(57)【要約】  本発明はドナー基板からレシーバ基板に材料のパターンを積層によって転写する方法である。転写された材料のパターンは、積層の際にドナーとレシーバとの間に挿入されたマスクの開口によって画定される。この技法は可撓性ポリマーレシーバ基板に適合しており、可撓性表示装置用の薄膜トランジスタを作製するのに有用である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ドナー基板の一方の側面上に材料を堆積させる工程と、
（ｂ）マスクの開口がレシーバ基板に対して所望の位置になるように、ドナー基板とレシーバ基板との間に開口付きマスクを位置合わせする工程と、
（ｃ）側面が、堆積された材料がマスクの開口を通してレシーバ基板上に転写されるように、マスクおよびレシーバ基板に向う方向に堆積された材料を有する状態で配向されたドナー基板、マスク、およびレシーバ基板を積層する工程と、
（ｄ）ドナー基板およびマスクを除去する工程と
を含んでなる方法。
【請求項２】
（ａ）ドナー基板の一方の側面上に剥離層または共形層を堆積する工程と、
（ｂ）剥離層上に材料を堆積する工程と、
（ｃ）マスクの開口がレシーバ基板に対して所望の位置になるように、ドナー基板とレシーバ基板との間に開口付きマスクを位置合わせする工程と、
（ｄ）側面が、堆積された材料がマスクの開口を通してレシーバ基板上に転写されるように、マスクおよびレシーバ基板に向う方向に堆積された材料を有する状態で配向されたドナー基板、マスク、およびレシーバ基板を積層する工程と、
（ｅ）ドナー基板およびマスクを除去する工程と
を含んでなる方法。
【請求項３】
ドナー基板がポリマーシートまたはポリマー被膜である請求項１または２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクを通した積層によってパターン付き材料を堆積する方法に関する。この方法は、薄膜トランジスタまたは他の電子デバイスの構成要素にとって特に有用である。この方法においては、堆積された材料の層が、マスクを通してドナー基板からデバイス上に積層される。このマスクの使用は、積層された層の堆積を堆積が望まれる区域に限定する。この技法は、薄膜電界効果トランジスタ中のゲート電極の上にゲート誘電体を堆積するのに特に有用である。
【背景技術】
【０００２】
ベク（Ｂａｅｋ）らの特許文献１は、エッチングマスクとしてフォトレジストパターンを用いる液晶表示装置用の製造方法を開示している。
【０００３】
拓（Ｔａｋｕ）および正治（Ｍａｓａｈａｒｕ）の特許文献２は、異方性エッチングを用いて薄膜電界効果トランジスタ中の強誘電体材料をパターン形成する方法を開示している。
【０００４】
隆俊（Ｔａｋａｔｏｓｈｉ）および隆志（Ｔａｋａｓｈｉ）の特許文献３は、薄膜トランジスタの製造方法を開示している。この方法はエッチングを含んでいる。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６，４９３，０４８号明細書
【特許文献２】特開２００１−１３５７３４号公報
【特許文献３】特開２００１−１９６５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
対照的に、本発明は、マスクを通してドナー基板上に堆積された材料の層をプレスしてレシーバ基板上にパターンを構築することを伴う積層方法を用いて材料のパターン付き層を形成する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、
（ａ）ドナー基板の一方の側面上に材料を堆積させる工程と、
（ｂ）マスクの開口がレシーバ基板に対して所望の位置になるように、ドナー基板とレシーバ基板との間に開口付きマスクを位置合わせする工程と、
（ｃ）側面が、堆積された材料がマスクの開口を通してレシーバ基板上に転写されるように、マスクおよびレシーバ基板に向かう方向に堆積された材料を有する状態で配向されたドナー基板、マスク、およびレシーバ基板を積層する工程と、
（ｄ）ドナー基板およびマスクを除去する工程と
を含んでなる方法を記載している。
【０００８】
本発明は、
（ａ）ドナー基板の一方の側面上に剥離層を堆積させる工程と、
（ｂ）剥離層上に材料を堆積させる工程と、
（ｃ）マスクの開口がレシーバ基板に対して所望の位置になるように、ドナー基板とレシーバ基板との間に開口付きマスクを位置合わせする工程と、
（ｄ）側面が、堆積された材料がマスクの開口を通してレシーバ基板上に転写されるように、マスクおよびレシーバ基板に向かう方向に堆積された材料を有する状態で配向されたドナー基板、マスク、およびレシーバ基板を積層する工程と、
（ｅ）ドナー基板およびマスクを除去する工程と
を含んでなる方法も含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、積層によってパターンの形で材料をドナー基板からレシーバ基板に転写する方法である。このパターンは、積層の際にドナー基板とレシーバ基板の間に開口付きマスクを載置することによって得られる。
