剥离方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种物体、方法或制造方法。另外，本发明涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或物质组成(composit1n of matter)。本发明的一个方式涉及一种半导体装置、发光装置、显示装置、电子设备、照明装置或是它们的制造方法。特别地，本发明的一个方式涉及一种使用有机电致发光(以下也称为E L(Electroluminescence))现象的发光装置以及该发光装置的制造方法。特别地，本发明的一个方式涉及一种剥离方法以及具有剥离工序的装置的制造方法。此外，本发明的一个方式涉及一种能用于该装置的制造方法的激光照射系统。
【背景技术】
[0002]近年来，开发有柔性装置，在其中如半导体元件、显示元件或发光元件等功能元件设置在具有柔性的基板(以下也称为柔性基板)上。柔性装置的代表例子，除了照明装置和图像显示装置之外，还包括具有晶体管等半导体元件的各种半导体电路。
[0003]作为包括柔性基板的装置的制造方法，已开发出一种技术，在形成用基板(例如，玻璃基板或石英基板)上形成诸如薄膜晶体管或有机EL元件等功能元件，然后将该功能元件转移到柔性基板。该方法需要将具有功能元件的层从形成用基板剥离的工序(也称为剥离工序)。
[0004]例如，专利文献1公开了使用激光烧蚀的剥离技术，在基板上形成由非晶硅等形成的分离层，在该分离层上形成由薄膜元件形成的待剥离层，并使用粘合层将该待剥离层粘合到转移体。通过激光照射使分离层烧蚀，来在分离层中产生剥离。
[0005]另外，专利文献2公开了通过诸如人手等物理力进行剥离的技术。此外，专利文献2公开了如下剥离技术:在基板与氧化物层之间形成金属层并且利用氧化物层与金属层之间的界面处的弱结合，从而在氧化物层与金属层之间的界面处产生剥离，由此使待剥离层与基板彼此分离。
[参考文献]
[专利文献]
[0006][专利文献1]日本专利申请公开H10-125931[专利文献2]日本专利申请公开2003-174153
【发明内容】
[0007]当在剥离工序中剥离界面处的剥离能力劣化时，大应力施加到功能元件，有时会破坏该功能元件。
[0008]本发明的一个方式的一个目的是提高剥离工序中的成品率。
[0009]本发明的一个方式的另一个目的是提高如半导体装置、发光装置、显示装置、电子设备或照明装置等装置的制造工序中的成品率。特别地，本发明的一个方式的另一个目的是提高轻量、薄型或柔性的半导体装置、发光装置、显示装置、电子设备或照明装置的制造工序中的成品率。
[0010]本发明的一个方式的又一个目的是减少装置的制造工序中产生的尘埃的量。本发明的一个方式的又一个目的是抑制在装置的制造工序中混入杂质。本发明的一个方式的又一个目的是提高在装置的制造工序中贴合基板时的位置对准精度。本发明的一个方式的又一个目的是提供一种可靠性高的发光装置。本发明的一个方式的又一个目的是提供一种新颖的剥离方法或新颖的装置制造方法。
[0011]注意，对上述目的的描述并不妨碍其它目的存在。在本发明的一个方式中，并不需要实现上述所有目的。其它目的从说明书、附图、权利要求书等的记载中是显而易见的，并且可以从所述记载中抽出。
[0012]本发明的一个方式是一种剥离方法，包括:在第一基板上形成剥离层的第一步骤、在剥离层上形成包含与剥离层接触的第一层的待剥离层的第二步骤、使与剥离层及待剥离层重叠的状态下的粘合层固化的第三步骤、去除与剥离层及粘合层重叠的第一层的一部分来形成起剥点的第四步骤、以及将剥离层和待剥离层分离的第五步骤。
[0013]在上述剥离方法中，优选通过激光照射形成起剥点。
[0014]在上述剥离方法中，剥离层与粘合层优选彼此重叠，使得粘合层的端部位于剥离层的端部内侧。
[0015]在上述剥离方法中，优选在第三步骤中形成围绕粘合层的框状分隔壁。
[0016]在上述剥离方法中，框状分隔壁的端部优选位于剥离层的端部内侧。
