(57)【要約】【課題】剥離工程を有する半導体装置の作製方法において、剥離工程を簡略化する。【解決手段】基板上に金属膜を有する層を形成し、金属膜を有する層上にトランジスタを有する層を形成し、トランジスタを有する層上に樹脂材料を塗布し、第１の加熱処理温度で加熱処理をおこなうことで樹脂材料を硬化させて樹脂層を形成し、第１の加熱処理温度よりも高い第２の加熱処理温度で加熱処理をおこなって基板からトランジスタを有する層を剥離させ、第２の加熱処理温度よりも高い第３の加熱処理温度で加熱処理をおこなってトランジスタを有する層から樹脂層を剥離させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に金属膜を有する層を形成し、
前記金属膜を有する層上にトランジスタを有する層を形成し、
前記トランジスタを有する層上に樹脂材料を塗布し、
第１の加熱処理温度で加熱処理をおこなうことで前記樹脂材料を硬化させて樹脂層を形成し、
前記第１の加熱処理温度よりも高い第２の加熱処理温度で加熱処理をおこなって前記基板から前記トランジスタを有する層を剥離させ、
前記第２の加熱処理温度よりも高い第３の加熱処理温度で加熱処理をおこなって前記トランジスタを有する層から前記樹脂層を剥離させることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
基板上に金属膜を有する層を形成し、
前記金属膜を有する層上にトランジスタを有する層を形成し、
前記トランジスタを有する層上に樹脂材料を塗布し、
第１の加熱処理温度で加熱処理をおこなうことで前記樹脂材料を硬化させて樹脂層を形成し、
前記トランジスタが前記金属膜を有する層上に設けられていない領域で前記金属膜を有する層の一部を露出させ、
加熱装置において前記第１の加熱処理温度よりも高い第２の加熱処理温度で加熱処理をおこなって前記基板から前記トランジスタを有する層を剥離させ、
前記加熱装置から取り出さずに、前記第２の加熱処理温度よりも高い第３の加熱処理温度で加熱処理をおこなって前記トランジスタを有する層から前記樹脂層を剥離させることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
基板上に金属膜を有する層を形成し、
前記金属膜を有する層上にトランジスタを有する層を形成し、
前記トランジスタが前記金属膜を有する層上に設けられていない領域で前記金属膜を有する層の一部を露出させ、
前記金属膜を有する層の一部が露出した領域を覆わないように前記トランジスタを有する層上に樹脂材料を塗布し、
加熱装置において第１の加熱処理温度で加熱処理をおこなうことで前記樹脂材料を硬化させて樹脂層を形成し、
前記加熱装置から取り出さずに、前記第１の加熱処理温度よりも高い第２の加熱処理温度で加熱処理をおこなって前記基板から前記トランジスタを有する層を剥離させ、
前記加熱装置から取り出さずに、前記第２の加熱処理温度よりも高い第３の加熱処理温度で加熱処理をおこなって前記トランジスタを有する層から前記樹脂層を剥離させることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
前記金属膜を有する層の一部を露出させる際、前記樹脂層の上方からレーザビームを照射して前記金属膜を有する層が露出した開口部を形成することを特徴とする請求項２に記載の半導体装置の作製方法。
【請求項５】
前記金属膜を有する層の一部は該金属膜を有する層の断面であることを特徴とする請求項２又は請求項４に記載の半導体装置の作製方法。
【請求項６】
前記金属膜を有する層の一部を露出させる際、前記トランジスタを有する層の上方からレーザビームを照射して前記金属膜を有する層の断面が露出した開口部を形成することを特徴とする請求項３に記載の半導体装置の作製方法。
【請求項７】
前記金属膜を有する層の一部は該金属膜を有する層の断面であることを特徴とする請求項３又は請求項６に記載の半導体装置の作製方法。
【請求項８】
前記金属膜を有する層を形成する前に前記基板上に絶縁膜でなる下地層を形成することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の半導体装置の作製方法。
【請求項９】
前記樹脂材料はエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の半導体装置の作製方法。
【請求項１０】
前記第１の加熱処理温度は５０℃以上９０℃未満、前記第２の加熱処理温度は９０℃以上１２０℃以下、前記第３の加熱処理温度は１５０℃以上２５０℃以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の半導体装置の作製方法。
【請求項１１】
