JP4945726B2 - 薄膜装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、薄膜装置の基板間転写技術を使用した薄膜装置の製造方法における帯電防止に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ）、電界発光（エレクトロルミネッセンス：ＥＬ）表示装置のような半導体応用装置では、変形や落下による壊れ防止、柔軟性、軽量化等の理由などにより下地基板にプラスチック基板を使用することが望ましい場合がある。しかし、プラスチック基板は、半導体装置製造で必要とされる高温プロセスに対する耐熱性が無いため、プラスチック基板上に通常の半導体製造プロセスによって半導体装置を形成することができない。

従来、プラスチック基板上に半導体装置を形成するための技術として、薄膜半導体装置を耐熱の製造元基板上に形成した後、該基板から薄膜半導体装置が形成されている素子形成層（被転写層）を剥離し、これを第２転写基板であるプラスチック基板に貼り付けることによって半導体応用装置を製造する転写技術があった。これらの転写技術は、例えば、特開平１０−１２５９２９号公報、特開平１０−１２５９３０号公報、特開平１０−１２５９３１号公報に、「剥離方法」等として詳細に説明されている。
特開平１０−１２５９２９号公報 特開平１０−１２５９３０号公報 特開平１０−１２５９３１号公報

しかしながら、上記転写技術では、製造工程において電荷が剥離層の層内または界面等に留まることがあった。薄膜素子に近接した剥離層に電荷が蓄積されていると、半導体膜の性能を悪化させる場合があった。

そこで、本発明は、転写技術を利用した薄膜装置の製造工程で蓄積される電荷を効果的に除去しうる薄膜装置の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の発明の薄膜装置の製造方法は、転写元基板上に、導電性を有する第１剥離層を形成する工程と、第１剥離層上に薄膜素子を含む被転写層を形成する工程と、第１剥離層へ電気的に接続可能に開口部を形成する工程と、開口部に放電用端子を接触させることにより第１剥離層に蓄積された電荷を除去する工程と、被転写層を第１転写基板に接合する工程と、第１剥離層にエネルギを付与して界面剥離及び／又は層内剥離を生じさせることにより転写元基板を剥離する工程と、を備えることを特徴とする。

上記工程において、薄膜素子を含む被転写層を形成する場合等に、第１剥離層に電荷を生じてしまう。しかし、本工程によれば、被転写層を形成する際に、第１剥離層に電気的な接触を確保しうる開口部が設けられるので、必要に応じてこの開口部を通して第１剥離層に電気的な接続を確保して電荷を取り除くことが可能である。したがって、製造工程等において第１剥離層に生じた電荷を効果的に除去することが可能である。特に電荷を除去する工程を含み、被転写層形成過程で生じた電荷をその場で取り去ることが可能であるため、薄膜素子を電荷による悪影響から効果的に守ることができる。

なお、前記開口部は、第１剥離層に電気的に接続可能な開口を設けることが可能な方法総てを含み、例えば、下地となる層を形成後に大きめに開口部を形成し、その後層形成を重ねながら第１剥離層を露出した状態を確保する方法、被転写層を形成後に所定の位置に孔形成工程により開口させて設ける方法を含む。
また、第１剥離層からの電荷の除去は、被剥離層形成後に行う必要はなく、剥離層形成直後や被転写層の形成の間に適宜実行させることを含む。

ここで、本発明において「転写元基板」はガラス基板等、薄膜素子の製造工程の高温プロセスに耐性のある基板が好ましく、一方「転写基板」は、そのような耐性に対する制限が不要な多様な材料が適用可能である。例えば転写基板として、可撓性を有するプラスチック基板、安価なガラスやセラミックなどの基板が使用可能である。

また本発明において、「剥離層」は、光の照射によって原子間又は分子間の結合力が消失又は減少する材料で形成されていることが好ましい。このような性質を有していれば、光の照射によって容易に物理的な結合力を消滅又は減少させ、剥離作業を簡単にできるからである。このような材料としては、アモルファスシリコンを含むことが好ましい。アモルファスシリコンによれば、上記特性を有し、容易に転写元基板から剥離するからである。
本発明において、「薄膜素子」というときは、被転写層に含まれる個々のデバイスを示し、「薄膜装置」というときは、基板上に形成された薄膜素子の集合全体をいう。

第２の発明の薄膜装置の製造方法は、転写元基板上に、導電性を有する第１剥離層を形成する工程と、第１剥離層上に薄膜素子を含む被転写層を形成する工程と、第１剥離層へ電気的に接続可能に開口部を形成する工程と、開口部に開口部の開口端を含めて第１剥離層へ電気的に接続する導電層を形成する工程と、開口部に放電用端子を接触させることにより第１剥離層に蓄積された電荷を除去する工程と、被転写層を第１転写基板に接合する工程と、第１剥離層にエネルギを付与して界面剥離及び／又は層内剥離を生じさせることにより転写元基板を剥離する工程と、を備えることを特徴とする。

