JPH10321617A - 薄膜形成方法及びそのための薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成方法及びそのための薄膜形成装置Info
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- JPH10321617A JPH10321617A JP9125315A JP12531597A JPH10321617A JP H10321617 A JPH10321617 A JP H10321617A JP 9125315 A JP9125315 A JP 9125315A JP 12531597 A JP12531597 A JP 12531597A JP H10321617 A JPH10321617 A JP H10321617A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体ウェハなどの基板上への平坦化した薄
膜形成を連続的に安定して低コストで実施でき、しか
も、薄膜への不純物の付着、混入による品質の低下及び
薄膜の経時変化が回避可能で、大型の基板に対しても適
用できる連続的な薄膜形成方法及びそのための薄膜形成
方法を提供する。 【解決手段】 薄膜形成用塗布液を転写ロール２表面に
供給する塗布液供給装置６と、塗布液供給装置から供給
された薄膜形成用塗布液がその表面に塗布され転写用薄
膜８を形成する転写ロール２を備えた転写装置４と、薄
膜をその表面に形成すべき基板９を、転写ロールの下方
に連続的に搬送する基板搬送装置１６とを備え、転写装
置が、転写用薄膜が形成された転写ロール表面を、基板
搬送装置で搬送された基板の表面に圧接して、転写ロー
ル表面に形成された転写用薄膜を基板表面に転写するよ
うに構成した。
膜形成を連続的に安定して低コストで実施でき、しか
も、薄膜への不純物の付着、混入による品質の低下及び
薄膜の経時変化が回避可能で、大型の基板に対しても適
用できる連続的な薄膜形成方法及びそのための薄膜形成
方法を提供する。 【解決手段】 薄膜形成用塗布液を転写ロール２表面に
供給する塗布液供給装置６と、塗布液供給装置から供給
された薄膜形成用塗布液がその表面に塗布され転写用薄
膜８を形成する転写ロール２を備えた転写装置４と、薄
膜をその表面に形成すべき基板９を、転写ロールの下方
に連続的に搬送する基板搬送装置１６とを備え、転写装
置が、転写用薄膜が形成された転写ロール表面を、基板
搬送装置で搬送された基板の表面に圧接して、転写ロー
ル表面に形成された転写用薄膜を基板表面に転写するよ
うに構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウェハなど
の基板上、例えば、ＩＣ（集積回路）、ＬＳＩ（大規模
集積回路）などの多層配線構造の半導体基板の凹凸面に
層間絶縁膜などの被膜を平坦に薄膜化して形成する薄膜
形成方法ならびにそのための薄膜形成装置に関し、特に
この薄膜形成を連続的に実施するための方法と装置に関
する。
の基板上、例えば、ＩＣ（集積回路）、ＬＳＩ（大規模
集積回路）などの多層配線構造の半導体基板の凹凸面に
層間絶縁膜などの被膜を平坦に薄膜化して形成する薄膜
形成方法ならびにそのための薄膜形成装置に関し、特に
この薄膜形成を連続的に実施するための方法と装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、例えば、ＩＣ、ＬＳＩなど半導
体基板などの製造において、基板上に薄膜を形成する方
法としては、従来より、スパッタリング法、化学気相成
長法、塗布法、メッキ法などの方法から目的に応じて選
択すれば、ほぼ目的とする電子部品製造のための基板が
得られていた。
体基板などの製造において、基板上に薄膜を形成する方
法としては、従来より、スパッタリング法、化学気相成
長法、塗布法、メッキ法などの方法から目的に応じて選
択すれば、ほぼ目的とする電子部品製造のための基板が
得られていた。
【０００３】しかしながら、近年、ＩＣ（集積回路）、
ＬＳＩ（大規模集積回路）など半導体基板においては、
高密度な集積回路の実現が図られており、そのため、多
層配線技術が不可欠となってきている。この多層配線構
造を実現するためには、配線間に形成する層間絶縁膜の
表面を完全に平坦化する必要がある。
ＬＳＩ（大規模集積回路）など半導体基板においては、
高密度な集積回路の実現が図られており、そのため、多
層配線技術が不可欠となってきている。この多層配線構
造を実現するためには、配線間に形成する層間絶縁膜の
表面を完全に平坦化する必要がある。
【０００４】このような平坦化方法の代表的な技術とし
て、従来より、 ＳＯＧ(Spin-on-Glass)法やＰＩＱ法（K.Sato等、"
A Novel Planar Multilevel Interconecttion Technolo
gy Utilizing Polyimide"、IEEE Trans. Part Hybrid P
ackage., PHP-9, 176 (1973)）、 エッチバック法（P.Elikins等、"A Planarization
Process for Double Metal CMOS Using Spin-on Glass
as A Sacrificial Layer", proceeding of 3rd Interna
tional IEEE VMIC Conf., 100 (1986)、 リフトオフ法（K.Ehara等、"Planar Interconnecti
on Technology for LSIFabrication Utilizing Lift-of
f Process", J.Electrochem. Soc., vol.131, No. 2, 4
19 (1984)）、 バイアススパッタ法（C.Y.Ting等、"Study of Plan
arized Sputter-Deposited-SiO2"、J.Vac.Sci.Technol.
