JP2004296855A - Thin film forming method and thin film forming device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin film forming device and a thin film forming method by which a proper thin film can be formed on a substrate. <P>SOLUTION: When process operations are performed in order of coating - transferring, a sheet film on which a thin film is formed is carried by a route: a coating chamber 30 - a carrying chamber 20 - a transferring chamber 50. In this case, a temperature control part, a humidity control part and a pressure control part control environmental parameters of each of the transferring chamber 20, the coating chamber 30, a drying chamber 40 and the transferring chamber 50 so that the thin film may be under optimal conditions suitable for transferring operations at the start of transferring. Consequently, transferring operations can be performed after adjusting the state of the thin film on the sheet film to the most suitable state for transferring and, accordingly, a proper thin film can be formed on the substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、基板上に薄膜を形成する薄膜形成装置および方法に関するものである。なお、この基板としては、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、光ディスク用基板などの各種基板（以下、単に「基板」という）が含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＬＳＩの製造に用いるウエハの大口径化や液晶パネルなどの大面積化に伴い、大面積に適合した薄膜形成方法が必要となってきた。また、ＬＳＩ製造技術における多層配線技術の分野においては、多層配線を実現するために絶縁膜の表面を高い精度で平坦化する必要があり、大面積化に加えて、薄膜形成における表面の平坦化技術への要求も高まってきている。そこで、これらの要求を満足すべく、加圧方法によって基板に薄膜を形成する薄膜形成技術が提案されている。
【０００３】
この薄膜形成装置として、例えば次のように構成された装置が従来より知られている（特許文献１参照）。この特許文献１に記載の装置では、処理容器の内部に形成される薄膜形成室（本発明の「転写空間」に相当）内において、加熱ヒータを内蔵する試料台が設けられており、薄膜形成対象となる半導体ウエハや液晶パネル用ガラス基板などの基板を保持可能となっている。また、薄膜形成室内には、試料台の下方に転写板が試料台と対向しながら配置されており、シートフィルム（本発明の「基材」に相当）に形成される薄膜を試料台上の基板に対向させながら、該シートフィルムを保持している。なお、この転写板にも、試料台と同様に、加熱ヒータが設けられており、転写板に保持されたシートフィルムを加熱可能となっている。そして、基板を保持する試料台と、シートフィルムを保持する転写板とを相互に近接移動させることによって、基板とシートフィルムとを相互に押し付けてシートフィルム上の薄膜を基板に転写する。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１８９５６６号公報（第４頁−第５頁、図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した特許文献１に記載の薄膜形成装置では、予めシートフィルムに薄膜を形成しておき、その後に基板とシートフィルムとを相互に押し付けてシートフィルム上の薄膜を基板に転写している。ここで、シートフィルムに形成された薄膜の状態について詳細に調べたところ、次のことがわかった。すなわち、薄膜の周辺における環境パラメータ、例えば温度、湿度や圧力などに応じて薄膜中の溶媒成分が蒸発する速度が変化して薄膜の流動性や粘度などが変化している。したがって、良好な転写処理を行うためには、転写開始時点においてシートフィルム上の薄膜が適当な粘性や流動性などを有しており、転写処理に適した状態となっていることが非常に重要である。
【０００６】
しかしながら、従来装置では転写処理を開始する時点での薄膜状態について十分な考慮がなされていなかった。すなわち、薄膜の周辺における環境パラメータについて特段の配慮を払うことなく、薄膜が形成されたシートフィルムを薄膜形成室内に搬送し、転写処理を実行していた。そのため、薄膜の状態が転写処理にとって適正でないにもかかわらず、転写処理を実行してしまう場合があった。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板に良好な薄膜を形成することができる薄膜形成装置および薄膜形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる薄膜形成方法は、上記目的を達成するため、基材に薄膜用塗布液を塗布して薄膜を形成する塗布工程と、基材上の薄膜を基板に転写する転写工程とを備え、塗布工程から転写工程を実行する直前までの間、基材上の薄膜の周辺における、基材上の薄膜の状態に対して影響を与える環境パラメータを制御して該薄膜状態を転写工程に適した転写最適条件に調整することを特徴としている。
【０００９】
このように構成された発明では、基材に薄膜が形成された後、この薄膜を基板に転写する直前までの間、基材上の薄膜の周辺における環境パラメータが制御される。この環境パラメータは基材上の薄膜の状態に対して影響を与える因子（例えば、温度、湿度や圧力など）であるため、該環境パラメータの制御によって薄膜状態を調整することができる。そこで、この発明では、薄膜状態を転写工程に適した転写最適条件に調整している。このように、基材上の薄膜の状態を転写最適状態に調整した上で転写処理を実行しているため、薄膜が転写処理にとって適した状態となり、基板上に良好な薄膜が形成される。
【００１０】
ここでは、基材上の薄膜を基板に転写する場合のみを考慮して基材上の薄膜の状態を転写最適条件に調整しているが、転写工程の後に実行する剥離工程についても考慮した上で転写最適条件を設定するようにしてもよい。すなわち、転写工程を実行することにより薄膜を介して基材と基板とが相互に密着された三層構造の密着物（基板−薄膜−基材）が形成される。そして、剥離工程では、該密着物から基材を剥離させる。したがって、良好な薄膜を基板に形成するためには、この剥離工程において薄膜を基板上に残したまま基材のみを確実に剥離させる必要がある。そこで、密着物からの基材の剥離が良好に行われるように、予め転写工程のみならず剥離工程での基材の剥離性をも考慮した上で、転写開始時点における基材上の薄膜の状態をコントロールしておくことが望ましい。
【００１１】
また、薄膜が形成された基材を、塗布工程を実行する塗布空間から転写工程を実行する転写空間に搬送する場合、該基材を搬送空間を介して搬送してもよい。このように基材は塗布空間、搬送空間および転写空間を搬送される。そこで、塗布空間、搬送空間および転写空間を周囲から雰囲気分離しながら、塗布空間、搬送空間および転写空間の環境パラメータをそれぞれ制御することによって基材上の薄膜の状態を周囲の雰囲気の影響を受けることなく、転写最適条件に確実に調整することができる。
【００１２】
また、塗布処理後に基材上の薄膜を積極的に乾燥させるために乾燥工程を設ける場合、該基材を塗布工程を実行する塗布空間から乾燥空間を経由して転写工程を実行する転写空間に搬送してもよい。このように基材は塗布空間、搬送空間、乾燥空間および転写空間を搬送される。そこで、塗布空間、搬送空間、乾燥空間および転写空間を周囲から雰囲気分離しながら、塗布空間、搬送空間、乾燥空間および転写空間の環境パラメータをそれぞれ制御することによって基材上の薄膜の状態を周囲の雰囲気の影響を受けることなく、転写最適条件に確実に調整することができる。
【００１３】
また、この発明にかかる薄膜形成装置は、上記目的を達成するため、その内部が塗布空間となっており、その塗布空間内で基材に薄膜用塗布液を塗布して薄膜を形成する塗布手段と、その内部が転写空間となっており、その転写空間内で基材上の薄膜を基板に転写する転写手段と、塗布空間および転写空間に連通可能な搬送空間を有し、薄膜が形成された基材を塗布空間から搬送空間を介して転写空間に搬送する搬送手段と、塗布空間、搬送空間および転写空間における、基材上の薄膜の状態に対して影響を与える環境パラメータを制御して該薄膜状態を基板への薄膜転写に適した転写最適条件に調整する制御手段とを備えている。
【００１４】
このように構成された発明では、塗布空間内で薄膜が形成された基材は、搬送空間を介して塗布手段の塗布空間から転写手段の転写空間に搬送される。しかも、塗布空間、搬送空間および転写空間では、基材上の薄膜の状態に対して影響を与える環境パラメータが制御され、これによって薄膜状態が基板への薄膜転写に適した転写最適条件に調整される。したがって、薄膜が転写処理にとって適した状態で基板への薄膜転写が実行されることとなり、基板上に良好な薄膜が形成される。
【００１５】
また、基板への薄膜転写を実行することにより薄膜を介して基材と基板とが相互に密着された三層構造の密着物（基板−薄膜−基材）が形成される。そこで、該密着物から基材を剥離させる剥離手段を設けてもよい。ここで、剥離手段により良好な薄膜を基板に形成するためには、薄膜を基板上に残したまま基材のみを確実に剥離させる必要がある。そこで、密着物からの基材の剥離が良好に行われるように、予め転写処理のみならず剥離処理での基材の剥離性をも考慮した上で、転写開始時点における基材上の薄膜の状態をコントロールしておくことが望ましい。
【００１６】
さらに、塗布処理後に基材上の薄膜を積極的に乾燥させるために乾燥手段を設けてもよい。この場合、搬送手段は、薄膜が形成された基材を、塗布空間から乾燥空間を経由して転写空間に搬送するが、塗布空間、搬送空間、乾燥空間および転写空間における環境パラメータを制御して該薄膜状態を転写最適条件に調整することができる。これによって基材上の薄膜の状態を周囲の雰囲気の影響を受けることなく、転写最適条件に確実に調整することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
Ａ．装置レイアウト
図１は本発明にかかる薄膜形成装置の一実施形態を示すレイアウト図である。また、図２は図１の薄膜形成装置において環境パラメータを制御するための電気的構成を示す図である。この薄膜形成装置では、図１に示すように上手側（図１の左側）にインデクサ部ＩＤが設けられる一方、インデクサ部ＩＤの下手側（図１の右手側）にシートフィルムを用いて基板に薄膜を形成するプロセス部ＰＰが設けられている。
【００１８】
このインデクサ部ＩＤでは、基板を収容するための基板収容カセット１１が４個Ｘ方向に一列で配置されるとともに、その配列方向Ｘに沿って従来より多用されている基板搬送ロボット１２が移動し、一の基板収容カセット１１に収容されている薄膜形成前の基板を取り出してプロセス部ＰＰに搬送したり、プロセス部ＰＰから薄膜形成済の基板を受け取って基板収容カセット１１に収容する。なお以下の説明便宜のために、各図には、上下方向Ｚと、基板収容カセット１１の配列方向Ｘとに直交する方向を「Ｙ方向」とするＸＹＺ直角座標軸が示されている。
【００１９】
インデクサ部ＩＤの（＋Ｙ）側に配置されたプロセス部ＰＰでは、略中心部に平面視で６角形を有する搬送容器が配置されるとともに、その搬送容器の内部が本発明の「搬送空間」に相当する搬送チャンバー２０となっている。そして、この搬送チャンバー２０には、センターロボット２が設けられている。また、この搬送チャンバー２０の周囲に、塗布ユニット３、乾燥ユニット４、転写ユニット５、剥離ユニット６、フィルム供給ユニット７および反転ユニット８が配設されており、ゲートバルブＧ３〜Ｇ８を介して搬送チャンバー２０とそれぞれ接続されている。このため、装置全体を制御するメインコントローラ９からの制御指令に応じてゲート制御部９１が作動してゲートバルブＧ３〜Ｇ８を閉じると、搬送チャンバー２０は気密状態となり、メインコントローラ９からの指令に応じて温度制御部９２１、湿度制御部９２２および圧力制御部９２３が作動することで搬送チャンバー２０の温度、湿度および圧力を高精度に調整可能となっている。
【００２０】
一方、ゲート制御部９１が作動してゲートバルブを開くと、その開成されたゲートバルブに対応するユニットと搬送チャンバー２０とが相互に連通される。そして、その連通状態でセンターロボット２は該ユニットに対して基板用ハンドやフィルム用ハンドをアクセス可能となっている。すなわち、ゲートバルブＧ５、Ｇ６、Ｇ８が開成されると、センターロボット２は基板用ハンドを伸縮させ、開成ゲートバルブに対応するユニットに対して基板を搬送することができる。また、ゲートバルブＧ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ７が開成されると、センターロボット２はフィルム用ハンドを伸縮させ、開成ゲートバルブに対応するユニットに対してシートフィルムを搬送することが可能となっている。なお、いずれのゲートバルブも基板またはシートフィルムの搬送時のみ開成し、通常は閉成している。
【００２１】
Ｂ．センターロボット（搬送手段）２
図３はセンターロボットを示す図であり、同図（ａ）は上方より見た平面図であり、同図（ｂ）は側面図である。このセンターロボット２は本発明にかかる搬送手段に相当する多関節ロボットであり、ロボット本体２１と、そのロボット本体２１の頂部に取り付けられた２本の多関節アーム２２，２３とを備えている。このロボット本体２１はプロセス部ＰＰの中央部に固定配置された状態で回転軸ＡＸ１回りに回転し、さらにＺ方向に伸縮自在となっている。
【００２２】
また、多関節アーム２２の先端部には基板Ｗを保持するための基板保持部として機能する基板用ハンド２４が取り付けられており、メインコントローラ９からの動作指令にしたがって多関節アーム２２の伸縮駆動およびロボット本体２１の回転軸ＡＸ１回りの回転およびＺ方向駆動を制御することによって基板Ｗを各ユニット５，６，８から搬出したり、逆に基板用ハンド２４で保持している基板Ｗを各ユニット５，６，８に搬入する。
【００２３】
図４は基板用ハンドの構成を示す図であり、同図（ａ）は基板用ハンドを上方より見た平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。この基板用ハンド２４は、同図に示すように、上下２枚のプレート２４１，２４２を重ね合わせてなるハンド本体２４３を備えている。このハンド本体２４３の先端部と中央部には、ハンド本体２４３の長手方向とほぼ直交する方向に延びるウイング部２４４が形成されている。そして、各ウイング部２４４の上面部に基板支持ブロック２４５が固着され、同図中の２点鎖線で示すように、基板Ｗの外側面を係止することでハンド本体２４３の上面側で基板Ｗを機械的に保持可能となっている。
【００２４】
また、下プレート２４２の中央部には３つの吸着孔２４６〜２４８が設けられるとともに、上プレート２４１の下面側に溝部２４９が形成されており、上下プレート２４１，２４２を一体化させることで溝部２４９によって３つの吸着孔２４６〜２４８が連通されている。また、この溝部２４９は図示を省略する真空ポンプなどの真空吸着機構と接続されており、真空吸着機構を作動させることで溝部２４９に負圧を与え、同図（ｂ）中の１点鎖線で示すように、ハンド本体２４３の下面側で基板Ｗを吸着保持可能となっている。
【００２５】
このように、この実施形態では、センターロボット２は基板Ｗを２つの保持態様、つまり上方側で機械的保持する態様および下方側で吸着保持する態様で保持しながら基板を搬送することが可能となり、基板Ｗの状態に応じて保持態様を切替えることができ、その基板Ｗの状態に適応し、しかも効率的に基板搬送を行うことが可能となる。また、同時に２枚の基板Ｗを搬送することも可能である。
【００２６】
もう一方の多関節アーム２３の先端部には、シートフィルムＦの表面周縁部を吸着保持するフィルム用ハンド２５が取り付けられており、メインコントローラからの動作指令にしたがって多関節アーム２３の伸縮駆動およびロボット本体２１の回転軸ＡＸ１回りの回転およびＺ方向駆動を制御することによってシートフィルムＦを各ユニット３〜５、７から搬出したり、逆にフィルム用ハンド２５で保持しているシートフィルムＦを各ユニット３〜５に搬入する。
【００２７】
