JP2012028760A - 半導体基板および半導体装置の作製方法 - Google Patents

半導体基板および半導体装置の作製方法 Download PDF

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Abstract

【課題】膜剥がれに起因したゴミの発生および、膜剥がれに起因したゴミが原因となる剥離不良が抑制された半導体装置の作製方法を提供する。
【解決手段】第１の半導体基板から第２の半導体基板を切り出す際に第２の半導体基板端面に剥離層が露出しないように、第１の分断処理を施す箇所に剥離層が形成されない構造の第１の半導体基板を用いる。また、第２の半導体基板に対して第２の分断処理を施す前に、第２の半導体基板の被剥離層上に支持材料を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体基板並びに該半導体基板を用いた半導体装置の作製方法に関する。
なお、本明細書における半導体基板とは、半導体素子あるいは半導体回路等を形成した基板を指す。
近年、曲がる電子ペーパー、湾曲面に設置することの可能な太陽電池など、可撓性を有する半導体装置に対する需要が急速に高まっている。これに伴い、可撓性を有する半導体装置を作製する技術についても、世界中で高い注目を集めている。
薄型の可撓性を有する半導体装置を作製する技術の一例としては、ガラス基板などの上に形成した半導体装置を含む薄膜層（以下、被剥離層と略記する）を基板から剥離し、可撓性を有する他の基材、例えばプラスチックフィルムなどに転写して、可撓性を有する半導体装置を作製する方法が提案されている（特許文献１）。
特開２００３−１７４１５３号公報
ところで、特許文献１の技術を用いて、被剥離層が形成された基板（以下、第１の半導体基板と略記する）から被剥離層を剥離し、第２の基板に移載するにあたり、生産効率を高める手段の１つとして、第１の半導体基板のサイズを大きくして、より多くの半導体装置を形成する事が望まれる。
これにより、第１の半導体基板からより多くの可撓性を有する半導体装置を作製することができる。
しかし、第１の半導体基板サイズが大きくなるに伴い、剥離作業時や剥離作業後における基板の取り扱いが困難になるという問題がある。
そのため、剥離作業を行う前に第１の半導体基板を、取り扱いやすいサイズに分断しておくことが好ましい（以下、分断した第１の半導体基板のそれぞれを、第２の半導体基板と略記する）。
しかし、特許文献１に記載されている技術である剥離層は、意図的に基板への密着性が弱められている。そのため、剥離層が形成された部分を横切って分断処理を施すと、分断面に剥離層部分が露出し、露出した剥離層部分から膜剥がれが生じやすくなる。
このため、分断作業時や分断作業後の工程において、露出した剥離層部分からの膜剥がれに起因したゴミが、被剥離層上に付着する。
被剥離層上にゴミが付着すると、後の工程にて被剥離層を剥離する際に基板の一部に局所的な力が加わる、あるいは力が加わりにくくなる箇所が局所的に発生するため、剥離時に被剥離層の一部にクラックが発生する、あるいは剥離されない部分が生じるといった問題が発生しやすくなる。
被剥離層上に付着したゴミを除去する方法としては、パルスジェット洗浄（流水式高周波超音波洗浄）などの洗浄を追加する方法があるが、余分な生産コストが発生してしまう。
また、ゴミを除去するための追加洗浄を行っても、被剥離層上に付着したゴミを完全に除去する事は難しい。
本発明は、このような技術的背景のもとでなされたものである。したがって、その目的は、膜剥がれに起因したゴミの発生および、膜剥がれに起因したゴミが原因となる剥離不良が抑制された半導体装置の作製方法を提供することを課題とする。
上記目的を達成するために、本発明は、第１の半導体基板における剥離層および被剥離層の位置関係に着眼した。第１の半導体基板に対して分断処理（以下、第１の分断処理と略記する）を施して第２の半導体基板を取り出す際に、第２の半導体基板端面に剥離層が露出しないように、第１の半導体基板の構造を、第１の分断処理を施す箇所に剥離層が形成されない構造とした。これにより、第１の分断処理時および分断処理後において、剥離層部分からの膜剥がれに起因したゴミを抑制することができる。
