[发明专利]使用激光束刻蚀微电膜的方法

说明书

技术领域

本发明涉及例如在微电子部件制造方法中实现的激光刻蚀领域。

背景技术

激光刻蚀是用于去除沉积在一材料表面的另一材料层的已知方法。通过照射待去除的材料层，电磁能对其表面进行加热，之后热量沿途传播到两种材料之间的界面，热量在该界面处存储，直到气泡形成。因此，待去除的材料层与对其进行支撑的材料分离。

分离所需的能量由从激光接收到的注量（fluence）、照射时间和激光波长来表征，或由表面功率、照射时间和激光波长等同表征，其依赖于待去除的材料层的特性和该层所沉积到的材料的特性。激光的性能必须适应于每种具体情形。

现在，待去除的材料层经常会沉积在两种不同的材料上。例如，在制造有机晶体管时，通常由金制成的金属漏电极和源电极沉积在塑料基板上，之后厚度为几百纳米的有机半导体层被沉积并覆盖该组件。在这一制造阶段，电极然后需要被暴露。然而，使用被选择为分离沉积在塑料基板上的半导体层部分的注量和照射时间来照射半导体层，也使金属电极劣化，甚至使金属电极从塑料基板分离。

因此，例如为了分离沉积在聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）基板上的100纳米的半导体层，需要70mJ/cm²的最小注量使用245纳米的激光照射30纳秒。现在，由于只要注量大于55mJ/cm²，沉积在基板上的金漏电极和源电极就会劣化，因此这种照射与这些电极不兼容。所以，不可能借助于向整个有机半导体层施加的同一种照射，既分离沉积在塑料基板上的半导体层部分又分离沉积在金属电极上的半导体层部分。因此，通常这一层借助于化学处理来去除，化学处理具有留下残留物的缺点。

发明内容

本发明旨在提供一种激光刻蚀方法，该方法降低分离沉积在第二材料上的第一材料所必需的激光能量，这尤其使得分离沉积在两种不同材料上的材料成为可能。

为此，本发明旨在一种使用具有预定波长的激光束刻蚀第一材料的层的区域的方法，所述区域被沉积在至少两种第二材料的表面处，所述方法包括：

■在所述第一材料的层上沉积第三材料的层，所述第一材料和所述第三材料在施加所述激光束时具有的化学亲和力大于所述施加期间在所述第一材料与所述至少两种第二材料中每种材料之间的化学亲和力；以及

■使用使所述区域分离的所述激光束的注量，向所述第三材料的层的垂直地位于所述第一材料的层的所述区域的上方的自由表面区域施加所述激光束。

换言之，可以观察到，通过慎重地沉积比第一材料层与第二材料的键合更强地键合到第一材料层的层，分离第一材料的层所需的最小能量较低。

如前所述，为了通过对半导体材料的层进行直接照射来分离沉积在PEN层上的100纳米的半导体材料的层，需要提供至少70mJ/cm²的注量使用248纳米的激光照射30纳秒。

作为本发明的示例，通过在有机半导体材料的层上沉积30纳米的氟化聚合物层，所需的最小注量降到50mJ/cm²。

一般而言，已可以观察到，只要第三材料与第一材料之间的键合大于第一材料与第二材料之间的键合，需施加的最小能量就有降低。

根据实施例，所述激光是受激准分子激光。

根据本发明的实施例，所述第三材料的层的厚度在1纳米与1微米之间的范围。

根据本发明的实施例，所述第三材料的层的材料和厚度根据所述激光束的注量、所述第一材料的性质和待分离的第一材料的区域的厚度来选择。

根据本发明的实施例，所述第一材料是有机半导体材料，并且所述第二材料分别是塑料材料和导电材料。

具体地说，所述有机半导体材料是氟化物材料，所述导电材料是金属或导电聚合物，并且所述第三材料是氟化聚合物。

更具体地，所述第三材料是，且/或所述第一材料是TIPS，且/或所述第三材料与所述第一材料具有大于15kJ.mol^-1的键焓。进一步的，所述氟物聚合物的层的厚度基本等于100纳米，所述第一材料的层的厚度基本等于100纳米，所述导电材料的层的厚度基本等于30纳米，所述激光束的注量低于50mJ/cm²，并且通过所述激光束进行照射的时间基本等于30纳秒。

根据本发明的实施例，所述第三材料比所述第一材料对激光束波长的吸收大。

附图说明