JP4718784B2 - Semiconductor element peeling method and semiconductor device manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、絶縁表面上に形成された半導体素子の剥離方法及び該剥離方法を用いた半導体装置の作製方法に関する。   The present invention relates to a method for peeling a semiconductor element formed over an insulating surface and a method for manufacturing a semiconductor device using the peeling method.

携帯電話や電子手帳などに代表される携帯用電子機器には、画像を表示するためのフラットパネルディスプレイの他、メールの送受信、音声認識、小型カメラによる映像の取り込みなど様々な機能が要求されている一方、小型化、軽量化に対するユーザーニーズも依然根強い。そのため、回路規模やメモリ容量のより大きいICを、携帯用電子機器の限られた容積の中により多く搭載する必要性に迫られている。ICを収容するためのスペースを確保し、なおかつ携帯用電子機器を小型化、軽量化するためには、搭載するフラットパネルディスプレイを如何に薄く、軽く作るかが重要なポイントとなる。薄型化、軽量化を図るには、パネルに用いられるガラス基板の厚さを抑えることが最も効果的であると考えられるが、パネルの機械的強度を考慮するとガラス基板をむやみやたらと薄くすることはできない。例えばバリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等を用いた場合、3インチ角のパネルの厚さはせいぜい1〜2mm程度、重量10g程度が限界である。   In addition to flat panel displays for displaying images, portable electronic devices typified by mobile phones and electronic notebooks are required to have various functions such as sending and receiving mail, voice recognition, and video capture with a small camera. On the other hand, user needs for downsizing and weight reduction are still strong. Therefore, it is necessary to mount more ICs having a larger circuit scale and memory capacity in the limited volume of portable electronic devices. In order to secure a space for accommodating an IC and to reduce the size and weight of a portable electronic device, it is important to make a flat panel display to be mounted thin and light. In order to reduce the thickness and weight, it is considered most effective to reduce the thickness of the glass substrate used in the panel. However, considering the mechanical strength of the panel, the glass substrate should be made thinner and thinner. I can't. For example, when barium borosilicate glass, alumino borosilicate glass, or the like is used, the thickness of a 3-inch square panel is limited to about 1 to 2 mm at most and about 10 g in weight.

上記問題が背景にあり、ガラス基板の代わりにプラスチック基板を用いたフラットパネルディスプレイの研究、開発が盛んに行なわれている。プラスチック基板は可撓性を有する分、ガラス基板と比較して振動、衝撃に対する機械的強度に優れており、厚さを抑えやすい。また材質そのものも軽量であるため、フラットパネルディスプレイの薄型化、軽量化には、好都合な基板であると考えられる。ただプラスチック基板は、半導体素子の作製工程における熱処理に耐え得るほど、耐熱性に優れていない場合が多い。そのため、別途用意した耐熱性を有する基板上において半導体素子を形成した後、該半導体素子を基板から剥離し、プラスチック基板上に貼り合わせる作製方法が提案されている。そして具体的に提案されている剥離の仕方は、各メーカーでまちまちであり、それぞれに特色のある技術的工夫が凝らされている。   Due to the above problems, research and development of flat panel displays using a plastic substrate instead of a glass substrate have been actively conducted. Since the plastic substrate is flexible, the plastic substrate is superior in mechanical strength against vibration and impact compared to the glass substrate, and the thickness can be easily suppressed. In addition, since the material itself is lightweight, it is considered to be a convenient substrate for making the flat panel display thinner and lighter. However, the plastic substrate is often not excellent in heat resistance to withstand heat treatment in the manufacturing process of the semiconductor element. Therefore, a manufacturing method has been proposed in which a semiconductor element is formed over a separately prepared heat-resistant substrate, and then the semiconductor element is peeled off from the substrate and bonded to a plastic substrate. The specific methods of peeling that are proposed vary from manufacturer to manufacturer, and each has its own technical ingenuity.

下記特許文献1には、光エッチングを用いて、多数の微細なボイド(空隙)を表面に有する多孔質GaN膜を基板上に形成した後、エピタキシャル成長により多孔質GaN膜上にGaNエピ膜を形成し、次にボイドを有するGaNの層を選択エッチング、超高圧水流、GaAsジェット、レーザー割断などにより、溶解、破断することで基板からエピ膜を剥離し、他の基板に貼り付ける窒化物半導体の作製方法について開示されている。   In Patent Document 1 below, a porous GaN film having a large number of fine voids (voids) on the surface is formed on a substrate by photoetching, and then a GaN epifilm is formed on the porous GaN film by epitaxial growth. Next, the GaN layer having voids is removed by selective etching, ultra-high pressure water flow, GaAs jet, laser cleaving, etc., and the epi film is peeled off from the substrate and bonded to another substrate. A manufacturing method is disclosed.

特開2001−223165号公報JP 2001-223165 A

上記特許文献1のように、半導体膜の成膜前において基板と半導体膜の間にボイドを形成する剥離法の場合、半導体膜の成膜後に、剥離の促進を目的として、半導体膜自体に加熱処理やレーザ光の照射等を別途行なう必要がないので、半導体膜に損傷が与えられないというメリットを有する。また、ボイドの存在によって、半導体膜の内部応力を緩和することができる。   In the case of a peeling method in which a void is formed between a substrate and a semiconductor film before the formation of the semiconductor film as in Patent Document 1, the semiconductor film itself is heated for the purpose of promoting the peeling after the formation of the semiconductor film. Since there is no need to separately perform processing, laser light irradiation, or the like, there is an advantage that the semiconductor film is not damaged. Further, the internal stress of the semiconductor film can be relieved by the presence of the void.

しかし上記特許文献1では、光エッチングによりボイドを形成しているため、得られるボイド大きさに限界がある。そのため、ボイドが形成されている層の溶解、破断にかかる時間を抑えることを目的として、または、剥離の際に半導体膜にかかる応力等の負担をより軽減することを目的として、ボイドをある一定の大きさ以上に最適化することができない。また上記特許文献1には、単結晶の半導体膜の剥離方法について記載されているが、絶縁表面上の薄膜の半導体膜を用いて形成された半導体素子を、ボイドを用いて剥離する具体的な方法については、何ら開示されていない。   However, in Patent Document 1 above, since voids are formed by photoetching, there is a limit to the size of voids that can be obtained. Therefore, for the purpose of suppressing the time taken for dissolution and fracture of the layer in which the void is formed, or for reducing the burden such as stress applied to the semiconductor film at the time of peeling, the void is fixed to some extent. It cannot be optimized beyond the size of. In addition, the above Patent Document 1 describes a method for peeling a single crystal semiconductor film, but a specific example of peeling a semiconductor element formed using a thin semiconductor film on an insulating surface using a void. No method is disclosed.

本発明は上述した問題に鑑み、ボイドを用いて絶縁表面上の薄膜の半導体素子を剥離する剥離方法、及び該剥離した半導体素子を転写する半導体装置の作製方法の提案を課題とする。   In view of the above problems, an object of the present invention is to propose a peeling method for peeling a thin film semiconductor element over an insulating surface using a void and a method for manufacturing a semiconductor device for transferring the peeled semiconductor element.

本発明では、凹凸を有する第1の下地膜を基板上に成膜し、該第1の下地膜上に第2の下地膜を成膜する。そして少なくとも該凹部上において第2の下地膜に空隙(ボイド)が形成されるように、第1の下地膜が有する凹部の形状を制御する。凹部の開口部が狭く、また深いほど、ボイドが形成されやすく、また凹部に占めるボイドの体積の割合が高くなる。   In the present invention, a first base film having unevenness is formed on a substrate, and a second base film is formed on the first base film. Then, the shape of the concave portion of the first base film is controlled so that a void is formed in the second base film at least on the concave portion. As the opening of the recess becomes narrower and deeper, voids are more easily formed, and the volume ratio of the void in the recess increases.

凹部の形状の他、形成されるボイドの形状及び体積は、第2の下地膜の成膜方法によっても左右される。成膜する絶縁膜の凹部への段差被覆性(ステップカバレッジ)が良いほど、ボイドの凹部に占める割合を小さくでき、逆にステップカバレッジが悪いほど、ボイドの凹部に占める割合を大きくすることができる。具体的にボイドを有する第2の下地膜は、スパッタ法、塗布法、条件によってはCVD法などを用いることができる。   In addition to the shape of the recess, the shape and volume of the void to be formed also depend on the method for forming the second base film. The better the step coverage (step coverage) of the insulating film to be deposited, the lower the ratio of voids to the concaves, and the lower the step coverage, the higher the percentage of voids to the concaves. . Specifically, for the second base film having voids, a sputtering method, a coating method, a CVD method, or the like can be used depending on conditions.

図1を用いて、ボイドを有する第2の下地膜の形成方法について説明する。まず図1(A)に示すように、凹凸を有する第1の下地膜100を形成する。第1の下地膜の凹凸の形成の仕方については、実施の形態において後述する。100aに示す部分が凹部に相当し、100bに示す部分が凸部に相当する。そして、例えばスパッタ法を用いて第2の下地膜101を成膜した場合、成膜初期においては図1(A)に示すように、比較的水平に近い凸部100b上と凹部100aの底部上に、優先的に第2の下地膜101が成膜される。   A method for forming a second base film having voids will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 1A, a first base film 100 having unevenness is formed. A method of forming the unevenness of the first base film will be described later in the embodiment. The portion indicated by 100a corresponds to a concave portion, and the portion indicated by 100b corresponds to a convex portion. Then, when the second base film 101 is formed by using, for example, a sputtering method, at the initial stage of film formation, as shown in FIG. 1A, on the convex portion 100b that is relatively horizontal and on the bottom portion of the concave portion 100a. In addition, the second base film 101 is preferentially formed.

そして、図1(A)に示した状態からさらに第2の下地膜101の成膜を続けていくと、図1(B)に示す状態が得られる。図1(B)に示すように第2の下地膜101は、凸部100bのエッジ近傍102において、他の部分に比べ厚く成膜される。これは、第2の下地膜101を構成する分子が、被形成面に付着すると安定なサイトを求めて表面を移動した結果、凸部100bのエッジ近傍102に集まりやすいためである。   When the second base film 101 is further formed from the state shown in FIG. 1A, the state shown in FIG. 1B is obtained. As shown in FIG. 1B, the second base film 101 is formed thicker in the vicinity of the edge 102 of the convex portion 100b than the other portions. This is because when the molecules constituting the second base film 101 adhere to the surface to be formed, the molecules are likely to gather in the vicinity of the edge 102 of the convex portion 100b as a result of moving the surface in search of a stable site.

さらに第2の下地膜の成膜を続けていくと、凹部100aの内部における第2の下地膜101の成膜速度はエッジ近傍102における成膜速度よりも遅いため、図1(C)に示すように、エッジ近傍102に厚く成膜された部分がさらに成長し、最終的には凹部100aを覆ってしまう。そして凹部100a上において、第2の下地膜101中に空隙(ボイド)103が形成される。   Further, when the second base film is continuously formed, the film formation speed of the second base film 101 inside the recess 100a is slower than the film formation speed in the vicinity of the edge 102, so that FIG. As described above, the thickly deposited portion in the vicinity of the edge 102 further grows and eventually covers the recess 100a. A void 103 is formed in the second base film 101 on the recess 100a.

ボイド103の形状及び体積は、凹部100aの形状と成膜方法に依存する。例えば、図1(C)が図1(D)に示した基板の上面図の、A−A’における断面図に相当すると仮定する。図1(D)では凹部100aがストライプ状に一方向に延びており、この場合ボイド103は凹部100aのストライプの長手方向に沿って延びるように形成される。   The shape and volume of the void 103 depend on the shape of the recess 100a and the film forming method. For example, it is assumed that FIG. 1C corresponds to a cross-sectional view taken along line A-A ′ of the top view of the substrate illustrated in FIG. In FIG. 1D, the concave portion 100a extends in one direction in a stripe shape. In this case, the void 103 is formed so as to extend along the longitudinal direction of the stripe of the concave portion 100a.

このように形成された第2の下地膜101上に、薄膜の半導体膜を成膜し、半導体素子を形成した後、第2の下地膜101のボイド103を含む領域を溶解、粉砕したりすることで、半導体素子を剥離し、別途用意した基板上に転写する。このとき剥離は、単に物理的な力を加えるだけで行っても良いし、選択的なエッチング、超高圧水流またはレーザーによる粉砕などの処理を施して行っても良い。また本発明では、ボイドを用いた剥離を、ウェットエッチングで行なっても良い。この場合、図1に示すように形成された第2の下地膜101上に、薄膜の半導体膜を成膜し、半導体素子を形成した後、ボイド103の一部に達する開口部を形成する。そして、該開口部からエッチャントをボイド103内に拡散させることで、ボイドの内壁をエッチングして広げていく。最終的には複数のボイド103と交わる面を境に、第2の下地膜101を分離することによって半導体素子を剥離し、該剥離した半導体素子を別途用意した基板上に転写する。このとき剥離は、完全にエッチングのみによって行っても良いし、エッチングした後に物理的な力を加えて行っても良い。   A thin semiconductor film is formed over the second base film 101 formed in this manner, and after forming a semiconductor element, the region including the void 103 of the second base film 101 is dissolved and pulverized. Thus, the semiconductor element is peeled off and transferred onto a separately prepared substrate. At this time, the separation may be performed by simply applying a physical force, or may be performed by performing a process such as selective etching, ultra-high pressure water flow or laser pulverization. In the present invention, peeling using a void may be performed by wet etching. In this case, a thin semiconductor film is formed over the second base film 101 formed as shown in FIG. 1, and after forming a semiconductor element, an opening reaching a part of the void 103 is formed. Then, the inner wall of the void is etched and spread by diffusing the etchant into the void 103 from the opening. Finally, the semiconductor element is peeled off by separating the second base film 101 from the surface intersecting with the plurality of voids 103, and the peeled semiconductor element is transferred onto a separately prepared substrate. At this time, peeling may be performed only by etching, or may be performed by applying a physical force after etching.