また、本発明は、上記第２の半導体基板の端面に剥離層を露出させるための分断処理（以下、第２の分断処理と略記する）を施す前に、第２の半導体基板の被剥離層上に支持材料を設けた。これにより、第２の分断処理時および分断処理後において発生する剥離層部分からの膜剥がれに起因したゴミは被剥離層に直接付着せず、支持材料上に付着する。このため、第２の半導体基板から被剥離層を剥離する際に支持材料が緩衝材となり、膜剥がれに起因したゴミが原因となる剥離不良が抑制される。
本発明の一様態は、基板上に複数の島状の剥離層および剥離層を覆う被剥離層を形成した第１の半導体基板を作製し、被剥離層は半導体回路を剥離層上に備えおり、基板と被剥離層が接する部分に沿って第１の半導体基板に第１の分断処理を施して、１つの島状の剥離層および剥離層を覆う被剥離層を備える第２の半導体基板を作製し、作製した第２の半導体基板の表面である被剥離層上に剥離可能な支持材料を設け、第２の半導体基板の剥離層と被剥離層が積層されている部分に第２の分断処理を施して、第２の半導体基板端面に剥離層を露出させた後に被剥離層から基板を剥離し、被剥離層の基板を剥離した面に接着材料を介してベース基材を設け、剥離可能な支持材料を剥離することを特徴とする半導体装置の作製方法である。
上記発明の一様態により、剥離層部分からの膜剥がれに起因したゴミの発生が抑制され、膜剥がれに起因したゴミが原因となる剥離不良が抑制された半導体装置を作製することができる。
また、本発明の一様態は、基板上に複数の島状の剥離層および剥離層を覆う被剥離層を形成した第１の半導体基板を作製し、被剥離層は半導体回路を剥離層上に備えおり、基板と被剥離層が接する部分に沿って第１の半導体基板に第１の分断処理を施して、１つの島状の剥離層および剥離層を覆う被剥離層を備える第２の半導体基板を作製し、作製した第２の半導体基板の表面である被剥離層上に剥離可能な支持材料を設け、第２の半導体基板の剥離層と被剥離層が積層されている部分に第２の分断処理を施して第２の半導体基板端面に剥離層を露出させ、第２の半導体基板の支持材料が設けられていない面に接着材料を介して剥離補助基板を設けた後に被剥離層から基板を剥離し、被剥離層の基板を剥離した面に接着材料を介してベース基材基板を設け、剥離可能な支持材料を剥離することを特徴とする半導体装置の作製方法。
上記発明の一様態により、第一の基板を剥離する際に剥離層と被剥離層の界面に効率よく剥離力を加えることができるため、膜剥がれに起因したゴミによる剥離不良が抑制された半導体装置を、高い歩留まりで作製することができる。
また、本発明の一様態は、剥離可能な支持材料として、粘着性が低下する特性を有する材料を使用することを特徴とする、半導体装置の作製方法である。
上記発明の一様態により、支持材料を剥がす際に生じる、膜剥がれやクラックなどの半導体回路への悪影響を抑制することができる。
また、本発明の一様態は、剥離可能な支持材料として、被剥離層から第１の基板を剥離するのに必要な力よりも粘着力が強く、かつ、接着材料よりも粘着力が弱い材料を使用することを特徴とする、半導体装置の作製方法である。
上記発明の一様態により、支持材料の粘着力を低下させるための処理を行う必要がないため、半導体回路の劣化が抑制された、半導体装置を作製することができる。
また、本発明の一様態は、剥離可能な支持材料として、溶媒に含浸させることにより溶解して除去できる材料を使用することを特徴とする、半導体装置の作製方法である。
上記発明の一様態により、支持材料を剥離するための物理的な力を加える必要がないため、支持材料の剥離時に発生しやすい膜剥がれやクラックなどの半導体回路への悪影響が無い、半導体装置を作製することができる。
なお、本明細書において、半導体要素とは半導体装置の動作に直接関与しない半導体群（例えば、半導体装置の性能の一部または全部を評価するために使用する評価用素子など）を指すものであり、半導体回路とは半導体装置の動作に直接関与する半導体群を指すものである。
本発明によれば、膜剥がれに起因したゴミの発生および、膜剥がれに起因したゴミが原因となる剥離不良が抑制された半導体装置を提供することができる。
