JP2003066858A

JP2003066858A - 薄膜デバイス基板の製造方法

Info

Publication number: JP2003066858A
Application number: JP2001252356A
Authority: JP
Inventors: Chiho Kinoshita; 智豊木下; Akihiko Asano; 明彦浅野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2001-08-23
Filing date: 2001-08-23
Publication date: 2003-03-05

Abstract

(57)【要約】【課題】最終基板上に特性の良好な薄膜デバイスを形
成可能で、かつ最終基板や薄膜デバイス層に対して損傷
を与えることなく、短時間で最終基板の裏面側から支持
基板を除去することが可能な薄膜デバイス基板の製造方
法を提供する。【解決手段】接着剤層１０２を介して支持基板１０１
と最終基板１０３とを貼り合わせた後、最終基板１０３
上に薄膜デバイス層Ａを形成する。薄膜デバイス層Ａを
保護膜１０４で覆い、保護膜１０４および接着剤層１０
２に対して選択的に支持基板１０１をエッチング除去す
る。その後、保護膜１０４および接着剤層１０２を除去
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薄膜デバイス基板の
製造方法に関し、特には薄型化、軽量化、堅牢化に適し
た薄膜デバイス基板の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話や携帯用情報端末などに
用いられる液晶表示パネルやＥＬ表示パネルなどの薄型
化、軽量化、堅牢化に対する要求が高まり開発課題とな
っている。例えば、液晶表示パネルにおいては、薄膜デ
バイスが形成されるガラス基板の薄型化が検討されてい
る。しかしながら、ガラス基板が薄型化すると、剛性低
下のため、基板サイズを縮小しなければならず、生産性
が低下する。また、薄膜デバイス用の基板として、薄型
化、堅牢さにおいてガラス基板をしのぐ性質を持ってい
るプラスチック基板を用いることも検討されているが、
プラスチック基板は剛性が低いため、プラスチック専用
の製造装置を用いるか、基板サイズを縮小しなければな
らない。基板サイズを縮小した場合には、生産性の低下
が問題となる。

【０００３】そこで、特開２０００−２４３９４３に
は、最終基板となるプラスチック基板に、これを支持す
るための支持基板を貼り付けることによって、プラスチ
ック基板の剛性を保つと共に、貼り合わせた基板の厚さ
を調整することで、今までの製造装置の使用を可能とす
る方法が提案されている。この方法では、接着剤を介し
て支持基板とプラスチック基板とを接着させた後に、プ
ラスチック基板上に薄膜デバイス層を形成し、その後、
プラスチック基板から支持基板を剥離する。この際、加
熱によって接着剤の接着力を弱めたり、薬液を用いたウ
ェット処理によって接着剤をエッチングしたり、または
光照射によって接着剤の接着力を弱める。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述したよう
な製造方法では、接着剤として、接着後に接着力を弱め
ることが可能な材料を選択する必要があるが、このよう
な接着剤は、一般的に耐熱温度が低く、薄膜デバイスの
製造工程において、充分な温度を上げることができず、
高温処理によって形成された薄膜デバイスと比較して、
特性が劣るという課題がある。

【０００５】また、特に、加熱によって接着剤の接着力
を弱める方法では、支持基板、接着層、プラスチック基
板および薄膜デバイス層の積層構造全体が加熱されるた
め、薄膜デバイス層に応力がかかり易く、応力がかかっ
た場合は薄膜デバイス層にひびが入ったり、デバイス特
性が変化してしまうといった課題が生じる。

【０００６】一方、薬液を用いたウェット処理によって
接着剤をエッチングする方法では、プラスチック基板と
支持基板との間の接着剤に、薬液が浸透するのに時間が
かかりすぎるため、生産性が悪くなるという課題があ
る。

【０００７】そこで本発明は、最終基板上に特性の良好
な薄膜デバイスを形成可能であり、かつ最終基板や薄膜
デバイス層に対して損傷を与えることなく、短時間で最
終基板の裏面側から支持基板を除去することが可能な薄
膜デバイス基板の製造方法を提供し、良好な特性を有す
る薄膜デバイス基板の歩留まりの向上および生産性の向
上を図ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るための本発明は、最終基板上に薄膜デバイス層を設け
てなる薄膜デバイス基板の製造方法であって、第１の方
法は、最終基板に支持基板を貼り合わせた後、最終基板
上に薄膜デバイス層を形成し、次いでエッチングおよび
研磨の少なくとも一方を含む処理によって支持基板を除
去することを特徴としている。

【０００９】このような第１の製造方法では、最終基板
に貼り合わせた支持基板がエッチングや研磨によって除
去される。このため、最終基板と支持基板との貼り合わ
せに接着剤層を用いた場合、支持基板の除去に際して接
着剤層の接着性を弱める必要がなく、接着剤の選択性が
広げられる。また、接着剤の接着力を弱めて支持基板を
剥離するのではないため、最終基板と支持基板との貼り
合わせ形態として熱圧着を選択することも可能になる。
さらに、最終基板や薄膜デバイス層に対して熱を加える
ことなく支持基板が除去されるため、加熱による最終基
板や薄膜デバイス層の劣化を防止できる。しかも、支持
基板のエッチングや研磨の際には、支持基板の全面に対
してエッチングや研磨が施されるため、最終基板と支持
基板との間の接着剤層をエッチングすることで支持基板
を剥離する場合よりも短時間で支持基板が除去される。

