JP3917511B2 - 薄膜形成装置及び薄膜形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板と基材とを相互に押し付けることで、基材に予め形成されている絶縁膜などの薄膜を基板に転写して形成する薄膜形成装置及び薄膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路の高密度化に伴い、多層配線技術は、必須なものとなっている。多層配線を実現するために、配線層間を分離する絶縁膜や、金属配線層の平坦化技術が開発されてきた。この平坦化技術のうち、転写を用いた方法としてＳＴＰ法が提案されている（非特許文献１参照）。この技術は、形成したい薄膜を予め基材に形成し、これを減圧環境の中で加熱加圧することで上記薄膜を半導体などの基板上に転写するものである。
【０００３】
上記ＳＴＰ法を実現する薄膜装置が提案されている（特許文献１参照）。この薄膜形成装置について、図６〜８を用いて説明する。図６に示す薄膜形成装置は、密閉可能な真空容器６０１内に、まず、温度調整可能で昇降可能な上プレート６０２と下プレート６０３を備えている。また、上プレート６０２は、図示しない基板装着機構を備え、これにより上プレート６０２に、半導体基板６０４が装着可能とされている。
【０００４】
また、真空容器６０１内には、例えばリング状の基材固定機構６０７及び基材伸張機構６０８が設けられている。基材固定機構６０７は、薄膜６０５が形成されている例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）もしくはＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）からなるシート状の基材６０６を、上プレート６０２と下プレート６０３との間に保持する。基材伸張機構６０８は、基材固定機構６０７より径が小さく基材固定機構６０７の内側に配置される押さえリングを備える。
なお、真空容器６０１の内部は、真空排気ポンプ６０９により減圧することを可能としている。
【０００５】
以上に説明した薄膜形成装置の動作について説明する。まず、図６（ａ）に示すように、所定の温度状態とした上プレート６０２及び下プレート６０３を所定距離離間させた状態で、上プレート６０２に半導体基板６０４を装着する。また、基材固定機構６０７に薄膜６０５が形成されている基材６０６を展着する。このとき、基材６０６は、薄膜６０５の形成面を上プレート６０２の方向に向け、上プレート６０２と下プレート６０３との間に配置された状態とする。また、基材伸張機構６０８の押さえリングが、基材６０６上に配置された状態とする。この状態で、真空排気ポンプ６０９により真空容器６０１の内部を所定の圧力（真空度）に減圧する。
【０００６】
つぎに、図６（ｂ）に示すように、基材伸張機構６０８を動作させて押さえリングを下プレート６０３の方向に移動させ、基材６０６を伸張させる。次いで、下プレート６０３を上プレート６０２の方向に上昇させ、下プレート６０３の上面が基材６０６の薄膜６０５が形成されていない裏面に当接した状態とする。このとき、下プレート６０３の上面が基材６０６の裏面に当接した状態以上に、下プレート６０３を上昇させて基材６０６がより伸張した状態とする。
【０００７】
この後、下プレート６０３と基材６０６（基材固定機構６０７）と基材伸張機構６０８とが所定の位置関係に達した時点で、基材固定機構６０７と基材伸張機構６０８及び下プレート６０３の位置関係を一定に保ったままこれらをさらに上昇させ、基材６０６上の薄膜６０５を上プレート６０２によって保持された半導体基板６０４に当接させる。このとき、下プレート６０３及び上プレート６０２は、各々の温度調節機構により所定の温度にしておく。
【０００８】
ここで、下プレート６０３と上プレート６０２との間に荷重が加えられた状態とする。この当接させて所定の荷重を加えた状態を所定時間保持した後、上プレート６０２における半導体基板６０４の固定状態を解放し、この後、基材固定機構６０７と下プレート６０３とを下降させて荷重を解放し、半導体基板６０４より基材６０６を離間させ、半導体基板６０４に薄膜６０５が形成された状態を得る。
【０００９】
例えば、上プレート６０２の温度を１８０℃程度とすれば、半導体基板６０４は１８０℃程度に加熱された状態となり、上述したように薄膜６０５が半導体基板６０４に圧着されたときに、薄膜６０５の半導体基板６０４に対する密着力が、所望の強度に得られる。一方、貼り合わせる前の薄膜６０５は、基材６０６を介して下プレート６０３により加熱されているが、この温度を１２０℃程度とあまり高温ではない状態としておけば、貼り合わせる前の薄膜６０５が硬化することなどによる接着力の低下が起こることがない。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−１３５６２３号公報
【非特許文献１】
K.Machida et al.,“Novel Global Planarization Technology for Interlayer Dielectrics using Spin on Glass Film Transfer and Hot Pressing"J.Vac.Sci.Technol.B16(3),May/June,1093(1998)
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、下プレート６０３を上昇させて基材６０６の上の薄膜６０５を半導体基板６０４に当接させる過程で、下プレート６０３と基材６０６の間にわずかに残留していた気体は、真空容器６０１への逃げ道がなく、下プレート６０３と基材６０６の間に閉じ込められた状態となる。一方、この過程の最中においても、真空排気ポンプ６０９は真空排気を続けていて真空容器６０１内部の圧力は徐々に低下していく。この結果、図７（ａ）に示すように、下プレート６０３と基材６０６の間に形成された閉空間内部の気体は、基材６０６を上方に盛り上がらせてしまう。
【００１２】
このように、下プレート６０３の上で基材６０６の中央部が盛り上がった状態で下プレート６０３が上昇を続ければ、基材６０６上の薄膜６０５が半導体基板６０４に当接するにあたって、薄膜６０５は中心部から半導体基板６０４に接する。最終的には、図７（ｂ）に示すように、下プレート６０３は上プレート６０２に完全に押し付けられ、所定の荷重の加わった状態で停止する。
この後、前述したように、荷重を解放して上プレート６０２より半導体基板６０４を取り外し、半導体基板６０４より基材６０６を剥離すると、図８に示すように、転写不良が発生する。
【００１３】
基材６０６の中央部が盛り上がった状態で半導体基板６０４に当接してから、薄膜６０５全域が半導体基板６０４に密着した場合、均一な接触状態が得られなくなり、例えば、図８（ａ），（ｂ）に示すように、堅さや膜質の異なる領域６０５ａ，６０５ｂが、半導体基板６０４上に形成される場合がある。
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、基材とこれに当接されるプレートとの間に存在する気体の膨張による、プレート上での基材の盛り上がりを抑制し、転写不良などがない状態で、転写対象の基板全域に薄膜が転写できるようにすることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る薄膜形成方法は、例えば真空容器内で、シート状の基材の表面に形成された薄膜を基板に転写する方法において、第１プレートに基板を固定する工程と、基材をこの裏面及び薄膜表面が開放された状態で薄膜が基板に対向するように基材固定機構に保持された状態とする工程と、基材固定機構と第１プレートとを近づけて、基材の主表面に形成された薄膜を基板に当接させる工程と、薄膜と基板とが当接した後、第１プレートに対向して配置された第２プレートの主表面を基材の裏面に当接させる工程と、第１プレートと第２プレートとの間に荷重を加えることで基板に当接した薄膜を基板に圧着する工程とを少なくとも備えるようにしたものである。
この方法によれば、基材の主表面に形成された薄膜が基板に当接するまでは、基材が下プレートに接触しない。
【００１５】
また、本発明の他の形態に係る薄膜形成方法は、例えば真空容器内で、シート状の基材の表面に形成された薄膜を基板に転写する方法において、第１プレートに基板を固定する第１の工程と、基材をこの裏面及び薄膜表面が開放された状態で薄膜が基板に対向するように基材固定機構に保持された状態とする第２の工程と、機材固定機構に保持された基材を所定の張力で伸張した状態とする第３の工程と、第１プレートに対向して配置された第２プレートと基材固定機構とを近づけて、基材を伸張する所定の張力が第３の工程と実質的に変化しない状態で、第２プレートの主表面を基材の裏面に当接させる第４の工程と、基材と第２プレートとを互いに当接させた後、基材固定機構と第２プレートとの位置関係を保持したまま、基材固定機構及び第２プレートを同時に第１プレートの方向に移動させ、基材の主表面に形成された薄膜を基板に当接させる第５の工程と、第１プレートと第２プレートとの間に荷重を加えることで基板に当接した薄膜を基板に圧着する第６の工程とを少なくとも備えるようにしたものである。
この方法によれば、基材の主表面に形成された薄膜が基板に当接するまでは、基材が下プレートに押し付けられることがない。
【００１６】
上記薄膜形成方法において、第５の工程では、所定の張力が実質的に変化しない状態で基材固定機構及び第２プレートを同時に第１プレートの方向に移動させるようにしてもよい。また、第５の工程では、所定の張力が実質的に変化しない状態で基材の主表面に形成された薄膜を基板に当接させるようにしてもよい。また、第４の工程では、第２プレートが当接すべき中央部より外方の基材の周辺部を押圧して伸張させることで、基材を所定の張力で伸張した状態としてもよい。
【００１７】
本発明に係る薄膜形成装置は、例えば真空容器内で、シート状の基材の表面に形成された薄膜を基材に転写する装置において、基板を固定する第１プレートと、基材をこの裏面及び薄膜表面が開放された状態で薄膜が基板に対向するように保持する基材固定機構と、基材の裏面側に第１プレートに対向して配置された第２プレートと、第１プレートと基材固定機構のいずれかまたは両方を移動させて第１プレートと基材固定機構とを相対的に近づけて薄膜を基板に当接させる移動手段と、第１プレートに対して第２プレートを相対的に移動させて基材の裏面に第２プレートを当接させるとともに、第１プレートと第２プレートとの間に荷重を加えることで基板に当接した薄膜を基板に圧着するプレート駆動手段と、移動手段によって薄膜が第１プレートに当接させられたか否かを検出する検出手段と、検出手段によって薄膜が第１プレートに当接したことを検出した後に、基材の裏面に第２プレートを当接させるようにプレート駆動手段を制御する制御手段とを備えるようにしたものである。
【００１８】
また、本発明に係る他の薄膜形成装置は、例えば真空容器内で、シート状の基材の表面に形成された薄膜を基材に転写する装置において、基板を固定する第１プレートと、基材をこの裏面及び薄膜表面が開放された状態で薄膜が基板に対向するように保持する基材固定機構と、基材の裏面側に第１プレートに対向して配置された第２プレートと、第１プレートに対して第２プレートを相対的に移動させて基材の裏面に第２プレートを当接させるとともに、第１プレートと第２プレートとの間に荷重を加えることで薄膜を基板に圧着するプレート駆動手段と、プレート駆動手段によって第２プレートを基材の裏面に当接させた後に薄膜を基板に当接させ、第２プレートが基材の裏面に当接するときに基材の張力が実質的に変化しないように制御し、この後、第１プレートと第２プレートとの間に荷重を加えるまで基材固定機構と第２プレートの位置関係を保持する張力制御手段とを備え、張力制御手段は、基材固定機構に保持された基材の張力を測定する張力測定手段と、この張力測定手段による測定結果に基づいて基材の張力を調整する張力調整手段とを備えるようにしたものである。
この薄膜形成装置によれば、基材固定機構に保持される基材の張力を測定した状態で、基材と基板とを押し付けることができる。
【００１９】
上記薄膜形成装置において、張力調整手段は、基材固定機構によって保持された基材と第２プレートとの位置関係をプレート駆動手段を介して制御し、基材に対する第２プレートの押圧量を調整するものである。
【００２０】
上記薄膜形成装置において、張力調整手段は、第２プレートが当接すべき中央部より外方の基材の周辺部を押圧して伸張させる基材伸張機構を備えるものである。また、張力制御手段は、所定の張力が実質的に変化しない状態で基材固定機構及び第２プレートを同時に第１プレートの方向に移動させるものである。また、張力制御手段は、所定の張力が実質的に変化しない状態で基材の主表面に形成された薄膜を基板に当接させるものである。
【００２１】
また、上記薄膜形成装置において、基材伸張機構は、基材固定機構によって保持される基材より第１プレートの側に配置されているものである。また、基材伸張機構は、基材固定機構によって保持される基材より第２プレートの側に配置されているものである
【００２２】
【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。
＜実施の形態１＞
はじめに、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１，２は、本発明の薄膜形成方法を実施可能とするための薄膜形成装置の概略的な構成とともに、薄膜形成方法を説明するための工程図である。図１に示す薄膜形成装置は、まず、密閉可能な真空容器１０１と、真空容器１０１内の上部に固定された上プレート（第１のプレート）１０２と、上プレート１０２に対向して真空容器１０１内の下部に配置された下プレート（第２のプレート）１０３とを備えている。上プレート１０２には、半導体基板１０４が装着される。
【００２３】
また、この薄膜形成装置は、転写対象の薄膜１０５が形成された基材１０６を展着する基材固定機構１０７と、枠状で断面が円形の基材伸張機構１０８とを備えている。基材伸張機構１０８は、下プレート１０３の上面より見たときに基材固定機構１０７と下プレート１０３との間の領域に配置される。
【００２４】
基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８は、図１（ａ’）に示すように、円形の枠状に形成され、平面視円形の下プレート１０３と同様に、真空容器１０１内を上下に移動可能にされている。基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８は、駆動装置（移動手段）１０９により、各々上下方向に移動する。図では、基材伸張機構１０８と駆動装置１０９との接続状態は示していない。また、基材固定機構１０７は、展着している基材１０６の張力を測定する張力測定機構（張力測定手段）を備える。なお、基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８は、枠状に限るものではない。
【００２５】
