KR20030026218A - 박막형성장치 및 박막형성방법 - Google Patents

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KR20030026218A
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다이닛뽕스크린 세이조오 가부시키가이샤
니폰 덴신 덴와 가부시끼가이샤
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Abstract

기판으로 박막을 양호하게 전사할 수 있는 박막형성장치 및 박막형성방법을 제공한다.
기판(W)에 절연막(81)을 전사하기 전에는, 버터플라이밸브(21)의 개방정도를 작게 함으로써 진공도를 작게 하여 절연막(81)의 용매성분의 휘발을 억제하여 전사개시시점에서 절연막(81)의 유동성을 확보한다. 한편, 전사개시시점부터 버터플라이밸브(21)를 완전개방하여 박막형성실(11)의 압력을 급격히 저하시켜 기판(W)으로 절연막(81)을 항상 저압상태(고진공도)로 전사한다.

Description

박막형성장치 및 박막형성방법{THIN FILM FORMING APPARATUS AND THIN FILM FORMING METHOD}
본 발명은, 박막형성실 내에서 기판과 시트필름을 서로 누르는 것에 의해 시트필름에 미리 형성되어 있는 절연막 등의 박막을 기판에 전사하여 박막을 형성하는 박막형성장치 및 박막형성방법에 관한 것이다.
근래, LSI의 제조에 사용하는 웨이퍼의 대 구경화(口徑化) 또는 액정패널 등의 대면적화에 따라, 대면적에 적합한 박막형성방법이 필요하게 되었다. 또한, LSI 제조기술에 있어서 다층배선기술 분야에서는, 다층배선을 실현하기 위하여 절연막의 표면을 높은 정밀도로 평탄화할 필요가 있고, 대면적화에 더하여, 박막형성에 있어서 표면의 평탄화기술에 대한 요구도 높아져왔다. 그래서, 이러한 요구를 만족하도록, 가압 전사방법에 의해서 기판에 박막을 형성하는 박막형성기술이 제안되어 있다.
이러한 박막형성장치로서는, 예컨대 일본국 특개평10-189566호 공보에 기재된 장치가 있다. 상기 장치에서는, 처리용기의 내부에 형성되는 박막형성실 내에 가열히터를 내장하는 시료대가 설치되어, 박막형성의 대상으로 되는 반도체웨이퍼 또는 액정패널용 유리기판 등(이하,「기판」으로 칭함)을 유지가능하게 되어 있다. 또한, 박막형성실 내에는, 시료대의 아래쪽으로 전사판이 시료대와 대항하게 배치되어 있고, 시트필름에 형성되는 박막을 시료대 위의 기판에 대향시키면서 상기 시트필름을 유지하고 있다. 더욱이, 상기 전사판에도 시료대와 마찬기지로 가열히터가 설치되어 있어서, 전사판에 유지된 시트필름을 가열할 수 있게 되어 있다.
또한, 상기 박막형성실에는 진공펌프가 연결되어 있어서, 기판을 시료대에 의해서 유지함과 동시에 시트필름을 전사판에 유지하고, 또 박막형성실을 밀폐한 후에, 진공펌프에 의해서 박막형성실 내를 배기한다. 또한, 진공펌프로 박막형성실 내를 배기하여 감압하면서, 기판을 유지하는 시료대와 시트필름을 유지하는 전사판을 서로 근접하게 이동시키는 것에 의해, 상기 기판과 시트필름을 서로 눌러 시트필름 상의 박막을 기판에 전사한다. 이렇게 하여, 기판 상에 박막을 형성하면, 상기 기판과 시트필름을 원래의 위치에 이동시킨 후에, 박막형성실 내를 대기압으로 복원시키고, 박막이 형성된 기판과 박막 전사 후의 시트필름을 처리용기로부터 반출한다.
그런데, 상기와 같은 종래의 가압전사 방식의 박막형성장치에서는, 기판 및 시트필름을 각각 시료대 및 전사판에 세팅한 후에, 진공펌프에 의하여 박막형성실 내를 배기하여 감압하면서, 기판으로 박막을 전사하고 있다. 그렇지만, 종래장치에서는, 진공펌프에 의해 단지 박막형성실을 배기하여 감압할 뿐이므로, 전사개시 전 및 전사 중에 박막형성실 내의 압력(진공도)에 관하여 특단의 배려가 되어 있지 않아서, 박막형성을 양호하게 행하는 데 있어서 개량의 여지가 존재하였다. 예컨대, 박막을 기판에 양호하게 전사하기 위해서는 박막이 어느 정도의 유동성을 갖고 있을 필요가 있는데, 전사개시 전에 박막형성실 내의 압력이 대폭 감압되면, 상기 압력저하에 의해서 박막재료의 용매성분이 대량으로 휘발하여, 전사개시 시점에서 이미 박막의 유동성이 손상되어 버려서 기판으로 박막을 양호하게 전사할 수 없는 경우가 있다. 반대로, 전사 중에 박막형성실이 충분히 감압되지 않으면, 박막을 기판에 전사하였을 때에 기판에 형성되어 있는 패턴, 예컨대 콘택홀(contact hole) 등과 박막과의 사이에 틈(viod)이 잔존하여 양호하게 전사되지 않는 경우가 있었다. 이와 같이, 박막형성실 내의 압력에 관해서는, 전사개시 전과 전사 중에서 그 최적치가 서로 상이하므로, 양호한 전사처리를 실행하기 위해서는 박막형성실 내의 압력을 유연하게, 특히 정밀하게 제어하는 것이 중요하지만, 종래장치로는 이러한 압력제어가 곤란하였다.
