用于将有机层微影图案化的方法_2

文档序号:9872589阅读:来源:国知局
光阻层的剩余部分。进行该第二干蚀刻步骤可进一步包含移除该遮蔽层的上部部分。优选该光阻层在第二干蚀刻步骤后被完全移除。
[0028]在本发明的一方法中,进行该第一干蚀刻步骤与进行该第二干蚀刻步骤可包含进行反应性离子蚀刻(RIE)步骤,举例来说,可利用氧气等离子体或任何其他适用的等离子体,例如Ar等离子体,SF6等离子体或CF4等离子体,但本发明并不限于此。
[0029]该第一干蚀刻步骤与该第二干蚀刻步骤可为分开的步骤,例如利用不同的蚀刻条件。或者是,该第二干蚀刻步骤可为该第一干蚀刻步骤的延续,且实质上两个步骤均使用相同蚀刻条件。
[0030]在本发明的一方法中,移除该遮蔽层可包含在该遮蔽层的顶部涂布水层。
[0031]本发明的一方法可被有利地用于制造以有机半导体为基的装置与电路,举例来说,有机光电探测器(OPD)、有机薄膜电晶体(OTFT)或有机发光二极体(OLED)。举例来说,本发明一方法可被用于OLED显示器的工艺中,与现行荫罩技术相比较,其可获得较高的解析度。举例来说,本发明的一方法可用于有机CMOS成像器的微米等级或次微米等级像素阵列的图案化。
[0032]本发明的一方法的优点为其可利用已使用于微电子工业的光刻产品(光阻剂、显影剂)。其一优点是不需要使用昂贵的产品,例如氟化光阻。
[0033]本发明的一方法的优点为其可扩展且其可相容于现行半导体工艺线。
[0034]本发明的一方法的优点为用于该有机层图案化的该最高工艺温度低于150°C,或甚至低于110°C。因此该方法可用于挠性箔片基板,举例来说如聚萘二酸乙二醇酯(PEN)箔片或聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)箔片,由此可制造挠性有机装置与高解析度电路。
[0035]本发明的一方法的优点为其较为经济且较好控制。
[0036]发明效果
[0037]上文中已描述各种发明观点的一些目标及优点。当然可理解的是根据本发明特定实施例并不需要达成所有目标与优点。因此,举例来说,本领域的技术人员可知本发明可以以一种方法实现或进行来达成本文中指出的一个或多个优点而得以最佳化,而不需要达成本文中提及的其他目标或优点。更进一步,应了解本
【发明内容】
仅为举例而非用来限制本发明范围。参考下文中的详细描述并配合附图阅读,可了解本发明的组织及操作方法以及其特征与优点。
【附图说明】
[0038]图1(a)至图1(g)示出根据本发明的一方法的工艺步骤;图2(a)示出P3HT:PCBM层在下列情况所测得的吸收值随波长的变化:经沉积与前烘后(实线);经水处理后(与实线一致);经光阻显影剂处理后(点线);以及经去光阻剥离剂处理后(虚线)。图2(b)示出在多个不同处理工艺后的剩余有机层厚度。
[0039]图3(a)示出P3HT: PCBM层在下列情况所测得的吸收值随波长的变化:在P3HT: PCBM层的沉积与烘烤后(实线);以及根据本发明公开方法而在该有机层上提供该遮蔽层与该光阻层之后(虚线)。图3(b)示出在下列情况所测得的吸收光谱:P3HT:PCBM有机层覆盖有遮蔽材料层时(实线);P3HT:PCBM层覆盖有遮蔽层与光阻层时(点线);以及该有机层在根据本发明公开方法图案化之后(虚线)。
[0040]图4(a)至图4(h)示出利用根据本发明的有机层图案化方法来用于制造有机光电探测器的工艺步骤。
[0041]图5示出对于仅有层间电介质(实线,“仅SC100”)的参考装置以及利用本发明的一方法所制造的装置(虚线“完全图案化”)所测得的有机光电探测器的电流-电压特性。
[0042]权利要求书中的任何元件符号并被建构来限制本发明的范围。
[0043]在不同附图中,相同元件符号是指相同或类似元件。
【具体实施方式】
[0044]为了对本发明有完整的理解,在以下的详细说明中,将会说明一些特定细节以及如何在特定实施例中进行。然而,应理解本发明也可在没有这些特定细节的情况下进行。在其他例子中,将不会详细描述众所皆知的方法、过程与技术,以不影响本发明的阐释。
