薄膜転写装置および薄膜転写方法
【課題】第２プレートで薄膜担持体の裏面を支持しつつ基板に押し付けて薄膜担持体の表面に形成した薄膜を基板に転写した際に、第２プレートが薄膜担持体に密着するのを防止しながら基板に薄膜を良好に転写することができる薄膜転写装置および薄膜転写方法を提供する。
【解決手段】第２プレート１９のうちシートフィルムＦの裏面を支持する上面３７は凹凸形状を有し、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１で定義される最大高さをＲｚ、粗さ曲線要素の平均長さをＲＳｍとしたとき、
２μｍ≦Ｒｚ≦１１μｍ、かつ、
ＲＳｍ≦２５μｍ
の関係を満たしている。
【解決手段】第２プレート１９のうちシートフィルムＦの裏面を支持する上面３７は凹凸形状を有し、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１で定義される最大高さをＲｚ、粗さ曲線要素の平均長さをＲＳｍとしたとき、
２μｍ≦Ｒｚ≦１１μｍ、かつ、
ＲＳｍ≦２５μｍ
の関係を満たしている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シートフィルムなどの薄膜担持体に担持される薄膜を基板に転写する薄膜転写装置および薄膜転写方法に関するものである。なお、当該基板としては、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などの各種基板が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハや液晶表示用ガラス基板などの基板の表面に薄膜を形成する技術として、近年、例えばシートフィルムなどの薄膜担持体上に形成した薄膜を基板表面に加圧転写するものが提案されている。例えば、特許文献１に記載の技術においては、下面が平面となった第１プレートに基板を押し当てるとともに、薄膜材料を含む塗布液が塗布された薄膜担持体を下方から第２プレートにより押し上げて基板に密着させることにより、基板表面に薄膜材料を転写させている。なお、こうした基板への薄膜の密着後に第２プレートが下方に移動して基板、薄膜および薄膜担持体から離れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８３９７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような薄膜転写装置では、第２プレートのうち薄膜担持体を支持する表面領域を高い平坦性に仕上げている。より詳しくは、第２プレートは、第１プレートの下面と対向する上面に凹部が形成された台座と、当該凹部に嵌め込まれた定盤とを有しており、当該定盤の上面が上記表面領域として機能するが、当該定盤上面を鏡面仕上げすることで高い平坦性を確保している。そして、第２プレートを上昇させることで、鏡面状の定盤上面（表面領域）が薄膜担持体を介して薄膜を基板に押し付けている。このように定盤上面を鏡面仕上げすることで定盤上面が薄膜担持体の下面と接触する面積を大きくし、薄膜に印加される荷重を均一化して優れた転写性能を確保している。
【０００５】
しかしながら、上記のようにして薄膜担持体を基板に密着させた際に、第２プレートを構成する定盤が薄膜担持体の下面と密着してしまい、薄膜転写後に第２プレートを下方に移動させると、台座のみが下方に移動し、定盤が薄膜担持体に密着したまま残存する場合があった。特に、上記薄膜転写処理を減圧された処理チャンバ内で行う場合、その発生頻度が高くなる傾向にある。このように薄膜担持体に対して定盤が密着してしまうと、薄膜転写処理を受けた基板を次の処理工程にそのまま搬送することができなくなる。また、上記のように薄膜担持体への定盤の密着が発生するごとに処理を中断し、定盤を台座に再セットする必要が生じてしまい、薄膜転写装置の稼動効率を低下させる主要因のひとつとなっている。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、第２プレートで薄膜担持体の裏面を支持しつつ基板に押し付けて薄膜担持体の表面に形成した薄膜を基板に転写した際に、第２プレートが薄膜担持体に密着するのを防止しながら基板に薄膜を良好に転写することができる薄膜転写装置および薄膜転写方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる薄膜転写装置は、上記目的を達成するため、一方面で基板を保持する第１プレートと、第１プレートの一方面に対向する表面で薄膜を担持する薄膜担持体に対して第１プレートの反対側から薄膜担持体の裏面を支持可能に設けられた第２プレートと、第２プレートを第１プレートに向けて相対的に移動させることで基板と薄膜を互いに当接させた後で、第２プレートを第１プレートから相対的に離間させる駆動手段とを備え、第２プレートのうち薄膜担持体の裏面を支持する表面領域は凹凸形状を有し、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１で定義される最大高さをＲｚ、粗さ曲線要素の平均長さをＲＳｍとしたとき、
２μｍ≦Ｒｚ≦１１μｍ、かつ、
ＲＳｍ≦２５μｍ
の関係を満たすことを特徴としている。
【０００８】
また、この発明にかかる薄膜転写方法は、上記目的を達成するため、第１プレートの一方面で基板を保持するとともに、第１プレートの一方面に対向する表面で薄膜を担持する薄膜担持体に対して第１プレートの反対側から第２プレートの表面領域により薄膜担持体の裏面を支持し、第２プレートを第１プレートに向けて相対的に移動させることで基板と薄膜を互いに当接させる第１工程と、第１工程後に、第２プレートを第１プレートから相対的に離間させる第２工程とを備え、第２プレートの表面領域は凹凸形状を有し、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１で定義される最大高さをＲｚ、粗さ曲線要素の平均長さをＲＳｍとしたとき、
２μｍ≦Ｒｚ≦１１μｍ、かつ、
ＲＳｍ≦２５μｍ
の関係を満たすことを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明（薄膜転写装置および薄膜転写方法）では、最大高さＲｚが２μｍを下回ると、第２プレートの表面領域が薄膜担持体を支持した際に、当該表面領域と薄膜担持体との間に存在する空間は非常に狭く、しかも薄膜転写時に荷重が上記表面領域と薄膜担持体との間に付加されるため、上記表面領域と薄膜担持体とが密着してしまう。逆に、最大高さＲｚが高くなると、表面領域と薄膜担持体との間に存在する空間が広がり、両者の密着は防止されるものの、表面領域と薄膜担持体との接触面積が小さくなり、荷重の均一性が損なわれて転写不良が発生してしまう。この転写不良に関しては、後述する実施例から最大高さＲｚを１１μｍ以下に設定することが有効であると考えられるが、単に最大高さＲｚが１１μｍ以下となるように構成すれば常に解消されるというわけではなく、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを２５μｍ以下に設定することが重要となる。つまり、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが２５μｍを超えると、表面領域の表面性状、特にうねりの周期性が大きくなり、表面領域と薄膜担持体との接触頻度が少なくなる。その結果、両者の接触面積が小さくなり、荷重の均一性が損なわれて転写不良が発生してしまう。