前記トランジスタは薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の半導体装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の方法を適用して作製されたＲＦＩＤタグ。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の方法を適用して作製されたメモリ。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の方法を適用して作製されたＣＰＵ。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の方法を適用して作製された集積回路。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の方法を適用して作製された半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の作製方法、及びその方法を適用して作製された半導体装置に関する。特に、基板からトランジスタを有する層を剥離する方法に関する。
【０００２】
本明細書において、半導体装置とは、上記トランジスタを有する層を用いた、メモリ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、マイクロプロセッサのような集積回路、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）タグ、その他の部品又は製品を含むものとする。ＲＦＩＤタグは集積回路を有し、ＲＦＩＤタグのことを無線ＩＣタグとも称する。
【背景技術】
【０００３】
トランジスタの一種である薄膜トランジスタを有する層を基板から剥離する方法として、特許文献１に示すような方法がある。この方法の概要は次のとおりである。薄膜トランジスタを有する層と基板との間に、タングステンなどの金属膜とスパッタ法などにより形成された酸化珪素膜を設ける。そしてその金属膜とその酸化珪素膜との界面に金属酸化物が形成されるように加熱処理をおこなう。それから上記薄膜トランジスタを有する層に支持体を接着させる。さらに、その支持体が接着した薄膜トランジスタを有する層を、上記基板から物理的手段により剥離する。剥離した薄膜トランジスタを有する層をフレキシブルなフィルム基板に貼り付け、最後に、上記支持体を除去する。
【特許文献１】特開２００４−２２１５６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の剥離方法は、工程数が多いため、必ずしも工業的な量産に適しているとはいえない。したがって、剥離方法を従来よりも簡略化することが望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書に開示する発明の要旨は、基板上に剥離層を形成し剥離層上にトランジスタを有する層を作製した後に樹脂層を形成する。その後、その樹脂層が形成されたトランジスタを有する層を加熱処理によって上記基板から剥離し、上記樹脂層を加熱処理によってそのトランジスタを有する層から剥離するという方法である。これらの剥離は、加熱処理によって完全になされるのが望ましいが、必ずしも完全になされなくてもよい。加熱処理によって、当該加熱処理前と比較してこれらの剥離が助長されることが必要である。
【０００６】
すなわち、本明細書に開示する発明の一つは、基板上に金属膜を有する層を形成し、前記金属膜を有する層上にトランジスタを有する層を形成し、前記トランジスタを有する層上に樹脂材料を塗布し、第１の加熱処理温度で加熱処理をおこなうことで前記樹脂材料を硬化させて樹脂層を形成し、前記第１の加熱処理温度よりも高い第２の加熱処理温度で加熱処理をおこなって前記基板から前記トランジスタを有する層を剥離させ、前記第２の加熱処理温度よりも高い第３の加熱処理温度で加熱処理をおこなって前記トランジスタを有する層から前記樹脂層を剥離させることを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【０００７】
また、本明細書に開示する発明の他の一つは、基板上に金属膜を有する層を形成し、前記金属膜を有する層上にトランジスタを有する層を形成し、前記トランジスタを有する層上に樹脂材料を塗布し、第１の加熱処理温度で加熱処理をおこなうことで前記樹脂材料を硬化させて樹脂層を形成し、前記トランジスタが前記金属膜を有する層上に設けられていない領域で前記金属膜を有する層の一部を露出させ、加熱装置において前記第１の加熱処理温度よりも高い第２の加熱処理温度で加熱処理をおこなって前記基板から前記トランジスタを有する層を剥離させ、前記加熱装置から取り出さずに、前記第２の加熱処理温度よりも高い第３の加熱処理温度で加熱処理をおこなって前記トランジスタを有する層から前記樹脂層を剥離させることを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【０００８】
