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技術 樹脂基板積層体及び電子デバイスの製造方法

出願人 ジオマテック株式会社
発明者 菅原浩幸
出願日 2017年9月22日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2017-182893
公開日 2019年4月18日 (3ヶ月経過) 公開番号 2019-061975
状態 特許登録済
技術分野 半導体装置の製造処理一般 積層体(2) 半導体装置を構成する物質の物理的析出
主要キーワード 部分部材 高ケイ酸ガラス 各樹脂基板 レーザー光照射前 常圧環境 リジッドプリント基板 水引き ケイ素量
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題

低エネルギーレーザー光を用い、短時間の光照射処理で、樹脂基板剥離層から容易に剥離可能なものとする樹脂基板積層体及び樹脂基板積層体を用いた電子デバイスの製造方法を提供する。

解決手段

支持基板1と、支持基板1の上に積層された剥離層2と、を有する剥離層付き支持基板4と、剥離層2の支持基板1とは反対側の表面の上に剥離可能に積層された樹脂基板3と、を備え、剥離層2の表面の組成が、SixCyOz(0.05≦x≦0.49,0.15≦y≦0.73,0.22≦z≦0.36,x+y+z=1)であることを特徴とする樹脂基板積層体により解決される。

概要

背景

近年、有機ELディスプレイ(OLED)、液晶パネル(LCD)、太陽電池PV)などの電子デバイス薄型化、軽量化が進んでいる。さらに、これらの電子デバイスに対して、曲げるという機能性、つまりフレキシブルを付与することが望まれている。そのような背景の下、従来の重くて曲げることができないガラス基板に代わって、軽量かつ柔軟な樹脂基板が用いられている。

これらの電子デバイスの製造工程では、支持基板の上に無機物有機物からなる剥離層を形成し、剥離層の上にガラス基板や樹脂基板を剥離可能に積層した基板積層体が用いられている。具体的には、基板積層体のガラス基板や樹脂基板の上に電子部品を形成し、その後に電子部品付のガラス基板や樹脂基板を剥離層から剥離して、電子デバイスが製造されている。

特許文献1は、支持基板と、支持基板上に配置された無機層を備える無機層付き支持基板と、無機層上に剥離可能に積層されたガラス基板を備えるガラス積層体を用い、物理的にガラス基板を剥離する電子デバイスの製造方法が記載されている。

特許文献2は、固定基板上に非晶質シリコン膜を介して樹脂基板を形成して、その樹脂基板上にTFT素子を形成した後に、非晶質シリコン膜にレーザー光照射することによって固定基板から樹脂基板を剥離する表示装置作製方法が記載されている。

特許文献3は、その重合体鎖末端アンカー基を導入したポリアミック酸有機溶媒を含む剥離層形成用組成物を用いて形成された剥離層が記載されている。

概要

低エネルギーのレーザー光を用い、短時間の光照射処理で、樹脂基板を剥離層から容易に剥離可能なものとする樹脂基板積層体及び樹脂基板積層体を用いた電子デバイスの製造方法を提供する。支持基板1と、支持基板1の上に積層された剥離層2と、を有する剥離層付き支持基板4と、剥離層2の支持基板1とは反対側の表面の上に剥離可能に積層された樹脂基板3と、を備え、剥離層2の表面の組成が、SixCyOz(0.05≦x≦0.49,0.15≦y≦0.73,0.22≦z≦0.36,x+y+z=1)であることを特徴とする樹脂基板積層体により解決される。

目的

さらに、これらの電子デバイスに対して、曲げるという機能性、つまりフレキシブルを付与することが望まれている

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

支持基板と、前記支持基板の上に積層された剥離層と、を有する剥離層付き支持基板と、前記剥離層の前記支持基板とは反対側の表面の上に剥離可能に積層された樹脂基板と、を備え、前記剥離層の表面の組成が、SixCyOz(0.05≦x≦0.49,0.15≦y≦0.73,0.22≦z≦0.36,x+y+z=1)であることを特徴とする樹脂基板積層体

請求項2

前記剥離層の表面の組成が、SixCyOz(0.05≦x≦0.43,0.27≦y≦0.73,0.22≦z≦0.30,x+y+z=1)であることを特徴とする請求項1に記載の樹脂基板積層体。

請求項3

前記剥離層は、アモルファス状態であることを特徴とする請求項1又は2に記載の樹脂基板積層体。

請求項4

前記剥離層は、波長355nmのレーザー光照射することにより前記樹脂基板が前記剥離層から剥離可能となる材料で構成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の樹脂基板積層体。

請求項5

前記剥離層は、波長355nmのレーザー光を強度60〜80mJ/cm2で照射することにより前記樹脂基板が前記剥離層から剥離可能となる材料で構成されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の樹脂基板積層体。

請求項6

Si:Cの比が10:90〜90:10であるターゲットを用いて剥離層を支持基板上に積層し、前記剥離層の前記支持基板とは反対側の表面上に樹脂基板を積層して樹脂基板積層体を用意する工程と、前記樹脂基板積層体の前記樹脂基板の表面上に電子デバイス用部材を形成する部材形成工程と、前記剥離層にレーザー光を照射して前記剥離層から前記樹脂基板を剥離する剥離工程と、を行うことを特徴とする電子デバイスの製造方法。

請求項7

前記ターゲットにおけるSi:Cの比が30:70〜90:10であることを特徴とする請求項6に記載の電子デバイスの製造方法。

請求項8

前記剥離層は、アモルファス状態であることを特徴とする請求項6又は7に記載の電子デバイスの製造方法。

請求項9

前記剥離工程では、波長355nmのレーザー光を照射することを特徴とする請求項6に記載の電子デバイスの製造方法。

請求項10

前記剥離工程では、波長355nmのレーザー光を強度60〜80mJ/cm2で照射を照射することを特徴とする請求項6又は9に記載の電子デバイスの製造方法。

技術分野

0001

本発明は、樹脂基板積層体及び樹脂基板積層体を用いた電子デバイスの製造方法に関する。

背景技術

0002

近年、有機ELディスプレイ(OLED)、液晶パネル(LCD)、太陽電池PV)などの電子デバイスの薄型化、軽量化が進んでいる。さらに、これらの電子デバイスに対して、曲げるという機能性、つまりフレキシブルを付与することが望まれている。そのような背景の下、従来の重くて曲げることができないガラス基板に代わって、軽量かつ柔軟な樹脂基板が用いられている。

0003

これらの電子デバイスの製造工程では、支持基板の上に無機物有機物からなる剥離層を形成し、剥離層の上にガラス基板や樹脂基板を剥離可能に積層した基板積層体が用いられている。具体的には、基板積層体のガラス基板や樹脂基板の上に電子部品を形成し、その後に電子部品付のガラス基板や樹脂基板を剥離層から剥離して、電子デバイスが製造されている。

0004

特許文献1は、支持基板と、支持基板上に配置された無機層を備える無機層付き支持基板と、無機層上に剥離可能に積層されたガラス基板を備えるガラス積層体を用い、物理的にガラス基板を剥離する電子デバイスの製造方法が記載されている。

