CN100413092C - 薄膜器件的供给体及其制造方法、转印方法 - Google Patents

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Abstract

本发明目的在于提供一种简便地将被转印层在具有柔软性或挠性的转印体上剥离转印的技术。而且本发明目的也在于提供一种利用这种剥离转印技术制造半导体装置的方法以及用该方法制造的电子仪器。上述课题是通过包括以下被转印层的转印方法解决的，该方法是将在支持基板上形成的被转印层在具有柔软性或挠性的转印体上的转印方法，其中包括：在基板上形成被转印层的第一工序、将基板上形成的被转印层接合在固定于固定具上的具有柔软性或挠性的转印体上的第二工序、和将被转印层从基板上剥离转印在转印体上的第三工序。

Description

薄膜器件的供给体及其制造方法、转印方法
技术领域
本发明涉及薄膜元件的转印技术，详细讲本发明涉及在转印体具有柔软性或挠性的情况下也能容易剥离转印的转印方法、半导体装置的制造方法及电子仪器。
背景技术
近年来，关于薄膜晶体管(TFT)和薄膜二极管(TFD)等具有薄膜元件的薄膜器件的制造，人们研究了利用制造其作为制造母基板，例如通过将薄膜元件转印在具备挠性的柔性基板上，来制造重量轻、耐冲击性优良、具有挠性的薄膜器件用的技术。
例如，作为将在制造母基板上制造的薄膜元件，转印在作为是转印目标基板的柔性基板等上的转印方法，本申请人开发出一种转印方法，其中借助于剥离层在制造母基板上制造薄膜元件，将其粘接在转印目标基板上之后，对剥离层实施光线照射使其产生剥离，进而使制造母基板与薄膜元件脱离，而且就该方法已经申请了专利(特开平10-125931号公报)。
而且本申请人由开发出一种在临时转印基板(一次转印体)将薄膜元件一次转印，进而将其二次转印在转印目标基板(二次转印体)上的二次转印方法，并就其申请了专利(特开平11-26733号公报、特开2001-189460号公报)。
若采用这些转印方法，则能够将需要以高温方法制造和进行精密加工的薄膜元件，在耐热性和形状稳定性优良、适于制造薄膜元件的制造母基板上制造之后，通过转印在例如树脂基板之类重量轻、具有柔软性的基板上，来制造柔性薄膜器件。
专利文献1：特开平10-125931号公报
专利文献2：特开平11-26733号公报
专利文献3：特开2001-189460号公报
然而，采用上述已有的转印技术制造的柔性薄膜器件，虽然重量轻柔软性优良，但是由于形状不稳定，所以有难于处理的缺陷。也就是说，由于基板柔软的缘故，所以对于与处理已有的玻璃和硅晶片相同的方法来说，在基板的保持和搬运时容易产生丢落等缺陷。特别是大量制造分割成从数平方毫米至数平方厘米左右的较小面积的薄膜器件的情况下，一个一个薄膜器件的单独处理、检查和安装工中很难快速实施。
而且，在薄膜之类柔软的转印体上转印被转印层的情况下难于剥离。即使在采用坚硬的转印体作为临时转印基板(一次转印体)的情况下，最终转印的转印目标基板(二次转印体)一旦用薄膜等柔软性材料或挠性材料制成，就会出现很难从接合了被转印层的二次转印体上分离一次转印体的问题。
而且即使在采用能用蚀刻等除去的材料构成一次转印体的情况下，也有材料选择复杂的问题。
发明内容
鉴于此，本发明目的在于提供一种对于形状不稳定的薄膜器件也能容易制造和出厂处理的薄膜器件供给体及其制造方法。
而且本发明目的还在于提供一种简便地将被转印层在具有柔软性或挠性的转印体上剥离转印的技术。
本发明目的也在于提供一种利用这种剥离转印技术制造半导体装置的方法以及用该方法制造的电子仪器。
用来达到上述目的的本发明的薄膜器件的供给体，其特征在于，其中具备借助于临时固定用粘接层将薄膜器件固定在支持基板上的结构，支持基板具备剥离层。
根据这种构成，能够借助于固定了薄膜器件的支持基板间接处理薄膜器件。
其中支持基板包括玻璃或石英、硅晶片等质硬、形状稳定性优良的基板。这些基板由于一般用于半导体和液晶显示器的制造工序中，所以其处理非常容易。
优选在所述支持基板上形成剥离层，而且所述支持基板优选是透光性基板。这样一来，能够借助于所述支持基板使剥离层或临时固定用粘接层产生剥离，或者能够赋予消除(减小)粘接力所需的功能
上述薄膜器件优选具备在具有挠性的柔性基板上搭载了薄膜元件层的结构。这样一来，由于挠性薄膜器件被支持基板支持，所以作为转印对象的薄膜(薄膜装置)的处理将变得容易。
上述临时固定用粘接层，具备将薄膜器件暂时固定在支持基板上的功能，和必要时能将薄膜器件取下的功能。既可以采用热固化或光固化等方法通过使液态和膏状作为这种粘接层的性状的前体固化发挥粘接力的，也可以借助于粘接片那样的粘接力将薄膜器件固定在支持基板上。
而且本发明的薄膜器件的供给体，其特征在于，其中具备借助于在支持基板上形成的剥离层和临时固定用粘接层固定薄膜器件的结构。
根据这种构成，即使在临时固定用粘接层的粘接力难于控制，很难用临时固定用粘接层将薄膜器件从支持基板上取下的情况下，剥离层也能够将薄膜器件取下，薄膜器件的剥离将变得容易。这样一来，能够扩展作为临时固定用粘接层可利用材料的选择范围。如上所述，能够将薄膜器件制成在具有挠性的柔性基板上搭载了薄膜元件层的结构。