【００１０】
ドナー基板上への、溶液のスピンコーティング、溶液のドロップキャスティング、または蒸着および凝着などの様々な既知の方法によってドナー基板上に材料を被覆することができる。このドナー基板は、堆積された材料に対して比較的不活性であり、従来は、テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ）（登録商標）、マイラー（Ｍｙｌａｒ）（登録商標）、カプトン（Ｋａｐｔｏｎ）（登録商標）、や類似の材料などの材料のポリマーシートまたはポリマー被膜である。このドナー基板は、多層膜であってよく、そこで層をうまく処理して積層すべき材料を剥離し、かつ／またはシャドーマスクを通して共形被覆をもたらす。たとえば、エルバックス（Ｅｌｖａｘ）（登録商標）は、ウェブコーター中でマイラー（登録商標）上にロール・ツー・ロールに装置被覆（ｐｌａｎｔ  ｃｏａｔ）することができ、ドナー基板として用いられる。次いで、積層すべき材料をエルバックス（登録商標）上に堆積させる。エルバックス（登録商標）は、エラストマー状であり、昇温時のエルバックス（登録商標）への接着性は弱いので、共形被覆とドナー基板からの剥離の容易さの両方をもたらす。
【００１１】
このレシーバは、デバイスの他の素子で既にパターン形成されていてもよい。本発明のこの方法は、従来、うまく処理して積層すべき材料の接着性を最大にすることもできる可撓性ポリマーレシーバ基板に用いられている。積層法は僅かに昇温させた温度、すなわち、８０〜１２０℃でしばしば実行される。これらの温度は、過剰な温度に耐えることができない可撓性ポリマーレシーバ基板の使用と整合している。本発明のこの方法は、可撓性ポリマー基板への薄膜トランジスタの作製に特に有用である。可撓性表示装置の駆動装置、センサ等として用いられる薄膜トランジスタにおいて大面積のポリマーシートが作製できる低コストの技法が求められていた。積層法などの低コスト処理の使用は、真空チャンバ中に可撓性ポリマーレシーバ基板を導入する必要を回避する。さらに、積層は、溶剤との相溶性という問題を除去することによって有機電子機器の構成を簡単にする乾式付加法である。
【００１２】
被覆されると、ドナー基板は、レシーバの方に向いた被覆材料を有する側に載置される。開口を有するマスクは、ドナー基板とレシーバ基板の間に位置合わせされる。この開口を、レシーバ基板上に予め存在するフィーチャの上に位置決めしてもよい。例えば、もし被覆材料がゲート誘電体材料である場合、マスクの開口を、レシーバ基板上に既に堆積済みのゲート電極構造の上に位置決めしてもよい。この開口は、ドナーからレシーバに転写される材料の被覆率を限定し、したがって、転写された材料中に形成されるパターンを画定する。このマスクは、テフロン、マイラー、カプトン、や類似の材料などの材料の、不活性且つ平坦なシートまたは被膜であるのが都合がよい。メタルマスクまたはセラミックマスクも使用することができる。
【００１３】
ドナー、マスクおよびレシーバが位置決めされると、これらの素子は、積層工程において所望の温度で一体にプレスされる。この温度は、層のうちの１つを軟化させて接着可能にするように選択することができる。圧力下で、ドナー上に被覆された材料はマスクの開口を通してプレスされてレシーバ基板に接触する。マスクの開口によって画定された区域中の材料のみがレシーバに接触する。レシーバ基板またはドナー基板をうまく処理して、マスクを挟んでドナーとレシーバとの間の接触を最大にすることができる。すなわち、マスクの開口の区域によって画定されるパターンが形成される。適切な圧力条件および時間条件下で、マスクの開口の上の材料がレシーバに転写される。積層後、これらのドナー基板およびマスクを除去して、レシーバ上に転写された材料のパターンをマスクの開口によって画定されるパターン中に残す。
【００１４】
この方法を、図１に概略的に示すが、ここでは、ドナー基板はマイラーである。エルバックスまたはＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）のエラストマー状の剥離層も示す。誘電体を剥離層上に堆積させる。レシーバ基板は、この図示中ではゲート電極が接触した状態でパターン形成されている。このレシーバ基板は、ＩＴＯを有するガラス、ニッケルを有するマイラー、Ｃｕを有するカプトン、またはＳｉＯ２中のＡｕであってもよい。このマスクは、開口を含み、かつ開口がゲート電極と位置合わせするようにドナーとレシーバの間に位置決めされる。
【００１５】
図２は、ドナーの積層方法を示す。積層プレス中のドナー、マスク、およびレシーバが示されている。これらの層がプレスされる（場合により加熱されてもよい）とき、エラストマーがマスクの開口の上で膨張して、転写される誘電体の共形被覆を生成する。
【００１６】
図３は、積層法の際の層の断面積を示す。必要であれば、これらの層を冷却させることができる。
【００１７】
