JP2006120768A - Transfer method of thin-film element, and thin-film circuit device - Google Patents
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Description
本発明は、透光性基板上に形成された薄膜状素子を別の被転写基板へ転写する方法および転写した薄膜状素子を用いた薄膜回路デバイスに関する。 The present invention relates to a method for transferring a thin film element formed on a translucent substrate to another substrate to be transferred and a thin film circuit device using the transferred thin film element.
シリコン基板やガラス基板上に薄膜トランジスタ等の機能素子を形成し、この機能素子を樹脂基板等の比較的耐熱性が低い基板上に転写して、薄膜状素子を搭載した薄膜回路デバイスを実現することが検討されている。これは、樹脂基板等の比較的耐熱性が低い基板では、良好な特性を有する薄膜トランジスタが作製できない等の理由による。このため、耐熱性や結晶性の良好な基板を用いて必要とする特性を有する機能素子を作製した後、樹脂基板等に転写する方法が検討されている。 Forming a functional element such as a thin film transistor on a silicon substrate or a glass substrate, and transferring the functional element onto a relatively low heat resistant substrate such as a resin substrate to realize a thin film circuit device mounted with a thin film element Is being considered. This is because a thin film transistor having good characteristics cannot be manufactured using a substrate having relatively low heat resistance such as a resin substrate. For this reason, a method of transferring a functional element having a required characteristic using a substrate having good heat resistance and crystallinity to a resin substrate or the like has been studied.
さらに、基板上に所定の形状の配線導体を形成した後、さらにこの配線導体を別の被転写基板上に転写する方法も検討されている。このような転写による配線導体の形成においては、転写不良の発生の防止のために確実に転写する技術が必要とされる。 Furthermore, a method of forming a wiring conductor having a predetermined shape on a substrate and then transferring the wiring conductor onto another substrate to be transferred has been studied. In the formation of the wiring conductor by such transfer, a technique for reliably transferring is required to prevent occurrence of transfer failure.
これらに対して、樹脂基板等の被転写基板上に転写するときに、紫外線照射または熱処理により粘着性が低下する特性を有する粘着層を用いることで、転写不良や配線導体の断線等を防止する方法が示されている(例えば、特許文献1参照)。図9は、この転写方法を説明する工程断面図である。 On the other hand, when transferring onto a substrate to be transferred such as a resin substrate, an adhesive layer having a characteristic that the adhesiveness is reduced by ultraviolet irradiation or heat treatment is used to prevent transfer failure and disconnection of wiring conductors. The method is shown (for example, refer patent document 1). FIG. 9 is a process cross-sectional view illustrating this transfer method.
まず、透明な樹脂フィルム310の片面に、光照射によってその粘着力が低下する粘着層320を形成する。次に、この粘着層320の上に金属箔を貼付する。さらに、フォトエッチング法を用いて、この金属箔を所定のパターンにエッチング加工する。これにより、図9(a)に示すような粘着層320の上に配線導体330が形成された状態が得られる。
First, an
次に、図9(b)に示すように、配線導体を形成すべき被転写基板340にこの配線導体330を埋め込む。この埋め込みは、被転写基板340として半硬化状態の樹脂からなる絶縁シートを用い、この被転写基板340と配線導体330が形成された樹脂フィルム310とを重ね合わせて圧着することによって行われる。
Next, as shown in FIG. 9B, the
次に、図9(c)に示すように、樹脂フィルム310側から紫外線等の光350を照射して粘着層320を非粘着層320aに変換する。これにより、配線導体330と非粘着層320aとの間は容易に剥離できるようになる。
Next, as shown in FIG. 9C, the
次に、図9(d)に示すように、樹脂フィルム310を非粘着層320aとともに被転写基板340から剥離することによって、被転写基板340に配線導体330が埋め込まれた薄膜回路が形成される。その後、被転写基板340を熱硬化することによって回路基板が形成される。
Next, as shown in FIG. 9D, the
なお、図9においては、配線導体330が被転写基板340に完全に埋め込まれた例を示しているが、配線導体330が被転写基板340から剥離しない程度に埋め込まれていてもよいとされている。
9 shows an example in which the
この形成方法においては、樹脂フィルム310の材料としてポリエステル、ポリイミド、ポリプロピレン等が使用され、粘着層320の材料としてはアクリル系、シリコーン系、エポキシ系の光硬化型樹脂が用いられている。
In this forming method, polyester, polyimide, polypropylene, or the like is used as the material of the
また、同様に転写不良や寸法誤差の問題を解消する方法として、転写シートに塗布する粘着層の粘着力を調整することも示されている。この方法においては、樹脂フィルムと、樹脂フィルムの一方の表面に設けられた粘着層と、この粘着層上に形成された回路パターン上の金属層とからなる転写シートにおいて、金属層が形成されていない表面の粘着力が、金属層が形成されている表面の粘着力よりも小さく設定されている。このように設定することで、絶縁性基板と転写シートとを重ね合わせて導体回路を転写させる際の、導体回路の位置ずれ、気泡の巻き込み等を有効に防止できるとしている(例えば、特許文献2参照)。 Similarly, adjusting the adhesive force of the adhesive layer applied to the transfer sheet is also shown as a method for solving the problem of transfer failure and dimensional error. In this method, a metal layer is formed in a transfer sheet comprising a resin film, an adhesive layer provided on one surface of the resin film, and a metal layer on a circuit pattern formed on the adhesive layer. The adhesive strength of the non-surface is set smaller than the adhesive strength of the surface on which the metal layer is formed. By setting in this way, it is possible to effectively prevent positional displacement of the conductor circuit, entrainment of bubbles, etc. when the conductor circuit is transferred by superimposing the insulating substrate and the transfer sheet (for example, Patent Document 2). reference).
さらに、金属箔からなる配線導体が粘着テープの表面に形成された回路転写テープを用い、この配線導体が形成された面を絶縁基板に圧着して配線導体を絶縁基板に接着させて転写する方法において、回路転写テープの粘着テープ側から光を照射して光架橋型粘着剤を架橋させ、粘着力を低減させて接着する方法が示されている(例えば、特許文献3参照)。 Furthermore, using a circuit transfer tape in which a wiring conductor made of a metal foil is formed on the surface of an adhesive tape, the surface on which the wiring conductor is formed is pressure-bonded to an insulating substrate, and the wiring conductor is bonded to the insulating substrate for transfer. Shows a method of irradiating light from the adhesive tape side of the circuit transfer tape to crosslink the photocrosslinking adhesive and reducing the adhesive force to bond (for example, see Patent Document 3).
