JP2017188204A - Thin substrate, manufacturing method of the same, and substrate peeling method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薄型基板およびその製造方法、並びに基板の剥離方法に関する。 The present invention relates to a thin substrate, a manufacturing method thereof, and a substrate peeling method.
有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)を利用した有機エレクトロルミネッセンス素子(有機EL素子)は、透明基板上に形成された有機化合物からなる面状の発光層によって形成され、薄型ディスプレイなどへの実用化が進んできている。有機EL素子を利用した有機ELディスプレイは、液晶ディスプレイと比較して、視野角が大きく、消費電力が小さく、折り曲げることができる柔軟性を備えることが出来るので、商業的利用価値が高い。また、薄型基板(1μm厚のSiウエハー)を利用する製造方法として、ICの三次元実装分野やMEMS分野でもプロセス開発が行われている。 An organic electroluminescence element (organic EL element) using organic electroluminescence (organic EL) is formed by a planar light emitting layer made of an organic compound formed on a transparent substrate, and practical application to a thin display or the like is advanced. is made of. An organic EL display using an organic EL element has a large viewing angle, low power consumption, and flexibility that can be bent as compared with a liquid crystal display, and thus has high commercial utility value. In addition, as a manufacturing method using a thin substrate (1 μm thick Si wafer), process development is also performed in the three-dimensional mounting field of ICs and the MEMS field.
しかしながら、薄型基板は一般的には0.5μmから0.2mm程度の厚さであり、基板サイズは小さいサイズではチップサイズ、4インチ角から、大きいサイズでは1m角をこえるものもある為、デバイス製造時における薄型基板をロボットなどで搬送することが困難である。 However, since a thin substrate is generally about 0.5 μm to 0.2 mm in thickness, and the substrate size may be a chip size from a small size, from 4 inch square to a size larger than 1 m square, a device It is difficult to transport a thin substrate at the time of manufacture by a robot or the like.
そこで考えられるのは、0.1mm厚以上1.1mm厚ぐらいまでのガラス基板、フィルムまたはウエハーを搬送用基板として、その表面に上記の薄型基板を貼り付けて搬送する方法である。この方法であると、基板厚は既存の設備をそのまま使用して搬送できるという利点がある。しかし、搬送用基板はデバイスが完成した後、搬送用基板から剥がされなければならない。 Therefore, a method is conceivable in which a glass substrate, film, or wafer having a thickness of 0.1 mm to 1.1 mm is used as a transfer substrate, and the above thin substrate is attached to the surface of the transfer substrate and transferred. This method has the advantage that the substrate thickness can be transferred using existing equipment as it is. However, the transfer substrate must be peeled off from the transfer substrate after the device is completed.
薄型基板には3つの種類がある。一つは薄型ガラスであり、もう一つはポリイミドに代表される耐熱性フィルムである。3つ目はウエハーである。ウエハーは場合によっては、粘着剤がついているテープで保護されている場合もある。この場合、基板はウエハーとフィルムの積層体である。 There are three types of thin substrates. One is a thin glass and the other is a heat resistant film represented by polyimide. The third is a wafer. In some cases, the wafer is protected by a tape with an adhesive. In this case, the substrate is a laminate of a wafer and a film.
現在提案されている搬送方法は搬送のキャリアとしてガラスやウエハーを使う方法である。薄型ガラスの場合はガラス同士という特性からキャリアガラス表面を清浄な状態に保ち、直接貼り付けることにより接合する方法である。また耐熱性フィルムの場合、搬送ガラスとフィルムの間にレーザー照射により破壊現象の起こる膜を形成し、貼り合わせ後、レーザー照射で剥離する方法である。また薄型基板がウエハーである場合、非接触の搬送方法や特殊チャック方法が提案されているが搬送できる厚さに限度がある。100μm前後が可能な領域であり、1μmなどの厚さでは搬送方法がない。 A currently proposed transfer method uses glass or a wafer as a transfer carrier. In the case of thin glass, the carrier glass surface is kept clean from the property of being glass-to-glass, and it is a method of joining by directly attaching. In the case of a heat resistant film, a film in which a destruction phenomenon is caused by laser irradiation is formed between the conveying glass and the film, and after being bonded, the film is peeled off by laser irradiation. When the thin substrate is a wafer, a non-contact transfer method or a special chuck method has been proposed, but there is a limit to the thickness that can be transferred. It is an area that can be around 100 μm, and there is no conveying method at a thickness of 1 μm or the like.
この場合では搬送基板を使う方法が考えられる。ただ剥離方法に良い方法がない。またウエハーの場合は薄くするために研磨を用いることがある。この場合はウエハーに粘着テープを貼り、研磨後、割れやかけを防ぐ。この場合もキャリアとしてガラスを使うことが提案されている。 In this case, a method using a transfer substrate can be considered. There is no good peeling method. In the case of a wafer, polishing may be used to make it thin. In this case, an adhesive tape is applied to the wafer to prevent cracking and cracking after polishing. In this case, it has been proposed to use glass as a carrier.
薄型基板は、たとえばディスプレイにおいてはTFT形成プロセスなどにおいて、300℃から500℃程度に加熱する工程がある。また、ウエハーなどの半導体プロセスでは、アニール工程で800℃以上に加熱する工程が存在する。加熱された工程を経るため、接着された搬送基板から薄型基板をはがす方法に有力な方式がない。 For example, in a display, a thin substrate has a step of heating to about 300 ° C. to 500 ° C. in a TFT formation process. Further, in a semiconductor process such as a wafer, there is a step of heating to 800 ° C. or higher in an annealing step. Since the process is heated, there is no effective method for peeling the thin substrate from the bonded transport substrate.
薄型基板がガラスであり、搬送基板もガラスの場合、ガラス同士の密着力は強固であり、剥離時に超薄型ガラスが欠けるなどの問題がある。搬送基板がガラスで薄型基板がフィルムの場合、搬送ガラスとフィルムの間に特定の膜を入れ、パネル完成後、ガラス側よりレーザー照射して剥がす方法が試みられている。しかし、レーザー照射はスキャニング方式でなされるため、時間がかかる。またフィルムがレーザー照射でダメージを受けるなどの問題がある。また、ウエハーに紫外線で剥離可能な粘着テープを貼り、その後ウエハーを薄くするため研磨する工程があるが、その場合も支持基板としてキャリアガラスが必要な場合がある。この場合も研磨の圧力では剥離せず、研磨後 テープとガラスの容易な剥離方法が求められている。 When the thin substrate is glass and the transport substrate is also glass, the adhesion between the glasses is strong, and there is a problem that the ultra-thin glass is chipped at the time of peeling. When a conveyance board | substrate is glass and a thin substrate is a film, the method of putting a specific film | membrane between conveyance glass and a film and irradiating with a laser from the glass side after panel completion and peeling is tried. However, since laser irradiation is performed by a scanning method, it takes time. There is also a problem that the film is damaged by laser irradiation. In addition, there is a process of applying an adhesive tape that can be peeled off by ultraviolet rays to the wafer, and then polishing to make the wafer thinner. In this case, carrier glass may be required as a support substrate. In this case as well, there is a demand for an easy peeling method between the tape and glass after polishing without peeling by the polishing pressure.