而且本发明的薄膜器件的供给体的制造方法，是在支持基板上以可剥离转印方式载带薄膜器件的薄膜器件的供给体的制造方法，其中包括：借助于第一临时固定用粘接层将临时固定基板固定在制造母基板的表面上制造的薄膜元件层上的工序；将所述制造母基板从所述薄膜元件层上除去的工序；借助于永久粘接层，将柔性基板粘接在除去了所述薄膜元件层的所述制造母基板的面上的工序；借助于第二临时固定用粘接层将支持基板固定在与所述柔性基板的粘接了所述薄膜元件层的面的反面上的工序；和从所述薄膜元件上除去所述临时固定基板的工序。
从所述薄膜元件层上除去所述制造母基板的工序优选是采用透光性基板作为所述的制造母基板，对事先在此基板表面上形成的剥离层从该基板的内侧实施光照射，使所述剥离层产生界面剥离和/或层内剥离的工序。而且该工序；也可以是将所述制造母基板抛光和/或蚀刻除去的工序。
从所述薄膜元件上除去所述临时固定基板的工序优选对所述第一临时固定用粘接层实施光照射或加热，使此粘接层的粘接力减小或消失，以除去所述临时固定基板的工序。而且该工序；优选对事先在所述临时固定基板上形成的剥离层实施光照射，使此剥离层产生界面剥离和/或层内剥离的工序。
所述临时固定基板也可以由玻璃或石英(石英玻璃)之类基板显示透光性的。
而且上述的本发明中，各剥离层优选采用一种通过激光光线之类光照射，使原子间力或分子间力的结合力消失或减小，产生剥离(脱落)的材料构成。
此外，本发明的薄膜器件的供给体的制造方法，其特征在于，其中还具备在将所述薄膜元件层固定在所述支持基板、所述临时固定基板和所述制造母基板中任何基板上之后，将所述薄膜元件层分割成多个区域的工序。
将所述薄膜元件层分割成多个区域的工序；优选包括：在所述薄膜元件层的所述多个区域的边界部分形成沟槽的工序；和在所述多个区域的边界部分中分割所述柔性基板的工序。
在所述多个区域的边界部分中用以分割所述柔性基板的该柔性基板被加工区域的宽度，优选比在所述薄膜元件层的多个薄膜元件和薄膜电路的区域的边界部分形成的沟槽宽度窄。
而且本发明的电子仪器，由搭载了上述记载的薄膜器件的供给体供给的薄膜器件构成。
此外，用以解决上述课题的本发明的被转印层的转印方法，是利用上述薄膜器件的供给体，将基板上形成的作为薄膜器件的被转印层转印在具有柔软性或挠性的转印体上的方法，其特征在于，其中包括：在所述基板上形成被转印层的第一工序；将所述基板上形成的所述被转印层接合在固定于固定具上的具有柔软性或挠性的转印体上的第二工序；和将所述被转印层与所述基板剥离转印在所述转印体上的第三工序。
这样的话，通过将具有柔软性或挠性的转印体固定在固定具上，由于剥离时在基板与转印体上能够施加一样的力，所以能够简便地将基板从接合了被转印层的转印体上剥离。这种被转印层的转印方法，例如能够用于薄膜半导体装置的制造、片状电光学装置的制造方法和电子仪器的制造方法等之中。
本发明的另一实施方式可以提供一种转印方法，是利用上述薄膜器件的供给体，将在基板上形成的作为薄膜器件的被转印层转印在具有柔软性或挠性的转印体上的转印方法，其特征在于，其中包括：在所述基板上形成被转印层的第一工序；将所述基板、所述被转印层接合在一次转印体上的第二工序；将所述被转印层与所述基板剥离转印在所述一次转印体上的第三工序；将被转印在所述一次转印体上的所述被转印层，接合在固定于固定具上的具有柔软性或挠性的二次转印体上的第四工序；和将所述被转印层从所述一次转印体剥离转印在所述二次转印体上的第五工序。
若是这样，即使在二次转印时，决定最终(第二次)被转印的二次转印体是具有柔软性或挠性的情况下，通过将二次转印体固定在固定具上，能够将一次转印体与接合了被转印层的二次转印体简便地剥离。
本发明的另一种实施方式提供一种被转印层的转印方法，是利用上述薄膜器件的供给体，将在基板上形成的作为薄膜器件的被转印层转印在具有柔软性或挠性的转印体上的方法，其特征在于，其中包括：在所述基板上形成被转印层的第一工序；借助于所述被转印层将所述基板接合在固定在固定具上的具有柔软性或挠性的一次转印体上的第二工序；将所述被转印层从所述基板剥离转印在所述一次转印体上的第三工序；将被转印在所述一次转印体上的所述被转印层，接合在固定于固定具上的具有柔软性或挠性的二次转印体上的第四工序；和将所述被转印层与所述一次转印体剥离转印在所述二次转印体上的第五工序。
若这样，即使在暂时转印被转印层的一次转印体，与形成最终的转印体的二次转印体二者都是具有柔软性或挠性的情况下，通过将固定具固定在一次转印体与二次转印体二者上，使得被转印层的简便转印成为可能。
作为所述固定具，例如可以采用辅助基板。
作为上述被转印层，例如可以举出薄膜晶体管等薄膜器件。
本发明的其他实施方式，提供一种利用上述转印方法的半导体装置的制造方法。这样由于利用上述转印方法，所以使简便地进行转印成为可能，能够提高半导体装置的生产性。因此可以降低半导体装置的价格。
本发明的又一实施方式，提供一种采用上述的制造方法得到的半导体装置的电子仪器。
附图说明
图1是说明本发明的第一种实施方式的制造工序的截面图。
图2是说明本发明的实施方式的制造工序的截面图。
图3是说明本发明的实施方式的制造工序的截面图。
图4是说明本发明的实施方式的制造工序的图。
图5是说明本发明的实施方式的制造工序的截面图。
图6是说明本发明的实施方式的制造工序的截面图。
图7是用以说明第二种实施方式的被转印层转印方法的一个实例的图。
图8是用以说明第三种实施方式中被转印层转印方法的图。
图9是用以说明第三种实施方式中被转印层转印方法的图。
图10是表示包含电光学装置(例如有机EL显示装置)而构成的各种电子仪器实例的图。
图11是表示包含电光学装置(例如有机EL显示装置)而构成的各种电子仪器实例的图。
图中：
