(57)【要約】【課題】高い寸法精度で被転写層を基板に転写することができる転写方法を提供する。【解決手段】石英板上に剥離層を均一に塗布し、該剥離層のみからなる堆積層を形成する（ステップＳ１；堆積層形成工程）。そして、石英板に形成された剥離層上に被転写層としての微細パターンを形成する（ステップＳ２；被転写層形成工程）。これに続いて、微細パターンが基板Ｗの転写位置と対向するように、石英板と基板Ｗとの位置合せを行った後、所定の転写条件に達した時点で両者を互いに近接する方向に移動させて微細パターンを基板Ｗの表面に密着させる（ステップＳ４；密着工程）。さらにレーザアブレーション処理により剥離層を選択的に除去して基板Ｗ上に微細パターンを密着させたまま石英板のみを基板Ｗから分離して微細パターンの転写を完了する（ステップＳ５；剥離工程）。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被転写層を基板に転写する転写方法であって、
剥離層を含む少なくとも１層以上の堆積層を、不撓性の板状基材上に形成する堆積層形成工程と、
前記基材上に形成された前記堆積層上に前記被転写層を形成する被転写層形成工程と、
前記基材と前記基板とを互いに押し付けて前記被転写層を前記基板に密着させる密着工程と、
前記剥離層を除去して前記基材を前記基板から剥離する剥離工程と
を備えたことを特徴とする転写方法。
【請求項２】
前記堆積層は前記剥離層のみにより構成されている請求項１記載の転写方法。
【請求項３】
所定の回路パターンを有する層を前記被転写層として前記基板に転写する請求項１または２記載の転写方法であって、
前記被転写層形成工程は、
前記回路パターンに対応した貫通孔を有する貫通板を形成する工程と、
前記貫通板を一面とする供給容器に前記回路パターンを構成する回路物質を貯留する工程と、
前記供給容器内を加圧して前記貫通孔から前記回路物質を頭出しする工程と、
前記供給容器と前記基材とを相対的に近接させて、前記貫通孔から頭出しされた回路物質を前記基材上の前記堆積層と接触させる工程と、
前記接触した回路物質を前記堆積層上に残留させることにより前記被転写層を形成する工程と
を備える転写方法。
【請求項４】
前記剥離工程後に、前記回路パターンを溶融結合させる溶融結合工程をさらに備える請求項３記載の転写方法。
【請求項５】
前記密着工程は、前記基材と前記基板との位置合せを行った後で前記基材と前記基板とを互いに押し付ける請求項１ないし４のいずれかに記載の転写方法。
【請求項６】
前記剥離工程は、レーザアブレーションにより前記剥離層の除去を行う請求項１ないし５のいずれかに記載の転写方法。
【請求項７】
前記剥離工程は、前記基材の周縁部の一部を離間開始位置として前記基板から相対的に離間させるのに続いて、前記基材と前記基板との離間領域を前記離間開始位置から前記基材全体に広げていく請求項６記載の転写方法。
【請求項８】
レーザを前記剥離層に照射しながら走査してレーザアブレーションを行う請求項７記載の転写方法であって、
前記剥離工程は、レーザの照射開始位置と前記離間開始位置とを一致させて剥離処理を開始する転写方法。
【請求項９】
前記剥離工程は、前記離間領域を拡大するのに対応して前記レーザを走査する請求項８記載の転写方法。
【請求項１０】
前記基材はレーザアブレーションに用いるレーザに対して透過性を有しており、しかも、
前記剥離工程は、前記基材を介して前記レーザを前記剥離層に照射する請求項６ないし９のいずれかに記載の転写方法。
【請求項１１】
前記基材は石英板である請求項１ないし１０のいずれかに記載の転写方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、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）に対して薄膜や回路パターンなどの被転写層を転写する転写方法に関するものである。
【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、シートフィルムを用いた加圧転写方法によって基板に薄膜を形成する転写技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１に記載の転写方法では、半導体ウエハや液晶パネル用ガラス基板などの基板の表面が上を向くように試料台に載置する。一方、試料台の上方に対向配置された転写板に、その表面に絶縁膜（本発明の「被転写層」に相当）が予め形成されたシートフィルムを装着する。そして、試料台を転写板に向かって移動させ、基板とシートフィルムとを相互に当接させた後、さらに一定時間だけ相互に加重を加えるとともに基板が所定の温度となるように加熱する。こうすることで、絶縁膜を挟んでシートフィルムと基板とが密着される。その後、シートフィルムを剥離することによって絶縁膜が基板に転写される。
