(57)【要約】    【課題】  転写技術を用いてデバイス形成を行う場合において、転写不良を低減すること。    【解決手段】  一方面側に剥離層(12)を有する第１基板(10)の当該一方面側に被転写体(14)を形成する第１工程と、第２基板(16)の一方面と上記第１基板の一方面との相互間に接着材(18)を介在させることによって上記第１基板と上記第２基板とを接合する第２工程と、上記第１基板の上記剥離層にエネルギーを付与することによって当該剥離層と上記第１基板との界面又は剥離層層内に剥離を生じさせる第３工程と、上記第１基板と上記第２基板とを分離し、上記被転写体を上記第１基板から上記第２基板へ転写する第４工程と、を含み、上記第１基板として上記第２基板よりも撓みやすいものが用いられる、薄膜デバイスの製造方法である。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方面側に剥離層を有する第１基板の当該一方面側に被転写体を形成する第１工程と、
第２基板の一方面と前記第１基板の一方面との相互間に接着材を介在させることによって前記第１基板と前記第２基板とを接合する第２工程と、
前記第１基板の前記剥離層にエネルギーを付与することによって当該剥離層と前記第１基板との界面又は当該剥離層層内に剥離を生じさせる第３工程と、
前記第１基板と前記第２基板とを分離し、前記被転写体を前記第１基板から前記第２基板へ転写する第４工程と、
を含み、前記第１基板として前記第２基板よりも撓みやすいものが用いられる、薄膜デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記第１基板は、前記第２基板と同じ構成材料からなり、かつ前記第２基板よりも板厚が薄い、請求項１に記載の薄膜デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記第１基板は、前記第２基板の構成材料よりも弾性率の小さい構成材料からなる、請求項１に記載の薄膜デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記第４工程は、前記第２基板を固定し、前記第１基板に対して外力を加えることによって行われる、請求項１に記載の薄膜デバイスの製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の製造方法によって製造される薄膜デバイスを含んで構成される電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写技術を用いて薄膜素子や薄膜回路等の薄膜デバイスを製造する技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄膜デバイスの製造方法として転写技術を用いる手法が知られている。例えば、特開平１０−１２５９２９号公報（特許文献１）や特開平１０−１２５９３０号公報（特許文献２）には、予め転写元基板上に剥離層を介して薄膜トランジスタ等の被転写体を形成しておき、その後被転写体を転写先基板に接合し、剥離層に光照射等を行って剥離を生じさせることにより、被転写体を転写先基板に転写する手法が開示されている。また、転写元基板から転写先基板へと被転写体を移動させる過程において、一旦、転写元基板から仮転写基板へ被転写体を転写し、その後に仮転写基板から転写先基板へと被転写体を転写する２回転写プロセスも知られている。これらの手法によれば、製造条件の異なる複数種類の薄膜素子や薄膜回路等をそれぞれ最適な条件で転写元基板上に形成した後に、転写先基板へ移動させることにより、所望の電子デバイスを製造することができる。特に、２回転写プロセスを採用した場合には、初めに転写元基板上に形成した被転写体と転写先基板へ最終的に転写された被転写体とで上下方向が逆とならずにすむ利点がある。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１２５９２９号公報
【特許文献２】特開平１０−１２５９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した転写技術を用いたプロセスでは、被転写体の転写時において各基板の双方又はいずれかに割れや亀裂等の損傷が生じ、被転写体が所望状態に転写されない状況、すなわち転写不良が発生する場合があった。また、同様な転写不良は、各基板に損傷が生じない場合においても発生する場合があった。このため、転写不良を低減させるための技術改良が望まれていた。
【０００５】
そこで、本発明は、転写技術を用いてデバイス形成を行う場合において、転写不良を低減することが可能な技術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】
【０００６】
第１の態様の本発明は、一方面側に剥離層を有する第１基板の当該一方面側に被転写体を形成する第１工程と、第２基板の一方面と上記第１基板の一方面との相互間に接着材を介在させることによって上記第１基板と上記第２基板とを接合する第２工程と、上記第１基板の上記剥離層にエネルギーを付与することによって当該剥離層と上記第１基板との界面又は当該剥離層層内に剥離を生じさせる第３工程と、上記第１基板と上記第２基板とを分離し、上記被転写体を上記第１基板から上記第２基板へ転写する第４工程と、を含み、上記第１基板として上記第２基板よりも撓みやすいものが用いられる、薄膜デバイスの製造方法である。