下プレート１０３は、プレート駆動装置１１０（プレート駆動手段）により上下方向に移動する。従って、プレート駆動装置１１０により、上プレート１０２に対して下プレート１０３が相対的に移動する。また、上プレート１０２は、真空容器１０１の上部に配置された荷重センサ１１１に連通し、上プレート１０２に加わる荷重が測定可能な状態とされている。
【００２６】
駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作は、制御部１１２により制御される。制御部１１２は、例えば、荷重センサ１１１が検出した上プレート１０２に対する荷重の状態や、基材固定機構１０７が備える張力測定機構の張力測定結果により、駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作を制御する。
なお、上プレート１０２を下プレート１０３の方向に移動させるプレート駆動装置（プレート駆動手段）により、上プレート１０２に対して下プレート１０３を相対的に移動させるようにしてもよい。
【００２７】
以下、本実施の形態における薄膜形成方法について説明する。まず、図１（ａ）に示すように、密閉可能な真空容器１０１内に配置された上プレート１０２の下面に、図示していない基板装着機構によって、主面を下方に向けて半導体基板１０４を固定する。図１において、上プレート１０２の下方を向いている平面は、下プレート１０３の上方を向いている平面と対向している。
【００２８】
一方、塗布法などによって予め薄膜１０５が形成されている基材１０６を、薄膜１０５の形成面を上面（上プレート側）に向け、基材固定機構１０７に装着（展着）する。基材１０６は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）もしくはＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）などの、可撓性を有し、また可塑性を有する有機材料からなるシートフィルムである。
【００２９】
つぎに、真空排気ポンプ（真空排気手段）１１３の真空排気により真空容器１０１内の圧力を低下させるとともに、制御部１１２の制御により駆動装置１０９を動作させ、基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８を上方（上プレート側）に移動させる。このとき、図１（ｂ）に示すように、基材伸張機構１０８が、基材固定機構１０７より下プレート１０３側に配置されているようにし、基材伸張機構１０８により基材１０６が伸張した状態とする。
【００３０】
ここで、基材固定機構１０７が備えている図示しない張力測定機構により基材１０６の張力を測定し、測定した張力値が所定の値となるように、基材伸張機構１０８と基材固定機構１０７との位置関係を制御するようにしてもよい。この制御は、制御部１１２により行えばよい。
【００３１】
つぎに、駆動装置１０９を動作させ、基材伸張機構１０８が基材固定機構１０７より下プレート１０３側に配置されている状態を保持したまま、基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８を上プレート側に移動（上昇）させる。ここで、薄膜１０５が半導体基板１０４に接触しない程度に基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８を上昇させる。
【００３２】
また、制御部１１２の制御によりプレート駆動装置１１０を動作させ、下プレート１０３を基材１０６の裏面に接触しないように上昇させ、両プレートの温度により基材１０６及び薄膜１０５が加熱される状態とする。
この加熱状態により、例えば、基材１０６が可塑によりのびて基材１０６にシワなどが発生すれば、基材１０６における張力が低下するので、この状態が張力測定機構に検出される。張力測定機構による基材１０６の張力低下が検出されると、制御部１１２は駆動装置１０９を制御し、張力測定機構により測定される基材１０６の張力値が所定の値となるように、基材伸張機構１０８と基材固定機構１０７との位置関係を変更する。
【００３３】
以上のようにすることで、基材１０６にシワなどが発生しない状態を保持し、基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８をより上昇させ、図２（ａ）に示すように、基材１０６上面に形成されている薄膜１０５の表面が、上プレート１０２に固定されている半導体基板１０４の主面に当接した状態とする。このとき、前述したように、基材１０６及び薄膜１０５は、予め各プレートの温度程度に加熱されているので、薄膜１０５が上プレート１０２に接触しても、薄膜１０５及び基材１０６には大きな温度変化が発生しない。
【００３４】
このように、本実施の形態では、制御部１１２の制御により駆動装置１０９を動作させることで、まず、薄膜１０５と半導体基板１０４とを当接させるようにした。従って、この時点では、下プレート１０３が基材１０６には接触していない。また、このとき、基材１０６は、基材伸張機構１０８により引き延ばされ、シワなどが無く平坦な状態が得られている。従って、本実施の形態によれば、半導体基板１０４の主面のほぼ全域が、実質同時にかつ均一に薄膜１０５の表面と当接することになる。
【００３５】
以上に説明したように、薄膜１０５が半導体基板１０４に接触した状態を得た後、制御部１１２の制御によりプレート駆動装置１１０を動作させて下プレート１０３を上昇させ、図２（ｂ）に示すように、下プレート１０３を基材伸張機構１０８により伸張されている基材１０６の裏面に当接させる。次いで、プレート駆動装置１１０を動作させ、下プレート１０３を上プレート１０２の側に所定の荷重を加えて押し付けることで、半導体基板１０４に薄膜１０５を押し付ける。
【００３６】
薄膜１０５が半導体基板１０４に接触した状態は、上プレート１０２に荷重が加わることにより荷重センサ１１１で検出される。接触状態が検出されたことを認知した制御部１１２が、プレート駆動装置１１０を動作させ、上述したように下プレート１０３を上昇させ、また、荷重を加えて押し上げる。
【００３７】
このとき、上プレート１０２及び下プレート１０３は所定の温度とする。また、制御部１１２は、荷重センサ１１１により測定される下プレート１０３の上昇による上プレート１０２に加わる荷重が、所定の範囲内となるように、プレート駆動装置１１０を制御する。このようにして下プレート１０３を上プレート１０２の側に押し付けることで、所定の時間、半導体基板１０４の主面に薄膜１０５を押し付けて接着させる（圧着する）。
【００３８】
上述した押し付ける状態を、例えば予め設定されている所定時間続けた後、制御部１１２は、プレート駆動装置１１０を制御し、下プレート１０３を下降させて下プレート１０３を上プレート１０２から離間させる。また、制御部１１２は、駆動装置１０９を制御し、基材固定機構１０７を下プレート１０３方向に下降させ、基材１０６を基材伸張機構１０８より離間させる。
【００３９】
次いで、真空容器１０１の内圧を大気圧状態に戻し、また、上プレート１０２に対する半導体基板１０４の固定状態を解放し、基材１０６を基材固定機構１０７より取り外す。この後、例えば取り外した基材１０６を薄膜１０５，半導体基板１０４とともに、真空容器１０１内より取り出し、基材１０６より半導体基板１０４を離間させ、薄膜１０５より基材１０６を剥離し、半導体基板１０４上に薄膜１０５が形成（転写）された状態を得る。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態では、基材１０６の上に形成されている薄膜１０５を半導体基板１０４に当接させた後、基材１０６の裏面に下プレート１０３を当接させるようにした。この結果、本実施の形態によれば、半導体基板１０４の全域に薄膜１０５が均一に接触した後、下プレート１０３と上プレート１０２とに挟まれて荷重が加えられるようになる。従って、本実施の形態によれば、下プレート１０３の上での基材１０６の盛り上がりなどが抑制されるようになり、均一な薄膜の転写が可能となる。
【００４１】
なお、上述した実施の形態では、基材伸張機構１０８により基材１０６を伸張し、この後、基材１０６上の薄膜１０５を半導体基板１０４に接触（当接）させるようにしたが、これに限るものではない。基材固定機構１０７に装着された基材１０６を基材伸張機構１０８に接触させることなく、基材固定機構１０７を上昇させて基材１０６上の薄膜１０５を半導体基板１０４に接触させ、この後、下プレート１０３を基材１０６の裏面に当接させるようにしてもよい。このようにしても、下プレート１０３と基材１０６との間に閉空間が形成されるのを抑制できる。例えば、基材１０６や薄膜１０５を加熱しないなど、基材１０６が可塑によりのびることが無い場合、基材伸張機構１０８を用いる必要はない。
【００４２】
＜実施の形態２＞
つぎに、本発明の他の形態について説明する。図１，２は、本発明の薄膜形成方法を実施可能とするための薄膜形成装置の概略的な構成とともに、薄膜形成方法を説明するための工程図である。本実施の形態では、図１（ａ）に示す薄膜形成装置により、所望の薄膜を半導体基板の上に形成するようにしたものである。
【００４３】
図１に示す薄膜形成装置は、まず、密閉可能な真空容器１０１と、真空容器１０１内の上部に固定された上プレート（第１のプレート）１０２と、上プレート１０２に対向して真空容器１０１内の下部に配置された下プレート（第２のプレート）１０３とを備えている。上プレート１０２には、半導体基板１０４が装着される。
【００４４】
また、この薄膜形成装置は、転写対象の薄膜１０５が形成された基材１０６を展着する基材固定機構１０７と、枠状で断面が円形の基材伸張機構１０８とを備えている。基材伸張機構１０８は、下プレート１０３の上面より見たときに基材固定機構１０７と下プレート１０３との間の領域に配置される。
【００４５】
基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８は、図１（ａ’）に示すように、円形の枠状に形成され、平面視円形の下プレート１０３と同様に、真空容器１０１内を上下に移動可能にされている。基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８は、駆動装置（移動手段）１０９により、各々上下方向に移動する。図では、基材伸張機構１０８と駆動装置１０９との接続状態は示していない。また、基材固定機構１０７は、展着している基材１０６の張力を測定する張力測定機構（張力測定手段）を備える。なお、基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８は、枠状に限るものではない。
【００４６】
下プレート１０３は、プレート駆動装置１１０（プレート駆動手段）により上下方向に移動する。従って、プレート駆動装置１１０により、上プレート１０２に対して下プレート１０３が相対的に移動する。また、上プレート１０２は、真空容器１０１の上部に配置された荷重センサ１１１に連通し、上プレート１０２に加わる荷重が測定可能な状態とされている。なお、上プレート１０２を下プレート１０３の方向に移動させるプレート駆動装置（プレート駆動手段）により、上プレート１０２に対して下プレート１０３を相対的に移動させるようにしてもよい。
【００４７】
駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作は、制御部１１２により制御される。制御部１１２は、荷重センサ１１１が検出した上プレート１０２に対する荷重の状態や、基材固定機構１０７が備える張力測定機構の張力測定結果により、駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作を制御する。例えば、張力測定機構が測定している張力値が上昇した場合、制御部１１２は、この値が上昇する前の張力値に戻るように、駆動装置１０９とプレート駆動装置１１０を制御し、基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８，及び，下プレート１０３の各々の位置関係を変更する。
【００４８】
以下、張力測定機構の測定した張力値を反映した制御部１１２の制御による駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作例について詳細に説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、密閉可能な真空容器１０１内に配置された上プレート１０２の下面に、図示していない基板装着機構によって、主面を下方に向けて半導体基板１０４を固定する。図１において、上プレート１０２の下方を向いている平面は、下プレート１０３の上方を向いている平面と対向している。
【００４９】
一方、塗布法などによって予め薄膜１０５が形成されている基材１０６を、薄膜１０５の形成面を上面（上プレート側）に向け、基材固定機構１０７に装着（展着）する。基材１０６は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）もしくはＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）などの、可撓性を有し、また可塑性を有する有機材料からなるシートフィルムである。基材１０６を基材固定機構１０７に装着した時点（時刻０）においては、図３（ａ）に示すように、基材固定機構１０７は基材伸張機構１０８より下方に位置している。
【００５０】
つぎに、真空排気ポンプ（真空排気手段）１１３の真空排気により真空容器１０１内の圧力を低下させるとともに、制御部１１２の制御により駆動装置１０９を動作させ、基材固定機構１０７を基材伸張機構１０８より上方（上プレート側）に移動させる。このことにより、時刻０より所定時間経過した時刻Ａにおいては、図３（ｂ）に示すように、基材固定機構１０７は基材伸張機構１０８より上方に配置し、基材１０６は基材伸張機構１０８により引き延ばされた状態となる。
【００５１】
つぎに、時刻Ｂにおいて、図３（ｃ）に示すように、制御部１１２の制御によりプレート駆動装置１１０を動作させ、下プレート１０３を上昇させて下プレート１０３の上面が基材１０６の裏面に接触しない程度に近設した状態とする。このことにより、プレートの温度で基材１０６及び薄膜１０５が加熱された状態となり、例えば、基材１０６が可塑によりのびて基材１０６にシワなどが発生する場合もある。このような場合、基材１０６における張力が低下するので、この状態が張力測定機構に検出される。
【００５２】
このような場合、制御部１１２は、張力測定機構により測定される基材１０６の張力値が所定の値となるように、基材伸張機構１０８と基材固定機構１０７との位置関係を制御する。例えば、張力測定機構による基材１０６の張力低下が検出されると、制御部１１２は駆動装置１０９を制御し、張力測定機構により測定される基材１０６の張力値が所定の値となるように、基材伸張機構１０８と基材固定機構１０７との位置関係を変更する。
【００５３】
次いで、時刻Ｃにおいて、図３（ｄ）に示すように、下プレート１０３の上面を基材１０６の裏面に当接させる。このとき、本実施の形態では、張力測定機構が測定している基材１０６の張力値が上昇しないように、図３には示していない制御部１１２（図１）の制御によりプレート駆動装置１１０（図１）を動作させて下プレート１０３の配置を制御し、下プレート１０３の上面が基材１０６の下面に接触しているだけの状態とする。これらの状態は、図３（ｆ）に示す張力値の変化を示す特性図において、実線で示される状態となる。
