(57)【要約】【課題】  転写の際に支持基板を用いなくても、簡単に転写を行え、且つ被転写体へのダメージの低減も図ることができる転写方法を確立する。【解決手段】  第一基板上に剥離用犠牲層を介して設けられた被転写層を該第一基板から剥離し、第二基板上に転写する方法であって、下記（ａ）乃至（ｆ）を順に行うことを特徴とする転写方法である。（ａ）前記第一基板上に間隙を設けて前記剥離用犠牲層を複数形成する工程（ｂ）該第一基板上面及び該剥離用犠牲層の全面を覆うように下地保護膜を形成する工程（ｃ）夫々の該剥離用犠牲層上に該下地保護膜を介して該被転写体を形成する工程（ｄ）該被転写体の周辺において、該下地保護膜に該剥離用犠牲層に通ずる小穴を複数形成する工程（ｅ）該小穴から溶解溶液を流入させることによって該剥離用犠牲層を溶解することで、該第一基板から被転写体を剥離する工程（ｆ）剥離した該被転写層を該第二基板に接着する工程【選択図】  図２
2007318046.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基板上に剥離用犠牲層を介して設けられた被転写層を該第一基板から剥離し、第二基板上に転写する方法であって、下記（ａ）乃至（ｆ）を順に行うことを特徴とする転写方法。
（ａ）前記第一基板上に間隙を設けて前記剥離用犠牲層を複数形成する工程
（ｂ）該第一基板上面及び該剥離用犠牲層の全面を覆うように下地保護膜を形成する工程
（ｃ）夫々の該剥離用犠牲層上に該下地保護膜を介して該被転写体を形成する工程
（ｄ）該被転写体の周辺において、該下地保護膜に該剥離用犠牲層に通ずる小穴を複数形成する工程
（ｅ）該小穴から溶解溶液を流入させることによって該剥離用犠牲層を溶解することで、該第一基板から被転写体を剥離する工程
（ｆ）剥離した該被転写層を該第二基板に接着する工程
【請求項２】
前記剥離用犠牲層が酸化亜鉛からなり、前記溶解溶液が酸性溶液であることを特徴とする請求項１記載の転写方法。
【請求項３】
前記剥離用犠牲層が酸化ゲルマニウムからなり、前記溶解溶液が温水であることを特徴とする請求項１記載の転写方法。
【請求項４】
前記剥離用犠牲層溶解後、前記被転写体を真空吸引することにより前記第一基板から剥離することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の転写方法。
【請求項５】
前記第二基板がロール状に巻かれており、該第二基板に被転写体を転写する転写方法であって、前記第二基板を巻き出す工程を少なくとも有し、巻き出された該第二基板に前記被転写体を転写することを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の転写方法。
【請求項６】
前記下地保護膜が窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、アルミナ膜、或いは窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、アルミナ膜の少なくとも１つを含む積層膜であることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の転写方法。
【請求項７】
前記第一基板がガラス基板であり、前記第二基板がプラスチック基板であることを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ある基板から他の基板へ被転写体を転写する転写方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラスチック等のフレキシブル基板は優れた特性を有し、半導体素子等の基板として、様々な場面で利用が検討されている。例えば、フレキシブル基板は変形に強いといった特性を有するため、曲面ディスプレイや三次元スキャナー等に好適に利用可能である。また、軽量であるといった特性を有するため、種々の装置のモバイル化を図ることができる。
しかしながら、例えば、基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成する場合、化学気相成長（ＣＶＤ）法等の高温処理を伴う工程を経るが、フレキシブル基板は耐熱性が弱く、１５０℃から２００℃程度の低温処理を行わなければならないといった問題がある。
また、フレキシブル基板は水分を吸蔵し易いため、製造プロセス中の加熱工程で吸蔵した水分が脱離し薄膜の特性を劣化させる。また、半導体装置等との密着性の低下も引き起こす。加えて、例えばフレキシブル基板に液晶表示装置を作成した場合等、液晶セル内の液晶を劣化させ、表示欠陥となって表示品位を劣化させてしまうといった問題もある。
【０００３】
上記のような問題に鑑み、耐熱性の問題に対しては、高温プロセスを伴わない、低温プロセスでの半導体素子等の作成のための研究が種々なされている。しかしながら、低温プロセスは未だ確立しておらず、当該低温プロセスで作成した半導体素子等は、製品化に至っていないのが現状である。また、水蒸気等の吸蔵の問題に対しては、基板にバリア層を設けることが考えられるが、バリア層を設けることは、コスト面や工整数の増加等の問題がある。