본 말명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 기판으로 박막을 양호하게 전사할 수 있는 박막형성장치 및 박막형성방법을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
도1은, 본 발명에 의한 박막형성장치의 일 실시예를 나타내는 도이다.
도2는, 도1의 박막형성장치의 부분확대 단면도이다.
도3은, 도1의 박막형성장치의 동작을 나타내는 도이다.
도4는, 본 발명에 의한 박막형성장치의 다른 실시예를 나타내는 도이다.
도5는, 도4의 박막형성장치의 동작을 나타내는 도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1... 처리용기, 2... 압력제어유닛,
3... 제어부, 4... 제1플레이트(기판유지수단),
5... 제2플레이트(필름유지수단), 8... 시트필름,
11... 박막형성실, 12... 배기구,
21... 버터플라이밸브(배기조정부), 22... 진공펌프(배기부),
23... 버터플라이밸브(압력조정부), 71,75... 가중모터(가중수단),
81... 절연막(박막), 82... 열가소성수지필름,
W... 기판.
위에서 설명한 바와 같이, 기판으로 박막을 전사개시하기 전과 전사하는 중에 있어서는, 양호한 전사처리를 실행하기 위하여 요망되는 압력치(진공도)가 서로 다르지만, 본 발명에서는, 각각에 있어서 박막형성실 내의 압력을 각각 적정치로 제어하고 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 박막형성장치는, 그 내부가 박막형성실로 되어 있는 처리용기와, 박막형성실 내에서 기판을 유지하는 기판유지수단과, 박막형성실 내에서 기판유지수단에 대향 배치되어 시트필름에 형성되는 박막이 기판을 향한 상태로 상기 시트필름을 유지하는 필름유지수단과, 상기 기판유지수단 및 필름유지수단 중 적어도 한쪽을 이동시킴으로써, 기판과 시트필름을 서로 눌러 박막을 기판에 전사하는 가중수단과, 가중수단의 동작상황에 따라 박막형성실 내의 압력을 조정하는 압력제어수단을 포함한다.
상기와 같이 구성된 장치에서는, 가중수단이 기판과 시트필림을 서로 눌러 기판으로 박막을 전사하는데, 상기 가중수단의 동작상황에 따라 박막형성실 내의 압력(진공도)이 조정된다. 따라서, 가중수단의 동작에 의해서 기판과 시트필름이 서로 눌러져 기판으로 박막이 전사되기 전까지의 박막형성실 내의 압력을 최적화 시킬 수 있음과 동시에, 가중수단에 의해서 기판과 시트필름을 서로 눌러 기판으로 박막을 전사하는 도중에 있어서도 박막형성실 내의 압력을 최적화시킬 수 있다. 상기와 같이, 기판으로 박막을 전사개시하기 전에 있어서 뿐만 아니라 전사 중에 있어서도, 박막형성실의 압력상태(진공도)가 전사처리에 적당한 상태로 되므로 양호한 전사처리가 가능해진다.
또한, 본 발명에 의한 박막형성장치 및 박막형성방법은, 박막형성실 내에서 기판과 시트필름을 서로 누르는 것에 의해 시트필름의 기판측 주면(主面)에 형성되어 있는 박막을 기판에 전사하여 박막을 형성하는 것으로, 상기 목적을 달성하기 위해, 박막형성실 내의 압력이 전사 전 과 전사 중에 서로 다르게 되도록 박막형성실 내의 압력을 제어하고 있다.
이와 같이 구성된 발명에서는, 박막형성실 내의 압력이 전사 전과 전사 중에 각각 적정치로 제어되어, 기판에 박막을 전사개시하기 전 뿐만 아니라 전사 중에도 박막형성실의 압력상태(진공도)가 전사처리에 적당한 상태로 되어 양호한 전사처리가 가능해진다.
본 명세서에 있어서, 「전사처리」는 박막형성실에 운반되어온 기판 및 시트필름을 서로 근접이동시킴으로써 양자를 서로 접하게 하고, 양자를 서로 눌러 시트필름에 형성된 박막을 기판에 전사하기까지의 일련의 처리를 의미한다.