本発明は上記のような従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、薄型基板の製造工程での搬送方法において、基板(ガラス、フィルムまたはウエハー)を搬送用基板に貼り合わせ、また容易に剥離できる技術を提供する。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and in the transport method in the manufacturing process of a thin substrate, the substrate (glass, film or wafer) is bonded to the transport substrate, and easily. Provide technology that can be peeled.
本発明によれば、表面に電子素子が形成される基板の製造方法であって、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板の接合面から、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板を剥離する工程を備えることを特徴とする製造方法が提供される。 According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a substrate on which an electronic element is formed on the surface, from the bonding surface of the substrate on which the electronic element is formed on the surface and the transport substrate for transporting the substrate to the surface. There is provided a manufacturing method comprising a step of peeling a substrate on which an element is formed and a transport substrate for transporting the substrate.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板の接合に、無機材料または有機材料を使用する。 According to one embodiment of the present invention, in the above manufacturing method, an inorganic material or an organic material is used for bonding a substrate on which an electronic element is formed on a surface and a transport substrate for transporting the substrate.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板の接合面へブレード・ピアノ線・テグス等の機械的に剥離のきっかけを作るための挿し込み機構を有する。 According to one aspect of the present invention, in the manufacturing method described above, mechanical separation of a blade, a piano wire, a teg, or the like is performed on a bonding surface between a substrate on which an electronic element is formed and a transfer substrate for transferring the substrate. It has an insertion mechanism for creating a trigger.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板の接合面へブレード・ピアノ線・テグス等の機械的に剥離のきっかけを作るための挿し込み機構と機械的剥離機構を有する。 According to one aspect of the present invention, in the manufacturing method described above, mechanical separation of a blade, a piano wire, a teg, or the like is performed on a bonding surface between a substrate on which an electronic element is formed and a transfer substrate for transferring the substrate. It has an insertion mechanism and a mechanical peeling mechanism for creating the trigger.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板の少なくとも一方を吸着により固定する機構を有する。 According to one aspect of the present invention, the manufacturing method includes a mechanism for fixing at least one of a substrate on which an electronic element is formed on a surface and a transfer substrate for transferring the substrate by suction.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板の接合面から、減圧またはチャンバーの変形を利用して剥離する機構を有する。 According to one aspect of the present invention, in the manufacturing method described above, peeling is performed from a bonding surface between a substrate on which an electronic element is formed and a transport substrate for transporting the substrate, using reduced pressure or chamber deformation. It has a mechanism.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板の接合面から、行程中加圧を利用し剥離する機構を有する。 According to one aspect of the present invention, in the above manufacturing method, a mechanism for peeling off using a pressure during the process from a joint surface between a substrate on which an electronic element is formed and a transport substrate for transporting the substrate. Have.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、接合工程の前に、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板の少なくとも一方の接合面を、所定の運動エネルギーを備える粒子を照射することで活性化させる表面活性化接合をさらに備える。 According to one aspect of the present invention, in the above manufacturing method, prior to the bonding step, at least one bonding surface of the substrate on which the electronic element is formed on the surface and the transfer substrate for transferring the substrate, It further includes a surface activated bond that is activated by irradiating particles with kinetic energy.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、接合工程の前に、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板の少なくとも一方の接合面を、薄膜を形成する工程をさらに備える。 According to one aspect of the present invention, in the above manufacturing method, before the bonding step, at least one bonding surface of the substrate on which the electronic elements are formed and the transfer substrate for transferring the substrate is formed as a thin film. The method further includes a forming step.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、接合工程の前に、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板の少なくとも一方の接合面に形成された無機材料層の表面を、所定の運動エネルギーを備える粒子を照射することで活性化させる表面活性化工程をさらに備える。 According to one aspect of the present invention, in the above manufacturing method, before the bonding step, the substrate is formed on at least one bonding surface of a substrate on which an electronic element is formed and a transfer substrate for transferring the substrate. A surface activation step of activating the surface of the inorganic material layer by irradiating particles having a predetermined kinetic energy is further provided.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、接合工程の前に、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板の少なくとも一方の基板の一部を選択的に表面活性化する。 According to one embodiment of the present invention, in the above manufacturing method, a part of at least one of a substrate on which an electronic element is formed and a transfer substrate for transferring the substrate is selected before the bonding step. Surface activation.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、接合工程の前に、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板の少なくとも一方の基板の一部へ選択的に薄膜を形成する工程を備える。 According to one aspect of the present invention, in the above manufacturing method, prior to the bonding step, the substrate on which the electronic element is formed on the surface and the transfer substrate for transferring the substrate are selected as a part of at least one substrate. A step of forming a thin film.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、接合工程の前に、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板の少なくとも一方の基板の一部に形成された薄膜の表面を選択的に表面活性化する。 According to one aspect of the present invention, in the above manufacturing method, before the bonding step, the substrate is formed on a part of at least one of a substrate on which an electronic element is formed and a transport substrate for transporting the substrate. The surface of the formed thin film is selectively surface activated.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、接合工程の前に、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板の少なくとも一方の基板の全面または一部に有機材料を用いて接着を行う。 According to one aspect of the present invention, in the manufacturing method described above, the entire surface or a part of at least one of a substrate on which an electronic element is formed and a transport substrate for transporting the substrate before the bonding step. Adhesion is performed using an organic material.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、基板がガラスである。 According to one embodiment of the present invention, in the manufacturing method, the substrate is glass.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、基板が有機材料からなるフィルムである。 According to one aspect of the present invention, in the manufacturing method, the substrate is a film made of an organic material.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、基板がシリコンまたは化合物半導体からなるウェハーである。 According to one aspect of the present invention, in the above manufacturing method, the substrate is a wafer made of silicon or a compound semiconductor.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、表面に電子素子が形成される基板の厚みが0.5μm以上0.5mm以下である。 According to one embodiment of the present invention, in the above manufacturing method, the thickness of the substrate on which an electronic element is formed is 0.5 μm or more and 0.5 mm or less.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、搬送用基板が、厚み0.1mm以上1.1mm以下である。 According to one embodiment of the present invention, in the above manufacturing method, the transport substrate has a thickness of 0.1 mm to 1.1 mm.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板を剥離させる機構を有し、剥離工程において5〜20kPaの加圧機構を有する。 According to one aspect of the present invention, the manufacturing method includes a mechanism for separating a substrate on which an electronic element is formed on a surface and a transport substrate for transporting the substrate. Pressure mechanism.
本発明の一態様によれば、上記製造方法において、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送する為の搬送用基板を剥離させる機構を有し、剥離工程において圧縮空気または窒素による加圧機構を有する。 According to one aspect of the present invention, the manufacturing method includes a mechanism for separating a substrate on which an electronic element is formed on a surface and a transport substrate for transporting the substrate, using compressed air or nitrogen in the stripping step. Has a pressure mechanism.
本発明によれば、基板の製造において、表面に電子素子が形成される基板を搬送用基板に貼り合わせ、製造工程を経た後に、容易に剥離できる方法を提供する。 According to the present invention, in the manufacture of a substrate, a method is provided in which a substrate on which an electronic element is formed is bonded to a transport substrate and can be easily peeled after a manufacturing process.
本発明の一態様によれば、上記剥離方法において、表面に電子素子が形成される基板と搬送用基板の接合面にブレード・ピアノ線・テグスを挿し込む工程を有する。 According to one aspect of the present invention, the peeling method includes a step of inserting a blade, a piano wire, and a tegs into a joint surface between a substrate on which an electronic element is formed and a transport substrate.