9…支持基板背面，10…支持基板，14…与支持基板连接的第一剥离层界面，15…第一剥离层，16…与第一临时固定用粘接层连接的第一剥离层界面，20…第一临时固定用粘接层，25…柔性基板，26…与薄膜元件连接的第二剥离层界面，27…制造母基板，28…第二剥离层，29…与制造母基板连接的第二剥离层界面，30…薄膜器件，33…永久粘接层，34…除去了制造母基板的面，35…薄膜元件，40…第二临时固定用粘接层，44…与第二临时固定用粘接层连接的第三剥离层界面，45…第三剥离层，46…与临时固定基板连接的第三剥离层界面，50…临时固定基板，60…边界部分，61…沟槽部，70…照射光线，110…基板，111…背面，112…第一分离层，114…被转印层，116…粘接层，118…第二分离层，120…一次转印体，123…照射光线，124…粘接层，126…二次转印体，128…粘接层，130…粘接层，131…照射光线，132…最终转印体(二次转印体)，134…粘接层，136…固定具，600…电光学装置，830…移动电话机，831…天线部，832…声音输出部，833…声音输入部，834…操作部，840…摄像机，841…接受图像部，842…操作部，843…声音输入部，850…计算机，851…摄像部，852…操作部，860…头戴显示器，861…带，862…光学系统容纳部，900…电视机，910…可卷式电视机
具体实施方式
本发明的实施例中，在采用挠性基板的电光学装置等电子仪器的制造工序中，通过剥离转印法将形成了TFT(薄膜晶体管)电路等的薄膜元件层转印在挠性基板上。此时，由于将难于处理的挠性基板粘合支持在机械强度高的支持基板(或固定具)上，所以可以回避工序中挠性基板的挠性等，容易谋求提高剥离转印的精度或使剥离处理更加容易。
(实施例1)
图1是表示本发明的第一实施例中薄膜器件供给体的图。如该图所示，本实施例的薄膜器件的供给体，借助于第一临时固定用粘接层20在支持基板10的一面(上面)上形成有薄膜器件30。
支持基板10是稳定载置薄膜器件用的，除石英玻璃之外，还可以使用钠玻璃、柯宁玻璃7059(商品名)、日本电学玻璃0A-2(商品名)等耐热性玻璃等玻璃，硅晶片等。这些基板具有质硬和形状稳定性优良的特点。
支持基板10，为了能从其内侧9向临时固定粘接层20供给光能(或热能)，优选为透光性基板。
临时固定用粘接层20，优选具有因光照或加热而使粘接力显著减小或使其消失的特点的。
作为临时固定用粘接层20的形状，可以使用通过利用热固化、光固化等方法使液态和膏状的前体固化而发挥粘接力的。也可以像粘接片那样借助于粘接力将薄膜器件固定在支持基板上的。
这种临时固定用粘接层20以各种目的形成。例如，在制造或使用时在物理或化学上保护后述的薄膜元件(或薄膜元件层)35的保护膜，导电层、照射光线的遮光层或反射层、作为防止成分向薄膜元件35或者从薄膜元件35迁移的阻挡层等作用中，至少发挥一种作用的。
薄膜器件30，相当于由薄膜晶体管(TFT)、二极管、发光元件、光元件、各种检测元件、电容器、电阻、电感、配线、电极、绝缘体等构成，并具有一定功能的薄膜电路和薄膜装置、已述的薄膜元件单体等。
通过制成这种结构，能够借助于具有所需物理和机械强度的支持基板10间接处理薄膜器件30。
薄膜器件30，例如用永久粘接剂将其粘接在被载置在支持基板10的状态下图中未示出的转印对象物体(转印目标基板)上之后，通过用激光光线照射使转印对象区域的临时固定粘接层20的粘接力减小，可以从支持基板10上剥离移动(剥离转印)到转印对象物体上。
(实施例2)
图2表示本发明的第二种实施例。该图中与图1对应的部分附以相同的符号，这些部分的说明省略。
在本实施例的薄膜器件的供给体中，支持基板10具有第一剥离层15。在此第一剥离层15的上面(与支持基板10不接触的面)上借助于临时固定粘接层20形成薄膜器件30。也就是说，在支持基板10与薄膜器件30之间存在剥离层15和临时固定用粘接层20。正如后述那样，作为剥离层15，可以使用非晶形硅层等。剥离层15，例如一旦用激光光线赋予能量，就能失去原子、分子间的结合力。其结果，就会在剥离层15内，于剥离层15与支持基板10之间的界面16上、在剥离层15与临时固定用粘接层20之间的界面14等上产生剥离(破坏)。
除这种临时固定用粘接层20之外，若形成使剥离层15是支持基板10与薄膜器件30之间的构成，则当控制临时固定用粘接层20的粘接力困难，很难用临时固定用粘接层20将薄膜器件从支持基板10上取下(剥离转印)时，也能用剥离层15将薄膜器件取下。因而使薄膜器件的移动变得容易。
(实施例3)
图3表示本发明的第三种实施例。该图中与图1对应的部分附以相同的符号，这些部分的说明省略。
在本实施例的薄膜器件的供给体中，借助于粘接层15和临时固定粘接层20将薄膜器件30固定在支持基板上。而且薄膜器件30由柔性基板25和在其上形成的薄膜元件层等构成。薄膜器件30借助于图中未示出的粘接层(后述的永久粘接层34，参见图4)接合在柔性基板25上。也就是说，薄膜器件30的供给体，由支持基板10、剥离层15、临时固定用粘接层20、柔性基板25、(永久粘接层34)和薄膜元件层35层叠而构成。
作为柔性基板25是具有挠性和弹性作为机械特性的基板。优选具有某种程度刚性(强度)的。若采用具有这种挠性的柔性基板25，则能实现刚性强的玻璃基板等所不能获得的优点。