0005

特許文献2は、固定基板上に非晶質シリコン膜を介して樹脂基板を形成して、その樹脂基板上にTFT素子を形成した後に、非晶質シリコン膜にレーザー光照射することによって固定基板から樹脂基板を剥離する表示装置作製方法が記載されている。

0006

特許文献3は、その重合体鎖末端アンカー基を導入したポリアミック酸有機溶媒を含む剥離層形成用組成物を用いて形成された剥離層が記載されている。

先行技術

0007

特許第5991373号公報
特許第5147794号公報
国際公開2016/158990号公報

発明が解決しようとする課題

0008

従来の剥離層は、剥離層の上の基板を剥離する際に、高エネルギー紫外線を長時間照射する必要があった。また、樹脂基板を用いる場合、高エネルギーの紫外線を照射すると、樹脂基板が熱によって変性してしまうことがあった。

0009

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、低エネルギーのレーザー光を用い、短時間の光照射処理で、樹脂基板を剥離層から容易に剥離可能なものとする樹脂基板積層体及び樹脂基板積層体を用いた電子デバイスの製造方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0010

前記課題は、本発明の樹脂基板積層体によれば、支持基板と、前記支持基板の上に積層された剥離層と、を有する剥離層付き支持基板と、前記剥離層の前記支持基板とは反対側の表面の上に剥離可能に積層された樹脂基板と、を備え、前記剥離層の表面の組成が、SixCyOz(0.05≦x≦0.49,0.15≦y≦0.73,0.22≦z≦0.36,x+y+z=1)であること、により解決される。
上記構成により、低エネルギーのレーザー光を用い、短時間の光照射処理で、樹脂基板を剥離層から容易に剥離可能となるため、電子デバイスの製造に利用すると生産性が向上するとともに、製造コストを削減することが可能となる。

0011

このとき、前記剥離層の表面の組成が、SixCyOz(0.05≦x≦0.43,0.27≦y≦0.73,0.22≦z≦0.30,x+y+z=1)であると好適である。
このように、剥離層の表面の組成を適切な範囲に制御することで、レーザー光照射による剥離性を向上させるとともに、レーザー光による樹脂基板の損傷や剥離層の劣化を抑制することが可能となる。

0012

このとき、前記剥離層は、アモルファス状態であると好適である。
このように、剥離層がアモルファス(非晶質)状態であると、剥離層をスパッタリングなどの簡便な方法で成膜することが可能となるとともに、剥離性が向上する。

0013

このとき、前記剥離層は、波長355nmのレーザー光を照射することにより前記樹脂基板が前記剥離層から剥離可能となる材料で構成されていると好適である。
このように、剥離層は波長355nm付近吸収帯を有しており、一般的なYAGレーザーを用いることが可能である。

0014

このとき、前記剥離層は、波長355nmのレーザー光を強度60〜80mJ/cm2で照射することにより前記樹脂基板が前記剥離層から剥離可能となる材料で構成されていると好適である。
このように、剥離層は波長355nm付近に吸収帯を有しており、一般的なYAGレーザーを用いることが可能であるとともに、低エネルギーのレーザー光照射であっても適切に剥離を生じさせることが可能となる。

0015

前記課題は、本発明の電子デバイスの製造方法によれば、Si:Cの比が10:90〜90:10であるターゲットを用いて剥離層を支持基板上に積層し、前記剥離層の前記支持基板とは反対側の表面上に樹脂基板を積層して樹脂基板積層体を用意する工程と、前記樹脂基板積層体の前記樹脂基板の表面上に電子デバイス用部材を形成する部材形成工程と、前記剥離層にレーザー光を照射して前記剥離層から前記樹脂基板を剥離する剥離工程と、を行うこと、により解決される。

0016

このように、低エネルギーのレーザー光を用い、短時間の光照射処理で、樹脂基板を剥離層から容易に剥離可能となるため、電子デバイスの製造する際の生産性が向上するとともに、製造コストを削減することが可能となる。

0017

このとき、前記ターゲットにおけるSi:Cの比が30:70〜90:10であると好適である。
このように、剥離層の表面の組成を適切な範囲に制御することで、レーザー光照射による剥離性を向上させるとともに、レーザー光による樹脂基板の損傷や剥離層の劣化を抑制することが可能となる。
このとき、前記剥離層は、アモルファス状態であると好適である。
このように、剥離層がアモルファス(非晶質)状態であると、剥離層をスパッタリングなどの簡便な方法で成膜することが可能となるとともに、剥離性が向上する。
このとき、前記剥離工程では、波長355nmのレーザー光を照射すると好適である。
このように、剥離層は波長355nm付近に吸収帯を有しており、一般的なYAGレーザーを用いることが可能である。
このとき、前記剥離工程では、波長355nmのレーザー光を強度60〜80mJ/cm2で照射を照射すると好適である。
このように、剥離層は波長355nm付近に吸収帯を有しており、一般的なYAGレーザーを用いることが可能であるとともに、低エネルギーのレーザー光照射であっても適切に剥離を生じさせることが可能となる。

発明の効果

0018

本発明の樹脂基板積層体は、剥離層がSixCyOz(0.05≦x≦0.49,0.15≦y≦0.73,0.22≦z≦0.36,x+y+z=1)で形成されているため、低エネルギーのレーザー光を用い、短時間の光照射処理で、樹脂基板を剥離層から容易に剥離可能となる。従って、本発明の樹脂基板積層体を電子デバイスの製造に利用すると、生産性が向上するとともに、製造コストを削減することが可能となる。
また、本発明の樹脂基板積層体は、低エネルギーのレーザー光を用い、短時間の光照射処理で、樹脂基板を剥離層から容易に剥離可能であるため、樹脂基板に損傷を与えることなく、剥離を行うことができる。
さらに、本発明の樹脂基板積層体は、樹脂基板を剥離後に、樹脂基板を再度積層することで、樹脂基板積層体を再利用することが可能となる。

図面の簡単な説明

0019

本発明の一実施形態に係る樹脂基板積層体を示す模式的断面図である。
本発明の一実施形態に係る樹脂基板積層体に電子デバイス用部材を形成した電子デバイス用部材付き積層体を示す模式的断面図である。
本発明の一実施形態に係る電子デバイス用部材付き積層体において、剥離層付き支持基板から電子デバイスを剥離する様子を示す模式的断面図である。
本発明の一実施形態に係る電子デバイスの製造方法のフロー図である。
レーザー光照射前のガラス基板/SiC膜組成分析の結果を示すグラフである。
レーザー光(100mJ)を照射後のガラス基板/SiC膜の組成分析の結果を示すグラフである。
実施例3−1〜3−5、参考例3−1及び3−2の樹脂基板積層体のX線回折パターンを示すグラフである。
実施例3−1〜3−5、参考例3−1及び3−2の樹脂基板積層体の300〜400nmにおける透過率測定結果を示すグラフである。
実施例3−1〜3−5、参考例3−1及び3−2の樹脂基板積層体の300〜400nmにおける反射率の測定結果を示すグラフである。
実施例3−1〜3−5、参考例3−1及び3−2の樹脂基板積層体の300〜400nmにおける吸収率の測定結果を示すグラフである。
実施例3−1〜3−5、参考例3−1及び3−2の樹脂基板積層体の300〜400nmにおける剥離層のみの吸収率を示すグラフである。