【０００４】
そこで、近年、ガラスや石英等の耐熱性の高い基板上に作成した半導体素子等の被転写体をフレキシブル基板等の他の好適な基板に転写する方法が検討されている。具体的には、基板上に剥離用犠牲層を形成し、その剥離用犠牲層上に半導体素子等の被転写体を作成する。その後、被転写体を剥離し、他の基板に転写するといった方法である。
このような転写方法としては、剥離用犠牲層としてシリコン層やアモルファスシリコン層を利用し、レーザー光のエネルギーを使って剥離用犠牲層上に設けられた被転写体を剥離し、転写を行う方法が挙げられる（下記特許文献１参照）。
これにより、積層体の製造時に使用する基板と、例えば製品の実使用時に使用する基板（製品の用途からみて好ましい性質をもった基板）とを、独立に自由に選択することができる。つまり、実使用時に使用する基板等を、被転写体の製造プロセスでの制約によらず、選択することができる。
【０００５】
また、上記転写方法では、被転写体を剥離した後、支持基板を用いて被転写体の転写を行う。具体的には、剥離する前に被転写体を支持基板に接着し、剥離した後、被転写体を支持基板とともに転写する。支持基板は、被転写体が曲がって破損したりしないように、安定させる役割を果たすものであるので、支持基板を用いることにより、転写体の取扱いが容易となり、被転写体へのダメージも低減することができる。支持基板は、特に被転写体が可撓性を有する場合等に有効である。
【０００６】
しかしながら、支持基板を用いる場合、上記したように、支持基板と被転写体との接着、剥離といった工程を有する必要がある。そのために、工定数が増加し、作業が煩雑になりやすいといった問題が生じる。また、支持基板自体の価格も高いという現状もあり、転写を行う際のコストの上昇の招くといった問題も生じる。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１２５９２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、転写の際に支持基板を用いなくても、簡単に転写を行え、且つ被転写体へのダメージの低減も図ることができる転写方法を確立することを解決課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、第一基板上に剥離用犠牲層を介して設けられた被転写層を該第一基板から剥離し、第二基板上に転写する方法であって、下記（ａ）乃至（ｆ）を順に行うことを特徴とする転写方法に関する。
（ａ）前記第一基板上に間隙を設けて前記剥離用犠牲層を複数形成する工程
（ｂ）該第一基板上面及び該剥離用犠牲層の全面を覆うように下地保護膜を形成する工程
（ｃ）夫々の該剥離用犠牲層上に該下地保護膜を介して該被転写体を形成する工程
（ｄ）該被転写体の周辺において、該下地保護膜に該剥離用犠牲層に通ずる小穴を複数形成する工程
（ｅ）該小穴から溶解溶液を流入させることによって該剥離用犠牲層を溶解することで、該第一基板から被転写体を剥離する工程
（ｆ）剥離した該被転写層を該第二基板に接着する工程
【００１０】
請求項２に係る発明は、前記剥離用犠牲層が酸化亜鉛からなり、前記溶解溶液が酸性溶液であることを特徴とする請求項１記載の転写方法に関する。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記剥離用犠牲層が酸化ゲルマニウムからなり、前記溶解溶液が温水であることを特徴とする請求項１記載の転写方法に関する。
【００１２】
請求項４に係る発明は、前記剥離用犠牲層溶解後、前記被転写体を真空吸引することにより前記第一基板から剥離することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の転写方法に関する。
【００１３】
請求項５に係る発明は、前記第二基板がロール状に巻かれており、該第二基板に被転写体を転写する転写方法であって、前記第二基板を巻き出す工程を少なくとも有し、巻き出された該第二基板に前記被転写体を転写することを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の転写方法に関する。
【００１４】
請求項６に係る発明は、前記下地保護膜が窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、アルミナ膜、或いは窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、アルミナ膜の少なくとも１つを含む積層膜であることを特徴とする請求項１乃至５いずれか記載の転写方法に関する。
【００１５】
