JP2006310398A

JP2006310398A - 薄膜素子の製造方法、及び電子機器

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Publication number: JP2006310398A
Application number: JP2005128261A
Authority: JP
Inventors: Yasuaki Kodaira; 泰明小平
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-04-26
Filing date: 2005-04-26
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】薄膜素子の切断端面に発生する微細なクラックにより、薄膜素子が破壊されることを防ぐ。
【解決手段】複数の薄膜素子（１５）を基板（２０）上に接合して形成する工程と、１つ以上の薄膜素子（１５）を含む部分に切り離す工程と、基板（２０）と薄膜素子（１５）の接合強度を熱処理によって強固にする工程と、薄膜素子（１５）の周縁部を切断端面からのクラックをすべて除去できる位置で切断する工程を有し、切断面に生じるクラックを完全に除去する。
【選択図】図４

Description

本発明は、薄膜素子の製造方法、及び電子機器に関する。

従来、電子デバイスの製造方法として、１枚の基板上に複数の薄膜素子を形成し、最後に個々の薄膜素子に切断するという方法がとられている。
例えば、特許文献１や特許文献２に記載された薄膜素子の転写技術を用いる場合にも、最終転写基板に複数の薄膜素子を転写した後、各々の薄膜素子に切断していた。さらにその後、熱工程を含むデバイス形成工程を行っていた。
特開平１０−１２５９２９号公報特開平１０−１２５９３０号公報

しかしながら、個々の薄膜素子に切断する際、切断端面に微細なクラックが発生し、その後の工程等で、そのクラックが広がり、薄膜素子の内部へ侵入することにより素子が破壊される可能性があった。

よって、本発明は、切断端面に発生する微細なクラックにより薄膜素子が破壊されることを防ぐ、薄膜素子の製造方法、及び電子機器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の薄膜素子の製造方法は、複数の薄膜素子を基板上に接合して形成する工程と、１つ以上の上記薄膜素子を含む部分に切り離す工程と、上記基板と上記薄膜素子の接合強度を熱処理によって強固にする工程と、上記薄膜素子の周縁部を切断する工程を有する。

これにより、切断面のクラックが完全に除去され、後の熱工程等によって薄膜素子が破壊されることを防ぐことができる。

また、本発明の電子機器は、上述の薄膜素子の製造方法によって製造された薄膜素子を備える。
かかる構成とすることによって、電子機器の信頼性を向上させることができる。ここで電子機器は、携帯電話、電子ペーパー、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイ、その他各種のものが含まれる。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
図１（ａ）は、複数の薄膜素子１５が形成された１枚の基板の平面図、同図（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。図に示す複数の薄膜素子１５を備えた基板は、転写元となる製造元基板上に薄膜素子１５を形成した後、これを一旦、仮転写基板に転写し、さらに最終基板に転写することにより形成される。その後、個々の薄膜素子１５毎に切断することにより、薄膜素子１５を得る。

図２および図３を用いて、薄膜素子１５の製造方法を説明する。
図２（ａ）は、製造元基板１１上に、剥離層１２を介して、複数の薄膜素子１５を有する薄膜素子層１３を形成した状態を示している。
製造元基板１１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ことが好ましい。その理由は、剥離層１２、及び薄膜素子層１３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３５０〜１０００℃程度）ことがあるからである。
具体的には、基板１１の構成材料は、歪点が３５０℃以上のものが好ましく、５００℃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、コーニング７０５９、日本電気ガラスＯＡ−２等の耐熱性ガラスが挙げられる。

剥離層１２は、照射される光を吸収し、その層内か界面の少なくとも一方において、剥離を生じるような性質を有するものである。

薄膜素子層１３は、ＴＦＴ等の薄膜素子を含む層である。薄膜素子としては、ＴＦＴの他に、例えば、薄膜ダイオードや、シリコンのＰＩＮ接合からなる光電変換素子（光センサ、太陽電池）やシリコン抵抗素子、その他の薄膜半導体デバイス、電極（例：ＩＴＯ、メサ膜のような透明電極）、スイッチング素子、メモリー、圧電素子等のアクチュエータ、マイクロミラー（ピエゾ薄膜セラミックス）、磁気記録薄膜ヘッド、コイル、インダクター、薄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、フィルター、反射膜、ダイクロイックミラー等がある。このような薄膜素子（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。

