JP3358792B2 - Thin film forming apparatus and thin film forming method - Google Patents
Thin film forming apparatus and thin film forming methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造装置に
おいて薄膜を基板に連続的に転写する薄膜形成装置およ
び薄膜形成方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film forming apparatus and method for continuously transferring a thin film to a substrate in a semiconductor manufacturing apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子部品に関わる薄膜形成法は、主に、
スパッタリング法、化学気相成長法、蒸着法、塗布法、
メッキ法などに大別される。薄膜形成を行いたい基板の
面積が小さい場合は、これらの方法のうちのいずれかを
選択すれば、およそ実現したい電子部品について対応可
能であった。しかし、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、大口径化に
適合した薄膜形成法が必要となってきた。また、大口径
化だけでなく薄膜形成における表面の平坦化技術などへ
の要求も高まってきている。特に、LSIの多層配線技
術の分野を例にとると、この多層配線を実現するために
は、絶縁膜の表面を完全に平坦化する必要がある。2. Description of the Related Art A thin film forming method relating to an electronic component mainly includes:
Sputtering, chemical vapor deposition, vapor deposition, coating,
It is roughly divided into plating method and the like. When the area of a substrate on which a thin film is to be formed is small, any one of these methods can be used to handle an electronic component to be realized. However, as the diameter of a wafer used in the manufacture of LSIs increases and the area of a liquid crystal panel or the like increases, a thin film forming method suitable for the increase in diameter has become necessary. In addition, demands for not only an increase in diameter but also a technique for flattening a surface in forming a thin film are increasing. In particular, taking the field of LSI multilayer wiring technology as an example, in order to realize this multilayer wiring, it is necessary to completely flatten the surface of the insulating film.
【0003】これまでに、この平坦化法の代表的な技術
として、 (1)SOG(Spin-On‐Glass)法やPIQ法(K.Sat
o,S.Harada,A.Saiki,T.Kitamura,T.Okubo,and K.Muka
i,"A Nove1 Planar MultilevelInterconnection Techno
logy Utilizing Polyimide",lEEE Trans.Part HybridPa
ckage.,"PHP‐9,176(1973)) (2)エッチバック法(P.Elikins,K.Reinhardt,and R.
Layer,"A planarization Process for double metal CM
OS using Spin-on Glass asaSacrificial Layer,"Proce
eding of 3rd lnternational IEEE VMIC Conf.、100(198
6)) (3)リフトオフ法(K.Ehara,T.Morimoto,S.Muramoto,
and S.Matsuo,"Planar lnterconnection Technology fo
r LSI Fabrication UtilizingLift-off Process",J.Ele
ctrochem.Soc"Vol.131,No.2,419(1984))などが検討さ
れた。Heretofore, as typical techniques of this flattening method, (1) SOG (Spin-On-Glass) method and PIQ method (K. Sat method)
o, S.Harada, A.Saiki, T.Kitamura, T.Okubo, and K.Muka
i, "A Nove1 Planar MultilevelInterconnection Techno
logy Utilizing Polyimide ", lEEE Trans.Part HybridPa
ckage., "PHP-9,176 (1973)" (2) Etchback method (P. Elikins, K. Reinhardt, and R.
Layer, "A planarization Process for double metal CM
OS using Spin-on Glass asaSacrificial Layer, "Proce
eding of 3rd lnternational IEEE VMIC Conf., 100 (198
6)) (3) Lift-off method (K. Ehara, T. Morimoto, S. Muramoto,
and S.Matsuo, "Planar lnterconnection Technology fo
r LSI Fabrication Utilizing Lift-off Process ", J. Ele
ctrochem. Soc ", Vol. 131, No. 2, 419 (1984)) and the like.
【0004】SOG法に関しては、膜の流動性を用いて
いるために完全な平坦化を実現するのは困難である。[0004] With respect to the SOG method, it is difficult to achieve complete flattening because the fluidity of the film is used.
【0005】エッチバック法は、最も多く使われている
技術であるが、レジストと絶縁膜を同時にエッチングす
ることによるダスト発生の問題があり、ダスト管理の点
で容易な技術ではない。The etch-back method is the most widely used technique, but has a problem of dust generation due to simultaneous etching of a resist and an insulating film, and is not an easy technique in terms of dust management.
【0006】リフトオフ法は、使用するステンシル材が
リフトオフ時に完全に溶解しないために、リフトオフで
きないなどの問題を生じ、制御性、歩留りが不十分なた
め、実用化に至っていない。The lift-off method has not been put to practical use because the stencil material to be used is not completely melted at the time of lift-off, so that it cannot be lifted off, and the controllability and yield are insufficient.
【0007】簡単な平坦化法として、1978年、C.Y.