【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】
ところで、上記特許文献１に記載の転写方法で使用されているシートフィルムは可撓性を有しているため、転写処理に際して該シートフィルムに予め形成された絶縁膜と基板との位置ずれが発生し易く、転写の寸法精度には一定の限界があった。また、近年、被転写層として単なる絶縁膜だけでなく、所定の回路パターンを有する層を基板に転写したいという要望が高まっているが、従来技術では転写精度の点でかかる要望を満足することは事実上不可能であった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、高い寸法精度で被転写層を基板に転写することができる転写方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、被転写層を基板に転写する転写方法であって、上記目的を達成するため、剥離層を含む少なくとも１層以上の堆積層を、不撓性の板状基材上に形成する堆積層形成工程と、基材上に形成された堆積層上に被転写層を形成する被転写層形成工程と、基材と基板とを互いに押し付けて被転写層を基板に密着させる密着工程と、剥離層を除去して基材を基板から剥離する剥離工程とを備えている。
【０００８】
このように構成された発明では、不撓性の板状基材を用いて基板への被転写層の転写が行われる。つまり、基材と基板とが互いに押し付けられ、これにより板状基材に形成された被転写層が基板に密着する。そして、予め基材側に形成されている剥離層を除去することにより板状基材が選択的に剥離され、板状基材から基板に被転写層が転写される。このように不撓性の基材を用いることにより、被転写層と基板との位置ずれの発生が抑えられ、優れた寸法精度で被転写層を基板に転写することができる。
【０００９】
また、従来技術に比べて剥離処理を安定して行うことができ、最終製品の品質を向上させることができる。すなわち、従来の転写方法、例えば特許文献１に記載の転写方法のようにシートフィルムを用いた場合には、基板から剥がす際にシートフィルムに作用する外力がそのまま被転写層に対して剥離方向に作用することとなり、基板と被転写層との密着力が低下することがあった。また、その外力を均一に維持することは難しく、その外力が基板と被転写層との密着面全体に対して不均一に作用して転写品質の低下を招くおそれがある。これに対し、この発明では基材側に予め剥離層を形成しておき、この剥離層を除去することで基板上に被転写層を密着させた状態のまま基材を選択的に基板から剥離させるように構成しているので、被転写層と基板との密着力を損なうことなく、剥離処理を安定して行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明にかかる転写方法の一実施形態を示すフローチャートである。また、図２は微細パターン（回路パターン）を形成する手順を示すフローチャートである。さらに、図３および図４は図１の転写方法を示す模式図である。以下、これらの図を参照しつつ本実施形態について詳述する。
【００１１】
この実施形態では、本発明の「不撓性の板状基材」として石英板１を準備し、その石英板１上に剥離層２を均一に塗布し、該剥離層２のみからなる堆積層３を形成する（ステップＳ１；堆積層形成工程）。この剥離層２は後述するレーザアブレーションで使用するレーザ対応した材料で構成すればよく、本実施形態では
（１）エキシマレーザによるアブレーションを行うこと、
（２）アブレーションの際に剥離材料の一部が基板に付着する可能性があるため、製造プロセスに悪影響を及ぼさないものを用いるのが好適であること、
などに対応して剥離材料としてポリイミドを用いている。もちろん、剥離層２を構成する材料については、ポリイミドに限定されるものではなく、上記２つの条件を満足するものを用いることができる。なお、剥離層２の形成方法については、スピンコート法やスリットコート法などの従来より多用されている塗布方法を用いることができる。
【００１２】
そして、石英板１に形成された剥離層２上に被転写層としての微細パターンを形成する（ステップＳ２；被転写層形成工程）。ここでは、被転写層形成工程の一例として金属配線パターンを形成する場合について図２および図３を参照しつつ詳細に説明する。