作为这种柔性基板25的材料优选各种合成树脂。而作为合成树脂，可以是热塑性树脂或热固性树脂中的任何树脂，例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)等聚烯烃、环状聚烯烃、改性聚烯烃，聚氯乙烯、聚偏氯乙烯，聚苯乙烯，聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺，聚碳酸酯、聚(4-甲基戊烯-1)、离子聚合物、丙烯树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯-苯乙烯共聚物(AS树脂)、丁二烯-苯乙烯共聚物、多元醇共聚物(EVOH)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚环己烷对苯二甲酸酯(PCT)等聚酯，聚醚，聚醚酮(PEEK)，聚醚酰亚胺，聚乙醛(POM)，聚苯氧、改性聚苯氧，聚丙烯酸酯、芳香族聚酯(液晶聚合物)，聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯以及其他含氟树脂，苯乙烯系、聚烯烃系、聚氯乙烯系、聚氨酯系、氟橡胶系、氯代聚乙烯系等各种热塑性弹性体，环氧树脂，酚树脂，尿素树脂，三聚氰胺树脂，不饱和聚酯，硅树脂，聚氨酯等或者其中一种或两种以上组合(例如以两种以上的层叠体形式)使用。
而且这种柔性基板25优选具有透光性的。
此外，柔性基板25的厚度，虽然可以根据柔性基板25、永久粘接层33的强度以及薄膜元件35的厚度适当选择，但是优选例如20～500微米左右。
(实施例4)
以下参照图4(a)～图4(e-3)，说明本发明的薄膜器件的供给体的制造方法。
首先如图4(a)所示，例如以能够耐受1000℃左右的石英玻璃等透光性耐热基板作为制造母基板27。
制造母基板27，除石英玻璃以外可以使用钠玻璃、柯宁玻璃7059(商品名)、日本电学玻璃0A-2(商品名)等耐热性玻璃等。制造母基板27的厚度虽然没有大的限制，但是优选0.1～0.5毫米左右，更优选0.5～1.5毫米左右。制造母基板27的厚度过薄导致强度降低，而一旦过厚则当制造母玻璃基板27的透过率低的情况下将会造成照射光线的减弱。但是当制造母基板27的照射光线透过率高的情况下，可以超过上述上限值将其厚度加厚。
在此制造母基板27上形成剥离层28。剥离层28例如可以采用CVD法在制造母基板27上沉积非晶形硅层的方式形成。
在此剥离层28上形成薄膜元件层35。薄膜元件层35可以采用硅层的沉积、结晶、图案化、绝缘膜的形成、离子注入、热处理、配线和电极形成等已知的薄膜半导体装置的制造方法形成。
在此这种薄膜元件层35上形成第一临时固定用粘接层40。作为构成临时固定用粘接层40的粘接层的优选实例，可以举出反应固化性粘接剂、热固化性粘接剂、紫外线固化性粘接剂等光固化性粘接剂、厌氧固化性粘接剂等各种固化性粘接剂。作为粘接剂的组成，例如可以是环氧系、丙烯酸酯系、硅酮系等任何物质。而且临时固定用粘接层40也可以是粘接片之类的物质。
而且临时固定用粘接层40，优选通过实施光照射或加热使临时固定用粘接层40的粘接力显著减小或消失的。或者当临时固定用粘接层40使用溶解性粘接剂的情况下，优选通过在水中浸渍能够仅将临时固定用粘接层40溶解的物质。使用水溶性粘接剂的情况下，通过在水中浸渍能够仅使临时固定用粘接层40溶解。
然后将在表面上形成了剥离层45的临时固定用基板50粘合在上述的临时固定用粘接层40上。临时固定用基板50可以使用与上述的支持基板10同样材质的玻璃基板等基板。剥离层45可以采用与图中未示出的剥离层15同样的另外工序，在临时固定用基板50上形成。
进而如图4(b)所示，从制造母基板27侧进行光线70照射，使剥离层28与薄膜元件层35之间产生剥离。在图示的实例中，在剥离层28的界面26与薄膜元件35的界面34之间产生剥离。其中，事先在薄膜元件层35的基底上形成保护层。
如图4(c)所示，在薄膜元件层35的剥离面34上涂布永久粘接剂33，将柔性基板25粘接。
接着如图4(d)所示，在柔性基板25上涂布第二种临时固定用粘接层20，将支持基板10粘合。而且可以事先在支持基板10上形成剥离层15(参照图3)。
这样可以得到在支持基板10上层叠了临时固定用粘接层20、柔性基板25、永久粘接层33、薄膜元件层35、临时固定用粘接层40、剥离层45和临时固定用基板50的中间结构体。其中，中间结构体的支持基板10至薄膜元件层35将变成与图1、图2和图3所示的薄膜期间的供给体对应的部分。
然后将薄膜器件供给体部分与上述中间结构体分离。图4(e-1)～图4(e-3)分别表示分离的状态。
图4(e-1)表示第一分离状态。该例中，从临时固定基板50的上方向临时固定用粘接层40赋予激光等具有高能量的照射光线70。这样能将临时固定用粘接层40的结合力减弱，使由支持基板10至薄膜元件层35构成的薄器件的供给体与中间结构体分离，得到薄膜器件的供给体。
图4(e-2)表示第二种分离状态。本例中，从临时固定基板50的上方向剥离层45赋予激光等具有高能量的照射光线70。这样能将剥离层45的结合力减弱，使由支持基板10至临时固定用粘接层40构成的薄膜器件的供给体与中间结构体分离，得到薄膜器件的供给体。
图4(e-3)表示第三种分离状态。本例中，事先用能将临时固定用粘接层40溶解在溶剂中的溶解性粘接剂，优选水溶性粘接剂构成的溶剂，将临时固定用粘接层40除去。这样将由支持基板10至薄膜元件层35构成的薄膜器件的供给体分离，得到薄膜器件的供给体。