剥離は半導体素子に直接レーザーを照射したり、半導体素子の特性に影響を与えるような加熱処理を行なったりする必要はないので、半導体膜に与えられる損傷を抑えることができる。また、ボイドの存在によって、第2の下地膜や半導体膜の内部応力を緩和することができ、半導体素子の作製工程におけるストレスマイグレーションを抑えることができる。   Peeling does not require direct irradiation of the semiconductor element with a laser or heat treatment that affects the characteristics of the semiconductor element, so that damage to the semiconductor film can be suppressed. Further, the presence of voids can relieve internal stress of the second base film and the semiconductor film, and can suppress stress migration in the manufacturing process of the semiconductor element.

本発明では凹凸の絶縁膜を用いることで、ボイドの大きさ、形状、レイアウトを最適化しやすく、剥離の際に必要な物理的な力、または剥離を促進させるための処理時間を抑えることができ、結果、剥離の際に半導体素子にかかる負担を小さくすることができる。また本発明では凹凸の絶縁膜を用いることで、ボイドの大きさ、形状、レイアウトを、エッチングに適した形態に最適化しやすく、剥離を促進させるための処理時間を抑えることができる他、剥離の際に必要な物理的な力を抑えることができる。結果、剥離の際に半導体素子にかかる負担を小さくすることができる。   In the present invention, by using an uneven insulating film, the size, shape, and layout of voids can be easily optimized, and the physical force required for peeling or the processing time for promoting peeling can be suppressed. As a result, it is possible to reduce the burden on the semiconductor element at the time of peeling. Further, in the present invention, by using an uneven insulating film, it is easy to optimize the size, shape, and layout of voids in a form suitable for etching, and the processing time for promoting peeling can be suppressed. Can reduce the physical force required. As a result, it is possible to reduce a burden on the semiconductor element at the time of peeling.

上述したように本発明では、凹凸の絶縁膜を用いることで、ボイドの大きさ、形状、レイアウトを最適化しやすく、剥離の際に必要な物理的な力、または剥離を促進させるための処理時間を抑えることができ、結果、剥離の際に半導体素子にかかる負担を小さくすることができる。また本発明では、凹凸の絶縁膜を用いることで、ボイドの大きさ、形状、レイアウトを最適化しやすい。そのため効率的にエッチャントをボイド内に拡散させることができ、エッチャントに接触するボイドの内壁の面積を増やすことができるので、エッチングの処理時間を短くすることができる。またエッチング後に物理的な力によって半導体素子を剥離する場合は、剥離に必要な物理的な力をも抑えることができる。よって結果的に、剥離の際に半導体素子にかかる負担を小さくすることができる。また本発明では剥離は半導体素子に直接レーザーを照射したり、半導体素子の特性に影響を与えるような加熱処理を行なったりする必要はないので、半導体膜に与えられる損傷を抑えることができる。また、ボイドの存在によって、第2の下地膜や半導体膜の内部応力を緩和することができ、半導体素子の作製工程におけるストレスマイグレーションを抑えることができる。   As described above, in the present invention, by using an uneven insulating film, it is easy to optimize the size, shape, and layout of voids, and the physical force required for peeling, or the processing time for promoting peeling. As a result, it is possible to reduce the burden on the semiconductor element at the time of peeling. Further, in the present invention, the size, shape and layout of the voids can be easily optimized by using the uneven insulating film. Therefore, the etchant can be efficiently diffused into the void, and the area of the inner wall of the void in contact with the etchant can be increased, so that the etching processing time can be shortened. In the case where the semiconductor element is peeled off by a physical force after etching, the physical force necessary for the peeling can be suppressed. Therefore, as a result, the burden on the semiconductor element at the time of peeling can be reduced. In the present invention, peeling does not require direct irradiation of the semiconductor element with a laser or heat treatment that affects the characteristics of the semiconductor element, so that damage to the semiconductor film can be suppressed. Further, the presence of voids can relieve internal stress of the second base film and the semiconductor film, and can suppress stress migration in the manufacturing process of the semiconductor element.

(実施の形態1)
以下、本発明の剥離方法を用いた半導体装置の作製方法について説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device using the peeling method of the present invention will be described.

まず、図2(A)に示すように、凹凸を有する第1の下地膜201を第1の基板200上に形成する。第1の基板200は、後の工程の処理温度に耐えうる材質であれば良く、例えば石英基板、シリコン基板、バリウムホウケイ酸ガラスまたはアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、金属基板またはステンレス基板等を用いることができる。   First, as shown in FIG. 2A, a first base film 201 having unevenness is formed over a first substrate 200. The first substrate 200 may be any material that can withstand the processing temperature of the subsequent process. For example, a quartz substrate, a silicon substrate, a glass substrate such as barium borosilicate glass or aluminoborosilicate glass, a metal substrate, a stainless steel substrate, or the like may be used. Can be used.

また本実施の形態では、第1の下地膜201として酸化珪素膜を用いる。なお、第1の下地膜201の材料はこれに限定されず、窒化珪素、窒化酸化珪素等の絶縁膜であっても、W、Moなどの金属膜であっても良い。またこの凹凸の形成の仕方については、後段において詳しく説明する。第1の下地膜201は単一の層に限らず、2層以上の積層構造であってもよい。この場合、全層が絶縁膜であっても良いし、金属膜であっても良い。または絶縁膜と金属膜との積層構造であっても良い。   In this embodiment, a silicon oxide film is used as the first base film 201. Note that the material of the first base film 201 is not limited thereto, and may be an insulating film such as silicon nitride or silicon nitride oxide, or a metal film such as W or Mo. The method of forming the unevenness will be described in detail later. The first base film 201 is not limited to a single layer, and may have a stacked structure of two or more layers. In this case, all the layers may be an insulating film or a metal film. Alternatively, a stacked structure of an insulating film and a metal film may be used.

凹凸の形状は、成膜方法と、剥離の方法との兼ね合いで、設計者が適宜決めることができる。本実施の形態では、凹部203をストライプ形状とし、その長手方向に対し垂直方向における幅Wdを1μm以下、深さWhを2μm以上とする。   The shape of the unevenness can be determined as appropriate by the designer in consideration of the film forming method and the peeling method. In the present embodiment, the recess 203 has a stripe shape, the width Wd in the direction perpendicular to the longitudinal direction is 1 μm or less, and the depth Wh is 2 μm or more.

次に図2(B)に示すように、第1の下地膜201を覆うように第2の下地膜202を形成する。第2の下地膜202は、スパッタ法、塗布法、プラズマCVD法等を用いて成膜することができる。なお成膜方法はこれらに限定されず、第2の下地膜202にボイドが形成できるならば、その他の公知の成膜方法を用いることができる。第2の下地膜202は絶縁膜であることが望ましく、具体的には酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素やその他の公知の絶縁膜を用いることができる。また第2の下地膜202として、シロキサン系材料を出発材料として形成されたSi−O結合とSi−CHx結合手を含む絶縁膜を用いても良い。本実施の形態では、第2の下地膜202として酸化珪素を、RFスパッタ法を用いて成膜する。   Next, as shown in FIG. 2B, a second base film 202 is formed so as to cover the first base film 201. The second base film 202 can be formed by a sputtering method, a coating method, a plasma CVD method, or the like. Note that the deposition method is not limited to these, and other known deposition methods can be used as long as voids can be formed in the second base film 202. The second base film 202 is preferably an insulating film, and specifically, silicon oxide, silicon nitride, silicon nitride oxide, and other known insulating films can be used. As the second base film 202, an insulating film including a Si—O bond and a Si—CHx bond formed using a siloxane-based material as a starting material may be used. In this embodiment, silicon oxide is formed as the second base film 202 by an RF sputtering method.

本実施の形態では、基板温度を100〜200℃、例えば150℃とし、直径305mmのSiO2ターゲットを用い、RF電力3kW、圧力0.4PaのAr雰囲気下において成膜を行なう。そしてArの流量はトータルで60sccmとし、そのうち10sccmは加熱により温度を上昇させ、基板の裏側に吹き付けて、基板温度の変化を抑えるようにする。また成膜速度は68〜72nm/minとする。 In this embodiment mode, film formation is performed in an Ar atmosphere with an RF power of 3 kW and a pressure of 0.4 Pa using a substrate temperature of 100 to 200 ° C., for example, 150 ° C., using a SiO 2 target having a diameter of 305 mm. The total flow rate of Ar is 60 sccm, of which 10 sccm is heated to raise the temperature and sprayed to the back side of the substrate to suppress changes in the substrate temperature. The deposition rate is 68 to 72 nm / min.

第2の下地膜202の膜厚は、凹部203における開口部が閉じることでボイド207が形成される程度の膜厚になるまで成膜する。よってその膜厚は、凹部203の形状や成膜方法によって適宜定めるのことが望ましい。本実施の形態では、第1の下地膜201の凸部204上における膜厚が1μm程度となるように成膜する。   The second base film 202 is formed until the void 207 is formed by closing the opening in the recess 203. Therefore, it is desirable that the film thickness is appropriately determined depending on the shape of the recess 203 and the film forming method. In this embodiment mode, the film is formed so that the film thickness of the first base film 201 on the convex portion 204 is about 1 μm.

なお、成膜直後の第2の下地膜202の表面には、第1の下地膜201が有する凹凸によって、多少平坦性に欠けている場合がある。よって、後に形成される半導体素子の特性に、影響が出るのを避けるために、第2の下地膜202の表面を研磨しておいても良い。本実施の形態では、CMP法(Chemical-Mechanical Polishing)、いわゆる化学的・機械的ポリッシング法を用いて第2の下地膜202の表面を研磨する。CMP法は公知の方法で行なうことが可能である。酸化膜の研磨では、一般的に100〜1000nmφの研磨剤を、pH調整剤等の試薬を含む水溶液に分散させた固液分散系のスラリーが用いられる。本実施の形態では、水酸化カリウムが添加された水溶液に、塩化珪素ガスを熱分解して得られるフュームドシリカ粒子を20wt%分散したシリカスラリー(pH=10〜11)を用いる。なお、第2の下地膜202の表面の研磨は、CMP法に限定されず、平坦性が確保できるのであれば、その他の研磨法を用いても良い。表面の研磨により、第2の下地膜202の表面は、図2(C)に示すように平坦化される。   Note that the surface of the second base film 202 immediately after the film formation may lack some flatness due to the unevenness of the first base film 201. Therefore, the surface of the second base film 202 may be polished in order to avoid affecting the characteristics of a semiconductor element to be formed later. In this embodiment mode, the surface of the second base film 202 is polished by using a CMP (Chemical-Mechanical Polishing) method, a so-called chemical / mechanical polishing method. The CMP method can be performed by a known method. In polishing an oxide film, a solid-liquid dispersion slurry in which an abrasive having a diameter of 100 to 1000 nm is generally dispersed in an aqueous solution containing a reagent such as a pH adjuster is used. In this embodiment, a silica slurry (pH = 10 to 11) in which 20 wt% of fumed silica particles obtained by thermally decomposing silicon chloride gas is used in an aqueous solution to which potassium hydroxide is added. Note that the polishing of the surface of the second base film 202 is not limited to the CMP method, and other polishing methods may be used as long as flatness can be ensured. By polishing the surface, the surface of the second base film 202 is planarized as shown in FIG.

次に、平坦化された第2の下地膜202上に、絶縁膜からなる第3の下地膜205を成膜し、該第3の下地膜205上に半導体素子206、ここではTFTを形成する(図2(D))。第3の下地膜205は、第2の下地膜202よりも比較的エッチングレートの遅い膜を用いる。これにより、第2の下地膜202のボイドを含む部分において剥離を行なう際に、第3の下地膜205によって半導体素子206を保護することができる。さらに剥離する半導体素子206は、層間絶縁膜等で覆い、保護しておくことが望ましい。   Next, a third base film 205 made of an insulating film is formed over the planarized second base film 202, and a semiconductor element 206, here, a TFT is formed over the third base film 205. (FIG. 2 (D)). The third base film 205 is a film having an etching rate relatively slower than that of the second base film 202. Thus, the semiconductor element 206 can be protected by the third base film 205 when peeling is performed on a portion of the second base film 202 including the void. Further, the semiconductor element 206 to be peeled is preferably covered and protected with an interlayer insulating film or the like.

次に、半導体素子206を覆って、保護層212を形成する。保護層212は、後に第2の基板209を貼り合わせたり剥離したりする際に、半導体素子206を保護する機能を有しており、第2の基板209の剥離後に除去することが可能な材料を用いる。例えば、水またはアルコール類に可溶なエポキシ系、アクリレート系、シリコン系の樹脂を全面に塗布し、焼成することで保護層212を形成することができる。本実施の形態ではスピンコートで水溶性樹脂(東亜合成製:VL−WSHL10)を膜厚30μmとなるように塗布し、仮硬化させるために2分間の露光を行ったあと、UV光を裏面から2.5分、表面から10分、合計12.5分の露光を行って本硬化させて、保護層212を形成する(図3(A))。   Next, the protective layer 212 is formed so as to cover the semiconductor element 206. The protective layer 212 has a function of protecting the semiconductor element 206 when the second substrate 209 is bonded or peeled later, and can be removed after the second substrate 209 is peeled off. Is used. For example, the protective layer 212 can be formed by applying an epoxy-based, acrylate-based, or silicon-based resin soluble in water or alcohol over the entire surface and baking it. In this embodiment, a water-soluble resin (manufactured by Toagosei Co., Ltd .: VL-WSHL10) is applied by spin coating so as to have a film thickness of 30 μm, and after exposure for 2 minutes for temporary curing, UV light is applied from the back surface Exposure is performed for 2.5 minutes and 10 minutes from the surface for a total of 12.5 minutes, followed by main curing to form the protective layer 212 (FIG. 3A).