図５はフィルム用ハンドの構成を示す図であり、同図（ａ）はフィルム用ハンドを下方からみた底面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。このフィルム用ハンド２５では、ハンド本体２５１の下面先端部にシートフィルムＦと同程度の外径を有するリング部材２５２が取り付けられるとともに、そのリング部材２５２の下面側にシートフィルムＦとほぼ同一形状のプレート部材２５３が取り付けられてハンド本体２５１とリング部材２５２とで内部空間２５４を形成している。なお、ハンド本体２５１およびプレート部材２５３の各中央部を補強するために、内部空間２５４に６本の支柱部材２５５が設けられている。
【００２８】
また、プレート部材２５３の周縁部には、１８個の貫通孔２５３ａが形成されるとともに、ゴムや樹脂などで形成されたパッキンシート２５６を介してプレート部材２５３にシートフィルムＦとほぼ同一外径を有するリングプレート２５７が取り付けられている。ここで、パッキンシート２５６にはプレート部材２５３の貫通孔２５３ａと対応して貫通孔２５６ａが形成されており、貫通孔２５３ａと１対１で対応するように配置されるとともに、リングプレート２５７には３個の貫通孔２５３ａに跨る吸着孔２５７ａが６個形成されており、３個の貫通孔２５３ａごとに１個の吸着孔２５７ａが対応するように配置されている。このようにして吸着孔２５７ａ、貫通孔２５６ａおよび２５３ａを介してリングプレート２５７の下面側と内部空間２５４とが相互に連通されている。
【００２９】
一方、ハンド本体２５１の上面には、同図（ｂ）に示すように、連通孔２５１ａが設けられ、排気管２５８を介して排気ブロア（図示省略）に接続されている。このため、排気ブロアを作動させることで内部空間２５４に負圧を与え、同図（ｂ）で示すように、リングプレート２５７の下面全体がシートフィルムＦの表面周縁部に当接しながら、その表面周縁部を吸着保持可能となっている。
【００３０】
Ｃ．フィルム供給ユニット７およびフィルム収容カセット７１
図６は、図１の薄膜形成装置に設けられたフィルム供給ユニットの構成を示す図である。このフィルム供給ユニット７は、シートフィルムＦを収容するフィルム収容カセット７１をカセット載置台７２に対して着脱自在となっている。また、カセット載置台７２は図示を省略する昇降機構によって上下方向Ｚに昇降され、カセット載置台７２に装着されたフィルム収容カセット７１を上下方向Ｚにおいて位置決め可能となっている。なお、この実施形態では、同図に示すように、３つのカセット載置台７２が設けられており、最大３つのフィルム収容カセット７１を同時に載置可能となっているが、カセット載置台７２の設置個数については「３」に限定されるものではなく任意である。
【００３１】
図７は、図１の薄膜形成装置に設けられたフィルム収容カセットの分解組立斜視図である。各フィルム収容カセット７１はシートフィルムＦの間に離形シートＳＨを介在させた状態で複数のシートフィルムＦをカセット本体７１１に収容可能となっている。また、このカセット本体７１１には、３本の位置決めピン７１２が立設されており、カセット本体７１１に収容されたシートフィルムＦおよび離形シートＳＨの周縁部と係合してシートフィルムＦおよび離形シートＳＨをカセット本体７１１に対して位置決めする。これによって、カセット本体７１１内では、シートフィルムＦおよび離形シートＳＨが常に整列された状態で収容され、後で説明するようにしてシートフィルムＦの取出処理や離形シートＳＨの除去処理を良好に行うことができる。
【００３２】
また、カセット本体７１１に対して保護カバー７１３が開閉自在に設けられている。より詳しく説明すると、保護カバー７１３の下端周縁部の４箇所に突起部７１４が取り付けられる一方、各突起部７１４に対応してカセット本体７１１に挿入孔７１５が設けられている。そして、突起部７１４のそれぞれを対応する挿入孔７１５に挿入させながら、保護カバー７１３をカセット本体７１１に装着することで保護カバー７１３は閉じた状態となり、カセット本体７１１に収容されたシートフィルムＦおよび離形シートＳＨを上方より覆って保護することとなる。これによって、シートフィルムＦの汚染を確実に防止することができる。一方、保護カバー７１３をカセット本体７１１から上方に移動させると、保護カバー７１３は開いた状態となり、カセット本体７１１に収容されたシートフィルムＦおよび離形シートＳＨを上方より搬出することができるようになる。
【００３３】
このように保護カバー７１３を開閉移動させるために、この実施形態にかかるフィルム供給ユニット７では、図６に示すように、カバー開閉駆動機構７３がカセット載置台７２の上方位置に配設されている。このカバー開閉駆動機構７３は、回動軸ＡＸ２回りに回動自在となっている回動アーム７３１と、その先端に取り付けられた把持部７３２とを備えており、図示を省略する駆動部により回動アーム７３１が１点鎖線矢印Ｐ１の方向に回動する。そして、カバー開閉駆動機構７３は所定のカバー開閉位置（図９（ａ））に位置決めされたフィルム収容カセット７１の保護カバー７１３に設けられた取っ手部７１６を把持部７３２により把持した後、回動アーム７３１を（−Ｐ１）方向に回動させることで図６の退避位置に移動させるように構成している。また、保護カバー７１３を閉じる場合には、これと逆の動作を行う。
【００３４】
このカバー開閉駆動機構７３の下方位置には、離形シートＳＨを取り除く離形シート除去機構７４が配設されている。この離形シート除去機構７４では、図６および図８に示すように、シートフィルムＦおよび離形シートＳＨの外径よりも広い間隔を隔てて２本の回動アーム７４１，７４２が配設されている。また、これらの回動アーム７４１，７４２の頂部には、水平方向に延びる連結ビーム７４３が掛け渡されている。また、この連結ビーム７４３の中央部には、離形シートＳＨを吸着する吸着プレート７４４が取り付けられており、図６および図８に示すように吸着位置において吸着プレート７４４の下面が吸着面７４４ａとなっている。そして、図９（ｂ）に示すように吸着面７４４ａを（−Ｚ）方向に向けたままの状態でカセット載置台７２を上昇させると、そのカセット載置台７２に載置されたフィルム収容カセット７１内の最上部に位置する離形シートＳＨが吸着面７４４ａに当接し、同図（ｃ）に示すように吸着プレート７４４に吸着保持される。なお、カセット載置台７２上に載置されているフィルム収容カセット７１同士の上下方向の間隔は、カバー開閉駆動機構７３が保護カバー７１３を着脱するとき、前記保護カバー７１３が通過するのに十分な間隔である。
【００３５】
また、回動アーム７４１，７４２には、図８に示すように、それぞれ（＋Ｙ）方向および（−Ｙ）方向に延びる軸部材７４５，７４６が取り付けられており、回動軸ＡＸ３を回動中心として回動自在となっている。そして、図示を省略する駆動部により回動アーム７４１，７４２が１点鎖線矢印Ｐ２の方向に回動可能となっている。このため、上記のようにして離形シートＳＨを吸着プレート７４４で吸着保持した後、回動アーム７４１，７４２を図１０（ａ）に示す矢印方向（＋Ｐ２）に回動させると、吸着プレート７４４は除去位置に位置決めされる。そして、吸着プレート７４４による吸着を解除すると、吸着プレート７４４から離形シートＳＨが下方に落下する。
【００３６】
さらに、この実施形態では離形シートＳＨを回収する離形シート回収ボックス７６がフィルム供給ユニット７の底面部に配設されるとともに、上記のようにして落下してくる離形シートＳＨを離形シート回収ボックス７６に案内するガイド部材７７，７８がさらに設けられている。このように離形シート回収ボックス７６とガイド部材７７，７８とを設けたことにより、離形シートＳＨを確実に離形シート回収ボックス７６に回収可能となっている。したがって、フィルム供給ユニット７周囲への離形シートＳＨの散乱を効果的に防止することができる。
【００３７】
一方、離形シートＳＨをフィルム収容カセット７１から取り除くことによって最上部にシートフィルムＦが露出して該カセット７１からの搬出が可能となる。そこで、適当なタイミングでフィルム用ハンド２５がフィルム供給ユニット７に移動し、最上部のシートフィルムＦを吸着保持する（同図（ｂ））。そして、次の処理ユニット、つまり塗布ユニット３に搬送する。
【００３８】
なお、この実施形態では、図６に示すように離形シート除去機構７４の近傍にイオナイザー７９が設けられており、フィルム収容カセット７１からシートフィルムＦを搬出したり、離形シートＳＨを取り除く際に剥離帯電が発生するのを効果的に防止している。
【００３９】
Ｄ．塗布ユニット（塗布手段）３
図１１は、図１の薄膜形成装置に設けられる塗布ユニットの構成を示す図である。この塗布ユニット３は、図示を省略する処理容器を有しており、その処理容器の内部が本発明の「塗布空間」に相当する塗布チャンバー３０（図１および図２）となっている。そして、この塗布チャンバー３０に、円板状のステージ３１と、このステージ３１を回転させるモータ（図示省略）の回転軸３２と、薄膜用塗布液である例えばＳＯＧ（Ｓｐｉｎ−ｏｎ−Ｇｌａｓｓ）液を塗布するためのＳＯＧ液用吐出ノズル３３と、エッジリンスを行うべくシートフィルムＦの周縁部分に洗浄液を吐出する洗浄液用吐出ノズル３４と、塗布液や洗浄液等が塗布ユニット３の周辺に飛散するのを防止する飛散防止カップ３５とが配置されている。
【００４０】
また、塗布チャンバー３０には、図２に示すように、温度制御部９３１、湿度制御部９３２および圧力制御部９３３が接続されている。そして、メインコントローラ９からの指令に応じて温度制御部９３１、湿度制御部９３２および圧力制御部９３３が作動することで塗布チャンバー３０の温度、湿度および圧力を高精度に調整可能となっている。
【００４１】
図１１に戻って説明を続ける。このステージ３１の上面全体には、図示を省略する吸着孔が複数個設けられるとともに、真空ポンプ（図示省略）と接続されている。そして、上記のようにフィルム用ハンド２５によりシートフィルムＦがフィルム供給ユニット７から塗布ユニット３に搬送され、ステージ３１上に載置された後、真空ポンプを作動させることでシートフィルムＦはステージ３１にしっかりと真空吸着される。なお、このように構成されたステージ３１の周囲を飛散防止カップ３５が取り囲む構成になっている。
【００４２】
このように構成された塗布ユニット３では、ステージ３１にシートフィルムＦがセットされて塗布処理の準備が完了すると、塗布ユニット３に設けられたモータ（図示省略）が作動し、図１１に示すように回転軸３２が回転し始め、この回転に伴って、ステージ３１、さらにはシートフィルムＦが回転軸ＡＸ４回りに回転される。また、この回転と同時、あるいは少し遅れてＳＯＧ液用吐出ノズル３３よりシートフィルムＦの中心点に向かってＳＯＧ液を供給する。すると、シートフィルムＦの回転に伴う遠心力によって、シートフィルムＦの中心から全面にわたってＳＯＧ液が薄膜状に塗布される。このとき、シートフィルムＦの外側に飛散したＳＯＧ液は飛散防止カップ３５、さらには図示を省略する排出管を介して塗布ユニット３の外部に排出される。
【００４３】
そして、シートフィルムＦの全面に対してＳＯＧ液の供給を行った後、エッジリンスを行う。即ち、洗浄液用吐出ノズル３４よりシートフィルムＦの周縁部分に向かって洗浄液が吐出される。ここでも、シートフィルムＦの回転は継続されているため、この回転によって、シートフィルムＦの周縁部分に付着していた塗布液が除去される。
【００４４】
こうしてシートフィルムＦに対する塗布処理が完了すると、フィルム用ハンド２５が塗布ユニット３に進入し、シートフィルムＦを吸着保持する一方、真空ポンプが停止してステージ３１による真空吸着が解除される。そして、フィルム用ハンド２５によってＳＯＧ膜（薄膜）が形成されたシートフィルムＦが塗布ユニット３から搬出され、次の処理ユニット、つまり乾燥ユニット４に搬送される。
【００４５】
なお、この実施形態における塗布ユニット３では、塗布液としてＳＯＧ液を用いたが、半導体のフォトリソグラフィに用いられるフォトレジスト液等に例示されるように、基板Ｗに対して形成すべき薄膜を構成する薄膜用塗布液ならば、特に限定されるものではない。また、この実施形態では、塗布処理後にシートフィルムＦを次に説明する乾燥ユニット４に搬送し、乾燥処理を施しているが、乾燥処理を行わず直接転写ユニット５に搬送するようにしてもよい。
【００４６】
Ｅ．乾燥ユニット（乾燥手段）４
図１２は、図１の薄膜形成装置に設けられる乾燥ユニットを示す図である。この乾燥ユニット４は、処理容器４１を有しており、その処理容器４１の内部が本発明の「乾燥空間」に相当する乾燥チャンバー４０となっている。また、乾燥チャンバー４０の内底部に配置されたホットプレート（ステージ）４２が設けられている。なお、同図中の符号１２１は上記塗布ユニット３によりシートフィルムＦの表面上に形成されたＳＯＧ膜（薄膜）を示している。
【００４７】
また、この乾燥チャンバー４０には、図２に示すように、温度制御部９４１、湿度制御部９４２および圧力制御部９４３が接続されている。そして、メインコントローラ９からの指令に応じて温度制御部９４１、湿度制御部９４２および圧力制御部９４３が作動することで乾燥チャンバー４０の温度、湿度および圧力を高精度に調整可能となっている。
【００４８】
また、この処理容器４１の底部には２箇所の窒素ガス導入口４１２，４１３が設けられており、図示を省略する窒素ガス供給源から窒素ガス（Ｎ２ガス）が上記導入口４１２，４１３を介して乾燥チャンバー４０内に供給される。また、処理容器４１の天井部には、排気口４１４が設けられており、乾燥チャンバー４０内の気体成分を乾燥チャンバー４０から排気可能となっている。このため、乾燥チャンバー４０は窒素ガス雰囲気に満たされ、この雰囲気で乾燥処理が行われる。なお、窒素ガスに代えて他の不活性ガスを用いても良い。
【００４９】
また、ホットプレート４２はヒータ４２１を内蔵しており、メインコントローラ９から与えられる電気信号によりヒータ４２１が発熱するように構成されている。また、ホットプレート４２には、塗布ユニット３のステージ３１と同様に、ホットプレート４２の上面全体には、図示を省略する吸着孔が複数個設けられるとともに、真空ポンプ（図示省略）と接続されている。そして、上記のようにフィルム用ハンド２５によりシートフィルムＦが乾燥ユニット４に搬送され、ホットプレート４２上に載置された後、真空ポンプを作動させることでシートフィルムＦはホットプレート４２にしっかりと真空吸着される。また、こうしてホットプレート４２により真空吸着された状態で乾燥処理が開始される。
【００５０】
そして、所定時間だけシートフィルムＦが加熱されて乾燥処理が完了すると、フィルム用ハンド２５が乾燥ユニット４に進入し、シートフィルムＦを吸着保持する一方、真空ポンプが停止してホットプレート４２による真空吸着が解除される。そして、フィルム用ハンド２５によって乾燥処理が施されたシートフィルムＦが乾燥ユニット４から搬出され、次の処理ユニット、つまり転写ユニット５に搬送される。
【００５１】
なお、上記においては薄膜１２１が形成されたシートフィルムＦを処理対象としているが、後述する密着物（基板Ｗ−薄膜１２１−シートフィルムＦの三層構造物）についても処理対象している。すなわち、密着物をホットプレート４２に載置することで薄膜１２１の乾燥を実行する。
【００５２】
Ｆ．転写ユニット５
図１３は、図１の薄膜形成装置に設けられた転写ユニットを示す概略断面図である。同図において、この転写ユニット５は、ＳＯＧ膜（薄膜）の転写処理を実行するための処理容器５１を有しており、その処理容器５１の内部が本発明の「転写空間」に相当する転写チャンバー５０となっている。また、この処理容器５１の側面部に温度制御部９５１、湿度制御部９５２および圧力制御部９５３が接続されている。そして、メインコントローラ９からの指令に応じて温度制御部９５１、湿度制御部９５２および圧力制御部９５３が作動することで転写チャンバー５０の温度、湿度および圧力を高精度に調整可能となっている。
【００５３】
また、転写チャンバー５０内には、第１および第２プレート５４，５５と、第１プレート５４の第２プレート５５に対する傾きを自動的に補正し薄膜形成対象である基板ＷとシートフィルムＦに形成されているＳＯＧ膜が全面にわたって等しい圧力で押し付けられるようにする機構（以下、傾斜補正機構という）５８が配設されている。
【００５４】
第１プレート５４は、第２プレート５５の上方にこれと軸線が一致するように傾斜補正機構５８を介して吊設され、第２プレート５５と対向する面（下面）に基板Ｗが装着されることにより基板用プレートを構成している。このため、第１プレート５４の下面は、平坦性を確保するために研磨された石英板（図示省略）が設けられており、この石英板に基板Ｗが固定される。このように石英板を用いた理由は、石英が、基板Ｗを汚染する物質を含まないこと、および加工性がよく必要とする平坦性が容易に得られることなどから、基板Ｗを装着する材料として優れているからである。また、第１プレート５４は、内部に加熱手段として加熱ヒータ５４１を具備している。この加熱ヒータ５４１はヒータコントローラ５４２と電気的に接続されており、メインコントローラ９からの基板温度情報に基づき作動するヒータコントローラ５４２によって制御され、２５°Ｃ〜３００°Ｃの間で加熱制御される。
【００５５】
もう一方のプレート、つまり第２プレート５５は、第１プレート５４の下方に配設され、上面にシートフィルムＦが装着されることによりフィルム用プレートを構成している。また、この第２プレート５５は、シートフィルムＦが載置される石英製のステージと、シートフィルムＦを加熱する加熱台とから構成されるとともに、その加熱台の内部に加熱手段として加熱ヒータ５５１が内蔵されている。この加熱ヒータ５５１はヒータコントローラ５５２と電気的に接続されており、メインコントローラ９からの基板温度情報に基づき作動するヒータコントローラ５５２によって制御され、２５°Ｃ〜３００°Ｃの間で加熱制御される。また、加熱台の下面中央には、軸５５３が一体に垂設されている。この軸５５３は軸受５９１によって上下動自在に軸支され、加重機構としての加重モータ５９２によって移動方向Ｚに沿って上下動されるように構成されている。
