(57)【要約】      （修正有）【課題】粘着材の配置を工夫し、基板を切断して半導体素子を製造することで、粘着力の強い粘着材や熱により硬化する粘着材を使用でき、かつ、製造効率を向上させることができる半導体素子を製造する。【解決手段】一つ以上の半導体素子を製造する方法において、半導体素子形成領域を基板上に決定する工程と、半導体素子形成領域よりも外側に設定される切断部を決定する工程と、基板の半導体素子形成領域と反対面上で、切断部の外側に粘着材３を積層する工程と、粘着材３上に支持材４を積層する工程と、半導体素子形成領域に半導体素子を積層する工程と、基板上で切断部を切断する工程と、を有する半導体素子の製造方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ以上の半導体素子を製造する方法において、
半導体素子形成領域を基板上に決定する工程と、
前記半導体素子形成領域よりも外側に設定される切断部を決定する工程と、
前記基板の半導体素子形成領域と反対面上で、前記切断部の外側に粘着材を積層する工程と、
前記粘着材上に支持材を積層する工程と、
前記半導体素子形成領域に前記半導体素子を積層する工程と、
前記基板上で前記切断部を切断する工程と、
を有することを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項２】
一つ以上の半導体素子を製造する方法において、
半導体素子形成領域を基板上に決定する工程と、
前記半導体素子形成領域よりも外側に設定される切断部を決定する工程と、
前記半導体素子形成領域に前記半導体素子を積層する工程と、
前記基板の半導体素子形成領域と同一面上もしくは反対面上で、前記切断部の外側に粘着材を積層する工程と、
前記粘着材上に支持材を積層する工程と、
前記基板上で前記切断部を切断する工程と、
を有することを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１から２において、前記基板が可撓性を有することを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３において、前記半導体素子が酸化物半導体もしくは有機半導体であることを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４において、一枚の基板上に、複数の前記半導体素子を有し、かつ、複数の前記切断部を有することを特徴とする半導体素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５において、前記基板の切断にレーザーカッターもしくは金属刃を用いることを特徴とする酸化物半導体素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子の製造方法に関し、特に支持材を用いる半導体素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子を有するディスプレイに対する需要が近年拡大している。半導体素子を有するディスプレイの製造において、半導体素子を有する基板のハンドリングを容易にするため、また加熱をする製造工程での熱による寸法変動を抑えるために、ガラスや金属やセラミック等の硬質で熱による寸法変動が小さい物質からなる支持材を基板に積層するということが一般に行われている。
【０００３】
支持材を基板に積層させる方法として、記載の基板と支持材の間に粘着材を隙間なく設ける方法が一般に行われている（特許文献１）。また、支持材を基板に積層させる方法として、基材と分離層との間の一部に密着力が異なる部分である表面改質部を分離層上に設け、分離層の上に薄膜デバイスを作製した後に、分離層の密着力が強い部分を機械的に除去し、密着力の弱い分離層毎薄膜デバイスを基材から剥がすという方法が行われている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−８６９９３号
【特許文献２】特開２００５−１８３６１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、基板と支持材の間に粘着材を隙間なく設ける方法において、支持材は製造工程で必要ではあるが、製品としては半導体素子を有する基板のみが必要であるので、製品前には必ず基板から粘着材を剥離しなければならない。したがって、粘着材は、基板と支持材の両方に対して再剥離性を有していて、かつ耐熱性があり、かつ熱硬化性がないものに限られるので制約が大きかった。
【０００６】