また、透明フィルム上に形成した配線導体上に紫外線硬化接着剤を塗布し、透明フィルムの反対側から紫外線を照射して配線導体部分のみが接着性を有するようにしてから、この配線導体を成形体上に加圧転写する方法も示されている(例えば、特許文献4参照)。
上記の第1および第2の例は、少なくとも配線導体の一部を基板に埋め込んでおり、単層の回路基板を製造することは容易である。しかし、同一基板上に転写を繰り返して行い、より高機能な薄膜回路デバイスを構成することは困難である。 In the first and second examples, at least a part of the wiring conductor is embedded in the substrate, and it is easy to manufacture a single-layer circuit substrate. However, it is difficult to repeatedly perform transfer on the same substrate to constitute a highly functional thin film circuit device.
また、第3の例は金属箔を転写する技術であり、この技術を用いて金属箔に比べて非常に薄い薄膜状素子、例えば薄膜コンデンサや薄膜抵抗等を転写することは困難なように思われる。さらに、同一基板上に重ね合わせて転写することも困難である。 The third example is a technique for transferring a metal foil, and it seems that it is difficult to transfer a thin film element, such as a thin film capacitor or a thin film resistor, which is very thin compared to the metal foil using this technique. It is. Furthermore, it is difficult to transfer the image on the same substrate.
また、第4の例では、透明フィルムを介して紫外線を照射し、配線導体で遮光されている領域部を除く紫外線硬化接着剤を硬化させて接着性を喪失させた後に成形体に密着させて加圧転写しているが、透明フィルムと回路パターンとを剥離させる方法については特に記載はない。この例では、透明フィルム上に導体ペーストにより形成した配線導体が形成されているのみであるので、加圧転写後に透明フィルムを剥離しても、この配線導体が透明フィルム側に残ることは少ないものと思われる。しかし、この方法は、本発明のように別の基板上において形成した種々の薄膜状素子をいったんキャリア基板に転写することはできない。 Further, in the fourth example, ultraviolet rays are irradiated through a transparent film, and an ultraviolet curing adhesive excluding a region portion shielded from light by a wiring conductor is cured to lose adhesiveness, and then adhered to a molded body. Although it is pressure-transferred, there is no particular description about the method for peeling the transparent film from the circuit pattern. In this example, only the wiring conductor formed with the conductive paste is formed on the transparent film, so even if the transparent film is peeled off after pressure transfer, the wiring conductor is unlikely to remain on the transparent film side. I think that the. However, this method cannot once transfer various thin film elements formed on another substrate as in the present invention to a carrier substrate.
最近の携帯用電子機器の薄型、高機能化に伴い、従来のチップ部品を実装する電子回路に対して、薄膜技術や厚膜技術を用いて抵抗やコンデンサ等を形成してさらに薄型の電子回路を実現することが検討されている。このような電子回路を実現する一つの手法として転写方式による薄膜回路の作製があるが、上記の従来技術による転写方式では、これらの要求を満足する薄膜回路デバイスの作製は難しい。 With the recent thinning and high functionality of portable electronic devices, thinner electronic circuits are formed by forming resistors and capacitors using thin film technology and thick film technology, compared to the conventional electronic circuits that mount chip components. The realization of One method for realizing such an electronic circuit is to manufacture a thin film circuit by a transfer method. However, it is difficult to manufacture a thin film circuit device that satisfies these requirements by the transfer method according to the conventional technique.
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、薄膜技術や厚膜技術により形成された種々の薄膜状素子を回路構成に応じて効率よく、かつ精度よく、基板に転写して高性能の薄膜回路デバイスを実現する方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and various thin film-like elements formed by thin film technology or thick film technology are efficiently and accurately transferred to a substrate according to the circuit configuration to achieve high performance. It is an object to provide a method for realizing a thin film circuit device.
上記課題を解決するために本発明の薄膜状素子の転写方法は、透光性基板の一方の面に形成された透光性の粘着層とこの粘着層上に粘着された遮光性の薄膜状素子とを有するキャリア基板に対して、薄膜状素子とその近傍の粘着層上に少なくとも光硬化性を有する接着剤層を形成する接着剤塗布工程と、透光性基板側から接着剤層が感光する波長の光を照射して薄膜状素子により遮光された領域を除く接着剤層を硬化する光照射工程と、キャリア基板と被転写基板とを密着させて薄膜状素子により遮光された未感光の接着剤層により薄膜状素子と被転写基板とを接着する接着工程と、薄膜状素子と被転写基板との接着領域を除く接着剤層と粘着層とを透光性基板とともに被転写基板から除去する工程とからなる。 In order to solve the above-described problems, the thin film element transfer method of the present invention comprises a light-transmitting adhesive layer formed on one surface of a light-transmitting substrate and a light-shielding thin film adhered to the adhesive layer. An adhesive coating process for forming at least a photocurable adhesive layer on the thin film element and the adhesive layer in the vicinity of the thin film element and a carrier substrate having the element, and the adhesive layer is exposed from the translucent substrate side. A light irradiation step of curing the adhesive layer excluding the region shielded by the thin film element by irradiating light of a wavelength to be lighted, and an unexposed light shielded by the thin film element by closely contacting the carrier substrate and the transfer substrate Adhesion process for adhering thin film element and transferred substrate with adhesive layer, adhesive layer and adhesive layer excluding bonding area between thin film element and transferred substrate, and translucent substrate are removed from transferred substrate Process.
この方法により、別の基板上に形成した薄膜状素子をキャリア基板に粘着させておき、その後、被転写基板の設定した位置に薄膜状素子を転写することができる。このため、薄膜状素子として、例えば薄膜技術や厚膜技術により形成した抵抗、コンデンサ、圧電体素子、センサあるいは薄膜トランジスタ等を被転写基板に転写することができる。 By this method, a thin film element formed on another substrate can be adhered to the carrier substrate, and then the thin film element can be transferred to a set position on the transfer substrate. Therefore, as a thin film element, for example, a resistor, a capacitor, a piezoelectric element, a sensor, or a thin film transistor formed by a thin film technique or a thick film technique can be transferred to a transfer substrate.