15, 1105 (1978)）、バイアスＥＣＲ法（K.Machida
等、"SiO2 Planarization Technology with Biasing an
d Electron Cyclotron Resonance Plasma Deposition f
or Submicron Interconnections", J.Vac. Sci. Tecno
l. B4, 818 (1986)）、 研磨法（W.J.Patrick等、"Application of Chemica
l Mechanical Polishingto the Fabrication of VLSI C
ircuit Interconnections", J. Electrochem. Soc., Vo
l. 138, No.6, June, 1778 (1991)）、などが提案され
ている。
て、従来より、 ＳＯＧ(Spin-on-Glass)法やＰＩＱ法（K.Sato等、"
A Novel Planar Multilevel Interconecttion Technolo
gy Utilizing Polyimide"、IEEE Trans. Part Hybrid P
ackage., PHP-9, 176 (1973)）、 エッチバック法（P.Elikins等、"A Planarization
Process for Double Metal CMOS Using Spin-on Glass
as A Sacrificial Layer", proceeding of 3rd Interna
tional IEEE VMIC Conf., 100 (1986)、 リフトオフ法（K.Ehara等、"Planar Interconnecti
on Technology for LSIFabrication Utilizing Lift-of
f Process", J.Electrochem. Soc., vol.131, No. 2, 4
19 (1984)）、 バイアススパッタ法（C.Y.Ting等、"Study of Plan
arized Sputter-Deposited-SiO2"、J.Vac.Sci.Technol.
15, 1105 (1978)）、バイアスＥＣＲ法（K.Machida
等、"SiO2 Planarization Technology with Biasing an
d Electron Cyclotron Resonance Plasma Deposition f
or Submicron Interconnections", J.Vac. Sci. Tecno
l. B4, 818 (1986)）、 研磨法（W.J.Patrick等、"Application of Chemica
l Mechanical Polishingto the Fabrication of VLSI C
ircuit Interconnections", J. Electrochem. Soc., Vo
l. 138, No.6, June, 1778 (1991)）、などが提案され
ている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、のＳＯＧ
法は、Ｓｉ(ＯＲ)4などのアルコキシシランを含む塗布
液からなるＳＯＧ材料を半導体基板の表面に塗布し、加
熱硬化して平坦化膜を形成するものである。このＳＯＧ
法では、塗布液をスピンコート法で基板上に塗布するた
め塗布液の安全性や管理に問題があり、また、最近、Ｓ
ＯＧ膜中の水分によるＭＯＳトランジスタのホットキャ
リア耐性劣化が報告され、水分の制御も問題となってい
る。さらに、この方法は、膜の流動性を利用しているた
めに完全に平坦化した薄膜を得ることは困難である。
法は、Ｓｉ(ＯＲ)4などのアルコキシシランを含む塗布
液からなるＳＯＧ材料を半導体基板の表面に塗布し、加
熱硬化して平坦化膜を形成するものである。このＳＯＧ
法では、塗布液をスピンコート法で基板上に塗布するた
め塗布液の安全性や管理に問題があり、また、最近、Ｓ
ＯＧ膜中の水分によるＭＯＳトランジスタのホットキャ
リア耐性劣化が報告され、水分の制御も問題となってい
る。さらに、この方法は、膜の流動性を利用しているた
めに完全に平坦化した薄膜を得ることは困難である。
【０００６】また、のエッチバック法は最も広範に用
いられている技術であるが、この方法では、レジストと
絶縁膜を同時にエッチングするため、ダストが発生する
という問題がある。このため、ダスト管理の点で容易な
技術ではない。
いられている技術であるが、この方法では、レジストと
絶縁膜を同時にエッチングするため、ダストが発生する
という問題がある。このため、ダスト管理の点で容易な
技術ではない。
【０００７】さらに、のリフトオフ法では、使用する
ステンシル材がリフトオフ時に完全に溶解しないため
に、リフトオフできないなどの問題を生じ、制御性や歩
留りが不十分であるため実用化に至っていない。
ステンシル材がリフトオフ時に完全に溶解しないため
に、リフトオフできないなどの問題を生じ、制御性や歩
留りが不十分であるため実用化に至っていない。
【０００８】また、のバイアススパッタ法及びバイア
スＥＣＲ法は、成膜をスパッタ法やＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄ法で行うとともに、ＲＦバイアスを印加して、基板で
スパッタリングを発生させ、その角度依存性を利用して
凸部をエッチングしながら膜形成を行い平坦化を実現す
る方法である。これらの方法では、膜質が低温で形成さ
れても良質であり、平坦化プロセスが容易で簡単であ
る。しかしながら、これらの方法では、スループットが
低く、素子がダメージを受けるおそれがあった。