本発明の一態様によれば、上記剥離方法において、表面に電子素子が形成される基板と搬送用基板の接合面にブレード・ピアノ線・テグスを挿し込み剥離させる機構を有する。 According to one aspect of the present invention, the peeling method includes a mechanism in which a blade, a piano wire, or a tegs is inserted and peeled into a joint surface between a substrate on which an electronic element is formed and a transport substrate.
本発明の一態様によれば、上記剥離方法において、表面に電子素子が形成される基板と搬送用基板の少なくとも一方を、吸着し固定する機構を有する。 According to one embodiment of the present invention, the peeling method includes a mechanism for adsorbing and fixing at least one of a substrate on which an electronic element is formed and a transport substrate.
本発明の一態様によれば、上記剥離方法において、表面に電子素子が形成される基板と搬送用基板を、減圧またはチャンバーの変形を利用して剥離する機構を有する。 According to one embodiment of the present invention, the above-described peeling method includes a mechanism for peeling a substrate on which an electronic element is formed and a transfer substrate using reduced pressure or chamber deformation.
本発明の一態様によれば、上記剥離方法において、表面に電子素子が形成される基板と搬送用基板を、加圧を利用し剥離する機構を有する。 According to one embodiment of the present invention, the peeling method includes a mechanism that peels off a substrate on which an electronic element is formed and a transfer substrate using pressure.
以下に、実施形態を挙げて本発明を説明するが、本発明がこれらの具体的な実施形態に限定されないことは自明である。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to embodiments, but it is obvious that the present invention is not limited to these specific embodiments.
[実施形態1]
本実施形態の製造方法は、表面に電子素子が形成される基板の製造方法であって、表面に電子素子4が形成される基板3と該基板を搬送するための搬送用基板1の接合面の少なくとも一方に、無機材料層2を形成する形成工程と、基板3と搬送用基板1とを互いに押し付けて、無機材料層2を介して基板3と搬送用基板1とを接合する接合工程と、基板3と搬送用基板1とを剥離する剥離工程と、を備える。
[Embodiment 1]
The manufacturing method of this embodiment is a manufacturing method of the board | substrate with which an electronic element is formed in the surface, Comprising: The junction surface of the board | substrate 3 for conveyance for conveying the board | substrate 3 with which the electronic element 4 is formed in the surface A forming step of forming the inorganic material layer 2 on at least one of them, and a bonding step of pressing the substrate 3 and the transfer substrate 1 together to bond the substrate 3 and the transfer substrate 1 via the inorganic material layer 2; The peeling process of peeling the board | substrate 3 and the board | substrate 1 for conveyance is provided.
上記構成からなる製造方法では、無機材料層を介して基板と搬送用基板とを接合することにより、基板接合後の工程において、たとえば、300℃から500℃の加熱処理などを行っても、後に基板と搬送用基板とを容易に剥離することができる。または、材料や条件によってはさらなる高温で加熱処理を行っても基板と搬送基板は容易に剥離できる可能性がある。 In the manufacturing method having the above-described configuration, the substrate and the transfer substrate are bonded via the inorganic material layer, so that, for example, in the process after bonding the substrates, A board | substrate and a board | substrate for conveyance can be peeled easily. Alternatively, depending on the material and conditions, there is a possibility that the substrate and the transfer substrate can be easily separated even when heat treatment is performed at a higher temperature.
上記製造方法において、接合工程の前または後に、かつ剥離工程の前に、基板上に電子素子4を形成する電子素子形成工程をさらに備えてもよい。また、電子素子を他の基板で封止する封止工程をさらに備えてもよい。 The manufacturing method may further include an electronic element forming step of forming the electronic element 4 on the substrate before or after the bonding step and before the peeling step. Moreover, you may further provide the sealing process which seals an electronic element with another board | substrate.
基板3上に形成される電子素子4は、TFTや有機EL素子などが挙げられるが、これらに限定はされない。電子素子4が、たとえばTFT(薄膜トランジスタ)である場合、その形成プロセスなどにおいて、300℃から500℃程度の加熱工程がある。 Examples of the electronic element 4 formed on the substrate 3 include a TFT and an organic EL element, but are not limited thereto. When the electronic element 4 is, for example, a TFT (thin film transistor), there is a heating step of about 300 ° C. to 500 ° C. in the formation process.
図1は、本実施形態に係る製造方法の一例を説明する図である。この例では、搬送用基板1上に無機材料層2を形成する形態を示している。 FIG. 1 is a diagram for explaining an example of the manufacturing method according to the present embodiment. In this example, the form in which the inorganic material layer 2 is formed on the transport substrate 1 is shown.
(a)搬送用基板の準備工程
表面に電子素子4が形成される基板3を載置するための搬送用基板1を用意する。
(b)形成工程
基板3を搬送するための搬送用基板1の表面(基板3との接合面)に、無機材料層2を形成する。
(c)接合工程
基板3と搬送用基板1とを互いに押し付けて、無機材料層2を介して基板3と搬送用基板1とを接合して、基板接合体を形成する。
(d)電子素子形成工程
基板接合体の基板3上に電子素子4を形成する。その後、基板接合体の電子素子4を封止するように、他の基板(カバー側基板5)を貼り合わせる封止工程を経て、デバイスが形成される。
(e)剥離工程
電子素子4が形成された基板3と搬送用基板1とを剥離する。この工程により、電子素子4が表面に形成された基板3を含むデバイスが得られる。この例では、無機材料層2は、搬送用基板1側に残っている。
(A) Transport substrate preparation step A transport substrate 1 for mounting a substrate 3 on which electronic elements 4 are formed is prepared.
(B) Formation process The inorganic material layer 2 is formed in the surface (joint surface with the board | substrate 3) of the board | substrate 1 for conveyance for conveying the board | substrate 3. FIG.
(C) Bonding Step The substrate 3 and the transfer substrate 1 are pressed against each other, and the substrate 3 and the transfer substrate 1 are bonded via the inorganic material layer 2 to form a substrate bonded body.
(D) Electronic element formation process The electronic element 4 is formed on the board | substrate 3 of a board | substrate assembly. Thereafter, a device is formed through a sealing process in which another substrate (the cover-side substrate 5) is bonded so as to seal the electronic element 4 of the substrate assembly.
(E) Peeling process The board | substrate 3 with which the electronic element 4 was formed, and the board | substrate 1 for conveyance are peeled. By this step, a device including the substrate 3 on which the electronic element 4 is formed is obtained. In this example, the inorganic material layer 2 remains on the transport substrate 1 side.
上記の製造方法において、(b)と(c)との間に、後述する表面活性化工程をさらに備えてもよい。 In the above manufacturing method, a surface activation step described later may be further provided between (b) and (c).
上記製造方法において、接合工程の前に、基板3か搬送用基板1の少なくとも一方の接合面を、所定の運動エネルギーを備える粒子を照射することで活性化させる表面活性化工程をさらに備えてもよい。 The manufacturing method may further include a surface activation step of activating the bonding surface of at least one of the substrate 3 or the transfer substrate 1 by irradiating particles having a predetermined kinetic energy before the bonding step. Good.
