JP2007053412A - 薄膜形成装置および薄膜形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】自動化に容易に対応することができ、低ランニングコストで基板への薄膜の形成を行うことができる薄膜形成装置および薄膜形成方法を提供する。
【解決手段】石英板２の表面に形成された絶縁膜２１に対して基板１の薄膜形成面１２を対向配置させた状態のまま、基板１および石英板２に相互に近接移動させて絶縁膜２１を薄膜形成面１２に密着させる（ステップＳ３：密着処理）。そして、石英板２のみを選択的に剥離させて基板１への絶縁膜２１の転写が完了する（ステップＳ４：剥離処理）。こうすることで基板１の薄膜形成面１２に絶縁膜２１が形成され、搬送機構によって基板用カセットに収容される。一方、石英板２については、搬送機構によって洗浄ユニットに搬送されて洗浄された（ステップＳ５：洗浄処理）後、板状部材用カセットに戻され、次に再利用されるまで該カセット内で待機される。
【選択図】図２

Description

この発明は、絶縁膜や金属膜などの薄膜を基板の薄膜形成面に転写して薄膜を形成する薄膜形成装置および薄膜形成方法に関するものである。

近年、ＬＳＩの製造に用いるウエハの大口径化や液晶パネルなどの大面積化に伴い、大面積に適合した薄膜形成方法が必要となってきた。また、ＬＳＩ製造技術における多層配線技術の分野においては、多層配線を実現するために絶縁膜の表面を高い精度で平坦化する必要があり、大面積化に加えて、薄膜形成における表面の平坦化技術への要求も高まってきている。そこで、これらの要求を満足すべく、加圧転写方法によって基板に薄膜を形成する薄膜形成技術が提案されている。

この薄膜形成装置としては、例えば特許文献１に記載された装置がある。この装置では、図８に示す薄膜形成手順で基板への薄膜形成を行っている。まず、同図（ａ）に示すように、半導体ウエハや液晶パネル用ガラス基板などの基板１の表面に形成された電極配線１１が上を向くように試料台に載置する。ここでは、電極配線１１が形成された表面１２が以下に説明する手順によって薄膜を形成すべき薄膜形成面となっている。

次に、同図（ｂ）に示すように、試料台の上方に対向配置された転写板に、その表面に絶縁膜２１が予め形成されたシートフィルムＦを装着する。ここでは、絶縁膜２１が基板１に転写すべき薄膜であり、この絶縁膜２１が試料台に載置された基板１の薄膜形成面１２に対向配置されている。そして、試料台を転写板に向かって移動させ、基板１とシートフィルムＦとを相互に当接させた後、さらに一定時間、同図（ｂ）中の矢印で示すように相互に加重を加えるとともに、基板１が所定の温度となるように加熱する。こうすることで、絶縁膜２１を挟んでシートフィルムＦと基板１とが密着して密着物が形成される。

こうして形成された密着物を薄膜形成室から取り出し、同図（ｃ）に示すようにシートフィルムＦを剥離することによって、同図（ｄ）に示すように絶縁膜２１が基板１の薄膜形成面１２に転写される。

特開平１０−１８９５６６号公報（図３）

ところで、上記のように従来装置では、可撓性を有するシートフィルムＦ上に予め絶縁膜（薄膜）２１を形成しておき、この絶縁膜２１を基板１の薄膜形成面１２に接合させた後、シートフィルムＦを剥離させることで基板１への絶縁膜２１の転写を行っているため、一度使用したシートフィルムＦの再利用は不可能であり、シートフィルムＦはいわゆる使い捨て状態にある。そのため、薄膜転写後のシートフィルムＦは廃棄物となり、ランニングコストの増大要因の一つとなっている。

また、シートフィルムＦの搬送に人手が介在すると、シートフィルムＦにパーティクルが付着したり、シートフィルムＦの熱が放熱されて熱履歴を管理し難くなるという問題が生じて薄膜品質の低下、さらには製品歩留りの低下を招いてしまう。さらに、装置を設置するのに広い床面積が必要になるという問題点もある。これらの問題を解消するためには、シートフィルム搬送の自動化が不可欠であるが、シートフィルムＦが可撓性を有しているため、従来より知られている搬送ロボットなどの搬送機構によるシートフィルムＦの搬送が困難となり、自動化の大きな障害の一つとなっていた。

この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、自動化に容易に対応することができ、低ランニングコストで基板への薄膜の形成を行うことができる薄膜形成装置および薄膜形成方法を提供することを目的とする。

この発明にかかる薄膜形成装置は、上記目的を達成するため、不撓性の板状部材の表面に形成された薄膜に対して基板の薄膜形成面を対向配置させた状態で板状部材および基板を保持しつつ、板状部材および基板のうち少なくとも一方を他方側に移動させることによって、薄膜を薄膜形成面に密着させて、薄膜を介して基板と板状部材とが一体化された密着物を得る密着手段と、密着物から板状部材を選択的に剥離させる剥離手段と、剥離手段により剥離された板状部材を洗浄する洗浄手段とを備えたことを特徴としている。