【００１０】
このように第２プレートが薄膜担持体に密着するのを防止しながら基板に薄膜を良好に転写するためには、ＲｚおよびＲＳｍを上記範囲に設定する必要があるが、Ｒｚを３μｍ以上でかつ５μｍ以下に設定したり、ＲＳｍを１５μｍ以下に設定するのがより好ましい。
【００１１】
また、第２プレートをプレート支持部に対して着脱自在に構成すると、第２プレートの汚染や破損などが生じた場合には、第２プレートを取り外して清掃・修理・交換などを行うことができ、メンテナンス性を高めることができる。
【００１２】
また、処理チャンバの処理空間内に、第１プレート、基板、薄膜担持体および第２プレートを配置して基板と薄膜とを互いに当接させるように構成してもよく、圧力調整手段により上記当接時に処理空間を減圧することで基板への薄膜の密着性を高めるとともに、転写性を高めることができる。その一方で上記減圧処理により上記表面領域と薄膜担持体との空間内も減圧されてしまう。そこで、基板と薄膜を互いに当接させた後に圧力調整手段により処理空間を大気圧に戻すように構成すれば、第２プレートの表面領域と薄膜担持体との空間内に空気が入り込んで薄膜担持体への第２プレートの密着が効果的に防止される。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、第２プレートのうち薄膜担持体の裏面を支持する表面領域が凹凸形状を有し、その最大高さＲｚを２μｍ以上としているため、第２プレートの表面領域が薄膜担持体を支持した際に、当該表面領域と薄膜担持体との間に存在する空間が確保され、両者の密着を防止することができる。また、その最大高さＲｚを１１μｍ以下とし、さらに粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを２５μｍ以下に設定しているので、表面領域と薄膜担持体の接触面積を確保して荷重を均一に印加することができ、優れた転写性能が得られる。このように第２プレートが薄膜担持体に密着するのを防止しながら基板に薄膜を良好に転写することが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明にかかる薄膜転写装置の一実施形態を示す図である。
【図２】実施例および比較例を示す図である。
【図３】実施例および比較例の検証結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１はこの発明にかかる薄膜転写装置の一実施形態を示す図である。この薄膜転写装置は、半導体ウエハなどの基板の表面に例えばＳＯＧ（Spin-On-Glass）などの薄膜を形成するための装置であり、図１はその内部構造を横から見た図である。この装置では、処理チャンバ１の内部に形成される処理空間内に薄膜転写装置の主要部が設置されており、基板表面への薄膜形成は、減圧された処理空間内で行われる。説明の便宜上、図１に示すようにＸ、Ｙ、Ｚの各方向を定義する。
【００１６】
この薄膜転写装置は、処理チャンバ１を構成する上板３に固定された上側ブロック５と、底板７に固定された下側ブロック９とを備えており、薄膜形成対象である基板Ｗと、薄膜材料を塗布された薄膜担持体としてのシートフィルムＦとを上下ブロック５、９で挟み込むことにより、シートフィルムＦ上の薄膜を基板Ｗに転写する。
【００１７】
処理空間ＳＰ内は、排気管１１を介して処理チャンバ１と接続された真空ポンプ１３によって真空排気可能になっている。この真空ポンプ１３は装置全体を制御する制御ユニット１５に制御されており、制御ユニット１５からの動作指令に応じて作動して処理空間ＳＰ内を排気減圧することができるようになっている。また、制御ユニット１５は真空ポンプ１３による処理空間ＳＰからの排気量を調整し、処理空間ＳＰ内の圧力（真空度）を制御可能となっている。これにより、薄膜の乾燥状態をコントロールしながら該薄膜を基板Ｗに転写することができる。さらに、制御ユニット１５は転写処理の完了後に処理空間ＳＰを大気圧に戻す。このように処理空間ＳＰ内の圧力は、薄膜の種類等に応じて大気圧から数Ｐａまでの範囲内の所定の圧力に設定されており、本実施形態では制御ユニット１５が本発明の「圧力調整手段」として機能している。
【００１８】
処理空間ＳＰには、第１、第２プレート１７、１９が上下に対向して収容されている。これらのうち第１プレート１７は処理チャンバ１を構成する上板３の下面に固定された上ベース部材２１によって水平に固定支持されており、第２プレート１９の上方に位置している。第１プレート１７は基板Ｗが装着される試料台を構成し、第２プレート１９と対向する下面が基板Ｗの装着面を形成している。この実施形態では、第１プレート１７の下面は円形に形成されている。ここで、薄膜形成対象となる基板Ｗとしては、例えば円板状に形成された半導体ウエハと、この半導体ウエハ上に電極配線をパターニングした構造を有するものがあり、基板Ｗのパターン形成面側に絶縁膜などの薄膜が転写される。
【００１９】
第１プレート１７は、内部に加熱手段として加熱ヒータ２３を具備している。この加熱ヒータ２３はヒータコントローラ２５と電気的に接続されており、制御ユニット１５からの基板温度情報に基づきヒータコントローラ２５が加熱ヒータ２３を加熱制御する。また、処理チャンバ１の上面を構成する上板３には、処理対象となる基板Ｗを保持したり該保持を解除することができるとともに、基板Ｗを上下方向に昇降させることができる基板保持機構２７が設けられている。
【００２０】
第２プレート１９は、移動方向Ｚ（鉛直方向）に沿って昇降自在に設けられた昇降ユニット２９により昇降駆動されるように設けられており、第１プレート１７の下方に軸線を一致させて対向して配置されている。より詳しくは、次のように構成されている。昇降ユニット２９は底板７に取り付けられた下ベース部材３１を有し、さらに下ベース部材３１上にプレート支持部３３が固定支持されている。そして、第１プレート１７の下面に対向する表面側でプレート支持部３３に対して第２プレート１９が着脱自在となっている。このようにプレート支持部３３に装着された第２プレート１９のうちシートフィルムＦの裏面に向いた上面３７が本発明の「表面領域」としてシートフィルムＦの下面を支持可能となっている。
【００２１】
本実施形態では、第２プレート１９として石英板を用いており、第２プレート１９が上昇すると、第２プレート１９の上面３７がシートフィルムＦの裏面を支持する。しかも、第２プレート１９の上面３７は凹凸形状を有し、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１で定義される最大高さ（表面粗さ）をＲｚ、粗さ曲線要素（表面うねり）の平均長さをＲＳｍとしたとき、
２μｍ≦Ｒｚ≦１１μｍ … 式（１）
ＲＳｍ≦２５μｍ … 式（２）
の関係を満たしている。また、第２プレート１９の上面３７は円形に形成されている。また第２プレート１９の上面周縁部はテーパー加工されてテーパー面が設けられている。シートフィルムＦは基板Ｗより大きい円形に形成され、その表面（薄膜形成面）には薄膜が形成されている。また、第２プレート１９の上面３７の平面サイズはシートフィルムＦの平面サイズよりも小さく形成されている。