Ting等によりバイアススパッタ法が提案された(C.Y.Ti
ng,V.J.Vivalda and H.G.Schaefer,"Study of Planariz
edSputter‐Deposited ‐SiO2",J.Vac.Sci.Technol.15,
1105(1978))。As a simple planarization method, 1978, CY
Ting et al. Proposed a bias sputtering method (CYTi
ng, VJVivalda and HGSchaefer, "Study of Planariz
edSputter-Deposited-SiO 2 ", J.Vac.Sci.Technol. 15,
1105 (1978)).
【0008】また、バイアス印加を用いてさらに微細配
線に適用するための方法として、1986年、K.Machi
da等によりバイアスECR法が提案された(K.Machida
andH.0ikawa,"SiO2 Planarization Technology with Bi
asing and ElectronCyclotron Resonance Plasma Depos
ition for SubmicronInterconnections,"J.Vac.Sci.Tec
hnol.B4,818(1986))。Further, as a method for further applying to fine wiring by using a bias application, see, Machi
da et al. proposed a bias ECR method (K. Machida
andH.0ikawa, "SiO 2 Planarization Technology with Bi
asing and ElectronCyclotron Resonance Plasma Depos
ition for SubmicronInterconnections, "J.Vac.Sci.Tec
hnol.B4,818 (1986)).
【0009】これらの方法は、成膜をスパッタ法やEC
RプラズマCVD法で行い、基板にrfバイアスを印加
して、試料基板でスパッタリングを起こし、その角度依
存性を利用して凸部をエッチングしながら膜形成を行い
平坦化を実現するものである。これらの技術の特徴とし
て、膜質は低温で形成されても良質であること、平坦化
プロセスが容易で簡単であるなどが挙げられる。しか
し、スループットが低いことや素子へのダメージの問題
などがある。In these methods, a film is formed by sputtering or EC.
This is performed by an R plasma CVD method, an rf bias is applied to the substrate, sputtering occurs on the sample substrate, and a film is formed while etching the convex portion by utilizing the angle dependency, thereby realizing planarization. The features of these technologies include that the film quality is good even when formed at a low temperature, and that the planarization process is easy and simple. However, there are problems such as low throughput and damage to elements.
【0010】1990年代に入って、層間膜の表面平坦
化法として、研磨法が提案された(W.J.Patrick,W.L.Gu
thrie,C.L.Standley,P.M.Schiable,"Application ofChe
mical Mechanical Polishing to the Fabrication of V
LSI CircuitInterconnections",J.E1ectrochem.Soc., V
ol.138,No.6,June,1778(1991))。この研磨法は、良好
な平坦性が得られることで注目された技術ではあるが、
絶縁膜の膜質が悪いと良好な研磨特性が得られないため
に、低温で良質の絶縁膜が必要なことや研磨特性が不安
定などの問題がある。In the 1990s, a polishing method was proposed as a method for planarizing the surface of an interlayer film (WJPatrick, WLGu).
thrie, CLStandley, PMSchiable, "Application ofChe
mical Mechanical Polishing to the Fabrication of V
LSI Circuit Interconnections ", J.E1ectrochem.Soc., V
ol. 138, No. 6, June, 1778 (1991)). This polishing method is a technology that has attracted attention because good flatness can be obtained,
If the quality of the insulating film is poor, good polishing characteristics cannot be obtained. Therefore, there is a problem that a high-quality insulating film is required at a low temperature and polishing characteristics are unstable.
【0011】また、近年、半導体基板は、例えば、8イ
ンチから12インチへと大口径化の一途を辿っており、
上記に挙げた従来技術を大口径の半導体基板に適用する
場合、制御性の観点から平坦性や膜厚の均一性の確保が
困難である。その結果、大口径化に対応するために複雑
な工程を追加するなどコスト的に高くなるのが現状であ
る。したがって、大口径化に対応した低コストで薄膜を
形成し、かつ、容易に平坦化できる技術の装置開発が望
まれている。In recent years, the diameter of semiconductor substrates has been increasing from 8 inches to 12 inches, for example.
When the above-described conventional technology is applied to a large-diameter semiconductor substrate, it is difficult to secure flatness and uniformity of film thickness from the viewpoint of controllability. As a result, the present situation is that the cost is increased, for example, by adding a complicated process in order to cope with an increase in diameter. Therefore, there is a demand for the development of a technology for forming a thin film at a low cost corresponding to an increase in diameter and for easily planarizing the thin film.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
技術を大口径の半導体基板に適用する場合、いずれも制
御性の観点から平坦性や膜厚の均一性を確保することが
困難で、大口径化に対処するため複雑な工程を追加する
とコスト的に高くなるという問題があった。As described above, when the prior art is applied to a large-diameter semiconductor substrate, it is difficult to ensure flatness and uniformity of film thickness from the viewpoint of controllability. There is a problem that adding a complicated process to cope with an increase in the diameter increases the cost.
