薄膜形成装置
【課題】シートフィルムなどの担持体に形成された薄膜材料を基板に転写することで基板に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、薄膜形成のために必要な真空度が得られ、しかもメンテナンス性に優れた装置を提供する。
【解決手段】上側ブロックと下側ブロックとの間で、薄膜を形成されたシートフィルムと基板とを挟み込んで薄膜を基板に転写させる薄膜形成装置である。上側ブロックを装着される上板１１と下側ブロックを装着される底板１９とが、アングル１０１により組まれたフレーム１０により結合される。その側面の開口部に、パネル状の前板１３、側板１４および裏板１６がシール部材１３８、１４８および１６８を介して取り付けられて処理チャンバ１が構成される。
【解決手段】上側ブロックと下側ブロックとの間で、薄膜を形成されたシートフィルムと基板とを挟み込んで薄膜を基板に転写させる薄膜形成装置である。上側ブロックを装着される上板１１と下側ブロックを装着される底板１９とが、アングル１０１により組まれたフレーム１０により結合される。その側面の開口部に、パネル状の前板１３、側板１４および裏板１６がシール部材１３８、１４８および１６８を介して取り付けられて処理チャンバ１が構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板に薄膜を形成する薄膜形成装置に関するものである。なお、薄膜が形成される基板としては、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などの各種基板が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハや液晶表示用ガラス基板などの基板の表面に薄膜を形成する技術として、近年、シートフィルム上に形成した薄膜を基板表面に加圧転写するものが提案されている。例えば、特許文献１に記載の技術においては、真空容器内で、上プレートに保持した基板に、下プレートに保持した薄膜材料を塗布されたシートフィルムとを密着させて加圧することにより、基板表面に薄膜材料を転写させている。
【０００３】
真空容器の構造について特許文献１には具体的な記載がないが、この種の基板処理装置において用いられる真空処理容器の構造は、金属ブロックから削り出したハウジングに機構部品を取り付けるための取り付け孔や資材を出し入れするための窓を設けたものが一般的である。このような構造の真空容器では、気密性を確保するために、ハウジングに設けられる開口部ができるだけ少なく、また小さくなるように構成される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８６２９２号公報（例えば、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載された装置のように、基板とシートフィルムとを重ね合わせて加圧することで薄膜を基板に転写する薄膜形成装置において要求される真空度は例えば数Ｐａ程度であり、これは基板処理装置の真空処理容器において要求される一般的な真空度と比べると低度のものである。その一方、この種の薄膜形成装置では、基板とシートフィルムとを挟む上下プレートの平行度を確保することが重要となっており、そのために位置調整等のメンテナンスを容易に行えることが要求されている。
【０００６】
このように、薄膜形成装置においては、真空容器に対して求められる性能が他の装置とは異なっているにもかかわらず、処理チャンバの構造まで含めた薄膜形成装置の構成については、これまであまり検討されてこなかった。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、例えばシートフィルムのような担持体に形成された薄膜材料を基板に転写することで基板に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、薄膜形成のために必要な真空度が得られ、しかもメンテナンス性に優れた装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、離当接可能に構成された上側ブロックと下側ブロックとの間に、表面に薄膜を形成された担持体と基板とを挟み込むことにより、前記薄膜を前記基板表面に転写させる転写ユニットと、前記上側ブロックおよび前記下側ブロックを内部に収容する処理チャンバとを備え、前記処理チャンバは、前記上側ブロックを支持する上側プレート部と、前記下側ブロックを支持する下側プレート部とを側面に開口を有する連結部によって連結した構造を有するチャンバ主部と、前記チャンバ主部に対し着脱自在に構成され、シール部材を介して前記連結部の前記開口を塞ぐように装着される側面パネル部材とを備え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、転写ユニットを収容した処理チャンバの側面に着脱自在の側面パネル部材を設けている。そのため、側面パネル部材を取り外すことによって転写ユニットを露出させることができるので、メンテナンス性に優れている。その一方、転写ユニットの上側ブロックを支持する上側プレート部と、転写ユニットの下側ブロックを支持する下側プレート部とについては、両者を連結する連結部によりチャンバ主部として一体化している。そのため、基板および薄膜の担持体を挟み込んで均一に加圧するために高い平行度が要求される転写ユニットの上側および下側ブロックの相対的な位置関係を変化させることなく、側面パネル部材の着脱を行うことができる。また、処理チャンバの一部を着脱自在とすることにより気密性の低下が問題となり得るが、この種の薄膜形成装置に必要な数Ｐａ程度の真空度を達成可能であることが本願発明者らの実験により確認されている。
【００１０】
なお、チャンバ主部を構成する上側プレート部、下側プレート部および連結部については、削り出し、鋳造等により初めから一体のものとして形成されてもよく、またそれぞれ個別に作成された部品を溶接、接着、ネジ止め等により互いに組み付けることによって一体化されたものであってもよい。
【００１１】
この装置においては、前記チャンバ主部は、前記上側プレート部と前記下側プレート部との間を前記連結部としての複数の柱状部材によって連結した構造を有するようにしてもよい。このようにすると、上側プレート、下側プレートおよび柱状部材により囲まれた大きな開口を設けることができ、よりメンテナンス性を向上させることができる。
【００１２】
この場合、さらに、前記複数の柱状部材は梁部材によって連結されて該梁部材とともに一体的に前記連結部としての枠体を構成しており、前記梁部材と前記柱状部材とにより囲まれて前記開口が形成されるとともに、前記枠体に前記上側プレート部と前記下側プレート部とがそれぞれ取り付けられて前記チャンバ主部を構成してもよい。このように、一体化された枠体に上側プレート部と下側プレート部とを取り付けることにより、上側プレート部および下側プレート部にそれぞれ取り付けられる転写ユニットの上側ブロックと下側ブロックとの位置決め精度を向上させることができる。
【００１３】
また、開閉自在の扉を有する前記側面パネル部材を備えてもよい。こうすることで、基板の出し入れ等の頻繁に行う簡単な操作については扉を介して行うことができるようになる。側面パネル部材を複数備える場合においては、扉はそれらの一部のみに設けられてもよい。
【００１４】
また、排気口を穿設された前記側面パネル部材と、前記排気口を介して前記処理チャンバ内を減圧する減圧手段とを備えてもよい。こうすることで、処理チャンバ内を所望の真空度まで減圧することができる。また、減圧手段に接続される排気口を側面パネル部材に設けることによって、排気口を穿設するための加工が容易となり、また処理チャンバの設計自由度が高くなる。
【００１５】
また、前記上側ブロックと前記下側ブロックとを離当接させるための駆動機構を備え、該駆動機構が前記上側プレート部および前記下側プレート部の少なくとも一方に取り付けられてもよい。本発明の処理チャンバにおいては、上側プレート部と下側プレート部との間の位置関係が固定されているため、これらの一方または両方に駆動機構を取り付けて上側ブロックおよび／または下側ブロックを駆動することにより、上側ブロックと下側ブロックとを優れた位置精度で離当接させることができる。この場合において、上側ブロックを駆動するための駆動機構については上側プレート部に、下側ブロックを駆動するための駆動機構については下側プレート部に取り付けることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、薄膜形成装置を構成し転写ユニットを内部に収容する処理チャンバの側面を、チャンバ主部に対して着脱自在の側面パネル部材により構成している。そのため、側面パネル部材を取り外すことによって転写ユニットを露出させることができ、メンテナンス性に優れている。また、側面パネル部材の着脱を行っても、基板および担持体を挟み込んで均一に加圧するために高い平行度が要求される転写ユニットの上側および下側ブロックの相対的な位置関係を変化させることがない。また、真空度については、この種の薄膜形成装置に必要とされる数Ｐａ程度の真空度を達成可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１はこの発明にかかる薄膜形成装置の一実施形態を示す図である。この薄膜形成装置は、半導体ウエハなどの基板の表面に例えばＳＯＧ（Spin-On-Glass）などの薄膜を形成するための装置である。この装置では、処理チャンバ１の内部に形成される処理空間内に後述する転写ユニットが設置されており、基板表面への薄膜形成は、減圧された処理空間内でこの転写ユニットにより行われる。最初に処理チャンバ１の構成について説明する。説明の便宜上、図１に示すようにＸ、Ｙ、Ｚの各方向を定義する。
【００１８】
図２および図３は処理チャンバの構造を示す分解斜視図である。処理チャンバ１では、図２に示すように、例えばステンレス製で断面Ｌ字形状のアングル１０１を組み合わせて各辺を構成された直方体形状のフレーム１０の上部に、例えばステンレス製の上板１１が固着されている。各辺を構成するアングル１０１同士の継ぎ目、およびフレーム１０と上板１１との間は例えば溶接により隙間のないように接合されている。また溶接後のアングル１０１同士の継ぎ目の外面は研磨により平滑に仕上げられている。
【００１９】
フレーム１０を構成するアングル１０１のうち側面に当たる部分には、後述する側板等を取り付けるために、複数の雄ネジ１０２が外側に向けて立設されている。一方、フレーム１０の底部となる面には、底板１９と締結するネジを挿通するための複数の貫通孔１０３が穿設されている。上板１１には、後述する転写ユニットやその他の部品を取り付けるための複数の取り付け孔や切り欠き等の加工がなされている。
【００２０】
こうして上板１１と一体化されたフレーム１０は、上面が略水平面となるよう装置フレーム９９（図１）に取り付けられた底板１９上に、弾性を有する例えばシリコーンゴム製のシール部材１９８を挟んで載置される。底板１９にはネジ孔１９５がフレーム１０の貫通孔１０３に対応して設けられており、フレーム１０の貫通孔１０３に挿通された複数のネジ１９９によりフレーム１０と底板１９とが締結される。なお、底板１９のネジ孔１９５は側面にネジ溝が螺刻されているが、底板１９の下面まで貫通していない。このため、底板１９に対するフレーム１０の取り付けや取り外し作業を上部側から行うことができるとともに、ネジ孔１９５を介した空気漏れが防止される。また、底板１９には、後述する転写ユニットの支持軸を挿通するための貫通孔１９１や該ユニットを取り付けるためのネジ孔等が穿設されている。
【００２１】
こうして、上板１１、フレーム１０および底板１９が一体化される。以下の説明では、上板１１、フレーム１０および底板１９を上記のように一体化してなる組立体を「チャンバ主部」と称する。ここまでの状態では、直方体形状のフレーム１０のうち上面、下面がそれぞれ上板１１、底板１９によって塞がれ、これらを除く他の４面が大きく開口した状態となっている。言い換えると、底板１９から直立する４本の柱（アングル１０１）によって上板１１がその四隅で底板１９と平行に支持されている。さらに見方を変えると、アングル１０１を梁および柱として組まれた直方体のフレーム１０の上下に、上板１１と底板１９とをそれぞれ取り付けた構造となっているとも言える。
【００２２】
こうして一体化されたチャンバ主部の４つの側面に対し、図３に示すように、それぞれが例えばステンレス板により形成された側面パネル部材としての前板１３、一対の側板１４および裏板１６がそれぞれシール部材１３８、１４８、１６８を挟んで装着される。なお、図３では一対の側板１４のうち１枚のみを示し他方を省略しているが、図示した側板１４と同一構造のもう１枚の側板がフレーム１０の他の一面に装着される。
【００２３】
前板１３には、後述する転写ユニットに対し基板をＹ方向に出し入れするための開口部１３４が設けられており、この開口部１３４に対し開閉自在の扉１３１が取り付けられている。扉１３１の周縁部にはパッキン１３２が取り付けられる一方、前板１３の開口部１３４近傍にはロック機構１３３が設けられており、扉１３１が閉じた状態で扉１３１と前板１３との隙間からの空気漏れが防止されている。また、前板１３の周縁部には複数の貫通孔１３５が穿設されており、フレーム１０に立設された雄ネジ１０２がシール部材１３８を介してこの貫通孔１３５に挿通され、雌ネジ１３９によって前板１３がフレーム１０の前面に固定される。フレーム１０に雄ネジ１０２を立設しておき、前板１３の上から雌ネジ１３９によって固定する構造とすることで、ネジ孔周辺からの空気漏れを防止することができる。
【００２４】
同様に、側板１４もシール部材１４８を挟んでフレーム１０に取り付けられ、雌ネジ１４９によってフレーム１０の側面に固定される。また、裏板１６も同様に、シール部材１６８を挟んでフレーム１０の後面に雌ネジ１６９によって固定されている。裏板１６には、後述する排気管を取り付けるための排気口１６１やリークバルブ等他の部品を装着するための貫通孔が設けられている。
【００２５】
このように、この実施形態では、装置フレーム９９上に設置された底板１９に対し上板１１と一体化されたフレーム１０が取り付けられることによってチャンバ主部が形成され、さらにチャンバ主部の開口した４つの側面に前板１３、側板１４および裏板１６がそれぞれ装着されることで処理チャンバ１が構成され、該チャンバ内に処理空間ＳＰが形成される。こうして形成された処理空間ＳＰ内に、以下に説明する転写ユニットが設置される。
【００２６】
図４はこの発明にかかる薄膜形成装置の転写ユニットの構成を示す図である。この転写ユニットは、処理チャンバ１を構成する上板１１に固定された上側ブロック３と、底板１９に固定された下側ブロック５とを備えており、薄膜形成対象である基板Ｗと、薄膜材料を塗布された担持体としてのシートフィルムＦとを上下ブロック３、５で挟み込むことにより、シートフィルムＦ上の薄膜を基板Ｗに転写する。なお、薄膜の担持体としては、シートフィルムに代えて例えば石英板を用いてもよい。
【００２７】
なお、以下の説明において、各構成要素に付した符号が「３」から始まるものは当該要素が上側ブロック３を構成するものであることを意味する一方、「５」から始まるものは当該要素が下側ブロック５を構成するものであることを意味するものとする。
【００２８】