薄膜器件的供给体虽然是这样制造的，但是本发明的薄膜器件的供给体并不限于有上述方法制造的那些。
以下将补充说明上述制造过程中的关键技术。
剥离层15、28和45，优选具有能吸收照射光线，借以使与相邻层的边界界面或剥离层中产生剥离的性质的。
而且借助于照射光线70的照射，能使剥离层15、28和45所含的气体放出，通过被放出的气体使界面产生空隙，这样也能使各剥离层的形状发生变化。这种情况下，也可以由照射光线70的照射次数和/或气体元素的含量，以控制照射光线70照射后剥离层15、28和45的粗造度。
作为这种剥离层15、28和45的组成，例如可以举出非晶形硅。作为上述气体元素例如可以举出后述的氢。
非晶形硅，通过激光等具有高能量的光线照射能够瞬间熔融，再凝固时将变成多晶硅。当非晶形硅结晶时，由于晶界的形成，会在剥离层15、28和45上产生起因于晶界的起伏。此外，对于已结晶的剥离层15、28和45反复照射光线70的情况下，由于晶界与晶粒内熔融和凝固形态不同，所以剥离层15、28和45的粗造度将会增大。
而且这种非晶形硅也可以含有氢。这种情况下，氢的含量优选是2原子％以上程度，更优含有2～20原子％程度。一旦这样所定量含有氢，氢因光线的照射而放出，放出的氢在界面上产生空隙，在剥离层15、28和45上形成起伏。此外，当反复照射光线的情况下，所含有的氢将缓缓放出，往往能增大界面的粗造度。这种情况下，在受到与氢含量相应次数的照射下，一旦氢完全放出，其后再反复照射光线就不会发生变化。
作为剥离层15、28和45的组成，例如可以举出多晶硅。
多晶硅与上述非晶形硅同样，经过照射具有高能量的光线而瞬间熔融和再凝固。此时，晶界和晶粒内因熔融和凝固形态的不同，所以通过反复照射照射光线70能使剥离层15、28和45的粗造度增大。
剥离层15、28和45的组成采用多晶硅的优点在于，当将非晶形硅相变成多晶硅的临界温度设定为Tth时，可以将上述Tmax设定在Tth以上的温度下这一点。换句话说，可以将形成薄膜元件层35时的工艺温度的幅度拓宽。
例如，当形成薄膜晶体管作为薄膜元件35的情况下，作为形成方法不仅可以采用低温法，而且也可以采用高温法。
剥离层15、28和45的厚度虽然因各剥离层的组成、层构成和形成方法等诸条件而异，但是优选具有能吸收照射光线70用的充分厚度。各剥离层的厚度一旦过小，未被剥离层吸收而透过的照射光线70，往往会使薄膜元件层35上产生损伤。而且一旦各剥离层厚度过大，光能就不能传递到剥离层界面上，所以即使照射照射光线也往往不能使界面产生任何变化。
例如，当剥离层是非晶形硅，照射光线是激元激光器XeCl(波长308nm)的情况下，剥离层15、28和45的厚度优选是25纳米以上，更优选是50～200纳米。
剥离层15、28和45，为了防止照射光线70透过各剥离层到达薄膜元件35，对该薄膜元件35产生影响，也可以包括遮光层和/或反射层。
可以适当使用激光光线作为照射光线70的光源。激光光线的种类，可以是红宝石激光器、YAG激光器、玻璃激光器等固体激光器，HeNe激光器、CO2激光器、激元激光器等气体激光器，使用ZnS、GaAs、GaP、GaAsAl等作为发光光源的半导体激光器等各种激光器。特别优选激元激光器、YAG激光器、CO2激光器等容易在高输出功率下获得均匀能量密度分布的激光器。
而且关于激光的谐振形态，可以采用连续谐振、脉冲谐振等各种形态，此外关于光束的形状，也可以是点照射、线照射等任何形状。
还可以根据制造母基板27、剥离层15、剥离层28、剥离层45、薄膜元件35的组成和特性，使用由卤素灯等发出的可见光、红外线、紫外线、微波等作为照射光线70的光源。
(实施例5)
图5是表示本发明的实施例涉及的薄膜器件的供给体的其它制造方法。这种制造方法中，除上述的制造工序(参照图4)之外，还包括在将器件30固定在支持基板10、临时固定基板50、制造母基板27中至少一个基板上的状态下，分割成多个区域的工序。图5中，示出的是将薄膜器件30固定在支持基板10上分割的实例。在将薄膜器件30分割成多个区域的工序，包括例如在制造母基板27的表面上制造的薄膜元件层35的多个区域的边界部分60上形成沟槽61的工序；和在上述多个区域的边界部分中将柔性基板25分割的工序。
通过将薄膜器件30固定在支持基板10等上，使薄膜器件的分割以及分割的薄膜器件的处理变得容易。
图6是对上述薄膜器件供给体的制造方法中分割进一步进行说明的图。分割上述柔性基板25之际，用以分割柔性基板25的该基板25的被加工区域60a的宽度，被设定得比在上述薄膜元件层35的多个区域的边界部60上形成的沟槽部61的宽度小。
本发明涉及通过薄膜元件的转印而制造薄膜器件的方法，特别涉及大量制造具有改良形状不稳定性的柔性薄膜器件时一种有利的方法。在各种电子器件薄膜化或柔性化中，在制造各领域的薄膜器件时可以采用本发明。而且，薄膜器件可以在后述的电光学装置及电子仪器等中使用。
(实施例6)
以下参照各图说明本发明的第六种实施例。
本实施方式中，将说明以将被转印层一次转印在最终转印体上作为半导体装置的制造方法实例。这里所谓的最终转印体是指，最终构成半导体装置的转印体。
图7是用以说明第一种实施方式中被转印层的转印方法之一实例的图。
如图7(A)所示，在基板110的一面上借助于第一分离层112形成被转印层114。
首先在基板110上形成第一分离层112。
基板110例如优选由具有能透过后续工序中照射光线123的透光性的材料构成。而且将形成第一分离层112及被转印层114时的最高温度定为Tmax时，基板110优选由形变点是Tmax以上的材料构成。
