JP3583393B2

JP3583393B2 - Thin film formation method

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Publication number: JP3583393B2
Application number: JP2001277697A
Authority: JP
Inventors: 昇男佐藤; 克之町田; 億久良木
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2001-09-13
Filing date: 2001-09-13
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: JP2003086583A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、基板に転写するなどの目的で、シート状の基材上に剥がれやすい状態で薄膜を形成する薄膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フッ素化合物系の材料からなる基材上に薄膜材料を塗布する場合、基材表面と薄膜材料の濡れ性が悪く、薄膜材料が塗布できない。これを解消するため、コロナ放電処理などの表面処理によって基材の表面状態を変化させ、基材表面と薄膜材料との濡れ性および接着性を向上させるようにしている。
例えば、図１４（ａ）の平面図および図１４（ｂ）の概略的な断面図に示すように、フッ素系の合成樹脂フィルムからなる円形の基材１４０１を用意し、図１４（ｃ）の平面図および図１４（ｄ）の断面図に示すように、基材１４０１の表面にコロナ放電処理を施して表面処理領域１４０２を形成する。この後、回転塗布法により基材１４０１上に薄膜材料を形成すれば、図１４（ｅ）の平面図および図１４（ｆ）の断面図に示すように、基板１４０１の表面処理領域１４０２上に、薄膜１４０３が形成された状態が得られる。
【０００３】
また、つぎに示すようにして薄膜を形成する場合もある。まず、図１５（ａ）の平面図および図１５（ｂ）の概略的な断面図に示すように、フッ素系の合成樹脂フィルムからなる円形の基材１５０１の上に、リング状のカバー１５０２を配置する。この状態で、基材１５０１の露出している表面にコロナ放電処理を施し、カバー１５０２を取り除けば、図１５（ｃ）の平面図および図１５（ｄ）の断面図に示すように、部分的に表面処理領域１５０３を得ることができる。このように、コロナ放電処理を部分的に施すことで、表面処理領域１５０３を形成した後、回転塗布法により基材１５０１上に薄膜材料を形成し、周辺部分をエッジリンス（周辺リンス）などにより除去すれば、基板１５０１の表面処理領域１５０３上に、薄膜１５０４が形成された状態が得られる。
【０００４】
以上のようにして、基材１５０１上に薄膜１５０４を形成した後、図１６（ａ）の斜視図に示すように、ウエハ１６０１を位置合わせした状態で対向配置し、図１６（ｂ）の断面図に示すように、ウエハ１６０１を薄膜１５０４表面に貼り合わせ、これらを真空中で熱圧着する。この後、基材１５０１を剥がすことで、図１７（ａ）の平面図および図１７（ｂ）の断面図に示すように、ウエハ１６０１上に、薄膜１５０４ａが形成（転写）された状態が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような表面処理，塗布，熱圧着を経た場合、基材のみを剥離して薄膜を基板（ウエハ）に転写する際に、転写が不良になる場合があった。
例えば、図１８（ａ）の断面図に示すように、基材１５０１上に選択的に形成された処理領域１５０３に、前述したように薄膜１５０４を形成し、この上にウエハ１６０１を貼り合わせて熱圧着した状態とする。この後、基材１５０１に力を加えてウエハ１６０１から剥離するが、図１８（ｂ）に示すように、薄膜１５０４が基材１５０１側より全く移動せず、ウエハ１６０１になにも転写されない場合がある。
【０００６】
また、薄膜１５０４が部分的に転写され、図１８（ｃ）に示すように、ウエハ１６０１に部分的に薄膜１５０４ｂが形成される場合もある。
これら不完全な転写は、薄膜１５０４とウエハ１６０１との接着力が、薄膜１５０４と基材１５０１との接着力より弱いために起こる問題である。
【０００７】
本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、例えば、基材上の薄膜を基板に転写し易いなど、基材上に形成した薄膜がより容易に剥離可能な状態で、基材上に薄膜が形成できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の一形態における薄膜形成方法は、基板に転写するための薄膜を転写元の基材上に形成する薄膜形成方法において、基材の主表面の中央部に配置された中央領域の周囲に、表面の濡れ性が薄膜の材料である液状の薄膜材料に対して向上したリング状の処理領域を形成する表面処理工程と、この表面処理工程の後、基材の主表面に薄膜材料を塗布し、中央領域を全て覆い周縁部が処理領域上にまで延在する薄膜を形成する塗布工程とを備えたものである。
この薄膜形成方法によれば、基材上に形成された薄膜は、周縁部が基材と密着性よく形成される。
【０００９】
上記の薄膜形成方法において、例えば、表面の濡れ性が薄膜材料に対して向上した部分処理領域を、中央領域内に処理領域とは離間して形成する部分処理工程を新たに備え、表面処理工程と部分処理工程との後で塗布工程を行うようにしてもよい。また、例えば、部分処理領域は、中央領域の中央部に配置されて中心を中央領域と実質的に同一とした円形の領域としてもよく、部分処理領域は、中央領域の中央部に配置されて中心を中央領域と実質的に同一とした円形の領域と、処理領域と円形の領域との間に配置されて中心を中央領域と実質的に同一としたリング状の領域とするようにしてもよい。
【００１０】
また、上記薄膜形成方法において、部分処理領域は、例えば、中央領域の中央部に配置されて中心を中央領域と実質的に同一とした円形の領域と、処理領域と円形の領域との間に配置されて、中央領域の中心部より実質的に等距離に配置された複数の部分領域とから構成するようにしてもよい。
【００１１】
