專利名稱：轉(zhuǎn)移方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及被剝離物的剝離方法，特別是涉及剝離由功能性薄膜那樣的薄膜構(gòu)成的被轉(zhuǎn)移層并轉(zhuǎn)移到透明基板那樣的轉(zhuǎn)移體上的轉(zhuǎn)移方法。此外，本發(fā)明涉及薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法以及使用該方法制造的薄膜器件、薄膜集成電路裝置和液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
例如在制造使用了薄膜晶體管(TFT)的液晶顯示器時(shí)，經(jīng)過(guò)用CVD法等在透明基板上形成薄膜晶體管的工序。
在該薄膜晶體管中，有使用非晶硅(a-Si)的薄膜晶體管和使用多晶硅(p-Si)的薄膜晶體管，再者，由多晶硅制成的薄膜晶體管可分類為經(jīng)過(guò)高溫工藝成膜的薄膜晶體管和經(jīng)過(guò)低溫工藝成膜的薄膜晶體管。
但是，由于以這種方式在透明基板上形成薄膜晶體管伴隨較高的溫度下的處理，因此必須使用耐熱性優(yōu)良的材料、即軟化點(diǎn)和熔點(diǎn)高的材料作為透明基板。因此，現(xiàn)在在利用高溫工藝制造TFT的情況下，使用由石英玻璃構(gòu)成的透明性基板作為能充分地耐約1000℃的溫度的基板。此外，在利用低溫工藝制造TFT的情況下，由于500℃左右的溫度為最高工藝溫度，故使用能耐500℃左右的溫度的耐熱玻璃。
如上所述，安裝薄膜器件的基板必須滿足制造這些薄膜器件的條件。但是，如果只著眼于完成了安裝薄膜器件的基板之后的階段，則有時(shí)上述的「基板」不一定是比較理想的。
例如，在伴隨高溫處理的制造工藝中，使用石英玻璃或耐熱玻璃，但與普通的玻璃相比，石英玻璃或耐熱玻璃是稀少而且價(jià)格非常貴的材料，并且，制造大型的透明基板是困難的。
此外，石英玻璃也好，耐熱玻璃也好，都是比較脆和容易破裂的，而且重量比較重。這一點(diǎn)在將形成了TFT那樣的薄膜器件的基板安裝在電子裝置上的情況下成為很大的缺點(diǎn)。即，在起因于制造條件的制約和對(duì)制品所要求的較為理想的特性之間存在差距，要滿足這些雙方的條件或特性是極為困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是著眼于這樣的問(wèn)題而完成的，其目的之一是提供一種不管被剝離物的特性、條件如何，可容易地剝離、特別是可轉(zhuǎn)移到各種轉(zhuǎn)移體上的剝離方法。此外，其目的在于提供一種可獨(dú)立地自由地選擇在薄膜器件的制造時(shí)使用的基板和例如在制品的實(shí)際使用時(shí)使用的基板(具有從制品的用途方面看較為理想的性質(zhì)的基板)的新的技術(shù)。此外，其目的在于提供一種在該轉(zhuǎn)移工藝中可使照射到產(chǎn)生剝離的分離層上的光能不降低、使轉(zhuǎn)移到基板上的薄膜器件的特性不惡化的新的技術(shù)。
1.首先公開(kāi)從制造基板剝離被剝離物或被轉(zhuǎn)移層的剝離方法。這些發(fā)明如以下所述。
(1)本發(fā)明的剝離方法是一種將通過(guò)分離層存在于基板上的被剝離物從所述基板剝離的剝離方法，其特征在于將照射光照射到所述分離層上，在所述分離層的層內(nèi)和/或界面處使剝離產(chǎn)生，使所述被剝離物從所述基板脫離。
(2)一種將通過(guò)分離層存在于透光性的基板上的被剝離物從所述基板剝離的剝離方法，其特征在于從所述基板一側(cè)將照射光照射到所述分離層上，在所述分離層的層內(nèi)和/或界面處使剝離產(chǎn)生，使所述被剝離物從所述基板脫離。
(3)一種將通過(guò)分離層形成于基板上的被轉(zhuǎn)移層從所述基板剝離并轉(zhuǎn)移到另一個(gè)轉(zhuǎn)移體上的方法，其特征在于在將所述轉(zhuǎn)移體接合到所述被轉(zhuǎn)移層的與所述基板相反的一側(cè)之后，將照射光照射到所述分離層上，在所述分離層的層內(nèi)和/或界面處使剝離產(chǎn)生，使所述被轉(zhuǎn)移層從所述基板脫離并轉(zhuǎn)移到所述轉(zhuǎn)移體上。
(4)一種將通過(guò)分離層形成于透光性的基板上的被轉(zhuǎn)移層從所述基板剝離并轉(zhuǎn)移到另一個(gè)轉(zhuǎn)移體上的方法，其特征在于在將所述轉(zhuǎn)移體接合到所述被轉(zhuǎn)移層的與所述基板相反的一側(cè)之后，從所述基板一側(cè)將照射光照射到所述分離層上，在所述分離層的層內(nèi)和/或界面處使剝離產(chǎn)生，使所述被轉(zhuǎn)移層從所述基板脫離并轉(zhuǎn)移到所述轉(zhuǎn)移體上。
(5)一種剝離方法，其特征在于，包括在透光性的基板上形成分離層的工序；在所述分離層上直接地或通過(guò)規(guī)定的中間層形成被轉(zhuǎn)移層的工序；將轉(zhuǎn)移體接合到所述被轉(zhuǎn)移層的與所述基板相反的一側(cè)的工序；以及從所述基板一側(cè)將照射光照射到所述分離層上，在所述分離層的層內(nèi)和/或界面處使剝離產(chǎn)生，使所述被轉(zhuǎn)移層從所述基板脫離并轉(zhuǎn)移到所述轉(zhuǎn)移體上的工序。
此外，與以上的發(fā)明相關(guān)連，公開(kāi)下述的發(fā)明。
可包括在將所述被轉(zhuǎn)移層轉(zhuǎn)移到所述轉(zhuǎn)移體上之后，除去附著于所述基板一側(cè)和/或所述轉(zhuǎn)移體一側(cè)的所述分離層的工序。
此外，使用功能性薄膜或薄膜器件作為所述被轉(zhuǎn)移層。特別是如果使用薄膜晶體管作為所述被轉(zhuǎn)移層則是較為理想的。此外，將所述轉(zhuǎn)移體定為透明基板是較為理想的。
再者，在將被轉(zhuǎn)移層的形成時(shí)的最高溫度設(shè)為T(mén)max時(shí)，用玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)(Tg)或軟化點(diǎn)為T(mén)max以下的材料構(gòu)成所述轉(zhuǎn)移體是較為理想的。特別是用玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)(Tg)或軟化點(diǎn)為800℃以下的材料構(gòu)成所述轉(zhuǎn)移體是較為理想的。
此外用合成樹(shù)脂或玻璃材料構(gòu)成所述轉(zhuǎn)移體是較為理想的。
此外，所述基板具有耐熱性是較為理想的。特別是在將被轉(zhuǎn)移層的形成時(shí)的最高溫度設(shè)為T(mén)max時(shí)，用變形點(diǎn)為T(mén)max以上的材料構(gòu)成所述基板是較為理想的。
在以上的剝離方法中，借助于構(gòu)成分離層的物質(zhì)的原子間或分子間的結(jié)合力消失或減少來(lái)產(chǎn)生所述分離層的剝離。
此外，所述照射光是激光是較為理想的。特別是所述激光的波長(zhǎng)是100～350nm是較為理想的。此外所述激光的波長(zhǎng)是350～1200nm是較為理想的。
再有，用非晶硅構(gòu)成所述分離層是較為理想的。特別是所述非晶硅含有2at％以上的H(氫)是較為理想的。
此外，可用陶瓷構(gòu)成所述分離層。也可用金屬構(gòu)成所述分離層。也可用有機(jī)高分子材料構(gòu)成所述分離層。此時(shí)，所述有機(jī)高分子材料具有-CH2-、-CO-、-CONH-、-NH-、-COO-、-N＝N-、-CH＝N-中的至少一種結(jié)合是較為理想的。再者，所述有機(jī)高分子材料在構(gòu)成式中具有芳香烴是較為理想的。
2.其次，公開(kāi)了由多個(gè)層疊體構(gòu)成上述發(fā)明中的分離層的發(fā)明。這些發(fā)明如下所述。
首先，其特征在于由多層的層疊體構(gòu)成前項(xiàng)1中公開(kāi)的發(fā)明中的分離層。再者，其特征在于所述分離層包含組成或特性不同的至少2層。
所述分離層包含吸收所述照射光的光吸收層和與該光吸收層組成或特性不同的另一層是較為理想的。特別是所述分離層包含吸收所述照射光的光吸收層和遮住所述照射光的遮光層是較為理想的。再者，所述遮光層相對(duì)于所述光吸收層位于與所述照射光的入射方向的相反一側(cè)是較為理想的。再者，所述遮光層是反射所述照射光的反射層是較為理想的。特別是用金屬薄膜構(gòu)成所述反射層是較為理想的。
3.其次，公開(kāi)了將薄膜器件作為被剝離物或被轉(zhuǎn)移體使用的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法。
一種將基板上的薄膜器件轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體上的方法，其特征在于包括在所述基板上形成分離層的工序；在所述分離層上形成包含薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層的工序；通過(guò)粘接層將包含所述薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層接合到所述轉(zhuǎn)移體上的工序；將光照射到所述分離層上，在所述分離層的層內(nèi)和/或界面處使剝離產(chǎn)生的工序；以及使所述基板從所述分離層脫離的工序。
按照本發(fā)明，在器件制造中的可靠性高的基板上預(yù)先設(shè)置具有吸收光的特性的分離層，在該基板上形成TFT等薄膜器件。其次，雖不作特別限定，但例如通過(guò)粘接層將薄膜器件接合到所希望的轉(zhuǎn)移體上，其后將光照射到分離層上，由此在該分離層中使剝離現(xiàn)象產(chǎn)生，使該分離層與所述基板之間的密接性降低。然后，對(duì)基板加力，使該基板從薄膜器件脫離。由此，即使對(duì)什么樣的轉(zhuǎn)移體也能轉(zhuǎn)移(形成)所希望的、可靠性高的器件。
再有，在本發(fā)明中，通過(guò)粘接層將薄膜器件(包含薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層)接合到轉(zhuǎn)移體上的工序以及使基板從薄膜器件脫離的工序的順序沒(méi)有關(guān)系，哪個(gè)工序在前面都可以。但是，在使基板脫離之后的薄膜器件的操作方面有問(wèn)題的情況下，希望首先將薄膜器件接合到轉(zhuǎn)移體上，其后使基板脫離。
此外，如果使用例如具有平坦化作用的物質(zhì)(例如熱硬化性樹(shù)脂)作為在將薄膜器件接合到轉(zhuǎn)移體中使用的粘接層，則即使在包含薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層的表面上產(chǎn)生一些臺(tái)階，也能使該臺(tái)階平坦化而予以忽略，于是總是可以進(jìn)行良好的向轉(zhuǎn)移體的結(jié)合，是很方便的。再者，其特征在于所述基板是透光性的基板，所述光向所述分離層的照射通過(guò)所述透光性的基板來(lái)進(jìn)行。例如，如果使用石英基板等的透明基板，則在可制造可靠性高的薄膜器件的同時(shí)，也可使光從基板的背面一并照射分離層的整個(gè)面，可提高轉(zhuǎn)移效率。
4.再者，公開(kāi)了將上述第3項(xiàng)中公開(kāi)了的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法的工序的一部分進(jìn)行了改良的發(fā)明。這些發(fā)明如下所述。
(1)一種將包含基板上的薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體上的方法，其特征在于，包括在所述基板上形成非晶硅層的第1工序；在所述非晶硅層上形成包含所述薄膜器件的所述被轉(zhuǎn)移層的第2工序；通過(guò)粘接層將包含所述薄膜器件的所述被轉(zhuǎn)移層接合到所述轉(zhuǎn)移體上的第3工序；通過(guò)所述基板將光照射到所述非晶硅層上，在所述非晶硅層的層內(nèi)和/或界面處使剝離產(chǎn)生，使所述基板與所述被轉(zhuǎn)移層的結(jié)合力降低的第4工序；以及使所述基板從所述非晶硅層脫離的第5工序，在所述第2工序中形成的所述被轉(zhuǎn)移層包含薄膜晶體管，將在所述第1工序中形成的所述非晶硅層的膜厚形成得比在所述第2工序中形成的所述薄膜晶體管的溝道層的膜厚薄。
這里，在本發(fā)明中使用非晶硅層作為在第1工序中在基板上形成的、在第4工序中利用光照射產(chǎn)生剝離的層。該非晶硅層如圖39中所示，膜厚越薄，就越能減小光照射到該非晶硅層上使剝離(在圖39中稱為ablation)產(chǎn)生所必須的光能。
這里，在第2工序中形成的被轉(zhuǎn)移層包含薄膜晶體管作為薄膜器件，其溝道層用多晶硅或非晶硅等的硅層來(lái)形成，一般以超過(guò)25nm例如約50nm的膜厚來(lái)形成。在本發(fā)明中，將在第1工序中形成的作為分離層(ablationlayer)的非晶硅的膜厚形成得比被轉(zhuǎn)移層中的薄膜晶體管的溝道層薄。因而，可降低在光照射工序中的消耗能量，同時(shí)可謀求在該工序中使用的光源裝置的小型化。再者，由于所照射的光能少，故萬(wàn)一光從非晶硅層漏出，即使該漏出的光入射到薄膜器件上，由于所照射的光能少，故也降低了薄膜器件的特性的惡化。
此外，將該層的膜厚定義為25nm以下，來(lái)代替非晶硅層的膜厚的定義。如上所述，該非晶硅層如圖39中所示，膜厚越薄，就越能減小光照射到該非晶硅層上使剝離產(chǎn)生所必須的光能，如果是上述的膜厚，則可充分地減小光能。再有，非晶硅層的膜厚范圍定為5～25nm是較為理想的，如果定為15nm或11nm以下更為理想，這樣可進(jìn)一步減小光照射到該非晶硅層上使剝離產(chǎn)生所必須的光能。
此外，在所述第2工序中，其特征在于用低壓汽相生長(zhǎng)法(LPCVD)形成上述非晶硅層。如果用LPCVD形成非晶硅層，則與等離子CVD、大氣(AP)CVD、ECR等比較，密接性提高，在形成包含上述薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層時(shí)，可減少產(chǎn)生氫、發(fā)生膜剝離等不良情況的危險(xiǎn)。
(2)一種將包含基板上的薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體上的方法，其特征在于包括在所述基板上形成分離層的工序；在所述分離層上形成硅類光吸收層的工序；在所述硅類光吸收層上形成包含所述薄膜器件的所述被轉(zhuǎn)移層的工序；通過(guò)粘接層將包含所述薄膜器件的所述被轉(zhuǎn)移層接合到所述轉(zhuǎn)移體上的工序；通過(guò)所述基板將光照射到所述分離層上，在所述分離層的層內(nèi)和/或界面處使剝離產(chǎn)生的工序；以及使所述基板從所述分離層脫離的工序。
按照本發(fā)明，即使萬(wàn)一光從分離層漏出，該漏出的光在入射到薄膜器件之前被硅類光吸收層吸收。因而，可可靠地防止光入射到薄膜器件上，可防止起因于光入射的薄膜器件的特性的惡化。而且，可在硅類的光吸收層上形成包含薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層。因此，沒(méi)有如在具有光反射的金屬層上形成被轉(zhuǎn)移層時(shí)那樣的造成金屬污染的擔(dān)心，可利用以往確立的在硅上的薄膜形成技術(shù)來(lái)形成薄膜器件。
再者，其特征在于用非晶硅形成所述分離層和所述光吸收層，還設(shè)有在所述分離層和所述光吸收層間形成硅類的介入層的工序。如在圖39中所示，使用吸收所照射的光、在該光能為預(yù)定值以上時(shí)剝離的非晶硅層作為分離層和硅類的光吸收層。使用硅類、例如硅氧化物作為用于分離該2層的非晶硅層的介入層。
(3)一種將包含基板上的薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體上的方法，其特征在于，包括在所述基板上形成分離層的第1工序；在所述分離層上形成包含所述薄膜器件的所述被轉(zhuǎn)移層的第2工序；通過(guò)粘接層將包含所述薄膜器件的所述被轉(zhuǎn)移層接合到所述轉(zhuǎn)移體上的第3工序；通過(guò)所述基板將光照射到所述分離層上，在所述分離層的層內(nèi)和/或界面處使剝離產(chǎn)生的第4工序；以及使所述基板從所述分離層脫離的第5工序，在所述第4工序中，在所述分離層的層內(nèi)和/或界面處產(chǎn)生剝離時(shí)，利用所述分離層的上層具有的耐力阻止作用于所述分離層的上層的應(yīng)力，防止所述分離層的上層的變形或破壞。
如果在該第4工序中進(jìn)行光照射，則以光化學(xué)或熱的方式激勵(lì)構(gòu)成分離層的物質(zhì)，切斷其表面及內(nèi)部的分子或原子的結(jié)合，將該分子或原子放出到外部。該現(xiàn)象主要呈現(xiàn)為構(gòu)成分離層的物質(zhì)的全部或一部分產(chǎn)生熔融、蒸發(fā)(氣化)等的相變化的現(xiàn)象。此時(shí)，伴隨上述的分子或原子的放出，應(yīng)力作用于分離層的上層。但是，利用分離層的上層具有的耐力來(lái)阻止該應(yīng)力，防止分離層的上層的變形或破壞。
