상기 얼라인먼트 스테이지의 중심인 스테이지 중심 위치를 중심으로 하여 상기 얼라인먼트 스테이지를 회전시키면서, 상기 위치 취득 수단에 의해 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 복수회 취득하고,
　취득한 복수의 상기 위치 정보에 기초하여, 상기 스테이지 중심 위치의 정보를 취득하고,
　상기 마스크의 중심인 마스크 중심 위치가, 상기 스테이지 중심 위치를 지나는 상기 얼라인먼트 스테이지의 회전축 상에 오도록, 상기 마스크를 상기 마스크 지지 수단에 대하여 상대적으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.An alignment device that aligns a substrate and a mask,
A mask support means for supporting the mask,
An alignment stage connected to the mask supporting means and for translating or rotating the mask supported by the mask supporting means;
A control unit for driving the alignment stage,
It has a position acquisition means for acquiring position information by detecting a mask alignment mark provided on the mask,
The control unit,
While rotating the alignment stage around a stage center position, which is the center of the alignment stage, position information of the mask alignment mark is acquired a plurality of times by the position acquisition means,
On the basis of the acquired plurality of position information, to obtain the information of the center position of the stage,
An alignment apparatus, wherein the mask is moved relative to the mask support means so that the mask center position, which is the center of the mask, is on a rotation axis of the alignment stage passing through the stage center position. 제8항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 마스크가 상기 회전축 상에 온 상태에서, 상기 얼라인먼트 스테이지를 구동하여 상기 기판과 상기 마스크의 위치 맞춤을 행하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.The method of claim 8,
Wherein the control unit drives the alignment stage while the mask is on the rotation axis to align the substrate with the mask. 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 얼라인먼트 스테이지에 접속되어 있고, 상기 기판을 지지하는 기판 지지 수단을 더 가지며,
상기 제어부는, 상기 기판의 중심인 기판 중심 위치가, 상기 마스크 중심 위치와 함께 상기 회전축 상에 오도록 상기 기판을 이동시키는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.The method according to claim 8 or 9,
It is connected to the alignment stage and further has a substrate support means for supporting the substrate,
The control unit moves the substrate so that a substrate center position, which is a center of the substrate, is on the rotation axis together with the mask center position. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스테이지 중심 위치의 정보를 기억하는 기억부를 더 가지며,
상기 제어부는, 상기 기억부에 기억된 상기 스테이지 중심 위치의 정보에 기초하여, 상기 마스크 지지 수단이 상기 스테이지 중심 위치의 취득에 이용한 마스크와는 다른 마스크를 지지할 때의, 상기 마스크 지지 수단과 상기 다른 마스크의 위치 관계를 결정하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.The method according to any one of claims 8 to 10,
And a storage unit for storing information on the center position of the stage,
The control unit includes the mask holding means and the mask holding means when supporting a mask different from the mask used for acquiring the stage center position based on the information of the stage center position stored in the storage unit. An alignment device, characterized in that the positional relationship of different masks is determined. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 얼라인먼트 스테이지가 구비하는 액추에이터에 제어 신호를 송신함으로써, 상기 얼라인먼트 스테이지에 의한 상기 마스크의 이동을 제어하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.The method according to any one of claims 8 to 11,
Wherein the control unit controls movement of the mask by the alignment stage by transmitting a control signal to an actuator provided in the alignment stage. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위치 취득 수단은, 상기 마스크 얼라인먼트 마크를 광학 촬상하는 카메라를 구비하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.The method according to any one of claims 8 to 12,
The alignment device, wherein the position acquisition means includes a camera for optically imaging the mask alignment mark. 제13항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 위치 취득 수단이 취득한 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 위치 정보에 기초하여 상기 마스크 중심 위치의 정보를 취득하는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 장치.The method of claim 13,
The alignment device, wherein the control unit acquires information on the center position of the mask based on positional information of the mask alignment mark acquired by the position acquisition means. 기판 및 마스크가 내부에 배치되는 챔버와, 상기 마스크를 통하여 상기 기판에 증착 재료를 증착시키는 증발원과, 얼라인먼트 장치를 구비하는 성막 장치로서,
상기 얼라인먼트 장치는, 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 얼라인먼트 장치인 것을 특징으로 하는 성막 장치.A film forming apparatus comprising a chamber in which a substrate and a mask are disposed, an evaporation source for depositing a vapor deposition material on the substrate through the mask, and an alignment device,
The film forming apparatus, wherein the alignment apparatus is the alignment apparatus according to any one of claims 1 to 14. 기판을 지지하는 기판 지지 수단과, 상기 기판 지지 수단에 지지된 상기 기판을 병진 또는 회전시키는 얼라인먼트 스테이지와, 상기 얼라인먼트 스테이지를 구동하는 제어부와, 상기 기판에 마련된 기판 얼라인먼트 마크를 검출하여 위치 정보를 취득하는 위치 취득 수단을 갖는 얼라인먼트 장치에 있어서, 기판과 마스크의 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 방법으로서,