また、上記薄膜形成方法において、薄膜を形成する領域内で、部分処理領域と処理領域とを合計した領域である表面処理領域Ａを、座標ｐをもつ点ｘ（ｐ_１，ｐ_２）の集合とし、中央領域内の部分処理領域以外の領域である非処理領域Ｂを、座標ｑをもつ点ｙ（ｑ_１，ｑ_２）の集合とし、この点ｙ（ｑ_１，ｑ_２）から表面処理領域Ａまでの距離をｒ（ｑ，ｐ）とするとき、非処理領域Ｂ内の任意の点ｙ（ｑ_１，ｑ_２）における距離ｒ（ｑ，ｐ）の上限値と、表面処理領域Ａの全面積Ｓとの両者を同時に最小にするように、点ｘを配置するようにすればよい。
【００１２】
また、上記薄膜形成方法において、表面処理工程では、処理領域の形成に加え、中央領域を、処理領域より弱く、表面の濡れ性が薄膜材料に対して向上した状態としてもよい。
また、表面処理領域は、表面の濡れ性が薄膜材料に対して向上した複数の微細な領域から構成されたものとしてもよい。
【００１３】
また、上記薄膜形成方法において、表面の濡れ性を薄膜材料に対して向上させる処理には、コロナ放電処理を用いればよい。また、薄膜材料の塗布は、ロールコート方式，回転塗布方式，スキャン塗布法式のいずれかを用いればよい。
【００１４】
上記薄膜形成方法において、中央領域内の薄膜の表面に基板の主表面を当接させて密着させ、基材と基板とが薄膜を介して展着した状態とする貼り合わせ、この後、基板と基材とを離間させて薄膜の基板上に密着している領域を基材より剥離し、基板上に薄膜の一部が形成された状態とすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
まず、図１（ａ）の平面図に示すように、膜厚５０μｍ程度のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）からなるシートを直径３００ミリ程度の円形に切り出すことで形成した基材１０１上に、基材１０１の中央部の領域を覆い、周辺領域を露出させるカバー１０２を固定する。図１（ｂ）は、これらの状態を概略的に示す断面図である。
【００１６】
この状態で、カバー１０２上方よりコロナ放電処理を施すと、カバー１０２の周囲に露出している基材１０１の表面が、選択的に表面処理される。この処理の後、カバー１０２を取り外すことで、図２（ａ）の平面図および図２（ｂ）の断面図に示すように、基材１０１の周縁部より始まるリング状の領域に、コロナ放電処理によって濡れ性および接着性が向上した処理領域１０３が形成される。この処理領域１０３の内側は、未処理領域（中央領域）１０４となる。
【００１７】
つぎに、図３（ａ）の平面図に示すように、基材１０１の未処理領域１０４の中央部に、所定量の有機絶縁膜材料からなる薄膜材料１０５を滴下する。この後、基材１０１を基材１０１表面で形成される平面内で基材１０１の中心部を回転中心として回転させる。回転数は例えば１５００回転とし、また３０秒間回転を続ける。これらのことにより、図３（ｂ）に示すように、滴下した薄膜材料１０５は、回転の過程で遠心力によって基材１０１表面上を延伸し、未処理領域１０４を越えて処理領域１０３にまで達する。
【００１８】
以上の回転塗布を行った後、遠心力によって延伸した薄膜材料１０５の周辺部分を、例えばエッジリンス処理などにより除去し、図４の平面図に示すように、基材１０１上に、未処理領域１０４全域を覆う平面視円形の薄膜１０６が形成された状態とする。形成された薄膜１０６は、膜厚１５μｍ程度となる。
【００１９】
ところで、基材１０１上に形成された薄膜１０６の周縁部１０６ａは、表面処理によって濡れ性と接着力が向上した処理領域１０３上にある。従って、周縁部１０６ａは、基材１０１からはじかれることがなく、また、薄膜１０６（薄膜材料１０５）の凝集力によって周縁部１０６ａが基材１０１の中心部に収縮することなく安定した静止状態となる。
【００２０】
以上のことに対し、図５（ａ）に示すように、基材１０１の未処理領域１０４の中央部に、所定量の有機絶縁膜材料からなる薄膜材料１０５を滴下し、この後、基材１０１を基材１０１表面で形成される平面内で基材１０１の中心部を回転中心として回転させる。ここでは、例えば回転数を８００回転程度とし、また、回転を継続する時間を１０秒程度とする。このようにすると、薄膜材料１０５は、図５（ｂ）に示すように、遠心力が弱いため処理領域１０３に到達しない場合がある。この場合、基材１０１の回転を停止すると、図５（ｃ）に示すように、薄膜材料１０５は、未処理領域１０４の表面ではじかれて、基材１０１の中心部に凝集してしまう。この結果、この場合は、図４に示したように薄膜１０６を形成することができない。
【００２１】
以上説明したように、薄膜材料１０５を延伸させて基材１０１周辺部に形成した処理領域１０３にまで到達させれば、薄膜材料１０５の周縁部は処理領域でははじかれることがない。また、図２に示すように、処理領域１０３が、未処理領域１０４の周囲を完全に取り囲む状態となっていれば、図４に示したように、密着性の低い未処理領域１０４においても、薄膜１０６が形成された状態が得られる。
【００２２】
以上に説明したように、基材１０１の中央部の密着性の低い未処理領域１０４においても薄膜１０６が形成された状態としたら、つぎに説明するようにして、薄膜１０６を転写する。
まず、図６（ａ）に示すように、直径１５０ｍｍ程度の半導体からなるウエハ（基板）１０７を、薄膜１０６の表面に対向させ、図６（ｂ）の断面図に示すように、薄膜１０６表面とウエハ１０７の表面とを当接させる。このとき、基材１０１とウエハ１０７とが薄膜１０６を介して展着した状態とする。この後、基材１０１とウエハ１０７との圧力を加えて薄膜１０６とウエハ１０７とを圧着させ、かつこれらを真空中で加熱することで、ウエハ１０７に薄膜１０６が接合した状態とする。
【００２３】
以上のようにしてウエハ１０７に薄膜１０６を真空中で熱圧着した後、薄膜１０６より基材１０１を剥離することで、図７（ａ），（ｂ）に示すように、ウエハ１０７上に、薄膜１０６ｂが形成（転写）された状態となる。ウエハ１０７に転写される薄膜１０６ｂは、基材１０１の未処理領域１０４上に形成されていた部分であるため、基材１０１との接着性が弱い状態の部分である。この結果、上述した剥離において、ウエハ１０７に転写される薄膜１０６ｂの部分は、容易に基材１０１より剥離される状態となっているので、ウエハ１０７の表面の全域に薄膜１０６ｂが形成された状態が得られる。