【００５６】
次に、傾斜補正機構５８の構成について図１３ないし図１５を参照しつつ詳述する。図１４は図１３のＣ−Ｃ線断面図である。また、図１５は傾斜補正機構を示す部分切欠斜視図である。この実施形態では、傾斜補正機構５８は、第１プレート５４の外周を取り囲むように配設され、移動方向Ｚに対してほぼ直交する第１方向Ｘに延びる第１軸部材５８１を介して第１プレート５４に連結され、第１回動軸ＡＸ５を中心として第１プレート５４を回動自在に支持するリング状の第１支持体５８２と、第１支持体５８２の外周に配設され、移動方向Ｚおよび第１方向Ｘに対してほぼ直交する第２方向Ｙに延びる第２軸部材５８３を介して第１支持体５８２に連結され、第２回動軸ＡＸ６を中心として第１支持体５８２を回動自在に支持する第２支持体５８４とを備えている。なお、この実施形態では、図１５に示すように、第１プレート５４に装着された基板Ｗの表面、つまり薄膜形成面１１２の面内に第１および第２回動軸ＡＸ５、ＡＸ６が存在するように、各軸部材５８１，５８３が設けられている。
【００５７】
このように構成された傾斜補正機構５８では、第１プレート５４は第１支持体５８２により第１回動軸ＡＸ５回りに回動自在に支持されるとともに、第２支持体５８４により第２回動軸ＡＸ６回りに回動自在に支持されており、いわゆる軸回動によって第１プレート５４は移動方向Ｚに対して傾斜可能となっている。
【００５８】
また、傾斜補正機構５８の第２支持体５８４は、図１５に示すように、第１支持体５８２をＹ方向において挟み込むように方向Ｚに延びる２本のコラム部５８４ａ，５８４ｂと、両コラム部５８４ａ，５８４ｂの上部を連結するビーム部５８４ｃとで構成されている。そして、ビーム部５８４ｃの中央部から上方に支柱部５８４ｄが延設され、転写チャンバー５０内で吊設されている。より詳しく説明すると、この支柱部５８４ｄは、軸受５９３によって上下動自在に枢支され、上端には下方への落下を防止するフランジ５９４が一体に突設されている。なお、図１３中の符号５９５はフランジ５９４に対応して設けられた加重センサであり、基板ＷとシートフィルムＦとの間に印加される加重を検出し、その加重値をメインコントローラ９に与える。
【００５９】
次に、上記した転写ユニット５を使用した転写処理手順について説明する。本実施の形態においては、後で説明する反転ユニット８から、薄膜形成面１１２（電極配線などが形成され、薄膜を形成すべき面）が下方を向いた状態で基板Ｗが基板用ハンド２４の基板支持ブロック２４５で機械的に保持されたまま転写ユニット５に搬送され、第１プレート５４の下面に基板Ｗが薄膜形成面１１２を下に向けて装着される。また、第２プレート５５上には、その表面に予め塗布ユニット３によってＳＯＧ膜などの薄膜１２１（図１２参照）を形成してなるシートフィルムＦが薄膜１２１を上に向けて装着される。そして、メインコントローラ９が装置各部を以下のように制御して薄膜シートフィルムＦ上の薄膜を基板Ｗに転写する。
【００６０】
まず、ヒータコントローラ５４２によって加熱ヒータ５４１に通電して第１プレート５４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５５２によって加熱ヒータ５５１に通電して第２プレート５５を加熱してシートフィルムＦを所望の温度に加熱する。
【００６１】
また、圧力制御部９５３によって転写チャンバー５０内が所望の真空度となるように真空排気する。そして、転写チャンバー５０内が所望の真空度になった後、メインコントローラ９より加重モータ５９２に駆動信号が送られ、加重操作を開始する。これによって、第２プレート５５が移動方向Ｚに沿って上昇してシートフィルムＦを基板Ｗに押し付ける。このとき、第１プレート５４と傾斜補正機構５８は、第２プレート５５によって一体に押し上げられる。
【００６２】
この押上時に、第１プレート５４が第２プレート５５に対して傾斜しているときは、第２プレート５５が第１プレート５４に当たったとき、傾斜補正機構５８によって第１プレート５４の傾斜が自動的に補正される。すなわち、第１プレート５４は傾斜補正機構５８によって移動方向Ｚに対して傾斜可能に保持されているので、例えば図１３において左方に小角度傾斜しているとすると、先ず第２プレート５５の左端側が第１プレート５４に接触して第１プレート５４を押し上げる。このため、第１プレート５４は基板Ｗの表面内に存在する第１回動軸ＡＸ５を回動中心として時計方向に回動して基板ＷとシートフィルムＦとの接触面積が右方に徐々に広がっていく。そして、第１プレート５４の傾斜が完全に補正され第２プレート５５と平行になると、基板ＷとシートフィルムＦが全面にわたって等しい圧力で押し付けられる。
【００６３】
そして、加重モータ５９２によって加重を続け、加重センサ５９５によって所望の加重が検知されると、メインコントローラ９は一定時間、その加重が継続されるように加重モータ５９２を制御する。その間も基板ＷとシートフィルムＦは所定の温度となるように加熱されている。
【００６４】
また、上記した一連の加重操作が終了すると、加重の状態が零となるようにメインコントローラ９は加重モータ５９２に信号を送る。このとき真空排気も停止するように制御される。
【００６５】
なお、上記のようにして転写ユニット５において基板Ｗへの薄膜１２１の転写が完了すると、基板ＷはＳＯＧ膜（薄膜）を挟んでシートフィルムＦと一体となっており、転写ユニット５に進入してきた基板用ハンド２４の吸着孔２４６〜２４８で一体化状態のまま基板Ｗを吸着保持する。つまり、基板用ハンド２４の下方側保持機構を用いて密着物（後の図１６中の符号Ｍに示すものであり、薄膜１２１を介して相互に密着された基板ＷおよびシートフィルムＦである）を吸着保持する。そして、その吸着保持状態のまま基板用ハンド２４は転写チャンバー５０から剥離ユニット６に密着物を搬送する。なお、剥離ユニット６による剥離処理を行う前に密着物に対してポストベーク処理を施す際には、乾燥ユニット４を経由して剥離ユニット６に搬送する。
【００６６】
Ｇ．剥離ユニット６
図１６は、図１の薄膜形成装置に設けられた剥離ユニットを示す図である。この剥離ユニット６は処理容器６１を備えている。この処理容器６１の内部は本発明の「剥離空間」として機能する剥離チャンバー６０となっており、温度制御部９６１、湿度制御部９６２および圧力制御部９６３が接続されている。そして、メインコントローラ９からの指令に応じて温度制御部９６１および湿度制御部９６２が作動することで剥離チャンバー６０の温度および湿度を高精度に調整可能となっている。
【００６７】
この剥離チャンバー６０の下方には、上記転写ユニット５により形成された密着物ＭのシートフィルムＦを真空吸着する吸着プレート６２が配置されている。また、剥離チャンバー６０において、基板吸着部６３が吸着プレート６２の上方に設けられ、吸着プレート６２上に載置された密着物Ｍの基板Ｗを吸着可能となっている。さらに、この基板吸着部６３は上下方向（Ｚ方向）および、Ｘ方向に沿った軸ＡＸ７周りに回動自在となっている。なお、同図中の符号１１１は基板Ｗの薄膜形成面１１２に形成された電極配線を示している。
【００６８】
基板吸着部６３には該基板吸着部６３を軸ＡＸ７周りに回動させるため、ロータリ型のエアシリンダなどを用いた回動機構６４が接続されている。また、基板吸着部６３には昇降機構６５が設けられている。
【００６９】
昇降機構６５は、エアシリンダなどの駆動部材６６によって、基板吸着部６３における基板Ｗとの接触面に対して進退するピン６７を有する。そして、基板Ｗが上方を向いた状態になるよう基板吸着部６３が回動したとき、ピン６７を上昇させることにより基板Ｗを基板吸着部６３の上方に上昇させることが可能である。
【００７０】
処理容器６１の剥離チャンバー６０には、図示を省略する除電器が設けられており、剥離チャンバー６０内においてオゾン（Ｏ３）雰囲気を形成可能となっている。
【００７１】
次に、上記のように構成された剥離ユニット６の動作について説明する。転写ユニット５により薄膜１２１を介してシートフィルムＦが貼り合わされた基板Ｗ、つまり密着物Ｍがセンターロボット２の基板用ハンド２４により吸着保持されながら剥離ユニット６の剥離チャンバー６０内に搬入される。このとき、基板吸着部６３は上方に退避している。そして、基板用ハンド２４は、シートフィルムＦが吸着プレート６２と接触するように、密着物Ｍを吸着プレート６２に載置した後、処理容器６１外に退避する。
【００７２】
そして、吸着プレート６２がシートフィルムＦを吸着する一方、上方に退避していた基板吸着部６３が下降し基板Ｗの裏面（非薄膜形成面）を吸着する。また、処理容器６１を密閉し、除電器を作動させて剥離チャンバー６０内をオゾン雰囲気の状態にする。このようにシートフィルムＦを吸着することで該シートフィルムＦを介して薄膜１２１中の溶媒を排出して薄膜１２１を乾燥させる。この乾燥処理によりシートフィルムＦと薄膜１２１との界面では、基板Ｗと薄膜１２１との界面に比べ、薄膜１２１の乾燥が促進されて剥がれ易くなる。そして、所定時間後、基板吸着部６３が上昇すると、シートフィルムＦと薄膜１２１との界面が剥離して、シートフィルムＦから基板ＷへＳＯＧ膜が転写されることになる。
【００７３】
次に、上昇した基板吸着部６３は回動機構６４によって軸ＡＸ７周りに回動し、基板Ｗの薄膜形成面１１２が上方を向いて水平姿勢になるような状態、つまりフェースアップ状態で停止する。その後、基板吸着部６３は基板Ｗの吸着を解除するとともに、昇降機構６５が基板Ｗを上昇させる。すなわち、駆動部材６６によってピン６７を上昇させることによって、基板Ｗを基板吸着部６３との接触面から上昇させる。
【００７４】
そして、上昇した基板Ｗは基板用ハンド２４によって次に説明する反転ユニット８に搬送され、さらにインデクサ部ＩＤの基板搬送ロボット１２によって基板収容カセット１１に収容される。
【００７５】
Ｈ．反転ユニット８
図１７は、図１の薄膜形成装置に設けられた反転ユニットの構成を示す図であり、同図（ａ）は反転ユニットを上方より見た平面図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。この反転ユニット８はセンターロボット２の基板用ハンド２４との間で基板Ｗを受渡すための一対の基板チャック８１，８１を有している。この基板チャック対８１，８１は互いに対向して離間配置されている。また、各基板チャック８１はロータリーシリンダ８２のロッド８３の先端部に取付けられており、ロッド８３のＸ方向移動に伴いＸ方向に移動し、またロッド８３の回転動作に伴いロッド８３回りに１８０゜回転する。
【００７６】
このため、相互に離間している基板チャック対８１，８１の間に未処理の基板Ｗがインデクサ部ＩＤの基板搬送ロボット１２によって搬送されてくると、両ロッド８３が伸長して同図に示すように基板チャック対８１，８１が基板Ｗを挟持した後、基板搬送ロボット１２が退避する。そして、両ロッド８３が１８０゜回転する。これによって、フェースアップ状態、つまり薄膜形成面１１２に形成された電極配線１１１を上方に向けた状態で搬送されてきた基板Ｗは反転されてフェースダウン状態となる。
【００７７】
一方、上記のように剥離ユニット６からフェースアップ状態で基板用ハンド２４で機械的に保持されたままセンターロボット２により、薄膜形成済の基板Ｗが反転ユニット８に搬送されてくると、両ロッド８３が伸長して同図に示すように基板チャック対８１，８１が基板Ｗを挟持しするのみで、反転処理を行わず、そのまま基板搬送ロボット１２に受け渡す。
【００７８】
Ｉ．動作
次に、上記のように構成された薄膜形成装置の全体動作について説明した後、各チャンバーの環境パラメータの制御動作について説明する。
【００７９】
図１８は上記のように構成された薄膜形成装置の全体動作を示す図であり、同図中の実線矢印は基板Ｗの搬送順序を示し、１点鎖線矢印はシートフィルムＦの搬送順序を示し、２点鎖線矢印は密着物Ｍの搬送を示している。この薄膜形成装置では、その表面に電極配線１１１が形成された基板Ｗが基板収容カセット１１に収容される一方、シートフィルムＦがフィルム収容カセット７１に収容されている。そして、フィルム収容カセット７１の最上部に位置しているシートフィルムＦをフィルム用ハンド２５により塗布ユニット３に搬送し、そのシートフィルムＦの表面に薄膜１２１を塗布する（ステップＳ１：塗布処理）。ここで、フィルム収容カセット７１の最上部に離形シートＳＨが位置している場合には上記「Ｃ．フィルム供給ユニット７およびフィルム収容カセット７１」の項で説明した動作手順で最上部の離形シートＳＨを取り除いてシートフィルムＦを最上部に位置させた後で、上記した塗布ユニット３へのシートフィルムＦの搬送、ならびに塗布ユニット３による塗布処理を実行する。
【００８０】
また、このシートフィルムＦの搬出および塗布処理と並行して、インデクサ部ＩＤにおいて、基板搬送ロボット１２によって基板収容カセット１１に収容されている基板Ｗをフェースアップ状態のまま取り出し、反転ユニット８に搬送する。そして、反転ユニット８により基板Ｗを反転してフェースダウン状態にする（ステップＳ２：反転処理）。そして、基板用ハンド２４の基板支持ブロック２４５で反転ユニット８から基板Ｗを受取り、転写ユニット５に搬送し、転写ユニット５の第１プレート５４の下面に装着する。このように、この実施形態では基板用ハンド２４の上方側保持機構によって基板Ｗを保持して反転ユニット８から転写ユニット５に搬送している。
【００８１】
一方、塗布処理が完了すると、フィルム用ハンド２５によってシートフィルムＦを塗布ユニット３から乾燥ユニット４に搬送し、この乾燥ユニット４においてシートフィルムＦ上の薄膜１２１を乾燥させる（ステップＳ３：乾燥処理）。その後、フィルム用ハンド２５によってシートフィルムＦを乾燥ユニット４から転写ユニット５に搬送し、第２プレート５５上にシートフィルムＦを装着する。ここで、乾燥処理（プリベーク）を必要としない場合には、フィルム用ハンド２５によってシートフィルムＦを塗布ユニット３から直接転写ユニット５に搬送し、第２プレート５５上にシートフィルムＦを装着する。
【００８２】
こうして、転写ユニット５において基板ＷおよびシートフィルムＦがそれぞれ第１および第２プレート５４，５５にセットされると、上記「Ｆ．転写ユニット５」の項で詳述した動作手順で基板Ｗへの薄膜１２１の転写を行う（ステップＳ４：転写処理）。
【００８３】
次に、基板用ハンド２４を転写ユニット５に進入させ、ハンド本体２４３の下面側で基板Ｗを吸着保持した後、その吸着状態のまま密着物Ｍを乾燥ユニット４に搬送して乾燥処理を実行する（ステップＳ５：乾燥処理）。そして、ポストベークされた密着物Ｍをハンド本体２４３の下面側で基板Ｗを吸着保持した後、その吸着状態のまま密着物Ｍを剥離ユニット６に搬送する。ここで、乾燥処理（ポストベーク）を必要としない場合には、密着物Ｍを転写ユニット５から直接剥離ユニット６に搬送する。このように、転写ユニット５からの密着物Ｍの搬送については、基板用ハンド２４の下方側保持機構を用いている。
【００８４】
そして、剥離ユニット６に搬送された密着物ＭからシートフィルムＦのみを選択的に剥離させる（ステップＳ６：剥離処理）。こうすることで薄膜形成面１１２に薄膜１２１のみが形成された基板Ｗを得ることができる。そして、この基板Ｗをフェースアップ状態で基板用ハンド２４の基板支持ブロック２４５で保持しながら反転ユニット８に搬送する。すなわち、基板用ハンド２４の上方側保持機構を用いて基板搬送を行っている。一方、剥離されたシートフィルムＦについては廃却する。
【００８５】
こうして反転ユニット８に戻された薄膜形成済の基板Ｗについては、インデクサ部ＩＤで基板搬送ロボット１２を用いて基板収容カセット１１に収容される。
【００８６】
ところで、上記のようにシートフィルムＦに薄膜１２１を塗布した後、該シートフィルムＦを転写ユニット５に搬送する間、薄膜１２１中の溶媒成分の蒸発が進行するが、その蒸発速度は搬送経路の環境パラメータ、例えば温度、湿度や圧力などに応じて変化する。すなわち、上記のように塗布処理（Ｓ１）−乾燥処理（Ｓ２）−転写処理（Ｓ３）の順序で処理を実行する場合には、薄膜１２１が形成されたシートフィルムＦは、塗布チャンバー３０−搬送チャンバー２０−乾燥チャンバー４０−搬送チャンバー２０−転写チャンバー５０という搬送経路で搬送される。また、上記のように塗布処理（Ｓ１）−転写処理（Ｓ３）の順序で処理を実行する場合には、薄膜１２１が形成されたシートフィルムＦは、塗布チャンバー３０−搬送チャンバー２０−転写チャンバー５０という搬送経路で搬送される。したがって、これらの搬送経路に沿ってシートフィルムＦが搬送される間、各チャンバーの温度、湿度および圧力などの環境パラメータに応じて薄膜１２１中の溶媒成分の蒸発速度が変化し、薄膜１２１の流動性や粘度などが変化する。
【００８７】
そこで、この実施形態では、搬送チャンバー２０、塗布チャンバー３０、乾燥チャンバー４０および転写チャンバー５０の各々について、温度制御部、湿度制御部および圧力制御部が該チャンバーの環境パラメータをそれぞれ制御して転写開始時点で薄膜１２１が転写処理に適した転写最適条件となるように調整している。したがって、シートフィルムＦ上の薄膜の状態を転写最適状態に調整した上で転写処理（ステップＳ４）を実行することができ、その結果、基板Ｗ上に良好な薄膜を形成することができる。以下において、比較的沸点の低い、例えば沸点が１５０゜Ｃ未満の薄膜用塗布液をシートフィルムＦに塗布して薄膜を形成した場合と、比較的沸点の高い、例えば沸点が１５０゜Ｃ以上の薄膜用塗布液をシートフィルムＦに塗布して薄膜を形成した場合とに分けて、環境パラメータの制御態様を例示して説明する。
