CN101345218A - 半导体装置的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的课题在于提供一种采用转印方式在树脂基板上形成TFT的方法，所述方法不需降低操作温度，可以使用现有的生产线，同时能够抑制成本。本发明涉及一种半导体装置的制造方法，所述半导体装置的制造方法包含如下工序：在支承基板的上层形成树脂膜(a)的工序、在树脂膜(a)的上层形成半导体元件的工序、和从形成有半导体元件的树脂膜(a)上剥离支承基板的工序，其中，树脂膜(a)的膜厚为1μm以上30μm以下，波长400nm以上800nm以下的可见光的透过率为80％以上，重量减少3％的温度为300℃以上，熔点为280℃以上。

Description

半导体装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种具有以液晶装置为代表的图像显示装置的半导体装置的制造方法。更详细而言，本发明涉及一种在挠性树脂基板上形成以薄膜晶体管(TFT)为代表的有源元件等的方法。
背景技术
目前为止，人们一直在研究为了实现以液晶显示元件为代表的平板显示器的轻量化而将基板变薄的技术，现有液晶显示装置使用厚度为0.5mm～1.1mm左右的玻璃基板进行制造。但是，在使用比其更薄的玻璃基板时，具有在制造工序中易于断裂、使用时也易于断裂等问题。作为解决此问题的方法之一，人们正在开发一种使用树脂基板代替玻璃基板的液晶显示元件。
但是，相对于玻璃基板的耐热性为600℃左右，树脂基板通常在200℃左右，具有耐热性低的缺陷。对于形成薄膜晶体管的温度，为非晶硅(a-Si)TFT时，为300℃左右，为低温多晶硅(LTPS)TFT时，为500℃左右，上述温度大大超过树脂基板的耐热性。因此，作为其方法之一，对降低TFT形成温度的方法进行探讨。
另外，树脂基板与玻璃基板不同，柔软且具有挠性，因此存在不能直接使用制作现有的玻璃基板的生产线的缺点。作为其对策，一般认为可采用将生产线由对应玻璃基板的生产线变成卷带式(Roll-to-Roll)的方法。作为直接使用现有生产线的方式，正在对将在玻璃基板形成的TFT转印到树脂基板上的方式进行探讨。作为在玻璃基板上形成TFT后转印的方式，有将玻璃基板蚀刻变薄的方式；或在玻璃基板上预先形成剥离层，TFT形成后进行剥离的方法。上述方式均为将形成了TFT的玻璃部分薄膜化，使其装载在塑料基板上的方式。另外，作为其他转印方式，有将树脂基板贴附在玻璃基板上，在树脂基板上形成TFT后剥离玻璃基板的方法。
在玻璃基板上暂时形成TFT，然后将玻璃变薄的方式，具有可以使用现有生产线、操作温度也可以直接采用现行方式的优点，但具有下述缺陷：在将玻璃基板变薄的工序中采用蚀刻工序时玻璃基板大部分浪费，结果导致成本增加。另外将树脂基板贴附在玻璃基板上，在树脂基板上形成TFT后进行剥离的方法中，在树脂基板的耐热性方面存在问题，因此存在必须降低操作温度，不能得到特性优异的器件(device)的缺陷。
【专利文献1】专利第2737330号公报
【专利文献2】特开2000-243943号公报
【专利文献3】特开2000-284243号公报
【专利文献4】特开2000-284303号公报
【专利文献5】特开2001-125082号公报
【专利文献6】特开2001-290138号公报
【专利文献7】特开2002-33464号公报
【专利文献8】特开2002-31818号公报
【专利文献9】特开2002-258252号公报
【专利文献10】特开2006-237542号公报
【专利文献11】特开2002-100790号公报(对应美国专利公开2002/0037605号公报)
【专利文献12】特开2001-290138号公报
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用转印方式在树脂基板上形成TFT的方法，所述方法可以使用现有生产线，不需降低操作温度，同时可以抑制成本。
本发明人等发现，通过采用在支承基板的上层形成具有耐热性的透明树脂膜，在该树脂膜的上层形成半导体元件，然后剥离支承基板的工序，可以解决上述课题，从而完成了本发明。
即，本发明包含以下发明。
(1)一种半导体装置的制造方法，包含以下工序：
在支承基板的上层形成树脂膜(a)的工序；
在树脂膜(a)的上层形成半导体元件的工序；
从形成了半导体元件的树脂膜(a)剥离支承基板的工序，
其中，树脂膜(a)的膜厚为1μm以上30μm以下，波长400nm以上800nm以下的可见光的透过率为80％以上，重量减少3％的温度为300℃以上，熔点为280℃以上。
(2)如(1)所述的半导体装置的制造方法，其中，树脂膜(a)含有聚苯并噁唑。
(3)如(1)所述的半导体装置的制造方法，其中，树脂膜(a)含有具有脂环式结构的聚酰胺酰亚胺。
(4)如(1)所述的半导体装置的制造方法，其中，树脂膜(a)含有具有脂环式结构的聚酰亚胺。
(5)如(1)所述的半导体装置的制造方法，其中，树脂膜(a)含有聚酰胺。
(6)如(5)所述的半导体装置的制造方法，其中，聚酰胺具有脂环式结构。
(7)如(1)所述的半导体装置的制造方法，其中，树脂膜(a)含有聚对苯二亚甲基。
(8)如(1)所述的半导体装置的制造方法，其中，还包含在支承基板和树脂膜(a)之间形成树脂层(b)的工序。
(9)如(8)所述的半导体装置的制造方法，其中，树脂层(b)的热膨胀系数小于树脂膜(a)的热膨胀系数。
(10)如(9)所述的半导体装置的制造方法，其中，树脂层(b)含有聚酰亚胺。
(11)如(1)所述的半导体装置的制造方法，其中，还包含在树脂膜(a)和半导体元件之间形成无机膜的工序。
(12)如(11)所述的半导体装置的制造方法，其中，无机膜含有选自氧化硅、氧氮化硅、氮化硅及氧化铝中的至少1种。
(13)如(1)所述的半导体装置的制造方法，其中，在支承基板的上层形成树脂膜(a)的工序包含加热处理，加热处理温度为250℃以上，且在形成半导体元件的加工温度以上。
(14)如(13)所述的半导体装置的制造方法，其中，加热处理是在氮气中或真空中进行的加热处理。
(15)如(1)所述的半导体装置的制造方法，其中，支承基板为玻璃基板或石英基板。
(16)如(1)所述的半导体装置的制造方法，其中，从形成了半导体元件的树脂膜(a)剥离支承基板的工序包含进行紫外线照射，紫外线的波长为300nm以上400nm以下。
(17)如(1)所述的半导体装置的制造方法，其中，在从形成了半导体元件的树脂膜(a)剥离支承基板的工序之前，还包含在半导体元件的表面形成保护层的工序。
(18)如(1)所述的半导体装置的制造方法，其中，还包含在树脂基板(c)上贴合形成了半导体元件的树脂膜(a)的工序。
(19)一种显示用半导体装置，具有第1基板、第2基板、夹持在第1基板和第2基板之间的液晶，
第1基板具有树脂基板(c)、设置在树脂基板(c)上的粘合层、设置在粘合层上的树脂膜(a)，
显示用半导体装置还具有：在树脂膜(a)上形成的有源元件、在有源元件的上层形成的第1绝缘膜、在第1绝缘膜的上层设置的第1电极、在第1电极的上层设置的第2绝缘膜、在第2绝缘膜的上层设置的第2电极，
第1绝缘膜具有第1接触孔，
第2绝缘膜形成在第1电极和第2电极之间、以及第1接触孔内，
第1接触孔内的第2绝缘膜上形成第2接触孔，
第2电极为像素电极，
第2电极通过第2接触孔与有源元件电连接，