【００２４】
一般に、薄膜１０６（薄膜１０６ｂ）と基材１０１との密着性が、薄膜１０６ｂとウエハ１０７の表面との密着性より小さければ、良好な剥離・転写状態が得られる。上述したように、本実施の形態によれば、転写する領域においては、基材１０１との密着性が小さい状態で、基材１０１の表面に薄膜１０６を形成できるので、良好な剥離・転写状態を得ることができる。
【００２５】
例えば、転写先となるウエハとの密着性があまり強くない材料からなる薄膜であっても、薄膜を破損することなく、基材からウエハに転写させることが可能となる。
また、微細な複数の凹部が表面に形成されているウエハに、上述したように基材上の薄膜を転写する場合、凹部内は局所的に薄膜との密着力が０となる。しかしながら、このような場合であっても、本実施の形態によれは、薄膜を破損・破壊することなく、また、ウエハ表面の凹部に中空構造が形成された状態で、これらを封止するように薄膜を転写・形成することができる。
【００２６】
ところで、上記実施の形態では、円板状の基材の周縁部に、コロナ放電処理によって濡れ性および接着性が向上した処理領域を形成するようにしたが、これに限るものではない。例えば、基材の周縁部より内側に、周縁部より離れたところから始まるリング状の処理領域を形成するようにしてもよい。これは、まず、図８（ａ），（ｂ）に示すように、基材１０１上に、基材１０１の周縁部と中心部の領域を隠してリング状の領域を開放したカバー８０２を固定する。この状態で、カバー８０２上方よりコロナ放電処理を施し、カバー８０２で覆われずに露出している基材１０１の表面を選択的に表面処理する。
【００２７】
この処理の後、カバー８０２を取り外すことで、図８（ｃ），（ｄ）に示すように、基材１０１上のリング状の領域に、コロナ放電処理によって濡れ性および接着性が向上した処理領域８０３を形成する。この状態で、図３を用いて説明したようにして薄膜材料を塗布すれば、図８（ｃ），（ｄ）に示すように、リング状の処理領域８０３に周縁部がかかるように薄膜１０６が形成できる。この場合、薄膜材料を回転により延伸・展開したとき、基材１０１の最外周の未処理領域には、薄膜材料が塗布されない。従って、エッジリンス処理における処理対象の面積を減少させることが可能となる。
【００２８】
ところで、薄膜材料の粘性が低い場合、基材上に塗布形成された薄膜の基材中央部の未処理領域上の部分は、時間がたつにつれて、この領域よりはじかれていく場合がある。また、場合によっては、前述したように回転塗布している段階で、すでに基材中央部では、薄膜材料がはじかれていく場合がある。
【００２９】
基材上に塗布形成された薄膜の、基材周囲の表面処理が施されている領域上の部分に比較し、基材中央部の未処理領域上の部分は、薄膜材料がエネルギー的に高い状態となっている。表面処理が施されていない領域における薄膜材料は、この下の基材に対する濡れ性が低いため、付着濡れに近い状態にあり、準安定な状態である。このため、薄膜材料の粘性が低い場合は、上述したように、基材中央部において、薄膜材料がはじかれる場合が発生する。
【００３０】
このはじかれる状態を解消するためには、例えば、基材の中央部の所定領域に、コロナ放電処理が施された表面処理領域を形成すればよい。例えば、図９（ａ），（ｂ）に示すように、基材１０１の上に、リング状の処理領域９０３とともに、中央部に小さな処理領域９０３ａを形成し、この基材１０１上に、薄膜１０６を形成するようにすればよい。
【００３１】
また、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、基材１０１の上に、リング状の処理領域１００３とともに、中央部に小さな処理領域１００３ａおよび処理領域１００３より小さいリング状の処理領域１００３ｂを形成し、この基材１０１上に、薄膜１０６を形成するようにしてもよい。
また、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、基材１０１の上に、リング状の処理領域１１０３とともに、中央部に小さな処理領域１１０３ａおよび部分的な処理領域１１０３ｂを形成し、この基材１０１上に、薄膜１０６を形成するようにしてもよい。
【００３２】
例えば、粘性が４００ｍＰａ・ｓの有機材料からなる絶縁膜材料を、回転数１５００ｒｐｍ，回転時間３０秒で、図１０に示すような基材１０１上に塗布すれば、薄膜１０６が膜厚７μｍ程度に形成できる。
基材１０１上において、処理領域から離れるほど薄膜材料ははじかれやすい。例えば、図８（ｃ）に示す状態では、薄膜１０６は、処理領域８０３から最も遠い、基材１０１中央部分が最もはじかれやすい状態となっている。このため、薄膜１０６が粘性の低い材料から構成されている場合、基材１０１中央部分からはじかれはじめることになる。
【００３３】
これに対し、図９，１０，１１に示す状態とすることで、処理された領域上より最も離れた未処理の領域上の点までの距離が、図８の場合より短くなる。この結果、図９，１０，１１に示すように、部分的に処理領域を増加させることで、図８に示した状態よりも、安定な状態で薄膜１０６を形成することができる。なお、基材１０１上より薄膜１０６を剥離するという観点から、処理領域を増やしすぎると剥離しにくくなるので、安定な状態で薄膜１０６が形成できる条件を満たした中で、処理領域は最小限にする方がよい。
【００３４】
より詳しく説明すると、まず、薄膜１０６を形成する領域内で、処理領域１１０３ａや処理領域１１０３ｂなどの部分処理領域と処理領域１１０３とを合計した領域である表面処理領域Ａを、座標ｐをもつ点ｘ（ｐ_１，ｐ_２）の集合とし、処理領域１１０３の内側の中央領域内の部分処理領域以外の領域である非処理領域Ｂを、座標ｑをもつ点ｙ（ｑ_１，ｑ_２）の集合とし、この点ｙ（ｑ_１，ｑ_２）から表面処理領域Ａまでの距離をｒ（ｑ，ｐ）とする。このとき、非処理領域Ｂ内の任意の点ｙ（ｑ_１，ｑ_２）における距離ｒ（ｑ，ｐ）の上限値と、表面処理領域Ａの全面積Ｓとの両者を同時に最小にするように、点ｘを配置すれば、剥がれにくくなることなく安定な状態で薄膜１０６を形成することができる。なお、ｐ，ｑは、ベクトルを示すものである。
【００３５】