また、本明細書に開示する発明の他の一つは、基板上に金属膜を有する層を形成し、前記金属膜を有する層上にトランジスタを有する層を形成し、前記トランジスタが前記金属膜を有する層上に設けられていない領域で前記金属膜を有する層の一部を露出させ、前記金属膜を有する層の一部が露出した領域を覆わないように前記トランジスタを有する層上に樹脂材料を塗布し、加熱装置において第１の加熱処理温度で加熱処理をおこなうことで前記樹脂材料を硬化させて樹脂層を形成し、前記加熱装置から取り出さずに、前記第１の加熱処理温度よりも高い第２の加熱処理温度で加熱処理をおこなって前記基板から前記トランジスタを有する層を剥離させ、前記加熱装置から取り出さずに、前記第２の加熱処理温度よりも高い第３の加熱処理温度で加熱処理をおこなって前記トランジスタを有する層から前記樹脂層を剥離させることを特徴とする半導体装置の作製方法である。
【０００９】
半導体装置としてＲＦＩＤタグ（無線ＩＣタグ）を作製する場合、基板上に金属膜を有する層を介してトランジスタを有する層を形成し、前記トランジスタを有する層のトランジスタと電気的に接続するようにアンテナを形成し、前記トランジスタを有する層及び前記アンテナ上に樹脂層を形成し、前記トランジスタを有する層及び前記アンテナを前記基板から剥離し、さらに前記樹脂層を剥離することによってＲＦＩＤタグを作製することができる。
【００１０】
また、基板上に金属膜を有する層を介してトランジスタを有する層を形成し、その後アンテナを形成せずに、前記トランジスタを有する層上に樹脂層を形成し、前記トランジスタを有する層を前記基板から剥離し、さらに前記樹脂層を剥離し、剥離した前記トランジスタを有する層のトランジスタと他の基板上に形成され部品として用意されたアンテナ（フィルム状が好ましい）とを電気的に接続させることによって、ＲＦＩＤタグ（無線ＩＣタグ）を作製することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本明細書に開示する発明により、基板からトランジスタを有する層を剥離する際、物理的手段を用いる必要がない。物理的手段とは、例えば、人間の手、ノズルから吹付けられるガスの風圧、超音波などを利用して外部から与える衝撃（ストレス）のことをいう。従来よりも工程を簡略にでき、工程数を削減することができるため歩溜りが向上する。また、基板と樹脂層をトランジスタ（特に薄膜トランジスタ）を有する層から剥離することによって、ＲＦＩＤタグなどの半導体装置の薄膜化を達成することができる。さらに、剥離した基板は再利用することができるので、製造コストを低くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１３】
（実施の形態１）
図１（Ａ）に示すように、基板１００を用意し、その上に剥離層１０１を設ける。具体的に基板１００は、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、セラミック基板等を用いることができる。また、ステンレスなどの金属基板または半導体基板の表面に絶縁膜を形成したものを用いても良い。基板１００を、機械的研磨、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）、などの研磨法により薄くし、又は平坦化しておいても良い。プラスチック等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に上記ガラス基板、石英基板、セラミック基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば、基板１００として用いることが可能である。
【００１４】
剥離層１０１は、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）から選択された元素を主成分とする金属膜で形成される。本実施の形態では、剥離層１０１としてタングステンを主成分とする金属膜を用いる。なお、金属膜の形成方法はスパッタ法、ＣＶＤ法などによって形成することができ、本実施の形態ではスパッタ法を用いて形成する。
【００１５】
金属膜上に金属酸化物を形成し、これら金属膜と金属酸化物を剥離層１０１としてもよい。金属酸化物は、例えば薄膜状に形成されたものである。剥離層１０１を金属膜を有する層と換言することができる。金属膜がタングステンを主成分とするものであるとき、金属酸化物は酸化タングステンである。酸化タングステンはＷＯｘで表され、ｘは２〜３である。ｘが２の場合（ＷＯ２）、ｘが２．５の場合（Ｗ２Ｏ５）、ｘが２．７５の場合（Ｗ４Ｏ１１）、ｘが３の場合（ＷＯ３）などがある。酸化タングステンＷＯｘを形成するにあたり、ｘの値は上記範囲であればよい。他にも金属膜とその上に形成する金属酸化物の組み合わせとして、モリブデンと酸化モリブデン、ニオブと酸化ニオブ、チタンと酸化チタンなどが挙げられる。
【００１６】