【０００７】
ここで、本発明における「被転写体」とは、薄膜素子、薄膜回路、微細構造体、機能性薄膜など各種の薄膜デバイスを含む。より具体的には、被転写体としては、薄膜トランジスタ、薄膜ダイオード、その他の薄膜半導体素子、当該半導体素子を含んで構成される薄膜回路、太陽電池やイメージセンサ等に用いられる光電変換素子、スイッチング素子、メモリ、圧電素子等のアクチュエータ、マイクロミラー（ピエゾ薄膜セラミックス）、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、光記録媒体等の記録媒体、磁気記録ヘッド、コイル、インダクタ、薄膜高透磁材料およびそれらを組み合わせたマイクロ磁気デバイス、フィルタ、反射膜、ダイクロックミラー、偏光素子等の光学薄膜、半導体薄膜、超伝導薄膜（例えばＹＢＣＯ薄膜）、磁性薄膜、金属多層薄膜、金属セラミック多層薄膜、金属半導体多層薄膜、セラミック半導体多層薄膜、有機薄膜と他の物質の多層薄膜等が挙げられる。
【０００８】
かかる製造方法によれば、取り去られるべき基板である第１基板の方が撓みやすい状況としておくことにより、各基板の損傷等が生じることを回避し、転写不良の発生を低減することが可能となる。
【０００９】
上述した第１基板が第２基板よりも撓みやすい状態を実現する具体的な態様としては以下のようなものがある。例えば、第１基板と第２基板とが同じ構成材料からなる場合には、第１基板の板厚を第２基板の板厚よりも薄くするとよい。また、第１基板の構成材料として、第２基板の構成材料よりも弾性率の小さいものを採用してもよい。
【００１０】
これらによれば、第１基板が第２基板よりも撓みやすい状態を容易に実現することができる。
【００１１】
また、上述した第４工程においては、第２基板を真空吸着等の方法によって固定しつつ、第１基板に対して外力を加えることによって両基板の分離が行われることが好ましい。
【００１２】
これにより、各基板に損傷が生じるのをより確実に回避することが可能となる。
【００１３】
第２の態様の本発明は、上述した製造方法によって製造される薄膜デバイスを含んで構成される電子機器である。ここで「電子機器」とは、回路基板やその他の要素を備え、一定の機能を奏する機器一般をいい、その構成に特に限定はない。かかる電子機器としては、例えば、ＩＣカード、携帯電話、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクター、テレビジョン、ロールアップ式テレビジョン、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ等が含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
図１及び図２は、一実施形態の薄膜デバイスの製造方法について説明する図である。図３は、被転写体（詳細は後述）の具体例を示す断面図である。図４は、各基板を分離する工程（詳細は後述）について詳細に説明する図である。本実施形態では、予め転写元基板上に形成した被転写体を一旦、仮転写基板によって保持した後に転写先基板へ移動させる２回転写プロセスについて説明する。なお、本実施形態においては、転写元基板が「第１基板」に相当し、仮転写基板が「第２基板」に相当する。
【００１６】
まず、図１（Ａ）に示すように、転写元基板１０の一方面側に剥離層１２を形成し、更にこの剥離層１２の上側に被転写体１４を形成する。被転写体１４は、例えば図３に示すように複数の薄膜素子（例えば薄膜トランジスタＴ）や配線などを含んで構成されるものである。ここで、本工程における転写元基板１０としては、適度な厚さを有し、石英ガラスやソーダガラス等の耐熱性材料、例えば半導体装置のプロセス温度である３５０℃〜１０００℃程度に耐えうるものが用いられる。また、転写元基板１０は、後の工程で剥離層１２に対するエネルギーの付与を光照射によって行うことが可能となるように、当該光の波長に対して透明であることが望ましい。また、剥離層１２としては、光照射などのエネルギー付与を受けることによって剥離を生じる特性を有するものが用いられる。このような剥離層１２は、例えばアモルファスシリコン膜等の半導体膜、金属膜、導電性の酸化物膜、導電性の高分子膜又は導電性のセラミックスなどによって形成することが可能である。
【００１７】
次に、図１（Ｂ）に示すように、仮転写基板１６の一方面と転写元基板１０の一方面との相互間に水溶性接着材１８を介在させることによって、仮転写基板１６と転写元基板１０とを接合する。本実施形態では、仮転写基板１６としても石英ガラスやソーダガラス等のガラス基板を用いる。
【００１８】