また、コロナ放電処理による表面処理の強度を弱くした弱い処理領域を、基材１０１上により広い面積に形成するようにしてもよい。例えば、図８に示したカバー８０２の開口部を、複数の微細な円形の貫通部から構成し、このようなカバーを用いて表面処理を施す。この処理により、図１２（ａ）に示すように、表面処理強度を弱く調整した複数の点状の処理部から構成された処理領域１２０３を、基材１０１上に形成するようにしてもよい。
【００３６】
また、図８（ｃ）に示したように、強い表面処理でリング状の処理領域８０３を形成し、これに加え、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、処理領域８０３の内側に、上述したような表面処理強度を弱く調整した複数の点状の処理部から構成された円形の処理領域１３０３を、基材１０１上に備えるようにしてもよい。このようにすることで、基材１０１中央部における薄膜の安定化をより図ることができる。
【００３７】
これら強く表面処理された領域と、弱く表面処理された領域とは、形成する薄膜材料の特性、この材料と基材との密着性，材料とウエハとの密着性などに応じ、形成する広さを適宜調整すればよい。
なお、上述では、基材上に、回転塗布法により薄膜を形成するようにしたが、これに限るものではなく、ロールコート方式，スキャン塗布法式などにより薄膜を形成するようにしてもよい。また、回転塗布法においても、途中で回転方向を変更する方法や、途中で回転速度を変化させる方法や、所望の回転数となるまでの加速度を変化させる方法など、種々の方法を用いるようにしても良い。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基材の中央領域の周囲にリング状の処理領域を設けるようにしたので、基材上に形成した薄膜の転写が、より完全に行えるようになるというすぐれた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における薄膜形成方法の一工程を示す平面図（ａ）と概略的な断面図（ｂ）である。
【図２】本発明の実施の形態における薄膜形成方法の一工程を示す平面図（ａ）と概略的な断面図（ｂ）である。
【図３】本発明の実施の形態における薄膜形成方法の一工程を示す平面図である。
【図４】本発明の実施の形態における薄膜形成方法の一工程を示す平面図である。
【図５】他の薄膜形成方法の一工程の状態を示す平面図である。
【図６】本発明の実施の形態における薄膜形成方法の一工程を示す斜視図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図７】本発明の実施の形態における薄膜形成方法の一工程を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図８】本発明の他の形態における薄膜形成方法の一工程を示す平面図（ａ），（ｃ）と断面図（ｂ），（ｄ）である。
【図９】本発明の他の形態における薄膜形成方法の一工程を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図１０】本発明の他の形態における薄膜形成方法の一工程を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図１１】本発明の他の形態における薄膜形成方法の一工程を示す平面図である。
【図１２】本発明の他の形態における薄膜形成方法の一工程を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図１３】本発明の他の形態における薄膜形成方法の一工程を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図１４】従来の薄膜形成方法の一工程を示す平面図（ａ），（ｃ），（ｅ）と断面図（ｂ），（ｄ），（ｆ）である。
【図１５】従来の薄膜形成方法の一工程を示す平面図（ａ），（ｃ）と断面図（ｂ），（ｄ）である。
【図１６】従来の薄膜形成方法の一工程を示す斜視図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図１７】従来の薄膜形成方法の一工程を示す平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。
【図１８】従来の薄膜形成方法の一工程を示す断面図である。
【符号の説明】
１０１…基材、１０２…カバー、１０３…処理領域、１０４…未処理領域（中央領域）、１０５…薄膜材料、１０６…薄膜、１０６ａ…周縁部、１０６ｂ…薄膜、１０７…ウエハ（基板）。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin film forming method for forming a thin film on a sheet-like substrate in a state where the thin film is easily peeled, for example, for transfer to a substrate.
[0002]
[Prior art]
When a thin film material is applied on a substrate made of a fluorine compound-based material, the wettability between the substrate surface and the thin film material is poor, so that the thin film material cannot be applied. In order to solve this problem, the surface condition of the base material is changed by a surface treatment such as a corona discharge treatment to improve the wettability and adhesion between the base material surface and the thin film material.