上記金属酸化物は、金属膜に対するプラズマ酸化により形成することができる。プラズマ酸化の際、電子密度が１×１０１１ｃｍ−３以上、例えば１×１０１２ｃｍ−３以上１×１０１３ｃｍ−３以下、電子温度が１．５ｅＶ以下、例えば０．５ｅＶ以上１．０ｅＶ以下という、高電子密度かつ低電子温度のプラズマを無磁場で生成しうる装置を用いることによって、プラズマダメージが抑制された高品質の金属酸化物を得ることができる。金属膜の形成と、金属酸化物の形成を、連続的におこなってもよい。その際、スパッタ用又はＣＶＤ用のチャンバとプラズマ処理用のチャンバを備えた、マルチチャンバ装置を用いることができる。プラズマ酸化は、酸素を含むガスから生成させたプラズマに金属膜表面をさらすことによって行われる。Ｎ２Ｏプラズマ処理、すなわちＮ２Ｏを含むガスから生成させたプラズマに金属膜表面をさらすことによって形成された被膜を用いて剥離層１０１を構成してもよい。
【００１７】
図１（Ａ）においては、基板１００上に直に剥離層１０１を形成しているが、基板１００と剥離層１０１の間に、酸化珪素、窒化珪素、窒素を含む酸化珪素（シリコンオキシナイトライド）、酸素を含む窒化珪素などの絶縁膜により、図示しない下地層を形成してもよい。特に、基板からの汚染が懸念される場合には、下地層を形成するのが好ましい。基板１００としてガラス基板又は石英基板を用いた場合、上記高電子密度かつ低電子温度のプラズマを無磁場で生成しうる装置によって、基板１００の表面に対しプラズマ酸化又はプラズマ窒化をおこなって下地層を形成することができる。ＣＶＤ法によって上記絶縁膜を形成し、これに対し、上記高電子密度かつ低電子温度のプラズマを無磁場で生成しうる装置によって、プラズマ酸化又はプラズマ窒化をおこなって下地層を形成してもよい。上記絶縁膜の形成と、プラズマ酸化又はプラズマ窒化を、連続的におこなってもよい。その際、ＣＶＤ用のチャンバとプラズマ処理用のチャンバを備えた、マルチチャンバ装置を用いることができる。
【００１８】
剥離層１０１上に、必要に応じて絶縁層１０２を設ける。絶縁層１０２は、酸化珪素、窒化珪素、酸素を含む窒化珪素、窒素を含む酸化珪素（シリコンオキシナイトライド）などを、例えばＣＶＤ法によって形成すればよい。
【００１９】
次に、剥離層１０１上（絶縁層１０２を形成する場合は絶縁層１０２上）にトランジスタを有する層１０３を形成する。本実施の形態では、トランジスタとして薄膜トランジスタを用いる。トランジスタを有する層１０３は、薄膜トランジスタ、ゲート電極から延びる配線、ソース領域又はドレイン領域に接続された配線、層間絶縁膜を含むものとする。図１（Ｂ）にトランジスタを有する層１０３の例を示す。この例では、トランジスタを有する層１０３は、ゲート電極の側面に酸化珪素などで形成されたサイドウォール、及び窒化珪素などの無機絶縁物からなるパッシべーション膜（ゲート電極、ソース領域及びドレイン領域を覆うように設けられている保護膜）をさらに有する。薄膜トランジスタは、図１（Ｂ）に示す構造に限定されず、例えば、２つ以上の薄膜トランジスタを直列接続させたマルチゲート構造、チャネル領域を含む活性層の上及び下に絶縁膜を介してゲート電極を設けた構造、チャネル領域を含む活性層と基板との間にゲート絶縁膜を介してゲート電極を設けた逆スタガー型でもよい。また、作製する半導体装置に対応して、Ｎチャネル型、Ｐチャネル型、それらを組み合わせたもの、いずれの薄膜トランジスタでもよい。
【００２０】
図１（Ｂ）に示す薄膜トランジスタ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ及び１０４ｅのゲート電極は、少なくとも２層で構成される。例えば、これらのゲート電極の最下層を導電性を有する金属窒化物（窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステンなど）を主成分とする層、上層を高融点金属（チタン、モリブデン、タンタル、タングステンなど）を主成分とする層で構成することができる。そして、薄膜トランジスタ１０４ａ、１０４ｃ、１０４ｄ及び１０４ｅはソース領域又はドレイン領域とチャネル形成領域との間にＬＤＤ領域が設けられ、薄膜トランジスタ１０４ｂはＬＤＤ領域が設けられていない。薄膜トランジスタ１０４ｂをＰチャネル型とし、薄膜トランジスタ１０４ａをＮチャネル型として、両者を組み合わせることでＣＭＯＳ回路を形成することができる。
【００２１】
薄膜トランジスタ１０４ａ、１０４ｃ、１０４ｄ及び１０４ｅにおいて、ＬＤＤ領域、ソース領域及びドレイン領域がゲート電極をマスクとして容易に形成されるようにするために、ゲート電極の最下層のゲート長を上層のゲート長よりも長くしてＬＤＤ領域と重なるように形成してもよい。
【００２２】