上記工程において、薄膜素子を含む被転写層を形成する場合等に、第１剥離層に電荷を生じてしまう。しかし、本工程によれば、被転写層を形成する際に、第１剥離層に電気的な接触を確保しうる開口部が設けられ、さらに開口部に導電層が設けられるので、必要に応じて導電層に電気的な接続を確保して電荷を取り除くことが可能である。したがって、製造工程等において第１剥離層に生じた電荷を効果的に除去することが可能である。特に電荷を除去する工程を含み、被転写層形成過程で生じた電荷をその場で取り去ることが可能であるため、薄膜素子を電荷による悪影響から効果的に守ることができる。

特に本第２の発明によれば、開口端にまで導電層が形成されているため、被転写層の表面に現れている導電層に接触するのみで第１剥離層の電荷を放出可能となり、さらに電荷除去作業が容易である。なお、第１剥離層からの電荷の除去は、被剥離層形成後に行う必要はなく、剥離層形成直後や被転写層の形成の間に適宜実行させることを含む。

ここで、第１転写基板に接合する工程では、第２剥離層を介して第１転写基板を接合するものであり、転写元基板を剥離する工程の後に、さらに、剥離された転写元基板に代えて第２転写基板を接合する工程と、前記第２剥離層にエネルギを付与して界面剥離及び／又は層内剥離を生じさせることにより第１転写基板を剥離する工程とを備えることは好ましい。この工程によれば、第１転写基板に接合後、さらに第２転写基板に転写されるので、被転写層の上下関係を転写元基板上に製造時のとおりに戻すことができる。このため、例えば薄膜素子が薄膜トランジスタであるような場合に電気的な接続を容易に確保できる。

ここで、転写元基板を剥離する工程の後に、さらに、第１剥離層に放電用端子を接触させることにより第１剥離層に蓄積された電荷を除去する工程を備えることは好ましい。剥離層に剥離を生じさせるためにエネルギを付与する際、そのエネルギによって原子が励起され電荷が生じ易くなっている。この工程によれば、剥離後に第１剥離層に電気的に放電可能に接続されるので、薄膜素子に影響を与える前に効果的に電荷を除去することが可能である。

ここで、例えば薄膜素子は、配線膜、電極、または半導体装置のいずれか１以上を含む。被転写層に含まれ、基板外と電気的な接続を要するものとしてこれらが考えられるからである。

本発明の薄膜装置の製造方法を用いて製造された薄膜トランジスタは、電気光学装置に用いることができる。ここで、「電気光学装置」とは、電気的作用によって発光するあるいは外部からの光の状態を変化させる電気光学装置を備えた装置一般をいい、例えば電気光学装置として、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置の他、液晶表示装置、電気泳動装置、電界の印加により発生した電子を発光板に当てて発光させる電子放出装置を備えたものをも含む。

また本発明は、本発明の薄膜装置の製造方法を用いて製造された薄膜トランジスタは、電子機器に用いることもできる。「電子機器」とは、複数の素子または回路の組み合わせにより一定の機能を奏する機器一般をいい、例えば電気光学装置やメモリを備えて構成される。その構成に特に限定が無いが、例えば、上記電気光学装置を含むテレビジョン装置、ロールアップ形テレビジョン装置、パーソナルコンピュータ、携帯電話、ビデオカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクター、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、ＩＣカード、宣伝公告用ディスプレイ等が含まれる。

次に図面を参照しながら、本発明の最良の実施の形態を説明する。以下の各実施形態は本発明の単なる例示に過ぎず、本発明の範囲を制限するものではない。各本実施形態は、薄膜素子として薄膜トランジスタを製造する場合に関する。

（実施形態１）
本発明の実施形態１は、第１の発明に係り、剥離層の電荷を放出するための開口部を設ける製造方法に関する。以下、図１及び図２を参照して、本実施形態１における薄膜装置の製造方法を説明する。これらの図は、製造工程断面図の模式図である。本実施形態１の製造工程としては以下の各工程を備える。

１）転写元基板上に、導電性を有し、所定のエネルギ付与によって剥離する第１剥離層を形成する工程（図１（ａ））；
２）第１剥離層へ電気的に接続可能に開口部を形成する工程（図１（ｂ））；
３）第１剥離層上に薄膜素子を含む被転写層を形成する工程（図１（ｃ））；
４）開口部に放電用端子を接触させることにより第１剥離層に蓄積された電荷を除去する工程（図１（ｄ））；
５）被転写層を第２剥離層を介して第１転写基板に接合する工程（図１（ｅ））；
６）第１剥離層にエネルギを付与して界面剥離及び／又は層内剥離を生じさせることにより転写元基板を剥離する工程（図２（ａ））；
７）剥離された転写元基板に代えて第２転写基板を接合する工程（図２（ｂ））；及び
８）第２剥離層にエネルギを付与して界面剥離及び／又は層内剥離を生じさせることにより第１転写基板を剥離する工程（図２（ｃ）（ｄ））。

＜１：第１剥離層形成工程＞
図１（ａ）に示すように、転写元基板１００上に第１剥離層１０２を介して被転写層１１０の最下層である下地層１０４が形成される。
転写元基板（製造元基板）１００としては、薄膜トランジスタを製造するための高温プロセスに十分耐えられる基板、例えば、１０００℃程度に耐える石英ガラス党の透光性耐熱基板が利用可能である。転写元基板１００には、石英ガラスの他、ソーダガラス、コーニング７０５９、日本電気ガラスＯＡ―２等の耐熱性ガラス等を使用可能である。転写元基板１００の厚みは、最終製品に用いられるものではないため大きな制限要素はないが、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度であることが好ましく、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍであることがより好ましい。転写元基板の厚さが薄すぎると強度の低下を招き、逆に厚すぎると、転写元基板の透過率が低い場合に照射光の減衰を招く。ただし、転写元基板の照射光の透過率が高い場合には、上記上限値を越えてその厚みを厚くすることができる。

