JP2005079553A - 転写方法、剥離方法、及び剥離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板を剥離する素子の転写方法において、素子の静電破壊を低減させる。
【解決手段】 転写元基板３００に形成された素子３０６を転写先基板３０８に転写する転写方法であって、素子３０６を転写先基板３０８に貼り合せることにより、転写元基板３００と転写先基板３０８とを貼り合せる貼り合せステップと、素子３０６と転写元基板３００との界面にイオン化流体を噴射する噴射ステップと、イオン化流体が噴射された界面において素子３０６から転写元基板３００を剥離することにより、素子３０６を転写先基板３０８に転写する転写ステップとを備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、転写方法、剥離方法、及び剥離装置に関する。特に本発明は、剥離により生じる静電気を低減させることができる転写方法、剥離方法、及び剥離装置に関する。

従来の転写方法として、特開平１０−１２５９３１号公報（特許文献１）に開示されたものがある。上記特許文献１に開示された転写方法では、基板に分離層を介して形成された薄膜デバイス層を転写体に接合した後、基板を離脱させることにより薄膜デバイスを転写体に転写している。
特開平１０−１２５９３１号公報

しかし、上記特許文献１に開示された従来の転写方法では、基板を離脱させるときに、分離層の表面に静電気が発生し、薄膜デバイスが静電破壊を起こしてしまうという問題が生じていた。

よって、本発明は、上記の課題を解決することのできる転写方法、剥離方法、及び剥離装置を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。

上記目的を達成するため、本発明の第１の形態によれば、転写元基板に形成された素子を転写先基板に転写する転写方法であって、前記素子を前記転写先基板に貼り合せることにより、前記転写元基板と前記転写先基板とを貼り合せる貼り合せステップと、前記素子と前記転写元基板との界面にイオン化流体を噴射する噴射ステップと、前記イオン化流体が噴射された前記界面において前記素子から前記転写元基板を剥離することにより、前記素子を前記転写先基板に転写する転写ステップとを備えたことを特徴とする転写方法を提供する。

かかる構成では、転写元基板を剥離するときに静電気が生じる、転写先基板や素子等の表面にイオン化流体を噴射することとなる。すなわち、噴射されたイオン化流体により転写先基板や素子等の表面にイオンが供給される。したがって、このイオンにより、転写元基板を剥離するときに転写先基板や素子等の表面に生じる静電気を中和することができる。これにより、転写先基板や素子等の表面に生じる静電気を除去することができるため、ゲート絶縁膜等の絶縁破壊といった素子の静電破壊を防ぐことができる。

ここで、素子とは、一定の電気特性をもち、かつ回路をつくるために他の素子と接続する端子をもつ電気部品をいう。素子には、例えばダイオード、トランジスタ、抵抗器、コンデンサ、配線等が含まれる。また、素子は、半導体層、誘電体層、絶縁層等の所定の機能を実現するための薄膜が積層された構造体であることが好ましく、例えば薄膜回路層や微細構造体を含み回路基板としても機能することができる。また素子は、電気光学材料を含むことにより電気光学素子としても機能できる。薄膜回路層としては、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）や薄膜ダイオードなどの薄膜を用いて構成された機能素子（例えばスイッチング素子）が例示でき、また薄膜回路装置とは、上記薄膜回路層を含んで回路を構成したもので、例えば上記ＴＦＴを含むドライバ回路などが例示できる。

また、前記噴射ステップは、前記イオン化流体としてイオン化ガス及び／又はイオン化液体を噴射することが好ましい。

かかる構成では、転写元基板と転写先基板との剥離界面に、イオン化されたガスや液体が噴射されることとなる。すなわち、イオンにより静電気が除去されるとともに、剥離界面にガスや液体が噴射される。したがって、当該噴射により、静電気を除去できるとともに、転写元基板を転写先基板からさらに剥離することができる。