スＥＣＲ法は、成膜をスパッタ法やＥＣＲプラズマＣＶ
Ｄ法で行うとともに、ＲＦバイアスを印加して、基板で
スパッタリングを発生させ、その角度依存性を利用して
凸部をエッチングしながら膜形成を行い平坦化を実現す
る方法である。これらの方法では、膜質が低温で形成さ
れても良質であり、平坦化プロセスが容易で簡単であ
る。しかしながら、これらの方法では、スループットが
低く、素子がダメージを受けるおそれがあった。
【０００９】さらに、の研磨法は、良好な平坦性が得
られる方法であるが、絶縁膜の膜質が悪いと良好な研磨
特性が得られないため、低温で良質の絶縁膜が必要であ
り、研磨特性が不安定であるため、均質の薄膜が得られ
ないおそれがあった。
られる方法であるが、絶縁膜の膜質が悪いと良好な研磨
特性が得られないため、低温で良質の絶縁膜が必要であ
り、研磨特性が不安定であるため、均質の薄膜が得られ
ないおそれがあった。
【００１０】また、近年、半導体基板（ウエハ）は、そ
の径が８インチから１２インチへと大口径化の一途を辿
っているのが現状である。しかしながら、前述したよう
な〜の方法では、このような大口径の半導体基板に
適用するには、制御性が良好でなく、膜の平坦性や膜厚
の均一性の確保が困難であった。
の径が８インチから１２インチへと大口径化の一途を辿
っているのが現状である。しかしながら、前述したよう
な〜の方法では、このような大口径の半導体基板に
適用するには、制御性が良好でなく、膜の平坦性や膜厚
の均一性の確保が困難であった。
【００１１】本発明はこのような実情に鑑み、半導体ウ
ェハなどの基板上への平坦化した薄膜形成を連続的に安
定して低コストで実施でき、しかも、薄膜への不純物の
付着、混入による品質の低下及び薄膜の経時変化が回避
可能で、大型の基板に対しても適用できる連続的な薄膜
形成方法及びそのための薄膜形成装置に関する。
ェハなどの基板上への平坦化した薄膜形成を連続的に安
定して低コストで実施でき、しかも、薄膜への不純物の
付着、混入による品質の低下及び薄膜の経時変化が回避
可能で、大型の基板に対しても適用できる連続的な薄膜
形成方法及びそのための薄膜形成装置に関する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述したよう
な従来技術における課題及び目的を達成するために発明
なされたものであって、本発明の薄膜形成方法は、基板
表面上に薄膜を連続的に形成するため薄膜形成方法であ
って、薄膜形成用塗布液を連続的に露出される薄膜転写
用基材表面に塗布して、薄膜転写用基材表面に転写用薄
膜を連続的に形成する転写用薄膜形成工程と、薄膜をそ
の表面に形成すべき基板を、前記転写用薄膜が形成され
た転写用基材表面に連続的に供給する基板供給工程と、
前記転写用薄膜が形成された転写用基材表面を、基板の
薄膜を形成すべき表面に圧接して、転写用基材表面に形
成された転写用薄膜を基板表面に連続的に転写する転写
工程とを含むことを特徴とする。
な従来技術における課題及び目的を達成するために発明
なされたものであって、本発明の薄膜形成方法は、基板
表面上に薄膜を連続的に形成するため薄膜形成方法であ
って、薄膜形成用塗布液を連続的に露出される薄膜転写
用基材表面に塗布して、薄膜転写用基材表面に転写用薄
膜を連続的に形成する転写用薄膜形成工程と、薄膜をそ
の表面に形成すべき基板を、前記転写用薄膜が形成され
た転写用基材表面に連続的に供給する基板供給工程と、
前記転写用薄膜が形成された転写用基材表面を、基板の
薄膜を形成すべき表面に圧接して、転写用基材表面に形
成された転写用薄膜を基板表面に連続的に転写する転写
工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】また、本発明の薄膜形成装置は、基板表面
上に薄膜を連続的に形成するための薄膜形成装置であっ
て、薄膜形成用塗布液を転写ロール表面に供給する塗布
液供給装置と、前記塗布液供給装置から供給された薄膜
形成用塗布液がその表面に塗布され転写用薄膜を形成す
る転写ロールを備えた転写装置と、薄膜をその表面に形
成すべき基板を、前記転写ロールの下方に連続的に搬送
する基板搬送装置とを備え、前記転写装置が、転写用薄
膜が形成された転写ロール表面を、基板搬送装置で搬送
された基板の表面に圧接して、転写ロール表面に形成さ
れた転写用薄膜を基板表面に転写するように構成されて
いることを特徴とする。
上に薄膜を連続的に形成するための薄膜形成装置であっ
て、薄膜形成用塗布液を転写ロール表面に供給する塗布
液供給装置と、前記塗布液供給装置から供給された薄膜
形成用塗布液がその表面に塗布され転写用薄膜を形成す
る転写ロールを備えた転写装置と、薄膜をその表面に形
成すべき基板を、前記転写ロールの下方に連続的に搬送
する基板搬送装置とを備え、前記転写装置が、転写用薄
膜が形成された転写ロール表面を、基板搬送装置で搬送
された基板の表面に圧接して、転写ロール表面に形成さ
れた転写用薄膜を基板表面に転写するように構成されて
いることを特徴とする。
【００１４】さらに、本発明の薄膜形成装置は、基板表
面上に薄膜を連続的に形成するための薄膜形成装置であ
って、シートフィルムを連続的に繰り出すシート供給装
置と、前記繰り出されたシートフィルム表面に薄膜形成
用塗布液を塗布して転写用薄膜を形成する塗布液塗布装
置と、薄膜をその表面に形成すべき基板を、前記シート
フィルム下方に連続的に搬送する基板搬送装置と、前記
転写用薄膜が形成されたシートフィルム表面を基板の薄
膜を形成すべき表面に圧接して、シートフィルム表面に
形成された転写用薄膜を基板表面に転写する転写ロール
を有する転写装置と、転写後のシートフィルムを巻き取
るシート回収装置とを備えることを特徴とする。
面上に薄膜を連続的に形成するための薄膜形成装置であ
って、シートフィルムを連続的に繰り出すシート供給装