また、この発明にかかる薄膜形成方法は、上記目的を達成するため、不撓性の板状部材の表面に形成された薄膜に対し、基板の薄膜形成面を対向配置した後、板状部材および基板のうち少なくとも一方を他方側に移動させることによって、薄膜を薄膜形成面に密着させて、薄膜を介して基板と板状部材とが一体化された密着物を得る密着工程と、密着工程後に、密着物から板状部材を選択的に剥離する剥離工程と、剥離された板状部材を洗浄する洗浄工程とを備えたことを特徴としている。

このように構成された発明（薄膜形成装置および薄膜形成方法）では、不撓性の板状部材を用いて基板への薄膜転写が行われる。つまり、板状部材に形成された薄膜と、基板の薄膜形成面とが相互に対向した状態で板状部材および基板のうち少なくとも一方が他方側に移動されて薄膜が薄膜形成面に密着する。そして、板状部材が選択的に剥離されることで板状部材から基板に薄膜が転写され、基板の薄膜形成面に薄膜が形成される。一方、板状部材側では、剥離された板状部材を洗浄することによって板状部材の表面から薄膜が除去されて再利用が可能となる。これによって板状部材に薄膜の一部が残ったまま次の薄膜が板状部材に形成されるのを防止することができ、高品質で薄膜形成を行うことができる。また、この発明ではその表面に薄膜が形成された不撓性の板状部材を搬送することで基板への薄膜の密着が可能となっており、従来より周知の搬送ロボットなどの搬送機構を用いることができ、薄膜形成処理の自動化が容易なものとなる。

ここで、洗浄手段としては、その内部が洗浄チャンバーとなっている洗浄容器と、洗浄チャンバー内に板状部材を洗浄するための洗浄液を供給する洗浄液供給部とを有するものを用いることができる。また、洗浄チャンバー内で板状部材を浮遊した状態で保持するのが好ましい。

また、洗浄チャンバー内に板状部材を乾燥させるためのガスを供給するガス供給部をさらに備えるようにしてもよい。ここで、ガス供給部は予め加熱されたガスを供給するのが乾燥効率の点から望ましい。

また、板状部材を構成する材料としては、半導体材料、金属、セラミックスや樹脂などの材料を用いることができるが、基板への汚染物質を含まず、加工性に優れ、しかも板状部材の表面の平坦性を容易に高めることができる点などを考慮すると、石英材料を用いるのが望ましい。

また、この発明にかかる薄膜形成装置は、上記目的を達成するため、不撓性の板状部材に、薄膜となる塗布液を供給する塗布ユニットと、塗布液が薄膜となって表面に存在する板状部材の該薄膜に対して、基板の薄膜形成面を対向させた状態で基板を保持しつつ、板状部材および基板のうち少なくとも一方を他方側に移動させることによって、薄膜を薄膜形成面に密着させて、薄膜を介して基板と板状部材とが一体化された密着物を得る密着ユニットと、密着物から板状部材を選択的に剥離させる剥離ユニットと、板状部材を洗浄する洗浄ユニットと、板状部材、基板、密着物を保持して塗布ユニット、密着ユニット、剥離ユニット、洗浄ユニットに搬送する搬送機構とを備えたことを特徴としている。

また、この発明にかかる薄膜形成方法は、上記目的を達成するため、塗布ユニットにおいて不撓性の板状部材に薄膜となる塗布液を供給する塗布工程と、塗布液が薄膜となって表面に存在する板状部材を密着ユニットに搬送するとともに、基板を密着ユニットに搬送する第１搬送工程と、密着ユニットにおいて板状部材の表面に形成された薄膜に対し、基板の薄膜形成面を対向配置した後、板状部材および基板のうち少なくとも一方を他方側に移動させることによって、薄膜を薄膜形成面に密着させて、薄膜を介して基板と板状部材とが一体化された密着物を得る密着工程と、密着物を剥離ユニットに搬送する第２搬送工程と、剥離ユニットにおいて密着物から板状部材を選択的に剥離する剥離工程と、剥離された板状部材を洗浄ユニットに搬送する第３搬送工程と、洗浄ユニットにおいて剥離された板状部材を洗浄する洗浄工程とを備えたことを特徴としている。

このように構成された発明（薄膜形成装置および薄膜形成方法）では、一度薄膜形成処理に供された板状部材を洗浄ユニットにて洗浄し、再度薄膜形成処理に提供することができるので、薄膜形成処理の自動化が容易になる。また、不撓性の板状部材を密着ユニットに搬送することで基板への薄膜の密着が可能となっており、従来より周知の搬送ロボットなどの搬送機構を用いることができ、薄膜形成処理の自動化が容易なものとなる。