考慮了這樣的耐力，即可設(shè)計(jì)構(gòu)成分離層的上層的構(gòu)成層的材料和/或厚度。例如，考慮上述耐力來(lái)設(shè)定粘接層的厚度、被轉(zhuǎn)移層的厚度、轉(zhuǎn)移體的材料和厚度中的一個(gè)或多個(gè)。
此外，其特征在于還具有在所述第4工序的實(shí)施前在成為所述分離層的上層的任一個(gè)位置上形成用于確保所述耐力的增強(qiáng)層的工序。在本發(fā)明中，在只用構(gòu)成分離層的上層的最小限度的構(gòu)成層、即粘接層、被轉(zhuǎn)移層和轉(zhuǎn)移體不能確保上述耐力時(shí)，通過(guò)附加增強(qiáng)層可防止薄膜器件的變形、破壞。
(4)一種將包含所述基板上的所述薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體上的方法，其特征在于，包括在所述基板上形成分離層的第1工序；在所述分離層上形成包含薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層的第2工序；通過(guò)粘接層將包含所述薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層接合到所述轉(zhuǎn)移體上的第3工序；將光照射到所述分離層上，在所述分離層的層內(nèi)和/或界面處使剝離產(chǎn)生的第4工序；以及使所述基板從所述分離層脫離的第5工序，所述第4工序包括順序地掃描局部地照射到所述分離層上的光束，而且，這樣來(lái)進(jìn)行光束的掃描使得用所述光束照射的第N(N是1以上的整數(shù))個(gè)光束照射區(qū)不與其他照射區(qū)互相重疊。
特別是在第4工序中，為了將光照射到分離層的大致整個(gè)面上，間斷地移動(dòng)掃描局部地照射到分離層上的點(diǎn)光束、線光束。再有，通過(guò)使形成分離層的基板與光束光源本身或該光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)地移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)該光束掃描，在相對(duì)移動(dòng)時(shí)可繼續(xù)進(jìn)行光照射，或也可在移動(dòng)時(shí)停止光照射。在本發(fā)明中，在該間斷的光束掃描時(shí)，使相鄰的光束照射區(qū)相互間不重疊。
存在下述擔(dān)心即在各次的光束照射區(qū)相互間重疊的區(qū)域中照射足以在分離層的層內(nèi)和/或界面處使剝離產(chǎn)生的光以上的過(guò)度的光。根據(jù)本發(fā)明者的分析，了解到該過(guò)度的光的一部分發(fā)生泄漏，通過(guò)分離層入射到薄膜器件上，從而使該薄膜器件的特性，例如電特性惡化。
在本發(fā)明中，由于不將這樣的過(guò)度的光照射到分離層上，故在將薄膜器件轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體上后也可維持該薄膜器件本來(lái)的特性。再有，在各次的光束照射區(qū)之間只在相對(duì)移動(dòng)時(shí)成為照射光的低照射區(qū)，或如果在移動(dòng)時(shí)使光照射停止則成為完全不進(jìn)行光照射的非照射區(qū)。因而，在該低照射區(qū)或非照射區(qū)的分離層中不產(chǎn)生剝離，但利用其兩側(cè)的光束照射區(qū)處的剝離，可充分地降低分離層與基板的密接性。
此外，為了防止或降低薄膜器件的特性的惡化，以下的2個(gè)發(fā)明從與上述(4)的發(fā)明不同的觀點(diǎn)來(lái)定義各次的光束掃描。
本發(fā)明的特征在于所述第4工序包括順序地掃描局部地照射到所述分離層上的光束，所述光束具有在其中心區(qū)光強(qiáng)度為最大的平峰(flat peak)區(qū)，這樣來(lái)進(jìn)行光束的掃描使得用所述光束掃描時(shí)的第N(N是1以上的整數(shù))個(gè)光束照射區(qū)與其他照射區(qū)的各次的光束的所述平峰區(qū)相互間不重疊。
另一個(gè)發(fā)明的特征在于所述第4工序包括順序地掃描局部地照射到所述分離層上的光束，在所述光束的中心區(qū)光強(qiáng)度為最大，這樣來(lái)進(jìn)行光束的掃描使得用所述光束掃描時(shí)的第N(N是1以上的整數(shù))個(gè)光束照射區(qū)與其他照射區(qū)的各次的光束的成為最大光強(qiáng)度的90％以上的光束照射有效區(qū)相互間不重疊。
因此，通過(guò)這樣來(lái)進(jìn)行光束的掃描使得各次的光束的平峰區(qū)相互間不重疊或使得各次的光束的成為最大光強(qiáng)度的90％以上的光束照射有效區(qū)相互間不重疊，與本發(fā)明的第1方面不同，也包含對(duì)分離層的同一區(qū)域連續(xù)2次進(jìn)行光束照射的情況。
但是，在該同一區(qū)域的總的光束照射量(光強(qiáng)度×?xí)r間的和)比連續(xù)2次對(duì)同一區(qū)域設(shè)定平峰區(qū)或成為最大光強(qiáng)度的90％以上的光束照射有效區(qū)的情況小。結(jié)果，存在在該2次的光束照射之后該區(qū)域的分離層剝離的情況，在這種情況下不變成上述的過(guò)度的光束照射?；蛘?，即使例如在第1次的光束照射中分離層發(fā)生了剝離，但可減少因第2次的光束照射而入射到薄膜器件的光，可防止或降低薄膜器件的電特性的惡化。
此外，使用本發(fā)明的薄膜器件轉(zhuǎn)移技術(shù)(薄膜結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)移技術(shù))，在任意的基板上形成的薄膜器件利用用于剝離分離層的光照射工序的改善，都可防止或降低薄膜器件的電特性的惡化。
如果所述薄膜器件是薄膜晶體管(TFT)，則通過(guò)用于剝離分離層的光照射工序的改善，可防止下述情況照射到該TFT溝道層的光產(chǎn)生損傷、引起導(dǎo)通電流的減少、關(guān)斷電流的增大，在最壞的情況下使TFT破壞。
5.再者，與以上的各發(fā)明相關(guān)連，公開(kāi)以下的發(fā)明。
其特征在于還包括除去附著于所述轉(zhuǎn)移體上的所述分離層的工序。該工序是完全地除去不需要的分離層。
其特征在于所述轉(zhuǎn)移體是透明基板。例如，可使用鈉玻璃基板等廉價(jià)的基板、具有柔性的透明的塑料膜等作為轉(zhuǎn)移體。其特征在于在將被轉(zhuǎn)移層的形成時(shí)的最高溫度設(shè)為T(mén)max時(shí)，用玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)(Tg)或軟化點(diǎn)為所述Tmax以下的材料構(gòu)成所述轉(zhuǎn)移體。
這樣就可自由地使用不能耐器件制造時(shí)的最高溫度的、在以往不能使用的廉價(jià)的玻璃基板等。
其特征在于所述轉(zhuǎn)移體的玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)(Tg)或軟化點(diǎn)低于所述薄膜器件的形成工藝的最高溫度。這是規(guī)定了玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)(Tg)或軟化點(diǎn)的上限。其特征在于用合成樹(shù)脂或玻璃材料構(gòu)成所述轉(zhuǎn)移體。例如，如果將薄膜器件轉(zhuǎn)移到塑料膜等的具有柔性(可撓性)的合成樹(shù)脂板，則可實(shí)現(xiàn)在剛性高的玻璃基板中不能得到的優(yōu)良的性質(zhì)。如果將本發(fā)明應(yīng)用于液晶顯示裝置，則可實(shí)現(xiàn)柔軟的、輕的、而且抗跌落性也強(qiáng)的顯示裝置。
此外，通過(guò)使用上述轉(zhuǎn)移方法將TFT轉(zhuǎn)移到合成樹(shù)脂基板上，也可構(gòu)成使用TFT構(gòu)成的單片微計(jì)算機(jī)等的薄膜集成電路。
此外，例如也可使用鈉玻璃基板等的廉價(jià)的基板作為轉(zhuǎn)移體。鈉玻璃基板是價(jià)格低、經(jīng)濟(jì)上有利的基板。鈉玻璃基板存在由于TFT制造時(shí)的熱處理堿成分熔出這樣的問(wèn)題，在以往將其應(yīng)用于有源矩陣型的液晶顯示裝置是困難的。但是，按照本發(fā)明，由于轉(zhuǎn)移已經(jīng)完成的薄膜器件，故可解決伴隨上述的熱處理的問(wèn)題。于是，在有源矩陣型的液晶顯示裝置的領(lǐng)域中，也可使用鈉玻璃基板等的在以往存在問(wèn)題的基板。
其特征在于所述基板具有耐熱性。由此，在薄膜器件的制造時(shí)可進(jìn)行所希望的高溫處理，可制造可靠性高的高性能的薄膜器件。
其特征在于所述基板是透過(guò)10％以上的310nm的光的基板。由此，使用能供給足以在分離層中使剝離產(chǎn)生的光能的透光性的基板。
其特征在于在將被轉(zhuǎn)移層的形成時(shí)的最高溫度設(shè)為T(mén)max時(shí)，用變形點(diǎn)為所述Tmax以上的材料構(gòu)成所述基板。在薄膜器件的制造時(shí)可進(jìn)行所希望的高溫處理，可制造可靠性高的高性能的薄膜器件。
其特征在于用非晶硅構(gòu)成所述分離層。非晶硅吸收光，此外，其制造也容易，實(shí)用性高。
其特征在于所述非晶硅含有2原子％以上的氫(H)。在使用包含氫的非晶硅的情況下，伴隨光的照射而放出氫，由此在分離層內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)壓，具有促進(jìn)分離層中的剝離的作用。其特征在于所述非晶硅含有10原子％以上的氫(H)。通過(guò)增加氫的含有率，促進(jìn)分離層中的剝離的作用變得更顯著。
其特征在于所述分離層由氮化硅構(gòu)成。如果使用氮化硅作為分離層，則伴隨光的照射放出氮，由此促進(jìn)分離層中的剝離。
此外，其特征在于所述分離層由含氫合金構(gòu)成。由此，如果使用含氫合金作為分離層，則伴隨光的照射放出氫，由此促進(jìn)分離層中的剝離。
此外，其特征在于所述分離層由含氮金屬合金構(gòu)成。由此，如果使用含氮金屬合金作為分離層，則伴隨光的照射放出氮，由此促進(jìn)分離層中的剝離。
此外，其特征在于所述分離層由多層膜構(gòu)成。這就明確了不限定于單層膜。其特征在于該多層膜由非晶硅膜和在其上形成的金屬膜構(gòu)成。
此外，其特征在于所述分離層由陶瓷、金屬、有機(jī)高分子材料的至少一種構(gòu)成。作為金屬，例如可使用含氫合金及含氮金屬合金。此時(shí)，與非晶硅的情況相同，通過(guò)伴隨光的照射的氫氣及氮?dú)獾姆懦?，由此促進(jìn)分離層中的剝離。
此外，其特征在于所述光是激光。由此，激光是相干光，適合于分離層內(nèi)產(chǎn)生剝離。其特征在于所述激光的波長(zhǎng)是100nm～350nm。由此，通過(guò)使用短波長(zhǎng)的光能的激光，可有效地進(jìn)行分離層中的剝離。作為滿足上述的條件的激光，例如有受激準(zhǔn)分子激光。受激準(zhǔn)分子激光是可在短波長(zhǎng)紫外波段輸出高能激光的氣體激光，通過(guò)使用組合了稀有(Ar，Kr，Xe)氣體和鹵素氣體(F2，HCl)的氣體作為激光媒體，可輸出代表性的4種波長(zhǎng)的激光(XeF＝351nm，XeCl＝308nm，KrF＝248nm，ArF＝193nm)。利用受激準(zhǔn)分子激光的照射，可在設(shè)置于基板上的分離層中產(chǎn)生沒(méi)有熱的影響的分子結(jié)合的直接切斷或氣體的蒸發(fā)等作用。
此外，其特征在于所述激光的波長(zhǎng)是350nm～1200nm。在分離層中例如引起氣體放出、氣化、升華等的相變化從而提供分離特性的情況下，也可使用波長(zhǎng)約為350nm～1200nm的激光。
此外，其特征在于所述薄膜器件是薄膜晶體管(TFT)。再者，其特征在于將TFT定為CMOS型的TFT。
可自由地將高性能的TFT轉(zhuǎn)移(形成)到所希望的轉(zhuǎn)移體上。于是，也可將各種電子電路安裝在該轉(zhuǎn)移體上。即，通過(guò)使用以上的各發(fā)明，可實(shí)現(xiàn)包含轉(zhuǎn)移到所述轉(zhuǎn)移體上的薄膜器件而構(gòu)成的薄膜集成電路裝置。此外，可實(shí)現(xiàn)包括有源矩陣基板的液晶顯示裝置，該有源矩陣基板的象素部包含配置成矩陣狀的薄膜晶體管和連接到該薄膜晶體管的一端的象素電極而構(gòu)成，通過(guò)轉(zhuǎn)移所述象素部的薄膜晶體管來(lái)制造該有源矩陣基板。


圖1～圖8是表示本發(fā)明的剝離方法的第1實(shí)施形態(tài)的工序的剖面圖。
圖9～圖16是表示本發(fā)明的剝離方法的第2實(shí)施形態(tài)的工序的剖面圖。
圖17～圖22是表示本發(fā)明的薄膜元件的轉(zhuǎn)移方法的第3實(shí)施形態(tài)的工序的剖面圖。
圖23是表示第1基板(圖17的基板100)的透射率相對(duì)于激光的波長(zhǎng)的變化的圖。
圖24～圖34是表示本發(fā)明的薄膜元件的轉(zhuǎn)移方法的第4實(shí)施形態(tài)的工序的剖面圖。
圖35(a)(b)是使用本發(fā)明制造的微計(jì)算機(jī)的斜視圖。
圖36是用于說(shuō)明液晶顯示裝置的構(gòu)成的圖。圖37是用于說(shuō)明液晶顯示裝置的主要部分的構(gòu)成的圖。
圖38是用于說(shuō)明本發(fā)明的薄膜元件的轉(zhuǎn)移方法的變形例的圖。
圖39是表示用非晶硅形成分離層時(shí)的、到發(fā)生剝離(ablation)時(shí)的分離層的光吸收能量與膜厚的相關(guān)關(guān)系的圖。
圖40是表示在分離層、即非晶硅層上通過(guò)硅類的介入層配置了作為光吸收層的非晶硅層的變形例的圖。
圖41是表示在分離層上配置了與分離層不同的材料的硅類光吸收層的變形例的圖。
圖42(A)～(E)是表示配置了用于防止在分離層的剝離時(shí)薄膜器件的變形或破壞的增強(qiáng)層的變形例的圖。
圖43是用于說(shuō)明本發(fā)明的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法的一個(gè)工序、即向分離層的光束掃描工作的圖。圖44是用于說(shuō)明圖42的光束掃描的平面圖。圖45是用于說(shuō)明本發(fā)明的薄膜器件的轉(zhuǎn)移方法的一個(gè)工序、即向分離層的光束掃描工作的另一個(gè)例子的圖。圖46是表示圖45中示出的光束掃描中使用的光束的光強(qiáng)度分布的特性圖。圖47是表示圖45中示出的光束掃描中使用的光束的另一個(gè)光強(qiáng)度分布的特性圖。
具體實(shí)施例方式
以下，基于附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的剝離方法的實(shí)施形態(tài)。
〔第1實(shí)施形態(tài)〕圖1～圖8分別是表示本發(fā)明的剝離方法的第1實(shí)施例的工序的剖面圖。以下基于這些圖順序地說(shuō)明本發(fā)明的剝離方法(轉(zhuǎn)移方法)的工序。
如圖1所示，在基板1的一個(gè)面上(分離層形成面11)上形成分離層(光吸收層)2?；?是在從基板1一側(cè)照射照射光7時(shí)具有能透過(guò)該照射光7的透光性的基板，這一點(diǎn)是較為理想的。此時(shí)，照射光7的透射率是10％以上是較為理想的，是50％以上更為理想。如果該透射率過(guò)低，則照射光7的衰減(loss)變大，由于剝離分離層而需要大的光量。
此外，用可靠性高的材料構(gòu)成基板1是較為理想的，特別是用耐熱性優(yōu)良的材料構(gòu)成是較為理想的。其原因是因?yàn)槔缭谛纬上率龅谋晦D(zhuǎn)移層4及中間層3時(shí)，有時(shí)因其種類或形成方法之故工藝溫度變高(例如350～1000℃左右)，但即使在該情況下，如果基板1在耐熱性方面優(yōu)良，則在向基板1上的被轉(zhuǎn)移層4等的形成時(shí)，該溫度條件等的成膜條件的設(shè)定的范圍變寬。
因而，在將被轉(zhuǎn)移層4的形成時(shí)的最高溫度設(shè)為T(mén)max時(shí)，用變形點(diǎn)為T(mén)max以上的材料構(gòu)成基板1是較為理想的。具體地說(shuō)，基板1的構(gòu)成材料的變形點(diǎn)在350℃以上是較為理想的，在500℃以上更為理想。作為這樣的材料，例如可舉出石英玻璃、鈉玻璃、康寧(corning)7059、日本電氣玻璃OA-2等耐熱性玻璃。
再有，如果降低下述的分離層2、中間層3和被轉(zhuǎn)移層4的形成時(shí)的工藝溫度，則對(duì)于基板1也可使用熔點(diǎn)低的廉價(jià)的玻璃材料及合成樹(shù)脂。
此外，基板1的厚度雖不特別限定，但一般厚度為約0.1～5.0mm是較為理想的，厚度為約0.5～1.5mm更為理想。如果基板1的厚度過(guò)薄，則導(dǎo)致強(qiáng)度的降低，如果過(guò)厚，則在基板1的透射率低的情況下，容易產(chǎn)生照射光7的衰減。再有，在基板1的照射光7的透射率高的情況下，基板1的厚度也可超過(guò)上述上限值。