【００２２】
このシートフィルムＦは上クランプ３９と下クランプ４１によって移動方向Ｚに挟み込まれることによって保持されており、第２プレート１９はシートフィルムＦの裏面（シートフィルムの両主面のうち薄膜形成面に対して反対の非薄膜形成面）側に配置されている。また、第２プレート１９には加熱手段として加熱ヒータ４３が内蔵されている。この加熱ヒータ４３はヒータコントローラ４５と電気的に接続されており、制御ユニット１５からの基板温度情報に基づきヒータコントローラ４５が加熱ヒータ４３を加熱制御する。
【００２３】
なお、シートフィルムＦとしては、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状のフィルムを用いることができる。
【００２４】
昇降ユニット２９は、下ベース部材３１の下面中央部に一体に垂設された支持軸４７を有している。支持軸４７は移動方向Ｚに沿って昇降自在に軸支され、加重モータ４９によって昇降されるように構成されている。すなわち、支持軸４７の下端には加重モータ４９が接続されており、制御ユニット１５からの動作指令に応じて加重モータ４９が作動することで、昇降ユニット２９を移動方向Ｚに沿って昇降させることができる。昇降ユニット２９の昇降により、下ベース部材３１上に支持された第２プレート１９が移動方向Ｚに沿って昇降する。このように本実施形態では、加重モータ４９が本発明の「駆動手段」に相当している。
【００２５】
上記のように構成された薄膜転写装置では、第１プレート１７側に基板Ｗが搬入されると、第１プレート１７に基板Ｗが装着され、薄膜転写のための位置（処理位置）に位置決めされる。一方、第２プレート１９側では、シートフィルムＦが処理空間ＳＰ内に搬入される。このシートフィルムＦの表面（薄膜形成面）には予め薄膜が形成されており、薄膜形成面を上方に向けてシートフィルムＦが搬入され、上クランプ３９と下クランプ４１によって挟み込まれて保持される。
【００２６】
こうして、基板ＷおよびシートフィルムＦの搬入が完了すると、制御ユニット１５は装置各部を制御し、以下に示すように薄膜を基板Ｗに転写する転写工程を実行する。まず、真空ポンプ１３による処理空間ＳＰの排気減圧を開始する。また、ヒータコントローラ２５によって加熱ヒータ２３に通電して第１プレート１７を加熱して基板Ｗを所望の温度に加熱するとともに、ヒータコントローラ４５によって加熱ヒータ４３に通電して第２プレート１９を加熱してシートフィルムＦを所望の温度に加熱する。
【００２７】
そして、処理空間ＳＰが所望の圧力まで減圧されると、制御ユニット１５より加重モータ４９に信号が送られ、昇降ユニット２９（第２プレート１９）の上昇駆動を開始する。第２プレート１９が上昇すると、シートフィルムＦの裏面（非薄膜形成面）と第２プレート１９の上面３７とが接触して第２プレート１９にシートフィルムＦが装着される。このとき、第２プレート１９の上面３７の平面サイズはシートフィルムＦの平面サイズよりも小さく形成されているため、第２プレート１９上面３７の全面がシートフィルムＦにより覆われる。そして、第２プレート１９の上面３７がシートフィルムＦに接触した状態で第２プレート１９がさらに上昇すると、シートフィルムＦが緊張し、該シートフィルムＦに張力が発生する。
【００２８】
第２プレート１９がさらに上昇すると、シートフィルムＦ上の薄膜が基板Ｗに当接する。これによりシートフィルムＦ上の薄膜と基板Ｗとが密着し、基板Ｗへの薄膜の転写が開始される。さらに、処理空間ＳＰを排気減圧したまま、基板ＷとシートフィルムＦとが所定の加重で一定時間互いに押し付けられる。そして、一連の加重操作が終了して転写処理が完了すると、ヒータコントローラ２５、４５により加熱ヒータ２３、４３の作動を停止させて第１、第２プレート１７，１９の加熱を停止する。続いて、加重の状態が零となるように制御ユニット１５から加重モータ４９に信号を送り、昇降ユニット２９を下降させる。こうして、第２プレート１９が転写前の初期位置に戻った後、真空ポンプ１３を停止させる。なお、上記のようにして薄膜の密着が完了すると、基板Ｗは薄膜を挟んでシートフィルムＦと一体となっている。そして、処理空間ＳＰ内が大気圧に戻された後、基板ＷをシートフィルムＦと一体化状態のまま処理チャンバ１から取り出し、シートフィルムＦを剥離する剥離装置（図示せず）に搬送する。
【００２９】
以上のように、本実施形態によれば、第２プレート１９のうちシートフィルムＦの裏面を支持する上面３７が上記（１）、（２）式を満足する凹凸形状に仕上げられている。このため、第２プレート１９とシートフィルムＦとが互いに密着するのを防止することができる。また、第２プレート１９の上面３７とシートフィルムＦの接触面積を十分に確保して荷重を均一に印加することができ、優れた転写性が得られる。このように第２プレート１９がシートフィルムＦに密着するのを防止しながら基板Ｗに薄膜を良好に転写することが可能となっている。
【００３０】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、第２プレート１９を石英により構成しているが、第２プレート１９の材質はこれに限定されるものではなく、例えば後述する実施例に示すようにセラミックスにより構成された第２プレートを用いた場合であっても、シートフィルムＦの裏面を支持する表面領域が（１）、（２）式を満たす凹凸形状に仕上げることで上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００３１】
また、上記実施形態では、第２プレート１９を第１プレート１７側に移動させて薄膜転写を行う装置に対して本発明を適用しているが、第２プレート１９を第１プレート１７に対して相対的に移動させて薄膜転写を行う薄膜転写装置および方法全般に対して本発明を適用することができる。
【００３２】
また、最大高さＲｚについては３μｍ以上でかつ５μｍ以下が好ましく、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍについては１５μｍ以下が好ましい。
【実施例】
【００３３】
次に本発明の実施例を示すが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３４】
本願発明者は、第２プレート１９の上面３７、つまりシートフィルムＦの裏面を支持する表面領域の凹凸形状がシートフィルムＦへの第２プレート１９の密着および薄膜の転写性に及ぼす影響を検証するため、図２中の「材質」、「Ｒｚ」、「ＲＳｍ」の欄で特定される第２プレート１９を準備し、以下の条件で薄膜転写を行った。なお、同図中の「セラミックス」としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用い、「モデルパターン」とは、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが２０〜３００μｍになる様に表面凹凸加工を施したシリコン（Ｓｉ）基板にフォトリソ工程とドライエッチングを用いてアルミニウム（Ａｌ）の凹凸形状を有するものである。
【００３５】
＜転写条件＞
・基板Ｗ：ベアシリコン基板
・薄膜材料：住友ベークライト社製の半導体ウエハーバッファーコート用樹脂（型番ＣＲＣ８３００）