【0013】本発明は上記した従来の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、大口径
の基板に対して低コストで連続的に薄膜を形成すること
ができ、またシートフィルムのたわみによる薄膜の転写
不良を解決し平坦性および膜厚の均一性を確保すること
ができるようにした薄膜形成装置および薄膜形成方法を
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. It is an object of the present invention to form a thin film continuously on a large-diameter substrate at low cost. It is an object of the present invention to provide a thin film forming apparatus and a thin film forming method capable of solving transfer failure of a thin film due to deflection of a sheet film and securing flatness and uniformity of the film thickness.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に本発明は、シートフィルム供給装置と、このシートフ
ィルム供給装置によって供給されるシートフィルムに薄
膜を塗布し乾燥する装置と、前記薄膜が形成されたシー
トフィルムが供給される減圧可能な薄膜形成室と、この
薄膜形成室内に配設された加熱手段を有する試料台と、
この試料台と前記シートフィルムを挟んで対向し前記試
料台に載置された基板に前記薄膜を転写する転写板と、
前記シートフィルムに張力を付与した状態でシートフィ
ルムを支持するシートフィルム支持機構と、前記シート
フィルムの薄膜が転写されるフイルム部分をくり貫く機
構と、薄膜が転写され前記フィルム部分がくり貫かれた
シートフィルムを回収するシートフィルム回収装置と、
前記くり貫かれたフィルム部分を前記基板から剥離する
機構とを備えたことを特徴とする。また、本発明は、シ
ートフィルムに形成された薄膜を転写板によって半導体
基板に転写する薄膜形成方法であって、前記シートフィ
ルムに薄膜を形成する工程と、この薄膜が形成された前
記シートフィルムを薄膜形成室に供給する工程と、前記
シートフィルムに張力を付与し前記転写板によりシート
フィルムを前記半導体基板に押付け前記薄膜を転写する
工程と、前記半導体基板に押付けられたフィルム部分を
くり貫く工程と、このくり貫かれたフィルム部分を前記
半導体基板から剥離する工程とを備えたことを特徴とす
る。SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention provides a sheet film supply apparatus, an apparatus for applying a thin film to a sheet film supplied by the sheet film supply apparatus, and drying the sheet film. A decompressible thin film forming chamber to which the formed sheet film is supplied, and a sample stage having a heating unit disposed in the thin film forming chamber,
A transfer plate for transferring the thin film to a substrate mounted on the sample stage opposite to the sample stage and the sheet film,
A sheet film supporting mechanism for supporting the sheet film in a state where tension is applied to the sheet film, a mechanism for penetrating a film portion to which a thin film of the sheet film is transferred, and a thin film being transferred and the film portion being penetrated. A sheet film collecting device for collecting the sheet film,
A mechanism for peeling the pierced film portion from the substrate. Further, the present invention is a thin film forming method of transferring a thin film formed on a sheet film to a semiconductor substrate by a transfer plate, wherein a step of forming a thin film on the sheet film, and forming the thin film on which the thin film is formed Supplying the sheet film to the thin film forming chamber, applying a tension to the sheet film, pressing the sheet film against the semiconductor substrate by the transfer plate, and transferring the thin film, and penetrating the film portion pressed against the semiconductor substrate. And a step of peeling off the pierced film portion from the semiconductor substrate.
【0015】本発明においては、シートフィルム支持機
構によってシートフィルムに張力を付与し、転写板によ
ってシートフィルムを基板に押付けるようにしているの
で、加熱手段によって加熱してもシートフィルムに撓み
が発生せず、薄膜を基板に確実に転写することができ
る。また、転写すべき薄膜をシートフィルムに形成して
いるので、大口径の基板への転写を可能にする。また、
本発明においては、シートフィルム供給装置によってシ
ートフィルムを供給し、薄膜の転写時にくり貫き機構に
よって半導体基板に押付けられたフィルム部分をくり貫
き、このくり貫かれたフィルム部分を剥離機構によって
基板から剥離する。薄膜が転写され前記フィルム部分が
くり貫かれたシートフィルムは、シートフィルム回収装
置によって回収される。したがって、薄膜の転写を連続
的に行うことができる。In the present invention, tension is applied to the sheet film by the sheet film support mechanism, and the sheet film is pressed against the substrate by the transfer plate. Instead, the thin film can be reliably transferred to the substrate. Further, since the thin film to be transferred is formed on the sheet film, the transfer to a large-diameter substrate is enabled. Also,
In the present invention, a sheet film is supplied by a sheet film supply device, a film portion pressed against a semiconductor substrate is pierced by a piercing mechanism at the time of transferring a thin film, and the pierced film portion is separated from the substrate by a peeling mechanism. I do. The sheet film on which the thin film is transferred and the film portion is cut through is collected by a sheet film collecting device. Therefore, the transfer of the thin film can be performed continuously.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図1は本発明に係る薄
膜形成装置の一実施の形態を示す概略構成図、図2はシ
ートフィルの要部を示す平面図である。これらの図にお
いて、薄膜形成装置1は、薄膜形成室2と、この薄膜形
成室2の外部に設けられたシートフィルム供給装置3、
このシートフィルム供給装置3によって供給されるシー
トフィルム4の表面に薄膜を塗布し乾燥する装置5、薄
膜形成室2内にウエハ6を搬送する搬送機構7、および
転写後ウエハ6上に残っているフィルム部分4aを剥離
する剥離機構8と薄膜が転写され前記フィルム部分4a
がくり貫かれたシートフィルム4を回収するシートフィ
ルム回収装置13と、前記薄膜形成室2内に配設された
試料台9、転写板10、シートフィルム支持機構11お
よび薄膜の転写時に薄膜が転写されるフィルム部分4a
をくり貫く機構12等を備えている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a thin film forming apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing a main part of a sheet fill. In these drawings, a thin film forming apparatus 1 includes a thin film forming chamber 2 and a sheet film feeding apparatus 3 provided outside the thin film forming chamber 2.