由第1电极、第2电极和第2绝缘膜形成保持电容，
树脂膜(a)的膜厚为1μm以上30μm以下，波长400nm以上800nm以下的可见光的透过率为80％以上，重量减少3％的温度为300℃以上。
根据本发明，可以提供一种采用转印方式在树脂基板上形成TFT的方法，所述方法能够使用现有生产线，不需降低操作温度，同时能够控制成本。
附图说明
【图1】是表示本发明实施例的透射型液晶显示面板的1个子像素的结构平面图。
【图2】是表示沿图1所示A-A’切割线的剖面结构的剖面图。
【图3】表示图1的等效电路。
【图4】是表示沿图1所示B-B’切割线的透明基板(100A)侧剖面结构的剖面图。
【图5】表示图4所示TFT的形成方法的一例。
【图6】表示图4及图2所示TFT及液晶显示装置的形成方法的一例。
【图7】表示像素电极的变形例。
【图8】是表示本发明实施例的半透射型液晶显示面板的1个子像素的结构平面图。
【图9】是表示沿图8所示A-A’切割线的剖面结构的剖面图。
【图10】是表示本发明实施例的液晶显示面板变形例的透明基板(100A)侧剖面结构的剖面图。
【图11】是表示本发明实施例的液晶显示面板的变形例的1个子像素的结构平面图。
【图12】是表示沿图11所示A-A’切割线的剖面结构的剖面图。
【图13】是表示本发明实施例的液晶显示面板的变形例的剖面结构的剖面图。
【图14】是表示本发明实施例的液晶显示面板的变形例的1个子像素的结构平面图。
【图15】是表示沿图14所示X-X’切割线的剖面结构的剖面图。
【图16】表示图15所示TFT的形成方法的一例。
【图17】为本发明耐热透明树脂膜(B-1)的紫外可见区域的透射光谱。
符号说明
1反射电极
1a钼(Mo)
1b铝(Al)
2栅电极
3半导体层
4源电极
10A、10B塑料基板
11A、11B偏振片
12绝缘膜
12A基底膜
12B栅极绝缘膜
12C、12D层间绝缘膜
13A层间绝缘膜
13B覆盖层
15A、15B取向膜
16A、16B隔离膜
17耐热透明树脂膜
18粘合层
20透明绝缘膜
21临时保护层
21a基材
21b粘合层
30滤色片部
LC液晶层
BM遮光膜
CF滤色片层
ITO1像素电极
ITO2透明电极
ITO3对置电极
D图像线(漏极线、源极线)
G扫描线(栅极线)
SH1～SH4通孔
C1～C3接触孔
具体实施方式
树脂膜(a)
本发明中形成于支承基板上层的树脂膜(a)是具有耐热性的透明树脂膜。更具体而言，树脂膜(a)的膜厚为1μm以上30μm以下，波长400nm以上800nm以下的可见光的透过率为80％以上，重量减少3％的温度为300℃以上，熔点为280℃以上。
树脂膜(a)的膜厚为1μm以上30μm以下，优选为3μm以上25μm以下，较优选为4.5μm以上15μm以下。具有上述膜厚的树脂膜(a)由于能够防止由树脂吸收导致的透过率降低，故透明性优异且具有作为膜的力学强度。
另外，树脂膜(a)对可见光区域的、特别是波长400nm以上800nm以下的光的透过率为80％以上，优选为90％以上，较优选为95％以上。将上述可见光透过率高的树脂膜最终安装到半导体装置中时，能有效地透过光，故可以得到优异的半导体装置。
树脂膜(a)的重量减少3％的温度为300℃以上，优选重量减少1％的温度为300℃以上。本发明中，所谓重量减少的温度是采用热重量法测定的，是指一边以一定速度加热某试样一边连续测定其重量变化时所观察到的重量减少特定比率时的温度。所以重量减少3％的温度是指与加热前相比试样重量减少3％时的温度。本发明中，重量减少的温度通常是指在氮气中测定的温度。更具体而言，本发明中的重量减少3％的温度是指通过精工电子纳米科技有限公司(SII·NanoTechnology)制TG/DTA-6200型在氮气流下于测定温度30℃～600℃、升温速度10℃/分钟的条件下测定的温度。
本发明中，在树脂膜(a)的上层形成半导体元件。形成半导体元件、特别是非晶硅TFT的操作温度为300℃左右，如上所述重量减少的温度较高的树脂膜(a)即使在300℃左右的操作温度下仍具有耐性，因此不必降低操作温度，可以直接使用目前使用的生产线。
并且，本发明中的树脂膜(a)的熔点为280℃以上，优选熔点为300℃以上，更优选实质上无熔点。通过如上所述形成熔点高的树脂膜(a)，在半导体元件的形成操作中，暴露于300℃左右的操作温度下时，可以防止树脂膜熔解引起变形。
另外，本发明中的树脂膜(a)的玻璃化温度优选为250℃以上，较优选为300℃以上。通常情况下如果高分子材料的膜超过玻璃化温度，则其热膨胀系数急剧增大。高分子材料的种类中还存在如果超过玻璃化温度会引起变形的材料。所以，优选形成半导体元件的操作的温度不超过玻璃化温度。
作为上述树脂膜(a)，例如可以举出含有下述树脂的树脂膜，所述树脂选自聚苯并噁唑、具有脂环式结构的聚酰胺酰亚胺、具有脂环式结构的聚酰亚胺、聚酰胺及聚对苯二亚甲基。
聚苯并噁唑是指分子中具有下式表示的苯并噁唑部分的聚合物。优选使用平均聚合度为5～10000的聚合物。
Figure A20081013030400121
作为聚苯并噁唑，优选式(I)表示的聚苯并噁唑。X1及Y1可以彼此相同或不同。
Figure A20081013030400131
(式中，X1可以相同或不同，表示4价芳香族基团，Y1可以相同或不同，表示2价芳香族基团或脂环式基团，n表示5～10000、优选为30～1000的整数)
本说明书中，芳香族基团只要是具有苯环的基团即可，可以是稠环中含有苯环的基团。脂环式基团只要是具有无芳香性的碳环的基团即可，可以为具有无芳香性的稠环的基团。
作为式(I)中的X1，可以举出含有5～25个碳原子、优选6～20个碳原子的芳香族单环式基团或多环式基团。式(I)中的X1优选为下式表示的芳香族基团。
Figure A20081013030400132
(式中，Z1为直接键合、或作为有机基团的例如碳原子数为1～6的直链或支链的亚烷基、-SO2-、-S-、-O-、-CO-、-NHCO-或-C(CB3)2-，其中，B为选自氟、氯、溴或碘中的卤素)。
式(I)中的X1较优选选自下述基团。
Figure A20081013030400133
作为式(I)中的Y1的芳香族基团，可以举出含有5～25个碳原子、优选6～20个碳原子的芳香族单环式基团或多环式基团。作为式(I)中的Y1的脂环式基团可以举出含有5～25个碳原子、优选6～20个碳原子的单环式或多环式的脂环式基团。式(I)的Y1较优选选自下述基团：
Figure A20081013030400141
(式中A1为-CH2-及-C(CH3)2-等C1-6亚烷基、-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-NHCO-或-C(CF3)2-)。
上述式(I)的X1及Y1中，芳香环及脂肪族环还可以具有取代基。作为取代基，例如可以举出卤素(例如氟、氯、溴、碘)、羟基、硝基、氨基、巯基、氰基、异氰酸酯基、羧基、C1-6烷基、C2-6链烯基、C1-6烷氧基等。存在多个取代基时，各取代基可以相同也可以不同。取代基的数量优选为1～3个。
上述式(I)的聚苯并噁唑，可以是作为X1及Y1的部分各含有1种的均聚物，也可以是含有2种以上的共聚物。Y1为脂环式基团时，在短波长区域的透明性优异。
上述聚苯并噁唑可以通过加热对应的下述前体使其脱水环化而获得。
(式中，X1、Y1及n与上述式(I)中的定义相同)。