・シートフィルムＦ：ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）
・転写温度：８０℃
・荷重圧力：５ｋＰａ
・処理空間ＳＰの圧力：１０Ｐａ
・転写時間：６０秒
そして、上記転写条件にて実施例１〜１５および比較例１〜１０の第２プレート１９を第１プレート１７に向けて移動させることで基板ＷとシートフィルムＦ上の薄膜を互いに当接させた後で、第２プレート１９を第１プレート１７から離間駆動させた際における、第２プレート１９のシートフィルムＦへの密着の有無を目視観察した。その観察結果を図２中の「密着」の欄にまとめるとともに、ＲｚおよびＲＳｍに対応付けて図３にプロットした。また、薄膜の密着が完了すると、薄膜を挟んでシートフィルムＦと一体となった基板Ｗをそのまま処理チャンバ１から取り出し、剥離装置（図示せず）によりシートフィルムＦを剥離し、転写が良好に行われているか否かを判定した。それらの判定結果を図２中の「転写不良」の欄にまとめるとともに、ＲｚおよびＲＳｍに対応付けて図３にプロットした。
【００３６】
図３は実施例および比較例の検証結果を示すグラフであり、同図中の「●」印は第２プレート１９がシートフィルムＦに密着することなく基板Ｗに薄膜を良好に転写することができたことを示し、「◇」印は基板Ｗに薄膜を良好に転写することができたものの第２プレート１９がシートフィルムＦに密着してしまったことを示し、「×」印は第２プレート１９がシートフィルムＦに密着してしまい、しかも転写不良が発生してしまったことを示している。
【００３７】
これらの検証結果から明らかなように、第２プレート１９がシートフィルムＦに密着するのを防止するためには、第２プレート１９の上面（表面領域）３７が凹凸形状を有し、しかも、その最大高さＲｚが２μｍ以上となるように設定する必要がある。そして、今回の検証結果では最大高さＲｚが１１μｍを超える凹凸形状を第２プレート１９に形成した場合について確認されていないが、少なくとも最大高さＲｚを２μｍ以上でかつ１１μｍ以下に設定することで第２プレート１９のシートフィルムＦへの密着を防止することができることは上記検証結果から明らかである。また、最大高さＲｚが大きくなると粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍも製作上大きくなる可能性が高くなる。そのため、最大高さＲｚとしては製作上で上限を１１μｍに設定することが好ましい。
【００３８】
また、上記検証結果から粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが転写性能に影響することも明らかである。つまり、実施例１〜１５および比較例１〜６の結果から明らかなように平均長さＲＳｍが２５μｍ以下の範囲では転写不良の発生は見られず、良好な転写性が得られる。これに対し、比較例８〜１０のように粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが２５μｍを超えると、転写不良が発生している。これは、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが大きくなると、第２プレート１９の上面３７の表面性状、特にうねりの周期性が大きくなり、上面３７とシートフィルムＦとの接触頻度が少なく、両者の接触面積が小さくなり、荷重の均一性が損なわれて転写不良が発生してしまうという考察と合致する結果である。
【００３９】
また、上記転写性の判断基準は転写不良箇所が１箇所でも発生しているか否かであるが、さらに密着が発生しなかった実施例１〜１５について基板Ｗ上の転写された薄膜の表面状態をさらに観察すると、実施例１〜５で行われた結果がより良好であった。したがって、Ｒｚを３μｍ以上でかつ５μｍ以下に設定したり、ＲＳｍを１５μｍ以下に設定するのがより好ましいといえる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
この発明は、半導体ウエハに限定されず、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などを含む基板に薄膜担持体に担持された薄膜を転写する薄膜転写装置および方法全般に対して適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１…処理チャンバ
１５…制御ユニット（圧力調整手段）
１７…第１プレート
１９…第２プレート
３３…プレート支持部
３７…（第２プレートの）上面
４９…加重モータ（駆動手段）
Ｆ…シートフィルム（薄膜担持体）
ＳＰ…処理空間
Ｗ…基板
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シートフィルムなどの薄膜担持体に担持される薄膜を基板に転写する薄膜転写装置および薄膜転写方法に関するものである。なお、当該基板としては、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などの各種基板が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハや液晶表示用ガラス基板などの基板の表面に薄膜を形成する技術として、近年、例えばシートフィルムなどの薄膜担持体上に形成した薄膜を基板表面に加圧転写するものが提案されている。例えば、特許文献１に記載の技術においては、下面が平面となった第１プレートに基板を押し当てるとともに、薄膜材料を含む塗布液が塗布された薄膜担持体を下方から第２プレートにより押し上げて基板に密着させることにより、基板表面に薄膜材料を転写させている。なお、こうした基板への薄膜の密着後に第２プレートが下方に移動して基板、薄膜および薄膜担持体から離れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３８３９７７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような薄膜転写装置では、第２プレートのうち薄膜担持体を支持する表面領域を高い平坦性に仕上げている。より詳しくは、第２プレートは、第１プレートの下面と対向する上面に凹部が形成された台座と、当該凹部に嵌め込まれた定盤とを有しており、当該定盤の上面が上記表面領域として機能するが、当該定盤上面を鏡面仕上げすることで高い平坦性を確保している。そして、第２プレートを上昇させることで、鏡面状の定盤上面（表面領域）が薄膜担持体を介して薄膜を基板に押し付けている。このように定盤上面を鏡面仕上げすることで定盤上面が薄膜担持体の下面と接触する面積を大きくし、薄膜に印加される荷重を均一化して優れた転写性能を確保している。
【０００５】
