(57)【要約】【課題】  素子を透明基板上に接着した状態で加工する際の制約を低減し、且つ紫外光の如き短波長の光を用いることなく、比較的安価な光学系を用いて素子を透明基板から分離する。さらに、安価な透明基板を用いることによって素子の製造コストを低減する。【解決手段】  金属層３は、パルスレーザ光Ｌ１から吸収したエネルギーによって熱を発生し、その熱により金属層３に接する樹脂層２の一部が加熱される。樹脂層２がアブレーションされる温度は、金属層３がアブレーションされる温度より低いことから、樹脂層２のうち金属層３に接する樹脂部２ａがその熱によって瞬時にアブレーションされ、素子４を透明基板１から分離することができる。さらに、透明基板１として、通常のガラス基板の如き安価な基板を用いることができ、素子４の製造コストを低減することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂層と光吸収層とを重ねて形成し、
前記光吸収層に光を照射し、
前記光吸収層で発生する熱を前記樹脂層に伝熱することによって当該光吸収層から前記樹脂層を剥離すること
を特徴とする剥離方法。
【請求項２】
前記樹脂層及び前記光吸収層が積層される基板の裏面側から前記光を照射すること
を特徴とする請求項１記載の剥離方法。
【請求項３】
前記基板は、光透過性を有する無機材料、又は光透過性を有する合成樹脂を主たる材料とすること
を特徴とする請求項２記載の剥離方法。
【請求項４】
前記樹脂層は前記光吸収層の上側に形成され、
前記樹脂層上に形成される素子のサイズに合わせて前記樹脂層が分離されていること
を特徴とする請求項１記載の剥離方法。
【請求項５】
前記樹脂層は前記光吸収層の下側に形成され、
前記光吸収層上に形成される素子のサイズに合わせて前記光吸収層が分離されていること
を特徴とする請求項１記載の剥離方法。
【請求項６】
前記光吸収層は金属を主たる材料として形成されて前記素子の配線、又は電極を構成すること
を特徴とする請求項５記載の剥離方法。
【請求項７】
前記光吸収層がアブレーションされる温度は、前記樹脂層がアブレーションされる温度より高いこと
を特徴とする請求項１記載の剥離方法。
【請求項８】
前記光吸収層は、金属を主たる材料とすること
を特徴とする請求項１記載の剥離方法。
【請求項９】
前記金属は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉから選択された一種、又は２種以上の材料であること
を特徴とする請求項８記載の剥離方法。
【請求項１０】
前記光吸収層に照射される光の波長は、可視光、又は赤外光の波長領域にあること
を特徴とする請求項１記載の剥離方法。
【請求項１１】
前記光は、レーザ光であること
を特徴とする請求項１記載の剥離方法。
【請求項１２】
樹脂層と光吸収層とを重ねて形成し、
前記光吸収層に選択的に光を照射し、
前記光吸収層のうち前記光が照射された領域に接する前記樹脂層を当該光吸収層から剥離すること
を特徴とする剥離方法。
【請求項１３】
前記光吸収層は、半透明であること
を特徴とする請求項１２記載の剥離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板から素子を剥離する際の剥離方法に関する。さらに詳しくは、素子が樹脂層を介して基板に配置されている場合に、当該樹脂層の種類によって受ける各種制約が低減され、さらに比較的安価な設備で基板から素子を剥離することができる剥離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、発光素子をマトリクス状に配列して画像表示装置を組み上げる場合には、従来、液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）やプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）のように基板上に直接素子を形成するか、或いは発光ダイオードディスプレイ（ＬＥＤディスプレイ）のように単体のＬＥＤパッケージを配列する場合もある。このようなＬＥＤパッケージの如き樹脂チップを基板やフィルムに接着、又は粘着させるための接着剤や粘着材としては熱可塑性接着剤やUV硬化型粘着材を用いる場合がある。
【０００３】