【００５４】
このような状態では、基材１０６が下プレート１０３に押し付けられる力、言い換えると、下プレート１０３が基材１０６を突き上げる力が発生していないので、下プレート１０３の上面（平面）と基材１０６の裏面とにより閉空間が形成されることがない。従って、この状態を保持したまま、駆動装置１０９とプレート駆動装置１１０の動作を制御し、基材固定機構１０７（及び基材伸張機構１０８）を下プレート１０３とともに上昇させていけば、半導体基板１０４の主表面全域に、ほぼ同時に薄膜１０５の表面を接触させることが可能となる。
【００５５】
この状態に対し、図３（ｅ）に示すように、下プレート１０３が基材伸張機構１０８より上方に位置して基材１０６を突き上げる状態では、下プレート１０３の上面と基材１０６の裏面とにより閉空間が形成され、基材１０６の中央部の盛り上がりを招くこととなる。本実施の形態では、上述したことにより、図３（ｅ）に示す状態が発生しないようにしたものである。
【００５６】
図３（ｄ）に示す状態で下プレート１０３を基材１０６に接触させた後、制御部１１２の制御により、基材固定機構１０７と基材伸張機構１０８とをこれらの所定の位置関係を保持したまま、駆動機構１０９により上プレート１０２の方向に上昇させる。同時に、制御部１１２に制御により、張力測定機構が測定している張力値が変化しない状態で、プレート駆動装置１１０により下プレート１０３を上昇させ、前述したように、半導体基板１０４の主表面全域に、ほぼ同時に薄膜１０５の表面を接触させる（図２（ｂ））。
【００５７】
この後、制御部１１２の制御によりプレート駆動装置１１０を動作させ、下プレート１０３を上プレート１０２の側に所定の荷重を加えて押し付けることで、半導体基板１０４に薄膜１０５を押し付ける。このとき、上プレート１０２及び下プレート１０３は所定の温度とする。また、荷重センサ１１１により上プレート１０２に加わる荷重を測定し、下プレート１０３の上昇による上プレート１０２に加わる荷重が、所定の範囲内となるように制御部１１２によりプレート駆動装置１１０を制御する。このようにして下プレート１０３を上プレート１０２の側に押し付けることで、所定の時間、半導体基板１０４の主面に薄膜１０５を押し付けて接着（圧着）させる。
【００５８】
次いで、上プレート１０２に対する半導体基板１０４の固定状態を解放し、また、プレート駆動装置１１０により下プレート１０３を下降させ、下プレート１０３を上プレート１０２から離間させる。また、基材固定機構１０７を下プレート１０３方向に下降させ、基材１０６を基材伸張機構１０８より離間させる。次いで、真空容器１０１の内圧を大気圧状態に戻し、基材１０６を基材固定機構１０７より取り外す。この後、例えば取り外した基材１０６を薄膜１０５，半導体基板１０４とともに、真空容器１０１内より取り出し、基材１０６より半導体基板１０４を離間させ、薄膜１０５より基材１０６を剥離し、半導体基板１０４上に薄膜１０５が形成（転写）された状態を得る。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態では、基材１０６と下プレート１０３とを接触させた後、張力測定機構による基材１０６の張力測定値が変化しないように、下プレート１０３と基材固定機構１０７との位置関係を制御してこれらを上昇させ、基材１０６上の薄膜１０５の表面を半導体基板１０４の主表面に当接させるようにした。
この結果、本実施の形態によれば、下プレート１０３と基材１０６との間に閉空間が形成されることなく、基材１０６上の薄膜１０５が半導体基板１０４に接触するようになる。
【００６０】
このように、本実施の形態によれば、半導体基板１０４の全域に薄膜１０５が均一に接触した後、下プレート１０３と上プレート１０２とに挟まれて荷重が加えられるようになる。従って、本実施の形態によれば、下プレート１０３の上での基材１０６の盛り上がりなどが抑制されるようになり、均一な薄膜の転写が可能となる。
【００６１】
＜実施の形態３＞
つぎに、本発明の他の形態について説明する。本実施の形態では、図１（ａ）に示す薄膜形成装置により薄膜を半導体基板上に形成するようにしたものである。まず、本実施の形態における薄膜形成装置について説明する。図１に示す薄膜形成装置は、まず、密閉可能な真空容器１０１と、真空容器１０１内の上部に固定された上プレート（第１のプレート）１０２と、上プレート１０２に対向して真空容器１０１内の下部に配置された下プレート（第２のプレート）１０３とを備えている。上プレート１０２には、半導体基板１０４が装着される。
【００６２】
また、この薄膜形成装置は、転写対象の薄膜１０５が形成された基材１０６を展着する基材固定機構１０７と、枠状で断面が円形の基材伸張機構１０８とを備えている。基材伸張機構１０８は、下プレート１０３の上面より見たときに基材固定機構１０７と下プレート１０３との間の領域に配置される。
【００６３】
基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８は、図１（ａ’）に示すように、円形の枠状に形成され、平面視円形の下プレート１０３と同様に、真空容器１０１内を上下に移動可能にされている。基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８は、駆動装置（移動手段）１０９により、各々上下方向に移動する。図では、基材伸張機構１０８と駆動装置１０９との接続状態は示していない。また、基材固定機構１０７は、展着している基材１０６の張力を測定する張力測定機構（張力測定手段）を備える。なお、基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８は、枠状に限るものではない。
【００６４】
下プレート１０３は、プレート駆動装置１１０（プレート駆動手段）により上下方向に移動する。従って、プレート駆動装置１１０により、上プレート１０２に対して下プレート１０３が相対的に移動する。また、上プレート１０２は、真空容器１０１の上部に配置された荷重センサ１１１に連通し、上プレート１０２に加わる荷重が測定可能な状態とされている。なお、上プレート１０２を下プレート１０３の方向に移動させるプレート駆動装置（プレート駆動手段）により、上プレート１０２に対して下プレート１０３を相対的に移動させるようにしてもよい。
【００６５】
駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作は、制御部１１２により制御される。制御部１１２は、荷重センサ１１１が検出した上プレート１０２に対する荷重の状態や、基材固定機構１０７が備える張力測定機構の張力測定結果により、駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作を制御する。例えば、張力測定機構が測定している張力値が上昇した場合、制御部１１２は、この値が上昇する前の張力値に戻るように、駆動装置１０９とプレート駆動装置１１０を制御し、基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８，及び，下プレート１０３の各々の位置関係を変更する。
【００６６】
以下、張力測定機構の測定した張力値とプレート駆動装置１１０の動作についてより詳細に説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、密閉可能な真空容器１０１内に配置された上プレート１０２の下面に、図示していない基板装着機構によって、主面を下方に向けて半導体基板１０４を固定する。図１において、上プレート１０２の下方を向いている平面は、下プレート１０３の上方を向いている平面と対向している。
【００６７】
一方、塗布法などによって予め薄膜１０５が形成されている基材１０６を、薄膜１０５の形成面を上プレート側に向け、基材固定機構１０７に装着（展着）する。基材１０６は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）もしくはＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）などの、可撓性を有し、また可塑性を有する有機材料からなるシートフィルムである。基材１０６を基材固定機構１０７に装着した時点では、基材固定機構１０７は基材伸張機構１０８より下方に位置している。
【００６８】
つぎに、真空排気ポンプ（真空排気手段）１１３の真空排気により真空容器１０１内の圧力を低下させるとともに、制御部１１２の制御により駆動装置１０９を動作させ、基材固定機構１０７を基材伸張機構１０８より上方（上プレート側）に移動させる。このことにより、基材固定機構１０７を基材伸張機構１０８より上方に移動させ、張力測定機構による基材１０６の張力測定値が所定の値となるまで基材１０６を基材伸張機構１０８により引き延ばす。このときの張力測定値を初期値とする。
【００６９】
つぎに、図４（ａ）に示すように、制御部１１２の制御によりプレート駆動装置１１０を動作させ、下プレート１０３を上昇させてこの上面を基材１０６の裏面に接触させる。このとき、下プレート１０３は、基材１０６の裏面に接触する状態にまで上昇させるが、これ以上には上昇させない。例えば、下プレート１０３が基材１０６に接触したことにより張力測定機構で検出される張力測定値が、上述した初期値を超えることない範囲で下プレート１０３を上昇させる。
【００７０】
ここで、下プレート１０３は所定温度に加熱されているので、下プレート１０３に接触した基材１０６及び薄膜１０５も加熱された状態となる。この結果、基材１０６が可塑によりのびて基材１０６にシワなどが発生する。この状態は、張力測定機構による張力測定値にも反映され、張力測定値が小さくなる。本実施の形態では、このような変化が発生した場合、張力測定機構の測定値が上述した初期値を保持するように、制御部１１２が駆動装置１０９を制御し、基材固定機構１０７と基材伸張機構１０８との位置関係を変更する。例えば、基材伸張機構１０８の位置は固定し、基材固定機構１０７を上方へ移動し、基材１０６の張力を上昇させ、張力測定機構の測定値が上述した初期値となるようにする。
【００７１】
これらのことにより、基材１０６は、シワなどがない状態に充分に伸張した状態が維持される。また、基材伸張機構１０８と下プレート１０３との位置関係は一定としているので、下プレート１０３により基材１０６の一部が突き上げられることが無く、下プレート１０３と基材１０６との間に閉空間が形成されることもない。
【００７２】
以上に示した状態で、制御部１１２の制御により駆動機構１０９を動作させ、基材固定機構１０７と基材伸張機構１０８とを、これらの所定の位置関係を保持したまま、上プレート１０２方向に上昇させる。同時に、制御部１１２の制御によりプレート駆動装置１１０を動作させ、張力測定機構が測定している張力値が変化しない状態で、下プレート１０３を上昇させ、前述したように、半導体基板１０４の主表面全域に、ほぼ同時に薄膜１０５の表面を接触させる（図４（ｂ））。
【００７３】
この後、制御部１１２の制御によりプレート駆動装置１１０を動作させ、下プレート１０３を上プレート１０２の側に所定の荷重を加えて押し付けることで、半導体基板１０４に薄膜１０５を押し付ける。このとき、上プレート１０２及び下プレート１０３は所定の温度とする。また、荷重センサ１１１により上プレート１０２に加わる荷重を測定し、下プレート１０３の上昇による上プレート１０２に加わる荷重が、所定の範囲内となるようにプレート駆動装置１１０を制御する。このようにして下プレート１０３を上プレート１０２の側に押し付けることで、所定の時間、半導体基板１０４の主面に薄膜１０５を押し付けて接着させる。
【００７４】
次いで、上プレート１０２に対する半導体基板１０４の固定状態を解放し、また、プレート駆動装置１１０により下プレート１０３を下降させ、下プレート１０３を上プレート１０２から離間させる。また、基材固定機構１０７を下プレート１０３方向に下降させ、基材１０６を基材伸張機構１０８より離間させる。次いで、真空容器１０１の内圧を大気圧状態に戻し、基材１０６を基材固定機構１０７より取り外す。この後、例えば取り外した基材１０６を薄膜１０５，半導体基板１０４とともに、真空容器１０１内より取り出し、基材１０６より半導体基板１０４を離間させ、薄膜１０５より基材１０６を剥離し、半導体基板１０４上に薄膜１０５が形成（転写）された状態を得る。
【００７５】
以上説明したように、本実施の形態では、基材１０６と下プレート１０３とを接触させた後、張力測定機構による基材１０６の張力測定値が変化しないように、駆動装置１０９を制御して基材固定機構１０７と基材伸張機構１０８との位置関係を変更するようにした。このようにして、下プレート１０３の上面に接触している基材１０６の張力を一定とした状態で、これらを同時に上昇させ、基材１０６の上に形成されている薄膜１０５の表面を半導体基板１０４の主表面に当接させるようにした。
【００７６】
この結果、本実施の形態によれば、下プレート１０３と基材１０６との間に閉空間が形成されることなく、基材１０６上の薄膜１０５が半導体基板１０４に接触するようになる。この結果、半導体基板１０４の全域に薄膜１０５が均一に接触した後、下プレート１０３と上プレート１０２とに挟まれて荷重が加えられるようになる。従って、本実施の形態によれば、下プレート１０３の上での基材１０６の盛り上がりなどが抑制されるようになり、均一な薄膜の転写が可能となる。
【００７７】
＜実施の形態４＞
つぎに、本発明の他の形態について説明する。本実施の形態では、図１（ａ）に示す薄膜形成装置により薄膜を半導体基板上に形成するようにしたものである。まず、本実施の形態における薄膜形成装置について説明する。図１に示す薄膜形成装置は、まず、密閉可能な真空容器１０１と、真空容器１０１内の上部に固定された上プレート（第１のプレート）１０２と、上プレート１０２に対向して真空容器１０１内の下部に配置された下プレート（第２のプレート）１０３とを備えている。上プレート１０２には、半導体基板１０４が装着される。
【００７８】
また、この薄膜形成装置は、転写対象の薄膜１０５が形成された基材１０６を展着する基材固定機構１０７と、枠状で断面が円形の基材伸張機構１０８とを備えている。基材伸張機構１０８は、下プレート１０３の上面より見たときに基材固定機構１０７と下プレート１０３との間の領域に配置される。
【００７９】
基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８は、図１（ａ’）に示すように、円形の枠状に形成され、平面視円形の下プレート１０３と同様に、真空容器１０１内を上下に移動可能にされている。基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８は、駆動装置（移動手段）１０９により、各々上下方向に移動する。図では、基材伸張機構１０８と駆動装置１０９との接続状態は示していない。また、基材固定機構１０７は、展着している基材１０６の張力を測定する張力測定機構（張力測定手段）を備える。なお、基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８は、枠状に限るものではない。