置と、前記繰り出されたシートフィルム表面に薄膜形成
用塗布液を塗布して転写用薄膜を形成する塗布液塗布装
置と、薄膜をその表面に形成すべき基板を、前記シート
フィルム下方に連続的に搬送する基板搬送装置と、前記
転写用薄膜が形成されたシートフィルム表面を基板の薄
膜を形成すべき表面に圧接して、シートフィルム表面に
形成された転写用薄膜を基板表面に転写する転写ロール
を有する転写装置と、転写後のシートフィルムを巻き取
るシート回収装置とを備えることを特徴とする。
【００１５】このように構成することにより、本発明で
は、薄膜形成用塗布液を転写ロール、シートフィルムな
どの薄膜転写用基材表面に塗布して転写用薄膜を形成し
て、この転写用薄膜を圧接により基板表面に連続的に転
写することができるため、均質で平坦化した薄膜を連続
的にしかも安定して形成することが可能であり、基板の
サイズに影響されずに薄膜を形成することが可能とな
る。さらに、薄膜への不純物の付着、混入による品質の
低下及び薄膜の経時変化が回避可能である。
は、薄膜形成用塗布液を転写ロール、シートフィルムな
どの薄膜転写用基材表面に塗布して転写用薄膜を形成し
て、この転写用薄膜を圧接により基板表面に連続的に転
写することができるため、均質で平坦化した薄膜を連続
的にしかも安定して形成することが可能であり、基板の
サイズに影響されずに薄膜を形成することが可能とな
る。さらに、薄膜への不純物の付着、混入による品質の
低下及び薄膜の経時変化が回避可能である。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明では、転写用薄膜形成工程
の前に、転写ロール、シートフィルムなどの薄膜転写用
基材表面に、シリカゾルなどの離型剤を塗布する離型剤
塗布装置によって離型剤塗布工程を設けるのが、転写効
果を促進するためには好ましい。
の前に、転写ロール、シートフィルムなどの薄膜転写用
基材表面に、シリカゾルなどの離型剤を塗布する離型剤
塗布装置によって離型剤塗布工程を設けるのが、転写効
果を促進するためには好ましい。
【００１７】さらに、本発明では、転写ロール、シート
フィルムなどの薄膜転写用基材表面に形成された転写用
薄膜を、転写工程の前に加熱して、転写時に８０℃〜１
２０℃に加熱して粘度を低下させ、転写を行うのが、転
写時の荷重および加熱により被膜がリフローして押し広
げられ、半導体基板表面の凹凸が高度に平坦化されるた
めには好ましい。なお、この場合、加熱方法としては、
加熱ロールを用いる他、温風加熱、赤外線加熱などの外
部的な加熱で行うことも可能である。
フィルムなどの薄膜転写用基材表面に形成された転写用
薄膜を、転写工程の前に加熱して、転写時に８０℃〜１
２０℃に加熱して粘度を低下させ、転写を行うのが、転
写時の荷重および加熱により被膜がリフローして押し広
げられ、半導体基板表面の凹凸が高度に平坦化されるた
めには好ましい。なお、この場合、加熱方法としては、
加熱ロールを用いる他、温風加熱、赤外線加熱などの外
部的な加熱で行うことも可能である。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。図１は、本発明の薄膜形成方法及び薄
膜形成装置の第１の実施例を示す概略構成図である。
ついて説明する。図１は、本発明の薄膜形成方法及び薄
膜形成装置の第１の実施例を示す概略構成図である。
【００１９】図１において、１は全体で本発明の薄膜形
成装置を示している。この薄膜形成装置１は、一対の転
写ロール２とニップロール３からなる転写装置４を備え
ており、これら両ロール２、３のロール間隙５の上方
に、Ｔダイ形状の塗布液供給装置６が配設されている。
この塗布液供給装置６には、薄膜形成用塗布液７が入っ
ており、一定量ずつの薄膜形成用塗布液７が転写ロール
２の表面に滴下され、両ロール２、３のロール間隙５を
通過することによって、転写ロール２の表面２Ａに一定
の膜厚の転写用薄膜８を形成するようになっている。な
お、両ロール２、３は、図１の矢印Ａ方向にそれぞれ一
定速度で回転するように構成されている。
成装置を示している。この薄膜形成装置１は、一対の転
写ロール２とニップロール３からなる転写装置４を備え
ており、これら両ロール２、３のロール間隙５の上方
に、Ｔダイ形状の塗布液供給装置６が配設されている。
この塗布液供給装置６には、薄膜形成用塗布液７が入っ
ており、一定量ずつの薄膜形成用塗布液７が転写ロール
２の表面に滴下され、両ロール２、３のロール間隙５を
通過することによって、転写ロール２の表面２Ａに一定
の膜厚の転写用薄膜８を形成するようになっている。な
お、両ロール２、３は、図１の矢印Ａ方向にそれぞれ一
定速度で回転するように構成されている。
【００２０】この場合、転写ロール２の表面は、転写用
薄膜８が形成し剥離しやすいように、アクリル系樹脂、
ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ビニル系
樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂などの樹脂から構成
されるのが好ましく、例えば、金属製のロール表面にこ
れらの樹脂を張り付けたものなどが使用できる。また、
転写ロール２の表面２Ａに形成される転写用薄膜８の膜
厚としては、基板の用途などにもよるが、転写効果を考
慮すれば、０.３〜５μｍ、好ましくは０.５〜２μｍと
するのが望ましい。
薄膜８が形成し剥離しやすいように、アクリル系樹脂、
ポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂、ビニル系
樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂などの樹脂から構成
されるのが好ましく、例えば、金属製のロール表面にこ
れらの樹脂を張り付けたものなどが使用できる。また、
転写ロール２の表面２Ａに形成される転写用薄膜８の膜
厚としては、基板の用途などにもよるが、転写効果を考
慮すれば、０.３〜５μｍ、好ましくは０.５〜２μｍと
するのが望ましい。
【００２１】この転写ロール２の表面２Ａに形成された
転写用薄膜８は、薄膜形成用塗布液に含まれる有機溶媒
を蒸発させ、転写時に気泡が発生することがないように
するために、転写ロール２自体が加熱ロールになってお
り、８０〜１２０℃に加熱される。なお、この加熱方法
としては、本実施例のように転写ロール２自体を加熱ロ
ールとして加熱する以外にも、例えば、温風加熱、赤外
線加熱など適宜の方法で外部から加熱することも可能で
ある。
転写用薄膜８は、薄膜形成用塗布液に含まれる有機溶媒
を蒸発させ、転写時に気泡が発生することがないように
するために、転写ロール２自体が加熱ロールになってお
り、８０〜１２０℃に加熱される。なお、この加熱方法
としては、本実施例のように転写ロール２自体を加熱ロ
ールとして加熱する以外にも、例えば、温風加熱、赤外
線加熱など適宜の方法で外部から加熱することも可能で
ある。
【００２２】一方、転写装置４の下方には、ベルトコン
ベアなどから構成される搬送装置１６が備えられてお
り、半導体ウェハなどの基板９が、一定間隔で一定速度
で、図１の左側から右側へ搬送されるようになってい
る。なお、この搬送装置１６の搬送速度は、転写ロール
２の回転速度に応じて調整できるように構成されてい
る。
ベアなどから構成される搬送装置１６が備えられてお
り、半導体ウェハなどの基板９が、一定間隔で一定速度
で、図１の左側から右側へ搬送されるようになってい
る。なお、この搬送装置１６の搬送速度は、転写ロール
２の回転速度に応じて調整できるように構成されてい
る。
【００２３】搬送装置１６上を転写ロール２の直下まで
搬送されてきた基板９は、下端２Ｂと搬送装置１６の上
面１６Ａとの間隙Ｂを通過することによって、転写ロー
ル２により下方に圧接（押し付け）されて、転写ロール
２の表面２Ａに形成された転写用薄膜８が、基板９の上
面９Ａに転写される。そして、図３に示したように、基
板９の上面９Ａに平坦化された薄膜９Ｂが形成されるよ
うになっている。なお、図３中、符号１０は、Ａｌなど
の電極配線である。そして、薄膜９Ｂが形成された基板
９は、搬送装置１６によって適宜次工程に搬送される。
なお、転写された薄膜９Ｂの膜厚としては、基板の用途
などにもよるが、０.３〜５μｍ、好ましくは０.５〜２
μｍとなるように、転写用薄膜８の膜厚、圧接力、及び
間隙Ｂを適宜選択して調整するのが望ましい。
搬送されてきた基板９は、下端２Ｂと搬送装置１６の上
面１６Ａとの間隙Ｂを通過することによって、転写ロー
ル２により下方に圧接（押し付け）されて、転写ロール
２の表面２Ａに形成された転写用薄膜８が、基板９の上
面９Ａに転写される。そして、図３に示したように、基
板９の上面９Ａに平坦化された薄膜９Ｂが形成されるよ
うになっている。なお、図３中、符号１０は、Ａｌなど
の電極配線である。そして、薄膜９Ｂが形成された基板
９は、搬送装置１６によって適宜次工程に搬送される。
なお、転写された薄膜９Ｂの膜厚としては、基板の用途
などにもよるが、０.３〜５μｍ、好ましくは０.５〜２
μｍとなるように、転写用薄膜８の膜厚、圧接力、及び
間隙Ｂを適宜選択して調整するのが望ましい。
【００２４】この場合、転写装置４の転写ロール２の下
端２Ｂと搬送装置８の上面８Ａとの間隙は、基板９の厚
さに合わせて微調整可能となっている。また、この転写
の際には、後述するように、転写効果を考慮すれば、上
記の加熱温度が維持され、圧接時間として５〜１５分の
範囲であるのが好ましい。
端２Ｂと搬送装置８の上面８Ａとの間隙は、基板９の厚
さに合わせて微調整可能となっている。また、この転写
の際には、後述するように、転写効果を考慮すれば、上
記の加熱温度が維持され、圧接時間として５〜１５分の
範囲であるのが好ましい。
【００２５】さらに、転写ロール２の後方２Ｃの位置に
は、スクラッバー１１と受け皿部材１２とから構成され
る剥離装置１３が備えられており、転写用薄膜８を基板
９表面に転写した後に、転写ロール２の表面２Ａに残存
する転写用薄膜８’を剥離して受け皿部材１２上に落下
させ回収するようになっている。なお、この回収工程で
剥離した薄膜を吸引除去するための吸引装置を設けるの
が望ましい。
は、スクラッバー１１と受け皿部材１２とから構成され
る剥離装置１３が備えられており、転写用薄膜８を基板
９表面に転写した後に、転写ロール２の表面２Ａに残存
する転写用薄膜８’を剥離して受け皿部材１２上に落下
させ回収するようになっている。なお、この回収工程で
剥離した薄膜を吸引除去するための吸引装置を設けるの
が望ましい。
【００２６】なお、図１に示したように、塗布液供給装
置６により薄膜形成用塗布液７を転写ロール２の表面に
滴下して転写用薄膜８を形成する前に、必要に応じて、
転写ロール２の表面に転写を促進させるために、ロール
コータ１５を備えた離型剤塗布装置１４を配設するなど
してシリカゾルなどの離型剤を塗布することも可能であ
る。
置６により薄膜形成用塗布液７を転写ロール２の表面に
滴下して転写用薄膜８を形成する前に、必要に応じて、
転写ロール２の表面に転写を促進させるために、ロール
コータ１５を備えた離型剤塗布装置１４を配設するなど
してシリカゾルなどの離型剤を塗布することも可能であ
る。
【００２７】なお、本発明で用いる薄膜形成用塗布液７
としては、下記一般式［Ｉ］で表される繰り返し単位を
有するポリシラザンを含むシリカ系被膜形成用塗布液で
あるのが好ましい。
としては、下記一般式［Ｉ］で表される繰り返し単位を
有するポリシラザンを含むシリカ系被膜形成用塗布液で