A device 5 for applying and drying a thin film on the surface of the sheet film 4 supplied by the sheet film supply device 3, a transfer mechanism 7 for transferring the wafer 6 into the thin film forming chamber 2, and remaining on the transferred wafer 6. A peeling mechanism 8 for peeling off the film portion 4a and the film portion 4a on which the thin film is transferred.
A sheet film recovery device 13 for recovering the sheet film 4 that has been cut through, a sample table 9, a transfer plate 10, a sheet film support mechanism 11 disposed in the thin film forming chamber 2, and transfer of the thin film during transfer of the thin film. Film part 4a
And the like.
【0017】前記薄膜形成室2は、図示しない真空ポン
プによって減圧される。前記シートフィルム供給装置3
は、薄膜形成室2の図1において左側に配置された供給
リールからなり、シートフィルム回収装置13は、薄膜
形成室2を挟んで前記供給リールとは反対側に配置され
た巻取リールからなる。前記シートフィルム4はロール
状で、書取リールの間欠的回転によって供給リール15
から間欠的に繰り出され、薄膜の塗布、乾燥装置5によ
って表面に薄膜が塗布され加熱乾燥された後、前記薄膜
形成室2に送り込まれ、ウエハ6に薄膜が転写された
後、前記巻取リールに巻き取られる。また、このシート
フィルム4は、前記シートフィルム支持機構11によっ
て支持されることにより所定の張力が付与される。シー
トフィルム支持機構11は、回転軸17と、シートフィ
ルム4に所定の張力を付与するテンションローラ18を
備えている。前記回転軸17はシートフィルム4の下方
に上下動自在に配置され、薄膜の転写時に試料台9と一
体または別個に上昇されシートフィルム4に押付けられ
るように構成されている。このようなシートフィルム支
持機構11によってシートフィルム4に張力を付与して
おくと、薄膜の転写時にシートフィルム4を引き伸ばし
て撓みが発生するのを防止することができる。なお、前
記薄膜の塗布、乾燥装置5は、塗布装置5Aと乾燥装置
5Bとで構成されている。The pressure in the thin film forming chamber 2 is reduced by a vacuum pump (not shown). The sheet film supply device 3
1 includes a supply reel disposed on the left side of the thin film forming chamber 2 in FIG. 1, and the sheet film collecting device 13 includes a take-up reel disposed on the opposite side of the thin film forming chamber 2 from the supply reel. . The sheet film 4 is in the form of a roll, and is supplied by a supply reel 15 by intermittent rotation of a writing reel.
The film is applied intermittently, and the thin film is applied to the surface by a thin film coating / drying device 5 and dried by heating. Then, the thin film is transferred to the thin film forming chamber 2, the thin film is transferred to the wafer 6, and the winding reel It is wound up. The sheet film 4 is given a predetermined tension by being supported by the sheet film support mechanism 11. The sheet film support mechanism 11 includes a rotation shaft 17 and a tension roller 18 that applies a predetermined tension to the sheet film 4. The rotating shaft 17 is vertically movably disposed below the sheet film 4, and is configured to be lifted integrally with or separately from the sample stand 9 and to be pressed against the sheet film 4 when transferring a thin film. When tension is applied to the sheet film 4 by such a sheet film support mechanism 11, it is possible to prevent the sheet film 4 from being stretched during the transfer of the thin film, thereby preventing the sheet film 4 from being bent. The thin film coating / drying device 5 includes a coating device 5A and a drying device 5B.