【００１０】また、第２の方法は、接着剤層および光照
射によってガスを発生する材料からなる分離層を介し
て、最終基板に支持基板を貼り合わせた後、最終基板上
に薄膜デバイス層を形成する。次いで、薄膜デバイス層
側または支持基板側から分離層の全面に光を照射して当
該分離層内にガスを発生させることによって、最終基板
側から支持基板を分離する。

【００１１】このような第２の製造方法によれば、最終
基板に貼り合わせた支持基板が、これらの基板間に設け
られた分離層への光照射によるガス発生によって分離除
去される。このため、支持基板の除去に際して、最終基
板と支持基板との貼り合わせに用いた接着剤層の接着性
を弱める必要がなく、接着剤の選択性が広げられる。ま
た、最終基板や薄膜デバイス層に対して熱を加えること
なく支持基板が除去されるため、加熱による最終基板や
薄膜デバイス層の劣化を防止できる。しかも、支持基板
の分離除去の際には、薄膜デバイス層側または支持基板
側から分離層の全面に光が照射されるため、最終基板と
支持基板との間の接着剤層をエッチングすることで支持
基板を剥離する場合よりも短時間で支持基板が除去され
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。ここでは、例えば携帯電話
や携帯電話情報端末機、さらには他の電子機器に搭載さ
れた表示パネルの駆動用に好適に用いられる薄膜デバイ
ス基板の製造方法を説明する。

【００１３】（第１実施形態）図１は、本発明の第１実
施形態を説明するための製造工程図であり、これらの図
に基づいて第１実施形態の薄膜デバイス基板の製造方法
を説明する。

【００１４】先ず、図１（１）に示すように、本薄膜デ
バイス基板の製造において、薄膜デバイスが形成される
最終基板を補強するための支持基板１０１を用意する。
この支持基板１０１は、例えば、ガラス基板や石英基
板、さらには、シリコン基板、ガリウムヒ素基板、窒化
ガリウム基板、ステンレス基板、ニッケル基板、マンガ
ン基板、銅基板、モリブデン基板、タングステン基板、
チタン基板、アルミニウム基板、その他金属基板、また
は酸化アルミニウム等のセラミックス基板のなかから、
適宜選択したものが用いられる。

【００１５】ここでは、例えば０．５ｍｍの厚みを有す
るガラス基板を支持基板１０１として用いることとす
る。

【００１６】そして、この支持基板１０１上に、接着剤
層１０２を形成する。ここでは、接着剤層１０２とし
て、後の工程で支持基板１０１をエッチング除去する際
にエッチングストッパとなる材料を用いることとし、支
持基板１０１をエッチングする際のエッチング溶液に対
してエッチング耐性を有する材料を選択することとす
る。例えば、支持基板１０１がガラスからなり、この支
持基板１０１のエッチングにフッ酸水溶液を用いる場
合、フッ酸水溶液に対してエッチング耐性を有する材料
を選択して接着剤層１０２を形成することとする。

【００１７】このような接着剤層１０２は、熱硬化型接
着剤、ポリイミド系やアクリル系の紫外線硬化型接着
剤、水溶性接着剤、無機接着剤、または融点が２００℃
以下の熱可塑性有機材料などのうちから選択した材料が
用いられる。

【００１８】このうち、熱可塑性有機材料としては、エ
チレン−酢酸ビニル熱可塑性エラストマー、スチレン−
ブタジエンブロック共重合体、スチレン−エチレン−ブ
チレンブロック共重合体、スチレン−イソプレンブロッ
ク共重合体、エチレン−塩化ビニル共重合体、酢酸塩ア
セテート樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリメチルペンテン、ポリブテン、熱可塑性
ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリ
酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニ
リデン、ポリビニルアルコール、ポリテトラフロロエチ
レン、エチレンポリテトラフロロエチレン共重合体、ア
クリロニトリル−スチレン共重合体（ＡＳ樹脂）、アク
リロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ樹脂）、アイ
オノマー、アクリロニトリルアクリレートスチレン（Ａ
ＡＳ樹脂）、アクリロニトリル塩化ポリエチレンスチレ
ン共重合体（ＡＣＳ樹脂）、ポリアセタール、ポリカー
ボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレ
フタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリアリレ
ート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリイミ
ド、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリフェニレンス
ルフィド、ポリオキシベンゾイル、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリエーテルイミド、液晶ポリエステル、セ
ルロース系プラスチック（酢酸セルロース、酢酪酸セル
ロース、エチルセルロース、セルロイドセロファン）、
ポリオレフィン、ポリウレタン、および以上の共重合体
およびポリマーアロイ、およびワックス、パラフィン、
コールタール、ロジン、天然ゴム、フッ素ゴムなどを例
示でき、これらの材料のうち少なくとも一つを成分とし
て接着剤層１０２が構成される。