また、素子が埋め込まれた樹脂チップや素子ととも樹脂チップに形成された配線を基板上で加工する際には、レジストの形成する場合、又はエッチング液の如き溶剤を使用する場合がある。この際、エッチング溶液に対して劣化の少ない接着剤や粘着材を用いることが重要となり、使用可能な接着剤や粘着剤の種類が制限されることもある。さらに、素子や樹脂チップを基板に接着する接着剤や粘着剤の種類によっては、基板上に配置された素子や樹脂チップの加工工程が大幅に限定されてしまうこともある。
【０００４】
特に、今後、素子や、素子ととも樹脂チップに形成された配線のサイズが微細化されていくにしたがい、素子や樹脂チップを基板から選択的に剥離するために上述した熱可塑性接着剤やUV硬化型粘着材（ＵＶ：Ultra Violet）を用いる方法では難しい場合がある。
【０００５】
そこで、耐熱性が高く、且つ薬品に対する劣化が小さい熱硬化型樹脂やUV硬化型樹脂によって、基板、又はフィルム上に素子を固定した状態で当該素子を加工し、UVレーザ光を基板の裏面側から上述したＵＶ硬化型樹脂に照射する技術が開示されている（例えば、特許文献１。）。特許文献１に開示された技術によれば、ＵＶレーザ光を樹脂に直接吸収させてアブレーションすることで樹脂を透明基板から選択的に剥離している。
【０００６】
また、特許文献２に開示された技術によれば、光吸収層をアブレーションすることによって被剥離層を基板から分離しており、光を吸収する部分とアブレーションされる部分とが同一とされている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−９８９７７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】
【０００８】
しかしながら、ＵＶ硬化型樹脂に対して基板の裏面側からＵＶレーザ光を照射する方法によれば、基板、又はフィルムをUVレーザ光が十分に透過する必要がある。紫外光の如き短波長の光に対して十分な光透過性を有する基板は一般に高価であり、素子の製造コストを低減することを困難とする原因の一つとされる。
【０００９】
さらに、UVレーザ光の如き紫外光領域の光を発生し、且つ照射するための光学系は、紫外光より長波長の光を発生して照射するための光学系に比べて通常高価である。さらに、ＵＶレーザ光の光出力エネルギーは比較的低く、ＵＶレーザ光をパルス光として選択的に照射した場合であっても、透明基板から樹脂を剥離するために十分なエネルギーを供給することが難しい場合もあり、素子を透明基板から剥離することを困難なものとしている。
【００１０】
また、光吸収層をアブレーションする場合には、照射する光を効率良く吸収するとともに、透明基板で素子を加工する際の各種加工条件に制約が生じない材料を選択することも重要となる。
【００１１】
そこで、本発明は、上述した実情を鑑みてなされたものであり、設備費用を低減するとともに、基板上で素子を加工する際の制約を低減することができる剥離方法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】
【００１２】
本発明にかかる剥離方法は、樹脂層と光吸収層とを重ねて形成し、前記光吸収層に光を照射し、前記光吸収層で発生する熱を前記樹脂層に伝熱することによって当該光吸収層から前記樹脂層を剥離することを特徴とする。本発明によれば、熱によって樹脂層がアブレーションされることにより樹脂層を光吸収層から剥離することができる。例えば、ＵＶレーザ光の如き紫外線領域の波長を有する光を用いることなく、紫外線領域より長波長の光を利用して樹脂層を剥離することができる。したがって、ＵＶレーザ光を照射するための光学系より安価な設備を用いて樹脂層を剥離することができ、設備費用を低減することができる。
【００１３】
本発明にかかる剥離方法においては、前記樹脂層及び前記光吸収層が積層される基板の裏面側から前記光を照射して良く、樹脂層上に光を遮蔽する素子が形成されている場合や樹脂層中に素子が埋め込まれている場合でも光吸収層に光を照射して樹脂層を剥離することができる。また、このような樹脂層が形成される基板を光透過性を有する無機材料、又は光透過性を有する合成樹脂を主たる材料で形成しても良く、基板を透過する光を光吸収層に吸収させることにより熱を発生させ、この熱で樹脂層を剥離することができる。
【００１４】