再有，基板1的分離層形成部分的厚度是均勻的，以便能使照射光7均勻地照射，這一點(diǎn)是較為理想的。此外，基板1的分離層形成面11及照射光入射面12不限于如圖示那樣是平面，也可以是曲面。在本發(fā)明中，不用刻蝕等除去基板1，而是剝離存在于基板1和被轉(zhuǎn)移層4之間的分離層2來(lái)使基板1脫離，故操作是容易的，同時(shí)，例如使用比較厚的基板等，關(guān)于基板1的選擇的范圍也變寬。
其次，說(shuō)明分離層2。分離層2具有吸收后面敘述的照射光7，在該層內(nèi)和/或界面處2a或2b產(chǎn)生剝離(以下稱為「層內(nèi)剝離」、「界面剝離」)的性質(zhì)，較為理想的是，利用照射光7的照射，通過(guò)構(gòu)成分離層2的物質(zhì)的原子間或分子間的結(jié)合力消失或減少，實(shí)際上是產(chǎn)生剝離等，來(lái)達(dá)到層內(nèi)剝離和/或界面處剝離。再者，也有利用照射光7的照射，從分離層2放出氣體，從而顯現(xiàn)出分離效果的情況。即，存在下述情況在分離層2中含有的成分變成氣體而放出的情況和分離層2吸收光在一瞬間變成氣體，該蒸汽被放出，從而有助于分離的情況。
作為這樣的分離層2的組成，可舉出例如以下的①～⑥。
①非晶硅(a-Si)在該非晶硅中可含有H(氫)。此時(shí)，H的含有量在約2at％以上是較為理想的，在約2～20at％更為理想。因此，如果含有規(guī)定量的H，則利用照射光7的照射，將氫放出，在分離層2內(nèi)發(fā)生內(nèi)壓，該內(nèi)壓成為剝離上下的薄膜的力?？赏ㄟ^(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定成膜條件、例如CVD中的氣體組成、氣體壓力、氣體氣氛、氣體流量、溫度、基板溫度、輸入功率等的條件，來(lái)調(diào)整非晶硅中的H的含有量。
②氧化硅或硅酸鹽、氧化鈦或鈦酸鹽、氧化鋯或鋯酸鹽、氧化鑭或鑭酸鹽等的各種氧化物陶瓷、電介質(zhì)(強(qiáng)電介質(zhì))或半導(dǎo)體作為上述的氧化硅，可舉出SiO、SiO2、Si3O2，作為硅酸鹽，可舉出例如K2SiO3、Li2SiO3、CaSiO3、ZrSiO4、Na2SiO3。作為上述的氧化鈦，可舉出TiO、Ti2O3、TiO2，作為鈦酸鹽，可舉出例如BaTiO4、BaTiO3、Ba2Ti9O20、BaTi5O11、CaTiO3、SrTiO3、PbTiO3、MgTiO3、ZrTiO2、SnTiO4、Al2TiO5、FeTiO3。作為上述的氧化鋯，可舉出ZrO2，作為鋯酸鹽，例如可舉出BaZrO3、ZrSiO4、PbZrO3、MgZrO3、K2ZrO3。
③PZT、PLZT、PLLZT、PBZT等的陶瓷或電介質(zhì)(強(qiáng)電介質(zhì))
④氮化硅、氮化鋁、氮化鈦等的氮化物陶瓷⑤有機(jī)高分子材料作為有機(jī)高分子材料，是具有-CH2-、-CO-(酮)、-CONH-(胺)、-NH-(亞氨)、-COO-(酯)、-N＝N-(偶氮)、-CH＝N-(異氰)等的結(jié)合(利用照射光7的照射切斷這些結(jié)合)的材料，特別是如果是具有多個(gè)這些結(jié)合的材料，則什么樣的材料都可以。此外，有機(jī)高分子材料可以是在其構(gòu)成式中具有芳香烴(1或2個(gè)以上的苯環(huán)或其縮合環(huán))的材料。作為這樣的有機(jī)高分子材料的具體例，可舉出聚乙烯、聚丙烯那樣的聚烯烴、聚酰亞胺、聚酰胺、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯撐硫(PPS)、聚醚砜(PES)、環(huán)氧樹(shù)脂等。
⑥金屬作為金屬，例如可舉出Al、Li、Ti、Mn、In、Sn、Y、La、Ce、Nd、Pr、Gd、Sm或包含這些金屬中的至少一種的合金。
其次，分離層2的厚度根據(jù)剝離目的及分離層2的組成、層構(gòu)成、形成方法等的諸條件的不同而不同，但通常約1nm～20微米是較為理想的，約10nm～2微米則更為理想，約40nm～1微米則還要理想。如果分離層2的厚度過(guò)小，則有時(shí)成膜的均勻性受到損害，在剝離中產(chǎn)生不平整，此外，如果膜厚過(guò)厚，則為了確保分離層2的良好的剝離性，必須增大照射光7的功率(光量)，同時(shí)在之后的除去分離層2時(shí)，其操作很費(fèi)時(shí)。再有，分離層2的膜厚最好盡可能均勻。
分離層2的形成方法不作特別限定，可根據(jù)膜組成及膜厚等諸條件進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇。例如，可舉出CVD(包含MOCVD、低壓CVD、ECR-CVD)、蒸鍍、分子束蒸鍍(MB)、濺射、離子鍍、PVD等各種氣相成膜法、電鍍、浸鍍(dipping)、無(wú)電解鍍等的各種鍍法，Langmuir-Blodgett(LB)法、旋轉(zhuǎn)涂敷、噴鍍涂敷(spray coat)、滾動(dòng)涂敷(roll coat)等的涂敷法、各種印刷法、轉(zhuǎn)移法、噴墨法、噴粉法等，也可將這些方法中的2種以上的方法組合起來(lái)形成。在例如分離層2的組成是非晶硅(a-Si)的情況下，利用CVD、特別是低壓CVD及等離子CVD來(lái)成膜是較為理想的。此外，在用溶膠-凝膠法產(chǎn)生的陶瓷構(gòu)成分離層2的情況下或在用有機(jī)高分子材料構(gòu)成分離層2的情況下，利用涂敷法、特別是旋轉(zhuǎn)涂敷法來(lái)成膜是較為理想的。此外，也可用2個(gè)工序以上的工序(例如，層的形成工序和熱處理工序)來(lái)進(jìn)行分離層2的形成。
如圖2所示，在分離層2上形成中間層(基底層)3。
該中間層3以各種形成目的來(lái)形成，例如可舉出發(fā)揮作為在制造時(shí)或使用時(shí)以物理或化學(xué)的方式保護(hù)下述被轉(zhuǎn)移層4的保護(hù)層、絕緣層、導(dǎo)電層、照射光7的遮光層、阻止向被轉(zhuǎn)移層4的或來(lái)自被轉(zhuǎn)移層4的成分的遷移(migration)的阻檔層、反射層的功能中的至少一種的目的。
作為該中間層3的組成，可根據(jù)其形成目的適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，例如，在非晶硅的分離層2和薄膜晶體管的被轉(zhuǎn)移層4之間形成的中間層的情況下，可舉出SiO2等氧化硅，在分離層2和PZT的被轉(zhuǎn)移層4之間形成的中間層3的情況下，例如可舉出Pt、Au、W、Ta、Mo、Al、Cr、Ti或以這些金屬為主的合金那樣的金屬。這樣的中間層3的厚度根據(jù)其形成目的及能發(fā)揮的功能的程度適當(dāng)?shù)貨Q定，但通常約10nm～5微米是較為理想的，約40nm～1微米則更為理想。此外，關(guān)于中間層3的形成方法，也可舉出與在上述分離層2中舉出的形成方法相同的方法。此外，也可用2個(gè)工序以上的工序來(lái)進(jìn)行中間層3的形成。
再有，也可用2層以上的相同或不同的組成的層來(lái)形成這樣的中間層3。此外，在本發(fā)明中，也可不形成中間層3，直接在分離層2上形成被轉(zhuǎn)移層4。
如圖3所示，在中間層3上形成被轉(zhuǎn)移層(被剝離物)4。被轉(zhuǎn)移層4是轉(zhuǎn)移到下面敘述的轉(zhuǎn)移體6上的層，可用與上述分離層2中舉出的形成方法相同的方法來(lái)形成。
被轉(zhuǎn)移層4的形成目的、種類、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、組成、物理或化學(xué)特性等不作特別限定，但考慮轉(zhuǎn)移的目的及有用性，是薄膜、特別是功能性薄膜及薄膜器件是較為理想的。作為功能性薄膜或薄膜器件，例如可舉出薄膜晶體管、薄膜二極管、其他的薄膜器件、電極(例ITO、臺(tái)面膜那樣的透明電極)、太陽(yáng)電池及圖象傳感器等中使用的光電轉(zhuǎn)換元件、開(kāi)關(guān)元件、存儲(chǔ)器、壓電元件等的致動(dòng)器(actuator)、微鏡(micro mirror)(壓電薄膜陶瓷)、磁記錄媒體、磁光記錄媒體、光記錄媒體等的記錄媒體、磁記錄薄膜頭、線圈、電感器、薄膜高透磁材料和將其組合起來(lái)的微磁器件、濾光器、反射膜、分色鏡、偏光元件等光學(xué)薄膜、半導(dǎo)體薄膜、超導(dǎo)薄膜(例YBCO薄膜)、磁性薄膜、金屬多層薄膜、金屬陶瓷多層薄膜、金屬半導(dǎo)體多層薄膜、陶瓷半導(dǎo)體多層薄膜、有機(jī)薄膜與其他物質(zhì)的多層薄膜等。在其中，特別是應(yīng)用于薄膜器件、微磁器件、微三維結(jié)構(gòu)物的構(gòu)成、致動(dòng)器(actuator)、微鏡(micro mirror)等的有用性很高、是較為理想的。
這樣的功能性薄膜或薄膜器件，由于與其形成方法的關(guān)系，通常經(jīng)過(guò)較高的工藝溫度來(lái)形成。因而，在這種情況下，如上所述，作為基板1，必須是能耐該工藝溫度的可靠性高的基板。
再有，被轉(zhuǎn)移層4可以是單層，也可以是多層的層疊體。再者，如上述的薄膜晶體管等那樣，可以是進(jìn)行了規(guī)定的圖形刻蝕的被轉(zhuǎn)移層。被轉(zhuǎn)移層4的形成(層疊)、圖形刻蝕，利用與其對(duì)應(yīng)的方法來(lái)進(jìn)行。這樣的被轉(zhuǎn)移層4通常經(jīng)過(guò)多個(gè)工序而形成。
關(guān)于薄膜晶體管的被轉(zhuǎn)移層4的形成，例如可按照特公平2-50630號(hào)公報(bào)、文獻(xiàn)H.Ohshima et alInternational Symposium Digest of TechnicalPapers SID 1983“用多晶硅TFTs尋址的黑白和彩色LC視頻顯示器”中所述的方法來(lái)進(jìn)行。
此外，被轉(zhuǎn)移層4的厚度不作特別限定，可根據(jù)其形成目的、功能、組成、特性等諸條件適當(dāng)?shù)卦O(shè)定。在被轉(zhuǎn)移層4是薄膜晶體管的情況下，其合計(jì)厚度約為0.5～200微米是較為理想的，約為0.5～10微米則更為理想。此外，在其他的薄膜的情況下，優(yōu)選的合計(jì)厚度的范圍可更寬，例如可定為50nm～1000微米。
再有，被轉(zhuǎn)移層4不限定于上述的那樣的薄膜，例如也可以是涂敷膜及薄片那樣的厚膜，再者，例如也可以是粉體那樣的不構(gòu)成膜(層)的被轉(zhuǎn)移物或被剝離物。
如圖4所示，在被轉(zhuǎn)移層(被剝離物)4上形成粘接層5，通過(guò)該粘接層5粘接(接合)轉(zhuǎn)移體6。作為構(gòu)成粘接層5的粘接劑的優(yōu)選例，可舉出反應(yīng)硬化型粘接劑、熱硬化型粘接劑、紫外線硬化型粘接劑等的光硬化型粘接劑、厭氣硬化型粘接劑等各種硬化型粘接劑。作為粘接劑的組成，例如可以是環(huán)氧系列、丙烯酸系列、硅酮系列等的任一種。這樣的粘接層5的形成，例如可用涂敷法來(lái)進(jìn)行。
在使用上述硬化型粘接劑的情況下，例如在被轉(zhuǎn)移層4上涂敷硬化型粘接劑，在其上接合了下述的轉(zhuǎn)移體6之后，利用與硬化型粘接劑的特性對(duì)應(yīng)的硬化方法使上述硬化型粘接劑硬化，將被轉(zhuǎn)移層4與轉(zhuǎn)移體6粘接、固定起來(lái)。在使用光硬化型粘接劑的情況下，最好在未硬化的粘接層5上配置了透光性的轉(zhuǎn)移體6之后，從轉(zhuǎn)移體6上照射硬化用的光，使粘接劑硬化。此外，如果基板1具有透光性，則最好從基板1和轉(zhuǎn)移體6的兩側(cè)照射硬化用的光，使粘接劑硬化，使硬化變得可靠。
再有，與圖示不同，也可在轉(zhuǎn)移體6一側(cè)形成粘接層5，在其上粘接被轉(zhuǎn)移層4。此外，也可在被轉(zhuǎn)移層4與粘接層5之間設(shè)置上述那樣的中間層。此外，例如在轉(zhuǎn)移體6本身具有粘接功能的情況下，也可省略粘接層5的形成。
作為轉(zhuǎn)移體6，不作特別限定，可舉出基板(板材)、特別是透明基板。再有，這樣的基板可以是平板，也可以是彎曲板。此外，轉(zhuǎn)移體6與上述基板1相比，可以說(shuō)耐熱性、耐腐蝕性等的特性較差的基板。其原因是因?yàn)椋捎谠诒景l(fā)明中在基板1一側(cè)形成被轉(zhuǎn)移層4，其后將該被轉(zhuǎn)移層4轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體6上，故對(duì)轉(zhuǎn)移體6要求的特性，特別是耐熱性，與被轉(zhuǎn)移層4形成時(shí)的溫度條件等無(wú)關(guān)。
因而，在將被轉(zhuǎn)移層4的形成時(shí)的最高溫度設(shè)為T(mén)max時(shí)，可用玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)(Tg)或軟化點(diǎn)為T(mén)max以下的材料作為轉(zhuǎn)移體6的構(gòu)成材料。例如，可用玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)(Tg)或軟化點(diǎn)為800℃以下材料構(gòu)成轉(zhuǎn)移體6是較為理想的，500℃以下更為理想，300℃以下還要理想。
此外，作為轉(zhuǎn)移體6的機(jī)械特性，具有某種程度的剛性(強(qiáng)度)是較為理想的，但也可以具有可撓性、彈性。作為這樣的轉(zhuǎn)移體6的構(gòu)成材料，可舉出各種合成樹(shù)脂及各種玻璃材料，特別是各種合成樹(shù)脂或普通的(低熔點(diǎn)的)廉價(jià)的玻璃材料是較為理想的。
作為合成樹(shù)脂，可以是熱可塑性樹(shù)脂、熱硬化性樹(shù)脂的任一種。例如可舉出聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚體、乙烯-乙酸乙烯共聚體(EVA)等的聚烯烴、環(huán)狀聚烯烴、變性聚烯烴、聚氯乙烯、聚氯乙二烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰胺亞胺、聚碳酸酯、聚-(4-甲基戊烯-1)、離聚物、丙烯酸系列樹(shù)脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚體(ABS樹(shù)脂)、丙烯腈-苯乙烯共聚體(AS樹(shù)脂)、丁二烯-苯乙烯共聚體、聚甲醛、聚乙烯醇(PVA)、乙烯-乙烯醇共聚體(EVOH)、聚乙烯對(duì)苯二甲酸鹽(PET)、聚丁烯對(duì)苯二甲酸鹽(PBT)、多環(huán)己烷對(duì)苯二甲酸鹽(PCT)等的聚酯、聚醚、聚醚酮(PEK)、聚醚乙醚酮(PEEK)、聚醚亞胺、聚醛(POM)、聚苯撐氧、變性聚苯撐氧、聚砜、聚苯撐硫(PPS)、聚醚砜(PES)、多芳基化合物、芳香族聚酯(液晶聚合物)、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、其他的氟系列樹(shù)脂、苯乙烯系列、聚烯烴系列、聚氯乙烯系列、聚氨酯系列、聚酯系列、聚酰胺系列、聚丁二烯系列、反聚異戊二烯系列、氟橡膠系列、氯化聚乙烯系列等的各種熱可塑性彈性體、環(huán)氧樹(shù)脂、酚樹(shù)脂、脲樹(shù)脂、蜜胺樹(shù)脂、不飽和聚酯、硅酮樹(shù)脂、聚氨基甲酸酯等，或以這些為主的共聚體、混合體、聚合物混合體等，可以將這些物質(zhì)中的1種或2種以上組合起來(lái)(例如作為2層以上的層疊體)使用。
作為玻璃材料，例如可舉出硅酸鹽玻璃(石英玻璃)、含堿的硅酸鹽玻璃、堿石灰玻璃、鉀石灰玻璃、鉛(含堿的)玻璃、鋇玻璃、硼硅酸玻璃等。其中，除了硅酸鹽玻璃以外的玻璃與硅酸鹽玻璃相比，熔點(diǎn)低、此外，成形加工也比較容易，而且廉價(jià)，故是較為理想的。
在使用由合成樹(shù)脂構(gòu)成的轉(zhuǎn)移體6的情況下，能獲得下述的各種優(yōu)點(diǎn)可一體地成形大型的轉(zhuǎn)移體6，同時(shí)即使具有彎曲面或凹凸等的復(fù)雜形狀也可容易地制造，此外，材料成本、制造成本也是廉價(jià)的。因而，能容易地制造大型而且廉價(jià)的裝置(例如，液晶顯示器)。
再有，轉(zhuǎn)移體6可以是例如液晶單元那樣的構(gòu)成本身獨(dú)立的器件的單元，也可以是例如彩色濾光器、電極層、電介質(zhì)層、絕緣層、半導(dǎo)體元件那樣的構(gòu)成器件的一部分的單元。再者，轉(zhuǎn)移體6可以是金屬、陶瓷、石材、木材、紙等物質(zhì)，也可以是構(gòu)成某種物品的任意的面上(鐘表的面上、空調(diào)器的表面上、印刷基板上等)、或是壁、柱、梁、天花板、窗玻璃等的結(jié)構(gòu)物的表面上。
如圖5所示，從基板1的背面一側(cè)使照射光7(照射光入射面12一側(cè))照射。在該照射光7透過(guò)了基板1之后，從界面2a一側(cè)照射到分離層2上。由此，如圖6或7所示，由于在分離層2中產(chǎn)生層內(nèi)剝離和/或界面處剝離，結(jié)合力減少或消失，故如果使基板1與轉(zhuǎn)移體6脫離，則被轉(zhuǎn)移層4從基板1脫離，轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體6上。
再有，圖6示出在分離層2中產(chǎn)生層內(nèi)剝離的情況，圖7示出在分離層2中產(chǎn)生界面2a處的界面剝離的情況。假定產(chǎn)生分離層2中的層內(nèi)剝離和/或界面處剝離的原理是由于在分離層2的構(gòu)成材料中產(chǎn)生剝離，或分離層2內(nèi)含有的氣體的放出、再有是由于剛照射后產(chǎn)生的熔融、蒸發(fā)等的相變化。