処理空間ＳＰ内は、排気管９５１を介して処理チャンバ１と接続された真空ポンプ９５によって真空排気可能になっている。この真空ポンプ９５は装置全体を制御する制御ユニット９１に制御されており、制御ユニット９１からの動作指令に応じて作動して処理空間ＳＰ内を排気減圧することができるようになっている。また、制御ユニット９１は真空ポンプ９５による処理空間ＳＰからの排気量を調整し、処理空間ＳＰ内の圧力（真空度）を制御可能となっている。これにより、薄膜の乾燥状態をコントロールしながら該薄膜を基板Ｗに転写することができる。処理空間ＳＰ内の圧力は、薄膜の種類等に応じて大気圧から数Ｐａまでの範囲内の所定の圧力に設定される。
【００２９】
処理空間ＳＰには、第１、第２プレート３４、５４が上下に対向して収容されている。第１プレート３４は処理チャンバ１を構成する上板１１の下面に固定された上ベース部材３１によって水平に固定支持されており、第２プレート５４の上方に位置している。第１プレート３４は基板Ｗが装着される試料台を構成し、第２プレート５４と対向する下面３４２が基板Ｗの装着面を形成している。第１プレート３４の下面３４２は円形に形成されている。ここで、薄膜形成対象となる基板Ｗとしては、例えば円板状に形成された半導体ウエハと、この半導体ウエハ上に電極配線をパターニングした構造を有するものがあり、基板Ｗのパターン形成面側に絶縁膜などの薄膜が転写される。
【００３０】
第１プレート３４の下面３４２は、平坦性を確保するために研磨された石英板によって形成されており、この石英板に基板Ｗが装着される。石英は基板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。第１プレート３４は、内部に加熱手段として加熱ヒータ３４１を具備している。この加熱ヒータ３４１はヒータコントローラ９３と電気的に接続されており、制御ユニット９１からの基板温度情報に基づきヒータコントローラ９３が加熱ヒータ３４１を２５℃〜３００℃の間で加熱制御する。
【００３１】
また、上板１１には、複数本（この実施形態では２本）のリフタ３４４が昇降自在で、しかも水平方向に移動自在に支持されている。各リフタ３４４の下端部には爪部材３４５が固着されている。爪部材３４５はその上面が基板Ｗの周縁部と係合可能に仕上げられ、基板Ｗを爪部材３４５上に載置させることができる。各リフタ３４４にはリフタ駆動機構９２が接続されており、制御ユニット９１からの動作指令に応じてリフタ駆動機構９２が作動する。これにより、処理空間ＳＰ内に搬入された基板Ｗを爪部材３４５上に載置可能な基板搬入位置と、爪部材３４５上に載置された基板Ｗを第１プレート３４の下面３４２に装着する基板装着位置（図４で示す位置）とに複数のリフタ３４４を一体的に移動させることができる。
【００３２】
具体的には、リフタ駆動機構９２に対して制御ユニット９１から下降指令が与えられると、リフタ３４４は下方に移動し、爪部材３４５を第１プレート３４の下面３４２の下方側に移動させた後、さらにリフタ３４４を水平移動させて爪部材３４５を第１プレート３４の下面周縁部と離間して対向させる。これにより、爪部材３４５が基板搬入位置に位置決めされ、爪部材３４５への基板Ｗの載置が可能となる。この状態で、オペレータにより扉１３１を介して搬入される基板Ｗを受け入れる。
【００３３】
そして、制御ユニット９１からリフタ駆動機構９２に上昇指令が与えられると、リフタ駆動機構９２はリフタ３４４を上方に移動させて爪部材３４５上に載置された基板Ｗを第１プレート３４の下面３４２に密着させる。これにより、爪部材３４５が基板装着位置に位置決めされ、第１プレート３４に基板Ｗが装着される。
【００３４】
第２プレート５４は、移動方向Ｚ（鉛直方向）に沿って昇降自在に設けられた昇降ユニット５２に装備され、第１プレート３４の下方に軸線を一致させて対向して配置されている。昇降ユニット５２は底板１９に取り付けられた下ベース部材５１を有し、下ベース部材５１上に第２プレート５４が固定支持されている。第２プレート５４はシートフィルムＦが装着される転写板を構成し、第１プレート３４と対向する上面５４２がシートフィルムＦの装着面を形成している。第２プレート５４の上面５４２は円形に形成されている。シートフィルムＦは基板Ｗより大きい円形に形成され、その表面（薄膜形成面）には薄膜が形成されている。また、第２プレート５４の上面５４２の平面サイズはシートフィルムＦの平面サイズよりも小さく形成されている。このシートフィルムＦは後述する上側挟持部および下側挟持部によって移動方向Ｚに挟み込まれることによって保持されており、第２プレート５４はシートフィルムＦの裏面（シートフィルムの両主面のうち薄膜形成面に対して反対の非薄膜形成面）側に配置されている。第２プレート５４の上面５４２は、第１プレート３４と同様に石英板によって形成されている。また、第２プレート５４には加熱手段として加熱ヒータ５４１が内蔵されている。この加熱ヒータ５４１はヒータコントローラ９４と電気的に接続されており、制御ユニット９１からの基板温度情報に基づきヒータコントローラ９４が加熱ヒータ５４１を２５℃〜３００℃の間で加熱制御する。
【００３５】
シートフィルムＦは、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）もしくはＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）などの可撓性を有し、また可塑性を有する有機材料からなるシート状のフィルムである。
【００３６】
昇降ユニット５２は、下ベース部材５１の下面中央部に一体に垂設された支持軸５１３を有している。支持軸５１３は移動方向Ｚに沿って昇降自在に軸支され、加重モータ５３によって昇降されるように構成されている。すなわち、支持軸５１３の下端には加重モータ５３が接続されており、制御ユニット９１からの動作指令に応じて加重モータ５３が作動することで、昇降ユニット５２を移動方向Ｚに沿って昇降させることができる。昇降ユニット５２の昇降により、下ベース部材５１上に支持された第２プレート５４が移動方向Ｚに沿って昇降する。
【００３７】
また、この実施形態ではシートフィルムＦのハンドリング性を向上させるために図５に示すように一対のリングＲup，Ｒdwを用いて一体化したリング体ＲＦを形成し、このリング体ＲＦの状態でシートフィルムＦの搬送を実行している。以下では、図４および図５を参照しつつ、シートフィルムＦのハンドリング構成について説明する。
【００３８】
図５はリング体およびリング体を挟持する構成を説明するための断面図である。このリング体ＲＦは、上リングＲupと下リングＲdwとでシートフィルムＦの周縁部を全周にわたって挟み込むことによってシートフィルムＦを保持したものである。上リングＲupと下リングＲdwとは同一形状を有する円環状部材であり、シートフィルムＦを挟んで上リングＲupおよび下リングＲdwを配置させることにより、シートフィルムＦを磁力吸着により保持可能となっている。
【００３９】
また、第１、第２プレート３４、５４の周囲には、一対のリングＲup，Ｒdwを上下から挟み込んでリング体ＲＦを保持する上クランプ３５および下クランプ５５が設けられている。上クランプ３５および下クランプ５５はそれぞれ、一対のリングＲup，Ｒdwとほぼ同じ内径を有する円環状部材であり、上クランプ３５の外径が一対のリングＲup，Ｒdwの外径よりも小さく形成される一方、下クランプ５５の外径が一対のリングＲup，Ｒdwの外径よりも大きく形成されている。
【００４０】
このような構成により、上クランプ３５および下クランプ５５によってリング体ＲＦが上下方向（移動方向Ｚ）に挟んで保持されると、結果的にシートフィルムＦは上リングＲupおよび上クランプ３５からなる上側挟持部ＵＨと、下リングＲdwおよび下クランプ５５からなる下側挟持部ＤＨとにより保持（挟持）された状態となる（図５（ｂ））。つまり、下側挟持部ＤＨに載置されたシートフィルムＦが上側挟持部ＵＨにより上方から押圧されることによって該シートフィルムＦが下側挟持部ＤＨと上側挟持部ＵＨとにより挟持される。以下、下側挟持部ＤＨと上側挟持部ＵＨとをあわせて「一対の挟持部」という。
【００４１】
一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに挟持されたシートフィルムＦは第１プレート３４と第２プレート５４との間に配置される。具体的には、薄膜が形成されたシートフィルムＦの表面（薄膜形成面）が第１プレート３４に対向する一方、シートフィルムＦの裏面（非薄膜形成面）側が第２プレート５４に対向するように、シートフィルムＦが一対の挟持部ＵＨ，ＤＨにより挟持される。
【００４２】
図６は図４のＡ−Ａ’切断面を上方から見たときの薄膜形成装置を示す図である。２つのクランプのうち下クランプ５５は、底板１９に立設された複数本（この実施形態では３本）の円柱体よりなるクランプ受け５５５上に水平姿勢で支持される。クランプ受け５５５は第２プレート５４の上面５４２の中心を通り移動方向Ｚに伸びる軸（以下、単に「中心軸」という）Ｊ回りに互いに等角度（１２０°）間隔で放射状に配置されている。下クランプ５５の上面周縁部（円環部）にはリング体ＲＦの下端部（下リングＲdw）を収容可能な内部に向けて窪んだ窪部５５１が形成されている（図５（ａ））。そして、リング体ＲＦの下端部を窪部５５１に収容させることによって、窪部５５１の周囲を取り囲む周面部５５２によってリング体ＲＦの水平方向の移動を規制することができる。
【００４３】
また、下ベース部材５１上には、複数本（この実施形態では３本）の突き上げピン５６が中心軸Ｊ回りに互いに等角度（１２０°）間隔で放射状に、しかも円周方向に沿ってクランプ受け５５５の間に位置するように立設されている。一方、下クランプ５５の下面には各突き上げピン５６に対応して突き上げピン５６の先端部を挿入させることが可能なピン挿入孔５５３（図４）が形成されている。このため、昇降ユニット５２が上昇駆動されると、突き上げピン５６の先端部がピン挿入孔５５３に挿入されるとともに、突き上げピン５６の先端部と後端部との間に形成された段差面が下クランプ５５の下面と当接する。これにより、突き上げピン５６と下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）とが互いに係合する。この状態で昇降ユニット５２がさらに上昇駆動されると、下クランプ５５がクランプ受け５５５から離れ、突き上げピン５６と下クランプ５５とが係合した状態で一体的に上昇する。これにより、第２プレート５４と一対の挟持部、つまり上側挟持部ＵＨおよび下側挟持部ＤＨとが一定の位置関係を保ったまま上昇する。
【００４４】
図７は突き上げピンと下クランプとが係合した状態を示した図である。突き上げピン５６と下クランプ５５とが係合した時点では、第２プレート５４が一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに挟持されたシートフィルムＦに接触して該シートフィルムＦが上方に突き上げられる。これにより、シートフィルムＦが緊張し、該シートフィルムＦに張力を発生させることができる。ここで、第２プレート５４の上面５４２が円形に形成されるとともに、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨによりシートフィルムＦの周縁部が全周にわたって保持（挟持）されているため、シートフィルムＦに対して周方向に均一な張力を付与することができる。
【００４５】
また、この実施形態では、突き上げピン５６が下クランプ５５と係合する係合部位の第２プレート５４に対する移動方向Ｚにおける相対距離（以下、単に「相対距離」という）Ｄを調整することによって、シートフィルムＦに発生させる張力の大きさをコントロールすることが可能となっている。具体的には、突き上げピン５６の先端部と後端部との間に形成された段差面（突き上げピン５６が下クランプ５５と係合する係合部位）から第２プレート５４の上面５４２までの距離（相対距離Ｄ）を調整することにより、シートフィルムＦに発生させる張力の大きさを変更することが可能となっている。つまり、相対距離Ｄに応じて、第２プレート５４がシートフィルムＦと接触を開始してから突き上げピン５６と下クランプ５５とが係合するまでの間にシートフィルムＦが第２プレート５４によって移動方向Ｚに沿って突き上げられる量（以下、単に「突き上げ量」という）Ｑが変化する。したがって、相対距離Ｄが調整されることで、突き上げ量Ｑを変更し、シートフィルムＦに発生する張力の大きさを調整することができる。
【００４６】
図８は突き上げピンの構造を示す図である。下ベース部材５１には移動方向Ｚに沿って貫通孔５１１が形成されており、貫通孔５１１に突き上げピン５６が挿通されている。これにより、その先端側に係合部位（段差面）が設けられた突き上げピン５６が下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）に向けて突設される。突き上げピン５６の後端部５６１にはネジ溝が刻まれる一方、貫通孔５１１の内壁には突き上げピン５６のネジと螺合するネジ溝が刻まれている。また、下ベース部材５１の上面側に２つのナットからなるダブルナット５１６が突き上げピン５６の後端部５６１に螺嵌されており、ダブルナット５１６により突き上げピン５６が下ベース部材５１に緩みなく締め付け固定される。突き上げピン５６の先端部５６２は下クランプ５５のピン挿入孔５５３に挿入可能とされている。そして、突き上げピン５６の先端部５６２がピン挿入孔５５３に挿入されることで、突き上げピン５６の後端部５６１と先端部５６２とを結合する段差面５６３（係合部位）が下クランプ５５の下面５５４に当接する。段差面５６３と下クランプ５５の下面５５４とは平行に形成され、面接触状態で当接する。
【００４７】
このような構成によれば、ダブルナット５１６を緩めて突き上げピン５６の頭部５６４を回転させていくことで、下ベース部材５１の上面から段差面５６３までの移動方向Ｚにおける長さＬが調整される。すなわち、突き上げピン５６と下クランプ５５とが互いに係合している状態では、下ベース部材５１と下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）との間の間隙が調整される。そして、下ベース部材５１の上面から段差面５６３までの移動方向Ｚにおける長さＬを所定の長さに調整した後、ダブルナット５１６を締めることによって突き上げピン５６を下ベース部材５１に固定する。このように、下ベース部材５１の上面から段差面５６３までの移動方向Ｚにおける長さＬが調整されることで、相対距離Ｄが調整される。これにより、突き上げ量Ｑを変更し、シートフィルムＦに発生する張力の大きさを自在に、しかも簡素な構成により調整することができる。したがって、使用するシートフィルムＦの種類や膜厚に応じて最適な張力をシートフィルムＦに与えることができる。
【００４８】
図４に戻って説明を続ける。下クランプ５５の下面周縁部には下クランプ５５の水平方向における位置を固定するために、複数本の位置決めピン５１４が下方に延びるように取り付けられている。これら位置決めピン５１４は下ベース部材５１に移動方向Ｚに沿って形成された貫通孔５１２に挿通されている。位置決めピン５１４と貫通孔５１２の内壁との間にはボールスプライン機構等が介在しており、位置決めピン５１４はボールスプライン機構等を介して移動方向Ｚに沿ってのみ可動（昇降）自在に支持される。つまり、下クランプ５５は移動方向Ｚに直交する方向（水平方向）に移動するのを規制されながら下ベース部材５１に対して移動方向Ｚに沿って昇降自在に支持される。このような構成によれば、昇降ユニット５２（第２プレート５４）を移動方向Ｚに沿って移動させたとしても、水平方向において第２プレート５４と下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）との間の相対位置関係を確実に固定することができる。このため、第２プレート５４と一対の挟持部ＵＨ，ＤＨとが互いに水平方向にずれるのを防止することができる。