あるのが好ましい。
【００２８】
【化１】
【００２９】式中、Ｒ1,Ｒ2およびＲ3は互いに同一でも
異なっていてもよく、水素原子、炭素数１〜８のアルキ
ル基、アリール基またはアルコキシル基を示し、ｎは１
以上の整数である。
異なっていてもよく、水素原子、炭素数１〜８のアルキ
ル基、アリール基またはアルコキシル基を示し、ｎは１
以上の整数である。
【００３０】このようなポリシラザンとしては、Ｒ1,Ｒ
2およびＲ3が全て水素原子からなる無機ポリシラザンが
好ましい。ポリシラザンの数平均分子量は、５００〜５
００００、好ましくは１０００〜１００００であること
が好ましい。
2およびＲ3が全て水素原子からなる無機ポリシラザンが
好ましい。ポリシラザンの数平均分子量は、５００〜５
００００、好ましくは１０００〜１００００であること
が好ましい。
【００３１】本発明で用いられるシリカ系被膜形成用塗
布液は、式［Ｉ］で表される繰り返し単位を有するポリ
シラザンを有機溶媒に溶解することによって得られる。
有機溶媒としては、トルエン、キシレンなどの芳香族炭
化水素、クロロホルムのようなハロゲン化炭化水素など
が挙げられる。このようなシリカ系被膜形成用塗布液中
に、式［Ｉ］で表される繰り返し単位を有するポリシラ
ザンは、固形分濃度で５〜５０重量％、好ましくは１０
〜３０重量％含まれているのが好ましい。
布液は、式［Ｉ］で表される繰り返し単位を有するポリ
シラザンを有機溶媒に溶解することによって得られる。
有機溶媒としては、トルエン、キシレンなどの芳香族炭
化水素、クロロホルムのようなハロゲン化炭化水素など
が挙げられる。このようなシリカ系被膜形成用塗布液中
に、式［Ｉ］で表される繰り返し単位を有するポリシラ
ザンは、固形分濃度で５〜５０重量％、好ましくは１０
〜３０重量％含まれているのが好ましい。
【００３２】なお、本発明では、ポリシラザンを含む転
写用薄膜８の粘度低下によるリフロー性を利用して被膜
の平坦化を図るために、転写時に８０℃〜１２０℃に加
熱して粘度を低下させ、転写を行う。このようにして転
写用薄膜８を半導体基板９上に転写すると、転写時の荷
重および加熱により被膜がリフローして押し広げられ、
半導体基板表面の凹凸が高度に平坦化されるようになっ
ている。
写用薄膜８の粘度低下によるリフロー性を利用して被膜
の平坦化を図るために、転写時に８０℃〜１２０℃に加
熱して粘度を低下させ、転写を行う。このようにして転
写用薄膜８を半導体基板９上に転写すると、転写時の荷
重および加熱により被膜がリフローして押し広げられ、
半導体基板表面の凹凸が高度に平坦化されるようになっ
ている。
【００３３】図２は、本発明の薄膜形成方法及び薄膜形
成装置の第２の実施例を示す概略構成図である。図２に
おいて、２０は全体で本発明の薄膜形成装置を示してい
る。この薄膜形成装置２０は、ロール状に巻かれた合成
樹脂製のシートフィルム２１を連続的に一定速度で繰り
出すシート供給装置である送出しロール２２を備えてお
り、この送出しロール２２から繰り出されたシートフィ
ルムの表面２１Ａに、ロールコータ２３と案内ロール２
４とで構成される離型剤塗布装置２５で、シリカゾルな
どの離型剤を塗布するように構成されている。なお、こ
の離型剤塗布装置２５におよる離型剤を塗布する工程
は、例えば、合成樹脂製のシートフィルム２１が、ポリ
弗化エチレン系樹脂であるテフロン樹脂フィルムなどの
離型性が良好なフィルムの場合などには、適宜省略する
ことも可能である。
成装置の第２の実施例を示す概略構成図である。図２に
おいて、２０は全体で本発明の薄膜形成装置を示してい
る。この薄膜形成装置２０は、ロール状に巻かれた合成
樹脂製のシートフィルム２１を連続的に一定速度で繰り
出すシート供給装置である送出しロール２２を備えてお
り、この送出しロール２２から繰り出されたシートフィ
ルムの表面２１Ａに、ロールコータ２３と案内ロール２
４とで構成される離型剤塗布装置２５で、シリカゾルな
どの離型剤を塗布するように構成されている。なお、こ
の離型剤塗布装置２５におよる離型剤を塗布する工程
は、例えば、合成樹脂製のシートフィルム２１が、ポリ
弗化エチレン系樹脂であるテフロン樹脂フィルムなどの
離型性が良好なフィルムの場合などには、適宜省略する
ことも可能である。
【００３４】また、合成樹脂製のシートフィルム２１と
しては、テフロン樹脂フィルムの他に、ポリイミド、Ｐ
ＥＴなどのフィルムが使用可能であり、シートフィルム
２１の厚さは、作業性などを考慮すれば、５０〜５００
μｍであるのが好ましい。
しては、テフロン樹脂フィルムの他に、ポリイミド、Ｐ
ＥＴなどのフィルムが使用可能であり、シートフィルム
２１の厚さは、作業性などを考慮すれば、５０〜５００
μｍであるのが好ましい。
【００３５】そして、離型剤を塗布されたシートフィル
ム２１の表面２１Ｂには、続いて塗布液塗布装置２６に
よって、薄膜形成用塗布液２７が塗布されて所定の膜厚
の転写用薄膜２８が形成されるようになっている。
ム２１の表面２１Ｂには、続いて塗布液塗布装置２６に
よって、薄膜形成用塗布液２７が塗布されて所定の膜厚
の転写用薄膜２８が形成されるようになっている。
【００３６】この塗布液塗布装置２６は、ロールコータ
２９と加熱ロール３０とで構成されており、薄膜形成用
塗布液に含まれる有機溶媒を蒸発させ、転写時に気泡が
発生することがないようにするために、加熱ロール３０
によって８０〜１２０℃に加熱される。なお、この加熱
方法としては、本実施例のように加熱ロール３０により
加熱する以外にも、例えば、赤外線加熱など適宜の方法
で外部から加熱することも可能である。
２９と加熱ロール３０とで構成されており、薄膜形成用
塗布液に含まれる有機溶媒を蒸発させ、転写時に気泡が
発生することがないようにするために、加熱ロール３０