また、次に板状部材が再利用されるまで、板状部材を収容する板状部材用カセット内に、洗浄ユニットにおいて洗浄された板状部材を待機させるのが好ましい。

以上のように、この発明によれば、不撓性の板状部材に形成された薄膜と、基板の薄膜形成面とが相互に対向した状態で板状部材および基板のうち少なくとも一方を他方側に移動して薄膜を薄膜形成面に密着した後、板状部材を選択的に剥離して板状部材から基板に薄膜を転写するように構成しているので、剥離した板状部材を再利用することができ、薄膜転写を行うたびにシートフィルムを廃棄していた従来装置に比べ、ランニングコストを大幅に低減することができる。しかも、剥離した板状部材を洗浄しているので、板状部材に薄膜の一部が残ったまま次の薄膜が板状部材に形成されるのを防止することができ、高品質で薄膜形成を行うことができる。また、この発明では不撓性の板状部材を用いて密着処理および剥離処理を実行しているので、従来より周知の搬送ロボットなどの搬送機構を用いることができ、薄膜形成処理の自動化を容易に図ることができる。

ここでは、薄膜形成装置を構成する各処理ユニット（塗布ユニット、乾燥ユニット、密着ユニット、剥離ユニットおよび洗浄ユニット）の構成および動作を詳述する前に、薄膜形成装置における概要動作について図１および図２を参照しつつ説明する。

図１は、この発明にかかる薄膜形成装置の基本動作を示す図であり、同図中の実線矢印は基板の搬送順序を示し、１点鎖線矢印は石英板の搬送順序を示し、白抜矢印は密着物の搬送を示している。また、図２は図１の基本動作を示す模式図である。この薄膜形成装置では、その表面に電極配線１１が形成された基板１が基板用カセットに収容される一方、本発明の「不撓性の板状部材」に相当する石英板２が板状部材用カセットに収容されている。そして、板状部材用カセットから石英板２を従来より周知の搬送ロボットなどの搬送機構によって取り出し、図２（ａ）に示すように、その石英板２の表面に絶縁膜２１を塗布した（ステップＳ１：塗布処理）後、その絶縁膜２１を乾燥させる（ステップＳ２：乾燥処理）。

そして、その表面に絶縁膜２１が形成された石英板２を密着ユニットに搬送するとともに、基板用カセットから基板１を取り出し、石英板２の表面に形成された絶縁膜２１に対して基板１の薄膜形成面、つまり電極配線１１が形成された側の表面１２を対向配置させる（図２（ｂ））。そして、その対向状態のまま基板１および石英板２を相互に近接移動させることによって、絶縁膜２１を薄膜形成面１２に密着させて、絶縁膜２１を介して基板１と石英板２とが一体化された密着物（後で説明する図６中の符号Ａ）を形成する（ステップＳ３：密着処理）。

次に、その密着物を剥離ユニットに搬送した後、密着物から石英板２のみを選択的に剥離させて基板１への絶縁膜２１の転写が完了する（ステップＳ４：剥離処理）。こうすることで基板１の薄膜形成面１２に絶縁膜２１が形成され、搬送機構によって基板用カセットに収容される。一方、石英板２については、搬送機構によって洗浄ユニットに搬送されて洗浄された（ステップＳ５：洗浄処理）後、板状部材用カセットに戻され、次に再利用されるまで該カセット内で待機される。

次に、本発明の薄膜形成装置を構成し、上記した塗布処理、乾燥処理、密着処理、剥離処理および洗浄処理をそれぞれ実行する塗布ユニット、乾燥ユニット、密着ユニット、剥離ユニットおよび洗浄ユニットの構成および動作について順次説明する。

図３は、この発明にかかる薄膜形成装置に設けられる塗布ユニットの一実施形態を示す図である。この塗布ユニット３は、円板状のステージ３１と、このステージ３１を回転させるモータ（図示省略）の回転軸３２と、塗布液である例えばＳＯＧ（Spin-on-Glass）液を塗布するためのＳＯＧ液用吐出ノズル３３と、エッジリンスを行うべく石英板２の周縁部分に洗浄液を吐出する洗浄液用吐出ノズル３４と、塗布液や洗浄液等が塗布ユニット３の周辺に飛散するのを防止する飛散防止カップ３５とを備えている。

このステージ３１では、図示を省略する複数の支持ピンが昇降可能となっており、支持ピンがステージ３１の上面から突出して石英板２を搬送機構から受け取った後、支持ピンがステージ３１内に下降後退することで石英板２をステージ３１の上面に載置する。また、そのステージ３１には複数の吸着孔が設けられており、上記のようにして載置された石英板２を真空吸着して保持可能となっている。また、支持ピンが上昇することでステージ３１上の石英板２をステージ３１から持ち上げて搬送機構による塗布ユニット３からの石英板２の搬出が可能となっている。そして、このように構成されたステージ３１の周囲を飛散防止カップ３５が取り囲む構成になっている。