【００４９】
また、もう一方のクランプ、つまり上クランプ３５は昇降自在に支持された複数本のロッド３５６の下端に固着されている。この実施形態では、３本のロッド３５６が中心軸Ｊ回りに互いに等角度（１２０°）間隔で放射状に、上クランプ３５から上方に伸びるように設けられている。複数本のロッド３５６の各々には、上クランプ３５を移動方向Ｚに沿って昇降駆動させるためのエアシリンダ３５７が連結されている。そして、制御ユニット９１からの動作指令に応じてエアシリンダ３５７が作動することで、上クランプ３５を移動方向Ｚに沿って昇降させることができる。具体的には、上クランプ３５を上昇させて第２プレート５４に対するリング体ＲＦの搬入出を可能とする一方、上クランプ３５を下降させて下クランプ５５とでリング体ＲＦを挟持して固定することができる。
【００５０】
このエアシリンダ３５７は、処理チャンバ１の外部に突設された支柱３１１により固定された円板状のプレート３１２に配設されており、エアシリンダ３５７から発生するパーティクル等の汚染物質が処理空間ＳＰ内に混入するのを防止することができる。なお、上クランプ３５を昇降駆動させる駆動機構としては、エアシリンダに限らず、エアシリンダ以外の他の昇降駆動用アクチュエータを用いるようにしてもよい。
【００５１】
また、エアシリンダ３５７と、該エアシリンダ３５７に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給源との間には調圧弁３５８が介装されている。そして、制御ユニット９１からの動作指令に応じて調圧弁３５８の開度が調整されることにより、ロッド３５６の推力を一定に保つことが可能となっている。この実施形態では、支持軸５１３が移動方向Ｚにおいて受ける加重圧力を検出する荷重センサ９６が設けられており、後述するようにして荷重センサ９６によって検出された加重圧力に基づいて制御ユニット９１が調圧弁３５８の開度を調整し、ロッド３５６の推力を一定に保つようにフィードバック制御する。これにより、下クランプ５５に載置されたリング体ＲＦを上クランプ３５により一定の押圧力で押圧することができる。すなわち、下側挟持部ＤＨ上に配置されたシートフィルムＦを上側挟持部ＵＨにより上方から一定の押圧力で押圧することが可能となっている。
【００５２】
次に、上記のように構成された薄膜形成装置の組み立て手順およびメンテナンスについて説明する。上記した転写ユニットは、上側ブロック３と下側ブロック５とにより、より具体的には、上側ブロック３に設けられた第１プレート３４と、下側ブロック５に設けられた第２プレート５４とにより薄膜を形成されたシートフィルムＦおよび基板Ｗを挟み込むことによって薄膜を基板Ｗに転写する。そのため、第１プレート３４の上面と第２プレート５４の下面との間の平行度が保たれていることが必要である。ここで、上側ブロック３は処理チャンバ１の上板１１に、下側ブロック５は底板１９にそれぞれ取り付けられている。そのため、上側ブロック３および下側ブロック５が処理チャンバ１に組み付けられた後で、両者の位置関係を調整することが必要となる。また、前記したように、シートフィルムＦに適切な張力を与えるために突き上げピン５６の高さ調整も必要である。
【００５３】
従来、この種の基板処理装置において基板を減圧下で処理するための処理チャンバとしては、例えば金属ブロックを削り出して内部に処理空間となる空洞を形成したものが一般的に用いられていた。しかしながら、このような処理チャンバは非常に高コストであり、さらに上記のような組み付け後の調整やメンテナンスが難しいという問題があった。この実施形態では、以下の手順で組み立てを行うことにより、メンテナンス性を向上させている。
【００５４】
図９はこの実施形態にかかる薄膜形成装置の組立手順を示すフローチャートである。この薄膜形成装置は、例えば以下の手順により組み立てることができる。まず、装置フレーム９９に底板１９を取り付ける（ステップＳ１０１）。次に、チャンバのフレーム１０を底板１９に取り付ける（ステップＳ１０２）。底板１９へのフレーム１０の固定は、上方からネジ１９９を締結することによって行い、しかも、この時点ではフレーム１０の側面は全て開口しているので、作業を容易に行うことができる。
【００５５】
そして、転写ユニットの上側ブロック３を、フレーム１０と一体化された上板１１に取り付ける。また、下側ブロック５を、装置フレーム９９に取り付けられた底板１９に取り付ける。これにより、上側ブロック３と下側ブロック５とが処理空間ＳＰ内で対向配置される。このように、上板１１と一体化されたフレーム１０、上側ブロック３、下側ブロック５を個別に搬入し据え付けることで、搬入時の重量を分散させて軽量の状態で各部を移動させれば済むので作業性が向上する。なお、ステップＳ１０２、Ｓ１０３についてはその順序を入れ替えてもよい。すなわち、上板１１に上側ブロック３を装着しフレーム１０と一体化したものを底板１９に取り付けるようにしてもよい。
【００５６】
この状態で、上側ブロック３と下側ブロック５との相対的な位置調整（例えば平行度の調整）や、突き上げピン５６の高さ調整などの各種調整を行う（ステップＳ１０４）。この場合、フレーム１０の側面は全て開口しているため、任意の方向から処理空間ＳＰ内へアクセスすることができるので、優れた作業性で調整作業を行うことができる。また、この時点でチャンバ主部を構成するフレーム１０、上板１１および底板１９の位置関係は確定されているので、高い精度で位置調整を行うことができる。
【００５７】
こうして位置調整を行った後、各側面パネル部材、すなわち前板１３、一対の側板１４および裏板１６をフレーム１０に装着すると（ステップＳ１０５）、図１に示す薄膜形成装置が完成する。
【００５８】
なお、組み立て後においても、転写ユニットの微調整や処理チャンバ１内部の清掃などのメンテナンス作業が必要となる場合がある。このような場合には、必要に応じて側面パネル部材のうちいくつかを取り外せば転写ユニットへのアクセスが可能となりメンテナンス作業を行うことができる。この場合、側面パネル部材のみを取り外しフレーム１０と底板１９との間を切り離さないようにすることで、上側ブロック３と下側ブロック５との相対的な位置関係を維持することができる。したがって微調整のみを行えばよい。
【００５９】
このように、この実施形態の処理チャンバ１では、側面パネル部材を着脱自在となっているため、転写ユニットを構成する上下ブロックの位置関係を動かすことなく転写ユニットにアクセスすることが可能であり、メンテナンス性に優れている。
【００６０】
なお、このように処理チャンバ１をフレームとパネル部材との組み合わせにより構成し多くの開口部を設けることにより、処理チャンバ１の気密性の低下が懸念される。しかしながら、この種の薄膜形成装置において要求される真空度は数Ｐａ程度であり、いわゆる高真空状態は必要とされない。各部の加工精度を適切に設定する等の配慮により、この程度の真空度を達成可能であることは本願発明者らの実験により確認済みである。
【００６１】
次に、上記した薄膜形成装置の動作について図１０ないし図１２を参照しつつ説明する。図１０ないし図１２は図４の薄膜形成装置の動作を説明するための模式図である。本実施形態においては、処理空間ＳＰへの基板ＷおよびシートフィルムＦの搬入に先立って、各突き上げピン５６において、下ベース部材５３の上面から段差面５６３までの移動方向Ｚにおける長さＬが使用されるシートフィルムＦの種類や膜厚等に応じて予め調整されているものとする。
【００６２】
最初に第１プレート３４側に基板Ｗが搬入される。すなわち、制御ユニット９１はリフタ駆動機構９２に下降指令を与え、図１０（ａ）に示すように、爪部材３４５を基板搬入位置に位置決めする。それに続いて、薄膜を形成すべき基板Ｗが扉１３１を通じて処理空間ＳＰ内に搬入され、爪部材３４５の上に載置される。その後、制御ユニット９１はリフタ駆動機構９２に対して上昇指令を与え、爪部材３４５を基板装着位置に移動させて基板Ｗの上面（非パターン形成面）を第１プレート３４の下面３４２に密着させた状態で基板Ｗを位置決めする（図１０（ｂ））。これにより、第１プレート３４に基板Ｗが装着される。
【００６３】
一方、第２プレート５４側では、シートフィルムＦがリング体ＲＦにより挟持された状態で処理空間ＳＰ内に搬入される。ここで、リング体ＲＦを構成する一対のリングＲup，Ｒdwに挟まれたシートフィルムＦの表面（薄膜形成面）には予め薄膜が形成されており、薄膜形成面を上方に向けてシートフィルムＦが扉１３１を通じて搬入される。このとき、上クランプ３５はリング体ＲＦの搬入を妨げることのないように上方に退避している。また、第２プレート５４の上面５４２は下クランプ５５（リング体ＲＦが載置される載置面）の下方に位置している。このため、シートフィルムＦが搬入される際に、シートフィルムＦと第２プレート５４とが接触するのを回避することができる。その結果、シートフィルムＦに張力が発生していない状態で薄膜が部分的に乾燥して薄膜の均一な乾燥が阻害されてしまうのを防止することができる。
【００６４】
そして、リング体ＲＦが下クランプ５５上に載置された後、上クランプ３５が下降して下クランプ５５に載置されたリング体ＲＦが上クランプ３５によって押圧される（図１０（ｃ））。これによって、シートフィルムＦの周縁部が全周にわたって所定の押圧力で均一に押圧され、シートフィルムＦにしわや折り曲げが発生するのを防止しながら、シートフィルムＦが一対の挟持部、つまり上側挟持部ＵＨおよび下側挟持部ＤＨにより挟持された状態となる。
【００６５】
こうして、基板ＷおよびシートフィルムＦの搬入が完了すると、制御ユニット９１は装置各部を制御し、以下に示すように薄膜を基板Ｗに転写する転写工程を実行する。まず、真空ポンプ９５による処理空間ＳＰの排気減圧を開始する。また、ヒータコントローラ９３によって加熱ヒータ３４１に通電して第１プレート３４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９４によって加熱ヒータ５４１に通電して第２プレート５４を加熱してシートフィルムＦを所望の温度に加熱する。
【００６６】
そして、処理空間ＳＰが所望の圧力まで減圧されると、制御ユニット９１より加重モータ５３に信号が送られ、昇降ユニット５２（第２プレート５４）の上昇駆動を開始する。第２プレート５４が上昇すると、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに挟持されたシートフィルムＦの裏面（非薄膜形成面）と第２プレート５４の上面５４２とが接触して第２プレート５４にシートフィルムＦが装着される。このとき、第２プレート５４の上面５４２の平面サイズはシートフィルムＦの平面サイズよりも小さく形成されているため、第２プレート５４上面５４２の全面がシートフィルムＦにより覆われる。そして、第２プレート５４の上面５４２がシートフィルムＦに接触した状態で第２プレート５４がさらに上昇すると、シートフィルムＦが緊張し、該シートフィルムＦに張力が発生する。つまり、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに挟持されたシートフィルムＦに第２プレート５４が突き当てられてシートフィルムＦに張力が発生する。その結果、シートフィルムＦが加熱ヒータ５４１によって加熱され、熱膨張により伸張して弛んでいても、その弛みが取り除かれる。
【００６７】
また、昇降ユニット５２の上昇によって突き上げピン５６がクランプ受け５５５上に載置された下クランプ５５と係合する（図１１（ａ））。これによって、移動方向Ｚにおける下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）に対する第２プレート５４の相対位置が固定される。その結果、シートフィルムＦに発生する張力の大きさが決定されて固定される。また、第２プレート５４の上昇により、下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）がクランプ受け５５５から突き上げピン５６に受け渡される。
【００６８】
そして、第２プレート５４の上昇とともに一対の挟持部ＵＨ，ＤＨがシートフィルムＦを挟持しながら移動方向Ｚに沿って変位する。このとき、上クランプ３５に連結されたロッド３５６がエアシリンダ３５７内に後退してストロークが短くなると、エアシリンダ３５７内の圧力が上昇してロッド３５６の推力が増大する。その結果、シートフィルムＦに対する押圧力が増大し、荷重センサ９６によって検出される加重圧力が上昇する。そこで、制御ユニット９１は荷重センサ９６によって検出される加重圧力が一定となるように調圧弁３５８の開度を調整し、ロッド３５６の推力を一定に保つようにフィードバック制御する。つまり、シートフィルムＦに対する押圧力が一定になるように、つまり第２プレート５４がシートフィルムＦに接触する前にシートフィルムＦに与えられた押圧力に等しくなるように、制御ユニット９１からの動作指令によって調圧弁３５８が制御される。そして、制御ユニット９１は昇降ユニット５２を上昇させるとともに、シートフィルムＦへの押圧力が一定となるように調圧弁３５８を制御しながらロッド３５６をエアシリンダ３５７内に後退させてストロークを短くしていく。これにより、第２プレート５４の上昇を阻害することなく、かつ一対の挟持部ＵＨ，ＤＨによりシートフィルムＦが良好かつ確実に保持される。
【００６９】
また、下クランプ５５（一対の挟持部）と突き上げピン５６とが互いに係合した状態で一対の挟持部ＵＨ，ＤＨと第２プレート５４とが一体的に移動方向Ｚに沿って移動することで、決定された張力をシートフィルムＦに付与した状態を維持したままシートフィルムＦが上昇する。つまり、第２プレート５４と一対の挟持部ＵＨ，ＤＨとが一定の位置関係を保ったまま上昇するので、シートフィルムＦに与えられた張力の大きさが変化するのを防止することができる。このため、シートフィルムＦに張力を安定して与えながらシートフィルムＦを基板Ｗに近接させていくことができる。
【００７０】
また、下クランプ５５と突き上げピン５６とは、突き上げピン５６の先端部５６２が下クランプ５５のピン挿入孔５５３に挿入されることで係合している。このため、下クランプ５５と突き上げピン５６とが係合した状態で移動方向Ｚに沿って移動する際に、互いの位置関係がずれるのを防止することができる。
【００７１】
そして、第２プレート５４がさらに上昇すると、シートフィルムＦ上の薄膜が基板Ｗに密着し、基板Ｗへの薄膜の転写が開始される（図１１（ｂ））。また、処理空間ＳＰを排気減圧したまま、基板ＷとシートフィルムＦとが所定の加重で一定時間互いに押し付けられる。その間も基板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。薄膜が基板Ｗに押し付けられている間もシートフィルムＦは一対の挟持部ＵＨ，ＤＨにより挟持されながら、一定の張力、つまり下クランプ５５と突き上げピン５６とが係合することによって決定された張力が付与された状態となっている。このため、シートフィルムＦにしわや折り曲げが発生するのを防止して、平坦で均一な膜厚の薄膜を基板Ｗに形成することができる。
【００７２】