また、基材と分離層との間に密着力が異なる部分（表面改質層）を設け、分離層の上に薄膜デバイスを作製した後に、分離層の密着力が強い部分を機械的に除去し、密着力の弱い分離層毎薄膜デバイスを基材から剥がすという方法においては、密着力が強い部分を機械的に除去したあと密着力の弱い部分を基材から剥がすという複雑でかつ多段階の剥離工程が必要であり、製造効率が悪かった。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、粘着力の強い粘着材や熱により硬化する粘着材を使用でき、かつ、製造効率を向上させることができる半導体素子の製造方法の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、一つ以上の半導体素子を製造する方法において、半導体素子形成領域を基板上に決定する工程と、前記半導体素子形成領域よりも外側に設定される切断部を決定する工程と、前記基板の半導体素子形成領域と反対面上で、前記切断部の外側に粘着材を積層する工程と、前記粘着材上に支持材を積層する工程と、前記半導体素子形成領域に前記半導体素子を積層する工程と、前記基板上で前記切断部を切断する工程と、を有することを特徴とする半導体素子の製造方法を提供するものである。
【０００９】
また本発明は、一つ以上の半導体素子を製造する方法において、半導体素子形成領域を基板上に決定する工程と、前記半導体素子形成領域よりも外側に設定される切断部を決定する工程と、前記半導体素子形成領域に前記半導体素子を積層する工程と、前記基板の半導体素子形成領域と同一面上もしくは反対面上で、前記切断部の外側に粘着材を積層する工程と、前記粘着材上に支持材を積層する工程と、前記基板上で前記切断部を切断する工程と、を有することを特徴とする半導体素子の製造方法を提供するものである。
【００１０】
これらのような製造方法によれば、粘着力の強い粘着材や熱により硬化する粘着材を使用でき、かつ、複雑かつ多段階の剥離工程を必要とせず、基板を切断するだけで基板と粘着材を分離すること可能となることで、製造効率を向上させることができる。
【００１１】
また本発明は、前記基板が可撓性を有することを特徴とする半導体素子の製造方法を提供するものである。
【００１２】
このような製造方法によれば、ガラス等の高価な材料ではなくポリマーやプラスチック等の安価な材料を用いることになるので、安価に半導体素子を製造することができる。
【００１３】
また本発明は、前記半導体素子が酸化物半導体もしくは有機半導体であることを特徴とする半導体素子の製造方法を提供するものである。
【００１４】
このような製造方法によれば、シリコン等の高価な材料ではなく酸化物や有機物等の安価な材料を用いることになるので、安価に半導体素子を製造することができる。
【００１５】
また本発明は、一枚の基板上に複数の切断部を有することを特徴とする半導体素子の製造方法を提供するものである。
【００１６】
このような製造方法によれば、一枚の基板から複数種類で複数枚数の半導体素子を製造することができる。
【００１７】
また本発明は、前記基板の切断にレーザーカッターもしくは金属刃を用いることを特徴とする半導体素子の製造方法を提供するものである。
【００１８】
このような製造方法によれば、基板の切断部分以外に傷をつけずに基板を切断することができ、かつ基板の切断面を滑らかにすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る半導体素子の製造方法では、粘着材の配置を工夫し、基板を切断して半導体素子を製造することで、基板を粘着材から再剥離する必要がなく、また複雑で多段階の剥離工程も必要もないことによって、粘着力の強い粘着材や熱により硬化する粘着材を使用でき、かつ、製造効率を向上させることができる半導体素子を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】(a)~(d)  本発明の第一実施態様の半導体の製造方法を時系列に説明する断面図である。
【図２】本発明の半導体素子形成領域、基板、粘着材、支持材がこの順に積層した半導体の基板側からの視点を説明する模式図である。
【図３】本発明の粘着材と支持材と切断部の状態の一例を説明する斜視図である。
【図４】(a)~(d)  本発明の第二実施態様の半導体の製造方法を時系列に説明する断面図である。
【図５】本発明の粘着材と支持材と切断部の状態の一変形例を説明する斜視図である。
【図６】本発明の粘着材と支持材と切断部の状態の一変形例を説明する斜視図である。
【図７】本発明の粘着材と支持材と切断部の状態の一変形例を説明する斜視図である。
【図８】本発明の粘着材と支持材と切断部の状態の一変形例を説明する斜視図である。
【図９】本発明の粘着材と支持材と切断部の状態の一変形例を説明する斜視図である。
【図１０】本発明の粘着材と支持材と切断部の状態の一変形例を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔第一実施形態〕