請求項７に係る発明は、前記第一基板がガラス基板であり、前記第二基板がプラスチック基板であることを特徴とする請求項１乃至６いずれか記載の転写方法に関する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に係る発明によれば、被転写体の周辺において、下地保護膜に剥離用犠牲層に通ずる小穴を複数形成し、小穴から溶解溶液を流入させることによって剥離用犠牲層を溶解することにより、被転写体を、例えば半導体素子各々のように、小さい単位に分割して剥離することができる。そのため、支持基板を用いる等しなくても転写を行うことができる。それにより、支持基板への接着・剥離といった工程を経る必要がないので、工程数を減らして容易に転写を行うことができる。また、支持基板を必要としないことで、コストの上昇も抑えることができる。
【００１７】
請求項２に係る発明によれば、剥離用犠牲層が酸化亜鉛からなり、溶解溶液が酸性溶液であることにより、剥離用犠牲層を容易に、且つ迅速に溶解し、転写を行うことができる。また、溶解溶液を弱酸性溶液とすることで、被転写体へのダメージも低減することができる。
【００１８】
請求項３に係る発明によれば、剥離用犠牲層が酸化ゲルマニウムからなり、溶解溶液が温水であることにより、剥離用犠牲層を容易に溶解することができ、且つ被転写体へのダメージも低減することができる。
【００１９】
請求項４に係る発明によれば、被転写体を真空吸引して第一基板から剥離することにより、容易で、且つ迅速に転写を行うことができる。また、支持基板を用いる等しなくても転写を行うことができ、工程数やコストの減少を図ることができる。
【００２０】
請求項５に係る発明によれば、ロール状に巻かれた第二基板を巻き出す工程で、巻き出された第二基板に被転写体を随時転写することにより、連続的に、且つ小スペースで転写を行うことができるので、生産性を向上させることができる。
【００２１】
請求項６に係る発明によれば、下地保護膜が窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、アルミナ膜、或いは窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、アルミナ膜の少なくとも１つを含む積層膜であることにより、ガスバリア性の高い下地保護膜が得られる。そのため、剥離工程における被転写体へのダメージを低減することができる。加えて、下地保護膜が転写先でのバリア層としての働きも有するめ、例えば転写を行うことでプラスチック等のフレキシブル基板に液晶表示装置を作成した場合等、フレキシブル基板中に吸蔵された水分による液晶セル内の液晶の劣化を防ぐことができる。それにより、表示欠陥による表示品位の劣化を防ぐことができる。
【００２２】
請求項７に係る発明によれば、第一基板がガラス基板であることにより、被転写体の作成の際、高温処理を行うことができる。また、第二基板がプラスチック基板であることにより、軽量、薄型化が可能、大面積化が容易、変形に強い、加工性が優れている等の性質を持つプラスチック基板上に被転写体を積層することができる。そのため、例えば被転写体が薄膜トランジスタである場合、薄膜トランジスタを有する液晶ディスプレイを製造するに際して、薄膜トランジスタの製造工程の条件等に関わらず、上記した良好な特性を有するプラスチック基板を用いることが可能となり、大型で、且つ軽量の液晶ディスプレイを容易に作成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の転写方法について図面を参照しながら以下説明する。
図１及び図２は本発明の転写方法の実施例の工程を示すものであり、具体的には第一基板１に作成した被転写体を第二基板８に転写する工程を示す。なお、図１及び図２は連続した工程を示している。
【００２４】
まず、図１（ａ）に示される如く、第一基板１上に剥離用犠牲層となる化合物を被膜し、パターニングすることで、間隙を有して複数の剥離用犠牲層２を形成する。図１（ａ）では、３つの剥離用犠牲層を示しているが、３つに限定されるわけではなく、第一基板の大きさや、被転写体の大きさ、必要数等を考慮して任意に決めることができる。
【００２５】
このとき、第一基板１は被転写体の製造工程での条件等を満たす材料、特に耐熱性の高い材料が好ましい。その理由は、被転写体の形成の際、高温処理を行うことがあるが、その場合でも温度条件等の設定の幅を広げることができるからである。
第一基板１として、被転写体の形成プロセスにおいて、最高プロセス温度が１０００℃程度の場合には石英ガラスが例示でき、５００℃前後となる場合には耐熱ガラスが例示できる。但し、石英ガラスや耐熱ガラスに限定されるわけではなく、被転写体の製造条件等により適宜選択可能である。例えば、被転写体の製造プロセスでの処理温度が低い場合には、融点の低い安価なガラス材等を使用してもよい。
【００２６】
剥離用犠牲層２は、後の工程で溶解溶液により溶解される。剥離用犠牲層と溶解溶液については、被転写体へのダメージや溶解速度等を考慮して適宜選択可能である。詳しくは後述する。
