KR20190101496A

KR20190101496A - 수지기판 적층체 및 전자 디바이스의 제조방법

Info

Publication number: KR20190101496A
Application number: KR1020197024557A
Authority: KR
Inventors: 히로유키 스가와라
Original assignee: 지오마텍 가부시키가이샤
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2018-09-20
Publication date: 2019-08-30
Also published as: TW201914977A; CN110326086B; KR102065901B1; TWI676607B; US20200075861A1; JP6492140B1; WO2019059319A1; CN110326086A; JP2019061975A

Abstract

본 발명은 저에너지의 레이저광을 사용하여, 단시간의 광조사처리로, 수지기판을 박리층으로부터 용이하게 박리 가능한 것으로 하는 수지기판 적층체 및 수지기판 적층체를 사용한 전자 디바이스의 제조방법을 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제는 지지기판(1)과 지지기판(1) 위에 적층된 박리층(2)을 갖는 박리층 부착 지지기판(4)과, 박리층(2)의 지지기판(1)과는 반대쪽 표면 위에 박리 가능하게 적층된 수지기판(3)을 구비하고, 박리층(2) 표면의 조성이 Si_xC_yO_z(0.05≤x≤0.49，0.15≤y≤0.73，0.22≤z≤0.36，x＋y＋z＝1)인 것을 특징으로 하는 수지기판 적층체에 의해 해결된다.

Description

수지기판 적층체 및 전자 디바이스의 제조방법{RESIN SUBSTRATE LAMINATE AND MANUFACTURING METHOD FOR ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 수지기판 적층체 및 수지기판 적층체를 사용한 전자 디바이스의 제조방법에 관한 것이다.

최근 들어 유기 EL 디스플레이(OLED), 액정 패널(LCD), 태양전지(PV) 등의 전자 디바이스의 박형화, 경량화가 진행되고 있다. 또한, 이들 전자 디바이스에 대해 구부린다고 하는 기능성, 즉 플레시블을 부여하는 것이 요망되고 있다. 이러한 배경하에, 종래의 무겁고 구부릴 수 없는 유리기판 대신에 경량이며 유연한 수지기판이 사용되고 있다.

이들 전자 디바이스의 제조 공정에서는, 지지기판 위에 무기물이나 유기물로 이루어지는 박리층을 형성하고, 박리층 위에 유리기판이나 수지기판을 박리 가능하게 적층한 기판 적층체가 사용되고 있다. 구체적으로는, 기판 적층체의 유리기판이나 수지기판 위에 전자부품을 형성하고, 그 후에 전자부품 부착 유리기판이나 수지기판을 박리층으로부터 박리하여 전자 디바이스가 제조되고 있다.

특허문헌 1은 지지기판과 지지기판 상에 배치된 무기층을 구비하는 무기층 부착 지지기판과, 무기층 상에 박리 가능하게 적층된 유리기판을 구비하는 유리 적층체를 사용하여, 물리적으로 유리기판을 박리하는 전자 디바이스의 제조방법이 기재되어 있다.

특허문헌 2는 고정기판 상에 비정질 실리콘막을 매개로 수지기판을 형성하고, 그 수지기판 상에 TFT 소자를 형성한 후에, 비정질 실리콘막에 레이저광을 조사함으로써 고정기판으로부터 수지기판을 박리하는 표시장치의 제작방법이 기재되어 있다.

특허문헌 3은 그 중합체 사슬 말단에 앵커기를 도입한 폴리아믹산과 유기 용매를 포함하는 박리층 형성용 조성물을 사용하여 형성된 박리층이 기재되어 있다.

일본국 특허 제5991373호 공보 일본국 특허 제5147794호 공보 국제공개 2016/158990호 공보

종래의 박리층은 박리층 위의 기판을 박리할 때 고에너지의 자외선을 장시간 조사할 필요가 있었다. 또한, 수지기판을 사용하는 경우, 고에너지의 자외선을 조사하면, 수지기판이 열에 의해 변성되어 버리는 경우가 있었다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 저에너지의 레이저광을 사용하여, 단시간의 광조사 처리로, 수지기판을 박리층으로부터 용이하게 박리 가능한 것으로 하는 수지기판 적층체 및 수지기판 적층체를 사용한 전자 디바이스의 제조방법을 제공하는 것에 있다.

상기 과제는 본 발명의 수지기판 적층체에 의하면, 지지기판과 상기 지지기판 위에 적층된 박리층을 갖는 박리층 부착 지지기판과, 상기 박리층의 상기 지지기판과는 반대쪽 표면 위에 박리 가능하게 적층된 수지기판을 구비하고, 상기 박리층 표면의 조성이 Si_xC_yO_z(0.05≤x≤0.49，0.15≤y≤0.73，0.22≤z≤0.36，x＋y＋z＝1)인 것에 의해 해결된다.

상기 구성에 의해, 저에너지의 레이저광을 사용하여, 단시간의 광조사 처리로, 수지기판을 박리층으로부터 용이하게 박리 가능해지기 때문에, 전자 디바이스의 제조에 이용하면 생산성이 향상됨과 동시에 제조 비용을 삭감하는 것이 가능해진다.

이때, 상기 박리층 표면의 조성이 Si_xC_yO_z(0.05≤x≤0.43，0.27≤y≤0.73，0.22≤z≤0.30，x＋y＋z＝1)이면 적합하다.

이와 같이, 박리층 표면의 조성을 적절한 범위로 제어함으로써, 레이저 광조사에 의한 박리성을 향상시킴과 동시에, 레이저광에 의한 수지기판의 손상이나 박리층의 열화를 억제하는 것이 가능해진다.

이때, 상기 박리층은 비정질 상태이면 적합하다.

이와 같이, 박리층이 비정질(amorphous) 상태이면, 박리층을 스퍼터링 등의 간편한 방법으로 성막하는 것이 가능해짐과 동시에, 박리성이 향상된다.

이때, 상기 박리층은 파장 355 ㎚의 레이저광을 조사함으로써 상기 수지기판이 상기 박리층으로부터 박리 가능해지는 재료로 구성되어 있으면 적합하다.

이와 같이, 박리층은 파장 355 ㎚ 부근에 흡수대를 가지고 있어, 일반적인 YAG 레이저를 사용하는 것이 가능하다.

이때, 상기 박리층은 파장 355 ㎚의 레이저광을 강도 60~80 mJ/㎠로 조사함으로써 상기 수지기판이 상기 박리층으로부터 박리 가능해지는 재료로 구성되어 있으면 적합하다.

이와 같이, 박리층은 파장 355 ㎚ 부근에 흡수대를 가지고 있어, 일반적인 YAG 레이저를 사용하는 것이 가능함과 동시에, 저에너지의 레이저광 조사이더라도 적절하게 박리를 발생시키는 것이 가능해진다.

상기 과제는 본 발명의 전자 디바이스의 제조방법에 의하면, Si：C의 비가 10：90~90：10인 타겟을 사용하여 박리층을 지지기판 상에 적층하고, 상기 박리층의 상기 지지기판과는 반대쪽 표면 상에 수지기판을 적층하여 수지기판 적층체를 준비하는 공정, 상기 수지기판 적층체의 상기 수지기판의 표면 상에 전자 디바이스용 부재를 형성하는 부재 형성 공정, 및 상기 박리층에 레이저광을 조사하여 상기 박리층으로부터 상기 수지기판을 박리하는 박리 공정을 행함으로써 해결된다.

이와 같이, 저에너지의 레이저광을 사용하여, 단시간의 광조사 처리로, 수지기판을 박리층으로부터 용이하게 박리 가능해지기 때문에, 전자 디바이스를 제조할 때의 생산성이 향상됨과 동시에, 제조 비용을 삭감하는 것이 가능해진다.

이때, 상기 타겟에 있어서의 Si：C의 비가 30：70~90：10이면 적합하다.

이와 같이, 박리층 표면의 조성을 적절한 범위로 제어함으로써, 레이저광 조사에 의한 박리성을 향상시킴과 동시에, 레이저광에 의한 수지기판의 손상이나 박리층의 열화를 억제하는 것이 가능해진다.

이때, 상기 박리층은 비정질 상태이면 적합하다.