半導体基板を説明する図。 半導体基板の作製方法を説明する図。 半導体基板の作製方法を説明する図。 半導体基板の作製方法を説明する図。 半導体基板の作製方法を説明する図。 半導体基板の作製方法を説明する図。
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
（実施の形態１）
本実施の形態では、第１の半導体基板の構造および第２の半導体基板の構造について、図１を用いて説明するとともに、第２の半導体基板を用いて半導体装置を作製する方法について、図２および図３を用いて説明する。なお、図１（ａ）は第１の半導体基板の上面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）の一点鎖線Ｘ１−Ｘ２部分についての断面図であり、破線部分Ａ１−Ａ２、破線部分Ｂ１−Ｂ２、破線部分Ｃ１−Ｃ２および破線部分Ｄ１−Ｄ２は、第１の基板から第２の基板を切り出すための分断ラインを示す。また、図１（ｃ）は図１（ａ）より切り出された第２の半導体基板の構造である。
第１の半導体基板１００は、基板１０１上に複数の島状の剥離層１０２および剥離層１０２を覆う被剥離層１０６が形成されている。被剥離層１０６は半導体装置の構成要素である半導体回路１０４を有している。なお、半導体回路１０４は剥離層１０２上に形成されている。
なお、図１（ａ）では剥離層１０２の形成されていない部分が直線状に存在するが、特にこれに限定されることはない。ただし、後の工程にて第１の半導体基板に対して第１の分断処理を施す際には、基板１０１と被剥離層１０６が接する箇所（剥離層１０２の形成されていない箇所）を分断するため、第１の分断処理を簡便に行うためにも基板１０１と被剥離層１０６が接する箇所を直線状に形成することが望ましい。
また、隣接する剥離層１０２の間隔および基板１０１の端面と剥離層１０２の間隔は、分断処理後に分断した基板（つまり、第２の半導体基板１１０）の端面から剥離層１０２が露出しない範囲で、間隔を狭くすることが望ましい。これにより、剥離層１０２上に形成される半導体回路１０４の形成面積を大きくすることができるため、効率よく半導体回路を形成できる。
半導体回路１０４内には、少なくとも１つの半導体素子（例えば、薄膜トランジスタ、ダイオード、抵抗、容量素子等）が形成されており、被剥離層１０６は複数の半導体回路１０４を含んでいる。
なお、本実施の形態では被剥離層１０６中に半導体基板の構成要素である半導体回路１０４のみを形成しているが、隣接する剥離層１０２の間の領域や基板１０１の端面と剥離層１０２の間の領域に半導体要素（例えば、半導体装置の不良箇所調査や性能評価を行うための評価用素子（ＴＥＧ（Ｔｅｓｔ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｇｒｏｕｐ）とも呼ばれる））を形成してもよい。
上述領域は、後の工程にて剥離処理を行った後も、剥離されることなく基板１０１上に残るため、半導体要素にダメージ箇所（例えば、電気特性を測定するために、評価用素子に探触子（プローブとも言う）を接触させることによるキズ）が形成されても、ダメージ箇所からクラックが発生、進行するなどといった、半導体回路１０４への悪影響を抑制することができる。
基板１０１は、剥離層１０２と、半導体回路１０４を含む被剥離層１０６をスパッタ装置やＣＶＤ装置などの各種成膜装置を用いて形成するため、剛体であり、かつ剥離層１０２、半導体回路１０４および被剥離層１０６の形成に耐える耐熱性を有することが好ましい。例えば、ガラス基板、石英基板、金属基板、ステンレス基板、表面に絶縁層を形成したシリコンウエハなどを用いることができる。
なお、本明細書では、基板１０１として、大型化が容易であり、かつ価格が比較的安価なガラス基板を用いた場合についての説明を行う。
剥離層１０２は、［１］窒素、酸素や水素を含む膜（例えば、水素を含む非晶質珪素膜、水素含有合金膜、酸素含有合金膜など）［２］金属膜（例えば、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）など）［３］合金膜（タングステンとモリブデンの合金のような複数の金属元素の合金）［４］表面に金属酸化物が形成された金属膜または、表面に金属酸化物が形成された合金膜で形成することができる。