【００８８】
図１９は図１の薄膜形成装置における環境パラメータの制御態様の一例を示す図である。同図に示す制御態様は低沸点の薄膜を基板Ｗに転写する場合のものである。ここでは、同図中の「処理内容」の欄に示す処理が「チャンバー」の欄に示すチャンバーで実行されるとともに、各処理内容で環境パラメータとして圧力、温度および湿度が調整される。
【００８９】
まず、転写処理においては、塗布チャンバー３０の圧力を常圧よりも高くすることで塗布された薄膜中の溶媒成分の蒸発速度を落としている。また、温度を常温よりも下げることで溶媒成分の蒸発速度を落としている。このため、塗布チャンバー３０にシートフィルムＦが位置している間に溶媒成分が過剰に蒸発してしまうのを防止している。
【００９０】
そして、塗布ユニット３から取り出したシートフィルムＦは搬送チャンバー２０を経由して転写ユニット５に搬送される。この搬送時においても、搬送チャンバー２０の圧力を常圧よりも高くし、温度を常温よりも下げることで溶媒成分の蒸発速度を落としている。このため、搬送チャンバー２０にシートフィルムＦが位置している間に溶媒成分が過剰に蒸発してしまうのを防止している。
【００９１】
転写ユニット５では、シートフィルムＦおよび基板Ｗが所定位置にセットされて基板Ｗへの薄膜１２１の転写が開始される直前まで、搬送チャンバー２０の圧力を常圧よりも高くし、温度を常温よりも下げることで溶媒成分の蒸発速度を落としている。このため、転写開始前に溶媒成分が過剰に蒸発してしまうのを防止している。
【００９２】
上記のように溶媒成分が過剰に蒸発するのを防止することで転写開始時点においても薄膜１２１が転写に適した粘性や流動性などを有した状態、つまり転写処理に適した転写最適状態となる。そして、この転写最適状態のまま基板Ｗへの薄膜１２１の転写を開始する（ステップＳ４）。この転写処理では、短時間で転写チャンバー５０を減圧するとともに、温度を上昇させて転写処理を実行する。これにより、基板Ｗに薄膜１２１が転写されて密着物Ｍが形成される。
【００９３】
こうして得られた密着物Ｍについては、転写ユニット５から取り出され、搬送チャンバー２０を介して剥離ユニット６の剥離チャンバー６０に搬送される。この搬送時においては、搬送チャンバー２０の圧力を常圧程度に設定するとともに、温度を常温に設定している。
【００９４】
そして、剥離ユニット６では、剥離チャンバー６０の温度は常温より下げており、この状態で剥離処理が実行される。これによって薄膜１２１を硬化させて剥離性の向上を図っている。なお、この実施形態では、剥離チャンバー６０については圧力制御を行っておらず、常圧となっている。
【００９５】
この剥離処理後に、薄膜１２１が転写された基板Ｗについては、剥離ユニット６から取り出され、搬送チャンバー２０を介して反転ユニット８に搬送されるが、その搬送時には搬送チャンバー２０の圧力および温度はそれぞれ常圧および常温に設定されている。
【００９６】
なお、上記制御態様では、可能な限り各チャンバーの湿度調整を行って各処理の適正化を図っている。
【００９７】
図２０は図１の薄膜形成装置における環境パラメータの制御態様の他の例を示す図である。同図に示す制御態様は高沸点の薄膜を基板Ｗに転写する場合のものである。この実施形態においても、同図中の「処理内容」の欄に示す処理が「チャンバー」の欄に示すチャンバーで実行されるとともに、各処理内容で環境パラメータとして圧力、温度および湿度が調整される。
【００９８】
まず、転写処理においては、塗布チャンバー３０の圧力を常圧よりも下げることで塗布された薄膜中の溶媒成分の蒸発速度を高めている。また、温度を常温よりも上げることで溶媒成分の蒸発速度を高めている。このため、塗布チャンバー３０にシートフィルムＦが位置している間に比較的蒸発しにくい溶媒成分を積極的に蒸発させて薄膜１２１の粘性および流動性を転写最適状態に近づけている。
【００９９】
そして、塗布ユニット３から取り出したシートフィルムＦは搬送チャンバー２０を経由して乾燥ユニット４に搬送される。この搬送時においても、搬送チャンバー２０の圧力を常圧よりも下げ、温度を常温よりも高くすることで溶媒成分の蒸発速度を高めて薄膜１２１の状態を転写最適状態に近づけている。
【０１００】
乾燥ユニット４では、搬送されてきたシートフィルムＦに対してプリベーク処理を施して薄膜１２１の乾燥を図っているが、ここでも乾燥チャンバー４０の圧力を常圧よりも下げ、温度を常温よりも高くすることで溶媒成分の蒸発速度を高めてプリベーク処理の効率化を図っている。
【０１０１】
また、乾燥ユニット４から取り出したシートフィルムＦは搬送チャンバー２０に戻された後、転写ユニット５に搬送される。この搬送時においても、搬送チャンバー２０の圧力を常圧よりも下げ、温度を常温よりも高くすることで溶媒成分の蒸発速度を高めて薄膜１２１の状態を転写最適状態に近づけている。
【０１０２】
転写ユニット５では、シートフィルムＦおよび基板Ｗが所定位置にセットされて基板Ｗへの薄膜１２１の転写が開始される直前まで、搬送チャンバー２０の圧力を常圧よりも下げ、温度を常温よりも高くすることで溶媒成分の蒸発速度を高めている。このため、転写開始前に溶媒成分を蒸発させて転写最適状態に近づけて転写開始時点において薄膜１２１が転写に適した粘性や流動性などを調整している。そして、この転写最適状態のまま基板Ｗへの薄膜１２１の転写を開始する（ステップＳ４）。この転写処理では、短時間で転写チャンバー５０を減圧するとともに、温度を上昇させて転写処理を実行する。これにより、基板Ｗに薄膜１２１が転写されて密着物Ｍが形成される。
【０１０３】
こうして得られた密着物Ｍについては、転写ユニット５から取り出され、搬送チャンバー２０を介して乾燥ユニット４の乾燥チャンバー４０に搬送される。この搬送時においては、転写前と同様に、搬送チャンバー２０の圧力を常圧よりも下げ、温度を常温よりも高くすることで溶媒成分の蒸発速度を高めている。
【０１０４】
この乾燥ユニット４では、搬送されてきた密着物Ｍに対してポストベーク処理を施して薄膜１２１の乾燥を図っているが、ここでも乾燥チャンバー４０の圧力を常圧よりも下げ、温度を常温よりも高くすることで溶媒成分の蒸発速度を高めてポストベーク処理の効率化を図っている。
【０１０５】
また、乾燥ユニット４から取り出した密着物Ｍについては、乾燥ユニット４から取り出され、搬送チャンバー２０を介して剥離ユニット６の剥離チャンバー６０に搬送される。この搬送時においても、搬送チャンバー２０の圧力を常圧よりも下げ、温度を常温よりも高くすることで溶媒成分の蒸発速度を高めて薄膜１２１の乾燥を進行させている。
【０１０６】
そして、剥離ユニット６では、剥離チャンバー６０の温度は常温より下げており、この状態で剥離処理が実行される。これによって薄膜１２１を硬化させて剥離性の向上を図っている。なお、この実施形態では、剥離チャンバー６０については圧力制御を行っておらず、常圧となっている。
【０１０７】
この剥離処理後に、薄膜１２１が転写された基板Ｗについては、剥離ユニット６から取り出され、搬送チャンバー２０を介して反転ユニット８に搬送されるが、その搬送時には搬送チャンバー２０の圧力および温度はそれぞれ常圧および常温に設定されている。
【０１０８】
なお、上記制御態様では、可能な限り各チャンバーの湿度調整を行って各処理の適正化を図っている。
【０１０９】
Ｊ．作用効果
以上のように、この実施形態によれば、シートフィルムＦに薄膜１２１が形成された後、この薄膜１２１を基板Ｗに転写する直前までの間、シートフィルムＦの搬送経路上に位置する塗布チャンバー３０、搬送チャンバー２０、乾燥チャンバー４０および転写チャンバー５０の環境パラメータ（圧力、温度および湿度）を制御している。このため、転写開始時点での薄膜１２１の状態（粘性や流動性など）を転写処理に適した転写最適条件に調整することができる。そして、シートフィルムＦ上の薄膜の状態を転写最適状態に調整した上で転写処理を実行している。したがって、薄膜１２１が転写処理にとって適した状態となり、基板Ｗ上に良好な薄膜１２１が形成される。
【０１１０】
また、薄膜１２１の種類によって溶剤の蒸発速度が異なるが、薄膜１２１の種類に応じて各チャンバーの環境パラメータを設定することで薄膜１２１の種類を問わず薄膜１２１を転写最適条件に調整することができる。つまり、この実施形態にかかる薄膜形成装置は、種々の薄膜に対応することができ、優れた汎用性を有している。例えば、図１９に示す制御態様は、蒸発速度が比較的高い薄膜に適したものである。一方、図２０に示す制御態様は、蒸発速度が比較的低い薄膜に適したものである。このように同一装置でありながら、異なる性質を有する薄膜に対応することができる。例えば、予め薄膜の種類ごとの制御態様をレシピとしてメインコントローラ９のメモリ（図示省略）に記憶させておき、薄膜に対応したレシピを複数のレシピから選択し、実行するようにしてもよい。なお、上記実施形態では、低沸点薄膜が蒸発速度が高く、高沸点薄膜が蒸発速度が低い場合について説明しているが、薄膜の種類と蒸発速度との関係は一義的ではなく、上記実施形態はあくまで代表的なものを示したに過ぎない。
【０１１１】
また、上記実施形態では、シートフィルムＦを各チャンバーの間を搬送しているので、シートフィルムＦの搬送経路は装置周囲から雰囲気分離され、しかも、その雰囲気分離状態で搬送経路の環境パラメータを制御しているので、シートフィルムＦ上の薄膜の状態を周囲の雰囲気の影響を受けることなく、転写最適条件に確実に調整することができる。さらに、各チャンバーにゲートバルブをそれぞれ設け、基板ＷやシートフィルムＦなどを搬送する際のみゲートバルブを開成し、それ以外の場合にはゲートバルブを閉成している。このため、環境パラメータを制御する空間を規制することができ、各チャンバーの環境パラメータを良好に制御することができる。
【０１１２】
Ｋ．その他
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、シートフィルムＦ上の薄膜１２１を基板Ｗに転写する際の転写性のみを考慮してシートフィルムＦ上の薄膜１２１の状態を転写最適条件に調整しているが、転写工程（ステップＳ４）の後に実行する剥離工程（ステップＳ６）についても考慮した上で転写最適条件を設定するようにしてもよい。すなわち、転写最適条件を、基板Ｗへの薄膜１２１の転写性と、シートフィルムＦからの薄膜１２１の剥離性とを両方満足するような条件に設定するようにしてもよい。このように転写最適条件を設定しておくと、最終的に基板Ｗに形成される薄膜を良好に形成することができる。
【０１１３】
また、上記実施形態では、環境パラメータとして温度、湿度および圧力を制御しているが、これらの一または複数の組合わを制御することで転写開始直前における薄膜状態を転写最適条件に調整するようにしてもよい。これらの環境パラメータのうち圧力が最も薄膜状態の制御性に優れ、次で温度が薄膜状態の制御性に優れている。また、水との反応性が高い材料によって形成された薄膜を転写する際は、湿度を除湿するように制御することにより、雰囲気中の水分による薄膜の反応を抑制することができて、良好な転写を実現できる。もちろん、温度、湿度および圧力以外に、薄膜の状態に対して影響を与える物理量を環境パラメータとして用いてもよいことはいうまでもない。
【０１１４】
また、上記実施形態では、本発明の「基材」としてシートフィルムＦを用いているが、他の基材、例えば不撓性の板状部材（例えば金属平板や石英板など）を用いてもよい。
【０１１５】
また、上記実施形態では、図１に示すようにセンターロボット２を中心として処理ユニット３〜８を放射状に配置しているが、センターロボット２および各処理ユニット３〜８の配置レイアウトはこれに限定されるものではなく、任意である。例えば、センターロボット２が所定の搬送経路に沿って移動自在に構成するとともに、その搬送経路に沿って、その搬送経路の両側あるいは片側に処理ユニット３〜８を配置するようにしてもよい。
【０１１６】
また、上記実施形態では、シートフィルムＦに対する処理を行うユニットとして、塗布処理を行う塗布ユニット３、乾燥処理を行う乾燥ユニット４、転写処理を行う転写ユニット５、および剥離処理を行う剥離ユニット６を設けているが、これらのユニット以外に別の処理ユニット、例えばシートフィルムＦに対して親水性の表面処理を施す親水性処理用ユニットをさらに組み込んだり、逆に一部のユニットを削除したりしてもよく、シートフィルムＦを取り扱うユニットを設けた薄膜形成装置全般に本発明を適用することができる。また、各処理ユニットの個数についても任意である。
【０１１７】
また、上記実施形態では、転写手段に相当する転写ユニット５と、剥離手段に相当する剥離ユニット６とを相互に異なる別ユニットで構成しているが、これらのユニット５，６の代わりに転写手段と剥離手段とを兼ね備えたユニットを設けた薄膜形成装置に対して本発明を適用するようにしてもよい。
【０１１８】
また、この発明は、凹凸パターンを有する基板の凹部に空隙を作らずに薄膜を圧着し、かつ、薄膜の表面を平坦にする処理に好適である。例えば、金属などの配線パターンを有する基板に層間絶縁膜としてＳＯＤ（Ｓｐｉｎ−ｏｎ−Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ）膜やＳＯＧ膜を形成する場合や、コンタクトホールなどの穴や溝形状を有する基板に導電性の薄膜を埋め込んだりする場合が挙げられる。
【０１１９】
また、この発明は、半導体ウエハや液晶パネル用ガラス基板以外に、フォトマスク用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、光ディスク用基板などの基板に薄膜を形成する場合のみならず、さらにはＩＣカードや太陽電池装置の製造などにも適用することができる。
【０１２０】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、基材に薄膜を形成してから該薄膜を基板に転写する前までの間、基材上の薄膜の状態に対して影響を与える環境パラメータを制御することで該薄膜状態を転写工程（基板への薄膜転写）に適した転写最適条件に調整しているので、基材上の薄膜の状態を転写最適状態に調整した上で転写処理を実行することができる。その結果、基板上に良好な薄膜を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる薄膜形成装置の一実施形態を示すレイアウト図である。
【図２】図１の薄膜形成装置において環境パラメータを制御するための電気的構成を示す図である。
【図３】センターロボットを示す図である。
【図４】図３のセンターロボットを構成する基板用ハンドの構成を示す図である。
【図５】図３のセンターロボットを構成するフィルム用ハンドの構成を示す図である。
【図６】図１の薄膜形成装置に設けられたフィルム供給ユニットの構成を示す図である。
【図７】図１の薄膜形成装置に設けられたフィルム収容カセットの分解組立斜視図である。
【図８】図６のフィルム供給ユニットに設けられた離形シート除去機構を示す斜視図である。
【図９】図６のフィルム供給ユニットの動作を示す図である。
【図１０】図６のフィルム供給ユニットの動作を示す図である。
【図１１】図１の薄膜形成装置に設けられる塗布ユニットの構成を示す図である。
【図１２】図１の薄膜形成装置に設けられる乾燥ユニットを示す図である。
【図１３】図１の薄膜形成装置に設けられた転写ユニットを示す概略断面図である。
【図１４】図１３のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１５】図１３の転写ユニットに設けられた傾斜補正機構を示す部分切欠斜視図である。
【図１６】図１の薄膜形成装置に設けられた剥離ユニットを示す図である。
【図１７】図１の薄膜形成装置に設けられた反転ユニットの構成を示す図である。
【図１８】図１の薄膜形成装置の全体動作を示す図である。
【図１９】図１の薄膜形成装置における環境パラメータの制御態様の一例を示す図である。
【図２０】図１の薄膜形成装置における環境パラメータの制御態様の他の例を示す図である。
【符号の説明】
２…センターロボット（搬送手段）
３…塗布ユニット（塗布手段）
４…乾燥ユニット（乾燥手段）
５…転写ユニット（転写手段）
６…剥離ユニット（剥離手段）
２０…搬送チャンバー（搬送空間）
３０…塗布チャンバー（塗布空間）
４０…乾燥チャンバー（乾燥空間）
５０…転写チャンバー（転写空間）
６０…剥離チャンバー（剥離空間）
１２１…薄膜
Ｆ…シートフィルム（基材）
Ｍ…密着物
Ｗ…基板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an apparatus and a method for forming a thin film on a substrate. Note that the substrate includes various substrates (hereinafter, simply referred to as “substrate”) such as a semiconductor wafer, a glass substrate for a photomask, a glass substrate for a liquid crystal display, a glass substrate for a plasma display, and a substrate for an optical disk.