図４は、積層法の後の層の取外しを図示している。これらの層を所望の温度にすると、マスクシートおよびドナーシートが除去される。マスクの開口に位置合わせしたドナーシートからの材料のみがレシーバ基板上に残る。図示において、パターン付き誘電体は、入力接続または出力接続のどちらか、あるいは電子デバイスの他の層に対する相互接続またはビアにアクセス可能な、ゲート電極接点を残す。界面の化学物質は、転写すべき誘電体層がエラストマー状の剥離層から容易に剥離され、かつ構築されるデバイスに結合するようなものである。また、材料は、誘電体がマスクに結合しないものを選択することができる。これによって、洗浄なしでマスクの多重使用が可能になる。
【００１８】
この方法は、リソグラフィや真空蒸着などの時間を要し且つ高価な技法を必要としない。この方法はわずか数分のみを要し、この方法でパターン形成される区域の大きさは積層プレスの大きさによってのみ制限される。この方法は、作製するのに費用がかさみ、かつ、１回または２回の使用の後で壊れ易いスタンプを、実際に使用することなく、エラストマースタンプの化学における発展形態の利点を取り入れることができる。スタンプも、通常、小さな区域に限定される。
【００１９】
マスクは、極めて多数の積層に用いることができる。この技法は、高価な蒸着技法を使用することなく、「乾式リフトオフ」法における進歩を利用することもできる。さらに、２層以上の層を一度にマスクを通して転写することができる。たとえば、半導体および誘電体を同時に転写することができる。この場合、誘電体は、半導体が空気への曝露によって劣化することを防ぐ働きをすることができる。
【実施例】
【００２０】
実施例１
本実施例は、誘電体がどのようにしてマスクを通した積層によってパターン形成されるかを説明している。基板はスライドガラスである。誘電体は、溶剤溶液からエルバックス被覆を有するマイラー上に被覆された４２０ｎｍのポリビニルピリジン棒である。透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）格子をマスクとして用いて積層時に誘電体をパターン形成した。使用したＴＥＭ２００Ｃｕ格子は、一辺５８ミクロンの角孔と直径２５ミクロンの線を有した。積層は、１０キロポンドの力、８５℃の温度下で、カーバー（Ｃａｒｖｅｒ）３８８９プレス積層機上で実施した。図５は、本発明のこの方法を用いてＩＴＯ被覆ガラス上に転写されたポリビニルピリジンのパターンの光学顕微鏡像を示す。図６は、テンコール（Ｔｅｎｃｏｒ）Ｐ−１５プロフィロメータを用いて測定された図５に示す構造のプロファイルを示す。
【００２１】
実施例２
本実施例は、導体がどのようにしてマスクを通した積層によってパターン形成されるかを説明している。基板はスライドガラスである。この導体は、４２０ｎｍの厚さの誘電体ポリビニルピリジンで被覆された７ｎｍのＮｉである。誘電体は、マイラードナー基板上に堆積される。ニッケルはこの誘電体上に堆積される。上記の実施例１におけるように、ＴＥＭ格子をマスクとして用いて積層時に誘電体をパターン形成する。積層は、１０キロポンドの力、８５℃の温度下で、プレート積層機上で実施した。積層時、誘電体と導体の両方が転写される。誘電体はガラス上に直接転写される。Ｎｉは、露出表面上の誘電体の上にある。その結果、スライドガラス上にパターン形成され、誘電体層によって分離された導体が得られる。図７は、本発明のこの方法によって堆積されたニッケルの領域の画像を示す。図８は、テンコールＰ１５プロフィロメータを用いて測定された図７に示す構造のプロファイルである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ドナーシートと構築されるデバイスの間に載置されるマスクを通した積層の例を示す図であり、パターン付き誘電体層が構築されるデバイスに付与される。
【図２】積層体中のマスクを通してプレスされるドナーを示す図である。
【図３】誘電体が構築されるデバイス上にマスクを横切ってプレスされることを可能にするエラストマー層の存在を示す図である。
【図４】マスクおよびドナー層の除去を示す図である。
【図５】ＴＥＭ２００の格子をマスクとして用いた４２０ｎｍのｐｖｐ（ポリビニルピロリドン）誘電体の、ＩＴＯガラスへのマスク積層の写真を示す図である。
【図６】パターン付き誘電体が、５８μｍ角の角孔および２５μｍのワイアを有するマスクがどのようにして直接再生されるのかを示す図ａ）の断面スキャンを示す図である。
【図７】ｐｖｐで被覆されたＮｉマイラーおよびＴＥＭの単一スロット格子を用いてガラス上にマスク積層された導電性Ｎｉパターンを示す図である。
【図８】図７に示すようなＮｉコンタクト端部の断面プロファイルを示す図である。
【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１】
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【国際調査報告】
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