【００８０】
下プレート１０３は、プレート駆動装置１１０（プレート駆動手段）により上下方向に移動する。従って、プレート駆動装置１１０により、上プレート１０２に対して下プレート１０３が相対的に移動する。また、上プレート１０２は、真空容器１０１の上部に配置された荷重センサ１１１に連通し、上プレート１０２に加わる荷重が測定可能な状態とされている。なお、上プレート１０２を下プレート１０３の方向に移動させるプレート駆動装置（プレート駆動手段）により、上プレート１０２に対して下プレート１０３を相対的に移動させるようにしてもよい。
【００８１】
駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作は、制御部１１２により制御される。制御部１１２は、荷重センサ１１１が検出した上プレート１０２に対する荷重の状態や、基材固定機構１０７が備える張力測定機構の張力測定結果により、駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作を制御する。例えば、張力測定機構が測定している張力値が上昇した場合、制御部１１２は、この値が上昇する前の張力値に戻るように、プレート駆動装置１１０を動作させて下プレート１０３を下降させる。
【００８２】
以下、本実施の形態における薄膜形成方法について説明する。まず、図１（ａ）に示すように、密閉可能な真空容器１０１内に配置された上プレート１０２の下面に、図示していない基板装着機構によって、主面を下方に向けて半導体基板１０４を固定する。図１において、上プレート１０２の下方を向いている平面は、下プレート１０３の上方を向いている平面と対向している。
【００８３】
一方、塗布法などによって予め薄膜１０５が形成されている基材１０６を、薄膜１０５の形成面を上面（上プレート側）に向け、基材固定機構１０７に装着（展着）する。基材１０６は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）もしくはＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）などの、可撓性を有し、また可塑性を有する有機材料からなるシートフィルムである。
【００８４】
つぎに、真空排気ポンプ（真空排気手段）１１３の真空排気により真空容器１０１内の圧力を低下させるとともに、制御部１１２の制御により駆動装置１０９を動作させ、基材固定機構１０７を基材伸張機構１０８より上方（上プレート側）に移動させる。このことにより、基材固定機構１０７に展着されている基材１０６を、張力測定機構による基材１０６の張力測定値が所定の値となるまで引き延ばす。このときの張力測定値に着目し、これを例えば初期値とする。
【００８５】
つぎに、基材伸張機構１０８が基材固定機構１０７より下プレート１０３側に配置され、張力測定機構による基材１０６の張力測定値が上記初期値である状態を保持したまま、駆動装置１０９を動作させて基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８を上プレート側に移動（上昇）させる。ここで、薄膜１０５が半導体基板１０４に接触しない程度に基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８を上昇させ、上プレート１０２の温度により基材１０６及び薄膜１０５が加熱される状態とする。
【００８６】
この加熱状態により、例えば、基材１０６が可塑によりのびて基材１０６にシワなどが発生し、基材１０６における張力が低下するので、この状態が張力測定機構に検出される。ここで、本実施の形態では、張力測定機構により測定される基材１０６の張力値が、前述した初期値となるまで、制御部１１２の制御により、基材伸張機構１０８と基材固定機構１０７との位置関係を制御する。例えば、張力測定機構により測定される張力値が、前述した初期値となるまで、制御部１１２の制御により駆動装置１０９を動作させ、基材固定機構１０７を上昇させる。
【００８７】
以上のようにすることで、基材１０６の張力を前述した初期値に保持した状態で、基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８をより上昇させ、図２（ａ）に示すように、基材１０６上面に形成されている薄膜１０５の表面が、上プレート１０２に固定されている半導体基板１０４の主面に当接した状態とする。このとき、前述したように、基材１０６及び薄膜１０５は、予め上プレート１０２の温度程度に加熱されているので、薄膜１０５が上プレート１０２に接触しても、薄膜１０５及び基材１０６には大きな温度変化が発生しない。
【００８８】
このように、本実施の形態では、まず、薄膜１０５と半導体基板１０４とを当接させるようにした。従って、この時点では、下プレート１０３が基材１０６には接触していない。また、このとき、基材１０６は、制御部１１２により位置が制御された基材伸張機構１０８により引き延ばされ、シワなどが無く平坦な状態が得られている。従って、本実施の形態によれば、半導体基板１０４の主面のほぼ全域が、実質同時にかつ均一に薄膜１０５の表面と当接することになる。
【００８９】
以上に説明したように、薄膜１０５が半導体基板１０４に接触した状態を得た後、制御部１１２の制御によりプレート駆動装置１１０を動作させて下プレート１０３を上昇させ、図２（ｂ）に示すように、下プレート１０３を基材伸張機構１０８により伸張されている基材１０６の裏面に当接させる。さらに、プレート駆動装置１１０を動作させ、下プレート１０３を上プレート１０２の側に所定の荷重を加えて押し付けることで、半導体基板１０４に薄膜１０５を押し付ける。
【００９０】
このとき、上プレート１０２及び下プレート１０３は所定の温度とする。また、荷重センサ１１１により上プレート１０２に加わる荷重を測定し、下プレート１０３の上昇による上プレート１０２に加わる荷重が、所定の範囲内となるようにプレート駆動装置１１０を制御する。このようにして下プレート１０３を上プレート１０２の側に押し付けることで、所定の時間、半導体基板１０４の主面に薄膜１０５を押し付けて接着させる。
【００９１】
次いで、上プレート１０２に対する半導体基板１０４の固定状態を解放し、また、プレート駆動装置１１０により下プレート１０３を下降させ、下プレート１０３を上プレート１０２から離間させる。また、基材固定機構１０７を下プレート１０３方向に下降させ、基材１０６を基材伸張機構１０８より離間させる。次いで、真空容器１０１の内圧を大気圧状態に戻し、基材１０６を基材固定機構１０７より取り外す。この後、例えば取り外した基材１０６を薄膜１０５，半導体基板１０４とともに、真空容器１０１内より取り出し、基材１０６より半導体基板１０４を離間させ、薄膜１０５より基材１０６を剥離し、半導体基板１０４上に薄膜１０５が形成（転写）された状態を得る。
【００９２】
以上説明したように、本実施の形態では、基材１０６を伸張し、測定される張力値を保持した状態で、基材１０６の上に形成されている薄膜１０５を半導体基板１０４に当接させた後、基材１０６の裏面に下プレート１０３を当接させるようにした。この結果、本実施の形態によれば、半導体基板１０４の全域に薄膜１０５が均一に接触した後、下プレート１０３と上プレート１０２とに挟まれて荷重が加えられるようになる。従って、本実施の形態によれば、下プレート１０３の上での基材１０６の盛り上がりなどが抑制されるようになり、均一な薄膜の転写が可能となる。
【００９３】
ところで、上述した実施の形態では、基材伸張機構１０８は、基材固定機構１０７に装着されている基材１０６の上方に配置されているようにしたが、これに限るものではない。例えば、図５に示すように、基材伸張機構１０８が、基材固定機構１０７に装着されている基材１０６の下方に配置されているようにしてもよい。この場合、基材固定機構１０７に装着されている基材１０６は、駆動装置１０９により、基材伸張機構１０８を基材固定機構１０７より上プレート１０２の側に上昇させることで、伸張させることが可能となる。なお、図では、基材伸張機構１０８と駆動装置１０９との接続状態は示していない
【００９４】
このように、基材伸張機構１０８を基材固定機構１０７に装着されている基材１０６の下方に配置する構成とすることで、下プレート１０３を上下方向に動作させるプレート駆動装置１１０，基材固定機構１０７や基材伸張機構１０８を上下方向に動作させる駆動機構１０９を、基材固定機構１０７に装着される基材１０６の下方に配置させることが可能となる。また、図５の薄膜形成装置では、基材伸張機構１０８は、基材１０６の薄膜１０５が形成されない裏面に接触するので、基材伸張機構１０８が薄膜材料により汚れることがない。
【００９５】
また、基材伸張機構１０８と基材固定機構１０７との配置関係の変更による基材１０６の伸張は、上プレート１０２と下プレート１０３との間の空間の、いずれの位置でも行うことが可能である。
また、基材伸張機構１０８の断面形状は円形としたが、これに限るものではない。接触する基材１０６との間に、充分に滑りが発生する状態であればよい。
また、上記実施の形態では、半導体基板に薄膜を接着して転写するときに、これらを加熱するようにしたが、これに限るものではない。加熱せずに、荷重を加える圧着により半導体基板に基材上の薄膜を接着（転写）させるようにしてもよい。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、基材固定機構に保持される基材の張力を測定した状態で、基材と基板とを押し付けることができるので、基材の主表面に形成された薄膜が基板に当接するまでは、基材が下プレートにより伸張されるように密着することがない。この結果、本発明によれば、基材とこれに当接されるプレートとの間に存在する気体の膨張によるプレート上での基材の盛り上がりを抑制し、転写不良などがない状態で、転写対象の基板全域に薄膜が転写できるようになるという優れた効果が得られる。
【００９７】
また、本発明によれば、基材の主表面に形成された薄膜が基板に当接するまでは、基材が下プレートに押し付けられることがないので、基材とこれに当接されるプレートとの間に存在する気体の膨張による、プレート上での基材の盛り上がりを抑制し、転写不良などがない状態で、転写対象の基板全域に薄膜が転写できるようになるという優れた効果が得られる。
【００９８】
また、本発明によれば、基材の主表面に形成された薄膜が基板に当接するまでは、基材が下プレートに接触しないので、基材とこれに当接されるプレートとの間に存在する気体の膨張による、プレート上での基材の盛り上がりを抑制し、転写不良などがない状態で、転写対象の基板全域に薄膜が転写できるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の薄膜形成装置の概略的な構成を示す構成図であり、また、薄膜形成方法を説明するための工程図である。
【図２】 本発明の薄膜形成装置の概略的な構成を示す構成図であり、また、薄膜形成方法を説明するための工程図である。
【図３】 本発明の薄膜形成装置により実現する薄膜形成方法を説明するための工程図である。
【図４】 本発明の薄膜形成方法を説明するための工程図である。
【図５】 本発明の他の形態における薄膜形成装置の概略的な構成を示す構成図である。
【図６】 従来よりある薄膜形成装置による薄膜形成方法を示す工程図である。
【図７】 従来よりある薄膜形成装置による薄膜形成方法を示す工程図である。
【図８】 従来の薄膜形成における問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
１０１…真空容器、１０２…上プレート（第１のプレート）、１０３…下プレート（第２のプレート）、１０４…半導体基板、１０５…薄膜、１０６…基材、１０７…基材固定機構、１０８…基材伸張機構、１１０…プレート駆動装置、１１１…荷重センサ、１１２…制御部、１１３…真空排気ポンプ（真空排気手段）。
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板と基材とを相互に押し付けることで、基材に予め形成されている絶縁膜などの薄膜を基板に転写して形成する薄膜形成装置及び薄膜形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体集積回路の高密度化に伴い、多層配線技術は、必須なものとなっている。多層配線を実現するために、配線層間を分離する絶縁膜や、金属配線層の平坦化技術が開発されてきた。この平坦化技術のうち、転写を用いた方法としてＳＴＰ法が提案されている（非特許文献１参照）。この技術は、形成したい薄膜を予め基材に形成し、これを減圧環境の中で加熱加圧することで上記薄膜を半導体などの基板上に転写するものである。
【０００３】
上記ＳＴＰ法を実現する薄膜装置が提案されている（特許文献１参照）。この薄膜形成装置について、図６〜８を用いて説明する。図６に示す薄膜形成装置は、密閉可能な真空容器６０１内に、まず、温度調整可能で昇降可能な上プレート６０２と下プレート６０３を備えている。また、上プレート６０２は、図示しない基板装着機構を備え、これにより上プレート６０２に、半導体基板６０４が装着可能とされている。
【０００４】
また、真空容器６０１内には、例えばリング状の基材固定機構６０７及び基材伸張機構６０８が設けられている。基材固定機構６０７は、薄膜６０５が形成されている例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）もしくはＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）からなるシート状の基材６０６を、上プレート６０２と下プレート６０３との間に保持する。基材伸張機構６０８は、基材固定機構６０７より径が小さく基材固定機構６０７の内側に配置される押さえリングを備える。
なお、真空容器６０１の内部は、真空排気ポンプ６０９により減圧することを可能としている。
【０００５】
以上に説明した薄膜形成装置の動作について説明する。まず、図６（ａ）に示すように、所定の温度状態とした上プレート６０２及び下プレート６０３を所定距離離間させた状態で、上プレート６０２に半導体基板６０４を装着する。また、基材固定機構６０７に薄膜６０５が形成されている基材６０６を展着する。このとき、基材６０６は、薄膜６０５の形成面を上プレート６０２の方向に向け、上プレート６０２と下プレート６０３との間に配置された状態とする。また、基材伸張機構６０８の押さえリングが、基材６０６上に配置された状態とする。この状態で、真空排気ポンプ６０９により真空容器６０１の内部を所定の圧力（真空度）に減圧する。
【０００６】
つぎに、図６（ｂ）に示すように、基材伸張機構６０８を動作させて押さえリングを下プレート６０３の方向に移動させ、基材６０６を伸張させる。次いで、下プレート６０３を上プレート６０２の方向に上昇させ、下プレート６０３の上面が基材６０６の薄膜６０５が形成されていない裏面に当接した状態とする。このとき、下プレート６０３の上面が基材６０６の裏面に当接した状態以上に、下プレート６０３を上昇させて基材６０６がより伸張した状態とする。
【０００７】