によって８０〜１２０℃に加熱される。なお、この加熱
方法としては、本実施例のように加熱ロール３０により
加熱する以外にも、例えば、赤外線加熱など適宜の方法
で外部から加熱することも可能である。
【００３７】塗布液塗布装置２６によって転写用薄膜２
８が形成されたシートフィルム２１は、続いて、差動排
気によって所定の真空度に保たれた転写装置３１内に配
設された転写ロール３２に案内されるようになってい
る。
８が形成されたシートフィルム２１は、続いて、差動排
気によって所定の真空度に保たれた転写装置３１内に配
設された転写ロール３２に案内されるようになってい
る。
【００３８】一方、薄膜形成装置２０には、ベルトコン
ベアなどから構成される搬送装置３３が備えられてお
り、半導体ウェハなどの基板９が、一定間隔で一定速度
で、図２の左側から、転写装置３１内を通って、右側へ
搬送されるようになっている。なお、この搬送装置３３
の搬送速度は、送出しロール２２の繰り出し速度に応じ
て調整できるように構成されている。
ベアなどから構成される搬送装置３３が備えられてお
り、半導体ウェハなどの基板９が、一定間隔で一定速度
で、図２の左側から、転写装置３１内を通って、右側へ
搬送されるようになっている。なお、この搬送装置３３
の搬送速度は、送出しロール２２の繰り出し速度に応じ
て調整できるように構成されている。
【００３９】そして、搬送装置３３上を、転写装置３１
内に配設された転写ロール３２の直下まで搬送されてき
た基板９は、転写ロール３２の下端３２Ｂと搬送装置３
３の上面３２Ａとの間隙Ｃを通過することによって、転
写ロール３２により下方に圧接されて、シートフィルム
２１の表面２１Ｂに形成された転写用薄膜２８が、基板
９の上面９Ａに転写される。そして、図３に示したよう
に、基板９の上面９Ａに平坦化された薄膜９Ｂが形成さ
れるようになっている。なお、薄膜９Ｂが形成された基
板９は、搬送装置３３によって適宜次工程に搬送され
る。
内に配設された転写ロール３２の直下まで搬送されてき
た基板９は、転写ロール３２の下端３２Ｂと搬送装置３
３の上面３２Ａとの間隙Ｃを通過することによって、転
写ロール３２により下方に圧接されて、シートフィルム
２１の表面２１Ｂに形成された転写用薄膜２８が、基板
９の上面９Ａに転写される。そして、図３に示したよう
に、基板９の上面９Ａに平坦化された薄膜９Ｂが形成さ
れるようになっている。なお、薄膜９Ｂが形成された基
板９は、搬送装置３３によって適宜次工程に搬送され
る。
【００４０】この場合にも、転写装置３１の転写ロール
３２の下端３２Ｂと搬送装置３３の上面３３Ａとの間隙
は、基板９の厚さに合わせて微調整可能となっている。
また、この転写の際には、前述したように、転写効果を
考慮すれば、上記の加熱温度が維持され、圧接時間とし
て５〜１５分の範囲であるのが好ましい。
３２の下端３２Ｂと搬送装置３３の上面３３Ａとの間隙
は、基板９の厚さに合わせて微調整可能となっている。
また、この転写の際には、前述したように、転写効果を
考慮すれば、上記の加熱温度が維持され、圧接時間とし
て５〜１５分の範囲であるのが好ましい。
【００４１】一方、転写装置３１を通過したシートフィ
ルム２１は、フィルム回収装置の巻取ロール３４によっ
て巻き取られるようになっている。
ルム２１は、フィルム回収装置の巻取ロール３４によっ
て巻き取られるようになっている。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、 このように構成する
ことにより、本発明では、薄膜形成用塗布液を転写ロー
ル、シートフィルムなどの薄膜転写用基材表面に塗布し
て転写用薄膜を形成して、この転写用薄膜を圧接により
基板表面に連続的に転写することができるため、以下の
ような特有で顕著な作用効果を奏する極めて優れた発明
である。 （１）転写用薄膜形成工程と転写工程とを連続して行う
ことができるので、薄膜への不純物の付着、混入が防止
でき、そのため品質の低下及び薄膜の経時変化が回避可
能である。 （２）均質で平坦化した薄膜を連続的にしかも安定して
形成することが可能であり、コストの低減が図れる。 （３）基板のサイズに影響されずに薄膜を形成すること
が可能であり、近年の半導体ウェハのサイズの大型化に
も対応することができる。 （４）多層配線構造の半導体基板の凹凸面に層間絶縁膜
などの被膜を連続的に平坦に薄膜化して形成することが
可能となる。 （５）半導体基板に限らず、実装関係の基板や液晶パネ
ルなど液晶関係の基板などの電子部品材料関係の基板に
広範に適用可能である。
ことにより、本発明では、薄膜形成用塗布液を転写ロー
ル、シートフィルムなどの薄膜転写用基材表面に塗布し
て転写用薄膜を形成して、この転写用薄膜を圧接により
基板表面に連続的に転写することができるため、以下の
ような特有で顕著な作用効果を奏する極めて優れた発明
である。 （１）転写用薄膜形成工程と転写工程とを連続して行う
ことができるので、薄膜への不純物の付着、混入が防止
でき、そのため品質の低下及び薄膜の経時変化が回避可
能である。 （２）均質で平坦化した薄膜を連続的にしかも安定して
形成することが可能であり、コストの低減が図れる。 （３）基板のサイズに影響されずに薄膜を形成すること
が可能であり、近年の半導体ウェハのサイズの大型化に
も対応することができる。 （４）多層配線構造の半導体基板の凹凸面に層間絶縁膜
などの被膜を連続的に平坦に薄膜化して形成することが
可能となる。 （５）半導体基板に限らず、実装関係の基板や液晶パネ
ルなど液晶関係の基板などの電子部品材料関係の基板に
広範に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の薄膜形成方法及び薄膜形成装
置の第１の実施例を示す概略構成図である。
置の第１の実施例を示す概略構成図である。