0020

以下、本発明の一実施形態(本実施形態)に係る樹脂基板積層体、該樹脂基板積層体を用いた電子デバイスの製造方法について図1乃至11を参照して説明する。

0021

<樹脂基板積層体S>
本実施形態の樹脂基板積層体Sは、図1に模式的断面図を示すように、支持基板1および剥離層2を含む剥離層付き支持基板4と、樹脂基板3とを有する。
本実施形態の樹脂基板積層体Sにおいて、剥離層付き支持基板4の剥離層2の剥離層表面2a(支持基板1側とは反対側の表面)と、樹脂基板3の第一面3aと、を積層面として、剥離層付き支持基板4と樹脂基板3とが剥離可能に積層している。
換言すると、剥離層2の一方の面が支持基板1に固定されると共に、剥離層2の他方の面が樹脂基板3の第一面3aに接し、剥離層2と樹脂基板3との界面は剥離可能に密着されている。つまり、剥離層2は、樹脂基板3の第一面3aに対して易剥離性具備する。
以下、樹脂基板積層体Sの構成について詳述する。

0022

(剥離層付き支持基板4)
剥離層付き支持基板4は、支持基板1と、その表面上に積層された剥離層2とを備えている。剥離層2は、後述する樹脂基板3と剥離可能に密着するように、剥離層付き支持基板4における最も外側に配置されている。
次に、支持基板1および剥離層2について説明する。

0023

(支持基板1)
支持基板1は、第一面1aと第二面1bとを有し、第一面1a上に配置された剥離層2と共に、樹脂基板3を支持する基板である。
支持基板1としては、後述する剥離工程において、支持基板1の裏面からレーザー光が照射されるため、剥離工程で用いるレーザー光が透過するものであればよく、例えば、ガラス板プラスチック板などが用いられるがこれに限定されるものではない。取扱いが容易であり、安価であることから支持基板1として、ガラス板を用いることが好ましい。

0024

前記ガラス板としては、石英ガラス高ケイ酸ガラス(96%シリカ)、ソーダ石灰ガラス鉛ガラスアルミノホウケイ酸ガラスホウケイ酸ガラスパイレックス登録商標))、ホウケイ酸ガラス(無アルカリ)、ホウケイ酸ガラス(マイクロシート)、アルミノケイ酸塩ガラス等が含まれる。これらの中でも、線膨張係数が5ppm/K以下のものが望ましく、市販品であれば、液晶用ガラスであるコーニング社製の「コーニング(登録商標)7059」や「コーニング(登録商標)1737」、「EAGLE」、旭硝子社製の「AN100」、日本電気硝子社製の「OA10」、SCHOTT社製の「AF32」、アバンテクノストレート社製の「NA325G」などが望ましい。

0025

支持基板1の平面部分は、充分に平坦である事が望ましい。具体的には、表面粗さのP−V値が50nm以下、より好ましくは20nm以下、さらに好ましくは5nm以下である。表面粗さの値が大きいと、剥離層2と支持基板1の接着強度が不充分となる場合がある。

0026

支持基板1の厚さは、後述する樹脂基板3の厚さ、樹脂基板3の厚さ、および最終的な樹脂基板積層体S厚さに基づいて、選択される。支持基板1としてガラス板を用いる場合、支持基板1の厚さは、電子デバイス用部材を形成した後に剥離する際に、割れずに適度に撓む性質を備えるために、10mm以下の厚さが好ましく、3mm以下がより好ましく、1.3mm以下がさらに好ましい。厚さの下限については特に制限されないが、取り扱い性の観点から、好ましくは0.07mm以上、より好ましくは0.15mm以上、さらに好ましくは0.3mm以上である。

0027

支持基板1の面積は、剥離層付き支持基板4や樹脂基板積層体S、フレキシブル電子デバイス生産効率コストの観点より、大面積であることが好ましい。具体的には、1000cm2以上であることが好ましく、1500cm2以上であることがより好ましく、2000cm2以上であることがさらに好ましい。

0028

(剥離層2)
剥離層2は、支持基板1の第一面1a上に積層され、樹脂基板3の第一面3aと接する層であり、剥離層表面2aの組成が、SixCyOz(0.05≦x≦0.49,0.15≦y≦0.73,0.22≦z≦0.36,x+y+z=1)である。
ここで、yの値が0.15未満であるとレーザー光照射時にアッシュの発生が生じ易くなるが、yの値が0.15以上であれば、アッシュの発生が抑制されると共に剥離性が優れる。

0029

なお、yの値が0.73より大きいとレーザー光照射時にアッシュの発生が生じ易くなるが、yの値が0.73以下であれば、アッシュの発生が抑制されると共に剥離性が優れる。

0030

剥離層2の剥離層表面2aとは、剥離層2の最表面(支持基板1とは反対側の最表面)のことをいう。より詳細には、剥離層2の剥離層表面2aは、剥離層2の厚さを100%として最表面から支持基板1側に向けて10%の距離までの領域をいう。

0031

剥離層2における剥離層表面2aおよびそれ以外の組成は、X線光電子分光法(XPS)により測定できる。なお、剥離層2において、剥離層表面2a以外の組成は、剥離層表面2aの組成と異なっていてもよく、同一であってもよい。

0032

剥離層2は、SixCyOz(0.05≦x≦0.49,0.15≦y≦0.73,0.22≦z≦0.36,x+y+z=1)が主成分として含まれていることが好ましい。ここで、主成分とは、剥離層2の全体を100質量%としたときに、SixCyOz(0.05≦x≦0.49,0.15≦y≦0.73,0.22≦z≦0.36,x+y+z=1)の総含有量が90質量%以上であることを意味し、95質量%以上であることが好ましく、99質量%以上であることがより好ましい。

0033

剥離層2には、主成分であるSixCyOz(0.05≦x≦0.49,0.15≦y≦0.73,0.22≦z≦0.36,x+y+z=1)以外に、ドーパントが添加されていてもよい。
ドーパントとしては、例えば、N(窒素)やB(ホウ素)、Al(アルミニウム)、P(リン)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
主成分であるSixCyOz(0.05≦x≦0.49,0.15≦y≦0.73,0.22≦z≦0.36,x+y+z=1)に対するドーパントの含有割合は、10原子%以下であることが好ましい。ドーパントの含有割合が上記範囲内であることにより、良好な剥離性及び紫外光領域における光吸収を実現することができる。