あるいは、上記製造方法において、接合工程の前に、無機材料層2の表面を、所定の運動エネルギーを備える粒子を照射することで活性化させる表面活性化工程をさらに備えてもよい。 Or in the said manufacturing method, you may further provide the surface activation process of activating the surface of the inorganic material layer 2 by irradiating the particle | grains provided with predetermined | prescribed kinetic energy before a joining process.
表面活性化工程における表面活性化処理により、基板接合工程において、搬送用基板1、無機材料層2または基板3のいずれか同士の接合界面の接合強度を増すことができる。 By the surface activation process in the surface activation process, the bonding strength of the bonding interface among any of the transfer substrate 1, the inorganic material layer 2 and the substrate 3 can be increased in the substrate bonding process.
所定の運動エネルギーを有する粒子を衝突させて、接合面を形成する物質を物理的に弾き飛ばす現象(スパッタリング現象)を生じさせることで、酸化物や汚染物など表面層を除去し、表面エネルギーの高い、すなわち活性な無機材料の新生表面を露出させることができる。 By causing particles having a predetermined kinetic energy to collide and causing the material that forms the bonding surface to physically repel (sputtering phenomenon), the surface layer such as oxides and contaminants is removed, and the surface energy An emerging surface of high or active inorganic material can be exposed.
表面活性化処理に用いる粒子として、たとえば、ネオン(Ne)、アルゴン(Ar)、クリプトン(Kr)、キセノン(Xe)、ヘリウム(He)などの希ガスまたは不活性ガスを採用することができる。これらの希ガスは、衝突される接合面を形成する物質と化学反応を起こしにくいので、化合物を形成するなどして、接合面の化学的性質を大きく変化させることはない。 As particles used for the surface activation treatment, for example, a rare gas or an inert gas such as neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe), or helium (He) can be employed. These rare gases are unlikely to cause a chemical reaction with a substance that forms a collision surface to be collided, so that a chemical property of the bonding surface is not greatly changed by forming a compound or the like.
表面活性化される接合面に衝突させる粒子には、粒子ビーム源やプラズマ発生装置を用いて、粒子を接合面に向けて加速することで所定の運動エネルギーを与えることができる。 Particles that collide with the surface to be surface activated can be given a predetermined kinetic energy by accelerating the particles toward the surface using a particle beam source or a plasma generator.
表面活性化される接合面に衝突させる粒子の運動エネルギーは、1eVから2keVであることが好ましい。上記の運動エネルギーにより、効率的に表面層におけるスパッタリング現象が生じると考えられる。除去すべき表面層の厚さ、材質などの性質、新生表面の材質などに応じて、上記運動エネルギーの範囲から所望の運動エネルギーの値を設定することもできる。 It is preferable that the kinetic energy of the particles colliding with the surface to be surface activated is 1 eV to 2 keV. It is considered that the above kinetic energy efficiently causes a sputtering phenomenon in the surface layer. A desired value of kinetic energy can also be set from the above kinetic energy range according to the thickness of the surface layer to be removed, the properties such as the material, the material of the new surface, and the like.
粒子ビーム源を用いて、粒子に所定の運動エネルギーを与えることもできる。粒子ビーム源は、たとえばバックグラウンド圧力が1×10−8Pa(パスカル)以下などの、比較的高い真空中で作動する。比較的高い真空に引くために真空ポンプの作動により、金属領域の表面から除去された物質が効率よく雰囲気外へ排気される。 A particle beam source can also be used to impart a predetermined kinetic energy to the particles. The particle beam source operates in a relatively high vacuum, such as a background pressure of 1 × 10 −8 Pa (pascal) or less. The substance removed from the surface of the metal region is efficiently exhausted out of the atmosphere by the operation of the vacuum pump to draw a relatively high vacuum.
これにより、露出された新生表面への望ましくない物質の付着を抑制することができる。さらに、粒子ビーム源は、比較的高い加速電圧を印加することができるので、高い運動エネルギーを粒子に付与することができる。したがって、効率よく表面層の除去および新生表面の活性化を行うことができると考えられる。 Thereby, adhesion of the undesirable substance to the exposed new surface can be suppressed. Furthermore, since the particle beam source can apply a relatively high acceleration voltage, high kinetic energy can be imparted to the particles. Therefore, it is considered that the surface layer can be efficiently removed and the nascent surface can be activated.
あるいは、バックグラウンド圧力が1×10−8Pa以上大気圧未満である、真空ないしは減圧雰囲気中で表面活性化処理を行ってもよい。 Alternatively, the surface activation treatment may be performed in a vacuum or reduced pressure atmosphere in which the background pressure is 1 × 10 −8 Pa or more and less than atmospheric pressure.
粒子ビーム源として、イオンビームを放射するイオンビーム源や中性原子ビームを放射する中性原子ビーム源を用いることができる。イオンビーム源としては、コールドカソード型イオン源を用いることができる。 As the particle beam source, an ion beam source that emits an ion beam or a neutral atom beam source that emits a neutral atom beam can be used. As the ion beam source, a cold cathode ion source can be used.
中性原子ビーム源としては、高速原子ビーム源(FAB,Fast Atom Beam)を用いることができる。高速原子ビーム源(FAB)は、典型的に剥がすのプラズマを発生させ、このプラズマに電界を掛けて、プラズマから電離した粒子の陽イオンを摘出し電子雲の中を通過させて中性化する構成を有している。 As the neutral atom beam source, a fast atom beam source (FAB, Fast Atom Beam) can be used. A fast atomic beam source (FAB) typically generates a plasma to be stripped and applies an electric field to the plasma to extract ionized particles from the plasma and pass them through an electron cloud to neutralize them. It has a configuration.
この場合、たとえば、希ガスとしてアルゴン(Ar)の場合、高速原子ビーム源(FAB)への供給電力を、1.5kV(キロボルト)、15mA(ミリアンペア)に設定してもよく、あるいは0.1から500W(ワット)の間の値に設定してもよい。たとえば、高速原子ビーム源(FAB)を100W(ワット)から200W(ワット)で稼動してアルゴン(Ar)の高速原子ビームを2分ほど照射すると、接合面の上記酸化物、汚染物など(表面層)は除去され、新生表面を露出させることができる。 In this case, for example, when argon (Ar) is used as the rare gas, the power supplied to the fast atom beam source (FAB) may be set to 1.5 kV (kilovolt), 15 mA (milliampere), or 0.1 To a value between 500 W (watts). For example, when a fast atom beam source (FAB) is operated from 100 W (watts) to 200 W (watts) and irradiated with a fast atom beam of argon (Ar) for about 2 minutes, the oxide, contaminants, etc. (surface) Layer) can be removed to expose the nascent surface.
本発明において、表面活性化に用いられる粒子は、中性原子またはイオンでもよく、さらには、ラジカル種でもよく、またさらには、これらが混合した粒子群でもよい。 In the present invention, the particles used for surface activation may be neutral atoms or ions, may be radical species, and may be a particle group in which these are mixed.
