[发明专利]半导体装置的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置的制造方法，特别涉及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技术。

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。

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。

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模块用作其显示单元的电子器具；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

正在对如下技术进行开发：在基材如玻璃衬底或石英衬底等上使用薄膜晶体管(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材转移到塑料薄膜基材上。要将集成电路转移到其他基材，首先需要从用于制造的衬底分离集成电路的工序。因此，正在对从衬底剥离集成电路的技术进行开发。

例如，在专利文献1中记载有如下那样的利用激光蚀烧的剥离技术：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，并且通过照射激光来使分离层蚀烧，以使在分离层上产生剥离。

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，来分离被剥离层和衬底。

一般而言，当产生剥离时，在分成两个的层表面上发生电荷而容易带电。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，因此电容形成在这些表面之间。随着剥离的进展，虽然随着两个层之间的距离增大电容降低，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，有可能带在层表面的电荷向层内部放电。

因此，在剥离对象是集成电路的情况下，有可能半导体膜、绝缘膜、导电膜等因放电而产生的热被熔化而被破坏，而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退化，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退化的影响而不正常工作。

半导体元件等受到静电放电(Electro Static Discharge，以下称为“ESD”)的影响而被破坏的现象被称为静电破坏。静电破坏是使成品率大幅度地降低的原因之一。作为避免静电破坏的方法，向来有如下方法：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，也抑制半导体元件因放电而损伤的方法。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产生了的静电的方法。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。

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别大时，很容易产生放电。从而，除电器是以如下为目的的仪器：通过将正离子及负离子供应到作为放电的路径的空气中，来抑制造成放电的很大的电位差产生在物体之间。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。

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，保护电路则工作，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。

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)。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，来避免带电引起的半导体元件的破坏及特性退化。