도1은, 본 발명에 따른 박막형성장치의 일 실시예를 도시하는 도이다. 또한, 도2는, 도1의 박막형성장치의 부분확대 단면도이다. 이 박막형성장치는, 그 내부가 후술하는 바와 같이 전사처리를 행하는 박막형성실(11)로 되어 있는 처리용기(1)를 가지고 있다. 또한, 상기 처리용기(1)의 측면 바닥부에는, 배기구(12)가 형성되어 있고, 상기 배기구(12)에 박막형성실(11)의 압력을 조정하는 압력제어유닛(2)이 접속되어 있다.
상기 압력제어유닛(2)에서는, 버터플라이밸브(butterfly valve,21)를 통해 진공펌프(22)가 박막형성실(11)과 통해 있고, 상기 버터플라이밸브(21)를 개방한 상태에서, 장치 전체를 제어하는 제어부(3)로부터의 동작신호에 따라 진공펌프(22)가 작동하면, 박막형성실(11) 내가 배기되어 감압된다. 또한, 압력제어유닛(2)에는, 버터플라이밸브(21)의 개방된 정도를 통제하는 밸브컨트롤러(23)이 설치되어, 제어부(3)로부터의 개방신호에 따라 밸브컨트롤러(23)나 버터플라이밸브(21)의 개폐와 개방된 정도를 조정함으로써, 박막형성실(11)로부터의 단위시간당 배기량을 조정하여, 박막형성실(11) 내의 압력(진공도)을 제어할 수 있게 되어 있다. 이와 같이, 본 실시예에서는, 버터플라이밸브(21), 진공펌프(22), 및 밸브컨트롤러(23)가 각각 본 발명의 「배기조정부」, 「배기부」, 및 「압력조정부」로서 기능하여,박막형성실(11) 내의 압력을 조정할 수 있게 되어 있다. 또한, 본 실시예에는, 박막형성실(11) 내의 압력을 정밀하게 제어하기 위하여, 박막형성실(11) 내의 압력을 측정하는 압력계(31)를 설치하여, 상기 압력계(31)의 측정결과를 제어부(3)에 출력하고, 상기 측정결과에 근거한 피드백제어를 실행하고 있다.
또한, 상기 처리용기(1)의 상면 테두리부에는, 도입구(13)가 형성되어, 상기 도입구(13)를 통해 일정유량의 질소가스가 박막형성실(11) 내로 공급된다. 즉, 상기 도입구(13)는 매스플로우컨트롤러(mass flow controller,14)를 통해 질소가스공급원(도시생략)과 접속되어 있어, 제어부(3)로부터 주어지는 가스공급신호에 근거하여 매스플로우컨트롤러(14)가 도입구(13)를 통해 박막형성실(11)로 공급되는 질소가스의 유입량을 통제한다. 또한, 본 실시예에는, 후술하는 전사처리를 양호하게 행하기 위하여 질소가스를 공급하고 있지만. 박막형성실(11)에 공급하는 가스의 종류는 이에 한정되지 않고, 전사처리에 적당한 가스를 공급하면 된다.
상기와 같이 압력조정의 대상이 되는 박막형성실(11)에는, 제1 및 제2플레이트(4,5)가 상하에 대향하게 수용되어 있다. 상기 플레이트 중 제1플레이트(4)는, 제2플레이트(5)와 대향하는 하면에 박막형성 대상인 기판(W)을 유지할 수 있으며, 본 발명의 「기판유지수단」으로서 기능한다. 여기서, 박막형성 대상이 되는 기판(W)으로서는, 예컨대 원판모양으로 형성된 반도체웨이퍼와, 상기 반도체웨이퍼 상에 전극배선으로서 A1배선을 패터닝(patterning) 형성한 구조를 갖는 것이 있는데, 이하에서는 상기 기판(W)의 패터닝 형성면 측에 후술하는 절연막(박막)을 전사하는 경우에 대하여 설명한다.
상기 제1플레이트(4)의 하면에는, 평탄성을 확보하기 위하여 연마된 석영판(41)이 설치되고, 상기 석영판(41)에 기판(W)가 장착된다. 이와 같이 기판(W)과 직접 접촉하는 판재(41)로서 석영을 사용하는 이유는, 석영이 기판(W)을 오염시키는 물질을 함유하고 있지 않고, 가공성이 좋으며, 필요로 하는 평탄성을 용이하게 얻을 수 있기 때문이다.
또한, 제1플레이트(4)에는, 가열수단으로서 가열히터(6)가 내장되어 있다. 상기 가열히터(6)는, 제어부(3)로부터 주어지는 기판온도신호에 근거하여 히터컨트롤러 (61)에 의하여 제어되어, 25℃ ~ 300℃ 의 사이에서 가열제어된다. 그리고, 제1플레이트(4)는 처리용기(1) 내에 설치되고, 가중모터(71)에 의하여 승강되도록 구성된다.