この中で、［４］表面に金属酸化物が形成された金属膜または、表面に金属酸化物が形成された合金膜を用いた剥離層１０２では、剥離層１０２は意図的に被剥離層１０６との密着性が弱められており、物理的手段により剥離層１０２と被剥離層１０６を容易に剥離することができるため、短時間かつ安全に剥離作業を行うことができるため望ましい。
なお、剥離層１０２の表面に金属酸化物を形成する方法としては、金属膜表面を熱酸化する方法、酸素またはＮ２Ｏプラズマで金属膜表面を処理する方法、オゾン水等の酸化力の強い溶液で金属膜表面を処理する方法などがある。また別の方法としては、被剥離層１０６を形成した際に、被剥離層１０６と剥離層１０２の界面に金属酸化物が形成されるようにする方法がある。例えば、スパッタリング法でシリコン酸化物を成膜すると、金属膜または合金膜表面にシリコン酸化物が堆積する際に、その表面が酸化される。なお、金属膜または合金膜の表面に金属酸化物を形成する代わりに、プラズマ処理や熱処理によって金属窒化膜してもよい。
また、剥離層１０２は単層であっても、複数の層で形成されていてもよい。
第１の半導体基板１００を、図１（ａ）のＡ１−Ａ２、Ｂ１−Ｂ２、Ｃ１−Ｃ２およびＤ１−Ｄ２に沿って第１の分断処理を行う事により、第２の半導体基板１１０が得られる。なお、第２の半導体基板１１０は、端面から剥離層１０２が露出しない。
このため、第１の分断処理による膜剥がれに起因したゴミの発生を抑制できる。
次に、第２の半導体基板１１０の被剥離層１０６上に支持材料２００を設置する（図２（ａ）参照）。
支持材料２００としては、被剥離層１０６上に設置した際に、被剥離層１０６から容易に剥がれない密着性を有し、かつ、後の工程にて被剥離層１０６に接着材料を介してベース基板を貼り合わせた後に、被剥離層１０６から容易に剥がすことのできる特性を有する必要がある。このような材料として、例えば、ＵＶ照射、熱付加または通電などの負荷を加えることにより、粘着性を低下できる樹脂などを用いることができる。
なお、図２（ａ）では支持材料２００は単層状態で記載されているが、積層構造の支持材料も含まれる。積層構造の支持材料としては、例えば、ＵＶ照射、熱付加または通電などの負荷を加えることにより粘着性を低下できる樹脂とプラスチックフィルムが積層されたテープ状の材料を用いることができる。
本実施の形態では、支持材料２００として、ＵＶ照射により粘着性を低下できる樹脂を用いた場合についての半導体装置の作製方法を記載する。
次に、第２の分断処理を施し、基板１０１の外周部近傍において剥離層と被剥離層が積層された部分に分断ラインを形成し（図２（ｂ）参照）、分断ラインより外側の基板１０１を、第２の半導体基板１１０より分離する（図２（ｃ）参照。）。
なお、第２の分断処理としては、例えば図２（ｂ）で示すように、先端の鋭利な刃２０２を基板に押し当てて基板を切断する方法などがある。
なお、本実施の形態では、分断ライン形成は基板１０１の裏面（被剥離層が形成されていない側）から行っているが、これに限定されることはない。分断ラインを形成した後に基板１０１を確実に分離することができるのであれば、支持材料側から分断ラインを形成してもよい。
第２の分断処理を行った際に分断箇所ではゴミ（例えば、非常に細かなガラスの粉など）が発生するが、被剥離層１０６上には支持材料２００が形成されているため、仮に支持材料２００上にゴミが付着したとしても、後の工程にて基板１０１を剥離する際に、被剥離層１０６に加わる局所的な力を支持材料２００により緩和することができる。このため、ゴミが原因となり被剥離層１０６に発生するクラック発生や、剥離不良を抑制することができる。
次に、基板１０１の支持材料２００側を固定用治具２０４に固定する。この状態で、基板端部に露出した剥離層１０２と被剥離層１０６の界面に外力を加える。これにより、被剥離層１０６と基板１０１の一方、または両方に撓みが生じる。その結果、剥離層１０２が露出した基板外周の一部または全部において、被剥離層１０６から基板１０１が剥離された場所が形成される。
なお、本実施の形態における外力としては、例えば図２（ｄ）で示すように、剥離層１０２と被剥離層１０６の界面に先端の鋭利な刃２０２を押し当てて力を加える方法などがある。