第１剥離層１０２は、所定のエネルギ付与によって剥離する特性を有するものである。剥離する特性とは、レーザ光等の照射光により当該層内や界面において剥離（「層内剥離」または「界面剥離」ともいう）を生ずる性質である。すなわち、一定の強度の光を照射することにより、第１剥離層１０２を構成する材料の原子または分子における原子間または分子間の結合力が消失しまたは減少し、アブレーション(ablation)等を生じ、剥離を起こすものである。また、光の照射により、第１剥離層１０２から気体が放出され、分離に至る場合もある。第１剥離層１０２に含有されていた成分が気体となって放出され分離に至る場合と、第１剥離層１０２が光を吸収して気体になり、その蒸気が放出されて分離に至る場合とがある。

このような特性を備える第１剥離層１０２に適する組成としては、例えば、アモルファス（非晶質）シリコン(ａ−Ｓｉ)を使用することができる。このアモルファスシリコン中には、水素（Ｈ）が含有されていてもよい。水素の含有量は、２ａｔ％程度以上であることが好ましく、２〜２０ａｔ％であることがさらに好ましい。水素が含有されていると、光の照射により水素が放出されることにより第１剥離層１０２に内圧が発生し、これが剥離を促進する。水素の含有量は、成膜条件、例えば、ＣＶＤ法を用いる場合には、そのガス組成、ガス圧力、ガス雰囲気、ガス流量、ガス温度、基板温度、投入する光のパワー等の条件を適宜設定することによって調整する。

その他、第１剥離層１０２の材料としては、酸化ケイ素若しくはケイ酸化合物や酸化チタン若しくはチタン酸化合物等の各種酸化物セラミックス、または誘電体あるいは半導体、窒化ケイ素、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化物セラミックス、各種有機高分子材料、各種金属が利用可能である。

第１剥離層１０２の厚さとしては、１ｎｍ〜２０μｍ程度であるのが好ましく、１０ｎｍ〜２μｍ程度であるのがより好ましく、４０ｎｍ〜１μｍ程度であるのがさらに好ましい。第１剥離層１０２の厚みが薄すぎると、形成された膜厚の均一性が失われて剥離にむらが生ずるからである。また第１剥離層１０２の厚みが厚すぎると、剥離に必要とされる照射光のパワー（光量）を大きくする必要があったり、また、剥離後に第１剥離層１０２をパターニングするのに時間を要したりするからである。

第１剥離層１０２の形成方法は、均一な厚みで剥離層を形成可能な方法であればよく、第１剥離層１０２の組成や厚み等の諸条件に応じて適宜選択することが可能である。例えば、ＣＶＤ（ＭＯＣＣＶＤ、低圧ＣＶＤ、ＥＣＲ―ＣＶＤ含む）法、蒸着、分子線蒸着（ＭＢ）、スパッタリング法、イオンプレーティング法、ＰＶＤ法等の各種気相成膜法、電気メッキ、浸漬メッキ（ディッピング）、無電解メッキ法等の各種メッキ法、ラングミュア・ブロジェット（ＬＢ）法、スピンコート、スプレーコート法、ロールコート法等の塗布法、各種印刷法、転写法、インクジェット法、粉末ジェット法等に適用できる。これらのうち２種以上の方法を組み合わせてもよい。また、第１剥離層１０２をゾルーゲル(sol-gel)法によりセラミックを用いて成膜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。

下地層１０４は、薄膜素子の土台となる基礎層を構成するものであり、例えば製造時または使用時において被転写層を物理的または化学的に保護する保護層、絶縁層、被転写層へのまたは被転写層からの成分の移行（マイグレーション）を阻止するバリア層、反射層としての機能のうち少なくとも一つを発揮するものである。

下地層１０４の組成は、その目的に応じて適宜選択されるが、複数層化するのがより好ましい。本実施形態のように、非晶質シリコンで構成された剥離層と被転写層との間に形成される場合には、ＳｉＯ₂等の酸化珪素が挙げられる。その他、各種金属が挙げられる。下地層１０４の厚みは、その形成目的に応じて適宜決定される。通常は、１０ｎｍ〜５μｍ程度であるのが好ましく、４０ｎｍ〜１μｍ程度であるのがより好ましい。下地層が薄すぎると、上記保護層等の機能を果たすことができず、下地層が厚すぎると全体が厚膜化してしまうからである。下地層１０４の形成方法としては、第１剥離層１０２で説明した各種の方法が適用可能であるが、ここではＣＶＤ法によってシリコン酸化膜を堆積する。なお下地層は、一層で形成する他、同一または異なる組成を有する複数の材料を用いて二層以上形成することもできる。

＜２：開口部形成工程＞
図１（ｂ）に示すように、第１剥離層１０２へ電気的に接続可能に開口部を形成する。ここでは、被転写層１１０の下地層１０４に大きめの開口部を先行して設け、後の薄膜素子の形成後にもある程度の径で開口が維持できるようにする。