이때, 상기 박리 공정에서는 파장 355 ㎚의 레이저광을 조사하면 적합하다.

이때, 상기 박리 공정에서는 파장 355 ㎚의 레이저광을 강도 60~80 mJ/㎠로 조사하면 적합하다.

본 발명의 수지기판 적층체는 박리층이 Si_xC_yO_z(0.05≤x≤0.49，0.15≤y≤0.73，0.22≤z≤0.36，x＋y＋z＝1)로 형성되어 있기 때문에, 저에너지의 레이저광을 사용하여, 단시간의 광조사 처리로, 수지기판을 박리층으로부터 용이하게 박리 가능해진다. 따라서, 본 발명의 수지기판 적층체를 전자 디바이스의 제조에 이용하면, 생산성이 향상됨과 동시에 제조 비용을 삭감하는 것이 가능해진다.

또한, 본 발명의 수지기판 적층체는 저에너지의 레이저광을 사용하여, 단시간의 광조사 처리로, 수지기판을 박리층으로부터 용이하게 박리 가능하기 때문에, 수지기판에 손상을 주지 않고 박리를 행할 수 있다.

또한, 본 발명의 수지기판 적층체는 수지기판을 박리 후에 수지기판을 재차 적층함으로써, 수지기판 적층체를 재이용하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일실시형태의 수지기판 적층체를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시형태의 수지기판 적층체에 전자 디바이스용 부재를 형성한 전자 디바이스용 부재 부착 적층체를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시형태의 전자 디바이스용 부재 부착 적층체에 있어서, 박리층 부착 지지기판으로부터 전자 디바이스를 박리하는 모습을 나타내는 모식적 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시형태의 전자 디바이스 제조방법의 흐름도이다.
도 5는 레이저광 조사 전 유리기판/SiC막의 조성 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 레이저광(100 mJ) 조사 후 유리기판/SiC막의 조성 분석 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 실시예 3-1~3-5, 참고예 3-1 및 3-2의 수지기판 적층체의 X선 회절 패턴을 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시예 3-1~3-5, 참고예 3-1 및 3-2의 수지기판 적층체의 300~400 ㎚에 있어서의 투과율 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 실시예 3-1~3-5, 참고예 3-1 및 3-2의 수지기판 적층체의 300~400 ㎚에 있어서의 반사율 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 실시예 3-1~3-5, 참고예 3-1 및 3-2의 수지기판 적층체의 300~400 ㎚에 있어서의 흡수율 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 실시예 3-1~3-5, 참고예 3-1 및 3-2의 수지기판 적층체의 300~400 ㎚에 있어서의 박리층 단독의 흡수율을 나타내는 그래프이다.

아래에 본 발명의 일실시형태(본 실시형태)의 수지기판 적층체, 이 수지기판 적층체를 사용한 전자 디바이스의 제조방법에 대해서 도 1 내지 11을 참조하여 설명한다.

＜수지기판 적층체(S)＞

본 실시형태의 수지기판 적층체(S)는 도 1에 모식적 단면도를 나타내는 바와 같이, 지지기판(1)과 박리층(2)을 포함하는 박리층 부착 지지기판(4) 및 수지기판(3)을 갖는다.

본 실시형태의 수지기판 적층체(S)에 있어서, 박리층 부착 지지기판(4)의 박리층(2)의 박리층 표면(2a)(지지기판(1) 쪽과는 반대쪽 표면)과 수지기판(3)의 제1면(3a)을 적층면으로 하여, 박리층 부착 지지기판(4)과 수지기판(3)이 박리 가능하게 적층되어 있다.

바꿔 말하면, 박리층(2)의 한쪽 면이 지지기판(1)에 고정됨과 동시에, 박리층(2)의 다른쪽 면이 수지기판(3)의 제1면(3a)에 접하고, 박리층(2)과 수지기판(3)의 계면은 박리 가능하게 밀착되어 있다. 즉, 박리층(2)은 수지기판(3)의 제1면(3a)에 대해 이(易)박리성을 구비한다.

아래에 수지기판 적층체(S)의 구성에 대해서 상세하게 기술한다.

(박리층 부착 지지기판(4))

박리층 부착 지지기판(4)은 지지기판(1)과 그 표면 상에 적층된 박리층(2)을 구비하고 있다. 박리층(2)은 후술하는 수지기판(3)과 박리 가능하게 밀착되도록, 박리층 부착 지지기판(4)에 있어서의 가장 바깥쪽에 배치되어 있다.

다음으로, 지지기판(1) 및 박리층(2)에 대해서 설명한다.

(지지기판(1))

지지기판(1)은 제1면(1a)과 제2면(1b)을 갖고, 제1면(1a) 상에 배치된 박리층(2)과 함께 수지기판(3)을 지지하는 기판이다.

지지기판(1)으로서는, 후술하는 박리 공정에 있어서 지지기판(1)의 이면으로부터 레이저광이 조사되기 때문에, 박리 공정에서 사용하는 레이저광이 투과되는 것이면 되고, 예를 들면 유리판, 플라스틱판 등이 사용되는데 이것에 한정되는 것은 아니다. 취급이 용이하며, 저렴한 것으로부터 지지기판(1)으로서 유리판을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 유리판으로서는 석영유리, 고규산유리(96% 실리카), 소다석회유리, 납유리, 알루미노붕규산유리, 붕규산유리(파이렉스(등록상표)), 붕규산유리(무알칼리), 붕규산유리(마이크로시트), 알루미노규산염유리 등이 포함된다. 이들 중에서도, 선팽창계수가 5 ppm/K 이하인 것이 바람직하고, 시판품의 경우, 액정용 유리인 코닝사 제조의 「코닝(등록상표)7059」나 「코닝(등록상표)1737」, 「EAGLE」, 아사히 가라스사 제조의 「AN100」, 닛폰 덴키 가라스사 제조의 「OA10」, SCHOTT사 제조의 「AF32」, 아반스트레이트사 제조의 「NA32SG」 등이 바람직하다.

지지기판(1)의 평면 부분은 충분히 평탄한 것이 바람직하다. 구체적으로는, 표면 거칠기의 P-V값이 50 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 20 ㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 5 ㎚ 이하이다. 표면 거칠기의 값이 크면, 박리층(2)과 지지기판(1)의 접착강도가 불충분해지는 경우가 있다.

지지기판(1)의 두께는 후술하는 수지기판(3)의 두께 및 최종적인 수지기판 적층체(S) 두께를 토대로 선택된다. 지지기판(1)으로서 유리판을 사용하는 경우, 지지기판(1)의 두께는 전자 디바이스용 부재를 형성한 후에 박리할 때, 깨지지 않고 적당히 휘는 성질을 구비하기 위해 10 ㎜ 이하의 두께가 바람직하고, 3 ㎜ 이하가 보다 바람직하며, 1.3 ㎜ 이하가 더욱 바람직하다. 두께의 하한에 대해서는 특별히 제한되지 않으나, 취급성의 관점에서 바람직하게는 0.07 ㎜ 이상, 보다 바람직하게는 0.15 ㎜ 이상, 더욱 바람직하게는 0.3 ㎜ 이상이다.

지지기판(1)의 면적은 박리층 부착 지지기판(4)이나 수지기판 적층체(S), 플렉시블 전자 디바이스의 생산효율·비용의 관점에서 대면적인 것이 바람직하다. 구체적으로는, 1,000 ㎠ 이상인 것이 바람직하고, 1,500 ㎠ 이상인 것이 보다 바람직하며, 2,000 ㎠ 이상인 것이 더욱 바람직하다.

(박리층(2))

박리층(2)은 지지기판(1)의 제1면(1a) 상에 적층되어 수지기판(3)의 제1면(3a)과 접하는 층으로, 박리층 표면(2a)의 조성이 Si_xC_yO_z(0.05≤x≤0.49，0.15≤y≤0.73，0.22≤z≤0.36，x＋y＋z＝1)이다.

여기서, y의 값이 0.15 미만이면 레이저광 조사 시에 애쉬(ash)의 발생이 생기기 쉬워지는데, y의 값이 0.15 이상이면 애쉬의 발생이 억제됨과 동시에 박리성이 우수하다.

