(57)【要約】  本発明は、単結晶ウェーハから製造された可撓性単結晶フィルム及びこれを製造する方法に関する。即ち、本発明は、ベースウェーハ、１以上の埋め込み絶縁層及び単結晶層により構成されたＳＯＩウェーハを種々のウェーハ薄型化技術により薄型化して所望の厚さの可撓性単結晶フィルムを製造することができる。可撓性フィルムの製造方法は、（ｉ）ベースウェーハと、前記ベースウェーハの上に形成された１以上の埋め込み絶縁層と、前記１以上の埋め込み絶縁層の上に形成された単結晶層と、を有するＳＯＩウェーハを用意するステップ、（ｉｉ）前記単結晶層の上に１以上の保護絶縁層を形成するステップ、（ｉｉｉ）前記ベースウェーハを除去するステップ、及び（ｉｖ）１以上の絶縁層を除去するステップを含む。【選択図】  図３
2007535809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶ウェーハから製造された単結晶層を備えることを特徴とする可撓性フィルム。
【請求項２】
単結晶ウェーハから製造された可撓性単結晶層及び１以上の可撓性絶縁層を備えることを特徴とする可撓性フィルム。
【請求項３】
単結晶ウェーハから製造された可撓性単結晶層及び前記単結晶層の表面に形成された素子層を備えることを特徴とする可撓性フィルム。
【請求項４】
前記単結晶層は、シリコン又は化合物半導体を備えることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項に記載の可撓性フィルム。
【請求項５】
前記単結晶層の厚さは、数十ナノメートル〜数十マイクロメートルであることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項に記載の可撓性フィルム。
【請求項６】
前記１以上の可撓性絶縁層が単結晶層の一方の面に形成されていることを特徴とする請求項２記載の可撓性フィルム。
【請求項７】
前記単結晶層の他方の面に１以上の可撓性絶縁層を更に備えることを特徴とする請求項３記載の可撓性フィルム。
【請求項８】
前記素子形成層の上に１以上の保護層を更に備えることを特徴とする請求項３又は７記載の可撓性フィルム。
【請求項９】
ベースウェーハと、前記ベースウェーハの上に形成された１以上の埋め込み絶縁層と、前記１以上の埋め込み絶縁層の上に形成された単結晶層と、を有するＳＯＩウェーハを用意するステップと、
前記単結晶層の上に１以上の保護絶縁層を形成するステップと、
前記ベースウェーハを除去するステップと、
１以上の絶縁層を除去するステップと、を含むことを特徴とする可撓性フィルムの製造方法。
【請求項１０】
前記ＳＯＩウェーハを用意するステップは、
ベースウェーハ及び貼合せウェーハを用意するステップと、
前記ベースウェーハに１以上の埋め込み絶縁層を形成するステップと、
前記貼合せウェーハに水素イオンを注入するステップと、
前記ベースウェーハと貼合せウェーハを貼り合わせるステップと、
前記貼合せウェーハを割るステップと、
前記貼合せウェーハの劈開面をエッチングすることにより、ベースウェーハの埋め込み絶縁層の上に単結晶層が形成されたＳＯＩウェーハを製造するステップと、を含むことを特徴とする請求項９記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項１１】
前記ベースウェーハの上に１以上の埋め込み絶縁層を形成するステップは、
前記ベースウェーハの上に窒化膜を形成するステップと、
前記窒化膜の上に酸化膜を形成するステップと、を更に含むことを特徴とする請求項１０記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項１２】
前記ベースウェーハと貼合せウェーハを貼り合わせる前に、洗浄を行うステップを更に含むことを特徴とする請求項１０又は１１記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項１３】
前記ベースウェーハを除去するステップは、前記ベースウェーハを湿式エッチングしてベースウェーハを除去するステップを含むことを特徴とする請求項９ないし１１いずれか１項に記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項１４】
前記ベースウェーハを湿式エッチングするときにＫＯＨを用いることを特徴とする請求項１３記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項１５】
前記単結晶層の上に前記１以上の保護絶縁層を形成するステップは、
前記単結晶層の上に酸化膜を形成するステップと、
前記酸化膜の上に窒化膜を形成するステップと、を含むことを特徴とする請求項９ないし１１いずれか１項に記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項１６】
前記１以上の絶縁層を除去するステップは、ＨＦを用いた湿式エッチング方法により絶縁膜を全て除去するステップを含むことを特徴とする請求項９ないし１１いずれか１項に記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項１７】
前記１以上の絶縁層を除去するステップは、ＨＦを用いた湿式エッチング方法により単結晶層の上に前記１以上の埋め込み絶縁層又は前記１以上の保護絶縁層を除去するステップを含むことを特徴とする請求項９ないし１１いずれか１項に記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項１８】
前記ベースウェーハを除去するステップは、ベースウェーハを湿式エッチングしてベースウェーハを除去するステップを含むことを特徴とする請求項１５記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項１９】
前記ベースウェーハを湿式エッチングするときにＫＯＨを用いることを特徴とする請求項１８記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項２０】
前記１以上の絶縁層を除去するステップは、ＨＦを用いた湿式エッチング方法により絶縁層を全て除去するステップを含むことを特徴とする請求項１５記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項２１】
前記ベースウェーハを除去するステップは、
前記ベースウェーハを所望の厚さに研磨するステップと、
ベースウェーハを湿式エッチングして研磨した後、ベースウェーハの残留物を除去するステップと、を含むことを特徴とする請求項９ないし１１いずれか１項に記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項２２】
前記ベースウェーハを湿式エッチングするときにＫＯＨを用いることを特徴とする請求項２１記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項２３】
前記ベースウェーハを除去するステップは、
前記ベースウェーハを研磨する前に、保護絶縁層の上にワックスを塗布して前記ＳＯＩウェーハと支持ウェーハを貼り合わせるステップと、