各プラズマまたはビーム源の稼動条件、または粒子の運動エネルギーに応じて、表面層の除去速度は変化しえる。そこで、表面活性化処理に必要な処理時間を調節する必要がある。たとえば、オージェ電子分光法(AES,Auger Electron Spectroscopy)やX線光電子分光法(XPS,X−ray Photo Electron Spectroscopy)などの表面分析法を用いて、表面層に含まれる酸素や炭素の存在が確認できなくなる時間またはそれより長い時間を、表面活性化処理の処理時間として採用してもよい。 Depending on the operating conditions of each plasma or beam source, or the kinetic energy of the particles, the removal rate of the surface layer can vary. Therefore, it is necessary to adjust the treatment time required for the surface activation treatment. For example, the presence of oxygen and carbon contained in the surface layer is confirmed using surface analysis methods such as Auger Electron Spectroscopy (AES) and X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). You may employ | adopt the time which becomes impossible or longer than it as the processing time of a surface activation process.
プラズマ発生装置を用いて、粒子に所定の運動エネルギーを与えることもできる。基板の接合面に対して、交番電圧を印加することで、接合面の周りに粒子を含むプラズマを発生させ、プラズマ中の電離した粒子の陽イオンを、上記電圧により接合面に向けて加速させることで、所定の運動エネルギーを与える。プラズマは数パスカル(Pa)程度の低真空度の雰囲気で発生させることができるので、真空システムを簡易化でき、かつ真空引きなどの工程を短縮化することができる。 A predetermined kinetic energy can also be given to particles using a plasma generator. By applying an alternating voltage to the bonding surface of the substrate, a plasma containing particles is generated around the bonding surface, and the cations of the ionized particles in the plasma are accelerated toward the bonding surface by the voltage. Thus, given kinetic energy is given. Since the plasma can be generated in an atmosphere with a low degree of vacuum of about several pascals (Pa), the vacuum system can be simplified and the steps such as evacuation can be shortened.
上記製造方法において、基板3と搬送用基板1とを接合する接合工程の前に、基板表面へ選択的に表面活性化処理を施してもよい。また接合工程の前に、無機材料層の一部へ選択的に表面活性化を施してもよい。 In the above manufacturing method, a surface activation treatment may be selectively performed on the substrate surface before the bonding step of bonding the substrate 3 and the transfer substrate 1. Moreover, you may selectively surface-activate to a part of inorganic material layer before a joining process.
無機材料層の一部とは、たとえば、基板3の外周部であり、外周部のみ表面活性化処理を施すことにより、基板3の中央部に対して外周部の接合力が高くなり好ましい。 The part of the inorganic material layer is, for example, the outer peripheral portion of the substrate 3, and the surface activation treatment is performed only on the outer peripheral portion, so that the bonding force of the outer peripheral portion becomes higher with respect to the central portion of the substrate 3.
上記製造方法において、異なる種類の複数の無機材料層を形成してもよい。たとえば、基板3の中央部と外周部とで、異なる種類の無機材料層を形成するようにしてもよい。これにより、基板3の中央部と外周部とで接合強度の差を設けることができ、たとえば、基板に合わせて接合強度を制御することが可能となり、またこれらの無機材料層の一部を選択的に表面活性化処理をしても良い。 In the manufacturing method, a plurality of different kinds of inorganic material layers may be formed. For example, different types of inorganic material layers may be formed at the central portion and the outer peripheral portion of the substrate 3. As a result, a difference in bonding strength can be provided between the central portion and the outer peripheral portion of the substrate 3. For example, the bonding strength can be controlled according to the substrate, and a part of these inorganic material layers can be selected. Alternatively, surface activation treatment may be performed.
搬送用基板1は、板状またはフィルム状のガラス、耐熱性フィルム、ウェハーまたはこれらの複合材料により形成されていてもよい。より具体的には、搬送用基板1は、基板3が薄型ガラスの場合は耐熱性フィルム、またはガラス基板、またはガラスに耐熱性フィルムを貼られた基板が好ましく、基板3が耐熱性フィルムの場合はガラス、基板3がウエハーの場合はウエハーまたはガラスであることが好ましい。搬送用基板1は、シート状またはロール状に巻かれた形で提供されてもよい。 The transfer substrate 1 may be formed of plate-like or film-like glass, a heat-resistant film, a wafer, or a composite material thereof. More specifically, when the substrate 3 is a thin glass, the substrate 1 for conveyance is preferably a heat resistant film, a glass substrate, or a substrate having a heat resistant film attached to glass, and the substrate 3 is a heat resistant film. Is preferably glass, and when the substrate 3 is a wafer, it is preferably a wafer or glass. The conveyance substrate 1 may be provided in a form wound in a sheet shape or a roll shape.
搬送用基板1は、既設の設備を使えるという観点から、厚みが0.1mm以上1.1mm以下であることが好ましい。 The transport substrate 1 preferably has a thickness of 0.1 mm or more and 1.1 mm or less from the viewpoint that an existing facility can be used.
無機材料層2は、金属、半導体、窒化物、窒化酸化物、酸化物および炭化物からなる群から選択される無機材料を主成分として形成するようにしたものである。これにより、後工程であるTFT工程での洗浄工程でも、基板と搬送用基板とが剥離することを抑制できる。 The inorganic material layer 2 is formed mainly of an inorganic material selected from the group consisting of metals, semiconductors, nitrides, nitride oxides, oxides and carbides. Thereby, it can suppress that a board | substrate and a board | substrate for conveyance peel | exfoliate also in the washing | cleaning process in the TFT process which is a post process.
無機材料層2としては、アルミニウム(Al)やニッケル(Ni)、銅(Cu)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、タンタル(Ta)、クロム(Cr)、金(Au)や白金(Pt)などの遷移金属を含む金属、スズ(Sn)、銀(Ag)を含むはんだ合金またはこれらの合金、シリコン(Si)などの半導体、酸化ケイ素(SiO2)、窒化ケイ素(SiNx)、酸化窒化ケイ素(SiNxOy)、酸化アルミニウム(Al2O3)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化チタン(TiN)など炭化ケイ素(SiC)、炭化チタン(TiC)などの窒化物、窒化酸化物、酸化物または炭化物を採用することができる。 As the inorganic material layer 2, aluminum (Al), nickel (Ni), copper (Cu), iron (Fe), titanium (Ti), tantalum (Ta), chromium (Cr), gold (Au), platinum (Pt) ), Etc., metals including transition metals, solder alloys including tin (Sn), silver (Ag) or alloys thereof, semiconductors such as silicon (Si), silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiNx), oxynitriding Silicon (SiC) such as silicon (SiNxOy), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), aluminum nitride (AlN), titanium nitride (TiN), nitride such as titanium carbide (TiC), nitride oxide, oxide or carbide Can be adopted.
無機材料層2は、複数形成してもよい。すなわち、第一無機材料層と第二無機材料層とが積層された構造としてもよい。この場合、第一無機材料層と第二無機材料層とは、加熱時にも、膜間で接合強度が増さないSi,SiNなどの材料が選択される。ただ接合強度が増さないと言う条件では、他の膜も考慮される。 A plurality of inorganic material layers 2 may be formed. That is, it is good also as a structure where the 1st inorganic material layer and the 2nd inorganic material layer were laminated | stacked. In this case, for the first inorganic material layer and the second inorganic material layer, materials such as Si and SiN that do not increase the bonding strength between the films even during heating are selected. However, other films are also considered under the condition that the bonding strength does not increase.
