[发明专利]转移叠层的方法以及制造半导体器件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及转移叠层的方法。此外，本发明涉及具有由半导体元件，典型地说是由薄膜晶体管构成的电路的半导体器件的制造方法，其中，包含半导体元件的待要剥离的物体被转移到衬底。例如，本发明涉及典型为液晶模块的电光器件、典型为EL模块的发光器件、或安装这种器件作为其部件的电子装置。

背景技术

近年来，注意力已经被集中在利用形成在具有绝缘表面的衬底上的半导体层(厚度约为几nm到几百nm)来制作薄膜晶体管的技术上。薄膜晶体管被广泛地应用于诸如集成电路和电光器件之类的电子装置中，特别是已经加速了薄膜晶体管作为图象显示器件的开关元件的开发。

已经预想了利用这种图象显示器件的许多不同的应用，特别是在便携式装置中的应用已经登上了中心舞台。期望有重量轻、耐冲击、并能够承受一定形变的装置。玻璃和石英目前常常被用于薄膜晶体管衬底，而这些衬底的缺点是重而易破裂。而且，难以制作大尺寸的玻璃和石英衬底，因此，从大批量生产的观点看，玻璃和石英不适合于作为薄膜晶体管的衬底。因而已经尝试在重量轻和耐用的塑料衬底上，典型为诸如塑料膜之类的具有柔性的衬底上制作薄膜晶体管。

但目前的情况是塑料的抗热性差，因而制作薄膜晶体管的最高工艺温度必须低。结果，无法制作电学特性与制作在诸如玻璃衬底和石英衬底之类的抗热性比较高的衬底上的薄膜晶体管一样好的薄膜晶体管。

另一方面，已经提出了用来从衬底剥离通过分离层存在于衬底上的待要剥离的物体的剥离方法。例如，JP 10-125929A(第4-10页)和JP 10-125931A(第6-10页)讨论的技术就是这种方法，其中，形成了由非晶硅(或结晶硅)组成的分离层，并借助于将激光通过衬底从而放出包含在非晶硅中的氢而在非晶硅(或结晶硅)中发展出空气隙。然后从待要剥离的物体剥离衬底。

此外，在JP 2002-217391A(第3-6页，图9)中，报道了相似于JP 10-125929A和JP 10-125931A技术的工艺，用来：形成由非晶硅(或结晶硅)组成的分离层；利用可溶于水的暂时粘合层，在待要剥离的物体(在公报中称为待要剥离的层，典型指的是薄膜晶体管)的表面上形成第二衬底(暂时转移部件)；通过衬底将激光照射到分离层间绝缘膜；从待要剥离的物体剥离第一衬底(玻璃衬底)，从而将待要剥离的物体转移到第三衬底(膜)上；将第三衬底浸入水中，溶解可溶于水的暂时粘合层；以及从第二衬底剥离待要剥离的物体，从而暴露待要剥离的物体的表面。

但利用JP 10-125929A和JP 10-125931A所公开的方法，采用透光性良好的衬底是重要的，因此，存在着能够被使用的衬底受到限制的问题。而且，为了提供足以通过衬底并引起包含在非晶硅中的氢放出的能量，必须有比较大功率的激光辐照，因此，存在着激光可能损伤待要剥离的物体的问题。

而且，若在元件制造工艺中执行高温热处理，则当用上述方法在分离层上制造元件时，包含在分离层中的氢发生扩散并被减少，从而存在着即使激光被辐照到分离层也无法充分进行剥离的问题。

此外，转移部件被用固化粘合剂固定到待要剥离的物体的表面，因此，当从待要剥离的物体剥离衬底时，待要剥离的物体的表面，例如薄膜晶体管的表面，具体地说是布线或象素电极，不被暴露，因此，在剥离掉衬底之后，难以估计待要剥离的物体的特性。对于用具有这种结构的待要剥离的物体制造液晶显示器件或发光器件的情况，此结构成为其中多个衬底彼此键合的结构，且液晶显示器件或发光器件的厚度变得更大，因而存在着当使用液晶显示器件或发光器件时无法将电子装置做得更小的问题。而且存在着来自液晶显示器件的后照光的投射光以及发光器件中发光元件发射的光都无法有效地出射的问题。

在JP 2002-217391A所公开的发明中，待要剥离的物体和第二衬底被可溶于水的粘合剂键合，但被暴露于水的可溶于水粘合剂的表面区域实际上是很小的，因而存在着剥离第二衬底很费时间的问题。

关于这一问题，借助于清除部分第二衬底并暴露暂时粘合层更大的表面区域，有可能缩短剥离时间。在此情况下，第二衬底是一次性的，但存在着当在第二衬底中采用诸如石英玻璃或稀有材料之类的昂贵材料时会提高成本的问题。

此外，若有机树脂被用于是为待要剥离的物体的薄膜晶体管的层间绝缘膜，则存在着由于有机树脂容易吸收潮气而使层间绝缘膜体积膨胀且薄膜变形，薄膜晶体管布线从而会剥离的问题。

发明内容