[0002]
[Prior art]
In recent years, as the diameter of a wafer used for manufacturing an LSI and the area of a liquid crystal panel and the like increase, a thin film forming method suitable for a large area has been required. Also, in the field of multilayer wiring technology in LSI manufacturing technology, it is necessary to flatten the surface of an insulating film with high precision in order to realize multilayer wiring. The demand for technology is also increasing. In order to satisfy these requirements, a thin film forming technique for forming a thin film on a substrate by a pressurizing method has been proposed.
[0003]
As this thin film forming apparatus, for example, an apparatus configured as follows has been conventionally known (see Patent Document 1). In the apparatus described in Patent Document 1, in a thin film forming chamber (corresponding to the “transfer space” of the present invention) formed inside a processing container, a sample stage having a built-in heater is provided. A substrate such as a target semiconductor wafer or a glass substrate for a liquid crystal panel can be held. In the thin film forming chamber, a transfer plate is arranged below the sample stage so as to face the sample stage, and the thin film formed on the sheet film (corresponding to the “substrate” of the present invention) is placed on the sample stage. The sheet film is held while facing the substrate. The transfer plate is also provided with a heater similarly to the sample table, and can heat the sheet film held on the transfer plate. Then, by moving the sample stage holding the substrate and the transfer plate holding the sheet film close to each other, the substrate and the sheet film are pressed against each other to transfer the thin film on the sheet film to the substrate.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-189566 (pages 4 to 5, FIG. 3)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the thin film forming apparatus described in Patent Document 1, a thin film is formed on a sheet film in advance, and then the substrate and the sheet film are pressed together to transfer the thin film on the sheet film to the substrate. Here, when the state of the thin film formed on the sheet film was examined in detail, the following was found. That is, the rate at which the solvent component in the thin film evaporates changes according to environmental parameters around the thin film, such as temperature, humidity, and pressure, and the fluidity, viscosity, and the like of the thin film change. Therefore, in order to perform good transfer processing, it is very important that the thin film on the sheet film has appropriate viscosity and fluidity at the start of transfer and is in a state suitable for transfer processing. It is.
[0006]
However, in the conventional apparatus, sufficient consideration has not been given to the state of the thin film when the transfer process is started. That is, the sheet film on which the thin film is formed is conveyed into the thin film forming chamber and the transfer process is performed without paying special attention to environmental parameters around the thin film. For this reason, the transfer process may be executed even though the state of the thin film is not appropriate for the transfer process.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a thin film forming apparatus and a thin film forming method capable of forming a good thin film on a substrate.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the thin film forming method according to the present invention includes a coating step of forming a thin film by applying a coating liquid for a thin film to a substrate, and a transferring step of transferring the thin film on the substrate to the substrate. During the period from the coating step to immediately before the transfer step is performed, the environmental parameters affecting the state of the thin film on the base material around the thin film on the base material are controlled so that the thin film state is suitable for the transfer step. It is characterized in that it is adjusted to optimal transfer conditions.
[0009]
In the invention configured as described above, after the thin film is formed on the base material, the environmental parameters around the thin film on the base material are controlled until immediately before the thin film is transferred to the substrate. Since the environmental parameters are factors (for example, temperature, humidity, pressure, etc.) that affect the state of the thin film on the base material, the state of the thin film can be adjusted by controlling the environmental parameters. Therefore, in the present invention, the state of the thin film is adjusted to the optimum transfer condition suitable for the transfer step. As described above, since the transfer processing is performed after adjusting the state of the thin film on the base material to the optimum transfer state, the thin film is in a state suitable for the transfer processing, and a good thin film is formed on the substrate.
[0010]
Here, the state of the thin film on the base material is adjusted to the optimum transfer condition in consideration of only the case where the thin film on the base material is transferred to the substrate, but the peeling process performed after the transfer process is also considered. May be used to set the optimal transfer condition. That is, by performing the transfer step, a three-layer structure adherent (substrate-thin-film-substrate) in which the substrate and the substrate are in close contact with each other via the thin film is formed. Then, in the peeling step, the substrate is peeled from the adhered object. Therefore, in order to form a good thin film on the substrate, it is necessary to surely peel only the substrate while leaving the thin film on the substrate in this peeling step. Therefore, in order to perform the peeling of the base material from the adhered material well, in consideration of not only the transfer step but also the peelability of the base material in the peeling step in advance, the thin film on the base material at the start of the transfer is considered. It is desirable to control the state.
[0011]
Further, when the substrate on which the thin film is formed is transported from the application space where the coating process is performed to the transfer space where the transfer process is performed, the substrate may be transported via the transport space. In this way, the substrate is transported in the coating space, the transport space, and the transfer space. Therefore, while controlling the environmental parameters of the coating space, the transfer space, and the transfer space while separating the coating space, the transfer space, and the transfer space from the surroundings, the state of the thin film on the substrate is affected by the surrounding atmosphere. Therefore, it is possible to surely adjust to the optimum transfer condition.
[0012]
When a drying step is provided to actively dry the thin film on the base material after the coating process, the base material is transferred from the coating space for performing the coating process to the transfer space for performing the transfer process via the drying space. It may be transported. In this way, the substrate is transported in the coating space, the transport space, the drying space, and the transfer space. Therefore, by controlling the environmental parameters of the coating space, transfer space, drying space and transfer space while separating the coating space, transfer space, drying space and transfer space from the surroundings, Therefore, the transfer optimal conditions can be surely adjusted without being affected by the atmosphere.
[0013]
Further, in order to achieve the above object, the thin film forming apparatus according to the present invention has a coating space inside, and a coating means for forming a thin film by coating a base material with a coating liquid for thin film in the coating space. And a transfer space for transferring the thin film on the base material to the substrate in the transfer space, and a transfer space capable of communicating with the coating space and the transfer space. Transport means for transporting the base material from the coating space to the transfer space via the transport space, and controlling the environmental parameters that affect the state of the thin film on the base material in the coating space, the transport space, and the transfer space. Control means for adjusting the state of the thin film to optimum transfer conditions suitable for transferring the thin film to the substrate.
[0014]
In the invention configured as described above, the base material on which the thin film is formed in the application space is transported from the application space of the application unit to the transfer space of the transfer unit via the transport space. In addition, in the coating space, the transfer space, and the transfer space, environmental parameters that affect the state of the thin film on the substrate are controlled, whereby the thin film state is adjusted to optimal transfer conditions suitable for transferring the thin film to the substrate. You. Therefore, the thin film is transferred to the substrate in a state where the thin film is suitable for the transfer process, and a good thin film is formed on the substrate.
[0015]
Further, by performing the transfer of the thin film to the substrate, an adhered substance (substrate-thin-film-substrate) having a three-layer structure in which the substrate and the substrate are in close contact with each other via the thin film is formed. Therefore, a peeling means for peeling the substrate from the adhered material may be provided. Here, in order to form a good thin film on the substrate by the peeling means, it is necessary to surely peel only the substrate while leaving the thin film on the substrate. Therefore, in order to perform the peeling of the base material from the adhered material well, in consideration of not only the transfer treatment but also the peelability of the base material in the peeling treatment in advance, the thin film on the base material at the start of the transfer is considered. It is desirable to control the state.
[0016]
Further, a drying unit may be provided to positively dry the thin film on the substrate after the coating process. In this case, the conveying means conveys the base material on which the thin film is formed from the coating space to the transfer space via the drying space, and controls the environmental parameters in the coating space, the conveying space, the drying space and the transfer space. The state of the thin film can be adjusted to optimal transfer conditions. As a result, the state of the thin film on the base material can be reliably adjusted to the optimum transfer conditions without being affected by the surrounding atmosphere.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A. Equipment layout
FIG. 1 is a layout diagram showing one embodiment of a thin film forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a diagram showing an electrical configuration for controlling environmental parameters in the thin film forming apparatus of FIG. In this thin film forming apparatus, as shown in FIG. 1, an indexer section ID is provided on the upper side (left side in FIG. 1), while a sheet film is provided on the lower side (right side in FIG. 1) of the indexer section ID. A process section PP for forming a thin film is provided.
[0018]
In the indexer unit ID, four substrate storage cassettes 11 for storing substrates are arranged in a line in the X direction, and the substrate transfer robot 12 that has been used frequently is moved along the arrangement direction X, A substrate before thin film formation accommodated in one substrate accommodation cassette 11 is taken out and transported to the process unit PP, or a substrate on which a thin film has been formed is received from the process unit PP and accommodated in the substrate accommodation cassette 11. In addition, for convenience of the following description, each drawing shows an XYZ rectangular coordinate axis in which a direction orthogonal to the vertical direction Z and the arrangement direction X of the substrate storage cassettes 11 is referred to as a “Y direction”.
[0019]
In the process unit PP arranged on the (+ Y) side of the indexer unit ID, a transport container having a hexagonal shape in a plan view is disposed substantially at the center, and the inside of the transport container is the “transport space” of the present invention. A corresponding transfer chamber 20 is provided. The center robot 2 is provided in the transfer chamber 20. A coating unit 3, a drying unit 4, a transfer unit 5, a peeling unit 6, a film supply unit 7, and a reversing unit 8 are provided around the transfer chamber 20, and are transferred via gate valves G3 to G8. Each is connected to the chamber 20. Therefore, when the gate control unit 91 operates to close the gate valves G3 to G8 in response to a control command from the main controller 9 that controls the entire apparatus, the transfer chamber 20 becomes airtight, and the command from the main controller 9 is received. By operating the temperature control unit 921, the humidity control unit 922, and the pressure control unit 923 accordingly, the temperature, humidity, and pressure of the transfer chamber 20 can be adjusted with high accuracy.
[0020]
On the other hand, when the gate control unit 91 operates to open the gate valve, the unit corresponding to the opened gate valve and the transfer chamber 20 are communicated with each other. In this communication state, the center robot 2 can access the substrate hand and the film hand to the unit. That is, when the gate valves G5, G6, and G8 are opened, the center robot 2 expands and contracts the substrate hand, and can transport the substrate to a unit corresponding to the opened gate valve. Also, when the gate valves G3, G4, G5, G7 are opened, the center robot 2 can extend and retract the film hand and convey the sheet film to the unit corresponding to the opened gate valve. . Each gate valve is opened only when a substrate or a sheet film is transported, and is normally closed.
[0021]
B. Center robot (transportation means) 2
3A and 3B are views showing the center robot, FIG. 3A is a plan view seen from above, and FIG. 3B is a side view. The center robot 2 is a multi-joint robot corresponding to a transfer unit according to the present invention, and includes a robot main body 21 and two multi-joint arms 22 and 23 attached to the top of the robot main body 21. The robot body 21 rotates around the rotation axis AX1 while being fixedly arranged at the center of the process section PP, and is further expandable and contractible in the Z direction.
[0022]
A board hand 24 functioning as a board holding unit for holding the board W is attached to a tip end of the multi-joint arm 22, and the telescopic drive of the multi-joint arm 22 is performed according to an operation command from the main controller 9. By controlling the rotation of the robot body 21 about the rotation axis AX1 and the driving in the Z direction, the substrate W is unloaded from each of the units 5, 6, and 8, and conversely, the substrate W held by the substrate hand 24 is Carry in units 5, 6, and 8.
[0023]
4A and 4B are diagrams showing a configuration of the board hand, wherein FIG. 4A is a plan view of the board hand as viewed from above, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. FIG. As shown in the drawing, the substrate hand 24 includes a hand main body 243 in which two upper and lower plates 241 and 242 are overlapped. A wing portion 244 extending in a direction substantially perpendicular to the longitudinal direction of the hand main body 243 is formed at a tip end portion and a central portion of the hand main body 243. Then, a substrate supporting block 245 is fixed to the upper surface of each wing portion 244, and the outer surface of the substrate W is latched as shown by a two-dot chain line in FIG. Can be held mechanically.
[0024]
Further, three suction holes 246 to 248 are provided in the center of the lower plate 242, and a groove 249 is formed on the lower surface side of the upper plate 241. The groove 249 is formed by integrating the upper and lower plates 241 and 242. The three suction holes 246 to 248 communicate with each other. The groove 249 is connected to a vacuum suction mechanism such as a vacuum pump (not shown), and a negative pressure is applied to the groove 249 by operating the vacuum suction mechanism. As shown, the lower surface of the hand main body 243 can hold the substrate W by suction.
[0025]
As described above, in this embodiment, the center robot 2 can transport the substrate W while holding the substrate W in two holding modes, that is, a mode in which the substrate W is mechanically held in the upper side and a mode in which the substrate W is suction-held in the lower side. In addition, the holding mode can be switched according to the state of the substrate W, and the substrate can be efficiently transported in accordance with the state of the substrate W. It is also possible to transfer two substrates W at the same time.
[0026]
At the tip of the other articulated arm 23, a film hand 25 for holding the peripheral edge of the sheet film F by suction is attached. By controlling the rotation of the robot body 21 about the rotation axis AX1 and the driving in the Z direction, the sheet film F is carried out from each of the units 3 to 5 and 7, or the sheet film F held by the film hand 25 is conversely held. Carry in each unit 3-5.
[0027]
5A and 5B are diagrams showing the configuration of the film hand, and FIG. 5A is a bottom view of the film hand viewed from below, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. It is. In this film hand 25, a ring member 252 having an outer diameter substantially equal to that of the sheet film F is attached to the front end of the lower surface of the hand main body 251. The plate member 253 is attached, and the hand main body 251 and the ring member 252 form an internal space 254. In addition, in order to reinforce each central part of the hand main body 251 and the plate member 253, six support members 255 are provided in the internal space 254.
[0028]
In addition, 18 through holes 253a are formed in the periphery of the plate member 253, and the plate member 253 has the same outer diameter as the sheet film F via the packing sheet 256 formed of rubber, resin, or the like. Ring plate 257 is attached. Here, a through hole 256a is formed in the packing sheet 256 so as to correspond to the through hole 253a of the plate member 253, and the packing sheet 256 is arranged so as to correspond to the through hole 253a on a one-to-one basis. Six suction holes 257a are formed across the three through holes 253a, and one suction hole 257a is arranged for each of the three through holes 253a. Thus, the lower surface side of the ring plate 257 and the internal space 254 are mutually connected via the suction hole 257a and the through holes 256a and 253a.
[0029]
On the other hand, a communication hole 251a is provided on the upper surface of the hand main body 251 as shown in FIG. 4B, and is connected to an exhaust blower (not shown) via an exhaust pipe 258. Therefore, a negative pressure is applied to the internal space 254 by operating the exhaust blower, and the entire lower surface of the ring plate 257 contacts the peripheral edge of the surface of the sheet film F as shown in FIG. The periphery can be held by suction.
[0030]
C. Film supply unit 7 and film storage cassette 71
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a film supply unit provided in the thin film forming apparatus of FIG. In the film supply unit 7, a film accommodating cassette 71 accommodating the sheet film F is detachably attached to a cassette mounting table 72. The cassette mounting table 72 is moved up and down in the vertical direction Z by an elevating mechanism (not shown), so that the film accommodating cassette 71 mounted on the cassette mounting table 72 can be positioned in the vertical direction Z. In this embodiment, as shown in the figure, three cassette mounting tables 72 are provided, and a maximum of three film accommodating cassettes 71 can be mounted at the same time. The number is not limited to “3” and is arbitrary.
[0031]
FIG. 7 is an exploded perspective view of a film accommodating cassette provided in the thin film forming apparatus of FIG. Each film accommodating cassette 71 is capable of accommodating a plurality of sheet films F in the cassette main body 711 with the release sheet SH interposed between the sheet films F. Further, three positioning pins 712 are provided upright on the cassette main body 711, and engage with the peripheral portions of the sheet film F and the release sheet SH housed in the cassette main body 711 to engage the sheet film F and the release sheet SH. The shaped sheet SH is positioned with respect to the cassette body 711. As a result, the sheet film F and the release sheet SH are always accommodated in the cassette body 711 in a state of being aligned, so that the removal processing of the sheet film F and the removal processing of the release sheet SH can be performed as described later. Can be done.
[0032]
A protective cover 713 is provided on the cassette body 711 so as to be freely opened and closed. More specifically, the protrusions 714 are attached to four positions on the lower peripheral edge of the protective cover 713, and the cassette main body 711 is provided with insertion holes 715 corresponding to the protrusions 714. Then, the protective cover 713 is attached to the cassette main body 711 while each of the protrusions 714 is inserted into the corresponding insertion hole 715, so that the protective cover 713 is closed, and the sheet film F and the sheet film F accommodated in the cassette main body 711 are closed. The release sheet SH is covered and protected from above. Thereby, the contamination of the sheet film F can be reliably prevented. On the other hand, when the protection cover 713 is moved upward from the cassette body 711, the protection cover 713 is opened, so that the sheet film F and the release sheet SH stored in the cassette body 711 can be carried out from above. Become.
[0033]
In order to open and close the protective cover 713 in this manner, in the film supply unit 7 according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, a cover opening / closing drive mechanism 73 is disposed above the cassette mounting table 72. . The cover opening / closing drive mechanism 73 includes a rotation arm 731 rotatable around a rotation axis AX2, and a grip 732 attached to the tip of the rotation arm 731. The moving arm 731 rotates in the direction of the dashed-dotted arrow P1. Then, the cover opening / closing drive mechanism 73 holds the handle portion 716 provided on the protective cover 713 of the film accommodating cassette 71 positioned at the predetermined cover opening / closing position (FIG. 9A) by the holding portion 732, and then rotates. By rotating the arm 731 in the (-P1) direction, the arm 731 is configured to move to the retracted position in FIG. When the protection cover 713 is closed, the reverse operation is performed.