しかしながら、上記のようにして薄膜担持体を基板に密着させた際に、第２プレートを構成する定盤が薄膜担持体の下面と密着してしまい、薄膜転写後に第２プレートを下方に移動させると、台座のみが下方に移動し、定盤が薄膜担持体に密着したまま残存する場合があった。特に、上記薄膜転写処理を減圧された処理チャンバ内で行う場合、その発生頻度が高くなる傾向にある。このように薄膜担持体に対して定盤が密着してしまうと、薄膜転写処理を受けた基板を次の処理工程にそのまま搬送することができなくなる。また、上記のように薄膜担持体への定盤の密着が発生するごとに処理を中断し、定盤を台座に再セットする必要が生じてしまい、薄膜転写装置の稼動効率を低下させる主要因のひとつとなっている。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、第２プレートで薄膜担持体の裏面を支持しつつ基板に押し付けて薄膜担持体の表面に形成した薄膜を基板に転写した際に、第２プレートが薄膜担持体に密着するのを防止しながら基板に薄膜を良好に転写することができる薄膜転写装置および薄膜転写方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかる薄膜転写装置は、上記目的を達成するため、一方面で基板を保持する第１プレートと、第１プレートの一方面に対向する表面で薄膜を担持する薄膜担持体に対して第１プレートの反対側から薄膜担持体の裏面を支持可能に設けられた第２プレートと、第２プレートを第１プレートに向けて相対的に移動させることで基板と薄膜を互いに当接させた後で、第２プレートを第１プレートから相対的に離間させる駆動手段とを備え、第２プレートのうち薄膜担持体の裏面を支持する表面領域は凹凸形状を有し、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１で定義される最大高さをＲｚ、粗さ曲線要素の平均長さをＲＳｍとしたとき、
２μｍ≦Ｒｚ≦１１μｍ、かつ、
ＲＳｍ≦２５μｍ
の関係を満たすことを特徴としている。
【０００８】
また、この発明にかかる薄膜転写方法は、上記目的を達成するため、第１プレートの一方面で基板を保持するとともに、第１プレートの一方面に対向する表面で薄膜を担持する薄膜担持体に対して第１プレートの反対側から第２プレートの表面領域により薄膜担持体の裏面を支持し、第２プレートを第１プレートに向けて相対的に移動させることで基板と薄膜を互いに当接させる第１工程と、第１工程後に、第２プレートを第１プレートから相対的に離間させる第２工程とを備え、第２プレートの表面領域は凹凸形状を有し、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１で定義される最大高さをＲｚ、粗さ曲線要素の平均長さをＲＳｍとしたとき、
２μｍ≦Ｒｚ≦１１μｍ、かつ、
ＲＳｍ≦２５μｍ
の関係を満たすことを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明（薄膜転写装置および薄膜転写方法）では、最大高さＲｚが２μｍを下回ると、第２プレートの表面領域が薄膜担持体を支持した際に、当該表面領域と薄膜担持体との間に存在する空間は非常に狭く、しかも薄膜転写時に荷重が上記表面領域と薄膜担持体との間に付加されるため、上記表面領域と薄膜担持体とが密着してしまう。逆に、最大高さＲｚが高くなると、表面領域と薄膜担持体との間に存在する空間が広がり、両者の密着は防止されるものの、表面領域と薄膜担持体との接触面積が小さくなり、荷重の均一性が損なわれて転写不良が発生してしまう。この転写不良に関しては、後述する実施例から最大高さＲｚを１１μｍ以下に設定することが有効であると考えられるが、単に最大高さＲｚが１１μｍ以下となるように構成すれば常に解消されるというわけではなく、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを２５μｍ以下に設定することが重要となる。つまり、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが２５μｍを超えると、表面領域の表面性状、特にうねりの周期性が大きくなり、表面領域と薄膜担持体との接触頻度が少なくなる。その結果、両者の接触面積が小さくなり、荷重の均一性が損なわれて転写不良が発生してしまう。
【００１０】
このように第２プレートが薄膜担持体に密着するのを防止しながら基板に薄膜を良好に転写するためには、ＲｚおよびＲＳｍを上記範囲に設定する必要があるが、Ｒｚを３μｍ以上でかつ５μｍ以下に設定したり、ＲＳｍを１５μｍ以下に設定するのがより好ましい。
【００１１】
また、第２プレートをプレート支持部に対して着脱自在に構成すると、第２プレートの汚染や破損などが生じた場合には、第２プレートを取り外して清掃・修理・交換などを行うことができ、メンテナンス性を高めることができる。
【００１２】
また、処理チャンバの処理空間内に、第１プレート、基板、薄膜担持体および第２プレートを配置して基板と薄膜とを互いに当接させるように構成してもよく、圧力調整手段により上記当接時に処理空間を減圧することで基板への薄膜の密着性を高めるとともに、転写性を高めることができる。その一方で上記減圧処理により上記表面領域と薄膜担持体との空間内も減圧されてしまう。そこで、基板と薄膜を互いに当接させた後に圧力調整手段により処理空間を大気圧に戻すように構成すれば、第２プレートの表面領域と薄膜担持体との空間内に空気が入り込んで薄膜担持体への第２プレートの密着が効果的に防止される。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、第２プレートのうち薄膜担持体の裏面を支持する表面領域が凹凸形状を有し、その最大高さＲｚを２μｍ以上としているため、第２プレートの表面領域が薄膜担持体を支持した際に、当該表面領域と薄膜担持体との間に存在する空間が確保され、両者の密着を防止することができる。また、その最大高さＲｚを１１μｍ以下とし、さらに粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍを２５μｍ以下に設定しているので、表面領域と薄膜担持体の接触面積を確保して荷重を均一に印加することができ、優れた転写性能が得られる。このように第２プレートが薄膜担持体に密着するのを防止しながら基板に薄膜を良好に転写することが可能となっている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明にかかる薄膜転写装置の一実施形態を示す図である。
【図２】実施例および比較例を示す図である。
【図３】実施例および比較例の検証結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１はこの発明にかかる薄膜転写装置の一実施形態を示す図である。この薄膜転写装置は、半導体ウエハなどの基板の表面に例えばＳＯＧ（Spin-On-Glass）などの薄膜を形成するための装置であり、図１はその内部構造を横から見た図である。この装置では、処理チャンバ１の内部に形成される処理空間内に薄膜転写装置の主要部が設置されており、基板表面への薄膜形成は、減圧された処理空間内で行われる。説明の便宜上、図１に示すようにＸ、Ｙ、Ｚの各方向を定義する。
【００１６】
この薄膜転写装置は、処理チャンバ１を構成する上板３に固定された上側ブロック５と、底板７に固定された下側ブロック９とを備えており、薄膜形成対象である基板Ｗと、薄膜材料を塗布された薄膜担持体としてのシートフィルムＦとを上下ブロック５、９で挟み込むことにより、シートフィルムＦ上の薄膜を基板Ｗに転写する。
【００１７】