次に、上述の構成を有する塗布ユニット３の動作について説明する。この装置では、板状部材用カセットから取り出された石英板２が搬送機構と支持ピンとによってステージ３１に載置されると、石英板２が真空吸着によってステージ３１上に支持されて塗布ユニット３への石英板２のセットが完了する。そして、塗布ユニット３に設けられたモータ（図示省略）が作動し、回転軸３２が回転し始め、この回転に伴って、ステージ３１、さらには石英板２が回転される。また、この回転と同時、あるいは少し遅れてＳＯＧ液用吐出ノズル３３より石英板２の中心点に向かってＳＯＧ液を供給する。すると、石英板２の回転に伴う遠心力によって、石英板２の中心から全面にわたってＳＯＧ液が塗布されて絶縁膜（ＳＯＧ膜）２１が形成される。このとき、石英板２の外側に飛散したＳＯＧ液は飛散防止カップ３５、さらには図示を省略する排出管を介して塗布ユニット３の外部に排出される。

そして、石英板２の全面に対してＳＯＧ液の供給を行った後、エッジリンスを行う。すなわち、洗浄液用吐出ノズル３４より石英板２の周縁部分に向かって洗浄液が吐出される。ここでも、石英板２の回転は継続されているため、この回転によって、石英板２の周縁部分に付着していた塗布液が除去される。こうして石英板２に対する塗布処理（ステップＳ１）が完了すると、真空吸着を解除した後、支持ピンによって石英板２をステージ３１から持ち上げ、搬送機構によって次の乾燥ユニット４に搬送する。

なお、この実施形態における塗布ユニット３では、塗布液としてＳＯＧ液を用いたが、半導体のフォトリソグラフィに用いられるフォトレジスト液、ＳＯＤ液などに例示されるように、基板１に対して形成すべき薄膜を構成する塗布液ならば、特に限定されるものではない。また、ここでは石英板２を真空吸着により保持しているが、機械的に保持するように構成してもよく、石英板２などの保持方式は特に限定されないことはいうまでもなく、この点に関しては他の処理ユニットにおいても同様である。

図４は、この発明にかかる薄膜形成装置に設けられる乾燥ユニットの一実施形態を示す図である。この乾燥ユニット４は、その内部が上記乾燥処理（ステップＳ２）を実行するための処理チャンバー４１１となっている処理容器４１と、その処理チャンバー４１１の内底部に配置されたホットプレート（ステージ）４２とを備えている。

この処理容器４１の底部には２箇所の窒素ガス導入口４１２，４１３が設けられており、図示を省略する窒素ガス供給源から窒素ガス（Ｎ2ガス）が上記導入口４１２，４１３を介して処理チャンバー４１１内に供給される。また、処理容器４１の天井部には、排気口４１４が設けられており、処理チャンバー４１１内の気体成分を処理チャンバー４１１から排気可能となっている。このため、処理チャンバー４１１は窒素ガス雰囲気に満たされ、この雰囲気で乾燥処理が行われる。

また、ホットプレート４２はヒータ４２１を内蔵しており、制御ユニット（図示省略）から与えられる電気信号によりヒータ４２１が発熱するように構成されている。また、ホットプレート４２には、塗布ユニット３のステージ３１と同様に昇降可能な支持ピン（図示省略）が設けられており、支持ピンと搬送機構とによってホットプレート４２への石英板２の載置およびホットプレート４２からの石英板２の搬出が可能となっている。そして、搬送機構と支持ピンとによって石英板２がホットプレート４２に載置されると同時に、乾燥処理（ステップＳ２）が開始される。

なお、この実施形態では、乾燥処理の対象物たる石英板２をホットプレート４２に直接載置して乾燥処理を行っているが、ホットプレート４２から微小距離だけ離間させた状態で乾燥させる、いわゆるプロキシミティ乾燥を行うように構成してもよい。

また、次に説明する密着ユニット５において石英板２上の絶縁膜（ＳＯＧ膜）２１を基板１に転写するときに、石英板２から基板１に対して絶縁膜２１を転写させ易くするために、絶縁膜２１が半乾きの状態で乾燥処理を終えるのが好ましい。

図５は、この発明にかかる薄膜形成装置に設けられる密着ユニットの一実施形態を示す図である。この密着ユニット５は、その内部が上記した密着処理（ステップＳ５）を行う処理チャンバー５１１となっている処理容器５１を有している。この処理チャンバー５１１には、第１、第２のステージ５２，５３が上下に対向して収容されている。これらのステージのうち、第１のステージ５２は基板用カセットから取り出された基板１を、その薄膜形成面１２を下方に向けた状態で、第２のステージ５３と対向するステージ面に保持可能となっている。