【００１９】ここでは、例えばアクリル系の紫外線硬化
型接着剤を用いて接着剤層１０２を形成することとす
る。この場合、接着剤層１０２は、例えばスピンコート
法などによって支持基板１０１上に塗布形成される。
尚、接着剤層１０２の形成方法は、スピンコート法に限
定されることはなく、材料によって均一な膜厚で接着剤
層１０２が形成される方法を適宜選択することとする。

【００２０】一方、薄膜デバイスを形成するための最終
基板１０３を用意する。この最終基板１０３は薄膜デバ
イス基板の最終的な構成部材として残るものであるた
め、薄膜デバイス基板に求められる所望の特性を有する
材料で薄膜化して用いることが好ましい。また、最終基
板１０３の厚みは、支持基板１０１と最終基板１０３と
の積層体の厚みが、以降に行う薄膜デバイスの製造装置
に適応するように設定される。

【００２１】このような最終基板１０３は、例えば、ガ
ラス、石英、シリコン、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）、窒
化ガリウム（ＧａＮ）、酸化アルミニウム、ポリイミ
ド、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリブチレンテレフタレート、ポリカーボネー
ト、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリオレフィ
ン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリアミド、ポリ
アミドイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエー
テルイミド、ポリエーテルケトン、ポリアリレート、ポ
リスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレ
ンエーテル、ポリアセタール、ポリメチルペンテン、エ
ポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹
脂、不飽和ポリエステル樹脂、液晶プラスチック、ポリ
ベンゾイミダゾール、熱硬化性ポリブタジエンなどから
なるか、または以上のポリマーアロイまたはファイバー
強化材料の単体材料基板、または同一材料の積層基板、
またはこれらのうち少なくとも一つを含む積層基板であ
ることとする。

【００２２】ここでは、一例として、０．２ｍｍの厚み
を有するポリイミドからなる最終基板１０３を用いるこ
ととする。

【００２３】その後、図１（２）に示すように、接着剤
層１０２を介して支持基板１０１上に、最終基板１０３
を貼り合わせる。

【００２４】このような最終基板１０３と支持基板１０
１との貼り合わせの際には、支持基板１０１及び最終基
板１０３の貼り合わせ面の大きさによって、これらの基
板１０１−１０３間に気泡が入り易くなるため、真空中
で貼り合わせを行うことで、気泡の浸入を防止しても良
い。

【００２５】そして、貼り合わせた後、接着剤層１０２
を硬化させることによって、支持基板１０１と最終基板
１０３とを接着させる。この際、アクリル系の紫外線硬
化型接着剤からなる接着剤層１０２に対して、紫外線を
照射することによって接着剤層１０２を硬化させる。

【００２６】尚、接着剤層１０２の硬化は、接着剤層１
０２として選択した材料によって、必要に応じて適宜選
択された方法を適用することとする。例えば接着剤層１
０２がエポキシ系の紫外線硬化型接着剤からなる場合に
は、支持基板１０１上に接着剤層１０２を形成した後
に、紫外線を照射し、その後、真空中で最終基板１０３
と貼り合わせるようにする。

【００２７】以上の後、ここでの図示は省略したが、低
温ポリシリコン技術を用いて最終基板１０３上に薄膜デ
バイスを形成し、さらに薄膜デバイスを絶縁膜で覆って
薄膜デバイス層Ａを形成する。この際、最終基板１０３
上に酸化シリコン（ＳｉＯ₂）と窒化シリコン（Ｓｉ₃Ｎ
₄）からなる断熱層を形成し、この上部に薄膜デバイス
層を形成する。これにより、薄膜デバイス層の形成にお
いて、レーザ光が照射され、これによって薄膜デバイス
形成のための積層膜が瞬間的に（1μ秒程度）１０００
℃以上の高温に加熱される場合に、最終基板１０３に対
してのレーザ光照射の影響を抑える。そして、レーザ光
照射による瞬間的な温度上昇を除いて、最終基板１０３
の最高温度が２５０℃に抑えられた薄膜デバイス層Ａの
形成を行う。

【００２８】次に、図１（３）に示すように、薄膜デバ
イス層（Ａ）が形成された最終基板１０３側を、保護膜
１０４で覆う。この保護膜１０４は、次の工程で支持基
板１０１をエッチング除去する際に、薄膜デバイス層を
エッチング溶液から保護するための膜であることとす
る。このため、保護膜１０４は、薄膜デバイス層（Ａ）
が完全に覆われるように、その側壁露出面も覆う状態で
最終基板１０３上に形成される。また、例えば支持基板
１０１の除去がフッ酸水溶液を用いたエッチングによっ
て行われる場合、保護膜１０４は、フッ酸水溶液に対す
る耐性を有する材料で構成されることとする。