第一分离层112，具有吸收照射的光线(例如照射光线123)，并在其层内和/或界面上产生剥离(以下叫作“层内剥离”、“界面剥离”)的性质的层，优选通过光的照射，能使构成第一分离层1 12的物质的原子间或分子间的结合力消失或减小，也就是说，优选因产生剥离而导致层内剥离和/或界面剥离的。
此外，有时也因光的照射而使气体从第一分离层112中放出并出现分离效果。也就是说，当第一分离层112所含的成分因变成气体而放出的情况下，有时第一分离层112因吸收光线而瞬间变成气体，放出该气的蒸气，从而造成分离。
作为这样的第一分离层112，例如可以举出非晶形硅(a-Si)。而且第一分离层112也可以由多层薄膜构成。多层薄膜例如可以确定为由非晶形硅膜和在其上形成的Al等金属膜构成。此外，也能够使用具有上述性状的陶瓷、金属、有机高分子材料等。
对于第一分离层112的形成方法并无特别限制，可以根据膜组成或膜厚等各种条件适当选择。例如，可以举出CVD、溅射等各种气相成膜法，各种电镀法，旋涂法等涂布方法，各种印刷法，转印法，喷墨涂布法，粉末喷射法等，也可以将这些方法中两种以上方法组合后形成。
另外，在图7(A)中虽然没有示出，但是也可以根据基板110及第一分离层112的性状，在基板110与第一分离层112之间设置以提高二者间密接性为目的中间层。这种中间层，例如是在制造时或使用时在物理上或化学上保护被转印层的保护层、绝缘层、阻止其中成分向被转印层或从其中迁移(迁移)的阻挡层、反射层等发挥其中功能之一的层。
进而在第一分离层112上形成作为被转印层的薄膜器件(例如薄膜晶体管)114。而且此时根据需要形成与外部实现电连接用的连接端子、配线等。
接着如图7(B)所示，借助于粘接层130将最终构成半导体装置的最终转印体32连接在薄膜器件114上。
本发明中用的最终转印体132是具有柔软性或挠性的。这种最终转印体132无论是基板还是片材或薄膜，只要是构成材料就无特别限制。作为最终转印体132的构成材料，既可以是树脂，也可以是玻璃材料。
采用永久性粘接剂作为构成粘接层130的粘接剂，其优选实例可以举出反应固化性粘接剂、热固化性粘接剂、光固化性粘接剂(例如紫外线固化性粘接剂)、厌氧固化性粘接剂等。粘接剂的组成，可以是环氧系、丙烯酸酯系、硅酮系中的任何组成。
以下如图7(C)所示，借助于临时固定用粘接层134，将用以补强最终转印体132的强度的固定具136接合在最终转印体32上。
固定具136是后续工序中用以容易使最终转印体32与基板110分离的一种工具。作为固定具136只要是能使最终转印体32的强度补强的就无特别限制，例如可以采用由玻璃或树脂等构成的具有刚性的基板等。而且，既可以将操作台等用作固定具136，也可以是直接在操作台等上固定的。作为构成用来固定固定具136的粘接层134的材料，要求是在后能除去的物质。作为这种粘接剂，可以举出因特定光线而脆化的粘接剂、在特定溶剂中溶解的粘接剂等。具体讲，例如可以使用丙烯树脂系水溶性粘接剂。
其中固定具136虽然是借助于粘接层134接合的，但是也可以采用其他方法。具体讲，例如也可以采用真空吸附固定。
进而如图7(D)和7(E)所示，通过从基板110的内侧111向第一分离层112照射光线123，使基板110与被转印层114分离。这种照射光线123，透过基板110照射在第一分离层112上。这样能使第一分离层112产生层内剥离和/或界面剥离。第一分离层112产生层内剥离和/或界面剥离的原理，据推定是因为使第一分离层112的构成材料产生剥离，并使第一分离层112所含的气体放出，进一步照射后产生熔融、蒸发等相变而引起的。
这里所述的剥离是指，吸收了照射光线的固定材料(第一分离层112的构成材料)被光化学或热激发，使其表面和内部的原子或分子键断裂而释放的现象，主要以使第一分离层112的构成材料全部或一部分产生熔融、蒸发(气化)等相变的现象。而且有时因所述相变而成为微小的发泡状态，使结合力减弱。
作为照射光线123的光源，例如可以是X射线、紫外线、可见光、红外线、激光光线、毫波、微波、电子射线、放射线等任何能量射线。从容易产生剥离的观点来看，其中优选采用激光光线。激光光线的种类可以是气体激光器、固体激光器(半导体激光器)等任何激光器，其中优选激元激光器、Nd-YAG激光器、Ar激光器、CO2激光器、CO激光器、He-Ne激光器等，更优选激元激光器。
进而如图7(E)所示，将基板110与最终转印体132分离。例如，通过对基板110和最终转印体132在使双方分离方向上施加力，将基板110从最终转印体132上取下。因上述光线照射使应当转印的被转印层114与基板110之间的接合强度减弱而容易进行剥离转印。
另外在图7(E)中，表示的是将第一分离层112附着在基板110侧的情况，但有时在第一分离层112内或者在第一分离层112与基板110之间也会产生剥离。这种情况下，第一分离层112会附着残存在被转印层114上，附着在这种被转印层114上的第一分离层112，可以通过洗涤、蚀刻、灰化等方法除去。
接着如图7(F)所示，通过除去粘接剂132将固定具136取下。当粘接层1334是由水溶性粘接剂构成的情况下，可以利用水洗等除去。通过这样水洗除去粘接层134，能够将固定具136分离。这样一来，就能够得到一种在具有柔软性或挠性的最终转印体132上设置了被转印层114的半导体装置。