For example, as shown in the plan view of FIG. 14 (a) and the schematic cross-sectional view of FIG. 14 (b), a circular base material 1401 made of a fluorine-based synthetic resin film is prepared. As shown in the plan view and the cross-sectional view of FIG. 14D, the surface of the base material 1401 is subjected to corona discharge treatment to form a surface treatment region 1402. Thereafter, when a thin film material is formed on the base material 1401 by a spin coating method, as shown in the plan view of FIG. 14E and the cross-sectional view of FIG. Thus, a state in which the thin film 1403 is formed is obtained.
[0003]
In some cases, a thin film is formed as described below. First, as shown in the plan view of FIG. 15A and the schematic cross-sectional view of FIG. 15B, a ring-shaped cover 1502 is placed on a circular base 1501 made of a fluorine-based synthetic resin film. Deploy. In this state, if the exposed surface of the base material 1501 is subjected to corona discharge treatment, and the cover 1502 is removed, as shown in the plan view of FIG. 15C and the sectional view of FIG. The surface treatment region 1503 can be obtained. As described above, the corona discharge treatment is partially performed to form the surface treatment region 1503, and then a thin film material is formed on the base material 1501 by a spin coating method, and the peripheral portion is edge rinsed (peripheral rinse) or the like. If removed, a state where a thin film 1504 is formed on the surface treatment region 1503 of the substrate 1501 is obtained.
[0004]
After the thin film 1504 is formed on the base material 1501 as described above, as shown in the perspective view of FIG. As shown in the figure, a wafer 1601 is bonded to the surface of the thin film 1504, and these are thermocompression-bonded in a vacuum. Thereafter, by peeling the base material 1501, a state in which the thin film 1504a is formed (transferred) on the wafer 1601, as shown in the plan view of FIG. 17A and the cross-sectional view of FIG. Can be
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the above-described surface treatment, coating, and thermocompression bonding are performed, when transferring only the base material and transferring the thin film to the substrate (wafer), the transfer may be defective.
For example, as shown in the cross-sectional view of FIG. 18A, a thin film 1504 is formed in a processing region 1503 selectively formed on a base material 1501 as described above, and a wafer 1601 is bonded thereon. It is in a state of thermocompression bonding. Thereafter, a force is applied to the base material 1501 to separate it from the wafer 1601, but as shown in FIG. 18B, the thin film 1504 does not move at all from the base material 1501 side, and no transfer is performed on the wafer 1601. There is.
[0006]
The thin film 1504 may be partially transferred, and the thin film 1504b may be partially formed on the wafer 1601, as shown in FIG.
Such incomplete transfer is a problem that occurs because the adhesive force between the thin film 1504 and the wafer 1601 is weaker than the adhesive force between the thin film 1504 and the base material 1501.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above problems, for example, a thin film on a substrate is easily transferred to a substrate, and a thin film formed on a substrate can be more easily peeled off. It is an object to form a thin film on a substrate in a state.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A thin film forming method according to an embodiment of the present invention is a thin film forming method for forming a thin film to be transferred onto a substrate on a base material of a transfer source, wherein a thin film is formed around a central region arranged at a central portion of a main surface of the base material. , A surface treatment step of forming a ring-shaped treatment area in which the surface wettability is improved with respect to a liquid thin film material that is a thin film material, and after this surface treatment step, the thin film material is applied to the main surface of the base material And a coating step of forming a thin film that covers the entire central region and has a peripheral portion extending over the processing region.
According to this thin film forming method, the thin film formed on the base material is formed so that the peripheral edge portion has good adhesion to the base material.
[0009]
In the above-mentioned thin film forming method, for example, a partial processing step of forming a partial processing area whose surface wettability is improved with respect to a thin film material in a central area apart from the processing area is newly provided. The application step may be performed after the step and the partial processing step. Also, for example, the partial processing area may be a circular area that is arranged at the center of the central area and whose center is substantially the same as the central area, and the partial processing area is arranged at the central part of the central area. A circular region whose center is substantially the same as the central region, and a ring-shaped region which is disposed between the processing region and the circular region and whose center is substantially the same as the central region may be used. Good.
[0010]
In the thin film forming method, the partial processing region may be, for example, a circular region disposed at the center of the central region and having the center substantially the same as the central region, and between the processing region and the circular region. A plurality of partial regions may be arranged and arranged at substantially equal distances from the center of the central region.
[0011]
In the thin film forming method, the surface processing area A, which is the sum of the partial processing area and the processing area in the thin film forming area, is defined as a set of points x (p ₁ , p ₂ ) having coordinates p. The non-processing area B, which is an area other than the partial processing area in the central area, is set as a set of points y (q ₁ , q ₂ ) having coordinates q, and surface processing is performed from the points y (q ₁ , q ₂ ). Assuming that the distance to the area A is r (q, p), the upper limit of the distance r (q, p) at an arbitrary point y (q ₁ , q ₂ ) in the non-processing area B, and the surface processing area A The point x may be arranged so as to minimize both the total area S and the total area S at the same time.
[0012]
In the above-mentioned thin film forming method, in the surface treatment step, in addition to the formation of the treated region, the central region may be weaker than the treated region and the wettability of the surface may be improved with respect to the thin film material.
Further, the surface treatment region may be constituted by a plurality of fine regions in which the wettability of the surface is improved with respect to the thin film material.
[0013]
In the above-mentioned thin film forming method, corona discharge treatment may be used for the treatment for improving the wettability of the surface with respect to the thin film material. Further, the thin film material may be applied by any of a roll coating method, a spin coating method, and a scan coating method.
[0014]
In the above-mentioned thin film forming method, the main surface of the substrate is brought into contact with the surface of the thin film in the central region so as to be in close contact therewith, and the base material and the substrate are bonded together in a state of being spread via the thin film. The region of the thin film that is in close contact with the substrate is separated from the substrate by separating the substrate from the substrate, so that a part of the thin film is formed on the substrate.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, as shown in the plan view of FIG. 1A, a base material 101 formed by cutting a sheet of PTFE (polytetrafluoroethylene) having a thickness of about 50 μm into a circle having a diameter of about 300 mm is formed on a base material 101. A cover 102 that covers the central region of the material 101 and exposes the peripheral region is fixed. FIG. 1B is a sectional view schematically showing these states.