また、上記方法において、粘着層が光照射を受けて粘着力を低下する特性を有する材料からなり、上記の光照射工程において、粘着層が感光する光を照射して薄膜状素子が粘着された領域部の粘着力を低下させる方法としてもよい。このような粘着性を有する材料を用いて粘着層に光照射を行うことで、被転写基板に薄膜状素子を転写後に、薄膜状素子から粘着層をさらに容易に分離することができる。 Further, in the above method, the adhesive layer is made of a material having a characteristic of reducing the adhesive force when irradiated with light, and the thin film element is adhered by irradiating light sensitive to the adhesive layer in the light irradiation step. It is good also as a method of reducing the adhesive force of an area | region part. By irradiating the adhesive layer with light using such an adhesive material, the adhesive layer can be more easily separated from the thin film element after the thin film element is transferred to the transfer substrate.
また、上記方法において、粘着層の感光波長と接着剤層の感光波長とは異なる特性を有し、光照射工程において、粘着層の粘着力を低下させる第1の光照射を行った後、接着剤層を硬化させる第2の光照射を行う方法としてもよい。このような特性を有する粘着層と接着剤層とを用いて2段階の光照射を行うことで、光照射を受けた粘着層と接着剤層との間の接着力を確保することができる。したがって、薄膜状素子を被転写基板上に転写した後に、粘着層と不要な接着層とを確実に透光性基板と一緒に分離することができる。 Further, in the above method, the photosensitive wavelength of the adhesive layer and the photosensitive wavelength of the adhesive layer have different characteristics. In the light irradiation step, after the first light irradiation for reducing the adhesive strength of the adhesive layer, the adhesion is performed. It is good also as a method of performing the 2nd light irradiation which hardens an agent layer. By performing two-stage light irradiation using the pressure-sensitive adhesive layer and the adhesive layer having such characteristics, the adhesive force between the light-sensitive pressure-sensitive adhesive layer and the adhesive layer can be ensured. Therefore, after the thin film element is transferred onto the transfer substrate, the adhesive layer and the unnecessary adhesive layer can be reliably separated together with the translucent substrate.
また、上記方法において、薄膜状素子は光反射性を有した素子を用いる方法としてもよい。さらに、薄膜状素子は金属層を備えた素子を用いる方法としてもよい。また、透光性基板側からの入射光量と薄膜状素子から反射する反射光量との和が粘着層の粘着力を低下させるための露光量以上であるようにしてもよい。さらに、透光性基板側から光照射を行う場合に、粘着層が粘着力を喪失するための露光量より小さな光量を照射するようにしてもよい。 In the above method, the thin film element may be a method using an element having light reflectivity. Further, the thin film element may be a method using an element provided with a metal layer. Further, the sum of the amount of incident light from the translucent substrate side and the amount of reflected light reflected from the thin film element may be equal to or greater than the exposure amount for reducing the adhesive strength of the adhesive layer. Furthermore, when performing light irradiation from the translucent substrate side, you may make it irradiate the light quantity smaller than the exposure amount for an adhesion layer to lose adhesive force.
このような方法とすることにより、薄膜状素子が粘着している領域の粘着力は低下するが、接着剤層と粘着層との間の接着力は比較的大きな状態を保持することが可能となる。したがって、薄膜状素子を被転写基板に転写した後、粘着層と接着剤層とを透光性基板と一緒に確実に分離することが可能となる。すなわち、薄膜状素子は遮光性を有し、かつ、一般的に光反射性も有している。一方、接着剤層は光透過性を有しており、接着剤層に入射した光は反射することはない。したがって、透光性基板側から光照射をすると、薄膜状素子が粘着した領域の粘着層には、透光性基板側からの入射光量と薄膜状素子の表面で反射した反射光量とが加わった光量が作用して粘着層を感光させる。しかし、接着剤層と接する粘着層には、透光性基板側からの入射光量のみしか作用しない。それぞれの粘着層に作用するこの光量の差異を利用することで、薄膜状素子の領域の粘着層は粘着力が低下するが、接着剤層とは接着性を保持することができる。 By adopting such a method, the adhesive strength of the region where the thin film element is adhered is reduced, but the adhesive force between the adhesive layer and the adhesive layer can be kept relatively large. Become. Therefore, after the thin film element is transferred to the transfer substrate, the adhesive layer and the adhesive layer can be reliably separated together with the translucent substrate. That is, the thin film element has a light shielding property and generally has a light reflecting property. On the other hand, the adhesive layer is light transmissive, and light incident on the adhesive layer is not reflected. Therefore, when light was irradiated from the translucent substrate side, the amount of incident light from the translucent substrate side and the amount of reflected light reflected from the surface of the thin film element were added to the adhesive layer in the area where the thin film element adhered. The amount of light acts to expose the adhesive layer. However, only the amount of incident light from the translucent substrate side acts on the adhesive layer in contact with the adhesive layer. By utilizing this difference in the amount of light acting on each pressure-sensitive adhesive layer, the pressure-sensitive adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive layer in the region of the thin film element is reduced, but the adhesiveness with the adhesive layer can be maintained.
また、上記方法において、異なる特性の薄膜状素子をそれぞれ別々の透光性基板上に粘着した複数のキャリア基板を用いて、同じ被転写基板のそれぞれ別々の位置にこれらの薄膜状素子を転写する方法としてもよい。さらに、被転写基板上に転写された複数の薄膜状素子間を接続する配線導体を形成する工程をさらに有する方法としてもよい。あるいは、被転写基板は多層配線構成からなり、被転写基板の表面の薄膜状素子を転写する領域を除く表面部に電極端子が形成されており、配線導体は電極端子とも接続する方法としてもよい。 Further, in the above method, using a plurality of carrier substrates in which thin film-like elements having different characteristics are adhered to different translucent substrates, these thin-film elements are transferred to different positions on the same substrate to be transferred. It is good also as a method. Furthermore, the method may further include a step of forming a wiring conductor that connects a plurality of thin-film elements transferred onto the transfer substrate. Alternatively, the substrate to be transferred has a multilayer wiring structure, and electrode terminals are formed on the surface portion of the surface of the substrate to be transferred, excluding the region where the thin film-like element is transferred, and the wiring conductor may be connected to the electrode terminals. .