[0034]
A release sheet removing mechanism 74 for removing the release sheet SH is provided below the cover opening / closing drive mechanism 73. In the release sheet removing mechanism 74, as shown in FIGS. 6 and 8, two rotating arms 741 and 742 are disposed at intervals larger than the outer diameters of the sheet film F and the release sheet SH. ing. A connecting beam 743 extending in the horizontal direction is stretched over the tops of the rotating arms 741 and 742. At the center of the connecting beam 743, a suction plate 744 for sucking the release sheet SH is attached, and as shown in FIGS. 6 and 8, the lower surface of the suction plate 744 is in contact with the suction surface 744a at the suction position. Has become. Then, as shown in FIG. 9B, when the cassette mounting table 72 is lifted with the suction surface 744a facing the (-Z) direction, the film storage cassette 71 mounted on the cassette mounting table 72 is raised. The release sheet SH located at the uppermost portion of the inside abuts against the suction surface 744a and is suction-held by the suction plate 744 as shown in FIG. The space between the film storage cassettes 71 placed on the cassette mounting table 72 in the up-down direction is sufficient to allow the protection cover 713 to pass when the cover opening / closing drive mechanism 73 attaches / detaches the protection cover 713. The interval.
[0035]
As shown in FIG. 8, shaft members 745 and 746 extending in the (+ Y) direction and the (−Y) direction are attached to the rotating arms 741 and 742, respectively. It is rotatable. Then, the rotating arms 741 and 742 can be rotated in the direction of the dashed-dotted arrow P2 by a driving unit (not shown). For this reason, after the release sheet SH is suction-held by the suction plate 744 as described above, when the rotation arms 741 and 742 are turned in the arrow direction (+ P2) shown in FIG. Is positioned at the removal position. Then, when the suction by the suction plate 744 is released, the release sheet SH falls from the suction plate 744 downward.
[0036]
Further, in this embodiment, a release sheet collecting box 76 for collecting the release sheet SH is provided on the bottom of the film supply unit 7, and the release sheet SH falling as described above is released. Guide members 77 and 78 for guiding the sheet collection box 76 are further provided. By providing the release sheet collection box 76 and the guide members 77 and 78 in this manner, the release sheet SH can be reliably collected in the release sheet collection box 76. Therefore, scattering of the release sheet SH around the film supply unit 7 can be effectively prevented.
[0037]
On the other hand, by removing the release sheet SH from the film accommodating cassette 71, the sheet film F is exposed at the uppermost portion, and can be carried out from the cassette 71. Then, the film hand 25 moves to the film supply unit 7 at an appropriate timing, and sucks and holds the uppermost sheet film F (FIG. 9B). Then, it is transported to the next processing unit, that is, the coating unit 3.
[0038]
In this embodiment, as shown in FIG. 6, an ionizer 79 is provided in the vicinity of the release sheet removing mechanism 74, and when the sheet film F is carried out from the film storage cassette 71 or the release sheet SH is removed. This effectively prevents separation electrification from occurring.
[0039]
D. Coating unit (coating means) 3
FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a coating unit provided in the thin film forming apparatus of FIG. The coating unit 3 has a processing container (not shown), and the inside of the processing container is a coating chamber 30 (FIGS. 1 and 2) corresponding to the “coating space” of the present invention. In the coating chamber 30, a disk-shaped stage 31, a rotating shaft 32 of a motor (not shown) for rotating the stage 31, and a thin-film coating solution such as SOG (Spin-on-Glass) solution are placed. An SOG liquid discharge nozzle 33 for coating, a cleaning liquid discharge nozzle 34 for discharging a cleaning liquid to a peripheral portion of the sheet film F to perform edge rinsing, and a coating liquid, a cleaning liquid, and the like scatter around the coating unit 3. And a scatter prevention cup 35 for preventing the occurrence of the spill.
[0040]
As shown in FIG. 2, a temperature control unit 931, a humidity control unit 932, and a pressure control unit 933 are connected to the application chamber 30. The temperature, humidity, and pressure of the application chamber 30 can be adjusted with high precision by operating the temperature control unit 931, the humidity control unit 932, and the pressure control unit 933 in response to a command from the main controller 9.
[0041]
Returning to FIG. 11, the description will be continued. A plurality of suction holes (not shown) are provided on the entire upper surface of the stage 31 and connected to a vacuum pump (not shown). Then, as described above, the sheet film F is transported from the film supply unit 7 to the coating unit 3 by the film hand 25, and is placed on the stage 31. Thereafter, the vacuum pump is operated to move the sheet film F to the stage 31. Is firmly vacuum-adsorbed. It should be noted that the scattering prevention cup 35 surrounds the stage 31 configured as described above.
[0042]
In the coating unit 3 configured as described above, when the sheet film F is set on the stage 31 and preparation for the coating process is completed, a motor (not shown) provided in the coating unit 3 is operated, and as shown in FIG. Then, the rotation shaft 32 starts rotating, and with this rotation, the stage 31 and further the sheet film F are rotated around the rotation axis AX4. Simultaneously with or slightly after this rotation, the SOG liquid is supplied from the SOG liquid discharge nozzle 33 toward the center point of the sheet film F. Then, the SOG liquid is applied in a thin film form from the center of the sheet film F to the entire surface by the centrifugal force caused by the rotation of the sheet film F. At this time, the SOG liquid scattered to the outside of the sheet film F is discharged to the outside of the coating unit 3 through the scatter prevention cup 35 and a discharge pipe (not shown).
[0043]
Then, after supplying the SOG liquid to the entire surface of the sheet film F, edge rinsing is performed. That is, the cleaning liquid is discharged from the cleaning liquid discharge nozzle 34 toward the peripheral portion of the sheet film F. Also in this case, since the rotation of the sheet film F is continued, the application liquid that has adhered to the peripheral portion of the sheet film F is removed by this rotation.
[0044]
When the coating process on the sheet film F is completed in this manner, the film hand 25 enters the coating unit 3 and holds the sheet film F by suction, while the vacuum pump is stopped and the vacuum suction by the stage 31 is released. Then, the sheet film F on which the SOG film (thin film) is formed is carried out of the coating unit 3 by the film hand 25 and is conveyed to the next processing unit, that is, the drying unit 4.
[0045]
In the coating unit 3 in this embodiment, the SOG liquid is used as the coating liquid, but a thin film to be formed on the substrate W is formed as exemplified by a photoresist liquid used for photolithography of a semiconductor. It is not particularly limited as long as it is a coating liquid for a thin film. In this embodiment, after the coating process, the sheet film F is transported to the drying unit 4 described below and subjected to the drying process. However, the sheet film F may be directly transported to the transfer unit 5 without performing the drying process. .
[0046]
E. FIG. Drying unit (drying means) 4
FIG. 12 is a diagram showing a drying unit provided in the thin film forming apparatus of FIG. The drying unit 4 has a processing container 41, and the inside of the processing container 41 is a drying chamber 40 corresponding to the "drying space" of the present invention. Further, a hot plate (stage) 42 is provided at the inner bottom of the drying chamber 40. Note that reference numeral 121 in the figure denotes an SOG film (thin film) formed on the surface of the sheet film F by the coating unit 3.
[0047]
As shown in FIG. 2, a temperature controller 941, a humidity controller 942, and a pressure controller 943 are connected to the drying chamber 40. By operating the temperature control unit 941, the humidity control unit 942, and the pressure control unit 943 in response to a command from the main controller 9, the temperature, humidity, and pressure of the drying chamber 40 can be adjusted with high accuracy.
[0048]
Further, two nitrogen gas inlets 412, 413 are provided at the bottom of the processing container 41, and a nitrogen gas (N2 gas) is supplied from a nitrogen gas supply source (not shown) through the inlets 412, 413. And supplied into the drying chamber 40. An exhaust port 414 is provided in the ceiling of the processing container 41 so that gas components in the drying chamber 40 can be exhausted from the drying chamber 40. For this reason, the drying chamber 40 is filled with a nitrogen gas atmosphere, and the drying process is performed in this atmosphere. Note that another inert gas may be used instead of the nitrogen gas.
[0049]
The hot plate 42 has a built-in heater 421, and the heater 421 is configured to generate heat by an electric signal given from the main controller 9. Similarly to the stage 31 of the coating unit 3, the hot plate 42 is provided with a plurality of suction holes (not shown) on the entire upper surface of the hot plate 42 and connected to a vacuum pump (not shown). I have. Then, as described above, after the sheet film F is conveyed to the drying unit 4 by the film hand 25 and placed on the hot plate 42, the sheet film F is firmly held on the hot plate 42 by operating the vacuum pump. Vacuum adsorbed. Further, the drying process is started in a state in which the hot plate 42 is thus vacuum-adsorbed.
[0050]
Then, when the sheet film F is heated for a predetermined time and the drying process is completed, the film hand 25 enters the drying unit 4 to suck and hold the sheet film F, while the vacuum pump is stopped and the vacuum by the hot plate 42 is stopped. Suction is released. Then, the sheet film F that has been subjected to the drying process by the film hand 25 is carried out of the drying unit 4 and transported to the next processing unit, that is, the transfer unit 5.
[0051]
In the above description, the sheet film F on which the thin film 121 is formed is to be processed, but an adherent (a three-layer structure of the substrate W, the thin film 121 and the sheet film F) to be described later is also to be processed. That is, the thin film 121 is dried by placing the adhered object on the hot plate 42.
[0052]
F. Transfer unit 5
FIG. 13 is a schematic sectional view showing a transfer unit provided in the thin film forming apparatus of FIG. In FIG. 1, the transfer unit 5 has a processing container 51 for executing a transfer process of an SOG film (thin film), and the inside of the processing container 51 corresponds to a “transfer space” of the present invention. A chamber 50 is provided. A temperature controller 951, a humidity controller 952, and a pressure controller 953 are connected to a side surface of the processing container 51. The temperature, humidity, and pressure of the transfer chamber 50 can be adjusted with high accuracy by operating the temperature control unit 951, the humidity control unit 952, and the pressure control unit 953 in response to a command from the main controller 9.
[0053]
Further, in the transfer chamber 50, the first and second plates 54 and 55 and the inclination of the first plate 54 with respect to the second plate 55 are automatically corrected and formed on the substrate W and the sheet film F, which are thin film forming targets. A mechanism (hereinafter, referred to as a tilt correction mechanism) 58 is provided so that the SOG film is pressed with the same pressure over the entire surface.
[0054]
The first plate 54 is hung above the second plate 55 via an inclination correction mechanism 58 so that the axis thereof coincides with the second plate 55, and the substrate W is mounted on the surface (lower surface) facing the second plate 55. This constitutes a substrate plate. For this reason, a quartz plate (not shown) polished to secure flatness is provided on the lower surface of the first plate 54, and the substrate W is fixed to the quartz plate. The reason for using the quartz plate in this way is that quartz does not contain a substance that contaminates the substrate W, and the workability is good, and the required flatness is easily obtained. It is because it is excellent. Further, the first plate 54 includes a heater 541 as a heating unit inside. The heater 541 is electrically connected to the heater controller 542, is controlled by the heater controller 542 operating based on the substrate temperature information from the main controller 9, and is controlled to be heated between 25 ° C. and 300 ° C. .
[0055]
The other plate, that is, the second plate 55 is disposed below the first plate 54 and forms a film plate by mounting the sheet film F on the upper surface. The second plate 55 includes a quartz stage on which the sheet film F is placed, and a heating table for heating the sheet film F, and has a heater 551 as a heating means inside the heating table. Is built-in. The heater 551 is electrically connected to the heater controller 552, is controlled by the heater controller 552 operating based on the substrate temperature information from the main controller 9, and is controlled to be heated between 25 ° C and 300 ° C. . Further, a shaft 553 is integrally provided at the center of the lower surface of the heating table. The shaft 553 is vertically supported by a bearing 591 so as to be vertically movable, and is configured to be vertically moved in the movement direction Z by a weight motor 592 as a weight mechanism.
[0056]
Next, the configuration of the tilt correction mechanism 58 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 14 is a sectional view taken along line CC of FIG. FIG. 15 is a partially cutaway perspective view showing the tilt correction mechanism. In this embodiment, the tilt correction mechanism 58 is provided so as to surround the outer periphery of the first plate 54, and extends through a first shaft member 581 extending in a first direction X substantially orthogonal to the movement direction Z. A ring-shaped first support member 582 that is connected to the plate 54 and rotatably supports the first plate 54 about the first rotation axis AX5; and is disposed on the outer periphery of the first support member 582 and moves in the moving direction. The first support 582 is connected to the first support 582 via a second shaft member 583 extending in a second direction Y substantially orthogonal to the Z and the first direction X, and the first support 582 is centered on the second rotation axis AX6. And a second support 584 that is rotatably supported. In this embodiment, as shown in FIG. 15, the first and second rotation axes AX5 and AX6 exist on the surface of the substrate W mounted on the first plate 54, that is, within the surface of the thin film forming surface 112. Thus, the shaft members 581 and 583 are provided.
[0057]
In the tilt correction mechanism 58 configured as described above, the first plate 54 is rotatably supported around the first rotation axis AX5 by the first support 582, and the second rotation is performed by the second support 584. The first plate 54 is rotatably supported around the axis AX6, and the first plate 54 can be inclined with respect to the movement direction Z by so-called axis rotation.
[0058]
As shown in FIG. 15, the second support 584 of the tilt correction mechanism 58 includes two column portions 584a and 584b extending in the direction Z so as to sandwich the first support 582 in the Y direction. 584a, 584b and a beam portion 584c connecting the upper portions. A column 584 d extends upward from the center of the beam 584 c and is suspended in the transfer chamber 50. More specifically, the column portion 584d is pivotally supported by a bearing 593 so as to be vertically movable, and has a flange 594 integrally formed at the upper end thereof to prevent the column from falling downward. Reference numeral 595 in FIG. 13 is a weight sensor provided corresponding to the flange 594, detects the weight applied between the substrate W and the sheet film F, and gives the weight value to the main controller 9. .
[0059]
Next, a transfer processing procedure using the above-described transfer unit 5 will be described. In the present embodiment, from the reversing unit 8 described later, the substrate W is placed on the substrate hand 24 with the thin film forming surface 112 (the surface on which the electrode wiring and the like are formed and the thin film is to be formed) facing downward. The substrate W is transported to the transfer unit 5 while being mechanically held by the substrate support block 245, and the substrate W is mounted on the lower surface of the first plate 54 with the thin film forming surface 112 facing downward. On the second plate 55, a sheet film F having a thin film 121 such as an SOG film (see FIG. 12) formed on the surface thereof in advance by the coating unit 3 is mounted with the thin film 121 facing upward. Then, the main controller 9 transfers the thin film on the thin film sheet F to the substrate W by controlling each part of the apparatus as follows.
[0060]
First, the heater controller 542 energizes the heater 541 to heat the first plate 54 to heat the substrate W to a desired temperature, and the heater controller 552 energizes the heater 551 to heat the second plate 55. To heat the sheet film F to a desired temperature.
[0061]
Further, the pressure in the transfer chamber 50 is evacuated to a desired degree of vacuum by the pressure controller 953. Then, after the inside of the transfer chamber 50 reaches a desired degree of vacuum, a drive signal is sent from the main controller 9 to the weighting motor 592 to start the weighting operation. As a result, the second plate 55 rises in the movement direction Z and presses the sheet film F against the substrate W. At this time, the first plate 54 and the inclination correction mechanism 58 are pushed up integrally by the second plate 55.
[0062]
When the first plate 54 is inclined with respect to the second plate 55 at the time of lifting, when the second plate 55 hits the first plate 54, the inclination of the first plate 54 is automatically adjusted by the inclination correction mechanism 58. Is corrected. That is, since the first plate 54 is held by the tilt correction mechanism 58 so as to be tiltable with respect to the movement direction Z, if the first plate 54 is tilted at a small angle to the left in FIG. The side contacts the first plate 54 and pushes up the first plate 54. For this reason, the first plate 54 rotates clockwise about the first rotation axis AX5 existing in the surface of the substrate W, and the contact area between the substrate W and the sheet film F gradually increases to the right. It spreads. When the inclination of the first plate 54 is completely corrected and becomes parallel to the second plate 55, the substrate W and the sheet film F are pressed with the same pressure over the entire surface.
[0063]
Then, the weighting is continued by the weighting motor 592, and when a desired weight is detected by the weighting sensor 595, the main controller 9 controls the weighting motor 592 so that the weighting is continued for a certain time. During that time, the substrate W and the sheet film F are heated to a predetermined temperature.
[0064]
When the above-described series of weighting operations is completed, the main controller 9 sends a signal to the weighting motor 592 so that the weighting state becomes zero. At this time, control is performed so that the evacuation is also stopped.