[0016]
In this state, when the corona discharge treatment is performed from above the cover 102, the surface of the substrate 101 exposed around the cover 102 is selectively subjected to the surface treatment. After this processing, by removing the cover 102, as shown in the plan view of FIG. 2A and the cross-sectional view of FIG. A processing region 103 having improved wettability and adhesion is formed by the processing. The inside of the processing area 103 is an unprocessed area (center area) 104.
[0017]
Next, as shown in the plan view of FIG. 3A, a thin film material 105 made of a predetermined amount of an organic insulating film material is dropped on a central portion of the unprocessed region 104 of the base material 101. Thereafter, the substrate 101 is rotated about the center of the substrate 101 as a center of rotation in a plane formed on the surface of the substrate 101. The number of rotations is, for example, 1500 rotations, and the rotation is continued for 30 seconds. As a result, as shown in FIG. 3B, the dropped thin film material 105 extends on the surface of the base material 101 by centrifugal force in the process of rotation, and extends beyond the unprocessed area 104 to the processed area 103. Reach.
[0018]
After performing the above spin coating, the peripheral portion of the thin film material 105 stretched by centrifugal force is removed by, for example, edge rinsing treatment, and as shown in the plan view of FIG. It is assumed that a thin film 106 having a circular shape in plan view covering the entire region 104 is formed. The formed thin film 106 has a thickness of about 15 μm.
[0019]
By the way, the peripheral portion 106a of the thin film 106 formed on the base material 101 is on the processing region 103 where the wettability and the adhesive force are improved by the surface treatment. Therefore, the peripheral portion 106a is not repelled from the substrate 101, and the peripheral portion 106a does not contract to the center of the substrate 101 due to the cohesive force of the thin film 106 (the thin film material 105). Become.
[0020]
In contrast to the above, as shown in FIG. 5A, a predetermined amount of a thin film material 105 made of an organic insulating film material is dropped on the central portion of the untreated region 104 of the base material 101. The substrate 101 is rotated about the center of the substrate 101 as a center of rotation in a plane formed on the surface of the substrate 101. Here, for example, the number of rotations is set to about 800, and the time for continuing the rotation is set to about 10 seconds. In this case, as shown in FIG. 5B, the thin film material 105 may not reach the processing region 103 due to a weak centrifugal force. In this case, when the rotation of the substrate 101 is stopped, as shown in FIG. 5C, the thin film material 105 is repelled on the surface of the unprocessed region 104 and aggregates at the center of the substrate 101. As a result, in this case, the thin film 106 cannot be formed as shown in FIG.
[0021]
As described above, if the thin film material 105 is stretched to reach the processing region 103 formed around the base material 101, the peripheral portion of the thin film material 105 is not repelled in the processing region. Also, as shown in FIG. 2, if the processing area 103 completely surrounds the periphery of the unprocessed area 104, as shown in FIG. The state where the thin film 106 is formed is obtained.
[0022]
As described above, when the thin film 106 is formed even in the untreated region 104 having low adhesion at the center of the base material 101, the thin film 106 is transferred as described below.
First, as shown in FIG. 6A, a wafer (substrate) 107 made of a semiconductor having a diameter of about 150 mm is opposed to the surface of the thin film 106, and as shown in the cross-sectional view of FIG. Is brought into contact with the surface of the wafer 107. At this time, the base material 101 and the wafer 107 are in a state of being spread via the thin film 106. Thereafter, the pressure between the base material 101 and the wafer 107 is applied to press the thin film 106 and the wafer 107 under pressure, and these are heated in a vacuum, so that the thin film 106 is bonded to the wafer 107.
[0023]
After the thin film 106 is thermocompression-bonded to the wafer 107 in a vacuum as described above, the base material 101 is peeled off from the thin film 106, and as shown in FIGS. The thin film 106b is formed (transferred). Since the thin film 106b transferred to the wafer 107 is a portion formed on the unprocessed region 104 of the base material 101, the thin film 106b has a weak adhesiveness to the base material 101. As a result, in the above-described peeling, the portion of the thin film 106b transferred to the wafer 107 is easily peeled from the base material 101, so that the thin film 106b is formed over the entire surface of the wafer 107. Is obtained.
[0024]
In general, if the adhesion between the thin film 106 (the thin film 106b) and the substrate 101 is smaller than the adhesion between the thin film 106b and the surface of the wafer 107, a good peeling / transfer state can be obtained. As described above, according to the present embodiment, in the area to be transferred, the thin film 106 can be formed on the surface of the base material 101 in a state where the adhesion to the base material 101 is small. Can be obtained.
[0025]
For example, even if a thin film is made of a material that does not have strong adhesion to a transfer destination wafer, the thin film can be transferred from the base material to the wafer without damaging the thin film.
Further, when the thin film on the base material is transferred to a wafer having a plurality of fine concave portions formed on the surface as described above, the adhesive strength with the thin film locally becomes zero in the concave portions. However, even in such a case, according to the present embodiment, the thin film is sealed without breaking or breaking the thin film and in a state where the hollow structure is formed in the concave portion on the wafer surface. A thin film can be transferred and formed on the substrate.