そして、一連の加重操作が終了して転写処理が完了すると、ヒータコントローラ９３、９４により加熱ヒータ３４１、５４１の作動を停止させて第１、第２プレート３４，５４の加熱を停止すると同時に、爪部材３４５を側方に退避させて爪部材３４５による基板保持を解除する（図１１（ｃ））。続いて、加重の状態が零となるように制御ユニット９１から加重モータ５３に信号を送り、昇降ユニット５２および一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ（上クランプ３５、リング体ＲＦ、下クランプ５５）を一体的に下降させる（図１２（ａ））。すなわち、制御ユニット９１はシートフィルムＦに対する押圧力が一定となるように調圧弁３５８を制御しながらロッド３５６をエアシリンダ３５７内から進出させてストロークを長くしていく。その後、昇降ユニット５２が下降し、上クランプ３５により上方から押圧された状態で下クランプ５５およびリング体ＲＦがクランプ受け５５５上に受け渡される（図１２（ｂ））。さらに、昇降ユニット５２が下降し、昇降ユニット５２（第２プレート５４）が転写前の初期位置に復帰すると、突き上げピン５６が下クランプ５５から離れる。また、上クランプ３５によるリング体ＲＦへの押圧が解除される（図１２（ｃ））。これにより、下クランプ５５およびリング体ＲＦがクランプ受け５５５上に支持された状態となる。
【００７３】
こうして、第２プレート５４が転写前の初期位置に戻った後、真空ポンプ９５を停止させる。なお、上記のようにして薄膜の密着が完了すると、基板Ｗは薄膜を挟んでシートフィルムＦと一体となっており、この一体化状態のままリング体ＲＦを処理チャンバ１から取り出し、シートフィルムＦを剥離する剥離装置（図示せず）に搬送する。
【００７４】
以上のように、この実施形態によれば、転写ユニットを収容する処理チャンバ１の側面を着脱自在のパネル部材により構成している。そのため、転写ユニットの調整を行う際には必要に応じて側面パネル部材のいくつかを取り外すことにより転写ユニットが露出し、作業性よくメンテナンスを行うことが可能である。また、転写ユニットの上側ブロック３が固定された上板１３と下側ブロック５が固定された底板１９とをフレーム１０により一体的に結合したチャンバ主部に対して側面パネル部材を取り付ける構成としているので、チャンバ主部に取り付けられた上側ブロック３と下側ブロック５との位置関係が変動することがなく、調整作業を容易に行うことが可能となる。
【００７５】
また、処理チャンバ１をフレーム１０と板材との組み合わせにより構成し、またフレーム１０をアングル１０１の組み合わせによって構成しているため、金属ブロックを削り出して製造する従来の処理チャンバよりも、その製造コストを大きく低減することが可能である。
【００７６】
また、必要に応じて側面パネル部材を交換可能であるため、外部装置との組み合わせに応じて変更する必要のある部位、例えば排気管９５１を接続する排気口１６１などを側面パネル部材に設けておくことによって、装置の仕様変更にも側面パネル部材の変更のみで容易に対応することができる。
【００７７】
また、この実施形態の転写ユニットでは、昇降ユニット５２の移動により、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに保持されたシートフィルムＦに対して第２プレート５４が突き当ててシートフィルムＦに張力を発生させている。また、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ（下クランプ５５）と突き上げピン５６（段差面５６３）とを互いに係合させて移動方向Ｚにおける一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに対する第２プレート５４の相対位置を固定している。ここで、突き上げピン５６（段差面５６３）は第２プレート５４に対する移動方向Ｚにおける相対位置が規定された状態で昇降ユニット５２に設けられているため、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨと突き上げピン５６とが係合することで、移動方向Ｚにおける一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに対する第２プレート５４の相対位置が固定される。これにより、シートフィルムＦに発生した張力が決定されるとともに固定される。したがって、シートフィルムＦに発生させた張力を該シートフィルムＦに安定して付与することができる。しかも、第２プレート５４の上昇とともに、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ（下クランプ５５）と突き上げピン５６（段差面５６３）とを単に物理的に係合させることのみにより、シートフィルムＦに付与する張力を安定させることができ、装置を簡素に構成することができる。
【００７８】
また、この実施形態によれば、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨが移動方向Ｚに沿って移動自在に設けられており、昇降ユニット５２の移動によって、互いに係合した下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）と突き上げピン５６とを一体的に移動方向Ｚに沿って移動させて転写処理を実行している。このため、移動方向Ｚにおける一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに対する第２プレート５４の相対位置を固定した状態で昇降ユニット５２が移動され、決定された張力をシートフィルムＦに付与した状態を維持したまま転写処理が実行される。したがって、シートフィルムＦに付与される張力を一定値（決定された張力）に保ったまま該シートフィルムＦ上の薄膜を基板Ｗに転写することができ、基板Ｗ上に薄膜を良好に形成することができる。
【００７９】
また、この実施形態によれば、突き上げピン５６の段差面５６３の第２プレート５４に対する移動方向Ｚにおける相対距離Ｄが調整可能とされ、相対距離Ｄを調整することで、段差面５６３に係合した下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）に対する第２プレート５４の移動方向Ｚにおける相対位置を変更することができる。これにより、シートフィルムＦに発生する張力の大きさを自在に調整することができる。したがって、使用するシートフィルムＦの種類や膜厚に応じて最適な張力をシートフィルムＦに付与することができる。
【００８０】
以上説明したように、この実施形態では、上側ブロック３および下側ブロック５が本発明の「転写ユニット」を構成している。また、処理チャンバ１を構成する上板１１および底板１９がそれぞれ本発明の「上側プレート部」および「下側プレート部」として機能している。また、前板１３、側板１４および裏板１６が本発明の「側面パネル部材」として機能している。また、フレーム１０が本発明の「連結部」として機能しており、フレーム１０を構成するアングル１０１が本発明の「柱部材」および「梁部材」に相当している。
【００８１】
また、上記実施形態においては、真空ポンプ９５が本発明の「減圧手段」として機能する一方、底板１９に取り付けられた昇降ユニット５２が本発明の「駆動機構」として機能している。
【００８２】
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、上記実施形態の処理チャンバ１は略直方体形状のものであるが、例えば側面が湾曲した円柱形状のものやその他の形状のものであってもよい。また、上記実施形態の処理チャンバ１は４つの側面を構成する側面パネル部材が全て着脱自在に構成されているが、少なくとも１つがフレームに固定されていてもよい。また側面パネル部材の枚数も上記に限定されず任意である。
【００８３】
また、上記実施形態では、チャンバ主部を上板１１、底板１９および両者を結合するフレーム１０とにより構成しているが、このような構成に限定されない。例えば、金属ブロックの内部をくり抜いて形成したチャンバ主部の側面に開口部を設け上板、底板およびフレームを初めから一体のチャンバ主部として構成し、該開口部に着脱自在のパネルを取り付ける構成としてもよい。また、板状の材料に開口窓を設けたものを組み合わせてフレームを構成するようにしてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、装置フレーム９９に固定された底板１９上にフレーム１０を取り付けることにより処理チャンバ１を実現するようにしているが、このような構成に限定されず、例えば上板１１とほぼ同じサイズの底板でフレーム１０の下面を覆うことで処理チャンバの下面を構成するようにしてもよい。またフレーム１０と底板１９との間を溶接等により固定してもよい。
【００８５】
また、上記実施形態では、上板１１、底板１９、フレーム１０および側面パネル部材１３等をいずれも金属製としているが、必要に応じて、あるいは目的に応じて、これらのいずれかを樹脂により形成してもよい。
【００８６】
また、上記実施形態では、側板１４等の側面パネル部材をフレーム１０にネジ止めする際にシート状のシール部材１４８を挟み込むことによって空気漏れを防止しているが、処理空間ＳＰを密封するシール方法はこれに限定されず、例えば図１３に示すようにしてもよい。
【００８７】
図１３はシール方法の他の例を示す図である。この例では、裏板１６の周縁部に設けられたネジ止め用の貫通孔１６５同士を結んだ仮想線よりも内側に環状の溝を形成し、この溝に例えばゴム製でリング状のＯリングにより構成されたシール部材１６７を嵌め込んでフレーム１０に取り付けることにより空気漏れを防止している。同様に、前板１３および側板１４にも溝を設けＯリング１３７、１４７を嵌め込むことができる。特に着脱を行う頻度が高い場合には、着脱の繰り返しに伴うシール部材の変形や劣化を抑え、また作業性も良好であるという点で、シール部材をＯリングにより構成することが好ましい。
【００８８】
また、上記実施形態では、前板１３の開口部１３４に対し開閉自在に設けた扉１３１を開閉することにより基板等の出し入れを行うように構成しているが、図１４に示すように、ゲートバルブによって開口部を開閉するようにしてもよい。このようにすると、扉の開閉を自動で行うことが容易となり、装置の自動化にも対応することができる。
【００８９】
図１４は扉構造の他の例を示す図である。この例では、上記実施形態における前板１３に代えて設けられた前板１５に穿設された開口部１５４を取り囲むように環状の溝が形成され、この溝にＯリング１５２が嵌め込まれている。扉１５１は溝の外周よりも一回り大きな板状部材であり、装置フレーム９９に固定された駆動機構１５３により移動可能に支持されている。駆動機構１５３は扉１５１をＺ方向に沿って図の上方に移動させた後、Ｙ方向に沿って扉１５１を前板１５に向けて前進させることにより、開口部１５４を扉１５１により覆う。また、これとは逆の動作により開口部１５４を露出させる。扉１５１と前板１５との隙間はＯリング１５２によって塞がれ空気漏れが防止される。このようなゲートバルブの構造およびその駆動機構としては公知のものを適用可能であるので、詳しい説明を省略する。
【００９０】
また、本発明は、上記実施形態のように半導体基板に薄膜を転写する場合に限らず、電子部品材料関係であればマルチチップモジュール等の実装関係の基板や液晶関係の基板に薄膜を転写する場合にも適用できる。また、薄膜についても絶縁膜に限らず、金属系の薄膜を基板に転写してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
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、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などを含む基板に薄膜を形成する薄膜形成装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【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図である。
【図２】処理チャンバの構造を示す第１の分解斜視図である。
【図３】処理チャンバの構造を示す第２の分解斜視図である。
【図４】この発明にかかる薄膜形成装置の転写ユニットの構成を示す図である。
【図５】リング体およびリング体を挟持する構成を説明するための断面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ’切断面を上方から見たときの薄膜形成装置を示す図である。
【図７】突き上げピンと下クランプとが係合した状態を示した図である。
【図８】突き上げピンの構造を示す図である。
【図９】この実施形態にかかる薄膜形成装置の組立手順を示すフローチャートである。
【図１０】図４の薄膜形成装置の動作を説明するための第１の模式図である。
【図１１】図４の薄膜形成装置の動作を説明するための第２の模式図である。
【図１２】図４の薄膜形成装置の動作を説明するための第３の模式図である。
【図１３】シール方法の他の例を示す図である。
【図１４】扉構造の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１…処理チャンバ
３…上側ブロック（転写ユニット）
５…下側ブロック（転写ユニット）
１０…フレーム（連結部、枠体）
１１…上板（上側プレート部）
１９…底板（下側プレート部）
１３…前板（側面パネル部材）
１４…側板（側面パネル部材）
１６…裏板（側面パネル部材）
５２…昇降ユニット（駆動機構）
９５…真空ポンプ（減圧手段）
１０１…アングル（柱部材、梁部材）
１３１…扉
１３７、１４７、１６７…Ｏリング（シール部材）
１３８、１４８、１６８…シール部材
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板に薄膜を形成する薄膜形成装置に関するものである。なお、薄膜が形成される基板としては、半導体ウエハ、フォトマスク用ガラス基板、液晶表示用ガラス基板、プラズマ表示用ガラス基板、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などの各種基板が含まれる。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハや液晶表示用ガラス基板などの基板の表面に薄膜を形成する技術として、近年、シートフィルム上に形成した薄膜を基板表面に加圧転写するものが提案されている。例えば、特許文献１に記載の技術においては、真空容器内で、上プレートに保持した基板に、下プレートに保持した薄膜材料を塗布されたシートフィルムとを密着させて加圧することにより、基板表面に薄膜材料を転写させている。
【０００３】
真空容器の構造について特許文献１には具体的な記載がないが、この種の基板処理装置において用いられる真空処理容器の構造は、金属ブロックから削り出したハウジングに機構部品を取り付けるための取り付け孔や資材を出し入れするための窓を設けたものが一般的である。このような構造の真空容器では、気密性を確保するために、ハウジングに設けられる開口部ができるだけ少なく、また小さくなるように構成される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１８６２９２号公報（例えば、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に記載された装置のように、基板とシートフィルムとを重ね合わせて加圧することで薄膜を基板に転写する薄膜形成装置において要求される真空度は例えば数Ｐａ程度であり、これは基板処理装置の真空処理容器において要求される一般的な真空度と比べると低度のものである。その一方、この種の薄膜形成装置では、基板とシートフィルムとを挟む上下プレートの平行度を確保することが重要となっており、そのために位置調整等のメンテナンスを容易に行えることが要求されている。