前記ベースウェーハを研磨した後、前記支持ウェーハを除去するステップと、を含むことを特徴とする請求項２１記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項２４】
前記１以上の絶縁層を除去するステップは、ＨＦを用いた湿式エッチング方法により保護及び埋め込み絶縁層を共に除去するステップを含むことを特徴とする請求項２１記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項２５】
前記１以上の絶縁層を除去するステップは、ＨＦを用いた湿式エッチング方法により単結晶層の上に前記１以上の埋め込み絶縁層又は前記１以上の保護絶縁層を除去するステップを含むことを特徴とする請求項２１記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項２６】
ベースウェーハ、前記ベースウェーハの上に形成された１以上の絶縁層、前記１以上の絶縁層の上に形成された単結晶層と、を有するＳＯＩウェーハを用意するステップと、
前記ベースウェーハの下面が露出されるように治具によりＳＯＩウェーハを保持するステップと、
前記ベースウェーハをエッチングして除去するステップと、を含むことを特徴とする可撓性フィルムの製造方法。
【請求項２７】
前記ＳＯＩウェーハを保持するステップは、ＳＯＩウェーハのエッジを治具により保持してベースウェーハの下面の全体を露出させるステップを含むことを特徴とする請求項２６記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項２８】
前記ＳＯＩウェーハを保持するステップは、ＳＯＩウェーハの周縁部を治具により保持してベースウェーハの下面の一部を露出させるステップを含むことを特徴とする請求項２６記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項２９】
前記ベースウェーハを除去するステップは、治具により保持していた周縁部を切断するステップを含むことを特徴とする請求項２８記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項３０】
前記ベースウェーハを除去するステップは、ベースウェーハを湿式エッチングするステップを含むことを特徴とする請求項２６ないし２９いずれか１項に記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項３１】
前記ベースウェーハを湿式エッチングするときにＫＯＨを用いることを特徴とする請求項３０記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項３２】
ＨＦを用いて湿式エッチングを行うことで１以上の絶縁層を除去するステップを更に含むことを特徴とする請求項３０記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項３３】
ＨＦを用いて湿式エッチングを行うことで１以上の絶縁層を除去するステップは、治具を緩めてＳＯＩウェーハをエッチング液に浸漬するステップを含むことを特徴とする請求項３２記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項３４】
ベースウェーハ、前記ベースウェーハの上に形成された１以上の埋め込み絶縁層、前記１以上の埋め込み絶縁層の上に形成された単結晶層を有するＳＯＩウェーハを用意するステップと、
前記ＳＯＩウェーハの単結晶層と支持ウェーハを貼り合わせるステップと、
前記ベースウェーハ及び前記支持ウェーハを除去するステップと、を含むことを特徴とする可撓性フィルムの製造方法。
【請求項３５】
前記ベースウェーハを除去するステップは、
所定の厚さまで前記ベースウェーハを研磨するステップと、
前記支持ウェーハを除去するステップと、研磨後にベースウェーハの残留物の下部面が露出されるように治具によりＳＯＩウェーハを保持するステップと、
湿式エッチングによりベースウェーハの残留物を除去するステップと、を含むことを特徴とする請求項３４記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項３６】
前記ベースウェーハを除去するステップは、
所定の厚さまで前記ベースウェーハを研磨するステップと、
研磨後にベースウェーハの残留物の下部面が露出されるように治具によりＳＯＩウェーハを保持するステップと、
湿式エッチングによりベースウェーハの残留物を除去するステップと、
前記支持ウェーハを除去するステップと、を含むことを特徴とする請求項３４記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項３７】
ベースウェーハ、前記ベースウェーハの上に形成された１以上の埋め込み絶縁層、前記１以上の埋め込み絶縁層の上に形成された単結晶層を有するＳＯＩウェーハを用意するステップと、
前記ベースウェーハを所定の厚さに研磨するステップと、
研磨後に、前記ベースウェーハの残留物の下面が露出されるように治具によりＳＯＩウェーハを保持するステップと、
ベースウェーハの残留物を湿式エッチングして除去するステップと、を含むことを特徴とする可撓性フィルムの製造方法。
【請求項３８】
前記ベースウェーハを研磨する前に、前記単結晶層の上に１以上の保護絶縁層を形成するステップを更に含み、ベースウェーハの残留物の厚さは１５０μｍ以上であることを特徴とする請求項３７記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項３９】
前記ベースウェーハを除去した後、前記１以上の埋め込み絶縁層及び／又は前記１以上の保護絶縁層を除去するステップを更に含むことを特徴とする請求項３８記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項４０】
前記治具によりＳＯＩウェーハを保持するステップは、ＳＯＩウェーハのエッジを治具により保持して前記ベースウェーハの下面の全体を露出させるステップを含むことを特徴とする請求項３５ないし３９いずれか１項に記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項４１】
前記治具によりＳＯＩウェーハを保持するステップは、ＳＯＩウェーハの周縁部を治具により保持してベースウェーハの下面の一部を露出させるステップを含み、研磨後に、前記ベースウェーハの一部を湿式エッチングした後、治具により保持していた周縁部を切断するステップを更に含むことを特徴とする請求項３５ないし３９いずれか１項に記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項４２】
前記ベースウェーハを除去した後に、前記１以上の埋め込み絶縁層を除去するステップを更に含むことを特徴とする請求項３４ないし３９いずれか１項に記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項４３】
前記ＳＯＩウェーハの前記単結晶層に支持ウェーハを貼り付ける前に、前記単結晶層の上に１以上の保護絶縁層を形成するステップを更に含むことを特徴とする請求項３４ないし３９いずれか１項に記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項４４】