【００１３】
まず、微細パターンに対応した貫通孔１２を有する貫通板１１を形成する（ステップＳ２１）。この貫通板１１としては、例えばポリイミド板やシリコンウエハなどの基台を用いることができる。また、後述する頭出し処理やパターン転写処理の際にパターン材料などが貫通孔１２の周囲に付着するのを防止すべく、貫通板１１のうち少なくとも石英板１と対向する面に対して撥水処理を施しておくのが望ましい。
【００１４】
そして、図３（ａ）に示すように、その貫通板１１を一面とする供給容器１３に回路パターンを構成するパターン材料（回路物質）１４を貯留する（ステップＳ２２）。この金属配線用のパターン材料１４としては、例えばハリマ化成株式会社製の「ナノペースト」を供給容器１３に貯留することができる。このパターン材料１４の貯留は、回路物質供給源（図示省略）から供給容器１３に自動供給するようにしても良いし、またオペレータが手作業にて行うようにしても良い。なお、供給容器１３にパターン材料１４を供給しただけでは、貫通孔１２の壁面と、貫通孔１２に位置するパターン材料１４の気液界面の表面張力との関係により、貫通孔１２からパターン材料１４が漏れ出ることはない。また、供給容器１３の内部に所定量のパターン材料１４を貯留した段階にて供給容器１３の内部空間１５は密閉空間とされ、その気圧は供給容器１３の周辺の気圧とほぼ同じである。さらに、パターン材料１４の貯留に先立って、平坦化ステージ１６の上面には貫通板１１と対向する位置にアライメントされた石英板１が撓みなく真空吸着されている。
【００１５】
次のステップＳ２３では、供給容器１３の内部空間１５に対して所定の圧力を印加して、同図（ｂ）に示すように、パターン材料１４の頭出しを行う。すなわち、窒素ガスを供給容器１３内の空間１５に供給することによって空間１５を供給容器１３の周辺の気圧以上の予め設定された頭出し圧力にする。このとき、気圧計による計測結果に基づいて、空間１５が常に一定の頭出し圧力に維持されるように制御するのが望ましい。この「頭出し圧力」とは、貫通孔１２からパターン材料１４を頭出しできる圧力であり、パターン材料１４の粘性や表面張力、貫通孔１２のアスペクト比、貫通板１１の材質等の種々のパラメータによって最適値が決まるものである。よって、予め実験によって頭出し圧力の最適値を求めておき、その値を設定するようにするのが好ましい。
【００１６】
ここで、 「頭出し」とは、加圧されたパターン材料１４が貫通孔１２を通過して貫通板１１よりも下側に膨出する現象である。また、この実施形態では、供給容器１３内の空間１５が頭出し圧力に維持されることによって、パターン材料１４が徐々に貫通孔１２から押し出され、やがて貫通孔１２の下方に頭出し部１７を形成する。なお、この頭出し部１７には表面張力が作用するため、頭出し部１７がある一定以下の大きさの場合にはそれが下方側に滴下することはない。また、必要に応じて頭出し部１７の大きさ、形状などを検出するとともに、その検出結果に基づき供給容器１３内の空間１５に送り込む窒素ガスの量を調整して頭出し圧力を調整して頭出し部１７を制御してもよい。
【００１７】
次に、圧力調整機構（図示省略）により供給容器１３内を所定の転写圧力に調整する。より具体的には、供給容器１３内の空間１５を頭出し圧力よりも低圧の転写圧力に設定しており、このように圧力低減により貫通板１１の擁みが軽減されて同図（ｂ）に示すように貫通板１１はほぼフラットな状態となる。
【００１８】
そして、この状態で平坦化ステージ１６を転写位置まで上昇させ、同図（ｃ）に示すように、貫通板１１と石英板１とを相互に近接させて石英板１に形成された剥離層２と頭出し部１７とを接触させる（ステップＳ２４）。ここで、転写位置は、石英板１にパターン材料１４を転写するための位置であって、石英板１が頭出し部１７に接触し、かつ貫通板１１には接触しない位置である。なお、石英板１を貫通板１１に接触させないのは、貫通板１１に付着している汚染物質を石英板１に転写しないためである。
【００１９】
こうして石英板１への頭出し部１７の接触が完了すると、同図（ｄ）に示すように、平坦化ステージ１６を再び元の待機位置にまで下降させ、貫通板１１と石英板１とを離間させる。これにより、ステップＳ２４で接触した頭出し部１７が石英板１に付着して微細パターン１８の転写が行われる（ステップＳ２５）。このときに、貫通板１１と石英板１とを急速に離間させるとパターン材料１４の分離（残留）が同条件とならず転写に不具合が生じる可能性があるため、かかる不具合が発生する限界速度よりも遅い速度で平坦化ステージ１６を下降させる必要がある。