また、前記噴射ステップは、前記イオン化液体として、前記素子及び前記転写元基板の少なくとも一方を洗浄可能な洗浄液をイオン化して噴射してもよい。かかる構成によれば、当該噴射により、静電気を除去できるとともに、素子や転写元基板の表面を洗浄することができる。また、剥離後に素子等の表面に残留した犠牲層や転写元基板を除去することができる。

また、前記噴射ステップは、接地された噴射手段を用いて前記イオン化流体を噴射してもよい。かかる構成では、噴射手段がイオン化流体と接する場合であっても、噴射手段は帯電されない。したがって、噴射手段の一部が素子等に接触又は接近する場合や、噴射手段と剥離手段が一体に設けられているような場合等であっても、帯電した噴射手段が素子等に接触又は接近することがないため、素子等の静電破壊を防ぐことができる。

本発明の第２の形態によれば、第１の基板が貼り合わされた第２の基板から前記第１の基板を剥離する剥離装置であって、イオン化流体を生成するイオン化流体生成手段と、前記第１の基板と前記第２の基板との界面に、前記イオン化流体を噴射する噴射手段と、前記界面において、前記第２の基板から前記第１の基板を剥離する剥離手段とを備えたことを特徴とする剥離装置を提供する。

かかる構成によれば、第２の基板から第１の基板を剥離したときに生じる静電気を除去することができる。したがって、第１の基板及び第２の基板、又はこれらに形成された素子等の静電破壊を防ぐことができる。ここで、前記剥離手段と前記噴射手段は一体に形成されてもよく、また、前記噴射手段及び／又は前記剥離手段は、接地されてもよい。

本発明の第３の形態によれば、第１の基板が貼り合わされた第２の基板から前記第１の基板を剥離する剥離方法であって、イオン化流体を生成するステップと、前記第１の基板と前記第２の基板との界面に、前記イオン化流体を噴射するステップと、前記界面において、前記第２の基板から前記第１の基板を剥離するステップと、を備えたことを特徴とする剥離方法を提供する。

以下、図面を参照しつつ、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本発明の一実施形態に係る剥離装置１００の構成、及びその使用態様の一例を示す図である。図１（ａ）は、剥離装置１００の構成の一例を示す図である。剥離装置１００は、剥離手段の一例であるブレード１１０と、固定部１２０と、イオン化流体生成部１３０と、流路１４０とを備えて構成される。

ブレード１１０は、一端が楔形状を有しており、他端が固定部１２０に固定されている。また、本実施形態において剥離装置１００は、対向して設けられた複数のブレード１１０を有しており、複数のブレード１１０の間において後述するイオン化流体が通過する流路１５０が形成されている。

イオン化流体生成部１３０は、液体、気体等の流体をイオン化することにより、イオン化流体を生成する。イオン化流体生成部１３０は、例えばその外部から空気を吸入し、吸入した空気をイオン化することによりイオン化流体を生成する。また、イオン化流体生成部１３０は、液体、気体等の流体を格納する格納手段を有し、当該格納手段から供給された流体をイオン化することによりイオン化流体を生成してもよい。

流路１４０は、イオン化流体生成部１３０において生成されたイオン化流体を搬送する。流路１４０は、一端がイオン化流体生成部１３０に接続され、他端が固定部１２０に接続されており、イオン化流体生成部１３０において生成されたイオン化流体を流路１５０に搬送する。流路１４０の長さは、噴射口１６０から噴射される流体に含まれるイオン化流体の量に基づいて定められるのが望ましい。すなわち、イオン化流体生成部１３０において生成されたイオン化流体のライフタイムに基づいて、噴射口１６０から噴射するイオン化流体の量を多くする場合には流路１４０の長さを短くし、少なくする場合には流路１４０の長さを長くする。

図１（ｂ）は、剥離装置１００を用いて、第２の基板２２０に貼り合わされた第１の基板２１０を当該第２の基板２２０から剥離する様子を模式的に示す図である。図１（ｂ）を参照して、剥離装置１００を用いて第１の基板２１０を剥離する動作について説明する。