需要说明的是，式(II)的前体也可以是作为X1及Y1的部分各含有1种的均聚物，或含有2种以上的共聚物。上述聚苯并噁唑前体可以与用于提高耐热性、机械特性、耐化学药品性的交联剂并用。
具有脂环式结构的聚酰胺酰亚胺是指分子中具有酰胺键和亚酰胺键、且具有脂环式结构的聚合物。优选使用平均聚合度为5～10000的化合物。
作为含有脂环式结构的聚酰胺酰亚胺的例子，可以举出式(III)表示的聚酰胺酰亚胺。X2及Y2可以彼此相同也可以不同。
(式中，X2可以相同或不同，表示2价脂环式基团，Y2可以相同或不同，表示2价芳香族基团或脂环式基团，n表示5～10000、优选30～1000的整数)
作为式(III)的X2及Y2的脂环式基团，可以举出含有5～25个碳原子、优选6～20个碳原子的单环式或多环式的脂环式基团。较优选选自下述基团：
Figure A20081013030400152
(式中A2为-CH2-及-C(CH3)2-等C1-6亚烷基、-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-NHCO-或-C(CF3)2-)。
作为式(III)的Y2的芳香族基团，可以举出含有5～25个碳原子、优选6～20个碳原子的单环式或多环式芳香族基团。作为式(III)的Y2的芳香族基团，可以举出下式表示的芳香族基团。
此处，Z2选自下述基团：
Figure A20081013030400154
(式中，A3为-CH2-及-C(CH3)2-等C1-6亚烷基、-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-NHCO-或-C(CF3)2-)。
另外，作为式(III)的Y2的芳香族基团，还可以举出下式表示的芳香族基团：
Figure A20081013030400161
(式中，R1及R6分别独立地表示直接键合或2价有机基团，优选碳原子数1～20脂肪族基团，例如碳原子数1～20的烷基，R2～R5分别独立地表示碳原子数1～20的烷基或碳原子数6～18的芳香族基团，此处，R2～R5中的任一个表示碳原子数6～18的芳香族基团，m表示1～50的整数)。
上述式(III)的X2及Y2中，芳香环及脂肪族环还可以含有取代基。作为取代基，例如可以举出卤素(例如氟、氯、溴、碘)、羟基、硝基、氨基、巯基、氰基、异氰酸酯基、羧基、C1-6烷基、C2-6链烯基、C1-6烷氧基等。存在多个取代基时，各取代基可以相同也可以不同。取代基的数量优选为1～3个。
式(III)的聚酰胺酰亚胺也可以是作为X2及Y2的部分各含有1种的均聚物，也可以是含有2种以上的共聚物。
作为含有脂环式结构的聚酰胺酰亚胺的其他例，可以举出式(IV)表示的聚酰胺酰亚胺。X3及Y3可以彼此相同或不同。
Figure A20081013030400162
(式中，X3可以相同或不同，表示2价芳香族基团或脂环式基团，Y3可以相同或不同，表示2价芳香族基团或脂环式基团，n表示5～10000、优选30～1000的整数)。
作为式(IV)的X3及Y3的脂环式基团，可以举出与式(III)的X2及Y2的脂环式基团的记载相同的基团，作为式(IV)的X3及Y3的芳香族基团可以举出与式(III)的X2及Y2的芳香族基团的记载相同的基团。
上述式(IV)的X3及Y3中，芳香环及脂肪族环还可以具有取代基。作为取代基，例如可以举出卤素(例如氟、氯、溴、碘)、羟基、硝基、氨基、巯基、氰基、异氰酸酯基、羧基、C1-6烷基、C2-6链烯基、C1-6烷氧基等。存在多个取代基时，各取代基可以相同也可以不同。取代基的数量优选为1～3个。
式(IV)的聚酰胺酰亚胺可以为作为X3及Y3的部分各含有1种的均聚物，也可以为含有2种以上的共聚物。
上述聚酰胺酰亚胺可以采用酰氯法或异氰酸酯法等公知方法合成。另外，上述聚酰胺酰亚胺能够与用于提高耐热性、机械特性、耐化学药品性的交联剂并用。
具有脂环式结构的聚酰亚胺是指分子中具有酰亚胺键、且具有脂环式结构的聚合物。优选使用平均聚合度为5～10000的聚酰亚胺。
作为具有脂环式结构的聚酰亚胺的例子，可以举出式(V)表示的聚酰亚胺。X4及Y4可以彼此相同或不同。
(式中，X4可以相同或不同，表示4价脂环式基团，Y4可以相同或不同，表示2价芳香族基团或脂环式基团，n表示5～10000、优选30～1000的整数)
作为式(V)的X4的脂环式基团，可以举出含有5～25个碳原子、优选6～20个碳原子的单环式或多环式的脂环式基团。较优选选自下述基团：
Figure A20081013030400172
(式中A4为-CH2-及-C(CH3)2-等C1-6亚烷基、-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-NHCO-或-C(CF3)2-)。
作为式(V)的Y4的脂环式基团，可以举出含有5～25个碳原子、优选6～20个碳原子的单环式或多环式的脂环式基团。较优选选自下述基团。
Figure A20081013030400181
(式中A5为-CH2-及-C(CH3)2-等C1-6亚烷基、-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-NHCO-或-C(CF3)2-)
作为式(V)的Y4的芳香族基团，可以举出含有5～25个碳原子、优选6～20个碳原子的单环式或多环式芳香族基团。作为式(V)的Y4的芳香族基团，可以举出下述所示的芳香族基团。
Figure A20081013030400182
(式中，Z3与式(III)定义中Z2的记载相同，A6为-CH2-及-C(CH3)2-等C1-6亚烷基、-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-NHCO-或-C(CF3)2-)
另外，作为式(V)的Y4的芳香族基团，也可以举出下式表示的芳香族基团。
Figure A20081013030400183
(式中，R1及R6分别独立地表示直接键合或2价有机基团，优选碳原子数1～20的脂肪族基团，例如，碳原子数1～20的烷基，R2～R5分别独立地表示碳原子数1～20的烷基或碳原子数6～18的芳香族基团，此处，R2～R5中的任一个表示碳原子数6～18的芳香族基团，m表示1～50的整数)
上述式(V)的X4及Y4中，芳香环及脂肪族环还可以具有取代基。作为取代基，例如可以举出卤素(例如氟、氯、溴、碘)、羟基、硝基、氨基、巯基、氰基、异氰酸酯基、羧基、C1-6烷基、C2-6链烯基、C1-6烷氧基等。存在多个取代基时，各取代基可以相同也可以不同。取代基的数量优选为1～3个。
式(V)的聚酰亚胺可以是X4及Y4的部分分别具有1种的均聚物，也可以是含有2种以上的共聚物。
上述聚酰亚胺，优选在为前体的聚酰胺酸的状态下形成膜，加热固化形成聚酰亚胺。另外，聚酰胺酸可以与用于提高耐热性、机械特性、耐化学药品性的交联剂并用。聚酰亚胺能够在环化状态下溶于溶剂进行涂布的情况下，可以以该方式使用。此情况下也可以与用于提高耐热性、机械特性、耐化学药品性的交联剂并用。
聚酰胺是指分子中具有酰胺键的聚合物。优选使用平均聚合度为5～10000的聚酰胺。作为聚酰胺的例子，可以举出式(VI)表示的聚酰胺。X5及Y5可以彼此相同或不同。
Figure A20081013030400191