薄膜トランジスタ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ及び１０４ｅの、チャネル形成領域を有する活性層を形成するための半導体材料は、シリコン、ゲルマニウム、ゲルマニウムとシリコンの両者を含む材料から選択することができ、また多結晶、単結晶、微結晶、非晶質のいずれか最適な構造を選択することができる。多結晶シリコン膜は、ニッケル等の金属を用いて非晶質シリコン膜をガラス基板の歪点以下の温度で加熱して結晶化し、その後ニッケル等の金属を結晶化した膜からゲッタリングにより除去することによって得られる。非晶質シリコン膜に吸収される、例えば波長が紫外光領域のレーザビームを、その非晶質シリコン膜に照射して、多結晶シリコン膜を形成してもよい。基板１００として石英基板を用いると、ニッケル等の金属を用いることなく、８００℃以上の温度で加熱することによって、非晶質シリコン膜を結晶化することによって多結晶シリコン膜が得られるので、ニッケル等の金属をゲッタリングにより除去する工程が不要になる。
【００２３】
次に、トランジスタを有する層１０３上に樹脂を塗布した後、オーブン、炉などの加熱装置で第１の加熱処理をおこなうことによって樹脂を硬化させ、樹脂層１０５を形成する（図１（Ｃ））。ここで塗布する樹脂材料として、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、酢酸ビニル樹脂、ビニル共重合樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂などから適当な材料を選択する。ただし、硬化温度が１５０℃を超える樹脂材料を用いない。第１の加熱処理温度は、例えば５０℃以上９０℃未満とする。エポキシ樹脂を用いた場合、第１の加熱処理温度を８０℃とし、２時間加熱処理することによって、塗布した樹脂を硬化させることができた。
【００２４】
また、樹脂層１０５を形成するための樹脂を塗布する方法として、スクリーン印刷法、スピンコーティング法、液滴吐出法又はディップコーティング法などを適用することができる。
【００２５】
樹脂層１０５を形成する前に、トランジスタを有する層１０３上に、第１の加熱処理並びに、後述する第２の加熱処理及び第３の加熱処理に耐えうる、トランジスタを有する層１０３の機械的強度を補強するための新たな絶縁層を形成しても良い。この場合、絶縁層として、熱硬化樹脂、紫外線硬化樹脂、酢酸ビニル樹脂、ビニル共重合樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、酸化珪素、窒素を含む酸化珪素（シリコンオキシナイトライド）、窒化珪素、酸素を含む窒化珪素、シロキサン系材料などから適当な材料を選択すればよい。シロキサン系材料とは、置換基に少なくとも水素を含む有機基（例えばアルキル基、芳香族炭化水素）が用いられるもの、又はシリコンと酸素との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む有機基とフルオロ基とが用いられるものである。
【００２６】
ＲＦＩＤタグ用のアンテナを設ける場合は、トランジスタを有する層１０３に含まれる薄膜トランジスタのソース領域又はドレイン領域に接続された配線と電気的に接続するように、スパッタ法、スクリーン印刷法などによりアンテナを形成することができる。スパッタ法の場合は、アルミニウムなどの金属膜を成膜した後、所定のアンテナの形状に形成する。スクリーン印刷法の場合は、導電性金属ペースト（例えば銀ペースト）を用いて所定のアンテナの形状に印刷し、その後導電性金属ペーストを焼成する。上述の薄膜トランジスタを有する層１０３の機械的強度を補強するための絶縁層を形成する場合は、アンテナを覆うように形成することができる。アンテナの形状は、輪状（例えばループアンテナ）、らせん状（例えばスパイラルアンテナ）、線状（例えばダイポールアンテナ）、又は平板形状（例えばパッチアンテナ）とすることができる。信号の伝送方式として、８６０〜９６０ＭＨｚのＵＨＦ又は２．４５ＧＨｚの周波数帯の無線周波数を適用する場合は、ダイポールアンテナを形成するための形状又はパッチアンテナを形成するための形状を採用すればよい。
【００２７】
図５（Ａ）は、トランジスタを有する層１０３上に、アンテナ５０１、及びトランジスタを有する層１０３を補強するための絶縁層５０２を設ける例を示す。パッシベーション膜５０３（保護膜ともいう）及び第１の層間絶縁膜５０４に形成されたコンタクトホールを介して、薄膜トランジスタ１０４ｅのソース領域又はドレイン領域と接続された配線５０５が設けられている。その配線５０５上に第２の層間絶縁膜５０６が設けられ、アンテナ５０１はその第２の層間絶縁膜５０６上に配線５０５と電気的に接続されるように設けられている。絶縁層５０２はアンテナ５０１を覆うように形成されるので、アンテナ５０１を保護する効果も期待できる。そして、樹脂層１０５は、絶縁層５０２上に形成される。
【００２８】