[0017]在上述剥离方法中，优选在第三步骤中形成处于未固化的状态或半固化的状态的框状分隔壁。
[0018]本发明的另一个方式是一种剥离方法，包括:在第一基板上形成剥离层的第一步骤、在剥离层上形成包含与剥离层接触的第一层的待剥离层的第二步骤、在与剥离层及待剥离层重叠的状态下使框状分隔壁及位于框状分隔壁内侧的粘合层固化的第三步骤、去除与剥离层及框状分隔壁重叠的第一层的一部分来形成起剥点的第四步骤、以及将剥离层和待剥离层分离的第五步骤。
[0019]本发明的另一个方式是一种利用上述各剥离方法制造半导体装置、发光装置、显示装置、电子设备或照明装置的制造方法。
[0020]注意，本说明书中的发光装置在其范围内包括使用发光元件的显示装置。另外，本说明书中的发光装置的范畴包括:一模块，其中发光元件设置有诸如各向异性导电薄膜或TCP (tape carrier package:带载封装)等连接器；具有TCP的模块，在该TCP端部设置有印刷线路板；以及一模块，其中1C(集成电路)通过C0G(chip on glass:玻璃覆晶封装)方式直接安装在发光元件上。上述发光装置还包括用于照明设备等中的发光装置。
[0021]根据本发明的一个方式，能够提高剥离工序中的成品率。另外，根据本发明的一个方式，能够提高半导体装置、发光装置、显示装置、电子设备或照明装置的制造工序中的成品率。尤其能够提高轻量、薄型或柔性的半导体装置、发光装置、显示装置、电子设备或照明装置的制造工序中的成品率。
【附图说明】
[0022]在附图中: 图1A至图1E示出剥离方法；
图2A至图2C示出剥离方法；
图3A、图3B1至图3B8、图3C示出剥离方法；
图4A至图4D示出剥离方法；
图5A至图?示出剥离方法；
图6A至图6D示出剥离方法；
图7A至图7D示出剥离方法；
图8A至图8D示出剥离方法；
图9A至图9C示出剥离方法；
图10A至图101示出剥离层的平面形状；
图11A至图11C示出发光装置的例子；
图12A至图12C示出发光装置的例子；
图13A至图13C示出发光装置的例子；
图14A至图14C示出发光装置的例子；
图15A至图15C示出发光装置的制造方法；
图16A至图16C示出发光装置的制造方法；
图17A至图17C示出发光装置的制造方法；
图18A至图18C示出发光装置的制造方法；
图19A和图19B示出发光装置的制造方法；
图20A和图20B示出发光装置的制造方法；
图21A和图21B示出发光装置的制造方法；
图22A和图22B示出发光装置的制造方法；
图23A至图23C示出发光装置的制造方法；
图24A和图24B示出发光装置的制造方法；
图25示出发光装置的制造方法；
图26A至图26G示出电子设备及照明装置；
图27A和图27B均示出激光照射系统；
图28A和图28B是实施例中的样品的光学显微镜照片；
图29A至图29D是示出实施例中的样品的光学显微镜照片的图；
图30A和图30B示出发光装置的例子；
图31A和图31B示出发光装置的例子；
图32示出激光照射系统；
图33A至图33D示出剥离方法；以及图34A至图34D示出剥离方法。
【具体实施方式】
[0023]将参照附图详细说明实施方式。注意，本发明不局限于以下说明，而所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是在不脱离本发明的宗旨及范围的情况下可以进行各种改变及变换。因此，本发明不应该被解释为局限于下面的实施方式的内容中。
[0024]注意，在下面说明的发明结构中，在不同的附图中由相同的附图标记表示相同的部分或具有相同功能的部分，而不对这些部分进行反复说明。此外，将同样的阴影线用于具有相似功能的部分，该部分有时不特别用附图标记加以表示。
[0025]另外，为了便于理解，有时在附图等中示出的各结构的位置、大小或范围等并非正确地表示。因此，所公开的发明不必然局限于附图等所公开的位置、大小或范围等。