また、第１のステージ５２には、加熱ヒータ５２１が内蔵されている。この加熱ヒータ５２１は制御ユニット（図示省略）から与えられる基板温度信号に基づき例えば２５°Ｃ〜３００°Ｃの間で加熱制御される。そして、第１のステージ５２は処理容器５１内に吊設され、加重モータ５４によって昇降されるように構成されている。

また、もう一方のステージ、つまり第２のステージ５３は第１のステージ５２の下方に軸線を一致させて配設され、絶縁膜２１を基板１の薄膜形成面１２に対向した状態で石英板２を第２のステージ５３の上面において吸着可能となっている。なお、第２のステージ５３の構成は塗布ユニット３のステージ３１とほぼ同一であり、相違している点はステージ５３に加熱ヒータ５３１が内蔵されており、制御ユニット（図示省略）から与えられる石英板温度信号に基づき例えば２５°Ｃ〜３００°Ｃの間で加熱制御される点である。

さらに、第２のステージ５３は、支え板５５上において複数の圧縮コイルばね５６によって弾性支持されて配設されることにより、基板１と石英板２を相互に押し付けたとき加重圧力が均一になるようにしている。また、支え板５５は、支柱５７によって上下動自在に保持され、加重モータ５８によって昇降されるように構成されている。

このように構成された密着ユニット５では、石英板（板状部材）２の表面に形成された絶縁膜（薄膜）２１に対して基板１の薄膜形成面１２を対向配置させた状態で基板１および石英板２をそれぞれステージ５２，５３によって保持しつつ、加重モータ５４，５８によって２つのステージ５２，５３を互いに近接する方向に昇降移動させることで絶縁膜２１を薄膜形成面１２に密着させて、絶縁膜２１を介して基板１と石英板２とが一体化された密着物が形成される。

ここで、この実施形態では、ステージ５２，５３の各々を他方側に移動させることによって石英板２上の絶縁膜２１を薄膜形成面１２に密着させているが、ステージ５２のみを他方（ステージ５３）側に移動させたり、逆にステージ５３のみを他方（ステージ５２）側に移動させることによって上記密着処理を行ってもよく、要は、基板１および石英板２のうち少なくとも一方を他方側に移動させることによって、絶縁膜（薄膜）２１を基板１の薄膜形成面１２に密着させるように構成すればよい。

こうして形成された密着物については、搬送機構によって次の処理ユニット、つまり剥離ユニット６に搬送されて剥離処理（ステップＳ４）が実行される。

図６は、この発明にかかる薄膜形成装置に設けられる剥離ユニットの一実施形態を示す図である。この剥離ユニット６は、その内部が剥離処理（ステップＳ４）を実行するための処理チャンバー６１１となっている処理容器６１と、その処理チャンバー６１１の下方に配置されて上記密着ユニット５により形成された密着物Ａの石英板２を真空吸着するクールプレート６２と、処理チャンバー６１１において、クールプレート６２の上方に設けられ、クールプレート６２上に載置された密着物Ａの基板１を吸着可能で、上下方向および、同図紙面に対して垂直な方向に沿った軸ＡＸ周りに回動する基板吸着部６３とを備えている。

また、基板吸着部６３には該基板吸着部６３を軸ＡＸ周りに回動させるため、ロータリ型のエアシリンダなどを用いた回動機構６４が接続されている。また、基板吸着部６３には昇降機構６５が設けられている。

昇降機構６５は、エアシリンダなどの駆動部材６６によって、基板吸着部６３における基板１との接触面に対して進退するピン６７を有する。そして、基板１が上方を向いた状態になるよう基板吸着部６３が回動したとき、ピン６７を上昇させることにより基板１を基板吸着部６３の上方に上昇させることが可能である。

処理容器６１の処理チャンバー６１１には、図示を省略する除電器が設けられており、処理チャンバー６１１内においてオゾン（Ｏ3）雰囲気を形成可能となっている。

また、クールプレート６２の内部には、冷却水や液体窒素などの冷媒を流通させるための流通経路６２１が設けられており、冷媒供給部６８から冷媒を流通経路６２１に流通させてクールプレート６２と直接接触している石英板２を強制冷却可能となっている。このように、この実施形態では、クールプレート６２が板状部材たる石英板２を保持する保持部として機能する一方、そのクールプレート６２を流通経路６２１と冷媒供給部６８とからなる冷却機構によって冷却するように構成しており、本発明の「温度差発生部」として機能している。