0034

剥離層2の紫外光領域の吸収率は、50%以上であることが好ましく、より好ましくは、60%以上であるとよい。JIS Z8120の定義によれば、可視光線に相当する電磁波の波長の下限は約360〜400nm、上限はおおよそ760〜830nmであるが、本実施形態において、紫外光領域とは、400nm以下、より詳細には10nm以上400nm以下の波長領域を言い、可視光領域とは、400nmより長く700nm以下の波長領域を言う。
剥離工程において紫外領域のレーザー光(YAGレーザー:波長355nm)を用いる場合、波長340nm以上400nm以下の波長領域の吸収率が50%以上であると、剥離層2がレーザー光を十分に吸収し、樹脂基板を適切に剥離することが可能となる。

0035

剥離層2の厚さは、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。剥離層2の厚みが薄すぎると、形成された膜厚均一性が失われて剥離にむらが生ずる可能性がある。また剥離層2の厚みが厚すぎると、剥離に必要とされる照射レーザー光エネルギー(光量)を大きくする必要がある。

0036

剥離層2は、図1では単層として図示されているが、2層以上を積層して構成することも可能である。
また、剥離層2は、通常、図1に示すように支持基板1の第一面1aの全面にわたって積層されるが、適切な剥離性を有するのであれば、支持基板1の第一面1a上の一部に積層されていてもよい。例えば、剥離層2を、支持基板1の第一面1a上に、島状や、ストライプ状に設けられていてもよい。

0037

(樹脂基板3)
樹脂基板3は、第一面3aが剥離層2と接し、剥離層2側とは反対側の第二面3bに後述する電子デバイス用部材Pが設けられる。
樹脂基板3を構成する樹脂としては、熱可塑性樹脂又は熱硬化性樹脂のいずれでもよく、例えば、ポリエチレン(高密度中密度又は低密度)、ポロプロピレンアイソタクチック型又はシンジオタクチック型)、ポリブテンエチレンプレピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体EVA)、エチレン−プロピレンブテン共重合体等のポリオレフィン環状ポリオレフィン変性ポリオレフィンポリ塩化ビニルポリ塩化ビニリデンポリスチレンポリアミドポリイミドポリアミドイミドポリエーテルイミドフッ素化ポリイミドといった芳香族ポリイミド、脂環族ポリイミドなどのポリイミド系樹脂ポリカーボネートポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコールポリ−(4−メチルベンテン−1)、アイオノマーアクリル系樹脂ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタアクリレート、メチル(メタ)アクリレート−ブチル(メタ)アクリレート共重合体、メチル(メタ)アクリレート−スチレン共重合体アクリル−スチレン共重合体(AS樹脂)、ブタジエン−スチレン共重合体、ポリオ共重合体(EVOH)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプレンテレフタレート(PBT)、エチレン−テレフタレート−イソフタレート共重合体、ポリエチレンナフタレートプリシクロヘキサンテレフタレート(PCT)等のポリエステルポリエーテルポリエーテルケトン(PEK)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリエーテルイミド、ポリアセタール(POM)、ポリフェニレンオキシド変性ポリフェニレンオキシドポリアリレート芳香族ポリエステルポリテトラフルオロエチレンPTFE)、ポリフッ化ビニリデン、その他フッ素系樹脂スチレン系、ポリオレフィン系、ポリ塩化ビニル系、ポリウレタン系、フッ素ゴム系、塩素化ポリエチレン系等の各種熱可塑性エラストマーエボキシ樹脂フェノール樹脂ユリア樹脂メラミン樹脂不飽和ポリエステルシリコーン樹脂、ポリウレタン、ナイロンニトロセルロース酢酸セルロースセルロースアセテートプロピオネート等のセルロース系樹脂等、又はこれらを主とする共重合体、ブレンド体ポリマーアロイ等が挙げられ、これらのうちの1種又は2種以上を組み合わせて(例えば2層以上の積層体として)用いることができる。

0038

樹脂基板3として、耐熱性が100℃以上の高分子を用いたフィルム、所謂エンジニアリングプラスチックを用いたフィルムであることが好ましい。エンジニアリングプラスチックを用いたフィルムとは、例えば、芳香族ポリエステルフィルムであることが好ましく、さらには耐熱温度が150℃を越える芳香族ポリアミドフィルムポリアミドイミドフィルムポリイミドフィルムなどのスーパーエンプラフィルムなどを挙げることができる。ここに耐熱性とはガラス転移温度ないしは熱変形温度をいう。

0039

樹脂基板3の厚さは、特に限定されないが、高分子フィルムの厚さは3μm以上が好ましく、より好ましくは11μm以上であり、さらに好ましくは24μm以上であり、より一層好ましくは45μm以上である。高分子フィルムの厚さの上限は特に制限されないが、最終的な電子デバイスの薄型化、フレキシブル化の観点から、250μm以下であることが好ましく、より好ましくは150μm以下であり、さらに好ましくは90μm以下である。なお、樹脂基板3は樹脂層を2層以上積層したラミネート体を用いてもよい。

0040

(樹脂基板積層体Sの用途について)
以上のように、本実施形態の樹脂基板積層体Sは、上述した剥離層付き支持基板4の剥離層表面2aと樹脂基板3の第一面3aを積層面として、剥離層付き支持基板4と樹脂基板3を剥離可能に積層してなる積層体である。つまり、支持基板1と樹脂基板3との間に、剥離層2が介在する積層体である。
このような構成の樹脂基板積層体Sは、後述するように電子デバイスの製造において使用される。具体的には、図2に示すように、樹脂基板積層体Sは、第二面3bの表面上に電子デバイス用部材Pが形成される。その後、図3に示すように、剥離層付き支持基板4は、樹脂基板3との界面で剥離され、剥離層付き支持基板4は電子デバイスを構成する部材とはならない。電子デバイス用部材Pが形成された樹脂基板3が分離された剥離層付き支持基板4には、新たな樹脂基板3が積層され、剥離層付き支持基板4として再利用できる。

0041

本発明の樹脂基板積層体Sは、種々の用途に使用でき、例えば、液晶パネル(LCD)、有機ELディスプレイ(OLED)、電子ペーパーフィールドエミッションパネル量子ドットLEDパネルMEMSシャッターパネル等の表示装置用パネル、太陽電池(PV)、薄膜次電池、表面に回路が形成された半導体ウェハ等の電子デバイスを製造する用途などが挙げられる。

0042

<電子デバイスDの製造方法>
本実施の形態の電子デバイスの製造方法は、Si:Cの比が10:90〜90:10であるターゲットを用いて剥離層を支持基板上に積層し、前記剥離層の前記支持基板とは反対側の表面上に樹脂基板を積層して樹脂基板積層体を用意する工程と、前記樹脂基板積層体の前記樹脂基板の表面上に電子デバイス用部材を形成する部材形成工程と、前記剥離層にレーザー光を照射して前記剥離層から前記樹脂基板を剥離する剥離工程と、を行うことを特徴とする。
以下、各工程について図4を参照して詳細に説明する。