この後、下プレート６０３と基材６０６（基材固定機構６０７）と基材伸張機構６０８とが所定の位置関係に達した時点で、基材固定機構６０７と基材伸張機構６０８及び下プレート６０３の位置関係を一定に保ったままこれらをさらに上昇させ、基材６０６上の薄膜６０５を上プレート６０２によって保持された半導体基板６０４に当接させる。このとき、下プレート６０３及び上プレート６０２は、各々の温度調節機構により所定の温度にしておく。
【０００８】
ここで、下プレート６０３と上プレート６０２との間に荷重が加えられた状態とする。この当接させて所定の荷重を加えた状態を所定時間保持した後、上プレート６０２における半導体基板６０４の固定状態を解放し、この後、基材固定機構６０７と下プレート６０３とを下降させて荷重を解放し、半導体基板６０４より基材６０６を離間させ、半導体基板６０４に薄膜６０５が形成された状態を得る。
【０００９】
例えば、上プレート６０２の温度を１８０℃程度とすれば、半導体基板６０４は１８０℃程度に加熱された状態となり、上述したように薄膜６０５が半導体基板６０４に圧着されたときに、薄膜６０５の半導体基板６０４に対する密着力が、所望の強度に得られる。一方、貼り合わせる前の薄膜６０５は、基材６０６を介して下プレート６０３により加熱されているが、この温度を１２０℃程度とあまり高温ではない状態としておけば、貼り合わせる前の薄膜６０５が硬化することなどによる接着力の低下が起こることがない。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−１３５６２３号公報
【非特許文献１】
K.Machida et al.,“Novel Global Planarization Technology for Interlayer Dielectrics using Spin on Glass Film Transfer and Hot Pressing"J.Vac.Sci.Technol.B16(3),May/June,1093(1998)
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、下プレート６０３を上昇させて基材６０６の上の薄膜６０５を半導体基板６０４に当接させる過程で、下プレート６０３と基材６０６の間にわずかに残留していた気体は、真空容器６０１への逃げ道がなく、下プレート６０３と基材６０６の間に閉じ込められた状態となる。一方、この過程の最中においても、真空排気ポンプ６０９は真空排気を続けていて真空容器６０１内部の圧力は徐々に低下していく。この結果、図７（ａ）に示すように、下プレート６０３と基材６０６の間に形成された閉空間内部の気体は、基材６０６を上方に盛り上がらせてしまう。
【００１２】
このように、下プレート６０３の上で基材６０６の中央部が盛り上がった状態で下プレート６０３が上昇を続ければ、基材６０６上の薄膜６０５が半導体基板６０４に当接するにあたって、薄膜６０５は中心部から半導体基板６０４に接する。最終的には、図７（ｂ）に示すように、下プレート６０３は上プレート６０２に完全に押し付けられ、所定の荷重の加わった状態で停止する。
この後、前述したように、荷重を解放して上プレート６０２より半導体基板６０４を取り外し、半導体基板６０４より基材６０６を剥離すると、図８に示すように、転写不良が発生する。
【００１３】
基材６０６の中央部が盛り上がった状態で半導体基板６０４に当接してから、薄膜６０５全域が半導体基板６０４に密着した場合、均一な接触状態が得られなくなり、例えば、図８（ａ），（ｂ）に示すように、堅さや膜質の異なる領域６０５ａ，６０５ｂが、半導体基板６０４上に形成される場合がある。
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、基材とこれに当接されるプレートとの間に存在する気体の膨張による、プレート上での基材の盛り上がりを抑制し、転写不良などがない状態で、転写対象の基板全域に薄膜が転写できるようにすることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る薄膜形成方法は、例えば真空容器内で、シート状の基材の表面に形成された薄膜を基板に転写する方法において、第１プレートに基板を固定する工程と、基材をこの裏面及び薄膜表面が開放された状態で薄膜が基板に対向するように基材固定機構に保持された状態とする工程と、基材固定機構と第１プレートとを近づけて、基材の主表面に形成された薄膜を基板に当接させる工程と、薄膜と基板とが当接した後、第１プレートに対向して配置された第２プレートの主表面を基材の裏面に当接させる工程と、第１プレートと第２プレートとの間に荷重を加えることで基板に当接した薄膜を基板に圧着する工程とを少なくとも備えるようにしたものである。
この方法によれば、基材の主表面に形成された薄膜が基板に当接するまでは、基材が下プレートに接触しない。
【００１５】
また、本発明の他の形態に係る薄膜形成方法は、例えば真空容器内で、シート状の基材の表面に形成された薄膜を基板に転写する方法において、第１プレートに基板を固定する第１の工程と、基材をこの裏面及び薄膜表面が開放された状態で薄膜が基板に対向するように基材固定機構に保持された状態とする第２の工程と、機材固定機構に保持された基材を所定の張力で伸張した状態とする第３の工程と、第１プレートに対向して配置された第２プレートと基材固定機構とを近づけて、基材を伸張する所定の張力が第３の工程と実質的に変化しない状態で、第２プレートの主表面を基材の裏面に当接させる第４の工程と、基材と第２プレートとを互いに当接させた後、基材固定機構と第２プレートとの位置関係を保持したまま、基材固定機構及び第２プレートを同時に第１プレートの方向に移動させ、基材の主表面に形成された薄膜を基板に当接させる第５の工程と、第１プレートと第２プレートとの間に荷重を加えることで基板に当接した薄膜を基板に圧着する第６の工程とを少なくとも備えるようにしたものである。
この方法によれば、基材の主表面に形成された薄膜が基板に当接するまでは、基材が下プレートに押し付けられることがない。
【００１６】
上記薄膜形成方法において、第５の工程では、所定の張力が実質的に変化しない状態で基材固定機構及び第２プレートを同時に第１プレートの方向に移動させるようにしてもよい。また、第５の工程では、所定の張力が実質的に変化しない状態で基材の主表面に形成された薄膜を基板に当接させるようにしてもよい。また、第４の工程では、第２プレートが当接すべき中央部より外方の基材の周辺部を押圧して伸張させることで、基材を所定の張力で伸張した状態としてもよい。
【００１７】
本発明に係る薄膜形成装置は、例えば真空容器内で、シート状の基材の表面に形成された薄膜を基材に転写する装置において、基板を固定する第１プレートと、基材をこの裏面及び薄膜表面が開放された状態で薄膜が基板に対向するように保持する基材固定機構と、基材の裏面側に第１プレートに対向して配置された第２プレートと、第１プレートと基材固定機構のいずれかまたは両方を移動させて第１プレートと基材固定機構とを相対的に近づけて薄膜を基板に当接させる移動手段と、第１プレートに対して第２プレートを相対的に移動させて基材の裏面に第２プレートを当接させるとともに、第１プレートと第２プレートとの間に荷重を加えることで基板に当接した薄膜を基板に圧着するプレート駆動手段と、移動手段によって薄膜が第１プレートに当接させられたか否かを検出する検出手段と、検出手段によって薄膜が第１プレートに当接したことを検出した後に、基材の裏面に第２プレートを当接させるようにプレート駆動手段を制御する制御手段とを備えるようにしたものである。
【００１８】
また、本発明に係る他の薄膜形成装置は、例えば真空容器内で、シート状の基材の表面に形成された薄膜を基材に転写する装置において、基板を固定する第１プレートと、基材をこの裏面及び薄膜表面が開放された状態で薄膜が基板に対向するように保持する基材固定機構と、基材の裏面側に第１プレートに対向して配置された第２プレートと、第１プレートに対して第２プレートを相対的に移動させて基材の裏面に第２プレートを当接させるとともに、第１プレートと第２プレートとの間に荷重を加えることで薄膜を基板に圧着するプレート駆動手段と、プレート駆動手段によって第２プレートを基材の裏面に当接させた後に薄膜を基板に当接させ、第２プレートが基材の裏面に当接するときに基材の張力が実質的に変化しないように制御し、この後、第１プレートと第２プレートとの間に荷重を加えるまで基材固定機構と第２プレートの位置関係を保持する張力制御手段とを備え、張力制御手段は、基材固定機構に保持された基材の張力を測定する張力測定手段と、この張力測定手段による測定結果に基づいて基材の張力を調整する張力調整手段とを備えるようにしたものである。
この薄膜形成装置によれば、基材固定機構に保持される基材の張力を測定した状態で、基材と基板とを押し付けることができる。
【００１９】
上記薄膜形成装置において、張力調整手段は、基材固定機構によって保持された基材と第２プレートとの位置関係をプレート駆動手段を介して制御し、基材に対する第２プレートの押圧量を調整するものである。
【００２０】
上記薄膜形成装置において、張力調整手段は、第２プレートが当接すべき中央部より外方の基材の周辺部を押圧して伸張させる基材伸張機構を備えるものである。また、張力制御手段は、所定の張力が実質的に変化しない状態で基材固定機構及び第２プレートを同時に第１プレートの方向に移動させるものである。また、張力制御手段は、所定の張力が実質的に変化しない状態で基材の主表面に形成された薄膜を基板に当接させるものである。
【００２１】
また、上記薄膜形成装置において、基材伸張機構は、基材固定機構によって保持される基材より第１プレートの側に配置されているものである。また、基材伸張機構は、基材固定機構によって保持される基材より第２プレートの側に配置されているものである
【００２２】
【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。
＜実施の形態１＞
はじめに、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１，２は、本発明の薄膜形成方法を実施可能とするための薄膜形成装置の概略的な構成とともに、薄膜形成方法を説明するための工程図である。図１に示す薄膜形成装置は、まず、密閉可能な真空容器１０１と、真空容器１０１内の上部に固定された上プレート（第１のプレート）１０２と、上プレート１０２に対向して真空容器１０１内の下部に配置された下プレート（第２のプレート）１０３とを備えている。上プレート１０２には、半導体基板１０４が装着される。
【００２３】
また、この薄膜形成装置は、転写対象の薄膜１０５が形成された基材１０６を展着する基材固定機構１０７と、枠状で断面が円形の基材伸張機構１０８とを備えている。基材伸張機構１０８は、下プレート１０３の上面より見たときに基材固定機構１０７と下プレート１０３との間の領域に配置される。
【００２４】
基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８は、図１（ａ’）に示すように、円形の枠状に形成され、平面視円形の下プレート１０３と同様に、真空容器１０１内を上下に移動可能にされている。基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８は、駆動装置（移動手段）１０９により、各々上下方向に移動する。図では、基材伸張機構１０８と駆動装置１０９との接続状態は示していない。また、基材固定機構１０７は、展着している基材１０６の張力を測定する張力測定機構（張力測定手段）を備える。なお、基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８は、枠状に限るものではない。
【００２５】
下プレート１０３は、プレート駆動装置１１０（プレート駆動手段）により上下方向に移動する。従って、プレート駆動装置１１０により、上プレート１０２に対して下プレート１０３が相対的に移動する。また、上プレート１０２は、真空容器１０１の上部に配置された荷重センサ１１１に連通し、上プレート１０２に加わる荷重が測定可能な状態とされている。
【００２６】
駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作は、制御部１１２により制御される。制御部１１２は、例えば、荷重センサ１１１が検出した上プレート１０２に対する荷重の状態や、基材固定機構１０７が備える張力測定機構の張力測定結果により、駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作を制御する。
なお、上プレート１０２を下プレート１０３の方向に移動させるプレート駆動装置（プレート駆動手段）により、上プレート１０２に対して下プレート１０３を相対的に移動させるようにしてもよい。
【００２７】
以下、本実施の形態における薄膜形成方法について説明する。まず、図１（ａ）に示すように、密閉可能な真空容器１０１内に配置された上プレート１０２の下面に、図示していない基板装着機構によって、主面を下方に向けて半導体基板１０４を固定する。図１において、上プレート１０２の下方を向いている平面は、下プレート１０３の上方を向いている平面と対向している。
【００２８】
一方、塗布法などによって予め薄膜１０５が形成されている基材１０６を、薄膜１０５の形成面を上面（上プレート側）に向け、基材固定機構１０７に装着（展着）する。基材１０６は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）もしくはＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）などの、可撓性を有し、また可塑性を有する有機材料からなるシートフィルムである。
【００２９】
つぎに、真空排気ポンプ（真空排気手段）１１３の真空排気により真空容器１０１内の圧力を低下させるとともに、制御部１１２の制御により駆動装置１０９を動作させ、基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８を上方（上プレート側）に移動させる。このとき、図１（ｂ）に示すように、基材伸張機構１０８が、基材固定機構１０７より下プレート１０３側に配置されているようにし、基材伸張機構１０８により基材１０６が伸張した状態とする。
【００３０】
ここで、基材固定機構１０７が備えている図示しない張力測定機構により基材１０６の張力を測定し、測定した張力値が所定の値となるように、基材伸張機構１０８と基材固定機構１０７との位置関係を制御するようにしてもよい。この制御は、制御部１１２により行えばよい。
【００３１】
つぎに、駆動装置１０９を動作させ、基材伸張機構１０８が基材固定機構１０７より下プレート１０３側に配置されている状態を保持したまま、基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８を上プレート側に移動（上昇）させる。ここで、薄膜１０５が半導体基板１０４に接触しない程度に基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８を上昇させる。
【００３２】
また、制御部１１２の制御によりプレート駆動装置１１０を動作させ、下プレート１０３を基材１０６の裏面に接触しないように上昇させ、両プレートの温度により基材１０６及び薄膜１０５が加熱される状態とする。