【００２９】このような保護膜１０４としては、熱硬化
型接着剤、紫外線硬化型接着剤、水溶性接着剤、無機接
着剤、エレクトロンワックス、または融点が２００℃以
下の熱可塑性有機材料が好適に用いられる。ここで熱可
塑性有機材料としては、上述した接着剤層１０２として
用いられる熱可塑性有機材料と同様のものを用いること
ができる。ここでは、例えばエレクトロンワックスから
なる保護膜１０４を形成することとする。

【００３０】尚、ここで、最終基板１０３が支持基板１
０１と同様の材料からなる場合には、最終基板１０３の
露出側壁も保護膜１０４で覆うことが好ましい。

【００３１】次いで、支持基板１０１、最終基板１０３
及び保護膜１０４の積層構造体を、支持基板１０１を除
去するためのエッチング溶液に浸漬し、これにより、ガ
ラスからなる支持基板１０１を選択的にエッチング除去
する。ここでは、支持基板１０１としてガラス基板を用
いているため、５０％フッ酸水溶液を用い、約２時間程
のエッチングを行うことによって、ガラス基板からなる
支持基板１０１を完全に除去する。

【００３２】この際、接着剤層１０２をエッチングスト
ッパとし、支持基板１０３が除去された時点でエッチン
グを自動的に停止させる。また、最終基板１０３上の薄
膜デバイス層を、保護膜１０４によってエッチング溶液
から保護する。

【００３３】尚、支持基板１０１が、ガラス基板もしく
は石英基板の場合には、上述したようなフッ酸水溶液や
フッ酸を含む水溶液が用いられる。しかし、エッチング
溶液はこれに限定されることなく、支持基板１０１、接
着剤層１０２および保護膜１０４の材質によって、接着
剤層１０２および保護膜１０４に対して支持基板１０１
が選択的にエッチングされるようなエッチング溶液を適
宜選択して用いることとする。例えば、支持基板１０１
がシリコン基板である場合には、エッチング溶液として
水酸化カリウム水溶液を用いても良い。また、支持基板
１０１が金属基板である場合には、エッチング溶液には
酸が用いられる。

【００３４】以上の後、図１（４）に示すように、最終
基板１０３を洗浄することによって、接着剤層（１０
２）と保護膜（１０４）とを除去する。この際、最終基
板１０３に影響を与えることなく、接着剤層（１０２）
と保護膜（１０４）を除去できる洗浄薬液を用いて洗浄
を行う。このような洗浄薬液としては、有機溶剤が用い
られ、例えばアセトン、イソプロピルアルコール、ｎ−
シクロヘキサン、エタノール、メタノール、酢酸エチ
ル、４塩化炭素、ジクロロエタン、テトラヒドロフラ
ン、ベンゼン、トルエン、キシレン、メタクレゾール、
トリクレンを成分とする薬液が用いられる。

【００３５】例えば、ここでは最終基板１０３がポリイ
ミド基板からなるため、洗浄薬液としてアセトンが用い
られる。

【００３６】以上によって、最終基板１０３上に薄膜デ
バイス層Ａを設けてなる薄膜デバイス基板１００を得
る。

【００３７】このような第１実施形態の製造方法では、
最終基板１０３に貼り合わせた支持基板１０１がエッチ
ングによって除去される。このため、支持基板１０１の
除去に際して接着剤層１０２の接着性を弱める必要がな
く、接着剤層１０２を構成する接着剤の選択性を広げる
ことができる。したがって、耐熱性の高い接着剤を選択
して用いることが可能になり、薄膜デバイス層を形成す
る際のプロセス温度を高めに設定して特性の良好な薄膜
デバイスを形成することができる。

【００３８】さらに、最終基板１０３や薄膜デバイス層
Ａに対して熱を加えることなく支持基板１０１がエッチ
ングによって除去されるため、加熱による最終基板１０
３や薄膜デバイス層Ａの劣化を防止できる。したがっ
て、薄膜デバイス基板１００の信頼を確保することがで
きる。

【００３９】しかも、支持基板１０１を除去する際に
は、支持基板１０１の全面に対してエッチングが施され
るため、最終基板１０３と支持基板１０１との間の接着
剤層１０２をエッチングすることで支持基板１０１を剥
離する場合と比較して、より短時間で支持基板１０１を
除去することができる。したがって、薄膜デバイス基板
製造における生産性の向上を図ることが可能になる。

【００４０】尚、本第１実施形態においては、支持基板
１０１と最終基板１０３との貼り合わせに用いる接着剤
層１０２として、紫外線硬化型接着剤などの樹脂材料を
用いた場合を説明した。しかし、接着剤層１０２には、
このような樹脂材料の他にも、ハンダガラスや、低融点
金属（Ｓｎ系低融点金属、Ｇａ−Ｂｉ、Ａｇ−Ｃｕ−Ｚ
ｎ−Ｓｎ等）を用いても良い。このような材料は、耐熱
性が高いため、図１（２）を用いて説明したように、最
終基板１０３上に薄膜トランジスタ層を形成する場合
に、基板温度を３５０℃程度にまで上げることができ、
さらに特性の良好な薄膜デバイスの形成が可能になる。