前記ＳＯＩウェーハの単結晶層に支持ウェーハを貼り付けるステップは、
前記ＳＯＩウェーハの前記単結晶層の上にワックスを塗布するステップと、
前記ＳＯＩウェーハの前記単結晶層と支持ウェーハを貼り合わせるステップと、を含むことを特徴とする請求項３５ないし３９いずれか１項に記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項４５】
前記ＳＯＩウェーハの前記単結晶層に支持ウェーハを貼り付けるステップは、
前記ベースウェーハを研磨する前に、保護絶縁層の上にワックスを塗布するステップと、
ＳＯＩウェーハと支持ウェーハを貼り合わせるステップと、を含み、
前記ベースウェーハ及び支持ウェーハを除去した後には、１以上の埋め込み絶縁膜及び１以上の保護絶縁層を除去するステップを更に含むことを特徴とする請求項４３記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項４６】
前記ベースを湿式エッチングするときにＫＯＨを用いることを特徴とする請求項３５ないし３９いずれか１項に記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項４７】
ベースウェーハ、前記ベースウェーハの上に形成された１以上の絶縁層、及び前記１以上の絶縁層の上に形成された単結晶層を有するＳＯＩウェーハを用意するステップと、
前記単結晶層の上に電子素子を組み付けて１以上の素子層を形成するステップと、
前記素子層の上に素子保護膜を形成するステップと、
前記ベースウェーハを除去するステップと、を含むことを特徴とする可撓性フィルムの製造方法。
【請求項４８】
前記ベースウェーハを除去するステップは、ベースウェーハを湿式エッチングするステップを含むことを特徴とする請求項４７記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項４９】
前記ベースウェーハを除去するステップは、所定の厚さまでベースウェーハを研磨するステップと、
湿式エッチングにより研磨後、ベースウェーハの残留物を除去するステップと、を含むことを特徴とする請求項４７記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項５０】
前記ベースウェーハを除去するステップは、
前記ベースウェーハの下面が露出されるように治具によりＳＯＩウェーハを保持するステップと、
ベースウェーハを湿式エッチングして除去するステップと、を含むことを特徴とする請求項４７記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項５１】
前記ベースウェーハを除去するステップは、
所定の厚さにベースウェーハを研磨するステップと、
前記ベースウェーハの下面が露出されるように治具によりＳＯＩウェーハを保持するステップと、
前記ベースウェーハを湿式エッチングして除去するステップと、を含むことを特徴とする請求項４８ないし５１いずれか１項に記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項５２】
前記ベースウェーハを湿式エッチングするときにＫＯＨを用いることを特徴とする請求項４８ないし５１いずれか１項に記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項５３】
ＨＦを用いて湿式エッチングを行うことで１以上の絶縁層を除去するステップを更に含むことを特徴とする請求項４７ないし５１いずれか１項に記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項５４】
前記単結晶層の上に電子素子を組み付けて素子層を形成するステップは、半導体の製造工程を用いるステップを含むことを特徴とする請求項４７ないし５１いずれか１項に記載の可撓性フィルムの製造方法。
【請求項５５】
請求項９ないし１１、請求項２６ないし２９、請求項３４ないし３９、請求項４７ないし５１いずれか１項に記載の方法により製造された可撓性フィルム。
【請求項５６】
下部プレートと、
１以上の貫通ホールを有する上部プレートと、
前記下部及び上部プレートを組み合わせるための固定手段と、を備え、
基板が前記下部プレートと前記上部プレートとの間に位置するとき、基板のエッチング処理されるべき部分が前記１以上の貫通ホールに露出されるように構成され、前記基板と１以上の貫通ホールは密封され、１以上の前記貫通ホールを介してエッチング溶液が供給されることを特徴とするエッチング用の治具。
【請求項５７】
前記上部プレートには、エッチング溶液を入れるための容器を備え、前記容器は、前記１以上の貫通ホールと連通することを特徴とする請求項５６記載のエッチング用の治具。
【請求項５８】
前記容器には、ヒーターと温度計が設けられていることを特徴とする請求項５７記載のエッチング用の治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶ウェーハから製造された可撓性単結晶フィルム及びその製造方法に関する。即ち、本発明においては、ベースウェーハ、１以上の埋め込み絶縁層及び単結晶層により構成されたＳＯＩウェーハを種々のウェーハ薄型化技術により薄型化して所望の厚さの可撓性単結晶フィルムを製造する。
【０００２】
また、本発明は、単結晶半導体ウェーハから各種の電子素子が形成された可撓性フィルムを製造することに関する。即ち、本発明においては、ベースウェーハ、埋め込み絶縁層及び単結晶層により構成されたＳＯＩウェーハの上に所望の特性の各種の電子素子を形成した後、種々のウェーハ薄型化技術によりウェーハを薄型化して所望の電子素子が形成された所望の厚さの可撓性単結晶フィルムを製造する。
【背景技術】
【０００３】
現在、各種の電子装置は、軽量・小型化のレベルに留まらず、可撓性を有する装置として開発されている。特に、ディスプレイ分野を例にとると、無線インターネット及び電子商取引の成長とあいまって、新概念の可撓性ディスプレイへの要求が高まりつつある。本発明は、具体的な商品例としては、折り畳み型携帯電話、ＰＤＡなどをはじめとして、可撓性電子図書、電子新聞などに適用可能である。更に、本発明は、電子黒板、ＣＡＤ／ＣＡＭ用のディスプレイ、電子サイン及び電子広告板に適用可能である。
【０００４】
しかしながら、かかる可撓性を有する電子装置の必要性にも拘わらず、開発が遅れている最大な理由の一つは、所望の特性の電子素子を安定して製造可能な基板材料が不在するという点である。例えば、可撓性ＬＣＤディスプレイを製作する場合、薄膜トランジスター（ＴＦＴ）アレイを安定して製造可能な可撓性基板が必要となる。従来の技術としては、可撓性のプラスチック製の透明基板に低温下で素子を形成するための非晶質シリコンやポリシリコンを形成し、これから低温工程を用いてＴＦＴアレイを製造する方法、ガラス基板の上にポリシリコンＴＦＴアレイを製造し、これを可撓性プラスチック基板に転移させる方法、柔らかい有機物半導体を用いて有機物ＴＦＴを製造する方法などがある。
【０００５】