또한, y의 값이 0.73보다 크면 레이저광 조사 시에 애쉬의 발생이 생기기 쉬워지는데, y의 값이 0.73 이하면 애쉬의 발생이 억제됨과 동시에 박리성이 우수하다.

박리층(2)의 박리층 표면(2a)이란, 박리층(2)의 최표면(지지기판(1)과는 반대쪽의 최표면)을 말한다. 보다 상세하게는, 박리층(2)의 박리층 표면(2a)은 박리층(2)의 두께를 100%로 하여 최표면으로부터 지지기판(1) 쪽을 향하여 10%의 거리까지의 영역을 말한다.

박리층(2)에 있어서의 박리층 표면(2a) 및 그 이외의 조성은 X선광전자 분광법(XPS)에 의해 측정할 수 있다. 또한, 박리층(2)에 있어서 박리층 표면(2a) 이외의 조성은 박리층 표면(2a)의 조성과 상이해도 되고, 동일해도 된다.

박리층(2)은 Si_xC_yO_z(0.05≤x≤0.49，0.15≤y≤0.73，0.22≤z≤0.36，x＋y＋z＝1)이 주성분으로서 포함되어 있는 것이 바람직하다. 여기서 주성분이란, 박리층(2) 전체를 100 질량%로 했을 때, Si_xC_yO_z(0.05≤x≤0.49，0.15≤y≤0.73，0.22≤z≤0.36，x＋y＋z＝1)의 총 함유량이 90 질량% 이상인 것을 의미하고, 95 질량% 이상인 것이 바람직하며, 99 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.

박리층(2)에는 주성분인 Si_xC_yO_z(0.05≤x≤0.49，0.15≤y≤0.73，0.22≤z≤0.36，x＋y＋z＝1) 이외에 도펀트가 첨가되어 있어도 된다.

도펀트로서는 예를 들면 N(질소)이나 B(붕소), Al(알루미늄), P(인) 등을 들 수 있는데, 이들에 한정되는 것은 아니다.

주성분인 Si_xC_yO_z(0.05≤x≤0.49，0.15≤y≤0.73，0.22≤z≤0.36，x＋y＋z＝1)에 대한 도펀트의 함유비율은 10 원자% 이하인 것이 바람직하다. 도펀트의 함유비율이 상기 범위 내인 것으로 인해, 양호한 박리성 및 자외광영역에 있어서의 광 흡수를 실현할 수 있다.

빅리층(2)의 자외광영역의 흡수율은 50% 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 60% 이상이면 된다. JIS Z8120의 정의에 의하면, 가시광선에 상당하는 전자파 파장의 하한은 약 360~400 ㎚, 상한은 대략 760~830 ㎚인데, 본 실시형태에 있어서 자외광영역이란 400 ㎚ 이하, 보다 상세하게는 10 ㎚ 이상 400 ㎚ 이하의 파장영역을 말하고, 가시광영역이란 400 ㎚보다 길고 700 ㎚ 이하인 파장영역을 말한다.

박리 공정에 있어서 자외영역의 레이저광(YAG 레이저：파장 355 ㎚)을 사용하는 경우, 파장 340 ㎚ 이상 400 ㎚ 이하의 파장영역의 흡수율이 50% 이상이면, 박리층(2)이 레이저광을 충분히 흡수하여 수지기판을 적절하게 박리하는 것이 가능해진다.

박리층(2)의 두께는 1 ㎚~20 ㎛ 정도인 것이 바람직하고, 10 ㎚~2 ㎛ 정도인 것이 보다 바람직하며, 40 ㎚~1 ㎛ 정도인 것이 더욱 바람직하다. 박리층(2)의 두께가 지나치게 얇으면, 형성된 막두께의 균일성이 상실되어 박리에 편차가 발생할 가능성이 있다. 또한 박리층(2)의 두께가 지나치게 두꺼우면. 박리에 필요해지는 조사 레이저광의 에너지(광량)를 크게 할 필요가 있다.

박리층(2)은 도 1에서는 단층으로서 도시되어 있으나, 2층 이상을 적층하여 구성하는 것도 가능하다.

또한, 박리층(2)은 통상 도 1에 나타내는 바와 같이 지지기판(1)의 제1면(1a)의 전면에 걸쳐 적층되는데, 적절한 박리성을 갖는 것이라면 지지기판(1)의 제1면(1a) 상의 일부에 적층되어 있어도 된다. 예를 들면 박리층(2)이 지지기판(1)의 제1면(1a) 상에 섬 형상이나 스트라이프 형상으로 설치되어 있어도 된다.

(수지기판(3))

수지기판(3)은 제1면(3a)이 박리층(2)과 접하고, 박리층(2) 쪽과는 반대쪽의 제2면(3b)에 후술하는 전자 디바이스용 부재(P)가 설치된다.

수지기판(3)을 구성하는 수지로서는, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 중 어느 것이어도 되고, 예를 들면 폴리에틸렌(고밀도, 중밀도 또는 저밀도), 폴리프로필렌(아이소택틱형 또는 신디오택틱형), 폴리부텐, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-초산비닐 공중합체(EVA), 에틸렌-프로필렌-부텐 공중합체 등의 폴리올레핀, 환상 폴리올레핀, 변성 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리염화비닐리덴, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리아미드이미드, 폴리에테르이미드, 불소화 폴리이미드 등의 방향족 폴리이미드, 지환족 폴리이미드 등의 폴리이미드계 수지, 폴리카보네이트, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌비닐알코올, 폴리-(4-메틸펜텐-1), 아이오노머, 아크릴계 수지, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리부틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트-부틸(메타)아크릴레이트 공중합체, 메틸(메타)아크릴레이트-스티렌 공중합체, 아크릴-스티렌 공중합체(AS 수지), 부타디엔-스티렌 공중합체, 에틸렌비닐알코올 공중합체(EVOH), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 에틸렌-테레프탈레이트-이소프탈레이트 공중합체, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트(PCT) 등의 폴리에스테르, 폴리에테르, 폴리에테르케톤(PEK), 폴리에테레에테르케톤(PEEK), 폴리에테르이미드, 폴리아세탈(POM), 폴리페닐렌옥시드, 변성 폴리페닐렌옥시드, 폴리아릴레이트, 방향족 폴리에스테르, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리불화비닐리덴, 기타 불소계 수지, 스티렌계, 폴리올레핀계, 폴리염화비닐계, 폴리우레탄계, 볼수고무계, 염소화폴리에틸렌계 등의 각종 열가소성 엘라스토머, 에폭시 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르, 실리콘 수지, 폴리우레탄, 나일론, 니트로셀룰로오스, 초산셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 등의 셀룰로오스계 수지 등, 또는 이들을 주로 하는 공중합체, 블렌드체, 폴리머 알로이 등을 들 수 있고, 이들 중 1종 또는 2종 이상을 조합해서(예를 들면 2층 이상의 적층체로서) 사용할 수 있다.

수지기판(3)으로서 내열성이 100℃ 이상인 고분자를 사용한 필름, 소위 엔지니어링 플라스틱을 사용한 필름인 것이 바람직하다. 엔지니어링 플라스틱을 사용한 필름이란, 예를 들면 방향족 폴리에스테르 필름인 것이 바람직하고, 더 나아가서는 내열온도가 150℃를 초과하는 방향족 폴리아미드 필름, 폴리아미드이미드 필름, 폴리이미드 필름 등의 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 필름 등을 들 수 있다. 여기서 내열성이란 유리전이온도 내지는 열변형온도를 말한다.

수지기판(3)의 두께는 특별히 한정되지 않으나, 고분자 필름의 두께는 3 ㎛ 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 11 ㎛ 이상이며, 더욱 바람직하게는 24 ㎛ 이상이고, 보다 한층 바람직하게는 45 ㎛ 이상이다. 고분자 필름 두께의 상한은 특별히 제한되지 않으나, 최종적인 전자 디바이스의 박형화, 플렉시블화의 관점에서 250 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 150 ㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 90 ㎛ 이하이다. 또한, 수지기판(3)은 수지층을 2층 이상 적층한 라미네이트체를 사용해도 된다.

(수지기판 적층체(S)의 용도에 대해서)

이상과 같이, 본 실시형태의 수지기판 적층체(S)는 전술한 박리층 부착 지지기판(4)의 박리층 표면(2a)과 수지기판(3)의 제1면(3a)을 적층면으로 하여, 박리층 부착 지지기판(4)과 수지기판(3)을 박리 가능하게 적층하여 이루어지는 적층체이다. 즉, 지지기판(1)과 수지기판(3) 사이에 박리층(2)이 개재하는 적층체이다.

이러한 구성의 수지기판 적층체(S)는 후술하는 바와 같이 전자 디바이스의 제조에 있어서 사용된다. 구체적으로는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 수지기판 적층체(S)는 제2면(3b)의 표면 상에 전자 디바이스용 부재(P)가 형성된다. 그 후, 도 3에 나타내는 바와 같이 박리층 부착 지지기판(4)은 수지기판(3)과의 계면에서 박리되어, 박리층 부착 지지기판(4)은 전자 디바이스를 구성하는 부재는 되지 않는다. 전자 디바이스용 부재(P)가 형성된 수지기판(3)이 분리된 박리층 부착 지지기판(4)에는 새로운 수지기판(3)이 적층되어, 박리층 부착 지지기판(4)으로서 재이용할 수 있다.

본 발명의 수지기판 적층체(S)는 각종 용도로 사용할 수 있고, 예를 들면 액정 패널(LCD), 유기 EL 디스플레이(OLED), 전자 페이퍼, 필드 에미션 패널, 양자 도트 LED 패널, MEMS 셔터 패널 등의 표시장치용 패널, 태양전지(PV), 박막 2차전지, 표면에 회로가 형성된 반도체 웨이퍼 등의 전자 디바이스를 제조하는 용도 등을 들 수 있다.

＜전자 디바이스(D)의 제조방법＞

본 실시형태의 전자 디바이스의 제조방법은 Si：C의 비가 10：90~90：10인 타겟을 사용하여 박리층을 지지기판 상에 적층하고, 상기 박리층의 상기 지지기판과는 반대쪽 표면 상에 수지기판을 적층하여 수지기판 적층체를 준비하는 공정, 상기 수지기판 적층체의 상기 수지기판의 표면 상에 전자 디바이스용 부재를 형성하는 부재 형성 공정, 및 상기 박리층에 레이저광을 조사하여 상기 박리층으로부터 상기 수지기판을 박리하는 박리 공정을 행하는 것을 특징으로 한다.

아래에 각 공정에 대해서 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.

(수지기판 적층체를 준비하는 공정)

수지기판 적층체를 준비하는 공정(스텝 S1)에서는, 먼저 지지기판(1)에 박리층(2)을 적층하여 박리층 부착 지지기판(4)을 얻고, 이 박리층 부착 지지기판(4) 위에 수지기판(3)을 적층한다.

구체적으로는, Si：C의 비가 10：90~90：10인 타겟을 사용하여 박리층(2)을 지지기판(1) 상에 적층하여 박리층 부착 지지기판(4)을 얻고, 이 박리층 부착 지지기판(4)에 있어서의 박리층(2)의 지지기판(1)과는 반대쪽 표면(2a) 상에 수지기판(3)을 적층한다.

박리층 부착 지지기판(4)에 있어서, 지지기판(1) 상에 박리층(2)을 형성하는 방법은 균일한 두께로 박리층을 형성 가능한 방법이면 되고, 박리층(2)의 조성이나 두께 등의 여러 조건에 따라 적당히 선택하는 것이 가능하다. 예를 들면 CVD(MOCCVD, 저압 CVD, ECR―CVD를 포함)법, 증착, 분자선 증착(MB), 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, PVD법 등의 각종 기상성막법, 랭뮤어 프로젝트(LB)법, 스핀 코트, 스프레이 코트법, 롤 코트법 등의 도포법, 각종 인쇄법, 전사법, 잉크젯법, 분말제트법 등에 적용할 수 있다. 이들 중 2종 이상의 방법을 조합해도 된다.

예를 들면 SiC 타겟을 사용하여 Ar 등의 불활성 가스와 O₂ 등의 산소원자 함유 가스의 혼합가스를 도입하여, 증착법, 스퍼터링법, CVD법 등에 의해 지지기판(1)의 제1면(1a) 상에 박리층(2)을 설치함으로써 박리층 부착 지지기판(4)이 제조된다. 이때, 타겟의 조성이나, 혼합가스 중의 산소원자 함유 가스의 양을 조정함으로써, 박리층(2)의 박리층 표면(2a)의 산소량(z의 값)을 제어하는 것이 가능하다. 또한, 박리층(2)의 성막 조건은 사용하는 재료 등에 따라 적당히 선택하면 된다.

박리층(2)을 성막할 때 사용하는 타겟으로서는 Si：C의 비가 10：90~90：10이 되도록, SiC(탄화규소), SiCO(silicon carbon oxide), SiO₂(산화규소), Si(규소) 등의 물질을 단독 또는 조합해서 사용하는 것이 가능하다. 이때, 타겟의 Si：C의 비를 조정함으로써, 박리층(2)의 박리층 표면(2a)의 규소량(x의 값) 및 탄소량(y의 값)을 제어하는 것이 가능하다.

박리층(2)을 성막할 때 사용하는 타겟에 있어서의 Si：C의 비는 Si：C＝10：90~90：10이면 되고, Si：C＝10：90~30：70인 것이 보다 바람직하며, Si：C＝10：90~50：50인 것이 특히 바람직하다.

수지기판 적층체(S)에 있어서 박리층 부착 지지기판(4)의 박리층(2) 상에 수지기판(3)을 적층하는 방법은 특별히 한정되지 않으나, 수지기판(3)을 구성하는 수지의 용액이나, 수지 전구체의 용액을 도포·건조하여 필름화하는 수법을 사용할 수 있다

박리층(2) 상으로의 수지의 용액이나 수지 전구체 용액의 도포는, 예를 들면 스핀 코트, 닥터 블레이드, 어플리케이터, 콤마 코터, 스크린 인쇄법, 슬릿 코트, 리버스 코트, 딥 코트, 커튼 코트, 슬릿 다이 코트 등, 공지의 용액의 도포수단을 적당히 사용할 수 있다.

예를 들면 수지기판(3)이 폴리이미드계 수지 필름인 경우는, 용액 중에서 디아민류와 테트라카르복실산류를 반응시켜서 얻어지는 폴리아미드산(폴리이미드 전구체) 용액을 박리층(2) 위에 소정의 두께가 되도록 도포하고, 건조한 후에, 고온 열처리하여 탈수 폐환 반응을 행하게 하는 열이미드화법 또는 무수초산 등을 탈수제로 하고, 피리딘 등을 촉매로서 사용하는 화학 이미드화법을 행함으로써 얻을 수 있다.

또한, 수지기판(3)이 열가소성 수지 필름인 경우는, 용융 연신법에 의해 열가소성 수지 필름을 얻는 것이 가능하다. 또한, 열가소성 수지 필름이 아닌 경우는, 용액 제막법에 의해 수지 필름을 얻는 것이 가능하다.

또한, 수지의 종류에 따라서는 박리층(2) 상에 수지 필름을 물리적으로 적층하는 수법을 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면 상압 환경하에서 박리층 부착 지지기판(4)과 수지기판(3)을 포갠 후에, 수지기판(3)의 제2면(3b)을 가볍게 1개소 누름으로써 포갠면 내에 밀착 기점을 발생시켜, 그 밀착 기점으로부터 밀착을 자연스럽게 넓히는 방법이나, 롤이나 프레스를 사용하여 압착함으로써 밀착 기점으로부터의 밀착을 넓히는 방법 등을 들 수 있다. 롤이나 프레스를 사용하여 압착하는 경우, 박리층(2)의 박리층 표면(2a)과 수지기판(3)의 제1면(3a)이 보다 밀착될 뿐 아니라, 양자 사이에 혼입되어 있는 기포가 비교적 용이하게 제거되기 때문에 바람직하다.

또한, 진공 라미네이트법이나 진공 프레스법에 의해 박리층(2)과 수지기판(3)을 압착하면, 기포 혼입의 억제나 양호한 밀착의 확보가 바람직하게 행하여지기 때문에 보다 바람직하다. 진공하에서 압착함으로써, 미소한 기포가 잔존한 경우에도 가열에 의해 기포가 성장하는 경우가 없어, 변형 결함으로 이어지기 어렵다고 하는 이점도 있다.

박리층 부착 지지기판(4)과 수지기판(3)을 박리 가능하게 밀착시킬 때는, 박리층(2) 및 수지기판(3)이 서로 접촉하는 쪽의 면을 충분히 세정하여, 청정도가 높은 환경에서 적층하는 것이 바람직하다. 세정의 방법은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면 박리층(2)이나 수지기판(3)의 표면을 알칼리 수용액으로 세정한 후, 추가로 물을 사용하여 세정하는 방법을 들 수 있다.

또한, 양호한 적층 상태를 얻기 위해서는, 박리층(2) 및 수지기판(3)의 서로 접촉하는 쪽의 면을 세정 후에 플라즈마처리를 행한 후에 적층하는 것이 바람직하다. 플라즈마처리에 사용하는 플라즈마로서는, 예를 들면 대기 플라즈마, 진공 플라즈마 등을 들 수 있다.

(부재 형성 공정)

부재 형성 공정(스텝 S2)에서는, 수지기판 적층체의 수지기판의 표면 상에 전자 디바이스용 부재를 형성한다.

구체적으로는, 도 2에 나타내는 바와 같이 본 공정에 있어서 수지기판(3)의 제2면(3b) 상에 전자 디바이스용 부재(P)가 형성되고, 전자 디바이스용 부재 부착 적층체(SP)가 제조된다.

먼저, 본 공정에서 사용되는 전자 디바이스용 부재(P)에 대해서 설명하고, 다음으로 본 공정에 대해서 상세하게 기술한다.

전자 디바이스용 부재(P)는 수지기판 적층체(S)의 수지기판(3)의 제2면(3b) 상에 형성되는 전자 디바이스(D)의 적어도 일부를 구성하는 부재이다. 구체적으로는, 전자 디바이스용 부재(P)로서는 OLED 등의 표시장치용 패널, 태양전지, 박막 2차전지, 표면에 회로가 형성된 반도체 웨이퍼 등의 전자부품 등에 사용되는 부재를 들 수 있다.

예를 들면 OLED용 부재로서는, 전극이나 유기물층을 적층하고 에칭을 행하여 형성한 TFT 소자나 구동회로 등을 들 수 있다.

또한, 태양전지용 부재로서는, 실리콘형에서는 양극의 산화주석 등 투명전극, p층/i층/n층으로 표시되는 실리콘층 및 음극의 금속 등을 들 수 있고, 그 밖에 화합물형, 색소 증감형, 양자 도트형 등에 대응하는 각종 부재 등을 들 수 있다.

또한, 박막 2차전지용 부재로서는, 리튬이온형에서는 양극 및 음극의 금속 또는 금속 산화물 등의 투명전극, 전해질층의 리튬 화합물, 집전층의 금속, 봉지층으로서의 수지 등을 들 수 있고, 그 밖에 니켈수소형, 폴리머형, 세라믹스 전해질형 등에 대응하는 각종 부재 등을 들 수 있다.

또한, 전자부품용 부재로서는, CCD나 CMOS에서는 도전부의 금속, 절연부의 산화규소나 질화규소 등을 들 수 있고, 그 밖에 압력 센서·가속도 센서 등 각종 센서나 리지드 프린트기판, 플렉시블 프린트기판, 리지드 플렉시블 프린트기판 등에 대응하는 각종 부재 등을 들 수 있다.

전자 디바이스용 부재 부착 적층체(SP)의 제조방법은 특별히 한정되지 않고, 전자 디바이스용 부재(P)의 구성 부재의 종류에 따라 공지의 방법을 사용하여, 수지기판 적층체(S)의 수지기판(3)의 제2면(3b) 위에 전자 디바이스용 부재(P)를 형성한다.

또한, 전자 디바이스용 부재(P)는 수지기판(3)의 제2면(3b)의 표면 상에 최종적으로 형성되는 부재의 전부가 아니라, 부재의 일부여도 된다. 부분 부재 부착 수지기판을 그 후의 공정에서 전체 부재 부착 수지기판(후술하는 전자 디바이스에 상당)으로 하는 것도 가능하다. 또한, 수지기판에는 그의 박리면(제1면(3a))에 다른 전자 디바이스용 부재가 형성되어도 된다. 또한, 전체 부재 부착 적층체를 조립하고, 그 후 전자 디바이스용 부재(P)가 형성된 수지기판(3)으로부터 박리층 부착 지지기판(4)을 박리하여 전자 디바이스(D)를 제조하는 것도 가능하다.

예를 들면 OLED를 제조하는 경우, 수지기판 적층체(S)의 수지기판(3)의 제2면(3b)의 표면 상에 유기 EL 구조체를 형성하기 위해 투명전극을 형성하는, 추가로 투명전극을 형성한 면 상에 홀 주입층·홀 수송층·발광층·전자 수송층 등을 증착하는, 이면 전극을 형성하는, 봉지판을 사용하여 봉지하는 등의 각종 층 형성이나 처리가 행하여진다. 이들 층 형성이나 처리로서 구체적으로는 성막처리, 증착처리, 봉지판의 접착처리 등을 들 수 있다.

또한, 예를 들면 TFT-LCD를 제조하는 경우는, 수지기판 적층체(S)의 수지기판(3)의 제2면(3b)의 표면 상에, 레지스트를 사용하여 CVD법 및 스퍼터법 등 일반적인 성막법에 의해 형성되는 금속막 및 금속산화막 등에 패턴 형성하여 박막 트랜지스터(TFT)를 형성하는 TFT 형성 공정, 다른 수지기판 적층체(S)의 수지기판(3)의 제2면(3b) 위에 레지스트액을 패턴 형성에 사용하여 컬러필터(CF)를 형성하는 CF 형성 공정, 및 TFT 부착 디바이스 기판과 CF 부착 디바이스 기판을 적층하는 첩합(貼合) 공정 등의 각종 공정을 갖는다.

TFT 형성 공정이나 CF 형성 공정에서는, 주지의 포토리소그래피 기술이나 에칭 기술 등을 사용하여 수지기판(3)의 제2면(3b)에 TFT나 CF를 형성한다. 이때, 패턴 형성용 코팅액으로서 레지스트액이 사용된다. 또한, TFT나 CF를 형성하기 전에 필요에 따라 수지기판(3)의 제2면(3b)을 세정해도 된다. 세정방법으로서는 주지의 드라이 세정이나 웨트 세정을 사용할 수 있다. 첩합 공정에서는 TFT 부착 적층체와 CF 부착 적층체 사이에 액정재를 주입하여 적층한다. 액정재를 주입하는 방법으로서는, 예를 들면 감압 주입법, 적하 주입법이 있다.

(박리 공정)

박리 공정(스텝 S3)에서는, 상기 부재 형성 공정에서 얻어진 전자 디바이스용 부재 부착 적층체의 박리층에 레이저광을 조사하고 박리층으로부터 수지기판을 박리하여, 전자 디바이스용 부재(P) 및 수지기판(3)을 포함하는 전자 디바이스(D)를 얻는다. 즉, 전자 디바이스용 부재 부착 적층체(SP)를 박리층 부착 지지기판(4)과 전자 디바이스(D)로 분리하는 공정이다.

박리 후의 수지기판(3) 상의 전자 디바이스용 부재(P)가 최종적인 전체 구성 부재의 일부인 경우에는, 박리 후, 나머지 구성 부재를 수지기판(3) 상에 형성하면 된다.

박리층(2)의 박리층 표면(2a)과 수지기판(3)의 제1면(3a)을 박리(분리)할 때에는, 지지기판(1)의 이면 쪽, 즉 제2면(1b) 쪽으로부터 박리층(2)에 레이저광을 조사한다.

레이저광으로서는, 박리층(2)과 수지기판(3)의 계면에 박리를 일으키는 것이면 되고, 펄스 발진형 또는 연속 발광형의 엑시머 레이저나, YAG 레이저나, YVO₄ 레이저를 사용할 수 있다. 엑시머 레이저는 단파장역에서 고에너지를 출력하기 때문에, 매우 단시간에 박리층에 어블레이션을 발생시킬 수 있다.

레이저광의 에너지 밀도는 10~100 mJ/㎠ 정도로 하는 것이 바람직하고, 특히 60~80 mJ/㎠ 정도로 하는 것이 보다 바람직하다.

레이저광의 조사시간은 1~5,000 나노초 정도로 하는 것이 바람직하고, 1~3,000 나노초 정도로 하는 것이 보다 바람직하며, 1~1,000 나노초 정도로 하는 것이 더욱 바람직하고, 10~100 나노초 정도로 하는 것이 특히 바람직하다.

레이저광의 에너지 밀도가 낮은 경우나 조사시간이 짧은 경우, 박리가 충분히 발생하지 않는다. 또한, 레이저광의 에너지 밀도가 높은 경우나 조사시간이 긴 경우, 박리층(2)을 투과한 조사광에 의해 수지기판(3)이나 전자 디바이스용 부재(P)에 악영향을 미치는 경우가 있다.

지지기판(1)으로서 유리기판을 사용하는 경우, YAG 레이저의 기본파(파장 1,064 ㎚), 제2 고주파(파장 532 ㎚), 제3 고주파(파장 355 ㎚)를 사용하는 것이 바람직하다. 박리층(2)을 구성하는 재료는 Si_xC_yO_z(0.05≤x≤0.49，0.15≤y≤0.73，0.22≤z≤0.36，x＋y＋z＝1)이 주성분으로, 자외영역에 흡수대를 갖기 때문에, 제3 고주파(파장 355 ㎚)를 사용하여 지지기판(1)을 투과시켜서 박리층(2)을 조사하면 된다.

바람직하게는 전자 디바이스용 부재 부착 적층체(SP)의 지지기판(1)이 위쪽, 전자 디바이스용 부재(P) 쪽이 아래쪽이 되도록 정반 상에 설치하고, 전자 디바이스용 부재(P) 쪽을 정반 상에 진공 흡착하여, 이 상태로 레이저광을 지지기판(1) 쪽으로부터 박리층(2)에 대해 조사한다. 그리고, 그 후에 지지기판(1) 쪽을 복수의 진공 흡착 패드로 흡착하여, 진공 흡착 패드를 상승시킨다. 그렇게 하면 박리층(2)과 수지기판(3)의 계면에 있어서 전자 디바이스(D)를 박리층 부착 지지기판(4)으로부터 박리할 수 있다.

상기 공정에 의해 얻어진 전자 디바이스(D)는 휴대전화, 스마트폰, PDA, 태블릿형 PC 등의 모바일 단말에 사용되는 소형 표시장치의 제조에 적합하다. 표시장치는 주로 LCD 또는 OLED이고, LCD로서는 TN형, STN형, FE형, TFT형, MIM형, IPS형, VA형 등을 포함한다. 기본적으로 수동 구동형, 능동 구동형 중 어느 표시장치의 경우에도 적용할 수 있다.

본 실시형태에서는 주로 본 발명의 수지기판 적층체 및 수지기판 적층체를 사용한 전자 디바이스의 제조방법에 대해서 설명하였다.

단, 상기 실시형태는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 일례에 불과하며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 그 취지를 일탈하지 않고, 변경, 개량될 수 있는 동시에, 본 발명에는 그의 등가물이 포함되는 것은 물론이다.

실시예

아래에 본 발명의 수지기판 적층체 및 수지기판 적층체를 사용한 전자 디바이스의 제조방법의 구체적 실시예에 대해서 설명하는데, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

＜A. 실시예 및 비교예의 수지기판 적층체의 형성＞

(A-1. 박리층 형성 공정)

아래의 조건에서, 지지기판으로서 유리판(세로 100 ㎜, 가로 100 ㎜, 판두께 0.7 ㎜, 아반스트레이트사 제조, 상품명「NA32SG」)에 실시예 및 비교예의 박리층을 적층하여 박리층 부착 지지기판을 제작하였다. 박리층 부착 지지기판에 대해 중성세제 1층, 순수 2층, 순수 인양층의 4층 배치식 세정을 실시하였다.

·비교예 1-1(GC：글래시 카본)

　스퍼터장치 ：캐러셀형 배치식 스퍼터장치

　타겟 ：GC(글래시 카본), 두께 6.35 ㎜

　스퍼터방식 ：DC 펄스 인가, 마그네트론 스퍼터

　배기장치 ：터보 분자 펌프

　도달 진공도 ：1.0×10^-4 ㎩(7.5×10^-6 Torr)

　기재 온도 ：200℃

　스퍼터전력 ：2.5 ㎾/㎠

　막두께 ：100±10 ㎚

　Ar 유량 ：330 sccm

·비교예 1-2(DLC：다이아몬드 라이크 카본)

　스퍼터장치 ：캐러셀형 배치식 스퍼터장치

　타겟 ：C(카본), 두께 6.35 ㎜

　스퍼터방식 ：DC 펄스 인가, 마그네트론 스퍼터

　배기장치 ：터보 분자 펌프

　도달 진공도 ：1.0×10^-4 ㎩(7.5×10^-6 Torr)

　기재 온도 ：200℃

　스퍼터전력 ：2.5 ㎾/㎠

　막두께 ：100±10 ㎚

　Ar 유량 ：330 sccm

·비교예 1-3(TiO₂)

　스퍼터장치 ：캐러셀형 배치식 스퍼터장치

　타겟 ：Ti(티탄), 두께 6.35 ㎜

　스퍼터방식 ：DC 마그네트론 스퍼터

　배기장치 ：터보 분자 펌프

　도달 진공도 ：1.0×10^-4 ㎩(7.5×10^-6 Torr)

　기재 온도 ：200℃

　스퍼터전력 ：2.5 ㎾/㎠

　막두께 ：100±10 ㎚

　Ar 유량 ：240 sccm

　O₂ 유량 ：60 sccm

·실시예 1

　스퍼터장치 ：캐러셀형 배치식 스퍼터장치

　타겟 ：SC(탄화규소), 두께 6.35 ㎜

　스퍼터방식 ：DC 펄스 인가, 마그네트론 스퍼터

　배기장치 ：터보 분자 펌프

　도달 진공도 ：1.0×10^-4 ㎩(7.5×10^-6 Torr)

　기재 온도 ：25℃(실온), 200℃

　스퍼터전력 ：2.5 ㎾/㎠

　막두께 ：100±10 ㎚

　Ar 유량 ：330 sccm

·실시예 2-1~2-5(SiC)

　스퍼터장치 ：캐러셀형 배치식 스퍼터장치

　타겟 ：SiC 타겟, 두께 6.35 ㎜

Si：23.5 wt%, SiC：53.9 wt%, C2 2.9 wt%

　스퍼터방식 ：DC 펄스 인가, 마그네트론 스퍼터

　배기장치 ：터보 분자 펌프

　도달 진공도 ：1.0×10^-4 ㎩(7.5×10^-6 Torr)

　기재 온도 ：25℃(실온), 200℃

　스퍼터전력 ：2.5 ㎾/㎠

　막두께 ：100±10 ㎚

　Ar 유량 ：330 sccm

·실시예 3-1(Si：규소)

　스퍼터장치 ：캐러셀형 배치식 스퍼터장치

　타겟 ：Si(규소), 두께 6.35 ㎜

　스퍼터방식 ：DC 펄스 인가, 마그네트론 스퍼터

　배기장치 ：터보 분자 펌프

　도달 진공도 ：1.0×10^-4 ㎩(7.5×10^-6 Torr)

　기재 온도 ：200℃

　스퍼터전력 ：2.5 ㎾/㎠

　막두께　　　　　：100±10 ㎚

　Ar 유량 ：330 sccm

·실시예 3-2~3-6(SiC：탄화규소)

　스퍼터장치 ：캐러셀형 배치식 스퍼터장치

　타겟 ：Si(규소)와 C(탄소)를 소정 비율로 혼합, 두께 6.35 ㎜

　스퍼터방식 ：DC 펄스 인가, 마그네트론 스퍼터

　배기장치 ：터보 분자 펌프

　도달 진공도 ：1.0×10^-4 ㎩(7.5×10^-6 Torr)

　기재 온도 ：200℃

　스퍼터전력 ：0.6~2.5 ㎾/㎠(Si와 C의 비율에 따라 값을 설정)

　막두께 ：100±10 ㎚

　Ar 유량 ：330 sccm

·실시예 3-7(C：탄소)

　스퍼터장치 ：캐러셀형 배치식 스퍼터장치

　타겟 ：C(탄소), 두께 6.35 ㎜

　스퍼터방식 ：DC 펄스 인가, 마그네트론 스퍼터

　배기장치 ：터보 분자 펌프

　도달 진공도 ：1.0×10^-4 ㎩(7.5×10^-6 Torr)

　기재 온도 ：200℃

　스퍼터전력 ：2.5 ㎾/㎠

　막두께 ：100±10 ㎚

　Ar 유량 ：330 sccm

(A-2. 수지기판 적층 공정)

아래와 같이, 폴리이미드 수지기판(수지기판)을 적층하였다. 폴리이미드 수지 성형재료의 용매 희석용액(히타치 화성 듀퐁 마이크로시스템즈 주식회사 제조, Pyralin(등록상표) PI2610)을 스핀 코터(교와리켄 제조, K359S1)를 사용하여, 소정의 스피너 조건(초속 600 rpm-20초, 2속 3,500 rpm-0.7초)에서, 박리층 부착 지지기판의 박리층 위에 도포(목표 막두께 10 ㎛)하였다. 도포 후의 기판면 내의 균일화를 목적으로 하여, 레벨링(수평 평면에 놓기)을 1분 실시하였다. 핫플레이트를 사용하여 130℃-5분의 조건에서 프리베이크하였다. 다음으로, 오븐을 사용하여 300℃-90분의 조건에서 포스트베이크하고, 폴리이미드 수지기판(세로 100 ㎜, 가로 100 ㎜, 두께 8.4 ㎛)을 적층하여 수지기판 적층체를 얻었다.

＜B. 박리시험(LLO：레이저 리프트오프 시험)＞

수지기판 적층체의 박리층에 유리기판 쪽으로부터 레이저광을 조사하여 박리층으로부터 수지기판을 박리하였다. 여기서, 레이저광의 조사는 YAG 고체 레이저(파장：355 ㎚)를 사용하여 스폿 직경 25.4 ㎛(가로축 60%를 오버랩), 조사시간 30분간 스캔함으로써 행하였다.

레이저광 조사 후, 100×100 ㎜의 수지기판 적층체의 바깥둘레로부터 2 ㎜ 안쪽의 4변을 예리한 커터로 절개를 넣고, 핀셋을 사용하여 네모서리 중 1개소를 집고, 천천히 일정 속도로 박리층으로부터 수지기판(폴리이미드 기판)을 잡아떼어, 박리층과 수지기판의 부착력에 대한 관능평가를 실시하였다.

박리성은 아래와 같이 평가하였다.

◎：전혀 저항 없이 벗겨진다

○：극히 약간의 저항은 있으나 벗겨진다

△：저항은 있으나 벗겨진다

×：벗겨지지 않거나 또는 찢어진다

박리층의 변색(있음·없음)은 아래와 같이 평가하였다.

변색의 유무는 광확현미경 화상(×500)으로부터 판단하였다.

XRD 분석 결과, 색이 옅은 개소(노르스름함)는 결정 구조를 나타내는 피크를 검출.

애쉬(Ash：레이저 조사에 의한 발열에 기인하여 발생하는 재, 또는 그을음 형상의 미립자)의 유무는 천으로 만든 와이퍼로 박리층을 문질렀을 때, 와이퍼 쪽으로의 전사 유무로 판단하였다.

＜시험 1：박리층에 사용되는 재료의 검토＞

시험 1에서는 박리층에 사용하는 재료를 검토하였다.

표 1에 나타내는 바와 같이, 지지기판으로서의 유리기판(두께：0.7 ㎜) 위에 적층된 각종 박리층(막두께 100 ㎚)을 갖는 박리층 부착 지지기판을 사용하여, 박리층의 유리기판과는 반대쪽 표면 위에 수지기판으로서의 폴리이미드 기판(두께：8.4 ㎛)을 적층하여 수지기판 적층체를 제작하였다.

각 수지기판 적층체에 YAG 고체 레이저(파장：355 ㎚)를 사용하여 80 mJ/㎠의 레이저 강도로, 스폿 직경 25.4 ㎛, 조사시간 30분간 스캔함으로써 광조사를 행하여, 레이저광 조사 후의 폴리이미드 기판의 박리성 및 애쉬에 대해서 검토를 행하였다.

결과를 표 2에 나타낸다.

박리층으로서 SiC를 사용한 경우, 박리층인 SiC가 유리기판으로부터 박리되는 경우 없이, 폴리이미드 기판을 박리할 수 있는 것을 알 수 있었다.

또한, 박리층으로서 글래시 카본(GC)이나 다이아몬드 라이크 카본(DLC)을 사용한 경우, 폴리이미드 기판과 함께 박리층도 박리되어 버리는 것을 알 수 있었다.

또한, 박리층에 TiO₂를 사용한 경우, 폴리이미드 기판과 박리층이 들러붙어 버리는 것을 알 수 있었다.

＜시험 2：레이저광 강도의 검토＞

시험 2에서는 박리 공정에 있어서의 레이저광 강도의 검토를 행하였다.

표 3에 나타내는 바와 같이, 지지기판으로서의 유리기판(두께：0.7 ㎜)을, 수지기판으로서의 폴리이미드 기판(두께：8.4 ㎛)을 사용하여 SiC 박리층을 갖는 시료와 SiC 박리층을 갖지 않는 시료를 제작하였다.

각 시료에 YAG 고체 레이저(파장：355 ㎚)를 사용하여 스폿 직경 25.4 ㎛, 조사시간 30분간 스캔하여 광조사를 행하고, 레이저광 조사 후의 폴리이미드 기판의 박리성 및 애쉬에 대해서 검토를 행하였다.

구체적으로는, 유리기판 바로 위 폴리이미드 기판에서 레이저광 강도를 최적화하여, 최적의 값에서 레이저광 강도를 10%씩 낮춰, 박리층이 박리 불능이 될 때까지 레이저광 강도를 저하시켰다. 결과를 표 4 및 표 5에 나타낸다.

실시예의 시료에 대해서는 60~100 mJ/㎠의 레이저광을 조사함으로써 폴리이미드 기판이 저항 없이 벗겨지고, 애쉬의 발생도 없었따. 비교예의 시료에서는, 폴리이미드 기판의 박리성은 좋으나, 폴리이미드 기판과 유리기판의 밀착성이 확보되어 있지 않았다.

유리기판/SiC막의 시료에 대해서 레이저광 조사 전후에서 XPS(X선 광전자 분광법：닛폰 덴시 제조, JPS-90000MC)에 의한 조성 분석을 행하였다.

결과를 도 5(레이저광 조사 전) 및 도 6(100 mJ/㎠의 레이저광 조사 후)에 나타낸다.

레이저광의 조사 전후에서 유리기판/SiC막의 시료 표면에 있어서의 조성은 변화되어 있지 않아, 박리층이 레이저광의 조사에 대해 안정한 것을 알 수 있었다.

＜시험 3：박리층 부착 지지기판의 재이용의 검토＞

시험 3에서는 표 6에 나타내는 시험 2에서 레이저 조사에 의한 폴리이미드 기판의 박리를 행한 시료에 대해서, 재차 같은 조건에서 레이저 조사에 의한 박리를 행하여, 박리층 부착 지지기판이 재이용 가능한지를 검토하였다.

시험 2에서 폴리이미드 기판을 박리한 후, 재차 폴리이미드 기판을 적층하였다. 시험 2에 있어서 조사한 레이저광 강도와 동일한 강도로 레이저를 조사하였다. 결과를 표 7에 나타낸다.