這里，所謂剝離(ablation)，指的是以光化學(xué)或熱的方式激勵(lì)吸收了照射光的固體材料(分離層2的構(gòu)成材料)，切斷其表面及內(nèi)部的原子或分子的結(jié)合而使其放出，主要作為產(chǎn)生分離層2的構(gòu)成材料的全部或一部分熔融、蒸發(fā)(氣化)等相變化的現(xiàn)象而顯現(xiàn)出來(lái)。此外，也有由于上述相變化而變成微小的發(fā)泡狀態(tài)，結(jié)合力降低的情況。分離層2產(chǎn)生層內(nèi)剝離，或是產(chǎn)生界面剝離，或是產(chǎn)生這兩種剝離，這一點(diǎn)是由分離層2的組成、及其他各種主要原因來(lái)決定，作為其主要原因之一，可舉出照射光7的種類、波長(zhǎng)、強(qiáng)度、到達(dá)深度等的條件。
作為照射光7，只要是在分離層2內(nèi)引起層內(nèi)剝離和/或界面處剝離的光，則可以是任一種光，例如，可舉出X線、紫外線、可視光、紅外線(熱線)、激光、毫米波、微波、電子線、放射線(α線、β線、γ線)等，但尤其是從容易產(chǎn)生分離層2的剝離(ablation)方面考慮，激光是較為理想的。
作為發(fā)生該激光的激光裝置，可舉出各種氣體激光、固體激光(半導(dǎo)體激光)等，但可優(yōu)選使用受激準(zhǔn)分子激光、Nd-YAG激光、Ar激光、CO2激光、CO激光、He-Ne激光等，尤其是受激準(zhǔn)分子激光特別理想。由于受激準(zhǔn)分子激光在短波長(zhǎng)波段輸出高的能量，故可在極短時(shí)間內(nèi)在分離層2中產(chǎn)生剝離，于是可剝離分離層2而在相鄰的或附近的中間層3、被轉(zhuǎn)移層4、基板1等中幾乎不使溫度上升，即不產(chǎn)生性能變壞、損傷。
此外，在分離層2中產(chǎn)生剝離時(shí)的照射光中存在波長(zhǎng)依存性的情況下，所照射的激光的波長(zhǎng)是約100～350nm是較為理想的。
此外，在分離層2中例如引起氣體放出、氣化、升華等的相變化而提供分離特性的情況下，所照射的激光的波長(zhǎng)是約350～1200nm是較為理想的。
此外，所照射的激光的能量密度，特別是受激準(zhǔn)分子激光的情況下的能量密度定為約10～5000mJ/cm2是較為理想的，定為約100～1000mJ/cm2則更為理想。此外，照射時(shí)間定為約1～1000nsec是較為理想的，定為約10～100nsec則更為理想。如果能量密度低或照射時(shí)間短，則不能產(chǎn)生充分的剝離，此外，如果能量密度高或照射時(shí)間長(zhǎng)，則有時(shí)由于透過(guò)分離層2及中間層3的照射光而對(duì)被轉(zhuǎn)移層4產(chǎn)生不良影響。
以這樣的激光為代表的照射光7以其強(qiáng)度成為均勻的這種方式進(jìn)行照射是較為理想的。照射光7的照射方向不限于相對(duì)于分離層2為垂直的方向，也可以是相對(duì)于分離層2為傾斜了規(guī)定角度的方向。
此外，在分離層2的面積比照射光的1次的照射面積大的情況下，也可相對(duì)于分離層2的全部區(qū)域分成多次來(lái)使照射光照射。此外，也可對(duì)同一部位照射2次以上。此外，也可對(duì)同一區(qū)域或不同區(qū)域照射不同種類、不同波長(zhǎng)(波長(zhǎng)波段)的照射光(激光)2次以上。
如圖8所示，例如利用清洗、刻蝕、灰化(ashing)、研磨等方法或?qū)⑦@些方法組合起來(lái)的方法來(lái)除去附著于中間層3上的分離層2。在圖6中示出的那種分離層2的層內(nèi)剝離的情況下，也以同樣的方式除去附著于基板1上的分離層2。
再有，在基板1用石英玻璃那樣的高價(jià)材料、稀有材料構(gòu)成的情況下，最好將基板1再次利用(recycle)。換言之，對(duì)于打算再次利用的基板1，可應(yīng)用本發(fā)明，有用性很高。
經(jīng)過(guò)以上那樣的各工序，就完成了被轉(zhuǎn)移層4的向轉(zhuǎn)移體6的轉(zhuǎn)移。其后，也可進(jìn)行與被轉(zhuǎn)移層4相鄰的中間層3的除去及其他的任意的層的形成等。
在本發(fā)明中，由于不是直接剝離被剝離物、即被轉(zhuǎn)移層4本身，而是在接合到被轉(zhuǎn)移層4的分離層2中進(jìn)行剝離，故不管被剝離物(被轉(zhuǎn)移層4)的特性、條件等如何，能容易、可靠而且均勻地剝離(轉(zhuǎn)移)，可維持被轉(zhuǎn)移層4的高的可靠性，而沒(méi)有伴隨剝離操作的對(duì)于被剝離物(被轉(zhuǎn)移層4)的損傷。
此外，在圖示的實(shí)施例中，關(guān)于被轉(zhuǎn)移層4的向轉(zhuǎn)移體6的轉(zhuǎn)移方法進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明的轉(zhuǎn)移方法也可不進(jìn)行這樣的轉(zhuǎn)移。在這種情況下，可作成被剝離物來(lái)代替上述的被轉(zhuǎn)移層4。該被剝離物可以是層狀的物質(zhì)、不構(gòu)成層的物質(zhì)的任一種。
此外，被剝離物的剝離目的，例如可以是上述那樣的薄膜(特別是功能性薄膜)的不需要的部分的除去(修整trimming)、塵埃、氧化物、重金屬、碳、其他雜質(zhì)等的附著物的除去、利用了該除去的基板等的再循環(huán)(recycle)等的任一種。
此外，轉(zhuǎn)移體6不限于上述的材料，例如也可用各種金屬材料、陶瓷、碳、紙材料、橡膠等與基板1性質(zhì)完全不同的材料(不管是否有透光性)來(lái)構(gòu)成。特別是在轉(zhuǎn)移體6是不能直接形成被轉(zhuǎn)移層4，或不適合于形成被轉(zhuǎn)移層4的材料的情況下，應(yīng)用本發(fā)明的價(jià)值很高。
此外，在圖示的實(shí)施例中，使照射光7從基板1一側(cè)照射，但例如在除去附著物(被剝離物)的情況下，及在被轉(zhuǎn)移層4不因照射光7的照射而受到不良影響的情況下，照射光7的照射方向不限于上述方向，也可使照射光從與基板1相反的一側(cè)照射。
以上，關(guān)于圖示的實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明的剝離方法，但本發(fā)明不限定于此。
例如，也可以是相對(duì)于分離層2的面方向局部地、即，使照射光以規(guī)定的圖形來(lái)照射，以上述圖形來(lái)剝離或轉(zhuǎn)移被轉(zhuǎn)移層4那樣的構(gòu)成(第1方法)。在這種情況下，在上述[5]的工序中，相對(duì)于基板1的照射光入射面12，進(jìn)行對(duì)應(yīng)于上述圖形的掩模操作(masking)使照射光7照射，或是利用精密地控制照射光7的照射位置等方法來(lái)進(jìn)行。
此外，也能夠不是在基板1的分離層形成面11的整個(gè)面上形成分離層2，而是以規(guī)定的圖形來(lái)形成分離層2(第2方法)。此時(shí)，可利用掩模操作等將分離層2形成為預(yù)先規(guī)定的圖形，或可在分離層形成面11的整個(gè)面上形成分離層2后，利用刻蝕等進(jìn)行圖形刻蝕或修整的方法。
按照以上那樣的第1方法和第2方法，與該圖形刻蝕或修整一起進(jìn)行被轉(zhuǎn)移層4的轉(zhuǎn)移。
此外，也可利用與上述方法相同的方法重復(fù)進(jìn)行2次以上的轉(zhuǎn)移。此時(shí)，如果轉(zhuǎn)移次數(shù)是偶數(shù)次，則也可使在最后的轉(zhuǎn)移體上形成的被轉(zhuǎn)移層的表面·背面的位置關(guān)系與最初在基板1上形成了被轉(zhuǎn)移層的狀態(tài)相同。
此外，也可將大型的透明基板(例如，有效區(qū)域?yàn)?00mm×1600mm)作為轉(zhuǎn)移體6，較為理想的是，將在小型的基板1(例如，有效區(qū)域?yàn)?5mm×40mm)上形成了的小單位的被轉(zhuǎn)移層4(薄膜晶體管)順序地多次(例如，約800次)轉(zhuǎn)移到鄰接的位置上，在大型透明基板的整個(gè)有效區(qū)域上形成被轉(zhuǎn)移層4，最終制造與上述大型透明基板尺寸相同的液晶顯示器。
其次，說(shuō)明第1實(shí)施形態(tài)中的具體的實(shí)施例。
(實(shí)施例1)準(zhǔn)備縱50mm×橫50mm×厚度1.1mm的石英基板(軟化點(diǎn)1630℃，變形點(diǎn)1070℃，受激準(zhǔn)分子激光的透射率大致100％)，在該石英基板的一個(gè)面上，利用低壓CVD法(Si2H6氣體，425℃)形成非晶硅(a-Si)膜作為分離層(激光吸收層)。分離層的膜厚是100nm。
其次，在分離層上利用ECR-CVI法(SiH4+O2氣體，100℃)形成SiO2膜作為中間層。中間層的膜厚是200nm。
其次，在中間層上利用CVD法(Si2H6氣體)形成膜厚為50nm的多晶硅膜作為被轉(zhuǎn)移層。其后，對(duì)該多晶硅膜進(jìn)行規(guī)定的圖形刻蝕，形成成為薄膜晶體管的源·漏·溝道的區(qū)域。其后，用1000℃以上的高溫對(duì)多晶硅膜的表面進(jìn)行熱氧化形成了柵絕緣膜SiO2后，在柵絕緣膜上形成柵電極(在多晶硅上層疊形成了Mo等高熔點(diǎn)的金屬的結(jié)構(gòu))，通過(guò)以柵電極為掩模進(jìn)行離子注入，以自對(duì)準(zhǔn)的方式形成源·漏區(qū)，從而形成薄膜晶體管。
再有，不是使用上述那樣的高溫工藝，而是使用低溫工藝也可形成同樣的特性的薄膜晶體管。例如，在分離層上，在作為中間層的SiO2膜上利用低壓CVD法(Si2H6氣體，425℃)形成50nm的非晶硅膜作為被轉(zhuǎn)移層，對(duì)該非晶硅膜照射激光(波長(zhǎng)308nm)，使其結(jié)晶化，成為多晶硅膜。其后，對(duì)于該多晶硅膜進(jìn)行規(guī)定的圖形刻蝕，形成成為薄膜晶體管的源·漏·溝道的區(qū)域。其后，利用低壓CVD法在多晶硅膜上淀積了柵絕緣膜SiO2后，在柵絕緣膜上形成柵電極(在多晶硅上層疊形成了Mo等高熔點(diǎn)的金屬的結(jié)構(gòu))，通過(guò)以柵電極為掩模進(jìn)行離子注入，以自對(duì)準(zhǔn)(self align)的方式形成源·漏區(qū)，從而形成薄膜晶體管。
其后，根據(jù)需要，形成與源·漏區(qū)連接的電極和布線、與柵電極連接的布線。在這些電極及布線中使用Al，但不限定于此。此外，在擔(dān)心因后工序的激光照射而產(chǎn)生Al的熔融的情況下，也可使用比Al的熔點(diǎn)高的金屬(因后工序的激光照射不熔融的金屬)。
其次，在上述薄膜晶體管上涂敷紫外線硬化型粘接劑(膜厚100微米)，再者在該涂膜上接合了作為轉(zhuǎn)移體的縱200mm×橫300mm×厚度1.1mm的大型的透明玻璃基板(鈉玻璃，軟化點(diǎn)740℃，變形點(diǎn)511℃)后，從玻璃基板一側(cè)照射紫外線，使粘接劑硬化，將其進(jìn)行粘接固定。
其次，從石英基板一側(cè)照射Xe-Cl受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)308nm)，使分離層中產(chǎn)生剝離(層內(nèi)剝離和界面剝離)。所照射的Xe-Cl受激準(zhǔn)分子激光的能量密度是300mJ/cm2，照射時(shí)間是20nsec。再有，受激準(zhǔn)分子激光的照射有點(diǎn)光束照射和線光束照射，在點(diǎn)光束照射的情況下，對(duì)規(guī)定的單位區(qū)域(例如，8mm×8mm)進(jìn)行點(diǎn)照射，一邊將該點(diǎn)光束照射各錯(cuò)開(kāi)單位區(qū)域的約1/10一邊進(jìn)行照射。此外，在線光束照射的情況下，一邊各錯(cuò)開(kāi)規(guī)定的單位區(qū)域(例如，378mm×0.1mm或378mm×0.3mm(這是能得到能量的90％以上的區(qū)域))的相同的約1/10一邊進(jìn)行照射。由此，分離層的各點(diǎn)至少受到10次照射。對(duì)于石英基板的整個(gè)面，一邊錯(cuò)開(kāi)照射區(qū)域，一邊實(shí)施該激光照射。
其后，在分離層中分離石英基板和玻璃基板(轉(zhuǎn)移體)，將在石英基板上形成了的薄膜晶體管和中間層轉(zhuǎn)移到玻璃基板一側(cè)。
其后，利用刻蝕、清洗或其組合除去附著于玻璃基板一側(cè)的中間層的表面上的分離層。此外，對(duì)于石英基板也進(jìn)行同樣的處理，以供再次使用。
再有，如果成為轉(zhuǎn)移體的玻璃基板是比石英基板大的基板，則可在平面上不同的區(qū)域中重復(fù)進(jìn)行本實(shí)施例那樣的從石英基板到玻璃基板的轉(zhuǎn)移，可在玻璃基板上形成比在石英基板上可能形成的薄膜晶體管的數(shù)目多的薄膜晶體管。再者，可在玻璃基板上重復(fù)進(jìn)行層疊，同樣地，形成更多個(gè)薄膜晶體管。
(實(shí)施例2)除了將分離層作成含有20at％的H(氫)的非晶硅膜以外，以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。再有，通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定低壓CVD法的成膜時(shí)的條件來(lái)進(jìn)行非晶硅膜中的H量的調(diào)整。
(實(shí)施例3)除了將分離層作成通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂敷使用溶膠-凝膠法形成的陶瓷薄膜(組成PbTiO3，膜厚200nm)以外，以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例4)除了將分離層作成通過(guò)濺射法形成的陶瓷薄膜(組成BaTiO3，膜厚400nm)以外，以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例5)除了將分離層作成通過(guò)激光剝離法形成的陶瓷薄膜(組成Pb(Zr，Ti)O3(PZT)，膜厚50nm)以外，以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例6)除了將分離層作成通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂敷形成的聚酰亞胺膜(膜厚200nm)以外，以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例7)除了將分離層作成通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂敷形成的聚苯撐硫膜(膜厚200nm)以外，以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例8)除了將分離層作成通過(guò)濺射法形成的Al層(膜厚300nm)以外，以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例9)除了使用了Kr-F受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)248nm)作為照射光以外，以與實(shí)施例2相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。再有，所照射的激光的能量密度是250mJ/cm2，照射時(shí)間是20nsec。
(實(shí)施例10)除了使用了Nd-YAIG激光(波長(zhǎng)1068nm)作為照射光以外，以與實(shí)施例2相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。再有，所照射的激光的能量密度是400mJ/cm2，照射時(shí)間是20nsec。
