WO1998009333A1 - Separating method, method for transferring thin film device, thin film device, thin film integrated circuit device, and liquid crystal display device manufactured by using the transferring method - Google Patents

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Satoshi Inoue
Wakao Miyazawa
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    • H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78603—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the insulating substrate or support

Definitions

  • the present invention relates to a method of peeling an object to be peeled, and more particularly to a method of peeling a transfer layer formed of a thin film such as a functional thin film and transferring it to a transfer body such as a transparent substrate.
  • the present invention relates to a method for transferring a thin film device, and a thin film device, a thin film integrated circuit device, and a liquid crystal display device manufactured using the method.
  • a process of forming a thin film transistor on a transparent substrate by a CVD method or the like is performed.
  • These thin film transistors include those using amorphous silicon (a-S i) and those using polysilicon (p-S i). Films are formed by applying a low temperature process and films formed through a low temperature process.
  • the substrate on which the thin film devices are mounted must satisfy the conditions for manufacturing the thin film devices. But with thin-film devices When focusing only on the stage after the mounted substrate is completed, the above “substrate” may not always be preferred.
  • quartz glass and heat-resistant glass are used in manufacturing processes involving high-temperature treatment, but they are rare and extremely expensive materials compared to ordinary glass, and large-sized transparent substrates must be manufactured. Is difficult.
  • both quartz glass and heat-resistant glass are brittle and easily broken, and they are heavy. This is a serious disadvantage in mounting a substrate on which a thin film device such as TFT is formed in an electronic device or the like. In other words, there is a gap between the constraints caused by the manufacturing conditions and the desirable characteristics required for the product, and it has been extremely difficult to satisfy both conditions and characteristics.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and one of its objects is to enable easy peeling irrespective of the characteristics, conditions, and the like of an object to be peeled.
  • An object of the present invention is to provide a peeling method capable of transferring to a substrate.
  • a new substrate that enables the independent selection of a substrate used in the manufacture of a thin-film device and a substrate used in the actual use of a product (a substrate having favorable properties from the viewpoint of the product's use), for example.
  • Another object of the present invention is to provide a novel technology that reduces the light energy applied to the separation layer that causes peeling in the transfer process and does not degrade the characteristics of the thin film device transferred to the substrate.
  • the peeling method of the present invention is a peeling method of peeling an object to be peeled present on a substrate via a separation layer from the substrate, and irradiating the separation layer with irradiation light. In the layer and / or at the interface, and the object to be separated is separated from the substrate.
  • the separation layer is irradiated with irradiation light from the substrate side to cause separation in the separation layer and / or at the interface. And transfer to the transfer member.
  • a step of forming a separation layer on a light-transmitting substrate a step of forming a transfer-receiving layer directly or via a predetermined intermediate layer on the separation layer; and Bonding the transfer body to the opposite side, irradiating the separation layer with irradiation light from the substrate side to cause peeling in the layer of the separation layer and / or at the interface, and to transfer the transferred layer from the substrate. Separating and transferring to the transfer body.
  • a step of removing the separation layer attached to the substrate side and / or the transfer body side may be included.
  • the transfer body is a transparent substrate.
  • the transfer body may be made of a material having a glass transition point (T g) or a softening point of T max or less, where T max is the maximum temperature at the time of forming the layer to be transferred.
  • T g glass transition point
  • T max is the maximum temperature at the time of forming the layer to be transferred.
  • the transfer body is preferably made of a material having a glass transition point (T g) or softening point of 800 ° C. or less.
  • the transfer body is made of a synthetic resin or a glass material. No.
  • the substrate has heat resistance.
  • the substrate be made of a material having a strain point equal to or higher than Tmax, where Tmax is the maximum temperature at the time of forming the transferred layer.
  • the peeling of the separation layer is caused by disappearance or decrease of the bonding force between atoms or molecules of a substance constituting the separation layer.
  • the irradiation light is preferably a laser light.
  • the wavelength of the laser light is preferably 100 to 35 Onm. Further, it is preferable that the wavelength of the laser beam is 350 to 120 Onm.
  • the separation layer is preferably made of amorphous silicon.
  • the amorphous silicon preferably contains H (hydrogen) at 2 at% or more.
  • the separation layer may be made of ceramics.
  • the separation layer may be made of a metal.
  • the separation layer may be made of an organic polymer material.
  • the invention is characterized in that the separation layer in the invention disclosed in the above item 1 is constituted by a laminate of a plurality of layers. Further, the separation layer includes at least two layers having different compositions or characteristics.
  • the separation layer preferably includes a light absorption layer that absorbs the irradiation light, and another layer having a different composition or characteristics from the light absorption layer.
  • the separation layer includes a light absorption layer that absorbs the irradiation light and a light blocking layer that blocks the irradiation light.
  • the light-shielding layer is located on the opposite side of the light-absorbing layer from the incident direction of the irradiation light.
  • the light-shielding layer is a reflection layer that reflects the irradiation light.
  • the reflection layer is made of a metal thin film.
  • a method of transferring a thin film device on a substrate to a transfer body wherein: a step of forming a separation layer on the substrate; a step of forming a transfer target layer including a thin film deposition on the separation layer; Bonding the transfer-receiving layer to the transfer body via an adhesive layer, irradiating the separation layer with light, and causing separation in the layer and / or interface of the separation layer; and Separating from the separation layer.
  • a separation layer having a property of absorbing light is provided on a substrate having high reliability in device manufacture, and a thin film device such as TFT is formed on the substrate.
  • a thin film device is bonded to a desired transfer body via an adhesive layer, and thereafter, the separation layer is irradiated with light, thereby causing a separation phenomenon in the separation layer.
  • the adhesion between the separation layer and the substrate is reduced.
  • a force is applied to the substrate to detach the substrate from the thin film device.
  • a desired and highly reliable device can be transferred (formed) to any transfer member.
  • the step of bonding the thin film device (the layer to be transferred including the thin film device) to the transfer body via the adhesive layer and the step of separating the substrate from the thin film device may be performed in any order. But it doesn't matter. However, if there is a problem with the handling of the thin film device (transferred layer including the thin film device) after the substrate is separated, it is necessary to first bond the thin film device to the transfer body and then release the substrate. desirable.
  • the substrate is a light-transmitting substrate, and the irradiation of the separation layer with the light is performed through the light-transmitting substrate.
  • a transparent substrate such as a quartz substrate
  • a highly reliable thin film device can be manufactured, and light can be collectively radiated from the back surface of the substrate to the entire surface of the separation layer, thereby improving transfer efficiency.
  • a method for transferring a transfer-receiving layer including a thin-film device on a substrate to a transfer body comprising: a first step of forming an amorphous silicon layer on the substrate; and including the thin-film deposition on the amorphous silicon layer.
  • a second step of forming the transferred layer a third step of joining the transferred layer including the thin-film device to the transfer body via an adhesive layer, and applying light to the amorphous silicon layer through the substrate.
  • the film thickness of the emission layer characterized in that it is formed rather carrying than the thickness of the book film transients scan evening channel layer formed in the second step.
  • an amorphous silicon layer is used as a layer formed on the substrate in the first step and peeling off by light irradiation in the fourth step.
  • the amorphous silicon layer is required to be irradiated with light to cause peeling (referred to as abrasion in FIG. 39). Light energy can be reduced.
  • the transferred layer formed in the second step contains a thin film transistor as a thin film device, and its channel layer is made of polysilicon or amorphous silicon. It is formed of a silicon layer such as a capacitor, and generally has a thickness of more than 25 nm, for example, about 50 nm.
  • the thickness of the amorphous silicon as the separation layer (ablation layer) formed in the first step is formed to be thinner than the channel layer of the thin film transistor in the transferred layer. Therefore, energy consumption in the light irradiation step is reduced, and the size of the light source device used therefor can be reduced. Furthermore, since the light energy irradiated is small, even if light leaks from the amorphous silicon layer and the leaked light is incident on the thin film device, the characteristics of the thin film device are reduced by the small light energy. Degradation is reduced.
  • the thickness of the layer is defined as 25 nm or less. As described above, as shown in FIG. 39, as the thickness of the amorphous silicon layer becomes thinner, the light energy required to irradiate the amorphous silicon layer with light and cause peeling can be reduced. If it is thick, the light energy can be made sufficiently small. Note that the thickness range of the amorphous silicon layer is preferably 5 to 25 nm, and more preferably 15 nm or less, or 1 I nm or less, the amorphous silicon layer is irradiated with light to cause peeling. The light energy required for light can be further reduced.
  • the amorphous silicon layer is formed by low-pressure vapor deposition (LPCVD).
  • LPCVD low-pressure vapor deposition
  • an amorphous silicon layer is formed by LPC VD, compared to plasma CVD, atmospheric pressure (AP) CVD, ECR, etc., the adhesion is high, and when forming a transfer layer including the thin film device, There is little danger that hydrogen will be generated and defects such as film peeling will occur.
  • a method of transferring a transfer-receiving layer including a thin-film device on a substrate to a transfer body comprising: forming a separation layer on the substrate; and forming a silicon-based light absorption layer on the separation layer. Forming the transfer layer including the thin film device on the silicon-based light absorbing layer; and bonding the transfer layer including the thin film device to the transfer body via an adhesive layer Irradiating the separation layer with light through the substrate to cause separation in and / or at the interface of the separation layer; and detaching the substrate from the separation layer. It is characterized by. According to the present invention, even if light leaks from the separation layer, the leaked light is absorbed by the silicon-based light absorbing layer before being incident on the recording film device.
  • the transferred layer including the thin film device can be formed on the silicon-based light absorbing layer. Therefore, unlike the case where the transfer-receiving layer is formed on a metal layer having a light reflecting effect, there is no risk of metal contamination, and the thin film forming technology on silicon, which has been established conventionally, is utilized. However, the film device can be formed.
  • the separation layer and the light absorption layer are formed of amorphous silicon, and a step of forming a silicon-based intervening layer between the separation layer and the light absorption layer is further provided.
  • a silicon-based intervening layer between the separation layer and the light absorption layer is further provided.
  • an amorphous silicon layer that absorbs the irradiated light and peels off when its light energy exceeds a predetermined value is used as the separation layer and the silicon-based light absorption layer.
  • a silicon-based material for example, silicon oxide, is used as an intervening layer for separating the two amorphous silicon layers.
  • a method for transferring a transfer-receiving layer including a thin-film device on a substrate to a transfer body comprising: a first step of forming a separation layer on the substrate; and A second step of forming a transferred layer, a third step of joining the transferred layer including the thin film device to the transfer body via an adhesive layer, and irradiating the separation layer with light through the substrate.
  • the fourth step includes: The stress acting on the upper layer of the separation layer when peeling occurs in the layer and / or at the interface is received by the resistance of the upper layer of the separation layer to prevent deformation or destruction of the upper layer of the separation layer. It is characterized by doing.
  • the material constituting the separation layer When light is irradiated in this fourth step, the material constituting the separation layer is excited optically or thermally, breaking the bonds of molecules or atoms on its surface or inside, and the molecules or atoms become external. Will be released.
  • This phenomenon mainly appears as a phenomenon in which all or a part of the material constituting the separation layer undergoes a phase change such as melting and evaporation (vaporization).
  • a stress acts on the upper layer of the separation layer as the molecules or atoms are released. Only The stress is received by the resistance of the upper layer of the separation layer to the deformation, and the upper layer of the separation layer is prevented from being deformed or broken.
  • the material and / or thickness of the constituent layers constituting the upper layer of the separation layer may be designed in consideration of such resistance.
  • one or more of the thickness of the adhesive layer, the thickness of the layer to be transferred, the material and the thickness of the transfer body are set in consideration of the above-mentioned resistance to power.
  • a step of forming a reinforcing layer for ensuring the power resistance at any position that is to be an upper layer of the separation layer is further included.
  • the reinforcing layer is added, Deformation and destruction of the device can be prevented.
  • a beam such as a spot beam or a line beam that is locally applied to the separation layer is intermittently moved and scanned in order to irradiate light to almost the entire surface of the separation layer.
  • This beam scanning can be realized by relatively moving the substrate on which the separation layer is formed and the beam light source itself or its optical system. Light irradiation may be continued during the relative movement, or Light irradiation may be stopped occasionally. According to the present invention, adjacent beam irradiation areas are prevented from overlapping each other during the intermittent beam scanning.
  • the beam irradiation areas overlap each other, there is a risk that excessive light more than enough light to cause separation in the separation layer and / or at the interface may be irradiated. is there.
  • the analysis by the present inventors has revealed that a part of the excessive light leaks and enters the thin film device via the separation layer, thereby deteriorating the characteristics of the thin film device, for example, the electrical characteristics.
  • the original characteristics of the thin film device can be maintained even after the thin film device is transferred to the transfer body.
  • the separation does not occur in the separation layer in the low irradiation area or the non-irradiation area, but the adhesion in the separation layer and the substrate can be sufficiently reduced by the separation in the beam irradiation areas on both sides thereof.
  • the beam scanning each time is defined from a viewpoint different from the above-mentioned invention (4).
  • the fourth step sequentially scans a beam locally applied to the separation layer, wherein the beam has a flat beak region where the light intensity is maximum in a central region thereof,
  • the N-th (N is an integer of 1 or more) beam irradiation region and another beam irradiation region are characterized in that the beam scanning is performed so that the flat beak regions of each beam do not overlap with each other.
  • the fourth step sequentially scans a beam locally irradiated on the separation layer, and the beam has a maximum light intensity in a central region thereof, and N (N is The beam irradiation area and the other beam irradiation areas are scanned so that the effective beam irradiation areas that are 90% or more of the maximum light intensity of each beam do not overlap each other. It is characterized by the following.
  • beam scanning is performed so that the flat peak areas of each beam or the beam irradiation effective areas that are 90% or more of the maximum light intensity of each beam do not overlap with each other.
  • this includes the case where the same region of the separation layer is continuously irradiated with the beam twice.
  • the total beam irradiation amount (sum of light intensity X time) in the same region is a hula, sotopeak region, or an effective beam irradiation region where the maximum light intensity is 90% or more. Is less than when the same area is set twice consecutively.
  • the separation layer in the area may be separated for the first time by the two beam irradiations, and in this case, the above-described excessive beam irradiation does not occur.
  • the separation layer is peeled off by the first beam irradiation, light incident on the thin film device due to the second beam irradiation can be reduced, and the electrical characteristics of the thin film device can be prevented from deteriorating. Or can be reduced.
  • the thin film device formed on any substrate by using the thin film device transfer technology (transfer technology of the thin film structure) of the present invention is improved by improving the light irradiation process for peeling the separation layer. Deterioration of the characteristics of the thin film device can be prevented or reduced. If the thin film device is a thin film transistor (TFT), the light applied to the channel layer of the TFT gives damage due to the improvement of the light irradiation process for peeling off the separation layer, thereby reducing the on-current. In the worst case, the TFT can be prevented from being destroyed by causing an increase in off-state current.
  • TFT thin film transistor
  • the method further includes a step of removing the separation layer attached to the transfer body. This completely removes unnecessary separation layers.
  • the transfer member is a transparent substrate.
  • an inexpensive substrate such as a soda glass substrate or a transparent plastic film having flexibility can be used as a transfer body.
  • the transfer body is characterized in that, when the maximum temperature at the time of forming the layer to be transferred is T max, the transfer body is made of a material whose glass transition point (T g) or softening point is equal to or lower than the T max.
  • Inexpensive glass substrates which could not withstand the maximum temperature during device manufacturing and could not be used in the past, can now be used freely.
  • the transfer body is characterized in that the glass transition point (T g) or softening point is lower than or equal to the maximum temperature of the forming process of the thin film device. It defines the upper limit of the glass transition point (T g) or softening point.
  • the transfer member is made of a synthetic resin or a glass material. For example, flexibility of plastic film By transferring a thin film device to a (flexible) synthetic resin plate, it is possible to realize excellent characteristics that cannot be obtained with a highly rigid glass substrate. When the present invention is applied to a liquid crystal display device, a display device that is flexible, light, and resistant to falling is realized. Further, by transferring the TFT onto the synthetic resin substrate by using the above-described transfer method, it is also possible to configure a book film integrated circuit such as a single-chip micro-combiner configured using the TFT.
  • an inexpensive substrate such as a soda glass substrate can be used as the transfer body.
  • Soda glass substrates are inexpensive and economically advantageous.
  • the soda glass substrate has a problem that the thermal component elutes due to the heat treatment during TFT manufacturing, and it has been difficult to apply it to an active matrix type liquid crystal display device in the past.
  • a substrate having a conventional problem such as a soda glass substrate can be used.
  • the substrate is characterized by having heat resistance. As a result, a desired high-temperature treatment can be performed at the time of manufacturing a thin film device, and a highly reliable and high performance thin film device can be manufactured.
  • the substrate is characterized in that the substrate transmits 10% or more of light of 31 O nm.
  • a light-transmitting substrate capable of supplying light energy for causing abrasion in the separation layer is used.
  • the substrate is formed of a material having a strain point equal to or higher than the Tmax when the maximum temperature at the time of forming the transfer layer is Tmax.
  • a desired high-temperature treatment can be performed at the time of manufacturing a thin film device, and a highly reliable and high performance thin film device can be manufactured.
  • the isolation layer is made of amorphous silicon.
  • Amorphous silicon absorbs light, is easy to manufacture, and is highly practical.
  • the amorphous silicon contains hydrogen (H) in an amount of 2 atomic% or more. When amorphous silicon containing hydrogen is used, hydrogen is released by light irradiation, and an internal pressure is generated in the separation layer, which promotes separation in the separation layer. There is a business.
  • the amorphous silicon contains hydrogen (H) at 10 atomic% or more. As the hydrogen content increases, the effect of promoting separation in the separation layer becomes more prominent.
  • the isolation layer is made of silicon nitride.
  • silicon nitride is used as the separation layer, nitrogen is released in response to light irradiation, thereby promoting separation in the separation layer.
  • the separation layer is made of a hydrogen-containing alloy. Accordingly, when a hydrogen-containing alloy is used as the separation layer, hydrogen is released with light irradiation, thereby promoting separation in the separation layer.
  • the separation layer is made of a nitrogen-containing metal alloy.
  • nitrogen-containing alloy is used for the separation layer, nitrogen is released with light irradiation, and thereby separation in the separation layer is promoted.
  • the separation layer is formed of a multilayer film. This clearly shows that the invention is not limited to a single-layer film.
  • This multilayer film is characterized by comprising an amorphous silicon film and a metal film formed thereon.
  • the separation layer is made of at least one of ceramics, metal, and organic polymer material.
  • the metal for example, a hydrogen-containing alloy or a nitrogen-containing alloy can be used. In this case, as in the case of amorphous silicon, release of hydrogen gas or nitrogen gas accompanying light irradiation promotes separation in the separation layer.
  • the light is a laser light.
  • the laser light is coherent light and is suitable for causing separation in the separation layer.
  • the wavelength of one laser beam is 100 ⁇ ! 3350 nm.
  • the separation layer can be effectively separated by using one laser beam having a short wavelength and light energy.
  • An excimer laser for example, satisfies the above conditions.
  • Excimer one The scratch, high Engineering Nerugi of short wavelength ultraviolet range - a gas laser capable laser first light output of a rare gas as the laser medium (A r, K r, X e) and halogen gas (F 2, HC 1)
  • Irradiation with excimer laser light can produce effects such as direct breaking of molecular bonds without heat influence and gas evaporation in the separation layer provided on the substrate.
  • the laser beam has a wavelength of 350 nm to 120 Onm.
  • a laser beam having a wavelength of about 35 nm to 200 nm can be used.
  • the thin film device is a thin film transistor (TFT). Further, the present invention is characterized in that the TFT is a CMOS type TFT.
  • a high-performance TFT can be freely transferred (formed) onto a desired transfer body. Therefore, various electronic circuits can be mounted on the transfer body. That is, by using each of the above-described inventions, a thin film integrated circuit device including the thin film device transferred to the transfer body can be realized. Further, a pixel portion is configured to include a thin film transistor arranged in a matrix and a pixel electrode connected to one end of the thin film transistor, and a pixel manufactured by transferring the thin film transistor of the pixel portion.
  • a liquid crystal display device having an active matrix substrate can be realized.
  • FIGS. 1 to 8 are cross-sectional views showing steps of a peeling method according to a first embodiment of the present invention.
  • FIGS. 9 to 16 show steps of a peeling method according to a second embodiment of the present invention.
  • 17 to 22 are sectional views showing steps of a third embodiment of the method of transferring a thin film element according to the present invention.
  • FIG. 23 is a diagram showing a change in transmittance of the first substrate (substrate 100 in FIG. 17) with respect to the wavelength of one laser beam.
  • 24 to 34 are cross-sectional views showing the steps of a fourth embodiment of the method of transferring a thin film element according to the present invention.
  • FIGS. 35 (a) and (b) are perspective views of a micro-combination manufactured using the present invention.
  • FIG. 36 is a view for explaining the configuration of the liquid crystal display device.
  • FIG. 37 is a diagram for explaining a configuration of a main part of the liquid crystal display device.
  • FIG. 38 is a view for explaining a modification of the method for transferring a thin film element of the present invention.
  • FIG. 39 is a diagram showing the correlation between the light absorption energy of the separation layer and the film thickness before the ablation when the separation layer is formed of amorphous silicon.
  • FIG. 40 is a diagram showing a modified example in which an amorphous silicon layer serving as a light absorption layer is disposed on an amorphous silicon layer serving as a separation layer via a silicon-based intermediate layer.
  • FIG. 41 is a view showing a modified example in which a silicon-based light absorbing layer made of a material different from that of the separation layer is disposed on the separation layer.
  • FIGS. 42 (A) to (E) are diagrams showing modified examples in which a reinforcing layer for preventing deformation or destruction of a thin film device at the time of separation layer separation is arranged.
  • FIG. 43 is a view for explaining a beam scanning operation to the separation layer, which is one step of the method for transferring a thin film device of the present invention.
  • FIG. 44 is a plan view for explaining the beam scanning of FIG.
  • FIG. 45 is a view for explaining another example of the beam scanning operation on the separation layer, which is one step of the method of transferring a thin film device of the present invention.
  • FIG. 46 is a view showing the beam shown in FIG.
  • FIG. 4 is a characteristic diagram showing a light intensity distribution of a beam used for a system scan.
  • FIG. 47 is a characteristic diagram showing another light intensity distribution of the beam used for the beam scan shown in FIG.
  • FIGS. 1 to 8 are sectional views showing the steps of the first embodiment of the peeling method of the present invention.
  • FIG. Hereinafter, the steps of the peeling method (transfer method) of the present invention will be sequentially described based on these drawings.
  • a separation layer (light absorption layer) 2 is formed on one surface (a separation layer forming surface 11) of a substrate 1.
  • the substrate 1 When the substrate 1 is irradiated with the irradiation light 7 from the substrate 1 side, it is preferable that the substrate 1 has a light-transmitting property through which the irradiation light 7 can pass.
  • the transmittance of the irradiation light 7 is preferably at least 10%, more preferably at least 50%. If the transmittance is too low, the attenuation (loss) of the irradiation light 7 increases, and a larger amount of light is required to separate the separation layer 2.
  • the substrate 1 is preferably made of a highly reliable material, and particularly preferably made of a material having excellent heat resistance.
  • the process temperature may be high (for example, about 350 to 100 ° C.) depending on the type and formation method.
  • the range of setting of film forming conditions such as temperature conditions in forming the transferred layer 4 and the like on the substrate 1 is widened.
  • the substrate 1 be made of a material having a strain point equal to or higher than T max, where T max is the maximum temperature when the transferred layer 4 is formed.
  • the constituent material of the substrate 1 preferably has a strain point of 350 ° C. or more, more preferably 500 ° C. or more. Examples of such a material include heat-resistant glass such as quartz glass, soda glass, Corning 759, and NEC Glass O A-2. If the process temperature for forming the separation layer 2, the intermediate layer 3, and the transfer layer 4, which will be described later, is to be lowered, an inexpensive glass material having a low melting point and a synthetic resin may also be used for the substrate 1. it can.
  • the thickness of the substrate 1 is not particularly limited, it is usually preferably about 0.1 to 5.0 mm, more preferably about 0.5 to 1.5 mm. If the thickness of the substrate 1 is too thin, the strength is reduced. If the thickness of the substrate 1 is too small, the irradiation light 7 tends to be attenuated when the transmittance of the substrate 1 is low. When the transmittance of the irradiation light 7 of the substrate 1 is high, the thickness may exceed the upper limit.
  • the thickness of the separation layer forming portion of the substrate 1 is set so that the irradiation light 7 can be uniformly irradiated. Preferably it is uniform.
  • the separation layer forming surface 11 and the irradiation light incidence surface 12 of the substrate 1 are not limited to the flat surface as shown, but may be a curved surface.
  • the substrate 1 is not removed by etching or the like, but the separation layer 2 between the substrate 1 and the transferred layer 4 is peeled off and the substrate 1 is separated. There is a wide range of choices for the substrate 1 such as using a relatively thick substrate.
  • the separation layer 2 absorbs the irradiation light 7 described below, and peels off in the layer and / or at the interface 2 a or 2 b (hereinafter, “in-layer peeling j,
  • the irradiation force of the irradiation light 7 eliminates or reduces the bonding force between the atoms or molecules of the material constituting the separation layer 2.
  • the occurrence of abrasion or the like leads to delamination in the layer and / or interfacial delamination.
  • gas may be released from the separation layer 2 and the separation effect may be exhibited. In other words, when the components contained in the separation layer 2 are released as gas,
  • composition of the separation layer 2 examples include the following (1) to (4).
  • This amorphous silicon may contain H (hydrogen).
  • the content of H is preferably about 2 &% or more, and more preferably about 2 to 20 at%.
  • H content in the amorphous silicon is adjusted by appropriately setting the conditions for film formation, such as the gas composition, gas pressure, gas atmosphere, gas flow rate, temperature, substrate temperature, and input power in CVD. be able to.
  • Various oxide ceramics such as silicon oxide or silicic acid compound, titanium oxide or titanic acid compound, zirconium oxide or zirconic acid compound, lanthanum oxide or lanthanic acid compound, dielectric (ferroelectric) or semiconductor: Examples of the oxidation Kei-containing, SiO, S i0 2, S i 3 0 2 , and examples of Kei acid compound, e.g., K 2 S i0 3, Li 2 S i0 3, CaS i0 3, Z rSi0 4, Na 2 S i0 3 and the like.
  • Titanium oxide of the, T iO, Ti 2 0 3 , Ti0 2 , and examples of titanate compounds for example, BaTi 0 There BaT i 0 3, Ba 2 Ti 9 O 20, BaTi 5 0 ", CaT the i 0 3, S r Ti0 3 , PbTi0 3, MgTi0 3, ZrTi0 2, SnT i0 4, A1 2 TiO physician FeTi0 3 and the like.
  • zirconate compound is, for example, B a Z r0 3, Z r S i 0 4, PbZr0 3, MgZr0 3, K 2 Zr0 3 and the like.
  • Ceramics or dielectrics such as PZT, PLZT, PLLZT, PBZT:
  • Nitride ceramics such as silicon nitride, aluminum nitride, and titanium nitride:
  • the organic polymer material may have an aromatic hydrocarbon (one or more benzene rings or a condensed ring thereof) in the structural formula.
  • Specific examples of such organic polymer materials include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyimides, polyamides, polyesters, and polymethyl methacrylate.
  • PMMA polyphenylene sulfide
  • PPS polyether sulfone
  • Examples of the metal include Al, Li, Ti, Mn, In, Sn, Y, La, Ce, Nd, Pr, Gd, Sm, and an alloy containing at least one of these.
  • the thickness of the separation layer 2 depends on the purpose of peeling, the composition of the separation layer 2, the layer structure, the formation method, and the like. Normally, 1 ⁇ ! It is preferably about 20 m, and 1 ⁇ ! About 2 nm, more preferably about 40 nm to 1 ⁇ m. If the film thickness of the separation layer 2 is too small, the uniformity of the film formation may be impaired, and the ⁇ ij separation may be uneven, and if the film thickness is too small, good separation properties of the separation layer 2 are ensured. It is necessary to increase the power (light amount) of the irradiation light 7 in order to perform the operation, and it takes time to remove the separation layer 2 later. The thickness of the separation layer 2 is preferably as uniform as possible.
  • the method for forming the separation layer 2 is not particularly limited, and is appropriately selected according to various conditions such as a film composition and a film thickness.
  • CVD including MOCVD, low pressure CVD, ECR-CVD
  • vapor deposition molecular beam deposition (MB)
  • sputtering ion plating
  • various vapor deposition methods such as PVD, electric plating, immersion plating (diving)
  • plating methods such as electroless plating, Langmuir's broth (LB) method, coating methods such as sbin coat, spray coat and roll coat, various printing methods, transfer methods, ink jet methods, powder jet methods, etc. It can also be formed by combining two or more of these.
  • the composition of the separation layer 2 is amorphous silicon (a-Si)
  • a-Si amorphous silicon
  • the separation layer 2 is made of a ceramic by a sol-gel method or when it is made of an organic polymer material, it is preferable to form a film by a coating method, particularly spin coating.
  • the formation of the separation layer 2 may be performed in two or more steps (for example, a layer formation step and a heat treatment step).
  • an intermediate layer (underlayer) 3 is formed on the separation layer 2.
  • This intermediate layer 3 is formed for various formation purposes.
  • a protective layer for example, a protective layer, an insulating layer, a conductive layer, an irradiation light, which physically or chemically protects a transferred layer 4 described later during manufacturing or use. 7, a barrier layer that prevents migration (migration) of components to or from the layer 4 to be transferred, or a layer that exhibits at least one of functions as a reflective layer.
  • the composition of the intermediate layer 3 is appropriately set according to the purpose of the formation.
  • the composition between the separation layer 2 of amorphous silicon and the transfer layer 4 of a thin film transistor is formed.
  • the intermediate layer 3 to be made include oxidation Kei containing such S i 0 2, in the case of the intermediate layer 3 formed between the transferred layer 4 by the separation layer 2 and the PZT, for example , Pt, Au, W, Ta, Mo, Al, Cr, Ti or a metal such as an alloy based on these.
  • the thickness of the intermediate layer 3 is appropriately determined depending on the purpose of forming the intermediate layer 3 and the degree of the function that can be exhibited, but it is usually preferably about 10 nm to 5 ⁇ m, and preferably about 40 nm. ⁇ ! More preferably, it is about Also, the method for forming the intermediate layer 3 is the same as the method for forming the intermediate layer 3. The formation of the intermediate layer 3 may be performed in two or more steps.
  • the intermediate layer 3 may be formed of two or more layers having the same or different composition.
  • the transfer layer 4 may be formed directly on the separation layer 2 without forming the intermediate layer 3.
  • a layer to be transferred (object to be peeled) 4 is formed on the intermediate layer 3.
  • the transfer layer 4 is a layer to be transferred to a transfer body 6 described later, and can be formed by the same method as the formation method described above for the separation layer 2.
  • a thin film particularly a functional thin film or a thin film
  • a thin film is a membrane device.
  • Functional thin films and thin film devices include, for example, thin film transistors, thin film diodes, other thin film semiconductor devices, electrodes (eg, transparent electrodes such as ITO and mesa films), photoelectric cells used in solar cells and image sensors, etc.
  • Recording elements such as conversion elements, switching elements, memories, piezoelectric elements, etc., micromirrors (piezoelectric film ceramics), magnetic recording media, magneto-optical recording media, optical recording media, etc., magnetic recording film heads , Coils, Induct, Yuichi, High-permeability materials, and micro magnetic devices combining them, optical filters, reflective films, dichroic mirrors, optical thin films such as polarizing elements, semiconductor thin films, superconducting thin films (eg: YBCO thin film), magnetic thin film, metal multilayer thin film, metal ceramic multilayer thin film, metal semiconductor multilayer thin film, ceramic A thin semiconductor multi-layer film, multilayer thin film of the organic thin film and other objects quality thereof.
  • thin-film devices thin-film devices, micro-magnetic devices, micro-three-dimensional structures, actuary, micro-mirrors, etc. It is highly useful and preferable for application to
  • the transfer layer 4 may be a single layer or a laminate of a plurality of layers. Furthermore, a predetermined patterning may be performed like the thin film transistor. The formation (lamination) and patterning of the transfer-receiving layer 4 are performed by a predetermined method according to the method. Such a transferred layer 4 is usually formed through a plurality of steps. The formation of the transfer-receiving layer 4 by the thin film transistor is described in, for example, Japanese Patent Publication No. 2-50630, H. Ohshima et al: International Symposium Digest of Technical Papers SID 1983, "B / W and Color LC Video Display Addressed. by Poly Si TFTs ".