なお、複数の有機樹脂を積層する場合、有機樹脂どうしでは使用している溶媒によって塗布または焼成時に一部溶解したり、密着性が高くなりすぎたりする恐れがある。従って、半導体素子206を覆っている層間絶縁膜と保護層212を共に同じ溶媒に可溶な有機樹脂を用いる場合、後の工程において保護層212の除去がスムーズに行なわれるように、半導体素子206を覆っている層間絶縁膜と、後に成膜される保護層212との間に、無機絶縁膜(SiNX膜、SiNXY膜、AlNX膜、またはAlNXY膜)を形成しておくことが好ましい。 In addition, when laminating | stacking several organic resin, there exists a possibility that it may melt | dissolve partially at the time of application | coating or baking with the solvent currently used between organic resins, or adhesiveness may become high too much. Therefore, in the case where an organic resin that is soluble in the same solvent is used for both the interlayer insulating film covering the semiconductor element 206 and the protective layer 212, the semiconductor element 206 is removed smoothly in the subsequent process. An inorganic insulating film (SiN x film, SiN x O y film, AlN x film, or AlN x O y film) is formed between the interlayer insulating film covering the film and the protective layer 212 formed later. It is preferable to keep it.

次いで、両面テープ208を用い、保護層212に第2の基板209を貼り付け、さらに両面テープ210を用い、第1の基板200に第3の基板211を貼り付ける(図3(A))。なお必ずしも両面テープ208、210を用いて貼り付ける必要はない。第2の基板209または第3の基板211を貼り付けられる機能を有する物であれば良く、例えば接着剤を用いてもよい。紫外線によって剥離する接着剤を用いることで、第2の基板209剥離の際に半導体素子にかかる負担を軽減させることができる。第3の基板211を貼り付けることで、後の剥離工程で第1の基板200が破損するのを防ぐことができる。第2の基板209および第3の基板211としては、第1の基板200と同程度が、より剛性の高い基板、例えば石英基板、半導体基板を用いることが好ましい。   Next, the second substrate 209 is attached to the protective layer 212 using the double-sided tape 208, and the third substrate 211 is attached to the first substrate 200 using the double-sided tape 210 (FIG. 3A). Note that it is not always necessary to use the double-sided tapes 208 and 210 for attachment. Any material having a function of attaching the second substrate 209 or the third substrate 211 may be used. For example, an adhesive may be used. By using an adhesive that is peeled off by ultraviolet rays, the burden on the semiconductor element can be reduced when the second substrate 209 is peeled off. By attaching the third substrate 211, the first substrate 200 can be prevented from being damaged in a later peeling step. As the second substrate 209 and the third substrate 211, it is preferable to use a substrate having a higher rigidity than the first substrate 200, such as a quartz substrate or a semiconductor substrate.

なお保護層212の膜厚を大きくすることで、第2の基板209を貼り付けずに済ましても良い。また、第1の基板200が剥離の際に耐え得る程度の剛性を有するのであれば、第3の基板211は必ずしも設ける必要はない。   Note that the thickness of the protective layer 212 may be increased so that the second substrate 209 is not attached. Further, the third substrate 211 is not necessarily provided as long as the first substrate 200 has rigidity enough to withstand peeling.

次に、ボイド207において第2の下地膜202が第1の基板200側と、第2の基板209側に部分的に分かれるように、剥離開始のきっかけとなる処理を行なう。具体的には、剥離しようとする領域の周縁に沿って外部から局所的に圧力を加えて、第2の下地膜202の基板端面において露出している部分に損傷を与えることで、ボイド207を抉る。本実施の形態では、ダイヤモンドペンなどの硬い針を第2の下地膜202の端部近傍に垂直に押しつけ、そのまま荷重をかけた状態で第2の下地膜202に沿って動かす。好ましくは、スクライバー装置を用い、押し込み量を0.1mm〜2mmとし、圧力をかけて動かせばよい。このように、剥離を行なう前に、剥離が開始されるきっかけとなるような、密着性の低下した部分を形成することで、後の剥離工程における不良を低減させることができ、歩留まり向上につながる。   Next, processing that triggers the start of peeling is performed so that the second base film 202 is partially separated into the first substrate 200 side and the second substrate 209 side in the void 207. Specifically, the void 207 is formed by damaging the exposed portion of the substrate end surface of the second base film 202 by locally applying pressure from the outside along the periphery of the region to be peeled. Speak. In the present embodiment, a hard needle such as a diamond pen is pressed perpendicularly to the vicinity of the end of the second base film 202 and moved along the second base film 202 with a load applied as it is. Preferably, a scriber device is used, the pushing amount is set to 0.1 mm to 2 mm, and the pressure is applied. In this way, by forming a portion with reduced adhesion that triggers the start of peeling before peeling, defects in the subsequent peeling step can be reduced, leading to improved yield. .

次いで第2の下地膜202を、ボイド207において第1の基板200側と、第2の基板209側に剥離するように、物理的に引き剥がす(図3(B))。引き剥がしは、先の工程において処理を施した、剥離開始のきっかけとなる部分から開始する。この引き剥がしによって、ボイド207と交わる面を境に、第2の下地膜202が第1の基板200側と第2の基板209側に剥離する他、第1の下地膜201の一部も、第1の基板200側と第2の基板209側に剥離する場合がある。そして第2の基板209側に半導体素子206が、第3の基板211側に第1の基板200と、第2の下地膜202の一部と、さらに場合によっては第1の下地膜201の一部とが、それぞれ貼り付いたまま分離する。   Next, the second base film 202 is physically peeled so that the void 207 is peeled off from the first substrate 200 side and the second substrate 209 side (FIG. 3B). Peeling starts from the part that has been treated in the previous step and that triggers the start of peeling. By this peeling, the second base film 202 is peeled off from the first substrate 200 side and the second substrate 209 side at the surface intersecting with the void 207, and a part of the first base film 201 is also In some cases, the first substrate 200 side and the second substrate 209 side are separated. Then, the semiconductor element 206 is provided on the second substrate 209 side, the first substrate 200 is provided on the third substrate 211 side, a part of the second base film 202, and in some cases, a part of the first base film 201. The parts are separated from each other while being attached.

引き剥がしは、例えば、ノズルから吹き付けられるガスの風圧、超音波等で行なうことができる。また、レーザーの照射や、水流またはその他の液体の噴射によって、基板の端面からボイド207を粉砕することで剥離したり、エッチングによりボイド207を広げることで剥離したりしても良い。いずれの方法を用いるかは設計者が適宜選択することが可能であるが、保護層212が溶解しないように、その材料に合わせて剥離方法を定めることが望ましい。   The peeling can be performed by, for example, the wind pressure of a gas blown from a nozzle, ultrasonic waves, or the like. Alternatively, the void 207 may be peeled off by pulverizing the void 207 from the end face of the substrate by laser irradiation, water flow or other liquid jetting, or may be peeled off by expanding the void 207 by etching. Which method is used can be appropriately selected by the designer, but it is desirable to determine a peeling method according to the material so that the protective layer 212 is not dissolved.

なお剥離後に、第2の基板209側に剥離された一部の第2の下地膜202、またはそれに加えて一部の第1の下地膜201を、エッチングによりある程度、または完全に除去するようにしても良い(図3(C))。   Note that after the peeling, a part of the second base film 202 peeled to the second substrate 209 side or a part of the first base film 201 in addition to that is removed to some extent or completely by etching. (FIG. 3C).

次に接着剤213で、半導体素子を最終的に転写する基板(素子基板)214に、半導体素子206を貼り合わせる。具体的には、剥離によって現れた面を接着剤213で素子基板214に接着させることで、半導体素子206を貼り合わせる(図4(A))。この接着の際に、両面テープ208による第2の基板209と保護層212との間の密着力よりも、接着剤213による素子基板214と半導体素子206との間の密着力の方を高くすることができるように、接着剤213の材料を選択することが重要である。   Next, the semiconductor element 206 is bonded to a substrate (element substrate) 214 to which the semiconductor element is finally transferred with an adhesive 213. Specifically, the semiconductor element 206 is bonded to the element substrate 214 by adhering the surface that appears after peeling to the element substrate 214 (FIG. 4A). At the time of bonding, the adhesive force between the element substrate 214 and the semiconductor element 206 by the adhesive 213 is made higher than the adhesive force between the second substrate 209 and the protective layer 212 by the double-sided tape 208. It is important to select the material of the adhesive 213 so that it can.

接着剤213としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤が挙げられる。さらに好ましくは、銀、ニッケル、アルミニウム、窒化アルミニウムからなる粉末、またはフィラーを含ませて接着剤213も高い熱伝導性を備えていることが好ましい。   Examples of the adhesive 213 include various curable adhesives such as a reactive curable adhesive, a thermosetting adhesive, a photocurable adhesive such as an ultraviolet curable adhesive, and an anaerobic adhesive. More preferably, it is preferable that the adhesive 213 has high thermal conductivity by including powder or filler made of silver, nickel, aluminum, aluminum nitride.

また本実施の形態では、素子基板214としてプラスチック基板を用いる。半導体装置の薄型化、軽量化に重点を置くならばプラスチック基板用いることが有効であるが、本発明で用いる素子基板はこれに限定されない。素子基板として、ガラスエポキシ等を用いたインターポーザや、その他の材料を用いた基板を用いることも可能である。   In this embodiment mode, a plastic substrate is used as the element substrate 214. Although it is effective to use a plastic substrate if emphasis is placed on making the semiconductor device thinner and lighter, the element substrate used in the present invention is not limited to this. As the element substrate, an interposer using glass epoxy or a substrate using other materials can be used.

プラスチック基板としては、極性基のついたノルボルネン樹脂からなるARTON:JSR製を用いることができる。また、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート(PC)、ナイロン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリスルホン(PSF)、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリアリレート(PAR)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリイミドなどのプラスチック基板を用いることができる。   As the plastic substrate, ARTON: JSR made of norbornene resin with a polar group can be used. Polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyethylene naphthalate (PEN), polycarbonate (PC), nylon, polyetheretherketone (PEEK), polysulfone (PSF), polyetherimide (PEI), poly A plastic substrate such as arylate (PAR), polybutylene terephthalate (PBT), or polyimide can be used.

次に図4(A)に示すように、保護層212から両面テープ208と第2の基板209を順に、または同時に剥がす。なお、接着剤213として紫外線硬化型接着剤を用い、両面テープ208として紫外線によって剥離するテープまたは接着剤を用いることで、一度の紫外線照射により、両面テープ208の剥離と接着剤213の硬化を同時に行なうことができる。   Next, as shown in FIG. 4A, the double-sided tape 208 and the second substrate 209 are peeled from the protective layer 212 in order or simultaneously. In addition, by using an ultraviolet curable adhesive as the adhesive 213 and using a tape or adhesive that is peeled off by ultraviolet rays as the double-sided tape 208, the double-sided tape 208 is peeled off and the adhesive 213 is simultaneously cured by a single UV irradiation. Can be done.

そして図4(B)に示すように保護層212を除去する。ここでは保護層212に水溶性の樹脂が使われているので、水に溶かして除去する。保護層212が残留していると不良の原因となる場合は、除去後の表面に洗浄処理やO2プラズマ処理を施し、残留している保護層212の一部を除去することが好ましい。 Then, as shown in FIG. 4B, the protective layer 212 is removed. Here, since a water-soluble resin is used for the protective layer 212, it is dissolved in water and removed. In the case where the protective layer 212 is left as a cause of failure, it is preferable to perform a cleaning process or an O 2 plasma process on the surface after the removal to remove a part of the remaining protective layer 212.

以上の工程によって、半導体素子の転写を行なうことができる。なお、集積回路の三次元化を目的として、2層目の半導体素子を積層する場合には、1層目の半導体素子と同じ要領で転写を行なえば良い。各層間の距離は、各層間の接着に用いられる接着剤の厚さを調整することで制御することができる。接着剤の厚さは、貼り合わせの際の圧力に依存するが、薄くて数μm程度で貼り合わせることができる。   The semiconductor element can be transferred by the above steps. Note that in the case of stacking a second-layer semiconductor element for the purpose of making the integrated circuit three-dimensional, the transfer may be performed in the same manner as the first-layer semiconductor element. The distance between the layers can be controlled by adjusting the thickness of the adhesive used for bonding between the layers. The thickness of the adhesive depends on the pressure at the time of bonding, but it can be thin and bonded at about several μm.