また、本発明の薄膜回路デバイスは、上記の薄膜状素子の転写方法により被転写基板に転写された薄膜状素子を用いた構成からなる。 The thin film circuit device of the present invention has a configuration using the thin film element transferred to the transfer substrate by the above thin film element transfer method.
これにより、同じ被転写基板の表面上にそれぞれ異なる特性を有する薄膜状素子を転写することができるので、薄膜回路デバイスを歩留まりよく、かつ生産性よく作製することができる。例えば、従来の薄膜回路デバイスでは、同じ基板上に薄膜抵抗や薄膜コンデンサを作製する場合、先に作製された薄膜状素子が後の薄膜状素子の作製工程中に特性変動やパターンの変形等が生じてしまうことがある。しかし、本発明ではそれぞれ別の基板上でこれらの薄膜状素子を形成してから転写するので、このような不良が生じることがなくなる。この結果、歩留まりがよく、かつ生産性の良好な薄膜回路デバイスを実現することができる。 Thus, thin film elements having different characteristics can be transferred onto the surface of the same substrate to be transferred, so that thin film circuit devices can be manufactured with high yield and high productivity. For example, in a conventional thin film circuit device, when a thin film resistor or a thin film capacitor is fabricated on the same substrate, the previously fabricated thin film element has characteristics variation or pattern deformation during the subsequent thin film device fabrication process. May occur. However, in the present invention, these thin film-like elements are formed on different substrates and then transferred, so that such a defect does not occur. As a result, a thin film circuit device with good yield and good productivity can be realized.
本発明の薄膜状素子の転写方法は、種々の異なる特性を有する薄膜状素子を別々のキャリア基板上に配置して、被転写基板の設定された位置に転写していくことで、複雑な薄膜回路デバイスを容易に作製することができるという大きな効果を奏する。 The thin film element transfer method of the present invention is a complex thin film element in which thin film elements having various different characteristics are arranged on different carrier substrates and transferred to a set position on a substrate to be transferred. There is a great effect that the circuit device can be easily manufactured.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要件については、同じ符号を付しているので説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, since the same code | symbol is attached | subjected about the same component requirement, description may be abbreviate | omitted.
(第1の実施の形態)
図1および図2は、本発明の第1の実施の形態にかかる薄膜状素子の転写方法を説明する工程断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 and FIG. 2 are process cross-sectional views illustrating a thin film element transfer method according to the first embodiment of the present invention.
最初に、図1(a)に示すような転写用のキャリア基板10を作製する。この転写用のキャリア基板10を作製するために、最初に透光性基板12の一方の主面に粘着層14を設ける。この粘着層14は非感光性で、かつ通常よりもやや弱い粘着力を有する材料を用いることが望ましい。この粘着層14の上に、少なくとも遮光性の薄膜状素子16を粘着させて配置する。これにより、図1(a)に示す転写用のキャリア基板10が得られる。
First, a
薄膜状素子16は、単なる配線導体からなる回路パターンであってもよいし、また抵抗素子やコンデンサ素子等の受動素子、あるいは薄膜トランジスタ、センサ、発光素子や受光素子等の機能素子であってもよい。これらは、この粘着層14上に、例えば蒸着やスパッタリングあるいは化学気相成膜(CVD)方式等により必要な薄膜を形成し、フォトリソグラフィープロセスとエッチングプロセスを経て形成することもできる。あるいは、別の素子形成基板上にこれらを形成しておき、粘着層14上に転写してもよい。例えば、素子形成基板上に薄膜状素子16を形成し、これを粘着層14に貼り付けた後、素子形成基板を所定の薬液やエッチングガス等で除去すれば、薄膜状素子16が粘着層14上に粘着された状態を得ることができる。この場合、素子形成基板が侵される薬液やエッチングガス等で薄膜状素子16、粘着層14および透光性基板12が侵されないように材料を選択することが必要とされる。例えば、素子形成基板として酸化マグネシウム(MgO)基板を用いる場合、MgO基板は燐酸溶液により侵されて除去できるので、このMgO基板上に圧電体素子やその他の薄膜状素子を形成する場合には、薄膜状素子16としてはこれらに侵されない材料を用いればよい。また、素子形成基板としてシリコン基板を用いる場合には、このシリコン基板はフッ硝酸溶液やアルカリ溶液等の薬液だけでなく、フッ素ガスや塩素ガス等を含むドライエッチングでも侵されて除去できるので、薄膜状素子16としては同様にこれらに侵されない材料を用いればよい。特に、ドライエッチングで除去する場合には、ガスに曝されないようにすることが容易であるので、材料選択の自由度を大きくできる。
The
次に、図1(b)に示すように、薄膜状素子16とその近傍の粘着層14上に接着剤層18を塗布する。この接着剤層18は、紫外線等の光照射により硬化する特性の材料を用いる。
Next, as shown in FIG. 1B, an
次に、図1(c)に示すように、透光性基板12側から接着剤層18が感光する波長の光1を照射する。この光照射により薄膜状素子16で遮光されている領域を除き、接着剤層18は硬化して硬化済接着剤層181となる。
Next, as shown in FIG.1 (c), the
次に、図1(d)に示すように、薄膜状素子16で遮光された領域が硬化済接着剤層181となった接着剤層18をキャリア基板10ごと被転写基板20に密着させる。その状態で、薄膜状素子16で遮光されていた領域の接着剤層18を硬化させる。この硬化は、被転写基板20が透光性を有していれば、被転写基板20側から接着剤層18が感光する波長の光を照射してもよい。また、被転写基板20が不透明基板である場合には、加熱して硬化させればよい。これにより、薄膜状素子16で遮光されていた領域も硬化して硬化済接着剤層181となり、薄膜状素子16と被転写基板20とは強固に接着される。
Next, as shown in FIG. 1D, the
次に、図2に示すように、透光性基板12を分離する。このとき、粘着層14および薄膜状素子16が接着された領域以外の硬化済接着層181も、透光性基板12と一緒に分離する。これにより、被転写基板20には硬化済接着剤層181によって接着固定された薄膜状素子16が転写される。以降、必要に応じて、さらに別の薄膜状素子を転写する。また、これらの転写された薄膜状素子や他の電子部品あるいは被転写基板20に設けられた電極端子と接続するための配線導体を形成する。ただし、本実施の形態では図示していない。なお、被転写基板20は、例えばガラス基板、エポキシ樹脂やポリイミド樹脂等の樹脂基板等であり、あらかじめ回路パターンが形成されていてもよい。さらに、この回路パターンは多層配線構成とされていてもよい。
Next, as shown in FIG. 2, the
なお、透光性基板12はフレキシブルなフィルム状、剛性のあるシート状のいずれであってもよいが、接着剤層18を硬化済接着剤層181とするための紫外線等の光透過率がよい材料を選択することが必要である。例えば、透光性基板12の材料としてはポリエステル、ポリイミド、ポリプロピレン等を用いることができる。また、接着剤層18を形成するための接着剤としては熱硬化型、光硬化型および熱・光併有硬化型のエポキシ樹脂系の接着剤を用いることができる。
The
また、図1および図2に示す一連の工程を用いて複数個の薄膜状素子を一度に基板に転写することもできる。 In addition, a plurality of thin film elements can be transferred to the substrate at one time using a series of steps shown in FIGS.