【０００６】
このように、薄膜形成装置においては、真空容器に対して求められる性能が他の装置とは異なっているにもかかわらず、処理チャンバの構造まで含めた薄膜形成装置の構成については、これまであまり検討されてこなかった。
【０００７】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、例えばシートフィルムのような担持体に形成された薄膜材料を基板に転写することで基板に薄膜を形成する薄膜形成装置であって、薄膜形成のために必要な真空度が得られ、しかもメンテナンス性に優れた装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、離当接可能に構成された上側ブロックと下側ブロックとの間に、表面に薄膜を形成された担持体と基板とを挟み込むことにより、前記薄膜を前記基板表面に転写させる転写ユニットと、前記上側ブロックおよび前記下側ブロックを内部に収容する処理チャンバとを備え、前記処理チャンバは、前記上側ブロックを支持する上側プレート部と、前記下側ブロックを支持する下側プレート部とを側面に開口を有する連結部によって連結した構造を有するチャンバ主部と、前記チャンバ主部に対し着脱自在に構成され、シール部材を介して前記連結部の前記開口を塞ぐように装着される側面パネル部材とを備え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、転写ユニットを収容した処理チャンバの側面に着脱自在の側面パネル部材を設けている。そのため、側面パネル部材を取り外すことによって転写ユニットを露出させることができるので、メンテナンス性に優れている。その一方、転写ユニットの上側ブロックを支持する上側プレート部と、転写ユニットの下側ブロックを支持する下側プレート部とについては、両者を連結する連結部によりチャンバ主部として一体化している。そのため、基板および薄膜の担持体を挟み込んで均一に加圧するために高い平行度が要求される転写ユニットの上側および下側ブロックの相対的な位置関係を変化させることなく、側面パネル部材の着脱を行うことができる。また、処理チャンバの一部を着脱自在とすることにより気密性の低下が問題となり得るが、この種の薄膜形成装置に必要な数Ｐａ程度の真空度を達成可能であることが本願発明者らの実験により確認されている。
【００１０】
なお、チャンバ主部を構成する上側プレート部、下側プレート部および連結部については、削り出し、鋳造等により初めから一体のものとして形成されてもよく、またそれぞれ個別に作成された部品を溶接、接着、ネジ止め等により互いに組み付けることによって一体化されたものであってもよい。
【００１１】
この装置においては、前記チャンバ主部は、前記上側プレート部と前記下側プレート部との間を前記連結部としての複数の柱状部材によって連結した構造を有するようにしてもよい。このようにすると、上側プレート、下側プレートおよび柱状部材により囲まれた大きな開口を設けることができ、よりメンテナンス性を向上させることができる。
【００１２】
この場合、さらに、前記複数の柱状部材は梁部材によって連結されて該梁部材とともに一体的に前記連結部としての枠体を構成しており、前記梁部材と前記柱状部材とにより囲まれて前記開口が形成されるとともに、前記枠体に前記上側プレート部と前記下側プレート部とがそれぞれ取り付けられて前記チャンバ主部を構成してもよい。このように、一体化された枠体に上側プレート部と下側プレート部とを取り付けることにより、上側プレート部および下側プレート部にそれぞれ取り付けられる転写ユニットの上側ブロックと下側ブロックとの位置決め精度を向上させることができる。
【００１３】
また、開閉自在の扉を有する前記側面パネル部材を備えてもよい。こうすることで、基板の出し入れ等の頻繁に行う簡単な操作については扉を介して行うことができるようになる。側面パネル部材を複数備える場合においては、扉はそれらの一部のみに設けられてもよい。
【００１４】
また、排気口を穿設された前記側面パネル部材と、前記排気口を介して前記処理チャンバ内を減圧する減圧手段とを備えてもよい。こうすることで、処理チャンバ内を所望の真空度まで減圧することができる。また、減圧手段に接続される排気口を側面パネル部材に設けることによって、排気口を穿設するための加工が容易となり、また処理チャンバの設計自由度が高くなる。
【００１５】
また、前記上側ブロックと前記下側ブロックとを離当接させるための駆動機構を備え、該駆動機構が前記上側プレート部および前記下側プレート部の少なくとも一方に取り付けられてもよい。本発明の処理チャンバにおいては、上側プレート部と下側プレート部との間の位置関係が固定されているため、これらの一方または両方に駆動機構を取り付けて上側ブロックおよび／または下側ブロックを駆動することにより、上側ブロックと下側ブロックとを優れた位置精度で離当接させることができる。この場合において、上側ブロックを駆動するための駆動機構については上側プレート部に、下側ブロックを駆動するための駆動機構については下側プレート部に取り付けることが望ましい。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、薄膜形成装置を構成し転写ユニットを内部に収容する処理チャンバの側面を、チャンバ主部に対して着脱自在の側面パネル部材により構成している。そのため、側面パネル部材を取り外すことによって転写ユニットを露出させることができ、メンテナンス性に優れている。また、側面パネル部材の着脱を行っても、基板および担持体を挟み込んで均一に加圧するために高い平行度が要求される転写ユニットの上側および下側ブロックの相対的な位置関係を変化させることがない。また、真空度については、この種の薄膜形成装置に必要とされる数Ｐａ程度の真空度を達成可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１はこの発明にかかる薄膜形成装置の一実施形態を示す図である。この薄膜形成装置は、半導体ウエハなどの基板の表面に例えばＳＯＧ（Spin-On-Glass）などの薄膜を形成するための装置である。この装置では、処理チャンバ１の内部に形成される処理空間内に後述する転写ユニットが設置されており、基板表面への薄膜形成は、減圧された処理空間内でこの転写ユニットにより行われる。最初に処理チャンバ１の構成について説明する。説明の便宜上、図１に示すようにＸ、Ｙ、Ｚの各方向を定義する。
【００１８】
図２および図３は処理チャンバの構造を示す分解斜視図である。処理チャンバ１では、図２に示すように、例えばステンレス製で断面Ｌ字形状のアングル１０１を組み合わせて各辺を構成された直方体形状のフレーム１０の上部に、例えばステンレス製の上板１１が固着されている。各辺を構成するアングル１０１同士の継ぎ目、およびフレーム１０と上板１１との間は例えば溶接により隙間のないように接合されている。また溶接後のアングル１０１同士の継ぎ目の外面は研磨により平滑に仕上げられている。
【００１９】
フレーム１０を構成するアングル１０１のうち側面に当たる部分には、後述する側板等を取り付けるために、複数の雄ネジ１０２が外側に向けて立設されている。一方、フレーム１０の底部となる面には、底板１９と締結するネジを挿通するための複数の貫通孔１０３が穿設されている。上板１１には、後述する転写ユニットやその他の部品を取り付けるための複数の取り付け孔や切り欠き等の加工がなされている。
【００２０】
こうして上板１１と一体化されたフレーム１０は、上面が略水平面となるよう装置フレーム９９（図１）に取り付けられた底板１９上に、弾性を有する例えばシリコーンゴム製のシール部材１９８を挟んで載置される。底板１９にはネジ孔１９５がフレーム１０の貫通孔１０３に対応して設けられており、フレーム１０の貫通孔１０３に挿通された複数のネジ１９９によりフレーム１０と底板１９とが締結される。なお、底板１９のネジ孔１９５は側面にネジ溝が螺刻されているが、底板１９の下面まで貫通していない。このため、底板１９に対するフレーム１０の取り付けや取り外し作業を上部側から行うことができるとともに、ネジ孔１９５を介した空気漏れが防止される。また、底板１９には、後述する転写ユニットの支持軸を挿通するための貫通孔１９１や該ユニットを取り付けるためのネジ孔等が穿設されている。
【００２１】
こうして、上板１１、フレーム１０および底板１９が一体化される。以下の説明では、上板１１、フレーム１０および底板１９を上記のように一体化してなる組立体を「チャンバ主部」と称する。ここまでの状態では、直方体形状のフレーム１０のうち上面、下面がそれぞれ上板１１、底板１９によって塞がれ、これらを除く他の４面が大きく開口した状態となっている。言い換えると、底板１９から直立する４本の柱（アングル１０１）によって上板１１がその四隅で底板１９と平行に支持されている。さらに見方を変えると、アングル１０１を梁および柱として組まれた直方体のフレーム１０の上下に、上板１１と底板１９とをそれぞれ取り付けた構造となっているとも言える。
【００２２】
こうして一体化されたチャンバ主部の４つの側面に対し、図３に示すように、それぞれが例えばステンレス板により形成された側面パネル部材としての前板１３、一対の側板１４および裏板１６がそれぞれシール部材１３８、１４８、１６８を挟んで装着される。なお、図３では一対の側板１４のうち１枚のみを示し他方を省略しているが、図示した側板１４と同一構造のもう１枚の側板がフレーム１０の他の一面に装着される。
【００２３】
前板１３には、後述する転写ユニットに対し基板をＹ方向に出し入れするための開口部１３４が設けられており、この開口部１３４に対し開閉自在の扉１３１が取り付けられている。扉１３１の周縁部にはパッキン１３２が取り付けられる一方、前板１３の開口部１３４近傍にはロック機構１３３が設けられており、扉１３１が閉じた状態で扉１３１と前板１３との隙間からの空気漏れが防止されている。また、前板１３の周縁部には複数の貫通孔１３５が穿設されており、フレーム１０に立設された雄ネジ１０２がシール部材１３８を介してこの貫通孔１３５に挿通され、雌ネジ１３９によって前板１３がフレーム１０の前面に固定される。フレーム１０に雄ネジ１０２を立設しておき、前板１３の上から雌ネジ１３９によって固定する構造とすることで、ネジ孔周辺からの空気漏れを防止することができる。
【００２４】
同様に、側板１４もシール部材１４８を挟んでフレーム１０に取り付けられ、雌ネジ１４９によってフレーム１０の側面に固定される。また、裏板１６も同様に、シール部材１６８を挟んでフレーム１０の後面に雌ネジ１６９によって固定されている。裏板１６には、後述する排気管を取り付けるための排気口１６１やリークバルブ等他の部品を装着するための貫通孔が設けられている。
【００２５】
このように、この実施形態では、装置フレーム９９上に設置された底板１９に対し上板１１と一体化されたフレーム１０が取り付けられることによってチャンバ主部が形成され、さらにチャンバ主部の開口した４つの側面に前板１３、側板１４および裏板１６がそれぞれ装着されることで処理チャンバ１が構成され、該チャンバ内に処理空間ＳＰが形成される。こうして形成された処理空間ＳＰ内に、以下に説明する転写ユニットが設置される。
【００２６】
図４はこの発明にかかる薄膜形成装置の転写ユニットの構成を示す図である。この転写ユニットは、処理チャンバ１を構成する上板１１に固定された上側ブロック３と、底板１９に固定された下側ブロック５とを備えており、薄膜形成対象である基板Ｗと、薄膜材料を塗布された担持体としてのシートフィルムＦとを上下ブロック３、５で挟み込むことにより、シートフィルムＦ上の薄膜を基板Ｗに転写する。なお、薄膜の担持体としては、シートフィルムに代えて例えば石英板を用いてもよい。
【００２７】
なお、以下の説明において、各構成要素に付した符号が「３」から始まるものは当該要素が上側ブロック３を構成するものであることを意味する一方、「５」から始まるものは当該要素が下側ブロック５を構成するものであることを意味するものとする。
【００２８】
処理空間ＳＰ内は、排気管９５１を介して処理チャンバ１と接続された真空ポンプ９５によって真空排気可能になっている。この真空ポンプ９５は装置全体を制御する制御ユニット９１に制御されており、制御ユニット９１からの動作指令に応じて作動して処理空間ＳＰ内を排気減圧することができるようになっている。また、制御ユニット９１は真空ポンプ９５による処理空間ＳＰからの排気量を調整し、処理空間ＳＰ内の圧力（真空度）を制御可能となっている。これにより、薄膜の乾燥状態をコントロールしながら該薄膜を基板Ｗに転写することができる。処理空間ＳＰ内の圧力は、薄膜の種類等に応じて大気圧から数Ｐａまでの範囲内の所定の圧力に設定される。
【００２９】
処理空間ＳＰには、第１、第２プレート３４、５４が上下に対向して収容されている。第１プレート３４は処理チャンバ１を構成する上板１１の下面に固定された上ベース部材３１によって水平に固定支持されており、第２プレート５４の上方に位置している。第１プレート３４は基板Ｗが装着される試料台を構成し、第２プレート５４と対向する下面３４２が基板Ｗの装着面を形成している。第１プレート３４の下面３４２は円形に形成されている。ここで、薄膜形成対象となる基板Ｗとしては、例えば円板状に形成された半導体ウエハと、この半導体ウエハ上に電極配線をパターニングした構造を有するものがあり、基板Ｗのパターン形成面側に絶縁膜などの薄膜が転写される。
【００３０】
第１プレート３４の下面３４２は、平坦性を確保するために研磨された石英板によって形成されており、この石英板に基板Ｗが装着される。石英は基板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。第１プレート３４は、内部に加熱手段として加熱ヒータ３４１を具備している。この加熱ヒータ３４１はヒータコントローラ９３と電気的に接続されており、制御ユニット９１からの基板温度情報に基づきヒータコントローラ９３が加熱ヒータ３４１を２５℃〜３００℃の間で加熱制御する。
【００３１】
また、上板１１には、複数本（この実施形態では２本）のリフタ３４４が昇降自在で、しかも水平方向に移動自在に支持されている。各リフタ３４４の下端部には爪部材３４５が固着されている。爪部材３４５はその上面が基板Ｗの周縁部と係合可能に仕上げられ、基板Ｗを爪部材３４５上に載置させることができる。各リフタ３４４にはリフタ駆動機構９２が接続されており、制御ユニット９１からの動作指令に応じてリフタ駆動機構９２が作動する。これにより、処理空間ＳＰ内に搬入された基板Ｗを爪部材３４５上に載置可能な基板搬入位置と、爪部材３４５上に載置された基板Ｗを第１プレート３４の下面３４２に装着する基板装着位置（図４で示す位置）とに複数のリフタ３４４を一体的に移動させることができる。
【００３２】