또한, 다른 한쪽의 플레이트, 즉 제2플레이트(5)는, 제1플레이트(4)의 아래방향으로 축선이 일치하게 배치되고, 그 상면에 시트필름(8)을 유지가능하게 되어 있으며, 본 발명의 「필름유지수단」으로서 기능한다. 즉, 상기 제2플레이트(5)는, 플레이트본체(51)와, 상기 플레이트본체(51)의 상면측에서 시트필름(8)을 유지가능한 석영제의 스테이지 (52)와, 시트필름(8)을 가열하는 가열램프(53)로 구성된다. 상기 시트필름(8)은, 기판(W)보다 큰 원형으로 형성되고, 표면에는 박막으로 되는 절연막(81)이 형성된다. 본 실시예에 있어서는, 시트필름(8)으로서 열가소성수지 필름(82)을 사용한다. 박막으로서는 SOG 재료의 절연막형성 도포액을 사용하며, 상기 도포액을 시트필름(8) 상에 도포하는 것에 의해 1㎛ 이상의 두께로 절연막(81)이 형성된다.
상기 플레이트 본체(51)의 상면측에는, 기판(W)의 평면 사이즈보다도 약간 큰 평면사이즈로, 도2에 도시한 바와 같이 제1플레이트(4)를 바라보도록 오목부 (511)가 형성된다. 상기 오목부(511) 내에는 4개의 가열램프(53)가 설치되는 한편, 오목부(511)의 개구 위치에 석영제의 스테이지(52)가 배치된다. 그리고, 석영제 스테이지(52)의 상면에, 시트필름(8)에 형성된 절연막(81)이 상기와 같이 제1플레이트(4)에 유지된 기판(W)을 향한 상태로, 시트필름(8)을 놓을 수 있다.
또한, 플레이트본체(51)의 테두리부에는, 필름유지·긴장부(9)가 배치되어, 석영제 스테이지(52)에 놓여진 시트필름(8)을 절연막(81)을 전사하는 때에 유지하는 동시에, 후술하는 타이밍으로 시트필름(8)을 긴장시킨다
또한, 가열램프(53)는, 도1에 도시한 바와 같이, 램프컨트롤러(54)와 전기적으로 접속되어 있어서, 제어부(3)로부터 주어지는 램프제어신호에 근거하여 상기 램프컨트롤러(54)가 가열램프(53)를 점등하거나 소등제어한다. 이 때문에, 예컨대 제어부(3)로부터 가열램프(53)를 점등시키는 취지의 램프제어신호가 램프컨트롤러(54)에 주어지면, 상기 가열램프(53)가 점등하고, 가열램프(53)로부터 방사되는 열선이 석영제 스테이지(52)를 통과하여 시트필름(8)에 조사(照射)된다. 이에 의해서, 시트필름(8)이 25 ℃ ∼ 300℃ 사이에서 가열된다.
또한, 제2플레이트(5)는, 지지판(72) 상에 있는 복수의 압축코일 스프링(73)에 의해서 탄성지지되도록 설치됨으로써, 기판(W)과 시트필름(8)을 누를 때 가중압력이 균일하게 되도록 한다. 또한, 지지판(72)은, 지주(74)에 의하여 상 ·하로 움직임이 가능하게 지지되고, 가중모터(75)에 의해서 승강되도록 구성되어 있다. 이와 같이, 본 실시예에는, 가중모터(71,75)에 의해서 2개의 플레이트(4,5)를 서로 역방향으로 승강이동시킴으로써 후술하는 박막형성순서(전사처리)를 행하는데, 상기 가중모터(71,75)가 본 발명의「가중수단」으로서 기능한다.
이하에서는, 상기 박막형성장치를 사용한 박막형성순서에 관해서 설명한다. 본 실시예에 있어서는, 제l플레이트(4)의 하면에 기판(W)이 그 패터닝형성면(전극배선을 형성한 면)이 아래쪽을 향하도록 장착된다. 또한, 제2플레이트(5)의 스테이지(52)의 위쪽에는, 도2에서 1점쇄선으로 나타낸 시트필름(8)이 그 절연막(81)이 위쪽을 향하도록 공급되고, 그 바깥테두리부가 필름유지·긴장부(9)에 의해서 유지된다. 또한, 이 단계에서는, 필름유지·긴장부(9)에 의한 시트필름(8)의 긴장은 행하여지지 않는다.