【0018】前記搬送機構7は搬送ベルト等からなり、
ウエハ6を試料台9上に搬送し、薄膜が転写されると剥
離機構8に導く。前記試料台9は上面に載置されるウエ
ハ6を加熱するヒーター等の加熱手段19を備え、前記
シートフィルム支持機構11の回転軸17と一体または
別個に上下動する。加熱手段19による加熱温度は、2
5°C〜300°Cまで制御可能である。前記転写板1
0は、試料台9の上方にシートフィルム4を挟んで対向
するように配置されている。また、この転写板10は上
下動自在で、薄膜の転写時に下降してシートフィルム4
を前記ウエハ6の上面に押付けることにより薄膜を転写
するように構成されている。このとき、薄膜が形成され
ていたフィルム部分4a(図2参照)は、くり貫き機構
12によってくり貫かれ、薄膜転写後に剥離機構8によ
ってウエハ6から剥離されると図示しない回収装置に回
収される。The transport mechanism 7 comprises a transport belt or the like.
The wafer 6 is transferred onto the sample table 9, and is guided to the peeling mechanism 8 when the thin film is transferred. The sample stage 9 is provided with heating means 19 such as a heater for heating the wafer 6 mounted on the upper surface, and moves up and down integrally with or separately from the rotation shaft 17 of the sheet film support mechanism 11. The heating temperature by the heating means 19 is 2
It can be controlled from 5 ° C to 300 ° C. The transfer plate 1
Reference numeral 0 is disposed above the sample table 9 so as to oppose the sheet film 4 therebetween. The transfer plate 10 can move up and down, and moves down during the transfer of the thin film to move downward.
Is pressed onto the upper surface of the wafer 6 to transfer the thin film. At this time, the film portion 4a (see FIG. 2) on which the thin film has been formed is pierced by the piercing mechanism 12, and when the thin film is peeled off from the wafer 6 by the peeling mechanism 8 after being transferred, it is recovered by a recovery device (not shown). .
【0019】次に、上記構成からなる薄膜形成装置の薄
膜形成動作を図3〜図8に基づいて説明する。先ず、薄
膜形成室2を真空排気してヒータ19を加熱する。ま
た、搬送機構7によってウエハ6を試料台9上に搬送す
る。Next, a thin film forming operation of the thin film forming apparatus having the above configuration will be described with reference to FIGS. First, the heater 19 is heated by evacuating the thin film forming chamber 2. The transfer mechanism 7 transfers the wafer 6 onto the sample table 9.
【0020】次に、シートフィルム供給装置3よりシー
トフィルム4を繰り出し、その表面に薄膜の塗布、乾燥
装置5により薄膜を形成した後、薄膜形成室2内に導
く。薄膜形成室2に導かれるシートフィルム4は、シー
トフィルム支持機構11によって所定の張力が付与され
ることにより緊張される。図3はこの状態を示す。Next, the sheet film 4 is fed out from the sheet film supply device 3, a thin film is applied to the surface of the sheet film 4, a thin film is formed by the drying device 5, and then guided into the thin film forming chamber 2. The sheet film 4 guided to the thin film forming chamber 2 is tensioned by applying a predetermined tension by the sheet film support mechanism 11. FIG. 3 shows this state.
【0021】次に、シートフィルム4に形成された薄膜
をウエハ6に転写するために、図4に示すように転写板
10を下降させてシートフィルム4の裏面に接触させ
る。また、試料台9とシートフィルム支持機構11の回
転軸17を一体または別個に上昇させて回転軸17をシ
ートフィルム4に押付ける。さらに、転写板10を下降
させてシートフィルム4を均一に引き伸ばしウエハ6の
上面に押付けると、シートフィルム4に形成されている
薄膜がウエハ6に転写される。図5はこの状態を示す。
したがって、シートフィルム4には撓みが発生せず、薄
膜をウエハ6に確実にしかも平坦に転写することができ
る。また、シートフィルム4の大きさは任意に変えるこ
とができるので、大口径のウエハ6への薄膜転写が可能
である。Next, in order to transfer the thin film formed on the sheet film 4 to the wafer 6, the transfer plate 10 is lowered and brought into contact with the back surface of the sheet film 4 as shown in FIG. Further, the sample table 9 and the rotating shaft 17 of the sheet film support mechanism 11 are lifted integrally or separately, and the rotating shaft 17 is pressed against the sheet film 4. Further, when the transfer plate 10 is lowered and the sheet film 4 is uniformly stretched and pressed against the upper surface of the wafer 6, the thin film formed on the sheet film 4 is transferred to the wafer 6. FIG. 5 shows this state.
Therefore, the sheet film 4 does not bend, and the thin film can be reliably and flatly transferred to the wafer 6. Further, since the size of the sheet film 4 can be arbitrarily changed, the thin film can be transferred to the large-diameter wafer 6.