还有，当粘接层134是由水溶性粘接剂以外的材料构成的情况下，例如是由因光线照射而能分解的粘接剂构成的情况下，通过适当的光线照射，能够除去粘接层134。
根据本实施方式，通过用固定具136将具有柔软性或挠性的最终转印体132固定，在从最终转印体132一侧除去基板110之际，由于能够对基板110与最终转印体132施加同样的力，所以能使基板110和最终转印体132容易分离。如此，根据本实施方式，通过所谓安装固定具136的简便的方法，能够容易进行剥离转印，所以能够提高生产性，并能够有助于降低获得的半导体装置的成本。
还有，在上述实例中，固定具136虽然是在光线照射之前安装的，但是也可以在将基板110与最终转印体132分离之际安装固定具136，而且对于固定具136的安装顺序并无特别限制。
(实施例7)
本实施方式中，将以将被转印层暂时转印在一次转印体上后，再于构成最终制品的最终转印体(二次转印体)上进行二次转印的情况为例进行说明。
图8和图9是用以说明第二种实施方式中被转印层转印方法的图。而且在图8和图9中，对与图7同样的要素赋予相同的符号，其说明将被省略。
如图8(A)所示，在基板110的一面上借助于第一分离层112形成被转印层114。然后如图8(B)所示，借助于粘接层116和第二分离层118将一次转印体120接合在被转印层114上。对于一次转印体120没有特别限制，可以采用玻璃、树脂等基板。粘接层116是用来将第二粘接层118与被转印层114粘接在一起用的，而且优选在后将一次转印体120剥离时容易除去的。构成这种粘接层116的粘接剂，例如可以使用丙烯系树脂的水溶性粘接剂。而且作为第二分离层118可以使用与第一分离层112同样的层。
进而如图8(C)所示，从基板110的内侧111对第一分离层112照射照射光线123，使第一分离层112产生层内剥离和/或界面剥离。然后通过对一次转印体侧和基板110侧施加使双方分离方向的力，将基板110从一次转印体120上取下，将被转印层114转印在一次转印体120一侧。
进而如图8(D)所示，借助于粘接层124将具有柔软性或挠性的二次转印体126接合在除去被转印层114的基板110的侧面上。
然后如图9(A)所示，为了将二次转印体126的强度补强，借助于临时固定用粘接层134将固定具136粘合在二次转印体126上。
接着如图9(B)和图9(C)所示，从一次转印体120一侧向第二分离层118照射光线131，使一次转印体120与附着了粘接层116的被转印层114剥离。
随后如图9(D)所示，除去粘接层116、粘接层134和固定具136。当粘接层116和粘接层134是由水溶性粘接剂构成的情况下，可以通过水洗等除去。而且通过水洗除去粘接层134，能将固定具136取下。这样一来，就能够得到半导体装置。
另外，当粘接层116和粘接层134是由水溶性粘接剂以外的材料构成的情况下，例如是由因光线照射而能分解的粘接剂构成的情况下，通过适当的光线照射能够除去粘接层116和粘接层134。
正如本实施方式那样，采用固定具136的情况下，对一次转印体120和二次转印体132进行二次转印时，由于能够对一次转印体120侧和二次转印体132侧施加同样的力，所以也容易将其分离。因此，由于能提高操作性能，所以能够提高生产效率，降低半导体装置的成本。
而且在上述实例中，虽然是就二次转印体132是由具有柔软性或挠性的材料构成的情况加以说明的，但是在一次转印体120与二次转印体132二者均是由具有柔软性或挠性的材料构成的情况下也能利用本发明。对具有柔软性或挠性的一次转印体120与二次转印体132进行分离之际，通过将固定具136安装在一次转印体120和二次转印体132二者上，能够将一次转印体120与二次转印体132容易分离。
(电光学装置及电子仪器)
通过上述方法制造的半导体装置可以适当用于电光学装置或电子仪器上。以下参照图10和图11，就本发明的电光学装置和电子仪器的具体实例进行说明。图10和图11是表示包括电光学装置600(例如有机EL显示装置)构成的各种电子仪器的实例的图。
图11(A)是用于移动电话机的实例，该移动电话机830备有天线部831、声音输出部832、声音输入部833、操作部834和本发明的电光学装置600。图10(B)是用于摄像机的实例，该摄像机840备有接收图像部841、操作部842、声音输入部843和电光学装置600。图10(C)是用于便携式个人计算机(所谓PDA)的实例，该个人计算机850备有摄像部851、操作部852和电光学装置600。图10(D)是用于头戴显示器的实例，该头戴显示器860备有带861、光学系统容纳部862和电光学装置600。
图11(A)是用于电视机的实例，该电视机900备有电光学装置600。而且对于个人计算机等用的监视装置而言也同样能够采用电光学装置600。图11(B)是用于可卷式电视机的实例，该可卷式电视机910备有电光学装置600。
另外，在上述实例中，作为电光学装置的一例虽然列举了有机EL显示装置，但是并不限此，也能够用于由其他各种电光学元件(例如等离子体发光元件、电泳元件、液晶元件等)构成的电光学装置的制造方法中。而且本发明的适用范围并不限于电光学装置及其制造方法上，也能够广泛用于采用转印技术形成的各种装置上。而且电光学装置也不限于上述实例，例如还可以用于带有显示功能的传真装置、数码摄像机的取景器、便携式电视机、电子记事本等各种电子仪器上。

Claims (22)

1. 一种薄膜器件的供给体，其特征在于，其中具备借助于临时固定用粘接层将薄膜器件固定在支持基板上的结构，所述支持基板具备剥离层。