本発明にかかる剥離方法においては、前記樹脂層は前記光吸収層の上側に形成され、前記樹脂層上に形成される素子のサイズに合わせて前記樹脂層が分離されていても良く、樹脂層を光吸収層から剥離することにより各素子を光吸収層から分離することができる。また、本発明にかかる剥離方法においては、前記樹脂層は前記光吸収層の下側に形成され、前記光吸収層上に形成される素子のサイズに合わせて前記光吸収層が分離されていても良く、光吸収層を基板から分離された素子の一部とすることができる。また、このような光吸収層を金属を主たる材料として形成しておき、この光吸収層によって前記素子の配線、又は電極を構成することもできる。
【００１５】
また、本発明にかかる剥離方法においては、前記光吸収層がアブレーションされる温度が前記樹脂層がアブレーションされる温度より高いことにより、光吸収層で発生した熱によって当該光吸収層がアブレーションされる前に樹脂層をアブレーションし、光吸収層から樹脂層を剥離することができる。また、光吸収層を金属を主たる材料として形成する場合には、光を効率良く吸収して光のエネルギーを熱に変換することができる。このような金属としては、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉから選択された一種、又は２種以上の材料であることが望ましく、光の反射を低減して効率良く光を吸収することができる。また、本発明にかかる剥離方法においては、前記光の波長が可視光、又は赤外光の波長領域にあっても良く、これら波長領域より短波長とされる紫外線を発生する設備に比べて安価な設備で光を発生させることができる。また、光吸収層に照射する光としてレーザ光を用いることができ、狭い領域に光のエネルギーを集中させ、効率良く剥離を行うことができる。特に、このような剥離方法は、特定の狭い領域の樹脂層を剥離する選択的な剥離には好適である。
【００１６】
本発明にかかる剥離方法は、樹脂層及び光吸収層を積層し、前記光吸収層に選択的に光を照射し、前記光吸収層のうち前記光が照射された領域に接する前記樹脂層を当該光吸収層から剥離することを特徴とする。本発明にかかる剥離方法によれば、微小な素子が樹脂層に複数配置されている場合であっても選択的に樹脂層を剥離することができ、素子を選択的に基板から分離することができる。このような剥離方法においては、前記光吸収層は、半透明であっても良く、光吸収層の上側を素子が配置されている場合でも、素子の位置を確認しながら選択的に光を光吸収層に照射して所要の領域の樹脂層を剥離することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる剥離方法によれば、素子と透明基板との間の樹脂層に直接光を照射するのではなく、光吸収層とされる金属層で発生した熱によって当該樹脂層をアブレーションすることで金属層を樹脂層から剥離することができる。これにより、素子を透明基板から分離することができる。したがって、紫外光の如き短波長の光を用いることなく、可視光、又は赤外光の如き比較的長波長の光を用いて素子を透明基板から分離することが可能となる。このように紫外光より比較的波長の大きい光を発生して照射するための光学系は安価であり、さらに素子が接着される透明基板も紫外光を透過する高価な透明基板を用いる必要がなく、素子を透明基板から分離するための設備のコストを低減することができる。
【００１８】
また、素子を透明基板に接着するための接着剤や粘着剤の如き樹脂の選択枝が広がり、素子を透明基板上で加工する際のエッチング溶液に対して劣化の少ない樹脂を選択することができる。したがって、素子を透明基板上で加工する際の制約を低減することができる。
【００１９】
さらにまた、光吸収層として素子の配線や電極の如き金属層を兼用することにより、別途光吸収層を形成する手間を省くこともできる。よって、素子を透明基板から分離するための工程を簡略化することも可能となり、素子の製造コストを低減することも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明にかかる剥離方法について図面を参照しながら説明する。
[第１の実施の形態]
【００２１】
先ず、図１を参照しながら本実施形態のかかる剥離方法について詳細に説明する。図１は、本実施形態にかかる剥離方法の工程を示す工程断面図であり、図１（ａ）は透明基板１上に樹脂層２及び金属層３を介して素子４が配置された状態を示す断面図、同図（ｂ）は透明基板１の裏面側からパルスレーザ光Ｌ１を照射する照射工程を示す工程断面図、同図（ｃ）は樹脂層２から金属層３を剥離する剥離工程を示す断面工程図である。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、透明基板１上には樹脂層２及び金属層３が積層され、金属層３上には素子４が形成されている。また、樹脂層２及び金属層３は素子４のサイズに合わせて素子分離溝５によって離間されている。素子４は、透明基板１上に樹脂層２、金属層３を形成した後に金属層３上に形成されていても良い。また、金属層３が形成された素子４を樹脂層２を介して透明基板１に接着しておくこともできる。