しかしながら、プラスチック基板を用いて素子を製造する場合や、ガラス基板に素子を製造した後、プラスチック基板にする場合には、有機物である基板と無機物である電子素子が形成された層間に熱膨張係数の差に応じて変形が起こるという問題点があり、有機物半導体を用いる場合には所望の電子素子特性が得られないという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、上述のごとき従来の問題点を解消し、特に、単結晶ウェーハを用いて所望の特性の電子素子を容易に製造可能であるほか、可撓性を確保することのできる可撓性単結晶フィルムを製造するところにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、単結晶層に各種の所望の電子素子が形成された可撓性フィルムを単純な方法により安定的に製造して所望の素子特性を具現するところにある。
【０００８】
本発明の更に他の目的は、可撓性単結晶フィルムを製造する製造工程を単純化させて生産性を高めると共に、製造コストを下げるところにある。
【０００９】
上述の目的は、単結晶ウェーハから製造された単結晶層を備える可撓性フィルムを提供することにより達成することができる。可撓性フィルムは、単結晶ウェーハから製造された可撓性単結晶層及び単結晶ウェーハの下部又は上部の表面に１以上の可撓性絶縁層を備えることができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による可撓性単結晶フィルムは、種々の薄型化技術を用いてベースウェーハを除去することにより、ベースウェーハ、ベースウェーハの上に形成された１以上の絶縁層、及び１以上の絶縁層の上に形成された単結晶層を有するＳＯＩ（silicon on insulator)ウェーハから製造された純粋な無欠陥の可撓性単結晶フィルムである。本発明による可撓性単結晶フィルムは、例えば、ＳＯＩ製造工程によりＳＯＩウェーハを製造するに当たり、数十ナノメートル〜数十マイクロメートルの範囲において単結晶層の厚さを所望の通りに調節することができる。また、本発明の単結晶層は、シリコン単結晶であるか、或いは、ガリウムアルセナイドなどの化合物半導体の単結晶である。
【００１１】
本発明による可撓性単結晶フィルムは、単結晶ウェーハから製造された可撓性単結晶層及び前記単結晶層の表面に形成された１以上の素子層を備え、前記可撓性単結晶層に各種の電子素子を製造するものである。
【００１２】
本発明による各種の電子素子が形成された可撓性単結晶フィルムは、ＳＯＩウェーハのベースウェーハを除去して製造することができる。これは、ＳＯＩウェーハの単結晶層の上に通常の半導体製造工程を用いて所望の特性の電子素子を製造することにより達成可能である。
【００１３】
可撓性フィルムの製造方法は、（ｉ）ベースウェーハと、前記ベースウェーハの上に形成された１以上の埋め込み絶縁層と、前記１以上の埋め込み絶縁層の上に形成された単結晶層と、を有するＳＯＩウェーハを用意するステップ、（ｉｉ）前記単結晶層の上に１以上の保護絶縁層を形成するステップ、（ｉｉｉ）前記ベースウェーハを除去するステップ、及び（ｉｖ）１以上の絶縁層を除去するステップを含む。前記ベースウェーハを除去するステップは、ＫＯＨを用いて湿式エッチングを行うことにより、ベースウェーハの全体を除去するステップを含む。前記ベースウェーハは、所定の厚さにベースウェーハを研磨して除去することができ、研磨後に、ベースウェーハの残留物はＫＯＨを用いて湿式エッチングすることで除去することができる。しかも、前記単結晶層の上に前記１以上の保護絶縁層を形成するステップは、前記単結晶層の上に酸化膜を形成するステップ及び前記酸化膜の上に窒化膜を形成するステップを含んでもよい。前記１以上の絶縁層を除去するステップは、ＨＦを用いた湿式エッチング方法により絶縁膜を全て除去するステップを含んでもよい。
【００１４】
本発明による治具を用いて可撓性フィルムを製造する方法は、（ｉ）ベースウェーハ、前記ベースウェーハの上に形成された１以上の埋め込み絶縁層、前記１以上の埋め込み絶縁層の上に形成された単結晶層を有するＳＯＩウェーハを用意するステップ、（ｉｉ）前記ベースウェーハの下面が露出されるように治具によりＳＯＩウェーハを保持するステップ、及び（ｉｉｉ）前記ベースウェーハをエッチングして除去するステップを含む。前記ＳＯＩウェーハのエッジを治具により保持するとき、ベースウェーハの下面の全体が露出されてエッチングされる。ＳＯＩウェーハの周縁部を治具により保持してベースウェーハの下面の一部が露出されるようにベースウェーハをエッチングすることが可能である。前記ベースウェーハは、治具により保持していた周縁部を切断して除去することができる。前記ベースウェーハは、ＫＯＨを用いて湿式エッチングを行うことにより除去することができ、１以上の絶縁層は、ＨＦを用いて湿式エッチングを行うことにより除去することができる。
【００１５】
本発明による治具を用いて研磨により可撓性フィルムを製造する方法は、（ｉ）ベースウェーハ、前記ベースウェーハの上に形成された１以上の埋め込み絶縁層及び前記１以上の埋め込み絶縁層の上に形成された単結晶層を有するＳＯＩウェーハを用意するステップと、（ｉｉ）前記ＳＯＩウェーハの単結晶層と支持ウェーハを貼り合わせるステップと、（ｉｉｉ）前記ベースウェーハ及び前記支持ウェーハを除去するステップと、を含む。前記ベースウェーハは、研磨及びエッチングにより除去することができる。１以上の保護絶縁層は、前記ＳＯＩウェーハの前記単結晶層に支持ウェーハを貼り付ける前に、前記単結晶層の上に形成可能である。また、本発明による治具を用いて研磨により可撓性フィルムを製造する方法は、（ｉ）ベースウェーハ、前記ベースウェーハの上に形成された１以上の埋め込み絶縁層及び前記１以上の埋め込み絶縁層の上に形成された単結晶層を有するＳＯＩウェーハを用意するステップと、（ｉｉ）前記ベースウェーハを所定の厚さに研磨するステップと、（ｉｉｉ）研磨後に、前記ベースウェーハの残留物の下面が露出されるように治具によりＳＯＩウェーハを保持するステップと、（ｉｖ）ベースウェーハの残留物を湿式エッチングにより除去するステップと、を含む。１以上の保護絶縁層は、ベースウェーハを研磨する前に、単結晶層の上に形成可能である。１以上の埋め込み絶縁及び／又は１以上の保護絶縁層は、ベースウェーハを除去した後に除去可能である。
【００１６】
本発明により製造された電子素子の可撓性フィルムの製造方法は、（ｉ）ベースウェーハ、前記ベースウェーハの上に形成された１以上の埋め込み絶縁層及び前記１以上の埋め込み絶縁層の上に形成された単結晶層を有するＳＯＩウェーハを用意するステップ、（ｉｉ）前記単結晶層の上に電子素子を組み付けて１以上の素子層を形成するステップ、（ｉｉｉ）前記素子層の上に素子保護膜を形成するステップ及び（ｉｖ）前記ベースウェーハを除去するステップを含む。前記ベースウェーハは、上述の種々の方法により除去可能である。
【００１７】
本発明においては、商業的に販売されるＳＯＩウェーハをそのまま使用することができ、他の種々の方法によりＳＯＩウェーハを製造して用いることもできる。ＳＯＩウェーハを製造するステップは、（ｉ）ベースウェーハ及び貼合せウェーハを用意するステップ、（ｉｉ）ベースウェーハに１以上の埋め込み絶縁層を形成するステップ、（ｉｉｉ）貼合せウェーハに水素イオンを注入するステップ、（ｉｖ）ベースウェーハと貼合せウェーハを貼り合わせるステップ、（ｖ）貼合せウェーハを割るステップ及び（ｖｉ）前記貼合せウェーハの劈開面をエッチングしてベースウェーハ上の埋め込み絶縁層の上に単結晶層が形成されたＳＯＩウェーハを製造するステップを含む。貼合せウェーハを割る過程でその深さを調節し、且つ、劈開面をエッチングする過程でエッチング厚さを調節することにより、単結晶層の厚さを所望の通りに調節することができる。このようにして貼り合せられたＳＯＩウェーハを製造する方法については、米国特許出願ＵＳ１０／３９１,２９７号を参照されたい。