  • the thickness of the transferred layer 4 is not particularly limited, and is appropriately set according to various conditions such as the purpose of formation, function, composition, and characteristics.
  • the total thickness thereof is preferably about 0.5 to 200 m, more preferably about 0.5 to 1. In the case of other thin films, a suitable total thickness may be in a wider range, for example, about 50 nm to about 100 / m.
  • the layer 4 to be transferred is not limited to a thin film as described above, and may be, for example, a thick film such as a coating film sheet, or a film (layer) such as a powder.
  • the material to be transferred or the material to be peeled, which does not constitute the above, may be used.
  • an adhesive layer 5 is formed on the layer to be transferred (object to be peeled) 4, and the transfer body 6 is bonded (joined) via the adhesive layer 5.
  • the adhesive constituting the adhesive layer 5 include various curable adhesives such as a reactive curable adhesive, a thermosetting adhesive, a light curable adhesive such as an ultraviolet curable adhesive, and an anaerobic curable adhesive.
  • An adhesive may be used.
  • the composition of the adhesive for example, any of epoxy-based, acrylic-based, and silicone-based adhesives may be used.
  • Such an adhesive layer 5 is formed by, for example, a coating method.
  • the curable adhesive When using the curable adhesive, for example, apply a curable adhesive on the transfer target layer 4, After bonding a transfer member 6 described later thereon, the curable adhesive is cured by a curing method according to the characteristics of the curable adhesive, and the transfer-receiving layer 4 and the transfer member 6 are bonded and fixed. .
  • a photo-curable adhesive When a photo-curable adhesive is used, the translucent transfer body 6 is placed on the uncured adhesive layer 5, and then the adhesive is cured by irradiating curing light from above the transfer body 6. It is good. If the substrate 1 has a light-transmitting property, it is preferable to cure the adhesive by irradiating curing light from both sides of the substrate 1 and the transfer body 6 to ensure the curing.
  • an adhesive layer 5 may be formed on the transfer body 6 side, and the transferred layer 4 may be bonded thereon. Further, an intermediate layer as described above may be provided between the transferred layer 4 and the adhesive layer 5. Further, for example, when the transfer body 6 itself has an adhesive function, the formation of the adhesive layer 5 may be omitted.
  • the transfer body 6 is not particularly limited, but includes a substrate (plate material), particularly a transparent substrate. Note that such a substrate may be a flat plate or a curved plate. Further, the transfer body 6 may be inferior to the substrate 1 in properties such as heat resistance and corrosion resistance. The reason is that, in the present invention, the transferred layer 4 is formed on the substrate 1 side, and then the transferred layer 4 is transferred to the transfer body 6, so that the characteristics required for the transfer body 6, particularly the heat resistance, are as follows. This is because it does not depend on the temperature conditions and the like when forming the transferred layer 4.
  • the transfer body 6 is made of a material having a glass transition point (T g) or softening point of preferably 800 ° C. or less, more preferably 500 nC or less, and still more preferably 320 ° C. or less. can do.
  • the mechanical properties of the transfer body 6 those having a certain degree of rigidity (strength) are preferable, but those having flexibility and elasticity may be used.
  • the constituent material of the transfer body 6 include various synthetic resins and various glass materials. In particular, various synthetic resins and ordinary (low melting point) inexpensive glass materials are preferable.
  • the synthetic resin may be any of a thermoplastic resin and a thermosetting resin.
  • examples thereof include polyolefins such as polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), cyclic polyolefin, and modified resins.
  • Po Polyolefin polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyamide, polyimide, polyamide, polyimide, polycarbonate, poly (4-methylpentene-1), ionomer, acrylic resin, polymethyl methacrylate (PMMA), Acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin), acrylonitrile-styrene copolymer (AS resin), butadiene-styrene copolymer, polyoxymethylene, polyvinyl alcohol (PVA), ethylene-vinyl alcohol copolymer ( EVOH), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polycyclohexane terephthalate (PCT), etc., polyester, polyether, polyetherketone (PEK), polyetheretherketone (PEEK) :), poly 1-terimide, polyacetylene (POM), polyphenylene oxide,
  • the glass material examples include silicate glass (quartz glass), alkali glass silicate, soda lime glass, potassium lime glass, lead (alkali) glass, barium glass, and borosilicate glass.
  • silicate glass quartz glass
  • alkali glass silicate soda lime glass
  • potassium lime glass potassium lime glass
  • lead (alkali) glass barium glass
  • borosilicate glass examples include silicate glass (quartz glass), alkali glass silicate, soda lime glass, potassium lime glass, lead (alkali) glass, barium glass, and borosilicate glass.
  • silicate glass soda lime glass
  • potassium lime glass soda lime glass
  • lead (alkali) glass soda lime glass
  • barium glass barium glass
  • borosilicate glass borosilicate glass.
  • those other than silicate glass are preferable because they have a lower melting point than silicate glass, are relatively easy to mold and process, and are inexpensive.
  • the large transfer member 6 can be integrally molded, and the transfer member 6 may have a complicated shape such as one having a curved surface or unevenness.
  • Various shapes can be easily manufactured, and various advantages such as low material cost and low manufacturing cost can be enjoyed. Therefore, large and inexpensive devices (for example, liquid crystal displays) can be easily manufactured.
  • the transfer body 6 is, for example, a device constituting an independent device such as a liquid crystal cell, or a part of the device such as a color filter, an electrode layer, a dielectric layer, an insulating layer, or a semiconductor element. May be constituted. Further, the transfer body 6 may be a material such as metal, ceramics, stone, wood, paper, or the like, or on any surface constituting a certain product (on a clock, on an air conditioner, on a printed circuit board, On the surface of a structure such as a wall, a pillar, a beam, a ceiling, or a window glass.
  • the irradiation light 7 is irradiated from the back side of the substrate 1 (the irradiation light incident surface 12 side). After being transmitted through the substrate 1, the irradiation light 7 irradiates the separation layer 2 from the interface 2 a side. As a result, as shown in FIG. 6 or 7, in-layer peeling and / or interfacial peeling occurs in the separation layer 2 and the bonding force decreases or disappears, so that when the substrate 1 and the transfer body 6 are separated from each other. Then, the transferred layer 4 is separated from the substrate 1 and transferred to the transfer body 6.
  • FIG. 6 shows a case where separation within the separation layer 2 has occurred
  • FIG. 7 shows a case where separation has occurred at the interface 2 a in the separation layer 2.
  • the principle of the separation within the separation layer 2 and / or the interfacial separation occurring is that abrasion occurs in the constituent material of the separation layer 2 and that the gas contained in the separation layer 2 is released. Is presumed to be due to phase changes such as melting and transpiration occurring immediately after irradiation.
  • ablation means that a solid material (a material of the separation layer 2) that has absorbed the irradiation light is excited photochemically or thermally, and the surface or internal bonds of atoms or molecules are cut and released. It mainly appears as a phenomenon in which all or a part of the constituent material of the separation layer 2 undergoes a phase change such as melting and evaporation (vaporization). In addition, the phase change may cause a minute foaming state, and the bonding force may be reduced. Whether the separation layer 2 causes intra-layer separation, interfacial separation, or both, depends on the composition of the separation layer 2 and various other factors. Conditions such as type, wavelength, intensity, and depth of arrival.
  • Irradiation light 7 may be any as long as it causes intra-layer separation and / or interfacial separation in separation layer 2, such as X-rays, ultraviolet rays, visible light, infrared rays (heat rays), laser light, and millimeters. Examples include waves, microwaves, electron beams, and radiations (strings, ⁇ -lines, and a-lines). Among them, the laser beam is more likely to cause separation (ablation) of the separation layer 2. preferable.
  • the laser device for generating the laser beam various gas lasers, solid-state laser is (semiconductor laser) and the like, excimer one
  • The, N d-YA G laser, A r laser, C 0 2 laser, CO laser, A He-Ne laser or the like is preferably used, and among them, an excimer laser is particularly preferred. Since excimer lasers output high energy in a short wavelength range, they can cause abrasion in the separation layer 2 in a very short time, so that the intermediate layer 3, the transfer layer 4, and the substrate For example, the separation layer 2 can be peeled off with almost no increase in temperature, that is, without causing deterioration or damage.
  • the wavelength of the laser light to be irradiated is preferably about 100 to 350 nm.
  • the wavelength of the laser light to be applied is about 350 to 1200 nm. Is preferred.
  • the energy density of the irradiated laser beam is preferably about 100 to 500 OmJ / cm 2 , and 100 to 100 OmJ. / cm 2 is more preferable.
  • the irradiation time is preferably about 1 to 100 Onsec, more preferably about 10 to 100 Onsec. If the energy density is low or the irradiation time is short, sufficient abrasion or the like will not occur, and if the energy density is high or the irradiation time is long, transfer is performed by the irradiation light transmitted through the separation layer 2 and the intermediate layer 3. May have an adverse effect on Layer 4.
  • Irradiation light 7 typified by such laser light is illuminated so that its intensity becomes uniform. It is preferably fired.
  • the irradiation direction of the irradiation light 7 is not limited to the direction perpendicular to the separation layer 2 but may be a direction inclined at a predetermined angle with respect to the separation layer 2.
  • the irradiation light can be irradiated to the entire region of the separation layer 2 in plural times. The same location may be irradiated more than once. Further, different types and different wavelengths (wavelength ranges) of irradiation light (laser light) may be applied to the same region or different regions more than once.
  • the separation layer 2 adhering to the intermediate layer 3 is removed by, for example, a method such as cleaning, etching, assembling, polishing, or a combination thereof. In the case of separation within the separation layer 2 as shown in FIG. 6, the separation layer 2 adhering to the substrate 1 is also removed.
  • the substrate 1 is made of an expensive or rare material such as quartz glass
  • the substrate 1 is preferably provided for reuse.
  • the present invention can be applied to the substrate 1 to be reused, and is highly useful.
  • the transfer of the transferred layer 4 to the transfer member 6 is completed. After that, removal of the intermediate layer 3 adjacent to the transferred layer 4 and formation of another arbitrary layer can be performed.
  • the transferred layer 4 itself which is the object to be peeled, is not directly peeled but is separated at the separation layer 2 joined to the transferred layer 4, the properties of the object to be peeled (transferred layer 4) are obtained. Irrespective of conditions, conditions, etc., it can be easily and reliably peeled (transferred) uniformly, without damage to the object to be peeled (transferred layer 4) due to the peeling operation, and high transfer layer 4 Reliability can be maintained.
  • the transfer method of the present invention may not perform such transfer.
  • a material to be peeled is used instead of the above-described layer 4 to be transferred.
  • the object to be peeled may be either a layered material or a material that does not constitute a layer.
  • the purpose of peeling the object is, for example, the removal (trimming) of an unnecessary portion of the thin film (particularly the functional thin film) as described above, the removal of an adhering substance such as dust, oxide, heavy metal, carbon, and other impurities. Removal, recycling of substrates etc. using it There may be.
  • the transfer member 6 is not limited to the above-described material, and may be a material having completely different properties from the substrate 1 (regardless of light transmission), such as various metal materials, ceramics, carbon, paper, and rubber. May be configured.
  • the transfer body 6 is a material that cannot directly form the transfer-receiving layer 4 or is not suitable for forming the transfer-receiving layer 4, the value of applying the present invention is high.
  • the irradiation light 7 is irradiated from the substrate 1 side.
  • the irradiation direction of the irradiation light 7 is not limited to the above, and the irradiation light may be irradiated from the side opposite to the substrate 1.
  • the transfer layer 4 may be peeled or transferred in the above-described pattern by irradiating the irradiation light partially in the surface direction of the separation layer 2, that is, in a predetermined pattern. Method) .
  • the irradiation light incident surface 12 of the substrate 1 is subjected to masking corresponding to the pattern and irradiated with the irradiation light 7, or the irradiation position of the irradiation light 7 It can be performed by a method such as precisely controlling the temperature.
  • the separation layer 2 can be formed in a predetermined pattern (second method).
  • a method in which the separation layer 2 is formed in a predetermined pattern by masking or the like in advance, or a method in which the separation layer 2 is formed on the entire surface of the separation layer formation surface 11 and then patterned or trimmed by etching or the like is possible. It is.
  • the transfer of the transferred layer 4 can be performed together with the patterning and trimming.
  • the transfer may be repeated two or more times by the same method as described above.
  • the number of times of transfer is an even number, the positional relationship between the front and back of the layer to be transferred formed on the last transfer body should be the same as the state where the layer to be transferred was first formed on the substrate 1. Can be.
  • a large transparent substrate for example, an effective area of 90 Omm 160 Omm
  • a small substrate 1 for example, an effective area of 45 mm x 4 Omm
  • a liquid crystal display of the same size as the transparent substrate can be manufactured.
  • a quartz substrate (softening point: 1630.C, strain point: 1070 ° C, excimer laser transmittance: approximately 100%) with a thickness of 5 mm and a thickness of 5 mm is prepared.
  • An amorphous silicon (a-Si) film was formed on one side as a separation layer (laser light absorbing layer) by low-pressure CVD (Si 2 H 6 gas, 425 ° C). The thickness of the separation layer was 100 nm.
  • the S i 0 2 film as the intermediate layer ECR-CVD method (S i H 4 + 0 2 gas, 100 ° C) was formed by.
  • the thickness of the intermediate layer was 200 nm.
  • a polycrystalline (poly) silicon film with a thickness of 5 Onm was formed as a layer to be transferred on the intermediate layer by a CVD method (Si 2 H 6 gas).
  • predetermined patterning was performed on the polysilicon film to form a region serving as a source, a drain, and a channel of the thin film transistor. After this, 1000.
  • the gate electrode on the gate insulating film (high-melting-point metal such as Mo on polysilicon are laminated structure)
  • the source and drain regions were formed in a self-aligned manner (self-aligned) by ion implantation using the gate electrode as a mask to form a thin film transistor. Note that a thin film transistor having similar characteristics can be formed by using a low-temperature process instead of the high-temperature process as described above.
  • amorphous silicon film with a thickness of 5 Si 2 H 6 gas, 425.C
  • laser light wavelength 308 nm
  • the polysilicon film was subjected to predetermined patterning to form a region serving as a source, a drain, and a channel of the thin film transistor.
  • a gate insulating film S i0 2 on the polysilicon film by low-pressure CVD (refractory metal is laminated structure such as Mo on polysilicon) gate electrode on the gate insulating film shape formed of Then, ion implantation was performed using the gate electrode as a mask to form the source and drain regions in a self-aligned manner (self-aligned), thereby forming a thin film transistor. Thereafter, if necessary, electrodes and wires connected to the source and drain regions, and wires connected to the gate electrodes are formed. A1 is used for these electrodes and wires, but is not limited thereto. In addition, if there is a concern that A 1 will be melted by the subsequent laser irradiation, a metal having a higher melting point than A 1 (a metal that does not melt by the subsequent laser irradiation) may be used.
  • an ultraviolet-curing adhesive was applied on the thin-film transistor (film thickness: 100 ⁇ m), and the coated film was transferred to a large size of 20 Omm x 30 Omm x 1.1 mm thick as a transfer body. After bonding a transparent glass substrate (soda glass, softening point: 740 ° C, strain point: 511 ° C), the adhesive was cured by irradiating ultraviolet rays from the glass substrate side, and these were bonded and fixed.
  • Xe—C 1 excimer laser (wavelength: 308 nm) was irradiated from the quartz substrate side to cause peeling (intralayer peeling and interface peeling) on the separation layer.
  • the energy density of the irradiated Xe—C 1 excimer laser was 30 Om J / cm 2 , and the irradiation time was 20 ns ec.
  • Excimer laser irradiation includes spot beam irradiation and line beam irradiation. In the case of spot beam irradiation, a predetermined unit area (for example, 8 mm mx 8 mm) is irradiated with a spot, and this spot irradiation is applied to the unit area.
  • the transfer from the quartz substrate to the glass substrate as in this embodiment is repeatedly performed on different areas in a plane, and the transfer is performed on the glass substrate. More thin film transistors than the number of thin film transistors that can be formed on a quartz substrate can be formed. Furthermore, by repeatedly laminating on a glass substrate, more thin film transistors can be formed as well.
  • the transfer of the thin film transistor was performed in the same manner as in Example 1 except that the separation layer was an amorphous silicon film containing 20 at% of H (hydrogen).
  • the amount of H in the amorphous silicon film was adjusted by appropriately setting the conditions at the time of film formation by the low-pressure CVD method.
  • the transfer of the thin film transistor was performed in the same manner as in Example 1 except that the separation layer was a ceramic thin film (composition: PbTiO 3 , film thickness: 20 Onm) formed by a sol-gel method by spin coating.
  • the separation layer was a ceramic thin film (composition: PbTiO 3 , film thickness: 20 Onm) formed by a sol-gel method by spin coating.
  • the separation layer a ceramic thin film formed by sputtering (composition: BaTi 0 3, film thickness: 40 onm) except for using in the same manner as in Example 1, was transferred a thin film transistor evening.
  • Example 6 The separation layer, a laser ablation over Chillon formed ceramic thin film (composition: Pb (Z r, Ti) 0 3 (PZT), thickness: 5 onm) except for using in the same manner as in Example 1, the carrying film Transistor transfer was performed. (Example 6)
  • the transfer of the thin film transistor was performed in the same manner as in Example 1 except that the separation layer was a polyimide film (thickness: 20 Onm) formed by spin coating.
  • the transfer of the thin film transistor was performed in the same manner as in Example 1 except that the separation layer was a polyphenylene sulfide film (thickness: 20 Onm) formed by spin coating.
  • the transfer of the thin film transistor was performed in the same manner as in Example 1 except that the separation layer was an A1 layer (thickness: 30 Onm) formed by sputtering.
  • a thin film transistor was transferred in the same manner as in Example 2 except that a Kr-F excimer laser (wavelength: 248 nm) was used as irradiation light.
  • the energy density of the irradiated laser was 25 OmJ / cm 2 , and the irradiation time was 20 nsec. (Example 10)
  • the transfer of the thin film transistor was performed in the same manner as in Example 2 except that an Nd—YAIG laser (wavelength: 1068 nm) was used as the irradiation light.
  • the energy density of the irradiated laser was 40 Om J / cm 2 , and the irradiation time was 20 nsec.
  • a thin film transistor was transferred in the same manner as in Example 1 except that a thin film transistor having a polysilicon film (thickness: 80 nm) was formed by a high-temperature process at 1000 ° C. as a layer to be transferred.
  • a thin film transistor was transferred in the same manner as in Example 1 except that a transparent substrate made of polycarbonate (glass transition point: 130 ° C) was used as a transfer body.
  • Example 14 The transfer of the thin film transistor was performed in the same manner as in Example 2 except that a transparent substrate made of an AS resin (glass transition point: 70 to 90 ° C.) was used as the transfer body.
  • the transfer of the film membrane was performed in the same manner as in Example 3 except that a transparent substrate made of polymethyl methacrylate (glass transition point: 70 to 90.C) was used as the transfer body.
  • a thin film transistor was transferred in the same manner as in Example 5 except that a transparent substrate made of polyethylene terephthalate (glass transition point: 67.C) was used as a transfer body. (Example 16)
  • the transfer of the thin film transistor was performed in the same manner as in Example 6, except that a transparent substrate made of high-density polyethylene (glass transition point: 77 to 90 ° C) was used as the transfer body.
  • the transfer of the thin film transistor was performed in the same manner as in Example 9, except that a transparent substrate made of polyamide (glass transition point: 144 ° C.) was used as a transfer break.
  • the thin film transistor was transferred in the same manner as in Example 10 except that a transparent substrate made of an epoxy resin (glass transition point: 120 ° C.) was used as the transfer body.
  • a thin film transistor was transferred in the same manner as in Example 11 except that a transparent substrate made of polymethyl methacrylate (glass transition point: 70 to 90.C) was used as a transfer body.
  • the peeling method of the present invention the peeling can be easily and surely performed regardless of the properties, conditions, and the like of the material to be peeled (the layer to be transferred). Transfer to various transfer members becomes possible. For example, for materials that cannot be formed directly or are not suitable for forming thin films, materials that are easy to mold, materials that are inexpensive, large objects that are difficult to move, etc. , Shape it by transcription Can be achieved.
  • the transfer body materials having inferior properties such as heat resistance and corrosion resistance as compared to the substrate material, such as various synthetic resins and glass materials having a low melting point, can be used. Therefore, for example, when manufacturing a liquid crystal display in which thin film transistors (especially polysilicon TFTs) are formed on a transparent substrate, a quartz glass substrate with excellent heat resistance is used as the substrate, and various synthetic resins and melting points are used as the transfer body. By using a transparent substrate made of an inexpensive and easily added material such as a low glass material, a large and inexpensive liquid crystal display can be easily manufactured. These advantages are not limited to liquid crystal displays, but apply to the manufacture of other devices.
  • a transfer layer such as a functional thin film is formed on a highly reliable substrate, particularly a substrate having high heat resistance such as a quartz glass substrate. Since patterning can be performed, a highly reliable functional film can be formed on the transfer body regardless of the material properties of the transfer body.
  • the separation layer 2 of the first embodiment has a multilayer structure of a plurality of layers.
  • FIG. 9 to 16 are cross-sectional views showing steps of an embodiment of the peeling method of the present invention.
  • the steps of the peeling method (transfer method) of the present invention will be sequentially described based on these drawings. It should be noted that since there are many items in common with the first embodiment, the same reference numerals are given to the common components, but detailed description is omitted as appropriate. However, a description will be added for parts different from the first embodiment.
  • a separation layer 2 composed of a laminate of a plurality of layers is formed on one side (a separation layer formation surface 11) of a substrate 1.
  • the separation layer 2 is provided in order from a layer closer to the substrate 1 by a method described later.
  • the substrate 1 is irradiated with the irradiation light 7 from the substrate 1 side, it is preferable that the substrate 1 has a light-transmitting property through which the irradiation light 7 can be transmitted.
  • the transmittance of the irradiation light 7 is the same as in the first embodiment.
  • the material of the substrate 1 is the same as that of the first embodiment. Further, the thickness of the substrate 1 is the same as in the first embodiment.
  • the thickness of the separation layer forming portion of the substrate 1 is preferably uniform so that the irradiation light 7 can be uniformly irradiated. Further, the separation layer forming surface 11 and the irradiation light incidence surface 12 of the substrate 1 are not limited to the flat surface as shown, but may be a curved surface.
  • the substrate 1 is not removed by etching or the like, but the separation layer 2 between the substrate 1 and the transferred layer 4 is peeled off to separate the substrate 1, so that the work is easy and For example, there is a wide range of options for the substrate 1 such as using a relatively thick substrate.
  • the separation layer 2 has such a property as to absorb the irradiation light 7 described below and cause peeling in the layer and / or at the interface (hereinafter, referred to as “intralayer peeling” and “interfacial peeling”).
  • the separation layer 2 includes at least two layers having different compositions or characteristics.
  • the light absorption layer 21 that absorbs the irradiation light 7 is different from the light absorption layer 21 that has a different composition or characteristics. It is preferable to include the following layers. Further, it is preferable that the other layer is a light-shielding layer (reflection layer 22) that shields the irradiation light 7.
  • This light-shielding layer is located on the opposite side (upper side in the figure) of the light absorbing layer 21 from the incident direction of the irradiation light 7 and reflects or absorbs the irradiation light 7 so that the irradiation light 7 is transferred to the transfer target layer. It has the function of preventing or suppressing intrusion into the 4 side.
  • a reflection layer 22 that reflects the irradiation light 7 is formed as a light-shielding layer.
  • the reflection layer 22 preferably transmits the irradiation light 7 by 10% or more, more preferably 30% or more. What is necessary is just to be able to reflect at a reflectance of.
  • Examples of such a reflective layer 22 include a metal thin film formed of a single layer or a plurality of layers, and an optical thin film formed of a laminate of a plurality of thin films having different refractive indices. For these reasons, it is preferable that the metal layer is mainly composed of a metal thin film.
  • the constituent metals of the metal film include, for example, Ta, W, Mo, Cr, Ni, Co, Ti, Pt, Pd, Ag, A Us All, and the like. And alloys containing at least one of the following as basic components.
  • a preferable additive element constituting the alloy Is for example, Fe, Cu, C, Si, B. By adding these, the thermal conductivity and the reflectance can be controlled.
  • the reflective layer 22 is formed by physical vapor deposition, there is an advantage that a sunset can be easily manufactured.
  • alloying has the advantage that it is easier to obtain materials than pure metals and has lower costs.
  • the thickness of such a reflection layer (light-shielding layer) 22 is not particularly limited, but usually, 1 ⁇ ! About 10 m, more preferably about 50 nm to 5 m. If the thickness is too large, it takes time to form the reflective layer 22, and it takes time to remove the reflective layer 22 later. If the thickness is too small, the light-shielding effect may be insufficient depending on the film composition.
  • the light absorbing layer 21 is a layer that contributes to the separation of the separation layer 2, absorbs the irradiation light 7, and loses or decreases the bonding force between atoms or molecules of the substance constituting the light absorbing layer 21. Phenomenologically, abrasion and the like may result in intra-layer delamination and / or interfacial delamination. Further, by the irradiation of the irradiation light 7, gas may be released from the light absorbing layer 21 to exert a separation effect. That is, the case where the component contained in the light absorption layer 21 is released as a gas, and the case where the separation layer 2 absorbs light and turns into a gas for a moment, and the vapor is released to contribute to separation. There is.
  • composition of such a light absorbing layer 21 the same composition as the compositions (1) to (4) described in the separation layer 2 of the first embodiment can be used.
  • the following composition can be used for the light absorbing layer 21 in addition to the above.
  • Good for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyimides, polyamides, polyesters, polymethyl methacrylate (PMMA), polyphenylene sulfide (PPS), polyether Rusulfone (PES), epoxy resin and the like.
  • Metals include, for example, Al, Li, Ti, Mn, In, Sn, rare earth metals such as Y, La, Ce, Nd, Pr, Sm, Gd, or at least one of these. Alloys containing one type are included.
  • Specific examples include a hydrogen storage alloy of a rare earth transition metal compound such as LaNi 5 or a hydrogen storage alloy of a Ti-based or Ca-based hydrogen storage alloy.
  • rare earth iron examples include rare earth iron, rare earth cobalt, rare earth nickel, and rare earth manganese compounds such as Sm—Fe and Nd—C0 compounds in which nitrogen is occluded.
  • the thickness of the light-absorbing layer 21 varies depending on conditions such as the purpose of peeling and the composition, layer configuration, and forming method of the separation layer 2, but it is usually preferably about 1 nm to 20 m. It is more preferably about 10 nm to 2> m, and further preferably about 40 nm to 1 ⁇ m. If the thickness of the light-absorbing layer 21 is too small, the uniformity of film formation may be impaired, and uneven peeling may occur. If the thickness of the light-absorbing layer 21 is too large, good peelability is ensured. However, it is necessary to increase the power (light amount) of the irradiation light 7, and it takes time to remove the separation layer 2 later.
  • the thickness of the light absorption layer 21 and the reflection layer 22 is preferably as uniform as possible. Further, for the same reason as described above, the total thickness of the separation layer 2 is more preferably about 2 nm to 50 ⁇ m, and further preferably about 20 nm to 20 m.
  • the method for forming each of the layers constituting the separation layer 2 is not particularly limited, and is appropriately selected according to various conditions such as a film composition and a film thickness.
  • CVD including MOCVD, low-pressure CVD, ECR-CVD), vapor deposition, molecular beam deposition (MB), sputtering, ion plating, PVD, and other gas-phase deposition methods, electric plating, immersion plating (diving) , Electroless plating and other plating methods, Langmuir's Projet (LB) method, Subincoat, Subureko And various coating methods, a transfer method, an ink jet method, a powder jet method, and the like, and a combination of two or more of these methods can be used.
  • the method of forming the light absorbing layer 21 and the reflecting layer 22 may be the same or different, and is appropriately selected according to the composition and the like.
  • the composition of the light absorption layer 21 is amorphous silicon (a-Si)
  • a-Si amorphous silicon
  • the light-absorbing layer 21 is made of a ceramic by a solugel method or made of an organic polymer material
  • the reflection layer 22 made of a metal thin film is preferably formed by vapor deposition, molecular beam deposition (MB), laser ablation vapor deposition, sputtering, ion plating, the above-mentioned various plating, and the like.
  • each layer constituting the separation layer 2 may be formed in two or more steps (for example, a layer forming step and a heat treatment step).
  • an intermediate layer (underlayer) 3 is formed on the separation layer 2.
  • the intermediate layer 3 is formed for various formation purposes. For example, a protective layer, an insulating layer, a conductive layer, an irradiation light, which physically or chemically protects a transferred layer 4 described later during manufacturing or use. And (b) a barrier layer that prevents migration of components to or from the transferred layer 4 (a migration layer), and a material that exhibits at least one of functions as a reflective layer.
  • the composition of the intermediate layer 3 is appropriately set according to the purpose of its formation, and is formed, for example, between the separation layer 2 including the light absorption layer 21 made of amorphous silicon and the transfer layer 4 made of a thin film transistor.
  • the intermediate layer 3 is oxidized Kei containing the levator Gerare such S i0 2
  • the intermediate layer 3 formed between the separation layer 2 and the transfer layer 4 by the PZT, Pt, Au examples include metals such as W, Ta, Mo, Al, Cr, Ti or alloys mainly containing these.
  • the thickness of such an intermediate layer 3 is the same as in the first embodiment. Also, the method of forming the intermediate layer 3 is the same as in the first embodiment.
  • the intermediate layer 3 may be formed of two or more layers having the same or different composition.
  • the transfer layer 4 may be formed directly on the separation layer 2 without forming the intermediate layer 3.
  • a layer to be transferred (object to be peeled) 4 is formed on the intermediate layer 3.
  • the transfer layer 4 is a layer to be transferred to a transfer body 6 described later, and can be formed by the same method as the formation method described above for the separation layer 2.
  • the purpose, type, form, structure, composition, physical or chemical properties, etc., of the layer 4 to be transferred are not particularly limited. It is preferably a film or a thin film deposition. Examples of the functional thin film and the thin film device are the same as in the first embodiment.
  • Such a functional thin film or thin film device is usually formed through a relatively high processing temperature in relation to a method of forming the thin film device. Therefore, in this case, as described above, the substrate 1 needs to have a high reliability that can withstand the process temperature.
  • the transfer layer 4 may be a single layer or a laminate of a plurality of layers. Furthermore, a predetermined patterning may be performed like the thin film transistor. The formation (lamination) and patterning of the transfer-receiving layer 4 are performed by a predetermined method according to the method. Such a transferred layer 4 is usually formed through a plurality of steps. Further, the thickness of the transferred layer 4 is also the same as that of the first embodiment.
  • an adhesive layer 5 is formed on a layer to be transferred (object to be peeled) 4, and a transfer body 6 is bonded (joined) via the adhesive layer 5.
  • Preferred examples of the adhesive forming the adhesive layer 5 are the same as those in the first embodiment.
  • a curable adhesive for example, a curable adhesive is applied on the transfer-receiving layer 4, and a transfer member 6 described later is bonded thereon, and then cured by a curing method according to the characteristics of the curable adhesive. The mold adhesive is cured, and the transfer receiving layer 4 and the transfer body 6 are bonded and fixed.
  • the translucent transfer body 6 is disposed on the adhesive layer 5, light is irradiated from above the transfer body 6 to cure the adhesive. Further, if the substrate 1 is translucent, it is preferable to cure the adhesive by irradiating light from both sides of the substrate 1 and the transfer body 6, since the curing can be surely performed.
  • an adhesive layer 5 may be formed on the transfer body 6 side, and the transferred layer 4 may be bonded thereon. Further, an intermediate layer as described above may be provided between the transferred layer 4 and the adhesive layer 5. Also, for example, when the transfer body 6 itself has an adhesive function, The formation of the deposition layer 5 may be omitted.
  • the example of the transfer body 6, its material, and its characteristics are the same as those in the first embodiment.
  • the irradiation light 7 is irradiated from the back surface side of the substrate 1 (the irradiation light incident surface 12 side). After being transmitted through the substrate 1, the irradiation light 7 is applied to the separation layer 2 from the interface 2 a side. More specifically, a part of the irradiation light 7 which is irradiated and absorbed by the light absorption layer 21 and cannot be absorbed by the light absorption layer 21 is reflected by the reflection layer 22 and again in the light absorption layer 21. Through. As a result, separation within the separation layer 2 and / or interfacial separation occurs in the separation layer 2 and the bonding force decreases or disappears. As shown in FIG. 14 or FIG. 15, the substrate 1 and the transfer member 6 are separated from each other. When the layers are separated from each other, the transferred layer 4 is separated from the substrate 1 and transferred to the transfer body 6.