【００４１】そして、接着剤層１０２としてハンダガラ
スや低融点金属を用いた場合、これらの接着剤層１０２
は、支持基板１０１を除去するためのフッ酸水溶液（エ
ッチング溶液）によって除去される。このため、最終基
板１０３として、上記エッチング溶液に対してエッチン
グ耐性を有している材料を用いることで、自動的にエッ
チングが停止するように、最終基板１０３自体をエッチ
ングストッパとすることが好ましい。

【００４２】また、上述した第１実施形態においては、
最終基板１０３としてポリイミド基板を用いたが、最終
基板１０３としては上述した基板材料の中から薄膜デバ
イス基板１００の用途に合わせて適宜選択された材料を
用いることができる。例えば、この薄膜デバイス基板１
００が、最終基板１０３側から表示光を取り出す透過型
の液晶ディスプレイを構成するものとして形成される場
合、最終基板１０３としては、例えばポリエーテルサル
フォン（ＰＥＳ）基板やガラス基板のような光透過性に
優れた基板を用いることが好ましい。

【００４３】最終基板１０３をＰＥＳ基板（厚さ０．２
ｍｍ）で構成した場合、レーザ光照射による瞬間的な温
度上昇を除いて、最終基板１０３の最高温度を１８０℃
に抑えた薄膜デバイス層Ａの形成を行う。またこの場
合、支持基板１０１をフッ酸水溶液にてエッチングした
後、洗浄溶液としてＩＰＡを用いて接着剤層１０２およ
び保護膜１０３を除去する。

【００４４】一方、最終基板１０３をガラス基板（厚さ
０．２ｍｍ）で構成した場合、最終基板１０３は、支持
基板１０１を除去するためのフッ酸水溶液（エッチング
溶液）によって除去される。このため、接着剤層１０２
として、上記エッチング溶液に対してエッチング耐性を
有している材料を選択し、これをエッチングストッパと
することが好ましい。また、最終基板１０３をガラス基
板で構成した場合、レーザ光照射による瞬間的な温度上
昇を除いて、最終基板１０３の最高温度を２５０℃に抑
えた薄膜デバイス層Ａの形成を行う。

【００４５】また、最終基板１０３をガラス基板（厚さ
０．２ｍｍ）で構成した場合において、接着剤層１０２
にハンダガラスや低融点金属を用いた場合、最終基板１
０３および接着剤層１０２の耐熱性が向上するため、薄
膜デバイス形成の際のプロセス温度（基板温度）を４０
０℃まで上げることがでる。したがって、特性の良好な
薄膜デバイスを得ることが可能になる。

【００４６】（第２実施形態）図２は、本発明の第２実
施形態を説明するための断面工程図である。本第２実施
形態と第１実施形態との異なるところは、接着剤層１０
２と最終基板１０３との間に支持基板１０１をエッチン
グ除去する際のストッパ層を設ける点にある。すなわ
ち、第１実施形態で例示した各材料のうちから、接着剤
１０２及び最終基板１０３として選択された材料が、支
持基板１０１をエッチング除去する際のエッチング溶液
に対してエッチング耐性を備えていない場合に、好適に
用いられる方法である。尚、第１実施形態と同一の構成
要素には同一の符号を付し重複する説明は省略する。

【００４７】先ず、図２（１）に示すように、例えばガ
ラス基板からなる支持基板１０１を用意し、この支持基
板１０１上にハンダガラスからなる接着剤層１０２を形
成する。

【００４８】一方、ガラス基板からなる最終基板１０３
を用意し、この最終基板１０３の支持基板１０１側に向
かう面にストッパ層２０１を形成する。このストッパ層
２０１は、後の工程で支持基板１０１をエッチング除去
する際にエッチングストッパとなる材料を用いて構成さ
れることとし、支持基板１０１をエッチングする際のエ
ッチング溶液（ここでは、例えばフッ酸水溶液）に対し
てエッチング耐性を有する材料を選択することとする。

【００４９】このようなストッパ層２０１は、第１実施
形態においてフッ酸水溶液に対してエッチング耐性を有
する接着剤層１０２の材料として例示したと同様の材
料、さらには、モリブデン、タングステン、ステンレ
ス、インコネル、非結晶sリコン、多結晶シリコンのう
ちうち少なくとも一つを成分とする材料を用いて構成さ
れる。