次に、上記のように構成された剥離ユニット６の動作について説明する。密着ユニット５により絶縁膜２１を介して石英板２が貼り合わされた基板１、つまり密着物Ａが搬送機構により支持されながら剥離ユニット６の処理チャンバー６１１内に搬入される。このとき、基板吸着部６３は上方に退避している。そして、搬送機構は、石英板２がクールプレート６２と接触するように、密着物Ａをクールプレート６２に載置した後、処理容器６１外に退避する。

そして、クールプレート６２が石英板２を吸着する一方、上方に退避していた基板吸着部６３が下降し基板１の裏面（非薄膜形成面）を吸着する。また、処理容器６１を密閉し、除電器を作動させて処理チャンバー６１１内をオゾン雰囲気の状態にする。

それに続いて、クールプレート６２の流通経路６２１に対する冷媒の流通が開始されて石英板２が急速に冷却される。これによって、絶縁膜（薄膜）２１と石英板２との間に大きな温度差が与えられることとなり、両者の熱膨張率の差により石英板２と絶縁膜２１との接合が解除される。そして、所定時間後、基板吸着部６３が上昇すると、石英板２と絶縁膜２１との界面が剥離して、密着物Ａから石英板２が選択的に、しかも確実に剥離され、基板１の薄膜形成面１２に絶縁膜２１が転写されることになる。

そして、上昇した基板吸着部６３は回動機構６４によって軸ＡＸ周りに回動し、基板１の薄膜形成面１２が上方を向いて水平姿勢になるような状態で停止する。その後、基板吸着部６３は基板１の吸着を解除するとともに、昇降機構６５が基板１を上昇させる。すなわち、駆動部材６６によってピン６７を上昇させることによって、基板１を基板吸着部６３との接触面から上昇させる。

そして、上昇した基板１は搬送機構によって搬出され、基板用カセットに収容される。一方、クールプレート６２は石英板２の吸着を解除する。そして、搬送機構によって剥離ユニット６から搬出され、次の洗浄ユニット７に搬送される。

なお、密着物Ａから石英板２を剥離する際に、処理チャンバー６１１内が真空雰囲気であると、剥離帯電によって基板１自体が破壊される場合があるが、本実施形態では処理チャンバー６１１内はオゾン雰囲気に調整されているので、オゾンの除電作用によって帯電が起こらずに基板１が破壊されるのを効果的に防止することができる。

図７は、この発明にかかる薄膜形成装置に設けられる洗浄ユニットの一実施形態を示す図である。この洗浄ユニット７は、その内部が洗浄処理（ステップＳ５）を実行するための洗浄チャンバー７１１となっている洗浄容器７１を備えている。この洗浄容器７１の内底面から洗浄チャンバー７１１内に向けて、４本の支持ピン７２が立設されており、石英板２を洗浄チャンバー７１１内に浮遊した状態で保持可能となっている。

洗浄容器７１の側面には洗浄液導入口７１２が設けられており、その洗浄液導入口７１２に接続された洗浄液供給源から石英板２を洗浄するための洗浄液（例えばシンナー、イソプロピルアルコール、エタノールなどの有機溶剤や純水など）が洗浄チャンバー７１１内に供給可能となっている。また、洗浄容器７１の側面には、洗浄液導入口７１２と対向して排出口７１３が設けられており、上記のようにして洗浄チャンバー７１１に供給された洗浄液、ならびに洗浄液によって石英板２から洗浄除去された汚染物質などを洗浄チャンバー７１１から排液回収部に排出可能となっている。さらに、洗浄容器７１の天井中央部には、窒素ガス導入口７１４が設けられており、その窒素ガス導入口７１４に接続された窒素ガス供給源から洗浄チャンバー７１１に窒素ガスを供給して洗浄後の石英板２を乾燥させることができるように構成されている。

次に、上記のように構成された洗浄ユニット７では、剥離ユニット６によって密着物Ａから剥離された石英板２が搬送機構によって洗浄チャンバー７１１内に搬入され、支持ピン７２によって保持される。そして、この保持状態のまま、排出口７１３の近傍に設けられる電磁弁（図示省略）を閉じて排出口７１３からの排液を禁止するとともに、窒素ガス導入口７１４の近傍に設けられる電磁弁（図示省略）を閉じて洗浄チャンバー７１１への窒素ガスの供給を停止する一方、洗浄液導入口７１２の近傍に設けられる電磁弁（図示省略）を開いて洗浄チャンバー７１１内に洗浄液を供給して石英板２の洗浄を開始する。

そして、洗浄時間が経過すると、洗浄チャンバー７１１への洗浄液の供給を停止するとともに、洗浄チャンバー７１１内の洗浄液ならびに洗浄液によって石英板２から洗浄除去された汚染物質などを洗浄チャンバー７１１から排液回収部に排出させる。なお、この実施形態では、洗浄液の供給停止と同時に排液を開始しているが、洗浄チャンバー７１１への洗浄液の供給と、洗浄チャンバー７１１からの排液とをしばらくオーバーラップさせてフレッシュな洗浄液を供給しつつ、汚染物質の排出をしばらく継続させた後で、洗浄液の供給を停止するようにしてもよく、この場合、使用する洗浄液の量が増えるものの、洗浄効果を高めることができる。