具体的には、リフタ駆動機構９２に対して制御ユニット９１から下降指令が与えられると、リフタ３４４は下方に移動し、爪部材３４５を第１プレート３４の下面３４２の下方側に移動させた後、さらにリフタ３４４を水平移動させて爪部材３４５を第１プレート３４の下面周縁部と離間して対向させる。これにより、爪部材３４５が基板搬入位置に位置決めされ、爪部材３４５への基板Ｗの載置が可能となる。この状態で、オペレータにより扉１３１を介して搬入される基板Ｗを受け入れる。
【００３３】
そして、制御ユニット９１からリフタ駆動機構９２に上昇指令が与えられると、リフタ駆動機構９２はリフタ３４４を上方に移動させて爪部材３４５上に載置された基板Ｗを第１プレート３４の下面３４２に密着させる。これにより、爪部材３４５が基板装着位置に位置決めされ、第１プレート３４に基板Ｗが装着される。
【００３４】
第２プレート５４は、移動方向Ｚ（鉛直方向）に沿って昇降自在に設けられた昇降ユニット５２に装備され、第１プレート３４の下方に軸線を一致させて対向して配置されている。昇降ユニット５２は底板１９に取り付けられた下ベース部材５１を有し、下ベース部材５１上に第２プレート５４が固定支持されている。第２プレート５４はシートフィルムＦが装着される転写板を構成し、第１プレート３４と対向する上面５４２がシートフィルムＦの装着面を形成している。第２プレート５４の上面５４２は円形に形成されている。シートフィルムＦは基板Ｗより大きい円形に形成され、その表面（薄膜形成面）には薄膜が形成されている。また、第２プレート５４の上面５４２の平面サイズはシートフィルムＦの平面サイズよりも小さく形成されている。このシートフィルムＦは後述する上側挟持部および下側挟持部によって移動方向Ｚに挟み込まれることによって保持されており、第２プレート５４はシートフィルムＦの裏面（シートフィルムの両主面のうち薄膜形成面に対して反対の非薄膜形成面）側に配置されている。第２プレート５４の上面５４２は、第１プレート３４と同様に石英板によって形成されている。また、第２プレート５４には加熱手段として加熱ヒータ５４１が内蔵されている。この加熱ヒータ５４１はヒータコントローラ９４と電気的に接続されており、制御ユニット９１からの基板温度情報に基づきヒータコントローラ９４が加熱ヒータ５４１を２５℃〜３００℃の間で加熱制御する。
【００３５】
シートフィルムＦは、例えばＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）もしくはＥＴＦＥ（エチレンテトラフルオロエチレン）などの可撓性を有し、また可塑性を有する有機材料からなるシート状のフィルムである。
【００３６】
昇降ユニット５２は、下ベース部材５１の下面中央部に一体に垂設された支持軸５１３を有している。支持軸５１３は移動方向Ｚに沿って昇降自在に軸支され、加重モータ５３によって昇降されるように構成されている。すなわち、支持軸５１３の下端には加重モータ５３が接続されており、制御ユニット９１からの動作指令に応じて加重モータ５３が作動することで、昇降ユニット５２を移動方向Ｚに沿って昇降させることができる。昇降ユニット５２の昇降により、下ベース部材５１上に支持された第２プレート５４が移動方向Ｚに沿って昇降する。
【００３７】
また、この実施形態ではシートフィルムＦのハンドリング性を向上させるために図５に示すように一対のリングＲup，Ｒdwを用いて一体化したリング体ＲＦを形成し、このリング体ＲＦの状態でシートフィルムＦの搬送を実行している。以下では、図４および図５を参照しつつ、シートフィルムＦのハンドリング構成について説明する。
【００３８】
図５はリング体およびリング体を挟持する構成を説明するための断面図である。このリング体ＲＦは、上リングＲupと下リングＲdwとでシートフィルムＦの周縁部を全周にわたって挟み込むことによってシートフィルムＦを保持したものである。上リングＲupと下リングＲdwとは同一形状を有する円環状部材であり、シートフィルムＦを挟んで上リングＲupおよび下リングＲdwを配置させることにより、シートフィルムＦを磁力吸着により保持可能となっている。
【００３９】
また、第１、第２プレート３４、５４の周囲には、一対のリングＲup，Ｒdwを上下から挟み込んでリング体ＲＦを保持する上クランプ３５および下クランプ５５が設けられている。上クランプ３５および下クランプ５５はそれぞれ、一対のリングＲup，Ｒdwとほぼ同じ内径を有する円環状部材であり、上クランプ３５の外径が一対のリングＲup，Ｒdwの外径よりも小さく形成される一方、下クランプ５５の外径が一対のリングＲup，Ｒdwの外径よりも大きく形成されている。
【００４０】
このような構成により、上クランプ３５および下クランプ５５によってリング体ＲＦが上下方向（移動方向Ｚ）に挟んで保持されると、結果的にシートフィルムＦは上リングＲupおよび上クランプ３５からなる上側挟持部ＵＨと、下リングＲdwおよび下クランプ５５からなる下側挟持部ＤＨとにより保持（挟持）された状態となる（図５（ｂ））。つまり、下側挟持部ＤＨに載置されたシートフィルムＦが上側挟持部ＵＨにより上方から押圧されることによって該シートフィルムＦが下側挟持部ＤＨと上側挟持部ＵＨとにより挟持される。以下、下側挟持部ＤＨと上側挟持部ＵＨとをあわせて「一対の挟持部」という。
【００４１】
一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに挟持されたシートフィルムＦは第１プレート３４と第２プレート５４との間に配置される。具体的には、薄膜が形成されたシートフィルムＦの表面（薄膜形成面）が第１プレート３４に対向する一方、シートフィルムＦの裏面（非薄膜形成面）側が第２プレート５４に対向するように、シートフィルムＦが一対の挟持部ＵＨ，ＤＨにより挟持される。
【００４２】
図６は図４のＡ−Ａ’切断面を上方から見たときの薄膜形成装置を示す図である。２つのクランプのうち下クランプ５５は、底板１９に立設された複数本（この実施形態では３本）の円柱体よりなるクランプ受け５５５上に水平姿勢で支持される。クランプ受け５５５は第２プレート５４の上面５４２の中心を通り移動方向Ｚに伸びる軸（以下、単に「中心軸」という）Ｊ回りに互いに等角度（１２０°）間隔で放射状に配置されている。下クランプ５５の上面周縁部（円環部）にはリング体ＲＦの下端部（下リングＲdw）を収容可能な内部に向けて窪んだ窪部５５１が形成されている（図５（ａ））。そして、リング体ＲＦの下端部を窪部５５１に収容させることによって、窪部５５１の周囲を取り囲む周面部５５２によってリング体ＲＦの水平方向の移動を規制することができる。
【００４３】
また、下ベース部材５１上には、複数本（この実施形態では３本）の突き上げピン５６が中心軸Ｊ回りに互いに等角度（１２０°）間隔で放射状に、しかも円周方向に沿ってクランプ受け５５５の間に位置するように立設されている。一方、下クランプ５５の下面には各突き上げピン５６に対応して突き上げピン５６の先端部を挿入させることが可能なピン挿入孔５５３（図４）が形成されている。このため、昇降ユニット５２が上昇駆動されると、突き上げピン５６の先端部がピン挿入孔５５３に挿入されるとともに、突き上げピン５６の先端部と後端部との間に形成された段差面が下クランプ５５の下面と当接する。これにより、突き上げピン５６と下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）とが互いに係合する。この状態で昇降ユニット５２がさらに上昇駆動されると、下クランプ５５がクランプ受け５５５から離れ、突き上げピン５６と下クランプ５５とが係合した状態で一体的に上昇する。これにより、第２プレート５４と一対の挟持部、つまり上側挟持部ＵＨおよび下側挟持部ＤＨとが一定の位置関係を保ったまま上昇する。
【００４４】
図７は突き上げピンと下クランプとが係合した状態を示した図である。突き上げピン５６と下クランプ５５とが係合した時点では、第２プレート５４が一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに挟持されたシートフィルムＦに接触して該シートフィルムＦが上方に突き上げられる。これにより、シートフィルムＦが緊張し、該シートフィルムＦに張力を発生させることができる。ここで、第２プレート５４の上面５４２が円形に形成されるとともに、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨによりシートフィルムＦの周縁部が全周にわたって保持（挟持）されているため、シートフィルムＦに対して周方向に均一な張力を付与することができる。
【００４５】
また、この実施形態では、突き上げピン５６が下クランプ５５と係合する係合部位の第２プレート５４に対する移動方向Ｚにおける相対距離（以下、単に「相対距離」という）Ｄを調整することによって、シートフィルムＦに発生させる張力の大きさをコントロールすることが可能となっている。具体的には、突き上げピン５６の先端部と後端部との間に形成された段差面（突き上げピン５６が下クランプ５５と係合する係合部位）から第２プレート５４の上面５４２までの距離（相対距離Ｄ）を調整することにより、シートフィルムＦに発生させる張力の大きさを変更することが可能となっている。つまり、相対距離Ｄに応じて、第２プレート５４がシートフィルムＦと接触を開始してから突き上げピン５６と下クランプ５５とが係合するまでの間にシートフィルムＦが第２プレート５４によって移動方向Ｚに沿って突き上げられる量（以下、単に「突き上げ量」という）Ｑが変化する。したがって、相対距離Ｄが調整されることで、突き上げ量Ｑを変更し、シートフィルムＦに発生する張力の大きさを調整することができる。
【００４６】
図８は突き上げピンの構造を示す図である。下ベース部材５１には移動方向Ｚに沿って貫通孔５１１が形成されており、貫通孔５１１に突き上げピン５６が挿通されている。これにより、その先端側に係合部位（段差面）が設けられた突き上げピン５６が下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）に向けて突設される。突き上げピン５６の後端部５６１にはネジ溝が刻まれる一方、貫通孔５１１の内壁には突き上げピン５６のネジと螺合するネジ溝が刻まれている。また、下ベース部材５１の上面側に２つのナットからなるダブルナット５１６が突き上げピン５６の後端部５６１に螺嵌されており、ダブルナット５１６により突き上げピン５６が下ベース部材５１に緩みなく締め付け固定される。突き上げピン５６の先端部５６２は下クランプ５５のピン挿入孔５５３に挿入可能とされている。そして、突き上げピン５６の先端部５６２がピン挿入孔５５３に挿入されることで、突き上げピン５６の後端部５６１と先端部５６２とを結合する段差面５６３（係合部位）が下クランプ５５の下面５５４に当接する。段差面５６３と下クランプ５５の下面５５４とは平行に形成され、面接触状態で当接する。
【００４７】
このような構成によれば、ダブルナット５１６を緩めて突き上げピン５６の頭部５６４を回転させていくことで、下ベース部材５１の上面から段差面５６３までの移動方向Ｚにおける長さＬが調整される。すなわち、突き上げピン５６と下クランプ５５とが互いに係合している状態では、下ベース部材５１と下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）との間の間隙が調整される。そして、下ベース部材５１の上面から段差面５６３までの移動方向Ｚにおける長さＬを所定の長さに調整した後、ダブルナット５１６を締めることによって突き上げピン５６を下ベース部材５１に固定する。このように、下ベース部材５１の上面から段差面５６３までの移動方向Ｚにおける長さＬが調整されることで、相対距離Ｄが調整される。これにより、突き上げ量Ｑを変更し、シートフィルムＦに発生する張力の大きさを自在に、しかも簡素な構成により調整することができる。したがって、使用するシートフィルムＦの種類や膜厚に応じて最適な張力をシートフィルムＦに与えることができる。
【００４８】
図４に戻って説明を続ける。下クランプ５５の下面周縁部には下クランプ５５の水平方向における位置を固定するために、複数本の位置決めピン５１４が下方に延びるように取り付けられている。これら位置決めピン５１４は下ベース部材５１に移動方向Ｚに沿って形成された貫通孔５１２に挿通されている。位置決めピン５１４と貫通孔５１２の内壁との間にはボールスプライン機構等が介在しており、位置決めピン５１４はボールスプライン機構等を介して移動方向Ｚに沿ってのみ可動（昇降）自在に支持される。つまり、下クランプ５５は移動方向Ｚに直交する方向（水平方向）に移動するのを規制されながら下ベース部材５１に対して移動方向Ｚに沿って昇降自在に支持される。このような構成によれば、昇降ユニット５２（第２プレート５４）を移動方向Ｚに沿って移動させたとしても、水平方向において第２プレート５４と下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）との間の相対位置関係を確実に固定することができる。このため、第２プレート５４と一対の挟持部ＵＨ，ＤＨとが互いに水平方向にずれるのを防止することができる。
【００４９】
また、もう一方のクランプ、つまり上クランプ３５は昇降自在に支持された複数本のロッド３５６の下端に固着されている。この実施形態では、３本のロッド３５６が中心軸Ｊ回りに互いに等角度（１２０°）間隔で放射状に、上クランプ３５から上方に伸びるように設けられている。複数本のロッド３５６の各々には、上クランプ３５を移動方向Ｚに沿って昇降駆動させるためのエアシリンダ３５７が連結されている。そして、制御ユニット９１からの動作指令に応じてエアシリンダ３５７が作動することで、上クランプ３５を移動方向Ｚに沿って昇降させることができる。具体的には、上クランプ３５を上昇させて第２プレート５４に対するリング体ＲＦの搬入出を可能とする一方、上クランプ３５を下降させて下クランプ５５とでリング体ＲＦを挟持して固定することができる。
【００５０】
このエアシリンダ３５７は、処理チャンバ１の外部に突設された支柱３１１により固定された円板状のプレート３１２に配設されており、エアシリンダ３５７から発生するパーティクル等の汚染物質が処理空間ＳＰ内に混入するのを防止することができる。なお、上クランプ３５を昇降駆動させる駆動機構としては、エアシリンダに限らず、エアシリンダ以外の他の昇降駆動用アクチュエータを用いるようにしてもよい。
【００５１】
また、エアシリンダ３５７と、該エアシリンダ３５７に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給源との間には調圧弁３５８が介装されている。そして、制御ユニット９１からの動作指令に応じて調圧弁３５８の開度が調整されることにより、ロッド３５６の推力を一定に保つことが可能となっている。この実施形態では、支持軸５１３が移動方向Ｚにおいて受ける加重圧力を検出する荷重センサ９６が設けられており、後述するようにして荷重センサ９６によって検出された加重圧力に基づいて制御ユニット９１が調圧弁３５８の開度を調整し、ロッド３５６の推力を一定に保つようにフィードバック制御する。これにより、下クランプ５５に載置されたリング体ＲＦを上クランプ３５により一定の押圧力で押圧することができる。すなわち、下側挟持部ＤＨ上に配置されたシートフィルムＦを上側挟持部ＵＨにより上方から一定の押圧力で押圧することが可能となっている。
【００５２】