【００５０】ここでは、例えばスパッタ法によって、モ
リブデン薄膜からなるストッパ層２０１を、膜厚５００
ｎｍの膜厚で形成する。

【００５１】その後、図２（２）に示すように、接着剤
層１０２とストッパ層２０１とを介して支持基板１０１
と最終基板１０３とを貼り合わせ、最終基板１０３上に
薄膜デバイス層Ａを形成する。貼り合わせ、及び薄膜デ
バイス層Ａの形成は、第１実施形態と同様に行うことと
する。その後、図２（３）に示すように、第１実施形態
と同様にして、最終基板１０３の表面に保護膜１０４を
形成し、次いでガラス基板からなる支持基板１０１を、
フッ酸水溶液をエッチング溶液に用いてエッチング除去
する。この際、ハンダガラスからなる接着剤層１０２も
エッチング除去され、ストッパ層２０１においてエッチ
ングが終了する。次いで、図２（４）に示すように、第
１実施形態と同様にして、最終基板１０３上の保護膜
（１０４）を除去し、これによって最終基板１０３上に
薄膜デバイス層を設けてなる薄膜デバイス基板１００’
が得られる。尚、この状態においては、最終基板１０３
の一面上にストッパ層２０１が残される場合があるた
め、必要に応じてこのストッパ層２０１を除去する工程
を行うこととする。例えば、この薄膜デバイス基板１０
０’が最終基板１０３側から表示光を取り出す透過型で
あって、ストッパ層２０１がモリブデン薄膜のような光
透過性の無い（または小さい）材料からなる場合には、
このストッパ層２０１を適宜選択された薬液を用いてエ
ッチング除去する。

【００５２】尚、ストッパ層２０１が、保護膜１０４と
同様の材料で構成されている場合には、保護膜１０４を
除去する工程でストッパ層２０１も同時に除去される。

【００５３】このような製造方法によれば、接着剤層１
０２及び最終基板１０３として選択された材料が、支持
基板１０１をエッチング除去する際のエッチング溶液に
対して、エッチング耐性を備えていない場合であって
も、このエッチング溶液に対してエッチング耐性を有す
るストッパ層２０１を設けたことで、最終基板１０３に
影響を及ぼすことなく、支持基板１０１の除去を目的と
したエッチングを終了させることができる。このため、
支持基板１０１の除去を目的とするエッチング溶液によ
らずに、最終基板１０３および接着剤層１０２の選択範
囲を広げることができる。

【００５４】したがって、例えば本実施形態で示したよ
うに、ガラス基板からなる最終基板１０３とハンダガラ
スからなる接着剤層１０２を用いることで、薄膜デバイ
ス形成の際のプロセス温度（基板温度）を４００℃まで
上げることができ、第１実施形態と比較して、さららに
特性の良好な薄膜デバイスを得ることが可能になる。

【００５５】（第３実施形態）図３は、本発明の第３実
施形態を説明するための断面工程図である。本第３実施
形態が、第１実施形態と異なるところは、支持基板１０
１と最終基板１０３とを、接着剤層を用いずに熱圧着し
た点にある。尚、以下においては、第１実施形態と同一
の構成要素には同一の符号を付し重複する説明は省略す
る。

【００５６】先ず、図３（１）に示すように、支持基板
１０１と最終基板１０３とを、用意する。この際、支持
基板１０１には、第１実施形態で説明したと同様の基板
が用いられ、ここでは一例としてガラス基板を用いるこ
ととする。一方、最終基板１０３は、第１実施形態で例
示した材料の中から、後の工程で支持基板１０１をエッ
チング除去する際に用いるエッチング溶液に対してエッ
チング耐性を有する材料を選択することが好ましい。こ
のため、支持基板１０１がガラス基板からなる場合の一
例として、最終基板１０３にポリイミド基板を用いるこ
ととする。

【００５７】次に、図３（２）に示すように、支持基板
１０１と最終基板１０３とを、熱圧着する。この際の基
板加熱温度は、支持基板１０１と最終基板１０３の材質
によって適宜選択された温度で行い、ここではガラス基
板からなる支持基板１０１とポリイミド基板からなる最
終基板１０３とを、３００℃程度の加熱温度で熱圧着す
る。

【００５８】以上の後、最終基板１０３上に薄膜デバイ
ス層Ａを形成し、さらに図３（３）に示すように薄膜デ
バイス層（Ａ）が形成された最終基板１０３上に保護膜
１０４を形成する。しかる後、ガラス基板からなる支持
基板１０１を、フッ酸水溶液をエッチング溶液に用いて
エッチング除去する。この際、最終基板１０３自体をエ
ッチングストッパとしてエッチングを終了させる。

【００５９】その後、図３（４）に示すように、第１実
施形態と同様にして、最終基板１０３上の保護膜（１０
４）を除去し、これによって最終基板１０３上に薄膜デ
バイス層Ａを設けてなる薄膜デバイス基板１００を得
る。

【００６０】このような製造方法によれば、接着剤層を
介すことなく支持基板１０１と最終基板１０３とを熱圧
着したことで、接着剤層の耐熱温度を考慮することな
く、薄膜デバイス形成の際のプロセス温度（基板温度）
を最終基板１０３の耐熱温度にまで上昇させることが可
能になる。したがって、特性の良好な薄膜デバイスを得
ることが可能になる。例えば、上述したように、ガラス
基板からなる支持基板１０１とポリイミド基板からなる
最終基板１０３を用いた場合、レーザ光照射による瞬間
的な温度上昇を除いて、最終基板１０３の最高温度を２
５０℃に設定した薄膜デバイス層Ａが行われる。

【００６１】尚、以上説明した第１実施形態〜第３実施
形態においては、支持基板１０１をエッチング除去する
場合を説明した。しかしこれらの実施形態においては、
支持基板１０１をある程度の膜厚にまで研磨した後エッ
チングするようにしても良く、また、研磨のみによって
支持基板１０１を除去しても良い。研磨のみによって支
持基板１０１を除去する場合には、上述したなかで、エ
ッチングのストッパとなる層を研磨のストッパとなる層
として形成することが好ましい。