[0026]待剥离层可形成在形成用基板上，并可从形成用基板剥离，然后转移到其它基板。通过这种方法，例如，形成在耐热性高的形成用基板上的待剥离层能转移到耐热性低的基板，并且待剥离层的制造温度不会因耐热性低的基板而受到限制。待剥离层转移到比形成用基板更轻、更薄或者更具柔性的基板等，由此能够使诸如半导体装置、发光装置、显示装置等各种装置轻量化、薄型化、柔性化。
[0027]根据本发明的一个方式能够制造出的装置包括功能元件。功能元件的例子包括:诸如晶体管等半导体元件;发光二极管;无机EL元件、有机EL元件等发光元件；以及液晶元件等显示元件。例如，具有被封装的晶体管的半导体装置、具有被封装的发光元件的发光装置(在此，也包括具有被封装的晶体管及发光元件的显示装置)是根据本发明的一个方式能够制造出的装置的例子。
[0028]例如，为了保护因水分等而容易劣化的有机EL元件，透水性低的保护膜能在高温下形成在玻璃基板上并转移到具有柔性的有机树脂基板。即便有机树脂基板的耐热性及防水性低，通过在转移到有机树脂基板的保护膜上形成有机EL元件，也能够制造出可靠性高的柔性发光装置。
[0029]本发明的一个方式涉及以上述方式进行剥离及转移的装置的制造方法，特别是，本发明的一个方式涉及一种剥离方法。在实施方式1中，将说明本发明的一个方式的剥离方法。在实施方式2中，作为根据本发明的一个方式能够制造出的装置的结构例，将说明包括有机EL元件的柔性发光装置，并且将说明该发光装置的制造方法的实施例。在实施方式3中，将说明包括根据本发明的一个方式能够制造出的装置的电子设备及照明装置。在实施方式4中，将说明可用于本发明的一个方式的剥离方法的激光照射系统。最后，将说明本发明的一个方式的剥离方法的实施例。
[0030]实施方式1
在本实施方式中，将参照图1A至图1E、图2A至图2C、图3A、图3B1至图3B8、图3C、图4A至图4D、图5A至图5D、图6A至图6D、图7A至图7D、图8A至图8D、图9A至图9C以及图10A至图101，说明本发明的一个方式的剥离方法。
[0031]具体而言，本发明的一个方式是一种剥离方法，包括:在第一基板上形成剥离层的第一步骤;在剥离层上形成具有与剥离层接触的第一层的待剥离层的第二步骤;对处于与剥离层及待剥离层重叠的状态下的粘合层进行固化的第三步骤;去除与剥离层及待剥离层重叠的第一层的一部分来形成起剥点的第四步骤；以及将剥离层和待剥离层分离的第五步骤。
[0032]根据本发明的一个方式，在剥离层、待剥离层与处于固化后的状态的粘合层彼此重叠的区域中，去除第一层(包含在待剥离层中且与剥离层接触的层)的一部分来形成起剥点。通过在上述区域中形成起剥点，能够提高剥离的成品率。
[0033]另外，根据本发明的一个方式，在处于固化后的状态的粘合层的端部附近且剥离层与待剥离层彼此重叠的区域中，也可以去除第一层的一部分来形成起剥点。当起剥点形成在不与粘合层重叠的位置的情况下，优选的是，起剥点的形成位置与粘合层的距离近，由此能够可靠地将剥离层和待剥离层分离，具体而言，优选的是，起剥点形成在距离粘合层的端部1mm以内的位置。
[0034]在上述剥离方法中，起剥点优选通过照射激光形成。通过使用激光，不需要为了形成起剥点切割第一基板，从而能够抑制尘埃产生，所以是优选的。
[0035]在上述剥离方法中，剥离层与粘合层优选彼此重叠，使得粘合层的端部位于剥离层的端部内侧。当存在粘合层不与剥离层重叠的区域时，根据该区域的面积以及粘合层和与其接触的层之间的密接程度而容易发生剥离不良。因此，优选的是，粘合层不位于剥离层外侧。另外，粘合层的端部与剥离层的端部也可以相互对齐。
[0036]在上述剥离方法中，优选在第三步骤中形成围绕粘合层的框状分隔壁。通过使用围绕粘合层的框状分隔壁，即便粘合层扩张也能够利用该分隔壁阻止粘合层扩张。因而，由于框状分隔壁可抑制粘合层位于剥离层的端部外侧，因此，框状分隔壁是优选的。
[0037]在上述剥离方法中，框状分隔壁的端部优选位于剥离层的端部内侧。由此，粘合层的端部也可以位于剥离层的端部内侧。另外，分隔壁的端部与剥离层的端部也可以对齐。