こうして石英板２の洗浄が完了すると、窒素ガス導入口７１４側の電磁弁を開いて窒素ガスを洗浄チャンバー７１１に供給して石英板２を乾燥させる。このとき、常温の窒素ガスを用いるよりも予め加熱された窒素ガスを用いるのが乾燥効率の点から望ましい。また、この実施形態では窒素ガスを用いているが、使用される気体は窒素ガスに限定されるものではなく、例えば空気や不活性ガスなど用いてもよい。

最後に、石英板２の乾燥が完了すると、搬送機構によって石英板２を洗浄チャンバー７１１から取出した後、板状部材用カセットに搬送収容し、次に再利用されるまで該カセット内で待機させる。

以上のように構成された薄膜形成装置によれば、密着ユニット５において、不撓性の石英板２に形成された絶縁膜（薄膜）２１と、基板１の薄膜形成面１２とを相互に対向した状態で基板１および石英板２を相互に近接移動させて絶縁膜２１を薄膜形成面１２に密着させている。そして、剥離ユニット６において、石英板２を選択的に密着物Ａから剥離し、石英板２から基板１への絶縁膜２１の転写を行って基板１の薄膜形成面１２に絶縁膜２１を形成している。一方、剥離した石英板２については、洗浄ユニット７により洗浄した後、板状部材用カセットに戻し、再利用に供することが可能となっているため、石英板２を繰り返して使用することができ、薄膜転写を行うたびにシートフィルムＦを廃棄していた従来装置に比べ、ランニングコストを大幅に低減することができる。

また、石英板２を密着物Ａから剥離した際に石英板２の表面から絶縁膜２１が完全に取り除かれる場合には上記洗浄処理（ステップＳ５）は不要となるが、石英板２の表面に絶縁膜２１の一部が残留すると、該石英板２の表面に形成する絶縁膜２１の品質が低下するおそれがある。しかしながら、上記装置では、再利用の前に石英板２に対して洗浄処理を施しているため、常に良好な品質の絶縁膜２１を石英板２に形成することができる。

また、上記装置では、不撓性の石英板２を密着ユニット５に搬送することで基板１への絶縁膜２１の密着が可能となっており、従来より周知の搬送ロボットなどの搬送機構を用いることができ、薄膜形成処理の自動化が容易なものとなっている。

さらに、不撓性の板状部材として石英を用いているが、半導体材料、金属、セラミックスや樹脂などの材料を用いることができるが、上記装置では基板１への汚染物質を含まず、加工性に優れ、しかも石英板２の表面の平坦性を容易に高めることができる点などを考慮して石英材料を用いている。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、密着処理（ステップＳ３）については密着ユニット５を用いて行い、剥離処理（ステップＳ４）については剥離ユニット６を用いて行っているが、密着処理および剥離処理を同一ユニットにおいて連続的に行うようにしてもよい。例えば、密着ユニット５のステージ５３に加熱ヒータ５３１のみならず、冷却機構をさらに設け、密着処理（ステップＳ３）に続いて加熱ヒータ５３１を停止させた後、冷却機構によって剥離処理を実行するように構成してもよい。

また、上記実施形態では、薄膜として絶縁膜２１を基板１の薄膜形成面１２に転写しているが、絶縁膜以外の薄膜を基板１に転写する薄膜形成装置全般に本発明を適用することができる。さらに、上記した実施形態では、半導体ウエハや液晶パネル用ガラス基板などの基板１に薄膜を形成する例を示したが、これに限らず、フォトマスク用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板、電子部品材料関係であればマルチチップモジュール等の実装関係の配線基板（例えばプリント基板）にも適用できることはいうまでもない。

この発明は、絶縁膜や金属膜などの薄膜を基板の薄膜形成面に転写して薄膜を形成する薄膜形成装置および薄膜形成方法に適用することができる。

この発明にかかる薄膜形成装置の基本動作を示す図である。 図１の基本動作を示す模式図である。 この発明にかかる薄膜形成装置に設けられる塗布ユニットの一実施形態を示す図である。 この発明にかかる薄膜形成装置に設けられる乾燥ユニットの一実施形態を示す図である。 この発明にかかる薄膜形成装置に設けられる密着ユニットの一実施形態を示す図である。 この発明にかかる薄膜形成装置に設けられる剥離ユニットの一実施形態を示す図である。 この発明にかかる薄膜形成装置に設けられる洗浄ユニットの一実施形態を示す図である。 従来の薄膜形成装置における薄膜形成動作を示す図である。

