(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、転写に要する処理時間の短縮化が可能な技術を提供する。【解決手段】本発明の仮転写基板は、第１の基板上に作製された被転写体を剥離して第２の基板上に移動するときに、上記被転写体を一時的に保持するために用いられる仮転写基板(22)であって、一方面とこれに対向する他方面とを貫通する複数の貫通孔(22a)を有する基板(22)と、上記基板の一方面上に配置されて各貫通孔を覆い、外部からのエネルギー付与によって破壊される剥離層(24)と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板上に作製された被転写体を剥離して第２の基板上に移動するときに、前記被転写体を一時的に保持するために用いられる仮転写基板であって、
一方面とこれに対向する他方面とを貫通する複数の貫通孔を有する基板と、
前記基板の一方面上に配置されて各貫通孔を覆い、外部からのエネルギー付与によって破壊される剥離層と、
を含むことを特徴とする仮転写基板。
【請求項２】
前記基板は透光性基板、前記外部エネルギーは光である、請求項１に記載の仮転写基板。
【請求項３】
前記被転写体が薄膜素子又は薄膜回路である、請求項１又は２に記載の仮転写基板。
【請求項４】
一方面側に第１の剥離層を有する第１の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の剥離層によって覆われた複数の貫通孔を有する仮転写基板の一方面と前記第１の基板の一方面との相互間に液体溶解性の接着材を介在させることによって、前記仮転写基板と前記第１の基板とを接合する第２工程と、
前記第１の基板の第１の剥離層にエネルギーを付与することによって剥離を生ぜしめ、前記被転写体を前記第１の基板から前記仮転写基板へ転写する第３工程と、
前記仮転写基板の一方面と第２の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、前記仮転写基板と前記第２の基板とを接合する第４工程と、
前記仮転写基板の第２の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を破壊する第５工程と、
前記仮転写基板の複数の貫通孔を介して前記接着材に溶解用液体を供給することにより当該接着材を除去し、前記被転写体を前記仮転写基板から前記第２の基板へ転写する第６工程と、
を含む、仮転写基板を使用した薄膜デバイスの製造方法。
【請求項５】
前記第６の工程を前記溶解用液体中で行う、請求項４に記載の仮転写基板を使用した薄膜デバイスの製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の仮転写基板を使用した薄膜デバイス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】
本発明は薄膜デバイスの基板間転写技術の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子などの積層体の形成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）あるいは特開平１０−１２５９３０号公報（特許文献２）には、予め製造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、被転写層を仮転写基板に接合し、剥離層に光照射して剥離を生じさせることにより、被転写体を仮転写基板に転写する手法が開示されている。この手法によれば、製造条件の異なる複数種類の薄膜素子や薄膜回路などをそれぞれ最適な条件で仮転写基板に形成した後に仮転写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】
【０００３】
上述した転写技術を用いたプロセスでは、被転写体を仮転写基板において一旦保持する際に、後の工程において除去が容易になるように水溶性接着材などの液体溶解性を有する接着材を用いていた。そして、２回目の転写時においては、転写先基板と被転写体とを非水溶性の接着材によって接合した後に、被転写体と仮転写基板との間に介在する水溶性接着材を水により溶解させていた。しかしながら、この水溶性接着材を溶解させる過程においては、被転写体と仮転写基板との接合体の外周から両者の隙間を伝って内部へ水を浸透させることになるので、水の侵入可能な開口面積が少なく、水溶性接着材の溶解に長い時間を要していた。
【０００４】
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、転写に要する処理時間の短縮化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】
【０００５】
上記目的を達成するため本発明の仮転写基板は、第１の基板上に作製された被転写体を剥離して第２の基板上に移動するときに、上記被転写体を一時的に保持するために用いられる仮転写基板であって、一方面とこれに対向する他方面とを貫通する複数の貫通孔を有する基板と、上記基板の一方面上に配置されて各貫通孔を覆い、外部からのエネルギー付与によって破壊される剥離層と、を含むことを特徴とする。
【０００６】
かかる構成とすることによって、剥離転写工程において、仮転写基板の複数の貫通孔を介して接着剤を溶かして仮転写基板を分離する時間を短縮することが可能となると共に、剥離層によって仮転写基板の複数の貫通孔を予め塞いでおくことによって被転写体を仮転写基板に貼り付けたときに当該貫通孔部分で被転写体に撓み（あるいは歪み）が生じないようにすることが可能となる。被転写体には、薄膜トランジスタ、薄膜抵抗、キャパシタ、インダクタ、回路配線、これ等を含む薄膜回路（層）、集積回路、マイクロデバイス等（一定の機能を果たす薄膜デバイス）が含まれる。
【０００７】
また、例えば、貫通孔の位置を第１の基板側の薄膜デバイスを避けて当該基板の切断領域に対応する位置に配置するなどの配慮の必要がなく、仮転写基板の複数の貫通孔の位置、数、分布、孔の大きさ等を考慮することなく、より自由に選定することが可能となる。