【００２３】
透明基板１は、後述するパルスレーザ光Ｌ１の如き光を透過する材料で形成されていれば良い。後述するように、パルスレーザ光Ｌ１としてはＵＶレーザ光の如き紫外線領域の波長より長波長の光を用いることから、紫外線領域の光に対して高い光透過性を有する石英基板やサファイア基板に比べて低い光透過性を有するガラス基板を透明基板１として使用することができる。このようなガラス基板は石英基板やサファイア基板にくらべて一般的に安価であることから、素子４の製造コストを低減することができる。なお、透明基板１はこれに限定されるものではなく、紫外光から赤外光までの広い波長領域の光に対して高い光透過率を有する基板であっても良い。また、素子４は透明基板１上に形成された場合に限定されず、別の基板で形成された後に、樹脂層２を介して透明基板１に接着されたものでも良い。さらに、透明基板１としては、光透過性を有する合成樹脂を主たる材料として形成されたフィルムを用いることもでき、このような合成樹脂の一例としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＣ（ポリカーボネイト）を挙げることができる。このような合成樹脂を主たる材料とするフィルムも上述した石英基板やサファイア基板に比べて比較的安価であり、透明基板１として好適である。
【００２４】
樹脂層２は、素子４の下側に形成される金属層３と透明基板１とを接着する接着層であり、金属層３がアブレーションされる温度に比べて低い温度でアブレーションされる樹脂で形成される。したがって、金属層３で発生した熱によって金属層３自体の温度が上昇した際に、樹脂層２は金属層３がアブレーションされて素子４から消失する前にアブレーションされることになり、金属層３及び素子４を透明基板１から剥離することができる。このような樹脂層２は、例えば熱硬化性接着剤を硬化させることで形成されており、樹脂層２によって透明基板１に固定された素子４を透明基板１上で加工することもできる。また、樹脂層２は、金属層３がアブレーションされる温度より低い温度でアブレーションされる樹脂であれば良いことから、透明基板１上で素子４を加工する場合であっても素子４を加工するために使用する薬品に対して変質し難い材料を選択することも可能であり、樹脂層２に用いる材料の選択枝がＵＶ硬化樹脂を用いる場合に比べて広がる。
【００２５】
金属層３は、樹脂層２上に形成されており、後述するパルスレーザ光Ｌ１を吸収する光吸収層である。金属層３は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉから選択された一種、又は２種以上の金属で構成される。なお、光吸収層は、パルスレーザ光Ｌ１を殆ど反射することなく吸収し、パルスレーザ光Ｌ１のエネルギーによって熱を発生させる材料を主たる材料として形成されていれば金属層に限定されるものでなく、例えばセラミクスを主たる材料として形成することも可能である。
【００２６】
また、Ｔｉ、Ｃｒ及びＮｉは幅広い波長領域の光を吸収することができることから、光吸収層である金属層として特に好ましい材料である。したがって、Ｔｉなどを主たる材料として金属層３を形成した場合には照射される光の波長に殆ど制限を受けることがないうえ、金属層３は効率良く光のエネルギーを吸収して熱に変換することができる。また、これら金属のうち２種以上の金属によって金属層を形成しても良い。金属層３は、素子４の配線、又は電極であっても良く、別途素子４と樹脂層２との間に金属層３を設けることなくこれら配線、又は電極を光吸収層として兼用することも可能である。
【００２７】
素子４は、例えば、発光素子、液晶制御素子、光電変換素子、圧電素子、薄膜トランジスタ素子、薄膜ダイオード素子、抵抗素子、スイッチング素子、微小磁気素子、微小光学素子から選ばれた素子、若しくはその部分、又はこれらの組み合わせであるが、これらに限定されず如何なる素子であって良い。
【００２８】