【００１８】
ウェーハをエッチングするときに用いられる治具は、下部プレートと、１以上の貫通ホールを有する上部プレートと、前記下部及び上部プレートを組み合わせるための固定手段と、を備え、基板が前記下部プレートと前記上部プレートとの間に位置付けられるとき、基板のエッチング処理される部分が前記１以上の貫通ホールに露出されるように構成され、前記基板と１以上の貫通ホールは密封され、１以上の前記貫通ホールを介してエッチング溶液が供給される。前記上部プレートにはエッチング溶液を入れるための容器が設けられ、前記容器は、前記１以上の貫通ホールと連通する。前記容器には、ヒーターと温度計が設けられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明による単結晶から可撓性フィルムを製造する方法を例にとって詳細に説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
【００２１】
以下、図１及び図２を参照して、本発明による可撓性単結晶フィルムの製造工程を説明する。
【００２２】
シリコンベアウェーハをベースウェーハ１００及び貼合せウェーハ２００として用意する。図２(a)に示すように、シリコン窒化膜（Ｓｉ3Ｎ4）１０１及びシリコン酸化膜１０２としての埋め込み絶縁層はベースウェーハの片面に一定の厚さに形成する。前記シリコン酸化膜１０２は、前記シリコン窒化膜１０１の上に形成する。このとき、シリコン酸化膜１０２は、化学気相蒸着方法を用いて製造可能である。図２(b)に示すように、貼合せウェーハ２００の表面からの所定の深さに不純物イオンを注入して不純物イオン注入部２０１を形成する。このとき、不純物としての水素イオンを低電圧イオン注入方法により注入し、注入された水素イオンの投影飛程距離（Ｒｐ）が貼合せウェーハの表面から近い、例えば、１００ないし１０００ｎｍの範囲内になるようにする。
【００２３】
上述のように埋め込み絶縁層が形成されたベースウェーハ１００と、水素イオンがその表面に注入された貼合せウェーハ２００と、を洗浄し、図２(c)に示すように、ウェーハ１００、２００を貼り合わせる。このとき、ウェーハ１００、２００に対して、貼合せ強度を高めるために、親水性の条件下において洗浄を行う。ウェーハ１００、２００は、洗浄後にできる限り早い内に、図２(c)に示すように、垂直貼合せを行う。垂直貼合せに際しては、ベースウェーハ１００と貼合せウェーハ２００を向かい合わせた後、ウェーハの一方の端部から次第に貼っていく。図２(d)に示すように、２枚のウェーハを重ね合わせて単一のウェーハを製造する。
【００２４】
このようにして貼り合せられたウェーハを低温下で熱処理して、前記貼合せウェーハの不純物イオン注入部を図２(e)に示すように割る。劈開面をエッチング及びＣＭＰ（chemical mechanical polishing）などの方法により処理して所望の厚さに加工することにより、シリコン単結晶層２０２を製造する（図２(f)）。シリコン単結晶層の厚さは、必要に応じて制御可能である。
【００２５】
図２(g)に示すように、ベースウェーハ１００の上に形成された単結晶層２０２の上に保護絶縁層３００、３０１を形成する。この保護絶縁層は、ベースウェーハを湿式エッチングにより除去するとき、エッチングされたシリコン単結晶層を保護するための膜であって、先ず、酸化膜３００を形成し、その上に窒化膜３０１を形成する。
【００２６】
シリコン単結晶層の上に保護絶縁層３００、３０１を形成した後、これをＫＯＨ溶液により湿式エッチングすると、ベースウェーハが除去される。また、エッチング温度、エッチング溶液の濃度などを調節してエッチング条件を制御することができる。
【００２７】
このようにしてベースウェーハが除去されると、図２(h)に示すように、シリコン単結晶層の上下面に絶縁層が残り、単結晶層と絶縁層は薄くなって可撓性を有することになる。このようなフィルムをＨＦ溶液により湿式エッチングして埋め込み及び保護絶縁層を共に除去すると、シリコン単結晶層のみが残り、図２Ｊに示すように、シリコンの純粋な可撓性単結晶フィルムが製造される。また、シリコン単結晶層の上に形成された埋め込み絶縁層又は保護絶縁層をエッチングにより除去すると、埋め込み又は保護絶縁層及びシリコン単結晶層よりなる可撓性フィルムを製造することができる。
【００２８】
このようにして製造された可撓性フィルムは、その厚さが数十マイクロメートルから数十ナノメートルまで調節可能であるため、図３(a)に示すように、優れた可撓性及び透明特性を有する純粋なシリコン単結晶フィルム２０２、及び図３(b)に示すように、埋め込み絶縁層１０２とシリコン単結晶層２０２よりなる可撓性フィルム２０３が製造され、これは種々の応用分野に利用可能である。また、可撓性フィルム２０３の埋め込み絶縁層１０２は、取り扱い時にシリコン単結晶層２０２を保護する。
【００２９】
特に、製造されたシリコン単結晶フィルムの可撓度を調べるために、シリコン単結晶の破壊時点までの曲率半径を計算してみた。即ち、図４(a)に示すように、厚さｄのシリコンウェーハを曲率半径Ｒにて折り曲げると、このときに加えられる応力は下記式により表わすことができる。
【００３０】
σ＝（ｄ／２Ｒ）Ｅ（＜σy及び＜σf）
【００３１】
ここで、σは応力、ｄは厚さ、Ｒは曲率半径、Ｅは弾性係数、σyは降伏応力、σfは破壊応力を示す。
【００３２】
通常、Ｅは１９０ＧＰａであり、σyは６.９ＧＰａであり、σfは２.８ＧＰａである。シリコン単結晶フィルムの厚さが５μｍであるとき、破壊個所における理論的な曲率半径は０.１７ｍｍであった。本発明による５μｍの厚さのシリコン単結晶可撓性フィルムは、少なくとも３ｍｍ以下の曲率半径まで破壊無しに曲げることができた（図４(b)）。このため、本発明によるシリコン単結晶可撓性フィルムは、所望の通りに十分な有軟性を有することが分かる。同様に、本発明の実施の形態による可撓性単結晶フィルムについても同じことが言える。
【００３３】
（実施の形態２）
【００３４】
以下、本発明による、研磨による可撓性単結晶フィルムの製造工程について図５及び図６を参照して説明する。
【００３５】
図６(a)に示すように、ベースウェーハ６００、ベースウェーハ６００の上に形成された埋め込み絶縁層６０１、埋め込み絶縁層６０１の上に形成されたシリコン単結晶層６０２を有するＳＯＩウェーハを用意する。このＳＯＩウェーハは、ＳＩＭＯＸ（separation by implanted oxygen）ウェーハ或いは貼り合わせによるＳＯＩウェーハとして製造可能であり、商業的に販売されるウェーハを用いることもできる。厚い絶縁層を用いる。単結晶層の厚さは、応用分野に応じて調節する。
【００３６】
このようにして用意されたＳＯＩウェーハの上に酸化膜６０３と窒化膜６０４としての保護絶縁層を形成し、これは、ベースウェーハを除去するときにシリコン単結晶層を保護する。先ず、酸化膜６０３を形成し、酸化膜６０３の上に窒化膜６０４を形成する（図６(c)）。