【００２０】
上記のようにして微細パターン１８を有する層、つまり本発明の被転写層が非接触転写により形成されると、図１のステップＳ３に進む。そこで、図１に戻って図１および図４を参照しつつ説明を続ける。
【００２１】
このステップＳ３では、図４（ａ）に示すように、剥離層２上に微細パターン１８を形成してなる石英板１と、微細パターン１８を転写すべき基板Ｗとを処理チャンバーに搬送し、この処理チャンバー内で微細パターン１８が基板Ｗの転写位置と対向するように、石英板１と基板Ｗとの位置合せを行う。そして、処理チャンバー内を減圧するとともに、石英板１および基板Ｗを加熱制御し、所定の転写条件に達した時点で基板Ｗを石英板１に近接する方向に移動させて微細パターン１８を基板Ｗの表面に密着させる（ステップＳ４；密着工程）。これにより、微細パターン１８を介して基板Ｗと石英板１とが一体化された密着物が形成される。
【００２２】
ここで、この実施形態では、基板Ｗを移動させることによって石英板１の剥離層２上の微細パターン（被転写層）１８を基板Ｗに密着させているが、石英板１を基板Ｗに近接する方向に移動させたり、基板Ｗおよび石英板１の各々を他方側に移動させることによって上記密着処理を行ってもよく、要は、基板Ｗおよび石英板１のうち少なくとも一方を他方側に移動させることによって、微細パターン（被転写層）１８を基板Ｗに密着させるように構成すればよい。
【００２３】
次のステップＳ５ではレーザアブレーション処理により剥離層２を選択的に除去して基板Ｗ上に微細パターン１８を密着させたまま石英板１のみを基板Ｗから分離して微細パターン１８の転写を完了する（剥離工程）。このレーザアブレーションとは、レーザ光をターゲットとなる層に照射することで該ターゲット層を構成する物質を爆発的に蒸発気化し、ガス状粒子となって飛散する現象であり、本実施形態ではこのレーザアブレーションを利用して剥離層２の除去を図っている。すなわち、同図（ｂ）および（ｄ）に示すように、エキシマレーザＬを石英板１の裏面（剥離層２および微細パターン１８を形成していない方の主面）に向けて放出することにより、該レーザＬが石英板１を透過して剥離層２に照射される。そして、レーザＬを受けた部分（同図（ｄ）の斜線部分）２ａがレーザアブレーションにより除去される。なお、現在のところ広範囲にわたって同時に高エネルギーのエキシマレーザＬを照射することは不可能であるため、本実施形態では同図（ｂ）中の矢印Ｐで示すようにエキシマレーザＬを剥離層２に対して部分的に照射しながら、走査することにより剥離層２の全体を除去するようにしている。
【００２４】
また、この実施形態では、レーザアブレーション処理と並行して石英板１に対して同図（ｂ）の符号Ｑで示すように石英板１の剥取処理を行っている。より具体的には、エキシマレーザＬを領域２ａに最初に照射するのに対応し、その領域２ａと一致する石英板１の周縁部１ａを離間開始位置として基板Ｗから相対的に離間させ、さらにレーザイＬの走査に応じて石英板１と基板Ｗとの離間領域を離間開始位置１ａから石英板１全体に広げている。石英板１と基板Ｗとを相対的に離間させるためには、石英板１の代わりに基板Ｗを移動させたり、両者を互いに離間する方向に移動させるようにしてもよい。
【００２５】
このように本実施形態では、レーザＬの照射開始領域（位置）２ａと離間開始位置１ａとを一致させて剥離処理を開始し、しかも離間領域の拡大とレーザ走査とを対応させている。また、レーザアブレーションに対応して石英板１と基板Ｗとの間隔Ｈを広げることでレーザアブレーションにより発生するガス状粒子を石英板１と基板Ｗとの間から飛散させて該ガス状粒子が基板Ｗや石英板１に付着するのを抑制することができる。また、間隔Ｈを広げることでガス状粒子と基板Ｗの周辺気体との置換が促進されることとなり、石英板１の剥離処理をスムーズ、しかも良好に行うことができる。
【００２６】
そして、全ての剥離層２の除去が完了すると、同図（ｃ）に示すように、石英板１は基板Ｗから完全に剥離される一方、基板Ｗ上には微細パターン１８が残存して転写処理が完了する。なお、この段階では、微細パターン１８を構成するナノペーストでは配線材料たる金属粒子は互いに分散した状態であるため、ＹＡＧレーザ（イットニウム・アルミニウム・ガーネット・レーザ）や炭酸ガスレーザなどの熱レーザを基板Ｗに走査して基板Ｗ上の微細パターン１８を溶融結合させて配線としての機能を発揮させる（ステップＳ６；溶融結合工程）。
【００２７】