(式中，X5可以相同或不同，表示2价芳香族基团或脂环式基团，Y5可以相同或不同，表示2价芳香族基团或脂环式基团，n表示5～10000、优选30～1000的整数)
作为式(VI)的X5及Y5的脂环式基团，可以举出含有5～25个碳原子、优选6～20个碳原子的单环式或多环式的脂环式基团。较优选选自下述基团。
Figure A20081013030400192
(式中A7为-CH2-及-C(CH3)2-等C1-6亚烷基、-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-NHCO-或-C(CF3)2-)
作为式(VI)的X5及Y5的芳香族基团，可以举出含有5～25个碳原子、优选6～20个碳原子的单环式或多环式芳香族基团。作为式(VI)的X5及Y5的芳香族基团，可以举出如下所示的芳香族基团。
Figure A20081013030400201
(式中，Z4与式(III)定义中Z2的记载相同，A8为-CH2-及-C(CH3)2-等C1-6亚烷基、-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-NHCO-或-C(CF3)2-)
另外，作为式(VI)的X5及Y5的芳香族基团，也可以举出如下所示的芳香族基团。
Figure A20081013030400202
(式中，R1及R6分别独立地表示直接键合或2价有机基团，优选碳原子数1～20的脂肪族基团，例如碳原子数1～20的烷基，R2～R5分别独立地表示碳原子数1～20的烷基或碳原子数6～18的芳香族基团，此处，R2～R5中的任一个为碳原子数6～18的芳香族基团，m表示1～50的整数)
作为聚酰胺，优选具有脂环式结构的聚酰胺。所以，优选X5及Y5均为脂环式基团。
在上述式(VI)的X5及Y5中，芳香环及脂肪族环还可以具有取代基。作为取代基，例如可以举出卤素(例如氟、氯、溴、碘)、羟基、硝基、氨基、巯基、氰基、异氰酸酯基、羧基、C1-6烷基、C2-6链烯基、C1-6烷氧基等。存在多个取代基时，各取代基可以相同也可以不同。取代基的数量优选为1～3个。
式(VI)的聚酰胺可以为作为X5及Y5的部分各含有1种的均聚物，也可以为含有2种以上的共聚物。
另外，上述聚酰亚胺可以与用于提高耐热性、机械特性、耐化学药品性的交联剂并用。
聚对苯二亚甲基是指分子中具有对苯二亚甲基结构的聚合物。优选使用平均聚合度为100以上、优选为100～10000的聚对苯二亚甲基。作为聚对苯二亚甲基的例子，可以举出式(VII)表示的聚对苯二亚甲基。
Figure A20081013030400211
(式中，n表示100～10000的整数)
上述式(VII)中，芳香环还可以具有取代基。作为取代基，例如可以举出卤素(例如氟、氯、溴、碘)、羟基、硝基、氨基、巯基、氰基、异氰酸酯基、羧基、C1-6烷基、C2-6链烯基、C1-6烷氧基等。存在多个取代基时，各取代基可以相同也可以不同。取代基的数量优选为1～3个。
聚对苯二亚甲基优选使用真空装置进行化学蒸镀。
作为树脂膜(a)，优选含有选自如上所述的聚苯并噁唑、具有脂环式结构的聚酰胺酰亚胺、具有脂环式结构的聚酰亚胺、聚酰胺及聚对苯二亚甲基中的树脂材料，可以单独或组合含有上述材料。含有上述树脂材料的树脂膜由于膜自身具有一定程度的强度，所以在支承基板上形成后，能够作为膜单体进行剥离。所以，即使以在该膜上形成半导体元件后设置保护层的状态进行剥离时，也不易发生破坏，较为理想。
支承基板
作为形成树脂膜(a)的支承基板，没有特殊的限制，可以举出玻璃基板、石英基板、硅基板(例如、Si晶圆)、金属基板等。如下所述在从背面进行光照射等的方面，优选透明的玻璃基板及石英基板等。另外，本发明中，形成半导体元件后，最终从树脂膜上剥离支承基板。所以，支承基板不受影响，可以再生，能够降低半导体装置制造的成本。
树脂膜(a)的形成
树脂膜(a)可以通过将上述树脂的溶液或树脂前体的溶液旋涂或狭缝涂布在支承基板上而形成。通常，经旋涂或狭缝涂布后，为了使溶剂挥发，进行预焙烧。然后，在氮气之类惰性气体的气氛中或真空中，在250℃以上进行固化焙烧。通过在惰性气体气氛中或真空中进行固化焙烧，能够防止由于氧化导致的树脂膜(a)着色。需要说明的是，此固化焙烧的温度优选为树脂膜(a)所含树脂材料不分解的温度，且高于后面的形成半导体元件的操作温度。具体而言优选在300℃以上400℃以下进行固化焙烧。
树脂层(b)
本发明的半导体装置的制造方法中，可以在支承基板和树脂膜(a)之间形成树脂层(b)。树脂层(b)优选热膨胀系数的值介于支承基板和树脂膜(a)之间。使用玻璃基板或硅基板作为支承基板时，上述热膨胀系数的值为数ppm/K。而树脂膜(a)的热膨胀系数通常为数十～100ppm/K，比其大一个数量级以上。所以，由于支承基板和树脂膜(a)的热膨胀系数的差别大，故有可能在内部产生应力，或树脂膜(a)固化时膜出现裂缝。通过使用热膨胀系数的值在支承基板和树脂膜(a)之间的树脂层(b)，能够减少上述问题。
树脂层(b)可以为单层也可以为多层。例如，可以按热膨胀系数排列重叠树脂层，形成3层以上。
树脂层(b)优选具有耐热性，具体而言，优选热膨胀系数为10～40ppm/K、膜厚为1μm以上30μm以下、重量减少1％的温度为300℃以上。树脂层(b)可以使用对波长400nm以上800nm以下的可见光的透过率为80％以上的透明树脂层，也可以使用低于上述透过率的呈黄色～褐色的树脂层。
作为树脂层(b)使用可见光的透过率高且透明的树脂层时，在进行后述的支承基板和树脂层(b)的界面剥离时，可以使树脂层(b)最终残留在具有半导体元件的器件上。而使用透过率低、呈黄色～褐色的树脂层时，优选在树脂层(b)和树脂膜(a)的界面进行剥离时，不使树脂层(b)残留在具有半导体元件的器件上。
作为树脂层(b)，可以举出聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰胺、聚苯并噁唑、例如与树脂膜(a)中的记载相同的树脂等。
无机膜
本发明的半导体装置的制造方法中，可以在树脂膜(a)和半导体元件之间形成无机膜。作为无机膜，优选含有选自氧化硅(SiO)、氧氮化硅(SiON)、氮化硅(SiN)及氧化铝(AlO)中的至少1种。可以单独含有或组合含有上述成分。无机膜发挥隔离层的功能，能够防止来自树脂膜(a)的杂质例如水或氧侵入在树脂膜(a)上形成的半导体元件中。
无机膜的厚度通常为10nm以上2000nm以下，优选为50nm以上500nm以下。无机膜可以为单层，必要时也可以2层以上重叠使用。作为形成无机膜的方法，可以举出喷溅、反应性等离子体蒸镀、CVD、等离子体CVD等。由于无机膜形成在为有机物的树脂膜(a)上，所以形成温度为低温的无机膜对树脂膜(a)的损害小，故优选。具体而言，优选能够在100℃以下形成的无机膜。
半导体元件的形成
本发明中在支承基板的上层形成树脂膜(a)，在树脂膜(a)上层形成半导体元件。在树脂膜(a)上层形成的半导体元件没有特殊的限制，本发明特别优选形成TFT作为半导体元件。所以，本发明特别适于显示用半导体装置的制造。
与现有技术中在通常的玻璃基板上形成半导体元件的情况相同地形成本发明半导体元件。然后，优选在形成的半导体元件上铺设保护层等，保护表面后进行下述的剥离工序。本发明的实施方案之一是例如通过透明粘合剂在树脂基板(c)上粘合形成了半导体元件的树脂膜(a)，除去保护层，由此完成半导体元件的转印。