なお、転写により表示装置を形成する場合は、その表示素子を転写後に作製する。具体的に液晶表示装置の場合、例えば半導体素子の一つであるTFTに電気的に接続された液晶セルの画素電極や、該画素電極を覆っている配向膜を作製してから転写し、その後、別途作製しておいた対向基板を貼り合わせて液晶を注入し完成させるようにする。本発明の半導体装置に含まれる表示装置には、例えば液晶表示装置、有機発光素子(エレクトロルミネッセンス素子)に代表される発光素子を各画素に備えた発光装置、DMD(Digital Micromirror Device)等が代表的に挙げられる。また本発明の半導体装置に含まれる集積回路には、マイクロプロセッサ(CPU)、メモリ、電源回路、またその他のデジタル回路やアナログ回路が含まれる。   Note that in the case where a display device is formed by transfer, the display element is manufactured after transfer. Specifically, in the case of a liquid crystal display device, for example, a pixel electrode of a liquid crystal cell electrically connected to a TFT, which is one of semiconductor elements, and an alignment film covering the pixel electrode are manufactured, and then transferred. Then, a counter substrate prepared separately is bonded and liquid crystal is injected to complete. Examples of the display device included in the semiconductor device of the present invention include a liquid crystal display device, a light emitting device including a light emitting element typified by an organic light emitting element (electroluminescence element) in each pixel, and a DMD (Digital Micromirror Device). For example. The integrated circuit included in the semiconductor device of the present invention includes a microprocessor (CPU), a memory, a power supply circuit, and other digital circuits and analog circuits.

なお、上述した剥離方法を用いて剥離した半導体素子の転写の手順については、上述した構成に限定されない。   Note that the transfer procedure of the semiconductor element peeled using the peeling method described above is not limited to the above-described configuration.

また本発明では、ウェットエッチングを用いて、ボイドを境に半導体素子を剥離するようにしても良い。   Further, in the present invention, the semiconductor element may be peeled off at the void by using wet etching.

この場合、第1の下地膜201として酸化珪素膜を用いる。なお、第1の下地膜201の材料はこれに限定されず、窒化珪素、窒化酸化珪素等の絶縁膜が望ましい。また第1の下地膜201は単一の層に限らず、2層以上の積層構造であってもよい。凹凸の形状は、成膜方法と、剥離の際のエッチングの条件との兼ね合いで、設計者が適宜決めることができる。本実施の形態では、凹部203をストライプ形状とし、その長手方向に対し垂直方向における幅Wdを1μm以下、深さWhを2μm以上とする。そして保護層212は、後に開口部を形成する領域を覆わないように、該領域を避けて塗布する。   In this case, a silicon oxide film is used as the first base film 201. Note that the material of the first base film 201 is not limited thereto, and an insulating film such as silicon nitride or silicon nitride oxide is desirable. Further, the first base film 201 is not limited to a single layer, and may have a stacked structure of two or more layers. The shape of the unevenness can be appropriately determined by the designer depending on the balance between the film forming method and the etching conditions at the time of peeling. In the present embodiment, the recess 203 has a stripe shape, the width Wd in the direction perpendicular to the longitudinal direction is 1 μm or less, and the depth Wh is 2 μm or more. Then, the protective layer 212 is applied so as not to cover a region where an opening is to be formed later.

またウェットエッチングを用いる場合、ボイド207の一部に到達するような開口部230を形成し、半導体素子206を覆って保護層212を形成する。図5(A)に、開口部230を形成した時点での開口部230の上面図と、該上面図のA−A’における断面図を図5(B)に示す。なお図5(A)では、半導体素子206が有する活性層のレイアウト231のみ示している。開口部230はボイド207の一部に達する程度の深さになるよう、形成する。そして開口部230は、半導体素子206が形成されている領域を避けて形成する。なお開口部の形成は、本実施の形態に示したタイミングに限定されない。開口部の形成は、保護層212を形成する前に行なっても、第2の基板209または第3の基板211を貼り合わせる前に行なっても良い。或いは、半導体素子の作製工程において開口部を形成するようにしても良い。   When wet etching is used, an opening 230 that reaches part of the void 207 is formed, and the protective layer 212 is formed to cover the semiconductor element 206. FIG. 5A shows a top view of the opening 230 at the time when the opening 230 is formed, and a cross-sectional view taken along A-A ′ of the top view. Note that FIG. 5A shows only the layout 231 of the active layer included in the semiconductor element 206. The opening 230 is formed to have a depth that reaches a part of the void 207. The opening 230 is formed avoiding the region where the semiconductor element 206 is formed. Note that the formation of the opening is not limited to the timing shown in this embodiment mode. The opening may be formed before the protective layer 212 is formed or before the second substrate 209 or the third substrate 211 is attached. Alternatively, the opening may be formed in the manufacturing process of the semiconductor element.

そして、エッチャントを開口部230からボイド207内に拡散させることによって、ボイド207の内壁をエッチングしていき、最終的には第2の下地膜202を、ボイド207において第1の基板200側と、第2の基板209側に剥離させる(図6(A))。この剥離によって、ボイド207と交わる面を境に、第2の下地膜202が第1の基板200側と第2の基板209側に剥離する他、用いる絶縁膜の種類によっては第1の下地膜201一部も第1の基板200側と第2の基板209側に剥離する場合がある。そして図6(B)に示すように、剥離後に、第2の基板209側に剥離された一部の第2の下地膜202またはそれに加えて一部の第1の下地膜201を、エッチングによりある程度、または完全に除去するようにしても良い。   Then, the inner wall of the void 207 is etched by diffusing the etchant from the opening 230 into the void 207. Finally, the second base film 202 is formed in the void 207 on the first substrate 200 side, Peeling is performed on the second substrate 209 side (FIG. 6A). By this peeling, the second base film 202 is peeled off on the first substrate 200 side and the second substrate 209 side at the surface intersecting with the void 207, and depending on the type of insulating film used, the first base film In some cases, 201 may be separated from the first substrate 200 side and the second substrate 209 side. 6B, after peeling, a part of the second base film 202 peeled to the second substrate 209 side or a part of the first base film 201 in addition thereto is etched. It may be removed to some extent or completely.

なお本実施の形態では、エッチャントとして、フッ化水素アンモニウム(NH4HF2)を7.13%とフッ化アンモニウム(NH4F)を15.4%含む混合溶液(ステラケミファ社製、商品名LAL500)を用い、20℃においてウェットエッチングを行なう。なおエッチングの条件はこれに限定されず、設計者が適宜選択することが可能である。 In this embodiment, as an etchant, a mixed solution containing 7.13% ammonium hydrogen fluoride (NH 4 HF 2 ) and 15.4% ammonium fluoride (NH 4 F) (trade name, manufactured by Stella Chemifa Corporation) Wet etching is performed at 20 ° C. using LAL500). Note that the etching conditions are not limited to this, and the designer can appropriately select them.

なお本実施の形態では剥離の工程を完全にエッチングのみによって行なう例について説明したが、エッチングを行なった後に物理的な力を加えて剥離するようにしても良い。物理的な力としては、例えばノズルから吹き付けられるガスの風圧、超音波等で行なうことができる。また、レーザーの照射や、水流またはその他の液体の噴射によって、基板の端面からボイド207を粉砕することで剥離しても良い。   Note that although an example in which the peeling process is completely performed only by etching is described in this embodiment mode, peeling may be performed by applying a physical force after etching. The physical force can be performed by, for example, wind pressure of a gas blown from a nozzle, ultrasonic waves, or the like. Further, the void 207 may be peeled off by pulverizing the end face of the substrate by laser irradiation, water flow or other liquid jet.

図7を用いて、発光装置の具体的な転写方法について説明する。発光装置の転写は、電界発光層を成膜する前に行なうのが望ましい。本実施の形態では、画素電極を形成した後、画素間の隔壁として用いる有機樹脂膜を成膜する前に転写を行なう場合を例に挙げて説明する。   A specific transfer method of the light emitting device will be described with reference to FIG. It is desirable to transfer the light emitting device before forming the electroluminescent layer. In this embodiment mode, a case where transfer is performed after forming a pixel electrode and before forming an organic resin film used as a partition between pixels will be described as an example.

図7(A)は転写が完了した時点での、画素の断面図に相当する。501は駆動回路に用いられるTFTに相当し、502は発光素子への電流の供給を制御するTFTに相当する。発光素子の画素電極503は、TFT502に電気的に接続されている。本実施の形態では、画素電極503は透明導電膜、例えばITOで形成されている。なお本実施の形態では、発光素子の画素電極に透明導電膜を用いているが、本発明はこれに限定されない。発光素子からの光の方向を、素子基板側に向かせるのか、それとは反対の方向に向かせるのかによって、発光素子の構成を適宜最適化するのが望ましい。   FIG. 7A corresponds to a cross-sectional view of a pixel at the time when transfer is completed. Reference numeral 501 corresponds to a TFT used in a driving circuit, and 502 corresponds to a TFT for controlling supply of current to the light emitting element. A pixel electrode 503 of the light emitting element is electrically connected to the TFT 502. In the present embodiment, the pixel electrode 503 is formed of a transparent conductive film, for example, ITO. Note that although a transparent conductive film is used for the pixel electrode of the light-emitting element in this embodiment mode, the present invention is not limited to this. It is desirable to appropriately optimize the configuration of the light emitting element depending on whether the light from the light emitting element is directed toward the element substrate or in the opposite direction.

次に転写終了後、図7(B)に示すように、画素電極503が一部露出するような開口部を有する隔壁504を成膜する。本実施の形態では、有機樹脂膜を用いて、隔壁504を形成する。そして、隔壁504の開口部において画素電極503と重なるように、電界発光層505、陰極506を積層するように成膜する。画素電極503と、電界発光層505と、陰極506とが重なる部分が、発光素子507に相当する。   Next, after the transfer is finished, as shown in FIG. 7B, a partition wall 504 having an opening so as to partially expose the pixel electrode 503 is formed. In this embodiment, the partition 504 is formed using an organic resin film. Then, an electroluminescent layer 505 and a cathode 506 are stacked so as to overlap with the pixel electrode 503 in the opening of the partition wall 504. A portion where the pixel electrode 503, the electroluminescent layer 505, and the cathode 506 overlap corresponds to the light emitting element 507.

なお、画素電極503として用いる透明導電膜は、ITOの他、酸化インジウムに2〜20%の酸化亜鉛(ZnO)を混合した透明導電膜を用いても良い。画素電極503は、その表面が平坦化されるように、CMP法、ポリビニルアルコール系の多孔質体を用いて拭浄で研磨しても良い。またCMP法を用いた研磨後に、画素電極503の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。電界発光層505は、発光層単独かもしくは発光層を含む複数の層が積層された構成を有している。また陰極506は、仕事関数の小さい導電膜であれば公知の他の材料を用いることができる。例えば、Ca、Al、CaF、MgAg、AlLi等が望ましい。   Note that the transparent conductive film used as the pixel electrode 503 may be a transparent conductive film in which indium oxide is mixed with 2 to 20% zinc oxide (ZnO) in addition to ITO. The pixel electrode 503 may be polished by wiping using a CMP method or a polyvinyl alcohol-based porous material so that the surface thereof is planarized. Further, after polishing using the CMP method, the surface of the pixel electrode 503 may be subjected to ultraviolet irradiation, oxygen plasma treatment, or the like. The electroluminescent layer 505 has a configuration in which a light emitting layer alone or a plurality of layers including a light emitting layer are stacked. For the cathode 506, other known materials can be used as long as the conductive film has a low work function. For example, Ca, Al, CaF, MgAg, AlLi, etc. are desirable.

なお隔壁504は、電界発光層505が成膜される前に、吸着した水分や酸素等を除去するために真空雰囲気下で加熱しておくことが望ましい。具体的には、100℃〜200℃、0.5〜1時間程度、真空雰囲気下で加熱処理を行なう。望ましくは3×10-7Torr以下とし、可能であるならば3×10-8Torr以下とするのが最も望ましい。そして、隔壁504に真空雰囲気下で加熱処理を施した後に電界発光層505を成膜する場合、成膜直前まで真空雰囲気下に保つことで、信頼性をより高めることができる。 Note that the partition 504 is preferably heated in a vacuum atmosphere before the electroluminescent layer 505 is formed in order to remove adsorbed moisture, oxygen, and the like. Specifically, heat treatment is performed in a vacuum atmosphere at 100 ° C. to 200 ° C. for about 0.5 to 1 hour. It is desirably 3 × 10 −7 Torr or less, and if possible, 3 × 10 −8 Torr or less is most desirable. In the case where the electroluminescent layer 505 is formed after the partition wall 504 is subjected to heat treatment in a vacuum atmosphere, reliability can be further improved by maintaining the vacuum emission atmosphere immediately before the film formation.

また、画素電極503が露出している、隔壁504の開口部は、その端部に丸みを帯びている方が望ましい。開口部の端部が丸みを帯びていることで、電界発光層505が端部において極端に薄くなって穴があいたりするのを防ぐことができ、画素電極503と陰極506がショートすることによる発光素子507の不良を極力抑えることができる。また、端部において電界発光層505の応力を緩和させることで、発光領域が減少するシュリンクとよばれる不良を低減させることができ、信頼性を高めることができる。具体的には、開口部における有機樹脂膜の断面が描いている曲線の曲率半径が、0.2〜2μm程度であることが望ましい。   In addition, the opening of the partition wall 504 from which the pixel electrode 503 is exposed is preferably rounded at the end. Since the end of the opening is rounded, it is possible to prevent the electroluminescent layer 505 from becoming extremely thin at the end and preventing a hole from being formed, and the pixel electrode 503 and the cathode 506 are short-circuited. Defects of the light emitting element 507 can be suppressed as much as possible. In addition, by relaxing the stress of the electroluminescent layer 505 at the end portion, defects called shrinkage in which a light emitting region is reduced can be reduced, and reliability can be improved. Specifically, it is desirable that the radius of curvature of the curve drawn by the cross section of the organic resin film in the opening is about 0.2 to 2 μm.