この加熱状態により、例えば、基材１０６が可塑によりのびて基材１０６にシワなどが発生すれば、基材１０６における張力が低下するので、この状態が張力測定機構に検出される。張力測定機構による基材１０６の張力低下が検出されると、制御部１１２は駆動装置１０９を制御し、張力測定機構により測定される基材１０６の張力値が所定の値となるように、基材伸張機構１０８と基材固定機構１０７との位置関係を変更する。
【００３３】
以上のようにすることで、基材１０６にシワなどが発生しない状態を保持し、基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８をより上昇させ、図２（ａ）に示すように、基材１０６上面に形成されている薄膜１０５の表面が、上プレート１０２に固定されている半導体基板１０４の主面に当接した状態とする。このとき、前述したように、基材１０６及び薄膜１０５は、予め各プレートの温度程度に加熱されているので、薄膜１０５が上プレート１０２に接触しても、薄膜１０５及び基材１０６には大きな温度変化が発生しない。
【００３４】
このように、本実施の形態では、制御部１１２の制御により駆動装置１０９を動作させることで、まず、薄膜１０５と半導体基板１０４とを当接させるようにした。従って、この時点では、下プレート１０３が基材１０６には接触していない。また、このとき、基材１０６は、基材伸張機構１０８により引き延ばされ、シワなどが無く平坦な状態が得られている。従って、本実施の形態によれば、半導体基板１０４の主面のほぼ全域が、実質同時にかつ均一に薄膜１０５の表面と当接することになる。
【００３５】
以上に説明したように、薄膜１０５が半導体基板１０４に接触した状態を得た後、制御部１１２の制御によりプレート駆動装置１１０を動作させて下プレート１０３を上昇させ、図２（ｂ）に示すように、下プレート１０３を基材伸張機構１０８により伸張されている基材１０６の裏面に当接させる。次いで、プレート駆動装置１１０を動作させ、下プレート１０３を上プレート１０２の側に所定の荷重を加えて押し付けることで、半導体基板１０４に薄膜１０５を押し付ける。
【００３６】
薄膜１０５が半導体基板１０４に接触した状態は、上プレート１０２に荷重が加わることにより荷重センサ１１１で検出される。接触状態が検出されたことを認知した制御部１１２が、プレート駆動装置１１０を動作させ、上述したように下プレート１０３を上昇させ、また、荷重を加えて押し上げる。
【００３７】
このとき、上プレート１０２及び下プレート１０３は所定の温度とする。また、制御部１１２は、荷重センサ１１１により測定される下プレート１０３の上昇による上プレート１０２に加わる荷重が、所定の範囲内となるように、プレート駆動装置１１０を制御する。このようにして下プレート１０３を上プレート１０２の側に押し付けることで、所定の時間、半導体基板１０４の主面に薄膜１０５を押し付けて接着させる（圧着する）。
【００３８】
上述した押し付ける状態を、例えば予め設定されている所定時間続けた後、制御部１１２は、プレート駆動装置１１０を制御し、下プレート１０３を下降させて下プレート１０３を上プレート１０２から離間させる。また、制御部１１２は、駆動装置１０９を制御し、基材固定機構１０７を下プレート１０３方向に下降させ、基材１０６を基材伸張機構１０８より離間させる。
【００３９】
次いで、真空容器１０１の内圧を大気圧状態に戻し、また、上プレート１０２に対する半導体基板１０４の固定状態を解放し、基材１０６を基材固定機構１０７より取り外す。この後、例えば取り外した基材１０６を薄膜１０５，半導体基板１０４とともに、真空容器１０１内より取り出し、基材１０６より半導体基板１０４を離間させ、薄膜１０５より基材１０６を剥離し、半導体基板１０４上に薄膜１０５が形成（転写）された状態を得る。
【００４０】
以上説明したように、本実施の形態では、基材１０６の上に形成されている薄膜１０５を半導体基板１０４に当接させた後、基材１０６の裏面に下プレート１０３を当接させるようにした。この結果、本実施の形態によれば、半導体基板１０４の全域に薄膜１０５が均一に接触した後、下プレート１０３と上プレート１０２とに挟まれて荷重が加えられるようになる。従って、本実施の形態によれば、下プレート１０３の上での基材１０６の盛り上がりなどが抑制されるようになり、均一な薄膜の転写が可能となる。
【００４１】
なお、上述した実施の形態では、基材伸張機構１０８により基材１０６を伸張し、この後、基材１０６上の薄膜１０５を半導体基板１０４に接触（当接）させるようにしたが、これに限るものではない。基材固定機構１０７に装着された基材１０６を基材伸張機構１０８に接触させることなく、基材固定機構１０７を上昇させて基材１０６上の薄膜１０５を半導体基板１０４に接触させ、この後、下プレート１０３を基材１０６の裏面に当接させるようにしてもよい。このようにしても、下プレート１０３と基材１０６との間に閉空間が形成されるのを抑制できる。例えば、基材１０６や薄膜１０５を加熱しないなど、基材１０６が可塑によりのびることが無い場合、基材伸張機構１０８を用いる必要はない。
【００４２】
＜実施の形態２＞
つぎに、本発明の他の形態について説明する。図１，２は、本発明の薄膜形成方法を実施可能とするための薄膜形成装置の概略的な構成とともに、薄膜形成方法を説明するための工程図である。本実施の形態では、図１（ａ）に示す薄膜形成装置により、所望の薄膜を半導体基板の上に形成するようにしたものである。
【００４３】
図１に示す薄膜形成装置は、まず、密閉可能な真空容器１０１と、真空容器１０１内の上部に固定された上プレート（第１のプレート）１０２と、上プレート１０２に対向して真空容器１０１内の下部に配置された下プレート（第２のプレート）１０３とを備えている。上プレート１０２には、半導体基板１０４が装着される。
【００４４】
また、この薄膜形成装置は、転写対象の薄膜１０５が形成された基材１０６を展着する基材固定機構１０７と、枠状で断面が円形の基材伸張機構１０８とを備えている。基材伸張機構１０８は、下プレート１０３の上面より見たときに基材固定機構１０７と下プレート１０３との間の領域に配置される。
【００４５】
基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８は、図１（ａ’）に示すように、円形の枠状に形成され、平面視円形の下プレート１０３と同様に、真空容器１０１内を上下に移動可能にされている。基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８は、駆動装置（移動手段）１０９により、各々上下方向に移動する。図では、基材伸張機構１０８と駆動装置１０９との接続状態は示していない。また、基材固定機構１０７は、展着している基材１０６の張力を測定する張力測定機構（張力測定手段）を備える。なお、基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８は、枠状に限るものではない。
【００４６】
下プレート１０３は、プレート駆動装置１１０（プレート駆動手段）により上下方向に移動する。従って、プレート駆動装置１１０により、上プレート１０２に対して下プレート１０３が相対的に移動する。また、上プレート１０２は、真空容器１０１の上部に配置された荷重センサ１１１に連通し、上プレート１０２に加わる荷重が測定可能な状態とされている。なお、上プレート１０２を下プレート１０３の方向に移動させるプレート駆動装置（プレート駆動手段）により、上プレート１０２に対して下プレート１０３を相対的に移動させるようにしてもよい。
【００４７】
駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作は、制御部１１２により制御される。制御部１１２は、荷重センサ１１１が検出した上プレート１０２に対する荷重の状態や、基材固定機構１０７が備える張力測定機構の張力測定結果により、駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作を制御する。例えば、張力測定機構が測定している張力値が上昇した場合、制御部１１２は、この値が上昇する前の張力値に戻るように、駆動装置１０９とプレート駆動装置１１０を制御し、基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８，及び，下プレート１０３の各々の位置関係を変更する。
【００４８】
以下、張力測定機構の測定した張力値を反映した制御部１１２の制御による駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作例について詳細に説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、密閉可能な真空容器１０１内に配置された上プレート１０２の下面に、図示していない基板装着機構によって、主面を下方に向けて半導体基板１０４を固定する。図１において、上プレート１０２の下方を向いている平面は、下プレート１０３の上方を向いている平面と対向している。
【００４９】
一方、塗布法などによって予め薄膜１０５が形成されている基材１０６を、薄膜１０５の形成面を上面（上プレート側）に向け、基材固定機構１０７に装着（展着）する。基材１０６は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）もしくはＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）などの、可撓性を有し、また可塑性を有する有機材料からなるシートフィルムである。基材１０６を基材固定機構１０７に装着した時点（時刻０）においては、図３（ａ）に示すように、基材固定機構１０７は基材伸張機構１０８より下方に位置している。
【００５０】
つぎに、真空排気ポンプ（真空排気手段）１１３の真空排気により真空容器１０１内の圧力を低下させるとともに、制御部１１２の制御により駆動装置１０９を動作させ、基材固定機構１０７を基材伸張機構１０８より上方（上プレート側）に移動させる。このことにより、時刻０より所定時間経過した時刻Ａにおいては、図３（ｂ）に示すように、基材固定機構１０７は基材伸張機構１０８より上方に配置し、基材１０６は基材伸張機構１０８により引き延ばされた状態となる。
【００５１】
つぎに、時刻Ｂにおいて、図３（ｃ）に示すように、制御部１１２の制御によりプレート駆動装置１１０を動作させ、下プレート１０３を上昇させて下プレート１０３の上面が基材１０６の裏面に接触しない程度に近設した状態とする。このことにより、プレートの温度で基材１０６及び薄膜１０５が加熱された状態となり、例えば、基材１０６が可塑によりのびて基材１０６にシワなどが発生する場合もある。このような場合、基材１０６における張力が低下するので、この状態が張力測定機構に検出される。
【００５２】
このような場合、制御部１１２は、張力測定機構により測定される基材１０６の張力値が所定の値となるように、基材伸張機構１０８と基材固定機構１０７との位置関係を制御する。例えば、張力測定機構による基材１０６の張力低下が検出されると、制御部１１２は駆動装置１０９を制御し、張力測定機構により測定される基材１０６の張力値が所定の値となるように、基材伸張機構１０８と基材固定機構１０７との位置関係を変更する。
【００５３】
次いで、時刻Ｃにおいて、図３（ｄ）に示すように、下プレート１０３の上面を基材１０６の裏面に当接させる。このとき、本実施の形態では、張力測定機構が測定している基材１０６の張力値が上昇しないように、図３には示していない制御部１１２（図１）の制御によりプレート駆動装置１１０（図１）を動作させて下プレート１０３の配置を制御し、下プレート１０３の上面が基材１０６の下面に接触しているだけの状態とする。これらの状態は、図３（ｆ）に示す張力値の変化を示す特性図において、実線で示される状態となる。
【００５４】
このような状態では、基材１０６が下プレート１０３に押し付けられる力、言い換えると、下プレート１０３が基材１０６を突き上げる力が発生していないので、下プレート１０３の上面（平面）と基材１０６の裏面とにより閉空間が形成されることがない。従って、この状態を保持したまま、駆動装置１０９とプレート駆動装置１１０の動作を制御し、基材固定機構１０７（及び基材伸張機構１０８）を下プレート１０３とともに上昇させていけば、半導体基板１０４の主表面全域に、ほぼ同時に薄膜１０５の表面を接触させることが可能となる。
【００５５】
この状態に対し、図３（ｅ）に示すように、下プレート１０３が基材伸張機構１０８より上方に位置して基材１０６を突き上げる状態では、下プレート１０３の上面と基材１０６の裏面とにより閉空間が形成され、基材１０６の中央部の盛り上がりを招くこととなる。本実施の形態では、上述したことにより、図３（ｅ）に示す状態が発生しないようにしたものである。
【００５６】
図３（ｄ）に示す状態で下プレート１０３を基材１０６に接触させた後、制御部１１２の制御により、基材固定機構１０７と基材伸張機構１０８とをこれらの所定の位置関係を保持したまま、駆動機構１０９により上プレート１０２の方向に上昇させる。同時に、制御部１１２に制御により、張力測定機構が測定している張力値が変化しない状態で、プレート駆動装置１１０により下プレート１０３を上昇させ、前述したように、半導体基板１０４の主表面全域に、ほぼ同時に薄膜１０５の表面を接触させる（図２（ｂ））。
【００５７】
この後、制御部１１２の制御によりプレート駆動装置１１０を動作させ、下プレート１０３を上プレート１０２の側に所定の荷重を加えて押し付けることで、半導体基板１０４に薄膜１０５を押し付ける。このとき、上プレート１０２及び下プレート１０３は所定の温度とする。また、荷重センサ１１１により上プレート１０２に加わる荷重を測定し、下プレート１０３の上昇による上プレート１０２に加わる荷重が、所定の範囲内となるように制御部１１２によりプレート駆動装置１１０を制御する。このようにして下プレート１０３を上プレート１０２の側に押し付けることで、所定の時間、半導体基板１０４の主面に薄膜１０５を押し付けて接着（圧着）させる。
【００５８】
次いで、上プレート１０２に対する半導体基板１０４の固定状態を解放し、また、プレート駆動装置１１０により下プレート１０３を下降させ、下プレート１０３を上プレート１０２から離間させる。また、基材固定機構１０７を下プレート１０３方向に下降させ、基材１０６を基材伸張機構１０８より離間させる。次いで、真空容器１０１の内圧を大気圧状態に戻し、基材１０６を基材固定機構１０７より取り外す。この後、例えば取り外した基材１０６を薄膜１０５，半導体基板１０４とともに、真空容器１０１内より取り出し、基材１０６より半導体基板１０４を離間させ、薄膜１０５より基材１０６を剥離し、半導体基板１０４上に薄膜１０５が形成（転写）された状態を得る。
【００５９】
以上説明したように、本実施の形態では、基材１０６と下プレート１０３とを接触させた後、張力測定機構による基材１０６の張力測定値が変化しないように、下プレート１０３と基材固定機構１０７との位置関係を制御してこれらを上昇させ、基材１０６上の薄膜１０５の表面を半導体基板１０４の主表面に当接させるようにした。