保护层的作用为防止除去支承基板时的应力破坏已形成的半导体元件。作为保护层，优选可暂时粘合随后可剥离的层。作为上述保护层，优选具有通过加入至150℃左右可发泡的性质。具体而言，可以使用日东电工的“Revalpha”或TOYO ADTEC的“Elegrip”之类用于半导体背面研磨(Back Grind)时的保护膜。上述保护层具有通过加热至150℃左右可发泡、剥离的性质，因此必要时可以简单地进行剥离。
本发明也可以在形成了半导体元件例如薄膜晶体管(TFT)的状态下剥离支承基板，并且也可以在继续进行工序，封入液晶，使其单元化后进行剥离工序。此时，在形成于树脂膜(a)上层的半导体元件上形成取向膜，进行摩擦等取向处理后，使用由其他树脂基板制作的滤色片，进行封入液晶工序。然后，以滤色片为支承基板，进行剥离。
进而，作为本发明中的其他方式，在支承基板上层形成树脂膜(a)，树脂膜(a)上层形成半导体元件时，如日本专利3482856号所述，也可以形成将半导体元件例如TFT的结构上下翻转的状态。此时，由于结构翻转，通过透明粘合剂将树脂基板(c)贴合形成于树脂膜(a)上层的半导体元件上。然后，剥离支承基板，以树脂基板(c)侧为下侧，直接作为半导体元件例如TFT使用。此时，由于不需要保护层故可以简略工序。此处，以树脂基板(c)侧为下侧时在TFT的最上部具有树脂膜(a)，所以能够以其作为取向膜，直接进行摩擦等取向处理进行使用。需要说明的是，也可以进一步形成取向膜。
即，将形成有半导体元件的树脂膜(a)贴合在树脂基板(c)上时，可以贴合在半导体元件侧，也可以贴合在剥离支承基板后的树脂膜(a)侧。
特别需要指出的是由于树脂基板(c)不需要耐热性，所以只要为膜厚50μm以上且500μm以下左右的透明基板即可。优选波长400nm以上800nm以下的透过率为90％以上的基板。为了在滤色片和贴合在树脂基板(c)上的TFT之间不产生热膨胀系数或应力之差，优选用于滤色片的膜采用与树脂基板(c)相同的材料形成。所以，作为树脂基板(c)优选具有与滤色片形成操作相适应的200℃左右的耐热性。
作为树脂基板(c)的具体例，例如优选聚碳酸酯、聚醚砜，新日铁化学的HT基板等。为上述基板时，可以用于200℃的操作中。作为环烯烃共聚物的三井化学的APEL、JSR的ARTON、日本ZEON的ZEONOR等，虽然透明性高，但由于耐热性低，所以必须将滤色片的制作温度降至100～150℃。
剥离工序
本发明中，理想情况为从形成半导体元件的树脂膜(a)上剥离支承基板的工序包含紫外线照射。此处，作为支承基板使用玻璃基板及石英基板之类的透明基板时，优选从支承基板侧的面而不是从形成半导体元件侧的面照射相对于上述基板的透过率为90％以上的波长的光。作为紫外线，优选波长200nm以上450nm以下。具体而言，优选为汞灯、氙汞灯明线的g线(436nm)、h线(405nm)、i线(365nm)、313nm、254nm的光。并且也可以使用波长308nm的XeCl准分子激光、或波长248nm的KrF准分子激光之类的激光、YAG激光(波长1064nm)的三次谐波(波长355nm)或四次谐波(波长266nm)。所用光的波长较优选为波长300nm以上400nm以下。此范围的波长的光可以有效地透过作为支承基板的玻璃基板，但通常难以透过树脂膜(a)。另外，较优选对树脂膜(a)的透过率为50％以下的波长的光。更优选对树脂膜(a)的透过率为10％以下的波长的光。从支承基板的背面照射对树脂膜(a)的透过率低的光时，在支承基板和树脂膜(a)的界面被吸收，有效地作用，易于引起剥离。
需要说明的是，照射紫外线后，也可以进行下述工序，即在界面施加力以辅助剥离、或浸渍到水中使水浸入界面中以辅助剥离。
从形成有半导体元件的树脂膜(a)剥离支承基板，除可通过照射紫外线进行剥离之外，还可以通过浸渍到浓度为1％以上10％以下的氢氟酸水溶液中进行剥离。
支承基板和树脂膜(a)之间形成树脂层(b)时，特别是树脂膜(a)及树脂层(b)二者为聚苯并噁唑类材料、聚酰亚胺类材料、聚酰胺类材料、聚酰胺酰亚胺类材料时，也可以浸渍到水中剥离。
采用本发明的方法，在玻璃基板等支承基板上形成耐热性高的树脂膜，在该树脂膜上形成以TFT为代表的半导体元件。所以，能够直接使用现有的用于制作玻璃基板的制造装置，形成半导体元件。并且，作为支承基板的玻璃，通过从形成有TFT等半导体元件的树脂膜(a)上剥离，能够重复利用。其结果是能够降低玻璃的成本。
将耐热性低的树脂基板贴合在玻璃基板上，在树脂基板上形成半导体元件进行剥离的现有方法，由于在树脂基板的耐热性方面存在问题，所以必须降低操作温度。因此，存在例如栅极绝缘膜的可靠性不充分、不能形成特性优异的装置的缺点。作为耐热性优异的树脂使用通常的聚酰亚胺类材料时，存在由于聚酰亚胺类材料的透过率在波长400nm～500nm处较低，所以呈黄色至褐色，尤其不能用于透射型显示器的TFT的缺陷。另外，即使为无色透明的聚酰亚胺类材料，在厚度100μm以上的状态下使用时，仍存在波长400nm的部分的透过率降低、不适合透射型显示器TFT的缺点。本发明中以1μm以上30μm以下的较薄膜厚形成无色透明的树脂膜，由此解决了耐热性问题和透明性问题。其结果，本发明可以在为现有操作温度的300℃左右的温度下进行操作，能够形成可靠性优异的装置。
以下，参照附图详细地说明本发明的实施例。需要说明的是，在用于说明实施例的所有图中，具有相同功能的部分标有相同符号，省略其重复说明。
【实施例】
实施例1耐热透明树脂膜(a)的制造
在厚度0.6mm的石英支承基板上旋涂作为聚苯并噁唑前体(VIII)的丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)/γ-丁内酯(BLO)(9/1)溶液。然后，在120℃下预焙烧3分钟，得到厚度5.5μm的涂布膜。
Figure A20081013030400261
然后，使用惰性气体恒温器(Inert Gas Ovens)，在氮气中于200℃下焙烧30分钟后，在350℃下固化焙烧1小时，作为本发明的树脂膜(a)，得到聚苯并噁唑膜(B-1)。固化后的膜厚为4.8μm。固化后的膜为无色透明。
Figure A20081013030400271
上述所得的固化膜在波长300nm～800nm区域的透射光谱如图17所示。本固化膜在可见区域400nm～800nm中显示90％左右以上的透过率。另外，本固化膜在波长350nm以下的透过率为0％，认为不透过此波长的光。
另外，使用采用相同的操作在硅基板上制作的聚苯并噁唑膜(B-1)，通过ESCO电子科学(株)制EMD-WA1000S/W进行升温脱气分析。其结果表明耐热性高，升温至固化温度即350℃未见脱气。另外，剥离此膜，测定物性时，玻璃化温度为280℃，热膨胀系数为50ppm/K。通过热重量分析测定的重量减少3％的温度为450℃。与上述相同，形成下述(B-2)至(B-13)的树脂膜(a)。其中，(B-12)采用真空装置，以二氯二(对亚二甲苯基)(dichlorodi(p-xylylene))为原料，通过化学蒸镀成膜。
Figure A20081013030400281
总结各树脂膜的固化条件、膜厚、透过率、重量减少3％的温度、玻璃化温度(Tg)及热膨胀系数(CTE)，其结果如表1所示。
[表1]
Figure A20081013030400291