続いて、図１（ｂ）に示すように、透明基板１の裏面側から金属層３にパルスレーザ光Ｌ１を照射する。パルスレーザ光Ｌ１は樹脂層２に殆ど吸収されず、金属層３に直接照射される。金属層３は、パルスレーザ光Ｌ１から吸収したエネルギーによって熱を発生し、その熱が金属層３から樹脂層２に伝熱することによって、金属層３に接する樹脂層２の一部が加熱される。樹脂層２がアブレーションされる温度は金属層３がアブレーションされる温度より低いことから、樹脂層２のうち金属層３に接する樹脂部２ａがその熱によって瞬時にアブレーションされるとともに、樹脂層２のうちアブレーションされなかった樹脂部２ｂが透明基板１に接着した状態で残る。すなわち、樹脂層２のうち樹脂層２と金属層３とを接着する部分がアブレーションされることにより金属層３から樹脂層２が剥離され、金属層３は素子４側にそのまま残ることになる。したがって、金属層３を素子４に設けられた配線や電極を光吸収層として機能させることにより、素子４を透明基板１から分離した後でもそのまま本来の配線や電極として機能させることも可能である。
【００２９】
パルスレーザ光Ｌ１の波長は、可視光、又は赤外光の波長領域にあり、ＵＶレーザ光（ＵＶ：Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）の如き紫外光領域の波長に比べて長波長である。パルスレーザ光Ｌ１としては、例えば、ＹＡＧレーザ光の高調波を用いることが可能である。ＹＡＧレーザ光は基本波として波長１０６４ｎｍの波長を有するレーザ光であるが、このレーザ光を非線形光学結晶であるＫＤＰ（KH2PO4）を備える高調波ユニットに通過させることでより短波長である高調波が得られる。すなわち、エキシマレーザ光の如きＵＶレーザ光を用いることなく、ＹＡＧレーザ光の基本波から高調波を発生させてより短波長のレーザ光を光吸収層とされる金属層３に照射することも可能である。
【００３０】
さらに、パルスレーザ光Ｌ１の如き指向性の高い光を金属層３に照射することにより、指向性の低い拡散した光を用いる場合に比べてエネルギー密度を高めることができ、金属層３の微小な領域で熱を発生させる場合でも瞬時に金属層３に熱を発生させ、この微小な領域に接する樹脂層２を金属層３から剥離することが可能となる。また、パルスレーザ光Ｌ１を金属層３に瞬間的に照射することにより、金属層３の被照射領域に供給されるエネルギー密度を高めることも可能となる。したがって、ＵＶレーザ光の如き紫外線領域の波長を有する光によって樹脂層２を直接アブレーションすることなく、金属層３で熱を発生させてこの熱によって樹脂層２の一部をアブレーションすることができ、ＵＶレーザ光より長波長の光を用いて樹脂層２をアブレーションすることが可能となる。
【００３１】
さらにまた、パルスレーザ光Ｌ１を発生して金属層３に照射するための光学系は、ＵＶレーザ光の如き紫外光領域の波長を有する光を発生させて照射するための光学系に比べて一般に安価であり、透明基板１から分離して形成される素子４の製造コストを低減することもできる。
【００３２】
図１（ｃ）は、樹脂部２ａがアブレーションされた後、樹脂部２ｂから金属層３が剥離されることによって、素子４が透明基板１から分離される工程を示す図である。樹脂部２ａがアブレーションされた状態で素子４を透明基板１から分離する際には、素子４を保持部材で保持しながら樹脂部２ｂから素子４を分離すれば良い。また、素子４は、樹脂で被覆された樹脂形成チップであっても良く、素子４の下側に金属層３の如き光吸収層が形成されていれば如何なる構造であっても良い。例えば、素子４の上側から光を照射する際に当該素子４がこの光を遮蔽する場合であっても、透明基板１の裏面側からパルスレーザ光Ｌ１を照射することにより素子４を透明基板１から分離することができる。
【００３３】
なお、本実施形態においては、パルスレーザ光Ｌ１を透明基板１に配置された複数の素子４のうち特定の素子４に選択的に照射して素子４を透明基板１から分離するが、透明基板１上に形成された複数の素子４を一括して分離することも可能である。
【００３４】
このように、本実施形態にかかる剥離方法によれば、素子４と透明基板１との間の樹脂層２に直接光を照射するのではなく、光吸収層とされる金属層３で発生した熱によって当該樹脂層２をアブレーションすることで金属層３を樹脂層２から剥離し、素子４を透明基板１から分離することができる。したがって、紫外光の如き短波長の光を用いることなく、可視光、又は赤外光の如き比較的長波長の光を用いて素子４を透明基板１から分離することができる。このように紫外光より比較的波長の長い光を発生して照射するための光学系は安価であり、さらに素子４が剥離される透明基板１も紫外光を透過する高価な基板を用いる必要がない。したがって、素子４を透明基板１から分離するための設備のコストを低減することができ、素子の製造コストを低減することが可能となる。さらにまた、光吸収層として素子４の配線や電極の如き金属層を光吸収層として兼用することにより、別途光吸収層を形成する手間を省くこともでき、素子４を透明基板１から分離するための工程を簡略化することもできる。