【０００８】
好ましくは、上記基板は透光性基板、上記外部エネルギーは光である。基板外部からレーザ照射等によって内部の剥離層にエネルギーを付与し、剥離層を破壊することが出来る。
【０００９】
好ましくは、上記被転写体が薄膜素子、薄膜回路等の薄膜デバイスである。薄膜抵抗、キャパシタ、インダクタ、回路配線、これ等を含む薄膜回路（層）、集積回路、マイクロデバイス等を剥離転写技術によって可撓性のプラスチック基板などに形成することが可能となる。
【００１０】
また、仮転写基板を使用した薄膜デバイスの製造方法は、一方面側に第１の剥離層を有する第１の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の剥離層によって覆われた複数の貫通孔を有する仮転写基板の一方面と上記第１の基板の一方面との相互間に液体溶解性の接着材を介在させることによって、上記仮転写基板と上記第１の基板とを接合する第２工程と、上記第１の基板の第１の剥離層にエネルギーを付与することによって剥離を生ぜしめ、上記被転写体を上記第１の基板から上記仮転写基板へ転写する第３工程と、上記仮転写基板の一方面と第２の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、上記仮転写基板と上記第２の基板とを接合する第４工程と、上記仮転写基板の第２の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を破壊する第５工程と、上記仮転写基板の複数の貫通孔を介して上記接着材に溶解用液体を供給することにより当該接着材を除去し、上記被転写体を上記仮転写基板から上記第２の基板へ転写する第６工程と、を含む。
【００１１】
かかる貫通孔を剥離層で閉じた仮転写基板を用いて薄膜デバイスの基板間の剥離転写を行うことによって、転写の際に薄膜デバイスの撓みや歪みを回避可能となり、薄膜装置製造の歩留まりが向上する。また、転写の際に仮転写基板の剥離層を破壊することで仮接着剤を貫通孔内に曝すことによって接着剤の除去時間の短縮を図ることが可能となる。
【００１２】
好ましくは、上記第６の工程を上記溶解用液体中（浸漬）で行う。それにより、仮転写基板の複数の貫通孔のみならず、当該基板の外周側からも接着剤の溶解が進行し、プロセス時間をより短縮することが可能となる。する。
【００１３】
また、本発明の電子機器は、上述した仮転写基板を使用した薄膜デバイスの製造方法によって製造される薄膜デバイスを含むことを特徴とする。より信頼性の高い剥離転写技術で製作された薄膜デバイスを用いた電子機器は、信頼性の向上を期待できる。
【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は、本発明の仮転写基板を説明する説明図である。同図（Ａ）は平面図、同図（Ｂ）は、同図（Ａ）のＡ−Ａ’方向における断面図を示している。
【００１６】
図１に示すように、仮転写基板２２には、仮転写基板２２を貫通する複数の孔２２ａが設けられており、更に、各貫通孔２２ａを覆う剥離層２４が仮転写基板２２の一面側全体に形成されている。
【００１７】
仮転写基板２２としては、特段の耐熱性を有する必要がないため、ガラス基板やプラスチック基板など種々のものを用いることができる。後の工程において、仮転写基板２２を介して剥離層２４に（光）エネルギーを付与するため、仮転写基板２２は透明な材質のものを使用する。
【００１８】
また、仮転写基板１６の各貫通孔２０は、図１に示すように、仮転写基板２２全体に均等に配列されている。各貫通孔２０の径及び数については適宜決定すればよいが、例えば、孔の直径は１μｍ程度に設定される。
【００１９】
剥離層２４は、エネルギーが付与されると破壊する膜であり、例えば、アモルファスシリコン膜等の半導体膜、金属膜、有機高分子膜、セラミックスなどによって形成することが可能である。
【００２０】
図１に示すような仮転写基板は、ガラス等の基板２２にＣＶＤ法等によってアモルファスシリコンを堆積して剥離層２４を成膜し、図示しない貫通孔群に対応したマスクを用いて基板２２を剥離層２４まで異方性エッチング又は切削、超音波等の機械加工、レーザー加工等の方法によって製作される。
【００２１】
次に、上述した仮転写基板を使用して薄膜デバイスを製造する例について図２及び図３を参照して説明する。本実施形態では、予め転写元基板（第１の基板）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（第１の基板）へ移動させる２回転写プロセスについて説明する。
【００２２】
まず、図２（Ａ）に示すように、転写元基板１２の一方面側に剥離層１４を形成する。転写元基板１２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１２は、後の工程で剥離層１４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１４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１４は、例えばアモルファスシリコン膜等の半導体膜、金属膜、有機高分子、セラミックスなどによって形成することが可能である。
【００２３】
図２（Ｂ）に示すように、剥離層１４の上側に複数の被転写体１４を形成する。各被転写体１４は、例えば、複数の薄膜素子（例えば薄膜トランジスタ）や配線などを含んで構成されるものである。
【００２４】
更に、同図に示すように、複数の貫通孔２２ａを有する仮転写基板２２の剥離層２４側の面と転写元基板１２の被転写体１６側の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２２と転写元基板１２とを接合する。
【００２５】
仮転写基板２２としては、特段の耐熱性を有する必要がないため、ガラス基板、プラスチック基板など種々のものを用いることができる。また、仮転写基板２２の各貫通孔２２ａの数、各貫通孔２２ａの径については適宜決定すれることができる。例えば、１μｍ程度に設定される。前述したように各貫通孔２２ａは剥離層２４によって覆われて（閉じられて）いるので、貫通孔２２ａの開孔部分によって被転写体１４の薄膜が撓むことが防止される。