[0038]在上述剥离方法中，优选在第三步骤中形成处于未固化的状态或半固化的状态的框状分隔壁。在与粘合层重叠的状态下形成起剥点的情况下，在分隔壁处于固化后的状态时，根据固化后的分隔壁的面积以及分隔壁和与其接触的层之间的密接程度而容易发生剥离不良。通过将粘度高的材料用于分隔壁，即便分隔壁处于未固化的状态或半固化的状态，也能够提高抑制空气中的水分等杂质混入到待剥离层中的效果。
[0039]本发明的另一个方式是一种剥离方法，包括:在第一基板上形成剥离层的第一步骤;在剥离层上形成包含与剥离层接触的第一层的待剥离层的第二步骤;在剥离层与待剥离层重叠的状态下对框状分隔壁及位于框状分隔壁内侧的粘合层进行固化的第三步骤;去除与剥离层及框状分隔壁重叠的第一层的一部分来形成起剥点的第四步骤;以及将剥离层和待剥离层分离的第五步骤。
[0040]在对分隔壁进行固化的情况下，在剥离层、待剥离层与固化后的状态的分隔壁彼此重叠的区域中，优选去除第一层的一部分来形成起剥点。通过在上述区域中形成起剥点，能够提高剥离的成品率。另外，待剥离层可以通过粘合层和分隔壁两者密封，由此能够提高制造出的装置的可靠性。
[0041 ]下面说明本发明的一个方式的剥离方法的四个例子。
[0042]〈剥离方法1〉
首先，在形成用基板101上形成剥离层103，在剥离层103上形成待剥离层105(下面称为层105)(图1A)。虽然在此说明形成具有岛状的剥离层的例子，但本发明的一个方式不局限于该例子。另外，层105也可以形成为具有岛状。在该工序中，可以选择剥离层103的材料，使得当层105从形成用基板101剥离时，在形成用基板101与剥离层103之间的界面处、剥离层103与层105之间的界面处或剥离层103中产生剥离。虽然在本实施方式中说明在层105与剥离层103之间的界面处产生剥离的例子，但是本发明的一个方式根据用于剥离层103或层105的材料不同不局限于以上例子。注意，在层105具有叠层结构的情况下，与剥离层103接触的层被特别地称为第一层。
[0043]例如，在剥离层103具有钨膜与氧化钨膜的叠层结构的情况下，当在钨膜与氧化钨膜之间的界面(或者界面附近)产生剥离时，剥离层103的一部分(在此是氧化钨膜的一部分)也可以残留在层105—侧。另外，残留在层105—侧的剥离层103也可以在剥离之后被去掉。
[0044]作为形成用基板101，使用至少具有可承受制造工序中的处理温度的耐热性充分高的基板。作为形成用基板101，例如，可以使用玻璃基板、石英基板、蓝宝石基板、半导体基板、陶瓷基板、金属基板、树脂基板或塑料基板。
[0045]此外，从量产性的观点来看，优选使用大尺寸玻璃基板作为形成用基板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]在使用玻璃基板作为形成用基板101的情况下，可优选在形成用基板101与剥离层103之间形成氧化硅膜、氧氮化硅膜、氮化硅膜、氮氧化硅膜等绝缘膜，以作为基底膜，在这种情况下能够防止来自玻璃基板的污染。
[0047]剥离层103可以使用选自妈、钼、钛、钽、银、镍、钴、错、锌、舒、铭、钯、锇、铱、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。包含硅的层的结晶结构可以为非晶、微晶或多晶。此外，可以使用氧化铝、氧化镓、氧化锌、二氧化钛、氧化铟、氧化铟锡、氧化铟锌或In-Ga-Zn氧化物等金属氧化物。剥离层103优选使用钨、钛、钼等高熔点金属材料而形成，在这种情况下层105的形成工序的自由度能够得到提高。
[0048]剥离层103例如可以通过溅射法、等离子体CVD法、涂敷法(包括旋涂法、液滴喷射法、分配器法等)或印刷法形成。剥离层103的厚度例如大于或等于10nm且小于或等于200nm，优选大于或等于20nm且小于或等于lOOnm。
[0049]在剥离层103具有单层结构的情况下，优选形成钨层、钼层或者包含钨和钼的混合物的层。另外，也可以形成包含钨的氧化物或氧氮化物的层、包含钼的氧化物或氧氮化物的层、或者包含钨和钼的混合物的氧化物或氧氮化物的层。此外，钨和钼的混合物例如是钨和钼的合金。
[0050]在剥离层103被形