剥离装置及半导体装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及从衬底剥离形成于衬底上的包括结构物的层的剥离装置。本发明特别 涉及用于半导体装置的制造的剥离装置，尤其涉及用来从制造时所使用的衬底分离包括半 导体元件的元件形成层的半导体装置的制造装置。
[0002] 在本发明中，作为制造对象的半导体装置包括通过利用半导体的特性而工作的半 导体元件、以及使用多个半导体元件而工作的所有装置。
[0003] 作为半导体元件，例如可以举出如MOS型晶体管、薄膜晶体管等晶体管、二极管、 以及MOS型电容器等。此外，半导体装置包括具有多个半导体元件的集成电路、具有多个集 成电路的装置、以及具有集成电路和其他要素的装置。集成电路例如包括CPU、如ROM、RAM 等的存储电路等。
[0004] 具有多个集成电路的装置、以及具有集成电路和其他要素的装置例如包括：液晶 模块用衬底；使用了该模块用衬底的液晶模块及液晶显示装置；EL(电场发光)模块用衬底； 使用了该模块用衬底的EL模块及EL显示装置；将液晶模块或EL模块用作显示单元的电子 设备；具备天线且能够无线通信的IC芯片；以及安装有这种IC芯片的电子标签及IC卡等。
【背景技术】
[0005] 正在对如下技术进行开发：在玻璃衬底或石英衬底等基体材料上使用TFT等的半 导体元件制造集成电路，然后将该集成电路从用于制造的基体材料转移到塑料薄膜基体材 料上。为了将集成电路转移到其他基体材料上，首先需要从用于制造的衬底分离集成电路 的步骤。因此，正在对从衬底剥离集成电路的技术进行开发。
[0006] 例如，在专利文献1中记载有如下那样的利用激光烧蚀的剥离技术。在衬底上设 置由非晶硅等构成的分离层，在该分离层上设置由薄膜元件构成的被剥离层，通过粘合层 将被剥离层粘合到转移体。通过照射激光来烧蚀分离层，以使在分离层上产生剥离。
[0007] 此外，在专利文献2中记载有通过人手等的物理性外力进行剥离的技术。在专利 文献2中，在衬底和氧化物层之间形成金属层，通过利用氧化物层和金属层的界面结合的 脆弱性，使在氧化物层和金属层的界面产生剥离，由此，分离被剥离层和衬底。
[0008] 一般而言，当产生剥离时，在分成两个的层表面上产生电荷而容易带电。这种现象 被称为剥离带电。由于在产生剥离的瞬时两个层的表面接近，因此在这些表面之间形成电 容。随着剥离的进展，虽然电容随着两个层之间的距离增大而降低，但是，由于因剥离带电 而产生的电荷量不变，从而层表面的电位与电容成反比例地增大。当被剥离的层表面的电 位变高时，存在层表面所带的电荷向层内部放电的情况。
[0009] 因此，在剥离对象是集成电路的情况下，半导体膜、绝缘膜、导电膜等因放电而产 生的热被熔化而被破坏，其结果是，使得半导体元件不工作。此外，有可能即使半导体元件 不受到从外部看得见的损伤并且能够工作，半导体或绝缘体也由于被施加高电位的影响而 恶化，导致半导体元件不呈现所期待的特性。因此，当产生因静电的放电时，使用了该半导 体元件的集成电路本身有可能由于受到半导体元件破坏或其特性恶化的影响而不正常工 作。
[0010] 半导体元件等受到因静电的放电的影响而被破坏的现象被称为静电破坏。静电破 坏是大幅度地降低成品率的原因之一。以往，作为避免静电破坏的方法，有如下方法：使因 静电的放电不产生的方法；以及即使产生因静电的放电，也抑制放电对半导体元件的损伤 的方法。作为前者，一般知道通过在半导体制造装置设置除电器来去除所产生的静电的方 法。后者的典型例子是与半导体元件一起制造保护电路的方法，该保护电路防止因放电而 产生的高电位施加到半导体元件。
[0011] 即使产生静电，如果不放电，则不产生静电破坏。当在两个物体之间的电位差大 时，很容易产生放电。从而，除电器是以如下为目的的装置：通过将正离子及负离子供应到 作为放电的路径的空气中，使物体之间不产生可进行放电这样程度的大的电位差。但是，由 于剥离带电引起的放电在两个层分离的一瞬产生，因此有时通过除电器的除电来不及。