【００３７】
このようにして形成された保護絶縁層の上に接着剤としてのワックス６０５を塗布した後（図６(d)）、その上に支持ウェーハ６０６を貼り付ける（図６(e)）。このとき、ワックスとしては、水によく溶ける水溶性のものを選ぶことができる。支持ウェーハは、垂直或いは水平貼合せにより貼り付けられる。支持ウェーハ６０６は、後続する研磨工程中にＳＯＩウェーハを保護し、且つ、工程を容易に行わせるためのものである。即ち、ＳＯＩウェーハを研磨するときにウェーハが研磨されながら薄くなってウェーハが研磨用のチャック内において割れるという問題点が生じるが、支持ウェーハを貼り付けた後にＳＯＩウェーハを研磨すると、ＳＯＩウェーハが薄く研磨されても割れることなく、ウェーハがチャック内に安全に保持可能である。
【００３８】
このようにして支持ウェーハ６０６が貼り付けられた状態において、図６(f)に示すように、ベースウェーハ６００を所定の厚さまで研磨する。このとき、研磨厚さは、例えば、５０μｍないし２００μｍに自由に調節することができる。支持ウェーハ６０６は、研磨後に残っているベースウェーハが厚い場合には用いなくてもよい。
【００３９】
ベースウェーハ６００を研磨した後、水溶液或いは化学薬品を用いてワックスを溶かすことにより、支持ウェーハ６０６を外す（図６(g)）。
【００４０】
このようにして支持ウェーハ６０６を外した後、これに対してＫＯＨ溶液による湿式エッチングを行うことにより、研磨されて残っているベースウェーハの残留物６００ａを除去する（図６(h)）。
【００４１】
図６(h)に示すように、このようにしてベースウェーハが除去されると、シリコン単結晶層６０２の上下面に絶縁層６０４、６０３、６０１が残り、この状態において単結晶層と絶縁層の厚さが十分に薄くなって可撓性がある程度確保される。このフィルムをＨＦ溶液により湿式エッチングして、上下面のシリコン単結晶層の上に形成された絶縁層を全て除去することにより、図６(i)に示すように、純粋な可撓性単結晶フィルムが確保される。また、シリコン単結晶層の埋め込み絶縁層又は保護絶縁層をエッチングにより除去すると、絶縁層とシリコン単結晶層よりなる可撓性フィルムが確保される。
【００４２】
本発明により可撓性フィルムを製造すると、エッチング時間を大幅に短縮することができる。ベースウェーハを所定の厚さまで研磨することから、エッチング平坦度が良好である。また、本発明による薄型化技術により商業的に市販されるＳＯＩウェーハから可撓性単結晶フィルムを容易に製造することができる。
【００４３】
（実施の形態３）
【００４４】
以下、本発明による治具を用いた可撓性単結晶フィルムの製造工程について図８及び図９を参照して説明する。
【００４５】
先ず、本発明において用いられる治具について説明する。図７に示すように、治具は、上部プレート７０１と下部プレート７００により構成され、上部プレートと下部プレートとの間にウェーハ７０６が設けられる。これらの各プレート７００、７０１は化学薬品に安定した物質、例えば、登録商標であるテフロンにより製造される。上部プレート７０１は、上部プレートと下部プレートが組み合わせられた場合、化学物質溶液が入れられる容器７０２を提供する。容器７０２の底面は、エッチングにより露出されたウェーハの部分に連通する貫通ホールを備える。ウェーハ及び貫通ホールは密封される。容器７０２の貫通ホールは、チューブ又は四角筒状、円筒状などの種々の形状に製作される。上部プレートと下部プレートを固定するための取付具７０３が備えられる。
【００４６】
このような治具を用いると、ウェーハの片面だけを湿式エッチングして除去することができる。即ち、エッチングにより除去すべきウェーハ面が上部プレート７０１に対面するように、ウェーハ７０６を下部プレート７００の上に載せる。上部プレートと下部プレートを組み合わせた後、容器７０２にエッチング液を供給してウェーハの表面を除去する。このとき、エッチングの条件に応じて、登録商標であるテフロンが塗布されたヒーター７０４と温度計７０５を容器内に設け、エッチング温度を調節する。
【００４７】
以下、治具を用いてベースウェーハの一方の全面をエッチングする過程を図８を参照して説明する。
【００４８】
エッチングすべき面が上に来るようにして、ベースウェーハ８００、ベースウェーハ８００の上に形成された絶縁層８０１、絶縁層の上に形成されたシリコン単結晶層８０２を有するＳＯＩウェーハを用意する。図８(b)に示すように、エッチングにより除去されたベースウェーハの全面が上部プレートの容器において露出されるようにＳＯＩウェーハエッジを治具を用いて保持する。
【００４９】
図８(c)に示すように、エッチングにより除去されたベースウェーハの露出面にＫＯＨ溶液９００を供給する。ＫＯＨ溶液９００を排出した後、露出面にＨＦ溶液９０１を供給して絶縁層８０１をエッチングすることにより、純粋なシリコン単結晶の可撓性フィルムを製造する（図８(e)）。このとき、ＨＦ溶液による絶縁層の除去は、ＨＦ溶液中に治具による保持なしに全体のＳＯＩウェーハを担持して行うこともできる。
【００５０】
また、前記ステップにおいてＫＯＨエッチングのみを行った後、絶縁層とシリコン単結晶層よりなる可撓性フィルムを製造することができる。
【００５１】
以下、治具を用いてベースウェーハの一部をエッチングして除去する工程を図９を参照して詳細に説明する。
【００５２】
図９(a)に示すように、ベースウェーハ８００、ベースウェーハ８００の上に形成された絶縁層８０１、絶縁層の上に形成されたシリコン単結晶層８０２を有するＳＯＩウェーハを用意する。エッチングにより除去された表面の一部が露出されるようにＳＯＩウェーハの裏面の周縁部を治具により押し付ける（図９(b)）。
【００５３】
図９(c)に示すように、ベースウェーハの露出面にＫＯＨ溶液を供給し、ベースウェーハをエッチングして除去する。ＫＯＨ溶液を排出した後、露出面にＨＦ溶液を供給して絶縁層をエッチングして除去する（図９(d)−１）。即ち、ベースウェーハの露出面はエッチングにより除去され、絶縁層はエッチング保護層の役割を果たす。このとき、ＨＦ溶液による絶縁層の除去は、ＨＦ溶液中に治具による保持なしに全体のＳＯＩウェーハを担持して行うこともできる（図９(d)−２）。
【００５４】
このように、エッチングにより除去されずに残っているベースウェーハの周縁部を切断して純粋なシリコン単結晶の可撓性フィルムを製造する（図９(e)）。
【００５５】
また、前記ステップにおいて、ＫＯＨエッチングのみを行った後、ベースウェーハの周縁部を切断すると、絶縁層とシリコン単結晶層よりなる可撓性フィルムを製造することができる。
【００５６】
可撓性単結晶フィルムは、前記治具を用い、ウェーハの片面のみをエッチングにより除去して容易に製造することができる。即ち、別途の工程なしにベースウェーハを治具を用いてエッチングするため、工数を減らすことができる。また、不要なウェーハの周縁部を容易に除去することができる。上部プレートの容器の形状を変化させて所望の形状の可撓性フィルムを製造することができる。即ち、円形のウェーハの周縁部を四角筒状の容器を持った治具を用いて保持してエッチングした後、周縁部を切断すると、四角形状の可撓性単結晶フィルムが得られる。
【００５７】
（実施の形態４）
【００５８】
以下、本発明による研磨と治具を用いた可撓性単結晶フィルムの製造工程について図１０ないし図１３を参照して説明する。
