剝離方法
【技術領域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種物體、方法或制造方法。另外，本發(fā)明涉及一種工序(process)、機器(machine)、產(chǎn)品(manufacture)或物質組成(composit1n of matter)。本發(fā)明的一個方式涉及一種半導體裝置、發(fā)光裝置、顯示裝置、電子設備、照明裝置或是它們的制造方法。特別地，本發(fā)明的一個方式涉及一種使用有機電致發(fā)光(以下也稱為E L(Electroluminescence))現(xiàn)象的發(fā)光裝置以及該發(fā)光裝置的制造方法。特別地，本發(fā)明的一個方式涉及一種剝離方法以及具有剝離工序的裝置的制造方法。此外，本發(fā)明的一個方式涉及一種能用于該裝置的制造方法的激光照射系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]近年來，開發(fā)有柔性裝置，在其中如半導體元件、顯示元件或發(fā)光元件等功能元件設置在具有柔性的基板(以下也稱為柔性基板)上。柔性裝置的代表例子，除了照明裝置和圖像顯示裝置之外，還包括具有晶體管等半導體元件的各種半導體電路。
[0003]作為包括柔性基板的裝置的制造方法，已開發(fā)出一種技術，在形成用基板(例如，玻璃基板或石英基板)上形成諸如薄膜晶體管或有機EL元件等功能元件，然后將該功能元件轉移到柔性基板。該方法需要將具有功能元件的層從形成用基板剝離的工序(也稱為剝離工序)。
[0004]例如，專利文獻1公開了使用激光燒蝕的剝離技術，在基板上形成由非晶硅等形成的分離層，在該分離層上形成由薄膜元件形成的待剝離層，并使用粘合層將該待剝離層粘合到轉移體。通過激光照射使分離層燒蝕，來在分離層中產(chǎn)生剝離。
[0005]另外，專利文獻2公開了通過諸如人手等物理力進行剝離的技術。此外，專利文獻2公開了如下剝離技術:在基板與氧化物層之間形成金屬層并且利用氧化物層與金屬層之間的界面處的弱結合，從而在氧化物層與金屬層之間的界面處產(chǎn)生剝離，由此使待剝離層與基板彼此分離。
[參考文獻]
[專利文獻]
[0006][專利文獻1]日本專利申請公開H10-125931[專利文獻2]日本專利申請公開2003-174153

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]當在剝離工序中剝離界面處的剝離能力劣化時，大應力施加到功能元件，有時會破壞該功能元件。
[0008]本發(fā)明的一個方式的一個目的是提高剝離工序中的成品率。
[0009]本發(fā)明的一個方式的另一個目的是提高如半導體裝置、發(fā)光裝置、顯示裝置、電子設備或照明裝置等裝置的制造工序中的成品率。特別地，本發(fā)明的一個方式的另一個目的是提高輕量、薄型或柔性的半導體裝置、發(fā)光裝置、顯示裝置、電子設備或照明裝置的制造工序中的成品率。
[0010]本發(fā)明的一個方式的又一個目的是減少裝置的制造工序中產(chǎn)生的塵埃的量。本發(fā)明的一個方式的又一個目的是抑制在裝置的制造工序中混入雜質。本發(fā)明的一個方式的又一個目的是提高在裝置的制造工序中貼合基板時的位置對準精度。本發(fā)明的一個方式的又一個目的是提供一種可靠性高的發(fā)光裝置。本發(fā)明的一個方式的又一個目的是提供一種新穎的剝離方法或新穎的裝置制造方法。
[0011]注意，對上述目的的描述并不妨礙其它目的存在。在本發(fā)明的一個方式中，并不需要實現(xiàn)上述所有目的。其它目的從說明書、附圖、權利要求書等的記載中是顯而易見的，并且可以從所述記載中抽出。