[0045]本发明会配合特定附图对特定实施例加以描述,但本发明并不限于此,而仅由权利要求书限制。文中描述的附图仅是图示的性质而非限制性的附图。在附图中,一些元件的大小可能为了讲解其用途而被夸大且没按比例绘制。尺寸与相对尺寸并不需要为了本发明的进行而对应至实际缩减量。
[0046]此外,在实施方式与权利要求书中的该等“第一”、“第二”、“第三”与类似用词仅用于区分类似元件,并非必须用于描述连续性的或时间性的次序。该等用词在适当环境中可互换,且在本发明的实施例中可以以与本文中描述或例示不同的顺序操作。
[0047]再者,在实施方式与权利要求书中的该等“顶部”、“底部”、“?上”、“其下”与类似用词用于描述的目的而并非必须用于描述相对位置。应该了解的是该等用词在适当环境中可互换,且在本文描述的本发明实施例可以在与本文中描述或例示不同的方向中操作。
[0048]图1示出根据本发明的一方法的工艺步骤。在如图1(a)所示的第一步骤中,在基板10上提供有机层11(例如有机半导体层),举例来说,其可由以溶液为基的工艺提供,例如旋涂法或其他本领域的技术人员熟知的任何适当的方法。举例来说,该基板10可为玻璃基板或其他本领域的技术人员熟知的任何适当的基板,例如挠性箔片基板。
[0049]接着,在该有机材料层11上提供遮蔽层12。该遮蔽层12包含遮蔽材料,该遮蔽材料为无法交联的水基聚合物。该遮蔽层对有机层是中性的,即其不影响该有机层。举例来说,该遮蔽层可包含聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、及普鲁兰。该遮蔽层12可由以溶液为基的工艺提供,例如旋涂法。随后可进行前烘,例如热板前烘,举例来说温度可在90 °C与110 °C的范围之间。接着将光阻层13旋涂在该遮蔽层12上,接着是前烘步骤,例如I分钟100°C的热板前烘。该光阻层13包含光阻,其可在溶剂中显影。该光阻优选负型光阻。最终获得的结构的截面图显示于图1(b)。
[0050]该光阻层13接着透过如图1(c)所示的荫罩14而曝露于光I,例如紫外光。在该光阻显影后,可获得如图1(d)所示的具有图案化光阻层131的结构。
[0051 ]在光阻显影后进行第一干蚀刻步骤,例如反应性离子蚀刻步骤,其利用氧气等离子体,由此移除(至少)该光阻层131的上部部分,且在暴露至该等离子体的位置(在暴露的位置处,即无任何光阻的位置处)完全移除该遮蔽层12,形成例如图1(e)所示的结构。该光阻层13与该遮蔽层12的该层厚度(与蚀刻率)经选定,使在该第一干蚀刻步骤之后,至少剩余一层遮蔽材料。举例来说,该剩余的遮蔽材料层的厚度可至少为200nm或300nm,但本发明并不限于此。该剩余的遮蔽材料层得到该光阻的图案。在图1(e)所示的例子中,该所得结构包含图案化遮蔽层121与薄化光阻层132。然而在本发明的其他实施例中,该光阻层可被该第一蚀刻步骤完全移除。在本发明其他实施例中,该遮蔽层的上部部分也可被移除。
[0052]在将该暴露位置处的遮蔽层12完全移除之后,进行第二干蚀刻步骤。在本发明有利的实施例中,该第二干蚀刻步骤可为该第一干蚀刻步骤的延续。举例来说,该第二干蚀刻步骤可包含使用氧气等离子体的反应性离子蚀刻。该第二干蚀刻步骤会使该有机层11在暴露位置(即不再有遮蔽层的位置)被完全移除。同时,该薄化光阻层132(若存在)被完全移除,且该图案化遮蔽层121也被移除,形成较薄遮蔽层122。通过参考该有机材料层的厚度(且参考对应的蚀刻率)适当地选择该遮蔽层的厚度,在完全移除该有机层之后,在该处仍存留较薄的保护层遮蔽材料122。如图1 (f)所示。
[0053]最后,该剩余的遮蔽材料层122可在水中或水基溶液中被移除,举例来说水(90% )与IPA(10 % )溶液或水(90 % )与IPA( 5 % )与甘油(5 % )的混合,举例来说,可在该装置上旋涂水层。由此在该基板10上形成光刻图案化的有机层11
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