  • FIG. 14 shows a case in which separation in the separation layer 2 has occurred
  • FIG. 15 shows a case in which separation in the separation layer 2 has occurred at the interface 2a.
  • the principle that separation within the separation layer 2 and / or separation at the interface occurs is that abrasion occurs in the constituent material of the light absorption layer 21, the release of gas contained in the light absorption layer 21, It is presumed to be due to phase changes such as melting and transpiration that occur immediately after irradiation.
  • the abrasion means that a solid material (a constituent material of the light absorbing layer 21) that has absorbed the irradiation light is excited photochemically or thermally, and the surface or inside of the material is broken by bonding of atoms or molecules to release. It mainly appears as a phenomenon in which all or a part of the constituent materials of the light absorbing layer 21 undergo a phase change such as melting and evaporation (vaporization). In addition, the above-mentioned phase change may cause a minute foaming state, and the bonding force may be reduced.
  • the separation layer 2 causes intra-layer separation, interfacial separation, or both, depends on the layer configuration of the separation layer 2, the composition and thickness of the light absorption layer 21, and other various factors. One of the factors is the conditions such as the type, wavelength, intensity, and depth of arrival of the irradiation light 7.
  • the wavelength of the laser light to be irradiated is preferably about 100 to 350 nm.
  • a phase change such as outgassing, vaporization, or sublimation occurs in the separation layer 2.
  • the wavelength of the laser light to be irradiated is preferably about 350 to 1200 nm.
  • the energy density of the laser beam irradiated is preferably a J / cm 2 approximately, 1 0 0 ⁇ 1 0 0 O More preferably, it is about m J / cm 2 .
  • the irradiation time is preferably about 1 to 100 Onsec, more preferably about 10 to 100 Onsec. When the energy density is low or the irradiation time is short, sufficient abrasion does not occur, and when the energy density is high or the irradiation time is long, the separation layer 2 may be excessively broken.
  • Irradiation light 7 typified by such laser light is preferably irradiated so that its intensity becomes uniform.
  • the irradiation direction of the irradiation light 7 is not limited to the direction perpendicular to the separation layer 2 but may be a direction inclined at a predetermined angle with respect to the separation layer 2.
  • the area of the separation layer 2 is larger than the irradiation area of one irradiation light, the entire area of the separation layer 2 can be irradiated with the irradiation light in plural times. The same location may be irradiated more than once. Also, irradiation light (laser light) of different types and different wavelengths (wavelength ranges) may be irradiated to the same region or different regions more than once.
  • the reflection layer 22 is provided adjacent to the light absorption layer 21 on the side opposite to the substrate 1, the irradiation light 7 can be effectively irradiated to the light absorption layer 21 without loss.
  • the light-shielding function of the reflective layer (light-shielding layer) 22 prevents the irradiation light 7 from irradiating the transfer-receiving layer 4 and the like, and prevents the transfer-receiving layer 4 from being affected by deterioration, deterioration, and the like. It has the advantage of being able to.
  • being able to irradiate the light absorbing layer 21 effectively with the irradiation light 7 without any loss means that the energy density of the irradiation light 7 can be reduced accordingly, that is, the irradiation area of one irradiation can be reduced. This means that a certain area of the separation layer 2 can be peeled off with a smaller number of irradiations, which is advantageous in manufacturing.
  • the separation layer 2 adhering to the intermediate layer 3 is removed by, for example, a method such as cleaning, etching, asshing, polishing, or a combination thereof.
  • a method such as cleaning, etching, asshing, polishing, or a combination thereof.
  • the light absorbing layer 21 attached to the substrate 1 is removed in the same manner.
  • the substrate 1 is made of an expensive or rare material such as quartz glass
  • the substrate 1 is preferably provided for reuse.
  • the present invention can be applied to the substrate 1 to be reused, and is highly useful.
  • the transfer of the transferred layer 4 to the transfer member 6 is completed. After that, removal of the intermediate layer 3 adjacent to the transferred layer 4 and formation of another arbitrary layer can be performed.
  • the layer configuration of the separation layer 2 is not limited to the illustrated one.
  • the separation layer 2 can be configured as a three-layer laminate in which a reflection layer is interposed between the first light absorption layer and the second light absorption layer.
  • the interface between the layers constituting the separation layer 2 does not necessarily need to be clear, and the composition, the concentration of a predetermined component, the molecular structure, the physical or chemical properties, etc. change continuously near the interface. (Having a gradient).
  • the transfer method of the present invention may not perform such transfer.
  • the object to be peeled can be used for various purposes, for example, as in the first embodiment.
  • the transfer member 6 is not limited to the above-described member, and various members can be used as in the first embodiment.
  • the irradiation light 7 is irradiated from the substrate 1 side.
  • the adhered matter object to be peeled
  • the transfer target layer 4 is adversely affected by the irradiation light 7 irradiation.
  • the irradiation direction of the irradiation light 7 is not limited to the above, and the irradiation light may be irradiated from the side opposite to the substrate 1.
  • the separation layer 2 preferably reverses the positional relationship between the light absorption layer 21 and the reflection layer 22 as described above.
  • a quartz substrate softening point: 1630 ° (:, strain point: 1070 ° C, transmittance of excimer laser, etc .: almost 100%)
  • a separation layer consisting of a two-layered stack of a light absorption layer and a reflection layer was formed on one side of the substrate.
  • Amorphous silicon (a-Si) film was formed by low-pressure CVD (Si 2 H 6
  • the thickness of the light absorbing layer was 120 nm
  • the reflective layer was formed by sputtering a metal thin film of Ta on the light absorbing layer.
  • the thickness of the layer was 100 nm, and the reflectivity of laser light described later was 60%.
  • the S i 0 2 film as the intermediate layer ECR-CVD method (S iH 4 + 0 2 gas, 100.C) was formed by.
  • the thickness of the intermediate layer was 200 nm.
  • an amorphous silicon film having a thickness of 6 Onm is formed on the intermediate layer by a low-pressure CVD method (Si 2 H 6 gas, 425.C) as a transferred layer.
  • the film was crystallized by irradiation with laser light (wavelength 308 nm) to form a polysilicon film. Thereafter, predetermined patterning, ion implantation, and the like were performed on the polysilicon film to form a thin film transistor.
  • an ultraviolet-curing adhesive was applied on the thin film transistor (film thickness: 100 ⁇ m), and the coated film was transferred to a large-sized 20 Omm x 30 Omm x 1.1 mm thick as a transfer body. After bonding a transparent glass substrate (soda glass, softening point: 740.C, strain point: 511 ° C), the glass substrate was irradiated with ultraviolet light to cure the adhesive, and these were bonded and fixed.
  • Xe-C1 excimer laser (wavelength: 308 nm) was irradiated from the quartz substrate side to cause peeling (intralayer peeling and interface peeling) on the separation layer.
  • the energy density of the irradiated Xe—C 1 excimer laser was 16 Om J / cm 2 , and the irradiation time was 20 ns ec.
  • Excimer laser irradiation includes spot beam irradiation and line irradiation. There is beam irradiation.
  • spot irradiation is performed on a predetermined unit area (for example, 1 Omm ⁇ 1 Omm), and irradiation is performed while shifting the spot irradiation by about 1/10 of the unit area.
  • a predetermined unit area for example, 378 mm x 0.1 mm, 378 mm x 0.3 mm (the area where 90% or more of energy can be obtained)
  • This laser irradiation is performed while shifting the irradiation area over the entire surface of the quartz substrate.
  • the thin film transistor and the intermediate layer were transferred to the glass substrate side.
  • the separation layer attached to the surface of the intermediate layer on the glass substrate side was removed by etching, washing, or a combination thereof.
  • the same treatment was applied to the quartz substrate, which was reused.
  • the transfer of the thin film transistor was performed in the same manner as in Example 1 except that the light absorption layer was an amorphous silicon film containing 18 at% of H (hydrogen).
  • the amount of H in the amorphous silicon film was adjusted by appropriately setting the conditions for film formation by the low-pressure CVD method.
  • a thin film transistor was transferred in the same manner as in Example 1 except that the light absorption layer was a ceramic thin film (composition: PbTiO 3 , film thickness: 20 Onm) formed by a sol-gel method by spin coating.
  • the light absorption layer was a ceramic thin film (composition: PbTiO 3 , film thickness: 20 Onm) formed by a sol-gel method by spin coating.
  • the light absorbing layer is a ceramic thin film (composition: BaTi 3 , film thickness: 400 nm) formed by sputtering
  • the reflective layer is a gold thin film of A1 (film thickness: 12 Onm, laser light) formed by sputtering.
  • A1 film thickness: 12 Onm, laser light
  • Ceramic thin film with light absorption layer formed by laser ablation method composition: Pb (Z r, T i) 0 3 (PZT), thickness: 50 nm
  • the metal thin film reflective layer by F e- C r alloy formed by sputtering using an alloy evening Getto
  • the transfer of the thin film transistor was performed in the same manner as in Example 1 except that the light absorption layer was a polyimide film (thickness: 20 Onm) formed by spin coating.
  • the transfer of the thin film transistor was performed in the same manner as in Example 1 except that the light absorption layer was a Pr layer (rare earth metal layer) (thickness: 500 nm) formed by sputtering.
  • the light absorption layer was a Pr layer (rare earth metal layer) (thickness: 500 nm) formed by sputtering.
  • the transfer of the thin film transistor was performed in the same manner as in Example 2 except that Kr-F excimer laser (wavelength: 248 nm) was used as the irradiation light.
  • the energy density of the irradiated laser was 18 OmJ / cm 2 , and the irradiation time was 20 ns ec. (Example 9)
  • the transfer of the thin film transistor was performed in the same manner as in Example 2 except that an Ar laser (wavelength: 1024 nm) was used as the irradiation light.
  • the energy density of the irradiated laser was 25 Om J / cm 2 , and the irradiation time was 50 nsec.
  • the transfer of the thin film transistor was performed in the same manner as in Example 1 except that the transfer target layer was a polysilicon film (thickness: 9 Onm) thin film transistor formed by a high-temperature process (1000 ° C.).
  • the transfer of the thin film transistor was performed in the same manner as in Example 2 except that the transferred layer was a thin film transistor of a polysilicon film (thickness: 80 nm) formed by a high-temperature process (1030 ° C).
  • Example 12 The transfer of the film transistor was performed in the same manner as in Example 4 except that the layer to be transferred was a polysilicon film (thickness: 8 O nm) formed by a high-temperature process (130 ° C.). .
  • the separation layer has a light-shielding layer, particularly a reflective layer, It is possible to prevent the transfer layer and the like from being adversely affected, as in the case of a thin film transistor, and to use the light reflected by the reflection layer, so that the separation layer can be peeled more efficiently.
  • the object to be peeled or the layer to be transferred in the first embodiment is a thin film device.
  • FIGS. 17 to 22 are cross-sectional views showing steps of an embodiment of the peeling method of the present invention.
  • the steps of the peeling method (transfer method) of the present invention will be sequentially described based on these drawings. Since there are many items common to the first embodiment, the same reference numerals are given to the common components, but detailed description is omitted as appropriate. However, a description will be added for parts different from the first embodiment.
  • Step 1 As shown in FIG. 17, a separation layer (light absorbing layer) 120 is formed on a substrate 100.
  • the substrate 100 and the separation layer 120 will be described.
  • the substrate 100 preferably has a light-transmitting property through which light can pass. This In this case, the light transmittance is the same as in the first embodiment. Further, the material and thickness of the substrate 100 are the same as in the first embodiment.
  • the separation layer 120 has a property of absorbing the irradiated light and causing separation (hereinafter referred to as “intralayer separation” or “interfacial separation”) in the layer and / or at the interface. Yes, preferably, the irradiation of light reduces or decreases the bonding force between the atoms or molecules of the substance constituting the separation layer 120, that is, abrasion occurs to cause intra-layer peeling and / or interfacial peeling. Everything is good.
  • gas may be released from the separation layer 120 by light irradiation, and a separation effect may be exhibited. That is, there is a case where the component contained in the separation layer 120 is released as a gas, and a case where the separation layer 120 absorbs light and turns into a gas for a moment, and the vapor is released to contribute to separation. .
  • the composition of such a separation layer 120 is the same as that of the first embodiment.
  • the thickness of the separation layer 120 and the method of forming the same are the same as those in the first embodiment.
  • a layer to be transferred (book film device layer) 140 is formed on the separation layer 120.
  • An enlarged cross-sectional view of the K portion of the thin film device layer 140 (the portion surrounded by a dashed line in FIG. 18) is shown on the right side of FIG.
  • the thin-film device layer 140 includes, for example, a TFT (thin film transistor) formed on a SiO 2 film (intermediate layer) 142.
  • the TFT includes an n-type impurity added to a polysilicon layer.
  • the SiO 2 film is used as the intermediate layer provided in contact with the separation layer 120, but another insulating film such as Si 3 N 4 may be used.
  • the thickness of the S I_ ⁇ 2 film (intermediate layer) is being applied Yichun determined according to the degree of its formation purpose and exhibit and can function normally is preferably in the range of about 10nm ⁇ 5 m, 40 nm ⁇ It is more preferably about l zm.
  • the intermediate layer is formed for various purposes, for example, for example, at least one of a protective layer that physically or chemically protects the transferred layer 140, an insulating layer, a conductive layer, a laser light shielding layer, a barrier layer for preventing migration, and a function as a reflective layer. That exert the following.
  • the transfer layer (thin film device layer) 140 may be formed directly on the separation layer 120 without forming the intermediate layer such as the SiO 2 film.
  • the layer to be transferred 140 is a layer including a thin film device such as TFT as shown on the right side of FIG.
  • a thin film device such as TFT as shown on the right side of FIG.
  • TFT thin film device
  • Such a thin film device (thin film element) is usually formed at a relatively high process temperature in relation to the method of forming the thin film device. Therefore, in this case, as described above, the substrate 100 needs to have a high reliability that can withstand the process temperature.
  • the thin film device layer 140 is bonded (adhered) to the transfer body 180 via the adhesive layer 16 °.
  • the adhesive layer 16 ° As a preferred example of the adhesive constituting the adhesive layer 160, the same adhesive as in the first embodiment is used.
  • a curable adhesive is used, for example, a curable adhesive is applied on the layer to be transferred (thin film device layer) 140, and a transfer member 180 is bonded thereon.
  • the curable adhesive is cured by a curing method according to the above, and the layer to be transferred (thin film device layer) 140 and the transfer body 180 are adhered and fixed.
  • the adhesive is of a light-curing type, light is emitted from one side of the light-transmitting substrate 100 or the light-transmitting transfer member 180 (or from both outsides of the light-transmitting substrate and the transfer member). Is irradiated.
  • a photo-curing adhesive such as an ultraviolet-curing type, which does not easily affect the thin film device layer, is preferable.
  • an adhesive layer 160 is formed on the transfer member 180 side, and A transfer layer (thin film device layer) 140 may be bonded to the substrate.
  • a transfer layer (thin film device layer) 140 may be bonded to the substrate.
  • the transfer body 180 has a self-adhesive function, the formation of the adhesive layer 160 may be omitted.
  • the transfer body 180 the same one as exemplified in the first embodiment can be used.
  • Step 4 Next, as shown in FIG. 20, light is irradiated from the back side of the substrate 100. This light is applied to the separation layer 120 after passing through the substrate 100. This As a result, delamination and / or interfacial delamination occurs in the separation layer 120, and the bonding force decreases or disappears.
  • the principle that separation within the separation layer 120 and / or interfacial separation occurs is that abrasion occurs in the constituent material of the separation layer 120, release of gas contained in the separation layer 120, Furthermore, it is presumed that this is due to phase changes such as melting and transpiration that occur immediately after irradiation.
  • the ablation refers to a phenomenon similar to that described in the first embodiment.
  • the irradiation light the same light as that used in the first embodiment can be used.
  • excimer laser is particularly preferable. Since the excimer laser outputs high energy in a short wavelength region, it is possible to cause abrasion in the separation layer 2 in a very short time, thereby increasing the temperature of the adjacent transfer member 180, the substrate 100, and the like.
  • the separation layer 120 can be peeled off with almost no occurrence, that is, without causing deterioration or damage.
  • the wavelength of the laser light to be irradiated is preferably about 100 nm to 350 nm.
  • FIG. 23 shows an example of the transmittance of the substrate 100 with respect to the wavelength of light.
  • the transmittance sharply increases with respect to a wavelength of 300 nm.
  • light having a wavelength of 300 nm or more for example, one light of Xe—C1 excimer laser having a wavelength of 308 nm
  • the wavelength of the laser light to be irradiated is about 350 to 1200 nm. Preferably it is.
  • the energy density of the emitted laser light is the same as in the first embodiment.
  • the separation layer As a countermeasure for the case where the irradiation light transmitted through the separation layer 120 reaches the transfer receiving layer 140 and exerts an adverse effect, for example, as shown in FIG. 38, the separation layer (laser absorption layer) There is a method of forming a metal film 124 such as tantalum (T a) on 120. Thereby, the laser light transmitted through the separation layer 120 is completely reflected at the interface of the metal film 124, and does not adversely affect the film element above it. Typified by laser light It is preferable that the irradiation light is irradiated so that its intensity becomes uniform.
  • the irradiation direction of the irradiation light is not limited to the direction perpendicular to the separation layer 120, but may be a direction inclined at a predetermined angle with respect to the separation layer 120.
  • the entire region of the separation layer 120 can be irradiated with the irradiation light in plural times. The same location may be irradiated more than once.
  • irradiation light laser light
  • wavelength ranges wavelengths
  • a force is applied to the substrate 100 to separate the substrate 100 from the separation layer 120.
  • a separation layer may adhere to the substrate 100 in some cases.
  • the remaining separation layer 120 is removed by, for example, a method such as cleaning, etching, etching, polishing or a combination thereof.
  • the transfer target layer (thin film device layer) 140 has been transferred to the transfer body 180.
  • the substrate 100 is made of an expensive or rare material such as quartz glass, the substrate 100 is preferably used for recycling. That is, the present invention can be applied to the substrate 100 to be reused, and is highly useful.
  • the transfer of the transfer target layer (thin film device layer) 140 to the transfer body 180 is completed. Thereafter, removal or S i 0 2 film adjacent to the transfer layer (book film device layer) 1 4 0, the shape formed like conductive layer and a desired protective film such as wiring to the transfer layer 1 4 0 above You can do it too.
  • the transferred layer (thin film device layer) 140 which is the object to be peeled is not directly peeled off, but rather in the separation layer bonded to the transferred layer (thin film device layer) 140. Because of the peeling, the peeling (transfer) can be performed easily and surely and uniformly regardless of the characteristics, conditions, etc. of the material to be peeled (transferred layer 140). No damage to the transfer layer 140) and high reliability of the transfer layer 140 Can be maintained.
  • This embodiment is a modification of a part of the third embodiment.
  • the composition of the separation layer 120 is amorphous silicon (a-Si), vapor phase growth (CVD), especially low pressure (LP) CVD, plasma CVD, atmospheric pressure (AP) Better than CVD and ECR.
  • a-Si amorphous silicon
  • CVD vapor phase growth
  • LP low pressure
  • AP atmospheric pressure
  • the amorphous silicon layer formed by plasma CVD contains a relatively large amount of hydrogen.
  • the presence of hydrogen makes it easier to form an amorphous silicon layer, but when the substrate temperature during film formation exceeds, for example, 350 ° C., hydrogen is released from the amorphous silicon layer. Hydrogen released during the process of forming the thin film device may cause film peeling.
  • the plasma CVD film has relatively weak adhesion, and the substrate 100 and the transfer layer 140 may be separated from each other in a wet cleaning step in a device manufacturing process.
  • the LPC VD film is excellent in that there is no possibility of releasing hydrogen and that sufficient adhesion can be ensured.
  • the thickness of the amorphous silicon layer 120 as a separation layer will be described with reference to FIG. 39, the abscissa indicates the thickness of the amorphous silicon layer, and the ordinate indicates the light energy absorbed by the layer. As described above, irradiation of the amorphous silicon layer with light causes an abrasion.
  • the abrasion means that the fixed material (the constituent material of the separation layer 120) that has absorbed the irradiation light is excited photochemically or thermally, and bonds or cuts the atoms or molecules on its surface or inside. It mainly appears as a phenomenon in which all or a part of the constituent material of the separation layer 120 undergoes a phase change such as melting and evaporation (vaporization). In addition, the phase change described above may result in a small firing state, and the bonding strength may be reduced.
  • the thickness of the amorphous silicon layer 120 as the separation layer is reduced.
  • the energy of light radiated to the amorphous silicon layer 120 can be reduced, and energy saving and downsizing of the light source device can be achieved.
  • the fl-thick numerical value of the amorphous silicon layer 120 as a separation layer.
  • the absorbed energy required to reach the abrasion needs to be lower as the thickness of the amorphous silicon becomes thinner. Ablation was sufficiently generated by the power of a general light source device.
  • the lower limit of the film thickness is not particularly limited, but when the lower limit is preferably set to 5 nm, it is determined from the viewpoint that the amorphous silicon layer can be surely formed and a predetermined adhesive force can be secured. Therefore, a preferable range of the thickness of the amorphous silicon layer 120 as the separation layer is 5 to 25 nm.
  • a more preferable thickness is 15 nm or less, which can further save energy and secure adhesion.
  • Most suitable! The enormous range is less than or equal to l l nm, and it is around this, so that the absorption energy required for abrasion can be significantly reduced.
  • This embodiment is a modification of some steps of the third or fourth embodiment.
  • the mechanical properties of the transfer body 180 are preferably those having a certain degree of rigidity (strength), but may be those having flexibility and elasticity. Regarding the mechanical properties of the transfer body 180, the following points should be particularly considered.
  • a substance constituting the separation layer 120 is excited optically or thermally, and the bonding of molecules or atoms on the surface or inside thereof is cut off, and the molecules are removed. Or atoms are released to the outside.
  • the mechanical strength of the transfer body 180 secures its strength so that the stress acting on the upper layer of the separation layer 120 due to the release of molecules or atoms can be received by the transfer body 180. Is preferred. As a result, the upper layer of the separation layer 120 is deformed or broken. This is because breakage is prevented.
  • Such a resistance is not limited only to the mechanical strength of the transfer body 180, but may be a layer located above the separation layer 120, that is, the layer to be transferred 140, the adhesive layer 1. What is necessary is just to ensure by the mechanical strength of any one or several layers of 60 and the transfer body 180. In order to ensure such resistance, the material and thickness of the layer to be transferred 140, the adhesive layer 160 and the transfer body 180 can be appropriately selected.
  • the reinforcing layer 132 may be formed at any position above the layer 120.
  • the reinforcing layer 132 shown in FIG. 42 (A) is provided between the separation layer 120 and the layer to be transferred 140. This causes separation in the separation layer 120, and then, after the substrate 100 is separated, the reinforcing layer 13 2 together with the remaining separation layer 120 is removed from the layer to be transferred 140. You can also. As shown in FIG. 42 (B), the reinforcing layer 132 provided on the transfer member 180 also has the transfer member 180 at least after the separation layer 120 has peeled off. More can be removed.
  • the reinforcing layer 132 shown in FIG. 42 (C) is interposed, for example, as an insulating layer in a plurality of layers constituting the transferred layer 140. Each of the reinforcing layers 132 in FIGS. 42 (D) and (E) is disposed below or above the adhesive layer 140. In these cases, it cannot be removed later.
  • This embodiment is a modification of some of the steps of the third, fourth or fifth embodiment.
  • FIG. 40 shows an example in which an amorphous silicon layer 120 is used as a separation layer.
  • An amorphous silicon layer 126 used as a silicon-based light absorption layer is further provided below the transfer layer 140.
  • silicon Silicon oxide film S i 0 2
  • the transmitted light is absorbed by the amorphous silicon layer 126 as the silicon-based light absorbing layer.
  • the two added layers 126 and 128 are both silicon-based layers, they do not cause metal contamination or the like as is established by conventional thin film forming technology.
  • the amorphous silicon layer 126 as the light absorbing layer is made thicker than the S thickness of the amorphous silicon layer 120 as the separation layer, the amorphous silicon layer The possibility of one shot can be reliably prevented.
  • the light energy incident on the amorphous silicon layer 126 is sufficiently smaller than the light energy directly incident on the amorphous silicon layer 120 serving as the separation layer. Therefore, the occurrence of abrasion in the amorphous silicon layer 126 can be prevented.
  • FIG. 41 an example is shown in which a silicon-based light absorbing layer 130 made of a material different from that of the separation layer 120 is provided.
  • the silicon-based intervening layer 128 is not necessarily provided No need.
  • This embodiment is a modification of some of the steps of the third, fourth, fifth or sixth embodiment.
  • FIGS. 43 and 44 show that the line beam 10 is sequentially scanned in the scanning direction A. Then, a method of irradiating almost the entire surface of the separation layer 120 with light is shown.
  • N the number of beam scans of the line beam 10
  • N + 1st line beam 10 the irradiation area 20 (N) of the Nth line beam 10 and the irradiation of the N + 1st line beam 10
  • Each beam scan is performed so as not to overlap with the region 20 (N + 1). Therefore, a low irradiation area or a non-irradiation area 30 that is sufficiently smaller than each irradiation area is formed between the adjacent irradiation areas 20 (N) and 20 (N + 1).
  • the region denoted by reference numeral 30 is a low irradiation region.
  • the region denoted by reference numeral 30 becomes a non-irradiation region.
  • FIG. 44 differs from FIG. 43 in that the irradiation area 20 of the N-th line beam 10
  • Each beam scan is performed so that (N) and the irradiation area 20 (N + 1) of the (N + 1) th line beam 10 overlap. Therefore, a two-time irradiation area 40 is formed between the adjacent irradiation areas 20 (N) and 20 (N + 1).
  • FIGS. 46 and 47 show the position-dependent light intensity distribution of two adjacent line beams 10 and 10 by beam scanning.
  • each line beam 10 has a flat beam 10a in which the light intensity is maximized in a region of a predetermined width including the beam center. Then, two line beams 10 and 10 adjacent by the beam scan are beam-scanned such that their flat beaks 10a do not overlap with each other.
  • each line beam 10 has a maximum light intensity at the beam center, and the light intensity decreases as the distance from the beam center increases.
  • the two line beams 10 and 10 adjacent to each other by the beam scan are set so that the effective beam irradiation areas that are 90% or more of the maximum light intensity of each line beam 10 do not overlap each other. Be scanned.
  • the total beam irradiation amount (sum of light intensity X time at each position) of the twice irradiation region 40 is 2 in the flat beak region or the beam irradiation effective region where the maximum light intensity is 90% or more. This is less than when the same area is set successively.
  • the separation layer in that area may be peeled off for the first time by the two beam irradiations. In this case, the above-described excessive beam irradiation does not occur.
  • the light incident on the chair can be reduced due to the second beam irradiation. The electrical characteristics of the chair were prevented from deteriorating, or reduced to such an extent that no practical problems would occur.
  • the maximum value of the light intensity irradiated each time in the twice-irradiated area 40 is the maximum light intensity of each light irradiation (light intensity at the beam center). Is preferably 90% or less, more preferably 80% or less, and still more preferably 50% or less. In particular, if the absolute value of the beam intensity is large and the separation can be performed even at the half width (50%) of the light intensity of the beam, the overlap exceeding the half width (50%) of the light intensity of the beam should be eliminated. It does not matter. Note that the above is not limited to the line beam 10, but the same applies to beams of other shapes such as the spot beam 10. In the case of a spot beam, it is necessary to consider the relationship with other beam irradiation areas adjacent vertically and horizontally.
  • the irradiation direction of the irradiation light is not limited to the direction perpendicular to the separation layer 120 as long as the irradiation light typified by the laser light is irradiated so that the intensity is almost uniform. May be a direction inclined at a predetermined angle with respect to.
  • Example 1 of the third embodiment is implemented by laser irradiation in Example 1 of the third embodiment.
  • a quartz substrate with a length of 50 mm and a width of 5 Ommx and a thickness of 1.1 mm (softening point: 1630 ° C, strain point: 1070 ° C, transmittance of excimer laser: almost 100%) is prepared.
  • An amorphous silicon (a-Si) film was formed as a separation layer (laser light absorbing layer) on one side of the substrate by low-pressure CVD (Si 2 H 6 gas, 425 ° C). The thickness of the separation layer was 100 nm.
  • an E CR- C VD method as an intermediate layer (S iH 4 + 0 2 gas, 100 ° C) was formed by.
  • the thickness of the intermediate layer was 200 nm.
  • a polycrystalline (poly) silicon film with a thickness of 5 Onm was formed on the intermediate layer by CVD (Si 2 H 6 gas) as a layer to be transferred. After that, predetermined patterning was performed on the polysilicon film to form a region serving as a source / drain channel of the thin film transistor.
  • a gate insulating film S i0 2 1000 ° after C or more polysilicon con film surface by high temperature is thermally oxidized to form a gate insulating film S i0 2, ⁇ point metal is stacked such as Mo to the gate electrode (polysilicon on the gate insulating film).
  • the source and drain regions were formed in a self-aligned manner (self-aligned) by ion implantation using the gate electrode as a mask to form a thin film transistor. Note that a thin film transistor having similar characteristics can be formed by using a low-temperature process instead of the high-temperature process as described above.
  • amorphous silicon film with a thickness of 5 Si 2 H 6 gas, 425.C
  • laser light wavelength 308 nm
  • predetermined patterning was performed on the polysilicon film to form a region serving as a source / drain channel of the thin film transistor.
  • a gate insulating film S i0 2 on the polysilicon film by low-pressure CVD (refractory metal is laminated structure such as Mo on polysilicon) gate electrode on the gate insulating film shape formed of
  • the source and drain regions were formed in a self-aligned (self-aligned) manner by ion implantation using the gate electrode as a mask, and a thin film transistor was formed. Thereafter, if necessary, an electrode and a wiring connected to the source and drain regions, and a wiring connected to the gate electrode are formed.
  • A1 is used for these electrodes and wires. The force is not limited to this. If there is a concern that A 1 may be melted by the laser irradiation in the subsequent step, a metal having a higher melting point than A 1 (a metal that does not melt by the laser irradiation in the subsequent step) may be used.
  • an ultraviolet curable adhesive was applied on the thin film transistor (film thickness: 100 m), and a large transparent 20 mm O.times.30 mm.times.1.1 mm thick as a transfer body was applied to the coating film.
  • a glass substrate sina glass, softening point: 740.C, strain point: 511 ° C
  • the glass substrate was irradiated with ultraviolet light to cure the adhesive, and these were bonded and fixed.
  • Xe-C1 excimer laser (wavelength: 308 nm) is irradiated from the quartz substrate side, and the beam scan shown in Fig. 43 and subsequent figures is performed to separate the separation layer (intralayer separation and interface separation). Spawned.
  • the energy density of the irradiated Xe—C 1 excimer laser was 25 OmJ / cm 2 , and the irradiation time was 20 nsec.
  • the irradiation of the excimer laser includes a spot beam irradiation and a line beam irradiation. In the case of a spot beam irradiation, a spot irradiation is performed on a predetermined unit area (for example, 8 mm ⁇ 8 mm).
  • irradiation is performed while beam scanning is performed so that the irradiation areas of each time do not overlap (do not overlap in front, rear, left and right).
  • a predetermined unit area for example, 378 mm x 0.1 mm or 378 mm x 0.3 mm (these are areas where more than 90% of energy can be obtained)
  • irradiation is performed while performing beam scanning so that the irradiation regions do not overlap each other.
  • beam scanning may be performed so that the beam intensity in the region to be overlapped is reduced.
  • the quartz substrate and the glass substrate (transfer body) were peeled off at the separation layer, and the thin film transistor and the intermediate layer formed on the quartz substrate were transferred to the glass substrate side. Thereafter, the separation layer adhered to the surface of the intermediate layer on the glass substrate side was removed by etching, washing, or a combination thereof. The same treatment was applied to the quartz substrate, which was reused.
  • the transfer from the quartz substrate to the glass substrate as in this embodiment is repeatedly performed on different areas in a plane, and the transfer is performed on the glass substrate. More thin film transistors than the number of thin film transistors that can be formed over the quartz substrate can be formed. Furthermore, by repeatedly laminating on a glass substrate, more thin film transistors can be similarly formed.
  • the object to be peeled or the layer to be transferred in any one of the first to seventh embodiments is a TFT having a CMOS structure.
  • 24 to 34 are cross-sectional views showing steps of an embodiment of the peeling method of the present invention.
