(57)【要約】【課題】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。【解決手段】塗布処理および転写処理の順序で処理を実行する場合、薄膜が形成されたシートフィルムは、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。ここでは、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、その結果、基板上に良好な薄膜を形成することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
2004296855.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004296855.tif 000008
【図７】
2004296855.tif 000009
【図８】
2004296855.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2004296855.tif 000016
【図１５】
2004296855.tif 000017
【図１６】
2004296855.tif 000018
【図１７】
2004296855.tif 000019
【図１８】
2004296855.tif 000020
【図１９】
2004296855.tif 000021
【図２０】
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