この結果、本実施の形態によれば、下プレート１０３と基材１０６との間に閉空間が形成されることなく、基材１０６上の薄膜１０５が半導体基板１０４に接触するようになる。
【００６０】
このように、本実施の形態によれば、半導体基板１０４の全域に薄膜１０５が均一に接触した後、下プレート１０３と上プレート１０２とに挟まれて荷重が加えられるようになる。従って、本実施の形態によれば、下プレート１０３の上での基材１０６の盛り上がりなどが抑制されるようになり、均一な薄膜の転写が可能となる。
【００６１】
＜実施の形態３＞
つぎに、本発明の他の形態について説明する。本実施の形態では、図１（ａ）に示す薄膜形成装置により薄膜を半導体基板上に形成するようにしたものである。まず、本実施の形態における薄膜形成装置について説明する。図１に示す薄膜形成装置は、まず、密閉可能な真空容器１０１と、真空容器１０１内の上部に固定された上プレート（第１のプレート）１０２と、上プレート１０２に対向して真空容器１０１内の下部に配置された下プレート（第２のプレート）１０３とを備えている。上プレート１０２には、半導体基板１０４が装着される。
【００６２】
また、この薄膜形成装置は、転写対象の薄膜１０５が形成された基材１０６を展着する基材固定機構１０７と、枠状で断面が円形の基材伸張機構１０８とを備えている。基材伸張機構１０８は、下プレート１０３の上面より見たときに基材固定機構１０７と下プレート１０３との間の領域に配置される。
【００６３】
基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８は、図１（ａ’）に示すように、円形の枠状に形成され、平面視円形の下プレート１０３と同様に、真空容器１０１内を上下に移動可能にされている。基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８は、駆動装置（移動手段）１０９により、各々上下方向に移動する。図では、基材伸張機構１０８と駆動装置１０９との接続状態は示していない。また、基材固定機構１０７は、展着している基材１０６の張力を測定する張力測定機構（張力測定手段）を備える。なお、基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８は、枠状に限るものではない。
【００６４】
下プレート１０３は、プレート駆動装置１１０（プレート駆動手段）により上下方向に移動する。従って、プレート駆動装置１１０により、上プレート１０２に対して下プレート１０３が相対的に移動する。また、上プレート１０２は、真空容器１０１の上部に配置された荷重センサ１１１に連通し、上プレート１０２に加わる荷重が測定可能な状態とされている。なお、上プレート１０２を下プレート１０３の方向に移動させるプレート駆動装置（プレート駆動手段）により、上プレート１０２に対して下プレート１０３を相対的に移動させるようにしてもよい。
【００６５】
駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作は、制御部１１２により制御される。制御部１１２は、荷重センサ１１１が検出した上プレート１０２に対する荷重の状態や、基材固定機構１０７が備える張力測定機構の張力測定結果により、駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作を制御する。例えば、張力測定機構が測定している張力値が上昇した場合、制御部１１２は、この値が上昇する前の張力値に戻るように、駆動装置１０９とプレート駆動装置１１０を制御し、基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８，及び，下プレート１０３の各々の位置関係を変更する。
【００６６】
以下、張力測定機構の測定した張力値とプレート駆動装置１１０の動作についてより詳細に説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、密閉可能な真空容器１０１内に配置された上プレート１０２の下面に、図示していない基板装着機構によって、主面を下方に向けて半導体基板１０４を固定する。図１において、上プレート１０２の下方を向いている平面は、下プレート１０３の上方を向いている平面と対向している。
【００６７】
一方、塗布法などによって予め薄膜１０５が形成されている基材１０６を、薄膜１０５の形成面を上プレート側に向け、基材固定機構１０７に装着（展着）する。基材１０６は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）もしくはＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）などの、可撓性を有し、また可塑性を有する有機材料からなるシートフィルムである。基材１０６を基材固定機構１０７に装着した時点では、基材固定機構１０７は基材伸張機構１０８より下方に位置している。
【００６８】
つぎに、真空排気ポンプ（真空排気手段）１１３の真空排気により真空容器１０１内の圧力を低下させるとともに、制御部１１２の制御により駆動装置１０９を動作させ、基材固定機構１０７を基材伸張機構１０８より上方（上プレート側）に移動させる。このことにより、基材固定機構１０７を基材伸張機構１０８より上方に移動させ、張力測定機構による基材１０６の張力測定値が所定の値となるまで基材１０６を基材伸張機構１０８により引き延ばす。このときの張力測定値を初期値とする。
【００６９】
つぎに、図４（ａ）に示すように、制御部１１２の制御によりプレート駆動装置１１０を動作させ、下プレート１０３を上昇させてこの上面を基材１０６の裏面に接触させる。このとき、下プレート１０３は、基材１０６の裏面に接触する状態にまで上昇させるが、これ以上には上昇させない。例えば、下プレート１０３が基材１０６に接触したことにより張力測定機構で検出される張力測定値が、上述した初期値を超えることない範囲で下プレート１０３を上昇させる。
【００７０】
ここで、下プレート１０３は所定温度に加熱されているので、下プレート１０３に接触した基材１０６及び薄膜１０５も加熱された状態となる。この結果、基材１０６が可塑によりのびて基材１０６にシワなどが発生する。この状態は、張力測定機構による張力測定値にも反映され、張力測定値が小さくなる。本実施の形態では、このような変化が発生した場合、張力測定機構の測定値が上述した初期値を保持するように、制御部１１２が駆動装置１０９を制御し、基材固定機構１０７と基材伸張機構１０８との位置関係を変更する。例えば、基材伸張機構１０８の位置は固定し、基材固定機構１０７を上方へ移動し、基材１０６の張力を上昇させ、張力測定機構の測定値が上述した初期値となるようにする。
【００７１】
これらのことにより、基材１０６は、シワなどがない状態に充分に伸張した状態が維持される。また、基材伸張機構１０８と下プレート１０３との位置関係は一定としているので、下プレート１０３により基材１０６の一部が突き上げられることが無く、下プレート１０３と基材１０６との間に閉空間が形成されることもない。
【００７２】
以上に示した状態で、制御部１１２の制御により駆動機構１０９を動作させ、基材固定機構１０７と基材伸張機構１０８とを、これらの所定の位置関係を保持したまま、上プレート１０２方向に上昇させる。同時に、制御部１１２の制御によりプレート駆動装置１１０を動作させ、張力測定機構が測定している張力値が変化しない状態で、下プレート１０３を上昇させ、前述したように、半導体基板１０４の主表面全域に、ほぼ同時に薄膜１０５の表面を接触させる（図４（ｂ））。
【００７３】
この後、制御部１１２の制御によりプレート駆動装置１１０を動作させ、下プレート１０３を上プレート１０２の側に所定の荷重を加えて押し付けることで、半導体基板１０４に薄膜１０５を押し付ける。このとき、上プレート１０２及び下プレート１０３は所定の温度とする。また、荷重センサ１１１により上プレート１０２に加わる荷重を測定し、下プレート１０３の上昇による上プレート１０２に加わる荷重が、所定の範囲内となるようにプレート駆動装置１１０を制御する。このようにして下プレート１０３を上プレート１０２の側に押し付けることで、所定の時間、半導体基板１０４の主面に薄膜１０５を押し付けて接着させる。
【００７４】
次いで、上プレート１０２に対する半導体基板１０４の固定状態を解放し、また、プレート駆動装置１１０により下プレート１０３を下降させ、下プレート１０３を上プレート１０２から離間させる。また、基材固定機構１０７を下プレート１０３方向に下降させ、基材１０６を基材伸張機構１０８より離間させる。次いで、真空容器１０１の内圧を大気圧状態に戻し、基材１０６を基材固定機構１０７より取り外す。この後、例えば取り外した基材１０６を薄膜１０５，半導体基板１０４とともに、真空容器１０１内より取り出し、基材１０６より半導体基板１０４を離間させ、薄膜１０５より基材１０６を剥離し、半導体基板１０４上に薄膜１０５が形成（転写）された状態を得る。
【００７５】
以上説明したように、本実施の形態では、基材１０６と下プレート１０３とを接触させた後、張力測定機構による基材１０６の張力測定値が変化しないように、駆動装置１０９を制御して基材固定機構１０７と基材伸張機構１０８との位置関係を変更するようにした。このようにして、下プレート１０３の上面に接触している基材１０６の張力を一定とした状態で、これらを同時に上昇させ、基材１０６の上に形成されている薄膜１０５の表面を半導体基板１０４の主表面に当接させるようにした。
【００７６】
この結果、本実施の形態によれば、下プレート１０３と基材１０６との間に閉空間が形成されることなく、基材１０６上の薄膜１０５が半導体基板１０４に接触するようになる。この結果、半導体基板１０４の全域に薄膜１０５が均一に接触した後、下プレート１０３と上プレート１０２とに挟まれて荷重が加えられるようになる。従って、本実施の形態によれば、下プレート１０３の上での基材１０６の盛り上がりなどが抑制されるようになり、均一な薄膜の転写が可能となる。
【００７７】
＜実施の形態４＞
つぎに、本発明の他の形態について説明する。本実施の形態では、図１（ａ）に示す薄膜形成装置により薄膜を半導体基板上に形成するようにしたものである。まず、本実施の形態における薄膜形成装置について説明する。図１に示す薄膜形成装置は、まず、密閉可能な真空容器１０１と、真空容器１０１内の上部に固定された上プレート（第１のプレート）１０２と、上プレート１０２に対向して真空容器１０１内の下部に配置された下プレート（第２のプレート）１０３とを備えている。上プレート１０２には、半導体基板１０４が装着される。
【００７８】
また、この薄膜形成装置は、転写対象の薄膜１０５が形成された基材１０６を展着する基材固定機構１０７と、枠状で断面が円形の基材伸張機構１０８とを備えている。基材伸張機構１０８は、下プレート１０３の上面より見たときに基材固定機構１０７と下プレート１０３との間の領域に配置される。
【００７９】
基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８は、図１（ａ’）に示すように、円形の枠状に形成され、平面視円形の下プレート１０３と同様に、真空容器１０１内を上下に移動可能にされている。基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８は、駆動装置（移動手段）１０９により、各々上下方向に移動する。図では、基材伸張機構１０８と駆動装置１０９との接続状態は示していない。また、基材固定機構１０７は、展着している基材１０６の張力を測定する張力測定機構（張力測定手段）を備える。なお、基材固定機構１０７，基材伸張機構１０８は、枠状に限るものではない。
【００８０】
下プレート１０３は、プレート駆動装置１１０（プレート駆動手段）により上下方向に移動する。従って、プレート駆動装置１１０により、上プレート１０２に対して下プレート１０３が相対的に移動する。また、上プレート１０２は、真空容器１０１の上部に配置された荷重センサ１１１に連通し、上プレート１０２に加わる荷重が測定可能な状態とされている。なお、上プレート１０２を下プレート１０３の方向に移動させるプレート駆動装置（プレート駆動手段）により、上プレート１０２に対して下プレート１０３を相対的に移動させるようにしてもよい。
【００８１】
駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作は、制御部１１２により制御される。制御部１１２は、荷重センサ１１１が検出した上プレート１０２に対する荷重の状態や、基材固定機構１０７が備える張力測定機構の張力測定結果により、駆動装置１０９及びプレート駆動装置１１０の動作を制御する。例えば、張力測定機構が測定している張力値が上昇した場合、制御部１１２は、この値が上昇する前の張力値に戻るように、プレート駆動装置１１０を動作させて下プレート１０３を下降させる。
【００８２】
以下、本実施の形態における薄膜形成方法について説明する。まず、図１（ａ）に示すように、密閉可能な真空容器１０１内に配置された上プレート１０２の下面に、図示していない基板装着機構によって、主面を下方に向けて半導体基板１０４を固定する。図１において、上プレート１０２の下方を向いている平面は、下プレート１０３の上方を向いている平面と対向している。
【００８３】
一方、塗布法などによって予め薄膜１０５が形成されている基材１０６を、薄膜１０５の形成面を上面（上プレート側）に向け、基材固定機構１０７に装着（展着）する。基材１０６は、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）もしくはＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）などの、可撓性を有し、また可塑性を有する有機材料からなるシートフィルムである。
【００８４】
つぎに、真空排気ポンプ（真空排気手段）１１３の真空排気により真空容器１０１内の圧力を低下させるとともに、制御部１１２の制御により駆動装置１０９を動作させ、基材固定機構１０７を基材伸張機構１０８より上方（上プレート側）に移動させる。このことにより、基材固定機構１０７に展着されている基材１０６を、張力測定機構による基材１０６の張力測定値が所定の値となるまで引き延ばす。このときの張力測定値に着目し、これを例えば初期値とする。
【００８５】
つぎに、基材伸張機構１０８が基材固定機構１０７より下プレート１０３側に配置され、張力測定機構による基材１０６の張力測定値が上記初期値である状態を保持したまま、駆動装置１０９を動作させて基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８を上プレート側に移動（上昇）させる。ここで、薄膜１０５が半導体基板１０４に接触しない程度に基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８を上昇させ、上プレート１０２の温度により基材１０６及び薄膜１０５が加熱される状態とする。
【００８６】