無機材料層2は、プラズマ促進化学気相成長法(PECVD)やスパッタ蒸着など堆積方法で形成されることが好ましいが、これに限られない。無機材料層2を形成する際に、所定のマスクを用いることで、所定の領域にのみ形成することができる。 The inorganic material layer 2 is preferably formed by a deposition method such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) or sputter deposition, but is not limited thereto. When the inorganic material layer 2 is formed, it can be formed only in a predetermined region by using a predetermined mask.
また、所定の無機材料をプラズマ促進化学気相成長法(PECVD)やスパッタ蒸着などで所定の無機材料を堆積させることで無機材料層2を形成する際に、当該所定の無機材料以外の無機材料を混合させてもよい。 Further, when the inorganic material layer 2 is formed by depositing the predetermined inorganic material by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) or sputter deposition, an inorganic material other than the predetermined inorganic material is formed. May be mixed.
たとえば、粒子ビームをスパッタターゲットに照射することで、スパッタターゲットの所定の無機材料を当該スパッタターゲットから放出させてスパッタ蒸着を行う際に、粒子ビームの経路に当該所定の無機材料以外の無機材料からなるターゲットを配置してもよい。 For example, when sputter deposition is performed by irradiating a sputter target with a particle beam to release a predetermined inorganic material of the sputter target from the sputter target, an inorganic material other than the predetermined inorganic material is introduced into the path of the particle beam. A target may be placed.
これにより、所定の無機材料に当該所定の無機材料以外の無機材料が混合した混合無機材料をスパッタ蒸着することができる。たとえば、上記所定の無機材料をシリコン(Si)とし、上記所定の無機材料以外の無機材料を鉄(Fe)などの遷移金属とすることが好ましい。これにより、無機材料層2の接合力が高まり、強度が高く封止性能の高い接合界面を形成することができる。 Thereby, the mixed inorganic material in which an inorganic material other than the predetermined inorganic material is mixed with the predetermined inorganic material can be sputter-deposited. For example, the predetermined inorganic material is preferably silicon (Si), and the inorganic material other than the predetermined inorganic material is preferably a transition metal such as iron (Fe). Thereby, the joining force of the inorganic material layer 2 increases, and a joining interface having high strength and high sealing performance can be formed.
基板3と搬送用基板1との接合のために用いられる無機材料層2は、加熱工程や洗浄工程などを経た後、容易に剥がれる状態に膜厚、膜質が調整されることが好ましい。 It is preferable that the film thickness and film quality of the inorganic material layer 2 used for bonding the substrate 3 and the transfer substrate 1 are adjusted so that they can be easily peeled off after a heating process, a cleaning process, and the like.
基板3は、ガラスであることが好ましい。または、基板3は、PI(ポリイミド)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PET(ポリエチレンテレフタレート)またはCOP(シクロオレフィンポリマー)などの有機材料からなるフィルムであることが好ましい。または、基板3は、シリコン、化合物半導体(たとえば、GaP、GaAs、InP、GaN)などからなるウエハーであることが好ましい。 The substrate 3 is preferably glass. Alternatively, the substrate 3 is preferably a film made of an organic material such as PI (polyimide), PEN (polyethylene naphthalate), PET (polyethylene terephthalate), or COP (cycloolefin polymer). Alternatively, the substrate 3 is preferably a wafer made of silicon, a compound semiconductor (for example, GaP, GaAs, InP, GaN) or the like.
基板3の厚みは、0.5μm以上0.5mm以下であることが好ましく、0.5μm以上0.2mm以下であることがより好ましい。基板3の供給形態はシートまたはロールでまいた形で提供されてもよい。 The thickness of the substrate 3 is preferably 0.5 μm or more and 0.5 mm or less, and more preferably 0.5 μm or more and 0.2 mm or less. The supply form of the substrate 3 may be provided in the form of a sheet or a roll.
上記製造方法において、基板が複数の層で構成され、ガラスからなる層を含み、有機材料からなる層を含んでもよい。このとき、基板が、ガラスからなる層と、有機材料からなる層で構成され、有機材料からなる層の側が搬送用基板に接合されてもよい。 In the manufacturing method, the substrate may be composed of a plurality of layers, including a layer made of glass, and a layer made of an organic material. At this time, the substrate may be composed of a layer made of glass and a layer made of an organic material, and the side of the layer made of the organic material may be bonded to the carrier substrate.
たとえば、図2に示すように、ガラス層6と有機材料層7とからなる積層基板8を用いてもよい。この場合、ガラス層6と有機材料層7とを構成する材料は、ガラスとPIの組み合わせが特に好ましい。またガラス層6と有機材料層7を接合するには、無機材料をガラス層6または有機材料層7のどちらか一方に構成し、また無機材料表面に所定のエネルギーを与えて表面活性化する手法を用いるのが好ましい。これは接着剤などを使用した場合、加熱工程での凝固などの問題を起こすためである。 For example, as shown in FIG. 2, a laminated substrate 8 composed of a glass layer 6 and an organic material layer 7 may be used. In this case, the material constituting the glass layer 6 and the organic material layer 7 is particularly preferably a combination of glass and PI. Further, in order to join the glass layer 6 and the organic material layer 7, a method in which an inorganic material is formed on either the glass layer 6 or the organic material layer 7 and surface activation is performed by applying predetermined energy to the surface of the inorganic material. Is preferably used. This is because when an adhesive or the like is used, problems such as solidification in the heating process occur.
上記製造方法において、基板が複数の膜で構成されてもよい。上記製造方法において、基板の搬送基板と接合される側の面にテープが設けられてもよい。たとえば、シリコンウェハーに粘着材を介したテープが貼り付けられ、テープが搬送用基板に接合されてもよい。たとえば、テープの材料としては、PET、PEN、PIがあり、PET、PEN、PIからなるテープ基材層と外線照射によって分解する材料からなる粘着層を少なくとも含む構成であってもよい。 In the manufacturing method, the substrate may be composed of a plurality of films. In the said manufacturing method, a tape may be provided in the surface by the side of the board | substrate joined with the conveyance board | substrate. For example, a tape through an adhesive material may be attached to a silicon wafer, and the tape may be bonded to the transport substrate. For example, the tape material includes PET, PEN, and PI, and may include a tape base layer made of PET, PEN, and PI and at least an adhesive layer made of a material that decomposes by external irradiation.
上記製造方法において、たとえば図3に示すように、基板3平面側からの平面視において、基板3上に形成される電子素子4を囲むように無機材料層2が形成されてもよい。これにより、剥離工程において、無機材料層2の外周部分を切り落とす事により、搬送用基板1と基板3は容易に剥がれる。 In the above manufacturing method, for example, as shown in FIG. 3, the inorganic material layer 2 may be formed so as to surround the electronic element 4 formed on the substrate 3 in a plan view from the substrate 3 plane side. Thereby, the board | substrate 1 for conveyance and the board | substrate 3 are easily peeled by cutting off the outer peripheral part of the inorganic material layer 2 in a peeling process.
上記製造方法において、たとえば図4に示すように、無機材料層2が離散的に形成されてもよい。この他にも、無機材料層2の形態は、たとえば、格子状といった形状が採用される。このような構成とすることにより、剥離時に基板3などにかかる力を抑えることができ、損傷などを防ぐことができる。 In the above manufacturing method, for example, as shown in FIG. 4, the inorganic material layer 2 may be formed discretely. In addition, as the form of the inorganic material layer 2, for example, a lattice shape is adopted. With such a configuration, the force applied to the substrate 3 or the like at the time of peeling can be suppressed, and damage or the like can be prevented.