[0065]
When the transfer of the thin film 121 to the substrate W is completed in the transfer unit 5 as described above, the substrate W is integrated with the sheet film F with the SOG film (thin film) interposed therebetween, and enters the transfer unit 5. The substrate W is sucked and held in an integrated state by the suction holes 246 to 248 of the board hand 24. That is, the substrate W and the sheet film F are adhered to each other by using the lower holding mechanism of the substrate hand 24 (the substrate W and the sheet film F are mutually adhered to each other via the thin film 121). Is held by suction. Then, the substrate hand 24 conveys the adherent from the transfer chamber 50 to the peeling unit 6 in the suction holding state. In addition, when performing post-baking treatment on the adhered object before performing the peeling treatment by the peeling unit 6, the adhered material is transported to the peeling unit 6 via the drying unit 4.
[0066]
G. FIG. Peeling unit 6
FIG. 16 is a diagram showing a peeling unit provided in the thin film forming apparatus of FIG. The peeling unit 6 has a processing container 61. The inside of the processing container 61 is the peeling chamber 60 functioning as the “peeling space” of the present invention, and the temperature control unit 961, the humidity control unit 962, and the pressure control unit 963 are connected. By operating the temperature control unit 961 and the humidity control unit 962 in response to a command from the main controller 9, the temperature and humidity of the peeling chamber 60 can be adjusted with high accuracy.
[0067]
Below the peeling chamber 60, a suction plate 62 for vacuum-sucking the sheet film F of the adhered matter M formed by the transfer unit 5 is arranged. Further, in the peeling chamber 60, a substrate suction unit 63 is provided above the suction plate 62, and is capable of sucking the substrate W of the adherent M placed on the suction plate 62. Further, the substrate suction portion 63 is rotatable about an axis AX7 along the vertical direction (Z direction) and the X direction. Note that reference numeral 111 in the figure denotes an electrode wiring formed on the thin film forming surface 112 of the substrate W.
[0068]
A rotation mechanism 64 using a rotary air cylinder or the like is connected to the substrate suction unit 63 to rotate the substrate suction unit 63 around the axis AX7. Further, a lifting mechanism 65 is provided in the substrate suction section 63.
[0069]
The elevating mechanism 65 has a pin 67 that moves forward and backward with respect to a contact surface of the substrate suction unit 63 with the substrate W by a driving member 66 such as an air cylinder. Then, when the substrate suction unit 63 rotates so that the substrate W faces upward, the pins W are lifted, and the substrate W can be raised above the substrate suction unit 63.
[0070]
An unillustrated static eliminator is provided in the stripping chamber 60 of the processing container 61, and an ozone (O 3) atmosphere can be formed in the stripping chamber 60.
[0071]
Next, the operation of the peeling unit 6 configured as described above will be described. The substrate W on which the sheet film F is bonded via the thin film 121 by the transfer unit 5, that is, the adhered object M is carried into the peeling chamber 60 of the peeling unit 6 while being suction-held by the substrate hand 24 of the center robot 2. At this time, the substrate suction part 63 has been retracted upward. Then, the substrate hand 24 places the adhered object M on the suction plate 62 so that the sheet film F comes into contact with the suction plate 62, and then retreats outside the processing container 61.
[0072]
Then, while the suction plate 62 sucks the sheet film F, the substrate suction portion 63 that has been retracted upward moves down to suck the back surface (non-thin film forming surface) of the substrate W. Further, the processing container 61 is sealed, and the neutralizer is operated to bring the inside of the peeling chamber 60 into an ozone atmosphere. By adsorbing the sheet film F in this manner, the solvent in the thin film 121 is discharged through the sheet film F and the thin film 121 is dried. Due to this drying process, drying of the thin film 121 is facilitated at the interface between the sheet film F and the thin film 121, and the film is easily peeled, as compared with the interface between the substrate W and the thin film 121. Then, after a predetermined time, when the substrate suction portion 63 rises, the interface between the sheet film F and the thin film 121 is separated, and the SOG film is transferred from the sheet film F to the substrate W.
[0073]
Next, the raised substrate suction portion 63 is rotated around the axis AX7 by the rotation mechanism 64, and stops in a state in which the thin film forming surface 112 of the substrate W faces upward and is in a horizontal posture, that is, in a face-up state. . Thereafter, the substrate suction unit 63 releases the suction of the substrate W, and the elevating mechanism 65 raises the substrate W. That is, by raising the pins 67 by the driving member 66, the substrate W is raised from the contact surface with the substrate suction portion 63.
[0074]
Then, the raised substrate W is transported to the reversing unit 8 described below by the substrate hand 24, and further stored in the substrate storage cassette 11 by the substrate transport robot 12 of the indexer unit ID.
[0075]
H. Reversing unit 8
17A and 17B are diagrams showing the configuration of the reversing unit provided in the thin film forming apparatus of FIG. 1, wherein FIG. 17A is a plan view of the reversing unit as viewed from above, and FIG. It is a DD sectional view taken on the line of (a). The reversing unit 8 has a pair of substrate chucks 81 for transferring the substrate W to and from the substrate hand 24 of the center robot 2. The pair of substrate chucks 81 and 81 are spaced apart from each other. Each substrate chuck 81 is attached to the tip of a rod 83 of a rotary cylinder 82, moves in the X direction as the rod 83 moves in the X direction, and rotates 180 ° around the rod 83 as the rod 83 rotates. Rotate.
[0076]
For this reason, when an unprocessed substrate W is transported by the substrate transport robot 12 of the indexer ID between the pair of substrate chucks 81 that are separated from each other, both rods 83 extend and are shown in FIG. After the substrate chuck pair 81, 81 sandwiches the substrate W as described above, the substrate transport robot 12 retreats. Then, both rods 83 rotate by 180 °. As a result, the substrate W transported in a face-up state, that is, a state in which the electrode wirings 111 formed on the thin film forming surface 112 are directed upward, is turned over to a face-down state.
[0077]
On the other hand, when the substrate W on which the thin film is formed is transported to the reversing unit 8 by the center robot 2 while being mechanically held by the substrate hand 24 in the face-up state from the peeling unit 6 as described above, The substrate 83 is extended, and the substrate chuck pair 81, 81 only sandwiches the substrate W as shown in FIG.
[0078]
I. motion
Next, the overall operation of the thin film forming apparatus configured as described above will be described, and then the control operation of environmental parameters of each chamber will be described.
[0079]
FIG. 18 is a diagram showing the overall operation of the thin film forming apparatus configured as described above, in which solid arrows indicate the order of transporting the substrate W, and dashed arrows indicate the order of transporting the sheet film F. The two-dot chain line arrow indicates the conveyance of the adherent M. In this thin film forming apparatus, the substrate W having the electrode wiring 111 formed on its surface is accommodated in the substrate accommodating cassette 11, while the sheet film F is accommodated in the film accommodating cassette 71. Then, the sheet film F located on the uppermost portion of the film storage cassette 71 is transported to the coating unit 3 by the film hand 25, and the thin film 121 is coated on the surface of the sheet film F (step S1: coating processing). Here, when the release sheet SH is located at the top of the film storage cassette 71, the release of the top is performed by the operation procedure described in the section "C. Film supply unit 7 and film storage cassette 71". After the sheet SH is removed and the sheet film F is positioned at the uppermost position, the conveyance of the sheet film F to the coating unit 3 and the coating process by the coating unit 3 are executed.
[0080]
In parallel with the unloading and coating of the sheet film F, the substrate W stored in the substrate storage cassette 11 is taken out in the indexer section ID by the substrate transfer robot 12 in a face-up state and transferred to the reversing unit 8. I do. Then, the substrate W is reversed by the reversing unit 8 to be in a face-down state (Step S2: reversal processing). Then, the substrate W is received from the reversing unit 8 by the substrate support block 245 of the substrate hand 24, transported to the transfer unit 5, and mounted on the lower surface of the first plate 54 of the transfer unit 5. As described above, in this embodiment, the substrate W is held by the upper holding mechanism of the substrate hand 24 and is transported from the reversing unit 8 to the transfer unit 5.
[0081]
On the other hand, when the coating process is completed, the sheet hand F is transported from the coating unit 3 to the drying unit 4 by the film hand 25, and the thin film 121 on the sheet film F is dried in the drying unit 4 (step S3: drying process). . Thereafter, the sheet film F is transported from the drying unit 4 to the transfer unit 5 by the film hand 25, and the sheet film F is mounted on the second plate 55. Here, when the drying process (prebaking) is not required, the sheet film F is directly conveyed from the coating unit 3 to the transfer unit 5 by the film hand 25, and the sheet film F is mounted on the second plate 55.
[0082]
In this manner, when the substrate W and the sheet film F are set on the first and second plates 54 and 55 in the transfer unit 5, respectively, the operation procedure described in the section “F. The thin film 121 is transferred (step S4: transfer process).
[0083]
Next, the substrate hand 24 is caused to enter the transfer unit 5, and the substrate W is sucked and held on the lower surface side of the hand main body 243, and then the adhered matter M is transported to the drying unit 4 in the sucked state to perform a drying process. (Step S5: drying process). After adhering and holding the post-baked adhered object M on the lower surface side of the hand main body 243, the adhered object M is transported to the peeling unit 6 in the adsorbed state. Here, when the drying process (post-bake) is not required, the adhered matter M is directly conveyed from the transfer unit 5 to the peeling unit 6. As described above, the lower side holding mechanism of the substrate hand 24 is used for transporting the adhered object M from the transfer unit 5.
[0084]
Then, only the sheet film F is selectively peeled off from the adhered object M transported to the peeling unit 6 (step S6: peeling processing). Thus, the substrate W having only the thin film 121 formed on the thin film forming surface 112 can be obtained. Then, the substrate W is transported to the reversing unit 8 while being held face up by the substrate support block 245 of the substrate hand 24. That is, the substrate is transported using the upper holding mechanism of the substrate hand 24. On the other hand, the peeled sheet film F is discarded.
[0085]
The substrate W on which the thin film has been formed and returned to the reversing unit 8 is stored in the substrate storage cassette 11 by using the substrate transfer robot 12 with the indexer unit ID.
[0086]
After the thin film 121 is applied to the sheet film F as described above, while the sheet film F is conveyed to the transfer unit 5, the evaporation of the solvent component in the thin film 121 proceeds. It changes according to environmental parameters such as temperature, humidity and pressure. That is, as described above, when the processing is performed in the order of the coating processing (S1) -drying processing (S2) -transfer processing (S3), the sheet film F on which the thin film 121 is formed is transferred to the coating chamber 30-transport It is transported along a transport route of the chamber 20-the drying chamber 40-the transport chamber 20-the transfer chamber 50. Further, when the processing is performed in the order of the coating processing (S1) and the transfer processing (S3) as described above, the sheet film F on which the thin film 121 is formed is coated with the coating chamber 30-the transfer chamber 20-the transfer chamber 50. Is transported along the transport route. Therefore, while the sheet film F is transported along these transport paths, the evaporation rate of the solvent component in the thin film 121 changes according to environmental parameters such as the temperature, humidity, and pressure of each chamber, and the flow rate of the thin film 121 changes. The properties and viscosity change.
[0087]
Therefore, in this embodiment, for each of the transfer chamber 20, the coating chamber 30, the drying chamber 40, and the transfer chamber 50, the temperature control unit, the humidity control unit, and the pressure control unit control the environmental parameters of the chamber to start the transfer. At this point, the thin film 121 is adjusted so as to have the optimum transfer condition suitable for the transfer process. Therefore, the transfer processing (step S4) can be performed after adjusting the state of the thin film on the sheet film F to the transfer optimum state, and as a result, a good thin film can be formed on the substrate W. Hereinafter, a case where a thin film is formed by applying a coating liquid for a thin film having a relatively low boiling point, for example, a boiling point of less than 150 ° C. to the sheet film F, and a case having a relatively high boiling point, for example, a boiling point of 150 ° C. or more. The control mode of environmental parameters will be described by way of example in a case where a thin film coating liquid is applied to the sheet film F to form a thin film.
[0088]
FIG. 19 is a diagram showing an example of a control mode of environmental parameters in the thin film forming apparatus of FIG. The control mode shown in the figure is for transferring a thin film having a low boiling point to the substrate W. Here, the processing shown in the column of “processing contents” in the same figure is executed in the chamber shown in the column of “chamber”, and pressure, temperature, and humidity are adjusted as environmental parameters in each processing content.
[0089]
First, in the transfer process, the evaporation rate of the solvent component in the applied thin film is reduced by setting the pressure of the application chamber 30 higher than the normal pressure. In addition, the evaporation rate of the solvent component is reduced by lowering the temperature below normal temperature. For this reason, the solvent component is prevented from evaporating excessively while the sheet film F is located in the coating chamber 30.
[0090]
Then, the sheet film F taken out of the coating unit 3 is transported to the transfer unit 5 via the transport chamber 20. Also during this transfer, the evaporation rate of the solvent component is reduced by increasing the pressure of the transfer chamber 20 above normal pressure and lowering the temperature below normal temperature. Therefore, the solvent component is prevented from evaporating excessively while the sheet film F is located in the transfer chamber 20.
[0091]
In the transfer unit 5, until the sheet film F and the substrate W are set at predetermined positions and the transfer of the thin film 121 to the substrate W is started, the pressure of the transfer chamber 20 is set higher than the normal pressure and the temperature is set lower than the normal temperature. Also, the evaporation rate of the solvent component is reduced by lowering the temperature. Therefore, the solvent component is prevented from being excessively evaporated before the start of the transfer.
[0092]
By preventing the solvent component from evaporating excessively as described above, even at the start of transfer, the thin film 121 has a viscosity or fluidity suitable for transfer, that is, a transfer optimal state suitable for transfer processing. . Then, the transfer of the thin film 121 to the substrate W is started in the optimum transfer state (step S4). In this transfer process, the transfer process is performed by reducing the pressure of the transfer chamber 50 and increasing the temperature in a short time. As a result, the thin film 121 is transferred to the substrate W, and the adherent M is formed.
[0093]
The adhered matter M thus obtained is taken out of the transfer unit 5 and transported to the peeling chamber 60 of the peeling unit 6 via the transport chamber 20. During this transfer, the pressure of the transfer chamber 20 is set to about normal pressure, and the temperature is set to normal temperature.
[0094]
In the stripping unit 6, the temperature of the stripping chamber 60 is lower than the normal temperature, and the stripping process is performed in this state. Thereby, the thin film 121 is hardened to improve the releasability. In this embodiment, pressure control is not performed on the peeling chamber 60, and the pressure is normal pressure.
[0095]
After the peeling process, the substrate W to which the thin film 121 has been transferred is taken out of the peeling unit 6 and transported to the reversing unit 8 via the transport chamber 20. At the time of transport, the pressure and temperature of the transport chamber 20 are respectively Normal pressure and normal temperature are set.
[0096]
In the above control mode, the humidity of each chamber is adjusted as much as possible to optimize each process.
[0097]
FIG. 20 is a diagram showing another example of the control mode of the environmental parameters in the thin film forming apparatus of FIG. The control mode shown in the figure is for transferring a high-boiling thin film to a substrate W. Also in this embodiment, the processing shown in the column of "Processing contents" in the figure is executed in the chamber shown in the column of "Chamber", and the pressure, temperature and humidity are adjusted as environmental parameters in each processing content. .
[0098]
First, in the transfer process, the evaporation rate of the solvent component in the applied thin film is increased by lowering the pressure of the application chamber 30 below normal pressure. Further, by elevating the temperature above normal temperature, the evaporation rate of the solvent component is increased. For this reason, while the sheet film F is located in the coating chamber 30, the solvent component that is relatively difficult to evaporate is positively evaporated, so that the viscosity and fluidity of the thin film 121 are brought close to the optimum transfer state.
[0099]
Then, the sheet film F taken out from the coating unit 3 is transported to the drying unit 4 via the transport chamber 20. Also during this transfer, the pressure of the transfer chamber 20 is reduced below normal pressure and the temperature is set higher than normal temperature, thereby increasing the evaporation rate of the solvent component and bringing the state of the thin film 121 closer to the transfer optimum state.
[0100]
In the drying unit 4, the thin film 121 is dried by performing a pre-baking process on the conveyed sheet film F, but also in this case, the pressure of the drying chamber 40 is reduced below normal pressure, and the temperature is set higher than normal temperature. By doing so, the evaporation rate of the solvent component is increased to improve the efficiency of the pre-bake treatment.
[0101]
The sheet film F taken out from the drying unit 4 is returned to the transfer chamber 20 and then transferred to the transfer unit 5. Also during this transfer, the pressure of the transfer chamber 20 is reduced below normal pressure and the temperature is set higher than normal temperature, thereby increasing the evaporation rate of the solvent component and bringing the state of the thin film 121 closer to the transfer optimum state.
[0102]
In the transfer unit 5, the pressure of the transfer chamber 20 is reduced below normal pressure and the temperature is lowered below normal temperature until immediately before the sheet film F and the substrate W are set at predetermined positions and the transfer of the thin film 121 to the substrate W is started. By increasing the value, the evaporation rate of the solvent component is increased. For this reason, before the start of the transfer, the solvent component is evaporated to approach the optimum transfer state, and the viscosity and fluidity of the thin film 121 at the start of the transfer are adjusted so as to be suitable for the transfer. Then, the transfer of the thin film 121 to the substrate W is started in the optimum transfer state (step S4). In this transfer process, the transfer process is performed by reducing the pressure of the transfer chamber 50 and increasing the temperature in a short time. As a result, the thin film 121 is transferred to the substrate W, and the adherent M is formed.