そして水分や酸素などの発光素子507の劣化を促進させる原因となる物質が、発光素子507に入るのを防止するために、発光素子507を保護膜508で覆う。代表的には、例えばDLC膜、窒化炭素膜、RFスパッタ法で形成された窒化珪素膜等を、保護膜508として用いるのが望ましい。また上述した水分や酸素などの物質を透過させにくい膜と、該膜に比べて水分や酸素などの物質を透過させやすい膜とを積層させて、保護膜508として用いることも可能である。   In order to prevent a substance that causes deterioration of the light emitting element 507 such as moisture or oxygen from entering the light emitting element 507, the light emitting element 507 is covered with a protective film 508. Typically, for example, a DLC film, a carbon nitride film, a silicon nitride film formed by an RF sputtering method, or the like is preferably used as the protective film 508. The protective film 508 can be formed by stacking the above-described film that does not easily transmit a substance such as moisture or oxygen and a film that easily allows a substance such as moisture or oxygen to pass therethrough.

そして、保護膜508を成膜した後に、さらに発光素子の封止を確かなものにするために、乾燥剤を添加した樹脂で、発光素子507を覆うようにしても良い。なお、該乾燥剤を添加した樹脂で、後に転写される半導体素子を貼り合わせるようにしても良い。   After the protective film 508 is formed, the light emitting element 507 may be covered with a resin to which a desiccant is added in order to further ensure sealing of the light emitting element. Note that a semiconductor element to be transferred later may be bonded with a resin to which the desiccant is added.

上述したように本発明では、凹凸の絶縁膜を用いることで、ボイドの大きさ、形状、レイアウトを最適化しやすく、剥離の際に必要な物理的な力、または剥離を促進させるための処理時間を抑えることができ、結果、剥離の際に半導体素子にかかる負担を小さくすることができる。また本発明では、凹凸の絶縁膜を用いることで、ボイドの大きさ、形状、レイアウトを最適化しやすい。そのため効率的にエッチャントをボイド内に拡散させることができ、エッチャントに接触するボイドの内壁の面積を増やすことができるので、エッチングの処理時間を短くすることができる。またエッチング後に物理的な力によって半導体素子を剥離する場合は、剥離に必要な物理的な力をも抑えることができる。よって結果的に、剥離の際に半導体素子にかかる負担を小さくすることができる。また本発明では、剥離は半導体素子に直接レーザーを照射したり、半導体素子の特性に影響を与えるような加熱処理を行なったりする必要はないので、半導体膜に与えられる損傷を抑えることができる。また、ボイドの存在によって、第2の下地膜や半導体膜の内部応力を緩和することができ、半導体素子の作製工程におけるストレスマイグレーションを抑えることができる。   As described above, in the present invention, by using an uneven insulating film, it is easy to optimize the size, shape, and layout of voids, and the physical force required for peeling, or the processing time for promoting peeling. As a result, it is possible to reduce the burden on the semiconductor element at the time of peeling. Further, in the present invention, the size, shape and layout of the voids can be easily optimized by using the uneven insulating film. Therefore, the etchant can be efficiently diffused into the void, and the area of the inner wall of the void in contact with the etchant can be increased, so that the etching processing time can be shortened. In the case where the semiconductor element is peeled off by a physical force after etching, the physical force necessary for the peeling can be suppressed. Therefore, as a result, the burden on the semiconductor element at the time of peeling can be reduced. In the present invention, peeling does not require direct irradiation of the semiconductor element with a laser or heat treatment that affects the characteristics of the semiconductor element, so that damage to the semiconductor film can be suppressed. Further, the presence of voids can relieve internal stress of the second base film and the semiconductor film, and can suppress stress migration in the manufacturing process of the semiconductor element.

(実施の形態2)
本実施の形態では、絶縁膜を用いた、凹凸を有する第1の下地膜の作製方法について説明する。なお本実施の形態で示す作製方法及びその構造はほんの一例であり、本発明で用いられる第1の下地膜は無論これに限定されない。
(Embodiment 2)
In this embodiment, a method for manufacturing a first base film having an unevenness using an insulating film is described. Note that the manufacturing method and its structure shown in this embodiment mode are merely examples, and the first base film used in the present invention is not limited to this.

まず、図8(A)に示すように、第1の基板601上に第1の絶縁膜602を成膜する。第1の絶縁膜602は本実施例では酸化窒化珪素を用いるがこれに限定されず、後に形成される第2の絶縁膜との、エッチングにおける選択比が大きい絶縁膜であれば良い。本実施例では第1の絶縁膜602を、CVD法でSiH4とN2Oを用いて50〜200nmの厚さになるように形成する。なお第1の絶縁膜は単層であっても、複数の絶縁膜を積層した構造であってもよい。 First, as shown in FIG. 8A, a first insulating film 602 is formed over a first substrate 601. In this embodiment, silicon oxynitride is used for the first insulating film 602; however, the first insulating film 602 is not limited thereto, and may be an insulating film having a high etching selectivity with a second insulating film to be formed later. In this embodiment, the first insulating film 602 is formed using SiH 4 and N 2 O by a CVD method so as to have a thickness of 50 to 200 nm. Note that the first insulating film may be a single layer or a structure in which a plurality of insulating films are stacked.

次に、図8(B)に示すように、第1の絶縁膜602に接するように第2の絶縁膜603を形成する。第2の絶縁膜603は、後の工程におけるパターニングによって凸部を構成することになるので、凸部の深さを考慮し、その膜厚を設定する必要がある。本実施例では第2の絶縁膜603として酸化珪素を用い、プラズマCVD法を用いて膜厚0.5μm〜3μmとなるように成膜する。   Next, as illustrated in FIG. 8B, a second insulating film 603 is formed so as to be in contact with the first insulating film 602. Since the second insulating film 603 forms a convex portion by patterning in a later step, it is necessary to set the film thickness in consideration of the depth of the convex portion. In this embodiment, silicon oxide is used for the second insulating film 603 and is formed by a plasma CVD method so as to have a film thickness of 0.5 μm to 3 μm.

次に、図8(C)に示すようにマスク604を形成し、第2の絶縁膜603をエッチングする。なお本実施例では、フッ化水素アンモニウム(NH4HF2)を7.13%とフッ化アンモニウム(NH4F)を15.4%含む混合溶液(ステラケミファ社製、商品名LAL500)をエッチャントとし、20℃においてウェットエッチングを行なう。このエッチングにより、凸部605が形成される。第1の絶縁膜602と凸部605とを合わせて第1の下地膜とみなす。 Next, a mask 604 is formed as shown in FIG. 8C, and the second insulating film 603 is etched. In this example, a mixed solution (product name: LAL500, manufactured by Stella Chemifa) containing 7.13% ammonium hydrogen fluoride (NH 4 HF 2 ) and 15.4% ammonium fluoride (NH 4 F) was used as an etchant. And wet etching at 20 ° C. By this etching, convex portions 605 are formed. The first insulating film 602 and the convex portion 605 are regarded as a first base film.

なお、第1の絶縁膜602として窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウムまたは窒化珪素を用い、第2の絶縁膜603として酸化珪素膜を用いる場合、RFスパッタ法を用いて第2の絶縁膜603をパターニングすることが望ましい。第1の絶縁膜602として用いる窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウムまたは窒化珪素は熱伝導度が高いので、発生した熱をすばやく拡散することができ、TFTの劣化を防ぐことができる。   Note that in the case where aluminum nitride, aluminum nitride oxide, or silicon nitride is used as the first insulating film 602 and a silicon oxide film is used as the second insulating film 603, the second insulating film 603 is patterned by an RF sputtering method. It is desirable. Since aluminum nitride, aluminum nitride oxide, or silicon nitride used as the first insulating film 602 has high thermal conductivity, generated heat can be quickly diffused, and deterioration of the TFT can be prevented.

次に、図8とは異なる下地膜の形成の仕方について説明する。まず図9(A)に示すように第1の基板701上に絶縁膜702を形成する。絶縁膜702は、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜などで形成する。酸化珪素膜を用いる場合には、プラズマCVD法で、オルトケイ酸テトラエチル(Tetraethyl Orthosilicate:TEOS)とO2とを混合し、反応圧力40Pa、基板温度300〜400℃とし、高周波(13.56MHz)電力密度0.5〜0.8W/cm2で放電させて形成することができる。酸化窒化珪素膜を用いる場合には、プラズマCVD法でSiH4、N2O、NH3から作製される酸化窒化珪素膜、またはSiH4、N2Oから作製される酸化窒化珪素膜で形成すれば良い。この場合の作製条件は反応圧力20〜200Pa、基板温度300〜400℃とし、高周波(60MHz)電力密度0.1〜1.0W/cm2で形成することができる。また、窒化珪素膜も同様にプラズマCVD法でSiH4、NH3から作製することが可能である。 Next, a method of forming a base film different from that in FIG. 8 will be described. First, an insulating film 702 is formed over the first substrate 701 as illustrated in FIG. The insulating film 702 is formed using a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like. In the case of using a silicon oxide film, tetraethyl orthosilicate (TEOS) and O 2 are mixed by plasma CVD to have a reaction pressure of 40 Pa, a substrate temperature of 300 to 400 ° C., and high frequency (13.56 MHz) power. It can be formed by discharging at a density of 0.5 to 0.8 W / cm 2 . In the case of using a silicon oxynitride film, SiH 4, N 2 O, by forming silicon oxynitride film, or SiH 4, N silicon oxynitride film made from 2 O, made from NH 3 by the plasma CVD method It ’s fine. The production conditions in this case are a reaction pressure of 20 to 200 Pa, a substrate temperature of 300 to 400 ° C., and a high frequency (60 MHz) power density of 0.1 to 1.0 W / cm 2 . Similarly, the silicon nitride film can be formed from SiH 4 and NH 3 by plasma CVD.

絶縁膜702は、後の工程におけるパターニングによって凸部を構成することになるので、凸部の深さを考慮し、その膜厚を設定する必要がある。本実施の形態では、その膜厚を0.5μm〜3μmとする。   Since the insulating film 702 forms a convex portion by patterning in a later step, it is necessary to set the film thickness in consideration of the depth of the convex portion. In the present embodiment, the film thickness is set to 0.5 μm to 3 μm.

次に図9(B)に示すように、フォトリソグラフィーの技術を用いてマスク703を形成する。そして、エッチングにより不要な部分を除去して、凸部を有する第1の下地膜704を形成する。エッチングには、フッ素系のガスを用いたドライエッチング法を用いても良いし、フッ素系の水溶液を用いたウェットエッチング法を用いても良い。後者の方法を選択する場合には、例えば、フッ化水素アンモニウム(NH4HF2)を7.13%とフッ化アンモニウム(NH4F)を15.4%含む混合溶液(ステラケミファ社製、商品名LAL500)でエッチングすると良い。 Next, as shown in FIG. 9B, a mask 703 is formed by using a photolithography technique. Then, unnecessary portions are removed by etching, and a first base film 704 having a convex portion is formed. For the etching, a dry etching method using a fluorine-based gas may be used, or a wet etching method using a fluorine-based aqueous solution may be used. When the latter method is selected, for example, a mixed solution containing 7.13% ammonium hydrogen fluoride (NH 4 HF 2 ) and 15.4% ammonium fluoride (NH 4 F) (manufactured by Stella Chemifa Corporation, Etching under the trade name LAL500) is preferable.

なお図9(B)に示した状態で第1の下地膜704を完成としても良いが、さらに第1の下地膜704及び第1の基板701を覆うように、絶縁膜を成膜しても良い。この絶縁膜は第1の下地膜704の露出している部分を覆うことを目的としており、後に形成される第2の下地膜とは異なり、ボイドを形成しない程度に薄く、ステップカバレッジの良い膜で形成する。よって、凸部の深さ及び開口部の面積を考慮して、その膜厚を定めるのが望ましい。上記絶縁膜は、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜などで形成することができる。   Note that although the first base film 704 may be completed in the state illustrated in FIG. 9B, an insulating film may be formed so as to cover the first base film 704 and the first substrate 701. good. This insulating film is intended to cover the exposed portion of the first base film 704. Unlike the second base film to be formed later, the insulating film is thin enough not to form voids and has good step coverage. Form with. Therefore, it is desirable to determine the film thickness in consideration of the depth of the convex portion and the area of the opening. The insulating film can be formed using a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or the like.

(実施の形態3)
本実施の形態では、第1の下地膜として金属膜を用いる場合の、本発明の剥離方法について説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment mode, a peeling method of the present invention in the case where a metal film is used as the first base film will be described.

まず、図10(A)に示すように、凹凸を有する第1の下地膜801を第1の基板800上に形成する。第1の基板800は、実施の形態1に示した絶縁膜を用いる場合と同様に、後の工程の処理温度に耐えうる材質であれば良い。また本実施の形態では、第1の下地膜801としてWを用いる。本実施の形態では、スパッタ法を用いて第1の基板800上に金属膜を成膜し、パターニングすることで、第1の下地膜801を得る。第1の下地膜801は単一の層に限らず、2層以上の金属膜の積層構造であってもよい。   First, as illustrated in FIG. 10A, a first base film 801 having unevenness is formed over a first substrate 800. As in the case of using the insulating film described in Embodiment Mode 1, the first substrate 800 may be made of a material that can withstand the processing temperature in a later step. In this embodiment mode, W is used as the first base film 801. In this embodiment, a first base film 801 is obtained by forming a metal film over the first substrate 800 using a sputtering method and performing patterning. The first base film 801 is not limited to a single layer, and may be a stacked structure of two or more metal films.