この加熱状態により、例えば、基材１０６が可塑によりのびて基材１０６にシワなどが発生し、基材１０６における張力が低下するので、この状態が張力測定機構に検出される。ここで、本実施の形態では、張力測定機構により測定される基材１０６の張力値が、前述した初期値となるまで、制御部１１２の制御により、基材伸張機構１０８と基材固定機構１０７との位置関係を制御する。例えば、張力測定機構により測定される張力値が、前述した初期値となるまで、制御部１１２の制御により駆動装置１０９を動作させ、基材固定機構１０７を上昇させる。
【００８７】
以上のようにすることで、基材１０６の張力を前述した初期値に保持した状態で、基材固定機構１０７及び基材伸張機構１０８をより上昇させ、図２（ａ）に示すように、基材１０６上面に形成されている薄膜１０５の表面が、上プレート１０２に固定されている半導体基板１０４の主面に当接した状態とする。このとき、前述したように、基材１０６及び薄膜１０５は、予め上プレート１０２の温度程度に加熱されているので、薄膜１０５が上プレート１０２に接触しても、薄膜１０５及び基材１０６には大きな温度変化が発生しない。
【００８８】
このように、本実施の形態では、まず、薄膜１０５と半導体基板１０４とを当接させるようにした。従って、この時点では、下プレート１０３が基材１０６には接触していない。また、このとき、基材１０６は、制御部１１２により位置が制御された基材伸張機構１０８により引き延ばされ、シワなどが無く平坦な状態が得られている。従って、本実施の形態によれば、半導体基板１０４の主面のほぼ全域が、実質同時にかつ均一に薄膜１０５の表面と当接することになる。
【００８９】
以上に説明したように、薄膜１０５が半導体基板１０４に接触した状態を得た後、制御部１１２の制御によりプレート駆動装置１１０を動作させて下プレート１０３を上昇させ、図２（ｂ）に示すように、下プレート１０３を基材伸張機構１０８により伸張されている基材１０６の裏面に当接させる。さらに、プレート駆動装置１１０を動作させ、下プレート１０３を上プレート１０２の側に所定の荷重を加えて押し付けることで、半導体基板１０４に薄膜１０５を押し付ける。
【００９０】
このとき、上プレート１０２及び下プレート１０３は所定の温度とする。また、荷重センサ１１１により上プレート１０２に加わる荷重を測定し、下プレート１０３の上昇による上プレート１０２に加わる荷重が、所定の範囲内となるようにプレート駆動装置１１０を制御する。このようにして下プレート１０３を上プレート１０２の側に押し付けることで、所定の時間、半導体基板１０４の主面に薄膜１０５を押し付けて接着させる。
【００９１】
次いで、上プレート１０２に対する半導体基板１０４の固定状態を解放し、また、プレート駆動装置１１０により下プレート１０３を下降させ、下プレート１０３を上プレート１０２から離間させる。また、基材固定機構１０７を下プレート１０３方向に下降させ、基材１０６を基材伸張機構１０８より離間させる。次いで、真空容器１０１の内圧を大気圧状態に戻し、基材１０６を基材固定機構１０７より取り外す。この後、例えば取り外した基材１０６を薄膜１０５，半導体基板１０４とともに、真空容器１０１内より取り出し、基材１０６より半導体基板１０４を離間させ、薄膜１０５より基材１０６を剥離し、半導体基板１０４上に薄膜１０５が形成（転写）された状態を得る。
【００９２】
以上説明したように、本実施の形態では、基材１０６を伸張し、測定される張力値を保持した状態で、基材１０６の上に形成されている薄膜１０５を半導体基板１０４に当接させた後、基材１０６の裏面に下プレート１０３を当接させるようにした。この結果、本実施の形態によれば、半導体基板１０４の全域に薄膜１０５が均一に接触した後、下プレート１０３と上プレート１０２とに挟まれて荷重が加えられるようになる。従って、本実施の形態によれば、下プレート１０３の上での基材１０６の盛り上がりなどが抑制されるようになり、均一な薄膜の転写が可能となる。
【００９３】
ところで、上述した実施の形態では、基材伸張機構１０８は、基材固定機構１０７に装着されている基材１０６の上方に配置されているようにしたが、これに限るものではない。例えば、図５に示すように、基材伸張機構１０８が、基材固定機構１０７に装着されている基材１０６の下方に配置されているようにしてもよい。この場合、基材固定機構１０７に装着されている基材１０６は、駆動装置１０９により、基材伸張機構１０８を基材固定機構１０７より上プレート１０２の側に上昇させることで、伸張させることが可能となる。なお、図では、基材伸張機構１０８と駆動装置１０９との接続状態は示していない
【００９４】
このように、基材伸張機構１０８を基材固定機構１０７に装着されている基材１０６の下方に配置する構成とすることで、下プレート１０３を上下方向に動作させるプレート駆動装置１１０，基材固定機構１０７や基材伸張機構１０８を上下方向に動作させる駆動機構１０９を、基材固定機構１０７に装着される基材１０６の下方に配置させることが可能となる。また、図５の薄膜形成装置では、基材伸張機構１０８は、基材１０６の薄膜１０５が形成されない裏面に接触するので、基材伸張機構１０８が薄膜材料により汚れることがない。
【００９５】
また、基材伸張機構１０８と基材固定機構１０７との配置関係の変更による基材１０６の伸張は、上プレート１０２と下プレート１０３との間の空間の、いずれの位置でも行うことが可能である。
また、基材伸張機構１０８の断面形状は円形としたが、これに限るものではない。接触する基材１０６との間に、充分に滑りが発生する状態であればよい。
また、上記実施の形態では、半導体基板に薄膜を接着して転写するときに、これらを加熱するようにしたが、これに限るものではない。加熱せずに、荷重を加える圧着により半導体基板に基材上の薄膜を接着（転写）させるようにしてもよい。
【００９６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、基材固定機構に保持される基材の張力を測定した状態で、基材と基板とを押し付けることができるので、基材の主表面に形成された薄膜が基板に当接するまでは、基材が下プレートにより伸張されるように密着することがない。この結果、本発明によれば、基材とこれに当接されるプレートとの間に存在する気体の膨張によるプレート上での基材の盛り上がりを抑制し、転写不良などがない状態で、転写対象の基板全域に薄膜が転写できるようになるという優れた効果が得られる。
【００９７】
また、本発明によれば、基材の主表面に形成された薄膜が基板に当接するまでは、基材が下プレートに押し付けられることがないので、基材とこれに当接されるプレートとの間に存在する気体の膨張による、プレート上での基材の盛り上がりを抑制し、転写不良などがない状態で、転写対象の基板全域に薄膜が転写できるようになるという優れた効果が得られる。
【００９８】
また、本発明によれば、基材の主表面に形成された薄膜が基板に当接するまでは、基材が下プレートに接触しないので、基材とこれに当接されるプレートとの間に存在する気体の膨張による、プレート上での基材の盛り上がりを抑制し、転写不良などがない状態で、転写対象の基板全域に薄膜が転写できるようになるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の薄膜形成装置の概略的な構成を示す構成図であり、また、薄膜形成方法を説明するための工程図である。
【図２】 本発明の薄膜形成装置の概略的な構成を示す構成図であり、また、薄膜形成方法を説明するための工程図である。
【図３】 本発明の薄膜形成装置により実現する薄膜形成方法を説明するための工程図である。
【図４】 本発明の薄膜形成方法を説明するための工程図である。
【図５】 本発明の他の形態における薄膜形成装置の概略的な構成を示す構成図である。
【図６】 従来よりある薄膜形成装置による薄膜形成方法を示す工程図である。
【図７】 従来よりある薄膜形成装置による薄膜形成方法を示す工程図である。
【図８】 従来の薄膜形成における問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
１０１…真空容器、１０２…上プレート（第１のプレート）、１０３…下プレート（第２のプレート）、１０４…半導体基板、１０５…薄膜、１０６…基材、１０７…基材固定機構、１０８…基材伸張機構、１１０…プレート駆動装置、１１１…荷重センサ、１１２…制御部、１１３…真空排気ポンプ（真空排気手段）。
Claims (15)
- シート状の基材の表面に形成された薄膜を基板に転写する薄膜形成方法において、
第１プレートに前記基板を固定する工程と、
前記基材をこの裏面及び前記薄膜の表面が開放された状態で前記薄膜が前記基板に対向するように基材固定機構に保持された状態とする工程と、
前記基材固定機構と前記第１プレートとを近づけて、前記基材の主表面に形成された薄膜を前記基板に当接させる工程と、
前記薄膜と前記基板とが当接した後、前記第１プレートに対向して配置された第２プレートの主表面を前記基材の裏面に当接させる工程と、
前記第１プレートと前記第２プレートとの間に荷重を加えることで前記基板に当接した前記薄膜を前記基板に圧着する工程と
を少なくとも備えたことを特徴とする薄膜形成方法。 - シート状の基材の表面に形成された薄膜を基板に転写する薄膜形成方法において、
第１プレートに前記基板を固定する第１の工程と、
前記基材をこの裏面及び前記薄膜の表面が開放された状態で前記薄膜が前記基板に対向するように基材固定機構に保持された状態とする第２の工程と、
前記基材固定機構に保持された前記基材を所定の張力で伸張した状態とする第３の工程と、
前記第１プレートに対向して配置された第２プレートと前記基材固定機構とを近づけて、前記基材を伸張する前記所定の張力が前記第３の工程と実質的に変化しない状態で、前記第２プレートの主表面を前記基材の裏面に当接させる第４の工程と、
前記基材と前記第２プレートとを互いに当接させた後、前記基材固定機構と前記第２プレートとの位置関係を保持したまま、前記基材固定機構及び前記第２プレートを同時に前記第１プレートの方向に移動させ、前記基材の主表面に形成された前記薄膜を前記基板に当接させる第５の工程と、
前記第１プレートと前記第２プレートとの間に荷重を加えることで前記基板に当接した前記薄膜を前記基板に圧着する第６の工程と
を少なくとも備えたことを特徴とする薄膜形成方法。 - 請求項２記載の薄膜形成方法において、
前記第５の工程では、前記所定の張力が実質的に変化しない状態で前記基材の主表面に形成された薄膜を前記基板に当接させることを特徴とする薄膜形成方法。 - 請求項２または３記載の薄膜形成方法において、
前記第５の工程では、前記所定の張力が実質的に変化しない状態で前記基材固定機構及び前記第２プレートを同時に前記第１プレートの方向に移動させることを特徴とする薄膜形成方法。 - 請求項２〜４のいずれか１項に記載の薄膜形成方法において、
前記第４の工程では、前記第２プレートが当接すべき中央部より外方の前記基材の周辺部を押圧して伸張させることで、前記基材を前記所定の張力で伸張した状態とする
ことを特徴とする薄膜形成方法。 - シート状の基材の表面に形成された薄膜を基板に転写する薄膜形成装置において、
前記基板を固定する第１プレートと、
前記基材の表面及び裏面の少なくとも前記薄膜が形成されている領域が開放された状態で前記薄膜が前記基板に対向するように前記基材を保持する基材固定機構と、
前記基材の裏面側に前記第１プレートに対向して配置された第２プレートと、
前記第１プレートと前記基材固定機構のいずれかまたは両方を移動させて前記第１プレートと前記基材固定機構とを相対的に近づけて前記薄膜を前記基板に当接させる移動手段と、
前記第１プレートに対して前記第２プレートを相対的に移動させて前記基材の裏面に前記第２プレートを当接させるとともに、前記第１プレートと前記第２プレートとの間に荷重を加えることで前記基板に当接した前記薄膜を前記基板に圧着するプレート駆動手段と、
前記薄膜と前記基板とが当接した状態を検出する検出手段と、
前記検出手段によって前記薄膜が前記第１プレートに当接したことを検出した後に、前記基材の裏面に前記第２プレートを当接させるように前記プレート駆動手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする薄膜形成装置。 - シート状の基材の表面に形成された薄膜を基材に転写する薄膜形成装置において、
前記基板を固定する第１プレートと、
前記基材をこの裏面及び前記薄膜の表面が開放された状態で前記薄膜が前記基板に対向するように保持する基材固定機構と、
前記基材の裏面側に前記第１プレートに対向して配置された第２プレートと、
前記第１プレートに対して前記第２プレートを相対的に移動させて前記基材の裏面に前記第２プレートを当接させるとともに、前記第１プレートと前記第２プレートとの間に荷重を加えることで前記薄膜を前記基板に圧着するプレート駆動手段と、
前記プレート駆動手段によって前記第２プレートを前記基材の裏面に当接させた後に前記薄膜を前記基板に当接させ、前記第２プレートが前記基材の裏面に当接するときに前記基材の張力が実質的に変化しないように制御し、この後、前記第１プレートと前記第２プレートとの間に荷重を加えるまで前記基材固定機構と前記第２プレートの位置関係を保持する制御手段と
を備え、
前記制御手段は、
前記基材固定機構に保持された前記基材の張力を測定する張力測定手段と、
この張力測定手段による測定結果に基づいて前記基材の張力を調整する張力調整手段と
を備えることを特徴とする薄膜形成装置。 - 請求項７記載の薄膜形成装置において、
前記張力調整手段は、前記基材固定機構によって保持された前記基材と前記第２プレートとの位置関係を前記プレート駆動手段を介して制御し、前記基材に対する前記第２プレートの押圧量を調整するものである
ことを特徴とする薄膜形成装置。 - 請求項７または８記載の薄膜形成装置において、
前記張力調整手段は、前記第２プレートが当接すべき中央部より外方の前記基材の周辺部を押圧して伸張させる基材伸張機構を備えることを特徴とする薄膜形成装置。 - 請求項９記載の薄膜形成装置において、
前記基材伸張機構は、前記基材固定機構によって保持される基材より前記第１プレートの側に配置されているものである
ことを特徴とする薄膜形成装置。 - 請求項９記載の薄膜形成装置において、
前記基材伸張機構は、前記基材固定機構によって保持される基材より前記第２プレートの側に配置されているものである
ことを特徴とする薄膜形成装置。 - 請求項７〜１１のいずれか１項に記載の薄膜形成装置において、
前記制御手段は、前記基材の張力が実質的に変化しない状態で前記基材固定機構及び前記第２プレートを同時に前記第１プレートの方向に移動させるものであることを特徴とする薄膜形成装置。 - 請求項７〜１２のいずれか１項に記載の薄膜形成装置において、
前記制御手段は、前記基材固定機構によって前記基材が保持された状態から前記基材の 張力が実質的に変化しない状態で前記基材の主表面に形成された前記薄膜を前記基板に当接させるものである
ことを特徴とする薄膜形成装置。 - 請求項１〜５のいずれか１項に記載の薄膜形成方法において、
前記第１プレート，基材固定機構，第２プレートは、真空容器内に配置されていることを特徴とした薄膜形成方法。 - 請求項６〜１３のいずれか１項に記載の薄膜形成装置において、
前記第１プレート，基材固定機構，第２プレートは、真空容器内に配置されていることを特徴とした薄膜形成装置。
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