このため下地層１０４に形成する開口部２００の径は、後のゲート絶縁膜１０６や層間絶縁膜１０８が開口部側壁に積層されても底面部にある程度の径を確保できる程度にする。この開口部２００は、後の工程で実施する放電処理において放電用端子が挿入できる程度の大きさがあればよい。

開口部２００の形成方法は、通常の薄膜技術において開口を設ける際に利用可能な技術、例えばレーザビームによる開口形成等が利用可能である。また、全体にマスクを掛け開口部のみにドライエッチングを施して、下地層１０４の厚みかそれを若干超える程度でエッチングを停止させる処理、剥離層の材料に対するよりも下地層の材料に対する方が、エッチングレートが高い選択性のある溶液を用いたウェットエッチングを利用することも可能である。いずれの方法を利用するにしても、開口部２００を介して第１剥離層１０２が露出するように形成しておく。

なお、開口部２００の形成は、上記したように、下地層１０４を形成した段階で大きめに設けるほか、後述の被転写層１１０を完成後に上記方法を利用して、一時に開口させてもよい。また、被転写層１１０の各層の形成の中途の段階で１回以上開口部形成を実施してもよい。従って、開口部形成が被転写層形成に先行することもありうるし、被転写層形成が開口部形成に先行することもありうるし、さらに開口部形成と被転写層形成とが併行して実施されることもありうる。

開口部２００の形成を最初に行う場合には、後工程で形成される層が開口部２００の底部にも蓄積されることがあるので、被転写層形成工程における層蓄積時に開口部２００をマスクしたり、被転写層形成後に再び第１剥離層１０２を露出させるように底部に蓄積された層の除去処理を実施したりすることが好ましい。

＜３：被転写層形成工程＞
図１（ｃ）に示すように、下地層１０４上に薄膜素子を形成して、被転写層１１０を完成させる。被転写層１１０は、薄膜素子が含まれる素子形成層そのものとなっている。本実施形態では、薄膜素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を形成する場合を例示する。
図１（ｃ）には、薄膜トランジスタＴ１及びＴ２を含む被転写層１１０の拡大断面図が示されている。図では、二つの薄膜トランジスタのみを図示してあるが、この他、薄膜素子としては、画素電極、接続パッド、抵抗、キャパシタ等の受動部品を含んでもよい。

薄膜トランジスタＴ１及びＴ２は、ソース１０３ｓ、ドレイン１０３ｄ、チャネル１０３ｃからなる半導体膜１０３、ゲート絶縁膜１０６、ゲート電極１０５、層間絶縁膜１０８、配線層１０７ｓ・１０７ｄを備えて構成されている。この薄膜トランジスタは通常の薄膜半導体製造技術を適用して製造される。その概要を以下例示する。

半導体膜１０３は、公知の半導体薄膜形成技術を用いて形成される。例えば、下地層１０４上に、ＣＶＤ法によってシリコンを堆積させることにより、シリコン膜が形成される。次いで、シリコン膜を薄膜トランジスタＴ１やＴ２のためのトランジスタ領域の形状にパターニングすることにより半導体膜１０３が形成される。

半導体膜１０３が形成されたら、それをトランジスタ領域とする薄膜トランジスタを形成する。まず、シリコンをＣＶＤ法で堆積し酸化させることによって、または酸化珪素等を直接堆積することによってゲート絶縁膜１０６が形成される。次いで、半導体膜１０３にチャネル１０３ｃ用のイオン注入を行う。次に、タンタルなどの金属膜を堆積するか、ＣＶＤ法によって不純物を高濃度拡散したポリシリコンを堆積し、パターニングを行うことにより、ゲート電極１０５が形成される。次に、ゲート電極１０５をマスクとして半導体膜１０３のソース１０３ｓ・ドレイン１０３ｄ領域上に高濃度不純物注入を行うことにより、自己整合的にソース１０３ｓ・ドレイン１０３ｄが形成される。次いで、不純物活性化の熱処理を行い、ＣＶＤ法等によってシリコン酸化膜を堆積することによって、層間絶縁膜１０８が形成される。層間絶縁膜１０８にソース１０３ｓ・ドレイン１０３ｄまで達するコンタクトホールが設けられる。そして、不純物を高濃度で注入したポリシリコンをＣＶＤ法で、あるいは金属膜をスパッタ法で堆積することにより、これらをパターニングして配線層１０７ｓ・１０７ｄが形成される。

このようにして薄膜トランジスタＴ１及びＴ２を薄膜素子として含む被転写層（素子形成層）１１０が形成される。薄膜トランジスタの形成方法は上記に限らず、公知の薄膜半導体製造技術を適用することが可能である。