次に、図１（Ｃ）に示すように、転写元基板１０の剥離層１２にエネルギーを付与することによって当該剥離層１２と転写元基板１０との界面又は剥離層層内に剥離を生じさせる。具体的には、図示のように転写元基板１０を介して剥離層１２にレーザ光を照射して当該剥離層１２にレーザアブレーションを生じさせる。アブレーションとは、照射される光を吸収した固体材料（剥離層１２の構成材料）が光化学的または熱的に励起され、その表面や内部の原子または分子の結合が切断されて放出される状態であり、主に、剥離層１２の構成材料の全部または一部が溶融、蒸散（気化）等の相変化を生じる現象として現れる。また、相変化によって微小な発泡状態となり、結合力が低下することもある。
【００１９】
次に、図１（Ｄ）に示すように、転写元基板１０と仮転写基板１４とを分離する。これにより、被転写体１４が転写元基板１０から仮転写基板１６へ転写される。
【００２０】
図４は、各基板（転写元基板１０と仮転写基板１４）を分離する工程について詳細に説明する部分拡大図である。上述したように本実施形態では、転写元基板１０と仮転写基板１６はともにガラスを構成材料としている。そして、図４に示すように、転写元基板１０の板厚Ｌ１を仮転写基板１６の板厚Ｌ２よりも薄くすることにより、転写元基板１０が仮転写基板１６よりも撓みやすい状態を実現している。また、本工程においては、仮転写基板１６を真空吸着等の方法によって固定しつつ、転写元基板１０に対して外力Ｆを加えることによって両基板の分離が行われる。
【００２１】
なお、転写元基板１０の構成材料として、仮転写基板１６の構成材料よりも弾性率の小さいものを採用することによっても、転写元基板１０が仮転写基板１６よりも撓みやすい状態を容易に実現することができる。更に、板厚の増減と構成材料の選択とを組み合わせて、転写元基板１０の撓み具合を調整してもよい。
【００２２】
次に、図２（Ａ）に示すように、仮転写基板１６の一方面と転写先基板２０の一方面との相互間に接着材２２を介在させることによって、仮転写基板１６と転写先基板２０とを接合する。本工程において用いられる接着材２２としては、アクリレート樹脂系やエポキシ樹脂系の接着材などが挙げられる。
【００２３】
次に、図２（Ｂ）に示すように、水溶性接着材１８に溶解用液体としての水を供給することにより、当該水溶性接着材１８を溶解、除去する。これにより、被転写体１４が仮転写基板１６から転写先基板２０へ転写される。
【００２４】
このように本実施形態によれば、取り去られるべき基板である転写元基板１０の方が仮転写基板１６よりも撓みやすい状況としておくことにより、各基板の損傷等が生じることを回避し、転写不良の発生を低減することが可能となる。
【００２５】
次に、上述した製造方法によって製造される薄膜デバイスを備える電子機器の例について説明する。本実施形態にかかる薄膜デバイスは、各種の電子機器において、表示部を構成する液晶表示パネルやエレクトロルミネッセンス表示パネルなどの製造や、回路部の製造などに適用することができる。
【００２６】
図５は、電子機器の例を示す概略斜視図である。図５（Ａ）は携帯電話への適用例であり、当該携帯電話５３０はアンテナ部５３１、音声出力部５３２、音声入力部５３３、操作部５３４、表示部５３５を備えている。図５（Ｂ）はビデオカメラへの適用例であり、当該ビデオカメラ５４０は受像部５４１、操作部５４２、音声入力部５４３、表示部５４４を備えている。図５（Ｃ）はテレビジョン装置への適用例であり、当該テレビジョン装置５５０は表示部５５１を備えている。図５（Ｄ）はロールアップ式テレビジョン装置への適用例であり、当該ロールアップ式テレビジョン装置５６０は表示部５６１を備えている。また、本発明にかかる薄膜デバイスは、上述した例に限らず各種の電子機器に適用可能である。例えばこれらの他に、表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイなどにも活用することができる。
【００２７】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されることなく、本発明の要旨の範囲内で種々に変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、いわゆる２回転写プロセスにおいて転写元基板から仮転写基板へと被転写体を転写する過程に本発明を適用した場合を例示して、本発明の実施の態様を説明していたが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、１回の転写プロセスによって被転写体の転写を完了させる場合においても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一実施形態の薄膜デバイスの製造方法について説明する図である。
【図２】一実施形態の薄膜デバイスの製造方法について説明する図である。
【図３】被転写体の具体例を示す断面図である。
【図４】各基板を分離する工程について詳細に説明する部分拡大図である。
【図５】電子機器の例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０…転写元基板（第１基板）、１２…剥離層、１４…被転写体、１６…仮転写基板（第２基板）、１８…水溶性接着材、２０…転写先基板、２２…接着材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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