【図２】図２は、本発明の薄膜形成方法及び薄膜形成装
置の第２の実施例を示す概略構成図である。
置の第２の実施例を示す概略構成図である。
【図３】図３は、本発明の薄膜形成方法によって絶縁膜
である薄膜が形成された半導体基板の断面図である。
である薄膜が形成された半導体基板の断面図である。
１、２０・・・・薄膜形成装置 ２・・・・転写ロール ３・・・・ニップロール ４・・・・転写装置 ５・・・・・ロール間隙 ６・・・・塗布液供給装置 ８、２８・・・・転写用薄膜 ９・・・・基板 １１、３４・・・・スクラッバー １２、３５・・・・受け皿部材 １３、３６・・・・剥離装置 １４・・・・離型剤塗布装置 １５・・・・ロールコータ １６・・・・搬送装置 ２１・・・・シートフィルム ２２・・・・送出しロール ２５・・・・離型剤塗布装置 ２６・・・・塗布液塗布装置 ３１・・・・転写装置 ３２・・・・転写ロール ３３・・・・搬送装置 ３４・・・・巻取ロール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村 口 良 福岡県北九州市若松区北湊町13番２号 触 媒化成工業株式会社若松工場内 (72)発明者 小 松 通 郎 福岡県北九州市若松区北湊町13番２号 触 媒化成工業株式会社若松工場内 (72)発明者 町 田 克 之 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 久良木 億 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 今 井 和 雄 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内
Claims (12)
- 【請求項１】 基板表面上に薄膜を連続的に形成するた
め薄膜形成方法であって、 薄膜形成用塗布液を連続的に露出される薄膜転写用基材
表面に塗布して、薄膜転写用基材表面に転写用薄膜を連
続的に形成する転写用薄膜形成工程と、 薄膜をその表面に形成すべき基板を、前記転写用薄膜が
形成された転写用基材表面に連続的に供給する基板供給
工程と、 前記転写用薄膜が形成された転写用基材表面を、基板の
薄膜を形成すべき表面に圧接して、転写用基材表面に形
成された転写用薄膜を基板表面に連続的に転写する転写
工程とを含むことを特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項２】 前記転写工程後に転写用基材表面に残存
する転写用薄膜を転写用基材表面から剥離する工程を含
むことを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成方法。 - 【請求項３】 前記連続的に露出される薄膜転写用基材
表面が、転写ロール表面であること特徴とする請求項１
又は２に記載の薄膜形成方法。 - 【請求項４】 前記連続的に露出される薄膜転写用基材
表面が、連続的に供給されるシートフィルム表面である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の薄膜形成方
法。 - 【請求項５】 前記転写用薄膜形成工程の前に、薄膜転
写用基材表面に離型剤を塗布する離型剤塗布工程を含む
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の薄
膜形成方法。 - 【請求項６】 基板表面上に薄膜を連続的に形成するた
めの薄膜形成装置であって、 薄膜形成用塗布液を転写ロール表面に供給する塗布液供
給装置と、 前記塗布液供給装置から供給された薄膜形成用塗布液が
その表面に塗布され転写用薄膜を形成する転写ロールを
備えた転写装置と、 薄膜をその表面に形成すべき基板を、前記転写ロールの
下方に連続的に搬送する基板搬送装置とを備え、 前記転写装置が、転写用薄膜が形成された転写ロール表
面を、基板搬送装置で搬送された基板の表面に圧接し
て、転写ロール表面に形成された転写用薄膜を基板表面
に転写するように構成されていることを特徴とする薄膜
形成装置。 - 【請求項７】 前記転写用薄膜を基板表面に転写した後
に転写ロール表面に残存する転写用薄膜を転写ロール表
面から剥離する剥離装置を備えることを特徴とする請求
項６に記載の薄膜形成装置。 - 【請求項８】 前記転写ロール表面に塗布液供給前に離
型剤を予め塗布する離型剤塗布装置を備えることを特徴
とする請求項６又は７に記載の薄膜形成装置。 - 【請求項９】 前記転写ロールが加熱ロールであること
を特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の薄膜形
成装置。 - 【請求項１０】 基板表面上に薄膜を連続的に形成する
ための薄膜形成装置であって、 シートフィルムを連続的に繰り出すシート供給装置と、 前記繰り出されたシートフィルム表面に薄膜形成用塗布
液を塗布して転写用薄膜を形成する塗布液塗布装置と、 薄膜をその表面に形成すべき基板を、前記シートフィル
ム下方に連続的に搬送する基板搬送装置と、 前記転写用薄膜が形成されたシートフィルム表面を基板
の薄膜を形成すべき表面に圧接して、シートフィルム表
面に形成された転写用薄膜を基板表面に転写する転写ロ
ールを有する転写装置と、 転写後のシートフィルムを巻き取るシート回収装置とを
備えることを特徴とする薄膜形成装置。 - 【請求項１１】 前記シートフィルム表面に塗布液供給
前に離型剤を予め塗布する離型剤塗布装置を備えること
を特徴とする請求項１０に記載の薄膜形成装置。 - 【請求項１２】 前記転写ロールが加熱ロールであるこ
とを特徴とする請求項１０または１１に記載の薄膜形成
装置。
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