이와 같이 하여, 기판(W) 및 시트필름(8)의 반입 및 장착이 완료되면 (시각t1), 제어부(3)가 미리 기억장치(도시생략)에 기억되어 있는 전사프로그램에 따라서 장치부의 각부를 제어하고, 후술하는 전사처리를 실행하여 절연막(81)을 기판(W)에 전사한다. 이하에서는, 도3를 참조하면서 전사처리에 관해서 상세히 설명한다. 또한, 상기 도면 중의 그래프는 박막형성실(11) 내의 압력을 나타내는 그래프로서, 도면 중의 굵은 실선은 본 실시예에서의 버터플라이밸브(21)의 개방정도를 나타내는데, 개방정도가 커짐에 따라서 단위시간당 배기량이 커진다.
(1)우선, 시각 t1에서 제어부(3)로부터 밸브컨트롤러(23)에, 버터플라이밸브 (21)를 10% 개방하도록 지시하는 개방신호가 출력된다. 이 신호를 받아 밸브컨트롤러(23)는 완전히 폐쇄된 버터플라이밸브(21)를 일부 개방되도록 작동시켜, 진공펌프(22)에 의한 최대배기량의 약 10%에서 박막형성실(11)을 배기하여 감압시키기 시작한다. 그렇게 되면, 도3의 상단 그래프 중의 실선(APC 존재)으로 도시한 바와 같이, 박막형성실(11)의 압력은 서서히 저하된다. 또한, 시각 t1에 있어서, 제어부(3)는 매스플로우컨트롤러(14)에 가스공급신호를 출력한다. 이에 의해, 매스플로우컨트롤러(14)는 박막형성실(11) 내의 압력에 관계없이, 도입구(13)로부터 공급되는 질소가스의 유량을 일정하게 유지한다.
(2)그리고, 요망하는 압력까지 감압되면, 히터컨트롤러(61)로부터의 제어신호에 의해서 가열히터(6)에 전기를 공급하여 제1플레이트(4)를 약200 ℃ 정도로 가열하여, 기판(W)을 요망하는 온도로 가열한다. 또한, 시트필름(8) 측에 대해서도, 가열램프(53)를 점등시킴으로써 제2플레이트(5)를 약 100℃ 정도로 가열함과 동시에, 제어부(3)로부터 가중모터(75)로 신호가 출력되어 제2플레이트(5)의 승강이동을 개시한다. 이에 의해서 제2플레이트(5)가 시트필름(8)의 위치까지 상승하여 스테이지(52)를 시트필름(8)에 접촉시킨다. 이에 의해서, 시트필름(8)은 가열되어 신장하여 물결모양의 주름이 발생한다. 그래서, 본 실시예에는, 필름유지·긴장부(9)에 의해서 시트필름(8)을 긴장시켜 열팽창에 의한 물결모양의 주름을 제거한다.
(3)또한, 시트필름(8)의 긴장과 함께, 가중모터(71)의 구동에 의하여 제1플레이트(4)를 하강시켜 기판(W)을 시트필름(8)에 눌러 기판(W)으로 절연막(81)의 전사를 개시함과 동시에, 버터플라이밸브(21)의 100% 개방을 지시하는 개방신호를 받아 밸브컨트롤러(23)가 버터플라이밸브(21)를 완전히 개방하여 진공펌프(22)에 의한 최대배기량으로 박막형성실(11)을 배기하여 감압한다(시각 t2). 이렇게 함으로써, 도3의 상단 그래프 중의 실선(APC 존재)으로 도시한 바와 같이, 박막형성실 (11)의 압력은 급격히 저하됨과 동시에 기판(W)으로 절연막(81)의 전사가 실행된다. 상기 전사 중(시각 t2 이후)에 있어서는, 버터플라이밸브(21)가 완전히 개방된 상태로, 기판(W)과 시트필름(8)은 소정의 하중으로 일정시간 동안 가압된다. 그 동안에도 기판(W)과 시트필름(8)은 소정의 온도로 되도록 가열된다.
(4)그리고, 일련의 가중조작이 종료하여 전사처리가 완료하면, 가중상태가 영(零)으로 되도록 제어부(3)로부터 가중모터(71,75)에 신호를 보내서, 제1 및 제2플레이트(4,5)를 원래의 초기위치로 복귀시킨다. 또한, 양 플레이트(4,5)가 초기위치로 돌아간 후에, 버터플라이밸브(21)를 폐쇄함과 동시에 진공펌프(22)를 정지시킨다.
(5)그 후, 박막형성실(11)의 압력이 대기압으로 복원되는 것을 기다려서, 제어부(3)로부터 매스플로우컨트롤러(14)에 가스공급 정지신호를 출력한다. 이에 의해, 박막형성실(11)로 질소가스의 공급이 정지된다. 또한, 절연막(81)을 사이에 두고 시트필름(8)과 일체로 된 상태의 기판(W)을 박막형성실(11)로부터 반출하여, 시트필름(8)을 박리함으로써 절연막(81)이 형성된 기판(W)를 얻는다.