【００３５】
特に、本実施形態で説明した剥離方法は微小な素子を基板から剥離して別の基板に移す工程に好適な剥離方法であり、例えば約１００μｍ以下のサイズを有する素子を別基板に転写する際に安価な設備を用いて簡便に素子を基板から分離して転写することができる。
[第２の実施の形態]
【００３６】
次に、本発明にかかる剥離方法の別の実施形態について説明する。図２は、本実施形態にかかる剥離方法を示す工程断面図であり、図２（ａ）は透明基板１１上に金属層１２及び樹脂層１３を介して素子１４が配置された状態を示す断面図、同図（ｂ）は透明基板１１の裏面側からパルスレーザ光Ｌ２を照射する工程を示す断面図、同図（ｃ）は金属層１２から樹脂層１３を剥離する工程を示す断面工程図である。
【００３７】
図２（ａ）に示すように、透明基板１１上に金属層１２が形成され、その上に樹脂層１３を介して素子１４が形成されている。また、樹脂層１３は素子１４のサイズに合わせて素子分離溝１５によって離間されている。素子１４は、透明基板１１上に金属層１２を形成した後、樹脂層１３と共に金属層１２上に配置されたものでも良い。また、素子１４は、金属層１２上に形成された樹脂層１３に素子１４を別の基板から転写して接着したものでも良い。
【００３８】
透明基板１１は、第１の実施の形態と同様に後述するパルスレーザ光Ｌ２の如き光を透過する材料で形成されていれば良く、石英やサファイアの如き光透過性が高い材料を用いることなく、通常用いられるガラス基板を使用することができる。ここで、通常用いられるガラス基板とは、紫外光の如き短波長の光に対する光透過率が低い基板であっても、可視光、又赤外光の如き紫外光に比べて比較的長波長の光に対する光透過率が高い基板である。また、透明基板１１はこれに限定されるものではなく、紫外光から赤外光までの広い波長領域の光に対して高い光透過率を有する基板であっても良い。さらに、透明基板１１としては、光透過性を有する合成樹脂を主たる材料として形成されたフィルムを用いることもでき、このような合成樹脂の一例としてＰＥＴを挙げることができる。
【００３９】
樹脂層１３は、素子１４と金属層１２とを接着する接着層であり、金属層１２がアブレーションされる温度に比べて低い温度でアブレーションされる樹脂で形成される。このような樹脂層１３は、例えば熱硬化性接着剤を硬化させることで形成されており、樹脂層１３によって金属層１２に固定された素子１４を透明基板１１上で加工することもできる。樹脂層１３は、金属層１２がアブレーションされる温度に比べて低い温度でアブレーションされる樹脂で形成されていれば良く、素子１４を透明基板１１上で加工する際のエッチング溶液に対して殆ど劣化しない樹脂を選択することもでき、透明基板１１に素子を配置した状態で素子１４を加工する場合であっても、加工工程に殆ど制約を受けることがない。
【００４０】
金属層１２は、透明基板１１上に形成されており、後述するパルスレーザ光Ｌ２を吸収する光吸収層である。また、本実施形態にかかる剥離方法においては、透明基板１１上の略全面に金属層１２が形成されているが、透明基板１１の所要の領域に形成されていても良い。金属層１２は、例えば、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉから選択された一種、又は２種以上の金属で構成される。光吸収層は、パルスレーザ光Ｌ１を殆ど反射することなく吸収し、パルスレーザ光Ｌ１のエネルギーによって熱を発生させる材料を主たる材料として形成されていれば金属層に限定されるものでなく、例えばセラミクスを主たる材料として形成することも可能である。
【００４１】
また、Ｔｉ、Ｃｒ及びＮｉは幅広い波長領域の光を吸収することができることから、光吸収層である金属層１２として特に好ましい材料である。したがって、Ｔｉなどを主たる材料として金属層１２を形成した場合には照射される光の波長に殆ど制限を受けることがないうえ、金属層１２は効率良く光のエネルギーを吸収して熱に変換することができる。また、金属層１２を半透明にしておくことにより、透明基板１１の裏面側から素子１４の位置を確認しながら選択的にパルスレーザ光Ｌ２を照射することもできる。例えば、金属層１２がＴｉ薄膜である場合には、当該Ｔｉ薄膜の膜厚を２０ｎｍ程度にしておけば透明基板１１の裏面側から素子１４の位置を確認することができる。