なお、上記実施形態では被転写層１１０は薄膜素子を含む薄膜であったが、被転写層は薄膜に限定されず、塗布膜やシートのような厚膜であってもよい。

＜４：放電工程＞
図１（ｄ）に示すように、開口部２００に放電用端子Ｌを接触させることにより第１剥離層１０２に蓄積された電荷を除去する。薄膜トランジスタ等の薄膜素子の形成工程では、熱処理、スパッタ処理、エッチング処理等を繰り返すため、エネルギが供給され、設置されていない導電性膜である第１剥離層１０２に電荷が蓄積されることがある。この電荷が残留していると薄膜トランジスタのバックゲートに制御不可能な所定電位が印加されることになって設計どおりのしきい値電圧を呈しないことになったり、高すぎる電荷のために薄膜トランジスタの特性にその他の影響を与えたりする可能性がある。そのため、ここでは被転写層１１０の形成が完了した段階で、一旦この第１剥離層１０２に蓄積された電荷を放出させるのである。

図１（ｄ）に示すように、電気的に接地処理された、放電用端子（針）Ｌを開口部２００から挿入して、露出している第１剥離層１０２に接触させる。放電用端子Ｌは開口部２００から挿入可能な形状をしていればよく、特に先鋭化させておく必要はない。ただし、ある程度尖らせておけば、開口部２００の底部に被転写層形成時の層や異物が堆積していた場合でもそれを貫いて第１剥離層１０２にまで先端を届かせることができる。

放電用端子Ｌが第１剥離層１０２に達した時に、第１剥離層に蓄積されていた電荷は電気的に低インピーダンスである放電用端子Ｌから接地端に移動し、第１剥離層の帯電が解除される。

＜５：第１転写基板接合工程＞
図１（ｅ）に示すように、次に被転写層１１０が第２剥離層１１４を介して第１転写基板１１６に接合される。
まず、第１転写基板１１６上に、所定のエネルギ付与によって剥離する第２剥離層１１４が形成される。本実施形態では、第１転写基板１１６は、最終基板として製品に搭載されるものではないため、転写元基板１００と同様の材料を利用可能である。但し、第１転写基板１１６を製品に搭載する最終基板としてもよく、その場合には、後に説明する第２転写基板１２０のように、最終製品の仕様に適合したものを利用する。第１転写基板１１６を最終基板とする場合には、第２剥離層１１４の代わりに、永久接着剤を利用する。第２剥離層１１４の組成、形成方法、厚みについては、第１剥離層１０２と同様である。

次いで、第１転写基板１１６上に形成された第２剥離層１１４と被転写層１１０とが接着層１１２を介して接合される。接着層１１２は、被転写層１１０上に、または、第２剥離層１１４上に、接着剤をスピンコートなどによって塗布することにより形成される。接着層１１２に利用される接着剤としては、例えば、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、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使用可能である。組成としては、エポキシ系、アクリレート系、シリコーン系、等適宜に選択される。接着層１１２の厚みは、後に取り除く場合にはなるべく薄くなるよう、接着剤の使用量を極力抑えた方が好ましい。また、接着層１１２をいわゆる保護層として用い、除去することなく最終製品にも搭載する場合には、十分な保護機能が果たせるような厚みにする。

＜６：転写元基板剥離工程＞
図２（ａ）に示すように、第１剥離層１０２にエネルギを付与し第１剥離層１０２に界面剥離及び／又は層内剥離を生じさせることにより転写元基板１００が被転写層１１０から剥離される。

エネルギの付与としてはレーザ光の照射によることが好ましい。レーザ光としては、第１剥離層１０２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いが、特にエキシマレーザは、短波長域で高エネルギを出力し、極めて短時間で剥離層にアブレーションを生じさせることができるため好ましい。レーザ光のエネルギ密度は、エキシマレーザの場合、１０〜５０００ｍＪ／ｃｍ²程度とするのが好ましく、特に１００〜５２９９ｍＪ／ｃｍ²程度とするのがより好ましい。照射時間は、１〜１０００ｎｓｅｃ程度とするのが好ましく、１０〜１００ｎｓｅｃ程度とするのがより好ましい。エネルギ密度が低いか照射時間が短いと、十分なアブレーションが生ぜず、エネルギ密度が高いか照射時間が長いと、第１剥離層１０２や下地層１０４を透過した照射光により、半導体膜１０３へ悪影響を及ぼすことがあるからである。

レーザ光の照射は、その強度が剥離層全体で均一となるように照射するのが好ましい。光の照射方向は、剥離層に対し垂直な方向に限らず、剥離層に対し所定角傾斜した方向であってもよい。また、剥離層の面積が照射光一回の照射面積より大きい場合には、剥離層全領域に対し、複数回に分け光を照射してもよい。また、同一箇所に複数回照射してもよい。また、異なる種類、異なる波長（波長域）の光を同一領域または異なる領域に複数回照射してもよい。

ここで、図示しないが、転写元基板を剥離する工程の後に、さらに、転写元基板１００の剥離で露出した第１剥離層１０２に放電用端子を接触させてもよい。レーザ光等のエネルギ付与により、再び第１剥離層１０２の構成原子は励起され電荷が層内や界面に蓄積される場合がある。この電荷が放出されることなく残留すると、薄膜素子の特性を劣化させる。そこで、この第１剥離層１０２から放電させるのである。この放電は、上記したように被転写層１１０側からは開口部２００に放電用端子Ｌを接触させることで行える。また露出した第１剥離層１０２に直接このような放電用端子を接触させてもよい。