2. 根据权利要求1所述薄膜器件的供给体，其特征在于，其中所述薄膜器件具备在具有挠性的柔性基板上搭载了薄膜元件层的结构。
3. 根据权利要求1所述的薄膜器件的供给体，其特征在于，其中所述临时固定用粘接层可因光照射或加热使粘接力显著减少或消失。
4. 根据权利要求1～3中任何一项所述的薄膜器件的供给体，其特征在于，其中所述剥离层可因光照射而产生界面剥离和/或层内剥离。
5. 根据权利要求1～3中任何一项所述的薄膜器件的供给体，其特征在于，其中所述支持基板具有透光性。
6. 根据权利要求1～3中任何一项所述的薄膜器件的供给体，其特征在于，其中所述薄膜器件被分割成多个区域。
7. 一种薄膜器件的供给体的制造方法，是在支持基板上以可剥离转印方式载带薄膜器件的薄膜器件的供给体的制造方法，其中包括：
借助于第一临时固定用粘接层，将临时固定基板固定在制造母基板的表面上制造的薄膜元件层上的工序；
从所述薄膜元件层上除去所述制造母基板的工序；
借助于永久粘接层，将柔性基板粘接在所述薄膜元件层的除去了所述制造母基板的面上的工序；
借助于第二临时固定用粘接层，将支持基板固定在与所述柔性基板的粘接了所述薄膜元件层的面的反面上的工序；和
从所述薄膜元件层上除去所述临时固定基板的工序。
8. 根据权利要求7所述的薄膜器件的供给体的制造方法，其特征在于，其中，从所述薄膜元件层上除去所述制造母基板的工序是采用透光性基板作为所述制造母基板，对事先在此基板表面上形成的剥离层从该基板的内侧实施光照射，使所述剥离层产生界面剥离和/或层内剥离的工序。
9. 根据权利要求7所述的薄膜器件的供给体的制造方法，其特征在于，其中从所述薄膜元件层上除去所述制造母基板的工序是将所述制造母基板抛光和/或蚀刻除去的工序。
10. 根据权利要求7所述的薄膜器件的供给体的制造方法，其特征在于，其中从所述薄膜元件层上除去所述临时固定基板的工序是对所述第一临时固定用粘接层实施光照射或加热，使此粘接层的粘接力减小或消失的工序。
11. 根据权利要求7所述的薄膜器件的供给体的制造方法，其特征在于，其中从所述薄膜元件层上除去所述临时固定基板的工序是对事先在所述临时固定基板上形成的剥离层实施光照射，使此剥离层产生界面剥离和/或层内剥离的工序。
12. 根据权利要求7所述的薄膜器件的供给体的制造方法，其特征在于，其中从所述薄膜元件层上除去所述的临时固定基板的工序是将所述第一临时固定用粘接层溶解在溶剂中的工序。
13. 根据权利要求7～12中任何一项所述的薄膜器件的供给体的制造方法，其特征在于，其中还具备在将所述薄膜元件层固定在所述支持基板、所述临时固定基板和所述制造母基板中的任何基板上之后，将所述薄膜元件层分割成多个区域的工序。
14. 根据权利要求13所述的薄膜器件的供给体的制造方法，其特征在于，其中将所述薄膜元件层分割成多个区域的工序包括：
在所述薄膜元件层的所述多个区域的边界部分形成沟槽的工序；和
在所述多个区域的边界部分中分割所述柔性基板的工序。
15. 根据权利要求14所述的薄膜器件的供给体的制造方法，其特征在于，其中在所述多个区域的边界部分中分割所述柔性基板的工序使所述柔性基板的被加工区域的宽度形成得比在所述薄膜元件层区域的边界部分形成的沟槽宽度窄。
16. 一种被转印层的转印方法，是利用权利要求1所述的薄膜器件的供给体，将基板上形成的作为所述薄膜器件的被转印层转印在具有柔软性或挠性的转印体上的方法，其特征在于，其中包括：
在所述基板上形成被转印层的第一工序；
将在所述基板上形成的所述被转印层，接合在固定于固定具上的具有柔软性或挠性的转印体上的第二工序；和
从所述基板向所述转印体剥离转印所述被转印层的第三工序。
17. 一种被转印层的转印方法，是利用权利要求1所述的薄膜器件的供给体，将基板上形成的作为所述薄膜器件的被转印层转印在具有柔软性或挠性的转印体上的方法，其特征在于，其中包括：
在所述基板上形成被转印层的第一工序；
在所述基板、所述被转印层接合在一次转印体上的第二工序；
将所述被转印层从所述基板剥离转印在所述一次转印体上的第三工序；
将被转印在所述一次转印体上的所述被转印层接合在固定于固定具上的具有柔软性或挠性的二次转印体上的第四工序；和
将所述被转印层从所述一次转印体剥离转印在所述二次转印体上的第五工序。
18. 一种被转印层的转印方法，是利用权利要求1所述的薄膜器件的供给体，将基板上形成的作为所述薄膜器件的被转印层转印在具有柔软性或挠性的转印体上的方法，其特征在于，其中包括：
在所述基板上形成被转印层的第一工序；
借助于所述被转印层，将所述基板接合在固定于固定具上的具有柔软性或挠性的一次转印体上的第二工序；
将所述被转印层，从所述基板剥离转印在所述一次转印体上的第三工序；
将被转印在所述一次转印体上的所述被转印层接合在固定于固定具上的具有柔软性或挠性的二次转印体上的第四工序；和
将所述被转印层，从所述一次转印体剥离转印在所述二次转印体上的第五工序。
19. 根据权利要求16～18中任何一项所述的转印方法，其中所述固定具是辅助基板。
20. 根据权利要求16～18中任何一项所述的转印方法，其中所述被转印层是薄膜器件。
21. 一种半导体装置的制造方法，其特征在于，其中采用了权利要求16～18中任何一项所述的转印方法。
22. 一种电子仪器，其特征在于，其中采用了由权利要求21所述的制造方法制造的半导体装置。
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