(第2の実施の形態)
図3および図4は、本発明の第2の実施の形態にかかる薄膜状素子の転写方法を説明する工程断面図である。なお、キャリア基板30は、透光性基板12と、この透光性基板12の上に形成された粘着層32と、この粘着層32上に粘着された薄膜状素子16とからなる。また、この薄膜状素子16は、第1の実施の形態で説明したものと同じような種々の素子を適宜設定した製造方法で作製することができる。
(Second Embodiment)
3 and 4 are process cross-sectional views illustrating a thin film element transfer method according to the second embodiment of the present invention. The
図3(a)、(b)に示す工程は、第1の実施の形態の薄膜状素子の転写方法で説明した図1(a)、(b)と構成は同じであるが、本実施の形態では粘着層32が第1の実施の形態の粘着層14とは異なる。すなわち、本実施の形態では、粘着層32と接着剤層34とは感光する波長あるいは感度が大きく異なる材料を用いることが特徴である。図3(b)に示すように、キャリア基板30の薄膜状素子16とその近傍の粘着層32上に接着剤層34を形成するが、この接着剤層34と粘着層32とは感光性を有するが、その感光波長が異なる材料を使用している。これは、例えば、接着剤層34として、紫外線硬化特性を有する樹脂材料だけでなく、熱硬化性を有する樹脂材料を添加すれば感度を変えられる。さらに、紫外線硬化特性を有する樹脂材料を選択すれば、粘着層32の感光波長と異ならせることが可能である。この場合、粘着層32が感光するピーク波長に対して、接着剤層34のピーク波長を短くすると、より容易に光照射することができる。
The steps shown in FIGS. 3A and 3B are the same as those in FIGS. 1A and 1B described in the thin film element transfer method of the first embodiment. In the form, the
次に、図3(c)に示すように、透光性基板12側から粘着層32が感光する光2を照射する。この光照射により、粘着層32は感光して粘着性を喪失した感光済粘着層321となるが、薄膜状素子16は接着剤層34によっても保持されるので透光性基板12から脱落するような現象は生じない。一方、接着剤層34は、この光2ではほとんど変化しない。
Next, as shown in FIG. 3C, the
次に、図3(d)に示すように、透光性基板12側からさらに光3を照射する。このときの光3は、接着剤層34が感光して硬化する波長であるから、接着剤層34のうち、薄膜状素子16で遮光されている領域以外は感光して硬化し、硬化済接着剤層341となる。接着剤層34と接触している粘着層32は、光2の照射により感光済粘着層321となっている。したがって、光3の照射で接着剤層34が硬化するときには、硬化済接着剤層341は、この感光済粘着層321に対しては接着する。この結果、図3(d)に示すように、光3を照射した時点では、感光済粘着層321と硬化済接着剤層341との間は接着し、薄膜状素子16と感光済粘着層321との間は粘着性がなくなり分離可能な状態となっている。さらに、薄膜状素子16で遮光された領域の接着剤層34は未感光状態を維持している。
Next, as shown in FIG. 3D,
次に、図4(a)に示すように、このような状態としたキャリア基板30を被転写基板36に密着させる。このとき、被転写基板36には接着剤等は全く塗布しなくてよい。密着させた状態で、未感光領域の接着剤層34を硬化させる。このとき、被転写基板36が透光性を有していれば、被転写基板36側から光3を照射して硬化させてもよい。あるいは、加熱して熱硬化させてもよい。この硬化により、この領域の接着剤層34も硬化済接着剤層341となり、薄膜状素子16はこの硬化済接着剤層341により被転写基板36と接着する。一方、すでに硬化済接着剤層341となっていた領域は、被転写基板36と密着して光3の照射あるいは加熱等を受けても変化せず、被転写基板36と接着しない。
Next, as shown in FIG. 4A, the
このように薄膜状素子16を被転写基板36に接着した後、図4(b)に示すように透光性基板12を分離する。このとき、透光性基板12と一緒に感光済粘着層321および感光済粘着層321と接着している硬化済接着剤層341も分離する。この結果、被転写基板36に薄膜状素子16が硬化済接着剤層341により転写された状態が得られる。しかも、転写するための硬化済接着剤層341は、薄膜状素子16の下部領域にのみしか存在しないので、別の薄膜状素子を同様な手法で被転写基板36の表面に転写することもできる。したがって、これらを接続する配線導体の形成が容易に行えるので、転写した薄膜状素子を用いて所定の薄膜回路デバイスを容易に作製することができる。
After the
(第3の実施の形態)
図5および図6は、本発明の第3の実施の形態にかかる薄膜状素子の転写方法を説明する工程断面図である。
(Third embodiment)
5 and 6 are process cross-sectional views illustrating a thin film element transfer method according to the third embodiment of the present invention.