  • a separation layer for example, an amorphous silicon layer formed by the LPC VD method 120 and an intermediate layer (for example, and S i 0 2 film) 1 4 2 is formed by an amorphous silicon layer (e.g., an LPCVD method) sequentially laminated a 1 4 3, followed by the above on the entire surface of Amorufa scan the silicon layer 1 4 3 Irradiate with laser light and anneal.
  • an amorphous silicon layer 144 is recrystallized into a polysilicon layer ⁇
  • Step 2 Subsequently, as shown in FIG. 25, the polysilicon layer obtained by laser annealing is patterned to form islands 144a and 144b, [Step 3] As shown in FIG. 26, gate insulating films 148a and 148b covering the islands 144a and 144b are formed by, for example, a CVD method.
  • gate electrodes 150a and 15 Ob made of polysilicon or metal are formed.
  • Step 5 As shown in FIG. 28, a mask layer 170 made of polyimide or the like is formed, and the gate electrode 15 Ob and the mask layer 170 are used as masks. Do. Thus, p + layers 172a and 172b are formed.
  • Step 6 As shown in FIG. 29, a mask layer 174 made of polyimide or the like is formed, and the gate electrode 150a and the mask layer 174 are used as a mask, and phosphorus (P) ion implantation is performed in a self-aligned manner. Do. Thus, n + layers 146a and 146b are formed.
  • Step 7 As shown in FIG. 30, an interlayer insulating film 154 is formed, and after selectively forming contact holes, electrodes 152a to 152d are formed.
  • the TFT having the CMOS structure formed in this way corresponds to the layer to be transferred (thin film device layer) 140 in FIGS. 18 to 22.
  • a protective film may be formed over the interlayer insulating film 154.
  • an epoxy resin layer 160 is formed as an adhesive layer on the CMOS-structured TFT, and then the TFT is transferred to the transfer body (for example, through the epoxy resin layer 160). (Soda glass substrate) 180. Subsequently, the epoxy resin is cured by applying heat, and the transfer body 180 and the TFT are bonded (joined).
  • the adhesive layer 160 may be a photopolymer resin which is an ultraviolet curable adhesive. In this case, the polymer is cured by irradiating not the heat but the ultraviolet from the transfer body 180 side.
  • Step 9 As shown in FIG. 32, the back surface of the substrate 100 is irradiated with, for example, one Xe—C 1 excimer laser beam. This causes separation within the layer of the separation layer 120 and / or at the interface.
  • Step 10 As shown in FIG. 33, the substrate 100 is peeled off.
  • Step 11 Finally, the separation layer 120 is removed by etching.
  • Rei_1 ⁇ 0 3 Ding 1 1 configuration becomes the and this transferred to the transfer member 1 8 0.
  • FIG. 35 (a) When the thin-film device transfer technology described in any of the first to eighth embodiments is used, for example, a micro-combination using a thin film element as shown in FIG. 35 (a) can be used.
  • the user can be formed on a desired substrate.
  • a solar cell 340 having a PIN junction of amorphous silicon for supplying a power supply voltage of these circuits is mounted.
  • the microcombination in Fig. 35 (a) is formed on a flexible substrate, so it is resistant to bending as shown in Fig. 35 (b), and it is also resistant to falling due to its light weight. There are features.
  • a display device can be created.
  • the active matrix type liquid crystal display device includes an illumination light source 400 such as a backlight, a polarizing plate 420, an active matrix substrate 450, a liquid crystal 450, and a counter substrate. 480, polarizing plate 500 is provided.
  • a reflective liquid crystal panel employing a reflector instead of the illumination light source 400 may be used.
  • An active matrix liquid crystal panel which is flexible, resistant to impact, and lightweight can be realized.
  • the pixel electrode is formed of a metal, the reflection plate and the polarizing plate 420 become unnecessary.
  • the active matrix substrate 440 used in this embodiment has a pixel portion 442.
  • This is an active matrix substrate with a built-in driver on which TFTs are arranged and on which driver circuits (scanning line drivers and data line drivers) 444 are mounted.
  • FIG. 37 shows a circuit configuration of a main part of the active matrix liquid crystal display device. As shown in FIG. 37, in the pixel portion 442, the gate is connected to the gate line G1, one of the source and drain is connected to the data line D1, and the other of the source and drain is connected to the liquid crystal 460. TFT (Ml) and liquid crystal. Further, the driver part 444 includes a TFT (M2) formed by the same process as the TFT (Ml) of the pixel portion.
  • the active matrix substrate 440 including TFT (M1) and TFT (M2) can be formed by the transfer method described in the third and fourth embodiments.
  • the present invention provides a manufacturing substrate by transferring various objects to be peeled (transfer objects) that can be formed on a substrate to a transfer body different from the substrate used for the formation. Since the object to be peeled can be arranged on a transfer member different from the above, the present invention can be applied to the manufacture of not only a liquid crystal display device and a semiconductor integrated circuit but also various devices.

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Description

明 細 書 剥離方法、 簿膜デバイスの転写方法、 及びそれを用いて製造される簿膜デバ イス、 薄膜集積回路装置並びに液晶表示装置
〔技術分野〕
本発明は、 被剥離物の剥離方法、 特に、 機能性簿膜のような薄膜よりなる被転 写層を剥離し、 透明基板のような転写体へ転写する転写方法に関するものである。 また、 本発明は、 薄膜デバイスの転写方法， 及びそれを用いて製造される薄膜デ パイス， 薄膜集積回路装置並びに液晶表示装置に関する。
〔背景技術〕
例えば薄膜トランジスタ （T F T ) を用いた液晶ディスプレイを製造するに際 しては、 透明基板上に簿膜トランジスタを C VD法等により形成する工程を経る。 この簿膜トランジスタには、 非晶質シリコン （a— S i ) を用いたものと、 ポ リシリコン （p— S i ) を用いたものとがあり、 さらに、 ポリシリコンによるも のは、 高温プロセスを絰て成膜されるものと、 低温プロセスを経て成膜されるも のとに分類される。
ところで、 このような薄膜トランジスタの透明基板上への形成は、 比較的高温 処理を伴うため、 透明基板としては、 耐熱性に優れる材質のもの、 すなわち軟化 点及び融点が高いものを使用する必要がある。 そのため、 現在では、 高温プロセ スにより T F Tを製造する場合においては、 1 0 0 0。C程度の温度にも十分耐え 得るものとして、 石英ガラスよりなる透明性基板が用いられている。 また、 低温 プロセスにより T F Tを製造する場合においては、 5 0 0 °C前後の温度が最高ブ ロセス温度になるので、 5 0 0 °C前後の温度に耐えうる耐熱ガラスが用いられて いる。
上述のように、 簿膜デバイスを搭載する基板は、 それらの簿膜デパイスを製造 するための条件を満足するものでなければならない。 しかし、 薄膜デバイスを搭 載した基板が完成した後の段階のみに着目すると、 上述の 「基板」 が必ずしも好 ましくないこともある。
例えば、 高温処理を伴う製造プロセスにおいては、 石英ガラスや耐熱ガラスが 用いられるが、 通常のガラスに比べて、 希少で非常に高価な材料であり、 かつ、 透明基板として大型のものを製造することが困難である。
また、 石英ガラスも耐熱ガラスも脆く割れ易く、 しかも重量が大きい。 これは、 T F Tのような簿膜デバイスを形成した基板を電子機器等に搭載する上で重大な 欠点となる。 つまり、 製造条件に起因する制約と製品に要求される好ましい特性 との間に溝があり、 これら双方の条件や特性を満足させることは極めて困難であ つた。
本発明はこのような問題に着目してなされたものであり、 その目的の一つは、 被剥離物の特性、 条件等にかかわらず、 容易に剥離することができ、 特に、 種々 の転写体への転写が可能な剥離方法を提供することにある。 また、 薄膜デバイス の製造時に使用する基板と、 例えば製品の実使用時に使用する基板 （製品の用途 からみて好ましい性質をもった基板） とを、 独立に自由に選択することを可能と する新規な技術を提供することにある。 また、 その転写プロセスにおいて、 剥離 を生ずる分離層に照射される光エネルギーを低減させて、 基板に転写された菏膜 デバイスの特性を劣化させることがない新規な技術を提供することにある。
〔発明の開示〕
1 . まず第 1に、 被剥離物あるいは被転写層を製造基板から剥離する剥離方法 を開示する。 それらの発明は以下の通りである。
( 1 ) 本発明の剥離方法は、 基板上に分離層を介して存在する被剥離物を前記基 板から剥離する剥離方法であって、 前記分離層に照射光を照射して、 前記分離層 の層内および/または界面において剥離を生ぜしめ、 前記被剥離物を前記基板か ら離脱させることを特徴とする。
( 2 ) 透光性の基板上に分離層を介して存在する被剥離物を前記基板から剥離す る剥離方法であって、 前記基板側から前記分離層に照射光を照射して、 前記分離 層の層内および/または界面において剥離を生ぜしめ、 前記被剥離物を前記基板 から離脱させることを特徴とする。
( 3 ) 基板上に分離層を介して形成された被転写層を前記基板から剥離し、 他の 転写体に転写する方法であって、 前記被転写層の前記基板と反対側に前記転写体 を接合した後、 前記分離層に照射光を照射して、 前記分離層の層内および/また は界面において剥離を生ぜしめ、 前記被転写層を前記基板から離脱させて前記転 写体へ転写することを特徴とする。
( 4 ) 透光性の基板上に分離層を介して形成された被転写層を前記基板から剥離 し、 他の転写体に転写する方法であって、 前記被転写層の前記基板と反対側に前 記転写体を接合した後、 前記基板側から前記分離層に照射光を照射して、 前記分 離層の層内および/または界面において剥離を生ぜしめ、 前記被転写層を前記基 板から離脱させて前記転写体へ転写することを特徴とする。
( 5 ) 透光性の基板上に分離層を形成する工程と、 前記分離層上に直接または所 定の中間層を介して被転写層を形成する工程と、 前記被転写層の前記基板と反対 側に転写体を接合する工程と、 前記基板側から前記分離層に照射光を照射して、 前記分離層の層内および/または界面において剥離を生ぜしめ、 前記被転写層を 前記基板から離脱させて前記転写体へ転写する工程とを有することを特徴とする。 また、 以上の発明に関連して下記の発明を開示する。
前記被転写層の前記転写体への転写後、 前記基板側および/または前記転写体 側に付着している前記分離層を除去する工程を有するようにしてもよい。
また、 上記した前記被転写層として機能性簿膜または薄膜デバイスを用いる。 特に、 前記被転写層として薄膜トランジスタを用いると好ましい。 また、 前記転 写体は、 透明基板とすることが好ましい。
さらに、 前記転写体は、 被転写層の形成の際の最高温度を T m a xとしたとき、 ガラス転移点 （T g ) または軟化点が T m a x以下の材料で構成されているよう にすることが好ましい。 特に、 前記転写体は、 ガラス転移点 （T g ) または軟化 点が 8 0 0 °C以下の材料で構成されていることが好ましい。
また、 前記転写体は、 合成樹脂またはガラス材で構成されていることが好まし い。
また、 前記基板は、 耐熱性を有するものであることが好ましい。 特に、 前記基 板は、 被転写層の形成の際の最高温度を Tmaxとしたとき、 歪点が Tmax以 上の材料で構成されていることが好ましい。
以上の剥離方法において、 前記分離層の剥離は、 分離層を構成する物質の原子 間または分子間の結合力が消失または減少することにより生じるものとする。 また、 前記照射光は、 レーザ光であることが好ましい。 特に、 前記レーザ光の 波長が、 100~35 Onmであることが好ましい。 また、 前記レーザ光の波長 が、 350〜120 Onmであることが好ましい。
なお、 前記分離層は、 非晶質シリコンで構成されていることが好ましい。 特に、 前記非晶質シリコンは、 H (水素） を 2 at%以上含有するものであることが好ま しい。
また、 前記分離層は、 セラミックスで構成されていてもよい。 前記分離層は、 金属で構成されていてもよい。 前記分離層は、 有機高分子材料で構成されていて もよい。 その場合、 前記有機高分子材料は、 一 CH2 —、 —CO—、 -CONH 一、 — NH―、 一 COO—、 一 N = N—、 一 CH = N—のうちの少なくとも 1種 の結合を有するものであることが好ましい。 さらに、 前記有機高分子材料は、 構 成式中に芳香族炭化水素を有するものであることが好ましい。
2. 次に、 上記した発明における分離層を複数の積層体から構成する発明を開 示する。 それらの発明は以下の通りである。 '
最初に、 前項 1に開示した発明における分離層を複数の層の積層体から構成す ることを特徴とする。 さらに、 前記分離層は、 組成または特性の異なる少なくと も 2つの層を含むことを特徴とする。
前記分離層は、 前記照射光を吸収する光吸収層と、 該光吸収層とは組成または 特性の異なる他の層とを含むことが好ましい。 特に、 前記分離層は、 前記照射光 を吸収する光吸収層と、 前記照射光を遮光する遮光層とを含むことが好ましい。 さらに、 前記遮光層は、 前記光吸収層に対し前記照射光の入射方向と反対側に位 置していることが好ましい。 さらに、 前記遮光層は、 前記照射光を反射する反射 層であることが好ましい。 特に、 前記反射層は、 金属薄膜で構成されていること が好ましい。
3 . 次に、 薄膜デバイスを被剥離物あるいは被転写体として用いた薄膜デパイ スの転写方法を開示する。
基板上の薄膜デバイスを転写体に転写する方法であって、 前記基板上に分離層 を形成する工程と、 前記分離層上に簿膜デパイスを含む被転写層を形成する工程 と、 前記薄膜デバイスを含む被転写層を接着層を介して前記転写体に接合するェ 程と、 前記分離層に光を照射し、 前記分離層の層内および/または界面において 剥離を生じせしめる工程と、 前記基板を前記分離層から離脱させる工程と、 を有 することを特徴とする。
本発明によれば、 デバイス製造における信頼性が高い基板上に、 例えば、 光を 吸収する特性をもつ分離層を設けておき、 その基板上に T F T等の薄膜デバイス を形成する。 次に、 特に限定されないが、 例えば接着層を介して簿膜デバイスを 所望の転写体に接合し、 その後に分離層に光を照射し、 これによつて、 その分離 層において剥離現象を生じせしめて、 その分離層と前記基板との間の密着性を低 下させる。 そして、 基板に力を加えてその基板を薄膜デバイスから離脱させる。 これにより、 どのような転写体にでも、所望の、信頼性の高いデバイスを転写（形 成） できることになる。
なお、 本発明において、 接着層を介して簿膜デバイス （薄膜デバイスを含む被 転写層） を転写体に接合する工程と、 基板を薄膜デバイスから離脱させる工程と は、 その順序を問わず、 いずれが先でもかまわない。 但し、 基板を離脱させた後 の薄膜デバイス （薄膜デバイスを含む被転写層） のハンドリングに問題がある場 合には、 まず、 薄膜デバイスを転写体に接合し、 その後に基板を離脱させるのが 望ましい。
また、 薄膜デバイスの転写体への接合に用いられる接着層として、 例えば、 平 坦化作用をもつ物質 （例えば、 熱硬化性樹脂） を用いれば、 薄膜デバイスを含む 被転写層の表面に多少の段差が生じていたとしても、 その段差は平坦化されて無 視できるようになり、 よって常に良好な転写体への接合が可能となり、 便利であ る。 さらに、 前記基板は透光性の基板であり、 前記分離層への前記光の照射は、 前記透光性の基板を介して行われることを特徴とする。 例えば、 石英基板等の透 明な基板を用いれば、 信頼性の高い薄膜デバイスを製造可能であると共に、 基板 の裏面から光を分離層の全面に一括して照射することもでき、 転写効率が向上す o
4 . さらに、 上記第 3項に開示した簿膜デバイスの転写方法の工程の一部を改 良した発明を開示する。 それらの発明は以下の通りである。
( 1 ) 基板上の薄膜デバイスを含む被転写層を転写体に転写する方法であって、 前記基板上にアモルファスシリコン層を形成する第 1工程と、 前記アモルファス シリコン層上に前記薄膜デパイスを含む前記被転写層を形成する第 2工程と、 前 記薄膜デバイスを含む前記被転写層を接着層を介して前記転写体に接合する第 3 工程と、 前記基板を介して前記アモルファスシリコン層に光を照射し、 前記ァモ ルファスシリコン層の層内および Zまたは界面において剥離を生じさせて、 前記 基板と前記被転写層との結合力を低下させる第 4工程と、 前記基板を前記ァモル ファスシリコン層から離脱させる第 5工程とを有し、 前記第 2工程にて形成され る前記被転写層は薄膜トランジス夕を含み、 前記第 1工程にて形成される前記ァ モルファスシリコン層の膜厚は、 前記第 2工程にて形成される前記簿膜トランジ ス夕のチャネル層の膜厚よりも簿く形成されることを特徴とする。
ここで、 この発明では第 1工程にて基板上に形成され、 第 4工程にて光照射に より剥離を生ずる層として、 アモルファスシリコン層を用いている。 このァモル ファスシリコン層は、 第 3 9図に示すように、 膜厚が薄くなるほど、 該ァモルフ ァスシリコン層に光照射されて剥離 (第 3 9図ではアブレーシヨンと称している） を生じさせるに必要な光エネルギーを小さくできる。
ここで、 第 2工程にて形成される被転写層は、 薄膜デバイスとして薄膜卜ラン ジス夕を含んでおり、 そのチャネル層はポリシリコンあるいはアモルファスシリ コンなどのシリコン層にて形成され、 一般に 2 5 nmを越える例えば 5 0 nm程 度の膜厚にて形成される。 この発明では、 第 1工程にて形成される分離層 （アブ レ一シヨン層） としてのアモルファスシリコンの膜厚を、 被転写層中の薄膜トラ ンジス夕のチャネル層よりも薄く形成している。 従って、 光照射工程での消費ェ ネルギ一が低減すると共に、 それに用いる光源装置の小型化が図れる。 さらには、 照射される光エネルギーが少ないために、 万一アモルファスシリコン層から光漏 れして、 その漏れた光が薄膜デバイスに入射しても、 光エネルギーが少ない分だ け簿膜デパイスの特性の劣化が低減する。
また、 アモルファスシリコン層の膜厚の定義に代えて、 該層の膜厚を 2 5 nm 以下と定義する。 上述した通り、 アモルファスシリコン層は、 第 3 9図に示すよ うに、 膜厚が薄くなるほど、 該アモルファスシリコン層に光照射されて剥離を生 じさせるに必要な光エネルギーを小さくでき、 上記した莫厚であれば、 光ェネル ギ一を十分小さくできる。 なお、 アモルファスシリコン層の膜厚範囲は、 5 ~ 2 5 nmとすることが好ましく、 さらに好ましくは 1 5 nm以下、 あるいは 1 I n m以下とすると、 アモルファスシリコン層に光照射されて剥離を生じさせるに必 要な光エネルギーをさらに小さくできる。
また、 前記第 2工程では、 低圧気相成長法 （L P C VD ) にて前記ァモルファ スシリコン層を形成することを特徴とする。 L P C VDにてアモルファスシリコ ン層を形成すると、 プラズマ C V D、 大気圧 ( A P ) C VD、 E C Rなどと比較 して、 密着性が高く、 前記簿膜デバイスを含む被転写層を形成する際に、 水素が 発生し、 膜剥がれ等の不良が発生する危険が少ない。
( 2 ) 基板上の薄膜デバイスを含む被転写層を転写体に転写する方法であって、 前記基板上に、 分離層を形成する工程と、 前記分離層上にシリコン系光吸収層を 形成する工程と、 前記シリコン系光吸収層上に前記簿膜デバイスを含む前記被転 写層を形成する工程と、 前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を接着層を介して 前記転写体に接合する工程と、 前記基板を介して前記分離層に光を照射し、 前記 分離層の層内および/または界面にて剥離を生じさせる工程と、 前記基板を前記 分離層から離脱させる工程と、 を有することを特徴とする。 この発明によれば、 万一分離層から光漏れしても、 その漏れた光は、 簿膜デバ イスに入射する前に、 シリコン系光吸収層に吸収される。 従って、 薄膜デバイス に光が入射することを確実に防止でき、 光入射に起因した薄膜デバイスの特性の 劣化を防止できる。 しかも、 簿膜デバイスを含む被転写層は、 シリコン系光吸収 層上に形成できる。 このため、 光反射効果を有する金属層上に被転写層を形成す る場合のように、 金属汚染の虞がなく、 従来より確立されているシリコン上への 薄 3莫形成技術を利用して、 簿膜デバイスを形成することかできる。
さらに、 前記分離層及び前記光吸収層はアモルファスシリコンにて形成され、 前記分離層及び前記光吸収層間に、 シリコン系の介在層を形成する工程をさらに 設けたことを特徴とする。 第 3 9図で示したように、 照射された光を吸収して、 その光エネルギーが所定値以上となったときに剥離するアモルファスシリコン層 を、 分離層及びシリコン系光吸収層として用いている。 この 2層のアモルファス シリコン層を分離するための介在層としてシリコン系、 例えばシリコン酸化物を 用いている。
( 3 ) 基板上の薄膜デバイスを含む被転写層を転写体に転写する方法であって、 前記基板上に分離層を形成する第 1工程と、 前記分離層上に前記簿膜デバイスを 含む前記被転写層を形成する第 2工程と、 前記薄膜デバイスを含む前記被転写層 を接着層を介して前記転写体に接合する第 3工程と、 前記基板を介して前記分離 層に光を照射し、 前記分離層の層内および/または界面にて剥離を生じさせる第 4工程と、 前記基板を前記分離層から離脱させる第 5工程とを有し、 前記第 4ェ 程では、 前記分離層の層内および/または界面にて剥離を生じた際に前記分離層 の上層に作用する応力を、 前記分離層の上層が有する耐カにより受けとめて、 前 記分離層の上層の変形または破壊を防止することを特徴とする。
この第 4工程にて光照射すると、 分離層を構成する物質か光化字的または熱的 に励起され、 その表面や内部の分子または原子の結合が切断されて、 該分子また は原子が外部に放出される。 この現象は、 主に、 分離層を構成する物質の全部ま たは一部が溶融、 蒸散 （気化） などの相変化を生ずる現象として現れる。 このと き、 上記の分子または原子の放出に伴い、 分離層の上層に応力が作用する。 しか しこの応力は、 分離層の上層が有する耐カにより受けとめられ、 分離層の上層の 変形または破壊が防止される。
このような耐カを考慮して、 分離層の上層を構成する構成層の材質および ま たは厚さを設計すればよい。 例えば接着層の厚さ、 被転写層の厚さ、 転写体の材 質及び厚さのうちの、 一つまたは複数が上記耐カを考慮して設定される。
また、 前記第 4工程の実施前に、 前記分離層の上層となるいずれかの位置にて、 前記耐カを確保するための補強層を形成する工程を、 さらに有することを特徴と する。 この発明では、 分離層の上層を構成する最小限の構成層である接着層、 被 転写層及び転写体のみでは、 上記の耐カを確保できないときに、 補強層を追加す ることで、 薄膜デバイスの変形、 破壊を防止できる。
( 4 ) 基板上に分離層を形成する第 1工程と、 前記分離層上に薄膜デバイスを含 む被転写層を形成する第 2工程と、 前記簿膜デバイスを含む被転写層を接着層を 介して転写体に接合する第 3工程と、 前記分離層に光を照射し、 前記分離層の層 内および/または界面において剥離を生じさせる第 4工程と、 前記基板を前記分 離層から離脱させる第 5工程と、 を有し、 前記基板上の前記薄膜デバイスを含む 前記被転写層を前記転写体に転写する方法であって、 前記第 4工程は、 前記分離 層に局所的に照射されるビームを順次走査してなり、 かつ、 前記ビームにより照 射される N ( Nは 1以上の整数） 番目のビーム照射領域と他の照射領域とが互い に重ならないようにしてビーム走査されることを特徴とする。
特に、 第 4工程では、 分離層のほぼ全面に光を照射するために、 分離層に局所 的に照射されるスポットビーム、 ラインビームなどのビームを、 間欠的に移動走 査している。 なお、 このビーム走査は、 分離層が形成された基板とビーム光源自 体またはその光学系とを相対的に移動させることで実現でき、 相対的移動時に光 照射を続行してもよく、 あるいは移動時に光照射を停止しても良い。 この発明で は、 この間欠的なビーム走査時に、 隣り合うビーム照射領域同士が重ならないよ うにしている。
もし、 各回のビーム照射領域同士が重なった領域では、 分離層の層内および/ または界面において剥離を生じさせるに足る光以上の過度の光が照射される虞が ある。 この過度の光の一部が漏れて分離層を介して薄膜デバイスに入射して、 そ の薄膜デバイスの特性例えば電気的特性を劣化することが本発明者の解析により 判明した。
本発明では、 そのような過度の光が分離層に照射されないため、 薄膜デバイス が転写体に転写された後も、 その薄膜デバイスの本来の特性を維持することがで きる。 なお、 各回のビーム照射領域の間は、 相対移動時にのみ光が照射される低 照射領域となるか、 あるいは移動時に光照射を停止させれば全く光照射されない 非照射領域となる。 従って、 この低照射領域あるいは非照射領域の分離層では剥 離が生じないが、 その両側のビーム照射領域での剥離により、 分離層と基板との 密着性を十分に低減させることができる。
また、 次の 2つの発明は、 薄膜デバイスの特性の劣化を防止又は低減するため に、 各回のビーム走査を上記 （4 ) の発明とは異なる観点から定義している。 この発明は、 前記第 4工程が、 前記分離層に局所的に照射されるビームを順次 走査し、 前記ビームはその中心領域にて光強度が最大となるフラットビーク領域 を有し、 ビーム走査時の N (Nは 1以上の整数） 番目のビーム照射領域と他のビ —ム照射領域とは、 各回のビームの前記フラットビーク領域同士が重ならないよ うにビーム走査されることを特徴とする。
もう一つ発明は、 前記第 4工程が、 前記分離層に局所的に照射されるビームを 順次走査し、 前記ビームはその中心領域にて光強度が最大となり、 ビーム走査時 の N (Nは 1以上の整数） 番目のビーム照射領域と他のビーム照射領域とは、 各 回のビームの最大光強度の 9 0 %以上となるビーム照射有効領域同士が重ならな いようにビーム走査されることを特徴とする。
このように、 各回のビームのフラットピーク領域同士、 あるいは各回のビーム の最大光強度の 9 0 %以上となるビーム照射有効領域同士が重ならないようにビ ーム走査することで、 請求項 1とは異なり、 分離層の同一領域に 2回連続してビ —ム照射される場合も含まれる。