また、固定用治具２０４としては、例えば、多孔質状の孔を有する台座の一面に固定する対象物を設置し、多孔質状の孔を有する台座の他の一面から真空引きを行うことにより対象物を固定する方法（ポーラスチャックとも呼ばれる）などがある。
この処理を行うことにより、次工程で被剥離層１０６から基板１０１の全部を剥離する際に、剥離層１０２が露出した基板外周でのクラックの発生および進行の抑制をすることができる。
次に、上述の処理により被剥離層１０６が剥離された箇所を始点として、被剥離層１０６から基板１０１の全面を剥離する（図３（ａ）参照。）。
次に、支持材料２００が形成された被剥離層１０６を固定用治具２０４から分離し、被剥離層１０６の支持材料２００が形成されている面とは反対の面に、接着材料３００を介してベース基材３０２を設置する（図３（ｂ）参照。）。
接着材料３００に関しては、接着材料３００を介して被剥離層１０６上にベース基材３０２を設置した後に、被剥離層１０６とベース基材３０２が容易に剥がれない接着力を有していればよい。
なお、ベース基材３０２については、例えば、ガラス基板、シリコンウエハ、金属板、各種プラスチック基板などを用いることができ、好ましくは、薄く研磨されたガラスやシリコンウエハ、金属薄膜、各種プラスチックフィルム、プリプレグ（繊維体に有機樹脂が含浸された構造体）などの可撓性を有する基材を用いることが望ましい。
なお、ベース基材３０２として、プリプレグなどのように繊維体に有機樹脂が含浸された構造体を用いる場合は、ベース基材３０２自体に接着材料が含まれているため、接着材料３００は必ずしも用いる必要はない。
次に、支持材料２００に対して密着性低下処理３０４を行い、被剥離層１０６から支持材料２００を容易に剥がすことができる状態にまで、支持材料２００の密着性を低下させる（図３（ｃ）参照）。なお、本実施の形態では支持材料２００としてＵＶ照射により粘着性を低下できる樹脂を用いているため、図３（ｃ）における密着性低下処理３０４はＵＶ照射処理を表している。
なお、密着性低下処理３０４は、用いる支持材料の種類により適宜変更することが望ましい。例えば、加熱処理を行うことにより密着性が低下する材料を支持材料２００として用いている場合は、密着性低下処理３０４は「加熱処理」となる。
次に、支持材料２００を被剥離層１０６から剥離する（図３（ｄ）参照）。これにより、半導体装置の動作に関与する半導体回路１０４が形成された被剥離層１０６が接着材料３００を介してベース基材３０２に固定された、可撓性を有する半導体装置３１０を作製することができる（図３（ｅ）参照）。
以上の方法を用いることにより、第１の分断処理時において剥離層部分からの膜剥がれに起因したゴミ発生を抑制することができ、かつ第２の分断処理時に発生する剥離層部分からの膜剥がれに起因したゴミが原因となる剥離不良を抑制することができる。
これにより、可撓性を有する半導体装置を高い歩留まりで作製することができる
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１にて記載した半導体装置の作製方法に関して、半導体装置の動作に関与する半導体回路１０４が形成された被剥離層１０６から、基板１０１をより簡便に剥離する方法について、図４を用いて説明する。
まず、実施の形態１と同様に、第２の半導体基板１１０を準備し、被剥離層１０６上に支持材料２００を形成し、第２の分断処理を施して基板１０１の外周部近傍において剥離層と被剥離層が積層された部分に分断ラインを形成し、分断ラインより外側部分を分離する（図４（ａ）参照。）。
次に、基板１０１の被剥離層１０６が形成されていない面に対して、接着材料４００を介して剥離補助基板４０２を設置する（図４（ｂ）参照）。
接着材料４００に関しては、基板１０１と剥離補助基板４０２が容易に剥がれない接着力を有していれよい。
剥離補助基板４０２に関しては、接着材料４００を介して基板１０１に剥離補助基板４０２を設けた際において、剥離補助基板４０２の少なくとも一部が、基板１０１と重畳しない（基板１０１の端面より外側に出ている）ことが望ましい。