以上のように、この実施形態によれば、石英板１と基板Ｗとを互いに押し付けることにより石英板１の剥離層２上に形成された被転写層たる微細パターン１８を基板Ｗに密着している。このように不撓性の石英板１を利用することで、この密着処理の際に微細パターン１８と基板Ｗとの位置ずれを効果的に抑えることができる。特に、微細パターン１８を基板Ｗに転写する場合には、薄膜を基板Ｗに転写する場合よりも精密な位置合せが要求されることとなり、特許文献１に記載の転写方法では微細パターンの転写は事実上不可能であるのに対し、本実施形態を用いることで、かかる転写が初めて可能となり、有用な転写技術といえる。
【００２８】
また、この実施形態によれば、剥離処理を安定して行うことができ、最終製品の品質を向上させることができる。すなわち、特許文献１に記載の転写方法のように剥離層を利用せず、シートフィルムを基板から引き剥がす場合には、基板Ｗから剥がす際にシートフィルムに作用する外力がそのまま被転写層にも作用することとなり、基板と被転写層との密着力が減じられ、しかも、その外力を均一に維持することは難しく、基板と被転写層との密着面全体に対して不均一に作用してしまう。これに対し、この実施形態では石英板１に予め剥離層２を形成しておき、この剥離層２をレーザアブレーションにより除去しており、基板Ｗ上の微細パターン１８に対して大きな外力を与えることなく、石英板１を選択的に基板Ｗから剥離させることができる。したがって、微細パターン１８と基板Ｗとの密着力を損なうことなく、剥離処理を安定して行うことができる。
【００２９】
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、レーザアブレーションにより剥離層２を除去するために本発明の「不撓性の板状基材」として石英板１を用いているが、エキシマレーザに対して透過性を有するものを採用してもよい。
【００３０】
また、上記実施形態では、剥離層２のみにより本発明の「堆積層」を形成しているが、剥離層２に加えて他の層を重ね合わせ複数の層により堆積層を構成するようにしてもよい。
【００３１】
また、上記実施形態では、微細パターン１８を有する層を本発明の「被転写層」としているが、特許文献１に記載されたように薄膜を「被転写層」とする場合にも本発明を適用することができる。すなわち、基板に対して配線層や層間絶縁層などを転写する転写方法全般に対して本発明を適用することができる。
【００３２】
また、上記実施形態では、微細パターン１８を形成するために貫通板１１を用いた非接触転写方法を採用しているが、微細パターン１８などの回路パターンを形成する方法については上記非接触転写方法以外、例えば半導体製造プロセスなどで従来より多用されている写真製版法などを用いることができる。
【００３３】
さらに、上記実施形態ではポリイミドにより剥離層２を構成するとともに、エキシマレーザＬにより剥離層２をアブレーション処理しているが、剥離層２を構成する剥離材料とレーザとの組合せはこれに限定されるものではなく、製品のプロセスや被転写層を構成する材料などに対応したものを適宜選択すればよい。また、レーザアブレーション以外の方法により剥離層を選択的に除去するようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、不撓性の板状基材に予め剥離層を形成しておき、基材と基板とを互いに押し付けて被転写層を基板に密着させた後、剥離層を除去して基材を基板から剥離するように構成しているので、被転写層と基板との位置ずれの発生を抑えることを可能とし、優れた寸法精度で被転写層を基板に転写することができる。また、剥離層の除去により基材を基板から剥離しているため、被転写層と基板との密着力を損なうことなく、剥離処理を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明にかかる転写方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図２】微細パターン（回路パターン）を形成する手順を示すフローチャートである。
【図３】図１の転写方法を示す模式図である。
【図４】図１の転写方法を示す模式図である。
【符号の説明】
１…石英板（基材）
１ａ…周縁部（離間開始位置）
２…剥離層
２ａ…照射開始位置
３…堆積層
１１…貫通板
１２…貫通孔
１３…供給容器
１４…パターン材料（回路物質）
１８…微細パターン（回路パターン、被転写層）
Ｌ…エキシマレーザ
Ｗ…基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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