【0022】薄膜転写時において、シートフィルム4の
薄膜が転写されるフィルム部分4aは、くり貫き機構1
2によってくり貫かれる(図6)。くり貫く方法として
は、熱的に焼き切る方法等を採用することができるが、
本実施の形態においては、真空装置の汚染を避けるた
め、回転式のカッターを用いている。また、くり貫かれ
るフィルム部分4aは、連続的な転写を可能にするため
シートフィルム4を切り離さないようにくり貫かれる。
本実施の形態においては、ウエハ6より大きく、かつ図
2に示すように円形にくり貫いた例を示す。そして、こ
のフィルム部分4aは、転写された薄膜を介してウエハ
6の上面に付着している。At the time of thin film transfer, the film portion 4a to which the thin film of the sheet film 4 is transferred is formed by the hollow mechanism 1
2 (FIG. 6). As a method of breaking through, a method of burning off thermally can be adopted,
In this embodiment, a rotary cutter is used to avoid contamination of the vacuum device. Also, the film portion 4a to be pierced is pierced so as not to cut off the sheet film 4 to enable continuous transfer.
In the present embodiment, an example is shown, which is larger than the wafer 6 and is hollowed out in a circle as shown in FIG. The film portion 4a is attached to the upper surface of the wafer 6 via the transferred thin film.
【0023】フィルム部分4aのくり貫きが終わると、
図7に示すように転写板10と試料台9を転写時とは反
対方向に移動させてそれぞれ初期位置に復帰させる。し
かる後、図8に示すように、搬送機構7によって試料台
9上のウエハ6を薄膜形成室2の外部に排出して剥離機
構8に導き、ウエハ6の上面に付着している前記フィル
ム部分4aを剥離し、回収装置に回収する。また、薄膜
が転写され前記フィルム部分4aがくり貫かれたシート
フィルム4は、シートフィルム回収装置13によって回
収される。When the piercing of the film portion 4a is completed,
As shown in FIG. 7, the transfer plate 10 and the sample table 9 are moved in the directions opposite to those at the time of transfer, and are returned to their initial positions. Thereafter, as shown in FIG. 8, the wafer 6 on the sample table 9 is discharged to the outside of the thin film forming chamber 2 by the transfer mechanism 7 and guided to the peeling mechanism 8, and the film portion adhering to the upper surface of the wafer 6 is transferred. 4a is peeled off and collected in a collecting device. Further, the sheet film 4 on which the thin film is transferred and the film portion 4a is pierced is collected by the sheet film collecting device 13.
【0024】以下、上記した動作を繰り返すことにより
ウエハ6に対して薄膜の転写を連続的に行なうことがで
きる。Hereinafter, by repeating the above operation, the transfer of the thin film to the wafer 6 can be continuously performed.
【0025】ここで、本実施の形態においては、転写板
10と試料台9を上下動自在に配設した例を示したが、
これに限らずいずれか一方のみを移動させてシートフィ
ルム4をウエハ6に押付けても同様に薄膜を転写するこ
とができることは言うまでもない。Here, in the present embodiment, an example is shown in which the transfer plate 10 and the sample table 9 are disposed so as to be vertically movable.
Not limited to this, it goes without saying that the thin film can be similarly transferred by pressing only one of the sheet films 4 against the wafer 6 by moving one of them.
【0026】[0026]
【実施例】次に、上記した薄膜形成装置を用いて絶縁膜
を半導体基板に形成した例について述べる。図9はシー
トフィルムの断面図である。本実施例では、シートフィ
ルム4として熱可塑性樹脂フィルムを用い、薄膜として
は下記の「化1」で表されるSOG材料のポリシラザン
の1種または2種以上を含むシリカ系絶縁膜形成用塗布
液を用い、シートフィルム4上に塗布することにより絶
縁膜30を形成した。Next, an example in which an insulating film is formed on a semiconductor substrate using the above-described thin film forming apparatus will be described. FIG. 9 is a sectional view of the sheet film. In this embodiment, a thermoplastic resin film is used as the sheet film 4, and a coating liquid for forming a silica-based insulating film containing one or more polysilazanes of an SOG material represented by the following Chemical Formula 1 is used as the thin film. Was applied on the sheet film 4 to form an insulating film 30.
【0027】[0027]
【化1】 Embedded image
【0028】ここで、上記「化1」において、R1 ,R
2 ,R3 はそれぞれ独立した水素原子または炭素原子1
〜8のアルキル基、アリール基およびアルコキシル基で
ある。本実施例では、絶縁膜30を1μm以上で形成し
た。Here, in the above Chemical Formula 1 , R 1 , R
2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a carbon atom 1
To 8 alkyl groups, aryl groups and alkoxyl groups. In this embodiment, the insulating film 30 is formed with a thickness of 1 μm or more.