第１の基板２１０と第２の基板２２０との界面２３０に、ブレード１１０を挿入することにより、第１の基板２１０又は第２の基板２２０の一部の領域を、第２の基板２２０又は第１の基板２１０から剥離する。そして、第１の基板２１０及び／又は第２の基板２２０における、剥離された一部の領域に、噴射口１６０からイオン化流体を噴射する。これにより、第１の基板２１０と第２の基板２２０における、剥離された領域において発生した静電気を除去することができる。

また、剥離装置１００は、噴射口１６０から、イオン化流体としてイオン化された洗浄液を噴射してもよい。これにより、静電気を除去しながら第１の基板２１０を第２の基板２２０から剥離するとともに、第１の基板２１０及び／又は第２の基板２２０の表面を洗浄することができる。

図２は、本実施形態に係る剥離装置１００を用いて、転写元基板３００に形成された素子３０６を、転写先基板３０８に転写する転写方法の一例を示す図である。本例では、転写元基板３００に犠牲層３０２を介して形成された素子３０６を、転写先基板３０８に転写する場合について説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、犠牲層３０２及び絶縁層３０４を介して素子３０６が形成された転写元基板３００を用意する。転写元基板３００は、例えばプラスチック、ガラス、半導体等により形成された基板である。転写元基板３００は、例えばウェハ等の所定の厚さを有する基板であってもよく、また、プラスチックフィルム等の湾曲可能に形成された基板であってもよい。

犠牲層３０２は、所定の処理がされることにより、転写元基板３００及び／又は絶縁層３０４から容易に剥離可能な状態となる材料により構成されるのが望ましい。本例において犠牲層３０２は、例えばアモルファスシリコン等の、光エネルギを受けることにより転写元基板３００及び／又は絶縁層３０４から容易に剥離できる材料により構成される。

次に、図２（ｂ）に示すように、素子３０６に転写先基板３０８を接着することにより、転写元基板３００と転写先基板３０８とを貼り合せる。本例において転写先基板３０８及び／又は素子３０６には接着剤を塗布されており、当該接着剤により転写先基板３０８を素子３０６に貼り合せる。転写先基板３０８は、例えばプラスチック、ガラス、半導体等により形成された基板である。転写先基板３０８は、例えばウェハ等の所定の厚さを有する基板であってもよく、また、プラスチックフィルム等の湾曲可能に形成された基板であってもよい。

次に、図２（ｃ）に示すように、犠牲層３０２に光を照射する。本例において犠牲層３０２は、水素を含むアモルファスシリコンにより構成されている。このため、犠牲層３０２から水素が放出されるようなエネルギを有する光を照射することにより、犠牲層３０２から水素を放出させる。これにより、犠牲層３０２に内圧が生じるため、犠牲層３０２を転写元基板３００及び／又は絶縁層３０４から容易に剥離することができる。他の例では、犠牲層３０２を構成するアモルファスシリコンが多結晶シリコンになるようなエネルギを有する光を犠牲層３０２に照射してもよい。

次に、図２（ｄ）に示すように、素子３０６を介して貼り合わされた転写先基板３０８から転写元基板３００を剥離する。本実施形態では、図１に示した剥離装置１００を用いて、犠牲層３０２と絶縁層３０４との界面において、犠牲層３０２を絶縁層３０４から剥離することにより、転写元基板３００を素子３０６から剥離する。すなわち、犠牲層３０２と絶縁層３０４との界面にブレード１１０を挿入することにより、犠牲層３０２の一部の領域を絶縁層３０４から剥離させるとともに、絶縁層３０４における、犠牲層３０２が剥離された当該一部の領域に、イオン化流体を噴射する。そして、犠牲層３０２と絶縁層３０４の界面にイオン化流体を噴射しつつ、ブレード１１０により、犠牲層３０２を絶縁層３０４からさらに剥離することにより、犠牲層３０２を絶縁層３０４からすべて剥離する。

これにより、犠牲層３０２を絶縁層３０４から剥離したときに生じる静電気を除去しつつ、犠牲層３０２を絶縁層３０４から剥離することができる。したがって、絶縁層３０４と素子３０６との間に生じる電位差を十分に低くすることができるため、素子３０６の静電破壊を防ぐことができる。

