[發明專利]圖案化掩膜版、其制備方法及使用其進行激光剝離的方法

有效

• 申請號: 201710135335.8
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106910678B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 黃永安;卞敬;萬曉東;丁亞江;肖琳
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 周磊;李智

本發明屬于電子器件制備工藝領域，并公開了一種圖案化掩膜版的制備方法，包括以下步驟：1)在透明基板的第一表面上沉積一層吸光材料層并圖案化；2)在透明基板的第二表面上旋涂聚合物材料層；3)用激光照射透明基板的第一表面，該透明基板上被吸光材料覆蓋的區域，激光能量未達到聚合物材料燒蝕閾值，聚合物得以保留；而透明基板上未被吸光材料覆蓋的區域的聚合物會被激光燒蝕，聚合物材料層被燒蝕后實現圖案化，并且圖案的形狀與透明基板的第一表面沉積的吸光材料的形狀一致，從而形成所述圖案化掩膜版。本發明可以實現對激光剝離后的界面粘附強度調控，通過控制剝離后的界面粘附強度，使大面積柔性超薄器件剝離后依然粘附在剛性襯底上。

技術領域

本發明屬于電子器件制備工藝領域，更具體地，涉及圖案化掩膜版、其制備方法及使用其進行激光剝離的方法。

背景技術

柔性電子制造的核心是實現不同尺寸/材質的結構、器件和系統的集成制造，包括聚合物、金屬、納米材料等機電特性迥異材料的功能集成，制造的關鍵步驟是將平面IC工藝為柔性電子的制造的高性能器件從無機半導體襯底上剝離，并最終轉印到曲面襯底上。

傳統的頂針剝離、化學刻蝕法剝離、應力控制法等方法依然存在著制造工藝復雜，適用性不廣泛，成本較高，成功率難以保證等一系列問題。同時在器件尺寸方面毫米級的面積已經達到工藝極限，面向工業制造的針對超大面積超薄器件的剝離需要新的工藝。

激光剝離工藝可以滿足上述要求。激光剝離：一種分離多層薄膜結構的新工藝，激光透過透明基板，照射界面物質，界面材料發生燒蝕/融化/分解/蒸發/淬火等，實現物質材料與基板分離。激光剝離工藝目前正廣泛應用剝離柔性顯示器等領域。

現有工藝在面對超大超薄器件(微米級厚度，厘米級以上面積)時會面對一系列問題，其中比較顯著的問題是：激光掃描后的大面積超薄柔性器件從玻璃載板上分離，進行后續工藝時，大面積柔性超薄器件無法利用剛性基板的物流方式進行物流，大面積柔性超薄器件由于特別柔軟，在物流過程中容易損壞，一般的夾持方式會發生褶皺，或對脆弱的器件層造成損傷，進而影響工藝的良率，導致產品整體良率下降。同時，超薄的器件層剛度較低，器件在制造過程中的累積熱應力會使界面釋放后的超薄器件發生卷曲，極大影響后續工藝。同時，部分器件制造過程中的關鍵材料需要高溫處理(材料摻雜、結晶、高溫退火極化等)，傳統的基于聚合物釋放層的激光剝離工藝，其聚合物襯底能夠承受的最高溫度有限(約300攝氏度)。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了圖案化掩膜版、其制備方法及使用其進行激光剝離的方法，利用透明度可控的圖案化掩膜版，可以調節掩膜版對應不同區域的激光照射能量與照射次數，激光釋放層材料在受到不同能量與照射次數的激光照射時其界面剝離效果有較大差異。利用該技術，可以實現對不同區域界面粘附強度的調控。通過控制剝離后的不同區域的界面粘附強度，使器件剝離后依然粘附在剛性襯底上，方便其夾持轉移，同時避免器件卷曲。配合該工藝使用的激光釋放層兼容高溫工藝，可以實現超薄(微米級厚度)、超大(厘米級面積)電子器件的制備與剝離，從而制備大面積超薄曲面柔性電子(超薄柔性顯示器、飛機智能蒙皮等)，實現大面積傳感器/TFT陣列從平面襯底上剝離并轉印到柔性襯底這一關鍵工序。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種圖案化掩膜版的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)在透明基板的第一表面的部分區域上沉積一層吸光材料，則形成吸光材料層，該吸光材料層能讓激光透過，激光穿透該吸光材料層后，會有一部分能量被吸光材料層吸收，吸收能量大小通過吸光材料層的厚度來控制；

2)在透明基板上與第一表面相對的第二表面上旋涂并涂滿能與激光發生作用的聚合物材料，則形成聚合物材料層，該聚合物材料層能被設定波長的激光燒蝕，該聚合物材料層的厚度與其燒蝕率決定了其能夠阻擋激光的次數，也即其調控激光照射次數的能力；