次に、図２（ｂ）に示すように、薄膜素子層１３の形成面に、仮接着材層１６を形成し、仮接着材層１６を介して剥離層１７を有する仮転写基板１８を接合する。剥離層１７は、剥離層１２と同様のものが用いられる。またはそれ以外の材料を使用してもよい。
仮接着材層１６は後の工程で除去されるため、除去が容易な水溶性接着材等を用いて形成する。

次に、同図（ｃ）に示すように、製造元基板１１の裏面側から光を照射する。照射光は、製造元基板１１を透過した後、剥離層１２に照射される。これにより、剥離層１２に剥離が生じ、結合力が減少または消滅する。よって、同図（ｄ）に示すように、製造元基板１１を離脱させることができる。

剥離層１２に剥離が生じる原理は、剥離層１２の構成材料にアブレーションが生じること、また、剥離層１２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、アブレーションとは、照射光を吸収した固定材料（剥離層１２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いい、主に、剥離層１２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、そのような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。

照射光としては、剥離層１２に剥離を起こさせるものであればよく、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（α線、β線、γ線）等が挙げられるが、そのなかでも、剥離層１２のアブレーションを生じさせやすいという点でレーザ光が望ましい。
なお、薄膜素子層１３に付着している剥離層１２は、例えば洗浄、エッチング、アッシング、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。

次に、図３（ａ）に示すように、薄膜素子層１３の裏面側に永久接着材層１９を形成し、永久接着材層１９を介して最終基板２０を接合する。最終基板２０としては、例えばプラスチック基板を用いる。
次に、同図（ｂ）に示すように、仮転写基板１８の上面側から光を照射する。照射光は、仮転写基板１８を透過して剥離層１７に照射され、剥離層１７に剥離を生じさせる。その結果、仮転写基板１８を分離することができる。残留した剥離層１７は、必要に応じてエッチング等の方法によって除去する。また、仮接着材層１６は、例えば水で洗浄することにより除去する。
以上の工程により、同図（ｃ）に示す状態となる。

次に、同図（ｃ）に示す切断箇所において、各々の薄膜素子１５をダイシング等の方法で切り離し、同図（ｄ）に示す状態にする。

次に、切り離された薄膜素子１５に熱処理を施し、薄膜素子層１３と最終基板２０とを接着する永久接着材層１９の接着力を高める。熱処理の後、図４の薄膜素子１５の平面図に示すように、薄膜素子１５の外周を再度切断する。

図４に示す切断箇所は、例えば切断端面からのクラックが発生している部分をすべて除去できる位置である。
熱処理により薄膜素子層１３と最終基板２０の接着力を強固にした上で、薄膜素子１５の周縁部を切断してクラックを完全に除去すれば、後に行う熱工程等において薄膜素子１５がクラックの侵入により破壊されることがない。
なお、ここでは１度目の切断において、図３（ｄ）に示すように薄膜素子１５毎に切り離したが、１度目の切断では２つ以上の薄膜素子１５を含む部分に切り離し、熱処理により薄膜素子層１３と最終基板２０の接着力を強固にした後で、薄膜素子１５毎に切断してもよい。

（電子機器）
図５は、本発明の電子機器の例として、携帯電話に適用した例を示す図である。
携帯電話２３０は、アンテナ部２３１、音声出力部２３２、音声入力部２３３、操作部２３４、表示部２３５を備えている。携帯電話２３０は、例えば表示部２３５に本発明の薄膜素子を利用可能である。

その他、例えば、電子ペーパー、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレイなどの電子機器にも適用することができる。

図１（ａ）は複数の薄膜素子が形成された１枚の基板の平面図、図１（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。図２（ａ）〜図２（ｄ）は本発明の薄膜素子の製造方法を説明する図である。図３（ａ）〜図３（ｄ）は本発明の薄膜素子の製造方法を説明する図である。図４は本発明の薄膜素子の平面図である。図５は本発明の電子機器の例を説明する説明図である。

符号の説明

１１製造元基板、１２，１７剥離層、１３薄膜素子層、１５薄膜素子、１６仮接着材層、１８仮転写基板、１９永久接着材層、２０最終基板、２５保護膜

Claims

複数の薄膜素子を基板上に接合して形成する工程と、
１つ以上の前記薄膜素子を含む部分に切り離す工程と、
前記基板と前記薄膜素子の接合強度を熱処理によって強固にする工程と、
前記薄膜素子の周縁部を切断する工程を有する薄膜素子の製造方法。
請求項１に記載の薄膜素子の製造方法によって製造された薄膜素子を備えた電子機器。