(實(shí)施例11)除了作成由高溫工藝1000℃形成的多晶硅膜(膜厚80nm)的薄膜晶體管作為被轉(zhuǎn)移層以外，以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例12)除了使用了聚碳酸酯(玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)130℃)制的透明基板作為轉(zhuǎn)移體以外，以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例13)除了使用了AS樹(shù)脂(玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)70～90℃)制的透明基板作為轉(zhuǎn)移體以外，以與實(shí)施例2相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例14)除了使用了聚甲基丙烯酸甲酯(玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)70～90℃)制的透明基板作為轉(zhuǎn)移體以外，以與實(shí)施例3相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例15)除了使用了聚乙烯對(duì)苯二甲酸鹽(玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)67℃)制的透明基板作為轉(zhuǎn)移體以外，以與實(shí)施例5相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例16)除了使用了高密度聚乙烯(玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)77～90℃)制的透明基板作為轉(zhuǎn)移體以外，以與實(shí)施例6相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例17)除了使用了聚酰胺(玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)145℃)制的透明基板作為轉(zhuǎn)移體以外，以與實(shí)施例9相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例18)除了使用了環(huán)氧樹(shù)脂(玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)120℃)制的透明基板作為轉(zhuǎn)移體以外，以與實(shí)施例10相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例19)除了使用了聚甲基丙烯酸甲酯(玻璃轉(zhuǎn)變點(diǎn)70～90℃)制的透明基板作為轉(zhuǎn)移體以外，以與實(shí)施例11相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
關(guān)于以上的具體的實(shí)施例1～19，分別用肉眼和顯微鏡觀察被轉(zhuǎn)移的薄膜晶體管的狀態(tài)，任一個(gè)薄膜晶體管都沒(méi)有缺陷或不平整，均勻地進(jìn)行了轉(zhuǎn)移。
如上所述，按照本發(fā)明的剝離方法，不管被剝離物(被轉(zhuǎn)移層)的特性、條件等如何，都可容易并且可靠地剝離，特別是在不選擇轉(zhuǎn)移體的情況下，可進(jìn)行向各種轉(zhuǎn)移體的轉(zhuǎn)移。例如，即使對(duì)于用不能直接形成薄膜或不適合于形成薄膜的材料、容易成形的材料、廉價(jià)的材料等構(gòu)成的物體、難以移動(dòng)的大型的物體等，也能利用轉(zhuǎn)移來(lái)形成。
特別是轉(zhuǎn)移體能使用各種合成樹(shù)脂及熔點(diǎn)低的玻璃材料那樣的比基板材料耐熱性、耐腐蝕性等特性較差的材料。因此，例如在制造在透明基板上形成了薄膜晶體管(特別是多晶硅TFT)的液晶顯示器時(shí)，通過(guò)使用耐熱性優(yōu)良的石英玻璃基板作為基板，使用各種合成樹(shù)脂及熔點(diǎn)低的玻璃材料那樣的廉價(jià)而且容易加工的材料的透明基板作為轉(zhuǎn)移體，可容易地制造大型而且廉價(jià)的液晶顯示器。這樣的優(yōu)點(diǎn)不限于液晶顯示器，對(duì)于其他的器件的制造也是同樣的。
此外，由于一邊獲得以上那樣的優(yōu)點(diǎn)，一邊對(duì)于可靠性高的基板、特別是石英玻璃基板那樣的耐熱性高的基板形成功能性薄膜那樣的被轉(zhuǎn)移層，再對(duì)其進(jìn)行圖形刻蝕，故不管轉(zhuǎn)移體的材料特性如何，都可在轉(zhuǎn)移體上形成可靠性高的功能性薄膜。
〔第2實(shí)施形態(tài)〕以下基于附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施形態(tài)的剝離方法。第2實(shí)施形態(tài)中將第1實(shí)施形態(tài)的分離層2作成多層的層疊結(jié)構(gòu)。
圖9～圖16分別是表示本發(fā)明的剝離方法的實(shí)施形態(tài)的工序的剖面圖。以下，基于這些圖順序地說(shuō)明本發(fā)明的剝離方法(轉(zhuǎn)移方法)的工序。再有，由于與第1實(shí)施形態(tài)共同的事項(xiàng)較多，對(duì)于共同的構(gòu)成附以同一符號(hào)，適當(dāng)省略詳細(xì)的說(shuō)明。但對(duì)于與第1實(shí)施形態(tài)不同的部分，則附加說(shuō)明。
如圖9所示，在基板1的一個(gè)面(分離層形成面11)上形成由多層的層疊體構(gòu)成的分離層2。此時(shí)，從接近于基板1的一側(cè)的層開(kāi)始，順序地用下述方法設(shè)置分離層2。在使照射光7從基板1一側(cè)照射的情況下，基板1最好具有能透過(guò)該照射光7的透光性。
此時(shí)，照射光7的透射率與第1實(shí)施形態(tài)相同。此外，基板1的材料與第1實(shí)施形態(tài)相同，另外，基板1的厚度與第1實(shí)施形態(tài)相同。再有，基板1的分離層形成部分的厚度最好是均勻的，以便能使照射光7均勻地照射。此外，基板1的分離層形成面11及照射光入射面12不限于如圖示那樣的平面，也可以是曲面。
在本發(fā)明中，由于不是利用刻蝕等除去基板1，而是剝離在基板1和被轉(zhuǎn)移層4之間存在的分離層2，使基板1脫離，故操作容易，同時(shí)可使用厚度較厚的基板等，關(guān)于基板1的選擇范圍較寬。
其次，說(shuō)明分離層2。分離層2具有吸收后面敘述的照射光7，在其層內(nèi)和/或界面處產(chǎn)生剝離(以下稱為「層內(nèi)剝離」、「界面剝離」)那樣的性質(zhì)。該分離層2包含組成或特性不同的至少2層，特別是包含吸收照射光7的光吸收層21和與該光吸收層21組成或特性不同的另一層是較為理想的。此外，上述另一層最好是遮住照射光7的遮光層(反射層22)。該遮光層相對(duì)于光吸收層21位于與照射光7的入射方向相反的一側(cè)(圖中的上側(cè))，發(fā)揮反射或吸收照射光7，阻止或抑制照射光7侵入到被轉(zhuǎn)移層4一側(cè)的功能。
在本實(shí)施形態(tài)中，形成反射照射光7的反射層22作為遮光層。該反射層22對(duì)照射光7能以10％以上的反射率反射是較為理想的，具有30％以上則更為理想。作為這樣的反射層22，可舉出由單層或多層構(gòu)成的金屬薄膜、由折射率不同的多個(gè)薄膜的層疊體構(gòu)成的光學(xué)薄膜等，但從容易形成等原因來(lái)考慮，最好主要由金屬薄膜來(lái)構(gòu)成。
作為金屬薄膜的構(gòu)成金屬，例如可舉出Ta、W、Mo、Cr、Ni、Co、Ti、Pt、Pd、Ag、Au、Al等，或以這些金屬之中的至少一種為基本成分的合金。作為構(gòu)成合金的優(yōu)選添加元素，例如可舉出Fe、Cu、C、Si、B。通過(guò)添加這些元素，可控制熱傳導(dǎo)率及反射率。此外，在以物理蒸鍍方式形成反射層22的情況下，具有能簡(jiǎn)單地制造靶的優(yōu)點(diǎn)。再者，通過(guò)進(jìn)行合金化，也具有由純金屬得到材料是容易的而且是低成本的這樣的優(yōu)點(diǎn)。
此外，這樣的反射層(遮光層)22的厚度不作特別限定，但一般來(lái)說(shuō)約10nm～10微米是較為理想的，約50nm～5微米則更為理想。如果該厚度過(guò)厚，則反射層22的形成很費(fèi)時(shí)，此外，在以后進(jìn)行的反射層22的除去也很費(fèi)時(shí)。此外，如果該厚度過(guò)薄，則有時(shí)因膜組成之故遮光效果不充分。
光吸收層21是有助于分離層2的分離的層，光吸收層21吸收照射光7，通過(guò)構(gòu)成該光吸收層21的物質(zhì)的原子間或分子間的結(jié)合力消失或減少，從現(xiàn)象方面說(shuō)是產(chǎn)生剝離等，來(lái)達(dá)到層內(nèi)剝離和/或界面剝離。再者，也有通過(guò)照射光7的照射，使氣體從光吸收層21放出，顯現(xiàn)出分離效果的情況。即，有下述兩種情況在光吸收層21中含有的成分變成氣體而放出的情況，和分離層2吸收光在一瞬間變成氣體，放出該蒸汽，有助于分離的情況。
作為這樣的構(gòu)成光吸收層21的組成，可使用與關(guān)于第1實(shí)施形態(tài)的分離層2已說(shuō)明的①～④相同的組成。在第2實(shí)施形態(tài)中，除此之外可使用下列組成作為光吸收層21。
⑤有機(jī)高分子材料作為有機(jī)高分子材料，只要是具有-CH-、-CH2-、-CO-(酮)、-CONH-(胺)、-NH-(亞氨)、-COO-(酯)、-N＝N-(偶氮)、-CH＝N-(異氰)等的結(jié)合(利用照射光7的照射切斷這些結(jié)合)的材料，特別是如果是具有多個(gè)這些結(jié)合的材料，則什么樣的材料都可以。具體地說(shuō)，例如可舉出聚乙烯、聚丙烯那樣的聚烯烴、聚酰亞胺、聚酰胺、聚酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯撐硫(PPS)、聚醚砜(PES)、環(huán)氧樹(shù)脂等。
⑥金屬作為金屬，例如可舉出Al、Li、Ti、Mn、In、Sn、及Y、La、Ce、Nd、Pr、Sm、Gd那樣的稀土類金屬，或包含這些金屬中的至少一種的合金。
⑦吸氫合金作為具體例，可舉出LaNi5那樣的稀土類過(guò)渡金屬化合物的吸氫合金或Ti類、Ca類的吸氫合金中已吸氫的合金。
⑧吸氮合金作為具體例，可舉出Sm-Fe類、Nd-Co類那樣的稀土類鐵、稀土類鈷、稀土類鎳、及稀土類錳化合物中已吸氮的合金。
其次，光吸收層21的厚度根據(jù)剝離目的及分離層2的組成、層構(gòu)成、形成方法等諸條件的不同而不同，但一般來(lái)說(shuō)，約1nm～20微米是較為理想的，約10nm～2微米則更為理想，約40nm～1微米則還要理想。如果光吸收層21的膜厚過(guò)小，則有時(shí)成膜的均勻性受到損害，在剝離中產(chǎn)生不平整，此外，如果膜厚過(guò)厚，則為了確保良好的剝離性，必須增大照射光7的功率(光量)，同時(shí)在之后的除去分離層2時(shí)，其操作很費(fèi)時(shí)。再有，光吸收層21和反射層22的膜厚最好盡可能均勻。此外，根據(jù)與上述同樣的原因，分離層2的合計(jì)厚度約2nm～50微米更為理想，約20nm～20微米則還要理想。
構(gòu)成分離層2的各層(在本實(shí)施例中，光吸收層21和反射層22)的形成方法不作特別限定，可根據(jù)膜組成和膜厚等諸條件適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。例如，可舉出CVD(包含MOCVD、低壓CVD、ECR-CVD)、蒸鍍、分子束蒸鍍(MB)、濺射、離子鍍、PVD等各種氣相成膜法、電鍍、浸鍍(dipping)、無(wú)電解鍍等的各種鍍法，Langmuir-Blodgett(LB)法、旋轉(zhuǎn)涂敷、噴鍍涂敷(spraycoat)、滾動(dòng)涂敷(roll coat)等的涂敷法、各種印刷法、轉(zhuǎn)移法、噴墨法、噴粉法等，也可將這些方法中的2種以上的方法組合起來(lái)形成。再有，光吸收層21和反射層22的形成方法可以相同，也可以不同，根據(jù)其組成適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。
在例如光吸收層21的組成是非晶硅(a-Si)的情況下，利用CVD、特別是低壓CVD及等離子CVD來(lái)成膜是較為理想的。此外，在用溶膠-凝膠法產(chǎn)生的陶瓷構(gòu)成光吸收層21的情況下及在用有機(jī)高分子材料構(gòu)成光吸收層21的情況下，利用涂敷法、特別是旋轉(zhuǎn)涂敷法來(lái)成膜是較為理想的。
此外，利用蒸鍍、分子束蒸鍍(MB)、激光剝離蒸鍍、濺射、離子鍍、上述各種電鍍等來(lái)形成金屬薄膜的反射層22是較為理想的。
此外，也可用2個(gè)工序以上的工序(例如，層的形成工序和熱處理工序)分別來(lái)進(jìn)行構(gòu)成分離層2的各層的形成。
如圖10所示，在分離層2上形成中間層(基底層)3。
該中間層3以各種形成目的來(lái)形成，例如可舉出發(fā)揮作為在制造時(shí)或使用時(shí)以物理或化學(xué)的方式保護(hù)下述被轉(zhuǎn)移層4的保護(hù)層、絕緣層、導(dǎo)電層、照射光7的遮光層、阻止向被轉(zhuǎn)移層4的或來(lái)自被轉(zhuǎn)移層4的成分的遷移(migration)的阻檔層、反射層的功能中的至少一種的目的。
作為該中間層3的組成，可根據(jù)其形成目的適當(dāng)?shù)卦O(shè)定，例如，在包含非晶硅的光吸收層21的分離層2和薄膜晶體管的被轉(zhuǎn)移層4之間形成的中間層的情況下，可舉出SiO2等氧化硅，在分離層2和PZT的被轉(zhuǎn)移層4之間形成的中間層3的情況下，例如可舉出Pt、Au、W、Ta、Mo、Al、Cr、Ti或以這些金屬為主的合金那樣的金屬。
這樣的中間層3的厚度與第1實(shí)施形態(tài)相同。此外，關(guān)于中間層3的形成方法，也與第1實(shí)施形態(tài)相同。再有，也可用2層以上的相同或不同的組成的層來(lái)形成這樣的中間層3。此外，在本發(fā)明中，也可不形成中間層3，直接在分離層2上形成被轉(zhuǎn)移層4。
如圖11所示，在中間層3上形成被轉(zhuǎn)移層(被剝離物)4。被轉(zhuǎn)移層4是轉(zhuǎn)移到下面敘述的轉(zhuǎn)移體6上的層，可用與上述分離層2中舉出的形成方法相同的方法來(lái)形成。被轉(zhuǎn)移層4的形成目的、種類、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、組成、物理或化學(xué)特性等不作特別限定，但考慮轉(zhuǎn)移的目的及有用性，是薄膜、特別是功能性薄膜或薄膜器件是較為理想的。功能性薄膜及薄膜器件的例子與第1實(shí)施形態(tài)相同。
這樣的功能性薄膜或薄膜器件，由于與其形成方法的關(guān)系，通常經(jīng)過(guò)較高的工藝溫度來(lái)形成。因而，在這種情況下，如上所述，作為基板1，必須是能耐該工藝溫度的可靠性高的基板。
再有，被轉(zhuǎn)移層4可以是單層，也可以是多層的層疊體。再者，如上述的薄膜晶體管等那樣，也可以是進(jìn)行了規(guī)定的圖形刻蝕的被轉(zhuǎn)移層。被轉(zhuǎn)移層4的形成(層疊)、圖形刻蝕，利用與其對(duì)應(yīng)的方法來(lái)進(jìn)行。這樣的被轉(zhuǎn)移層4通常經(jīng)過(guò)多個(gè)工序而形成。
此外，被轉(zhuǎn)移層4的厚度也與第1實(shí)施形態(tài)相同。
如圖12所示，在被轉(zhuǎn)移層(被剝離物)4上形成粘接層5，通過(guò)該粘接層5粘接(接合)轉(zhuǎn)移體6。作為構(gòu)成粘接層5的粘接劑的優(yōu)選例，與第1實(shí)施形態(tài)相同。在使用硬化型粘接劑的情況下，例如在被轉(zhuǎn)移層4上涂敷硬化型粘接劑，在其上接合了下述的轉(zhuǎn)移體6之后，利用與硬化型粘接劑的特性對(duì)應(yīng)的硬化方法使上述硬化型粘接劑硬化，將被轉(zhuǎn)移層4與轉(zhuǎn)移體6粘接、固定起來(lái)。在光硬化型粘接劑的情況下，最好在粘接層5上配置了透光性的轉(zhuǎn)移體6之后，從轉(zhuǎn)移體6上進(jìn)行光照射，使粘接劑硬化。此外，如果基板1具有透光性，則最好從基板1和轉(zhuǎn)移體6的兩側(cè)進(jìn)行光照射，使粘接劑硬化，使硬化變得可靠。
再有，與圖示不同，也可在轉(zhuǎn)移體6一側(cè)形成粘接層5，在其上粘接被轉(zhuǎn)移層4。此外，也可以在被轉(zhuǎn)移層4與粘接層5之間設(shè)置上述那樣的中間層。此外，在轉(zhuǎn)移體6本身具有粘接功能的情況下，可省略粘接層5的形成。
轉(zhuǎn)移體6的例子及其材料、及其特性也與第1實(shí)施形態(tài)相同。
如圖13所示，使照射光7從基板1的背面一側(cè)(照射光入射面12一側(cè))照射。在該照射光7透過(guò)了基板1之后，從界面2a一側(cè)照射到分離層2上。更詳細(xì)地說(shuō)，該照射光7照射到光吸收層21上并被吸收，未被光吸收層21完全吸收的照射光7的一部分被反射層22反射，再次透過(guò)光吸收層21內(nèi)。由此，由于在分離層2中產(chǎn)生層內(nèi)剝離和/或界面處剝離，結(jié)合力減少或消失，故如圖14或圖15中所示，如果使基板1與轉(zhuǎn)移體6脫離，則被轉(zhuǎn)移層4從基板1脫離，轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體6上。
再有，圖14示出在分離層2中產(chǎn)生層內(nèi)剝離的情況，圖15示出在分離層2中產(chǎn)生界面2a處的界面剝離的情況。假定產(chǎn)生分離層2中的層內(nèi)剝離和/或界面處剝離的原理是由于在光吸收層21的構(gòu)成材料中產(chǎn)生剝離，或光吸收層21內(nèi)含有的氣體的放出、再有是由于剛照射后產(chǎn)生的熔融、蒸發(fā)等的相變化。
這里，所謂剝離(ablation)，指的是以光化學(xué)或熱的方式激勵(lì)吸收了照射光的固體材料(光吸收層21的構(gòu)成材料)，切斷其表面及內(nèi)部的原子或分子的結(jié)合而使其放出，主要作為產(chǎn)生光吸收層21的構(gòu)成材料的全部或一部分熔融、蒸發(fā)(氣化)等相變化的現(xiàn)象而顯現(xiàn)出來(lái)。此外，也有由于上述相變化而變成微小的發(fā)泡狀態(tài)，結(jié)合力降低的情況。分離層2產(chǎn)生層內(nèi)剝離，或是產(chǎn)生界面剝離，或是產(chǎn)生這兩種剝離，這一點(diǎn)是由分離層2的層構(gòu)成、光吸收層21的組成及膜厚、或其他各種主要原因來(lái)決定，作為其主要原因之一，可舉出照射光7的種類、波長(zhǎng)、強(qiáng)度、到達(dá)深度等的條件。