【００２７】
次に図１（ｂ）に示される如く、第一基板１上面及び剥離用犠牲層２上全面に下地保護膜３を形成する。
【００２８】
下地保護膜３は後述する被転写体の剥離工程で、被転写体へダメージが及ぶことを防ぐ役割を果たす。加えて、下地保護膜が転写先でのバリア層としての働きも有するめ、例えば転写を行うことでプラスチック等のフレキシブル基板に液晶表示装置を作成した場合等、フレキシブル基板中に吸蔵された水分による液晶セル内の液晶の劣化を防ぐことができる。それにより、表示欠陥による表示品位の劣化を防ぐことができる。
下地保護膜３は、窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、アルミナ膜、或いは窒化シリコン膜、酸窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、アルミナ膜の少なくとも１つを含む積層膜等、剥離工程で使用する酸性溶液に対して安定で、且つガスバリア性の高い層が挙げられる。これらの層はプラズマ化学気相成長（PCVD）法で成膜することができる。
【００２９】
次に、下地保護膜３を介して、剥離用犠牲層２上に被転写体４を形成する。図１（ｃ）は被転写体を形成した後の断面図であるが、第一基板に対して垂直上方向から見たときに、被転写体４の周辺に剥離用犠牲層３があるように配置するのが望ましい。後に詳述するが、被転写体４の周辺に、剥離用犠牲層２に通ずる小穴を設けるときに、小穴を設けやすいからである。
【００３０】
また、被転写体４としては半導体薄膜、金属薄膜、セラミック薄膜、有機薄膜といった薄膜やその積層体に加えて、薄膜トランジスタ、薄膜ダイオード、その他の薄膜半導体デバイス、電極、太陽電池等に用いられる光電変換素子、スイッチング素子、メモリー、圧電素子等のアクチュエータ、光記録媒体等の記録媒体といった各種電子デバイスや光デバイス、磁気デバイスが挙げられる。なお、被転写体４は単層構造でもよい。更には、上記薄膜トランジスタ等のように、所定のパターニングが施されたものでもよい。
【００３１】
続きの工程を図２を用いて説明する。
被転写体形成後、図２（ａ）で示される如く、夫々の被転写体４周辺において、対応する剥離用犠牲層２に通ずる小穴５を下地保護膜３にフォトリソグラフィを用いて形成する。図３は図２（ａ）の一部を、基板に対して垂直上方向から見た図であり、被転写物を囲むように小穴５を複数設けている。この小穴５は剥離用犠牲層２と通ずる穴であるので、第一基板と垂直上方向から見たときに、被転写体４の周辺に剥離用犠牲層３があるように配置するのが望ましい。それにより、被転写体４の周辺に小穴を設ける際、第一基板に対して垂直に小穴を設ければ剥離用犠牲層に通ずるので、小穴を容易に形成することができるからである。
【００３２】
次に小穴５から溶解溶液を流し込むことにより、小穴と通じている剥離用犠牲層を溶解する。
図２（ｂ）は剥離用犠牲層２を溶解した後の断面図であり、剥離用犠牲層２が溶解されたことにより、剥離用犠牲層２があった部分が空洞２aとなる。加えて、被転写体の周りには複数の小穴５が設けられているので、複数の小穴５が切り取り線の役目を果たす。従って、被転写層４の下の部分で、且つ空洞２ａと小穴５で囲まれた範囲である下地保護膜３ａとともに、被転写体を容易に剥離することができる。
【００３３】
従来は、被転写体を剥離した後、支持基板で被転写体をサポートして転写を行っていた。具体的には、剥離する前に被転写体を支持基板に接着し、剥離した後、支持基板を用いて転写を行っていた。支持基板は、被転写体が曲がって破損したりしないように、安定させる役割を果たすものである。しかしながら、支持基板を用いた場合、支持基板の接着、剥離といった工程を有する必要があり、工定数が増加し、作業が煩雑となっていた。また、コストの上昇も招いていた。
一方、本発明は、剥離用犠牲層を複数形成し、夫々の上に被転写体を形成して剥離するので、被転写体を小さい単位で剥離し、転写することができる。被転写体が小さいことにより、曲がって破損すること等が少なく、支持基板を設けなくても安定して転写することができる。そのため、工定数を少なくし、コストも低減できる。
【００３４】
また、被転写体の剥離は、真空吸引により行うことが好ましい。真空吸引で行うことにより、支持基板を用いることなく、容易に剥離することができるからである。
【００３５】
ここで、剥離用犠牲層２と溶解溶液について、詳述する。
剥離用犠牲層２としては、酸化亜鉛からなる層を例示することができる。この時、酸性溶液を溶解溶液として用いることができる。酸化亜鉛は酸性溶液に対するエッチング速度が大きいので、簡単に、且つ短時間で被転写体を剥離、転写することができる。加えて、剥離用犠牲層を溶解するための酸性溶液は弱酸性で良いため、被転写体へのダメージを少ないものとすることができる。