凹凸の形状は、成膜方法と、剥離の方法との兼ね合いで、設計者が適宜決めることができる。本実施の形態では、凹部802をストライプ形状とし、その長手方向に対し垂直方向における幅Wdを1μm以下、深さWhを2μm以上とする。   The shape of the unevenness can be determined as appropriate by the designer in consideration of the film forming method and the peeling method. In the present embodiment, the concave portion 802 is formed in a stripe shape, the width Wd in the direction perpendicular to the longitudinal direction is 1 μm or less, and the depth Wh is 2 μm or more.

そして第1の下地膜801の成膜後、大気に曝すことなく第2の下地膜803を積層するように成膜する。ここでは第2の下地膜803として酸化珪素膜を、スパッタ法を用いて成膜する。本実施の形態では、第2の下地膜803の成膜の際に、スパッタの前段階としてターゲットと基板との間をシャッターで遮断してプラズマを発生させる、プレスパッタを行なう。プレスパッタはArを10sccm、O2をそれぞれ30sccmの流量とし、第1の基板800の温度を270℃、成膜パワーを3kWの平行状態に保って行なう。プレスパッタにより、第1の下地膜801と第2の下地膜803の間に極薄い数nm(ここでは3nm)程度の金属酸化膜804が形成される。金属酸化膜804は、第1の下地膜801の表面が酸化することで形成される。よって本実施の形態では、金属酸化膜804は酸化タングステンで形成される。 After the first base film 801 is formed, the second base film 803 is formed without being exposed to the air. Here, a silicon oxide film is formed as the second base film 803 by a sputtering method. In this embodiment mode, when the second base film 803 is formed, pre-sputtering is performed in which plasma is generated by blocking the target and the substrate with a shutter as a pre-sputtering step. Pre-sputtering is performed with Ar at a flow rate of 10 sccm and O 2 at a flow rate of 30 sccm, the temperature of the first substrate 800 being 270 ° C., and the deposition power being 3 kW in a parallel state. By pre-sputtering, a very thin metal oxide film 804 having a thickness of about several nm (here, 3 nm) is formed between the first base film 801 and the second base film 803. The metal oxide film 804 is formed by oxidizing the surface of the first base film 801. Therefore, in this embodiment, the metal oxide film 804 is formed using tungsten oxide.

なお本実施の形態では、プレスパッタにより金属酸化膜804を形成しているが、本発明はこれに限定されない。例えば酸素、または酸素にAr等の不活性ガスを添加し、プラズマにより意図的に第1の下地膜801の表面を酸化し、金属酸化膜804を形成するようにしても良い。プレスパッタ以外の方法で金属酸化膜を形成する場合、第2の下地膜803の成膜方法はスパッタ法に限定されず、塗布法、プラズマCVD法等を用いて成膜することができる。   Note that although the metal oxide film 804 is formed by pre-sputtering in this embodiment mode, the present invention is not limited to this. For example, oxygen or an inert gas such as Ar may be added to oxygen, and the surface of the first base film 801 may be intentionally oxidized by plasma to form the metal oxide film 804. When the metal oxide film is formed by a method other than pre-sputtering, the film formation method of the second base film 803 is not limited to the sputtering method, and can be formed using a coating method, a plasma CVD method, or the like.

第2の下地膜803は絶縁膜であることが望ましく、具体的には酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素やその他の公知の絶縁膜を用いることができる。本実施の形態では、第2の下地膜803として酸化珪素を、スパッタ法を用いて成膜する。第2の下地膜803の膜厚は、凹部802における開口部が閉じることで、ボイド805が形成される程度の膜厚になるよう成膜する。よってその膜厚は、凹部802の形状や成膜方法によって適宜定めるのことが望ましい。本実施の形態では、第1の下地膜801の凸部806上における膜厚が1μm程度となるように成膜する。   The second base film 803 is preferably an insulating film, and specifically, silicon oxide, silicon nitride, silicon nitride oxide, and other known insulating films can be used. In this embodiment, silicon oxide is formed as the second base film 803 by a sputtering method. The second base film 803 is formed such that the void 805 is formed by closing the opening in the recess 802. Therefore, it is desirable that the film thickness be appropriately determined depending on the shape of the recess 802 and the film formation method. In this embodiment mode, the first base film 801 is formed so that the film thickness on the convex portion 806 is about 1 μm.

なお、スパッタ法を用いる場合、第1の基板800の端面にも成膜が施される。そのため、後の工程における剥離の際に、ボイド805を境にした第2の下地膜803の剥離が妨げられるのを防ぐために、端面に成膜された第2の下地膜803をO2アッシングなどで選択的に除去したり、第1の基板800の端部をダイシング等でカットしたりすることが好ましい。 Note that in the case where a sputtering method is used, film formation is also performed on an end surface of the first substrate 800. Therefore, the second base film 803 formed on the end face is subjected to O 2 ashing or the like in order to prevent the peeling of the second base film 803 from the void 805 at the boundary in the subsequent process. It is preferable that the first substrate 800 is selectively removed or the end portion of the first substrate 800 is cut by dicing or the like.

そして、実施の形態1に示した絶縁膜を用いる場合と同様に、第3の下地膜813を成膜し、該第3の下地膜813上に半導体素子807、ここではTFTを形成する(図10(C))。ただし、本実施の形態では、半導体素子の作製工程中において、後の剥離を行ない易くするために、金属酸化膜804を結晶化させる。結晶化により、金属酸化膜804が粒界において割れやすくなり、脆性を高めることができる。本実施の形態では、420℃〜550℃、0.5〜5時間程度加熱処理を行ない、結晶化を行なう。なお、金属酸化膜を結晶化するための加熱処理は、半導体素子807を形成する前であってもよいし、或いは、半導体素子を形成する工程において行なわれる熱処理が、この金属酸化膜の結晶化の工程を兼ねていても良い。   Then, as in the case of using the insulating film described in Embodiment Mode 1, a third base film 813 is formed, and a semiconductor element 807, here, a TFT is formed over the third base film 813 (FIG. 10 (C)). However, in this embodiment mode, the metal oxide film 804 is crystallized in order to facilitate subsequent peeling during the manufacturing process of the semiconductor element. By crystallization, the metal oxide film 804 is easily broken at the grain boundaries, and brittleness can be increased. In this embodiment mode, heat treatment is performed at 420 ° C. to 550 ° C. for about 0.5 to 5 hours to perform crystallization. Note that the heat treatment for crystallizing the metal oxide film may be performed before the semiconductor element 807 is formed, or heat treatment performed in the process of forming the semiconductor element may be performed to crystallize the metal oxide film. It may also serve as the process.

そして、実施の形態1に示した絶縁膜を用いる場合と同様に、半導体素子807を覆って、保護層808を形成する。次いで、両面テープ809を用い、保護層808に第2の基板810を貼り付け、さらに両面テープ811を用い、第1の基板800に第3の基板812を貼り付ける。次に、ボイド805または金属酸化膜804において第2の下地膜803が第1の基板800側と、第2の基板810側に部分的に分かれるように、剥離開始のきっかけとなる処理を行なう。そして、第2の下地膜803を、ボイド805または金属酸化膜804において第1の基板800側と、第2の基板810側に剥離するように、物理的に引き剥がす(図10(D))。この引き剥がしによって、そして第2の基板810側に半導体素子807が貼り付いたまま分離する。   Then, similarly to the case where the insulating film described in Embodiment Mode 1 is used, the protective layer 808 is formed so as to cover the semiconductor element 807. Next, the second substrate 810 is attached to the protective layer 808 using the double-sided tape 809, and the third substrate 812 is attached to the first substrate 800 using the double-sided tape 811. Next, treatment for triggering peeling is performed so that the second base film 803 is partially separated into the first substrate 800 side and the second substrate 810 side in the void 805 or the metal oxide film 804. Then, the second base film 803 is physically peeled off so as to be peeled off from the first substrate 800 side and the second substrate 810 side in the void 805 or the metal oxide film 804 (FIG. 10D). . By this peeling, the semiconductor element 807 is separated while being attached to the second substrate 810 side.

以下、実施の形態1に示した絶縁膜を用いる場合と同様の工程を経て、半導体素子の転写を行なうことができる。   Thereafter, the semiconductor element can be transferred through the same steps as those in the case where the insulating film described in Embodiment Mode 1 is used.

本実施の形態のように、金属酸化膜を結晶化により脆弱化させておくことで、剥離の際に必要な物理的な力、または剥離を促進させるための処理時間をさらに抑えることができ、半導体素子への負担を軽減させることができる。   Like this embodiment, by making the metal oxide film brittle by crystallization, it is possible to further reduce the physical force required for peeling, or the processing time for promoting peeling, The burden on the semiconductor element can be reduced.

なお本実施の形態では、第1の下地膜に用いる金属膜として、タングステンを用いているが、本発明において金属膜はこの材料に限定されない。その表面に金属酸化膜が形成され、該金属酸化膜を結晶化することで基板を引き剥がすことができるような金属を含む材料であれば良い。例えば、TiN、WN、Mo等を用いることができる。またこれらの合金を金属膜として用いる場合、その組成比によって結晶化の際の加熱処理の最適な温度が異なる。よって組成比を調整することで、半導体素子の作製工程にとって妨げとならない温度で加熱処理を行なうことができ、半導体素子のプロセスの選択肢が制限されにくい。   Note that in this embodiment mode, tungsten is used as the metal film used for the first base film, but the metal film is not limited to this material in the present invention. Any metal-containing material may be used as long as a metal oxide film is formed on the surface and the substrate can be peeled off by crystallizing the metal oxide film. For example, TiN, WN, Mo, etc. can be used. Further, when these alloys are used as metal films, the optimum temperature for the heat treatment during crystallization differs depending on the composition ratio. Therefore, by adjusting the composition ratio, heat treatment can be performed at a temperature that does not interfere with the manufacturing process of the semiconductor element, and options for the process of the semiconductor element are not easily limited.

本実施例では、本発明の剥離方法を用いて剥離される、TFTの作製方法及び構造の一例について説明する。   In this embodiment, an example of a manufacturing method and a structure of a TFT which is peeled using the peeling method of the present invention will be described.

まず第3の下地膜上に島状の半導体膜901を形成し、該島状の半導体膜901を覆ってゲート絶縁膜902、第1の導電膜903、第2の導電膜を順に成膜する。そして第2の導電膜をパターニングすることで、ゲート電極の一部として機能する第1のゲート電極904を形成する。そして、該第1のゲート電極904をマスクとして用い、島状の半導体膜901に一導電型を付与する不純物元素を添加する。本実施例では、例えばn型の不純物元素を添加する例について示す。上記不純物元素の添加により、島状の半導体膜901に第1の不純物領域905が形成される(図11(A))。   First, an island-shaped semiconductor film 901 is formed over a third base film, and a gate insulating film 902, a first conductive film 903, and a second conductive film are sequentially formed so as to cover the island-shaped semiconductor film 901. . Then, by patterning the second conductive film, a first gate electrode 904 that functions as part of the gate electrode is formed. Then, an impurity element imparting one conductivity type is added to the island-shaped semiconductor film 901 using the first gate electrode 904 as a mask. In this embodiment, for example, an n-type impurity element is added. By the addition of the impurity element, a first impurity region 905 is formed in the island-shaped semiconductor film 901 (FIG. 11A).

次に、第1のゲート電極904及び第1の導電膜903を覆って、サイドウォール形成用の絶縁膜906を成膜する(図11(B))。絶縁膜906は、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素やその他の絶縁膜を用いることができる。   Next, an insulating film 906 for forming a sidewall is formed so as to cover the first gate electrode 904 and the first conductive film 903 (FIG. 11B). As the insulating film 906, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, or another insulating film can be used.

そして、サイドウォール形成用の絶縁膜906を異方性エッチングすることで、絶縁膜からなるサイドウォール907が形成される。図11(C)に、エッチングによって得られるサイドウォール907の形状を示す。図11(C)では、サイドウォール907が第1のゲート電極904の側壁のみを覆っているが、第1のゲート電極904の上面の一部または全てを覆うように形成されていても良い。またサイドウォール907は、ゲート絶縁膜902及び第1の導電膜903を間に挟んで、第1の不純物領域905の一部とのみ重なっている。つまり島状の半導体膜901の一部には、サイドウォール907と重ならない領域が存在する。この領域にソース領域、ドレイン領域を形成するために、再び島状の半導体膜901に、先の不純物の添加工程と同じ一導電型を付与する不純物を、第1のゲート電極904及びサイドウォール907をマスクとして添加する。この不純物の添加工程によって、ソース領域、ドレイン領域として機能する第2の不純物領域908が形成される。第2の不純物領域908に含まれる不純物の濃度は、第1の不純物領域905に含まれる不純物濃度よりも高くなるようにする。   Then, the sidewall 907 made of an insulating film is formed by anisotropically etching the sidewall forming insulating film 906. FIG. 11C shows the shape of the sidewall 907 obtained by etching. In FIG. 11C, the sidewall 907 covers only the sidewall of the first gate electrode 904; however, the sidewall 907 may be formed so as to cover part or all of the upper surface of the first gate electrode 904. The sidewall 907 overlaps only part of the first impurity region 905 with the gate insulating film 902 and the first conductive film 903 interposed therebetween. That is, a part of the island-shaped semiconductor film 901 does not overlap with the sidewall 907. In order to form the source region and the drain region in this region, the first gate electrode 904 and the sidewalls 907 are doped again with the same conductivity type as that in the previous impurity addition step in the island-shaped semiconductor film 901. Is added as a mask. By this impurity addition step, a second impurity region 908 functioning as a source region and a drain region is formed. The concentration of impurities contained in the second impurity region 908 is made higher than the concentration of impurities contained in the first impurity region 905.