상기 제어부가 상기 얼라인먼트 스테이지의 중심인 스테이지 중심 위치를 중심으로 하여 상기 얼라인먼트 스테이지를 회전시키는 동안, 상기 위치 취득 수단이 상기 기판 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 복수회 취득하는 단계와,
상기 제어부가, 복수의 상기 위치 정보에 기초하여, 상기 스테이지 중심 위치의 정보를 취득하는 단계와,
상기 제어부가, 상기 기판 또는 상기 기판과는 다른 제2 기판의 중심인 기판 중심 위치가, 상기 스테이지 중심 위치를 지나는 상기 얼라인먼트 스테이지의 회전축 상에 오도록, 상기 기판 또는 상기 제2 기판을 상기 기판 지지 수단에 대하여 상대적으로 이동시키는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.A substrate support means for supporting a substrate, an alignment stage for translating or rotating the substrate supported by the substrate support means, a control unit for driving the alignment stage, and a substrate alignment mark provided on the substrate to obtain position information In an alignment device having a position acquisition means for performing the alignment of a substrate and a mask, the method comprising:
While the control unit rotates the alignment stage around a stage center position, which is the center of the alignment stage, while the position acquisition means acquires position information of the substrate alignment mark a plurality of times;
Obtaining, by the control unit, information on the center position of the stage based on the plurality of position information; and
The control unit supports the substrate or the second substrate so that a substrate center position, which is a center of the substrate or a second substrate different from the substrate, is on a rotation axis of the alignment stage passing through the stage center position. Alignment method comprising the step of moving relative to. 마스크를 지지하는 마스크 지지 수단과, 상기 마스크 지지 수단에 지지된 상기 마스크를 병진 또는 회전시키는 얼라인먼트 스테이지와, 상기 얼라인먼트 스테이지를 구동하는 제어부와, 상기 마스크에 마련된 마스크 얼라인먼트 마크를 검출하여 위치 정보를 취득하는 위치 취득 수단을 갖는 얼라인먼트 장치에 있어서, 기판과 마스크의 위치 맞춤을 행하는 얼라인먼트 방법으로서,
상기 제어부가 상기 얼라인먼트 스테이지의 중심인 스테이지 중심 위치를 중심으로 하여 상기 얼라인먼트 스테이지를 회전시키는 동안, 상기 위치 취득 수단이 상기 마스크 얼라인먼트 마크의 위치 정보를 복수회 취득하는 단계와,
상기 제어부가, 복수의 상기 위치 정보에 기초하여, 상기 스테이지 중심 위치의 정보를 취득하는 단계와,
상기 제어부가, 상기 마스크의 중심인 마스크 중심 위치가, 상기 스테이지 중심 위치를 지나는 상기 얼라인먼트 스테이지의 회전축 상에 오도록, 상기 마스크를 상기 마스크 지지 수단에 대하여 상대적으로 이동시키는 단계를 갖는 것을 특징으로 하는 얼라인먼트 방법.A mask support means for supporting a mask, an alignment stage for translating or rotating the mask supported by the mask support means, a control unit for driving the alignment stage, and a mask alignment mark provided on the mask to obtain positional information In an alignment device having a position acquisition means for performing the alignment of a substrate and a mask, the method comprising:
While the control unit rotates the alignment stage around a stage center position, which is the center of the alignment stage, while the position acquisition means acquires position information of the mask alignment mark a plurality of times;
Obtaining, by the control unit, information on the center position of the stage based on the plurality of position information; and
And the control unit moving the mask relative to the mask support means so that the mask center position, which is the center of the mask, is on a rotation axis of the alignment stage passing through the stage center position. Way. 기판 및 마스크가 내부에 배치되는 챔버와, 상기 마스크를 통하여 상기 기판에 증착 재료를 증착시키는 증발원과, 얼라인먼트 장치를 구비하는 성막 장치를 이용한 성막 방법으로서,
상기 얼라인먼트 장치는, 제16항 또는 제17항에 기재된 얼라인먼트 방법에 의해 얼라인먼트를 행하는 것이며,
상기 증발원이 상기 증착 재료의 증착을 행하는 단계를 더 갖는 것을 특징으로 하는 성막 방법.A film forming method using a film forming apparatus including a chamber in which a substrate and a mask are disposed, an evaporation source for depositing a vapor deposition material on the substrate through the mask, and an alignment device,
The alignment device performs alignment by the alignment method according to claim 16 or 17,
The film forming method further comprising the step of the evaporation source performing vapor deposition of the vapor deposition material. 기판에 증착 재료가 성막된 전자 디바이스의 제조 방법으로서,
기판 및 마스크가 내부에 배치되는 챔버와, 상기 마스크를 통하여 상기 기판에 증착 재료를 증착시키는 증발원과, 얼라인먼트 장치를 구비하는 전자 디바이스의 제조 장치를 이용하는 것이며,
상기 얼라인먼트 장치는, 제16항 또는 제17항에 기재된 얼라인먼트 방법에 의해 얼라인먼트를 행하는 것이며,
상기 증발원이 상기 증착 재료의 증착을 행하는 단계를 더 갖는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.As a method of manufacturing an electronic device in which a vapor deposition material is deposited on a substrate,
An electronic device manufacturing apparatus including a chamber in which a substrate and a mask are disposed, an evaporation source for depositing a vapor deposition material on the substrate through the mask, and an alignment device is used,
The alignment device performs alignment by the alignment method according to claim 16 or 17,
The method of manufacturing an electronic device, further comprising the step of the evaporation source performing vapor deposition of the vapor deposition material.
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