なお、剥離補助基板４０２の材質については、強い剛体材料が望ましい。例えば、ガラス基板、石英基板、金属基板、ステンレス基板などを用いることができる
次に、支持材料２００を固定用治具２０４に固定する。この状態で、剥離補助基板４０２のうち、基板１０１と重畳しない部分（基板１０１の端面より外側に出ている部分）に外力を加える。これにより、被剥離層１０６と基板１０１の一方、または両方に撓みが生じる。
その結果、剥離層１０２が露出した基板外周の一部または全部において、被剥離層１０６から基板１０１が剥離された箇所が形成される（図４（ｃ）参照。）。
なお、本実施の形態における外力としては、例えば、図４（ｃ）に示すように、剥離補助基板４０２に対して板状物体４０３を押し当てて力を加える方法などがある。
実施の形態１では、剥離層１０２と被剥離層１０６の界面に外力を加えたのに対し、本実施の形態では外力を加える部分が基板１０１の外形と重畳しない（基板１０１の端面より外側に出ている）ため、より簡便に外力を加えることができる。また、剥離補助基板４０２を介して剥離層１０２と被剥離層１０６の界面に外力を加えるため、剥離層１０２および被剥離層１０６に直接外力を加える（図２（ｄ）のように、剥離層１０２と被剥離層１０６の界面に、先端の鋭利な刃２０５を直接押し当てるなど）必要が無く、剥離層１０２および被剥離層１０６へのダメージを無くすことができる。
これにより、被剥離層１０６から基板１０１をより簡便に剥離することができる。
上記処理を行うことにより、次工程で被剥離層１０６から基板１０１の全部を剥離する際に、剥離層が露出した基板外周でのクラックの発生および進行を抑制することができる。
次に、被剥離層１０６から基板１０１が剥離された箇所を始点として、剥離補助基板４０２を用いて剥離層１０２と被剥離層１０６の界面に外力を加えて、被剥離層１０６から基板１０１の全面を剥離する（図４（ｄ）参照。）。
次に、支持材料２００が形成された被剥離層１０６を固定用治具２０４から分離する。分離後に基板１０１を剥離した側の被剥離層１０６表面に、接着材料３００を介してベース基材３０２を設置する。この状態で支持材料２００に対して密着性低下処理３０４を行う。
これにより、支持材料２００の被剥離層１０６と接する面における密着性が低下するため、支持材料２００を被剥離層１０６から剥離できる。したがって、図３（ｅ）と同様に、可撓性を有する半導体装置３１０を作製できる。
以上の方法を用いることにより、第１の分断処理時において、剥離層１０２部分からの膜剥がれに起因したゴミ発生を抑制することができる。加えて、第２の分断処理時に発生する、剥離層１０２部分からの膜剥がれに起因したゴミが原因となる剥離不良を抑制することができる。さらに、被剥離層１０６から基板１０１をより簡便に剥離することができる。
これにより、可撓性を有する半導体装置を、より簡便に高い歩留まりで作製する方法を提供することができる
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１にて記載した半導体装置の作製方法に関して、異なる支持材料を用いて半導体装置を作製する方法について、図５を用いて説明する。
本実施の形態では、第２の半導体基板１１０を用いる。第２の半導体基板１１０は、実施の形態１で示すものと同一である。第２の半導体基板１１０の被剥離層１０６上に支持材料５００を形成する。そして、基板１０１の外周部近傍に分断ラインを形成する。分断ラインは、剥離層１０２と被剥離層１０６が積層されている部分に形成する。分断ライン形成方法としては、例えば、高速回転させた薄い刃を接触させる、先端の鋭利な刃を押し当てる、高エネルギー（例えばＣＯ２レーザーやＹＡＧレーザービームなど）を照射する、高圧の液体（例えば、高圧の水など）を当てる、などを行うとよい。基板１０１に形成された分断ラインによって、分断ラインより外側部分を基板１０１から分離する。その後、基板１０１の支持材料５００が形成された面を固定用治具２０４に密接させて固定する（図５（ａ）参照）。