0043

(樹脂基板積層体を用意する工程)
樹脂基板積層体を用意する工程(ステップS1)では、まず、支持基板1に剥離層2を積層し、剥離層付き支持基板4を得て、該剥離層付き支持基板4の上に樹脂基板3を積層する。
具体的には、Si:Cの比が10:90〜90:10であるターゲットを用いて剥離層2を支持基板1上に積層し、剥離層付き支持基板4を得て、該剥離層付き支持基板4における剥離層2の支持基板1とは反対側の表面2a上に樹脂基板3を積層する。
剥離層付き支持基板4において、支持基板1上に剥離層2を形成方する法は、均一な厚みで剥離層を形成可能な方法であればよく、剥離層2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。

0044

例えば、SiCターゲットを用いて、Ar等の不活性ガスとO2等の酸素原子含有ガス混合ガスを導入して、蒸着法、スパッタリング法、CVD法などにより、支持基板1の第一面1a上に、剥離層2を設けることで剥離層付き支持基板4が製造される。このとき、ターゲットの組成や、混合ガス中の酸素原子含有ガスの量を調整することで、剥離層2の剥離層表面2aの酸素量(zの値)を制御することが可能である。なお、剥離層2の成膜条件は、用いる材料等に応じて、適宜選択すればよい。

0045

剥離層2を成膜する際に用いるターゲットとしては、Si:Cの比が10:90〜90:10となるように、SiC(炭化ケイ素)、SiCO(silicon carbon oxide)、SiO2(酸化ケイ素)、Si(ケイ素)などの物質を、単独又は組み合わせて用いることが可能である。このとき、ターゲットのSi:Cの比を調整することで、剥離層2の剥離層表面2aのケイ素量(xの値)及び炭素量(yの値)を制御することが可能である。

0046

剥離層2を成膜する際に用いるターゲットにおけるSi:Cの比は、Si:C=10:90〜90:10であればよく、Si:C=10:90〜30:70であることがより好ましく、Si:C=10:90〜50:50であることが特に好ましい。

0047

樹脂基板積層体Sにおいて、剥離層付き支持基板4の剥離層2上に樹脂基板3を積層する方法は、特に限定されないが、樹脂基板3を構成する樹脂の溶液や、樹脂前駆体の溶液を塗布・乾燥してフィルム化する手法を用いることができる。

0048

剥離層2上への樹脂の溶液や樹脂前駆体溶液の塗布は、例えば、スピンコート、ドクターブレードアプリケーターコンマコータースクリーン印刷法スリットコート、リバースコートディップコートカーテンコート、スリットダイコート等、公知の溶液の塗布手段を適宜用いることができる。

0049

例えば、樹脂基板3がポリイミド系樹脂フィルムである場合は、溶媒中でジアミン類テトラカルボン酸類とを反応させて得られるポリアミド酸ポリイミド前駆体)溶液を剥離層2の上に所定の厚さとなるように塗布し、乾燥した後に、高温熱処理して脱水閉環反応を行わせる熱イミド化法又は無水酢酸等を脱水剤とし、ピリジン等を触媒として用いる化学イミド化法を行うことによって得ることができる。

0050

また、樹脂基板3が熱可塑性樹脂フィルムである場合は、溶融延伸法により熱可塑性樹脂フィルムを得ることが出来る。また、熱可塑性樹脂でない場合は、溶液製膜法により樹脂フィルムを得ることが出来る。

0051

さらに、樹脂の種類によっては、剥離層2上に樹脂フィルムを物理的に積層する手法を用いることもできる。例えば、常圧環境下で剥離層付き支持基板4と樹脂基板3とを重ねた後に、樹脂基板3の第二面3bを軽く一か所押すことにより、重ね合わせ面内に密着起点を発生させ、その密着起点から密着を自然に広げる方法や、ロールやプレスを用いて圧着することで、密着起点からの密着を広げる方法などが挙げられる。ロールやプレスを用いて圧着する場合、剥離層2の剥離層表面2aと樹脂基板3の第一面3aとがより密着するうえ、両者の間に混入している気泡が比較的容易に除去されるので好ましい。

0052

なお、真空ラミネート法真空プレス法により剥離層2と樹脂基板3を圧着すると、気泡の混入の抑制や良好な密着の確保が好ましく行われるのでより好ましい。真空下で圧着することにより、微小な気泡が残存した場合でも、加熱により気泡が成長することがなく、ゆがみ欠陥つながりにくいという利点もある。

0053

剥離層付き支持基板4と樹脂基板3とを剥離可能に密着させる際には、剥離層2および樹脂基板3が互いに接触する側の面を十分に洗浄し、清浄度の高い環境で積層することが好ましい。洗浄の方法は特に限定されないが、例えば、剥離層2や樹脂基板3の表面をアルカリ水溶液で洗浄した後、さらに水を用いて洗浄する方法が挙げられる。
さらに、良好な積層状態を得るためには、剥離層2および樹脂基板3の互いに接触する側の面を洗浄後にプラズマ処理を施してから、積層することが好ましい。プラズマ処理に用いるプラズマとしては、例えば、大気プラズマ真空プラズマ等が挙げられる。

0054

(部材形成工程)
部材形成工程(ステップS2)では、樹脂基板積層体の樹脂基板の表面上に電子デバイス用部材を形成する。
具体的には、図2に示すように、本工程において、樹脂基板3の第二面3b上に電子デバイス用部材Pが形成され、電子デバイス用部材付き積層体SPが製造される。
まず、本工程で使用される電子デバイス用部材Pについて説明し、次に、本工程について詳述する。

0055

電子デバイス用部材Pは、樹脂基板積層体Sの樹脂基板3の第二面3b上に形成される電子デバイスDの少なくとも一部を構成する部材である。具体的には、電子デバイス用部材Pとしては、OLEDなどの表示装置用パネル、太陽電池、薄膜2次電池、表面に回路が形成された半導体ウェハ等の電子部品などに用いられる部材が挙げられる。

0056

例えば、OLED用部材としては、電極や、有機物層を積層してエッチングを行って形成したTFT素子や駆動回路などを挙げることができる。
また、太陽電池用部材としては、シリコン型では、正極の酸化スズなど透明電極、p層/i層n層で表されるシリコン層、および負極の金属等が挙げられ、その他に、化合物型色素増感型量子ドット型などに対応する各種部材等を挙げることができる。
また、薄膜2次電池用部材としては、リチウムイオン型では、正極および負極の金属または金属酸化物等の透明電極、電解質層リチウム化合物集電層の金属、封止層としての樹脂等が挙げられ、その他に、ニッケル水素型ポリマー型セラミックス電解質型などに対応する各種部材等を挙げることができる。
また、電子部品用部材としては、CCDやCMOSでは、導電部の金属、絶縁部の酸化ケイ素や窒化珪素等が挙げられ、その他に圧力センサ加速度センサなど各種センサリジッドプリント基板フレキシブルプリント基板リジッドフレキシブルプリント基板などに対応する各種部材等を挙げることができる。