表1中重量减少3％的温度采用精工电子纳米科技有限公司制TG/DTA-6200型，在氮气流中，于测定温度30℃～600℃、升温速度10℃/分钟的条件下测定。另外，表1中玻璃化温度(Tg)及热膨胀系数CTE使用精工电子纳米科技有限公司制TMA-120型，在测定温度30℃～300℃、升温速度5℃/分钟的条件下，在10g负重形成的拉伸模型中测定。此处，为了方便将CTE变化较大的温度作为玻璃化温度。
虽然表1中未给出，但所有材料在至少至300℃未熔融，可知熔点在300℃以上。
实施例2半导体装置的制造
图1为表示本发明透射型液晶显示面板的1个子像素的结构平面图。图2为表示沿着图1所示A-A’切线的剖面结构的剖面图。以下，使用图2，对本实施例的液晶显示面板的结构进行说明。
本实施例的液晶显示面板，是使用面状对置电极的IPS方式液晶显示面板，如图2所示，具有间隔液晶层LC相互对置配置的透明基板(100B)、和透明基板(100A)。本实施例中，透明基板(100B)的主表面侧为观察侧。
透明基板(100B)具有塑料基板10B，在此塑料基板的上下面形成隔离膜16B。在透明塑料基板10B的液晶层LC侧，从透明塑料基板10B向液晶层LC依次形成隔离膜16B、遮光膜(BM)及滤色片层(CF)、覆盖层13B、取向膜15B。并且，在透明基板(100B)的外侧形成隔离膜16B和偏振片11B。
另外，透明基板(100A)具有塑料基板10A，在玻璃基板10A的液晶层LC侧，从玻璃基板10A向液晶层LC依次形成粘合层18、实施例1所示的耐热透明树脂膜17、隔离层16A、绝缘膜12、层间绝缘膜13A、作为对置电极发挥功能的透明电极(ITO2)、透明绝缘膜20、像素电极(ITO1)、取向膜15A。并且，在透明基板(100A)的外侧形成偏振片11A。
另外，绝缘膜12由基底膜12A、栅极绝缘膜12B、层间绝缘膜12C、层间绝缘膜12D构成。需要说明的是，隔离层16A和基底膜12A可以分别设置，也可以兼用1个膜。
回到图1，D为图像线(也称为漏极线、源极线)，G为扫描线(也称为栅极线)，SH1～SH4为通孔(也称为接触孔)，2为栅电极，3为半导体层，4为源电极(图像线D称为源极线时，该电极也称为漏电极)。
图3表示图1的等效电路，图1的电容元件(CLC)为液晶电容，电容元件(Cst)为由夹持透明绝缘膜20形成的像素电极(ITO1)、和发挥对置电极功能的透明电极(ITO2)形成的保持电容(也称为蓄积电容)。
实际的液晶显示面板中，如果图3所示的等效电路是例如用于手机的彩色显示的液晶显示面板，则可以配置成子像素数为240×320×3的矩阵状。需要说明的是，驱动本实施例的液晶显示装置的驱动方法与IPS方式的液晶显示装置相同，故省略驱动方法的说明。
以下，对图1所示的薄膜晶体管的部分结构进行说明。
图4是表示沿着图1所示B-B’切割线的透明基板(100A)侧的剖面结构的剖面图。需要说明的是，图4中省略偏转板11A的图示。如图4所示，在作为支承基板的玻璃基板10A上如实施例1所示形成耐热透明树脂膜(树脂膜(a))17，在耐热透明树脂膜17上形成隔离层(无机膜)16A。进而，在隔离层16A上形成由SiN和SiO2的层合膜等构成的基底膜12A，然后，形成半导体层3。需要说明的是，半导体层3由非晶硅膜、或者多晶硅膜构成。
在此半导体层3上形成由例如SiO2构成的栅极绝缘膜12B，在此栅极绝缘膜12B上形成栅电极2。在栅电极2上形成例如由SiO2、SiN等构成的层间绝缘膜12C，在此层间绝缘膜12C上形成图像线(D)、和源电极4。接下来，半导体层3通过通孔(SH1)与图像线(D)连接，并且通过通孔(SH2)与源电极4连接。
另外，在图像线(D)、及源电极4上形成由SiO2、SiN等构成的层间绝缘膜12D，在此层间绝缘膜12D上形成例如由丙烯酸树脂等构成的层间绝缘膜13A。此处，在源电极4上形成层间绝缘膜12D，及在层间绝缘膜13A中形成通孔(SH3)。在此通孔(SH3)内形成透明绝缘膜20。并且，在透明绝缘膜20中形成通孔(SH4)，通过在此通孔(SH4)内形成的透明导电膜(例如ITO：铟锡氧化物(Indium-Tin-Oxide))，像素电极(ITO1)与源电极4电连接。
如上所述，像素电极(ITO1)与形成于像素上的有源元件电连接。然后，通过用扫描线(G)驱动的有源元件将来自图像线(D)的图像信号写入像素电极(ITO1)。
以下，使用图5对图4所示的薄膜晶体管的形成方法进行说明。首先，如图5(b)所示，在玻璃基板19上形成实施例1所示的(B-1)至(B-12)中任一种耐热透明树脂的涂膜。固化条件、膜厚如表1所示，形成耐热透明树脂膜17。使用离子镀方式的反应性等离子体沉积装置，在树脂膜17上于80℃下形成厚度为100nm的SiON膜作为隔离膜16A。
接下来，如图5(d)所示，采用常用方法在隔离膜16A上形成基底膜12A、半导体层3、栅极绝缘膜12B、栅电极2、层间绝缘膜12C、图像线(D)、源电极4、层间绝缘膜12D和层间绝缘膜13A，在层间绝缘膜13A上形成透明电极ITO2。然后，在源电极4上形成层间绝缘膜12D及在层间绝缘膜13A中形成通孔(SH3)。形成透明绝缘膜20后，形成通孔(SH4)，然后，形成像素电极ITO1(图5(d))。
接下来，在像素电极ITO1上临时粘合保护层21，使剥离玻璃时TFT部分不被应力破坏(图5(e))。作为保护层可以使用日东电工的“revalpha”或TOYO ADTEC的“Elegrip”之类用于半导体背面研磨时的保护膜。
然后，从作为支承基板的玻璃基板面照射波长308nm的Xe-Cl准分子激光。本发明中使用的耐热透明树脂膜的透过率例如如图17所示，有效地吸收波长308nm的光，在玻璃基板/耐热透明树脂膜的界面的密合性降低，因此能够使玻璃基板剥离(图5(f))。此处，通过给予200mJ/cm2的照射量，密合性降低。
接下来，在粘合玻璃基板的一侧，通过透明粘合剂18粘合其它塑料基板10A作为树脂基板(c)(图5(g))。然后将临时粘合的保护层21剥离。将上述“revalpha”或TOYO ADTEC的“Elegrip”在120℃～180℃左右加热，引起发泡，可以容易地剥离。其结果，在保持上下面的状态下形成转印至塑料基板10A的TFT(图5(h))。
需要说明的是，本实施例中，像素电极(ITO1)可以为图7所示的内部具有闭合形状的狭缝30的矩形形状，代替图1所示的具有部分开放形状的狭缝的梳齿形状。在图1、图7任一种情况下，像素电极均为具有线状部分的结构。
图8是表示本发明的为液晶显示面板变形例的半透射IPS方式的1个子像素结构的平面图。图8中除上述图1的结构之外，添加了反射电极1。此处，反射电极1形成例如下层钼(Mo)(1a)、和上层铝(Al)(1b)的2层结构。半透射型液晶显示面板中，形成反射电极1的区域构成反射型液晶显示面板，除此之外的部分形成透射型液晶显示面板。
图9是表示与图8所示B-B’切割线相当的部分的剖面结构的剖面图。需要说明的是，图9中省略了偏转板11A的图示。此时，除上述图5所示剖面图之外，形成了反射电极1。其为例如下层钼(Mo)(1a)、和上层铝(Al)(1b)的2层结构。
图10是表示本发明变形例的透明基板(100A)侧的变形例的剖面结构的剖面图。此图10是表示与图8所示B-B’切割线相当的部分的剖面结构的剖面图。
图10所示结构中，为了能够使射入反射电极1的光扩散·反射，在反射电极1中形成凹凸。通过上述结构也能够吸收反射电极1的凹凸，将绝缘膜20的表面平坦化。