【００４２】
素子１４は、第１の実施の形態と同様に、発光素子、液晶制御素子、光電変換素子、圧電素子、薄膜トランジスタ素子、薄膜ダイオード素子、抵抗素子、スイッチング素子、微小磁気素子、微小光学素子から選ばれた素子、若しくはその部分、又はこれらの組み合わせであっても良い。また、素子１４はこれら素子の限定されるものではなく、如何なる素子であって良い。
【００４３】
続いて、図２（ｂ）に示すように、透明基板１１の裏面側からパルスレーザ光Ｌ２を金属層１２に選択的に照射する。本実施形態においては、パルスレーザ光Ｌ２を透明基板１１に配置された複数の素子１４のうち特定の素子１４を選択的に透明基板１１から分離するが、透明基板１１上に形成された複数の素子１４を一括して分離することもできる。
【００４４】
パルスレーザ光Ｌ２は、第１の実施の形態で用いたパルスレーザ光Ｌ１と同様の光を用いることができることから詳細な説明は省略するが、素子１４のサイズに合わせて分離された樹脂層１３の下側の金属層１２ａに選択的にパルスレーザ光Ｌ２を照射し、樹脂層１３を金属層１２から剥離する。金属層１２ａは吸収したパルスレーザ光Ｌ２のエネルギーに応じて熱を発生し、この熱によって樹脂層１３のうち金属層１２ａに接する樹脂部１３ｂがアブレーションされる。
【００４５】
すなわち、樹脂部１３ｂが直接パルスレーザ光Ｌ２を吸収するのではなく、樹脂部１３ｂに接する金属層１２で発生した熱によって樹脂部１３ｂがアブレーションされることになる。したがって、パルスレーザ光Ｌ２を吸収する材料を選択して樹脂層１３を形成することなく、金属層１２から樹脂層１３を剥離することが可能となる。特に、パルスレーザ光Ｌ２の如き光は指向性が高いとともに光径を狭めることが可能であることから、素子１４のサイズが約１００μｍであっても素子１４のサイズに応じた狭い領域にエネルギーを供給することができる。
【００４６】
よって、金属層１２ａの如き素子１４の下側のみに選択的にパルスレーザ光Ｌ２を照射して、樹脂層１３ｂをアブレーションすることが可能となる。さらに、パルスレーザ光Ｌ２の如き指向性の高い光を金属層１２ａに照射することにより被照射領域に対する照射エネルギー密度を高めることができ、金属層１２ａの如き微小な領域で熱を発生させる場合でも瞬時に金属層１２ａに熱を発生させ、この微小な領域に接する樹脂層１３ｂを金属層１２ａから剥離することが可能となる。また、パルスレーザ光Ｌ２を金属層１２に瞬間的に照射することにより、被照射領域である金属層１２ａに供給されるエネルギー密度を高めることも可能となる。なお、金属層１２ａの加熱は瞬時に行われるため、選択的にパルスレーザ光Ｌ２が照射された金属層１２ａの上側に配置される素子１４及び樹脂部１３ａを透明基板１１から分離することができ、金属層１２ａの周囲の金属層１２に殆ど熱伝導することがない。
【００４７】
また、第１の実施の形態と同様に、パルスレーザ光Ｌ２を発生して金属層１２に照射するための光学系は、ＵＶレーザ光の如き紫外光領域の波長を有する光を発生させて照射するための光学系に比べて一般に安価であり、透明基板１から分離して形成される素子１４の製造コストを低減することもできる。さらに、金属層１２は、パルスレーザ光Ｌ２が照射されることによって殆ど劣化することないため、金属層１２が形成された透明基板１１を繰り返し使用することができる。
【００４８】
このように、本実施形態にかかる剥離方法によれば、素子１４と透明基板１１との間の樹脂層１３に直接光を照射するのではなく、光吸収層とされる金属層１２で発生した熱によって当該樹脂層１３をアブレーションすることで樹脂層１２を金属層１３から剥離し、素子１４を透明基板１１から分離することができる。したがって、紫外光の如き短波長の光を用いることなく、可視光、又は赤外光の如き比較的長波長の光を用いて素子１４を透明基板１１から分離することができる。
【００４９】
また、透明基板１１上で素子１４を加工する場合であっても、加工する際に使用するエッチング溶液の如き薬品に対して劣化し難い樹脂を樹脂層１３を形成する樹脂として選択することもできる。
【００５０】