処理空間ＳＰ内は、排気管１１を介して処理チャンバ１と接続された真空ポンプ１３によって真空排気可能になっている。この真空ポンプ１３は装置全体を制御する制御ユニット１５に制御されており、制御ユニット１５からの動作指令に応じて作動して処理空間ＳＰ内を排気減圧することができるようになっている。また、制御ユニット１５は真空ポンプ１３による処理空間ＳＰからの排気量を調整し、処理空間ＳＰ内の圧力（真空度）を制御可能となっている。これにより、薄膜の乾燥状態をコントロールしながら該薄膜を基板Ｗに転写することができる。さらに、制御ユニット１５は転写処理の完了後に処理空間ＳＰを大気圧に戻す。このように処理空間ＳＰ内の圧力は、薄膜の種類等に応じて大気圧から数Ｐａまでの範囲内の所定の圧力に設定されており、本実施形態では制御ユニット１５が本発明の「圧力調整手段」として機能している。
【００１８】
処理空間ＳＰには、第１、第２プレート１７、１９が上下に対向して収容されている。これらのうち第１プレート１７は処理チャンバ１を構成する上板３の下面に固定された上ベース部材２１によって水平に固定支持されており、第２プレート１９の上方に位置している。第１プレート１７は基板Ｗが装着される試料台を構成し、第２プレート１９と対向する下面が基板Ｗの装着面を形成している。この実施形態では、第１プレート１７の下面は円形に形成されている。ここで、薄膜形成対象となる基板Ｗとしては、例えば円板状に形成された半導体ウエハと、この半導体ウエハ上に電極配線をパターニングした構造を有するものがあり、基板Ｗのパターン形成面側に絶縁膜などの薄膜が転写される。
【００１９】
第１プレート１７は、内部に加熱手段として加熱ヒータ２３を具備している。この加熱ヒータ２３はヒータコントローラ２５と電気的に接続されており、制御ユニット１５からの基板温度情報に基づきヒータコントローラ２５が加熱ヒータ２３を加熱制御する。また、処理チャンバ１の上面を構成する上板３には、処理対象となる基板Ｗを保持したり該保持を解除することができるとともに、基板Ｗを上下方向に昇降させることができる基板保持機構２７が設けられている。
【００２０】
第２プレート１９は、移動方向Ｚ（鉛直方向）に沿って昇降自在に設けられた昇降ユニット２９により昇降駆動されるように設けられており、第１プレート１７の下方に軸線を一致させて対向して配置されている。より詳しくは、次のように構成されている。昇降ユニット２９は底板７に取り付けられた下ベース部材３１を有し、さらに下ベース部材３１上にプレート支持部３３が固定支持されている。そして、第１プレート１７の下面に対向する表面側でプレート支持部３３に対して第２プレート１９が着脱自在となっている。このようにプレート支持部３３に装着された第２プレート１９のうちシートフィルムＦの裏面に向いた上面３７が本発明の「表面領域」としてシートフィルムＦの下面を支持可能となっている。
【００２１】
本実施形態では、第２プレート１９として石英板を用いており、第２プレート１９が上昇すると、第２プレート１９の上面３７がシートフィルムＦの裏面を支持する。しかも、第２プレート１９の上面３７は凹凸形状を有し、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１で定義される最大高さ（表面粗さ）をＲｚ、粗さ曲線要素（表面うねり）の平均長さをＲＳｍとしたとき、
２μｍ≦Ｒｚ≦１１μｍ … 式（１）
ＲＳｍ≦２５μｍ … 式（２）
の関係を満たしている。また、第２プレート１９の上面３７は円形に形成されている。また第２プレート１９の上面周縁部はテーパー加工されてテーパー面が設けられている。シートフィルムＦは基板Ｗより大きい円形に形成され、その表面（薄膜形成面）には薄膜が形成されている。また、第２プレート１９の上面３７の平面サイズはシートフィルムＦの平面サイズよりも小さく形成されている。
【００２２】
このシートフィルムＦは上クランプ３９と下クランプ４１によって移動方向Ｚに挟み込まれることによって保持されており、第２プレート１９はシートフィルムＦの裏面（シートフィルムの両主面のうち薄膜形成面に対して反対の非薄膜形成面）側に配置されている。また、第２プレート１９には加熱手段として加熱ヒータ４３が内蔵されている。この加熱ヒータ４３はヒータコントローラ４５と電気的に接続されており、制御ユニット１５からの基板温度情報に基づきヒータコントローラ４５が加熱ヒータ４３を加熱制御する。
【００２３】
なお、シートフィルムＦとしては、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状のフィルムを用いることができる。
【００２４】
昇降ユニット２９は、下ベース部材３１の下面中央部に一体に垂設された支持軸４７を有している。支持軸４７は移動方向Ｚに沿って昇降自在に軸支され、加重モータ４９によって昇降されるように構成されている。すなわち、支持軸４７の下端には加重モータ４９が接続されており、制御ユニット１５からの動作指令に応じて加重モータ４９が作動することで、昇降ユニット２９を移動方向Ｚに沿って昇降させることができる。昇降ユニット２９の昇降により、下ベース部材３１上に支持された第２プレート１９が移動方向Ｚに沿って昇降する。このように本実施形態では、加重モータ４９が本発明の「駆動手段」に相当している。
【００２５】
上記のように構成された薄膜転写装置では、第１プレート１７側に基板Ｗが搬入されると、第１プレート１７に基板Ｗが装着され、薄膜転写のための位置（処理位置）に位置決めされる。一方、第２プレート１９側では、シートフィルムＦが処理空間ＳＰ内に搬入される。このシートフィルムＦの表面（薄膜形成面）には予め薄膜が形成されており、薄膜形成面を上方に向けてシートフィルムＦが搬入され、上クランプ３９と下クランプ４１によって挟み込まれて保持される。
【００２６】
こうして、基板ＷおよびシートフィルムＦの搬入が完了すると、制御ユニット１５は装置各部を制御し、以下に示すように薄膜を基板Ｗに転写する転写工程を実行する。まず、真空ポンプ１３による処理空間ＳＰの排気減圧を開始する。また、ヒータコントローラ２５によって加熱ヒータ２３に通電して第１プレート１７を加熱して基板Ｗを所望の温度に加熱するとともに、ヒータコントローラ４５によって加熱ヒータ４３に通電して第２プレート１９を加熱してシートフィルムＦを所望の温度に加熱する。
【００２７】
そして、処理空間ＳＰが所望の圧力まで減圧されると、制御ユニット１５より加重モータ４９に信号が送られ、昇降ユニット２９（第２プレート１９）の上昇駆動を開始する。第２プレート１９が上昇すると、シートフィルムＦの裏面（非薄膜形成面）と第２プレート１９の上面３７とが接触して第２プレート１９にシートフィルムＦが装着される。このとき、第２プレート１９の上面３７の平面サイズはシートフィルムＦの平面サイズよりも小さく形成されているため、第２プレート１９上面３７の全面がシートフィルムＦにより覆われる。そして、第２プレート１９の上面３７がシートフィルムＦに接触した状態で第２プレート１９がさらに上昇すると、シートフィルムＦが緊張し、該シートフィルムＦに張力が発生する。
【００２８】