0057

電子デバイス用部材付き積層体SPの製造方法は特に限定されず、電子デバイス用部材Pの構成部材の種類に応じて公知の方法を用いて、樹脂基板積層体Sの樹脂基板3の第二面3bの上に、電子デバイス用部材Pを形成する。
なお、電子デバイス用部材Pは、樹脂基板3の第二面3bの表面上に最終的に形成される部材の全部ではなく、部材の一部であってもよい。部分部材付き樹脂基板を、その後の工程で全部材付き樹脂基板(後述する電子デバイスに相当)とすることもできる。また、樹脂基板には、その剥離面(第一面3a)に他の電子デバイス用部材が形成されてもよい。また、全部材付き積層体を組み立て、その後、電子デバイス用部材Pが形成された樹脂基板3から剥離層付き支持基板4を剥離して、電子デバイスDを製造することもできる。

0058

例えば、OLEDを製造する場合、樹脂基板積層体Sの樹脂基板3の第二面3bの表面上に有機EL構造体を形成するために、透明電極を形成する、さらに透明電極を形成した面上にホール注入層ホール輸送層発光層電子輸送層等を蒸着する、裏面電極を形成する、封止板を用いて封止する、等の各種の層形成や処理が行われる。これらの層形成や処理として、具体的には、成膜処理蒸着処理、封止板の接着処理等が挙げられる。

0059

また、例えば、TFT−LCDを製造する場合は、樹脂基板積層体Sの樹脂基板3の第二面3bの表面上に、レジスト液を用いて、CVD法およびスパッタ法など、一般的な成膜法により形成される金属膜および金属酸化膜等にパターン形成して薄膜トランジスタ(TFT)を形成するTFT形成工程と、別の樹脂基板積層体Sの樹脂基板3の第二面3bの上に、レジスト液をパターン形成に用いてカラーフィルタ(CF)を形成するCF形成工程と、TFT付きデバイス基板とCF付きデバイス基板とを積層する、貼り合わせ工程等の各種工程を有する。

0060

TFT形成工程やCF形成工程では、周知のフォトリソグラフィ技術やエッチング技術等を用いて、樹脂基板3の第二面3bにTFTやCFを形成する。この際、パターン形成用コーティング液としてレジスト液が用いられる。なお、TFTやCFを形成する前に、必要に応じて、樹脂基板3の第二面3bを洗浄してもよい。洗浄方法としては、周知のドライ洗浄ウェット洗浄を用いることができる。貼り合わせ工程では、TFT付き積層体と、CF付き積層体との間に液晶材注入して積層する。液晶材を注入する方法としては、例えば、減圧注入法滴下注入法がある。

0061

(剥離工程)
剥離工程(ステップS3)では、前記部材形成工程で得られた電子デバイス用部材付き積層体の剥離層にレーザー光を照射して剥離層から樹脂基板を剥離して、電子デバイス用部材Pおよび樹脂基板3を含む電子デバイスDを得る。つまり、電子デバイス用部材付き積層体SPを、剥離層付き支持基板4と電子デバイスDとに分離する工程である。
剥離後の樹脂基板3上の電子デバイス用部材Pが最終的な全構成部材の一部である場合には、剥離後、残りの構成部材を樹脂基板3上に形成すればよい。

0062

剥離層2の剥離層表面2aと樹脂基板3の第一面3aとを剥離(分離)する際には、支持基板1の裏面側、つまり第二面1b側から剥離層2にレーザー光を照射する。
レーザー光としては、剥離層2と樹脂基板3の界面に剥離を起こさせるものであればよく、パルス発振型または連続発光型のエキシマレーザーや、YAGレーザーや、YVO4レーザーを用いることができる。エキシマレーザーは、短波長域で高エネルギーを出力するため、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。

0063

レーザー光のエネルギー密度は、10〜100mJ/cm2程度とするのが好ましく、特に60〜80mJ/cm2程度とするのがより好ましい。
レーザー光の照射時間は、1〜5000ナノ秒程度とするのが好ましく、1〜3000ナノ秒程度とするのがより好ましく、1〜1000ナノ秒程度とするのが更に好ましく、10〜100ナノ秒程度とするのが特に好ましい。
レーザー光のエネルギー密度が低い場合や照射時間が短い場合、剥離が十分に生じない。また、レーザー光のエネルギー密度が高い場合や、照射時間が長い場合、剥離層2を透過した照射光により、樹脂基板3や電子デバイス用部材Pに悪影響を及ぼすことがある。

0064

支持基板1としてガラス基板を用いる場合、YAGレーザーの基本波(波長1064nm)、第2高調波(波長532nm)、第3高調波(波長355nm)を用いることが好ましい。剥離層2を構成する材料は、SixCyOz(0.05≦x≦0.49,0.15≦y≦0.73,0.22≦z≦0.36,x+y+z=1)が主成分であり、紫外領域に吸収帯を有するため、第3高調波(波長355nm)を用いて、支持基板1を透過させて剥離層2を照射すればよい。

0065

好ましくは、電子デバイス用部材付き積層体SPの支持基板1が上側、電子デバイス用部材P側が下側となるように定盤上に設置し、電子デバイス用部材P側を定盤上に真空吸着し、この状態で、レーザー光を支持基板1側から剥離層2に対して照射する。そして、その後に支持基板1側を複数の真空吸着パッド吸着し、真空吸着パッドを上昇させる。そうすると剥離層2と樹脂基板3との界面において、電子デバイスDを剥離層付き支持基板4から剥離できる。

0066

上記工程によって得られた電子デバイスDは、携帯電話スマートフォン、PDA、タブレット型PCなどのモバイル端末に使用される小型の表示装置の製造に好適である。表示装置は主としてLCDまたはOLEDであり、LCDとしては、TN型、STN型、FE型、TFT型、MIM型、IPS型、VA型等を含む。基本的にパッシブ駆動型、アクティブ駆動型のいずれの表示装置の場合でも適用できる。

0067

本実施形態では、主として本発明に係る樹脂基板積層体および樹脂基板積層体を用いた電子デバイスの製造方法について説明した。
ただし、上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするための一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。

0068

以下、本発明の樹脂基板積層体及び樹脂基板積層体を用いた電子デバイスの製造方法の具体的実施例について説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
<A.実施例及び比較例に係る樹脂基板積層体の形成>
(A−1.剥離層形成工程)
以下の条件で、支持基板としてガラス板(縦100mm、横100mm、板厚0.7mm、アバンテクノストレート社製、商品名「NA325G」)に実施例および比較例に係る剥離層を積層し、剥離層付き支持基板を作製した。剥離層付き支持基板に対して、中性洗剤1層、純水2層、純水引き上げ層の4層バッチ式洗浄を実施した。

0069

・比較例1−1(GCグラッシーカーボン
スパッタ装置カルーセル型バッチ式スパッタ装置
ターゲット:GC(グラッシーカーボン)、厚さ6.35mm
スパッタ方式 :DCパルス印加マグネトロンスパッタ
排気装置ターボ分子ポンプ
到達真空度:1.0×10-4Pa(7.5×10−6Torr)
基材温度:200℃
スパッタ電力:2.5kW/cm2
膜厚:100±10nm
Ar流量 :330sccm