支持材料５００としては、被剥離層１０６との単位面積あたりの粘着力Ｆが「ｆ１＜Ｆ＜ｆ２」の範囲を有する材料を用いる。なお、パラメータｆ１は、後の工程にて、基板１０１を被剥離層１０６から剥離する際に、剥離層１０２と被剥離層１０６の界面に加える外力の単位面積あたりの力であり、パラメータｆ２は、後の工程にて、接着材料３００を介して被剥離層１０６とベース基材３０２を接着した際に、接着材料３００と被剥離層１０６の界面における単位面積あたりの接着力である。
次に、基板端部に露出した剥離層１０２と被剥離層１０６の界面に外力を加える。これにより、被剥離層１０６と基板１０１の一方、または両方に撓みが生じる。その結果、基板外周近傍の一部または全部において、被剥離層１０６から基板１０１が剥離された箇所が形成される。さらに、被剥離層１０６から基板１０１が剥離された箇所を始点として、被剥離層１０６から基板１０１の全面を剥離する（図５（ｂ）参照）。
この時、密着力Ｆ（支持材料５００と被剥離層１０６の界面における単位面積あたりの密着力）は、力ｆ１（被剥離層１０６から基板１０１を剥離するために加える外力の単位面積あたりの力）より大きい。このため、支持材料５００が被剥離層１０６から剥がれることなく、被剥離層１０６から基板１０１を選択的に剥離することができる。
次に、支持材料５００が形成された被剥離層１０６を固定用治具２０４から分離し、支持材料５００が形成されていない側の被剥離層１０６表面に、接着材料３００を介してベース基材３０２を設け、被剥離層１０６から支持材料５００を剥がす（図５（ｃ）参照）。
この時、密着力Ｆ（支持材料５００と被剥離層１０６の界面における単位面積あたりの密着力）は、接着力ｆ２（接着材料３００と被剥離層１０６の界面における単位面積あたりの接着力）より小さい。このため、ベース基材３０２が接着材料３００から剥がれることなく、支持材料５００を被剥離層１０６から選択的に剥がすことができる。
これにより、図３（ｅ）と同様に、半導体装置の動作に関与する半導体回路１０４が形成された被剥離層１０６が接着材料３００を介してベース基材３０２に固定された、可撓性を有する半導体装置３１０を作製することができる。
以上の方法により、支持材料の粘着力を低下させるための処理を行うことなく半導体装置を作製することができる。
これにより、支持材料の粘着力を低下させるための処理に起因した半導体回路の劣化を抑制できるため、信頼性の高い半導体装置を作製することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１にて記載した半導体装置の作製方法に関して、異なる支持材料を用いて半導体装置を作製する方法について、図６を用いて説明する。
本実施の形態では、第２の半導体基板１１０を用いる。第２の半導体基板１１０は、実施の形態１で示すものと同一である。第２の半導体基板１１０の被剥離層１０６上に支持材料６００を形成する。そして、基板１０１の外周部近傍に分断ラインを形成する。分断ラインは、剥離層１０２と被剥離層１０６が積層されている部分に形成する。分断ライン形成方法としては、例えば、高速回転させた薄い刃を接触させる、先端の鋭利な刃を押し当てる、高エネルギー（例えばＣＯ２レーザーやＹＡＧレーザービームなど）を照射する、高圧の液体（例えば、高圧の水など）を当てる、などを行うとよい。基板１０１に形成された分断ラインによって、分断ラインより外側部分を基板１０１から分離する。その後、基板１０１の支持材料６００が形成された面を固定用治具２０４に密接させて固定する。
支持材料６００としては、溶媒中に浸すことにより溶解し、除去できる材料を用いる。このような材料として、例えば水に浸すことにより溶解し、除去することのできる水溶性接着剤などがある。
次に、基板端部に露出した剥離層１０２と被剥離層１０６の界面に外力を加える。これにより、被剥離層１０６と基板１０１の一方、または両方に撓みが生じる。その結果、基板外周部の一部または全部において、被剥離層１０６から基板１０１が剥離される。さらに、被剥離層１０６から基板１０１が剥離された箇所を始点として、被剥離層１０６から基板１０１の全面を剥離する。その後、支持材料６００が形成された被剥離層１０６を固定用治具２０４から分離する。分離後に、被剥離層１０６の基板１０１を剥離した側の面に、接着材料６０２を介してベース基材３０２を設置する（図６（ｂ）参照。）。