従来、一度使用した搬送用基板は使い捨てであったが、上記実施形態の製造方法によれば、レーザー照射などの基板にダメージを与えなく、また有機系接着剤を使用していないという理由より、搬送用基板を再利用することができる。 Conventionally, the transport substrate once used was disposable, but according to the manufacturing method of the above embodiment, the substrate such as laser irradiation is not damaged, and the organic adhesive is not used. The transfer substrate can be reused.
[実施形態2]
本発明の他の実施形態によれば、表面に電子素子が形成される基板の製造方法であって、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送するためのフィルムの接合面の少なくとも一方に、無機材料層を形成する形成工程と、基板とフィルムとを互いに押し付けて、無機材料層を介して基板とフィルムとを接合する接合工程と、を備え、該基板と該フィルムとを含むデバイス基板を製造することを特徴とする製造方法が提供される。
[Embodiment 2]
According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a substrate having an electronic element formed on a surface, wherein at least a bonding surface of a substrate on which the electronic element is formed and a film for transporting the substrate is formed. On the other hand, a forming step of forming an inorganic material layer, and a bonding step of pressing the substrate and the film together to bond the substrate and the film through the inorganic material layer include the substrate and the film. A manufacturing method characterized by manufacturing a device substrate is provided.
また、上記製造方法において、接合工程の後、基板上に電子素子を形成する電子素子形成工程をさらに備えてもよい。また電子素子形成後、カバーガラス、カバーフィルムなどが付けられ封止工程をさらに備えても良い Moreover, in the said manufacturing method, you may further provide the electronic device formation process of forming an electronic device on a board | substrate after a joining process. Further, after the electronic element is formed, a cover glass, a cover film, etc. may be attached and a sealing step may be further provided.
上記製造方法において、接合工程がロール・ツー・ロール方式で行われてもよい。これにより、薄型基板の量産性が格段にあがるという利点がある。 In the above manufacturing method, the joining step may be performed by a roll-to-roll method. Thereby, there is an advantage that mass productivity of the thin substrate is remarkably increased.
たとえば、先述の表面活性化工程を経た場合基板同士の接合力が強固となり、各工程の条件や材料の選択によっては、剥離工程において、搬送用基板から基板を容易には剥がすことができなくなる。 For example, when the above-described surface activation process is performed, the bonding force between the substrates becomes strong, and the substrate cannot be easily peeled off from the transfer substrate in the peeling process depending on the conditions and materials selected in each process.
実施形態2の製造方法では、基板として薄型ガラスを使用して、搬送用フィルムをキャリアとして使うのみでなく、基板の保護フィルムとして用いることができるという利点を有する。この製造方法を採用した場合、基板を剥離する必要性がない。 The manufacturing method of Embodiment 2 has an advantage that it can be used not only as a carrier film but also as a protective film for a substrate by using thin glass as a substrate. When this manufacturing method is adopted, there is no need to peel off the substrate.
上記の実施形態に係る製造方法において、基板接合工程は、真空雰囲気中または不活性ガス雰囲気中で行われてもよい。これにより、搬送用基板1と基板3との接合強度が容易にコントロールできる。不活性ガスは窒素ガスであることがより好ましい。 In the manufacturing method according to the above-described embodiment, the substrate bonding step may be performed in a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere. Thereby, the bonding strength between the transfer substrate 1 and the substrate 3 can be easily controlled. More preferably, the inert gas is nitrogen gas.
上記の実施形態に係る製造方法において、基板接合工程の前に、基板と搬送用基板の接合面を不活性ガス雰囲気中に晒す。これにより、加熱による、搬送用基板1と基板3との接合強度の変化が生じ難い。不活性ガスは窒素ガスであることがより好ましい。 In the manufacturing method according to the above embodiment, before the substrate bonding step, the bonding surface between the substrate and the transfer substrate is exposed to an inert gas atmosphere. Thereby, it is hard to produce the change of the joining strength of the board | substrate 1 for conveyance and the board | substrate 3 by heating. More preferably, the inert gas is nitrogen gas.
上記実施形態に係る製造方法において、基板接合工程が、バックグラウンド圧力が1×10−8Pa以上大気圧未満である、真空ないしは減圧雰囲気中で行われてもよい。 In the manufacturing method according to the embodiment, the substrate bonding step may be performed in a vacuum or a reduced pressure atmosphere in which the background pressure is 1 × 10 −8 Pa or more and less than atmospheric pressure.
基礎真空度をコントロールする事により、無機膜中に含まれる水分、酸素を適正にコントロ―ルできる。適正にコントロールされた水分、酸素量を有する無機膜は加熱時にも接合強度が増すことがなく、剥離も容易である。 By controlling the basic vacuum, moisture and oxygen contained in the inorganic film can be controlled properly. An inorganic film having properly controlled moisture and oxygen content does not increase the bonding strength even during heating, and is easy to peel off.
また、たとえば、先述の表面活性工程を経ずに、基板同士の接合を行ってもよい。たとえば真空中で蒸着などにより形成された無機材料層は、表面において酸化や不純物による汚染などが進んでおらず、表面エネルギーが高い状態にある。このような無機材料層の表面同士を接触させることで、比較的強度の高い接合界面を形成することができる。 Further, for example, the substrates may be joined without going through the above-described surface activation process. For example, an inorganic material layer formed by vapor deposition or the like in a vacuum is in a state where the surface energy is high because oxidation or contamination by impurities is not progressing on the surface. By bringing the surfaces of such inorganic material layers into contact with each other, a relatively high strength bonding interface can be formed.
また、基板3の表面が、搬送用基板1上に形成された無機材料と強く結合する場合には、基板3上に第二無機材料層を形成する必要はない。 Further, when the surface of the substrate 3 is strongly bonded to the inorganic material formed on the transfer substrate 1, it is not necessary to form the second inorganic material layer on the substrate 3.
[他の実施形態]
上記の実施形態において、耐熱フィルムを基板として使用する場合、ポリイミドに代表される耐熱フィルムは水分を容易に透過するため、素子側の面は水分透過を防ぐための無機膜を付ける必要がある。そのため、表面の平坦性が要求される。基板となるフィルム表面の平坦性を確保するために、液状の樹脂などをガラスに塗布し、乾燥させてフィルムを形成してもよい。
[Other Embodiments]
In the above-described embodiment, when a heat-resistant film is used as a substrate, a heat-resistant film typified by polyimide easily transmits moisture. Therefore, an element-side surface needs to be provided with an inorganic film for preventing moisture transmission. Therefore, surface flatness is required. In order to ensure the flatness of the film surface serving as a substrate, a liquid resin or the like may be applied to glass and dried to form a film.
樹脂などの塗布方法は、スリットコートが好ましく用いられる。また上記無機材料は複数の膜で構成してもよい。これは液状樹脂部と接触する無機膜が液状樹脂部が硬化後、剥離時に硬化樹脂側に残った場合でも、搬送基板側に形成した無機膜と樹脂部に着いた無機膜との層間で剥離する複数膜の構成をするためである。 Slit coating is preferably used as a coating method for resins and the like. The inorganic material may be composed of a plurality of films. This is because the inorganic film in contact with the liquid resin part peels off between the inorganic film formed on the transport substrate side and the inorganic film attached to the resin part even when the liquid resin part is cured and remains on the cured resin side at the time of peeling. This is because a plurality of films are formed.