상기와 같이, 본 실시예에 의하면, 압력제어유닛(2)을 설치하여, 상기의 동작 (1) 내지 (3)으로 이루어지는 전사처리를 실행하는 도중에, 단위시간당 배기량을 제어하여 박막형성실(11) 내의 압력을 조정하기 때문에, 절연막(81)을 기판(W)의 패터닝 형성면에 양호하게 전사할 수가 있다. 그 이유를 종래장치와 대비하여 설명한다.
종래장치에서는, 전사처리를 실행하는 도중에 박막형성실(11) 내의 압력을 도3의 2점쇄선으로 도시한 바와 같이 제어한다. 즉, 시각 t1에서 즉시 진공펌프(22)의 최대배기량으로 박막형성실(11)을 배기하여 감압하기 때문에, 시각 t1으로부터 박막형성실(11) 내의 압력이 급속히 저하되고, 그 감압상태(고진공도상태)로 기판(W) 및 시트필름(8)의 가열 및 시트필름(8)의 긴장을 실행하기 때문에, 절연막(81)의 건조가 진행되어 절연막(81)의 유동성이 크게 손상되므로, 그 후 시각 t2에서 기판(W)을 시트필름(8)에 눌러 기판(W)으로 절연막(81)의 전사를 개시할 때에, 절연막(81)이 기판(W)의 패터닝 형성면을 따라 밀착되지 않는 경우가 있었다.
이에 대하여, 본 실시예에 의하면, 기판(W)으로 절연막(81)의 전사를 개시하기 전(시각 t1∼t2)에 있어서는, 버터플라이밸브(21)의 개방정도를 작게 함으로써 진공도의 상승을 억제하여 절연막(81)의 용매성분의 휘발을 억제하여, 전사개시시점(시각 t2)에서의 절연막(81)의 유동성을 확보하기 때문에, 상기의 문제를 해소할 수가 있다. 더욱이, 전사개시시점부터 버터플라이밸브(21)를 완전개방하여 박막형성실(11)의 압력을 급격하게 저하시키기 때문에, 기판(W)으로 절연막(81)을 항상 저압상태(고진공도)로 전사할 수 있으므로 양호한 전사를 실행할 수 있다. 또한, 본 실시예에 의하면, 매스플로우컨트롤러(14)를 통해 박막형성실(11) 내에 질소가스를 공급하면서 배기구(12)로부터 박막형성실(11) 내의 가스를 배출한다. 그러므로, 박막형성실(11)내에 부유하고 있는 오염물질 또는 불필요한 용매증기를 상기 박막형성실(11)로부터 배출할 수 있어서, 양호하게 전사할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니며, 그 취지를 벗어나지 않는 한, 전술한 것 이외에 여러가지 변경을 하는 것이 가능하다. 예컨대, 상기 실시예에서는, 시각 t1으로부터 시각 t2 사이에 버터플라이밸브(21)의 개방정도를 10%로 설정하고, 시각 t2 이후에 100%로 설정하고 있지만, 각 개방정도의 값은 상기 값에 한정되는 것이 아니고, 적어도 기판(W) 에 절연막(81)을 전사하기 전에 있어서의 단위시간당 배기량이 기판(W)에 절연막(81)을 전사하는 도중에 있어서의 단위시간당 배기량보다 작도록 설정함으로써 동일한 작용효과를 얻을 수 있다. 단, 동일압력하에 있어서는, 절연막(81)의 재료에 따라서 용매의 휘발정도가 달라지는 경우가 있기 때문에, 절연막(81)의 재료에 따라 버터플라이밸브(21)의 개방정도의 값을 설정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 실시예에서는, 전사개시 전(시각 tl으로부터 시각 t2 사이)에 있어서 버터플라이밸브(21)의 개방정도를 10%로 고정하고 있지만, 버터플라이밸브 (21)의 개방정도를 연속적으로 또는 단계적으로 변화하도록 하더라도 무방하다.
또한, 상기 실시예에서는, 배기조정부로서 버터플라이밸브(21)를 사용하여 박막형성실(11) 내의 압력을 조정제어하지만, 박막형성실(11)로부터 진공펌프(22)로의 배기량을 조정가능한 압력조정기구라면, 상기 압력조정기구를 버터플라이밸브(21) 대신에 배기조정부로 사용할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 배기부로서 진공펌프(22)를 사용하고 있지만, 박막형성실(11) 내를 배기할 수 있는 배기기구라면, 상기 배기기구를 진공펌프(22) 대신에 배기부로 사용할 수 있다.
또한, 상기 실시예에서는, 밸브컨트롤러(23)에 의해 버터플라이밸브(21)를 제어함으로써 단위시간당 배기량을 제어하고 있지만, 도4 및 도5에 도시한 바와 같이 진공펌프(22)에 인가하는 전압을 제어함으로써 단위시간당 배기량을 제어하여도 무방하다.