＜７：第２転写基板への接着工程＞
図２（ｂ）に示すように、剥離された転写元基板１００に代えて第２転写基板１２０が接合される。
第２転写基板１２０は最終製品に搭載される永久基板として用いられるものであり、転写元基板１００に比べ、耐熱性や耐蝕性が比較的劣るものであっても利用可能である。また、用途に応じ、剛性が低く、可撓性、弾性を有するものであってもよい。このような材料として、各種合成樹脂が挙げられる。合成樹脂としては、熱可塑性樹脂、熱効果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−プロピレン共重合体等、その他のものが適用可能である。なお、ガラス材としては、例えば、石英ガラス、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラス、その他のものが使用可能である。

なお、第２転写基板１２０としては、単一材料からなる基板の他に、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、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部材を用いてもよい。これは第１転写基板１１６を最終基板とする場合にも同様に当てはまる。

第２転写基板１２０は接着層１２２を介して接着される。接着層１２２としては、永久接着剤であることが好ましい。永久接着剤であれば、第２転写基板に半永久的に接着可能だからである。半永久的に接着可能な接着剤として、例えば、エポキシ系、アクリレート系等が利用可能である。この接着層１２２は、できるだけ薄い方が好ましく、被転写層１１０や第１剥離層１０２、第２転写基板１２０との親和性が良いものを選択する。

＜８：第１転写基板分離工程＞
図２（ｃ）に示すように、第２転写基板１２０へ被転写層１１０が接着されたら、被転写層１１０から第１転写基板１１６が分離される。具体的には、第２剥離層１１４にエネルギを付与して第２剥離層１１４に界面剥離及び／又は層内剥離を生じさせることにより第１転写基板１１６が被転写層１１０から剥離される。エネルギの付与はレーザ光によることが好ましい点及びその照射態様については、第１剥離層１０２における場合と同様である。

図２（ｄ）に示すように、接着層１１２を除去する場合には、接着剤の性質に応じた溶剤等を用いて接着層１１２を除去し、第２転写基板１２０の両面に接着層１２２を介して一つの被転写層１１０が設けられた薄膜装置とする。但し、最終製品において、接着層１１２を保護膜として機能させる場合には、図２（ｃ）に示すように第１転写基板１１６が剥離された段階で薄膜装置が完成となる。

なお、上記実施形態１では、第１転写基板１１６と接着層１１２とを第２剥離層１１４を介して接合していたが、接着層１１２に直接第１転写基板１１６を接合してもよい。この場合、接着層１１２を構成する接着剤として、熱可塑性、光可塑性のものとし、仮接着後に再び軟化させる等して、第１転写基板１１６を剥離させやすいものを選択する。

以上、本実施形態１の製造方法によれば、被転写層１１０を形成する際に、第１剥離層１０２に電気的な接続を確保しうるように開口部２００が設けられるので、この開口部２００を通して随時、第１剥離層１０２に蓄積された電荷を取り除くことが可能である。したがって、製造工程等において第１剥離層に生じた電荷を効果的に除去することが可能であり、薄膜素子の特性に影響を与えることを防止可能である。

また、本実施形態１の製造方法によれば、下地層１０４の形成後に大きめに開口部２００を形成し、その後層形成を重ねながら第１剥離層を露出した状態を確保したので、被転写層形成過程で生じた電荷をその都度必要に応じてその場で取り去ることが可能であり、薄膜素子を電荷による悪影響から効果的に守ることができる。

また、本実施形態１の製造方法によれば、被転写層１１０は、第１転写基板１１６に接合後、さらに第２転写基板１２０に転写されるので、被転写層の上下関係を転写元基板上に製造時のとおりに戻すことができる。このため、例えば薄膜素子が薄膜トランジスタであるような場合に電気的な接続を容易に確保できる。

また、転写元基板の剥離後に、さらに第１剥離層１０２に放電用端子を接触させる場合には、剥離工程で生じた電荷を放電することができ、薄膜素子に影響を与える前に効果的に電荷を除去することが可能である。

また、本実施形態１の製造方法によれば、第２転写基板１２０へは転写技術により被転写層が転写されるので、第２転写基板自体が被転写層の製造工程における高温プロセス等に対し必ずしも耐熱性・耐蝕性を有しなくてもよく、例えばプラスチック基板等に高温プロセスで製造される薄膜素子を設けることが可能である。

また、本実施形態１の製造方法によれば、第１転写基板１１６が第２剥離層１１４を介して接合されているので、レーザ光の照射により容易に第１転写基板１１６を分離することが可能である。

また、本実施形態１の製造方法によれば、極薄の接着層１２２を介して被転写層１１０を第２転写基板１２０に接着するので、薄膜装置が厚膜化することを抑制可能である。

（実施形態２）
本発明の実施形態２は、第２の発明に係り、剥離層の電荷を放出するための開口部に導電層をさらに設ける製造方法に関する。以下、図３及び図４を参照して、本実施形態２における薄膜装置の製造方法を説明する。これらの図は、製造工程断面図の模式図である。本実施形態１の製造工程としては以下の各工程を備える。