[0012]本發(fā)明的一個方式是一種剝離方法，包括:在第一基板上形成剝離層的第一步驟、在剝離層上形成包含與剝離層接觸的第一層的待剝離層的第二步驟、使與剝離層及待剝離層重疊的狀態(tài)下的粘合層固化的第三步驟、去除與剝離層及粘合層重疊的第一層的一部分來形成起剝點的第四步驟、以及將剝離層和待剝離層分離的第五步驟。
[0013]在上述剝離方法中，優(yōu)選通過激光照射形成起剝點。
[0014]在上述剝離方法中，剝離層與粘合層優(yōu)選彼此重疊，使得粘合層的端部位于剝離層的端部內(nèi)側。
[0015]在上述剝離方法中，優(yōu)選在第三步驟中形成圍繞粘合層的框狀分隔壁。
[0016]在上述剝離方法中，框狀分隔壁的端部優(yōu)選位于剝離層的端部內(nèi)側。
[0017]在上述剝離方法中，優(yōu)選在第三步驟中形成處于未固化的狀態(tài)或半固化的狀態(tài)的框狀分隔壁。
[0018]本發(fā)明的另一個方式是一種剝離方法，包括:在第一基板上形成剝離層的第一步驟、在剝離層上形成包含與剝離層接觸的第一層的待剝離層的第二步驟、在與剝離層及待剝離層重疊的狀態(tài)下使框狀分隔壁及位于框狀分隔壁內(nèi)側的粘合層固化的第三步驟、去除與剝離層及框狀分隔壁重疊的第一層的一部分來形成起剝點的第四步驟、以及將剝離層和待剝離層分離的第五步驟。
[0019]本發(fā)明的另一個方式是一種利用上述各剝離方法制造半導體裝置、發(fā)光裝置、顯示裝置、電子設備或照明裝置的制造方法。
[0020]注意，本說明書中的發(fā)光裝置在其范圍內(nèi)包括使用發(fā)光元件的顯示裝置。另外，本說明書中的發(fā)光裝置的范疇包括:一模塊，其中發(fā)光元件設置有諸如各向異性導電薄膜或TCP (tape carrier package:帶載封裝)等連接器；具有TCP的模塊，在該TCP端部設置有印刷線路板；以及一模塊，其中1C(集成電路)通過C0G(chip on glass:玻璃覆晶封裝)方式直接安裝在發(fā)光元件上。上述發(fā)光裝置還包括用于照明設備等中的發(fā)光裝置。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個方式，能夠提高剝離工序中的成品率。另外，根據(jù)本發(fā)明的一個方式，能夠提高半導體裝置、發(fā)光裝置、顯示裝置、電子設備或照明裝置的制造工序中的成品率。尤其能夠提高輕量、薄型或柔性的半導體裝置、發(fā)光裝置、顯示裝置、電子設備或照明裝置的制造工序中的成品率。
【附圖說明】
[0022]在附圖中: 圖1A至圖1E示出剝離方法；
圖2A至圖2C示出剝離方法；
圖3A、圖3B1至圖3B8、圖3C示出剝離方法；
圖4A至圖4D示出剝離方法；
圖5A至圖?示出剝離方法；
圖6A至圖6D示出剝離方法；
圖7A至圖7D示出剝離方法；
圖8A至圖8D示出剝離方法；
圖9A至圖9C示出剝離方法；
圖10A至圖101示出剝離層的平面形狀；
圖11A至圖11C示出發(fā)光裝置的例子；
圖12A至圖12C示出發(fā)光裝置的例子；
圖13A至圖13C示出發(fā)光裝置的例子；
圖14A至圖14C示出發(fā)光裝置的例子；
圖15A至圖15C示出發(fā)光裝置的制造方法；
圖16A至圖16C示出發(fā)光裝置的制造方法；
圖17A至圖17C示出發(fā)光裝置的制造方法；
圖18A至圖18C示出發(fā)光裝置的制造方法；
圖19A和圖19B示出發(fā)光裝置的制造方法；
圖20A和圖20B示出發(fā)光裝置的制造方法；
圖21A和圖21B示出發(fā)光裝置的制造方法；
圖22A和圖22B示出發(fā)光裝置的制造方法；