0070

・比較例1−2(DLC:ダイアモンドライクカーボン
スパッタ装置:カルーセル型バッチ式スパッタ装置
ターゲット:C(カーボン)、厚さ6.35mm
スパッタ方式 :DCパルス印加、マグネトロンスパッタ
排気装置:ターボ分子ポンプ
到達真空度:1.0×10-4Pa(7.5×10−6Torr)
基材温度:200℃
スパッタ電力:2.5kW/cm2
膜厚:100±10nm
Ar流量 :330sccm

0071

・比較例1−3(TiO2)
スパッタ装置:カルーセル型バッチ式スパッタ装置
ターゲット:Ti(チタン)、厚さ6.35mm
スパッタ方式 :DCマグネトロンスパッタ
排気装置:ターボ分子ポンプ
到達真空度:1.0×10-4Pa(7.5×10−6Torr)
基材温度:200℃
スパッタ電力:2.5kW/cm2
膜厚:100±10nm
Ar流量 :240sccm
O2流量 :60sccm

0072

・実施例1
スパッタ装置:カルーセル型バッチ式スパッタ装置
ターゲット:SC(炭化ケイ素)、厚さ6.35mm
スパッタ方式 :DCパルス印加、マグネトロンスパッタ
排気装置:ターボ分子ポンプ
到達真空度:1.0×10-4Pa(7.5×10−6Torr)
基材温度:25℃(室温)、200℃
スパッタ電力:2.5kW/cm2
膜厚:100±10nm
Ar流量 :330sccm

0073

・実施例2−1〜2−5(SiC)
スパッタ装置:カルーセル型バッチ式スパッタ装置
ターゲット:SiCターゲット、厚さ6.35mm
Si:23.5wt%、SiC:53.9wt%、C22.9wt%
スパッタ方式 :DCパルス印加、マグネトロンスパッタ
排気装置:ターボ分子ポンプ
到達真空度:1.0×10-4Pa(7.5×10−6Torr)
基材温度:25℃(室温)、200℃
スパッタ電力:2.5kW/cm2
膜厚:100±10nm
Ar流量 :330sccm

0074

・実施例3−1(Si:ケイ素)
スパッタ装置:カルーセル型バッチ式スパッタ装置
ターゲット:Si(ケイ素)、厚さ6.35mm
スパッタ方式 :DCパルス印加、マグネトロンスパッタ
排気装置:ターボ分子ポンプ
到達真空度:1.0×10-4Pa(7.5×10−6Torr)
基材温度:200℃
スパッタ電力:2.5kW/cm2
膜厚:100±10nm
Ar流量 :330sccm

0075

・実施例3−2〜3−6(SiC:炭化ケイ素)
スパッタ装置:カルーセル型バッチ式スパッタ装置
ターゲット:Si(ケイ素)とC(炭素)を所定比率で混合、厚さ6.35mm
スパッタ方式 :DCパルス印加、マグネトロンスパッタ
排気装置:ターボ分子ポンプ
到達真空度:1.0×10-4Pa(7.5×10−6Torr)
基材温度:200℃
スパッタ電力:0.6〜2.5kW/cm2(SiとCの比率に応じて値を設定)
膜厚:100±10nm
Ar流量 :330sccm

0076

・実施例3−7(C:炭素)
スパッタ装置:カルーセル型バッチ式スパッタ装置
ターゲット:C(炭素)、厚さ6.35mm
スパッタ方式 :DCパルス印加、マグネトロンスパッタ
排気装置:ターボ分子ポンプ
到達真空度:1.0×10-4Pa(7.5×10−6Torr)
基材温度:200℃
スパッタ電力:2.5kW/cm2
膜厚:100±10nm
Ar流量 :330sccm

0077

(A−2.樹脂基板積層工程)
以下のとおり、ポリイミド樹脂基板(樹脂基板)を積層した。ポリイミド樹脂成形材料の溶媒希釈溶液日立化成デュポンマイクロシステムズ株式会社製、Pyralin(登録商標)PI2610)をスピンコーター(共和理研製、K359S1)用いて、所定のスピンナー条件(初速600rpm−20秒、2速3500rpm−0.7秒)で、剥離層付き支持基板の剥離層の上に塗布(目標膜厚10μm)した。塗布後の基板面内の均一化を目的として、レベリング(水平平置き)を1分実施した。ホットプレートを用いて130℃−5分の条件でプレベークした。次に、オーブンを用いて300℃−90分の条件でポストベークし、ポリイミド樹脂基板(縦100mm、横100mm、厚さ8.4μm)を積層し、樹脂基板積層体を得た。

0078

<B.剥離試験LLO:レーザーリフトオフ試験)>
樹脂基板積層体の剥離層にガラス基板側からレーザー光を照射して剥離層から樹脂基板を剥離した。ここで、レーザー光の照射は、YAG固体レーザー(波長:355nm)を用いて、スポット径25.4μm(横軸60%をオーバーラップ)、照射時間30分間スキャンすることで行った。

0079

レーザー光照射後、100×100mmの樹脂基板積層体の外周から2mm内側の4辺を鋭利カッター切り込みを入れ、ピンセットを用いて四隅のうち1カ所をつまみ、ゆっくりと一定の速度で剥離層から樹脂基板(ポリイミド基板)引き剥がして、剥離層と樹脂基板の付着力についての官能評価を実施した。

0080

剥離性は以下のように評価した。
◎:全く抵抗無く剥がれる
○:ごく僅かな抵抗はあるが剥がれる
△:抵抗はあるが剥がれる
×:剥がれない、もしくは破れ

0081

剥離層の変色(有り・無し)は以下のように評価した。
変色の有無は、光学顕微鏡画像(×500)から判断した。
XRD分析の結果、色が薄い箇所(黄色み)は結晶構造を示すピークを検出。

0082

アッシュ(Ash:レーザー照射による発熱が起因して発生する灰,或いはスス状の微粒子)の有無は、布製ワイパーで剥離層を擦った際、ワイパー側への転写の有無で判断した。

0083

<試験1:剥離層に用いる材料の検討>
試験1では、剥離層に用いる材料を検討した。
表1に示すように、支持基板としてのガラス基板(厚さ:0.7mm)の上に積層された各種剥離層(膜厚100nm)を有する剥離層付き支持基板を用い、剥離層のガラス基板とは反対側の表面の上に樹脂基板としてのポリイミド基板(厚さ:8.4μm)を積層して樹脂基板積層体を作製した。

0084

0085

各樹脂基板積層体にYAG固体レーザー(波長:355nm)を用いて、80mJ/cm2のレーザー強度で、スポット径25.4μm、照射時間30分間スキャンすることで光照射を行い、レーザー光照射後のポリイミド基板の剥離性およびアッシュについて検討を行った。
結果を表2に示す

0086

0087

剥離層としてSiCを用いた場合、剥離層であるSiCがガラス基板から剥離することなく、ポリイミド基板を剥離出来ることがわかった。
また、剥離層としてグラッシーカーボン(GC)やダイアモンドライクカーボン(DLC)を用いた場合、ポリイミド基板と共に剥離層も剥離してしまうことがわかった。
なお、剥離層にTiO2を用いた場合、ポリイミド基板と剥離層が張り付いてしまうことがわかった。