無機材料層の形成、並びに樹脂のコーティングは、真空中、または窒素ガス環境下で行われることが好ましい。これは、接合界面の水分量が加熱後の接合に大きな影響を与えると考えられるためである。水分は加熱により接合を強固にし、剥離に悪影響を与える。 The formation of the inorganic material layer and the resin coating are preferably performed in a vacuum or in a nitrogen gas environment. This is because the amount of moisture at the bonding interface is considered to have a great influence on the bonding after heating. Moisture strengthens bonding by heating and adversely affects peeling.
この実施形態の場合も、液状の樹脂などから基板を形成する構成を除いて、先述の実施形態1および2の構成を採用することができる。 In the case of this embodiment as well, the configurations of Embodiments 1 and 2 described above can be adopted except for the configuration in which the substrate is formed from a liquid resin or the like.
上記の実施形態に係る製造方法によって製造される薄型基板が提供される。また、上記の実施形態に係る製造方法によって製造される薄型基板の表面に電子素子を形成した電子素子形成基板が提供される。 A thin substrate manufactured by the manufacturing method according to the above embodiment is provided. Moreover, the electronic element formation board | substrate which formed the electronic element on the surface of the thin substrate manufactured by the manufacturing method which concerns on said embodiment is provided.
また、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送するための搬送用基板の接合面の少なくとも一方に、無機材料層を形成する形成工程と、基板と搬送用基板とを互いに押し付けて、無機材料層を介して基板と搬送用基板とを接合する接合工程と、基板と搬送用基板とを剥離する剥離工程と、を備えることを特徴とする基板の搬送方法が提供される。 In addition, the forming step of forming the inorganic material layer on at least one of the bonding surface of the substrate on which the electronic elements are formed and the transport substrate for transporting the substrate, and the substrate and the transport substrate are pressed against each other There is provided a substrate transport method comprising: a joining step of joining a substrate and a transport substrate through an inorganic material layer; and a peeling step of peeling the substrate and the transport substrate.
また、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送するためのフィルムの接合面の少なくとも一方に、無機材料層を形成する形成工程と、基板とフィルムとを互いに押し付けて、無機材料層を介して基板とフィルムとを接合する接合工程と、を備え、該基板と該フィルムとを含むデバイス基板を製造することを特徴とする基板の搬送方法が提供される。 Also, an inorganic material layer is formed by pressing the substrate and the film against each other, and a forming step of forming an inorganic material layer on at least one of the substrate on which the electronic element is formed and the bonding surface of the film for transporting the substrate And a bonding step of bonding the substrate and the film via the substrate, and a device substrate including the substrate and the film is manufactured.
図6は、本実施形態に係る製造方法の一例を説明する図である。この例では、上記の実施形態1、または2に係る製造方法によって製造される接合体を剥離させる形態を示している。 FIG. 6 is a diagram for explaining an example of the manufacturing method according to the present embodiment. In this example, the form which peels the joined body manufactured by the manufacturing method which concerns on said Embodiment 1 or 2 is shown.
上記の実施形態1、または2に係る製造方法によって製造される接合体の一部分に薄い金属、またはテグスに代表される樹脂を挟み込む工程を有し、これを剥離工程のきっかけとする。 A step of sandwiching a thin metal or a resin typified by Teggs into a part of the joined body manufactured by the manufacturing method according to the first or second embodiment is used as a trigger of the peeling step.
上記の実施形態1、または2に係る製造方法によって製造される接合体を、加圧することで剥離させる工程を備え、表面に電子素子が形成される基板と該基板を搬送するための基板を分離しデバイス基板を製造することを特徴とする基板の製造方法が提供される。 Separating the substrate on which the electronic element is formed on the surface and the substrate for transporting the substrate, by separating the bonded body manufactured by the manufacturing method according to the first or second embodiment by applying pressure. A device manufacturing method is provided, characterized by manufacturing a device substrate.
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態の各構成を組み合わせることも本発明に含まれることは自明である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, it is obvious that the present invention includes combinations of the configurations of these embodiments.
以下に、実施例を示す。 Examples are shown below.
実施例の試験は、以下の手順で行った。
(1)ガラス基板(搬送用基板)の準備
搬送用基板と仮定して、厚みが0.5mmである無アルカリガラスを用意した。
The test of the Example was performed in the following procedures.
(1) Preparation of Glass Substrate (Transport Substrate) An alkali-free glass having a thickness of 0.5 mm was prepared assuming a transport substrate.
(2)ガラス基板(デバイス基板)の準備
デバイス基板と仮定して、厚みが0.5mmである無アルカリガラスを用意した。
(2) Preparation of glass substrate (device substrate) An alkali-free glass having a thickness of 0.5 mm was prepared assuming a device substrate.
(3)無機材料層の形成
イオンビームスパッタを使用して、Si(シリコン)の無機材料層をガラス基板の片側表面に形成した。このときのイオンビームの入力値は、1.2Kv/400mAであった。
(3) Formation of inorganic material layer Using ion beam sputtering, an inorganic material layer of Si (silicon) was formed on one surface of the glass substrate. The input value of the ion beam at this time was 1.2 Kv / 400 mA.
(4)常温接合処理
下記条件で、常温接合処理を行った。
(常温接合条件)
・IBSS:
Si 1.2kV/400mA, Nt=40V/540mA, Ar=80sccm, 3scan
・プレス:窒素環境下
(4) Room temperature bonding treatment Room temperature bonding treatment was performed under the following conditions.
(Normal temperature bonding conditions)
・ IBSS:
Si 1.2kV / 400mA, Nt = 40V / 540mA, Ar = 80sccm, 3scan
・ Press: Under nitrogen environment
(5)剥離工程
剥離機にて剥離工程を行った。ブレード厚は50μmを用いて、加圧により剥離を試みる。
(5) Peeling process The peeling process was performed with the peeling machine. Using a blade thickness of 50 μm, peeling is attempted by pressing.
図6に示すようにブレードを挿し込み、これを切っ掛けとした上で加圧チャンバーを用いて加圧を行った。 A blade was inserted as shown in FIG. 6, and the pressure was applied using a pressure chamber after being cut.
(強度評価の結果)
ブレード挿入時の剥離距離と、剥離に必要な圧力が比例関係にあることがわかった。
また、基板寸法によって、剥離に必要な圧力が比例関係になっている。
(Result of strength evaluation)
It was found that the separation distance at the time of blade insertion and the pressure required for separation are in a proportional relationship.
Further, the pressure required for peeling is proportional to the substrate size.
上記の結果によれば、本発明に係る形成工程、接合工程、剥離工程を備える製造方法によって、基板を搬送用基板に貼り合わせ、また容易に剥離できることが理解される。 According to said result, it is understood that a board | substrate can be bonded together and peeled easily by a manufacturing method provided with the formation process, joining process, and peeling process which concern on this invention.
1 搬送用基板
2 無機材料層
3 基板
4 電子素子
5 カバー側基板
6 ガラス層
7 有機材料層
8 積層基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate for conveyance 2 Inorganic material layer 3 Substrate 4 Electronic element 5 Cover side substrate 6 Glass layer 7 Organic material layer 8 Multilayer substrate
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