圖23A至圖23C示出發(fā)光裝置的制造方法；
圖24A和圖24B示出發(fā)光裝置的制造方法；
圖25示出發(fā)光裝置的制造方法；
圖26A至圖26G示出電子設備及照明裝置；
圖27A和圖27B均示出激光照射系統(tǒng)；
圖28A和圖28B是實施例中的樣品的光學顯微鏡照片；
圖29A至圖29D是示出實施例中的樣品的光學顯微鏡照片的圖；
圖30A和圖30B示出發(fā)光裝置的例子；
圖31A和圖31B示出發(fā)光裝置的例子；
圖32示出激光照射系統(tǒng)；
圖33A至圖33D示出剝離方法；以及圖34A至圖34D示出剝離方法。
【具體實施方式】
[0023]將參照附圖詳細說明實施方式。注意，本發(fā)明不局限于以下說明，而所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實就是在不脫離本發(fā)明的宗旨及范圍的情況下可以進行各種改變及變換。因此，本發(fā)明不應該被解釋為局限于下面的實施方式的內(nèi)容中。
[0024]注意，在下面說明的發(fā)明結構中，在不同的附圖中由相同的附圖標記表示相同的部分或具有相同功能的部分，而不對這些部分進行反復說明。此外，將同樣的陰影線用于具有相似功能的部分，該部分有時不特別用附圖標記加以表示。
[0025]另外，為了便于理解，有時在附圖等中示出的各結構的位置、大小或范圍等并非正確地表示。因此，所公開的發(fā)明不必然局限于附圖等所公開的位置、大小或范圍等。
[0026]待剝離層可形成在形成用基板上，并可從形成用基板剝離，然后轉移到其它基板。通過這種方法，例如，形成在耐熱性高的形成用基板上的待剝離層能轉移到耐熱性低的基板，并且待剝離層的制造溫度不會因耐熱性低的基板而受到限制。待剝離層轉移到比形成用基板更輕、更薄或者更具柔性的基板等，由此能夠使諸如半導體裝置、發(fā)光裝置、顯示裝置等各種裝置輕量化、薄型化、柔性化。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個方式能夠制造出的裝置包括功能元件。功能元件的例子包括:諸如晶體管等半導體元件;發(fā)光二極管;無機EL元件、有機EL元件等發(fā)光元件；以及液晶元件等顯示元件。例如，具有被封裝的晶體管的半導體裝置、具有被封裝的發(fā)光元件的發(fā)光裝置(在此，也包括具有被封裝的晶體管及發(fā)光元件的顯示裝置)是根據(jù)本發(fā)明的一個方式能夠制造出的裝置的例子。
[0028]例如，為了保護因水分等而容易劣化的有機EL元件，透水性低的保護膜能在高溫下形成在玻璃基板上并轉移到具有柔性的有機樹脂基板。即便有機樹脂基板的耐熱性及防水性低，通過在轉移到有機樹脂基板的保護膜上形成有機EL元件，也能夠制造出可靠性高的柔性發(fā)光裝置。
[0029]本發(fā)明的一個方式涉及以上述方式進行剝離及轉移的裝置的制造方法，特別是，本發(fā)明的一個方式涉及一種剝離方法。在實施方式1中，將說明本發(fā)明的一個方式的剝離方法。在實施方式2中，作為根據(jù)本發(fā)明的一個方式能夠制造出的裝置的結構例，將說明包括有機EL元件的柔性發(fā)光裝置，并且將說明該發(fā)光裝置的制造方法的實施例。在實施方式3中，將說明包括根據(jù)本發(fā)明的一個方式能夠制造出的裝置的電子設備及照明裝置。在實施方式4中，將說明可用于本發(fā)明的一個方式的剝離方法的激光照射系統(tǒng)。最后，將說明本發(fā)明的一個方式的剝離方法的實施例。
[0030]實施方式1
在本實施方式中，將參照圖1A至圖1E、圖2A至圖2C、圖3A、圖3B1至圖3B8、圖3C、圖4A至圖4D、圖5A至圖5D、圖6A至圖6D、圖7A至圖7D、圖8A至圖8D、圖9A至圖9C以及圖10A至圖101，說明本發(fā)明的一個方式的剝離方法。