[0026]
By the way, in the above-described embodiment, the processing region in which the wettability and the adhesion are improved by the corona discharge treatment is formed in the peripheral portion of the disk-shaped base material, but the present invention is not limited to this. For example, a ring-shaped processing region may be formed inside the peripheral edge of the base material, starting from a position away from the peripheral edge. First, as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), a cover 802 having a ring-shaped region opened by concealing the peripheral and central regions of the substrate 101 is fixed on the substrate 101. I do. In this state, a corona discharge treatment is performed from above the cover 802, and the surface of the substrate 101 that is not covered with the cover 802 and is exposed is selectively subjected to a surface treatment.
[0027]
After this process, by removing the cover 802, as shown in FIGS. 8C and 8D, the ring-shaped region on the base material 101 is improved in wettability and adhesion by corona discharge treatment. An area 803 is formed. In this state, if the thin film material is applied as described with reference to FIG. 3, as shown in FIGS. Can be formed. In this case, when the thin film material is stretched and developed by rotation, the thin film material is not applied to the outermost unprocessed region of the substrate 101. Therefore, it is possible to reduce the area of the processing target in the edge rinsing processing.
[0028]
By the way, when the viscosity of the thin film material is low, the portion of the thin film formed on the substrate on the unprocessed region at the center of the substrate may be repelled from this region over time. In some cases, as described above, the thin film material may be repelled at the center of the base material during the spin coating.
[0029]
Compared to the part of the thin film applied and formed on the substrate, which is on the surface treated area around the substrate, the part on the untreated area at the center of the substrate has a higher energy in the thin film material It is in a state. The thin film material in the area where the surface treatment has not been performed has a low wettability with respect to the underlying substrate, and thus is in a state close to adhesion and wet, and is in a metastable state. Therefore, when the viscosity of the thin film material is low, as described above, the thin film material may be repelled at the center of the base material.
[0030]
In order to eliminate the repelled state, for example, a surface treatment area subjected to corona discharge treatment may be formed in a predetermined area at the center of the base material. For example, as shown in FIGS. 9A and 9B, a small processing region 903a is formed on the base 101 along with a ring-shaped processing region 903, and a thin film is formed on the base 101. 106 may be formed.
[0031]
Also, as shown in FIGS. 10A and 10B, a small processing region 1003a and a ring-shaped processing region 1003b smaller than the processing region 1003 are provided on the base 101 together with a ring-shaped processing region 1003 at the center. And a thin film 106 may be formed on the substrate 101.
As shown in FIGS. 11A and 11B, a small processing area 1103a and a partial processing area 1103b are formed on the base 101 along with a ring-shaped processing area 1103 at the center. The thin film 106 may be formed on the base material 101.
[0032]
For example, when an insulating film material made of an organic material having a viscosity of 400 mPa · s is applied onto the base material 101 as shown in FIG. 10 at a rotation speed of 1500 rpm and a rotation time of 30 seconds, the thin film 106 becomes about 7 μm thick. Can be formed.
On the substrate 101, the further away from the processing region, the more the thin film material is repelled. For example, in the state shown in FIG. 8C, the thin film 106 is farthest from the processing region 803, and is in a state where the central portion of the base material 101 is most easily repelled. Therefore, when the thin film 106 is made of a material having low viscosity, the thin film 106 starts to be repelled from the central portion of the base material 101.
[0033]
On the other hand, by setting the state shown in FIGS. 9, 10, and 11, the distance to the point on the unprocessed area farthest from the processed area becomes shorter than in the case of FIG. As a result, as shown in FIGS. 9, 10, and 11, by partially increasing the processing area, the thin film 106 can be formed in a more stable state than the state shown in FIG. In addition, from the viewpoint of peeling the thin film 106 from the base material 101, it is difficult to peel the thin film 106 when the processing region is excessively increased. Therefore, the processing region is minimized while satisfying the condition that the thin film 106 can be formed in a stable state. It is better to do.
[0034]
More specifically, first, in a region where the thin film 106 is formed, a surface processing region A, which is a region obtained by adding the partial processing regions such as the processing region 1103a and the processing region 1103b and the processing region 1103, is defined as a point having a coordinate p. x (p ₁ , p ₂ ), and a non-processing area B, which is an area other than the partial processing area in the central area inside the processing area 1103, is defined as a point y (q ₁ , q ₂ ) having a coordinate q. The distance from this point y (q ₁ , q ₂ ) to the surface treatment area A is defined as r (q, p). At this time, both the upper limit value of the distance r (q, p) at an arbitrary point y (q ₁ , q ₂ ) in the non-processing area B and the total area S of the surface processing area A are simultaneously minimized. By arranging the point x, the thin film 106 can be formed in a stable state without being easily peeled. Note that p and q indicate vectors.
[0035]
In addition, a weak treatment region in which the strength of the surface treatment by the corona discharge treatment is weakened may be formed in a wider area on the base material 101. For example, the opening of the cover 802 shown in FIG. 8 is formed of a plurality of fine circular penetrations, and surface treatment is performed using such a cover. By this processing, as shown in FIG. 12A, a processing area 1203 composed of a plurality of dot-shaped processing units whose surface processing strength is adjusted to be weak may be formed on the base material 101.
[0036]
Further, as shown in FIG. 8 (c), a ring-shaped processing region 803 is formed by strong surface treatment, and in addition to this, as shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b), the inside of the processing region 803 is formed. Alternatively, a circular processing region 1303 composed of a plurality of point-like processing units whose surface treatment strength is weakly adjusted as described above may be provided on the base material 101. This makes it possible to further stabilize the thin film in the central portion of the base material 101.
[0037]
The strongly surface-treated area and the weakly surface-treated area are defined by the characteristics of the thin film material to be formed, the adhesion between the material and the base material, the adhesion between the material and the wafer, and the like. May be appropriately adjusted.