第２プレート１９がさらに上昇すると、シートフィルムＦ上の薄膜が基板Ｗに当接する。これによりシートフィルムＦ上の薄膜と基板Ｗとが密着し、基板Ｗへの薄膜の転写が開始される。さらに、処理空間ＳＰを排気減圧したまま、基板ＷとシートフィルムＦとが所定の加重で一定時間互いに押し付けられる。そして、一連の加重操作が終了して転写処理が完了すると、ヒータコントローラ２５、４５により加熱ヒータ２３、４３の作動を停止させて第１、第２プレート１７，１９の加熱を停止する。続いて、加重の状態が零となるように制御ユニット１５から加重モータ４９に信号を送り、昇降ユニット２９を下降させる。こうして、第２プレート１９が転写前の初期位置に戻った後、真空ポンプ１３を停止させる。なお、上記のようにして薄膜の密着が完了すると、基板Ｗは薄膜を挟んでシートフィルムＦと一体となっている。そして、処理空間ＳＰ内が大気圧に戻された後、基板ＷをシートフィルムＦと一体化状態のまま処理チャンバ１から取り出し、シートフィルムＦを剥離する剥離装置（図示せず）に搬送する。
【００２９】
以上のように、本実施形態によれば、第２プレート１９のうちシートフィルムＦの裏面を支持する上面３７が上記（１）、（２）式を満足する凹凸形状に仕上げられている。このため、第２プレート１９とシートフィルムＦとが互いに密着するのを防止することができる。また、第２プレート１９の上面３７とシートフィルムＦの接触面積を十分に確保して荷重を均一に印加することができ、優れた転写性が得られる。このように第２プレート１９がシートフィルムＦに密着するのを防止しながら基板Ｗに薄膜を良好に転写することが可能となっている。
【００３０】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、第２プレート１９を石英により構成しているが、第２プレート１９の材質はこれに限定されるものではなく、例えば後述する実施例に示すようにセラミックスにより構成された第２プレートを用いた場合であっても、シートフィルムＦの裏面を支持する表面領域が（１）、（２）式を満たす凹凸形状に仕上げることで上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００３１】
また、上記実施形態では、第２プレート１９を第１プレート１７側に移動させて薄膜転写を行う装置に対して本発明を適用しているが、第２プレート１９を第１プレート１７に対して相対的に移動させて薄膜転写を行う薄膜転写装置および方法全般に対して本発明を適用することができる。
【００３２】
また、最大高さＲｚについては３μｍ以上でかつ５μｍ以下が好ましく、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍについては１５μｍ以下が好ましい。
【実施例】
【００３３】
次に本発明の実施例を示すが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。
【００３４】
本願発明者は、第２プレート１９の上面３７、つまりシートフィルムＦの裏面を支持する表面領域の凹凸形状がシートフィルムＦへの第２プレート１９の密着および薄膜の転写性に及ぼす影響を検証するため、図２中の「材質」、「Ｒｚ」、「ＲＳｍ」の欄で特定される第２プレート１９を準備し、以下の条件で薄膜転写を行った。なお、同図中の「セラミックス」としては、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）を用い、「モデルパターン」とは、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが２０〜３００μｍになる様に表面凹凸加工を施したシリコン（Ｓｉ）基板にフォトリソ工程とドライエッチングを用いてアルミニウム（Ａｌ）の凹凸形状を有するものである。
【００３５】
＜転写条件＞
・基板Ｗ：ベアシリコン基板
・薄膜材料：住友ベークライト社製の半導体ウエハーバッファーコート用樹脂（型番ＣＲＣ８３００）
・シートフィルムＦ：ＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）
・転写温度：８０℃
・荷重圧力：５ｋＰａ
・処理空間ＳＰの圧力：１０Ｐａ
・転写時間：６０秒
そして、上記転写条件にて実施例１〜１５および比較例１〜１０の第２プレート１９を第１プレート１７に向けて移動させることで基板ＷとシートフィルムＦ上の薄膜を互いに当接させた後で、第２プレート１９を第１プレート１７から離間駆動させた際における、第２プレート１９のシートフィルムＦへの密着の有無を目視観察した。その観察結果を図２中の「密着」の欄にまとめるとともに、ＲｚおよびＲＳｍに対応付けて図３にプロットした。また、薄膜の密着が完了すると、薄膜を挟んでシートフィルムＦと一体となった基板Ｗをそのまま処理チャンバ１から取り出し、剥離装置（図示せず）によりシートフィルムＦを剥離し、転写が良好に行われているか否かを判定した。それらの判定結果を図２中の「転写不良」の欄にまとめるとともに、ＲｚおよびＲＳｍに対応付けて図３にプロットした。
【００３６】
図３は実施例および比較例の検証結果を示すグラフであり、同図中の「●」印は第２プレート１９がシートフィルムＦに密着することなく基板Ｗに薄膜を良好に転写することができたことを示し、「◇」印は基板Ｗに薄膜を良好に転写することができたものの第２プレート１９がシートフィルムＦに密着してしまったことを示し、「×」印は第２プレート１９がシートフィルムＦに密着してしまい、しかも転写不良が発生してしまったことを示している。
【００３７】
これらの検証結果から明らかなように、第２プレート１９がシートフィルムＦに密着するのを防止するためには、第２プレート１９の上面（表面領域）３７が凹凸形状を有し、しかも、その最大高さＲｚが２μｍ以上となるように設定する必要がある。そして、今回の検証結果では最大高さＲｚが１１μｍを超える凹凸形状を第２プレート１９に形成した場合について確認されていないが、少なくとも最大高さＲｚを２μｍ以上でかつ１１μｍ以下に設定することで第２プレート１９のシートフィルムＦへの密着を防止することができることは上記検証結果から明らかである。また、最大高さＲｚが大きくなると粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍも製作上大きくなる可能性が高くなる。そのため、最大高さＲｚとしては製作上で上限を１１μｍに設定することが好ましい。
【００３８】
また、上記検証結果から粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが転写性能に影響することも明らかである。つまり、実施例１〜１５および比較例１〜６の結果から明らかなように平均長さＲＳｍが２５μｍ以下の範囲では転写不良の発生は見られず、良好な転写性が得られる。これに対し、比較例８〜１０のように粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが２５μｍを超えると、転写不良が発生している。これは、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが大きくなると、第２プレート１９の上面３７の表面性状、特にうねりの周期性が大きくなり、上面３７とシートフィルムＦとの接触頻度が少なく、両者の接触面積が小さくなり、荷重の均一性が損なわれて転写不良が発生してしまうという考察と合致する結果である。
【００３９】