パッシベーション膜５０３は、薄膜トランジスタを保護するために設けられ、窒化珪素、酸素を含む窒化珪素、窒素を含む酸化珪素（シリコンオキシナイトライド）などの無機絶縁膜を例えばＣＶＤ法により形成する。その際、前述の高電子密度かつ低電子温度のプラズマを無磁場で生成しうる装置を用いて、プラズマ酸化又はプラズマ窒化をおこなってもよい。無機絶縁膜の形成と、プラズマ酸化又はプラズマ窒化を、連続的におこなってもよい。その際、ＣＶＤ用のチャンバとプラズマ処理用のチャンバを備えた、マルチチャンバ装置を用いることができる。
【００２９】
第１の層間絶縁膜５０４及び第２の層間絶縁膜５０６として、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、オキサゾール樹脂、シロキサン系材料などを用いることができる。これらの層間絶縁膜の表面は平坦であることが望ましい。オキサゾール樹脂は、ポリイミド樹脂より誘電率が低いため、寄生容量の生成を抑制でき、第１の層間絶縁膜５０４及び第２の層間絶縁膜５０６に適している。
【００３０】
配線５０５は、アルミニウムを主成分とする材料で形成する場合は２層以上の積層構造とすることが好ましい。例えば、アルミニウムを主成分とする第１の層と耐熱性の高い高融点金属（チタン、モリブデン、タンタル、タングステンなど）を主成分とする第２の層を積層した構造、又は当該第１の層を当該第２の層で挟んだ３層構造を、スパッタ法により大気に曝さず連続的におこなうとよい。
【００３１】
メモリの一種であるＤＲＡＭなどに用いる容量素子を設ける場合は、薄膜トランジスタを有する層１０３の薄膜トランジスタのソース領域又はドレイン領域に接続された配線と電気的に接続するように容量素子を形成する。
【００３２】
樹脂層１０５を形成した後、第１の加熱処理温度よりも高い温度で第２の加熱処理をおこない、基板１００とトランジスタを有する層１０３とを分離する（図１（Ｄ））。第２の加熱処理によって、当該第２の加熱処理前と比較して基板１００とトランジスタを有する層１０３との分離が助長される。第２の加熱処理の際、第１の加熱処理に用いた加熱装置を用いることができる。分離後、トランジスタを有する層１０３に、絶縁層１０２及び／又は剥離層１０１の一部（例えば金属酸化物）が付着していてもよい。タングステンを主成分とする膜の表面にＮ２Ｏプラズマ処理によって窒素を含む酸化タングステン膜が形成された剥離層１０１を用いた場合、その酸化タングステン膜は、２層に分離して、基板１００側とトランジスタを有する層１０３側の両方に付着する。
【００３３】
第２の加熱処理の後、引き続き第２の加熱処理温度よりも高い温度で第３の加熱処理をおこなうことによってトランジスタを有する層１０３と樹脂層１０５とを分離する（図１（Ｅ））。第３の加熱処理によって、樹脂層１０５とその下に接する層との密着性は弱くなり又は密着性を失う。第３の加熱処理によって、当該第３の加熱処理前と比較してトランジスタを有する層１０３と樹脂層１０５との分離が助長される。第３の加熱処理の際、第２の加熱処理に用いた加熱装置を用いることができる。第２の加熱処理によって分離されたトランジスタを有する層１０３を加熱装置から取り出さずに、第３の加熱処理をおこなうことによって、第２の加熱処理と第３の加熱処理を連続しておこなうことができる。第１の加熱処理から第３の加熱処理までを、加熱装置から出さずに連続しておこなってもよい。
【００３４】
第２の加熱処理温度は、例えば９０℃以上１２０℃以下とする。また、第３の加熱処理温度は、上記のように密着性を弱め又は失わせるために、例えば１５０℃以上とする。第３の加熱処理温度の上限は、基板１００及びトランジスタを有する層１０３に影響を与えない温度であることが必要で、例えば２５０℃、好ましくは２００℃とする。第２の加熱処理及び第３の加熱処理をおこなうことによって、樹脂層１０５は膨張などにより変形し、樹脂層１０５に応力が生じる。その結果、基板１００とトランジスタを有する層１０３との分離が可能となり、さらにトランジスタを有する層１０３と樹脂層１０５との分離が可能となると考えられる。
【００３５】
図５（Ｂ）は、図５（Ａ）の状態から樹脂層１０５及び基板１００を剥離した後のトランジスタを有する層１０３を示す。絶縁層５０２が設けられているので、基板１００を剥離した後でもトランジスタを有する層１０３の強度が高まり、トランジスタを有する層１０３が破壊されることを抑制できる。また、絶縁層５０２はアンテナ５０１を保護する効果も有する。
【００３６】
以上の工程により、基板１００及び樹脂層１０５とトランジスタを有する層１０３とを分離することができる。その後、必要に応じて、トランジスタを有する層１０３に、可撓性を有する基板、フィルムなどを、剥離した基板１００の代わりに貼り付けてもよい。
【００３７】
本実施の形態では、加熱処理温度を調整することで、樹脂層１０５形成時の第１の加熱処理と、基板１００からトランジスタを有する層１０３を剥離する第２の加熱処理と、トランジスタを有する層１０３から樹脂層１０５を剥離する第３の加熱処理を一括でおこなうことができる。したがって、従来よりも剥離工程の簡略化及びその工程数を削減することができる。
【００３８】
（実施の形態２）