なお、第1のゲート電極904とサイドウォール907のうち、サイドウォール907とのみ重なる、島状の半導体膜901の一部909は、もともと第1の不純物領域905の一部であるので、第2の不純物領域908よりも低い濃度で不純物が添加されている。この909で示す領域(以下、第1の不純物領域と区別するために、第3の不純物領域とする)は、LDD領域として機能する。   Note that, among the first gate electrode 904 and the sidewall 907, a part 909 of the island-shaped semiconductor film 901 that overlaps only with the sidewall 907 is originally a part of the first impurity region 905; Impurities are added at a concentration lower than that of the impurity region 908. The region indicated by 909 (hereinafter referred to as a third impurity region to be distinguished from the first impurity region) functions as an LDD region.

次に、第1のゲート電極904及びサイドウォール907をマスクとして、第1の導電膜903をエッチングし、ゲート電極の一部として機能する第2のゲート電極910を形成する。第2のゲート電極910は、ゲート絶縁膜902を間に挟んで、第3の不純物領域909と重なっている。   Next, the first conductive film 903 is etched using the first gate electrode 904 and the sidewalls 907 as masks, so that a second gate electrode 910 functioning as part of the gate electrode is formed. The second gate electrode 910 overlaps with the third impurity region 909 with the gate insulating film 902 interposed therebetween.

なお本発明の剥離方法を適用することができる半導体素子は、本実施例に示したTFTに限定されない。また半導体素子はTFTに限定されず、例えば、記憶素子(メモリ)、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、インダクタ等、あらゆる回路素子に適用することができる。   Note that a semiconductor element to which the peeling method of the present invention can be applied is not limited to the TFT shown in this embodiment. The semiconductor element is not limited to a TFT, and can be applied to any circuit element such as a memory element (memory), a diode, a photoelectric conversion element, a resistance element, a coil, a capacitor element, and an inductor.

図12に、本発明の剥離方法を用いて形成された表示装置の外観図を示す。図12に示す表示装置は、複数の画素が設けられた画素部1503と、画素を選択する走査線駆動回路1501と、前記選択された画素にビデオ信号を供給する信号線駆動回路1502とを有する。そして画素部1503、信号線駆動回路1502または走査線駆動回路1501の駆動に用いられる各種信号及び電源電位は、FPC1504を介して供給される。そして本実施例では、半導体素子が転写された素子基板1505として、プラスチック基板を用いる。プラスチック基板を素子基板として用い、表示装置を形成することで、ガラス基板を用いた場合に比べて表示装置自体の機械的強度を高めることができ、またその薄膜化、軽量化も実現することができる。   FIG. 12 shows an external view of a display device formed using the peeling method of the present invention. The display device illustrated in FIG. 12 includes a pixel portion 1503 provided with a plurality of pixels, a scanning line driver circuit 1501 for selecting the pixels, and a signal line driver circuit 1502 for supplying a video signal to the selected pixels. . Various signals and power supply potential used for driving the pixel portion 1503, the signal line driver circuit 1502, or the scan line driver circuit 1501 are supplied through the FPC 1504. In this embodiment, a plastic substrate is used as the element substrate 1505 onto which the semiconductor element is transferred. By using a plastic substrate as an element substrate and forming a display device, the mechanical strength of the display device itself can be increased as compared with the case of using a glass substrate, and the thickness and weight can be reduced. it can.

本実施例では、第1の下地膜の形状の一例について説明する。   In this embodiment, an example of the shape of the first base film will be described.

図13に、第1の下地膜を形成した時点での、第1の基板1100の上面図を示す。図13に示すように第1の下地膜は、ストライプ状に並べられた部分1100aと、矩形状の凹部が複数並ぶように設けられた部分1100bとに分けられる。1100aに示した部分では、凸部間に存在する凹部に、ボイドが形成される。また1100bに示した部分では、複数並べられた矩形状の凹部に、ボイドが形成される。   FIG. 13 is a top view of the first substrate 1100 at the time when the first base film is formed. As shown in FIG. 13, the first base film is divided into a portion 1100a arranged in a stripe shape and a portion 1100b provided so that a plurality of rectangular recesses are arranged. In the portion indicated by 1100a, voids are formed in the concave portions existing between the convex portions. In the portion indicated by 1100b, voids are formed in a plurality of rectangular recesses arranged in a row.

ボイドの体積は、1100aに示した部分は、ストライプ状に配置された凸部間の幅(言い換えると凹部の幅)によって制御することができる。また1100bに示した部分は、複数並べられた矩形状の凹部の、長手方向に対して垂直の方向における幅(言い換えると凹部の幅)によって制御することができる。   The volume of the void can be controlled by the width between the convex portions arranged in stripes (in other words, the width of the concave portion) in the portion indicated by 1100a. In addition, the portion indicated by 1100b can be controlled by the width of a plurality of rectangular recesses arranged in a direction perpendicular to the longitudinal direction (in other words, the width of the recess).

そして本実施例では、後の工程において剥離を行なう際、1100aに示した部分に、剥離のきっかけとなるような処理を施し、該部分から剥離を開始する。そのため、1100bに示した部分よりも剥離が比較的容易に行なえるように、1100bに示した部分よりも1100aに示した部分の凹部の幅を狭くし、ボイドの体積をより大きくする。   In this embodiment, when peeling is performed in a later step, the portion indicated by 1100a is subjected to a treatment that triggers peeling, and peeling is started from the portion. For this reason, the width of the concave portion of the portion shown in 1100a is made narrower and the volume of the void is made larger than the portion shown in 1100b so that the peeling can be performed relatively easily than the portion shown in 1100b.

なお、1100bに示した部分は、1100aに示した部分とは異なり、半導体素子が形成される領域に、その凹部が広く存在している。そのため、各工程において用いられる様々な溶液が、1100aに示した部分よりも1100bに示した部分において、その凹部に残留しやすい。よって、凹部に残留した溶液が、後の工程において悪影響を及ぼすのを防ぐために、1100bに示した部分において、第1の下地膜の凹部の四方を完全に凸部で囲むように、レイアウトを行なうのが望ましい。   Note that the portion indicated by 1100b is different from the portion indicated by 1100a in that the recess is widely present in the region where the semiconductor element is formed. Therefore, the various solutions used in each process are likely to remain in the recesses in the portion indicated by 1100b rather than the portion indicated by 1100a. Therefore, in order to prevent the solution remaining in the recesses from adversely affecting the subsequent process, the layout is performed so that the recesses of the first base film are completely surrounded by the protrusions in the portion indicated by 1100b. Is desirable.

なお凹部の形状は、本発明に示した構成に限定されない。凹部は必ずしも矩形である必要はなく、ボイドが形成されるのであれば、その他の形状を有していても、本発明の効果を得ることができる。   The shape of the recess is not limited to the configuration shown in the present invention. The concave portion is not necessarily rectangular, and the effect of the present invention can be obtained even if the void is formed as long as a void is formed.

実施の形態1のRFスパッタ法を用いた第2の下地膜202の成膜方法について、その具体的な成膜条件について説明する。   Specific film forming conditions for the film formation method of the second base film 202 using the RF sputtering method of Embodiment 1 will be described.

本実施例では、基板温度を100〜200℃、例えば150℃とし、直径305mmのSiO2ターゲットを用い、RF電力3kW、圧力0.4PaのAr雰囲気下において成膜を行なう。そしてArの流量はトータルで60sccmとし、そのうち10sccmは加熱により温度を上昇させ、基板の裏側に吹き付けて、基板温度の変化を抑えるようにする。また成膜速度は68〜72nm/minとする。 In this embodiment, the substrate temperature is 100 to 200 ° C., for example, 150 ° C., and a film is formed in an Ar atmosphere with an RF power of 3 kW and a pressure of 0.4 Pa using a SiO 2 target having a diameter of 305 mm. The total flow rate of Ar is 60 sccm, of which 10 sccm is heated to raise the temperature and sprayed to the back side of the substrate to suppress changes in the substrate temperature. The deposition rate is 68 to 72 nm / min.

上述した成膜条件で成膜された第2の下地膜202を、ウェットエッチングで剥離する場合、エッチャントとして、フッ化水素アンモニウム(NH4HF2)を7.13%とフッ化アンモニウム(NH4F)を15.4%含む混合溶液(ステラケミファ社製、商品名LAL500)を用いる。そして、20℃においてウェットエッチングすることで、360nm〜800nm/min程度のエッチレートでエッチングを行なうことができる。なおエッチングの条件はこれに限定されず、設計者が適宜選択することが可能である。 When the second base film 202 formed under the above-described film formation conditions is peeled off by wet etching, 7.13% of ammonium hydrogen fluoride (NH 4 HF 2 ) and ammonium fluoride (NH 4 ) are used as an etchant. A mixed solution containing 15.4% of F) (manufactured by Stella Chemifa, trade name LAL500) is used. Then, by performing wet etching at 20 ° C., etching can be performed at an etch rate of about 360 nm to 800 nm / min. Note that the etching conditions are not limited to this, and the designer can appropriately select them.

なお本実施例で示した成膜条件はほんの一例であり、第2の下地膜の成膜条件はこれに限定されない。   Note that the film formation conditions described in this embodiment are merely examples, and the film formation conditions of the second base film are not limited thereto.

本実施例では、第1の下地膜及び開口部のレイアウトの一実施例について説明する。   In this example, an example of the layout of the first base film and the opening will be described.

図14(A)に、第1の下地膜を形成した時点での、第1の下地膜2100の上面図を示す。図14(A)に示すように第1の下地膜2100は、矩形状の凹部2101が複数並ぶように設けられており、凹部2101の長手方向に向かって延びるように、ボイドが形成される。ボイドの体積は、複数並べられた矩形状の凹部2101の、長手方向に対して垂直の方向における幅(言い換えると凹部の幅)によって制御することができる。なお各凹部2101に形成されるボイドは、単数であっても複数であってもどちらでも良い。   FIG. 14A shows a top view of the first base film 2100 at the time when the first base film is formed. As shown in FIG. 14A, the first base film 2100 is provided so that a plurality of rectangular recesses 2101 are arranged, and voids are formed so as to extend in the longitudinal direction of the recesses 2101. The volume of the voids can be controlled by the width (in other words, the width of the recesses) of the plurality of rectangular recesses 2101 arranged in the direction perpendicular to the longitudinal direction. Note that the number of voids formed in each recess 2101 may be one or more.

また2102は後の工程において開口部が形成される領域に相当する。また2103に示す領域は、後の工程において半導体素子が形成される領域に相当する。開口部となる領域2102は、半導体素子が形成される領域2103と互いに重ならないようにレイアウトするのが望ましい。   Reference numeral 2102 corresponds to a region where an opening is formed in a later step. A region 2103 corresponds to a region where a semiconductor element is formed in a later step. The region 2102 serving as the opening is preferably laid out so as not to overlap with the region 2103 where the semiconductor element is formed.

そして図14(A)では、開口部となる領域2102が一箇所のみであり、該領域2102は複数の凹部2101と少なくとも一部重なっている。そして開口部となる領域2102と凹部2101とが重なる部分においてボイドの内壁が露出させ、エッチャントに浸すことで、開口部となる領域2102とは重ならない領域に渡って、ボイドの内部にエッチャントを拡散させることができる。   In FIG. 14A, there is only one region 2102 serving as an opening, and the region 2102 overlaps at least partly with the plurality of recesses 2101. Then, the inner wall of the void is exposed at the portion where the region 2102 to be the opening overlaps with the recess 2101 and is immersed in the etchant, so that the etchant is diffused into the void over the region that does not overlap with the region 2102 to be the opening. Can be made.

次に図14(B)を用いて、開口部のレイアウトが図14(A)とは異なる一実施例について説明する。図14(B)は、第1の下地膜を形成した時点での、第1の下地膜2100の上面図を示している。第1の下地膜2100のレイアウトは、図14(A)の場合と同じである。2105a、2105bは後の工程において開口部が形成される領域に相当する。2104に示す領域は、後の工程において半導体素子が形成される領域に相当する。開口部となる領域2105a、2105bは、半導体素子の形成される領域2103と互いに重ならないようにレイアウトするのが望ましい。   Next, an embodiment in which the layout of the opening is different from that in FIG. 14A will be described with reference to FIG. FIG. 14B shows a top view of the first base film 2100 at the time when the first base film is formed. The layout of the first base film 2100 is the same as that in the case of FIG. Reference numerals 2105a and 2105b correspond to regions where openings are formed in a later step. A region indicated by 2104 corresponds to a region where a semiconductor element is formed in a later step. The regions 2105a and 2105b to be the openings are preferably laid out so as not to overlap with the region 2103 where the semiconductor element is formed.

そして図14(B)では、開口部となる領域2105a、2105bが、領域2104を間に挟むようにレイアウトされている。また図14(B)では、開口部となる各領域2105a、2105bが、複数の凹部2101と少なくとも一部重なっている。そして開口部となる領域2105a、2105bと凹部2101とが重なる部分においてボイドの内壁が露出させ、エッチャントに浸すことで、開口部となる領域2105a、2105bとは重ならない領域に渡って、ボイドの内部にエッチャントを拡散させることができる。そして1つの凹部2101に開口部を2つ設けることで、ボイド内のエッチャントの拡散をより効率的に行なうことができ、エッチングの処理時間を短く済ませることができる。   In FIG. 14B, regions 2105a and 2105b to be openings are laid out with the region 2104 interposed therebetween. In FIG. 14B, the regions 2105 a and 2105 b serving as openings overlap at least partly with the plurality of recesses 2101. Then, by exposing the inner wall of the void at the portion where the regions 2105a and 2105b serving as the opening and the recess 2101 overlap and immersing in the etchant, the inside of the void is spread over the region not overlapping the regions 2105a and 2105b serving as the opening. The etchant can be diffused. By providing two openings in one recess 2101, the etchant in the void can be diffused more efficiently, and the etching processing time can be shortened.

