[发明专利]用于具有负倾斜侧壁的台面结构的激光直写的系统

说明书

技术领域

本发明的领域为无掩模光刻领域，更具体而言，为通过光敏材料的激光直写实现结构的领域。

背景技术

事实上，根据本发明的装置和方法可以（例如）用于制造电子或光电部件。

根据本发明的装置和方法可直接应用于微电子领域，特别是为了实现被称为术语“激光剥离”的方法。

该技术为微电子领域众所周知的方法。其允许薄膜沉积到衬底上从而无需蚀刻形成薄膜的材料而形成结构。该技术被称为“添加法”，而不是“删减法”，因为其不包括直接蚀刻形成薄膜的材料的步骤。该技术对于金属层结构是尤其有用的，该金属层结构的蚀刻解决方案有时是复杂的和/或是与当前材料不兼容的。

“激光剥离”包括通过“模版”层形成待形成在衬底上的图案的逆图像。该模版层覆盖衬底的特定区域并保留其他区域暴露。待结构化的薄膜随后被沉积在“模版”层的顶部。然后，模版层在液体中得以溶解。模版层的溶解导致了沉积在其表面的薄膜的激光剥离。激光剥离的关键点在于模版层的边缘的剖面。这些边缘必须被强制倾斜，以便产生沉积膜的破裂，从而允许模版层的溶解。

该“激光剥离”技术的优点在于：

-在单个步骤中构造沉积薄膜，而不应用与通常由不同的材料组成的薄膜相关的特定的蚀刻溶液；

-由于仅仅应用一个结构步骤，因此使污染衬底的风险最小；

-获得倾斜的图案边缘。

主要的缺点为难以产生合适的模版。

在通过掩模的光刻领域中，模版层可以包括：

-光敏抗蚀剂层

-可以是以下的组合的两层：

o光敏抗蚀剂/光敏抗蚀剂

o聚酰胺/钼

o无机介电层/光敏抗蚀剂；

-可以是以下的组合的三层：

o光敏抗蚀剂/铝/光敏抗蚀剂；

o聚酰胺/聚砜/一氧化硅

图1显示了用负光敏抗蚀剂实现的“激光剥离”技术，换言之，暴露的部分在显影期间和在掩模下暴露期间得以溶解。该技术包括图1中的A、B、C、D以及E表示的五个主要步骤。步骤A包括沉积抗蚀剂层2到衬底1上。步骤B包括沉积掩模3并且暴露抗蚀剂2，掩模部分不暴露。步骤C包括溶解或显影掩模部分4。步骤D包括均匀地沉积待结构化的薄膜5。在步骤E中，抗蚀剂2溶解。薄膜6仍在掩模的位置。

使“激光剥离”效果较好的条件之一是在沉积在模版表面上的材料层5和沉积在衬底1上的材料层2之间的提供清晰断裂。该分离允许溶剂与模版层接触并完全溶解模版层。为了提供该断裂，步骤C打开的抗蚀剂的边缘必须显示“帽檐”形状的剖面，保证“激光剥离”的成功。这被理解为意为具有倒置的斜面的倾斜剖面。该倒置的斜面不允许在其侧面的层5的粘附。在通过掩模的光刻领域中，该技术得到完全控制。

然而，存在其他光刻技术，比如激光直写光刻。除其他事项外，该激光直写技术允许在中小体积中的快速原型和定制部件得以加工。

该技术涉及到许多技术领域，比如表面显微结构、微流体、微电子、传感器等等。几家公司已经开发出具有不同技术处理的激光直写方法。区分这些公司的关键技术点具体地涉及激光光束的调节和写入的管理，该调节和管理可以通过激光光束的位移或通过衬底的位移而获得。

因此，Heidelberg公司已经开发了一种激光直写单元，其包括使得激光光束偏转的系统，其与使得衬底在光束之下位移的装置相关。由Heidelberg开发的写入方法被称为“扫描系统”并且包括用光束覆盖衬底的整个表面，不考虑待进行的结构化。偏转系统限制了由Heidelberg开发的该系统的景深。

法国公司KLOE已经开发了激光写入系统，其在以下两点不同于Heidelberg公司的激光写入系统：

-光束是固定的；其被调节为具有大的景深；

-该写入方法称为向量系统，换言之，激光光束仅移动到待结构化的位置。

图2显示了应用激光直写的光刻系统的通用视图，类似于KLOE公司所开发的光刻系统。通过激光直写的该光刻方法包括通过在光敏薄层上方移动的聚焦激光光束而对该光敏薄层进行结构化。在该方法中，激光光束仅穿过待写入的区域，该写入模式称为“向量写入”。在这种类型的设备中，为了进行高分辨率的蚀刻，重要的是写入激光光束以非常小的光斑尺寸（大约微米）聚焦在感光层上，并且该光束具有大的景深，换言之，在激光光束的腰段区域周围具有低发散。

写入系统10基本上包括两个主要部分：