照射光7的例子和發(fā)生該照射光7的裝置與第1實(shí)施形態(tài)相同。
此外，在光吸收層21中產(chǎn)生剝離時(shí)的照射光中存在波長(zhǎng)依存性的情況下，所照射的激光的波長(zhǎng)是約100～350nm是較為理想的。此外，在分離層2中例如引起氣體放出、氣化、升華等的相變化而提供分離特性的情況下，所照射的激光的波長(zhǎng)是約350～1200nm是較為理想的。此外，所照射的激光的能量密度，特別是受激準(zhǔn)分子激光的情況下的能量密度定為約10～5000mJ/cm2是較為理想的，定為約100～1000mJ/cm2則更為理想。此外，照射時(shí)間定為約1～1000nsec是較為理想的，定為約10～100nsec則更為理想。如果能量密度低或照射時(shí)間短，則不能產(chǎn)生充分的剝離，此外，如果能量密度高或照射時(shí)間長(zhǎng)，則存在過(guò)度地破壞分離層2的擔(dān)心。以這樣的激光為代表的照射光7以其強(qiáng)度成為均勻的這種方式進(jìn)行照射是較為理想的。
照射光7的照射方向不限于相對(duì)于分離層2為垂直的方向，也可以是相對(duì)于分離層2為傾斜了規(guī)定角度的方向。此外，在分離層2的面積比照射光的1次的照射面積大的情況下，也可相對(duì)于分離層2的全部區(qū)域分成多次來(lái)使照射光照射。此外，也可對(duì)同一部位照射2次以上。此外，也可對(duì)同一區(qū)域或不同區(qū)域照射不同種類、不同波長(zhǎng)(波長(zhǎng)波段)的照射光(激光)2次以上。
在本實(shí)施形態(tài)中，通過(guò)與光吸收層21的與基板1相反的一側(cè)鄰接而設(shè)置反射層22，具有下述優(yōu)點(diǎn)使照射光7能無(wú)損耗(loss)地有效地向光吸收層21照射，同時(shí)，利用反射層(遮光層)22的遮光功能，可防止照射光7照射到被轉(zhuǎn)移層4等上，可防止被轉(zhuǎn)移層4的變質(zhì)、惡化等的不良影響。
特別是使照射光7能無(wú)損耗(loss)地有效地向光吸收層21照射這一點(diǎn)意味著能減小照射光7的能量密度，即，能更增大1次的照射面積，于是能以更少的照射次數(shù)來(lái)剝離分離層2的一定的面積，在制造上是有利的。
如圖16所示，例如利用清洗、刻蝕、灰化(ashing)、研磨等方法或?qū)⑦@些方法組合起來(lái)的方法來(lái)除去附著于中間層3上的分離層2。在圖14中示出的那種分離層2的層內(nèi)剝離的情況下，根據(jù)需要，也以同樣的方式除去附著于基板1上的光吸收層21。
再有，在基板1用石英玻璃那樣的高價(jià)材料、稀有材料構(gòu)成的情況下，最好將基板1再次利用(recycle)。換言之，對(duì)于打算再次利用的基板1，可應(yīng)用本發(fā)明，有用性很高。
經(jīng)過(guò)以上那樣的各工序，就完成了被轉(zhuǎn)移層4的向轉(zhuǎn)移體6的轉(zhuǎn)移。其后，也可進(jìn)行與被轉(zhuǎn)移層4相鄰的中間層3的除去及其他的任意的層的形成等。
再有，分離層2的層構(gòu)成不限于圖示的構(gòu)成，例如，只要是層疊了膜組成、膜厚、特性等條件內(nèi)的至少一個(gè)條件不同的多個(gè)光吸收層的構(gòu)成、再有，除了這些構(gòu)成以外，具有上述的反射層那樣的另一層的構(gòu)成、層疊了多個(gè)層的構(gòu)成，哪一種都可以。例如，可將分離層2作成用在第1光吸收層和第2光吸收層之間介入了反射層的3層層疊體構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。
此外，構(gòu)成分離層2的各層間的界面不一定要明確，也可以是在界面附近其組成、規(guī)定的成分的濃度、分子結(jié)構(gòu)、物理的或化學(xué)的特性連續(xù)地變化(具有梯度)那樣的結(jié)構(gòu)。
此外，在圖示的實(shí)施例中，關(guān)于被轉(zhuǎn)移層4的向轉(zhuǎn)移體6的轉(zhuǎn)移方法進(jìn)行了說(shuō)明，但本發(fā)明的剝離方法也可不進(jìn)行這樣的轉(zhuǎn)移。
此外，被剝離物的剝離目的，例如與第1實(shí)施形態(tài)相同，可以用于各種目的。此外，轉(zhuǎn)移體6不限于以上所述，與第1實(shí)施形態(tài)相同，可以使用各種材料。
此外，在圖示的實(shí)施形態(tài)中，使照射光7從基板1一側(cè)照射，但例如在除去附著物(被剝離物)的情況下，及在被轉(zhuǎn)移層4不因照射光7的照射而受到不良影響的情況下，照射光7的照射方向不限于上述方向，也可使照射光從與基板1相反的一側(cè)照射。在這種情況下，分離層2中最好使光吸收層21與反射層22的位置關(guān)系與上述相反。
以上，關(guān)于圖示的實(shí)施形態(tài)說(shuō)明了本發(fā)明的剝離方法，但本發(fā)明不限定于此。與第1實(shí)施形態(tài)相同，可進(jìn)行各種變形。該變形例的說(shuō)明請(qǐng)參照第1實(shí)施形態(tài)中的說(shuō)明。
其次，說(shuō)明第2實(shí)施形態(tài)中的具體的實(shí)施例。
(實(shí)施例1)準(zhǔn)備縱50mm×橫50mm×厚度1.1mm的石英基板(軟化點(diǎn)1630℃，變形點(diǎn)1070℃，受激準(zhǔn)分子激光等的透射率大致100％)，在該石英基板的一個(gè)面上，形成了由光吸收層和反射層的2層層疊體構(gòu)成的分離層。
利用低壓CVD法(Si2H6氣體，425℃)形成非晶硅(a-Si)膜作為作為光吸收層。該光吸收層的膜厚是120nm。此外，在光吸收層上利用濺射法形成Ta金屬薄膜作為反射層。該反射層的膜厚是100nm，對(duì)于下述的激光的反射率是60％。
其次，在分離層上利用ECR-CVD法(SiH4+O2氣體，100℃)形成SiO2膜作為中間層。中間層的膜厚是200nm。
其次，在中間層上利用低壓CVD法(Si2H6氣體，425℃)形成膜厚為60nm的非晶硅膜作為被轉(zhuǎn)移層，對(duì)該非晶硅膜照射激光(波長(zhǎng)308nm)，使其結(jié)晶化，成為多晶硅膜。其后，對(duì)該多晶硅膜進(jìn)行規(guī)定的圖形刻蝕、離子注入等，形成薄膜晶體管。
其次，在上述薄膜晶體管上涂敷紫外線硬化型粘接劑(膜厚100微米)，再者在該涂膜上接合了作為轉(zhuǎn)移體的縱200mm×橫300mm×厚度1.1mm的大型的透明玻璃基板(鈉玻璃，軟化點(diǎn)740℃，變形點(diǎn)511℃)后，從玻璃基板一側(cè)照射紫外線，使粘接劑硬化，對(duì)其進(jìn)行粘接固定。
其次，從石英基板一側(cè)照射Xe-Cl受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)308nm)，使分離層中產(chǎn)生剝離(層內(nèi)剝離和界面剝離)。所照射的Xe-Cl受激準(zhǔn)分子激光的能量密度是160mJ/cm2，照射時(shí)間是20nsec。再有，受激準(zhǔn)分子激光的照射中有點(diǎn)光束照射和線光束照射，在點(diǎn)光束照射的情況下，對(duì)規(guī)定的單位區(qū)域(例如，10mm×10mm)進(jìn)行點(diǎn)照射，一邊將該點(diǎn)光束照射各錯(cuò)開(kāi)單位區(qū)域的約1/10一邊進(jìn)行照射。此外，在線光束照射的情況下，一邊各錯(cuò)開(kāi)規(guī)定的單位區(qū)域(例如，378mm×0.1mm或378mm×0.3mm(這是能得到能量的90％以上的區(qū)域))的相同的約1/10一邊進(jìn)行照射。由此，分離層的各點(diǎn)至少受到10次照射。對(duì)于石英基板的整個(gè)面，一邊錯(cuò)開(kāi)照射區(qū)域，一邊實(shí)施該激光照射。
其后，在分離層中分離石英基板和玻璃基板(轉(zhuǎn)移體)，將薄膜晶體管和中間層轉(zhuǎn)移到玻璃基板一側(cè)。
其后，利用刻蝕、清洗或其組合除去附著于玻璃基板一側(cè)的中間層的表面上的分離層。此外，對(duì)于石英基板也進(jìn)行同樣的處理，以供再次使用。
(實(shí)施例2)除了將光吸收層作成含有18at％的H(氫)的非晶硅膜以外，以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。再有，通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定低壓CVD法的成膜時(shí)的條件來(lái)進(jìn)行非晶硅膜中的H量的調(diào)整。
(實(shí)施例3)除了將光吸收層作成通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂敷使用溶膠-凝膠法形成的陶瓷薄膜(組成PbTiO3，膜厚200nm)以外，以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例4)除了將光吸收層作成通過(guò)濺射法形成的陶瓷薄膜(組成BaTiO3，膜厚400nm)，將反射層作成通過(guò)濺射法形成的Al金屬薄膜(膜厚120nm，激光的反射率85％)以外，以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例5)除了將光吸收層作成通過(guò)激光剝離法形成的陶瓷薄膜(組成Pb(Zr，Ti)O3(PZT)，膜厚50nm)，將反射層作成使用合金靶通過(guò)濺射法形成的Fe-Cr合金的金屬薄膜(膜厚80nm，激光的反射率65％)以外，以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例6)除了將光吸收層作成通過(guò)旋轉(zhuǎn)涂敷形成的聚酰亞胺膜(膜厚200nm)以外，以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例7)除了將光吸收層作成通過(guò)濺射法形成的Pr層(稀土類金屬層)(膜厚500nm)以外，以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例8)除了使用了Kr-F受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)248nm)作為照射光以外，以與實(shí)施例2相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。再有，所照射的激光的能量密度是180mJ/cm2，照射時(shí)間是20nsec。
(實(shí)施例9)除了使用了Ar激光(波長(zhǎng)1024nm)作為照射光以外，以與實(shí)施例2相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。再有，所照射的激光的能量密度是250mJ/cm2，照射時(shí)間是50nsec。
(實(shí)施例10)除了將被轉(zhuǎn)移層作成由高溫工藝(1000℃)形成的多晶硅膜(膜厚90nm)的薄膜晶體管以外，以與實(shí)施例1相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例11)除了將被轉(zhuǎn)移層作成由高溫工藝(1030℃)形成的多晶硅膜(膜厚80nm)的薄膜晶體管以外，以與實(shí)施例2相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例12)除了將被轉(zhuǎn)移層作成由高溫工藝(1030℃)形成的多晶硅膜(膜厚80nm)的薄膜晶體管以外，以與實(shí)施例4相同的方式進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
(實(shí)施例13)～(實(shí)施例20)除了上述的實(shí)施例以外，在與第1實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例12～19相同的條件下進(jìn)行薄膜晶體管的轉(zhuǎn)移。
關(guān)于實(shí)施例1～20，分別用肉眼和顯微鏡觀察被轉(zhuǎn)移的薄膜晶體管的狀態(tài)，在任一個(gè)薄膜晶體管都沒(méi)有缺陷，均勻地進(jìn)行了轉(zhuǎn)移。
如上所述，按照本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)，不僅能享受用第1實(shí)施形態(tài)能得到的效果，而且在分離層具有遮光層、特別是反射層的情況下，可防止由于照射光的透過(guò)對(duì)薄膜晶體管那樣的被轉(zhuǎn)移層產(chǎn)生不良影響的情況，此外，由于能利用因反射層引起的反射光，故可更有效地進(jìn)行分離層的剝離。
〔第3實(shí)施形態(tài)〕以下，基于附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的剝離方法的第3實(shí)施形態(tài)。第3實(shí)施形態(tài)是將第1實(shí)施形態(tài)的被剝離物或被轉(zhuǎn)移層作成薄膜器件的實(shí)施形態(tài)。
圖17～圖22分別是表示本發(fā)明的剝離方法的實(shí)施形態(tài)的工序的剖面圖。以下，基于這些圖順序地說(shuō)明本發(fā)明的剝離方法(轉(zhuǎn)移方法)的工序。再有，與第1實(shí)施形態(tài)共同的事項(xiàng)較多，故對(duì)于共同的構(gòu)成附以同一符號(hào)，適當(dāng)省略詳細(xì)的說(shuō)明。但對(duì)于與第1實(shí)施形態(tài)不同的部分，則附加說(shuō)明。
如圖17所示，在基板100上形成分離層(光吸收層)120。以下說(shuō)明基板100和分離層120。
①關(guān)于基板100的說(shuō)明基板100最好具有能透過(guò)光的透光性。此時(shí)，光的透射率與第1實(shí)施形態(tài)相同。此外，基板100的材料、厚度也與第1實(shí)施形態(tài)相同。
②分離層120的說(shuō)明分離層120具有吸收所照射的光，在其層內(nèi)和/或界面處產(chǎn)生剝離(以下稱為「層內(nèi)剝離」、「界面剝離」)那樣的性質(zhì)，最好通過(guò)光的照射，構(gòu)成分離層120的物質(zhì)的原子間或分子間的結(jié)合力消失或減少，即產(chǎn)生剝離，來(lái)達(dá)到層內(nèi)剝離和/或界面處剝離。
再者，也有通過(guò)光的照射，從分離層120放出氣體，從而顯現(xiàn)出分離效果的情況。即，存在下述兩種情況在分離層120中含有的成分變成氣體而放出的情況和分離層120吸收光在一瞬間變成氣體，該蒸汽被放出，從而有助于分離的情況。這樣的分離層120的組成，可舉出與第1實(shí)施形態(tài)相同的組成。
此外，分離層120的厚度及其形成方法，也可舉出與第1實(shí)施形態(tài)相同的厚度和形成方法。
其次，如圖18所示，在分離層120上形成被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140。在圖18的右側(cè)示出該薄膜器件層140的K部分(圖18中以虛線包圍而示出的部分)的擴(kuò)大剖面圖。如圖所示，薄膜器件層140例如包含在SiO2膜(中間層)142上形成的TFT(薄膜晶體管)而構(gòu)成，該TFT具備在多晶硅層中導(dǎo)入n型雜質(zhì)而形成的源、漏層146、溝道層144、柵絕緣膜148、柵電極150、層間絕緣膜154和例如由鋁構(gòu)成的電極152。
在本實(shí)施形態(tài)中，使用SiO2膜作為與分離層120相接而設(shè)置的中間層，但也可使用Si3N4等其他絕緣膜。SiO2膜(中間層)的厚度根據(jù)其形成目的和能發(fā)揮的功能的程度適當(dāng)?shù)貨Q定，但通常約10nm～5微米是較為理想的，約40nm～1微米則更為理想。中間層3以各種目的來(lái)形成，例如可舉出發(fā)揮作為以物理或化學(xué)的方式保護(hù)被轉(zhuǎn)移層140的保護(hù)層、絕緣層、導(dǎo)電層、激光的遮光層、防止遷移(migration)用的阻檔層、反射層的功能中的至少一種功能。
再有，根據(jù)情況不形成SiO2膜等的中間層，也可在分離層120上直接形成被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140。
被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140是包含在圖18的右側(cè)示出的那種TFT等的薄膜器件的層。作為薄膜器件，除了TFT以外，可應(yīng)用與第1實(shí)施形態(tài)相同的器件。這樣的薄膜器件(薄膜元件)，由于與其形成方法的關(guān)系，通常經(jīng)過(guò)較高的工藝溫度來(lái)形成。因而，在這種情況下，如上所述，作為基板100，必須是能耐該工藝溫度的可靠性高的基板。