【００６２】以上のように、研磨を用いて支持基板１０
１を除去する方法であっても、上述した第１実施形態〜
第３実施形態と同様に、支持基板１０１の除去に際して
接着剤層１０２の接着性を弱める必要がなく、また支持
基板１０１の全面に対して研磨処理が施されるため、特
性の良好な薄膜デバイスを形成することが可能で、か
つ、薄膜デバイス基板の信頼を確保することができ、し
かも薄膜デバイス基板製造における生産性の向上を図る
ことが可能である。

【００６３】（第４実施形態）図４は、本発明の第４実
施形態を説明するための断面工程図である。本第４実施
形態が、第１実施形態と異なるところは、支持基板１０
１と接着剤層１０２との間に、分離層４０１を設ける点
にある。尚、以下においては、第１実施形態と同一の構
成要素には同一の符号を付し重複する説明は省略する。

【００６４】先ず、第１実施形態で説明した材料から選
択された支持基板１０１（ここではガラス基板）上に、
光照射によりガスを発生する材料からなる分離層４０１
を成膜する。この分離層４０１は、例えば非晶質シリコ
ンからなり、特には水素の含有量が多いことが好まし
い。

【００６５】分離層４０１の形成は、プラズマＣＶＤ
法、低圧ＣＶＤ法、大気圧ＣＶＤ法、ＥＣＲ法またはス
パッタ法によって、水素を多く含むような条件、すなわ
ちより低温での成膜を行うことになる。しかし、低温成
膜された膜は密着性に劣るため、以降の工程において途
中で薄膜デバイスが剥がれない限りの低温で成膜される
ことが望ましい。このため、例えばプラズマＣＶＤ法で
あれば、成膜温度を１５０℃に設定した成膜が行われ
る。また、この分離層２０２は、５０ｎｍ以下（例えば
１０ｎｍ）の膜厚で成膜されることとする。

【００６６】一方、第１実施形態で例示した材料から選
択された最終基板１０３（ここではポリイミド基板）上
に、接着剤層１０２を形成する。この接着剤層１０２
は、第１実施形態で例示した材料の中から、最終基板１
０３および後に形成される薄膜デバイス層に対して選択
的に除去可能な材料を用いることとする。ここでは、支
持基板１０１がガラス基板からなる場合の一例として、
エポキシ系の紫外線硬化接着剤を用いる。

【００６７】次に、図４（２）に示すように、支持基板
１０１と最終基板１０３とを、接着剤層１０２と分離層
４０１とを介して貼り合わせる。この際、エポキシ系の
紫外線硬化接着剤からなる接着剤層２０１に対しては、
予め紫外線を照射しておき、その後、真空中で貼り合わ
せを行う。

【００６８】その後、第１実施形態と同様委にして、低
温ポリシリコン技術を用いて最終基板１０３上に薄膜デ
バイス層Ａを形成する。この際、レーザ光照射による瞬
間的な温度上昇を除いて、最終基板１０３の最高温度が
２５０℃に抑えられた薄膜デバイス層Ａの形成を行う。

【００６９】次いで、図４（３）に示すように、分離層
４０１に対して光ｈを照射し、これによって分離層４０
１中にガスを発生させ、分離層４０１を境にして支持基
板１０１と最終基板１０１とを分離する。ここでは、非
晶質シリコンからなる分離層４０１に対して、エキシマ
レーザー光（ＸｅＣｌ波長308nm）を照射し、分離層４
０１中に水素ガスを発生させることによって分離を行
う。ただし、１００ｎｍ〜３５０ｎｍの光（紫外線）ｈ
ならば、他の紫外線源でも問題はない。また、薄膜デバ
イス層に対する影響を抑えるために、好ましくは支持基
板１０１側から光ｈを照射する。

【００７０】以上の後、図４（４）に示すように、薬液
を用いて接着剤層１０２を除去する。この際、最終基板
１０３およびこの上部に形成された薄膜デバイス層に影
響を及ぼすことなく接着剤層（１０２）のみを除去可能
な薬液を用いることとし、例えばポリイミド基板からな
る最終基板１０３上のエポキシ系紫外線硬化接着剤から
なる接着剤層（１０２）を、アセトンを用いて除去す
る。

【００７１】以上によって、最終基板１０３上に薄膜デ
バイス層Ａを設けてなる薄膜デバイス基板１００を得
る。

【００７２】このような第４実施形態の製造方法では、
分離層４０１にガスを発生させることによって、支持基
板１０１と最終基板１０３とを分離し、支持基板１０１
を除去する。このため、支持基板１０１の除去に際して
接着剤層１０２の接着性を弱める必要がなく、接着剤層
１０２を構成する接着剤の選択性を広げることができ
る。したがって、第１実施形態と同様に、耐熱性の高い
接着剤を選択して用いることが可能になり、薄膜デバイ
ス層を形成する際のプロセス温度を高くし、特性の良好
な薄膜デバイスを形成することができると共に、薄膜デ
バイス基板の信頼を確保することができ、しかも、薄膜
デバイス基板製造における生産性の向上を図ることが可
能になる。