図5(a)、(b)に示す工程は、第1の実施の形態の薄膜状素子の転写方法で説明した図1(a)、(b)と構成は同じであるが、本実施の形態では粘着層42と接着剤層44とが第1の実施の形態の粘着層14および接着剤層18とはそれぞれ異なる。なお、キャリア基板40は、透光性基板12と、この透光性基板12の上に形成された粘着層42と、この粘着層42上に粘着された薄膜状素子16とからなる。また、この薄膜状素子16は、第1の実施の形態で説明したものと同じような種々の素子を適宜設定した製造方法で作製することができる。
The steps shown in FIGS. 5A and 5B are the same as those shown in FIGS. 1A and 1B described in the thin film element transfer method of the first embodiment. In the form, the
すなわち、本実施の形態では、粘着層42は設定した露光量の光を受けて粘着力が低下する特性を有し、薄膜状素子16が粘着された領域では、透光性基板12側からの入射光量と薄膜状素子16から反射する反射光量とが加わった光量で粘着性が低下する特性を有している。このために、薄膜状素子16は、遮光性だけでなく、光反射性の良好な構成としている。また、接着剤層44は、透光性基板12側から照射される入射光量により硬化する樹脂材料を選定する。
That is, in the present embodiment, the
このような粘着層42と接着剤層44とからなる構成に対して、図5(c)に示すように透光性基板12側から光4を照射する。この光4の照射により、接着剤層44は硬化して硬化済接着剤層441となる。一方、粘着層42については、接着剤層44と接触している領域と、薄膜状素子16と接触している領域とでは、光4の照射による効果が以下のように異なる。薄膜状素子16は光反射性を有しているので、この領域の粘着層42は透光性基板12側からの光4の光量に加えて、薄膜状素子16の表面から反射して粘着層42中に戻る反射光の光量を受ける。この結果、粘着層42は感光して粘着性を喪失した感光済粘着層421となる。一方、接着剤層44と接触している領域では、透光性基板12側からの光4は、接着剤層44に入射し、粘着層42側に反射する反射光はほとんどない。このため、この領域の粘着層42は粘着性を保持した状態を維持する。すなわち、この領域の粘着層42と硬化済接着剤層441とは接着した状態となる。
As shown in FIG. 5C, the
この結果、図5(c)に示すように、粘着層42と硬化済接着剤層441との間は接着し、薄膜状素子16と感光済粘着層421との間は粘着性がなくなり分離可能な状態となっている。さらに、薄膜状素子16で遮光された領域の接着剤層44は未感光状態を維持している。
As a result, as shown in FIG. 5 (c), the
次に、図5(d)に示すように、このような状態としたキャリア基板40を被転写基板46に密着させる。このとき、被転写基板46には接着剤等は全く塗布しなくてよい。密着させた状態で、未感光領域の接着剤層44を硬化させる。このとき、被転写基板46が透光性を有していれば、被転写基板46側から光4を照射して硬化させてもよい。あるいは、加熱して熱硬化させてもよい。この硬化により、この領域の接着剤層44も硬化済接着剤層441となり、薄膜状素子16はこの硬化済接着剤層441により被転写基板46と接着する。一方、すでに硬化済接着剤層441となっていた領域は、被転写基板46と密着して光4の照射あるいは加熱等を受けても変化せず、被転写基板46と接着しない。
Next, as shown in FIG. 5D, the
このように薄膜状素子16を被転写基板46に接着した後、図6に示すように透光性基板12を分離する。このとき、透光性基板12と一緒に粘着層42、この粘着層42に接着している硬化済接着剤層441および薄膜状素子16の領域の感光済粘着層421も分離する。この結果、被転写基板46に薄膜状素子16が硬化済接着剤層441により転写された状態が得られる。しかも、転写するための硬化済接着剤層441は、薄膜状素子16の下部領域にのみしか存在しないので、別の薄膜状素子を同様な手法で被転写基板46の表面に転写することもできる。したがって、これらを接続する配線導体の形成が容易に行えるので、転写した薄膜状素子を用いて所定の薄膜回路デバイスを容易に作製することができる。
After the
なお、薄膜状素子が光反射性を有しておれば、透光性基板側からの入射光量と薄膜状素子から反射する反射光量との和が粘着層の粘着力を低下させるための露光量以上であるようにすればよく、さらには透光性基板側から光照射を行う場合に、粘着層が粘着力を喪失するための露光量より小さな光量を適当に設定して照射するようにしてもよい。このような光量を照射しても薄膜状素子領域の粘着層とそれ以外の領域の粘着層とでは実質的な光量が異なることになり、薄膜状素子領域の粘着層の方の粘着力をより低下させることもできる。 If the thin film element has light reflectivity, the sum of the amount of incident light from the translucent substrate side and the amount of reflected light reflected from the thin film element reduces the amount of exposure for reducing the adhesive strength of the adhesive layer. What is necessary is just to make it above, Furthermore, when performing light irradiation from the translucent board | substrate side, it should be made to irradiate by setting appropriately the light quantity smaller than the exposure amount for an adhesion layer to lose adhesive force. Also good. Even if such a light amount is irradiated, the substantial light amount is different between the adhesive layer in the thin film element region and the adhesive layer in the other region, and the adhesive force of the adhesive layer in the thin film element region is further increased. It can also be reduced.
(第4の実施の形態)
図7および図8は、本発明の第4の実施の形態にかかる薄膜状素子の転写方法を説明する工程断面図である。本実施の形態にかかる薄膜状素子の転写方法は、それぞれ別のキャリア基板上に形成された異なる薄膜状素子を同一の基板上に転写することが特徴である。
(Fourth embodiment)
7 and 8 are process cross-sectional views illustrating a thin film element transfer method according to the fourth embodiment of the present invention. The thin film element transfer method according to the present embodiment is characterized in that different thin film elements formed on different carrier substrates are transferred onto the same substrate.