【0029】図10に図9に示したシートフィルム4を
用いて電極配線31が形成された半導体基板6に前記絶
縁膜30を転写する例を示す。図10(a)に示す構造
は、本実施例では電極配線31としてAlを用いた。A
lの電極配線31は、Alをスパッタ法で5000オン
グストロームの膜厚に形成した後フォトリソグラフィ工
程によりパターニングを行い、次に、ドライエッチング
により加工を行った。FIG. 10 shows an example in which the insulating film 30 is transferred to the semiconductor substrate 6 on which the electrode wiring 31 is formed by using the sheet film 4 shown in FIG. The structure shown in FIG. 10A uses Al as the electrode wiring 31 in this embodiment. A
The electrode wiring 31 of 1 was formed by forming Al to a thickness of 5000 angstroms by a sputtering method, followed by patterning by a photolithography step, and then processing by dry etching.
【0030】図10(b)は、本装置と方法により絶縁
膜を基板へ転写する方法を示している。半導体基板6を
図1に示した試料台9上に設置した後、薄膜形成装置1
を真空に引いた。真空度として10Torr以下に設定
した。本発明の実施において、薄膜転写は加重5Kg、
加熱温度150°C、加熱時間10分で行った。FIG. 10B shows a method of transferring an insulating film to a substrate by the present apparatus and method. After placing the semiconductor substrate 6 on the sample stage 9 shown in FIG.
Was evacuated. The degree of vacuum was set to 10 Torr or less. In the practice of the present invention, the thin film transfer has a weight of 5 kg,
The heating was performed at a heating temperature of 150 ° C. for a heating time of 10 minutes.
【0031】図10(c)は、絶縁膜30を半導体基板
6に転写した後、シートフィルム4を剥離する様子を示
す断面図、図10(d)は、剥離後絶縁膜の表面が平坦
に形成された構造を示す半導体基板の断面図である。剥
離後焼成を行うために熱処理工程を実施した。本実施例
では熱処理として、温度400°C、時間30分、水蒸
気の雰囲気中で行なった。最終的に得られた絶縁膜30
の膜厚は1.0μmであった。また、図10(d)に示
すように本発明の装置を用いることにより表面が平坦な
構造が実現できた。FIG. 10C is a cross-sectional view showing a state in which the insulating film 30 is transferred to the semiconductor substrate 6 and then the sheet film 4 is peeled off. FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a formed structure. A heat treatment step was performed to perform firing after peeling. In this embodiment, the heat treatment was performed at a temperature of 400 ° C. for a time period of 30 minutes in a steam atmosphere. The insulating film 30 finally obtained
Was 1.0 μm. Further, as shown in FIG. 10D, a structure having a flat surface was realized by using the apparatus of the present invention.
【0032】なお、本発明においては、半導体基板に適
用した例を示したが、これに限らず電子部品材料関係で
あれば実装関係の基板や液晶関係の基板にも適用でき
る。In the present invention, an example in which the present invention is applied to a semiconductor substrate has been described. However, the present invention is not limited to this.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る薄膜
形成装置および薄膜形成方法によれば、撓みが発生しな
いので、撓みによる転写不良を解決し安定に、かつ、容
易に薄膜の平坦化を実現でき、しかも低コストで大面積
の基板に対応できる技術を容易に実現することができ
る。また、シートフィルムを自動的に供給することがで
きるので、連続的に薄膜の転写を行なうことができ、生
産性の高い装置を提供することができる。As described above, according to the thin film forming apparatus and the thin film forming method of the present invention, since no bending occurs, the transfer failure due to the bending can be solved, and the thin film can be stably and easily flattened. And a technology that can be applied to a large-area substrate at low cost can be easily realized. In addition, since the sheet film can be automatically supplied, the transfer of the thin film can be continuously performed, and an apparatus having high productivity can be provided.
【図1】 本発明に係る薄膜形成装置の一実施の形態を
示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of a thin film forming apparatus according to the present invention.
【図2】 シートフィルムの要部の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a main part of the sheet film.
【図3】 薄膜形成工程を説明するための図である。FIG. 3 is a view for explaining a thin film forming step.
【図4】 薄膜形成工程を説明するための図である。FIG. 4 is a view for explaining a thin film forming step.
【図5】 薄膜形成工程を説明するための図である。FIG. 5 is a view for explaining a thin film forming step.
【図6】 薄膜形成工程を説明するための図である。FIG. 6 is a view for explaining a thin film forming step.
【図7】 薄膜形成工程を説明するための図である。FIG. 7 is a view for explaining a thin film forming step.
【図8】 薄膜形成工程を説明するための図である。FIG. 8 is a view for explaining a thin film forming step.
【図9】 絶縁膜が形成されたシートフィルムの断面図
である。FIG. 9 is a cross-sectional view of a sheet film on which an insulating film is formed.