１）転写元基板上に、導電性を有し、所定のエネルギ付与によって剥離する第１剥離層を形成する工程（図３（ａ））；
２）第１剥離層へ電気的に接続可能に開口部を形成する工程（図３（ｂ））；
３）第１剥離層上に薄膜素子を含む被転写層を形成する工程（図３（ｃ））；
４）開口部に開口部の開口端を含めて第１剥離層へ電気的に接続する導電層を形成する工程（図３（ｃ））；
５）開口部に放電用端子を接触させることにより第１剥離層に蓄積された電荷を除去する工程（図３（ｄ））；
６）被転写層を第１転写基板に接合する工程（図３（ｅ））；
７）第１剥離層にエネルギを付与して界面剥離及び／又は層内剥離を生じさせることにより転写元基板を剥離する工程（図４（ａ））；
８）剥離された転写元基板に代えて第２転写基板を接合する工程（図４（ｂ））；及び
９）第２剥離層にエネルギを付与して界面剥離及び／又は層内剥離を生じさせることにより第１転写基板を剥離する工程（図４（ｃ）（ｄ））。

上記工程のうち、導電層を形成する工程以外はほぼ前記実施形態１と同様であるため、説明を大幅に省略し、相違点を中心に説明する。図３（ｃ）に示す被転写層形成工程までは、上記実施形態１と同様にして処理する。

図３（ｃ）に示すように、被転写層１１０が形成された後、開口部２００に導電性を有する導電層２１０が形成される。この導電層２１０は、開口部２００の開口端を覆うようにして開口部２００の側壁から底部に及び、第１剥離層１０２と電気的に接触するように構成される。導電層２１０の材料は、例えば同一の層に形成される配線層１０７と同様の金属材料を形成することが好ましい。層間絶縁膜１０８上に形成される導電性の金属層として全く同一工程でフォトリソグラフィ法により形成できるため、工程を増やすことなく実施可能だからである。

但し、配線層１０７と同じ工程とする他、別途インクジェット法等により金属材料を開口部２００内部に充填する方法、公知のビア（ｖｉａ）形成方法等を利用してもよい。

上記工程によって、被転写層１１０上に導電層２１０の一部が少なくとも露出することになる。このため、次の電荷除去工程（図４（ｅ））において、この導電層２１０に放電用端子Ｌを接触させるだけで第１剥離層１０２と電気的な接続が行え、第１剥離層１０２に蓄積された電荷の除去が行える。したがって、放電用端子として、必ずしも開口部２００の奥に挿入可能なものでなくてもよい。また、上部から挿入しなければならないものでもなく、例えば図３（ｄ）に示すように、横方向から開口端の導電層２１０に接触しさえすればよい。
その後の工程（図３（ｅ）〜図４（ｄ））については、実施形態１と全く同様である。

以上、本実施形態２によれば、被転写層１１０を形成する際に、第１剥離層１０２に電気的な接触を確保しうる開口部２００が設けられ、さらに開口部２００に導電層２１０が設けられるので、導電層２１０を介して第１剥離層１０２に生じた電荷を効果的に除去することが可能である。

特に本実施形態２によれば、開口部２００の開口端にまで導電層２１０が形成されているため、被転写層１１０の表面に現れている導電層２１０に接触するのみで第１剥離層の電荷を放出可能となり、さらに電荷除去作業が容易である。

また、導電層２１０に電位を設定可能に回路を形成することにより、薄膜素子、ここでは薄膜トランジスタのバックゲート電圧を接地電位に維持したり、あるいは特定の電位に制御したりができることになり好ましい。

（実施形態３）
本発明の実施形態３は、本発明の薄膜装置の製造方法で製造された薄膜素子を備える電気光学装置の例示に関する。図５に、上記薄膜装置の製造方法を利用して製造される薄膜トランジスタを備えた電気光学装置１の回路図を示す。

図５に示すように、本電気光学装置１は、各画素Ｇが、上記薄膜トランジスタＴ１〜Ｔ４、それらに電気的に接続された有機電界発光素子ＯＬＥＤ、コンデンサＣを備えて構成され、それらが行方向に配線される走査線Ｖｇｐ及び行選択線Ｖｓｅｌ、列方向に配線される電源線Ｖｄｄ及びデータ線Ｉｄａｔａでマトリクス状に接続されて構成されている。走査ドライバ２からは走査線Ｖｇｐに走査制御信号、行選択線Ｖｓｅｌに行選択信号が供給されるようになっている。電流ドライバ３からは電源線Ｖｄｄに電源電圧が供給され、データ線Ｉｄａｔａにデータ信号が供給されるようになっている。電気光学装置１は、走査線Ｖｇｐとデータ線Ｉｄａｔａがともに選択状態となると、電源線Ｖｄｄからの電流が有機電界発光素子ＯＬＥＤ経由で流れるようになっている。

当該電気光学装置１は、上記製造方法により、形成されたものである。
すなわち、被転写層１１０として、走査ドライバ２と電流ドライバ３、並びにこれらのドライバからマトリクス状に、走査線Ｖｇｐ及び行選択線Ｖｓｅｌ、電源線Ｖｄｄ及びデータ線Ｉｄａｔａが形成され、これら配線で囲まれる画素Ｇの各々には、薄膜トランジスタＴ１〜Ｔ４とコンデンサＣが形成される。