以下に説明する本実施の形態は、前述の実施の形態１と組み合わせて実施することができる。
【００３９】
本実施の形態では、実施の形態１において、樹脂層１０５を形成するための第１の加熱処理後、又は樹脂層１０５を形成するための樹脂を塗布する前に、剥離層１０１（金属膜を有する層）の一部、例えば剥離層１０１を構成する金属膜又は薄膜状の金属酸化物の断面（側面）を露出させる工程を追加することを特徴とする。この工程をおこなうことによって、おこなわない場合よりも容易に、基板１００からトランジスタを有する層１０３を剥離することができる。
【００４０】
剥離層１０１の一部、例えば剥離層１０１を構成する金属膜の断面を露出させる方法としては、樹脂層１０５を形成した後、又は樹脂層１０５を形成する前に、レーザビームを照射する、剥離層１０１が形成された基板１００の端面を研削する、剥離層１０１が形成された基板１００を切断すること、などによる方法が挙げられる。いずれの方法であっても、薄膜トランジスタと重ならない領域で、剥離層１０１の一部を露出させることが望ましい。薄膜トランジスタと重ならない領域とは、剥離層１０１上に薄膜トランジスタが設けられていない領域である。樹脂層１０５を形成するための樹脂を塗布する前に剥離層１０１の一部を露出させた場合、剥離層１０１の一部が露出した領域を覆わないように、樹脂を塗布する必要がある。
【００４１】
図２（Ａ）は、樹脂層１０５を形成した後に、樹脂層１０５の上方からレーザビームを照射することによって剥離層１０１の一部を露出させる開口部２０１を形成した状態を示す。図２（Ｂ）は、樹脂層１０５を形成するための樹脂を塗布する前に、トランジスタを有する層１０３の上方からレーザビームを照射することによって剥離層１０１の一部を露出させる開口部２０２を形成した状態を示す。開口部２０１又は開口部２０２がきっかけとなり、基板１００からトランジスタを有する層１０３を容易に剥離させることができる。
【００４２】
使用するレーザビームの種類は、樹脂層１０５、トランジスタを有する層１０３、絶縁層１０２、及び剥離層１０１に開口を形成できるものであれば、何でもよい。例えば、波長が紫外光領域である、Ｎｄ：ＹＡＧ、Ｎｄ：ＹＶＯ４などの固体を媒質とするレーザの高調波、エキシマレーザなどが使える。
【００４３】
本実施の形態でも、実施の形態１と同様、樹脂層１０５を形成する前に、トランジスタを有する層１０３上にトランジスタを有する層１０３の機械的強度を補強するための絶縁層を形成することができる。その絶縁層を形成する前に剥離層１０１の一部を露出させる開口部２０２を形成した場合、開口部２０２を覆わないように、その絶縁層を形成する。
【００４４】
なお、本実施の形態及び実施の形態１によって作製された薄膜トランジスタを有する層１０３を用いた集積回路は、その厚さを０．２μｍ以下、代表的には４０ｎｍ〜１７０ｎｍ、好ましくは５０ｎｍ〜１５０ｎｍとすることができる。このように、シリコンウェハに形成される従来のＩＣチップと比較して、集積回路の薄膜化を達成することができる。
【００４５】
また、本実施の形態及び実施の形態１において、剥離した基板１００は、何度でも再利用することができる。このように、基板１００を再利用すれば、コストを削減することができる。基板１００を再利用する場合、剥離の工程において基板１００に傷が形成されないように制御するのが望ましい。仮に傷が形成された場合であっても、基板１００に平坦化処理を行えばよい。
【実施例１】
【００４６】
本明細書に開示する発明によって得られたトランジスタを有する層１０３を用いて作製されるメモリの例を示す。
【００４７】
図３（Ａ）は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）のメモリセル構造の一例を示す回路図であり、このＤＲＡＭはビット線３０１、ワード線３０２、トランジスタ３０３、容量素子３０４を有する。実際は、このような構造のメモリセルが縦横に複数配列している。
【００４８】
図３（Ｂ）は、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）のメモリセル構造の一例を示す回路図であり、このＳＲＡＭはビット線３１１ａ、ビット線３１１ｂ、ワード線３１２、トランジスタ３１３，３１４，３１５，３１６，３１７及び３１８を有する。実際は、このような構造のメモリセルが縦横に複数配列している。
【００４９】
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すようなメモリを作製する際に、本明細書の実施の形態１又は２にしたがって得られたトランジスタを有する層１０３を用いることによって、シリコンウエハに形成されたメモリと比較して格段に薄く、可撓性を有するメモリを低コストで作製することができる。
【００５０】
上記ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ以外のメモリ、及びＣＰＵを作製する際にも、本明細書に開示する発明を適用することができる。