最初に、第1の薄膜状素子を転写する方法について説明する。図7(a)は、図5(a)に示す工程と同様な工程を経て作製され、透光性基板52上に第1の薄膜状素子56を粘着層54により粘着したキャリア基板50の断面図である。本実施の形態では、キャリア基板50上には、第1の薄膜状素子56が複数個配列されている。この第1の薄膜状素子56は、例えば薄膜コンデンサ、薄膜抵抗、薄膜トランジスタ、印刷抵抗、印刷コンデンサ、センサ、あるいは配線導体である。
First, a method for transferring the first thin film element will be described. FIG. 7A is a cross-sectional view of the
次に、図7(b)に示すように、転写すべき第1の薄膜状素子56とその近傍の粘着層54上に接着剤層58を塗布する。本実施の形態では、粘着層54と接着剤層58とは、第3の実施の形態で用いた材料と同じ材料構成を用いた場合について説明する。
Next, as shown in FIG. 7B, an
次に、図7(c)に示すように、第3の実施の形態と同様に、転写すべき第1の薄膜状素子56の領域に透光性基板52側から紫外線等の光5を局部的に照射する。この光5の照射により、転写すべき第1の薄膜状素子56の領域の粘着層54は感光して粘着性を喪失した感光済粘着層541となる。一方、接着剤層58と接触している領域の粘着層54は、この光5の照射では粘着性は喪失しない。また、この領域の接着剤層58は、光5の照射により硬化して硬化済接着剤層581となり、粘着層54とは接着する。
Next, as shown in FIG. 7C, similarly to the third embodiment, the light 5 such as ultraviolet rays is locally applied from the
図7(d)に示すように、このような状態としたキャリア基板50を被転写基板60に密着させる。この場合、密着しやすくするために、透光性基板52は、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂等の透明フィルムを用いるのが望ましい。このとき、被転写基板60には接着剤等は全く塗布しなくてよい。密着させた状態で、未感光領域の接着剤層58を硬化させる。このとき、被転写基板60が透光性を有していれば、被転写基板60側から光5を照射して硬化させてもよい。あるいは、加熱して熱硬化させてもよい。この硬化により、この領域の接着剤層58も硬化済接着剤層581となり、第1の薄膜状素子56はこの硬化済接着剤層581により被転写基板60と接着する。一方、すでに硬化済接着剤層581となっていた領域は、被転写基板60と密着して光5の照射あるいは加熱等を受けても変化せず、被転写基板60と接着しない。
As shown in FIG. 7D, the
このように第1の薄膜状素子56を被転写基板60に接着した後、図7(e)に示すように透光性基板52を分離する。このとき、透光性基板52と一緒に粘着層54、この粘着層54に接着している硬化済接着剤層581および第1の薄膜状素子56の領域の感光済粘着層541も分離する。これにより、被転写基板60の設定した面上に第1の薄膜状素子56が転写される。なお、透光性基板52上に配置されている他の第1の薄膜状素子56は、別の被転写基板に転写するときに用いる。
After the first
次に、第2の薄膜状素子を同じ被転写基板60の第1の薄膜状素子56が転写された近傍の所定位置に転写する方法を説明する。
Next, a method for transferring the second thin film element to a predetermined position in the vicinity of the first
図8(a)に示すように、透光性基板72の粘着層74が設けられた表面上に第2の薄膜状素子76が粘着されたキャリア基板70を準備する。なお、透光性基板72および粘着層74は、上記と同じ材料を用いることが望ましい。
As shown in FIG. 8A, a
次に、図8(b)に示すように、転写すべき第2の薄膜状素子76とその近傍の粘着層74上に接着剤層78を塗布する。この場合にも、粘着層74と接着剤層78とは、上記と同じ材料構成とする。
Next, as shown in FIG. 8B, an
次に、図8(c)に示すように、図7(c)に示す場合と同様に、転写すべき第2の薄膜状素子76の領域に透光性基板72側から紫外線等の光6を局部的に照射する。この光6の照射により、転写すべき第2の薄膜状素子76の領域の粘着層74は感光して粘着性を喪失した感光済粘着層741となる。一方、接着剤層78と接触している領域の粘着層74は、この光6の照射では粘着性は喪失しない。また、この領域の接着剤層78は、光6の照射により硬化して硬化済接着剤層781となり、粘着層74とは接着する。
Next, as shown in FIG. 8C, similarly to the case shown in FIG. 7C, light 6 such as ultraviolet rays is transmitted from the
図8(d)に示すように、このような状態としたキャリア基板70を被転写基板60に密着させる。このとき、被転写基板60に第2の薄膜状素子76を接着する位置は、第1の薄膜状素子56に近接していることが多いため、密着しやすくするために、透光性基板72として、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂等の透明フィルムを用いるのが望ましい。なお、被転写基板60には接着剤等は全く塗布しなくてよい。密着させた状態で、未感光領域の接着剤層78を硬化させる。このとき、被転写基板60が透光性を有していれば、被転写基板60側から光6を照射して硬化させてもよい。あるいは、加熱して熱硬化させてもよい。この硬化により、この領域の接着剤層78も硬化済接着剤層781となり、第2の薄膜状素子76はこの硬化済接着剤層781により被転写基板60と接着する。一方、すでに硬化済接着剤層781となっていた領域は、被転写基板60と密着して光6の照射あるいは加熱等を受けても変化せず、被転写基板60と接着しない。
As shown in FIG. 8D, the
このように第2の薄膜状素子76を被転写基板60に接着した後、透光性基板72を分離する。このとき、透光性基板72と一緒に粘着層74、この粘着層74に接着している硬化済接着剤層781および第2の薄膜状素子76の領域の感光済粘着層741も分離する。これにより、被転写基板60の設定した面上に第2の薄膜状素子76が転写される。この結果、第1の薄膜状素子56と第2の薄膜状素子76とが被転写基板60の同一平面上に設けられ、かつ、第1の薄膜状素子56と第2の薄膜状素子76とが転写された領域以外は被転写基板60の表面が直接露出した構成が得られる。さらに、別の薄膜状素子を被転写基板60上に転写する場合には、図7および図8と同様な工程を繰り返せばよい。
After the second
なお、透光性基板72上に配置されている他の第2の薄膜状素子76は、別の被転写基板に転写するときに用いる。
The other second
次に、図8(e)に示すように、第1の薄膜状素子56と第2の薄膜状素子76とを含み、これらを相互に接続する配線導体80を形成すれば薄膜回路デバイスが得られる。この配線導体80は、マスク蒸着等の方法で形成してもよいし、印刷により形成してもよい。さらに、全面に蒸着等で金属薄膜を形成してから、フォトリソプロセスとエッチングプロセスによりパターン形成して作製してもよい。
Next, as shown in FIG. 8E, a thin film circuit device can be obtained by forming a
なお、このとき、被転写基板60を多層配線構成にして、表面の所定の位置に電極端子を設けておき、これらの電極端子との接続もこの配線導体80により行ってもよい。
At this time, the substrate to be transferred 60 may have a multilayer wiring configuration, electrode terminals may be provided at predetermined positions on the surface, and connection with these electrode terminals may be performed by the
このように、電気的特性、作製プロセスあるいは材料の異なる種々の薄膜状素子をそれぞれの透光性基板上に配置した複数のキャリア基板を準備しておき、これらのキャリア基板を用いて薄膜状素子を被転写基板に順次転写すれば、複雑な薄膜回路デバイスを容易に形成することができる。 As described above, a plurality of carrier substrates in which various thin film elements having different electrical characteristics, manufacturing processes, or materials are arranged on the respective transparent substrates are prepared, and the thin film elements are formed using these carrier substrates. Are sequentially transferred onto the substrate to be transferred, a complicated thin film circuit device can be easily formed.