しかし、 その同一領域でのトータルのビーム照射量 （光強度 X時間の和） は、 フラ、ソトピーク領域あるいは最大光強度の 9 0 %以上となるビーム照射有効領域 が 2回連統して同一領域に設定される場合よりも少なくなる。 この結果、 その 2 回のビーム照射で初めてその領域の分離層が剥離する場合があり、 この場合には 上述した過度のビーム照射とはならない。 あるいは、 たとえ 1回目のビーム照射 で分離層が剥離したとしても、 2回目のビーム照射に起因して簿膜デバイスへ入 射される光を少なくでき、 薄膜デバイスの電気的特性の劣化を防止し、 あるいは 低減することができる。
また、 本発明の薄膜デバイスの転写技術 （簿膜構造の転写技術） を用いて、 任 意の基板上に形成される薄膜デバイスは、 分離層を剥離するための光照射工程の 改善により、 その薄膜デバイスの特性が劣化することを防止又は低減できる。 前記薄膜デバイスは、 薄膜トランジスタ （T F T ) であれば、 分離層を剥離す るための光照射工程の改善により、 その T F Tのチャネル層に照射した光がダメ ージを与えて、 オン電流の減少、 オフ電流の増大を引き起こし、 最悪の場合は、 T F Tを破壊してしまうことを防止できる。
5 . さらに、 以上の各発明に関連して、 以下の発明を開示する。
前記転写体に付着している前記分離層を除去する工程を、 さらに有することを 特徴とする。 これは、 不要な分離層を完全に除去するものである。
前記転写体は、 透明基板であることを特徴とする。 例えば、 ソーダガラス基板 等の安価な基板や、 可撓性を有する透明なプラスチックフィルム等を転写体とし て使用できる。 前記転写体は、 被転写層の形成の際の最高温度を T m a xとした とき、 ガラス転移点 （T g ) または軟化点が前記 T m a x以下の材料で構成され ていることを特徴とする。
デバイス製造時の最高温度に耐えられず、 従来は使用できなかった安価なガラ ス基板等を、 自由に使用できるようになる。
前記転写体は、 ガラス転移点 （T g ) または軟化点が、 前記薄膜デバイスの形 成プロセスの最高温度以下であることを特徴とする。 ガラス転移点 （T g ) また は軟化点の上限を規定したものである。 前記転写体は、 合成樹脂またはガラス材 で構成されていることを特徴とする。 例えば、 ブラスチックフィルム等の撓み性 (可撓性） を有する合成樹脂板に薄膜デバイスを転写すれば、 剛性の高いガラス 基板では得られないような優れた特性が実現可能である。 本発明を液晶表示装置 に適用すれば、 しなやかで、 軽くかつ落下にも強いディスプレイ装置が実現する。 また、 上記転写方法を用いて、 合成樹脂基板上に T F Tを転写することにより、 T F Tを用いて構成されたシングルチップマイクロコンビユー夕等の簿膜集積回 路を構成することも可能である。
また、 例えば、 ソーダガラス基板等の安価な基板も転写体として使用できる。 ソーダガラス基板は低価格であり、 経済的に有利な基板である。 ソーダガラス基 板は、 T F T製造時の熱処理によりアル力リ成分が溶出するといつた問題があり、 従来は、 アクティブマトリクス型の液晶表示装置への適用が困難であった。 しか し、 本発明によれば、 すでに完成した薄膜デバイスを転写するため、 上述の熱処 理に伴う問題は解消される。 よってアクティブマトリクス型の液晶表示装置の分 野において、 ソーダガラス基板等の従来問題があった基板も使用可能となる。 前記基板は、 耐熱性を有することを特徴とする。 これにより、 薄膜デバイスの 製造時に所望の高温処理が可能となり、 信頼性が高く高性能の薄膜デパイスを製 造することができる。
前記基板は、 3 1 O nmの光を 1 0 %以上透過する基板であることを特徴とす る。 これにより、 分離層においてアブレーシヨンを生じさせるにたる光エネルギ —を供給できる透光性の基板を用いるものである。
前記基板は、 被転写層の形成の際の最高温度を T m a xとしたとき、 歪み点が 前記 T m a X以上の材料で構成されていることを特徴とする。 簿膜デバイスの製 造時に所望の高温処理が可能となり、 信頼性が高く高性能の薄膜デバイスを製造 することができる。
前記分離層は、 アモルファスシリコンで構成されていることを特徴とする。 ァ モルファスシリコンは光を吸収し、 また、 その製造も容易であり、 実用性が高い。 前記アモルファスシリコンは、 水素 （H ) を 2原子％以上含有することを特徴 とする。 水素を含むアモルファスシリコンを用いた場合、 光の照射に伴い水素が 放出され、 これによつて分離層内に内圧が生じて、 分離層における剥離を促す作 用がある。 前記アモルファスシリコンは、 水素 （H ) を 1 0原子％以上含有する ことを特徴とする。 水素の含有率が増えることにより、 分離層における剥離を促 す作用がより顕著になる。
また、 前記分離層が窒化シリコンからなることを特徴とする。 分離層として窒 化シリコンを用いると、 光の照射に伴い窒素が放出され、 これによつて分離層に おける剥離が促進される。
また、 前記分離層が水素含有合金からなることを特徴とする。 それにより、 分 離層として水素含有合金を用いると、 光の照射に伴い水素が放出され、 これによ つて分離層における剥離が促進される。
また、 前記分離層が窒素含有金属合金からなることを特徴とする。 これにより、 分離層として窒素含有合金を用いると、 光の照射に伴い窒素が放出され、 これに よって分離層における剥離が促進される。
また、 前記分離層は多層膜からなることを特徴とする。 これは、 単層膜に限定 されないことを明らかとしたものである。 この多層膜は、 アモルファスシリコン 膜とその上に形成された金属膜とからなることを特徴とする。
また、 前記分離層は、 セラミックス， 金属， 有機高分子材料の少なくとも一種 から構成されていることを特徴とする。 金属としては、 例えば、 水素含有合金や 窒素含有合金も使用可能である。 この場合、 アモルファスシリコンの場合と同様 に、 光の照射に伴う水素ガスや窒素ガスの放出によって、 分離層における剥離が 促進される。
また、 前記光はレーザ一光であることを特徴とする。 これにより、 レーザー光 はコヒーレント光であり、 分離層内において剥離を生じさせるのに適する。 前記 レーザ一光の波長が、 1 0 0 ηπ！〜 3 5 0 nmであることを特徴とする。 これに より、 短波長で光エネルギーのレーザ一光を用いることにより、 分離層における 剥離を効果的に行うことができる。 上述の条件を満たすレーザーとしては、 例え ば、 エキシマレ一ザ一がある。 エキシマレ一ザ一は、 短波長紫外域の高工ネルギ —のレーザ一光出力が可能なガスレーザーであり、レーザー媒質として希ガス（ A r , K r , X e ) とハロゲンガス （F 2， H C 1 ) とを組み合わせたものを用い ることにより、 代表的な 4種類の波長のレーザ一光を出力することができる （X e F = 351 nm, XeCl = 308 nm, K r F = 248 nm, Ar F= 19 3nm) 。 エキシマレ一ザ一光の照射により、 基板上に設けられている分離層に おいて、 熱影響のない分子結合の直接の切断やガスの蒸発等の作用を生じせしめ ることができる。
また、 前記レーザー光の波長が 350 nm〜l 20 Onmであることを特徴と する。 分離層において、 例えばガス放出， 気化， 昇華等の相変化を起こさせて分 離特性を与える場合には、 波長が 35 Onm〜l 200 nm程度のレーザー光も 使用可能である。
また、 前記薄膜デバイスは薄膜トランジスタ （TFT) であることを特徴とす る。 さらに、 TFTを CMOS型の TFTとすることを特徴とする。
高性能な T FTを、所望の転写体上に自由に転写（形成）できる。よって、種々 の電子回路をその転写体上に搭載することも可能となる。 すなわち、 以上の各発 明を用いることにより、 前記転写体に転写された薄膜デバイスを含んで構成され る簿膜集積回路装置を実現できる。 また、 マトリクス状に配置された薄膜トラン ジス夕と、 その簿膜トランジスタの一端に接続された画素電極とを含んで画素部 が構成され、 前記画素部の薄膜トランジスタを転写することにより製造されたァ クティブマ卜リクス基板を有する液晶表示装置を実現できる。
〔図面の簡単な説明〕
第 1図〜第 8図は本発明の剥離方法の第 1の実施の形態の工程を示す断面図で 第 9図〜第 16図は本発明の剥離方法の第 2の実施の形態の工程を示す断面図 である。
第 17図〜第 22図は本発明の薄膜素子の転写方法の第 3の実施の形態の工程 を示す断面図である。
第 23図は第 1の基板 （第 17図の基板 100)のレーザ一光の波長に対する 透過率の変化を示す図である。 第 2 4図〜第 3 4図は本発明の簿膜素子の転写方法の第 4の実施の形態の工程 を示す断面図である。
第 3 5図 （a ) ( b ) は本発明を用いて製造されたマイクロコンビユー夕の斜 視図である。
第 3 6図は液晶表示装置の構成を說明するための図である。 第 3 7図は液晶表 示装置の要部の構成を説明するための図である。
第 3 8図は本発明の薄膜素子の転写方法の変形例を説明すための図である。 第 3 9図は分離層をアモルファスシリコンにて形成した場合の、 アブレーショ ンするに至る経緯の、 分離層の光吸収エネルギーと膜厚との相関関係を示す図で ある。
第 4 0図は分離層であるアモルファスシリコン層の上に、 シリコン系介在層を 介して光吸収層となるアモルファスシリコン層を配置した変形例を示す図である。 第 4 1図は分離層の上に、 分離層とは異なる材質のシリコン系光吸収層を配置し た変形例を示す図である。
第 4 2図 （A) 〜 （E ) は、 分離層の剥離時に薄膜デバイスの変形または破壊 を防止するための補強層を配置した変形例を示す図である。
第 4 3図は本発明の薄膜デバイスの転写方法の一工程である分離層へのビーム スキャン動作を説明するための図である。 第 4 4図は第 4 2図のビームスキャン を説明するための平面図である。 第 4 5図は本発明の薄膜デバイスの転写方法の 一工程である分離層へのビームスキャン動作の他の例を説明するための図である 第 4 6図は第 4 5図に示すビ一ムスキャンに用いられるビームの光強度分布を示 す特性図である。 第 4 7図は第 4 5図に示すビームスキャンに用いられるビーム の他の光強度分布を示す特性図である。
〔発明を実施するための最良の形態〕
以下、 本発明の剥離方法の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。 〔第 1の実施の形態〕
第 1図〜第 8図は、 それそれ、 本発明の剥離方法の第 1実施例の工程を示す断 面図である。 以下、 これらの図に基づいて、 本発明の剥離方法 （転写方法） のェ 程を順次説明する。
[ 1 ] 第 1図に示すように、基板 1の片面（分離層形成面 1 1 ) に、分離層（光 吸収層） 2を形成する。 基板 1は、 基板 1側から照射光 7を照射する場合、 その 照射光 7が透過し得る透光性を有するものであるのが好ましい。 この場合、 照射 光 7の透過率は、 1 0 %以上であるのが好ましく、 5 0 %以上であるのがより好 ましい。 この透過率が低過ぎると、 照射光 7の減衰 （ロス） が大きくなり、 分離 層 2を剥離するのにより大きな光量を必要とする。
また、 基板 1は、 信頼性の高い材料で構成されているのが好ましく、 特に、 耐 熱性に優れた材料で構成されているのが好ましい。 その理由は、 例えば後述する 被転写層 4や中間層 3を形成する際に、 その種類や形成方法によってはプロセス 温度が高くなる （例えば 3 5 0 ~ 1 0 0 0 °C程度） ことがあるが、 その場合でも、 基板 1が耐熱性に優れていれば、 基板 1上への被転写層 4等の形成に際し、 その 温度条件等の成膜条件の設定の幅が広がるからである。
従って、 基板 1は、 被転写層 4の形成の際の最高温度を T m a xとしたとき、 歪点が T m a x以上の材料で構成されているものが好ましい。 具体的には、 基板 1の構成材料は、 歪点が 3 5 0 °C以上のものが好ましく、 5 0 0 °C以上のものが より好ましい。 このようなものとしては、 例えば、 石英ガラス、 ソーダガラス、 コ一ニング 7 0 5 9、 日本電気ガラス O A— 2等の耐熱性ガラスが挙げられる。 なお、 後述する分離層 2、 中間層 3および被転写層 4の形成の際のプロセス温 度を低くするのであれば、 基板 1についても、 融点の低い安価なガラス材ゃ合成 樹脂を用いることができる。
また、 基板 1の厚さは、 特に限定されないが、 通常は、 0 . 1〜5 . 0 mm程 度であるのが好ましく、 0 . 5〜 1 . 5 mm程度であるのがより好ましい。 基板 1の厚さが薄過ぎると強度の低下を招き、 厚過ぎると、 基板 1の透過率が低い場 合に、 照射光 7の減衰を生じ易くなる。 なお、 基板 1の照射光 7の透過率が高い 場合には、 その厚さは、 前記上限値を超えるものであってもよい。
なお、 照射光 7を均一に照射できるように、 基板 1の分離層形成部分の厚さは、 均一であるのが好ましい。 また、 基板 1の分離層形成面 1 1や、 照射光入射面 1 2は、 図示のごとき平面に限らず、 曲面であってもよい。 本発明では、 基板 1を エッチング等により除去するのではなく、 基板 1と被転写層 4との間にある分離 層 2を剥離して基板 1を離脱させるため、 作業が容易であるとともに、 例えば比 較的厚さの厚い基板を用いる等、 基板 1に関する選択の幅も広い。
次に、 分離層 2について説明する。 分離層 2は、 後述する照射光 7を吸収し、 その層内および/または界面 2 aまたは 2 bにおいて剥離 （以下、 「層内剥離 j、
「界面剥離」 と言う） を生じるような性質を有するものであり、 好ましくは、 照 射光 7の照射により、 分離層 2を構成する物質の原子間または分子間の結合力が 消失または減少すること、 現実的には、 アブレ一シヨン等を生ぜしめることによ り層内剥離および/または界面剥離に至るものである。 さらに、 照射光 7の照射 により、 分離層 2から気体が放出され、 分離効果が発現される場合もある。 すな わち、 分離層 2に含有されていた成分が気体となって放出される場合と、 分離層
2が光を吸収して一瞬気体になり、 その蒸気が放出され、 分離に寄与する場合と がある。
このような分離層 2の組成としては、 例えば次のようなもの①〜⑥が挙げられ る。
① 非晶質シリコン （a— S i ) ：
この非晶質シリコン中には、 H (水素） が含有されていてもよい。 この場合、 Hの含有量は、 2 & ％以上程度であるのが好ましく、 2〜2 0 at%程度であるの がより好ましい。 このように、 Hが所定量含有されていると、 照射光 7の照射に より、 水素が放出され、 分離層 2に内圧が発生し、 それが上下の薄膜を剥離する 力となる。 非晶質シリコン中の Hの含有量は、 成膜条件、 例えば C V Dにおける ガス組成、 ガス圧、 ガス雰囲気、 ガス流量、 温度、 基板温度、 投入パワー等の条 件を適宜設定することにより調整することができる。
② 酸化ケィ素またはケィ酸化合物、 酸化チタンまたはチタン酸化合物、 酸化 ジルコニウムまたはジルコン酸化合物、 酸化ランタンまたはランタン酸化合物等 の各種酸化物セラミックス、 誘電体 （強誘電体） あるいは半導体： 上記の酸化ケィ素としては、 SiO、 S i02 、 S i 302 が挙げられ、 ケィ 酸化合物としては、 例えば K2 S i03 、 Li2 S i03 、 CaS i03 、 Z rSi04、 Na2 S i03 が挙げられる。 上記の酸化チタンとしては、 T iO、 Ti 2 03 、 Ti02 が挙げられ、 チタン酸化合物としては、 例えば、 BaTi 0い BaT i 03 、 Ba2Ti9O20、 BaTi 50„、 CaT i 03 、 S r Ti03 、 PbTi03、 MgTi03 、 ZrTi02 、 SnT i04 、 A12 TiOい FeTi03が挙げられる。 上記の酸化ジルコニウムとしては、 Zr 02 が挙げられ、ジルコン酸化合物としては、例えば B a Z r03、 Z r S i 04、 PbZr03、 MgZr03、 K2 Zr03が挙げられる。
③ PZT、 PLZT、 PLLZT、 P B Z T等のセラミックスあるいは誘電 体 （強誘電体） ：
④ 窒化珪素、 窒化アルミ、 窒化チタン等の窒化物セラミックス ：
⑤ 有機高分子材料：
有機高分子材料としては、 一 CH2 ―、一 CO— (ケトン）、一 CONH—（ァ ミド） 、 一 NH— (ィミ ド） 、 一 COO— （エステル） 、 一 N = N— (ァゾ） 、 -CH = N- (シフ） 等の結合 （照射光 7の照射によりこれらの結合が切断され る） を有するもの、 特にこれらの結合を多く有するものであればいかなるもので もよい。 また、 有機高分子材料は、 構成式中に芳香族炭化水素 （1または 2以上 のベンゼン環またはその縮合環） を有するものであってもよい。 このような有機 高分子材料の具体的例としては、 ボリエチレン、 ポリプロピレンのようなポリオ レフイン、 ポリイミ ド、 ポリアミ ド、 ポリエステル、 ボリメチルメタクリレート
(PMMA)、 ポリフエ二レンサルフアイ ド （PPS)、 ポリエーテルスルホン
(PES)、 エポキシ樹脂等が挙げられる。
⑥ 金属：
金属としては、 例えば、 Al、 Li、 T i、 Mn、 In、 Sn、 Y、 La、 C e、 Nd、 Pr、 Gd、 Sm、 またはこれらのうちの少なくとも 1種を含む合金 が挙げられる。
次に、 分離層 2の厚さは、 剥離目的や分離層 2の組成、 層構成、 形成方法等の 諸条件により異なるが、 通常は、 1 ηπ！〜 20 m程度であるのが好ましく、 1 Οηπ！〜 2 程度であるのがより好ましく、 40 nm〜 1〃m程度であるのが さらに好ましい。 分離層 2の膜厚が小さすぎると、 成膜の均一性が損なわれ、 录 ij 離にムラが生じることがあり、 また、 膜厚が厚すきると、 分離層 2の良好な剥離 性を確保するために、 照射光 7のパワー （光量） を大きくする必要があるととも に、 後に分離層 2を除去する際にその作業に時間がかかる。 なお、 分離層 2の膜 厚は、 できるだけ均一であるのが好ましい。
分離層 2の形成方法は、 特に限定されず、 膜組成や膜厚等の諸条件に応じて適 宜選択される。 例えば、 CVD (MOCVD、 低圧 CVD、 ECR— CVDを含 む） 、 蒸着、 分子線蒸着 （MB)、 スパッタリング、 イオンプレーティング、 P VD等の各種気相成膜法、 電気メツキ、 浸漬メツキ （デイツビング） 、 無電解メ ツキ等の各種メツキ法、 ラングミュア 'ブロジェヅト （LB)法、 スビンコ一卜、 スプレーコート、 ロールコート等の塗布法、 各種印刷法、 転写法、 インクジエツ ト法、 粉末ジェット法等が挙げられ、 これらのうちの 2以上を組み合わせて形成 することもできる。 例えば、 分離層 2の組成が非晶質シリコン （a— S i) の場 合には、 CVD、 特に低圧 CVDやプラズマ CVDにより成膜するのが好ましい。 また、 分離層 2をゾル—ゲル法によるセラミックスで構成する場合や、 有機高分 子材料で構成する場合には、 塗布法、 特にスピンコートにより成膜するのが好ま しい。 また、 分離層 2の形成は、 2工程以上の工程 （例えば、 層の形成工程と熱 処理工程） で行われてもよい。
[2] 第 2図に示すように、 分離層 2の上に中間層 （下地層） 3を形成する。 この中間層 3は、 種々の形成目的で形成され、 例えば、 製造時または使用時に おいて後述する被転写層 4を物理的または化学的に保護する保護層、 絶縁層、 導 電層、照射光 7の遮光層、被転写層 4へのまたは被転写層 4からの成分の移行（マ ィグレ一シヨン） を阻止するバリア層、 反射層としての機能の内の少なくとも 1 つを発揮するものが挙げられる。
この中間層 3の組成としては、 その形成目的に応じて適宜設定され、 例えば、 非晶質シリコンによる分離層 2と薄膜トランジスタによる被転写層 4との間に形 成される中間層 3の場合には、 S i 02 等の酸化ケィ素が挙げられ、 分離層 2と P Z Tによる被転写層 4との間に形成される中間層 3の場合には、 例えば、 P t、 A u、 W、 T a、 M o、 A l、 C r、 T iまたはこれらを主とする合金のような 金属が挙げられる。 このような中間層 3の厚さは、 その形成目的や発揮し得る機 能の程度に応じて適宜決定されるが、 通常は、 1 0 nm〜5〃m程度であるのが 好ましく、 4 0 ηπ！〜 程度であるのがより好ましい。 また、 中間層 3の形 成方法も、 前記分離層 2で挙げた形成方法と同様の方法が挙げられる。 また、 中 間層 3の形成は、 2工程以上の工程で行われてもよい。
なお、 このような中間層 3は、 同一または異なる組成のものを 2層以上形成す ることもできる。 また、 本発明では、 中間層 3を形成せず、 分離層 2上に直接被 転写層 4を形成してもよい。
[ 3 ] 第 3図に示すように、 中間層 3の上に被転写層 （被剥離物） 4を形成す る。 被転写層 4は、 後述する転写体 6へ転写される層であって、 前記分離層 2で 挙げた形成方法と同様の方法により形成することができる。
被転写層 4の形成目的、 種類、 形態、 構造、 組成、 物理的または化学的特性等 は、 特に限定されないが、 転写の目的や有用性を考慮して、 薄膜、 特に機能性薄 膜または簿膜デバイスであるのが好ましい。 機能性薄膜および薄膜デバイスとし ては、 例えば、 薄膜トランジスタ、 薄膜ダイオード、 その他の簿膜半導体デバイ ス、 電極 （例： I T O、 メサ膜のような透明電極） 、 太陽電池やイメージセンサ 等に用いられる光電変換素子、 スイッチング素子、 メモリー、 圧電素子等のァク チユエ一夕、 マイクロミラー （ビエゾ簿膜セラミックス） 、 磁気記録媒体、 光磁 気記録媒体、 光記録媒体等の記録媒体、 磁気記録簿膜ヘッド、 コイル、 インダク 夕一、 簿膜高透磁材料およびそれらを組み合わせたマイクロ磁気デバイス、 フィ ル夕一、 反射膜、 ダイクロイツクミラー、 偏光素子等の光学薄膜、 半導体薄膜、 超伝導薄膜 （例： Y B C O薄膜） 、 磁性簿膜 、 金属多層薄膜、 金属セラミック 多層薄膜、 金属半導体多層簿膜、 セラミック半導体多層薄膜、 有機薄膜と他の物 質の多層薄膜等が挙げられる。 このなかでも、 特に、 薄膜デバイス、 マイクロ磁 気デバイス、 マイクロ三次元構造物の構成、 ァクチユエ一夕、 マイクロミラ一等 に適用することの有用性が高く、 好ましい。
このような機能性薄膜または薄膜デバイスは、 その形成方法との関係で、 通常、 比較的高いプロセス温度を絰て形成される。 従って、 この場合、 前述したように、 基板 1としては、 そのプロセス温度に耐え得る信頼性の高いものが必要となる。 なお、 被転写層 4は、 単層でも、 複数の層の積層体でもよい。 さらには、 前記 簿膜トランジスタ等のように、 所定のパターンニングが施されたものであっても よい。 被転写層 4の形成 （積層） 、 パターンニングは、 それに応じた所定の方法 により行われる。 このような被転写層 4は、 通常、 複数の工程を絰て形成される。 薄膜トランジスタによる被転写層 4の形成は、 例えば、 特公平 2— 5 0 6 3 0 公報や、 文献： H. Ohshima et al： International Symposium Digest of Technical Papers SID 1983 " B/W and Color LC Video Display Addressed by Poly Si TFTs" に記載された方法に従って行うことができる。
また、 被転写層 4の厚さも特に限定されず、 その形成目的、 機能、 組成、 特性 等の諸条件に応じて適宜設定される。 被転写層 4が薄膜トランジスタの場合、 そ の合計厚さは、 好ましくは 0 . 5〜2 0 0 m程度、 より好ましくは 0 . 5〜1 程度とされる。 また、 その他の,薄膜の場合、 好適な合計厚さは、 さらに広 い範囲でよく、 例えば 5 0 nm〜 l 0 0 0 / m程度とすることができる。
なお、 被転写層 4は、 前述したような薄膜に限定されず、 例えば、 塗布膜ゃシ —卜のような厚膜であってもよく、 さらには、 例えば粉体のような膜 （層） を構 成しない被転写物または被剥離物であってもよい。
[ 4 ] 第 4図に示すように、 被転写層 （被剥離物） 4上に接着層 5を形成し、 該接着層 5を介して転写体 6を接着 （接合） する。 接着層 5を構成する接着剤の 好適な例としては、 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、 嫌気硬化型接着剤等の各種硬化型接着剤が挙げられる。 接着 剤の組成としては、 例えば、 エポキシ系、 ァクリレー卜系、 シリコーン系等、 い かなるものでもよい。 このような接着層 5の形成は、 例えば、 塗布法によりなさ ォし
前記硬化型接着剤を用いる場合、 例えば被転写層 4上に硬化型接着剤を塗布し、 その上に後述する転写体 6を接合した後、 硬化型接着剤の特性に応じた硬化方法 により前記硬化型接着剤を硬化させて、 被転写層 4と転写体 6とを接着、 固定す る。 光硬化型接着剤を用いる場合は、 透光性の転写体 6を未硬化の接着層 5上に 配置した後、 転写体 6上から硬化用の光を照射して接着剤を硬化させることが好 ましい。 また、 基板 1が透光性を有するものであれば、 基板 1と転写体 6の両側 から硬化用の光を照射して接着剤を硬化させれば、 硬化が確実となり好ましい。 なお、 図示と異なり、 転写体 6側に接着層 5を形成し、 その上に被転写層 4を 接着してもよい。 また、 被転写層 4と接着層 5との間に、 前述したような中間層 を設けてもよい。 また、 例えば転写体 6自体が接着機能を有する場合等には、 接 着層 5の形成を省略してもよい。
転写体 6としては、 特に限定されないが、 基板 （板材） 、 特に透明基板が挙げ られる。 なお、 このような基板は、 平板であっても、 湾曲板であってもよい。 ま た、 転写体 6は、 前記基板 1に比べ、 耐熱性、 耐食性等の特性が劣るものであつ てもよい。 その理由は、 本発明では、 基板 1側に被転写層 4を形成し、 その後、 該被転写層 4を転写体 6に転写するため、 転写体 6に要求される特性、 特に耐熱 性は、 被転写層 4の形成の際の温度条件等に依存しないからである。
従って、 被転写層 4の形成の際の最高温度を T m a xとしたとき、 転写体 6の 構成材料として、 ガラス転移点 （T g ) または軟化点が T m a x以下のものを用 いることができる。 例えば、 転写体 6は、 ガラス転移点 （T g ) または軟化点が 好ましくは 8 0 0 °C以下、 より好ましくは 5 0 0 nC以下、 さらに好ましくは 3 2 0 °C以下の材料で構成することができる。
また、 転写体 6の機械的特性としては、 ある程度の剛性 （強度） を有するもの が好ましいが、 可撓性、 弾性を有するものであってもよい。 このような転写体 6 の構成材料としては、 各種合成樹脂または各種ガラス材が挙げられ、 特に、 各種 合成樹脂や通常の （低融点の） 安価なガラス材が好ましい。
合成樹脂としては、 熱可塑性樹脂、 熱硬化性樹脂のいずれでもよく、 例えば、 ポリエチレン、 ポリプロピレン、 エチレン一プロピレン共重合体、 エチレン一酢 酸ビニル共重合体 （E V A ) 等のポリオレフイン、 環状ポリオレフイン、 変性ポ リオレフイン、 ポリ塩化ビニル、 ポリ塩化ビニリデン、 ポリスチレン、 ポリアミ ド、 ポリイミ ド、 ポリアミ ドイミ ド、 ボリカーボネート、 ポリ一 （4ーメチルぺ ンテン一 1) 、 アイオノマー、 アクリル系樹脂、 ポリメチルメタクリレート （P MMA)、 アクリロニトリル一ブタジエン一スチレン共重合体 （ABS樹脂） 、 アクリロニトリル一スチレン共重合体 （AS樹脂） 、 ブタジエン一スチレン共重 合体、 ポリオキシメチレン、 ポリビニルアルコール （PVA)、 エチレン一ビニ ルアルコール共重合体 （EVOH)、 ポリエチレンテレフ夕レート （PET)、 ポリブチレンテレフ夕レート （PB T)、ポリシクロへキサンテレフ夕レート（P CT)等のポリエステル、 ポリエーテル、 ポリエーテルケトン （PEK)、 ポリ エーテルエーテルケトン（PEEK：)、ポリェ一テルイミ ド、 ポリアセ夕一ル（P OM)、 ポリフエ二レンォキシド、 変性ポリフエ二レンォキシド、 ポリサルフォ ン、 ポリフエ二レンサルフアイ ド （PPS)、 ポリエーテルスルホン （PES)、 ポリアリレート、 芳香族ポリエステル （液晶ポリマ一） 、 ポリテトラフルォロェ チレン、 ポリフッ化ビニリデン、 その他フッ素系樹脂、 スチレン系、 ポリオレフ イン系、 ポリ塩化ビニル系、 ポリウレタン系、 ポリエステル系、 ポリアミ ド系、 ポリブタジエン系、 トランスポリイソプレン系、 フッ素ゴム系、 塩素化ポリェチ レン系等の各種熱可塑性エラストマ一、 エポキシ樹^ ί、 フエノ一ル樹脂、 ユリア 樹脂、 メラミン樹脂、 不飽和ポリエステル、 シリコーン樹脂、 ポリウレタン等、 またはこれらを主とする共重合体、 ブレンド体、 ポリマ一ァロイ等が挙げられ、 これらのうちの 1種または 2種以上を組み合わせて （例えば 2層以上の積層体と して） 用いることができる。
ガラス材としては、 例えば、 ケィ酸ガラス （石英ガラス） 、 ケィ酸アルカリガ ラス、 ソ一ダ石灰ガラス、 カリ石灰ガラス、 鉛 （アルカリ） ガラス、 バリウムガ ラス、 ホウケィ酸ガラス等が挙げられる。 このうち、 ケィ酸ガラス以外のものは、 ケィ酸ガラスに比べて融点が低く、 また、 成形、 加工も比較的容易であり、 しか も安価であり、 好ましい。
転写体 6として合成樹脂で構成されたものを用いる場合には、 大型の転写体 6 を一体的に成形することができるとともに、 湾曲面や凹凸を有するもの等の複雑 な形状であっても容易に製造することができ、 また、 材料コスト、 製造コストも 安価であるという種々の利点が享受できる。 従って、 大型で安価なデバイス （例 えば、 液晶ディスプレイ） を容易に製造することができるようになる。
なお、 転写体 6は、 例えば、 液晶セルのように、 それ自体独立したデバイスを 構成するものや、 例えばカラーフィルター、 電極層、 誘電体層、 絶縁層、 半導体 素子のように、 デバイスの一部を構成するものであってもよい。 さらに、 転写体 6は、 金属、 セラミックス、 石材、 木材、 紙等の物質であってもよいし、 ある品 物を構成する任意の面上（時計の面上、エアコンの表面上、 プリン卜基板の上等）、 さらには壁、 柱、 梁、 天井、 窓ガラス等の構造物の表面上であってもよい。
[ 5 ] 第 5図に示すように、 基板 1の裏面側 （照射光入射面 1 2側） から照射 光 7を照射する。 この照射光 7は、 基板 1を透過した後、 界面 2 a側から分離層 2に照射される。 これにより、 第 6図または第 7図に示すように、 分離層 2に層 内剥離および/または界面剥離が生じ、 結合力が減少または消滅するので、 基板 1と転写体 6とを離間させると、 被転写層 4が基板 1から離脱して、 転写体 6へ 転写される。
なお、 第 6図は、 分離層 2に層内剥離が生じた場合を示し、 第 7図は、 分離層 2に界面 2 aでの界面剥離が生じた場合を示す。 分離層 2の層内剥離および/ま たは界面剥離が生じる原理は、 分離層 2の構成材料にアブレ一シヨンが生じるこ と、 また、 分離層 2内に内蔵しているガスの放出、 さらには照射直後に生じる溶 融、 蒸散等の相変化によるものであることが推定される。
ここで、 アブレーシヨンとは、 照射光を吸収した固体材料 （分離層 2の構成材 料） が光化学的または熱的に励起され、 その表面や内部の原子または分子の結合 が切断されて放出することを言い、 主に、 分離層 2の構成材料の全部または一部 が溶融、 蒸散 （気化） 等の相変化を生じる現象として現れる。 また、 前記相変化 によって微小な発泡状態となり、 結合力が低下することもある。 分離層 2が層内 剥離を生じるか、 界面剥離を生じるか、 またはその両方であるかは、 分離層 2の 組成や、 その他種々の要因に左右され、 その要因の 1つとして、 照射光 7の種類、 波長、 強度、 到達深さ等の条件が挙げれる。 照射光 7としては、 分離層 2に層内剥離および/または界面剥離を起こさせる ものであればいかなるものでもよく、 例えば、 X線、 紫外線、 可視光、 赤外線（熱 線） 、 レーザ光、 ミリ波、 マイクロ波、 電子線、 放射線 （ひ線、 ^線、 ァ線） 等 が挙げられるが、 そのなかでも、 分離層 2の剥離 （アブレ一シヨン） を生じさせ 易いという点で、 レーザ光が好ましい。
このレーザ光を発生させるレーザ装置としては、 各種気体レーザ、 固体レーザ (半導体レーザ） 等が挙げられるが、 エキシマレ一ザ、 N d— YA Gレーザ、 A rレーザ、 C 02 レーザ、 C Oレーザ、 H e— N eレーザ等が好適に用いられ、 その中でもエキシマレーザが特に好ましい。 エキシマレーザは、 短波長域で高工 ネルギーを出力するため、 極めて短時間で分離層 2にアブレーシヨンを生じさせ ることができ、 よって、 隣接するまたは近傍の中間層 3、 被転写層 4、 基板 1等 に温度上昇をほとんど生じさせることなく、 すなわち劣化、 損傷を生じさせるこ となく分離層 2を剥離することができる。