其次，如圖19所示，通過(guò)粘接層160將薄膜器件層140接合(粘接)到轉(zhuǎn)移體180上。作為構(gòu)成粘接層160的粘接劑的優(yōu)選例，可使用與第1實(shí)施形態(tài)相同的粘接劑。
在使用硬化型粘接劑的情況下，例如在被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140上涂敷硬化型粘接劑，在其上接合了轉(zhuǎn)移體180之后，利用與硬化型粘接劑的特性對(duì)應(yīng)的硬化方法使上述硬化型粘接劑硬化，將被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140與轉(zhuǎn)移體180粘接、固定起來(lái)。在光硬化型粘接劑的情況下，使光從光透過(guò)性基板100或光透過(guò)性的轉(zhuǎn)移體的一個(gè)外側(cè)(或從光透過(guò)性的基板和轉(zhuǎn)移體的兩外側(cè))照射。作為粘接劑，難于對(duì)薄膜器件層產(chǎn)生影響的紫外線硬化型等光硬化型粘接劑是較為理想的。
再有，與圖示不同，也可在轉(zhuǎn)移體180一側(cè)形成粘接層160，在其上粘接被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140。此外，例如在轉(zhuǎn)移體180本身具有粘接功能的情況下，可省略粘接層160的形成。
作為轉(zhuǎn)移體180的例子，可使用與第1實(shí)施形態(tài)中的例示相同的材料。
其次，如圖20所示，使光從基板100的背面一側(cè)照射。在該光透過(guò)了基板100之后，照射到分離層120上。由此，在分離層120中產(chǎn)生層內(nèi)剝離和/或界面處剝離，結(jié)合力減少或消失。假定產(chǎn)生分離層120中的層內(nèi)剝離和/或界面處剝離的原理是由于在分離層120的構(gòu)成材料中產(chǎn)生剝離，或分離層120內(nèi)含有的氣體的放出、再有是由于剛照射后產(chǎn)生的熔融、蒸發(fā)等的相變化。
這里，所謂剝離(ablation)，指的是與第1實(shí)施形態(tài)中的說(shuō)明相同的現(xiàn)象。
作為照射的光可使用與第1實(shí)施形態(tài)中使用的相同的光。其中受激準(zhǔn)分子激光特別理想。由于受激準(zhǔn)分子激光在短波長(zhǎng)波段輸出高的能量，故可在極短時(shí)間內(nèi)在分離層120中產(chǎn)生剝離，于是可剝離分離層120而幾乎不使鄰接的轉(zhuǎn)移體180或基板100等產(chǎn)生溫度上升，即不產(chǎn)生性能變壞、損傷。
此外，在分離層120中產(chǎn)生剝離時(shí)存在光的波長(zhǎng)依存性的情況下，所照射的激光的波長(zhǎng)是約100～350nm是較為理想的。
圖23中示出基板100的對(duì)于光的波長(zhǎng)的透射率的一例。如圖所示，具有相對(duì)于300nm的波長(zhǎng)透射率急劇增大的特性。在這種情況下，照射300nm以上的波長(zhǎng)的光(例如，波長(zhǎng)308nm的Xe-Cl受激準(zhǔn)分子激光)。此外，在分離層120中例如引起氣體放出、氣化、升華等的相變化而提供分離特性的情況下，所照射的激光的波長(zhǎng)是約350～1200nm是較為理想的。
此外，所照射的激光的能量密度，特別是受激準(zhǔn)分子激光情況下的能量密度，與第1實(shí)施形態(tài)相同。
再有，作為透過(guò)了分離層120的照射光到達(dá)被轉(zhuǎn)移層140而產(chǎn)生不良影響的情況的對(duì)策，例如有如圖38所示的在分離層(激光吸收層)120上形成鉭(Ta)等金屬膜124的方法。由此，透過(guò)了分離層120的激光在金屬膜124的界面完全被反射，不對(duì)由此向上的薄膜元件產(chǎn)生不良影響。以激光為代表的照射光以其強(qiáng)度成為均勻的這種方式進(jìn)行照射是較為理想的。照射光的照射方向不限于相對(duì)于分離層120為垂直的方向，也可以是相對(duì)于分離層120為傾斜了規(guī)定角度的方向。
此外，在分離層120的面積比照射光的1次的照射面積大的情況下，也可相對(duì)于分離層120的全部區(qū)域分成多次使照射光照射。此外，也可對(duì)同一部位照射2次以上。此外，也可對(duì)同一區(qū)域或不同區(qū)域使不同種類、不同波長(zhǎng)(波長(zhǎng)波段)的照射光(激光)照射2次以上。
其次，如圖21所示，對(duì)基板100施加力，使該基板100從分離層120脫離。雖然在圖21中未圖示，但也有在該脫離后分離層附著于基板100上的情況。
其次，如圖22所示，例如利用清洗、刻蝕、灰化、研磨等方法或?qū)⑦@些方法組合起來(lái)的方法來(lái)除去殘存的分離層120。由此，將被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體180上。再有，在分離層的一部分附著于已脫離的基板100上的情況下，以同樣的方式將其除去。再有，在基板100用石英玻璃那樣的高價(jià)材料、稀有材料構(gòu)成的情況下，最好將基板100再次利用(recycle)。即，對(duì)于打算再次利用的基板100，可應(yīng)用本發(fā)明，有用性很高。
經(jīng)過(guò)以上那樣的各工序，就完成了被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140的向轉(zhuǎn)移體180的轉(zhuǎn)移。其后，也可進(jìn)行與被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140相鄰的的SiO2膜的除去、向被轉(zhuǎn)移層140的布線等導(dǎo)電層及所希望的保護(hù)膜的形成等。
在本發(fā)明中，由于不是直接剝離作為被剝離物的被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140本身，而是在接合到被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140的分離層中進(jìn)行剝離，故不管被剝離物(被轉(zhuǎn)移層140)的特性、條件如何，能容易、可靠而且均勻地剝離(轉(zhuǎn)移)，可維持被轉(zhuǎn)移層140的高的可靠性，而沒(méi)有伴隨剝離操作的對(duì)于被剝離物(被轉(zhuǎn)移層140)的損傷。
再有，在以上的第3實(shí)施形態(tài)中，也可在與第1實(shí)施形態(tài)相同的實(shí)施例1～19的條件下進(jìn)行實(shí)施。
〔第4實(shí)施形態(tài)〕本實(shí)施形態(tài)是將第3實(shí)施形態(tài)的一部分工序變形后的形態(tài)。
在分離層120的組成為非晶硅(a-Si)的情況下，氣相生長(zhǎng)法(CVD)、特別是低壓(LP)CVD，比等離子CVD、大氣壓(AP)CVD和ECR要好。例如，在用等離子CVD形成的非晶硅層中，含有較多的氫。雖然該氫的存在使非晶硅層容易剝離，但如果成膜時(shí)的基板溫度例如超過(guò)350℃，則從該非晶硅層放出氫。在該薄膜器件的形成工序中，有時(shí)因該脫離的氫而產(chǎn)生膜剝離。此外，等離子CVD膜的密接性較弱，存在因器件制造工序中的濕法清洗工序而導(dǎo)致基板100與被轉(zhuǎn)移層140分離的擔(dān)心。在這方面，LPCVD膜有下述優(yōu)點(diǎn)沒(méi)有放出氫的擔(dān)心，而且可確保充分的密接性。
其次，關(guān)于作為分離層的非晶硅層120的膜厚，參照?qǐng)D39進(jìn)行說(shuō)明。圖39的橫軸表示非晶硅層的膜厚，縱軸表示用該層吸收的光能。如上所述，如果對(duì)非晶硅層進(jìn)行光照射，則產(chǎn)生剝離。
這里，所謂剝離(ablation)，指的是以光化學(xué)或熱的方式激勵(lì)吸收了照射光的固定材料(分離層120的構(gòu)成材料)，切斷其表面及內(nèi)部的原子或分子的結(jié)合而使其放出，主要作為產(chǎn)生分離層120的構(gòu)成材料的全部或一部分熔融、蒸發(fā)(氣化)等相變化的現(xiàn)象而顯現(xiàn)出來(lái)。此外，也有由于上述相變化而變成微小的發(fā)泡狀態(tài)，結(jié)合力降低的情況。
而且，從圖39可知，膜厚越薄，達(dá)到該剝離所必須的吸收能量越低。
通過(guò)以上所述，在本實(shí)施例中，將作為分離層的非晶硅層120的膜厚減薄。由此，可減小照射到非晶硅層120上的光的能量，在節(jié)省能量的同時(shí)，可謀求光源裝置的小型化。
其次，考察作為分離層的非晶硅層120的膜厚的數(shù)值。從圖39可知，非晶硅的膜厚越薄，達(dá)到該剝離所必須的吸收能量越低，根據(jù)本發(fā)明者的考察，膜厚在25nm以下是較為理想的，利用一般的光源裝置的功率可足以產(chǎn)生剝離。關(guān)于膜厚的下限不作特別限制，但將其下限定為5nm是較為理想的，這是從能可靠地進(jìn)行非晶硅層的形成而且能確保規(guī)定的密接力的觀點(diǎn)來(lái)確定的。因而，作為分離層的非晶硅層120的膜厚的較為理想的范圍為5～25nm。更為理想的膜厚是15nm以下，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的能量節(jié)省和確保密接力。最佳的膜厚范圍是11nm以下和在其附近，可顯著地降低剝離所需的吸收能量。
〔第5實(shí)施形態(tài)〕本實(shí)施形態(tài)是將第3或第4實(shí)施形態(tài)的一部分工序變形后的形態(tài)。
此外，作為轉(zhuǎn)移體180的機(jī)械特性，具有某種程度的剛性(強(qiáng)度)是較為理想的，但也可具有可撓性、彈性。轉(zhuǎn)移體180的機(jī)械特性特別要考慮下述方面。如果對(duì)該分離層120進(jìn)行光照射，則以光化學(xué)或熱的方式激勵(lì)構(gòu)成分離層120的材料，切斷其表面和內(nèi)部的分子或原子的結(jié)合而使該分子或原子放出到外部。最好通過(guò)轉(zhuǎn)移體180的機(jī)械強(qiáng)度來(lái)確保其耐力，以便能用轉(zhuǎn)移體180來(lái)阻檔伴隨該分子或原子的放出而作用在分離層120的上層的應(yīng)力。由此，可防止分離層120的上層的變形或破壞。
不限于只用轉(zhuǎn)移體180的機(jī)械強(qiáng)度來(lái)確保這樣的耐力，也可通過(guò)位于分離層120之上的層、即被轉(zhuǎn)移層140、粘接層160和轉(zhuǎn)移體180的任一層或多個(gè)層的機(jī)械強(qiáng)度來(lái)確保這樣的耐力。為了確保這樣的耐力，可適當(dāng)?shù)剡x擇被轉(zhuǎn)移層140、粘接層160和轉(zhuǎn)移體180的材料和厚度。
在只用被轉(zhuǎn)移層140、粘接層160和轉(zhuǎn)移體180不能確保上述耐力的情況下，如圖42(A)～(E)所示，也可在成為分離層120的上層的任一個(gè)位置上形成增強(qiáng)層132。
將圖42(A)中示出的增強(qiáng)層132設(shè)置在分離層120和被轉(zhuǎn)移層140之間。如果這樣做，則在用分離層120產(chǎn)生剝離并在其后使基板100脫離后，可從被轉(zhuǎn)移層140除去殘存的分離層120和增強(qiáng)層132。如圖42(B)所示，至少在用分離層120產(chǎn)生剝離后也可從轉(zhuǎn)移體180除去設(shè)置在轉(zhuǎn)移體180的上層的增強(qiáng)層132。圖42(C)中示出的增強(qiáng)層132例如作為絕緣層夾在構(gòu)成被轉(zhuǎn)移層140的多個(gè)層中。將圖42(D)、(E)的各增強(qiáng)層132配置在粘接層140的下層或上層。在這種情況下，不能在以后除去。
〔第6實(shí)施形態(tài)〕本實(shí)施形態(tài)是將第3、第4或第5實(shí)施形態(tài)的一部分工序變形后的形態(tài)。
最好采用圖40、圖41中示出的方法作為代替圖38中的方法。圖40是使用了作為分離層的非晶硅層120的例子，在被轉(zhuǎn)移層140的下層還設(shè)有作為硅類光吸收層使用的非晶硅層126。為了分離該2個(gè)非晶硅層120、126，例如夾入氧化硅膜(SiO2)作為硅類介入層。如果這樣做，萬(wàn)一照射光透過(guò)作為分離層的非晶硅層120，該透過(guò)光也被作為硅類光吸收層的非晶硅層126所吸收。結(jié)果，不對(duì)其上的薄膜器件產(chǎn)生不良影響。而且由于附加的2層126、120都是硅類的層，故如以往的薄膜形成技術(shù)所確立的那樣，不會(huì)引起金屬污染等。
再有，如果將作為光吸收層的非晶硅層126的膜厚做得比作為分離層的非晶硅層120的膜厚厚，則能可靠地防止在非晶硅層126中產(chǎn)生剝離。但是，不限于上述的膜厚關(guān)系，由于入射到非晶硅層126的光能比直接入射到作為分離層的非晶硅層120的光能少很多，故可防止在非晶硅層126中產(chǎn)生剝離。
再有，如圖41所示，示出了設(shè)置了與分離層120不同的材料的硅類光吸收層130的例子，在這種情況下不一定需要設(shè)置硅類的介入層128。
在如圖40、圖41那樣構(gòu)成，實(shí)行分離層120中的光泄漏對(duì)策的情況下，具有下述優(yōu)點(diǎn)即使用于在分離層120中產(chǎn)生剝離的光吸收能量較大，也能可靠地防止對(duì)薄膜器件的不良影響。
〔第7實(shí)施形態(tài)〕本實(shí)施形態(tài)是將第3、第4、第5或第6實(shí)施形態(tài)的一部分工序變形后的形態(tài)。
本實(shí)施例的光照射方法是在沒(méi)有圖38的金屬膜124的情況下的特別優(yōu)選的光照射方法，而且不對(duì)薄膜器件產(chǎn)生不良影響，參照?qǐng)D43以后的圖，說(shuō)明這種方法。
圖43和圖44示出了使線光束順序地沿掃描方向A進(jìn)行掃描，對(duì)分離層120的大致整個(gè)面進(jìn)行光照射的方法。在各圖中，這樣來(lái)實(shí)施各次的光束掃描即在用N表示使線光束10進(jìn)行光束掃描的次數(shù)時(shí)，使第N次的線光束10的照射區(qū)20(N)與第N+1次的線光束10的照射區(qū)20(N+1)不重疊。因此，在相鄰的照射區(qū)20(N)與20(N+1)之間形成比各次的照射區(qū)窄很多的低照射區(qū)或非照射區(qū)30。
這里，在相對(duì)于基板100在圖示的A方向上使線光束10移動(dòng)時(shí)，如果在移動(dòng)時(shí)還射出光束，則符號(hào)30的區(qū)域?yàn)榈驼丈鋮^(qū)。另一方面，如果在移動(dòng)時(shí)不射出線光束10，則符號(hào)30的區(qū)域?yàn)榉钦丈鋮^(qū)。
與圖43、44的方式不同，如果使各次的光束照射區(qū)相互間重疊，則就對(duì)分離層120的層內(nèi)和/或界面處照射足以產(chǎn)生剝離的光以上的過(guò)度的光。如果該過(guò)度的光的一部分發(fā)生泄漏而通過(guò)分離層120入射到包含薄膜器件的被轉(zhuǎn)移層140上，則成為該薄膜器件的特性、例如電特性惡化的原因。
在圖43、44的方式中，由于這樣的過(guò)度的光不照射到分離層120上，故在將薄膜器件轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體上后也能維持該薄膜器件的原來(lái)的特性。再有，雖然在對(duì)應(yīng)于低照射區(qū)或非照射區(qū)30的分離層120中不產(chǎn)生剝離，但由于其兩側(cè)的光束照射區(qū)中的剝離，可使分離層120與基板100的密接性充分地降低。
其次，關(guān)于考慮了線光束10的光強(qiáng)度分布的光束掃描的例子，參照?qǐng)D45～圖47進(jìn)行說(shuō)明。
圖45與圖43不同，這樣來(lái)實(shí)施各次的光束掃描使第N次的線光束10的照射區(qū)20(N)與第N+1次的線光束10的照射區(qū)20(N+1)重疊。因此，在相鄰的照射區(qū)20(N)與20(N+1)中形成二次照射區(qū)40。
即使形成了這樣的二次照射區(qū)40，也不會(huì)起因于上述的過(guò)度的光照射而在分離層120中產(chǎn)生光泄漏，由此可維持薄膜器件的原來(lái)的特性，其原因如下所述。
圖46和圖47示出了因光束掃描而相鄰的2個(gè)線光束10、10依存于位置的光強(qiáng)度分布。
按照?qǐng)D46示出的光強(qiáng)度分布特性，各線光束10具有在包含該光束中心的規(guī)定寬度的區(qū)域中光強(qiáng)度成為最大的平峰(flat peak)10a。而且，這樣來(lái)進(jìn)行光束掃描使因光束掃描而相鄰的2個(gè)線光束10、10各自的平峰10a不重疊。