[0103]
The adhered matter M thus obtained is taken out of the transfer unit 5 and transported to the drying chamber 40 of the drying unit 4 via the transport chamber 20. During the transfer, the pressure of the transfer chamber 20 is reduced below normal pressure and the temperature is set higher than normal temperature to increase the evaporation rate of the solvent component as before transfer.
[0104]
In the drying unit 4, the thin film 121 is dried by performing a post-baking process on the adhered matter M that has been conveyed, but also in this case, the pressure of the drying chamber 40 is reduced below normal pressure, and the temperature is reduced from normal temperature. By increasing the temperature, the evaporation rate of the solvent component is increased to improve the efficiency of the post-baking process.
[0105]
Further, the adhered matter M taken out of the drying unit 4 is taken out of the drying unit 4 and transferred to the peeling chamber 60 of the peeling unit 6 via the transfer chamber 20. Also during the transfer, the pressure of the transfer chamber 20 is reduced below normal pressure and the temperature is set higher than normal temperature, so that the evaporation rate of the solvent component is increased and the drying of the thin film 121 is advanced.
[0106]
In the stripping unit 6, the temperature of the stripping chamber 60 is lower than the normal temperature, and the stripping process is performed in this state. Thereby, the thin film 121 is hardened to improve the releasability. In this embodiment, pressure control is not performed on the peeling chamber 60, and the pressure is normal pressure.
[0107]
After the peeling process, the substrate W to which the thin film 121 has been transferred is taken out of the peeling unit 6 and transported to the reversing unit 8 via the transport chamber 20. At the time of transport, the pressure and temperature of the transport chamber 20 are respectively Normal pressure and normal temperature are set.
[0108]
In the above control mode, the humidity of each chamber is adjusted as much as possible to optimize each process.
[0109]
J. Action effect
As described above, according to this embodiment, after the thin film 121 is formed on the sheet film F, the coating chamber located on the transport path of the sheet film F until immediately before transferring the thin film 121 to the substrate W. The environmental parameters (pressure, temperature and humidity) of the transfer chamber 20, the transfer chamber 20, the drying chamber 40 and the transfer chamber 50 are controlled. For this reason, the state (viscosity, fluidity, etc.) of the thin film 121 at the start of the transfer can be adjusted to the optimum transfer conditions suitable for the transfer process. Then, the transfer processing is executed after the state of the thin film on the sheet film F is adjusted to the transfer optimum state. Therefore, the thin film 121 is in a state suitable for the transfer process, and a good thin film 121 is formed on the substrate W.
[0110]
Further, the evaporation rate of the solvent varies depending on the type of the thin film 121, but by setting the environmental parameters of each chamber according to the type of the thin film 121, the thin film 121 can be adjusted to the optimum transfer condition regardless of the type of the thin film 121. it can. That is, the thin film forming apparatus according to this embodiment can handle various thin films and has excellent versatility. For example, the control mode shown in FIG. 19 is suitable for a thin film having a relatively high evaporation rate. On the other hand, the control mode shown in FIG. 20 is suitable for a thin film having a relatively low evaporation rate. In this way, it is possible to cope with thin films having different properties even though they are the same device. For example, a control mode for each type of thin film may be stored in advance in a memory (not shown) of the main controller 9 as a recipe, and a recipe corresponding to the thin film may be selected from a plurality of recipes and executed. In the above embodiment, the case where the low-boiling thin film has a high evaporation rate and the high-boiling thin film has a low evaporation rate is described. However, the relationship between the type of the thin film and the evaporation rate is not unique, They are merely representative.
[0111]
Further, in the above embodiment, since the sheet film F is transported between the chambers, the transport path of the sheet film F is separated from the surroundings of the apparatus by the atmosphere, and the environment parameters of the transport path are controlled in the separated atmosphere. Therefore, the state of the thin film on the sheet film F can be surely adjusted to the optimum transfer condition without being affected by the surrounding atmosphere. Further, a gate valve is provided in each chamber, and the gate valve is opened only when the substrate W, the sheet film F, or the like is transported, and otherwise, the gate valve is closed. For this reason, the space for controlling the environmental parameters can be regulated, and the environmental parameters of each chamber can be favorably controlled.
[0112]
K. Other
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes other than those described above can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above embodiment, the state of the thin film 121 on the sheet film F is adjusted to the optimal transfer condition by considering only the transferability when the thin film 121 on the sheet film F is transferred to the substrate W. The transfer optimum condition may be set in consideration of the peeling step (Step S6) performed after the step (Step S4). That is, the optimal transfer condition may be set to a condition that satisfies both the transferability of the thin film 121 to the substrate W and the peelability of the thin film 121 from the sheet film F. By setting the optimum transfer conditions in this way, a thin film finally formed on the substrate W can be formed well.
[0113]
In the above embodiment, the temperature, humidity and pressure are controlled as the environmental parameters. However, by controlling one or a combination of these, the thin film state immediately before the start of the transfer is adjusted to the optimum transfer condition. You may. Among these environmental parameters, the pressure is the most excellent in the controllability of the thin film state, and the temperature is the second most excellent in the controllability of the thin film state. Further, when transferring a thin film formed of a material having high reactivity with water, by controlling the humidity to be dehumidified, the reaction of the thin film due to moisture in the atmosphere can be suppressed, and Transfer can be realized. Of course, it goes without saying that a physical quantity that affects the state of the thin film may be used as an environmental parameter in addition to the temperature, humidity, and pressure.
[0114]
Further, in the above embodiment, the sheet film F is used as the “substrate” of the present invention, but another substrate, for example, an inflexible plate member (for example, a metal flat plate or a quartz plate) may be used. .
[0115]
In the above embodiment, the processing units 3 to 8 are radially arranged around the center robot 2 as shown in FIG. 1, but the layout of the arrangement of the center robot 2 and each processing unit 3 to 8 is not limited to this. It is optional and not arbitrary. For example, the center robot 2 may be configured to be movable along a predetermined transport path, and the processing units 3 to 8 may be arranged along the transport path on both sides or one side of the transport path.
[0116]
Further, in the above embodiment, as the units for performing the processing on the sheet film F, the coating unit 3 for performing the coating processing, the drying unit 4 for performing the drying processing, the transfer unit 5 for performing the transfer processing, and the peeling unit 6 for performing the peeling processing are included. Although provided, another processing unit other than these units, for example, a hydrophilic processing unit for performing a hydrophilic surface treatment on the sheet film F is further incorporated, or conversely, some units are deleted. Alternatively, the present invention can be applied to all thin film forming apparatuses provided with a unit for handling the sheet film F. The number of each processing unit is also arbitrary.
[0117]
Further, in the above embodiment, the transfer unit 5 corresponding to the transfer unit and the peeling unit 6 corresponding to the peeling unit are configured as separate units different from each other. The present invention may be applied to a thin film forming apparatus provided with a unit having both a function as a separating unit.
[0118]
Further, the present invention is suitable for a process of pressing a thin film without forming a gap in a concave portion of a substrate having an uneven pattern and flattening the surface of the thin film. For example, when a SOD (Spin-on-Dielectric) film or an SOG film is formed as an interlayer insulating film on a substrate having a wiring pattern of a metal or the like, a conductive thin film is formed on a substrate having a hole or groove shape such as a contact hole. Or embedding.
[0119]
Further, the present invention is not limited to the case where a thin film is formed on a substrate such as a glass substrate for a photomask, a glass substrate for a plasma display, and a substrate for an optical disk, in addition to a semiconductor wafer and a glass substrate for a liquid crystal panel. The present invention can also be applied to the manufacture of a solar cell device and the like.
[0120]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, during the period from when a thin film is formed on a substrate to before the thin film is transferred to the substrate, environmental parameters that affect the state of the thin film on the substrate are controlled. Since the state of the thin film is adjusted to the optimum transfer condition suitable for the transfer process (transfer of the thin film to the substrate), the transfer process is performed after adjusting the state of the thin film on the base material to the optimum transfer state. Can be. As a result, a good thin film can be formed on the substrate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a layout diagram showing one embodiment of a thin film forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an electrical configuration for controlling environmental parameters in the thin film forming apparatus of FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a center robot.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a substrate hand constituting the center robot of FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a film hand constituting the center robot of FIG. 3;
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a film supply unit provided in the thin film forming apparatus of FIG.
FIG. 7 is an exploded perspective view of a film accommodating cassette provided in the thin film forming apparatus of FIG.
FIG. 8 is a perspective view showing a release sheet removing mechanism provided in the film supply unit of FIG. 6;
FIG. 9 is a view showing the operation of the film supply unit of FIG. 6;
FIG. 10 is a diagram illustrating the operation of the film supply unit of FIG. 6;
11 is a diagram showing a configuration of a coating unit provided in the thin film forming apparatus of FIG.
FIG. 12 is a diagram showing a drying unit provided in the thin film forming apparatus of FIG.
FIG. 13 is a schematic sectional view showing a transfer unit provided in the thin film forming apparatus of FIG.
FIG. 14 is a sectional view taken along line CC of FIG.
FIG. 15 is a partially cutaway perspective view showing an inclination correcting mechanism provided in the transfer unit of FIG. 13;
FIG. 16 is a view showing a peeling unit provided in the thin film forming apparatus of FIG. 1;
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of a reversing unit provided in the thin film forming apparatus of FIG.
FIG. 18 is a view showing the overall operation of the thin film forming apparatus of FIG.
FIG. 19 is a diagram showing an example of a control mode of environmental parameters in the thin film forming apparatus of FIG.
20 is a diagram showing another example of a control mode of environmental parameters in the thin film forming apparatus of FIG.
[Explanation of symbols]
2 ... Center robot (transportation means)
3. Coating unit (coating means)
4: Drying unit (drying means)
5. Transfer unit (transfer means)
6. Peeling unit (peeling means)
20: transfer chamber (transfer space)
30 ... Coating chamber (coating space)
40 ... Drying chamber (drying space)
50: transfer chamber (transfer space)
60: Peeling chamber (peeling space)
121 ... Thin film
F: Sheet film (base material)
M: Close contact
W ... substrate

Claims (8)

基材に薄膜用塗布液を塗布して薄膜を形成する塗布工程と、
前記基材上の薄膜を基板に転写する転写工程とを備え、
前記塗布工程から前記転写工程を実行する直前までの間、前記基材上の薄膜の周辺における、前記基材上の薄膜の状態に対して影響を与える環境パラメータを制御して該薄膜状態を前記転写工程に適した転写最適条件に調整することを特徴とする薄膜形成方法。A coating step of forming a thin film by applying a coating liquid for a thin film to a substrate,
Transfer step of transferring the thin film on the substrate to the substrate,
During the period from the coating step to immediately before the transfer step is performed, in the vicinity of the thin film on the base material, the environmental parameters affecting the state of the thin film on the base material are controlled to control the thin film state. A method for forming a thin film, wherein the method is adjusted to optimal transfer conditions suitable for a transfer step. 前記転写工程により形成された、前記薄膜を介して前記基材と前記基板とが密着されてなる密着物から前記基材を剥離させる剥離工程をさらに備え、
前記塗布工程から前記転写工程を実行する直前までの間、前記基材上の薄膜の周辺における前記環境パラメータを制御して該薄膜状態を前記転写工程および前記剥離工程に適した転写最適条件に調整する請求項１記載の薄膜形成方法。The method further includes a peeling step of peeling the base material from an adhered substance formed by the transfer step, wherein the base material and the substrate are in close contact with each other via the thin film,
During the period from the coating step to immediately before the transfer step is performed, the environmental parameters around the thin film on the substrate are controlled to adjust the thin film state to optimal transfer conditions suitable for the transfer step and the peeling step. The method for forming a thin film according to claim 1. 薄膜が形成された前記基材を、搬送空間を介して、前記塗布工程を実行する塗布空間から前記転写工程を実行する転写空間に搬送する搬送工程をさらに備え、
前記塗布空間、前記搬送空間および前記転写空間を周囲から雰囲気分離しながら、前記塗布空間、前記搬送空間および前記転写空間の環境パラメータをそれぞれ制御して前記薄膜状態を前記転写最適条件に調整する請求項１または２記載の薄膜形成方法。The base material on which the thin film is formed, via a transfer space, further comprising a transfer step of transferring from the coating space performing the coating step to the transfer space performing the transfer step,
An environment parameter of the coating space, the transfer space, and the transfer space is controlled while the coating space, the transfer space, and the transfer space are separated from the surrounding atmosphere, and the thin film state is adjusted to the transfer optimum condition. Item 3. The method for forming a thin film according to Item 1 or 2. 乾燥空間内で前記基材上に塗布された薄膜を乾燥させる乾燥工程と、
薄膜が形成された前記基材を、搬送空間を介して、前記塗布工程を実行する塗布空間から前記乾燥空間を経由して前記転写工程を実行する転写空間に搬送する搬送工程とをさらに備え、
前記塗布空間、前記搬送空間、前記乾燥空間および前記転写空間を周囲から雰囲気分離しながら、前記塗布空間、前記搬送空間、前記乾燥空間および前記転写空間の環境パラメータをそれぞれ制御して前記薄膜状態を前記転写最適条件に調整する請求項１または２記載の薄膜形成方法。A drying step of drying the thin film applied on the substrate in a drying space,
The base material on which the thin film is formed, via a transfer space, further comprising a transfer step of transferring from the coating space performing the coating step to the transfer space performing the transfer step via the drying space,
The coating space, the transfer space, the drying space, and the transfer space are separated from the surrounding atmosphere, while controlling the environmental parameters of the coating space, the transfer space, the drying space, and the transfer space to change the thin film state. 3. The method of forming a thin film according to claim 1, wherein the transfer optimum condition is adjusted. 前記環境パラメータは、温度、湿度および圧力のうちの少なくとも１つ以上を含む請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜形成方法。The thin film forming method according to claim 1, wherein the environmental parameter includes at least one of temperature, humidity, and pressure. その内部が塗布空間となっており、その塗布空間内で基材に薄膜用塗布液を塗布して薄膜を形成する塗布手段と、
その内部が転写空間となっており、その転写空間内で前記基材上の薄膜を基板に転写する転写手段と、
前記塗布空間および前記転写空間に連通可能な搬送空間を有し、薄膜が形成された基材を前記塗布空間から前記搬送空間を介して前記転写空間に搬送する搬送手段と、
前記塗布空間、前記搬送空間および前記転写空間における、前記基材上の薄膜の状態に対して影響を与える環境パラメータを制御して該薄膜状態を前記基板への薄膜転写に適した転写最適条件に調整する制御手段と
を備えたことを特徴とする薄膜形成装置。The inside thereof is a coating space, and a coating means for forming a thin film by applying a coating liquid for a thin film to a substrate in the coating space,
The inside is a transfer space, transfer means for transferring the thin film on the substrate to the substrate in the transfer space,
A transport unit having a transport space capable of communicating with the coating space and the transfer space, and transporting the base material on which the thin film is formed from the coating space to the transfer space via the transport space,
In the coating space, the transfer space, and the transfer space, controlling the environmental parameters that affect the state of the thin film on the base material, and setting the thin film state to optimal transfer conditions suitable for thin film transfer to the substrate. A thin film forming apparatus comprising: a control unit for adjusting. その内部が剥離空間となっており、その剥離空間内で前記基板への薄膜転写により形成された、前記薄膜を介して前記基材と前記基板とが密着されてなる密着物から前記基材を剥離させる剥離手段をさらに備え、
前記搬送空間は前記剥離空間と連通可能となっており、しかも、
前記制御手段は前記環境パラメータを制御して該薄膜状態を前記基板への薄膜転写および前記密着物からの前記基材の剥離に適した転写最適条件に調整する請求項６記載の薄膜形成装置。The inside thereof is a peeling space, and the base material is formed from an adhered substance formed by transferring a thin film to the substrate in the peeling space, and the substrate and the substrate being in close contact with each other through the thin film. Further comprising a peeling means for peeling,
The transfer space can communicate with the peeling space, and
7. The thin film forming apparatus according to claim 6, wherein the control unit controls the environmental parameters to adjust the state of the thin film to optimal transfer conditions suitable for transferring the thin film to the substrate and peeling the substrate from the adherent. その内部が乾燥空間となっており、その乾燥空間内で前記基材上に塗布された薄膜を乾燥させる乾燥手段をさらに備え、
前記搬送空間は前記乾燥空間と連通可能となっており、前記搬送手段は、薄膜が形成された前記基材を、前記搬送空間を介して、前記塗布空間から前記乾燥空間を経由して前記転写空間に搬送し、しかも、
前記制御手段は、前記塗布空間、前記搬送空間、前記乾燥空間および前記転写空間における前記環境パラメータを制御して該薄膜状態を前記転写最適条件に調整する請求項６または７記載の薄膜形成装置。The inside is a drying space, further comprising a drying means for drying the thin film applied on the substrate in the drying space,
The transfer space is communicable with the drying space, and the transfer means transfers the base material on which the thin film is formed from the coating space to the transfer space via the transfer space via the transfer space. Transported into space, and
8. The thin film forming apparatus according to claim 6, wherein the control unit controls the environmental parameters in the coating space, the transport space, the drying space, and the transfer space to adjust the state of the thin film to the optimum transfer condition. 9.

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