【００２６】
図２（Ｃ）に示すように、転写元基板１２の剥離層１４にエネルギーを付与することによって剥離層１４を破壊し、当該剥離層１４と転写元基板１２との界面又は剥離層層内に剥離を生じさせる。
【００２７】
具体的には、図示のように転写元基板１２を介して剥離層１４にレーザ光を照射して当該剥離層１４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。
【００２８】
これにより、図２（Ｄ）に示すように、転写元基板１２が分離されて、被転写体１６が転写元基板１２から仮転写基板２２側に転写される。
次に、図３（Ａ）に示すように、仮転写基板２２の被転写体１６が存在する一方面と転写先基板３２の一方面との相互間に接着材３４を介在させることによって、仮転写基板２２と転写先基板３２とを接合する。本工程において用いられる接着材３４としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化性接着剤、嫌気硬化型接着剤等の各種硬化型接着剤が挙げられ、エポキシ、アクリレート、シリコーン樹脂系接着材などが挙げられる。
【００２９】
図３（Ｂ）に示すように、仮転写基板２２の被転写体１６が存在しない面側から、剥離層２４にエネルギーを付与して貫通孔２２ａ部分の剥離層２４に破壊を生じさせる。具体的には、転写元基板２２を介して剥離層２４にレーザ光を照射して当該剥離層２４に上述したレーザアブレーションを生じさせる。それにより、各貫通孔２２ａ部分を覆う剥離層２４が除去される。
【００３０】
次に、仮転写基板２２に備わった各貫通孔２２ａのそれぞれを介して水溶性接着材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を溶かす。併せて本例では、仮転写基板１６と転写先基板２４との接合体の外周から両者の隙間を伝わせて水溶性接着材１８に水を供給することによっても、水溶性接着材１８の溶解を進行させている。
【００３１】
図３（Ｃ）に示すように、本工程は、仮転写基板２２と転写先基板３２との接合体の全体を水槽４２内の水４４に浸すことによって行うことが望ましい。なお、仮転写基板１６の他方面側のみを水に浸して行うようにしてもよい。また、水を加圧しつつ、仮転写基板２２の他方面側から各貫通孔２２ａに導入するようにしてもよい。
【００３２】
これら各経路（貫通孔）を介した水の供給によって水溶性接着材１８が溶解し、除去されると、仮転写基板２２が転写先基板３２から分離される。
【００３３】
図３（Ｄ）に示すように、被転写体１４が仮転写基板１６から転写先基板３２へ転写され、転写先基板（例えば、可撓性の樹脂基板）２４上に被転写体が形成される。
【００３４】
上述した剥離転写方法では、複数の貫通孔２２ａを有する仮転写基板２２を用い、各貫通孔２２ａのそれぞれを介して水溶性接着材１８に溶解用液体としての水を供給するようにしているので、水の侵入可能な開口面積を大きく確保して水を効率よく供給することが可能となる。したがって、水溶性接着材１８の溶解に要する時間を大幅に短縮し、被転写体１４の転写に要する処理時間を短縮することが可能となる。
【００３５】
加えて、本実施形態によれば、剥離層２４によって貫通孔２２ａを閉じた仮転写基板２２を使用する。これにより、貫通孔２２ａの閉じられていない仮転写基板２２を使用した場合に生じ得る、被転写体（薄膜デバイス、薄膜回路、薄膜回路層等）と仮転写基板との密着性の低下などに起因する被転写体の撓みや歪みの発生を回避可能となる。
【００３６】
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。
【００３７】
図４は、電子機器の例を示す概略斜視図である。図４（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。
【００３８】
図４（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。
【００３９】
図４（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。
【００４０】
図４（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。
【００４１】
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。
【００４２】
例えば、仮転写基板における貫通孔２２ａの数、大きさ、分布を転写元基板上の被転写体の配置パターンに対応させることが出来る。
また、上述した実施形態では、液体溶解性の接着材の一例として水溶性接着材、溶解用液体として水を用いた場合について説明していたが、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではなく、事後的に何らかの液体を用いて溶解・除去することが可能な接着材であればいかなるものも液体溶解性の接着材として採用し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明の実施例の仮転写基板を説明する説明図である。
【図２】図２は、本発明の実施例の仮転写基板を使用した薄膜デバイスの製造方法を説明する工程図である。
【図３】図３は、本発明の実施例の仮転写基板を使用した薄膜デバイスの製造方法を説明する工程図である。
【図４】薄膜デバイスを使用した電子機器の例を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１２  転写元基板、１６  被転写体、２２  仮転写基板、２２ａ  貫通孔、２４  剥離層、３２  転写先基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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