另一方面，按照?qǐng)D47示出的光強(qiáng)度分布特性，各線光束10在光束中心光強(qiáng)度為最大，隨著離開(kāi)光束中心，光強(qiáng)度下降。而且，這樣來(lái)進(jìn)行光束掃描使因光束掃描而相鄰的2個(gè)線光束10、10的成為最大光強(qiáng)度的90％以上的光束照射有效區(qū)相互間不重疊。
結(jié)果，二次照射區(qū)40的總的光束照射量(在各位置的光強(qiáng)度×?xí)r間的和)比在同一區(qū)域連續(xù)2次設(shè)定平峰區(qū)或成為最大光強(qiáng)度的90％以上的光束照射有效區(qū)的情況要少。由此，在二次照射區(qū)40中存在在該2次光束照射的開(kāi)始該區(qū)域的分離層就剝離的情況，這種情況不變成上述的過(guò)度的光束照射?；蛘?，例如即使在第1次的光束照射中分離層就剝離，也可減少起因于第2次的光束照射而入射到薄膜器件上的光，可防止薄膜器件的電特性的惡化，或者能降低到在實(shí)際使用中不產(chǎn)生問(wèn)題的程度。
為了抑制在2次照射區(qū)40中的光泄漏，能將照射到2次照射區(qū)40的各次的光強(qiáng)度的最大值相對(duì)于各次的光照射的最大光強(qiáng)度(峰中心的光強(qiáng)度)定為不到90％是較為理想的，定為80％以下則更為理想，定為50％以下則還要理想。特別是如果峰強(qiáng)度的絕對(duì)值較大，即使在峰的光強(qiáng)度的半寬度(50％)的強(qiáng)度下也可進(jìn)行剝離，則去掉超過(guò)峰的光強(qiáng)度的半寬度(50％)的重疊也沒(méi)有關(guān)系。
再有，以上所述不限于線光束10，關(guān)于點(diǎn)光束等其他形狀的光束也是同樣的。在點(diǎn)光束的情況下，應(yīng)考慮與上下、左右鄰接的其他的光束照射區(qū)的關(guān)系。
再有，以激光為代表的照射光如果以其強(qiáng)度成為大體均勻的這種方式進(jìn)行照射，則照射光的照射方向不限于相對(duì)于分離層120為垂直的方向，也可以是相對(duì)于分離層120為傾斜了規(guī)定角度的方向。
其次，關(guān)于本發(fā)明的具體的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。該實(shí)施例在第3實(shí)施形態(tài)的實(shí)施例1中的激光照射下實(shí)施上述的本實(shí)施形態(tài)。
(變形實(shí)施例1)準(zhǔn)備縱50mm×橫50mm×厚度1.1mm的石英基板(軟化點(diǎn)1630℃，變形點(diǎn)1070℃，受激準(zhǔn)分子激光的透射率大致100％)，在該石英基板的一個(gè)面上，利用低壓CVD法(Si2H6氣體，425℃)形成非晶硅(a-Si)膜作為分離層(激光吸收層)。分離層的膜厚是100nm。
其次，在分離層上利用ECR-CVD法(SiH4+O2氣體，100℃)形成SiO2膜作為中間層。中間層的膜厚是200nm。
其次，在中間層上利用CVD法(Si2H6氣體)形成膜厚為50nm的多晶硅膜作為被轉(zhuǎn)移層。其后，對(duì)該多晶硅膜進(jìn)行規(guī)定的圖形刻蝕，形成作為薄膜晶體管的源·漏·溝道的區(qū)域。其后，用1000℃以上的高溫對(duì)多晶硅膜的表面進(jìn)行熱氧化形成了柵絕緣膜SiO2后，在柵絕緣膜上形成柵電極(在多晶硅上層疊形成了Mo等高熔點(diǎn)的金屬的結(jié)構(gòu))，通過(guò)以柵電極為掩模進(jìn)行離子注入，以自對(duì)準(zhǔn)(self align)的方式形成源·漏區(qū)，從而形成薄膜晶體管。
再有，不是使用上述那樣的高溫工藝，而是使用低溫工藝也可形成同樣的特性的薄膜晶體管。例如，在分離層上，在作為中間層的SiO2膜上利用低壓CVD法(Si2H6氣體，425℃)形成膜厚為50nm的非晶硅膜作為被轉(zhuǎn)移層，對(duì)該非晶硅膜照射激光(波長(zhǎng)308nm)，使其結(jié)晶化，成為多晶硅膜。其后，對(duì)于該多晶硅膜進(jìn)行規(guī)定的圖形刻蝕，形成作為薄膜晶體管的源·漏·溝道的區(qū)域。其后，利用低壓CVD法在多晶硅膜上淀積了柵絕緣膜SiO2后，在柵絕緣膜上形成柵電極(在多晶硅上層疊形成了Mo等高熔點(diǎn)的金屬的結(jié)構(gòu))，通過(guò)以柵電極為掩模進(jìn)行離子注入，以自對(duì)準(zhǔn)(self align)的方式形成源·漏區(qū)，從而形成薄膜晶體管。
其后，根據(jù)需要，形成與源·漏區(qū)連接的電極和布線、與柵電極連接的布線。在這些電極及布線中使用Al，但不限定于此。此外，在擔(dān)心因后工序的激光照射而產(chǎn)生Al的熔融的情況下，也可使用比Al的熔點(diǎn)高的金屬(因后工序的激光照射不熔融的金屬)。
其次，在上述薄膜晶體管上涂敷紫外線硬化型粘接劑(膜厚100微米)，再者在該涂膜上接合了作為轉(zhuǎn)移體的縱200mm×橫300mm×厚度1.1mm的大型的透明玻璃基板(鈉玻璃，軟化點(diǎn)740℃，變形點(diǎn)511℃)后，從玻璃基板一側(cè)照射紫外線，使粘接劑硬化，將其進(jìn)行粘接固定。
其次，從石英基板一側(cè)照射Xe-Cl受激準(zhǔn)分子激光(波長(zhǎng)308nm)，通過(guò)進(jìn)行圖43以后所示的光束掃描，使分離層中產(chǎn)生剝離(層內(nèi)剝離和界面剝離)。所照射的Xe-Cl受激準(zhǔn)分子激光的能量密度是250mJ/cm2，照射時(shí)間是20nsec。再有，受激準(zhǔn)分子激光的照射有點(diǎn)光束照射和線光束照射，在點(diǎn)光束照射的情況下，對(duì)規(guī)定的單位區(qū)域(例如，8mm×8mm)進(jìn)行點(diǎn)照射，一邊如圖43所示那樣進(jìn)行光束掃描，使得各次的照射區(qū)不重疊(在前后左右不重疊)，一邊進(jìn)行照射。此外，在線光束照射的情況下，一邊以同樣方式如圖43所示對(duì)規(guī)定的單位區(qū)域(例如，378mm×0.1mm及378mm×0.3mm(這是能得到能量的90％以上的區(qū)域))進(jìn)行光束掃描一邊進(jìn)行照射。也可代之以如圖45所示那樣進(jìn)行光束掃描，使得重疊地照射的區(qū)域的光束強(qiáng)度降低。
其后，在分離層中剝離石英基板和玻璃基板(轉(zhuǎn)移體)，將在石英基板上形成了的薄膜晶體管和中間層轉(zhuǎn)移到玻璃基板一側(cè)。其后，利用刻蝕、清洗或其組合除去附著于玻璃基板一側(cè)的中間層的表面上的分離層。此外，對(duì)于石英基板也進(jìn)行同樣的處理，以供再次使用。
再有，如果作為轉(zhuǎn)移體的玻璃基板是比石英基板大的基板，則可在平面上不同的區(qū)域中重復(fù)進(jìn)行本實(shí)施例那樣的從石英基板到玻璃基板的轉(zhuǎn)移，可在玻璃基板上形成比在石英基板上可能形成的薄膜晶體管的數(shù)目多的薄膜晶體管。再者，可在玻璃基板上重復(fù)進(jìn)行層疊，同樣地形成更多個(gè)薄膜晶體管。
〔第8實(shí)施形態(tài)〕以下基于附圖詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的剝離方法的第8實(shí)施形態(tài)。本實(shí)施形態(tài)將第1至第7的任一個(gè)實(shí)施形態(tài)的被剝離物或被轉(zhuǎn)移層作成CMOS結(jié)構(gòu)的TFT。
圖24～圖34分別是示出本發(fā)明的剝離方法的實(shí)施形態(tài)的工序的剖面圖。
如圖24所示，在基板(例如石英基板)100上順序地層疊形成分離層(例如用LPCVD法形成的非晶硅層)120、中間層(例如SiO2膜)142、非晶硅層(例如用LPCVD法形成的)143，接著，使激光從上方照射到非晶硅層143的整個(gè)面上，進(jìn)行退火。由此對(duì)非晶硅層143進(jìn)行再結(jié)晶化，成為多晶硅層。
接著，如圖25所示，對(duì)用激光退火得到的多晶硅層進(jìn)行圖形刻蝕，形成島144a、144b。
如圖26所示，例如利用CVD法形成覆蓋島144a、144b的柵絕緣膜148a、148b。
如圖27所示，形成由多晶硅或金屬等構(gòu)成的柵電極150a、150b。
如圖28所示，形成由聚酰亞胺等構(gòu)成的掩模層170，將柵電極150b和掩模層170用作掩模，通過(guò)自對(duì)準(zhǔn)進(jìn)行例如硼(B)的離子注入。由此形成p+層172a、172b。
如圖29所示，形成由聚酰亞胺等構(gòu)成的掩模層174，將柵電極150a和掩模層174用作掩模，通過(guò)自對(duì)準(zhǔn)進(jìn)行例如磷(P)的離子注入。由此形成n+層146a、146b。
如圖30所示，在形成層間絕緣膜154，有選擇地形成接觸孔之后，形成電極152a～152d。
以這種方式形成的CMOS結(jié)構(gòu)的TFT相當(dāng)于圖18～圖22中的被轉(zhuǎn)移層(薄膜器件層)140。再有，也可在層間絕緣膜154上形成保護(hù)膜。
如圖31所示，在CMOS結(jié)構(gòu)的TFT上形成作為粘接層的環(huán)氧樹(shù)脂層160，其次，通過(guò)該環(huán)氧樹(shù)脂層160將TFT粘接到轉(zhuǎn)移體(例如，鈉玻璃基板)180上。接著，加熱使環(huán)氧樹(shù)脂硬化，粘接(接合)轉(zhuǎn)移體180和TFT。
再有，粘接層160也可以是紫外線硬化型粘接劑、即光聚合物樹(shù)脂。在這種情況下，不是通過(guò)加熱而是從轉(zhuǎn)移體180一側(cè)照射紫外線使聚合物硬化。
如圖32所示，從基板100的背面照射例如Xe-Cl受激準(zhǔn)分子激光。由此在分離層120的層內(nèi)和/或界面處產(chǎn)生剝離。
如圖33所示，剝離基板100。
最后，利用刻蝕除去分離層120。由此，如圖34所示，將CMOS結(jié)構(gòu)的TFT轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體180上。
〔第9實(shí)施形態(tài)〕如果使用上述的第1乃至第8的任一個(gè)實(shí)施形態(tài)中已說(shuō)明的薄膜器件的轉(zhuǎn)移技術(shù)，則可將例如圖35(a)中所示那樣的使用薄膜元件構(gòu)成的微計(jì)算機(jī)在所希望的基板上形成。在圖35(a)中，在塑料等構(gòu)成的柔性基板182上安裝了使用薄膜元件構(gòu)成電路的CPU300、RAM320、輸入輸出電路360和用于供給這些電路的電源電壓的具備非晶硅的PIN結(jié)的太陽(yáng)電池340。由于圖35(a)的微計(jì)算機(jī)在柔性基板上形成，故如圖35(b)所示，具有抗彎曲能力強(qiáng)、而且由于重量輕因此抗跌落性能強(qiáng)的特征。
〔第10實(shí)施形態(tài)〕使用上述的第1乃至第4的任一個(gè)實(shí)施形態(tài)的薄膜器件的轉(zhuǎn)移技術(shù)，可制成如圖36、圖37中所示那樣的使用了有源矩陣基板的有源矩陣型的液晶顯示裝置。
如圖36所示，有源矩陣型的液晶顯示裝置具備背照光等的照明光源400、偏光板420、有源矩陣基板440、液晶460、對(duì)置基板480和偏光板500。
再有，在使用塑料膜那樣的柔性基板作為本發(fā)明的有源矩陣基板440和對(duì)置基板480的情況下，如果代替照明光源400而作成采用了反射板的反射型液晶屏的結(jié)構(gòu)，則可實(shí)現(xiàn)具有可撓性、抗沖擊性能強(qiáng)、而且重量輕的有源矩陣型液晶屏。再有，在用金屬形成象素電極的情況下，不需要反射板和偏光板420。
在本實(shí)施形態(tài)中使用的有源矩陣基板440在象素部442中配置了TFT，再者，該有源矩陣基板440是安裝了驅(qū)動(dòng)器電路(掃描線驅(qū)動(dòng)器和數(shù)據(jù)線驅(qū)動(dòng)器)444的驅(qū)動(dòng)器內(nèi)置型的有源矩陣基板。
在圖37中示出該有源矩陣型的液晶顯示裝置的主要部分的電路結(jié)構(gòu)。如圖37所示，象素部442包含其柵極連接到柵線、源·漏極的一個(gè)連接到數(shù)據(jù)線D1、源·漏極的另一個(gè)連接到液晶460的TFT(M1)和液晶。此外，驅(qū)動(dòng)器部444包含利用與象素部TFT(M1)相同的工藝而形成的TFT(M2)而構(gòu)成。
通過(guò)用上述的第3和第4實(shí)施形態(tài)已說(shuō)明的轉(zhuǎn)移方法，可形成包含了TFT(M1)和TFT(M2)的有源矩陣基板440。
〔產(chǎn)業(yè)上利用的可能性〕如以上所說(shuō)明的那樣，由于本發(fā)明通過(guò)將可在基板上形成的各種被剝離物(被轉(zhuǎn)移物)轉(zhuǎn)移到與用于形成的基板不同的轉(zhuǎn)移體上，可在與制造基板不同的轉(zhuǎn)移體上配置上述被剝離物，故不僅可應(yīng)用于液晶顯示裝置、半導(dǎo)體集成電路，也可應(yīng)用于各種各樣的器件的制造中。
權(quán)利要求
1.一種剝離方法，包括從基板剝離脫離件，其中剝離所述脫離件包括以多束連續(xù)實(shí)施的光束照射；以及以所述多束光束中的第一光束照射的第一區(qū)域與以所述多束光束中的第二光束照射的第二區(qū)域部分重疊。
2.如權(quán)利要求1所述的剝離方法，其中所述照射中以所述第二光束進(jìn)行的第二照射正好在所述照射中以所述第一光束進(jìn)行的第一照射之后執(zhí)行。
3.如權(quán)利要求1所述的剝離方法，其中所述多束光束在分離層或兩層之間的界面中引起剝離。
4.如權(quán)利要求1所述的剝離方法，其中所述多束光束中的每一光束為線狀光束。
5.如權(quán)利要求1所述的剝離方法，其中所述多束光束中的每一光束為點(diǎn)狀光束。
6.如權(quán)利要求1所述的剝離方法，其中所述多束光束中的每一光束具有這樣的光束強(qiáng)度分布，該光束強(qiáng)度分布具有其中強(qiáng)度無(wú)變化的一部分。
7.如權(quán)利要求3所述的剝離方法，其中所述界面位于所述分離層與所述分離層的一個(gè)相鄰層之間。
8.如權(quán)利要求6所述的剝離方法，其中所述部分中的光束強(qiáng)度為所述每一光束中的最高強(qiáng)度。
9.如權(quán)利要求1所述的剝離方法，其中以強(qiáng)度比所述第二光束的最高強(qiáng)度的90％低的部分所述第二光束照射與所述第二區(qū)域重疊的部分所述第一區(qū)域。
10.如權(quán)利要求1所述的剝離方法，其中以強(qiáng)度比所述第一光束的最高強(qiáng)度的90％低的部分所述第一光束照射與所述第二區(qū)域重疊的部分所述第一區(qū)域。
11.如權(quán)利要求9所述的剝離方法，其中以強(qiáng)度比所述第二光束的最高強(qiáng)度的80％低的部分所述第二光束照射所述部分所述第一區(qū)域。
12.一種轉(zhuǎn)移方法，包括將基板上的脫離件轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體，其中，轉(zhuǎn)移所述脫離件包括以多束連續(xù)實(shí)施的光束進(jìn)行照射；以及以所述多束光束中的第一光束照射的第一區(qū)域與以所述多束光束中的第二光束照射的第二區(qū)域部分重疊。
13.如權(quán)利要求12所述的剝離方法，其中所述照射中以所述第二光束進(jìn)行的第二照射正好在所述照射中以所述第一光束進(jìn)行的第一照射之后執(zhí)行。
14.如權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)移方法，其中所述多束光束在分離層或兩層之間的界面中引起剝離。
15.如權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)移方法，其中所述脫離件是薄膜器件。
16.一種制造薄膜器件的方法，包括將基板上的脫離件轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)移體，其中，轉(zhuǎn)移所述脫離件包括以多束連續(xù)實(shí)施的光束進(jìn)行照射；以及以所述多束光束中的第一光束照射的第一區(qū)域與以所述多束光束中的第二光束照射的第二區(qū)域部分重疊。
17.一種制造薄膜器件的方法，包括按照權(quán)利要求1所述的剝離方法實(shí)施剝離。
全文摘要
本發(fā)明提供一種剝離方法和相應(yīng)的轉(zhuǎn)移方法，包括從基板剝離脫離件，其中剝離所述脫離件包括以多束連續(xù)實(shí)施的光束照射；以及以所述多束光束中的第一光束照射的第一區(qū)域與以所述多束光束中的第二光束照射的第二區(qū)域部分重疊。還提供一種采用所述剝離或轉(zhuǎn)移方法制造薄膜器件的方法。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1897219SQ200610101859
公開(kāi)日2007年1月17日 申請(qǐng)日期1997年8月26日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月27日
發(fā)明者下田達(dá)也, 井上聰, 宮澤和加雄 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社