【００７３】尚、第４実施形態においては、支持基板１
０１側の分離層４０１と、最終基板１０３側の接着剤層
１０２とを介して、支持基板１０１と最終基板１０３と
を貼り合わせる構成を説明した。しかし、支持基板１０
１側と最終基板１０３側の両方に分離層を形成し、これ
らの分離層を介して支持基板１０１と最終基板１０３と
を熱圧着しても良い。この際、第４実施形態と同様の非
晶質シリコンからなる分離層を形成した場合には、４０
０℃にて熱圧着を行う。その後、最終基板１０３上への
薄膜デバイス層の形成および支持基板１０１の除去を、
第４実施形態と同様に行い、これによって最終基板１０
３上に薄膜デバイス層を設けてなる薄膜デバイス基板が
得られる。

【００７４】以上、第１実施形態〜第４実施形態で説明
した方法によって得られる薄膜デバイス基板は、例えば
携帯電話や携帯電話情報端末機、さらには他の電子機器
における表示パネルの駆動用に好適に用いられる。この
ような薄膜デバイス基板を用いた表示パネルとしては、
例えば、液晶表示パネル、有機エレクトロルミネッセン
ス表示パネルを例示できる。液晶表示パネルは、上述し
た薄膜デバイス基板をアクティブマトリクス型駆動基板
とし、この基板と透光性プラスチック基板に透明導電膜
を形成した対向基板との間に液晶層を封止してなるもの
である。この液晶表示パネルは、アクティブマトリクス
型駆動基板がカラーフィルター層を有していても良く、
また、対向基板がカラーフィルター層を有していても良
い。また、有機エレクトロルミネッセンス表示パネル
は、上述した薄膜デバイス基板上に、有機エレクトロル
ミネッセンス層を設けてなるものである。

【００７５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の薄膜デバイ
ス基板の製造方法によれば、支持基板の貼り合わせによ
って補強された最終基板に対して比較的高温なプロセス
を適用した薄膜デバイスの製造が可能になるため、特性
の良好な薄膜デバイス基板を得ることができる。さら
に、薄膜デバイス層および最終基板を加熱することなく
支持基板が除去されるため、薄膜デバイス層および最終
基板が劣化を抑えられた信頼性の高い薄膜デバイス基板
を得ることができる。しかも、支持基板の除去に要する
時間が短縮されるため、薄膜デバイス基板の生産性の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態を説明するための製造工程図であ
る。

【図２】第２実施形態を説明するための製造工程図であ
る。

【図３】第３実施形態を説明するための製造工程図であ
る。

【図４】第４実施形態を説明するための製造工程図であ
る。

【符号の説明】

１００，１００’…薄膜デバイス基板、１０１…支持基
板、１０２…接着剤層、１０３…最終基板、２０１…ス
トッパ層、４０１…分離層、Ａ…薄膜デバイス層

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】最終基板上に薄膜デバイス層を設けてな
る薄膜デバイス基板の製造方法であって、前記最終基板に対して支持基板を貼り合わせる工程と、前記支持基板が貼り合わせられた前記最終基板上に薄膜
デバイス層を形成する工程と、エッチングおよび研磨の少なくとも一方を含む処理によ
って前記支持基板を除去する工程とを行うことを特徴と
する薄膜デバイス基板の製造方法。
【請求項２】請求項１記載の薄膜デバイス基板の製造
方法において、前記支持基板と前記最終基板とは接着剤層を介して貼り
合わせられることを特徴とする薄膜デバイス基板の製造
方法。
【請求項３】請求項１記載の薄膜デバイス基板の製造
方法において、前記最終基板と前記支持基板とは、当該支持基板を除去
するための処理に対するストッパ層を介して貼り合わせ
られることを特徴とする薄膜デバイス基板の製造方法。
【請求項４】請求項３記載の薄膜デバイス基板の製造
方法において、前記ストッパ層は、前記最終基板と前記支持基板とを貼
り合わせるための接着剤層を兼ねることを特徴とする薄
膜デバイス基板の製造方法。
【請求項５】最終基板上に薄膜デバイス層を設けてな
る薄膜デバイス基板の製造方法であって、光照射によってガスを発生する材料からなる分離層を介
して前記最終基板に対して支持基板を貼り合わせる工程
と、前記支持基板が貼り合わせられた前記最終基板上に薄膜
デバイス層を形成する工程と、前記薄膜デバイス層側または前記支持基板側から前記分
離層の全面に光を照射して当該分離層内にガスを発生さ
せることによって、前記最終基板側から前記支持基板を
分離する工程とを行うことを特徴とする薄膜デバイス基
板の製造方法。
【請求項６】請求項５記載の薄膜デバイス基板の製造
方法において、前記分離層は、非晶質シリコンからなることを特徴とす
る薄膜デバイス基板の製造方法。