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。まず、基板２上の半導体素子形成領域１に半導体素子を積層する（図１(a)）。次に、支持材４上に粘着材３を積層する（図１(b)）。次に、粘着材３上に支持材４を積層する（図１(c)）。次に、切断部で基板２を切断する（図１(d)）。図２は、半導体素子形成領域１、基板２、粘着材３、支持材４がこの順に積層した半導体の基板２側からの視点を説明する模式図である。図２では、支持材４は省略してある。
【００２２】
（半導体素子）
半導体素子は、半導体素子積層領域に積層される。半導体素子積層領域は、切断部の内側が好適である。半導体素子積層領域が、切断部の内側にあれば、半導体素子の無駄を削減できる。半導体素子の積層は、粘着材３と支持材４を基板２に積層した後が好ましいが、基板２に粘着材３を積層する前後、粘着材３に支持材４を積層する前後などどのような段階のときでもよく、半導体の積層を前記段階のいくつかの段階で分割して行ってもよい。
【００２３】
基板２上の半導体素子は、トランジスタやダイオードが好ましいが、より好ましくは薄膜トランジスタが良い。また、基板２上の半導体素子は、ゲート電極、ゲート絶縁膜、ソース電極、ドレイン電極、半導体から基本的に構成されているが、パッシベーション層等が設けられていてもよい。また、基板２上の半導体素子は、ボトムゲート・ボトムコンタクト型構造、ボトムゲート・トップコンタクト型構造、トップゲート型構造の三つの構造のうちいずれか一つの構造を有する。ボトムゲート・ボトムコンタクト型構造は、基板２上にゲート電極が形成され、前記ゲート電極を覆うようにゲート絶縁膜が形成され、前記ゲート絶縁膜を覆うように半導体が形成され、前記半導体上にソース電極、ドレイン電極が互いに接触しないように形成されている構造である。ボトムゲート・トップコンタクト型構造は、基板２上にゲート電極が形成され、前記ゲート電極を覆うようにゲート絶縁膜が形成され、前記絶縁膜上にソース電極とドレイン電極が互いに接触しないように形成され、前記ソース電極と前記ドレイン電極の間隙を覆うように半導体が形成されている構造である。トップゲート型構造は、基板２上にソース電極とドレイン電極が互いに接触しないように形成され、前記ソース電極上と前記ドレイン電極上かつ前記ソース電極−前記ドレイン電極の間隙を覆うように半導体が形成され、前記半導体上にゲート絶縁膜が形成され、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極が形成されている構造である。前記三つの構造は基本的な構造であり、例えばパッシベーション層等が設けられていてもよい。
【００２４】
半導体は、アモルファスシリコンの半導体や多結晶シリコンの半導体や酸化物半導体や有機半導体が好適である。とりわけ、酸化物半導体や有機半導体が好ましい。半導体として酸化物半導体や有機半導体を用いることが好ましいのは、製造工程において３００度以下の加熱工程しか無いため、可撓性を有する基板を用い易くなるためである。
【００２５】
（基板）
基板２の材質は、ステンレス等の金属や樹脂やポリマーが好適であるが、樹脂やポリマーのような可撓性を有しているものがより好ましい。例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエーテルサルフォン等であるが、耐熱性や絶縁性などからポリイミドがより好ましい。基板２の大きさは特に限定されない。基板２の厚さは、可撓性を有する基板であるならば、可撓性を効果的に利用できる０．１ｍｍ以下が好適であるが、基板２の材質やハンドリングのしやすさやコスト等によって変わってくるため特に限定されない。
【００２６】
（粘着材）
粘着材３は粘着力の強い粘着材３や熱により硬化する粘着材３が好ましいが、再剥離性の粘着材３や再剥離性はないが粘着力の弱い粘着材３や熱で硬化しない粘着材３等も使用することができる。具体的には、シリコン系接着材、セラミック系接着材、アルミニウム系接着材、フェノール樹脂系接着材、ユリア樹脂系接着材、アミノ樹脂系接着材、メラミン樹脂系接着材、不飽和ポリエステル樹脂系接着材、エポキシ樹脂系接着材、ジアリルフタレート樹脂系接着材が好適である。
【００２７】
粘着材３を積層する範囲は、切断部の外側にあればよい。より好ましくは、基板２と支持材４をしっかりと固定でき、かつ廃棄する基板２を少なくすることができるため基板２の周縁部、かつ、半導体素子を囲う範囲が好適である。本発明における基板２の周縁部は、基板２の端から基板２の長さの１０％の長さまでが通常であり、より好ましくは１５％の長さまで、さらに好ましくは２０％の長さがあれば、基板２と支持材４を互いに強固に固定することができる。さらに、基板２の端から５％の長さから基板２の端から１０％の長さの部分まで粘着材３を積層するといった方法でもよい。
【００２８】
粘着材３を積層する方法は、液状の粘着材３を用いる場合であれば、支持材４上の切断部の外側に粘着材３を塗付し、ヘラやバーコーター等を用いて粘着材３を均一な高さにする、その際切断部の内側に粘着材３が入らないよう、塗付する粘着材３の量を適量にする。シート状の粘着材３を用いる場合であれば、シート状の粘着材３を切断部の外側に対応した形状に切断し、支持材４上の切断部の外側に貼り付ける。