なお、後の工程にて、支持材料６００を溶媒中に浸して被剥離層１０６から剥がす作業を行うため、接着材料６０２は使用する溶媒に対して不溶な性質を示す材料を用いることが好ましい。
次に、支持材料６００および、接着材料６０２を介してベース基材３０２が設置された被剥離層１０６を溶媒６０４に浸し、支持材料６００を溶解させて被剥離層１０６から除去する（図６（ｃ）参照。）。
これにより、半導体装置の動作に関与する半導体回路１０４が形成された被剥離層１０６が、接着材料６０２を介してベース基材３０２に固定された、可撓性を有する半導体装置６１０を作製することができる（図６（ｄ）参照。）。
以上の方法により、支持材料を剥離するための物理的な力を加えることなく半導体装置を作製することができる。
これにより、支持材料を剥離する際に加える力に起因した半導体回路の劣化が抑制された、歩留まりが高く、かつ信頼性の高い半導体装置を作製することができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
１００ 第１の半導体基板
１０１ 基板
１０２ 剥離層
１０４ 半導体回路
１０６ 被剥離層
１１０ 第２の半導体基板
２００ 支持材料
２０２ 先端の鋭利な刃
２０４ 固定用治具
２０５ 先端の鋭利な刃
３００ 接着材料
３０２ ベース基材
３０４ 密着性低下処理
３１０ 半導体装置
４００ 接着材料
４０２ 剥離補助基板
４０３ 板状物体
５００ 支持材料
６００ 支持材料
６０２ 接着材料
６０４ 溶媒
６１０ 半導体装置

Claims (5)

  1. 基板上に複数の島状の剥離層と、
    前記剥離層の端面を覆う被剥離層を有する第１の半導体基板を作製し、
    前記被剥離層は前記剥離層上に半導体回路を備え、
    前記第１の半導体基板の前記基板と前記被剥離層が接する部分に第１の分断処理を施し、
    基板上に一つの島状の剥離層と、
    前記剥離層を覆う被剥離層を備える第２の半導体基板を作製し、
    前記第２の半導体基板の前記被剥離層上に剥離可能な支持材料を設け、
    前記第２の半導体基板の前記剥離層と前記被剥離層が積層された部分において、前記基板に対して第２の分断処理を施して前記第２の半導体基板の端面に剥離層を露出し、
    前記被剥離層から前記基板を剥離し、
    前記被剥離層の前記基板を分離した面に接着材料を介してベース基材を設け、
    前記剥離可能な支持材料を剥離する半導体装置の作製方法。
  2. 基板上に複数の島状の剥離層と、
    前記剥離層の端面を覆う被剥離層を有する第１の半導体基板を作製し、
    前記被剥離層は前記剥離層上に半導体回路を備え、
    前記第１の半導体基板の前記基板と前記被剥離層が接する部分に第１の分断処理を施し、
    基板上に一つの島状の剥離層と、
    前記剥離層を覆う被剥離層を備える第２の半導体基板を作製し、
    前記第２の半導体基板の前記被剥離層上に剥離可能な支持材料を設け、
    前記第２の半導体基板の前記剥離層と前記被剥離層が積層された部分において、前記基板に対して第２の分断処理を施して前記第２の半導体基板の端面に剥離層を露出し、
    前記第２の半導体基板の前記被剥離層が形成されていない面に接着材料を介して剥離補助基板を設置し、
    前記被剥離層から前記基板を剥離し、
    前記被剥離層の前記基板を分離した面に接着材料を介してベース基材を設け、
    前記剥離可能な支持材料を剥離する半導体装置の作製方法。
  3. 請求項１および２において、剥離可能な支持材料として、粘着性が低下する材料を使用することを特徴とする、半導体装置の作製方法。
  4. 請求項１および２において、剥離可能な支持材料として、前記被剥離層から前記基板を分離するのに必要な力よりも前記支持材料と前記被剥離層の粘着力が強く、かつ、前記接着材料と前記被剥離層の接着力よりも前記支持材料と前記被剥離層の粘着力が弱い材料を使用することを特徴とする、半導体装置の作製方法。
  5. 請求項１および２において、剥離可能な支持材料として、溶媒に浸すことにより溶解する材料を使用することを特徴とする、半導体装置の作製方法。
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