他の例においては、剥離装置１００を用いて、犠牲層３０２と転写元基板３００との界面において、転写元基板３００を犠牲層３０２から剥離することにより、転写元基板３００を素子３０６から剥離してもよい。この場合、犠牲層３０２を絶縁層３０４から除去する工程をさらに備えるのが好ましい。

次に、図２（ｅ）に示すように、転写元基板３００及び／又は犠牲層３０２を絶縁層３０４から剥離した後に、絶縁層３０４の表面を洗浄することにより、転写先基板３０８に転写された素子３０６を得ることができる。この場合、図２（ｆ）に示すように、絶縁層３０４をさらに除去する工程を備えてもよい。

このように、本実施形態によれば、素子３０６から転写元基板３００を剥離するときに生成する静電気を除去することができるため、ゲート絶縁膜の絶縁破壊といった、素子３０６の静電破壊を防ぐことができる。

上記発明の実施の形態を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施形態の記載に限定されるものではない。そのような組み合わせ又は変更若しくは改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

本発明の一実施形態に係る剥離装置１００を示す図である。 本実施形態に係る剥離装置１００を用いて、転写元基板３００に形成された素子３０６を、転写先基板３０８に転写する転写方法の一例を示す図である。

符号の説明

１００・・・剥離装置、１１０・・・ブレード、１２０・・・固定部、１３０・・・イオン化流体生成部、１４０・・・流路、１５０・・・流路、１６０・・・噴射口、２１０・・・第１の基板、２２０・・・第２の基板、２３０・・・界面、３００・・・転写元基板、３０２・・・犠牲層、３０４・・・絶縁層、３０６・・・素子、３０６・・・転写先基板、３０８・・・転写先基板

Claims (9)

1. 転写元基板に形成された素子を転写先基板に転写する転写方法であって、
   前記素子を前記転写先基板に貼り合せることにより、前記転写元基板と前記転写先基板とを貼り合せる貼り合せステップと、
   前記素子と前記転写元基板との界面にイオン化流体を噴射する噴射ステップと、
   前記イオン化流体が噴射された前記界面において前記素子から前記転写元基板を剥離することにより、前記素子を前記転写先基板に転写する転写ステップと
   を備えたことを特徴とする転写方法。
2. 前記噴射ステップは、前記イオン化流体としてイオン化ガスを噴射することを特徴とする請求項１に記載の転写方法。
3. 前記噴射ステップは、前記イオン化流体としてイオン化液体を噴射することを特徴とする請求項１に記載の転写方法。
4. 前記噴射ステップは、前記イオン化液体として、前記素子及び前記転写元基板の少なくとも一方を洗浄可能な洗浄液をイオン化して噴射することを特徴とする請求項３に記載の転写方法。
5. 前記噴射ステップは、接地された噴射手段を用いて前記イオン化流体を噴射することを特徴とする請求項１に記載の転写方法。
6. 第１の基板が貼り合わされた第２の基板から前記第１の基板を剥離する剥離装置であって、
   イオン化流体を生成するイオン化流体生成手段と、
   前記第１の基板と前記第２の基板との界面に、前記イオン化流体を噴射する噴射手段と、
   前記界面において、前記第２の基板から前記第１の基板を剥離する剥離手段と、
   を備えたことを特徴とする剥離装置。
7. 前記剥離手段と前記噴射手段は一体に形成されたことを特徴とする請求項６に記載の剥離装置。
8. 前記噴射手段は、接地されたことを特徴とする請求項６に記載の剥離装置。
9. 第１の基板が貼り合わされた第２の基板から前記第１の基板を剥離する剥離方法であって、
   イオン化流体を生成するステップと、
   前記第１の基板と前記第２の基板との界面に、前記イオン化流体を噴射するステップと、
   前記界面において、前記第２の基板から前記第１の基板を剥離するステップと、
   を備えたことを特徴とする剥離方法。