【００５９】
図１１(a)に示すように、ベースウェーハ１０００、ベースウェーハ１０００の上に形成された埋め込み絶縁層１００１、埋め込み絶縁層１００１の上に形成されたシリコン単結晶層１００２を有するＳＯＩウェーハ１００７を用意する。単結晶層の厚さは、応用分野に応じて調節する。
【００６０】
このようにして用意されたＳＯＩウェーハの上にワックス１００５を塗布した後（図６(d)）、その上に支持ウェーハ１００６を貼り付ける（図１１(c)）。このとき、ワックスとしては、水にもよく溶ける水溶性のものを選ぶことができる。支持ウェーハ１００６は、垂直或いは水平貼合せにより貼り付けられる。支持ウェーハ１００６は、後続する研磨工程中にＳＯＩウェーハを保護し、且つ、工程を容易に行わせるためのものである。即ち、保護絶縁層は、上述のＳＯＩウェーハの上に形成可能である。
【００６１】
図１１(d)に示すように、支持ウェーハ１００６が貼り付けられた状態において、ベースウェーハ１０００を所定の厚さまで研磨する。このとき、研磨厚さは、例えば、５０μｍないし２００μｍに自由に調節することができる。
【００６２】
ベースウェーハ１０００を研磨した後、図１２及び図１３に示すように、ベースウェーハの残留物１０００ｂを図７に示す治具を用いて湿式エッチングして除去することができる。ベースウェーハの残留物１０００ｂを除去する前後に、水溶液或いは化学薬品を用いてワックスを溶かすことにより、支持ウェーハ１００６を外す。
【００６３】
以下、治具を用いてベースウェーハの全面をエッチングする除去工程を図１２を参照して説明する。
【００６４】
図１２(a)に示すように、エッチングにより除去されたベースウェーハの残留物１０００ｂの全面が上部プレート７０１の容器７０２において露出されるように、ＳＯＩウェーハの周縁を治具により保持する。
【００６５】
図１２(b)に示すように、ベースウェーハをエッチングして除去するために、ベースウェーハの残留物１０００ｂの露出面にＫＯＨ溶液９００を供給する。ＫＯＨ溶液９００を排出した後、露出面にＨＦ溶液９０１を供給して絶縁層１００１をエッチングして除去する（図１２(c)）。ＨＦ溶液９０１を排出した後、ワックス１００５と支持ウェーハ１００６を除去して純粋なシリコン単結晶可撓性フィルムを製造する（図１２(d)、図１２(e)）。支持ウェーハ１００６は、ベースウェーハの残留物１０００ｂを除去する前に除去することができる。
【００６６】
前記ステップにおいて、ＫＯＨエッチングのみを行った後、絶縁層とシリコン単結晶層よりなる可撓性フィルムを製造することができる。
【００６７】
以下、図１３を参照して、治具を用いてベースウェーハの一部をエッチングして除去する工程を詳細に説明する。本発明に従い可撓性フィルムが製造されると、ウェーハの周縁部を湿式エッチングする必要がない。即ち、所望の形状に応じて容器の貫通ホールの形状が変わる治具を用いてウェーハの所要部分をエッチングし、未エッチングのウェーハの不要な周縁部を切断して所望の形状の可撓性フィルムを製造することができる。このとき、支持ウェーハ１００６の切断工程を避けるために、エッチング工程前にワックス１００５と支持ウェーハ１００６を除去することができる。他の方法として、エッチング工程後に、ウェーハの不要な周縁部の切断前に支持ウェーハ１００６を除去することができる。
【００６８】
上述のように、ベースウェーハ１０００を所定の厚さまで研磨した後、水溶液或いは化学薬品を用いてワックスを溶かすことにより支持ウェーハ１００６を外す。支持ウェーハ１００６を外した後、エッチングにより除去されたベースウェーハの一部が露出されるようにウェーハの周縁部を治具を用いて押し付ける（図１３(a)）。
【００６９】
ベースウェーハを図１３(b)に示すようにエッチングして除去するために、ベースウェーハの残留物１０００ｂの露出面にＫＯＨ溶液９００を供給する。ＫＯＨ溶液を排出した後、露出面にＨＦ溶液９０１を供給して絶縁層をエッチングして除去する（図１３(c)）。ベースウェーハの周縁部１０００ｃはエッチングにより除去されないため、これを切断して純粋なシリコン単結晶可撓性フィルムを得る（図１３(f)）。
【００７０】
また、前記ステップにおいて、ＫＯＨエッチングのみを行った後、ベースウェーハの周縁部１０００ｃを切断して絶縁層及びシリコン単結晶層よりなる可撓性フィルムを得ることができる。
【００７１】
（実施の形態５）
【００７２】
以下、図１４ないし図１６を参照して、本発明による可撓性単結晶フィルムの製造工程の更に他の実施の形態を詳細に説明する。この実施の形態は、支持ウェーハがＳＯＩウェーハに貼り付けられていない点を除いては、実施の形態４とほとんど同様である。
【００７３】
図１５(a)に示すように、ベースウェーハ１２００、ベースウェーハ１２００の上に形成された埋め込み絶縁層１２０１、及び埋め込み絶縁層１２０１の上に形成されたシリコン単結晶層１２０２を有するＳＯＩウェーハを用意する。単結晶層の厚さは、応用分野に応じて調節する。
【００７４】
保護絶縁層は、上述のＳＯＩウェーハの上に形成される。保護絶縁層は、ベースウェーハが湿式エッチングにより除去されるとき、エッチングからシリコン単結晶層を保護する。この保護絶縁層は、酸化膜１２０３（図１５(b)）及びその上に形成された窒化膜１２０４（図１５(c)）を備える。
【００７５】
保護絶縁層をＳＯＩウェーハに形成した後、ベースウェーハ１２００を所望の厚さまで研磨する（図１５(d)）。この実施の形態においては、支持ウェーハをＳＯＩウェーハに貼り付けないため、研磨時にＳＯＩウェーハが研磨用のチャックにおいて割れることがある。このため、研磨後に、ベースウェーハの残留物を厚くする。即ち、研磨時の厚さを１５０μｍ以上の所望の厚さに調節することができる。
【００７６】
図１６に示すように、ベースウェーハ１２００を研磨した後、図７に示す治具を用いてベースウェーハの残留物１２００ｂを湿式エッチングして除去することができる。
【００７７】
図１６は、治具を用いてベースウェーハの一部をエッチングして除去する工程を示す。本発明により可撓性フィルムを製造すると、ウェーハの周縁部を湿式エッチングする必要がない。即ち、所望の形状に応じて容器の貫通ホールの形状が変わる治具を用いてウェーハの所要部分をエッチングし、未エッチングのウェーハの不要な周縁部を切断して所望の形状の可撓性フィルムを製造することができる。
【００７８】
図１５(g)に示すように、所定の厚さまでベースウェーハ１２００を研磨した後、エッチングにより除去されたベースウェーハの一部が露出されるようにウェーハの周縁部を治具を用いて押し付ける（図１６(a)）。
【００７９】
図１６(b)に示すように、ベースウェーハをエッチングして除去するために、ベースウェーハの露出面にＫＯＨ溶液９００を供給する。ＫＯＨ溶液９００を排出した後、露出面にＨＦ溶液を供給して絶縁層１２０１をエッチングして除去する（図１６(c)、図１６(d)）。また、前記ステップにおいて、ＫＯＨエッチングのみを行った後、絶縁層及びシリコン単結晶層よりなる可撓性フィルムを得ることができる。
【００８０】
絶縁層１２０１を除去した後、エッチングにより除去されないウェーハの周縁部を切断してシリコン単結晶層と保護絶縁層よりなるウェーハを得る（図１６(e)）。保護絶縁層１２０３、１２０４を除去するために、ウェーハをひっくり返して保護絶縁層１２０４の全面が露出されるように治具により保持する。その後、ＨＦ溶液９０１を用いて保護絶縁層１２０３、１２０４をエッチングしてシリコン単結晶可撓性フィルムを得る。