도4는, 본 발명에 따른 박막형성장치의 다른 실시예를 도시하고 있다. 본 실시예가 도1의 실시예와 크게 다른 점은, 버터플라이밸브(21) 및 밸브컨트롤러(23)를 대신하여 구동전압컨트롤러(24)를 구비하고 있다는 점에 있으며, 그 밖의 구성은 동일하다. 본 박막형성장치에서는, 도5에 도시한 바와 같이, 진공펌프(22)에 인가하는 구동전압을 제어함으로써 진공펌프(22)의 배기능력을 변화시킨다. 즉, 기판(W)으로 절연막(81)의 전사를 개시하기 전(시각 t1∼t2)에서는, 진공펌프(22)에 인가하는 구동전압을 낮게 설정함으로써 단위시간당 배기량을 억제하여, 진공도의 상승을 억제한다. 이에 의하여, 절연막(81)의 용매성분의 휘발을 억제하여 전사개시시점(시각 t2)에서의 절연막(81)의 유동성을 확보한다. 한편, 전사개시시점으로부터 진공펌프(22)에 인가하는 구동전압을 최대인가전압(Vmax)까지 증대시켜 단위시간당 배기량을 높인다. 이에 의하여, 박막형성실(11)의 압력은 급격히 저하하여, 기판(W)에 절연막(81)을 항상 저압상태(고진공도)로 전사할 수가 있어서, 양호한 전사를 실행할 수 있다.
또한, 여기에서, 시각 t1으로부터 시각 t2 사이에는 진공펌프(22)로 인가되는 인가전압을 최대인가전압(Vmax)의 10%로 설정하고, 시각 t2 이후에서 최대인가전압(Vmax)으로 설정하고 있지만, 각 인가전압은 상기 값에 한정되는 것이 아니고,적어도 기판(W)으로 절연막(81)을 전사하기 전의 단위시간당 배기량이, 기판(W)으로 절연막(81)을 전사하는 도중의 단위시간당 배기량보다도 작게 되도록 설정함으로써 동일한 작용효과를 얻을 수 있다. 단, 동일압력 하에서 절연막(81)의 재료에 따라 용매의 휘발정도가 달라지는 경우가 있기 때문에, 절연막(81)의 재료에 따라 인가전압을 설정하는 것이 바람직하다. 또한, 인가전압을 연속적으로, 또는 단계적으로 변화하도록 하여도 무방하다.
또한, 상기 실시예에는, 제1플레이트(4)가 기판유지수단으로 기능함과 동시에, 제2플레이트(5)가 필름유지수단으로 기능하고 있지만, 제2플레이트(5)가 기판유지수단으로 기능함과 동시에, 제1플레이트(4)가 필름유지수단으로 기능하도록 구성하여도 무방하다.
또한, 상기 실시예에는, 시트필름(8)을 원판모양으로 형성하여, 한 장씩 제1 및 제2플레이트(4,5) 사이에 공급하여, 상기 시트필름(8)을 누르도록 한 박막형성장치에 적용하였지만, 롤 형상의 시트필름을 사용한 박막형성장치에도 그대로 적용할 수 있다. 또한, 상기 실시예에서는, 제1플레이트(4)와 제2플레이트(5)를 가중모터(71,75)에 의하여 승강되도록 하였지만, 둘 중 한쪽만이 승강하도록 구성하는 것도 가능하다. 또한, 가중기구로서 모터(71,75)를 사용하여 가중하고 있지만, 이것에 한하지 않고, 제1 및 제2플레이트(4,5)를 가압하는 기구라면 다른 수단이어도 무방하다.
또한, 상기 실시예에서는, 열가소성 합성수지필름에 의한 시트필름(8)을 사용하였지만, 이것에 한하지 않고, 금속계 필름 등이라도 무방하다.
더욱이, 상기 실시예에서는, 시트필름(8)에 절연막을 형성하도록 하였지만, 시트필름 상에 형성가능한 박막이면 절연막에 한하지 않고, 다른 박막, 예컨대 금속계의 박막을 형성하더라도 좋다. 또한, 상기 실시예에서는, 반도체 기판에 박막을 형성하는 예를 나타내었지만, 이것에 한하지 않고, 전자부품 재료관계라면 멀티칩 모듈 등의 실장관계의 기판이나 액정관계의 기판에도 적용할 수 있다는 것은 당연하다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 가중수단의 동작상황에 따라 박막형성실 내의 압력을 조정하는 압력제어수단을 구비하고 있기 때문에, 가중수단의 동작에 따라 기판으로 박막의 전사가 개시되기 전까지의 박막형성실 내의 압력을 최적화함과 동시에, 가중수단에 의해서 기판과 시트필름을 서로 눌러 박막을 기판에 전사하는 전사 중에도 박막형성실 내의 압력을 최적화시킬 수 있으므로, 기판으로 박막을 양호하게 전사할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 박막형성실 내의 압력이 전사 전과 전사 중에 서로 다르도록, 박막형성실 내의 압력을 제어하기 때문에, 박막형성실 내의 압력이 전사 전과 전사 중에 각각 알맞은 값으로 제어되어, 기판으로 박막이 전사되기 전이나 전사되는 도중에도, 박막형성실의 압력상태(진공도)가 전사처리에 적당한 상태로 되어, 기판으로 박막을 양호하게 전사할 수 있다.