【図10】 (a)〜(d)は絶縁膜を半導体基板に転
写する工程を示す図である。FIGS. 10A to 10D are views showing a step of transferring an insulating film to a semiconductor substrate.
1…薄膜形成装置、2…薄膜形成室、3…シートフィル
ム供給装置、4…シートフィルム、5…薄膜の塗布、加
熱装置、6…ウエハ、7…搬送機構、8…剥離機構、9
…試料台、10…転写板、11…シートフィルム支持機
構、12…くり貫き機構、13…シートフィルム回収装
置、17…回転軸、18…テンションローラ、30…絶
縁膜。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Thin film formation apparatus, 2 ... Thin film formation chamber, 3 ... Sheet film supply apparatus, 4 ... Sheet film, 5 ... Thin film coating and heating apparatus, 6 ... Wafer, 7 ... Transport mechanism, 8 ... Peeling mechanism, 9
... Specimen stand, 10 ... Transfer plate, 11 ... Sheet film support mechanism, 12 ... Punch-through mechanism, 13 ... Sheet film recovery device, 17 ... Rotating shaft, 18 ... Tension roller, 30 ... Insulating film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/31 H01L 21/316 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/31 H01L 21/316
Claims (2)
フィルム供給装置によって供給されるシートフィルムに
薄膜を塗布し乾燥する装置と、前記薄膜が形成されたシ
ートフィルムが供給される減圧可能な薄膜形成室と、こ
の薄膜形成室内に配設された加熱手段を有する試料台
と、この試料台と前記シートフィルムを挟んで対向し前
記試料台に載置された基板に前記薄膜を転写する転写板
と、前記シートフィルムに張力を付与した状態でシート
フィルムを支持するシートフィルム支持機構と、前記シ
ートフィルムの薄膜が転写されるフイルム部分をくり貫
く機構と、薄膜が転写され前記フィルム部分がくり貫か
れたシートフィルムを回収するシートフィルム回収装置
と、前記くり貫かれたフィルム部分を前記基板から剥離
する機構とを備えたことを特徴とする薄膜形成装置。1. A sheet film supply apparatus, an apparatus for applying and drying a thin film on a sheet film supplied by the sheet film supply apparatus, and a decompressible thin film forming chamber to which the sheet film on which the thin film is formed is supplied And a sample stage having a heating means disposed in the thin film forming chamber, a transfer plate for transferring the thin film to a substrate mounted on the sample stage facing the sample stage and the sheet film, A sheet film supporting mechanism for supporting the sheet film in a state where tension is applied to the sheet film, a mechanism for penetrating a film portion to which a thin film of the sheet film is transferred, and a thin film being transferred and the film portion being penetrated. A sheet film collecting device for collecting the sheet film; and a mechanism for separating the cut-out film portion from the substrate. And a thin film forming apparatus.
板によって半導体基板に転写する薄膜形成方法であっ
て、 前記シートフィルムに薄膜を形成する工程と、この薄膜
が形成された前記シートフィルムを薄膜形成室に供給す
る工程と、前記シートフィルムに張力を付与し前記転写
板によりシートフィルムを前記半導体基板に押付け前記
薄膜を転写する工程と、前記半導体基板に押付けられた
フィルム部分をくり貫く工程と、このくり貫かれたフィ
ルム部分を前記半導体基板から剥離する工程とを備えた
ことを特徴とする薄膜形成方法。2. A thin film forming method for transferring a thin film formed on a sheet film to a semiconductor substrate by a transfer plate, comprising: forming a thin film on the sheet film; A step of supplying the sheet film to the formation chamber, a step of applying a tension to the sheet film and pressing the sheet film against the semiconductor substrate by the transfer plate to transfer the thin film, and a step of penetrating a film portion pressed against the semiconductor substrate. Separating the cut-out film portion from the semiconductor substrate.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04892397A JP3358792B2 (en) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | Thin film forming apparatus and thin film forming method |
| US08/911,845 US5972780A (en) | 1996-08-22 | 1997-08-15 | Thin film forming apparatus and method |
| US09/026,119 US6092578A (en) | 1996-08-22 | 1998-02-19 | Transferring thin film to a substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04892397A JP3358792B2 (en) | 1997-03-04 | 1997-03-04 | Thin film forming apparatus and thin film forming method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10247644A JPH10247644A (en) | 1998-09-14 |
| JP3358792B2 true JP3358792B2 (en) | 2002-12-24 |
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Family Applications (1)
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| JP (1) | JP3358792B2 (en) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2013030614A (en) * | 2011-07-28 | 2013-02-07 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Film formation method and film formation apparatus |
-
1997
- 1997-03-04 JP JP04892397A patent/JP3358792B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10247644A (en) | 1998-09-14 |
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