一方、第２転写基板１２０としては透明基板を用い、片面に有機電界発光素子ＯＬＥＤとカラーフィルタとが形成される。

この第２転写基板１２０に被転写層１１０を転写し、転写後に第２転写基板１２０に設けられた有機電界発光素子ＯＬＥＤと薄膜トランジスタとを電気的に接続させることにより、電気光学装置１を完成させることができる。

本実施形態３によれば、本発明の転写方法を利用して電気光学装置を製造したので、特性の劣化の少ない薄膜トランジスタを備える電気光学装置を提供可能である。

（実施形態４）
本発明の実施形態４は、本発明の薄膜装置の製造方法で製造された薄膜装置を備える電子機器の例示に関する。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に、図５に示すような電気光学装置を備えた電子機器の例を示す。図６（ａ）は、テレビジョン装置３００に適用した例であり、当該電子機器は、本発明に係る電気光学装置１を含んで構成されている。図６（ｂ）はロールアップ形テレビジョン装置３１０に本発明に係る電気光学装置１を含んで構成されている。図６（ｂ）に示すロールアップ形テレビジョン装置３１０は、全体が可撓性を有することを要するため、最終基板がプラスチック基板等の弾性の高い素材であることを要する。

なお、上記電気光学装置や電子機器の構造は単なる例示であり、本発明の薄膜装置の製造方法によって転写され製造された薄膜素子を用いるものに広く適用することが可能である。

本発明における薄膜装置の製造方法は、上記した実施形態に限定されることなく種々に変更して利用することが可能である。例えば薄膜素子としては、薄膜トランジスタのみならず、配線や電極を含めることができる。

また、電気光学装置としては、電界発光装置のみならず、液晶表示装置、電気泳動装置、電子放出装置等、表示に係る素子の形態に限定されず、種々に応用することが可能である。

また、電子機器としては、上記構成に限定されず、例えば、パーソナルコンピュータ、携帯電話、ビデオカメラ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクター、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示盤、ＩＣカード、宣伝公告用ディスプレイ等に適用することが可能である。

本実施形態１における薄膜装置の製造工程断面図（その１） 本実施形態１における薄膜装置の製造工程断面図（その２） 本実施形態２における薄膜装置の製造工程断面図（その１） 本実施形態２における薄膜装置の製造工程断面図（その２） 実施形態３の電気光学装置の回路図 実施形態４の電子機器の適用例

符号の説明

Ｌ レーザ光（エネルギ）、Ｎ 放電用端子、１ 電気光学装置、２ 走査ドライバ、３ 電流ドライバ、１００ 転写元（製造元）基板、１０２ 第１剥離層、１０３ 半導体膜、１０３ｃ チャネル、１０３ｓ ソース、１０３ｄ ドレイン、１０４ 下地層、１０５ ゲート電極、１０６ ゲート絶縁膜、１０７ｓ・１０７ｄ 配線層、１０８ 層間絶縁膜、１１０ 被転写層（素子形成層）、１１２ 接着層、１１４ 第２剥離層、１１６ 第１転写基板、１２０ 第２転写基板（永久基板）、１２２ 接着層、２００ 開口部、２１０ 導電層

Claims (5)

1. 転写元基板上に、導電性を有する第１剥離層を形成する工程と、
   前記第１剥離層上に薄膜素子を含む被転写層を形成する工程と、
   前記第１剥離層へ電気的に接続可能に開口部を形成する工程と、
   前記開口部に放電用端子を接触させることにより前記第１剥離層に蓄積された電荷を除去する工程と、
   前記被転写層を第１転写基板に接合する工程と、
   前記第１剥離層にエネルギを付与して界面剥離及び／又は層内剥離を生じさせることにより前記転写元基板を剥離する工程と、を備えることを特徴とする薄膜装置の製造方法。
2. 転写元基板上に、導電性を有する第１剥離層を形成する工程と、
   前記第１剥離層上に薄膜素子を含む被転写層を形成する工程と、
   前記第１剥離層へ電気的に接続可能に開口部を形成する工程と、
   前記開口部に当該開口部の開口端を含めて前記第１剥離層へ電気的に接続する導電層を形成する工程と、
   前記開口部に放電用端子を接触させることにより前記第１剥離層に蓄積された電荷を除去する工程と、
   前記被転写層を第１転写基板に接合する工程と、
   前記第１剥離層にエネルギを付与して界面剥離及び／又は層内剥離を生じさせることにより前記転写元基板を剥離する工程と、を備えることを特徴とする薄膜装置の製造方法。
3. 前記第１転写基板に接合する工程では、
   第２剥離層を介して前記第１転写基板を接合するものであり、
   前記転写元基板を剥離する工程の後に、さらに、
   剥離された前記転写元基板に代えて第２転写基板を接合する工程と、
   前記第２剥離層にエネルギを付与して界面剥離及び／又は層内剥離を生じさせることにより前記第１転写基板を剥離する工程と、を備える、請求項１または２に記載の薄膜装置の製造方法。
4. 前記転写元基板を剥離する工程の後に、さらに、
   前記第１剥離層に放電用端子を接触させることにより前記第１剥離層に蓄積された電荷を除去する工程を備える、請求項１乃至３のいずれかに記載の薄膜装置の製造方法。
5. 前記薄膜素子は、配線膜、電極、または半導体装置のいずれか１以上を含む、請求項１乃至４のいずれかに記載の薄膜装置の製造方法。