また、 分離層 2にアブレ一シヨンを生じさせるに際しての照射光に波長依存性 がある場合、 照射されるレーザ光の波長は、 1 0 0〜3 5 0 nm程度であるのが 好ましい。
また、 分離層 2に、 例えばガス放出、 気化、 昇華等の相変化を起こさせて分離 特性を与える場合、 照射されるレーザ光の波長は、 3 5 0〜 1 2 0 0 n m程度で あるのが好ましい。
また、 照射されるレーザ光のエネルギー密度、 特に、 エキシマレーザの場合の エネルギー密度は、 1 0 ~ 5 0 0 O mJ /cm2程度とするのが好ましく、 1 0 0〜 1 0 0 O m J/cm2程度とするのがより好ましい。 また、 照射時間は、 1〜 1 0 0 O n s e c程度とするのが好ましく、 1 0〜1 0 O n s e c程度とするのがより 好ましい。 エネルギー密度が低いかまたは照射時間が短いと、 十分なアブレーシ ヨン等が生じず、 また、 エネルギー密度が髙いかまたは照射時間が長いと、 分離 層 2および中間層 3を透過した照射光により被転写層 4へ悪影響を及ぼすことが ある。
このようなレ一ザ光に代表される照射光 7は、 その強度が均一となるように照 射されるのが好ましい。 照射光 7の照射方向は、 分離層 2に対し垂直な方向に限 らず、 分離層 2に対し所定角度傾斜した方向であってもよい。
また、 分離層 2の面積が照射光の 1回の照射面積より大きい場合には、 分離層 2の全領域に対し、 複数回に分けて照射光を照射することもできる。 また、 同一 箇所に 2回以上照射してもよい。 また、 異なる種類、 異なる波長 （波長域） の照 射光 （レーザ光） を同一領域または異なる領域に 2回以上照射してもよい。
[ 6 ] 第 8図に示すように、 中間層 3に付着している分離層 2を、 例えば洗浄、 エッチング、 アツシング、 研磨等の方法またはこれらを組み合わせた方法により 除去する。 第 6図に示すような分離層 2の層内剥離の場合には、 基板 1に付着し ている分離層 2も同様に除去する。
なお、 基板 1が石英ガラスのような高価な材料、 希少な材料で構成されている 場合等には、 基板 1は、 好ましくは再利用 （リサイクル） に供される。 換言すれ ば、 再利用したい基板 1に対し、 本発明を適用することができ、 有用性が高い。 以上のような各工程を経て、 被転写層 4の転写体 6への転写が完了する。 その 後、 被転写層 4に隣接する中間層 3の除去や、 他の任意の層の形成等を行うこと もできる。
本発明では、 被剥離物である被転写層 4自体を直接剥離するのではなく、 被転 写層 4に接合された分離層 2において剥離するため、 被剥離物 （被転写層 4 ) の 特性、 条件等にかかわらず、 容易かつ確実に、 しかも均一に剥離 （転写） するこ とができ、 剥離操作に伴う被剥離物 （被転写層 4 ) へのダメージもなく、 被転写 層 4の高い信頼性を維持することができる。
また、 図示の実施例では、 被転写層 4の転写体 6への転写方法について説明し たが、 本発明の剥離方法は、 このような転写を行わないものであってもよい。 こ の場合には、 前述した被転写層 4に代えて、 被剥離物とされる。 この被剥離物は、 層状のもの、 層を構成しないもののいずれでもよい。
また、 被剥離物の剥離目的は、 例えば、 前述したような薄膜（特に機能性薄膜） の不要部分の除去 （トリミング） 、 ゴミ、 酸化物、 重金属、 炭素、 その他不純物 等のような付着物の除去、 それを利用した基板等のリサイクル等いかなるもので あってもよい。
また、 転写体 6は、 前述したものに限らず、 例えば、 各種金属材料、 セラミツ クス、 炭素、 紙材、 ゴム等、 基板 1と全く性質が異なる材料 （透光性の有無を問 わない） で構成されたものでもよい。 特に、 転写体 6が、 被転写層 4を直接形成 することができないかまたは形成するのに適さない材料の場合には、 本発明を適 用することの価値が高い。
また、 図示の実施例では、 基板 1側から照射光 7を照射したが、 例えば、 付着 物 （被剥離物） を除去する場合や、 被転写層 4が照射光 7の照射により悪影響を 受けないものの場合には、 照射光 7の照射方向は前記に限定されず、 基板 1と反 対側から照射光を照射してもよい。
以上、 本発明の剥離方法を図示の実施例について説明したが、 本発明は、 これ に限定されるものではない。
例えば、 分離層 2の面方向に対し部分的に、 すなわち所定のパターンで照射光 を照射して、 被転写層 4を前記パターンで剥離または転写するような構成であつ てもよい （第 1の方法） 。 この場合には、 前記 [ 5 ] の工程に際し、 基板 1の照 射光入射面 1 2に対し、 前記パターンに対応するマスキングを施して照射光 7を 照射するか、 あるいは、 照射光 7の照射位置を精密に制御する等の方法により行 うことができる。
また、 分離層 2を基板 1の分離層形成面 1 1全面に形成するのではなく、 分離 層 2を所定のパターンで形成することもできる （第 2の方法） 。 この場合、 マス キング等により分離層 2を予め所定のパターンに形成するか、 あるいは、 分離層 2を分離層形成面 1 1の全面に形成した後、 エッチング等によりパターンニング またはトリミングする方法が可能である。
以上のような第 1の方法および第 2の方法によれば、 被転写層 4の転写を、 そ のパターンニングゃトリミングと共に行うことができる。
また、 前述した方法と同様の方法により、 転写を 2回以上繰り返し行ってもよ い。 この場合、 転写回数が偶数回であれば、 最後の転写体に形成された被転写層 の表 ·裏の位置関係を、 最初に基板 1に被転写層を形成した状態と同じにするこ とができる。
また、 大型の透明基板 （例えば、 有効領域が 90 Omm 160 Omm) を転 写体 6とし、 小型の基板 1 (例えば、 有効領域が 45 mmx 4 Omm) に形成し た小単位の被転写層 4 (簿膜トランジスタ） を複数回 （例えば、 約 800回） 好 ましくは隣接位置に順次転写して、 大型の透明基板の有効領域全体に被転写層 4 を形成し、 最終的に前記大型の透明基板と同サイズの液晶ディスプレイを製造す ることもできる。 次に、 第 1の実施の形態における具体的な実施例について説明する。
(実施例 1 )
縦 5 Ommx横 5 Ommx厚さ 1. 1 mmの石英基板 （軟化点： 1630。C、 歪点： 1070°C、 エキシマレーザの透過率：ほぽ 100%) を用意し、 この石 英基板の片面に、 分離層 （レーザ光吸収層） として非晶質シリコン （a— S i) 膜を低圧 CVD法 （Si2 H 6ガス、 425°C) により形成した。 分離層の膜厚 は、 100 nmであった。
次に、 分離層上に、 中間層として S i 02 膜を ECR— CVD法 （S i H 4 + 02 ガス、 100°C) により形成した。 中間層の膜厚は、 200 nmであった。 次に、 中間層上に、 被転写層として膜厚 5 Onmの多結晶 （ポリ） シリコン膜 を CVD法 （S i2 H 6ガス） により形成した。 その後、 このポリシリコン膜に 対し、 所定のパターンニングを施し、 簿膜トランジスタのソース · ドレイン -チ ャネルとなる領域を形成した。 この後、 1000。 C以上の高温によりポリシリ コン膜表面を熱酸化してゲート絶縁膜 S i02 を形成した後、 ゲート絶縁膜上に ゲート電極 （ポリシリコンに Mo等の高融点金属が積層形成された構造） を形成 し、 ゲート電極をマスクとしてイオン注入することによって、 自己整合的 （セル ファライン） にソース ' ドレイン領域を形成し、 薄膜トランジスタを形成した。 なお、 上記のような高温プロセスではなく、 低温プロセスを用いても同様の特 性の簿膜トランジスタが形成できる。 例えば、 分離層上に、 中間層としての S i 02 膜上に、 被転写層として膜厚 5 Onmの非晶質シリコン膜を低圧 CVD法 (S i 2 H 6ガス， 425。C) により形成し、 この非晶質シリコン膜にレーザー 光 （波長 308 nm) を照射して、 結晶化させ、 ポリシリコン膜をとした。 その 後、 このポリシリコン膜に対し、 所定のパターンニングを施し、 薄膜トランジス 夕のソース · ドレイン ·チャネルとなる領域を形成した。 この後、 低圧 CVD法 によりポリシリコン膜上にゲート絶縁膜 S i02 を堆積した後、 ゲート絶縁膜上 にゲート電極 （ポリシリコンに Mo等の高融点金属が積層形成された構造） を形 成し、 ゲート電極をマスクとしてイオン注入することによって、 自己整合的 （セ ルファライン） にソース ' ドレイン領域を形成し、 簿膜トランジスタを形成した。 この後、 必要に応じて、 ソース ' ドレイン領域に接続される電極及び配線、 ゲ 一卜電極につながる配線が形成される。 これらの電極や配線には A 1が使用され るが、 これに限定されるものではない。 また、 後工程のレーザ一照射により A 1 の溶融が心配される場合は、 A 1よりも高融点の金属 （後工程のレーザ一照射に より溶融しないもの） を使用してもよい。
次に、 前記薄膜トランジスタの上に、 紫外線硬化型接着剤を塗布し （膜厚： 1 00〃m )、 さらにその塗膜に、転写体として縦 20 Ommx横 30 Ommx厚 さ 1. 1 mmの大型の透明なガラス基板 （ソーダガラス、 軟化点： 740°C、 歪 点： 51 1°C) を接合した後、 ガラス基板側から紫外線を照射して接着剤を硬化 させ、 これらを接着固定した。
次に、 Xe— C 1エキシマレーザ （波長： 308 nm) を石英基板側から照射 し、 分離層に剥離 （層内剥離および界面剥離） を生じさせた。 照射した Xe— C 1エキシマレ一ザのエネルギー密度は、 30 Om J/cm2、 照射時間は、 20 ns e cであった。 なお、 エキシマレ一ザの照射は、 スポットビーム照射とラインビ ーム照射とがあり、 スポットビーム照射の場合は、 所定の単位領域 （例えば 8 m mx 8mm) にスポット照射し、 このスポット照射を単位領域の 1/ 10程度ず つずらしながら照射していく。 また、 ラインビーム照射の場合は、 所定の単位領 域 （例えば 378mmx 0. 1 mmや 378 mmx 0. 3mm (これらはェネル ギ一の 90%以上が得られる領域） ） を同じく 1/10程度ずつずらしながら照 射していく。 これにより、 分離層の各点は少なくとも 10回の照射を受ける。 こ のレーザ照射は、 石英基板全面に対して、 照射領域をずらしながら実施される。 この後、 石英基板とガラス基板 （転写体） とを分離層において引き剥がし、 石 英基板上に形成された薄膜トランジスタおよび中間層をガラス基板側に転写した。 その後、 ガラス基板側の中間層の表面に付着した分離層を、 エッチングや洗浄 またはそれらの組み合わせにより除去した。 また、 石英基板についても同様の処 理を行い、 再使用に供した。
なお、 転写体となるガラス基板が石英基板より大きな基板であれば、 本実施例 のような石英基板からガラス基板への転写を、 平面的に異なる領域に繰り返して 実施し、 ガラス基板上に、 石英基板に形成可能な薄膜トランジスタの数より多く の簿膜トランジスタを形成することができる。 さらに、 ガラス基板上に繰り返し 積層し、 同様により多くの薄膜トランジス夕を形成することができる。
(実施例 2)
分離層を、 H (水素） を 20 at%含有する非晶質シリコン膜とした以外は実施 例 1と同様にして、 簿膜トランジスタの転写を行った。 なお、 非晶質シリコン膜 中の H量の調整は、 低圧 C V D法による成膜時の条件を適宜設定することにより った。
(実施例 3)
分離層を、 スピンコートによりゾルーゲル法で形成したセラミックス簿膜 （組 成： PbTiO 3、 膜厚： 20 Onm) とした以外は実施例 1と同様にして、 簿 膜トランジスタの転写を行った。
(実施例 4)
分離層を、 スパッタリングにより形成したセラミックス薄膜 （組成： BaTi 03、 膜厚： 40 Onm) とした以外は実施例 1と同様にして、 薄膜トランジス 夕の転写を行った。
(実施例 5)
分離層を、 レーザアブレーシヨン法により形成したセラミックス薄膜 （組成： Pb (Z r, Ti) 03 (PZT)、 膜厚： 5 Onm) とした以外は実施例 1と 同様にして、 簿膜トランジスタの転写を行った。 (実施例 6)
分離層を、 スピンコートにより形成したポリイミ ド膜 （膜厚： 20 Onm) と した以外は実施例 1と同様にして、 薄膜トランジスタの転写を行った。
(実施例 7)
分離層を、スピンコートにより形成したポリフエ二レンサルフアイ ド膜 (膜厚： 20 Onm) とした以外は実施例 1と同様にして、 簿膜トランジスタの転写を行 つた。
(実施例 8)
分離層を、 スパッタリングにより形成した A 1層 （膜厚： 30 Onm) とした 以外は実施例 1と同様にして、 簿膜トランジスタの転写を行った。
(実施例 9)
照射光として、 Kr一 Fエキシマレーザ （波長： 248 nm) を用いた以外は 実施例 2と同様にして、 薄膜トランジスタの転写を行った。 なお、 照射したレー ザのエネルギー密度は、 25 OmJ/cm2、 照射時間は、 20nsecであった。 (実施例 10)
照射光として、 Nd— YAI Gレーザ （波長： 1068 nm) を用いた以外は 実施例 2と同様にして薄膜トランジスタの転写を行った。 なお、 照射したレーザ のエネルギー密度は、 40 Om J/cm2、 照射時間は、 20 n s e cであった。 (実施例 11 )
被転写層として、 高温プロセス 1000°Cによるポリシリコン膜 （膜厚 80 n m) の薄膜トランジスタとした以外は実施例 1と同様にして、 薄膜トランジスタ の転写を行った。
(実施例 12)
転写体として、 ポリカーボネート （ガラス転移点： 130°C)製の透明基板を 用いた以外は実施例 1と同様にして、 薄膜トランジスタの転写を行った。
(実施例 13 )
転写体として、 AS樹脂 （ガラス転移点： 70〜90°C) 製の透明基板を用い た以外は実施例 2と同様にして、 簿膜トランジスタの転写を行った。 (実施例 1 4 )
転写体として、 ボリメチルメタクリレート （ガラス転移点： 7 0〜9 0。C) 製 の透明基板を用いた以外は実施例 3と同様にして、 簿膜トランジス夕の転写を行 つた。
(実施例 1 5 )
転写体として、 ポリエチレンテレフ夕レート （ガラス転移点： 6 7。C) 製の透 明基板を用いた以外は実施例 5と同様にして、 薄膜トランジスタの転写を行った。 (実施例 1 6 )
転写体として、 高密度ポリエチレン （ガラス転移点： 7 7〜9 0 °C) 製の透明 基板を用いた以外は実施例 6と同様にして、 簿膜トランジスタの転写を行った。
(実施例 1 7 )
転写休として、 ポリアミ ド （ガラス転移点： 1 4 5 °C) 製の透明基板を用いた 以外は実施例 9と同様にして、 簿膜トランジスタの転写を行った。
(実施例 1 8 )
転写体として、 エポキシ樹脂 （ガラス転移点： 1 2 0 °C) 製の透明基板を用い た以外は実施例 1 0と同様にして、 薄膜トランジスタの転写を行った。
(実施例 1 9 )
転写体として、 ポリメチルメタクリレート （ガラス転移点： 7 0〜9 0。C) 製 の透明基板を用いた以外は実施例 1 1と同様にして、 薄膜トランジスタの転写を 行った。
以上の具体的実施例 1〜1 9について、 それそれ、 転写された薄膜トランジス 夕の状態を肉眼と顕微鏡とで視観察したところ、 いずれも、 欠陥やムラがなく、 均一に転写がなされていた。
以上述べたように、 本発明の剥離方法によれば、 被剥離物 （被転写層） の特性、 条件等にかかわらず、 容易かつ確実に剥離することができ、 特に、 転写体を選ば ず、 種々の転写体への転写が可能となる。 例えば、 薄膜を直接形成することがで きないかまたは形成するのに適さない材料、 成形が容易な材料、 安価な材料等で 構成されたものや、 移動しにくい大型の物体等に対しても、 転写によりそれを形 成することができる。
特に、 転写体は、 各種合成樹脂や融点の低いガラス材のような、 基板材料に比 ベ耐熱性、 耐食性等の特性が劣るものを用いることができる。 そのため、 例えば、 透明基板上に薄膜トランジスタ （特にポリシリコン T F T ) を形成した液晶ディ スプレイを製造するに際しては、 基板として、 耐熱性に優れる石英ガラス基板を 用い、 転写体として、 各種合成樹脂や融点の低いガラス材のような安価でかつ加 ェのし易い材料の透明基板を用いることにより、 大型で安価な液晶ディスプレイ を容易に製造することができるようになる。 このような利点は、 液晶ディスプレ ィに限らず、 他のデバイスの製造についても同様である。
また、 以上のような利点を享受しつつも、 信頼性の高い基板、 特に石英ガラス 基板のような耐熱性の高い基板に対し機能性薄膜のような被転写層を形成し、 さ らにはパターニングすることができるので、 転写体の材料特性にかかわらず、 転 写体上に信頼性の高い機能性簿膜を形成することができる。
〔第 2の実施の形態〕
以下、 本発明の第 2の実施形態の剥離方法を添付図面に基づいて詳細に説明す る。 第 2の実施の形態は、 第 1の実施の形態の分離層 2を複数層の積層構造とし たものである。
第 9図〜第 1 6図は、 それそれ、 本発明の剥離方法の実施の形態の工程を示す 断面図である。 以下、 これらの図に基づいて、 本発明の剥離方法 （転写方法） の 工程を順次説明する。 なお、 第 1の実施の形態と共通する事項が多いので、 共通 する構成には同一符号を付与するが詳しい説明は適宜割愛する。 但し、 第 1の実 施の形態と異なる部分について説明を追加する。
[ 1 ] 第 9図に示すように、 基板 1の片面 （分離層形成面 1 1 ) に、 複数の層 の積層体よりなる分離層 2を形成する。 この場合、 分離層 2は、 基板 1に近い側 の層から順に、 後述する方法にて設層される。 基板 1は、 基板 1側から照射光 7 を照射する場合、 その照射光 7が透過し得る透光性を有するものであるのが好ま しい。 この場合、 照射光 7の透過率は、 第 1の実施形態と同様である。 また、 基板 1 は、 材料については第 1の実施形態と同様である。 また、 基板 1の厚さは、 第 1 の実施の形態と同様である。 なお、 照射光 7を均一に照射できるように、 基板 1 の分離層形成部分の厚さは、 均一であるのが好ましい。 また、 基板 1の分離層形 成面 1 1や、 照射光入射面 1 2は、 図示のごとき平面に限らず、 曲面であっても よい。
本発明では、 基板 1をエッチング等により除去するのではなく、 基板 1と被転 写層 4との間にある分離層 2を剥離して基板 1を離脱させるため、 作業が容易で あるとともに、 例えば比較的厚さの厚い基板を用いる等、 基板 1に関する選択の 幅も広い。
次に、 分離層 2について説明する。 分離層 2は、 後述する照射光 7を吸収し、 その層内および/または界面において剥離 （以下、 「層内剥離」 、 「界面剥離」 と言う） を生じるような性質を有するものである。 この分離層 2は、 組成または 特性の異なる少なくとも 2つの層を含んでおり、 特に、 照射光 7を吸収する光吸 収層 2 1と、 該光吸収層 2 1とは組成または特性の異なる他の層とを含んでいる のが好ましい。 また、 前記他の層は、 照射光 7を遮光する遮光層 （反射層 2 2 ) であるのが好ましい。 この遮光層は、 光吸収層 2 1に対し照射光 7の入射方向と 反対側 （図中の上側） に位置しており、 照射光 7を反射または吸収して、 照射光 7が被転写層 4側へ侵入するのを阻止または抑制する機能を発揮する。
本実施形態では、 遮光層として、 照射光 7を反射する反射層 2 2が形成される c この反射層 2 2は、 照射光 7を好ましくは 1 0 %以上、 より好ましくは 3 0 %以 上の反射率で反射し得るものであればよい。 このような反射層 2 2としては、 単 層または複数の層よりなる金属簿膜、 屈折率の異なる複数の簿膜の積層体よりな る光学簿膜等が挙げられるが、 形成が容易である等の理由から、 主に金属薄膜で 構成されているのが好ましい。
金属簿膜の構成金属としては、 例えば、 T a、 W、 M o、 C r、 N i、 C o、 T i、 P t、 P d、 A g、 A Us A l等、 あるいはこれらのうちの少なくとも 1 種を基本成分とする合金が挙げられる。 合金を構成する好ましい添加元素として は、 例えば、 F e、 C u、 C, S i、 Bが挙げられる。 これらを添加することに より、 熱伝導率や反射率を制御することができる。 また、 反射層 2 2を物理蒸着 により形成する場合、 夕ーゲットを簡単に製造することができるという利点もあ る。 さらに、 合金化することで、 純金属より材料の入手が容易であり、 かつ低コ ストであるという利点もある。
また、 このような反射層 （遮光層） 2 2の厚さは、 特に限定されないが、 通常、 1 Ο ηπ！〜 1 0 m程度が好ましく、 5 0 nm〜 5 m程度がより好ましい。 こ の厚さが厚過ぎると、 反射層 2 2の形成に時間がかかり、 また、 後に行われる反 射層 2 2の除去にも時間がかかる。 また、 この厚さが薄過ぎると、 膜組成によつ ては遮光効果が不十分となる場合がある。
光吸収層 2 1は、 分離層 2の分離に寄与する層であり、 照射光 7を吸収し、 当 該光吸収層 2 1を構成する物質の原子間または分子間の結合力が消失または減少 すること、 現象論的には、 アブレーシヨン等を生ぜしめることにより層内剥離お よび/または界面剥離に至る。 さらに、 照射光 7の照射により、 光吸収層 2 1か ら気体が放出され、 分離効果が発現される場合もある。 すなわち、 光吸収層 2 1 に含有されていた成分が気体となって放出される場合と、 分離層 2が光を吸収し て一瞬気体になり、 その蒸気が放出され、 分離に寄与する場合とがある。
このような光吸収層 2 1の組成としては、 第 1の実施形態の分離層 2にて説明 した①〜④の組成と同様なものを用いることができる。 第 2の実施形態において は、 この他に次の組成を光吸収層 2 1に用いることができる。
⑤ 有機高分子材料：
有機高分子材料としては、 — C H—、 一 C H 2—、 一 C O— （ケトン） 、 一C O N H - (アミド） 、 一 N H— （ィミド） 、 一 C O O— （エステル） 、 一 N = N - (ァゾ） 、 一 C H - N— (シフ） 等の結合 （照射光 7の照射によりこれらの結 合が切断される） を有するもの、 特にこれらの結合を多く有するものであればい かなるものでもよい。 具体的には、 例えば、 ポリエチレン、 ポリプロピレンのよ うなポリオレフイン、 ポリイミ ド、 ポリアミ ド、 ポリエステル、 ポリメチルメタ クリレート （P MMA) 、 ポリフエ二レンサルフアイ ド （P P S ) 、 ポリエーテ ルスルホン （PES) 、 エポキシ樹^ ί等が挙げられる。
⑥ 金属：
金属としては、 例えば、 Al、 L i、 T i、 Mn、 I n、 S nや、 Y、 La、 Ce、 Nd、 Pr、 Sm、 Gdのような希土類金属、 またはこれらのうちの少な くとも 1種を含む合金が挙げられる。
⑦ 水素吸蔵合金：
具体例としては、 LaN i 5のような希土類遷移金属化合物の水素吸蔵合金ま たは T i系、 C a系の水素吸蔵合金に水素を吸蔵させたものが挙げられる。
⑧ 窒素吸蔵合金：
具体例としては、 Sm— Fe系、 Nd— C 0系のような希土類鉄、 希土類コバ ルト、 希土類ニッケルや、 希土類マンガン化合物に窒素を吸蔵させたものが挙げ られる。
次に、 光吸収層 2 1の厚さは、 剥離目的や分離層 2の組成、 層構成、 形成方法 等の諸条件により異なるが、 通常は、 1 nm〜20 m程度であるのが好ましく、 10nm〜2> m程度であるのがより好ましく、 40 nm〜 1〃m程度であるの がさらに好ましい。 光吸収層 2 1の莫厚が小さすぎると、 成膜の均一性が損なわ れ、 剥離にムラが生じることがあり、 また、 8莫厚が厚すぎると、 良好な剥離性を 確保するために、 照射光 7のパワー （光量） を大きくする必要があるとともに、 後に分離層 2を除去する際にその作業に時間がかかる。 なお、 光吸収層 2 1およ び反射層 22の莫厚は、 できるだけ均一であるのが好ましい。 また、 前記と同様 の理由から、分離層 2の合計厚さは、 2 nm〜50 um 程度であるのがより好ま しく、 20 nm〜 20 m 程度であるのがさらに好ましい。
分離層 2を構成する各層 （本実施例では、 光吸収層 2 1および反射層 22) の 形成方法は、 特に限定されず、 膜組成や膜厚等の諸条件に応じて適宜選択される。 例えば、 CVD (MOCVD、 低圧 CVD、 ECR— CVDを含む） 、 蒸着、 分 子線蒸着 （MB) 、 スパッタリング、 イオンブレーティング、 PVD等の各種気 相成膜法、 電気メツキ、 浸漬メツキ （デイツビング） 、 無電解メツキ等の各種メ ツキ法、 ラングミュア 'プロジェット （LB) 法、 スビンコ一ト、 スブレ一コー ト、 ロールコート等の塗布法、 各種印刷法、 転写法、 インクジェット法、 粉末ジ エツト法等が挙げられ、 これらのうちの 2以上を組み合わせて形成することもで きる。 なお、 光吸収層 2 1と反射層 22の形成方法は、 同一でも異なっていても よく、 その組成等に応じて適宜選択される。
例えば、 光吸収層 2 1の組成が非晶質シリコン （a— S i) の場合には、 CV D、 特に低圧 CVDやプラズマ CVDにより成膜するのが好ましい。 また、 光吸 収層 2 1をソ 'ルーゲル法によるセラミックスで構成する場合や、 有機高分子材料 で構成する場合には、 塗布法、 特にスピンコートにより成膜するのが好ましい。 また、 金属薄膜による反射層 22は、 蒸着、 分子線蒸着 （MB) 、 レーザアブ レ一シヨン蒸着、 スパッタリング、 イオンプレーティング、 前記各種メツキ等に より形成するのが好ましい。
また、 分離層 2を構成する各層の形成は、 それそれ、 2工程以上の工程 （例え ば、 層の形成工程と熱処理工程） で行われてもよい。
[2] 第 10図に示すように、 分離層 2の上に中間層 （下地層） 3を形成する。 この中間層 3は、 種々の形成目的で形成され、 例えば、 製造時または使用時に おいて後述する被転写層 4を物理的または化学的に保護する保護層、 絶縁層、 導 鼋層、照射光 Ίの遮光層、被転写層 4へのまたは被転写層 4からの成分の移行 (マ ィグレーシヨン） を阻止するバリア層、 反射層としての機能の内の少なくとも 1 つを発揮するものが挙げられる。
この中間層 3の組成としては、 その形成目的に応じて適宜設定され、 例えば、 非晶質シリコンによる光吸収層 2 1を含む分離層 2と薄膜トランジスタによる被 転写層 4との間に形成される中間層 3の場合には、 S i02 等の酸化ケィ素が挙 げられ、 分離層 2と PZTによる被転写層 4との間に形成される中間層 3の場合 には、 Pt、 Au、 W、 Ta、 Mo、 Al、 Cr、 T iまたはこれらを主とする 合金のような金属が挙げられる。
このような中間層 3の厚さは、 第 1の実施形態と同様である。 また、 中間層 3 の形成方法も、 第 1の実施形態と同様である。 なお、 このような中間層 3は、 同 —または異なる組成のものを 2層以上形成することもできる。 また、 本発明では、 中間層 3を形成せず、 分離層 2上に直接被転写層 4を形成してもよい。
[ 3 ] 第 1 1図に示すように、 中間層 3の上に被転写層 （被剥離物） 4を形成 する。 被転写層 4は、 後述する転写体 6へ転写される層であって、 前記分離層 2 で挙げた形成方法と同様の方法により形成することができる。 被転写層 4の形成 目的、 種類、 形態、 構造、 組成、 物理的または化学的特性等は、 特に限定されな いが、 転写の目的や有用性を考慮して、 簿膜、 特に機能性簿膜または薄膜デパイ スであるのが好ましい。 機能性薄膜および薄膜デバイスの例は、 第 1の実施形態 と同様である。
このような機能性簿膜または薄膜デバイスは、 その形成方法との関係で、 通常、 比較的高いプロセス温度を経て形成される。 従って、 この場合、 前述したように、 基板 1としては、 そのプロセス温度に耐え得る信頼性の髙いものが必要となる。 なお、 被転写層 4は、 単層でも、 複数の層の積層体でもよい。 さらには、 前記 薄膜トランジスタ等のように、 所定のパターンニングが施されたものであっても よい。 被転写層 4の形成 （積層） 、 パターンニングは、 それに応じた所定の方法 により行われる。 このような被転写層 4は、 通常、 複数の工程を絰て形成される。 また、 被転写層 4の厚さも、 第 1の実施形態と同様である。
[ 4 ] 第 1 2図に示すように、 被転写層 （被剥離物） 4上に接着層 5を形成し、 該接着層 5を介して転写体 6を接着 （接合） する。 接着層 5を構成する接着剤の 好適な例は、 第 1の実施形態と同様である。 硬化型接着剤を用いる場合、 例えば 被転写層 4上に硬化型接着剤を塗布し、 その上に後述する転写体 6を接合した後、 硬化型接着剤の特性に応じた硬化方法により前記硬化型接着剤を硬化させて、 被 転写層 4と転写体 6とを接着、 固定する。 光硬化型接着剤の場合は、 透光性の転 写体 6を接着層 5上に配置した後、 転写体 6上から光照射して接着剤を硬化させ ることが好ましい。 また、 基板 1が透光性であれば、 基板 1と転写体 6の両側か ら光照射して接着剤を硬化させれば、 硬化が確実となり、 好ましい。
なお、 図示と異なり、 転写体 6側に接着層 5を形成し、 その上に被転写層 4を 接着してもよい。 また、 被転写層 4と接着層 5との間に、 前述したような中間層 を設けてもよい。 また、 例えば転写体 6自体が接着機能を有する場合等には、 接 着層 5の形成を省略してもよい。
転写体 6の例やその材料、 及びその特性も、 第 1の実施形態と同様である。
[ 5 ] 第 1 3図に示すように、 基板 1の裏面側 （照射光入射面 1 2側） から照 射光 7を照射する。 この照射光 7は、 基板 1を透過した後、 界面 2 a側から分離 層 2に照射される。 より詳しくは、 光吸収層 2 1に照射されて吸収され、 光吸収 層 2 1で吸収しきれなかった照射光 7の一部が反射層 2 2で反射されて再び光吸 収層 2 1内を透過する。 これにより、 分離層 2に層内剥離および/または界面剥 離が生じて、 結合力が減少または消滅するので、 第 1 4図または第 1 5図に示す ように、 基板 1と転写体 6とを離間させると、 被転写層 4が基板 1から離脱して、 転写体 6へ転写される。
なお、 第 1 4図は、 分離層 2に層内剥離が生じた場合を示し、 第 1 5図は、 分 離層 2に界面 2 aでの界面剥離が生じた場合を示す。 分離層 2の層内剥離および /または界面剥離が生じる原理は、 光吸収層 2 1の構成材料にアブレーシヨンが 生じること、 また、 光吸収層 2 1内に内蔵しているガスの放出、 さらには照射直 後に生じる溶融、 蒸散等の相変化によるものであることが推定される。
ここで、 アブレーシヨンとは、 照射光を吸収した固体材料 （光吸収層 2 1の構 成材料） が光化学的または熱的に励起され、 その表面や内部の原子または分子の 結合が切断されて放出することを言い、 主に、 光吸収層 2 1の構成材料の全部ま たは一部が溶融、 蒸散 （気化） 等の相変化を生じる現象として現れる。 また、 前 記相変化によって微小な発泡状態となり、 結合力が低下することもある。 分離層 2が層内剥離を生じるか、 界面剥離を生じるか、 またはその両方であるかは、 分 離層 2の層構成、 光吸収層 2 1の組成や膜厚、 その他種々の要因に左右され、 そ の要因の 1つとして、 照射光 7の種類、 波長、 強度、 到達深さ等の条件が挙げれ る。
照射光 7の例及びそれを発生させる装置は、 第 1の実施形態と同様である。 また、 光吸収層 2 1にアブレーシヨンを生じさせるに際しての照射光に波長依 存性がある場合、 照射されるレーザ光の波長は、 1 0 0〜3 5 0 n m程度である のが好ましい。 また、 分離層 2に、 例えばガス放出、 気化、 昇華等の相変化を起 こさせて分離特性を与える場合、 照射されるレーザ光の波長は、 3 5 0〜1 2 0 0 nm程度であるのが好ましい。 また、 照射されるレーザ光のエネルギー密度、 特に、 エキシマレ一ザの場合のエネルギー密度は、 1 0〜5 0 0 O m J /cm2程度 とするのが好ましく、 1 0 0 ~ 1 0 0 O m J/cm2程度とするのがより好ましい。 また、 照射時間は、 1〜1 0 0 O n s e c程度とするのが好ましく、 1 0〜1 0 O n s e c程度とするのがより好ましい。 エネルギー密度が低いかまたは照射時 間が短いと、 十分なアブレーシヨンが生じず、 また、 エネルギー密度が高いかま たは照射時間が長いと、 分離層 2を過剰に破壊するおそれがある。 このようなレ 一ザ光に代表される照射光 7は、 その強度が均一となるように照射されるのが好 ましい。
照射光 7の照射方向は、 分離層 2に対し垂直な方向に限らず、 分離層 2に対し 所定角度傾斜した方向であってもよい。 また、 分離層 2の面積が照射光の 1回の 照射面積より大きい場合には、 分離層 2の全領域に対し、 複数回に分けて照射光 を照射することもできる。 また、 同一箇所に 2回以上照射してもよい。 また、 異 なる種類、 異なる波長 （波長域） の照射光 （レーザ光） を同一領域または異なる 領域に 2回以上照射してもよい。