符号の説明

１…基板
２…石英板（不撓性の板状部材）
３…塗布ユニット
５…密着ユニット（密着手段）
６…剥離ユニット（剥離手段）
７…洗浄ユニット（洗浄手段）
１２…薄膜形成面
２１…絶縁膜（薄膜）
７１…洗浄容器
７２…支持ピン（保持部材）
７１１…洗浄チャンバー
Ａ…密着物

Claims (11)

1. 不撓性の板状部材の表面に形成された薄膜に対して基板の薄膜形成面を対向配置させた状態で前記板状部材および前記基板を保持しつつ、前記板状部材および前記基板のうち少なくとも一方を他方側に移動させることによって、前記薄膜を前記薄膜形成面に密着させて、前記薄膜を介して前記基板と前記板状部材とが一体化された密着物を得る密着手段と、
   前記密着物から前記板状部材を選択的に剥離させる剥離手段と、
   前記剥離手段により剥離された前記板状部材を洗浄する洗浄手段と
   を備えたことを特徴とする薄膜形成装置。
2. 前記洗浄手段は、その内部が洗浄チャンバーとなっている洗浄容器と、前記洗浄チャンバー内に前記板状部材を洗浄するための洗浄液を供給する洗浄液供給部とを有する請求項１記載の薄膜形成装置。
3. 前記洗浄チャンバー内で前記板状部材を浮遊した状態で保持する保持部材をさらに備える請求項２記載の薄膜形成装置。
4. 前記洗浄チャンバー内に前記板状部材を乾燥させるためのガスを供給するガス供給部をさらに備える請求項２または３記載の薄膜形成装置。
5. 前記ガス供給部は予め加熱されたガスを供給する請求項４記載の薄膜形成装置。
6. 前記板状部材は石英板である請求項１ないし５のいずれかに記載の薄膜形成装置。
7. 不撓性の板状部材に、薄膜となる塗布液を供給する塗布ユニットと、
   塗布液が薄膜となって表面に存在する前記板状部材の該薄膜に対して、基板の薄膜形成面を対向させた状態で前記基板を保持しつつ、前記板状部材および前記基板のうち少なくとも一方を他方側に移動させることによって、前記薄膜を前記薄膜形成面に密着させて、前記薄膜を介して前記基板と前記板状部材とが一体化された密着物を得る密着ユニットと、
   前記密着物から前記板状部材を選択的に剥離させる剥離ユニットと、
   前記板状部材を洗浄する洗浄ユニットと、
   前記板状部材、前記基板、前記密着物を保持して塗布ユニット、密着ユニット、剥離ユニット、洗浄ユニットに搬送する搬送機構と
   を備えたことを特徴とする薄膜形成装置。
8. 前記搬送機構は、前記塗布液が前記薄膜となって表面に存在する板状部材を前記密着ユニットに搬送するとともに、基板を前記密着ユニットに搬送する請求項７記載の薄膜形成装置。
9. 板状部材を収容する板状部材用カセットをさらに備え、前記洗浄ユニットにおいて洗浄された前記板状部材は前記板状部材用カセット内で待機される請求項７または８記載の薄膜形成装置。
10. 不撓性の板状部材の表面に形成された薄膜に対し、基板の薄膜形成面を対向配置した後、前記板状部材および前記基板のうち少なくとも一方を他方側に移動させることによって、前記薄膜を前記薄膜形成面に密着させて、前記薄膜を介して前記基板と前記板状部材とが一体化された密着物を得る密着工程と、
    前記密着工程後に、前記密着物から前記板状部材を選択的に剥離する剥離工程と、
    剥離された前記板状部材を洗浄する洗浄工程と
    を備えたことを特徴とする薄膜形成方法。
11. 塗布ユニットにおいて不撓性の板状部材に薄膜となる塗布液を供給する塗布工程と、
    前記塗布液が前記薄膜となって表面に存在する前記板状部材を密着ユニットに搬送するとともに、基板を前記密着ユニットに搬送する第１搬送工程と、
    前記密着ユニットにおいて前記板状部材の表面に形成された前記薄膜に対し、前記基板の薄膜形成面を対向配置した後、前記板状部材および前記基板のうち少なくとも一方を他方側に移動させることによって、前記薄膜を前記薄膜形成面に密着させて、前記薄膜を介して前記基板と前記板状部材とが一体化された密着物を得る密着工程と、
    前記密着物を剥離ユニットに搬送する第２搬送工程と、
    前記剥離ユニットにおいて前記密着物から前記板状部材を選択的に剥離する剥離工程と、
    剥離された前記板状部材を洗浄ユニットに搬送する第３搬送工程と、
    前記洗浄ユニットにおいて剥離された前記板状部材を洗浄する洗浄工程と
    を備えたことを特徴とする薄膜形成方法。

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