【００２９】
次に基板２と支持材４の中心位置を合わせながら、粘着材３を介して積層する。
【００３０】
（支持材）
支持材４の材質は、ガラス、金属（ステンレスなど）、セラミック等が好適であるが、硬質で温度による寸法の変動が小さいものであればどのようなものでも良い。支持材４の大きさは、基板２を支える安定性が良くなるため、基板２と同等程度が好適であるが、特に限定されない。支持材４の厚さは、支持材４の可撓性を抑えるために０．５ｍｍ以下であることが好適であるが、支持材４の材質やハンドリングのしやすさやコスト等によって変わってくるため特に限定されない。
【００３１】
（切断部）
切断部とは、基板２や支持材４を切断する部分である。切断部は、半導体素子領域よりも外側であればよい。切断は、基板２だけを切断すればよいが、基板２と支持材４を切断してもよい。切断は、レーザーカッターもしくは金属刃を用いることが好適である。基板２の切断部分以外に傷をつけずに基板２を切断することができ、かつ基板２の切断面を滑らかにすることができるためである。
【００３２】
以上で説明したような第一実施形態によれば、粘着力の強い粘着材３や熱により硬化する粘着材３を使用でき、かつ、基板２を切断するだけで基板２と粘着材３を分離できることで工程数の削減ができることによって、製造効率を向上させることができる。
【００３３】
〔第二実施形態〕
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。まず、支持材４上に粘着材３を積層する（図４(a)）。次に支持材４上に基板２を積層する（図４(b)）。次に基板２上の半導体素子形成領域１に半導体素子を積層する（図４(c)）。次に、切断部で基板２を切断する（図４(d)）。
【００３４】
本実施形態においては、半導体素子積層領域上に半導体素子を積層する工程は、粘着材３と支持材４を基板２に積層した後に実施している。このような形態では、支持材４を使用することによるハンドリングの向上を、半導体素子の各積層工程で利用できる。
【００３５】
図５は、本発明の一変形を示す斜視図である。本変形例では、一つの基板で、同一種の４つの半導体素子を示してある。本変形例に限らず、４つ未満、４つ以上の同一種の半導体素子を製造することができる。このように、複数種類で複数枚数の半導体素子をつくることができるので製造効率が向上する。
【００３６】
図６は、本発明の一変形を示す斜視図である。本変形例では、三角形の半導体素子と三角形の切断部を示し、また、大きさが異なる半導体素子を示してある。本変形例に限らず、円形、台形、星形等の任意の形に半導体素子を製造することができる。また、大きさの違う半導体素子を製造することができる。
【００３７】
図７、８、９は、本発明の一変形を示す斜視図である。本変形例では、半導体素子や切断部を囲わない粘着材３を示してある。本変形例に限らず、切断部の外側であれば任意の場所に粘着材３を積層することができる。
【００３８】
図１０は、本発明の一変形を示す斜視図である。本変形例では、切断面より大きい半導体素子を示してある。本変形例に限らず、製造上の都合等で切断面よりも半導体素子が大きくなる場合もある。
【実施例】
【００３９】
［実施例１］
支持材となる一辺１５０ｍｍの正方形のガラス基板上に耐熱エポキシ接着剤（太陽金網製のデュラルコ４４６０）を基板の端部から１５ｍｍまでの範囲に塗付し、その後一辺１４８ｍｍの正方形のSUS板を支持材として、基板と支持材の各中心を合わせながら張り付け、接着剤推奨の条件で熱処理を行って硬化させた。その後薄膜デバイスをSUS板上に作製をおこなった。デバイス作製後に支持材の端部から５ｍｍの所をレーザーカッターを用いて、SUS基板を切断し支持材より取り外した。
【００４０】
［実施例２］
多面取りをおこなう薄膜デバイス作製において、支持材となる一辺１５０ｍｍの正方形のSUS基板上にセラミック系接着剤を基板の端部より１５ｍｍ及び、薄膜デバイス基板切断線部の外側の幅２ｍｍの範囲に塗付後、一辺１４８ｍｍの正方形のSUS箔を支持材と中心を合わせながら貼り合せ、接着剤を硬化させた。その後、薄膜デバイスをSUS箔上に作製をおこなった。デバイス作製後に、支持材の端部から５ｍｍの部分及び多面取の切断部分を金属刃を用いて切断し、支持材より取り外した。
【符号の説明】
【００４１】
１…  半導体素子形成領域
２…  基板
３…  粘着材
４…  支持材
【図１】
2012064678.tif 000003
【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９】
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【図１０】
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