本実施の形態では、 光吸収層 2 1の基板 1と反対側に隣接して反射層 2 2を設 けたことにより、 照射光 7をロスなく有効に光吸収層 2 1へ照射することができ るとともに、 反射層 （遮光層） 2 2の遮光機能により、 照射光 7が被転写層 4等 に照射されるのを防止し、 被転写層 4の変質、 劣化等の悪影響を防止することが できるという利点を有する。
特に、 照射光 7をロスなく有効に光吸収層 2 1へ照射することができるという ことは、 その分、 照射光 7のエネルギー密度を小さくできるということ、 すなわ ち、 1回の照射面積をより大きくできるということであり、 よって、 分離層 2の 一定の面積をより少ない照射回数で剥離することができ、 製造上有利である。
[ 6 ] 第 1 6図に示すように、 中間層 3に付着している分離層 2を、 例えば洗 浄、 エッチング、 アツシング、 研磨等の方法またはこれらを組み合わせた方法に より除去する。 第 1 4図に示すような分離層 2の層内剥離の場合には、 必要に応 じ、 基板 1に付着している光吸収層 2 1も同様に除去する。
なお、 基板 1が石英ガラスのような高価な材料、 希少な材料で構成されている 場合等には、 基板 1は、 好ましくは再利用 （リサイクル） に供される。 換言すれ ば、 再利用したい基板 1に対し、 本発明を適用することができ、 有用性が高い。 以上のような各工程を経て、 被転写層 4の転写体 6への転写が完了する。 その 後、 被転写層 4に隣接する中間層 3の除去や、 他の任意の層の形成等を行うこと もできる。
なお、 分離層 2の層構成は、 図示のものに限定されず、 例えば、 H 組成、 莫厚、 特性等の条件の内の少なくとも 1つが異なる複数の光吸収層を積層したもの、 さ らには、 これらに加え、 前述した反射層のような他の層を有するもの等、 複数の 層を積層したものであれば、 いかなるものでもよい。 例えば、 分離層 2は、 第 1 の光吸収層と第 2の光吸収層との間に反射層を介在させた 3層積層体で構成され たものとすることができる。
また、 分離層 2を構成する各層間の界面は、 必ずしも明確である必要はなく、 界面付近において、 組成、 所定の成分の濃度、 分子構造、 物理的または化学的特 性等が連続的に変化する （勾配を有する） ようなものであってもよい。
また、 図示の実施例では、 被転写層 4の転写体 6への転写方法について説明し たが、 本発明の剥離方法は、 このような転写を行わないものであってもよい。 また、 被剥離物の剥離目的は、 例えば、 第 1の実施形態と同様に種々の目的に 用いることができる。 また、 転写体 6は、 前述したものに限らず、 第 1の実施形 態と同様に種々のものを用いることができる。
また、 図示の実施の形態では、 基板 1側から照射光 7を照射したが、 例えば、 付着物 （被剥離物） を除去する場合や、 被転写層 4が照射光 7の照射により悪影 響を受けないものの場合には、 照射光 7の照射方向は前記に限定されず、 基板 1 と反対側から照射光を照射してもよい。 この場合、 分離層 2は、 光吸収層 2 1と 反射層 2 2との位置関係を前記と逆にするのが好ましい。
以上、 本発明の剥離方法を図示の実施形態について説明したが、 本発明は、 こ れに限定されるものではない。 第 1の実施形態と同様に種々の変形が可能である。 その変形例の説明は第 1の実施形態での説明を参照されたい。 次に、 第 2の実施形態の具体的実施例について説明する。
(実施例 1 )
縦 5 Ommx横 5 Ommx厚さ 1. 1 mmの石英基板 （軟化点： 1630° (：、 歪点： 1070°C、 エキシマレ一ザ等の透過率：ほぼ 100%) を用意し、 この 石英基板の片面に、 光吸収層と反射層の 2層積層体よりなる分離層を形成した。 光吸収層としては、 非晶質シリコン （a— S i)膜を低圧 CVD法 （S i2H6 ガス、 425°C) により形成した。 この光吸収層の膜厚は、 120nmであった。 また、 反射層は、 光吸収層上に、 T aによる金属薄膜をスパッタリングにより形 成した。 この反射層の膜厚は、 l OOnmであり、 後述するレーザ光の反射率は、 60%であった。
次に、 分離層上に、 中間層として S i 02 膜を ECR— CVD法 （S iH 4 + 02 ガス、 100。C) により形成した。 中間層の膜厚は、 200 nmであった。 次に、 中間層上に、 被転写層として膜厚 6 Onmの非晶質シリコン膜を低圧 C VD法 （S i2 H 6ガス、 425。C) により形成し、 この非晶質シリコン膜にレ —ザ光 （波長 308 nm) を照射して、 結晶化させ、 ポリシリコン膜とした。 そ の後、 このポリシリコン膜に対し、 所定のパターンニング、 イオン注入等を施し て、 薄膜トランジスタを形成した。
次に、 前記薄膜トランジスタの上に、 紫外線硬化型接着剤を塗布し （膜厚： 1 00〃m )、 さらにその塗膜に、 転写体として縦 20 Ommx横 30 Ommx厚 さ 1. 1mmの大型の透明なガラス基板 （ソーダガラス、 軟化点： 740。C、 歪 点： 511°C) を接合した後、 ガラス基板側から紫外線を照射して接着剤を硬化 させ、 これらを接着固定した。
次に、 Xe— C1エキシマレ一ザ （波長： 308 nm) を石英基板側から照射 し、 分離層に剥離 （層内剥離および界面剥離） を生じさせた。 照射した Xe— C 1エキシマレーザのエネルギー密度は、 16 Om J/cm2、 照射時間は、 20 ns ecであった。 なお、 エキシマレ一ザの照射には、 スポットビーム照射とライン ビーム照射とがあり、 スポットビーム照射の場合は、 所定の単位領域 （例えば 1 Ommx 1 Omm) にスポヅ卜照射し、 このスポット照射を単位領域の 1/10 程度ずつずらしながら照射していく。 また、 ラインビーム照射の場合は、 所定の 単位領域 （例えば 378mmx 0. Imm 378mmx0. 3mm (これらは エネルギーの 90%以上が得られる領域） を同じく 1/10程度ずつずらしなが ら照射していく。 これにより、 分離層の各点は少なくとも 10回の照射を受ける。 このレーザ照射は、 石英基板全面に対して、 照射領域をずらしながら実施される。 この後、 石英基板とガラス基板 （転写体） とを分離層において引き剥して分離 し、 薄膜トランジスタおよび中間層をガラス基板側に転写した。
その後、 ガラス基板側の中間層の表面に付着した分離層を、 エッチング、 洗浄 またはそれらの組み合わせにより除去した。 また、 石英基板についても同様の処 理を行い、 再使用に供した。
(実施例 2)
光吸収層を、 H (水素） を 18 at%含有する非晶質シリコン膜とした以外は実 施例 1と同様にして、 薄膜トランジスタの転写を行った。 なお、 非晶質シリコン 膜中の H量の調整は、 低圧 CVD法による成膜時の条件を適宜設定することによ り行った。
(実施例 3 )
光吸収層を、スピンコートによりゾルーゲル法で形成したセラミックス薄膜 (組 成： PbTiO 3、 膜厚： 20 Onm) とした以外は実施例 1と同様にして、 薄 膜トランジスタの転写を行った。
(実施例 4)
光吸収層を、 スパッタリングにより形成したセラミックス薄膜 （組成： BaT i〇 3、 膜厚： 400 nm) とし、 反射層を、 スパッタリングにより形成した A 1による金厲薄膜 （膜厚： 12 Onm, レーザ光の反射率： 85%) とした以外 は実施例 1と同様にして、 薄膜トランジスタの転写を行った。
(実施例 5)
光吸収層を、レーザアブレーシヨン法により形成したセラミックス薄膜 (組成： Pb (Z r, T i) 0 3 (PZT) 、 膜厚： 50nm) とし、 反射層を、 合金夕 ーゲットを用いてスパッタリングにより形成した F e— C r合金による金属薄膜
(膜厚： 80 nm、 レーザ光の反射率： 65%) とした以外は実施例 1と同様に して、 薄膜トランジスタの転写を行った。
(実施例 6 )
光吸収層を、 スピンコートにより形成したポリイミ ド膜 （膜厚： 20 Onm) とした以外は実施例 1と同様にして、 簿膜トランジスタの転写を行った。
(実施例 7)
光吸収層を、 スパッタリングにより形成した Pr層 （希土類金属層） （膜厚： 500 nm) とした以外は実施例 1と同様にして、 簿膜トランジスタの転写を行 つた。
(実施例 8)
照射光として、 Kr一 Fエキシマレ一ザ （波長： 248 nm) を用いた以外は 実施例 2と同様にして、 薄膜トランジスタの転写を行った。 なお、 照射したレ一 ザのエネルギー密度は、 18 OmJ/cm2、 照射時間は、 20 ns e cであった。 (実施例 9)
照射光として、 Arレーザ （波長： 1024nm) を用いた以外は実施例 2と 同様にして薄膜トランジスタの転写を行った。 なお、 照射したレーザのエネルギ 一密度は、 25 Om J/cm2、 照射時間は、 50 n s e cであった。
(実施例 10)
被転写層を、 高温プロセス （ 1000°C) によるポリシリコン膜 （膜厚 9 On m) の薄膜トランジスタとした以外は実施例 1と同様にして、 簿膜トランジスタ の転写を行った。
(実施例 1 1)
被転写層を、 高温プロセス （ 1030°C) によるポリシリコン膜 （膜厚 80 n m) の薄膜トランジスタとした以外は実施例 2と同様にして、 簿膜トランジスタ の転写を行った。
(実施例 12) 被転写層を、 高温プロセス （ 1 0 3 0 °C) によるポリシリコン膜 （膜厚 8 O n m) の簿膜トランジスタとした以外は実施例 4と同様にして、 簿膜トランジスタ の転写を行った。
(実施例 1 3 ) 〜 （実施例 2 0 )
上記の実施例の他、 第 1の実施形態の実施例 1 2 - 1 9と同様な条件で薄膜ト ランジス夕の転写を行った。
実施例 1〜2 0について、 それそれ、 転写された簿膜トランジスタの状態を肉 眼と顕微鏡とで観察したところ、 いずれも、 欠陥やムラがなく、 均一に転写がな されていた。
以上のように、 本発明の実施形態によれば、 第 1の実施形態にて得られる効果 を享受できるだけでなく、 分離層が遮光層、 特に反射層を有する場合には、 照射 光の透過により簿膜トランジス夕のような被転写層等へ悪影響を及ぼすことが防 止され、 また、 反射層による反射光を利用することができるので、 分離層の剥離 をより効率的に行うことができる。
〔第 3の実施の形態〕
以下、 本発明の剥離方法の第 3の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明す る。 第 3の実施の形態は、 第 1の実施の形態の被剥離物あるいは被転写層を薄膜 デバイスとしたものである。
第 1 7図〜第 2 2図は、 それそれ、 本発明の剥離方法の実施の形態の工程を示 す断面図である。 以下、，これらの図に基づいて、 本発明の剥離方法 （転写方法） の工程を順次説明する。 なお、 第 1の実施の形態と共通する事項が多いので、 共 通する構成には同一符号を付与するが詳しい説明は適宜割愛する。 但し、 第 1の 実施の形態と異なる部分について説明を追加する。
[工程 1 ] 第 1 7図に示すように、 基板 1 0 0上に分離層 （光吸収層） 1 2 0 を形成する。 以下、 基板 1 0 0および分離層 1 2 0について説明する。
①基板 1 0 0についての説明
基板 1 0 0は、 光が透過し得る透光性を有するものであるのが好ましい。 この 場合、 光の透過率は第 1の実施形態と同様である。 また、 基板 100の材料や厚 さも、 第 1の実施形態と同様である。
②分離層 120の説明
分離層 120は、 照射される光を吸収し、 その層内および/または界面におい て剥離 （以下、 「層内剥離」 、 「界面剥離」 と言う） を生じるような性質を有す るものであり、 好ましくは、 光の照射により、 分離層 120を構成する物質の原 子間または分子間の結合力が消失または減少すること、 すなわち、 アブレーショ ンが生じて層内剥離および/または界面剥離に至るものがよい。
さらに、 光の照射により、 分離層 120から気体が放出され、 分離効果が発現 される場合もある。 すなわち、 分離層 120に含有されていた成分が気体となつ て放出される場合と、 分離層 120が光を吸収して一瞬気体になり、 その蒸気が 放出され、 分離に寄与する場合とがある。 このような分離層 120の組成は、 第 1の実施形態と同様のものが挙げられる。
また、 分離層 120の厚さ及びその形成方法も、 第 1の実施形態と同様のもの が挙げられる。
[工程 2] 次に、 第 18図に示すように、 分離層 120上に、 被転写層 （簿膜 デバイス層） 140を形成する。 この簿膜デバイス層 140の K部分 （第 18図 において 1点線鎖線で囲んで示される部分） の拡大断面図を、 第 18図の右側に 示す。 図示されるように、 薄膜デバイス層 140は、 例えば、 S i02膜 （中間 層） 142上に形成された TFT (薄膜トランジスタ） を含んで構成され、 この TFTは、 ポリシリコン層に n型不純物を導入して形成されたソース， ドレイン 層 146と、 チャネル層 144と、 ゲ一ト絶縁膜 148と、 ゲート電極 150と、 層間絶縁膜 154と、 例えばアルミ二ユウムからなる電極 152とを具備する。 本実施の形態では、 分離層 120に接して設けられる中間層として S i02膜 を使用しているが、 S i3N4などのその他の絶縁膜を使用することもできる。 S i〇2膜 （中間層） の厚みは、 その形成目的や発揮し得る機能の程度に応じて適 宜決定されるが、 通常は、 10nm〜5 m程度であるのが好ましく、 40 nm 〜l zm程度であるのがより好ましい。 中間層は、 種々の目的で形成され、 例え ば、 被転写層 1 4 0を物理的または化学的に保護する保護層， 絶縁層， 導電層， レーザー光の遮光層， マイグレーション防止用のバリア層， 反射層としての機能 の内の少なくとも 1つを発揮するものが挙げられる。
なお、 場合によっては、 S i 02膜等の中間層を形成せず、 分離層 1 2 0上に 直接被転写層 （薄膜デバイス層） 1 4 0を形成してもよい。
被転写層 1 4 0 (薄膜デバイス層） は、 第 1 8図の右側に示されるような T F T等の薄膜デバイスを含む層である。 簿膜デバイスとしては、 T F Tの他に、 第 1の実施の形態と同様なものを適用することができる。 このような薄膜デバィス (薄膜素子） は、 その形成方法との関係で、 通常、 比較的高いプロセス温度を絰 て形成される。 したがって、 この場合、 前述したように、 基板 1 0 0としては、 そのプロセス温度に耐え得る信頼性の高いものが必要となる。
[工程 3 ] 次に、 第 1 9図に示すように、 薄膜デバイス層 1 4 0を、 接着層 1 6◦を介して転写体 1 8 0に接合 （接着） する。 接着層 1 6 0を構成する接着剤 の好適な例としては、 第 1の実施形態と同様なものが用いられる。
硬化型接着剤を用いる場合、 例えば被転写層 （薄膜デバイス層） 1 4 0上に硬 化型接着剤を塗布し、 その上に転写体 1 8 0を接合した後、 硬化型接着剤の特性 に応じた硬化方法により前記硬化型接着剤を硬化させて、 被転写層 （薄膜デバイ ス層） 1 4 0と転写体 1 8 0とを接着し、 固定する。 接着剤が光硬化型の場合、 光透過性の基板 1 0 0または光透過性の転写体 1 8 0の一方の外側から （あるい は光透過性の基板及び転写体の両外側から） 光を照射する。 接着剤としては、 薄 膜デバイス層に影響を与えにくい紫外線硬化型などの光硬化型接着剤が好ましい なお、 図示と異なり、 転写体 1 8 0側に接着層 1 6 0を形成し、 その上に被転 写層 （薄膜デバイス層） 1 4 0を接着してもよい。 なお、 例えば転写体 1 8 0自 体力接着機能を有する場合等には、 接着層 1 6 0の形成を省略してもよい。 転写体 1 8 0の例としては、 第 1の実施形態での例示と同様なものを用いるこ とができる。
[工程 4 ] 次に、 第 2 0図に示すように、 基板 1 0 0の裏面側から光を照射す る。 この光は、 基板 1 0 0を透過した後に分離層 1 2 0に照射される。 これによ り、 分離層 1 2 0に層内剥離および/または界面剥離が生じ、 結合力が減少また は消滅する。 分離層 1 2 0の層内剥離および または界面剥離が生じる原理は、 分離層 1 2 0の構成材料にアブレ一シヨンが生じること、 また、 分離層 1 2 0に 含まれているガスの放出、 さらには照射直後に生じる溶融、 蒸散等の相変化によ るものであることが推定される。
ここで、 アブレーシヨンとは、 第 1の実施形態での説明と同様な現象をいう。 照射する光としては、 第 1の実施形態で用いたものと同様な光を用いることが できる。 その中でもエキシマレ一ザが特に好ましい。 エキシマレ一ザは、 短波長 域で高エネルギーを出力するため、 極めて短時間で分離層 2にアブレーシヨンを 生じさせることができ、 よって隣接する転写体 1 8 0や基板 1 0 0等に温度上昇 をほとんど生じさせることなく、 すなわち劣化、 損傷を生じさせることなく、 分 離層 1 2 0を剥離することができる。
また、 分離層 1 2 0にアブレーシヨンを生じさせるに際して、 光の波長依存性 がある場合、 照射されるレーザ光の波長は、 1 0 0 n m〜3 5 0 n m程度である のが好ましい。
第 2 3図に、 基板 1 0 0の、 光の波長に対する透過率の一例を示す。 図示され るように、 3 0 0 nmの波長に対して透過率が急峻に増大する特性をもつ。 この ような場合には、 3 0 0 nm以上の波長の光 （例えば、 波長 3 0 8 n mの X e— C 1エキシマレ一ザ一光） を照射する。 また、 分離層 1 2 0に、 例えばガス放出、 気化、 昇華等の相変化を起こさせて分離特性を与える場合、 照射されるレーザ光 の波長は、 3 5 0から 1 2 0 0 nm程度であるのが好ましい。
また、 照射されるレ一ザ光のエネルギー密度、 特に、 エキシマレーザの場合の エネルギー密度は、 第 1の実施形態と同様である。
なお、 分離層 1 2 0を透過した照射光が被転写層 1 4 0にまで達して悪影響を 及ぼす場合の対策としては、 例えば、 第 3 8図に示すように、 分離層 （レーザー 吸収層） 1 2 0上にタンタル （T a ) 等の金属膜 1 2 4を形成する方法がある。 これにより、 分離層 1 2 0を透過したレ一ザ一光は、 金属膜 1 2 4の界面で完全 に反射され、 それよりの上の簿膜素子に悪影響を与えない。 レーザ光に代表され る照射光は、 その強度が均一となるように照射されるのが好ましい。 照射光の照 射方向は、 分離層 1 2 0に対し垂直な方向に限らず、 分離層 1 2 0に対し所定角 度傾斜した方向であってもよい。
また、 分離層 1 2 0の面積が照射光の 1回の照射面積より大きい場合には、 分 離層 1 2 0の全領域に対し、 複数回に分けて照射光を照射することもできる。 ま た、 同一箇所に 2回以上照射してもよい。 また、 異なる種類、 異なる波長 （波長 域） の照射光 （レーザ光） を同一領域または異なる領域に 2回以上照射してもよ い。
次に、 第 2 1図に示すように、 基板 1 0 0に力を加えて、 この基板 1 0 0を分 離層 1 2 0から離脱させる。 第 2 1図では図示されないが、 この離脱後、 基板 1 0 0上に分離層が付着することもある。
次に、 第 2 2図に示すように、 残存している分離層 1 2 0を、 例えば洗浄、 ェ ツチング、 アツシング、 研磨等の方法またはこれらを組み合わせた方法により除 去する。 これにより、 被転写層 （薄膜デバイス層） 1 4 0が、 転写体 1 8 0に転 写されたことになる。 なお、 離脱した基板 1 0 0にも分離層の一部が付着してい る場合には同様に除去する。 なお、 基板 1 0 0が石英ガラスのような高価な材料、 希少な材料で構成されている場合等には、 基板 1 0 0は、 好ましくは再利用 （リ サイクル） に供される。 すなわち、 再利用したい基板 1 0 0に対し、 本発明を適 用することができ、 有用性が高い。
以上のような各工程を絰て、 被転写層 （薄膜デバイス層） 1 4 0の転写体 1 8 0への転写が完了する。 その後、 被転写層 （簿膜デバイス層） 1 4 0に隣接する S i 02膜の除去や、 被転写層 1 4 0上への配線等の導電層や所望の保護膜の形 成等を行うこともできる。
本発明では、 被剥離物である被転写層 （薄膜デバイス層） 1 4 0自体を直接に 剥離するのではなく、 被転写層 （薄膜デバイス層） 1 4 0に接合された分離層に おいて剥離するため、 被剥離物 （被転写層 1 4 0 ) の特性、 条件等にかかわらず、 容易かつ確実に、 しかも均一に剥離 （転写） することができ、 剥離操作に伴う被 剥離物 （被転写層 1 4 0 ) へのダメージもなく、 被転写層 1 4 0の高い信頼性を 維持することができる。
なお、 以上の第 3の実施形態においても、 第 1の実施形態と同様な実施例 1〜 1 9の条件で実施できる。
〔第 4の実施の形態〕
本実施の形態は、 第 3の実施の形態の一部工程を変形したものである。
[工程 1でのアモルファスシリコン層の形成]
分離層 1 2 0の組成がアモルファスシリコン （a— S i ) の場台には、 気相成 長法 （C VD ) 、 特に低圧 （L P ) C VDが、 プラズマ C VD、 大気圧 （A P ) C V D及び E C Rよりも優れている。 例えばプラズマ C V Dにより形成されたァ モルファスシリコン層中には、 比較的多く水素が含有される。 この水素の存在に より、 アモルファスシリコン層をアブレ一シヨンさせ易くなるが、 成膜時の基板 温度が例えば 3 5 0 °Cを越えると、 そのアモルファスシリコン層より水素が放出 される。 この薄膜デバイスの形成工程中に離脱する水素により、 膜剥れが生ずる ことがある。 また、 プラズマ C VD膜は密着性が比較的弱く、 デバイス製造工程 の中のゥヱット洗浄工程にて、 基板 1 0 0と被転写層 1 4 0とが分離される虞が ある。 この点、 L P C VD膜は、 水素が放出される虞が無く、 しかも十分な密着 性を確保できる点で優れている。
次に、 分離層としてのアモルファスシリコン層 1 2 0の莫厚について、 第 3 9 図を参照して説明する。 第 3 9図は、 横軸にアモルファスシリコン層の莫厚を示 し、 縦軸に該層にて吸収される光エネルギーを示している。 上述したように、 ァ モルファスシリコン層に光照射すると、 アブレ一シヨンを生ずる。
ここで、 アブレ一シヨンとは、 照射光を吸収した固定材料 （分離層 1 2 0の構 成材料） が光化学的または熱的に励起され、 その表面や内部の原子または分子の 結合か切断されて放出することをいい、 主に、 分離層 1 2 0の構成材料の全部ま たは一部が溶融、 蒸散 （気化） 等の相変化を生じる現象として現れる。 また、 前 記相変化によって微小な発砲状態となり、 結合力が低下することもある。
そして、 このアブレーシヨンに到達するのに必要な吸収エネルギーが、 膜厚が 薄い程低くて済むことが、 第 3 9図から分かる。
以上のことから、 本実施の形態では、 分離層としてのアモルファスシリコン層 1 2 0の膜厚を薄くしている。 これにより、 アモルファスシリコン層 1 2 0に照 射される光のエネルギーを小さくでき、 省エネルギー化と共に、 光源装置の小型 化が図れる。
次に、 分離層としてのアモルファスシリコン層 1 2 0の fl莫厚の数値について考 察する。 第 3 9図の通り、 アブレ一シヨンに到達するのに必要な吸収エネルギー が、 アモルファスシリコンの膜厚が薄い程低くて済むことが分かり、 本発明者の 考察によると 2 5 nm以下が好ましく、 一般の光源装置のパワーにより十分にァ ブレーシヨンを生じさせることができた。 膜厚の下限については特に制限はない が、 その下限を好ましくは 5 nmとすると、 アモルファスシリコン層の形成を確 実に行い、 かつ、 所定の密着力を確保できる観点から定められる。 従って、 分離 層としてのアモルファスシリコン層 1 2 0の膜厚の好適な範囲は、 5〜2 5 nm となる。 さらに好ましい莫厚は、 1 5 nm以下であり、 さらなる省エネルギー化 と密着力の確保が得られる。 最も好適な！!莫厚範囲は、 l l nm以下であり、 この 付近であり、 アブレーシヨンに必要な吸収エネルギーを格段に低くできる。
〔第 5の実施の形態〕
本実施の形態は、 第 3又は第 4の実施の形態の一部工程を変形したものである。
[工程 3での転写体の補強]
また、 転写体 1 8 0の機械的特性としては、 ある程度の剛性 （強度） を有する ものが好ましいが、 可撓性、 弾性を有するものであってもよい。 転写体 1 8 0の 機械的特性は、 特に下記の点を考慮するとよい。 この分離層 1 2 0に光照射する と、 分離層 1 2 0を構成する物質が光化字的または熱的に励起され、 その表面や 内部の分子または原子の結合が切断されて、 該分子または原子が外部に放出され る。 この分子または原子の放出に伴い分離層 1 2 0の上層に作用する応力を、 転 写体 1 8 0にて受けとめられるように、 転写体 1 8 0の機械的強度によりその耐 力を確保することが好ましい。 それにより、 分離層 1 2 0の上層の変形または破 壊が防止されるからである。
このような耐カを、 転写体 1 8 0の機械的強度だけで確保するものに限らず、 分離層 1 2 0よりも上層に位置する層、 すなわち、 被転写層 1 4 0、 接着層 1 6 0及び転写体 1 8 0のいずれか一つまたは複数の層の機械的強度により確保すれ ばよい。 このような耐カを確保するために、 被転写層 1 4 0、 接着層 1 6 0及び 転写体 1 8 0の材質及び厚さを適宜選択できる。
被転写層 1 4 0、 接着層 1 6 0及び転写体 1 8 0のみでは上記の耐カを確保で きない場合には、 第 4 2図 （A) 〜 （E ) に示すように、 分離層 1 2 0よりも上 層となるいずれかの位置に、 補強層 1 3 2を形成することもできる。
第 4 2図 （A) に示す補強層 1 3 2は、 分離層 1 2 0と被転写層 1 4 0との間 に設けられている。 こうすると、 分離層 1 2 0にて剥離を生じさせ、 その後基板 1 0 0を離脱させた後に、 残存する分離層 1 2 0と共に補強層 1 3 2を、 被転写 層 1 4 0から除去することもできる。 第 4 2図 （B ) のように、 転写体 1 8 0の 上層に設けられた補強層 1 3 2も、 少なくとも分離層 1 2 0にて剥離を生じさせ た後は、 転写体 1 8 0より除去することができる。 第 4 2図 （C ) に示す補強層 1 3 2は、 被転写層 1 4 0を構成する複数層の中に、 例えば絶縁層として介在さ れている。 第 4 2図 （D ) ( E ) の各補強層 1 3 2は、 接着層 1 4 0の下層また は上層に配置されている。 これらの場合には、 後に除去することは不能となる。
〔第 6の実施の形態〕
本実施の形態は、 第 3、 第 4又は第 5の実施の形態の一部工程を変形したもの である。
[工程 4での分離層にシリコン系光吸収層を形成]
第 3 8図に代わる方法として、 第 4 0図、 第 4 1図に示すよう方法を採用する ことが好ましい。 第 4 0図は、 分離層としてのアモルファスシリコン層 1 2 0を 用いた例であり、 被転写層 1 4 0の下層に、 シリコン系光吸収層として用いられ るアモルファスシリコン層 1 2 6をさらに設けている。 この 2つのアモルファス シリコン層 1 2 0、 1 2 6を分離するために、 シリコン系介在層として例えばシ リコン酸化膜 （S i 0 2 ) が介在されている。 こうすると、 万一照射光が分離層 であるアモルファスシリコン層 1 2 0を透過しても、 その透過光はシリコン系光 吸収層としてのアモルファスシリコン層 1 2 6に吸収される。 この結果、 それよ り上の簿膜デバイスに悪影響を与えない。 しかも、 追加された 2つの層 1 2 6， 1 2 8は共にシリコン系の層であるので、 従来の薄膜形成技術にて確立されてい るように、 金属汚染などを引き起こすことがない。
なお、 分離層としてのアモルファスシリコン層 1 2 0の S莫厚よりも、 光吸収層 としてのアモルファスシリコン層 1 2 6の JJ莫厚を厚くしておけば、 アモルファス シリコン層 1 2 6にてアブレ一シヨンが生ずる虞れを確実に防止できる。 しかし、 上記の膜厚の関係に限らず、 アモルファスシリコン層 1 2 6に入射する光ェネル ギ一は、 分離層としてのアモルファスシリコン層 1 2 0に直接入射する光ェネル ギ一よりも十分に少ないため、 アモルファスシリコン層 1 2 6にてアブレ一ショ ンが生ずることを防止できる。
なお、 第 4 1図に示すように、 分離層 1 2 0と異なる材質のシリコン系光吸収 層 1 3 0を設けた例を示し、 この場合にはシリコン系介在層 1 2 8は必ずしも設 ける必要はない。
第 4 0図、 第 4 1図の通り構成して分離層 1 2 0での光漏れ対策を行った場合 には、 分離層 1 2 0にて剥離が生ずるための光吸収エネルギーが大きい場合であ つても、 薄膜デバイスへの悪影響を確実に防止できる利点がある。
〔第 7の実施の形態〕
本実施の形態は、 第 3、 第 4、 第 5又は第 6の実施の形態の一部工程を変形し たものである。
[工程 4での光照射の変形]
第 3 8図の金属膜 1 2 4を有さない場合に特に好適な光照射方法であって、 か つ、 薄膜デバイスに悪影響を与えない本実施例の光照射方法について、 第 4 3図 以降の図を参照して説明する。
第 4 3図及び第 4 4図は、 ラインビーム 1 0を順次走査方向 Aに沿って走査さ せて、 分離層 1 2 0のほぼ全面に光照射する方法を示している。 各図において、 ラインビーム 1 0をビ一ムスキャンした回数を Nで表した時、 N回目のラインビ —ム 1 0の照射領域 2 0 (N) と、 N + 1回目のラインビーム 1 0の照射領域 2 0 ( N + 1 ) とは重ならないようにして、 各回のビームスキャンが実施されてい る。 このため、 隣り合う照射領域 2 0 (N ) と 2 0 (N + 1 ) との間には、 各回 の照射領域よりも十分に狭い低照射領域あるいは非照射領域 3 0が形成される。 ここで、 ラインビーム 1 0を基板 1 0 0に対して相対的に図示 A方向に移動さ せる時に、 その移動時にもビームを出射し続けると、 符号 3 0の領域は低照射領 域となる。 一方、 移動時にはラインビーム 1 0を出射しないようにすると、 符号 3 0の領域は非照射領域となる。
第 4 3図、 第 4 4図の方式とは異なり、 もし各回のビーム照射領域同士を重な らせると、 分離層 1 2 0の層内および/または界面において剥離を生じさせるに 足る光以上の過度の光が照射されることになる。 この過度の光の一部が漏れて分 離層 1 2 0を介して薄膜デバイスを含む被転写層 1 4 0に入射すると、 その簿膜 デバイスの特性例えば電気的特性を劣化する原因となる。
第 4 3図、 第 4 4図の方式では、 そのような過度の光が分離層 1 2 0に照射さ れないため、 薄膜デバイスが転写体に転写された後も、 その薄膜デバイスの本来 の特性を維持することができる。 なお、 低照射領域あるいは非照射領域 3 0に対 応する分離層 1 2 0では剥離が生じないが、 その両側のビーム照射領域での剥離 により、 分離層 1 2 0と基板 1 0 0との密着性を十分に低減させることができる。 次に、 ラインビーム 1 0の光強度分布を考慮したビームスキャンの例について、 第 4 4図〜第 4 7図を参照して説明する。
第 4 4図は、 第 4 3図とは異なり、 N回目のラインビーム 1 0の照射領域 2 0
(N ) と、 N + 1回目のラインビーム 1 0の照射領域 2 0 ( N + 1 ) とが重なる ようにして、 各回のビ一ムスキャンが実施されている。 このため、 隣り合う照射 領域 2 0 ( N ) と 2 0 ( N + 1 ) とには、 2度照射領域 4 0が形成される。
このような 2度照射領域 4 0が形成されたとしても、 上述した過度の光照射に 起因して分離層 1 2 0にて光漏れが生じることがなく、 これにより、 薄膜デバィ スの本来の特性を維持することができる理由は下記の通りである。
第 4 6図及び第 4 7図は、 ビームスキャンによって隣り合う 2つのラインビー ム 1 0 , 1 0の、 位置に依存した光強度分布を示している。
第 4 6図に示す光強度分布特性によれば、 各ラインビーム 1 0は、 そのビーム 中心を含む所定幅の領域にて光強度が最大となるフラットビ一ク 1 0 aを有する。 そして、 ビームスキャンによって隣り合う 2つのラインビーム 1 0 , 1 0は、各々 のフラヅトビーク 1 0 aが重なり合わないようにして、 ビームスキャンされてい 一方、 第 4 7図に示す光強度分布特性によれば、 各ラインビーム 1 0はビーム 中心にて光強度が最大となり、 ビーム中心より離れるに従 、光強度は低下してい る。 そして、 ビ一ムスキャンによって隣り合う 2つのラインビーム 1 0， 1 0は、 各々のラインビーム 1 0の最大光強度の 9 0 %以上となるビーム照射有効領域同 士が重ならないようにして、 ビームスキャンされる。