Claims (12)

  1. 그 내부가 박막형성실로 되는 처리용기와;
    상기 박막형성실 내에서 기판을 유지하는 기판유지수단과;
    상기 박막형성실 내에서 상기 기판유지수단에 대향 배치되고, 시트필름에 형성되는 박막을 상기 기판에 향한 상태로 상기 시트필름을 유지하는 필름유지수단과;
    상기 기판유지수단 및 필름유지수단 중 적어도 한쪽을 이동시킴으로써, 상기 기판과 상기 시트필름을 서로 눌러 상기 박막을 상기 기판에 전사하는 가중수단과;
    상기 가중수단의 동작상황에 따라 상기 박막형성실 내의 압력을 조정하는 압력제어수단과;
    를 구비한 것을 특징으로 하는 박막형성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 압력제어수단은,
    상기 박막형성실에 통하여 상기 박막형성실의 내부를 배기하는 배기부와;
    상기 배기부와 상기 박막형성실 사이에 개재되어, 상기 박막형성실로부터 상기 배기부로의 단위시간당 배기량을 조정가능한 배기조정부와;
    상기 가중수단의 동작상황에 따라 상기 배기조정부를 제어하여, 상기 박막형성실 내의 압력을 조정하는 압력조정부와;
    를 구비한 것을 특징으로 하는 박막형성장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 압력조정부는,
    상기 기판으로 박막을 전사하기 전의 단위시간당 배기량이, 상기 기판에 박막을 전사하는 도중의 단위시간당 배기량보다 작게 설정된 것을 특징으로 하는 박막형성장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 압력제어수단은,
    상기 박막형성실에 통하여 상기 박막형성실 내부를 배기하는 배기펌프와;
    상기 가중수단의 동작상황에 따라 상기 배기펌프에 인가하는 전압을 제어하여 상기 박막형성실 내의 압력을 조정하는 압력조정부와;
    를 구비한 것을 특징으로 하는 박막형성장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 압력조정부는,
    상기 기판으로 박막을 전사하기 전의 상기 배기펌프의 인가전압이, 상기 박막을 기판에 전사하는 도중의 상기 배기펌프의 인가전압보다 낮게 설정된 것을 특징으로 하는 박막형성장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 압력제어수단은, 상기 박막형성실에 통하여 상기 박막형성실에 가스를 공급하는 가스공급수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 박막형성장치.
  7. 박막형성실 내에서 기판과 시트필름을 서로 누름으로써, 상기 시트필름의 기판측 주면(主面)에 형성된 박막을 상기 기판에 전사하여 박막을 형성하는 박막형성장치에 있어서,
    상기 박막형성실을 배기하는 배기수단과;
    상기 배기수단에 의한 상기 박막형성실로부터 단위시간당 배기량을 조정하여, 상기 박막형성실 내의 압력이 전사 전과 전사 중에 서로 다르도록, 상기 박막형성실 내의 압력을 제어하는 압력제어수단과;
    를 구비한 것을 특징으로 하는 박막형성장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 압력제어수단은, 전사 전부터 상기 박막형성실을 배기하여 압력을 감소시키고, 전사개시에 대응하여 상기 박막형성실로부터 단위시간당 배기량을 전사 전보다 증대시킴으로써 상기 박막형성실 내의 압력을 더 저하시키는 것을 특징으로 하는 박막형성장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 압력제어수단은, 상기 박막형성실에 가스를 공급하는 가스공급수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 박막형성장치.
  10. 박막형성실 내에서 기판과 시트필름을 서로 누름으로써, 상기 시트필름의 기판측 주면에 형성된 박막을 상기 기판에 전사하여 박막을 형성하는 박막형성방법에 있어서,
    상기 박막형성실 내의 압력을, 전사 전과 전사 중에 서로 다르게 하는 것을 특징으로 하는 박막형성방법.
  11. 제10항에 있어서,
    전사 전부터 상기 박막형성실의 감압을 개시하고, 전사개시에 대응하여 상기 박막형성실을 전사 전보다 더 감압하는 것을 특징으로 하는 박막형성방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 박막형성실로부터의 단위시간당 배기량을 조정함으로써, 상기 박막형성실 내의 압력을 제어하는 것을 특징으로 하는 박막형성방법.
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