次に、上記のように構成された薄膜形成装置の組み立て手順およびメンテナンスについて説明する。上記した転写ユニットは、上側ブロック３と下側ブロック５とにより、より具体的には、上側ブロック３に設けられた第１プレート３４と、下側ブロック５に設けられた第２プレート５４とにより薄膜を形成されたシートフィルムＦおよび基板Ｗを挟み込むことによって薄膜を基板Ｗに転写する。そのため、第１プレート３４の上面と第２プレート５４の下面との間の平行度が保たれていることが必要である。ここで、上側ブロック３は処理チャンバ１の上板１１に、下側ブロック５は底板１９にそれぞれ取り付けられている。そのため、上側ブロック３および下側ブロック５が処理チャンバ１に組み付けられた後で、両者の位置関係を調整することが必要となる。また、前記したように、シートフィルムＦに適切な張力を与えるために突き上げピン５６の高さ調整も必要である。
【００５３】
従来、この種の基板処理装置において基板を減圧下で処理するための処理チャンバとしては、例えば金属ブロックを削り出して内部に処理空間となる空洞を形成したものが一般的に用いられていた。しかしながら、このような処理チャンバは非常に高コストであり、さらに上記のような組み付け後の調整やメンテナンスが難しいという問題があった。この実施形態では、以下の手順で組み立てを行うことにより、メンテナンス性を向上させている。
【００５４】
図９はこの実施形態にかかる薄膜形成装置の組立手順を示すフローチャートである。この薄膜形成装置は、例えば以下の手順により組み立てることができる。まず、装置フレーム９９に底板１９を取り付ける（ステップＳ１０１）。次に、チャンバのフレーム１０を底板１９に取り付ける（ステップＳ１０２）。底板１９へのフレーム１０の固定は、上方からネジ１９９を締結することによって行い、しかも、この時点ではフレーム１０の側面は全て開口しているので、作業を容易に行うことができる。
【００５５】
そして、転写ユニットの上側ブロック３を、フレーム１０と一体化された上板１１に取り付ける。また、下側ブロック５を、装置フレーム９９に取り付けられた底板１９に取り付ける。これにより、上側ブロック３と下側ブロック５とが処理空間ＳＰ内で対向配置される。このように、上板１１と一体化されたフレーム１０、上側ブロック３、下側ブロック５を個別に搬入し据え付けることで、搬入時の重量を分散させて軽量の状態で各部を移動させれば済むので作業性が向上する。なお、ステップＳ１０２、Ｓ１０３についてはその順序を入れ替えてもよい。すなわち、上板１１に上側ブロック３を装着しフレーム１０と一体化したものを底板１９に取り付けるようにしてもよい。
【００５６】
この状態で、上側ブロック３と下側ブロック５との相対的な位置調整（例えば平行度の調整）や、突き上げピン５６の高さ調整などの各種調整を行う（ステップＳ１０４）。この場合、フレーム１０の側面は全て開口しているため、任意の方向から処理空間ＳＰ内へアクセスすることができるので、優れた作業性で調整作業を行うことができる。また、この時点でチャンバ主部を構成するフレーム１０、上板１１および底板１９の位置関係は確定されているので、高い精度で位置調整を行うことができる。
【００５７】
こうして位置調整を行った後、各側面パネル部材、すなわち前板１３、一対の側板１４および裏板１６をフレーム１０に装着すると（ステップＳ１０５）、図１に示す薄膜形成装置が完成する。
【００５８】
なお、組み立て後においても、転写ユニットの微調整や処理チャンバ１内部の清掃などのメンテナンス作業が必要となる場合がある。このような場合には、必要に応じて側面パネル部材のうちいくつかを取り外せば転写ユニットへのアクセスが可能となりメンテナンス作業を行うことができる。この場合、側面パネル部材のみを取り外しフレーム１０と底板１９との間を切り離さないようにすることで、上側ブロック３と下側ブロック５との相対的な位置関係を維持することができる。したがって微調整のみを行えばよい。
【００５９】
このように、この実施形態の処理チャンバ１では、側面パネル部材を着脱自在となっているため、転写ユニットを構成する上下ブロックの位置関係を動かすことなく転写ユニットにアクセスすることが可能であり、メンテナンス性に優れている。
【００６０】
なお、このように処理チャンバ１をフレームとパネル部材との組み合わせにより構成し多くの開口部を設けることにより、処理チャンバ１の気密性の低下が懸念される。しかしながら、この種の薄膜形成装置において要求される真空度は数Ｐａ程度であり、いわゆる高真空状態は必要とされない。各部の加工精度を適切に設定する等の配慮により、この程度の真空度を達成可能であることは本願発明者らの実験により確認済みである。
【００６１】
次に、上記した薄膜形成装置の動作について図１０ないし図１２を参照しつつ説明する。図１０ないし図１２は図４の薄膜形成装置の動作を説明するための模式図である。本実施形態においては、処理空間ＳＰへの基板ＷおよびシートフィルムＦの搬入に先立って、各突き上げピン５６において、下ベース部材５３の上面から段差面５６３までの移動方向Ｚにおける長さＬが使用されるシートフィルムＦの種類や膜厚等に応じて予め調整されているものとする。
【００６２】
最初に第１プレート３４側に基板Ｗが搬入される。すなわち、制御ユニット９１はリフタ駆動機構９２に下降指令を与え、図１０（ａ）に示すように、爪部材３４５を基板搬入位置に位置決めする。それに続いて、薄膜を形成すべき基板Ｗが扉１３１を通じて処理空間ＳＰ内に搬入され、爪部材３４５の上に載置される。その後、制御ユニット９１はリフタ駆動機構９２に対して上昇指令を与え、爪部材３４５を基板装着位置に移動させて基板Ｗの上面（非パターン形成面）を第１プレート３４の下面３４２に密着させた状態で基板Ｗを位置決めする（図１０（ｂ））。これにより、第１プレート３４に基板Ｗが装着される。
【００６３】
一方、第２プレート５４側では、シートフィルムＦがリング体ＲＦにより挟持された状態で処理空間ＳＰ内に搬入される。ここで、リング体ＲＦを構成する一対のリングＲup，Ｒdwに挟まれたシートフィルムＦの表面（薄膜形成面）には予め薄膜が形成されており、薄膜形成面を上方に向けてシートフィルムＦが扉１３１を通じて搬入される。このとき、上クランプ３５はリング体ＲＦの搬入を妨げることのないように上方に退避している。また、第２プレート５４の上面５４２は下クランプ５５（リング体ＲＦが載置される載置面）の下方に位置している。このため、シートフィルムＦが搬入される際に、シートフィルムＦと第２プレート５４とが接触するのを回避することができる。その結果、シートフィルムＦに張力が発生していない状態で薄膜が部分的に乾燥して薄膜の均一な乾燥が阻害されてしまうのを防止することができる。
【００６４】
そして、リング体ＲＦが下クランプ５５上に載置された後、上クランプ３５が下降して下クランプ５５に載置されたリング体ＲＦが上クランプ３５によって押圧される（図１０（ｃ））。これによって、シートフィルムＦの周縁部が全周にわたって所定の押圧力で均一に押圧され、シートフィルムＦにしわや折り曲げが発生するのを防止しながら、シートフィルムＦが一対の挟持部、つまり上側挟持部ＵＨおよび下側挟持部ＤＨにより挟持された状態となる。
【００６５】
こうして、基板ＷおよびシートフィルムＦの搬入が完了すると、制御ユニット９１は装置各部を制御し、以下に示すように薄膜を基板Ｗに転写する転写工程を実行する。まず、真空ポンプ９５による処理空間ＳＰの排気減圧を開始する。また、ヒータコントローラ９３によって加熱ヒータ３４１に通電して第１プレート３４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９４によって加熱ヒータ５４１に通電して第２プレート５４を加熱してシートフィルムＦを所望の温度に加熱する。
【００６６】
そして、処理空間ＳＰが所望の圧力まで減圧されると、制御ユニット９１より加重モータ５３に信号が送られ、昇降ユニット５２（第２プレート５４）の上昇駆動を開始する。第２プレート５４が上昇すると、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに挟持されたシートフィルムＦの裏面（非薄膜形成面）と第２プレート５４の上面５４２とが接触して第２プレート５４にシートフィルムＦが装着される。このとき、第２プレート５４の上面５４２の平面サイズはシートフィルムＦの平面サイズよりも小さく形成されているため、第２プレート５４上面５４２の全面がシートフィルムＦにより覆われる。そして、第２プレート５４の上面５４２がシートフィルムＦに接触した状態で第２プレート５４がさらに上昇すると、シートフィルムＦが緊張し、該シートフィルムＦに張力が発生する。つまり、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに挟持されたシートフィルムＦに第２プレート５４が突き当てられてシートフィルムＦに張力が発生する。その結果、シートフィルムＦが加熱ヒータ５４１によって加熱され、熱膨張により伸張して弛んでいても、その弛みが取り除かれる。
【００６７】
また、昇降ユニット５２の上昇によって突き上げピン５６がクランプ受け５５５上に載置された下クランプ５５と係合する（図１１（ａ））。これによって、移動方向Ｚにおける下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）に対する第２プレート５４の相対位置が固定される。その結果、シートフィルムＦに発生する張力の大きさが決定されて固定される。また、第２プレート５４の上昇により、下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）がクランプ受け５５５から突き上げピン５６に受け渡される。
【００６８】
そして、第２プレート５４の上昇とともに一対の挟持部ＵＨ，ＤＨがシートフィルムＦを挟持しながら移動方向Ｚに沿って変位する。このとき、上クランプ３５に連結されたロッド３５６がエアシリンダ３５７内に後退してストロークが短くなると、エアシリンダ３５７内の圧力が上昇してロッド３５６の推力が増大する。その結果、シートフィルムＦに対する押圧力が増大し、荷重センサ９６によって検出される加重圧力が上昇する。そこで、制御ユニット９１は荷重センサ９６によって検出される加重圧力が一定となるように調圧弁３５８の開度を調整し、ロッド３５６の推力を一定に保つようにフィードバック制御する。つまり、シートフィルムＦに対する押圧力が一定になるように、つまり第２プレート５４がシートフィルムＦに接触する前にシートフィルムＦに与えられた押圧力に等しくなるように、制御ユニット９１からの動作指令によって調圧弁３５８が制御される。そして、制御ユニット９１は昇降ユニット５２を上昇させるとともに、シートフィルムＦへの押圧力が一定となるように調圧弁３５８を制御しながらロッド３５６をエアシリンダ３５７内に後退させてストロークを短くしていく。これにより、第２プレート５４の上昇を阻害することなく、かつ一対の挟持部ＵＨ，ＤＨによりシートフィルムＦが良好かつ確実に保持される。
【００６９】
また、下クランプ５５（一対の挟持部）と突き上げピン５６とが互いに係合した状態で一対の挟持部ＵＨ，ＤＨと第２プレート５４とが一体的に移動方向Ｚに沿って移動することで、決定された張力をシートフィルムＦに付与した状態を維持したままシートフィルムＦが上昇する。つまり、第２プレート５４と一対の挟持部ＵＨ，ＤＨとが一定の位置関係を保ったまま上昇するので、シートフィルムＦに与えられた張力の大きさが変化するのを防止することができる。このため、シートフィルムＦに張力を安定して与えながらシートフィルムＦを基板Ｗに近接させていくことができる。
【００７０】
また、下クランプ５５と突き上げピン５６とは、突き上げピン５６の先端部５６２が下クランプ５５のピン挿入孔５５３に挿入されることで係合している。このため、下クランプ５５と突き上げピン５６とが係合した状態で移動方向Ｚに沿って移動する際に、互いの位置関係がずれるのを防止することができる。
【００７１】
そして、第２プレート５４がさらに上昇すると、シートフィルムＦ上の薄膜が基板Ｗに密着し、基板Ｗへの薄膜の転写が開始される（図１１（ｂ））。また、処理空間ＳＰを排気減圧したまま、基板ＷとシートフィルムＦとが所定の加重で一定時間互いに押し付けられる。その間も基板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。薄膜が基板Ｗに押し付けられている間もシートフィルムＦは一対の挟持部ＵＨ，ＤＨにより挟持されながら、一定の張力、つまり下クランプ５５と突き上げピン５６とが係合することによって決定された張力が付与された状態となっている。このため、シートフィルムＦにしわや折り曲げが発生するのを防止して、平坦で均一な膜厚の薄膜を基板Ｗに形成することができる。
【００７２】
そして、一連の加重操作が終了して転写処理が完了すると、ヒータコントローラ９３、９４により加熱ヒータ３４１、５４１の作動を停止させて第１、第２プレート３４，５４の加熱を停止すると同時に、爪部材３４５を側方に退避させて爪部材３４５による基板保持を解除する（図１１（ｃ））。続いて、加重の状態が零となるように制御ユニット９１から加重モータ５３に信号を送り、昇降ユニット５２および一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ（上クランプ３５、リング体ＲＦ、下クランプ５５）を一体的に下降させる（図１２（ａ））。すなわち、制御ユニット９１はシートフィルムＦに対する押圧力が一定となるように調圧弁３５８を制御しながらロッド３５６をエアシリンダ３５７内から進出させてストロークを長くしていく。その後、昇降ユニット５２が下降し、上クランプ３５により上方から押圧された状態で下クランプ５５およびリング体ＲＦがクランプ受け５５５上に受け渡される（図１２（ｂ））。さらに、昇降ユニット５２が下降し、昇降ユニット５２（第２プレート５４）が転写前の初期位置に復帰すると、突き上げピン５６が下クランプ５５から離れる。また、上クランプ３５によるリング体ＲＦへの押圧が解除される（図１２（ｃ））。これにより、下クランプ５５およびリング体ＲＦがクランプ受け５５５上に支持された状態となる。
【００７３】
こうして、第２プレート５４が転写前の初期位置に戻った後、真空ポンプ９５を停止させる。なお、上記のようにして薄膜の密着が完了すると、基板Ｗは薄膜を挟んでシートフィルムＦと一体となっており、この一体化状態のままリング体ＲＦを処理チャンバ１から取り出し、シートフィルムＦを剥離する剥離装置（図示せず）に搬送する。
【００７４】
以上のように、この実施形態によれば、転写ユニットを収容する処理チャンバ１の側面を着脱自在のパネル部材により構成している。そのため、転写ユニットの調整を行う際には必要に応じて側面パネル部材のいくつかを取り外すことにより転写ユニットが露出し、作業性よくメンテナンスを行うことが可能である。また、転写ユニットの上側ブロック３が固定された上板１３と下側ブロック５が固定された底板１９とをフレーム１０により一体的に結合したチャンバ主部に対して側面パネル部材を取り付ける構成としているので、チャンバ主部に取り付けられた上側ブロック３と下側ブロック５との位置関係が変動することがなく、調整作業を容易に行うことが可能となる。
【００７５】
また、処理チャンバ１をフレーム１０と板材との組み合わせにより構成し、またフレーム１０をアングル１０１の組み合わせによって構成しているため、金属ブロックを削り出して製造する従来の処理チャンバよりも、その製造コストを大きく低減することが可能である。
【００７６】
また、必要に応じて側面パネル部材を交換可能であるため、外部装置との組み合わせに応じて変更する必要のある部位、例えば排気管９５１を接続する排気口１６１などを側面パネル部材に設けておくことによって、装置の仕様変更にも側面パネル部材の変更のみで容易に対応することができる。