[0012] 另外，在设置保护电路的情况下，由于如果放电的电荷经过保护电路，则保护电路 工作，因此可以避免半导体元件的破坏。然而，在剥离带电中，由于被分离的两个层的表面 带电，因此放电的电荷不一定经过保护电路。从而，就剥离带电而言，通过保护电路来防止 静电破坏是不充分的。
[0013] 例如，在专利文献3中记载有防止剥离带电造成的放电的方法(参照权利要求的 范围、第9页第42行至第48行)。这里，在衬底上形成导电膜，在其上形成包括半导体元件 等的叠层体。通过使在衬底和导电膜的界面产生剥离，并且将剥离时所产生的电荷扩散到 导电膜，由此，避免带电引起的半导体元件的破坏及特性恶化。
[0014] 然而，在专利文献3的剥离方法中，导电膜留在叠层体下部。随着叠层体的使用目 的不同，有可能导电膜成为障碍，并且由于导电膜的存在而不能实现所期待的使用目的。在 这种情况下，在专利文献3的剥离方法中必须要去除导电膜。
[0015] [专利文献1]特开平10-125931号公报 [专利文献2]特开2003-174153号公报 [专利文献3]特开2005-79395号公报。
【发明内容】
[0016] 本发明的目的之一在于提供一种剥离处理用的装置，其中可以防止随着剥离而产 生的电荷造成的半导体元件的破坏及特性恶化。此外，专利文献3限于剥离后的半导体元 件的下表面是导电膜的结构，但是本发明以提供一种可以选择电阻高的绝缘材料作为剥离 后的半导体元件一侧的表面的的材料的剥离处理用的装置为目的之一。
[0017] 为了解决上述课题，本发明是随着剥离而产生的电荷不放电到被分离了的两个层 中的任何层的内部地进行剥离的剥离装置。因此，本发明的半导体装置的制造装置的特征 之一在于具有使用液体浸湿因从衬底分离元件形成层而露出的表面的工具。
[0018] 本发明的半导体装置的制造装置之一包括：对元件形成层贴附挠性衬底的单元； 以及通过移动挠性衬底来改变元件形成层的形状的单元。利用挠性衬底的变形而使元件形 成层变形，由此，可从衬底分离元件形成层。
[0019] 使用液体浸湿(包括潮湿）随着剥离而露出的表面向随着剥离而逐步露出的表面 供应液体即可。作为液体的供应单元，使用滴下或注入液体的喷嘴、将液体变为雾状而喷雾 的喷雾嘴。
[0020] 本发明的其他半导体装置的制造装置包括：将挠性衬底贴附到元件形成层的单 元；使元件形成层变形地搬动挠性衬底的单元；以及容纳液体的水槽。通过在水槽内剥离 元件形成层，可以使用液体浸湿通过分离元件形成层而露出的表面。
[0021] 此外，本发明的技术不局限于半导体装置的制造方法，还可以适用于用来从衬底 剥离包括层叠一个或多个层的结构体的层的剥离装置。更具体地说，本发明的剥离装置包 括：使包括结构物的层变形的同时从衬底剥离包括结构物的层的单元；以及向通过剥离包 括结构物的层而露出的表面供应液体的单元。
[0022] 放电是指在本来电流不会流过的部分如绝缘体、半导体等中因高电位差而电流瞬 间地流过的现象。通过浸湿或潮湿随着剥离而露出的表面，可以降低该表面的电阻。电阻 降低的结果是，因剥离带电而产生的电荷扩散到浸湿的表面上，因此可以避免随着剥离而 露出的表面的电位升高到产生放电。通过使用本发明的装置进行剥离，可以消除因剥离带 电而导致的放电。
[0023] 在根据本发明的制造方法中，由于不产生因剥离带电的放电，因此可以提高分离 衬底和元件形成层的步骤的成品率。此外，本发明由于可以消除因静电破坏而导致的半导 体元件的特性恶化，因此可以制造可靠性高的半导体装置。
[0024] 此外，根据本发明的装置，可以随着剥离而产生的电荷不放电到被分离了的两个 层中的任何层的内部，所以即使元件形成层的下表面的材料是绝缘材料，也可以避免包括 在元件形成层中的半导体元件因剥离带电造成的静电而被破坏，并且避免半导体元件的特 性恶化。因此，本发明的剥离装置及半导体装置的制造装置是没有对于被剥离的对象物的 材料的限制的装置，并且其通用性高。
【附图说明】