従来、同一の基板上に種々の異なる特性を有する薄膜状素子を形成する場合、製造プロセスが複雑になるとともに歩留まりが悪化して生産性が改善できなかった。例えば、薄膜コンデンサを形成するプロセスを行うと、すでに形成されている他の薄膜状素子、例えば薄膜抵抗の特性やパターン形状に対して悪影響を及ぼすため、薄膜回路デバイスとしての歩留まりが低下することが多かった。しかし、本発明では、それぞれ別個に作製した別々の薄膜状素子を同じ基板上に順次転写するため、製造プロセスが大幅に簡略化され、かつ生産性も向上できる。また、透光性基板上に配置した状態で薄膜状素子の特性をチェックして良品のみを転写すれば、さらに歩留まりよく薄膜回路デバイスを実現することができる。 Conventionally, when thin film elements having various different characteristics are formed on the same substrate, the manufacturing process is complicated and the yield is deteriorated, so that the productivity cannot be improved. For example, when a process for forming a thin film capacitor is performed, the yield as a thin film circuit device may be reduced because it adversely affects other thin film elements that have already been formed, for example, the characteristics and pattern shape of thin film resistors. There were many. However, in the present invention, the separate thin film-like elements produced separately are sequentially transferred onto the same substrate, so that the manufacturing process is greatly simplified and the productivity can be improved. In addition, if the characteristics of the thin film element are checked and only good products are transferred while being arranged on the translucent substrate, a thin film circuit device can be realized with a higher yield.
なお、透光性基板としては、接着剤層を感光させる波長の光を透過する性質を有する材料であれば平板状でもよいが、フレキシブルなシート状のものを用いれば転写の作業性が向上するので望ましい。また、このシートをロール状にして用いてもよい。 The translucent substrate may be a flat plate as long as it has a property of transmitting light having a wavelength that sensitizes the adhesive layer, but if a flexible sheet is used, the transfer workability is improved. So desirable. Further, this sheet may be used in the form of a roll.
本発明の薄膜状素子の転写方法では、薄膜技術や厚膜技術により形成された種々の薄膜状素子を回路構成に応じて効率よく、かつ精度よく、基板に転写して、高性能の薄膜回路デバイスを実現できるので、小型、薄型、高機能化が要求される電子機器分野に有用である。 In the thin film device transfer method of the present invention, various thin film devices formed by thin film technology or thick film technology are efficiently and accurately transferred to a substrate according to the circuit configuration, and a high performance thin film circuit is obtained. Since the device can be realized, it is useful in the field of electronic equipment that is required to be small, thin, and highly functional.
1,2,3,4,5,6,350 光
10,30,40,50,70 キャリア基板
12,52,72 透光性基板
14,32,42,54,74,320 粘着層
16 薄膜状素子
18,34,44,58,78 接着剤層
20,36,46,60,340 被転写基板
56 第1の薄膜状素子
76 第2の薄膜状素子
80,330 配線導体
181,341,441,581,781 硬化済接着剤層
310 樹脂フィルム
320a 非粘着層
321,421,541,741 感光済粘着層
1, 2, 3, 4, 5, 6, 350
Claims (11)
前記透光性基板側から前記接着剤層が感光する波長の光を照射して、前記薄膜状素子により遮光された領域を除く前記接着剤層を硬化する光照射工程と、
前記キャリア基板と被転写基板とを密着させて、前記薄膜状素子により遮光された未感光の前記接着剤層により前記薄膜状素子と前記被転写基板とを接着する接着工程と、
前記薄膜状素子と前記被転写基板との接着領域を除く前記接着剤層と前記粘着層とを前記透光性基板とともに前記被転写基板から除去する工程とを有することを特徴とする薄膜状素子の転写方法。 With respect to a carrier substrate having a translucent adhesive layer formed on one surface of a translucent substrate and a light-shielding thin film element adhered on the adhesive layer, the thin film element and the vicinity thereof An adhesive application step of forming an adhesive layer having at least photocurability on the adhesive layer;
A light irradiation step of irradiating light of a wavelength at which the adhesive layer is exposed from the translucent substrate side and curing the adhesive layer excluding a region shielded by the thin film element; and
An adhesion step in which the carrier substrate and the transfer substrate are brought into close contact with each other and the thin film element and the transfer substrate are bonded by the non-photosensitive adhesive layer shielded from light by the thin film element;
A step of removing the adhesive layer and the adhesive layer excluding an adhesive region between the thin film-like element and the transferred substrate from the transferred substrate together with the translucent substrate. Transfer method.
前記光照射工程において、前記粘着層が感光する光を照射して前記薄膜状素子が粘着された領域部の粘着力を低下させることを特徴とする請求項1に記載の薄膜状素子の転写方法。 The pressure-sensitive adhesive layer is made of a material having a property of reducing the adhesive strength upon receiving light irradiation,
2. The thin film element transfer method according to claim 1, wherein in the light irradiation step, the adhesive force of the region where the thin film element is adhered is reduced by irradiating light that the adhesive layer is exposed to. .
前記光照射工程において、前記粘着層の粘着力を低下させる第1の光照射を行った後、前記接着剤層を硬化させる第2の光照射を行うことを特徴とする請求項2に記載の薄膜状素子の転写方法。 The photosensitive wavelength of the adhesive layer and the photosensitive wavelength of the adhesive layer have different characteristics,
The said light irradiation process WHEREIN: After performing the 1st light irradiation which reduces the adhesive force of the said adhesion layer, the 2nd light irradiation which hardens the said adhesive bond layer is performed. Method for transferring thin film element.
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