[0031]具體而言，本發(fā)明的一個方式是一種剝離方法，包括:在第一基板上形成剝離層的第一步驟;在剝離層上形成具有與剝離層接觸的第一層的待剝離層的第二步驟;對處于與剝離層及待剝離層重疊的狀態(tài)下的粘合層進行固化的第三步驟;去除與剝離層及待剝離層重疊的第一層的一部分來形成起剝點的第四步驟；以及將剝離層和待剝離層分離的第五步驟。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的一個方式，在剝離層、待剝離層與處于固化后的狀態(tài)的粘合層彼此重疊的區(qū)域中，去除第一層(包含在待剝離層中且與剝離層接觸的層)的一部分來形成起剝點。通過在上述區(qū)域中形成起剝點，能夠提高剝離的成品率。
[0033]另外，根據(jù)本發(fā)明的一個方式，在處于固化后的狀態(tài)的粘合層的端部附近且剝離層與待剝離層彼此重疊的區(qū)域中，也可以去除第一層的一部分來形成起剝點。當起剝點形成在不與粘合層重疊的位置的情況下，優(yōu)選的是，起剝點的形成位置與粘合層的距離近，由此能夠可靠地將剝離層和待剝離層分離，具體而言，優(yōu)選的是，起剝點形成在距離粘合層的端部1mm以內(nèi)的位置。
[0034]在上述剝離方法中，起剝點優(yōu)選通過照射激光形成。通過使用激光，不需要為了形成起剝點切割第一基板，從而能夠抑制塵埃產(chǎn)生，所以是優(yōu)選的。
[0035]在上述剝離方法中，剝離層與粘合層優(yōu)選彼此重疊，使得粘合層的端部位于剝離層的端部內(nèi)側。當存在粘合層不與剝離層重疊的區(qū)域時，根據(jù)該區(qū)域的面積以及粘合層和與其接觸的層之間的密接程度而容易發(fā)生剝離不良。因此，優(yōu)選的是，粘合層不位于剝離層外側。另外，粘合層的端部與剝離層的端部也可以相互對齊。
[0036]在上述剝離方法中，優(yōu)選在第三步驟中形成圍繞粘合層的框狀分隔壁。通過使用圍繞粘合層的框狀分隔壁，即便粘合層擴張也能夠利用該分隔壁阻止粘合層擴張。因而，由于框狀分隔壁可抑制粘合層位于剝離層的端部外側，因此，框狀分隔壁是優(yōu)選的。
[0037]在上述剝離方法中，框狀分隔壁的端部優(yōu)選位于剝離層的端部內(nèi)側。由此，粘合層的端部也可以位于剝離層的端部內(nèi)側。另外，分隔壁的端部與剝離層的端部也可以對齊。
[0038]在上述剝離方法中，優(yōu)選在第三步驟中形成處于未固化的狀態(tài)或半固化的狀態(tài)的框狀分隔壁。在與粘合層重疊的狀態(tài)下形成起剝點的情況下，在分隔壁處于固化后的狀態(tài)時，根據(jù)固化后的分隔壁的面積以及分隔壁和與其接觸的層之間的密接程度而容易發(fā)生剝離不良。通過將粘度高的材料用于分隔壁，即便分隔壁處于未固化的狀態(tài)或半固化的狀態(tài)，也能夠提高抑制空氣中的水分等雜質混入到待剝離層中的效果。
[0039]本發(fā)明的另一個方式是一種剝離方法，包括:在第一基板上形成剝離層的第一步驟;在剝離層上形成包含與剝離層接觸的第一層的待剝離層的第二步驟;在剝離層與待剝離層重疊的狀態(tài)下對框狀分隔壁及位于框狀分隔壁內(nèi)側的粘合層進行固化的第三步驟;去除與剝離層及框狀分隔壁重疊的第一層的一部分來形成起剝點的第四步驟;以及將剝離層和待剝離層分離的第五步驟。
[0040]在對分隔壁進行固化的情況下，在剝離層、待剝離層與固化后的狀態(tài)的分隔壁彼此重疊的區(qū)域中，優(yōu)選去除第一層的一部分來形成起剝點。通過在上述區(qū)域中形成起剝點，能夠提高剝離的成品率。另外，待剝離層可以通過粘合層和分隔壁兩者密封，由此能夠提高制造出的裝置的可靠性。