需要说明的是，图10所示的结构中省略对置电极的图示，但在为通常的IPS方式的液晶显示面板时，在透明基板(100A)侧形成对置电极，另外，纵电场方式(例如TN方式或VA方式等)的液晶显示面板时，在透明基板(100B)侧形成对置电极。另外，IPS方式时，反射电极1可以兼作对置电极。
如上所述，本发明并不限定于使用面状对置电极的IPS方式的液晶显示面板，也可以适用于通常的IPS方式液晶显示面板、或者纵电场方式液晶显示面板。此时，透明电极(ITO2)或反射电极1作为用于与像素电极(ITO1)之间形成保持电容(Cst)的电极使用。需要说明的是，为纵电场方式的液晶显示面板时，像素电极(ITO1)可以为不具有狭缝的形状，也可以为了多畴化而形成狭缝。
图11是表示本发明液晶显示面板变形例的1个子像素结构的平面图。图12是表示沿图11所示A-A’切割线的剖面结构的剖面图。图11、图12所示的结构是表示本发明适用于通常的IPS方式液晶显示面板时的结构。图11、图12中，ITO3表示对置电极。图11中，透明电极(ITO2)的下层侧(基板10A侧)省略了层间绝缘膜13A以外的结构的图示。图11中，透明电极(ITO2)也发挥对置电极的作用和形成保持电容的作用。
图13是表示本发明的液晶显示面板变形例的剖面结构的剖面图。此图13是表示与图1所示A-A’切割线相当的部分的剖面结构的剖面图。图13所示结构是本发明适用于纵电场方式的液晶显示面板时的结构。纵电场方式的液晶显示面板中，在透明基板(100B)侧形成对置电极(也称为共用电极)(ITO3)。另外，透明电极(ITO2)发挥形成保持电容的作用。需要说明的是，可以与图10的实施例组合，形成反射电极1。
透射型及半透射型、以及反射型的液晶显示装置均可以与上述实施例相同地制造。为反射型时，取代透明电极(ITO2)，形成反射电极1。另外，为透射型或半透射型时，可以在液晶显示面板的背面配置图中未示出的背光，为反射型时，可以在液晶显示面板的前面(观察者侧)配置图中未示出的前光。
实施例3
对于实施例2的图5所示的薄膜晶体管的形成方法，其变形例如图6所示。图6是图4或图2所示的薄膜晶体管及使用其的液晶装置的形成方法。
与实施例2所示的方法相同地在作为支承基板的玻璃基板19上形成实施例1的耐热透明树脂膜17作为树脂膜(a)。相同地在树脂膜17上形成隔离膜(无机膜)16，通过常用方法，与图5(d)相同地形成TFT部分(图6(d))。然后形成取向膜15A，进行摩擦处理。
在厚度100μm的塑料基板10B的两面形成100nm的SiON隔离膜，将其作为基板，通过常用方法，形成黑色矩阵(BM)层和RGB的滤色片(CF)层。本滤色片部30配备覆盖层13B和取向膜15B。
使用本滤色片部30及TFT部，并使用玻璃隔板(Beads spacer)，采用通常的方法封入液晶，得到CF侧为塑料基板，TFT侧为玻璃基板的液晶面板(图6(f))。然后，如实施例2所示，从玻璃基板侧照射波长308nm的Xe-Cl光，剥离玻璃基板(图6(g))。在粘合玻璃基板的一侧通过透明粘合剂18粘合塑料基板10A作为树脂基板(c)(图6(h))，在上下侧贴合偏振片11A、B，形成液晶装置。本实施例中，TFT侧为图4所示的IPS方式的透射型，也可以制成实施例2所示的半透射型或反射型、以及纵电场方式的液晶装置。
实施例4
表示作为本发明其它实施例的透射型IPS方式液晶显示面板的1个子像素结构的平面图如图14所示，沿图14的X-X’的TFT剖面图如图15所示。本实施例的特征在于，预先在支承基板上形成耐热透明树脂膜后，以上下翻转的结构形成TFT结构，然后将其翻转。图16以剖面图的状态显示其形成方法。以下，使用图16，说明形成方法。
在作为支承基板的玻璃基板19上以厚度1μm形成实施例1所示的耐热透明树脂膜17(图16(b))。在其上形成由ITO构成的像素电极ITO1，并在该像素电极上形成由SiO2等构成的第1绝缘膜12。接下来，在第1绝缘膜上形成半导体层3、栅极绝缘膜12、栅电极2、共用电极ITO2、层间绝缘膜13A。然后，形成接触孔C1、C2、C3，依次形成漏电极D、源电极4，形成TFT(图16(c))。采用以通常半导体操作为基准的方法制造TFT有源矩阵元件本身。然后，在制成的TFT有源矩阵基板上通过粘合层18粘合塑料基板10A作为树脂基板(c)(图16(d))。
接下来，如实施例2所示，从玻璃基板侧照射波长308nm的Xe-Cl光，剥离玻璃基板(图16(e))。本实施例的TFT自始以上下翻转的结构制成。所以，为在剥离玻璃基板后可直接用于液晶装置的结构。
然后，在剥离玻璃的面上涂布用于使液晶分子取向的取向膜15A，烧成后进行摩擦处理(图16(f))。需要说明的是，本实施例中，由于在ITO电极ITO1上具有耐热透明树脂膜17，所以也可以直接将其摩擦用作取向膜。本实施例的方式不限定于液晶显示装置，也可以适用于具有有源元件和保持电容的显示装置。具体而言，也适用于有机EL(OLED)显示器、或电泳显示器。
实施例5
使用实施例1中(B-3)所示的材料，在氮气中，于320℃下固化60分钟，在作为支承基板的石英基板上形成厚度5.5μm的耐热透明树脂膜。然后，按照图5的制作方法制作实施例2中图4所示的薄膜晶体管。本实施例中由于使用石英作为支承基板，所以可以透过难以透过玻璃的更短波长的紫外光。据此，粘合保护层21后，从石英基板面照射波长248nm的KrF准分子激光(50mJ/cm2/脉冲、1脉冲为20纳秒)。本发明中使用的耐热透明树脂膜有效地吸收了波长248nm的光，其结果，在石英基板/耐热透明树脂膜的界面处密合性降低，能够以2脉冲即100mJ/cm2的照射量使基板剥离。然后，采用与实施例2相同的方法形成半导体装置。
实施例6
在作为支承基板的玻璃基板上，涂布HD Microsystems社制的聚酰亚胺PIX-L110SX作为树脂层(b)，在氮气中于200℃使其固化30分钟，然后在400℃下固化60分钟，得到厚度3.1μm的固化膜。本材料是热膨胀系数(CTE)为10ppm/K的低热膨胀型聚酰亚胺，所得固化膜外表呈褐色。
在上述树脂层(b)上，涂布实施例1中(B-2)的材料，在氮气中于310℃使其固化60分钟，形成厚度7.5μm的耐热透明树脂膜。然后，按照图5的制作法制作实施例2的图10所示的薄膜晶体管。与实施例2相同地粘合保护层21后，浸渍到50℃的温水中，利用保护层尝试着剥离。其结果，在树脂层(b)和耐热透明树脂膜(B-2)的界面处引起剥离。然后，采用实施例2的方法形成装置。
比较例1
在玻璃基板上，涂布HD Microsystems社制的聚酰亚胺PIX-3400作为树脂膜(a)，在氮气中于200℃固化30分钟，然后，在350℃下使其固化60分钟，得到厚度4.0μm的固化膜。此聚酰亚胺是部分结构发生喹唑啉环变性的芳香族类聚酰亚胺。本材料的耐热性高、重量减少3％的温度高，为495℃，玻璃化温度也为高温，为290℃。进行升温脱气分析的结果也表明，至固化温度即350℃之前未见脱气，耐热性高。所以，本材料外表呈黄色，测定透过率时，在波长500nm～800nm的区域，显示85％以上的透过率，但较短波长时，透过率降低，波长400nm时透过率为0％。所以，可知不适用于形成透射型装置。
比较例1-2