なお、図14(A)、図14(B)の両方において言えることだが、第1の下地膜2100の凹部2101は、半導体素子が形成される領域2103、2104と重なっている。そのため、各工程において用いられる様々な溶液が凹部に残留する場合がある。よって、凹部に残留した溶液が、後の工程において悪影響を及ぼすのを防ぐために、第1の下地膜の凹部の四方を完全に凸部で囲むように、レイアウトするのが望ましい。   Note that as can be said in both FIG. 14A and FIG. 14B, the concave portion 2101 of the first base film 2100 overlaps with regions 2103 and 2104 where semiconductor elements are formed. Therefore, various solutions used in each process may remain in the recess. Therefore, in order to prevent the solution remaining in the recesses from adversely affecting the subsequent process, it is desirable to lay out so that the four sides of the recesses of the first base film are completely surrounded by the protrusions.

なお凹部の形状は、本発明に示した構成に限定されない。凹部は必ずしも矩形である必要はなく、ボイドが形成されるのであれば、その他の形状を有していても、本発明の効果を得ることができる。   The shape of the recess is not limited to the configuration shown in the present invention. The concave portion is not necessarily rectangular, and the effect of the present invention can be obtained even if the void is formed as long as a void is formed.

本発明の剥離方法で用いるボイドの形成方法。The void formation method used with the peeling method of this invention. 本発明の剥離方法を示す図。The figure which shows the peeling method of this invention. 本発明の剥離方法を示す図。The figure which shows the peeling method of this invention. 本発明の剥離方法を示す図。The figure which shows the peeling method of this invention. 本発明の剥離方法を示す図。The figure which shows the peeling method of this invention. 本発明の剥離方法を示す図。The figure which shows the peeling method of this invention. 本発明の剥離方法を用いた表示装置の作製方法を示す図。4A and 4B illustrate a method for manufacturing a display device using the peeling method of the present invention. 絶縁膜を用いた凹凸の作製方法を示す図。4A and 4B illustrate a method for manufacturing unevenness using an insulating film. 絶縁膜を用いた凹凸の作製方法を示す図。4A and 4B illustrate a method for manufacturing unevenness using an insulating film. 第1の下地膜として金属膜を用いた場合の、本発明の剥離方法を示す図。The figure which shows the peeling method of this invention at the time of using a metal film as a 1st base film. TFTの作製工程を示す図。10A and 10B show a manufacturing process of a TFT. 半導体素子の転写により得られる表示装置の外観図。1 is an external view of a display device obtained by transferring a semiconductor element. 凹凸のレイアウトの一例を示す図。The figure which shows an example of the layout of an unevenness | corrugation. 凹凸のレイアウトの一例を示す図。The figure which shows an example of the layout of an unevenness | corrugation.

符号の説明Explanation of symbols

100 第1の下地膜
100a 凹部
100b 凸部
101 第2の下地膜
102 エッジ近傍
103 ボイド
200 第1の基板
201 第1の下地膜
202 第2の下地膜
203 凹部
204 凸部
205 第3の下地膜
206 半導体素子
207 ボイド
208 両面テープ
209 第2の基板
210 両面テープ
211 第3の基板
212 保護層
213 接着剤
214 素子基板
230 開口部
231 活性層のレイアウト

100 First base film 100a Concave part 100b Convex part 101 Second base film 102 Near edge 103 Void 200 First substrate 201 First base film 202 Second base film 203 Concave part 204 Convex part 205 Third base film 206 Semiconductor element 207 Void 208 Double-sided tape 209 Second substrate 210 Double-sided tape 211 Third substrate 212 Protective layer 213 Adhesive 214 Element substrate 230 Opening 231 Active layer layout

Claims (21)

基板上に複数の凸部を有する第1の下地膜を形成し、
前記第1の下地膜上に、絶縁膜を成膜することによって前記凸部の間に形成されたボイドを有する第2の下地膜を形成し、
前記第2の下地膜上に第3の下地膜を形成し、
前記第3の下地膜上に半導体素子を形成した後、
複数の前記ボイドと交わる面を境に前記半導体素子を前記基板から剥離することを特徴とする半導体素子の剥離方法。
Forming a first base film having a plurality of protrusions on the substrate;
Forming a second base film having voids formed between the convex portions by forming an insulating film on the first base film;
Forming a third underlayer on the second underlayer;
After forming a semiconductor element on the third base film,
A method for peeling a semiconductor element, wherein the semiconductor element is peeled from the substrate at a surface intersecting with a plurality of the voids.
基板上に複数の凸部を有する金属からなる第1の下地膜を形成し、
前記第1の下地膜の表面を酸化することによって、前記表面に金属酸化膜を形成し、
前記第1の下地膜上に、絶縁膜を成膜することによって前記凸部の間に形成されたボイドを有する第2の下地膜を形成し、
前記第2の下地膜上に第3の下地膜を形成し、
前記第3の下地膜上に半導体素子を形成するとともに、前記半導体素子形成する際に行われる加熱処理によって前記金属酸化膜を結晶化した後、
数の前記ボイドと交わる面を境に前記半導体素子を前記基板から剥離することを特徴とする半導体素子の剥離方法。
Forming a first base film made of metal having a plurality of convex portions on a substrate;
A metal oxide film is formed on the surface by oxidizing the surface of the first base film,
Forming a second base film having voids formed between the convex portions by forming an insulating film on the first base film;
Forming a third underlayer on the second underlayer;
To form a semiconductor device on the third base film, after crystallizing the metal oxide film by heat treatment performed when forming the semiconductor element,
Peeling method of a semiconductor device characterized by peeling the semiconductor element bordering a surface intersecting the voids multiple from the substrate.
請求項又は請求項において、
前記第3の下地膜を形成する前に、前記第2の下地膜の表面を研磨することを特徴とする半導体素子の剥離方法。
In claim 1 or claim 2 ,
A method for peeling a semiconductor element, comprising polishing the surface of the second base film before forming the third base film.
請求項乃至請求項のいずれか一項において、
前記剥離はエッチングにより行われ、
前記第3の下地膜のエッチングレートは、前記第2の下地膜のエッチングレートよりも遅いことを特徴とする半導体素子の剥離方法。
In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
The peeling is performed by etching,
A method for peeling a semiconductor element, wherein an etching rate of the third base film is slower than an etching rate of the second base film.
請求項乃至請求項のいずれか一項において、
前記剥離は、前記半導体素子が形成されている領域とは異なる領域に、前記複数の各ボイドの一部に達する開口部を形成し、前記開口部から前記複数の各ボイド内にエッチャントを拡散させることで、前記複数の各ボイドを広げることにより行うことを特徴とする半導体素子の剥離方法。
In any one of Claims 1 thru | or 4 ,
In the peeling, an opening reaching a part of each of the plurality of voids is formed in a region different from a region where the semiconductor element is formed, and the etchant is diffused into the plurality of voids from the opening. Thus, the semiconductor element peeling method is performed by expanding each of the plurality of voids.
請求項乃至請求項のいずれか一項において、
前記基板は、石英基板、シリコン基板、ガラス基板、又は金属基板であることを特徴とする半導体素子の剥離方法。
In any one of Claims 1 to 5 ,
The method for peeling a semiconductor element, wherein the substrate is a quartz substrate, a silicon substrate, a glass substrate, or a metal substrate.
請求項乃至請求項のいずれか一項において、
前記複数の凸部は、ストライプ状に配置されていることを特徴とする半導体素子の剥離方法。
In any one of Claims 1 thru | or 6 ,
The method for peeling a semiconductor element, wherein the plurality of convex portions are arranged in a stripe shape.
請求項乃至請求項のいずれか一項において、
前記凸部間の幅は1μm以下であり、前記凸部の高さは2μm以上であることを特徴とする半導体素子の剥離方法。
In any one of Claims 1 thru | or 7 ,
The width between said convex parts is 1 micrometer or less, and the height of the said convex part is 2 micrometers or more, The peeling method of the semiconductor element characterized by the above-mentioned.
半導体素子を有する半導体装置の作製方法であって、
基板上に複数の凸部を有する第1の下地膜を形成し、
前記第1の下地膜上に、絶縁膜を成膜することによって前記凸部の間に形成されたボイドを有する第2の下地膜を形成し、
前記第2の下地膜上に第3の下地膜を形成し、
前記第3の下地膜上に前記半導体素子を形成した後、
複数の前記ボイドと交わる面を境に前記半導体素子を前記基板から剥離することを特徴とする半導体装置の作製方法。
A method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor element,
Forming a first base film having a plurality of protrusions on the substrate;
Forming a second base film having voids formed between the convex portions by forming an insulating film on the first base film;
Forming a third underlayer on the second underlayer;
After forming the semiconductor element on the third base film,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor element is peeled from the substrate at a surface intersecting with a plurality of the voids.
半導体素子を有する半導体装置の作製方法であって、
基板上に複数の凸部を有する金属からなる第1の下地膜を形成し、
前記第1の下地膜の表面を酸化することによって、前記表面に金属酸化膜を形成し、
前記第1の下地膜上に、絶縁膜を成膜することによって前記凸部の間に形成されたボイドを有する第2の下地膜を形成し、
前記第2の下地膜上に第3の下地膜を形成し、
前記第3の下地膜上に前記半導体素子を形成するとともに、前記半導体素子形成する際に行われる加熱処理によって前記金属酸化膜を結晶化した後、
複数の前記ボイドと交わる面を境に前記半導体素子を前記基板から剥離することを特徴とする半導体装置の作製方法。
A method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor element,
Forming a first base film made of metal having a plurality of convex portions on a substrate;
A metal oxide film is formed on the surface by oxidizing the surface of the first base film,
Forming a second base film having voids formed between the convex portions by forming an insulating film on the first base film;
Forming a third underlayer on the second underlayer;
And forming said semiconductor device on said third base film, after crystallizing the metal oxide film by heat treatment performed when forming the semiconductor element,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor element is peeled from the substrate at a surface intersecting with a plurality of the voids.
請求項又は請求項10において、
前記第3の下地膜を形成する前に、前記第2の下地膜の表面を研磨することを特徴とする半導体装置の作製方法。
In claim 9 or claim 10 ,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: polishing a surface of the second base film before forming the third base film.
請求項乃至請求項11のいずれか一項において、
前記剥離はエッチングにより行われ、
前記第3の下地膜のエッチングレートは、前記第2の下地膜のエッチングレートよりも遅いことを特徴とする半導体装置の作製方法。
In any one of Claim 9 thru | or Claim 11 ,
The peeling is performed by etching,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein an etching rate of the third base film is slower than an etching rate of the second base film.
請求項乃至請求項12のいずれか一項において、
前記剥離は、前記半導体素子が形成されている領域とは異なる領域に、前記複数の各ボイドの一部に達する開口部を形成し、前記開口部から前記複数の各ボイド内にエッチャントを拡散させることで、前記複数の各ボイドを広げることにより行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
In any one of claims 9 to 12,
In the peeling, an opening reaching a part of each of the plurality of voids is formed in a region different from a region where the semiconductor element is formed, and the etchant is diffused into the plurality of voids from the opening. Thus, a method for manufacturing a semiconductor device is performed by expanding each of the plurality of voids.
請求項乃至請求項13のいずれか一項において、
前記基板は、石英基板、シリコン基板、ガラス基板、又は金属基板であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
In any one of claims 9 to 13 ,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the substrate is a quartz substrate, a silicon substrate, a glass substrate, or a metal substrate.
請求項乃至請求項14のいずれか一項において、
前記複数の凸部は、ストライプ状に配置されていることを特徴とする半導体装置の作製方法。
In any one of claims 9 to 14 ,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the plurality of convex portions are arranged in a stripe shape.
請求項乃至請求項15のいずれか一項において、
前記凸部間の幅は1μm以下であり、前記凸部の高さは2μm以上であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
In any one of Claims 9 to 15 ,
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a width between the protrusions is 1 μm or less, and a height of the protrusions is 2 μm or more.
請求項乃至請求項16のいずれか一項において、前記半導体素子は、TFT、記憶素子、ダイオード、光電変換素子、抵抗素子、コイル、容量素子、又はインダクタのいずれかを含む回路素子であることを特徴とする半導体装置の作製方法。 It in any one of claims 9 to 16, wherein the semiconductor element, TFT, a memory element, a diode, a photoelectric conversion element, a resistor element, a coil, a capacitor, or a circuit element including any of the inductor A method for manufacturing a semiconductor device. 請求項9乃至請求項17のいずれか一項に記載の半導体装置は、表示装置であることを特徴とする半導体装置の作製方法。The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor device according to claim 9 is a display device. 請求項9乃至請求項17のいずれか一項に記載の半導体装置は、液晶表示装置、発光装置又はDMDであることを特徴とする半導体装置の作製方法。The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor device according to claim 9 is a liquid crystal display device, a light-emitting device, or a DMD. 請求項9乃至請求項17のいずれか一項に記載の半導体装置は、集積回路であることを特徴とする半導体装置の作製方法。The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor device according to claim 9 is an integrated circuit. 請求項9乃至請求項17のいずれか一項に記載の半導体装置は、マイクロプロセッサ、メモリ又は電源回路であることを特徴とする半導体装置の作製方法。The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor device according to claim 9 is a microprocessor, a memory, or a power supply circuit.
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