さらに、紫外光より比較的長波長の光を発生して照射するための光学系は安価であり、さらに素子が剥離される透明基板１１も紫外光を透過する高価な基板を用いる必要がないことから、素子１４を透明基板１１から分離するための設備のコストを低減することができ、素子１４の製造コストを低減することが可能となる。特に、本実施形態で説明した剥離方法は微小な素子１４を透明基板１１から剥離して別の基板に移す工程に好適な剥離方法であり、例えば約１００μｍ以下のサイズを有する素子１４を別基板に転写する際に安価な設備を用いて簡便に素子１４を透明基板１１から分離して転写することが可能となる。
実施例
【００５１】
次に、図３及び図４を参照しながら、本願発明者等が行った実験について説明する。本実験は、パルスレーザ光の最適なエネルギー密度を求めるために行われた実験の一例であり、ＹＡＧレーザ光Ｌ３を照射エネルギーを変えながら金属層３２に照射し、樹脂チップ３３のみを剥離するために最適な照射エネルギーを求めた。
【００５２】
図３及び図４は、本実験を説明するための図である。図３はＹＡＧレーザ光Ｌ３をサファイア基板３１の裏面側から照射する状態を示す断面図であり、図４は、金属層３２から樹脂チップ３３が剥離された状態を示す平面図である。
【００５３】
図３に示すように、サファイア基板３１の上に離間された状態で接着された樹脂チップ３３にサファイア基板３１の裏面側からＹＡＧレーザ光Ｌ３を照射する。ＹＡＧレーザ光Ｌ３の波長は約５３２ｎｍであり、ＹＡＧレーザＬ３の照射エネルギーを１６０〜１３９０ｍＪ／ｃｍ２まで変えて樹脂チップ３３の剥離状態を調べた。また、ＹＡＧレーザ光Ｌ３を一回照射する際の照射エリアは、約４０μｍ角の領域とした。また、金属層３２は、Ｔｉ薄膜を膜厚が２０ｎｍとなるようにサファイア基板３１上に形成した。樹脂チップ３３はポリイミドによって形成し、厚さは２．５μｍとした。
【００５４】
図４を参照しながら、実験結果について説明する。図４に示すように、ＹＡＧレーザ光Ｌ３を一回照射させた際の被照射領域は、ａ＝４０μｍ、ｂ＝４０μｍで示す領域であり、領域Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４で示す領域に配置された樹脂チップ３３に対して、照射エネルギーを変えながらＹＡＧレーザ光Ｌ３を照射した。
【００５５】
本実験によれば、領域Ｓ１に接着された樹脂チップ３３に照射されたＹＡＧレーザ光Ｌ３の照射エネルギーは、約１６０ｍＪ／ｃｍ２であり、樹脂チップ３３を剥離することができなかった。領域Ｓ２に接着された樹脂チップ３３に照射されたＹＡＧレーザ光Ｌ３の照射エネルギーは２００〜４００ｍＪ／ｃｍ２であり、樹脂チップ３３のみを金属層３２から剥離することができた。さらに、照射エネルギーを上げて領域Ｓ３，Ｓ４に接着された樹脂チップ３３にＹＡＧレーザ光Ｌ３を照射した場合には、樹脂チップ３３を剥離することができなかった。なお、領域Ｓ４に照射した際の照射エネルギーは約１３９０ｍＪ／ｃｍ２であった。
【００５６】
図４に示した実験結果から、ポリイミドで形成された樹脂チップ３３のみをＴｉ薄膜で形成された金属層３２から剥離するためにはＹＡＧレーザ光Ｌ３の最適な照射エネルギーは２００〜４００ｍＪ／ｃｍ２であることがわかった。なお、本実験に限定されず、サファイア基板３１、金属層３２、及び樹脂チップの材料やサイズの如き試料条件に応じて照射エネルギーを最適化すれば、光吸収層とされる金属層から樹脂層を容易に剥離することができることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる剥離方法を示す工程断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態にかかる剥離方法を示す工程断面図である。
【図３】本願発明者等が行った実験を説明するための断面図である。
【図４】本願発明者等が行った実験結果を示す図であり、樹脂チップが剥離された状態を示す平面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１，１１  透明基板
２，１３  樹脂層
２ａ，２ｂ，１３ａ，１３ｂ  樹脂部
３，１２，１２ａ，３２  金属層
４，１４  素子
５，１５  素子分離溝
３１  サファイア基板
３３  樹脂チップ
Ｌ１，Ｌ２  パルスレーザ光
Ｌ３  ＹＡＧレーザ光
【図１】
2005045074.tif 000003
【図２】
2005045074.tif 000004
【図３】
2005045074.tif 000005
【図４】
2005045074.tif 000006