また、上記転写性の判断基準は転写不良箇所が１箇所でも発生しているか否かであるが、さらに密着が発生しなかった実施例１〜１５について基板Ｗ上の転写された薄膜の表面状態をさらに観察すると、実施例１〜５で行われた結果がより良好であった。したがって、Ｒｚを３μｍ以上でかつ５μｍ以下に設定したり、ＲＳｍを１５μｍ以下に設定するのがより好ましいといえる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
この発明は、半導体ウエハに限定されず、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などを含む基板に薄膜担持体に担持された薄膜を転写する薄膜転写装置および方法全般に対して適用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１…処理チャンバ
１５…制御ユニット（圧力調整手段）
１７…第１プレート
１９…第２プレート
３３…プレート支持部
３７…（第２プレートの）上面
４９…加重モータ（駆動手段）
Ｆ…シートフィルム（薄膜担持体）
ＳＰ…処理空間
Ｗ…基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方面で基板を保持する第１プレートと、
前記第１プレートの一方面に対向する表面で薄膜を担持する薄膜担持体に対して前記第１プレートの反対側から前記薄膜担持体の裏面を支持可能に設けられた第２プレートと、
前記第２プレートを前記第１プレートに向けて相対的に移動させることで前記基板と前記薄膜を互いに当接させた後で、前記第２プレートを前記第１プレートから相対的に離間させる駆動手段とを備え、
前記第２プレートのうち前記薄膜担持体の裏面を支持する表面領域は凹凸形状を有し、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１で定義される最大高さをＲｚ、粗さ曲線要素の平均長さをＲＳｍとしたとき、
２μｍ≦Ｒｚ≦１１μｍ、かつ、
ＲＳｍ≦２５μｍ
の関係を満たすことを特徴とする薄膜転写装置。
【請求項２】
前記Ｒｚは、３μｍ以上で、かつ５μｍ以下である請求項１に記載の薄膜転写装置。
【請求項３】
前記ＲＳｍは１５μｍ以下である請求項１または２に記載の薄膜転写装置。
【請求項４】
前記第２プレートはプレート支持部に対して着脱自在となっており、前記表面領域を前記薄膜担持体の裏面に向けて前記プレート支持部に装着された状態で前記プレート支持部と一体的に前記第１プレートに対して相対的に移動可能となっている請求項１ないし３のいずれか一項に記載の薄膜転写装置。
【請求項５】
前記第１プレート、前記基板、前記薄膜担持体および前記第２プレートを取り囲んで処理空間を形成する処理チャンバと、
前記基板と前記薄膜を互いに当接させるときに前記処理空間を減圧し、前記基板と前記薄膜を互いに当接させた後に前記処理空間を大気圧に戻す圧力調整手段と
をさらに備える請求項１ないし４のいずれか一項に記載の薄膜転写装置。
【請求項６】
第１プレートの一方面で基板を保持するとともに、前記第１プレートの一方面に対向する表面で薄膜を担持する薄膜担持体に対して前記第１プレートの反対側から第２プレートの表面領域により前記薄膜担持体の裏面を支持し、前記第２プレートを前記第１プレートに向けて相対的に移動させることで前記基板と前記薄膜を互いに当接させる第１工程と、
前記第１工程後に、前記第２プレートを前記第１プレートから相対的に離間させる第２工程とを備え、
前記第２プレートの表面領域は凹凸形状を有し、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１で定義される最大高さをＲｚ、粗さ曲線要素の平均長さをＲＳｍとしたとき、
２μｍ≦Ｒｚ≦１１μｍ、かつ、
ＲＳｍ≦２５μｍ
の関係を満たすことを特徴とする薄膜転写方法。
【請求項１】
一方面で基板を保持する第１プレートと、
前記第１プレートの一方面に対向する表面で薄膜を担持する薄膜担持体に対して前記第１プレートの反対側から前記薄膜担持体の裏面を支持可能に設けられた第２プレートと、
前記第２プレートを前記第１プレートに向けて相対的に移動させることで前記基板と前記薄膜を互いに当接させた後で、前記第２プレートを前記第１プレートから相対的に離間させる駆動手段とを備え、
前記第２プレートのうち前記薄膜担持体の裏面を支持する表面領域は凹凸形状を有し、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１で定義される最大高さをＲｚ、粗さ曲線要素の平均長さをＲＳｍとしたとき、
２μｍ≦Ｒｚ≦１１μｍ、かつ、
ＲＳｍ≦２５μｍ
の関係を満たすことを特徴とする薄膜転写装置。
【請求項２】
前記Ｒｚは、３μｍ以上で、かつ５μｍ以下である請求項１に記載の薄膜転写装置。
【請求項３】
前記ＲＳｍは１５μｍ以下である請求項１または２に記載の薄膜転写装置。
【請求項４】
前記第２プレートはプレート支持部に対して着脱自在となっており、前記表面領域を前記薄膜担持体の裏面に向けて前記プレート支持部に装着された状態で前記プレート支持部と一体的に前記第１プレートに対して相対的に移動可能となっている請求項１ないし３のいずれか一項に記載の薄膜転写装置。
【請求項５】
前記第１プレート、前記基板、前記薄膜担持体および前記第２プレートを取り囲んで処理空間を形成する処理チャンバと、
前記基板と前記薄膜を互いに当接させるときに前記処理空間を減圧し、前記基板と前記薄膜を互いに当接させた後に前記処理空間を大気圧に戻す圧力調整手段と
をさらに備える請求項１ないし４のいずれか一項に記載の薄膜転写装置。
【請求項６】
第１プレートの一方面で基板を保持するとともに、前記第１プレートの一方面に対向する表面で薄膜を担持する薄膜担持体に対して前記第１プレートの反対側から第２プレートの表面領域により前記薄膜担持体の裏面を支持し、前記第２プレートを前記第１プレートに向けて相対的に移動させることで前記基板と前記薄膜を互いに当接させる第１工程と、
前記第１工程後に、前記第２プレートを前記第１プレートから相対的に離間させる第２工程とを備え、
前記第２プレートの表面領域は凹凸形状を有し、ＪＩＳ Ｂ ０６０１−２００１で定義される最大高さをＲｚ、粗さ曲線要素の平均長さをＲＳｍとしたとき、
２μｍ≦Ｒｚ≦１１μｍ、かつ、
ＲＳｍ≦２５μｍ
の関係を満たすことを特徴とする薄膜転写方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１００７６６（Ｐ２０１１−１００７６６Ａ）
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５２８７３（Ｐ２００９−２５２８７３）
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【出願人】（０００１０２７３９）エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 (265)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月４日（２００９．１１．４）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【出願人】（０００１０２７３９）エヌ・ティ・ティ・アドバンステクノロジ株式会社 (265)
【Ｆターム（参考）】
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