【００７７】
また、この実施形態の転写ユニットでは、昇降ユニット５２の移動により、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに保持されたシートフィルムＦに対して第２プレート５４が突き当ててシートフィルムＦに張力を発生させている。また、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ（下クランプ５５）と突き上げピン５６（段差面５６３）とを互いに係合させて移動方向Ｚにおける一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに対する第２プレート５４の相対位置を固定している。ここで、突き上げピン５６（段差面５６３）は第２プレート５４に対する移動方向Ｚにおける相対位置が規定された状態で昇降ユニット５２に設けられているため、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨと突き上げピン５６とが係合することで、移動方向Ｚにおける一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに対する第２プレート５４の相対位置が固定される。これにより、シートフィルムＦに発生した張力が決定されるとともに固定される。したがって、シートフィルムＦに発生させた張力を該シートフィルムＦに安定して付与することができる。しかも、第２プレート５４の上昇とともに、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ（下クランプ５５）と突き上げピン５６（段差面５６３）とを単に物理的に係合させることのみにより、シートフィルムＦに付与する張力を安定させることができ、装置を簡素に構成することができる。
【００７８】
また、この実施形態によれば、一対の挟持部ＵＨ，ＤＨが移動方向Ｚに沿って移動自在に設けられており、昇降ユニット５２の移動によって、互いに係合した下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）と突き上げピン５６とを一体的に移動方向Ｚに沿って移動させて転写処理を実行している。このため、移動方向Ｚにおける一対の挟持部ＵＨ，ＤＨに対する第２プレート５４の相対位置を固定した状態で昇降ユニット５２が移動され、決定された張力をシートフィルムＦに付与した状態を維持したまま転写処理が実行される。したがって、シートフィルムＦに付与される張力を一定値（決定された張力）に保ったまま該シートフィルムＦ上の薄膜を基板Ｗに転写することができ、基板Ｗ上に薄膜を良好に形成することができる。
【００７９】
また、この実施形態によれば、突き上げピン５６の段差面５６３の第２プレート５４に対する移動方向Ｚにおける相対距離Ｄが調整可能とされ、相対距離Ｄを調整することで、段差面５６３に係合した下クランプ５５（一対の挟持部ＵＨ，ＤＨ）に対する第２プレート５４の移動方向Ｚにおける相対位置を変更することができる。これにより、シートフィルムＦに発生する張力の大きさを自在に調整することができる。したがって、使用するシートフィルムＦの種類や膜厚に応じて最適な張力をシートフィルムＦに付与することができる。
【００８０】
以上説明したように、この実施形態では、上側ブロック３および下側ブロック５が本発明の「転写ユニット」を構成している。また、処理チャンバ１を構成する上板１１および底板１９がそれぞれ本発明の「上側プレート部」および「下側プレート部」として機能している。また、前板１３、側板１４および裏板１６が本発明の「側面パネル部材」として機能している。また、フレーム１０が本発明の「連結部」として機能しており、フレーム１０を構成するアングル１０１が本発明の「柱部材」および「梁部材」に相当している。
【００８１】
また、上記実施形態においては、真空ポンプ９５が本発明の「減圧手段」として機能する一方、底板１９に取り付けられた昇降ユニット５２が本発明の「駆動機構」として機能している。
【００８２】
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、上記実施形態の処理チャンバ１は略直方体形状のものであるが、例えば側面が湾曲した円柱形状のものやその他の形状のものであってもよい。また、上記実施形態の処理チャンバ１は４つの側面を構成する側面パネル部材が全て着脱自在に構成されているが、少なくとも１つがフレームに固定されていてもよい。また側面パネル部材の枚数も上記に限定されず任意である。
【００８３】
また、上記実施形態では、チャンバ主部を上板１１、底板１９および両者を結合するフレーム１０とにより構成しているが、このような構成に限定されない。例えば、金属ブロックの内部をくり抜いて形成したチャンバ主部の側面に開口部を設け上板、底板およびフレームを初めから一体のチャンバ主部として構成し、該開口部に着脱自在のパネルを取り付ける構成としてもよい。また、板状の材料に開口窓を設けたものを組み合わせてフレームを構成するようにしてもよい。
【００８４】
また、上記実施形態では、装置フレーム９９に固定された底板１９上にフレーム１０を取り付けることにより処理チャンバ１を実現するようにしているが、このような構成に限定されず、例えば上板１１とほぼ同じサイズの底板でフレーム１０の下面を覆うことで処理チャンバの下面を構成するようにしてもよい。またフレーム１０と底板１９との間を溶接等により固定してもよい。
【００８５】
また、上記実施形態では、上板１１、底板１９、フレーム１０および側面パネル部材１３等をいずれも金属製としているが、必要に応じて、あるいは目的に応じて、これらのいずれかを樹脂により形成してもよい。
【００８６】
また、上記実施形態では、側板１４等の側面パネル部材をフレーム１０にネジ止めする際にシート状のシール部材１４８を挟み込むことによって空気漏れを防止しているが、処理空間ＳＰを密封するシール方法はこれに限定されず、例えば図１３に示すようにしてもよい。
【００８７】
図１３はシール方法の他の例を示す図である。この例では、裏板１６の周縁部に設けられたネジ止め用の貫通孔１６５同士を結んだ仮想線よりも内側に環状の溝を形成し、この溝に例えばゴム製でリング状のＯリングにより構成されたシール部材１６７を嵌め込んでフレーム１０に取り付けることにより空気漏れを防止している。同様に、前板１３および側板１４にも溝を設けＯリング１３７、１４７を嵌め込むことができる。特に着脱を行う頻度が高い場合には、着脱の繰り返しに伴うシール部材の変形や劣化を抑え、また作業性も良好であるという点で、シール部材をＯリングにより構成することが好ましい。
【００８８】
また、上記実施形態では、前板１３の開口部１３４に対し開閉自在に設けた扉１３１を開閉することにより基板等の出し入れを行うように構成しているが、図１４に示すように、ゲートバルブによって開口部を開閉するようにしてもよい。このようにすると、扉の開閉を自動で行うことが容易となり、装置の自動化にも対応することができる。
【００８９】
図１４は扉構造の他の例を示す図である。この例では、上記実施形態における前板１３に代えて設けられた前板１５に穿設された開口部１５４を取り囲むように環状の溝が形成され、この溝にＯリング１５２が嵌め込まれている。扉１５１は溝の外周よりも一回り大きな板状部材であり、装置フレーム９９に固定された駆動機構１５３により移動可能に支持されている。駆動機構１５３は扉１５１をＺ方向に沿って図の上方に移動させた後、Ｙ方向に沿って扉１５１を前板１５に向けて前進させることにより、開口部１５４を扉１５１により覆う。また、これとは逆の動作により開口部１５４を露出させる。扉１５１と前板１５との隙間はＯリング１５２によって塞がれ空気漏れが防止される。このようなゲートバルブの構造およびその駆動機構としては公知のものを適用可能であるので、詳しい説明を省略する。
【００９０】
また、本発明は、上記実施形態のように半導体基板に薄膜を転写する場合に限らず、電子部品材料関係であればマルチチップモジュール等の実装関係の基板や液晶関係の基板に薄膜を転写する場合にも適用できる。また、薄膜についても絶縁膜に限らず、金属系の薄膜を基板に転写してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
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、ＦＥＤ（Field Emission Display）用基板、光ディスク用基板、磁気ディスク用基板、光磁気ディスク用基板などを含む基板に薄膜を形成する薄膜形成装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【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図である。
【図２】処理チャンバの構造を示す第１の分解斜視図である。
【図３】処理チャンバの構造を示す第２の分解斜視図である。
【図４】この発明にかかる薄膜形成装置の転写ユニットの構成を示す図である。
【図５】リング体およびリング体を挟持する構成を説明するための断面図である。
【図６】図４のＡ−Ａ’切断面を上方から見たときの薄膜形成装置を示す図である。
【図７】突き上げピンと下クランプとが係合した状態を示した図である。
【図８】突き上げピンの構造を示す図である。
【図９】この実施形態にかかる薄膜形成装置の組立手順を示すフローチャートである。
【図１０】図４の薄膜形成装置の動作を説明するための第１の模式図である。
【図１１】図４の薄膜形成装置の動作を説明するための第２の模式図である。
【図１２】図４の薄膜形成装置の動作を説明するための第３の模式図である。
【図１３】シール方法の他の例を示す図である。
【図１４】扉構造の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００９３】
１…処理チャンバ
３…上側ブロック（転写ユニット）
５…下側ブロック（転写ユニット）
１０…フレーム（連結部、枠体）
１１…上板（上側プレート部）
１９…底板（下側プレート部）
１３…前板（側面パネル部材）
１４…側板（側面パネル部材）
１６…裏板（側面パネル部材）
５２…昇降ユニット（駆動機構）
９５…真空ポンプ（減圧手段）
１０１…アングル（柱部材、梁部材）
１３１…扉
１３７、１４７、１６７…Ｏリング（シール部材）
１３８、１４８、１６８…シール部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
離当接可能に構成された上側ブロックと下側ブロックとの間に、表面に薄膜を形成された担持体と、基板とを挟み込むことにより、前記薄膜を前記基板表面に転写させる転写ユニットと、
前記上側ブロックおよび前記下側ブロックを内部に収容する処理チャンバと
を備え、
前記処理チャンバは、
前記上側ブロックを支持する上側プレート部と、前記下側ブロックを支持する下側プレート部とを、側面に開口を有する連結部によって連結した構造を有するチャンバ主部と、
前記チャンバ主部に対し着脱自在に構成され、シール部材を介して前記連結部の前記開口を塞ぐように装着される側面パネル部材と
を備えることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
前記チャンバ主部は、前記上側プレート部と前記下側プレート部との間を前記連結部としての複数の柱状部材によって連結した構造を有する請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記複数の柱状部材は梁部材によって連結されて該梁部材とともに一体的に前記連結部としての枠体を構成しており、前記梁部材と前記柱状部材とにより囲まれて前記開口が形成されるとともに、前記枠体に前記上側プレート部と前記下側プレート部とがそれぞれ取り付けられて前記チャンバ主部を構成している請求項２に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
開閉自在の扉を有する前記側面パネル部材を備える請求項１ないし３のいずれかに記載の薄膜形成装置。
【請求項５】
排気口を穿設された前記側面パネル部材と、前記排気口を介して前記処理チャンバ内を減圧する減圧手段とを備える請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜形成装置。
【請求項６】
前記上側ブロックと前記下側ブロックとを離当接させるための駆動機構を備え、該駆動機構が前記上側プレート部および前記下側プレート部の少なくとも一方に取り付けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の薄膜形成装置。
【請求項１】
離当接可能に構成された上側ブロックと下側ブロックとの間に、表面に薄膜を形成された担持体と、基板とを挟み込むことにより、前記薄膜を前記基板表面に転写させる転写ユニットと、
前記上側ブロックおよび前記下側ブロックを内部に収容する処理チャンバと
を備え、
前記処理チャンバは、
前記上側ブロックを支持する上側プレート部と、前記下側ブロックを支持する下側プレート部とを、側面に開口を有する連結部によって連結した構造を有するチャンバ主部と、
前記チャンバ主部に対し着脱自在に構成され、シール部材を介して前記連結部の前記開口を塞ぐように装着される側面パネル部材と
を備えることを特徴とする薄膜形成装置。
【請求項２】
前記チャンバ主部は、前記上側プレート部と前記下側プレート部との間を前記連結部としての複数の柱状部材によって連結した構造を有する請求項１に記載の薄膜形成装置。
【請求項３】
前記複数の柱状部材は梁部材によって連結されて該梁部材とともに一体的に前記連結部としての枠体を構成しており、前記梁部材と前記柱状部材とにより囲まれて前記開口が形成されるとともに、前記枠体に前記上側プレート部と前記下側プレート部とがそれぞれ取り付けられて前記チャンバ主部を構成している請求項２に記載の薄膜形成装置。
【請求項４】
開閉自在の扉を有する前記側面パネル部材を備える請求項１ないし３のいずれかに記載の薄膜形成装置。
【請求項５】
排気口を穿設された前記側面パネル部材と、前記排気口を介して前記処理チャンバ内を減圧する減圧手段とを備える請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜形成装置。
【請求項６】
前記上側ブロックと前記下側ブロックとを離当接させるための駆動機構を備え、該駆動機構が前記上側プレート部および前記下側プレート部の少なくとも一方に取り付けられている請求項１ないし５のいずれかに記載の薄膜形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１３５４８５（Ｐ２０１０−１３５４８５Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０８５９８（Ｐ２００８−３０８５９８）
【出願日】平成２０年１２月３日（２００８．１２．３）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月３日（２００８．１２．３）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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