[0041 ]下面說明本發(fā)明的一個方式的剝離方法的四個例子。
[0042]〈剝離方法1〉
首先，在形成用基板101上形成剝離層103，在剝離層103上形成待剝離層105(下面稱為層105)(圖1A)。雖然在此說明形成具有島狀的剝離層的例子，但本發(fā)明的一個方式不局限于該例子。另外，層105也可以形成為具有島狀。在該工序中，可以選擇剝離層103的材料，使得當層105從形成用基板101剝離時，在形成用基板101與剝離層103之間的界面處、剝離層103與層105之間的界面處或剝離層103中產(chǎn)生剝離。雖然在本實施方式中說明在層105與剝離層103之間的界面處產(chǎn)生剝離的例子，但是本發(fā)明的一個方式根據(jù)用于剝離層103或層105的材料不同不局限于以上例子。注意，在層105具有疊層結構的情況下，與剝離層103接觸的層被特別地稱為第一層。
[0043]例如，在剝離層103具有鎢膜與氧化鎢膜的疊層結構的情況下，當在鎢膜與氧化鎢膜之間的界面(或者界面附近)產(chǎn)生剝離時，剝離層103的一部分(在此是氧化鎢膜的一部分)也可以殘留在層105—側。另外，殘留在層105—側的剝離層103也可以在剝離之后被去掉。
[0044]作為形成用基板101，使用至少具有可承受制造工序中的處理溫度的耐熱性充分高的基板。作為形成用基板101，例如，可以使用玻璃基板、石英基板、藍寶石基板、半導體基板、陶瓷基板、金屬基板、樹脂基板或塑料基板。
[0045]此外，從量產(chǎn)性的觀點來看，優(yōu)選使用大尺寸玻璃基板作為形成用基板101。例如，可以使用具有如下尺寸或具有更大尺寸的玻璃基板:第3代(550mm X 650mm)、第3.5代(600mm X 720mm或620mm X 750mm)、第4代(680mm X 880mm或730mm X 920mm)、第5代(1100mm X1300mm)、第6代(1500mmX 1850mm)、第7代(1870mmX 2200mm)、第8代(2200mmX 2400mm)、第9代(2400mmX 2800mm或2450mmX 3050mm)以及第 10代(2950mmX 3400mm)。
[0046]在使用玻璃基板作為形成用基板101的情況下，可優(yōu)選在形成用基板101與剝離層103之間形成氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜等絕緣膜，以作為基底膜，在這種情況下能夠防止來自玻璃基板的污染。
[0047]剝離層103可以使用選自媽、鉬、鈦、鉭、銀、鎳、鈷、錯、鋅、舒、銘、鈀、鋨、銥、娃中的元素;包含任意上述元素的合金材料;包含任意上述元素的化合物材料等。包含硅的層的結晶結構可以為非晶、微晶或多晶。此外，可以使用氧化鋁、氧化鎵、氧化鋅、二氧化鈦、氧化銦、氧化銦錫、氧化銦鋅或In-Ga-Zn氧化物等金屬氧化物。剝離層103優(yōu)選使用鎢、鈦、鉬等高熔點金屬材料而形成，在這種情況下層105的形成工序的自由度能夠得到提高。
[0048]剝離層103例如可以通過濺射法、等離子體CVD法、涂敷法(包括旋涂法、液滴噴射法、分配器法等)或印刷法形成。剝離層103的厚度例如大于或等于10nm且小于或等于200nm，優(yōu)選大于或等于20nm且小于或等于lOOnm。
[0049]在剝離層103具有單層結構的情況下，優(yōu)選形成鎢層、鉬層或者包含鎢和鉬的混合物的層。另外，也可以形成包含鎢的氧化物或氧氮化物的層、包含鉬的氧化物或氧氮化物的層、或者包含鎢和鉬的混合物的氧化物或氧氮化物的層。此外，鎢和鉬的混合物例如是鎢和鉬的合金。
[0050]在剝離層103被形