【００８１】
ＨＦ溶液による埋め込み絶縁層１２０１と保護絶縁層１２０３、１２０４の除去は、ＨＦ溶液中に治具による保持なしに全体のウェーハを担持して行うこともできる。
【００８２】
この実施の形態においては、ウェーハの周縁部を治具により保持して研磨した後、ベースウェーハの残留物を除去する方法を説明したが、ベースウェーハの一部をエッチングして周縁部を切断して研磨した後、ウェーハのエッジを治具により保持してベースウェーハの残留物の全面を露出させた後、ＫＯＨを用いてエッチングすることができる。
【００８３】
（実施の形態６）
【００８４】
図１７及び図１８を参照して、本発明による可撓性単結晶フィルムの製造工程を詳細に説明する。
【００８５】
図１７(a)に示すように、ベースウェーハ１４００、ベースウェーハの上に形成された絶縁層１４０１、及び絶縁層の上に形成されたシリコン単結晶層１４０２を有するＳＯＩウェーハ１４０６を用意する。
【００８６】
このＳＯＩウェーハの単結晶層に通常の半導体製造工程を用いて各種の電子素子を製造する（図１７(b)）。このような電子素子１４０４は、目的に応じて所望のように製造可能である。即ち、この種の電子素子は各種のトランジスター、ＴＦＴアレイ、ロジック回路などの所望の特性に応じて設計され、半導体の製造工程により製造可能である。
【００８７】
各種の素子が製造された素子層の上に素子を保護するための保護膜１４０５を形成する（図１７(c)）。保護膜１４０５としては、通常のパッシべーション膜、有機物絶縁層などを用いることができる。
【００８８】
素子が製造されたＳＯＩウェーハからベースウェーハ１４００を除去して可撓性フィルムを製造する（図１７(d)）。このとき、ベースウェーハの除去は、前記実施の形態１ないし実施の形態５の方法と同様にして行うことができる。
【００８９】
図１８に示すように、このようにして製造された可撓性フィルムは、シリコン単結晶の上に製造された所望の電子素子だけで十分に可撓性を有する。図１８(a)は、純粋なシリコン単結晶層の上に素子が製造された可撓性フィルムを示し、図１８(b)は、絶縁層とシリコン単結晶層よりなる可撓性フィルムの上に素子が製造された様子を示し、絶縁層が取り扱い時にシリコン単結晶層及び素子を保護することになる。
【００９０】
上述のように、本発明の可撓性単結晶フィルムは、シリコン単結晶の上に製造された所望の特性の素子を容易に製造することができ、しかも、全体の可撓性を許容する。特に、単結晶ウェーハを用いて可撓性単結晶フィルムを容易に製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明によれば、単結晶層に所望の各種の電子素子が製造された可撓性フィルムを単純な方法により安定して製造する。本発明は、電子素子の所望の特性を具現することができる。即ち、単結晶層の上に各種の電子素子を製造することから、単結晶層から素子用のアクティブ層を形成する。半導体の製造工程を用いることから、１０００ｃｍ2／Ｖｓｅｃと極めて高い電子移動値が得られる。このように、優れた電子素子の特性を得ることができ、漏れ電流も大幅に低減することができる。また、各種の電子素子のサイズを通常の半導体素子レベルにコンパクト化することが可能である。シリコンウェーハを通じた半導体の製造工程を適用することから、安定した高温工程と優れた整列正確度が両立可能な半導体フォトリソグラフィ及びエッチング工程により、現在の半導体工程における３０ｎｍまでのデザインルールにて回路を設計することが可能である。
【００９２】
そして、本発明は、単結晶の安定したチャンネル素子を使用できることから、全ての駆動回路を一体化させたＳＯＰ（system on panel）及びその他のメモリ、システムＩＣ、プロセッサーなどをはじめとする特定の用途の半導体回路を一体化させることができ、上記のごとき素子を可撓性フィルムに実現することが可能になる。
【００９３】
適切な薄型化技術を用いて可撓性単結晶フィルムを製造することができ、可撓性単結晶フィルムを製造する製造工程を単純化させることで、生産性を高めて製造コストを削減することができる。
【００９４】
以上、本発明を具体的な実施の形態を通じて詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、本発明の技術的な思想内において当分野における通常の知識を持った者によりその変形や改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１により製造される可撓性フィルムの製造手順図。
【図２】図２は、本発明の実施の形態１により製造される可撓性フィルムの製造工程図。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１により製造された可撓性フィルム。
【図４】図４は、本発明により製造された可撓性フィルムの可撓性の測定概念図。
【図５】図５は、本発明の実施の形態２により製造される可撓性フィルムの製造手順図。
【図６】図６は、本発明の実施の形態２により製造される可撓性フィルムの製造工程図。
【図７】図７は、本発明に用いられている治具の構造図。
【図８】図８は、本発明の実施の形態３による、ベースウェーハの全面エッチングによる可撓性フィルムの製造工程図。
【図９】図９は、本発明の実施の形態３による、ベースウェーハの一部エッチングによる可撓性フィルムの製造工程図。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態４により製造される可撓性フィルムの製造手順図。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態４により製造される可撓性フィルムの製造工程図。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態４により製造される可撓性フィルムの製造工程図。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態４により製造される可撓性フィルムの製造工程図。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態５により製造される可撓性フィルムの製造手順図。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態５により製造される可撓性フィルムの製造工程図。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態５により製造される可撓性フィルムの製造工程図。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態６により製造される可撓性フィルムの製造工程図。
【図１８】図１８は、本発明の実施の形態６により製造された可撓性フィルム。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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