【実施例２】
【００５１】
本明細書に開示する発明によって得られたトランジスタを有する層１０３を用いて作製されるＲＦＩＤタグ（無線ＩＣタグ）の例を示す。
【００５２】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）にＲＦＩＤタグの一例をブロック図で示す。ＲＦＩＤタグ４００は、非接触でデータを交信することができ、電源回路４０１、クロック発生回路４０２、データ復調／変調回路４０３、制御回路４０４、インタフェイス回路４０５、記憶回路４０６、バス４０７、及びアンテナ４０８を有する。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）にさらにＣＰＵ４２１を備えた場合を示している。
【００５３】
電源回路４０１は、アンテナ４０８から入力された交流信号をもとに電源を生成する。クロック発生回路４０２は、アンテナ４０８から入力された信号をもとにクロック信号を生成する。データ復調／変調回路４０３は、リーダライタ４０９と交信するデータを復調／変調する。制御回路４０４は、記憶回路４０６を制御する。アンテナ４０８は、信号の受信とデータの送信をおこなう。
【００５４】
記憶回路４０６として、本明細書の実施例１に示したＤＲＡＭ、ＳＲＡＭの他、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ、有機メモリなどを用いることができる。なお、有機メモリとは、有機化合物層を一対の電極間に設けた構造、又は有機化合物と無機化合物を有する層を一対の電極間に設けた構造であり、ＲＦＩＤタグの記憶回路４０６に採用することで、ＲＦＩＤタグの小型化、薄型化、軽量化に寄与する。
【００５５】
図６（Ａ）乃至図６（Ｄ）に、ＲＦＩＤタグの使用例を示す。本実施例に示すようなＲＦＩＤタグは、音楽や映画が記録された記録媒体６０１、記録媒体６０１が収納されるケース、書籍６０２、商品のパッケージ６０３、衣類６０４などの物品に取り付けて、ＲＦＩＤタグが取り付けられた物品の売り上げ、在庫、貸し出しなどの管理、紛失又は盗難の防止、その他の用途に利用することができる。図６（Ａ）乃至図６（Ｄ）の各図において、ＲＦＩＤタグの取り付け位置６００の例を示す。
【００５６】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すようなＲＦＩＤタグを作製する際に、本明細書の実施の形態１又は２にしたがって得られたトランジスタを有する層１０３を用いることによって、ＲＦＩＤタグを薄型にし、かつ低価格で供給できる。したがって、本明細書に開示する発明は、ＲＦＩＤタグの普及に貢献することができる。
【００５７】
本実施例は、本明細書の実施例１と組み合わせて実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施の形態１による半導体装置の作製過程を示す断面図。
【図２】実施の形態２による半導体装置の作製過程を示す断面図。
【図３】メモリセル構造の一例を示す回路図。
【図４】ＲＦＩＤタグの一例を示すブロック図。
【図５】ＲＦＩＤタグの作製過程を示す断面図。
【図６】ＲＦＩＤタグの使用例を示す図。
【符号の説明】
【００５９】
１００    基板
１０１    剥離層
１０２    絶縁層
１０３    トランジスタを有する層
１０４ａ  薄膜トランジスタ
１０４ｂ  薄膜トランジスタ
１０４ｃ  薄膜トランジスタ
１０４ｄ  薄膜トランジスタ
１０４ｅ  薄膜トランジスタ
１０５    樹脂層
２０１    開口部
２０２    開口部
３０１    ビット線
３０２    ワード線
３０３    トランジスタ
３０４    容量素子
３１１ａ  ビット線
３１１ｂ  ビット線
３１２    ワード線
３１３    トランジスタ
３１４    トランジスタ
３１５    トランジスタ
３１６    トランジスタ
３１７    トランジスタ
３１８    トランジスタ
４００    ＲＦＩＤタグ
４０１    電源回路
４０２    クロック発生回路
４０３    データ復調／変調回路
４０４    制御回路
４０５    インタフェイス回路
４０６    記憶回路
４０７    バス
４０８    アンテナ
４０９    リーダライタ
５０１    アンテナ
５０２    絶縁層
５０３    パッシベーション膜
５０４    第１の層間絶縁膜
５０５    配線
５０６    第２の層間絶縁膜
６００    取り付け位置
６０１    記録媒体
６０２    書籍
６０３    パッケージ
６０４    衣類
【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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