将由苯均四酸二酐和4，4′-二氨基二苯基醚得到的聚酰胺酸溶液在氮气中于200℃固化30分钟，然后，在350℃下固化60分钟，得到厚度8.0μm的固化膜，作为树脂膜(a)。本材料的耐热性高，重量减少3％的温度高，为501℃，玻璃化温度也高，为372℃。进行升温脱气分析的结果表明，升温至360℃未见脱气，耐热性高。然而，本材料外表呈黄色，测定透过率时，在波长500nm～800nm区域显示85％以上的透过率，但为较短波长时透过率降低，波长为400nm时透过率为0％。所以，可知在形成透射型装置中不适用。
比较例2
在玻璃基板上涂布ADEKA制Nanohybrid Silicone FX-T350作为树脂膜(a)，在氮气中于300℃固化30分钟，得到厚度4.0μm的固化膜。该材料是使聚硅氧烷主骨架交联得到的材料。本材料透明性高，在400nm的透过率为95％。另外，耐热性也高、重量减少3％的温度为450℃。进行升温脱气分析的结果也表明，升温至固化温度即300℃未见脱气，耐热性高。然而，膜较脆、形成装置后不能剥离，不适用。
比较例3
使用实施例1所示的(B-3)材料，在玻璃基板上形成涂布膜，在氮气中于300℃使其固化60分钟，形成厚度100μm的固化膜。测定本固化膜的透过率时，400nm下为22％、450nm下为29％。由于膜厚为100μm较厚，所以可见光的透过率降低，不适用。
比较例4
使用实施例1所示的(B-1)材料，在玻璃基板上形成涂布膜，在氮气中于300℃使其固化60分钟，形成厚度0.5μm的固化膜。测定本固化膜的透过率时，为高透过率，400nm下为93％、450nm下为94％。但是，由于膜厚为0.5μm，较薄，所以作为膜的强度弱、进行剥离工序时易引起破裂，利用率降低，不适用。
比较例5
在加热至150℃～250℃的玻璃基板上压接下述表2所示的树脂材料膜。
【表2】
  比较例   膜材料  膜厚(μm)   透过率(％)@400nm   重量减少3％的温度(℃)   Tg(℃)   加热时的状态
  5-1   聚碳酸酯(PC)  120   84   446   203   220℃下熔融变形
  5-2   聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)  125   75   410   256   250℃下熔融变形
  5-3   聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)  125   88   350   110   120℃下熔融变形
  5-4   聚醚砜(PES)  100   89   425   223   220℃下熔融变形
  5-5   环烯烃共聚物  100   91   421   172   150℃下熔融变形
表2中所有膜的透明性、热重量减少温度均无问题。但是可以判明在250℃以下加热时发生熔融，在玻璃基板上变形，在其上无法形成半导体元件。

Claims (19)

1、一种半导体装置的制造方法，包含以下工序：
在支承基板的上层形成树脂膜(a)的工序；
在树脂膜(a)的上层形成半导体元件的工序；
从形成了半导体元件的树脂膜(a)剥离支承基板的工序，
其中，树脂膜(a)的膜厚为1μm以上30μm以下，波长400nm以上800nm以下的可见光的透过率为80％以上，重量减少3％的温度为300℃以上，熔点为280℃以上。
2、如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，树脂膜(a)含有聚苯并噁唑。
3、如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，树脂膜(a)含有具有脂环式结构的聚酰胺酰亚胺。
4、如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，树脂膜(a)含有具有脂环式结构的聚酰亚胺。
5、如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，树脂膜(a)含有聚酰胺。
6、如权利要求5所述的半导体装置的制造方法，其中，聚酰胺具有脂环式结构。
7、如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，树脂膜(a)含有聚对苯二亚甲基。
8、如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，还包含在支承基板和树脂膜(a)之间形成树脂层(b)的工序。
9、如权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其中，树脂层(b)的热膨胀系数小于树脂膜(a)的热膨胀系数。
10、如权利要求9所述的半导体装置的制造方法，其中，树脂层(b)含有聚酰亚胺。
11、如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，还包含在树脂膜(a)和半导体元件之间形成无机膜的工序。
12、如权利要求11所述的半导体装置的制造方法，其中，无机膜含有选自氧化硅、氧氮化硅、氮化硅及氧化铝中的至少1种。
13、如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，在支承基板的上层形成树脂膜(a)的工序包含加热处理，加热处理温度为250℃以上，且在形成半导体元件的加工温度以上。
14、如权利要求13所述的半导体装置的制造方法，其中，加热处理是在氮气中或真空中进行的加热处理。
15、如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，支承基板为玻璃基板或石英基板。
16、如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，从形成了半导体元件的树脂膜(a)剥离支承基板的工序包含进行紫外线照射，紫外线的波长为300nm以上400nm以下。
17、如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，在从形成了半导体元件的树脂膜(a)剥离支承基板的工序之前，还包含在半导体元件的表面形成保护层的工序。
18、如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中，还包含在树脂基板(c)上贴合形成了半导体元件的树脂膜(a)的工序。
19、一种显示用半导体装置，具有第1基板、第2基板、夹持在第1基板和第2基板之间的液晶，
第1基板具有树脂基板(c)、设置在树脂基板(c)上的粘合层、设置在粘合层上的树脂膜(a)，
显示用半导体装置还具有：在树脂膜(a)上形成的有源元件、在有源元件的上层形成的第1绝缘膜、在第1绝缘膜的上层设置的第1电极、在第1电极的上层设置的第2绝缘膜、在第2绝缘膜的上层设置的第2电极，
第1绝缘膜具有第1接触孔，
第2绝缘膜形成在第1电极和第2电极之间、以及第1接触孔内，
第1接触孔内的第2绝缘膜上形成第2接触孔，
第2电极为像素电极，
第2电极通过第2接触孔与有源元件电连接，
由第1电极、第2电极和第2绝缘膜形成保持电容，
树脂膜(a)的膜厚为1μm以上30μm以下，波长400nm以上800nm以下的可见光的透过率为80％以上，重量减少3％的温度为300℃以上。
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