この結果、 2度照射領域 4 0のトータルのビーム照射量 （各位置での光強度 X 時間の和） は、 フラットビーク領域あるいは最大光強度の 9 0 %以上となるビー ム照射有効領域が 2回連続して同一領域に設定される場合よりも少なくなる。 こ れにより、 2度照射領域 4 0ではその 2回のビーム照射で初めてその領域の分離 層が剥離する場合があり、 この場合には上述した過度のビーム照射とはならない。 あるいは、 たとえ 1回目のビーム照射で分離層が剥離したとしても、 2回目のビ ーム照射に起因して薄 Ji莫デノ、'イスへ入射される光を少なくでき、 薄膜デノ、'イスの 電気的特性の劣化を防止し、 あるいは実使用上問題が生じない程度に低減するこ とができた。
2度照射領域 4 0での光漏れを抑制するには、 2度照射領域 4 0に照射される 各回の光強度の最大値は、 各回の光照射の最大光強度 （ビーム中心の光強度） に 対して 9 0 %未満が好ましく、 さらに好ましくは 8 0 %以下、 より好ましくは 5 0 %以下とすることができる。 特に、 ビーム強度の絶対値が大きく、 ビームの光 強度の半値幅 （5 0 % ) の強度でも剥離が可能であれば、 ビームの光強度の半値 幅 （5 0 %) を越える重なりを無くすようにしても構わない。 なお、 以上のことはラインビーム 10に限らず、 スポットビーム 10など他の 形状のビームについても同様である。 スポットビームの場合には、 上下、 左右に て隣接する他のビーム照射領域との関係を考慮すべきである。
なお、 レーザ光に代表される照射光は、 その強度がほぼ均一となるように照射 されるのであれば、 照射光の照射方向は、 分離層 120に対し垂直な方向に限ら ず、 分離層 120に対し所定角度傾斜した方向であってもよい。
次に、 本発明の具体的実施例について説明する。 この実施例は、 第 3の実施形 態の実施例 1におけるレーザー照射において、 上述した本実施形態を実施したも のである。
(変形実施例 1 )
縦 50 mm X横 5 Ommx厚さ 1. 1 mmの石英基板 （軟化点： 1630°C、 歪点： 1070°C、 エキシマレ一ザの透過率：ほぼ 100%) を用意し、 この石 英基板の片面に、 分離層 （レーザ光吸収層） として非晶質シリコン （a— S i) 膜を低圧 CVD法 （S i2 H6ガス、 425°C) により形成した。 分離層の膜厚 は、 100 nmであった。
次に、 分離層上に、 中間層として S i 02膜を E CR— C VD法 （S iH4 + 02ガス、 100°C) により形成した。 中間層の膜厚は、 200 nmであった。 次に、 中間層上に、 被転写層として膜厚 5 Onmの多結晶 （ポリ） シリコン膜 を CVD法 （Si2 H 6ガス） により形成した。 その後、 このポリシリコン膜に 対し、 所定のパターンニングを施し、 薄膜トランジスタのソース · ドレイン 'チ ャネルとなる領域を形成した。 この後、 1000° C以上の高温によりポリシリ コン膜表面を熱酸化してゲート絶縁膜 S i02 を形成した後、 ゲート絶縁膜上に ゲート電極 （ポリシリコンに Mo等の髙融点金属が積層形成された構造） を形成 し、 ゲート電極をマスクとしてイオン注入することによって、 自己整合的 （セル ファライン） にソース ' ドレイン領域を形成し、 薄膜トランジスタを形成した。 なお、 上記のような高温プロセスではなく、 低温プロセスを用いても同様の特 性の薄膜トランジスタが形成できる。 例えば、 分離層上に、 中間層としての S i 02 膜上に、 被転写層として膜厚 5 Onmの非晶質シリコン膜を低圧 CVD法 (S i 2 H 6ガス， 425。C) により形成し、 この非晶質シリコン膜にレーザー 光 （波長 308nm) を照射して、 結晶化させ、 ポリシリコン膜をとした。 その 後、 このポリシリコン膜に対し、 所定のパターンニングを施し、 薄膜トランジス 夕のソース ' ドレイン 'チャネルとなる領域を形成した。 この後、 低圧 CVD法 によりポリシリコン膜上にゲート絶縁膜 S i02 を堆積した後、 ゲート絶縁膜上 にゲート電極 （ポリシリコンに Mo等の高融点金属が積層形成された構造） を形 成し、 ゲート電極をマスクとしてイオン注入することによって、 自己整合的 （セ ルファライン） にソース ' ドレイン領域を形成し、 薄膜トランジスタを形成した。 この後、 必要に応じて、 ソース ' ドレイン領域に接続される電極及び配線、 ゲ —卜電極につながる配線が形成される。 これらの電極や配線には A 1が使用され る力 これに限定されるものではない。 また、 後工程のレーザー照射により A 1 の溶融が心配される場合は、 A 1よりも高融点の金属 （後工程のレーザー照射に より溶融しないもの） を使用してもよい。
次に、 前記薄膜トランジスタの上に、 紫外線硬化型接着剤を塗布し （膜厚： 1 00 m )、 さらにその塗膜に、 転写体として縦 20 Ommx横 30 Ommx厚 さ 1. 1mmの大型の透明なガラス基板 （ソーダガラス、 軟化点： 740。C、 歪 点： 511°C) を接合した後、 ガラス基板側から紫外線を照射して接着剤を硬化 させ、 これらを接着固定した。
次に、 Xe— C1エキシマレ一ザ （波長： 308 nm) を石英基板側から照射 し、 第 43図以降に示すビームスキャンを実施することで、 分離層に剥離 （層内 剥離および界面剥離） を生じさせた。 照射した Xe— C 1エキシマレ一ザのエネ ルギ一密度は、 25 OmJ/cm2、照射時間は、 20 n s e cであった。 なお、 ェキ シマレ一ザの照射は、 スポットビーム照射とラインビーム照射とがあり、 スポッ トビーム照射の場合は、 所定の単位領域 （例えば 8mmx8mm) にスポット照 射し、 このスポット照射を、 第 43図に示すように各回の照射領域が重ならない ように （前後左右にて重ならないように） ビーム走査しながら照射していく。 ま た、 ラインビーム照射の場合は、 所定の単位領域 （例えば 378mmx 0. 1 m mや 378mmx 0.3 mm (これらはエネルギーの 90 %以上が得られる領域）） を同じく、 第 4 3図に示すように各回の照射領域が重ならないようにビーム走査 しながら照射していく。 これに代えて、 第 4 5図に示すように、 重ね照射される 領域のビーム強度が低下するようにビーム走査しても良い。
この後、 石英基板とガラス基板 （転写体） とを分離層において引き剥がし、 石 英基板上に形成された薄膜トランジスタおよび中間層を、 ガラス基板側に転写し た。 その後、 ガラス基板側の中間層の表面に付着した分離層を、 エッチングや洗 浄またはそれらの組み合わせにより除去した。 また、 石英基板についても同様の 処理を行い、 再使用に供した。
なお、 転写体となるガラス基板が石英基板より大きな基板であれば、 本実施例 のような石英基板からガラス基板への転写を、 平面的に異なる領域に繰り返して 実施し、 ガラス基板上に、 石英基板に形成可能な薄膜トランジスタの数より多く の薄膜トランジスタを形成することができる。 さらに、 ガラス基板上に繰り返し 積層し、 同様により多くの簿膜トランジスタを形成することができる。
〔第 8の実施の形態〕
以下、 本発明の剥離方法の第 8の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明す る。 本実施の形態は、 第 1乃至第 7のいずれかの実施形態の被剥離物あるいは被 転写層を C MO S構造の T F Tとしたものである。
第 2 4図〜第 3 4図は、 それそれ、 本発明の剥離方法の実施の形態の工程を示 す断面図である。
[工程 1 ] 第 2 4図に示すように、 基板 （例えば石英基板） 1 0 0上に、 分離 層 （例えば、 L P C VD法により形成されたアモルファスシリコン層） 1 2 0と、 中間層 （例えば、 S i 02膜） 1 4 2と、 アモルファスシリコン層 （例えば L P C V D法により形成される） 1 4 3とを順次に積層形成し、 続いて、 ァモルファ スシリコン層 1 4 3の全面に上方からレーザー光を照射し、 ァニールを施す。 こ れにより、 アモルファスシリコン層 1 4 3は再結晶化してポリシリコン層となる <
[工程 2 ] 続いて、 第 2 5図に示すように、 レーザ一ァニールにより得られた ポリシリコン層をパ夕一ニングして、 アイランド 1 4 4 a , 1 4 4 bを形成する, [工程 3] 第 26図に示されるように、 アイランド 144 a， 144bを覆う ゲート絶縁膜 148a， 148bを、 例えば、 CVD法により形成する。
[工程 4] 第 27図に示されるように、 ポリシリコンあるいはメタル等からな るゲート電極 150a, 15 Obを形成する。
[工程 5] 第 28図に示すように、 ポリイミド等からなるマスク層 170を形 成し、 ゲート電極 15 Obおよびマスク層 170をマスクとして用い、 セルファ ラインで、 例えばボロン （B) のイオン注入を行う。 これによつて、 p+層 17 2 a, 172 bが形成される。
[工程 6] 第 29図に示すように、 ポリイミ ド等からなるマスク層 174を 形成し、 ゲート電極 150 aおよびマスク層 174をマスクとして用い、 セルフ ァラインで、 例えばリン （P) のイオン注入を行う。 これによつて、 n+層 14 6 a, 146 bが形成される。
[工程 7] 第 30図に示すように、 層間絶縁膜 154を形成し、 選択的にコン タクトホール形成後、 電極 152 a〜 152 dを形成する。
このようにして形成された CMO S構造の T FTが、 第 18図〜第 22図にお ける被転写層 （薄膜デバイス層） 140に該当する。 なお、 層間絶縁膜 154上 に保護膜を形成してもよい。
[工程 8] 第 31図に示すように、 CMOS構成の TFT上に接着層としての エポキシ樹脂層 160を形成し、 次に、 そのエポキシ樹脂層 160を介して、 T FTを転写体 （例えば、 ソーダガラス基板） 180に貼り付ける。 続いて、 熱を 加えてエポキシ樹脂を硬化させ、 転写体 180と TFTとを接着 （接合） する。 なお、 接着層 160は紫外線硬化型接着剤であるフォ トポリマー樹脂でもよい < この場合は、 熱ではなく転写体 180側から紫外線を照射してポリマ一を硬化さ せる。
[工程 9] 第 32図に示すように、 基板 100の裏面から、 例えば、 Xe— C 1エキシマレーザ一光を照射する。 これにより、 分離層 120の層内および/ま たは界面において剥離を生じせしめる。
[工程 10] 第 33図に示すように、 基板 100を引き剥がす。 [工程 1 1 ] 最後に、 分離層 1 2 0をエッチングにより除去する。 これにより、 第 3 4図に示すように、 〇1^ 0 3構成の丁 11が、 転写体 1 8 0に転写されたこ とになる。
〔第 9の実施の形態〕
上述の第 1乃至第 8のいずれかの実施形態で説明した薄膜デバィスの転写技術 を用いると、 例えば、 第 3 5図 （a ) に示すような、 簿膜素子を用いて構成され たマイクロコンビユー夕を所望の基板上に形成できるようになる。第 3 5図（a ) では、 プラスチック等からなるフレキシブル基板 1 8 2上に、 簿膜素子を用いて 回路が構成された C P U 3 0 0 , R AM 3 2 0 , 入出力回路 3 6 0ならびに、 こ れらの回路の電源電圧を供給するための、 アモルファスシリコンの P I N接合を 具備する太陽電池 3 4 0が搭載されている。 第 3 5図 （a ) のマイクロコンビュ —夕はフレキシブル基板上に形成されているため、 第 3 5図 （b ) に示すように 曲げに強く、 また、 軽量であるために落下にも強いという特徴がある。
〔第 1 0の実施の形態〕
上述の第 1乃至第 4のいずれかの実施形態による薄膜デバィスの転写技術を用 いて、 第 3 6図、 第 3 7図に示されるような、 アクティブマトリクス基板を用い たァクティブマトリクス型の液晶表示装置を作成することができる。
第 3 6図に示すように、 アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、 バックラ ィト等の照明光源 4 0 0 , 偏光板 4 2 0 , アクティブマトリクス基板 4 4 0 , 液 晶 4 6 0 , 対向基板 4 8 0， 偏光板 5 0 0を具備する。
なお、 本発明のアクティブマトリクス基板 4 4 0と対向基板 4 8 0にプラスチ ックフィルムのようなフレキシブル基板を用いる場合は、 照明光源 4 0 0に代え て反射板を採用した反射型液晶パネルとして構成すると、 可撓性があって衝撃に 強くかつ軽量なアクティブマトリクス型液晶パネルを実現できる。 なお、 画素電 極を金属で形成した場合、 反射板および偏光板 4 2 0は不要となる。
本実施の形態で使用するアクティブマトリクス基板 4 4 0は、 画素部 4 4 2に TFTを配置し、 さらに、 ドライバ回路 （走査線ドライバおよびデータ線ドライ ノヽ'） 444を搭載したドライバ内蔵型のアクティブマトリクス基板である。 このァクティブマトリクス型液晶表示装置の要部の回路構成が第 37図に示さ れる。 第 37図に示されるように、 画素部 442は、 ゲートがゲート線 G1に接 続され、 ソース ' ドレインの一方がデ一夕線 D 1に接続され、 ソース ' ドレイン の他方が液晶 460に接続された T FT (Ml) と、 液晶とを含む。 また、 ドラ ィバ一部 444は、 画素部の TFT (Ml) と同じプロセスにより形成される T FT (M2) を含んで構成される。
上記した第 3及び第 4の実施形態により説明された転写方法により、 T F T (M 1) と TFT (M2) を含んだアクティブマトリクス基板 440を形成すること ができる。
〔産業上の利用の可能性〕
以上の説明のように、 本発明は、 基板上に形成することが可能な種々の被剥離 物 （被転写物） を、 形成に用いた基板とは異なる転写体に転写することにより、 製造基板とは異なる転写体上に上記被剥離物を配置することが可能になるため、 液晶表示装置、 半導体集積回路だけでなく、 様々なデバイスの製造に適用するこ とができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 基板上に分離層を介して存在する被剥離物を前記基板から剥離する剥離方 法であって、
前記分離層に照射光を照射して、 前記分離層の層内および/または界面におい て剥離を生ぜしめ、 前記被剥離物を前記基板から離脱させることを特徴とする剥 離方法。
2 . 透光性の基板上に分離層を介して存在する被剥離物を前記基板から剥離す る剥離方法であって、
前記基板側から前記分離層に照射光を照射して、 前記分離層の層内および/ま たは界面において剥離を生ぜしめ、 前記被剥離物を前記基板から離脱させること を特徴とする剥離方法。
3 . 基板上に分離層を介して形成された被転写層を前記基板から剥離し、 他の 転写体に転写する方法であって、
前記被転写層の前記基板と反対側に前記転写体を接合した後、
前記分離層に照射光を照射して、 前記分離層の層内および/または界面におい て剥離を生ぜしめ、 前記被転写層を前記基板から離脱させて前記転写体へ転写す ることを特徴とする剥離方法。
4 . 透光性の基板上に分離層を介して形成された被転写層を前記基板から剥離 し、 他の転写体に転写する方法であって、
前記被転写層の前記基板と反対側に前記転写体を接合した後、
前記基板側から前記分離層に照射光を照射して、 前記分離層の層内および/ま たは界面において剥離を生ぜしめ、 前記被転写層を前記基板から離脱させて前記 転写体へ転写することを特徴とする剥離方法。
5 . 透光性の基板上に分離層を形成する工程と、
前記分離層上に直接または所定の中間層を介して被転写層を形成する工程と、 前記被転写層の前記基板と反対側に転写体を接合する工程と、
前記基板側から前記分離層に照射光を照射して、 前記分離層の層内および/ま たは界面において剥離を生ぜしめ、 前記被転写層を前記基板から離脱させて前記 転写体へ転写する工程とを有することを特徴とする剥離方法。
6. 前記被転写層の前記転写体への転写後、 前記基板側および/または前記転 写体側に付着している前記分離層を除去する工程を有する請求項 5に記載の剥離
¾法 ο
7. 前記被転写層は、 機能性薄膜または薄膜デバイスである請求項 3乃至 6の いずれかに記載の剥離方法。
8. 前記被転写層は、 薄膜トランジスタである請求項 3乃至 6のいずれかに記 載の剥離方法。
9. 前記転写体は、 透明基板である請求項 3乃至 8のいずれかに記載の剥離方 法。
10. 前記転写体は、 被転写層の形成の際の最高温度を T maxとしたとき、 ガラス転移点 （Tg) または軟化点が Tmax以下の材料で構成されている請求 項 3乃至 9のいずれかに記載の剥離方法。
11. 前記転写体は、 ガラス転移点 （Tg) または軟化点が 800°C以下の材 料で構成されている請求項 3乃至 10のいずれかに記載の剥離方法。
12. 前記転写体は、 合成樹脂またはガラス材で構成されている請求項 3乃至 11のいずれかに記載の剥離方法。
13. 前記基板は、 耐熱性を有するものである請求項 1乃至 12のいずれかに 記載の剥離方法。
14. 前記基板は、 被転写層の形成の際の最高温度を Tmaxとしたとき、 歪 点が Tmax以上の材料で構成されている請求項 3乃至 12のいずれかに記載の 剥離方法。
15. 前記分離層の剥離は、 分離層を構成する物質の原子間または分子間の結 合力が消失または減少することにより生じる請求項 1乃至 14のいずれかに記載 の剥離方法。
16. 前記照射光は、 レーザ光である請求項 1乃至 15のいずれかに記載の剥 離方法。
17. 前記レーザ光の波長が、 100〜35 Onmである請求項 16に記載の 剥離方法。
18. 前記レーザ光の波長が、 350〜 1200 nmである請求項 1 6に記載 の剥離方法。
19. 前言己分離層は、 非晶質シリコンで構成されている請求項 1乃至 18のい ずれかに記載の剥離方法。
20. 前記非晶質シリコンは、 H (水素） を 2 at%以上含有するものである請 求項 19に記載の剥離方法。
2 1. 前記分離層は、 セラミックスで構成されている請求項 1乃至 18のいず れかに記載の剥離方法。
22. 前記分離層は、 金属で構成されている請求項 1乃至 18のいずれかに記 載の剥離方法。
23. 前記分離層は、 有機高分子材料で構成されている請求項 1乃至 18のい ずれかに記載の剥離方法。
24. 前記有機高分子材料は、 — CH2—、 一 CO -、 — CONH—、 -NH -、 一 COO—、 — N = N—、 —CH = N—のうちの少なくとも 1種の結合を有 するものである請求項 23に記載の剥離方法。
25. 前記有機高分子材料は、 構成式中に芳香族炭化水素を有するものである 請求項 23または 24に記載の剥離方法。
26. 前記分離層は、 複数の層の積層体よりなることを特徴とする請求項 1乃 至 25のいずれかに記載の剥離方法。
27. 前記分離層は、 組成または特性の異なる少なくとも 2つの層を含む請求 項 26に記載の剥離方法。
28. 前記分離層は、 前記照射光を吸収する光吸収層と、 該光吸収層とは組成 または特性の異なる他の層とを含む請求項 26または 27に記載の剥離方法。 29. 前記分離層は、 前記照射光を吸収する光吸収層と、 前記照射光を遮光す る遮光層とを含む請求項 26乃至 28のいずれかに記載の剥離方法。
30. 前記遮光層は、 前記光吸収層に対し前記照射光の入射方向と反対側に位 置している請求項 29に記載の剥離方法。
3 1 · 前記遮光層は、 前記照射光を反射する反射層である請求項 29または 3 0に記載の剥離方法。
32. 前記反射層は、 金属薄膜で構成されている請求項 31に記載の剥離方法。 33. 前記分離層の剥離は、 前記光吸収層を構成する物質の原子間または分子 間の結合力が消失または減少することにより生じる請求項 28乃至 32のいずれ かに記載の剥離方法。
34. 前記分離層は、 非晶質シリコンで構成される光吸収層を有する請求項 2 6乃至 33のいずれかに記載の剥離方法。
35. 前記非晶質シリコンは、 H (水素） を 2 at%以上含有するものである請 求項 34に記載の剥離方法。
36. 前記分離層は、 セラミックスで構成される光吸収層を有する請求項 26 乃至 33のいずれかに記載の剥離方法。
37. 前記分離層は、 金属で構成される光吸収層を有する請求項 26乃至 33 のいずれかに記載の剥離方法。
38. 前記分離層は、 有機高分子材料で構成される光吸収層を有する請求項 2 6乃至 33のいずれかに記載の剥離方法。
39. 前記有機高分子材料は、 一 CH—、 -CH2 一、 一 CO—、 -CONH 一、 一 NH―、 一 COO—、 -N = N-s 一 CH = N—のうちの少なくとも 1種 の結合を有するものである請求項 38に記載の剥離方法。
40. 基板上の薄膜デバイスを転写体に転写する方法であって、
前記基板上に分離層を形成する工程と、 前記分離層上に薄膜デバイスを含む被 転写層を形成する工程と、 前記薄膜デパイスを含む被転写層を接着層を介して前 記転写体に接合する工程と、 前記分離層に光を照射し、 前記分離層の層内および /または界面において剥離を生じせしめる工程と、 前記基板を前記分離層から離 脱させる工程と、 を有することを特徴とする薄膜デバイスの転写方法。
41. 基板上の薄膜デバイスを含む被転写層を転写体に転写する方法であって、 前記基板上にアモルファスシリコン層を形成する第 1工程と、 前記アモルファスシリコン層上に前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を形成 する第 2工程と、
前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を接着層を介して前記転写体に接合する 第 3工程と、
前記基板を介して前記アモルファスシリコン層に光を照射し、 前記ァモルファ スシリコン層の層内および/または界面において剥離を生じさせて、 前記基板と 前記被転写層との結合力を低下させる第 4工程と、
前記基板を前記アモルファスシリコン層から離脱させる第 5工程と、 を有し、 前記第 2工程にて形成される前記被転写層は薄膜トランジス夕を含み、 前記第 1工程にて形成される前記アモルファスシリコン層の膜厚は、 前記第 2工程にて 形成される前記簿膜卜ランジス夕のチャネル層の膜厚よりも簿く形成されること を特徴とする薄膜デバイスの転写方法。
4 2 . 基板上の薄膜デバイスを含む被転写層を転写体に転写する方法であって、 前記基板上に 2 5 nm以下の膜厚にてアモルファスシリコン層を形成する第 1 工程と、
前記アモルファスシリコン層上に前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を形成 する第 2工程と、
前記簿膜デパイスを含む前記被転写層を接着層を介して前記転写体に接合する 第 3工程と、
前記基板を介して前記アモルファスシリコン層に光を照射し、 前記ァモルファ スシリコン層の層内および/または界面において剥離を生じさせて、 前記基板と 前記被転写層との結合力を低下させる第 4工程と、
前記基板を前記アモルファスシリコン層から離脱させる第 5工程と、
を有することを特徴とする薄膜デバィスの転写方法。
4 3 . 前記第 2工程では、 前記アモルファスシリコン層の膜厚を、 l l nm以 下の膜厚にて形成することを特徴とする請求項 4 2に記載の簿膜デバイスの転写 方法。
4 4 . 前記第 2工程では、 低圧気相成長法にて前記アモルファスシリコン層を 形成することを特徴とする請求項 4 1乃至 4 3のいずれかに記載の薄膜デバイス の転写方法。
4 5 . 基板上の薄膜デバイスを含む被転写層を転写体に転写する方法であって、 前記基板上に、 分離層を形成する工程と、
前記分離層上にシリコン系光吸収層を形成する工程と、
前記シリコン系光吸収層上に前記薄膜デバィスを含む前記被転写層を形成する 工程と、
前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を接着層を介して前記転写体に接合する 工程と、
前記基板を介して前記分離層に光を照射し、 前記分離層の層内および/または 界面にて剥離を生じさせる工程と、
前記基板を前記分離層から離脱させる工程と、
を有することを特徴とする薄膜デパイスの転写方法。
6 . 前記分離層及び前記光吸収層はアモルファスシリコンにて形成され、 前記分離層及び前記光吸収層間に、 シリコン系の介在層を形成する工程をさら に設けたことを特徴とする請求項 4 5に記載の簿膜デバイスの転写方法。
4 7 . 基板上の薄膜デバイスを含む被転写層を転写体に転写する方法であって、 前記基板上に分離層を形成する第 1工程と、
前記分離層上に前記簿膜デバイスを含む前記被転写層を形或する第 2工程と、 前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を接着層を介して前記転写体に接合する 第 3工程と、
前記基板を介して前記分離層に光を照射し、 前記分離層の層内および/または 界面にて剥離を生じさせる第 4工程と、
前記基板を前記分離層から離脱させる第 5工程と、 を有し、
前記第 4工程では、 前記分離層の層内および/または界面にて剥離を生じた際 に前記分離層の上層に作用する応力を、 前記分離層の上層が有する耐カにより受 けとめて、 前記分離層の上層の変形または破壊を防止することを特徴とする薄膜 デバイスの転写方法。
4 8 . 前記第 4工程の実施前に、 前記分離層の上層となるいずれかの位置にて、 前記耐カを確保するための補強層を形成する工程を、 さらに有することを特徴と する請求項 4 7に記載の薄膜デバイスの転写方法。
4 9 . 基板上に分離層を形成する第 1工程と、
前記分離層上に薄膜デバイスを含む被転写層を形成する第 2工程と、
前記薄膜デバィスを含む被転写層を接着層を介して転写体に接合する第 3工程 と、
前記分離層に光を照射し、 前記分離層の層内および/または界面において剥離 を生じさせる第 4工程と、
前記基板を前記分離層から離脱させる第 5工程と、
を有し、 前記基板上の前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を前記転写体に転 写する方法であって、
前記第 4工程は、 前記分離層に局所的に照射されるビームを順次走査してなり、 かつ、 前記ビームにより照射される N ( Nは 1以上の整数） 番目のビーム照射領 域と他の照射領域とが互いに重ならないようにしてビーム走査されることを特徴 とする薄膜デパイスの転写方法。
5 0 . 基板上に分離層を形成する第 1工程と、
前記分離層上に薄膜デバイスを含む被転写層を形成する第 2工程と、
前記薄膜デバイスを含む被転写層を接着層を介して転写体に接合する第 3工程 と、
前記分離層に光を照射し、 前記分離層の層内および/または界面において剥離 を生じさせる第 4工程と、
前記基板を前記分離層から離脱させる第 5工程と、
を有し、 前記基板上の前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を前記転写体に転 写する方法であって、
前記第 4工程は、 前記分離層に局所的に照射されるビームを順次走査してなり、 前記ビームはその中心領域にて光強度が最大となるフラッ卜ピーク領域を有し、 前記ビームにより照射される N ( Nは 1以上の整数） 番目のビーム照射領域と他 のビーム照射領域とは、 各回のビームの前記フラットビーク領域同士が重ならな いようにビーム走査されることを特徴とする薄膜デバイスの転写方法。
5 1 . 基板上に分離層を形成する第 1工程と、
前記分離層上に薄膜デバイスを含む被転写層を形成する第 2工程と、
前記薄膜デノ、'イスを含む被転写層を接着層を介して転写体に接合する第 3工程 と、
前記分離層に光を照射し、 前記分離層の層内および/または界面において剥離 を生じさせる第 4工程と、
前記基板を前記分離層から離脱させる第 5工程と、
を有し、 前記基板上の前記薄膜デバイスを含む前記被転写層を前記転写体に転 写する方法であって、
前記第 4工程は、 前記分離層に局所的に照射されるビームを順次走査してなり、 前記ビームはその中心領域にて光強度が最大となり、 前記ビームにより照射され る N ( Nは 1以上の整数） 番目のビーム照射領域と他のビーム照射領域とは、 各 回のビームの最大光強度の 9 0 %以上となるビーム照射有効領域同士が重ならな いようにビーム走査されることを特徴とする薄膜デバイスの転写方法。
5 2 . 前記基板は透光性の基板であり、 前記分離層への前記光の照射は、 前記 透光性の基板を介して行われることを特徴とする請求項 4 0乃至 5 1のいずれか に記載の薄膜デバィスの転写方法。
5 3 . 前記転写体に付着している前記分離層を除去する工程を、 さらに有する ことを特徴とする請求項 4 0乃至 5 1記載の薄膜デバイスの転写方法。
5 4 . 前記転写体は、 透明基板であることを特徴とする請求項 4 0乃至 5 1の いずれかに記載の薄膜デバィスの転写方法。
5 5 . 前記転写体は、 被転写層の形成の際の最高温度を T m a xとしたとき、 ガラス転移点 （T g) または軟化点が前記 T m a x以下の材料で構成されている ことを特徴とする請求項 4 0乃至 5 1のいずれかに記載の簿膜デバイスの転写方
5 6 . 前記転写体は、 ガラス転移点 （T g ) または軟化点が、 前記簿膜デバイ スの形成プロセスの最高温度以下であることを特徴とする請求項 40乃至 5 1の いずれかに記載の薄膜デパイスの転写方法。
57. 前記転写体は、 合成樹脂またはガラス材で構成されていることを特徴と する請求項 40乃至 5 1のいずれかに記載の薄膜デバイスの転写方法。
58. 前記基板は、 耐熱性を有することを特徴とする請求項 40乃至 5 1のい ずれかに記載の薄膜デバイスの転写方法。
59. 前記基板は 31 Onmの光を 10 %以上透過する基板であることを特徴 とする請求項 40乃至 51薄膜デバイスの転写方法。
60. 前記基板は、 被転写層の形成の際の最高温度を Tmaxとしたとき、 歪 み点が前記 Tmax以上の材料で構成されていることを特徴とする請求項 40乃 至 5 1のいずれかに記載の薄膜デバイスの転写方法。
61. 前記分離層は、 アモルファスシリコンで構成されていることを特徴とす る請求項 40乃至 51のいずれかに記載の薄膜デバイスの転写方法。
62. 前記アモルファスシリコンは、 水素 （H) を 2原子％以上含有すること を特徴とする請求項 6 1記載の薄膜デバイスの転写方法。
63. 前記アモルファスシリコンは、 水素 （H) を 10原子％以上含有するこ とを特徴とする請求項 62に記載の薄膜デノ ィスの転写方法。
64. 前記分離層が窒化シリコンからなることを特徴とする請求項 40乃至 5
1のいずれかに記載の薄膜デバィスの転写方法。
65. 前記分離層が水素含有合金からなることを特徴とする請求項 40乃至 5 1のいずれかに記載の薄膜デバイスの転写方法。
66. 前記分離層が窒素含有金属合金からなることを特徴とする請求項 40乃 至 5 1のいずれかに記載の薄膜デバイスの転写方法。
67. 前記分離層は多層膜からなることを特徴とする請求項 40乃至 5 1のい ずれかに記載の簿膜デバイスの転写方法。
68. 前記多層膜は、 アモルファスシリコン膜とその上に形成された金属膜と からなることを特徴とする請求項 67に記載の薄膜デバィスの転写方法。
69. 前記分離層は、 セラミックス， 金属， 有機高分子材料の少なくとも一種 から構成されていることを特徴とする請求項 4 0に記載の簿膜デバイスの転写方
7 0 . 前記光はレーザ一光であることを特徴とする請求項 4 0乃至 5 1のいず れかに記載の薄膜デバイスの転写方法。
7 1 . 前記レーザー光の波長が、 1 0 0 nm〜3 5 O n mであることを特徴と する請求項 7 0に記載の薄膜デバイスの転写方法。
7 2 . 前記レーザ一光の波長が、 3 5 0 ηπ！〜 1 2 0 0 n mであることを特徴 とする請求項 7 0に記載の薄膜デバイスの転写方法。
7 3 . 前記薄膜デノ、'イスは薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項 4 0乃至 5 1のいずれかに記載の薄膜デバイスの転写方法。
7 4 . 請求項 4 0乃至請求項 5 1のいずれかに記載の転写方法を用いて前記転 写体に転写されてなる簿膜デバイス。
7 5 . 前記薄膜デバイスは、 薄膜トランジスタであることを特徴とする請求項 7 4に記載の薄膜デバイス。
7 6 . 請求項 4 0乃至請求項 5 1のいずれかに記載の転写方法を用いて前記転写 体に転写された薄膜デバイスを含んで構成される薄膜集積回路装置。
7 7 . マトリクス状に配置された薄膜トランジスタと、 その薄膜トランジスタ の一端に接続された画素電極とを含んで画素部が構成され、 請求項 4 0乃至請求 項 5 1のいずれかに記載の方法を用いて前記画素部の薄膜トランジス夕を転写す ることにより製造されたアクティブマトリクス基板を有する液晶表示装置。
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