なお、酸性溶液としては、剥離用犠牲層２の主成分である酸化亜鉛を溶解することができ、且つ、下地保護膜３を溶解しない溶液であればよい。具体的には、塩酸、シュウ酸、リン酸等が例示できる。
また、剥離用犠牲層２として、酸化ゲルマニウムも例示することができる。この時、温水を溶解溶液として用いることができる。溶解溶液として温水を用いることにより、被転写体へのダメージを低減することができる。
また、剥離用犠牲層２として、アルミニウム等の金属を用い、溶解溶液としてリン酸等の酸性溶液を用いることも可能である。
【００３６】
最後に、図２（ｃ）に示される如く、剥離した下地保護膜３ａ及び被転写体４を永久接着剤で構成される接着剤膜７を介して、第二基板８へ接着する。これにより第一基板１から第二基板８へ被転写体４を転写することができる。
【００３７】
第二基板８としては、プラスチック基板が好ましい。軽量、薄型化が可能、大面積化が容易、変形に強い、加工性が優れている等の性質を持つプラスチック基板を用いることで、例えば被転写体が薄膜トランジスタである場合、薄膜トランジスタを有する液晶ディスプレイ等の軽量化及び大型化を実現することができる。
プラスチックは、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよいが、基板として用いるには熱収縮の少ない熱可塑性樹脂が好ましい。一般的に基板として用いられるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリイミド（ＰＩ）以外にも、熱可塑エンジニアリング樹脂をあげることができる。エンジニアリング樹脂としては、例えば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、強化ポリプロピレン、強化ＰＥＴ、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリスルホン（ＰＳＵ），ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、フッ素樹脂等が挙げられる。
但し、第二基板８はプラスチック基板に限られるわけではなく、紙や金属、ガラス基板も当然含まれる。
【００３８】
上記第一実施例では、平面基板から平面基板への転写を説明したが、第二基板への転写をロール・トゥ・ロール方式で行うことも考えられる。
ロール・トゥ・ロール方式での転写について図４を用いて説明する。但し、参照番号は図１乃至３と同様のものを付してある。
【００３９】
ロール・トゥ・ロール方式の転写とは、第二基板がロール状に巻かれているプラスッチック等のフレキシブル基板の場合等に利用可能な方法である。
図４で示す如く、ロール・トゥ・ロール方式では、第二基板８は、ロール８１から巻き出され、ロール８２へと巻き取られる。この第二基板８に第一基板から剥離された被転写体４が転写される。
具体的には、巻き出された第二基板８には、領域Ａで被転写体４が貼付される。そして、領域Ｂで加圧、加熱等されることで、第二基板８に被転写体４が接着され、転写が完成する。
ロール・トゥ・ロール方式で転写を行うことにより、連続的に且つ、小スペースで転写を行うことができる。
【００４０】
また特に、本発明を用いて第一基板から被転写体を剥離することによって、ロール・トゥ・ロール方式にも好適に利用可能なものとなる。
本発明は、支持基板を使う必要がなく、支持基板からの剥離等の工程がないため、第二基板に対して容易に転写することができるからである。また、被転写体を小さい単位で剥離するので、第二基板への転写をより容易に行うことができるからである。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る転写方法により、フレキシブル基板を容易に使用することができ、曲面ディスプレイや三次元スキャナー等に好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明に係る転写方法の第二実施例の一形態を経時的に示す断面図であり、（ａ）第一基板に剥離用犠牲層を形成した断面図（ｂ）下地保護膜を形成した断面図（ｃ）被転写体を形成した断面図よりなる。
【図２】本発明に係る転写方法の実施例の図１の続きの一形態を経時的に示した断面図であり、（ａ）小穴を形成した後の断面図（ｂ）剥離用犠牲層を溶解した後の断面図（ｃ）第二基板へ転写した後の断面図よりなる。
【図３】図１（ａ）の段階を基板に対して垂直上方向からみた図である。
【図４】ロール・トゥ・ロール方式の転写を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００４３】
１    第一基板
２    剥離用犠牲層
３    下地保護膜
４    被転写体
８    第二基板
【図１】
2007318046.tif 000003
【図２】
2007318046.tif 000004
【図３】
2007318046.tif 000005
【図４】
2007318046.tif 000006