0088

<試験2:レーザー光強度の検討>
試験2では、剥離工程におけるレーザー光強度の検討を行った。
表3に示すように、支持基板としてのガラス基板(厚さ:0.7mm)を、樹脂基板としてのポリイミド基板(厚さ:8.4μm)を用い、SiC剥離層を有する試料と、SiC剥離層を有しない試料を作製した。

0089

0090

各試料にYAG固体レーザー(波長:355nm)を用いて、スポット径25.4μm、照射時間30分間スキャンして光照射を行い、レーザー光照射後のポリイミド基板の剥離性およびアッシュについて検討を行った。
具体的には、ガラス基板直上ポリイミド基板でレーザー光強度を最適化し、最適値からレーザー光強度を10%ずつ下げ、剥離層が剥離不能となるまでレーザー光強度を低下させた。結果を表4及び表5に示す。

0091

0092

0093

実施例の試料については、60〜100mJ/cm2のレーザー光を照射することでポリイミド基板が抵抗無く剥がれ、アッシュの発生もなかった。比較例の試料では、ポリイミド基板の剥離性は良いが、ポリイミド基板とガラス基板の密着性が確保されていなかった。

0094

ガラス基板/SiC膜の試料について、レーザー光照射前後でXPS(X線光電子分光法:日本電子製、JPS−90000MC)による組成分析を行った。
結果を図5(レーザー光照射前)及び図6(100mJ/cm2のレーザー光照射後)に示す。

0095

レーザー光の照射前後で、ガラス基板/SiC膜の試料表面における組成は変化しておらず、剥離層がレーザー光の照射に対して安定であることがわかった。

0096

<試験3:剥離層付き支持基板の再利用の検討>
試験3では、表6に示す試験2でレーザー照射によるポリイミド基板の剥離を行った試料について、再度同条件でレーザー照射による剥離を行い、剥離層付き支持基板が再利用可能であるかを検討した。
試験2でポリイミド基板を剥離した後、再度ポリイミド基板を積層した。試験2において照射したレーザー光強度と同じ強度でレーザーを照射した。結果を表7に示す。

0097

0098

0099

試験2と同様に、再利用した場合であっても、剥離層上のポリイミド基板の密着力は確保された。70〜90mJ/cm2のレーザー光でポリイミド基板を容易に剥離することができた。いずれのレーザー強度においてもアッシュの発生は確認されなかった。以上のことから、本実施形態に係る剥離層付き支持基板は、繰り返し使用(リユース)することが可能であることがわかった。

0100

<試験4:剥離層の組成の検討>
試験4では、剥離層に含まれるSiとCの組成比を変化させ、SiとCの組成比が剥離性能に与える影響を検討した。

0101

(1.試料の作製)
二元スパッタ成膜を行い、表8に示す試料を作製した。

0102

0103

(2.XPSによる組成分析)
各試料について、XPS(装置:日本電子製、JPS−90000MC)による組成分析を、以下の条件で行った。

0104

分析条件
X線源:MgKα
X線出力:10kV×10mA(100W)
EPass :10eV
Step :0.1eV
Dwell time×積算回数:100mS×8
測定元素:C,N,O,Si

0105

結果を表9及び表10に示す。
表9は、表面、エッチング40秒(etch:40s、エッチング深さ約20nm)、エッチング80秒(etch:80s、エッチング深さ約40nm)における各試料のC(炭素)、N(窒素)、O(酸素)、Si(ケイ素)の原子濃度を示している。
表10は、表面、エッチング40秒(etch:40s、エッチング深さ約20nm)、エッチング80秒(etch:80s、エッチング深さ約40nm)における各試料のC(炭素):酸素(O):Si(ケイ素)の割合を示している。

0106

0107

0108

XPSによる組成分析の結果、Si:Cの比がSi:C=90:10〜10:90であるターゲットを用いて成膜した、実施例3−1〜3−5の試料における剥離層の表面の組成がSixCyOz(0.05≦x≦0.49,0.15≦y≦0.73,0.22≦z≦0.36,x+y+z=1)であることがわかった。また、剥離層の表面において、N(窒素)が不可避的不純物として0.7at%以下含まれることがわかった。

0109

(3.X線回折パターンの測定)
表11に示す装置及び条件に従い、各試料のX線回折(XRD)パターンを測定した。結果を図7に示す。ここで、参照として実施例2−1のポリイミド基板付の樹脂積層体を用いた。いずれの試料においても、回折パターンブロードなピークを示し、剥離層の結晶状態がアモルファス(非晶質)状態であることがわかった。

0110

0111

(4.分光特性の測定)
各試料の透過率、反射率、吸収率を測定し、剥離層のみの吸収率を算出した。分光特性の測定は、分光光度計(日立製作所製、U−4100)を用い、入射角θ=12°、300nmから400nmの波長領域で測定した。
結果を図8(透過率)、図9(反射率)、図10(吸収率)及び図11(剥離層のみの吸収率)に示す。

0112

分光特性の測定の結果、実施例3−1〜3−5に関し、波長340nm以上400nm以下の波長領域における剥離層のみの吸収率が50%以上であることがわかった。つまり、実施例3−1〜3−5における剥離層は、剥離工程で用いられる紫外光(例えば波長:355nm)を良好に吸収する。

0113

(5.レーザー光照射による剥離試験)
各試料を用いて、レーザー光強度を変化させて、剥離試験を行った結果を表12に示す。

0114

0115

この結果から、剥離層を成膜する際のターゲットにおけるSi:Cの比が、Si:C=10:90〜90:10の範囲であり、剥離層の組成比がSixCyOz(0.05≦x≦0.49,0.15≦y≦0.73,0.22≦z≦0.36,x+y+z=1)の範囲であると、レーザー光強度が70〜100mJ/cm2という低エネルギーで、樹脂基板に損傷を与えることなく、良好に剥離を行うことができることがわかった。

0116

また、剥離層を成膜する際のターゲットにおけるSi:Cの比が、Si:C=10:90〜30:70の範囲であり、剥離層の組成比がSixCyOz(0.05≦x≦0.43,0.27≦y≦0.73,0.22≦z≦0.30,x+y+z=1)の範囲であると、レーザー光強度が70〜100mJ/cm2でアッシュが発生しないことがわかった。

実施例

0117

さらに、剥離層を成膜する際のターゲットにおけるSi:Cの比が、Si:C=10:90〜50:50の範囲であり、剥離層の組成比がSixCyOz(0.05≦x≦0.35,0.43≦y≦0.73,0.22≦z≦0.23,x+y+z=1)の範囲であると、レーザー光強度が70〜80mJ/cm2でアッシュ及び剥離層の変色が発生しないことがわかった。

0118

S樹脂基板積層体
1支持基板
1a 第一面
1b 第二面
2剥離層
2a 剥離層表面
3 樹脂基板
3a 第一面
3b 第二面
4 剥離層付き支持基板
P電子デバイス用部材
SP 電子デバイス用部材付き積層体
D 電子デバイス

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