In the above description, the thin film is formed on the base material by the spin coating method. However, the present invention is not limited to this, and the thin film may be formed by a roll coating method, a scan coating method, or the like. Also, in the spin coating method, various methods such as a method of changing the rotation direction on the way, a method of changing the rotation speed on the way, and a method of changing the acceleration until a desired number of rotations are used. May be.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the ring-shaped processing region is provided around the central region of the base material, the transfer of the thin film formed on the base material can be performed more completely. An excellent effect is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A and 1B are a plan view and a schematic sectional view showing one step of a thin film forming method according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 2A and 2B are a plan view and a schematic cross-sectional view illustrating one step of a method of forming a thin film according to an embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 3 is a plan view showing one step of a thin film forming method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing one step of a thin film forming method according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a plan view showing the state of one step of another thin film forming method.
FIGS. 6A and 6B are a perspective view and a sectional view showing one step of a method for forming a thin film according to an embodiment of the present invention; FIGS.
FIG. 7 is a plan view (a) and a cross-sectional view (b) showing one step of a method of forming a thin film according to an embodiment of the present invention.
FIGS. 8A and 8B are plan views (a) and (c) and cross-sectional views (b) and (d) showing one step of a method of forming a thin film according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 9A and 9B are a plan view and a cross-sectional view illustrating one step of a thin film forming method according to another embodiment of the present invention. FIGS.
FIGS. 10A and 10B are a plan view and a cross-sectional view illustrating one step of a thin film forming method according to another embodiment of the present invention. FIGS.
FIG. 11 is a plan view showing one step of a thin film forming method according to another embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a plan view (a) and a cross-sectional view (b) showing one step of a method of forming a thin film according to another embodiment of the present invention.
13A and 13B are a plan view and a cross-sectional view illustrating one step of a method of forming a thin film according to another embodiment of the present invention.
14 (a), (c), and (e) and sectional views (b), (d), and (f) showing one step of a conventional thin film forming method.
FIGS. 15A and 15B are plan views (a) and (c) and cross-sectional views (b) and (d) showing one step of a conventional thin film forming method.
FIG. 16 is a perspective view (a) and a sectional view (b) showing one step of a conventional thin film forming method.
FIG. 17 is a plan view (a) and a sectional view (b) showing one step of a conventional thin film forming method.
FIG. 18 is a sectional view showing one step of a conventional thin film forming method.
[Explanation of symbols]
101: base material, 102: cover, 103: processed area, 104: unprocessed area (center area), 105: thin film material, 106: thin film, 106a: peripheral part, 106b: thin film, 107: wafer (substrate).

Claims

In a thin film forming method for forming a thin film for transfer to a substrate on a transfer source substrate,
A surface treatment step of forming a ring-shaped treatment region having a surface wettability improved with respect to a liquid thin film material, which is a material of the thin film, around a central region arranged at the center of the main surface of the base material. When,
After this surface treatment step, a coating step of applying the thin film material to the main surface of the base material to form a thin film that covers the entire central region and has a peripheral portion extending over the processing region. A method for forming a thin film, comprising:

The thin film forming method according to claim 1,
A partial processing step in which the wettability of the surface is improved with respect to the thin-film material is newly provided with a partial processing step of forming the processing area in the central area apart from the processing area,
A method of forming a thin film, wherein the coating step is performed after the surface treatment step and the partial treatment step.

The method for forming a thin film according to claim 2,
The method according to claim 1, wherein the partial processing region is a circular region which is disposed at a center of the central region and whose center is substantially the same as the central region.

The method for forming a thin film according to claim 2,
The partial processing area includes:
A circular region arranged at the center of the central region and having a center substantially the same as the central region;
A thin film forming method comprising: a ring-shaped region disposed between the processing region and the circular region and having a center substantially equal to the center region.

The method for forming a thin film according to claim 2,
The partial processing area includes:
A circular region arranged at the center of the central region and having a center substantially the same as the central region;
A thin film comprising a plurality of partial regions disposed between the processing region and the circular region and disposed substantially equidistant from a center of the central region. Forming method.

6. The thin film forming method according to claim 2, wherein a surface treatment area A, which is a total area of the partial treatment area and the treatment area, is set to a coordinate p in an area where the thin film is formed. A set of points x (p ₁ , p ₂ )
A non-processing area B, which is an area other than the partial processing area in the central area, is a set of points y (q ₁ , q ₂ ) having coordinates q,
When the distance from this point y (q ₁ , q ₂ ) to the surface treatment area A is r (q, p),
Both the upper limit value of the distance r (q, p) at an arbitrary point y (q ₁ , q ₂ ) in the non-processing region B and the total area S of the surface processing region A are simultaneously minimized. And the point x is arranged.

The thin film forming method according to claim 1,
In the surface treatment step, in addition to the formation of the treatment region,
A method of forming a thin film, wherein the central region is weaker than the processing region and has a surface wettability improved with respect to the thin film material.

The thin film forming method according to any one of claims 1 to 7, wherein the surface treatment region is configured by a plurality of fine regions having improved surface wettability with respect to the thin film material. Characterized surface treatment area.

The thin film forming method according to any one of claims 1 to 7, wherein a corona discharge treatment is used for the treatment for improving the wettability of the surface with respect to the thin film material.

The thin film forming method according to any one of claims 1 to 7,
The method of forming a thin film, wherein the coating of the thin film material is performed by any of a spin coating method, a roll coating method, and a scan coating method.

The method for forming a thin film according to any one of claims 1 to 10,
The main surface of the substrate is brought into close contact with the surface of the thin film in the central region, and the base material and the substrate are bonded together in a state of being spread via the thin film,
Thereafter, the substrate and the substrate are separated from each other, and a region of the thin film that is in close contact with the substrate is separated from the substrate, so that a part of the thin film is formed on the substrate. A method for forming a thin film, comprising: