TW200816462A - Thin film device supply body, method of fabricating thin film device, method of transfer, method of fabricating semiconductor device, and electronic equipment - Google Patents

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Taimei Kodaira
Sumio Utsunomiya
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Seiko Epson Corp
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Description

200816462 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明關於薄膜元件之轉印技術，詳言之爲，即{吏寧專 印體具有柔軟性或可撓性時亦可以容易剝離轉印的轉印$ 法、半導體裝置之製造方法及電子機器。 【先前技術】 近年來’關於具備薄膜電晶體（T F T)或薄膜二彳函 (T F D )等薄膜元件之薄膜裝置之製造技術被提出檢討者 有將薄肖吴兀件’由其本身被製造之製造元基板轉印至例如 具有可撓性之可撓性基板，而製造輕量、具極佳耐衝擊 性、具有可撓性之薄膜裝置。 例如’本案申δ靑人已提出申請之將製造元基板上製造 之薄fl吴兀件轉印至轉印對象基板之可燒性基板的方法，係 揭示於製造元基板上介由剝離層製造薄膜元件，使其接著 於轉印對象基板之後對剝離層照射光使其剝離，而將製造 元基板由薄膜元件予以分離的轉印方法（特開平1〇_ 1 25 93 1 號公報）。 另外’本案申請人已申請之特開平n-26733號公 報、特開200 1 - 1 89460號公報揭示，對薄膜元件施予一次 轉印使其轉印至暫轉印基板（一次轉印體），再對其施予二 次轉印使其轉印至轉印對象基板（二次轉印體）之轉印方 法。 依據彼等轉印方法，係將製造上需要高溫製程或嚴密 -5- 200816462 之加工精確度的薄膜元件，製造於耐熱性或形狀穩定性佳 之適合薄膜元件製造用之製造元基板上之後，藉由轉印至 例如樹脂基板等輕量、具柔軟性之基板上，而可以製造可 撓性薄膜裝置。 專利文獻1 :特開平1 0 - 1 2 5 9 3 1號公報 專利文獻2 :特開平1 1 -26 73 3號公報 專利文獻3:特開2001-189460號公報 【發明內容】 (發明所欲解決之課題） 但是，使用上述習知轉印技術製造之可撓性薄膜裝 置’輕量、具柔軟性之反面，存在有形狀不穩定而難以處 理之問題。亦即，因基板柔軟之故，以和習知玻璃或矽晶 圓之處理相同的方法，於基板保持或搬運時容易發生掉落 之失誤。特別是大量製造被分割爲數平方毫米〜數平方釐 米程度之較小面積的薄膜裝置時，很難針對1個個薄膜裝 置快速實施個別處理、檢測或安裝步驟。 又，將被轉印層轉印至薄膜等柔軟之轉印體時，極難 剝離。即使暫時轉印基板（一次轉印體）使用硬質轉印體之 情況下，若最終轉印之轉印對象基板（二次轉印體）由薄膜 等具有柔軟性或可撓性材料構成時，乃然存在著一次轉印 體難以由接合有被轉印層之二次轉印體予以分離之問題。 另外’一次轉印體由可藉由蝕刻等除去之材料構成 時’存在著材料選擇變爲複雜等之問題。 -6 - 200816462 本發明目的在於提供一種’即使具有形狀不穩定性之 薄膜裝置，其之製造或出廠等之處理亦可以容易進行的薄 膜裝置之供給體極其製造方法。 又，本發明目的在於提供一種，可以簡單將被轉印層 剝離、轉印至具有柔軟性或可撓性之轉印體的技術。 又，本發明目的在於提供一種，使用此種剝離、轉印 技術製造半導體裝置之方法及該方法製造之電子機器。 (用以解決課題的手段） 爲達成上述目的之本發明之薄膜裝置供給體，其特徵 爲具備：於支撐基板上介由暫固定用接著層使薄膜裝置被 固定的構造。 依該構成，介由薄膜裝置被固定之支撐基板可以間接 處理薄膜裝置。 支撐基板包含：玻璃或石英、矽晶圓等之硬質、形狀 穩定性佳之基板。彼等基板爲半導體或液晶顯示器等之製 造步驟中極其一般使用者，其之處理亦很容易。 於上述支撐基板較好是形成剝離層，或者，較好是上 述支撐基板爲透光性基板。依此則，可介由上述支撐基板 供給光能而於剝離層或暫固定用接著層產生剝離或者消滅 (減少）接著力。 較好是上述薄膜裝置具備：於具有可撓性之可撓性基 板上使薄膜元件層被搭載之構造。依此則，可撓性薄膜裝 置被支撐基板支撐，轉印對象之薄膜（薄膜裝置）之處理變 200816462 爲容易。 上述暫固定用接著層具備：將薄膜裝置暫時固定於支 撐基板之功能，及必要時可拆下薄膜裝置之功能。該接著 層之性質可爲使用熱硬化或光硬化等手段硬化液狀或糊狀 前驅體而發揮接著力者，或可爲藉由黏著薄片等之黏著力 將薄膜裝置固定於支撐基板者。 又’本發明之薄膜裝置之供給體，係具備介由支撐基 板上形成之剝離層及暫固定用接著層使薄膜裝置被固定之 構造。 依該構成，即使暫固定用接著層之接著力控制困難， 以暫固定用接著層將薄膜裝置由支撐基板拆除困難之情況 下，剝離層亦可用於薄膜裝置之拆除，薄膜裝置之剝離變 爲容易。依此則，暫固定用接著層可使用之材料之選擇範 圍變大。如上述說明，薄膜裝置可爲在具有可撓性之可撓 性基板上搭載有薄膜元件層之構造。 又’本發明之薄膜裝置供給體之製造方法，係在支撐 基板上使薄膜裝置可剝離、轉印的薄膜裝置供給體之製造 方法，其特徵爲包含以下步驟：於製造原基板表面被製造 之上述薄膜元件層介由第1暫固定用接著層將暫固定用基 板予以固定的步驟；由上述薄膜元件層除去上述製造原基 板的步驟；於上述薄膜元件層之被除去上述製造原基板之 面介由永久接著層接著可撓性基板的步驟；於上述可撓性 基板之接著有上述薄膜元件之面之相反面，介由第2暫固 定用接著層固定支撐基板的步驟；及由上述薄膜元件除去 -8- 200816462 上述暫固定用基板的步驟。 較好是，由上述薄膜元件層除去上述製造原基板之步 驟，係使用透光性基板作爲上述製造原基板，對該基板表 面預先形成之剝離層由該基板背面側進行光照射，使上述 剝離層產生接面剝離及/或層內剝離。 又，該步驟亦可爲對上述製造原基板進行硏磨及/或 鈾刻予以除去者。 較好是，由上述薄膜元件層除去上述暫固定用基板之 步驟，係對該第1暫固定用接著層進行光照射或加熱，使 該接著層之接著力減少或消失，而除去上述暫固定用基板 者。 又，該步驟亦可爲對上述暫固定用基板上預先形成之 剝離層進行光照射，使該剝離層產生接面剝離及/或層內 剝離。該步驟亦可爲使上述第1暫固定用接著層溶解於溶 媒之步驟。 上述暫固定用基板爲玻璃或石英（石英玻璃）等之基板 具有透光性者更好。 又，較好是，上述本發明中，各剝離層爲藉由雷射光 線等之光照射，使原子間力或分子間力之結合力消失或減 少而產生剝離之材料所構成。 又，本發明之薄膜裝置供給體之製造方法，另外具 備：將上述薄膜元件層固定於上述支撐基板、上述暫固定 用基板或上述製造原基板之其中任一之後，將該薄膜元件 層分割爲多數個區域的步驟。 -9- 200816462 將上述薄膜元件層分割爲多數個區域的 以下步驟：於上述薄膜元件層之上述多數個 形成溝部的步驟；及將上述可撓性基板於上 之境界部進行分割的步驟。 較好是，將上述可撓性基板於上述多數 部進行分割用的該可撓性基板被加工區域之 上述薄膜元件層之多數個薄膜元件或薄膜電 界部所形成溝部之寬度。 本發明之電子機器，係搭載上述薄膜裝 給之薄膜裝置而構成者。 又，爲解決上述問題之本發明之被轉 法，係將基板上形成之被轉印層轉印至具有 性之轉印體的方法，其特徵爲包含以下步驟 係於上述基板上形成被轉印層；第2步驟， 上形成之上述被轉印層，接合於固定治具上 軟性或可撓性之轉印體；及第3步驟，係由 述被轉印層剝離、轉印至上述轉印體。 依此則，藉由將具有柔軟性或可撓性之 固定治具，於剝離時可對基板於轉印體同樣 簡單將基板由接合有被轉印層之轉印體予以 印層之轉印方法例如使用於薄膜半導體裝置 狀光電裝置之製造方法、電子機器之製造方 本發明另一態樣提供之被轉印層之轉印 板上形成之被轉印層轉印至具有柔軟性或可 步驟，係包含 區域之境界部 述多數個區域 個區域之境界 寬度，係小於 路之區域之境 置供給體所供 印層之轉印方 柔軟性或可撓 :第1步驟， 係將上述基板 固定的具有柔 上述基板將上 轉印體固定於 施加力量，可 剝離。該被轉 之製造、薄片 法等。 方法，係將基 撓性之轉印體 -10- 200816462 的方法，其特徵爲包含以下步驟··第1步驟，係於上述基 板上形成被轉印層；第2步驟，係將上述基板使上述被轉 印層接合於一次轉印體；第3步驟，係由上述基板將上述 被轉印層剝離、轉印至上述一次轉印體；第4步驟，係將 上述一次轉印體上被轉印之上述被轉印層，接合於固定治 具上固定的具有柔軟性或可撓性之二次轉印體；及第5步 驟，係由上述一次轉印體將上述被轉印層剝離、轉印至上 述二次轉印體。 依此則，進行二次轉印時，即使後（第2次）轉印之二 次轉印體爲具有柔軟性或可撓性之情況下，藉由將二次轉 印體固定於固定治具上，可以簡單將一次轉印體，由接合 有被轉印層之二次轉印體剝離。 本發明另一態樣提供之被轉印層之轉印方法，係將基 板上形成之被轉印層轉印至具有柔軟性或可撓性之轉印體 的方法，其特徵爲包含以下步驟：第1步驟，係於上述基 板上形成被轉印層；第2步驟，係將上述基板介由上述被 轉印層，接合於固定治具上固定的具有柔軟性或可撓性之 一次轉印體；第3步驟，係由上述基板將上述被轉印層剝 離、轉印至上述一次轉印體；第4步驟，係將上述一次轉 印體上被轉印之上述被轉印層，接合於固定治具上固定的 具有柔軟性或可撓性之二次轉印體；及第5步驟，係由上 述一次轉印體將上述被轉印層剝離、轉印至上述二次轉印 體。 依此則，即使暫時將被轉印層轉印之一次轉印體，與 -11 - 200816462 成爲最終轉印體之二次轉印體兩方爲具有柔軟性或可撓性 之情況下，藉由將一次轉印體與二次轉印體固定於固定治 具，則可以簡單進行被轉印層之轉印。 上述固定治具可爲例如補助基板。 上述被轉印層可爲例如薄膜電晶體等之薄膜裝置。 本發明另一態樣提供使用上述轉印方法之半導體裝置 之製造方法。依此則，使用上述轉印方法可以簡單進行剝 離轉印，可提升半導體裝置之生產性。因此，可降低半導 體裝置之價格。 本發明另一態樣之電子機器爲使用上述製造方法獲得 之半導體裝置。依此則，可提供便宜之電子機器。 【實施方式】 本發明之實施形態中，係於使用可撓性基板之光電裝 置等之電子機器之製造步驟中藉由剝離轉印法，將形成有 T F T (薄膜電晶體）電路等之薄膜元件層轉印至可撓性基 板。此時，在難以處理之可撓性基板貼合機械強度高之支 撐基板（或固定治具）予以支撐，據以迴避步驟中之可撓性 基板之彎曲，而實現剝離、轉印之精確度提升或剝離薄膜 之處理容易化。 (弟1貫施形悲） 圖1爲本發明第1實施形態之薄膜裝置供給體。如圖 示’該實施形態之薄膜裝置供給體，係於支撐基板1 〇之 - 12- 200816462 單面（上面）介由桌1暫固定用接著層20形成薄膜裝置 30 ° 支撐基板1 0爲穩定載置薄膜裝置者，除石英玻璃以 外，可使用鈉玻璃、康寧705 9(商品名）、日本電氣硝子〇 A - 2 (商品名）等之耐熱性玻璃等之玻璃、砂晶圓等。彼等 基板爲硬質具有形狀穩定之優點。 支撐基板1 0，係由其背面側9對暫固定用接著層20 供給光能（或熱），因此較好是透光性基板。 暫固定用接著層20，較好是具有藉由光照射或加熱 顯著減少或消失其接著力者。 暫固定用接著層20之性狀，可爲藉由熱硬化、光硬 化等手段硬化液狀或糊狀前驅體而發揮接著力者。如黏著 薄片等茲藉由黏著力將薄膜裝置固定於支撐基板者亦可。 該暫固定用接著層2 0可以各種形成目的形成。例 如，可爲製造時或使用時對後述薄膜元件（或薄膜元件 層）3 5施予物理或化學化學保護之保護膜、導電層、照射 光70之遮光層或反射層、對薄膜元件35或由薄膜元件 3 5之成份移行之阻止等之阻障層功能之中至少發揮一種 者。 薄膜裝置30，可爲薄膜電晶體（TFT)、二極體、發 光元件、光元件、各種檢測元件、電容器、電阻器、電感 器、配線、電極、絕緣體、等構成之可發揮特定功能的薄 膜電路或薄膜裝置、上述之薄膜元件單體等。 依上述構成，可介由具有所要物理、機械強度之支撐 -13- 200816462 基板1 〇間接處理薄膜裝置3 0。 薄膜裝置3 0，例如以載置於支撐基板1 0之狀態藉由 永久接著劑接著於轉印對象體（轉印對象基板）之後，藉由 雷射光照射使轉印對象區域之暫固定用接著層20之接著 力消失而由支撐基板1 〇剝離，可剝離、轉印至轉印對象 體。 (第2實施形態） 圖2爲本發明第2實施形態。圖中和圖1對應之部分 附加同一符號而省略該部分之說明。 於該實施形態之薄膜裝置供給體中，支撐基板1 0具 有第1剝離層1 5。於該剝離層1 5上面（未接觸支撐基板 10之面）介由暫固定用接著層20形成薄膜裝置30。亦 即，於支撐基板1 〇與薄膜裝置3 0間存在剝離層1 5與暫 固定用接著層20。如後述說明，剝離層1 5可用非晶質矽 層等。剝離層1 5，係例如藉由雷射光被供給能量而消失 原子、分子間鍵結合力。結果，剝離層1 5內、於剝離層 15與支撐基板10之接面16、剝離層15與暫固定用接著 層2 0之接面14等產生剝離（破壞）。 依該構成，除暫固定用接著層20以外，使剝離層1 5 存在於支撐基板1〇與薄膜裝置30間之構成，當暫固定用 接著層20之接著力控制困難、以暫固定用接著層20將薄 膜裝置由支撐基板1 〇拆除（剝離、轉印）變爲困難時，剝 離層1 5亦可使用作爲薄膜裝置之拆除，因此，薄膜裝置 -14- 200816462 之移動容易。 (第3實施形態） 圖3爲本發明第3實施形態。圖中和圖1對應之部分 附加同一符號而省略該部分之說明。 於該實施形態之薄膜裝置供給體，薄膜裝置3 0介由 剝離層15及暫固定用接著層20固定於支撐基板。薄膜裝 置30由可撓性基板25及其上形成之薄膜元件層35等構 成。薄膜裝置30介由接著層（未圖示）（後述之永久接著層 34(參照圖4))接合於可撓性基板25。亦即，薄膜裝置供 給體係由支撐基板1 〇、剝離層1 5、暫固定用接著層20、 可撓性基板25、（永久接著層34)及薄膜元件層35積層而 構成。 可撓性基板2 5之機械特性爲具有可撓性、彈性者。 較好是具有某種程度之剛性（強度）。藉由具有可撓性之可 撓性基板2 5之使用，可實現高剛性玻璃基板等無法獲得 之極佳特性。
可撓性基板2 5之材料較好是各種合成樹脂。合成樹 脂可爲熱可塑樹脂、熱硬化性樹脂之任一’例如可使用聚 乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯醋酸乙烯基共聚 物（E V A)等之聚稀環狀聚稀、變性聚稀、聚氯化乙烯基、 聚氯化乙烯撐、聚苯乙烯、聚醯胺、聚醯亞胺、聚醯胺醯 亞胺、聚碳酸酯、聚-(4甲基戊稀-1)、離子鍵聚合物、丙 烯基樹脂、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯基苯乙烯共聚物（AS -15- 200816462 樹脂）、丁二稀苯乙烯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物 (EVOH)、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET)、聚對苯二甲酸丁 二醇酯（PBT)、聚環己烷苯二甲酸酯（PCT)等之聚酯、聚 醚、聚醚酮（PEEK)、聚醚亞胺、聚縮醛（POM)、聚二苯 醚、變性聚二苯醚、聚芳酯、芳香族聚酯、（液晶聚合 物）、聚四氟乙稀、聚氟化乙稀叉、其他之氟素系樹脂、 苯乙稀系、聚稀系、聚氯化乙烯基系、聚胺酯系、氟素橡 膠系、氯化聚乙烯系等之各種熱可塑性橡膠、環氧樹脂、 苯酚樹脂、尿醛樹脂、三聚氰胺、不飽和聚酯、聚矽氧 烷、聚胺酯等或彼等之中1種或2種以上組合而成（例如 構成2層以上之積層體）者。 又，可撓性基板2 5較好是具有透光性者。 可撓性基板25之厚度，係依可撓性基板25、永久接 著層3 3之強度、薄膜元件3 5之厚度被選擇，例如較好是 設爲約20// m〜500// m。 (第4實施形態） 以下參照圖4(a)〜（e-3)說明本發明之薄膜裝置供給體 之製造方法。 首先，如圖4(a)所示，以例如耐熱約1 000 °C之石英 玻璃等之透光性耐熱基板作爲製造原基板27。 製造原基板27，除石英玻璃以外，可使用鈉玻璃、 康寧705 9(商品名）、日本電氣硝子〇A-2(商品名）等之耐 熱性玻璃等。製造原基板27之厚度並無太大限制，較好 -16- 200816462 是約0.1mm〜0.5mm，更好爲〇 · 5 mm〜1 · 5 mm。製造原基 板27之厚度太薄會導致強度降低’反之太厚則製造原基 板2 7之透光率降低會導致照射光之衰減。但是，製造原 基板27之透光率高時，厚度可超越上述上限値。 於製造原基板2 7形成剝離層2 8。剝離層2 8可藉由 例如CVD法將非晶質矽層積層於製造原基板27上而形 成。 於該剝離層上形成薄膜元件層3 5。薄膜元件層3 5可 使用矽層沈積、結晶化、圖型化、絕緣膜之形成、離子植 入、熱處理、配線•電極形成等習知薄膜半導體裝置之製 造步驟形成。 於該薄膜元件層35上形成第1暫固定用接著層40。 構成暫固定用接著層4 0之接著層之較佳例可爲反應硬化 型接著劑、熱硬化型接著劑、紫外線硬化型接著劑等之光 硬化型接著劑、厭氣硬化型接著劑等之各種硬化型接著 劑。接著劑之組成可爲例如環氧系、丙烯酸酯系、聚矽氧 烷系等。又，暫固定用接著層40可爲黏著薄片等。 暫固定用接著層40，較好是藉由光照射或加熱可以 顯者減少或消失暫固定用接著層40之接著力者。又，暫 固定用接著層4 0使用溶解性接著劑時，較好是浸漬於水 中僅使暫固定用接著層40溶解者。使用水溶性接著劑 時，藉由浸漬於水中可以僅使暫固定用接著層4 0溶解。 之後，於上述暫固定用接著層40上貼合表面形成有 剝離層45之暫固定用基板50。暫固定用基板5〇使用和 -17· 200816462 上述支撐基板1 〇同樣材質之玻離等基板。剝離層4 5係和 剝離層15(未圖示）藉由相同之其他步驟形成於暫固定用基 板50上。 之後，如圖4(b)所示，由製造原基板27側進行照射 光7 0而於剝離層28與薄膜元件層35間產生剝離。又， 可於薄膜元件層3 5底層預先形成保護層。 之後，如圖4(c)所示，於薄膜元件層35之剝離面34 塗敷永久接著層33，將可撓性基板25接著。 之後，如圖4(d)所示，於可撓性基板25塗敷第2暫 固定用接著層20貼合支撐基板10。又，可於支撐基板1〇 預先形成剝離層15(參照圖3)。 如上述說明，可獲得於支撐基板10上積層有暫固定 用接著層2 0、可撓性基板2 5、永久接著層3 3、薄膜元件 層35、暫固定用接著層40、剝離層45及暫固定用基板 5 0之中間構造體。於此’中間構造體之支撐基板1 〇乃至 薄膜元件層3 5，成爲和圖1、2、3所示薄膜裝置供給體 對應之部分。 之後，由上述中間構造體分離薄膜裝置供給體。圖 4(e-l)〜圖4(e-3)分別爲墳之態樣。 圖4(e-l)表示第1分離態樣。此例中，由暫固定用基 板50上方將具有雷射等高能量之照射光70供給至暫固定 用接著層40。依此則，可消滅暫固定用接著層4〇之鍵結 合力而由中間構造體分離支撐基板10乃至薄膜元件層35 所構成之薄膜裝置供給體，而得薄膜裝置供給體。 -18- 200816462 圖4 (e-2)表示第2分離態樣。此例中，由暫固定用基 板5 0上方將具有雷射等高能量之照射光70供給至剝離層 45。依此則，可消滅剝離層45之鍵結合力而由中間構造 體分離支撐基板10乃至暫固定用接著層40所構成之薄膜 裝置供給體，而得薄膜裝置供給體。 圖4(e-3)表示第3分離態樣。此例中，暫固定用接著 層40以溶解於溶媒之溶解性接著劑、較好是水溶性接著 劑構成，藉由溶媒除去暫固定用接著層40。依此則，可 由中間構造體分離支撐基板1 〇乃至薄膜元件層3 5所構成 之薄膜裝置供給體，而得薄膜裝置供給體。 如上述說明，可製造薄膜裝置供給體，但是本發明之 薄膜裝置供給體不限於使用上述製造方法製造之物。 補充說明上述製造步驟中要素技術。 剝離層1 5、28及45較好是具有，藉由吸收照射光 70，而於鄰接層之接面或剝離層中產生剝離之性質者。 又，藉由照射光7〇之照射，使剝離層15、28及45 含有之氣體放出，放出之氣體於接面產生空隙而可帶來各 剝離層之形狀變化。此情況下，藉由照射光7〇之照射次 數及/或氣體元素之含有量，可控制照射光7〇照射後之剝 離層15、28及45之粗度。 剝離層1 5、28及45之組成可爲例如非晶質矽。上述 氣體元素可爲後述之氫。 非晶質矽，可藉由具有雷射高能量之光照射瞬間溶 融，再度凝固時變化爲多晶矽。非晶質矽之結晶化時，會 -19- 200816462 形成結晶粒接面，於剝離層1 5、28及45會產生結晶粒接 面引起之起伏。另外，對結晶化剝離層1 5、2 8及45重複 進行照射光70之照射時，於結晶粒接面與結晶粒內之溶 融、凝固形態不同，剝離層15、28及45之粗糙度增大。 又，於該非晶質矽可含有氫。此情況下，氫之含有量 較好是約2at%以上，更好是約2〜20at%。如上述說明， 當含有特定量氫時，藉由照射光之照射可放出氫，放出之 氫於接面產生空隙，形成剝離層15、28及45之起伏。另 外，重複進行照射光之照射時，含有之氫慢慢放出，接面 之粗糙度有可能增大。此情況下，接受和氫之含有量對應 之次數之照射，在氫完成放出後，即使重複照射亦不會產 生變化。 又，剝離層1 5、28及45之組成可爲例如多晶矽。 多晶矽，係和上述非晶質矽同樣，藉由具有高能量之 光照射可瞬間溶融、再度凝固。此時，於結晶粒接面與結 晶粒內之溶融、凝固形態不同，因此，藉由重複進行照射 光70之照射，可增大剝離層15、28及45之粗糙度。 剝離層1 5、2 8及45之組成採用多晶矽之優點爲，假 設非晶質矽進行相轉移爲多晶矽之接面溫度爲T th時’ 上述T max可設爲T th以上之溫度。換言之，形成薄膜 元件層3 5時之製程溫度之範圍變大。 例如，作爲薄膜元件3 5而形成薄膜電晶體時’其之 形成方法不僅可用低溫製程，亦可採用高溫製程。 剝離層15、28及45之厚度依各剝離層ΐ組成、層構 -20- 200816462 造、形成方法等各條件而不同’較好是具有能吸收照射光 7 0之足夠厚度。各剝離層之厚度太小時’無法被各剝離 層吸收而透過之照射光7 0將有可能損傷薄膜元件層3 5 ° 又，各剝離層之厚度太大時，光能無法傳送至剝離層接 面，即使照射照射光7 〇時接面亦無法產生任何變化。 例如，剝離層爲非晶質矽，照射光爲激光雷射X e C 1(波長 3 08nm)時，剝離層 15、28及45之厚度較好是 25nm以上，更好爲50〜200nm。 剝離層15、28及45，爲防止照射光70透過各剝離 層到達薄膜元件3 5而影響該薄膜元件3 5，亦可含有遮光 層及/反射層。 照射光70之光源較好使用雷射光，雷射光種類可爲 紅寶石雷射、Y A G雷射、玻璃雷射等之固態雷射、H e-N e雷射、C Ο 2雷射、激光雷射等之氣體雷射、Z η S、G aA s、G aP、G aA 1Α s等爲發光源使用之 半導體雷射等各種。其中特別是激光雷射、γ A G雷射、 C〇2雷射較好，因爲可獲得高輸出、且均勻之能量密度 分布。 又。雷射紫振盪之形態可爲連續振盪、脈衝振盪之任 一形態，射束形狀可爲點照射、線照射等形狀。 可依據製造原基板2 7、剝離層1 5、剝離層2 8、剝離 層45、薄膜元件3 5之組成與特性，使用鹵素燈構件等發 出之可視光、紅外線、紫外線、微波等作爲照射光7 0之 光源。 -21 - 200816462 (第5實施形Ss) 圖5爲本發明實施形態之薄膜裝置供給體另一製造方 法。於該製造方法，除上述製造步驟（參照圖4)以外，另 外包含：將薄膜裝置30固定於支撐基板10、暫固定用基 板5 0、製造原基板27之至少1個之狀態下分割爲多數個 區域之步驟。於圖5表示將薄膜裝置30固定於支撐基板 1 〇而被分割之例。薄膜裝置3 0分割爲多數個區域之步 驟，可包含例如於製造原基板27表面製造之薄膜元件層 3 5之多數個區域之接面部6 0形成溝部6 1之步驟，及將 可撓性基板2 5於上述多數個區域之接面部分割之步驟。 藉由將支撐基板1 〇等固定於薄膜裝置3 0，使薄膜裝 置之分割及分割之薄膜裝置之處理變爲容易。 圖6爲另外說明上述薄膜裝置供給體之製造方法之分 割者。於上述可撓性基板25之分割時，可撓性基板25分 割用之該可撓性基板25之被加工區域60a之寬度，設爲 小於上述薄膜元件層3 5之多數個區域之接面部6 0形成之 溝部6 1之寬度。 本發明關於藉由薄膜元件之轉印而製造薄膜裝置之方 法，特別是關於大量製造具有改良形狀不穩定性之可撓性 薄膜裝置時之有利之製造方法。各種電子裝置被薄膜化或 可撓性化時本發明可用於各種領域之薄膜裝置之製造。 又，薄膜裝置使用於後述之光電裝置及電子機器。 (第6實施形態） -22- 200816462 以下參照各圖說明第6實施形態。 本實施形態中以被轉印層進行一次轉印至最終轉印體 爲半導體裝置製造方法之例予以說明。所謂最終轉印體係 指最後構成半導體裝置之轉印體。 圖7爲第1實施形態之被轉印層之轉印方法之一例之 說明圖。 如圖7(A)所示，於基板110之其中一面介由第1分 離層1 1 2形成被轉印層1 1 4。 首先，於基板1 1 〇上形成第1分離層1 1 2。 基板1 1 〇，較好是例如由能透過後述步驟被照射之照 射光1 23之具有透光性材料構成。又，基板1 1 0，假設第 1分離層112及被轉印層114形成時之最高溫度設爲T max時，較好是由變形點爲τ max以上之材料構成。 第1分離層1 1 2，係具有吸收照射之光（例如照射光 123)，於層內及/或接面產生剝離（以下稱「層內剝離」 「接面剝離」）之性質者，較好是藉由光照射使構成第1 分離層1 1 2之物質之原子間或分子間鍵結合力消失或減 少，亦即產生消融（ablation)而引起層內剝離及/或接面剝 離者。 另外’亦存在藉由光照射，由第1分離層112放出氣 體而呈現分離效果者。亦即存在：第1分離層112含有之 成分爲氣體而放出之情況，以及第i分離層丨丨2吸收光瞬 間成爲氣體，放出其蒸氣而產生分離之情況。 上述第1分離層1 12可爲例如非晶質矽（a- s i)。第1 -23- 200816462 分離層1 1 2可由多層膜構成。多層膜可爲例如非晶質矽膜 及其上形成之A 1等金屬膜構成。此外，亦可使用具有上 述性狀之陶瓷、金屬、有機高分子材料等。 第1分離層1 1 2之形成方法並未特別限定，可依膜組 成或膜厚度等諸條件適當選擇，例如可爲C V D、濺鍍法 等各種氣相成膜法，各種鍍層法，旋轉塗敷等之塗敷法， 各種印刷法、轉印法、液滴塗敷法、粉末噴塗法等，或彼 等之中2個以上之組合。 又，於圖7(A)雖未圖示，可依基板110與第1分離 層1 1 2之性狀，於基板1 1 0與第1分離層1 1 2間設置提升 兩者密接性爲目的之中間層。該中間層爲例如製造或使用 時可以物理性或化學性保護被轉印層之保護層、絕緣層， 或者可發揮阻止對被轉印層或由被轉印層之成分之移行 (遷移）的阻障層、反射層之功能之其中至少1種者。 之後，於第1分離層1 1 2上，形成作爲被轉印層之薄 膜裝置（例如薄膜電晶體）1 1 4。必要時形成外部電連接用 之連接端子、配線等。 之後，如圖7(B)所示，於薄膜裝置114上介由接著 層130接合最終構成半導體裝置之最終轉印體132。 本發明使用之最終轉印體1 3 2爲具有柔軟性或可撓 性’此種最終轉印體1 3 2可爲基板、薄片或薄膜，構成之 材料亦未特別限定。構成最終轉印體1 32之材料可爲樹脂 或玻璃材料。 構成接著層1 3 0之接著劑可用永久接著劑，較佳之例 -24- 200816462 爲反應硬化型接著劑、熱硬化型接著劑、紫外線硬化型？妾 著劑等之光硬化型接著劑、厭氣硬化型接著劑等之各g硬 化型接著劑。接著劑之組成可爲例如環氧系、丙燒酸醋 系、聚矽氧烷系等。 之後如圖7(C)所示’將補強最終轉印體132之強度 用的固定治具1 3 6介由暫固定用接著層i 3 4接合於最終轉 印體3 2。 固定治具1 3 6，係於後述步驟使最終轉印體3 2與基 板1 1 〇容易分離者。固定治具1 3 6，只要能補強最終轉印 體1 3 2之強度者即可並未特別限定，可用例如玻璃或樹脂 等具有剛性之基板等。又，作業台亦可用作爲固定治具 136，可直接固定於作業台。固定固定治具136用之暫固 定用接著層1 3 4之構成材料，要求爲後述可除去者。此種 接著劑爲特定光可使其脆化之接著劑，或融解於特定溶劑 之接著劑等。具體言之爲，可用例如丙烯基樹脂系之水溶 性接著劑。 又，上述說明中，固定治具136介由暫固定用接著層 1 3 4接合，但是亦可藉由例如真空吸附予以固定。 之後，如圖7(D )、7 ( E )所示，由基板1 10之背面 側1 1 1對第1分離層1 1 2照射照射光1 2 3，使基板1 1 0由 被轉印層1 1 4分離，該照射光1 23透過基板1 1 〇而照射至 第1分離層1 1 2。依此則，於第1分離層1 12產生層內剝 離及/或接面剝離。第1分離層1 1 2之層內剝離及/或接面 剝離之產生原理可推測爲，於第1分離層1 1 2之構成材料 -25- 200816462 產生消融、第1分離層11 2含有之氣體之放出、以及照射 後產生之溶融、蒸散等之相變化所引起者。 此處所謂消融係指，吸收照射光之固定材料（第1分 離層1 12之構成材料）被激發化學或熱反應，其表面或內 部之原子或分子之鍵結合被切斷而放出，主要爲第1分離 層1 1 2之構成材料之全部或一部分產生溶融、蒸散（氣化） 等之相變化現象。另外，上述相變化而成爲微小發泡狀態 亦可能降低鍵結合力。 照射光2 3之光源可爲例如X射線、紫外線、可視 光、紅外線、雷射光、毫米波、微波、電子線、放射線等 構成者，其中，就容易產生消融觀點而言以雷射光較好。 雷射光種類可爲氣體雷射、固態雷射（半導體雷射）等之任 一，其中以激光雷射、Nd-YAG雷射、Ar雷射、c〇2雷 射、CO雷射、He-Ne雷射較好，激光雷射爲更好。 之後，如圖7 ( E )所示，分離基板1 1 〇與最終轉印體 1 32。例如對基板1 1 〇與最終轉印體i 32於使雙方分離之 方向施加力量’將基板1 1 〇由最終轉印體1 3 2取下。藉由 上述光照射，應被轉印之被轉印層1 1 4與基板1丨〇之接合 強度變弱，因此，剝離、轉印變爲容易。 又’於圖7(E)表示第1分離層112附著於基板ho 側之情況’但是第1分離層1 12內或第1分離層丨丨2與基 板1 1 0間產生剝離之情況亦存在。此情況下，第1分離層 1 1 2將附著、殘留於被轉印層丨丨4，但該被轉印層丨〗4上 附著之第1分離層1 1 2可藉由洗淨、蝕刻、去灰等予以除 -26- 200816462 去。 之後，如圖7(F )所示，除去暫 取下固定治具1 3 6。接著層1 3 4由水 可藉由水洗除去。藉由對接著層134 治具1 3 6。如上述說明，可獲得在具 最終轉印體1 3 2設有被轉印層1 1 4之 接著層1 3 4由水溶性接著劑以外 由光照射可分解之接著劑構成時，照 著層1 34。 依本實施形態，將具有柔軟性或 132藉由固定治具136固定，而將基 1 3 2側取下時，基板1 1 0與最終轉印 力量，容易將基板1 1 〇與最終轉印體 明，依本實施形態，藉由安裝固定治 使剝離、轉印變爲容易，可提升生產 之半導體裝置之成本。 又，上述實施形態中’固定治具 安裝，但是固定治具136只需於分離 體1 3 2時取下即可，固定治具1 3 6之 定。 (第7實施形態） 本實施形態爲將被轉印層暫時_ 後，進行二次轉印至構成最終製品之 固定用接著層1 3 4， 溶性接著劑構成時， 施予水洗可分離固定 有柔軟性或可撓性之 半導體裝置。 之材料構成時，例如 射適當之光可除去接 可撓性之最終轉印體 板1 1 〇由最終轉印體 體132可施加同樣之 1 3 2分離。如上述說 具1 3 6之簡單方法， 性，有助於降低獲得 136係於光照射前被 基板1 1 〇與最終轉印 安裝順序並未特別限 印至一*次轉印體之 最終轉印體（二次轉 -27- 200816462 印體）之情況。 圖8、9爲第2實施形態之被轉印層之轉印方法之說 明圖。 於圖8、9，和圖7相同之要素附加同一符號並省略 說明。 如圖8(A)所示，於基板之其中一面介由第1分 離層1 1 2形成被轉印層1 1 4。之後，如圖8 ( B )所示，於 被轉印層114上介由接著層116及第2分離層118接合一 次轉印體1 20。一次轉印體1 20並未特別限定，可使用玻 璃、樹脂等基板。接著層1 1 6用於接著第2分離層1 1 8與 被轉印層1 1 4，又，較好是後述剝離一次轉印體1 20時容 易除去者。構成接著層1 1 6之接著劑可用例如丙烯基樹脂 系水溶性接著劑，又，第2分離層1 1 8可用和第1分離層 1 1 2相同者。 之後，如圖8 ( C )所示，由基板1 1 〇之背面側1 1 1對 第1分離層1 1 2照射照射光1 23，於第1分離層1 1 2產生 層內剝離及/或接面剝離。之後，對基板1 1 〇與一次轉印 體1 2 0於使雙方分離之方向施加力量，將基板1 1 0由一次 轉印體1 20取下，將被轉印層1 1 4轉印至一次轉印體1 20 側。 之後，如圖8(D )所示，在被轉印層1 14之除去基板 1 1 〇之側之面，介由接著層1 24接合具有柔軟性或可撓性 之二次轉印體1 2 6。 之後，如圖9( A )所示，於二次轉印體126，爲補強 -28- 200816462 二次轉印體126之強度而將固定治具136介由暫固定用接 著層1 3 4予以接合。 之後，如圖9(B )、（ C )所示，由一次轉印體I20側 對第2分離層1 1 8照射照射光1 3 1 ’由附著有接者層1 1 6 之被轉印層1 1 4將一次轉印體1 20予以剝離。 之後，如圖9( D )所示，除去接著層1 1 6、接著層 134、及固定治具136。接著層116及接著層134由水溶 性接著劑構成時，可藉由水洗除去。藉由對接著層1 3 4施 予水洗可分離固定治具1 3 6。如此則，可獲得半導體裝 置° 接著層1 1 6及接著層1 2 8由水溶性接著劑以外之材料 構成時，例如由光照射可分解之接著劑構成時，照射適當 之光可除去接著層1 16及接著層134。 依本實施形態，藉由固定治具1 3 6之使用，即使於一 次轉印體1 20與二次轉印體1 3 2進行二次轉印時，對一次 轉印體120側與二次轉印體132可施加同樣力量，因此， 容易剝離。可提升作業性、可提升生產效率，可降低半導 體裝置之成本。 又，上述實施形態中，係以二次轉印體1 3 2由具有柔 軟性或可撓性之材料構成做說明，但本發明亦適用一次轉 印體120與二次轉印體132雙方由具有柔軟性或可撓性之 材料構成之情況。分離具有柔軟性或可撓性之一次轉印體 120與二次轉印體132時，藉由將固定治具136安裝於一 次轉印體120與二次轉印體132之雙方，則可以容易分離 -29- 200816462 一次轉印體1 2 0與二次轉印體1 3 2。 (光電裝置及電子機器） _h述方法製造之半導體裝置可使用於光電裝置或電子 機器。本發明之光電裝置及電子機器之具體例如圖i 〇、 11所示。圖10、11爲包含光電裝置600(例如有機E L (電致發光）顯示裝置構成之各種電子機器之例。 圖11(A)爲行動電話之適用例，該行動電話8 3 0具 備：天線部831，聲音輸出部83 2，聲音輸入部8 3 3，操 作部834，及本發明之光電裝置600。圖10(B)爲攝錄放 影機之適用例，該攝錄放影機攝錄放影機840具備受像部 841，操作部842，聲音輸入部843，及光電裝置600。圖 1〇( C )爲攜帶型個人電腦（p D A )之適用例，該電腦850 具備相機部851，操作部852，及光電裝置600。圖10(D) 爲頭戴型顯示裝置之適用例，該頭戴型顯示裝置86〇具備 綁帶8 6 1，光學系收納部8 62，及光電裝置6 0 0。 圖1 1( A )爲電視之適用例，該電視900具備光電裝置 6 00。又，用於個人電腦等之監控裝置亦同樣適用光電裝 置600。圖11(B)爲捲取式電視之適用例，該捲取式電視 910具備光電裝置600。 又，上述例之中，係以有機E L (電致發光）顯示裝置 作爲光電裝置之例予以說明，但並不限於此，亦可適用使 用其他各種光電元件（例如電漿發光元件、電泳元件、液 晶元件等）構成之光電裝置之製造方法。又，本發明之適 -30- 200816462 用範圍並不限於光電裝置及其製造方法，可廣泛應用於使 用轉印技術形成之各種裝置。又，光電裝置不限於上述 例’例如亦可適用具有顯示功能之傳真機、數位相機之關 景窗、攜帶型TV、電子記事本等各種電子機器。 【圖式簡單說明】 圖1 :本發明第1實施形態說明用之製造步驟斷面 圖。 圖2 :本發明實施形態說明用之製造步驟斷面圖。 圖3 :本發明實施形態說明用之製造步驟斷面圖。 圖4A〜4D、4E-1〜4E-3 :本發明實施形態說明用之步 驟圖。 圖5 :本發明實施形態說明用之製造步驟斷面圖。 圖6 :本發明實施形態說明用之製造步驟斷面圖。 圖7 A〜7F :第2實施形態之被轉印層之轉印方法之一 例之說明圖。 圖8 A〜8D :第3實施形態之被轉印層之轉印方法之一 例之說明圖。 圖9A〜9D :第3實施形態之被轉印層之轉印方法之一 例之說明圖。 圖10 A〜10D:包含光電裝置（例如有機EL顯示裝置） 構成之各種電子機器之例。 圖1 1 A〜1 1 B :包含光電裝置（例如有機E L顯示裝置） 構成之各種電子機器之例。 -31 - 200816462 【主要元件符號說明】 9 :支撐基板背面： 1 〇 :支撐基板 1 4 :與支撐基板接合之第1剝離層接面 1 5 :第1剝離層 16:與第1暫固定用接著層接合之第1剝離層接面 20:第1暫固定用接著層 2 5 :可撓性基板 26 :接合薄膜元件的第2剝離層接面 27 :製造原基板 2 8 :第2剝離層 29 :與製造原基板接合的第2剝離層接面 3 0 :薄膜裝置 3 3 ’·永久接著層 3 4 :製造原基板被取下之面 3 5 :薄膜元件 40:第2暫固定用接著層 44 :接合第2暫固定用接著層的第3剝離層接面 4 5 :第3剝離層 46 :與暫固定用基板接合的第3剝離層接面 5 0 :暫固定用基板 6 〇 :接面部 61 :溝部 -32- 200816462 70 :照射光 1 1 0 :基板 1 1 1 :背面側 1 12 :第1分離層 1 1 4 :被轉印層 1 1 6 :接著層 1 1 8 :第2分離層 1 2 0 : —次轉印體 123 :照射光 124 :接著層 126 :二次轉印體 1 2 8 :接著層 1 3 0 :接著層 1 3 1 :照射光 132 :最終轉印體（二次轉印體） 1 3 4 :接著層 1 3 6 :固定治具 6 0 0 :光電裝置 8 3 0 :行動電話 8 3 1 :天線部 8 3 2 :聲音輸出部 8 3 3 :聲音輸入部 8 3 4 :操作部 840 :攝錄放影機 -33 200816462 8 4 1 :受像部 8 4 2 :操作部 8 4 3 :聲音輸入部 8 5 0 :電腦 8 5 1 :相機部 8 5 2 :操作部 8 60 :頭戴型顯示裝置 8 6 1 :綁帶 8 62 :光學系收納部 9 0 0 :電視 9 1 0 :捲取式電視 -34-

Claims (1)

  1. 200816462 十、申請專利範圍 1 · 一種被轉印層之轉印方法，係將基板上形成之被轉 印層轉印至具有柔軟性或可撓性之轉印體的方法，其特徵 爲包含以下步驟： 第1步驟，係於上述基板上形成被轉印層； 弟2步驟’係將上述基板上形成之上述被轉印層，接 合於固定治具上固定的具有柔軟性或可撓性之轉印體；及 第3步驟，係由上述基板將上述被轉印層剝離、轉印 至上述轉印體。 2 · —種被轉印層之轉印方法，係將基板上形成之被轉 印層轉印至具有柔軟性或可撓性之轉印體的方法，其特徵 爲包含以下步驟： 第1步驟，係於上述基板上形成被轉印層； 第2步驟，係將上述基板使上述被轉印層接合於一次 轉印體； 第3步驟，係由上述基板將上述被轉印層剝離、轉印 至上述一次轉印體； 第4步驟，係將上述一次轉印體上被轉印之上述被轉 印層，接合於固定治具上固定的具有柔軟性或可撓性之二 次轉印體；及 第5步驟，係由上述一次轉印體將上述被轉印層剝 離、轉印至上述二次轉印體。 3 . —種被轉印層之轉印方法，係將基板上形成之被轉 印層轉印至具有柔軟性或可撓性之轉印體的方法，其特徵 -35- 200816462 爲包含以下步驟： 第1歩驟，係於上述基板上形成被轉印層； 桌2歩驟’係將上述基板介由上述被轉印層，接合於 固定治具上固定的具有柔軟性或可撓性之一次轉印體； 第3步驟，係由上述基板將上述被轉印層剝離、轉印 至上述〜次轉印體； 弟4步驟’係將上述—*次轉印體上被轉印之上述被轉 印層’接合於固定治具上固定的具有柔軟性或可撓性之二 次轉印體；及 第5步驟，係由上述一次轉印體將上述被轉印層剝 離、轉印至上述二次轉印體。 4·如申請專利範圍第1至3項中任一項之轉印方法， 其中 上述固定治具爲補助基板。 5 ·如申請專利範圍第1至3項中任一項之轉印方法， 其中 上述被轉印層爲薄膜裝置。 6.—種半導體裝置之製造方法，其特徵爲··使用申暗 ^ 口円 專利範圍第1至3項中任一項之轉印方法。 7 · —種電子機器，其特徵爲：使用申請專利範®第6 項之製造方法獲得之半導體裝置。 -36-
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