시험 2와 동일하게 재이용한 경우라도, 박리층 상의 폴리이미드 기판의 밀착력은 확보되었다. 70~90 mJ/㎠의 레이저광으로 폴리이미드 기판을 용이하게 박리할 수 있었다. 어느 레이저 강도에 있어서도 애쉬의 발생은 확인되지 않았다. 이상의 사실로부터, 본 실시형태의 박리층 부착 지지기판은 반복해서 사용(재이용)하는 것이 가능한 것을 알 수 있었다.

＜시험 4：박리층 조성의 검토＞

시험 4에서는 박리층에 포함되는 Si와 C의 조성비를 변화시켜 Si와 C의 조성비가 박리성능에 미치는 영향을 검토하였다.

(1. 시료의 제작)

2원 스퍼터 성막을 행하여 표 8에 나타내는 시료를 제작하였다.

(2. XPS에 의한 조성 분석)

각 시료에 대해서 XPS(장치：닛폰 덴시 제조, JPS-90000MC)에 의한 조성 분석을 아래의 조건에서 행하였다.

·분석 조건

　X선원 ：MgKα

　X선출력 ：10 kV×10 mA(100 W)

　E Pass ：10 eV

　Step ：0.1 eV

　Dwell time×적산횟수 ：100 mS×8

　측정원소 ：C，N，O，Si

결과를 표 9 및 표 10에 나타낸다.

표 9는 표면, 에칭 40초(etch：40 s, 에칭 깊이 약 20 ㎚), 에칭 80초(etch：80 s, 에칭 깊이 약 40 ㎚)에 있어서의 각 시료의 C(탄소), N(질소), O(산소), Si(규소)의 원자 농도를 나타내고 있다.

표 10은 표면, 에칭 40초(etch：40ｓ, 에칭 깊이 약 20 ㎚), 에칭 80초(etch：80ｓ, 에칭 깊이 약 40 ㎚)에 있어서의 각 시료의 C(탄소)：산소(O)：Si(규소)의 비율을 나타내고 있다.

XPS에 의한 조성 분석 결과, Si：C의 비가 Si：C＝90：10~10：90인 타겟을 사용해서 성막한, 실시예 3-1~3-5의 시료에 있어서의 박리층 표면의 조성이 Si_xC_yO_z(0.05≤x≤0.49，0.15≤y≤0.73，0.22≤z≤0.36，x＋y＋z＝1)인 것을 알 수 있었다. 또한, 박리층의 표면에 있어서 N(질소)이 불가피적 불순물로서 0.7 at% 이하 포함되는 것을 알 수 있었다.

(3. X선 회절 패턴의 측정)

표 11에 나타내는 장치 및 조건에 따라, 각 시료의 X선회절(XRD) 패턴을 측정하였다. 결과를 도 7에 나타낸다. 여기서, 참조로서 실시예 2-1의 폴리이미드 기판 부착의 수지 적층체를 사용하였다. 어느 시료에 있어서도 회절 패턴은 브로드한 피크를 나타내, 박리층의 결정 상태가 비정질(amorphous) 상태인 것을 알 수 있었다.

(4. 분광 특성의 측정)

각 시료의 투과율, 반사율, 흡수율을 측정하여 박리층 단독의 흡수율을 산출하였다. 분광 특성의 측정은 분광광도계(히타치 제작소 제조, U-4100)를 사용하여, 입사각 θ＝12°, 300 ㎚~400 ㎚의 파장영역에서 측정하였다.

결과를 도 8(투과율), 도 9(반사율), 도 10(흡수율) 및 도 11(박리층 단독의 흡수율)에 나타낸다.

분광 특성의 측정 결과, 실시예 3-1~3-5에 관하여 파장 340 ㎚ 이상 400 ㎚ 이하의 파장영역에 있어서의 박리층 단독의 흡수율이 50% 이상인 것을 알 수 있었다. 즉, 실시예 3-1~3-5에 있어서의 박리층은 박리 공정에서 사용되는 자외광(예를 들면 파장：355 ㎚)을 양호하게 흡수한다.

(5. 레이저광 조사에 의한 박리시험)

각 시료를 사용하여 레이저광 강도를 변화시켜서 박리시험을 행한 결과를 표 12에 나타낸다.

이 결과로부터, 박리층을 성막할 때의 타겟에 있어서의 Si：C의 비가 Si：C＝10：90~90：10의 범위이고, 박리층의 조성비가 Si_xC_yO_z(0.05≤x≤0.49，0.15≤y≤0.73， 0.22≤z≤0.36，x＋y＋z＝1)의 범위이면, 레이저광 강도가 70~100 mJ/㎠라고 하는 저에너지로, 수지기판에 손상을 주지 않고 양호하게 박리를 행할 수 있는 것을 알 수 있었다.

또한, 박리층을 성막할 때의 타겟에 있어서의 Si：C의 비가 Si：C＝10：90~30：70의 범위이고, 박리층의 조성비가 Si_xC_yO_z(0.05≤x≤0.43，0.27≤y≤0.73，0.22≤z≤0.30，x＋y＋z＝1)의 범위이면, 레이저광 강도가 70~100 mJ/㎠에서 애쉬가 발생하지 않는 것을 알 수 있었다.

또한, 박리층을 성막할 때의 타겟에 있어서의 Si：C의 비가 Si：C＝10：90~50：50의 범위이고, 박리층의 조성비가 Si_xC_yO_z(0.05≤x≤0.35，0.43≤y≤0.73，0.22≤z≤0.23，x＋y＋z＝1)의 범위이면, 레이저광 강도가 70~80 mJ/㎠에서 애쉬 및 박리층의 변색이 발생하지 않는 것을 알 수 있었다.

S　수지기판 적층체
　1　지지기판
　　1a　제1면
　　1b　제2면
　2　 박리층
　　2a　 박리층 표면
　3　수지기판
　　3a　제1면
　　3b　제2면
　4　 박리층 부착 지지기판
　P　전자 디바이스용 부재
SP　전자 디바이스용 부재 부착 적층체
D　전자 디바이스

Claims

지지기판과
상기 지지기판 위에 적층된 박리층을 갖는 박리층 부착 지지기판과,
상기 박리층의 상기 지지기판과는 반대쪽 표면 위에 박리 가능하게 적층된 수지기판을 구비하고,
상기 박리층 표면의 조성이 Si_xC_yO_z(0.05≤x≤0.49，0.15≤y≤0.73，0.22≤z≤0.36，x＋y＋z＝1)인 것을 특징으로 하는 수지기판 적층체.
제1항에 있어서,
상기 박리층 표면의 조성이 Si_xC_yO_z(0.05≤x≤0.43，0.27≤y≤0.73，0.22≤z≤0.30，x＋y＋z＝1)인 것을 특징으로 하는 수지기판 적층체.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 박리층은 비정질 상태인 것을 특징으로 하는 수지기판 적층체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 박리층은 파장 355 ㎚의 레이저광을 조사함으로써 상기 수지기판이 상기 박리층으로부터 박리 가능해지는 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수지기판 적층체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 박리층은 파장 355 ㎚의 레이저광을 강도 60~80 mJ/㎠로 조사함으로써 상기 수지기판이 상기 박리층으로부터 박리 가능해지는 재료로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 수지기판 적층체.
Si：C의 비가 10：90~90：10인 타겟을 사용하여 박리층을 지지기판 상에 적층하고, 상기 박리층의 상기 지지기판과는 반대쪽 표면 상에 수지기판을 적층하여 수지기판 적층체를 준비하는 공정,
상기 수지기판 적층체의 상기 수지기판의 표면 상에 전자 디바이스용 부재를 형성하는 부재 형성 공정, 및
상기 박리층에 레이저광을 조사하여 상기 박리층으로부터 상기 수지기판을 박리하는 박리 공정
을 행하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 타겟에 있어서의 Si：C의 비가 30：70~90：10인 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조방법.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 박리층은 비정질 상태인 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조방법.
제6항에 있어서,
상기 박리 공정에서는 파장 355 ㎚의 레이저광을 조사하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조방법.
제6항 또는 제9항에 있어서,
상기 박리 공정에서는 파장 355 ㎚의 레이저광을 강도 60~80 mJ/㎠로 조사하는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조방법.