[发明专利]图案化掩膜版、其制备方法及使用其进行激光剥离的方法

说明书

本发明属于电子器件制备工艺领域，并公开了一种图案化掩膜版的制备方法，包括以下步骤：1)在透明基板的第一表面上沉积一层吸光材料层并图案化；2)在透明基板的第二表面上旋涂聚合物材料层；3)用激光照射透明基板的第一表面，该透明基板上被吸光材料覆盖的区域，激光能量未达到聚合物材料烧蚀阈值，聚合物得以保留；而透明基板上未被吸光材料覆盖的区域的聚合物会被激光烧蚀，聚合物材料层被烧蚀后实现图案化，并且图案的形状与透明基板的第一表面沉积的吸光材料的形状一致，从而形成所述图案化掩膜版。本发明可以实现对激光剥离后的界面粘附强度调控，通过控制剥离后的界面粘附强度，使大面积柔性超薄器件剥离后依然粘附在刚性衬底上。

技术领域

本发明属于电子器件制备工艺领域，更具体地，涉及图案化掩膜版、其制备方法及使用其进行激光剥离的方法。

背景技术

柔性电子制造的核心是实现不同尺寸/材质的结构、器件和系统的集成制造，包括聚合物、金属、纳米材料等机电特性迥异材料的功能集成，制造的关键步骤是将平面IC工艺为柔性电子的制造的高性能器件从无机半导体衬底上剥离，并最终转印到曲面衬底上。

传统的顶针剥离、化学刻蚀法剥离、应力控制法等方法依然存在着制造工艺复杂，适用性不广泛，成本较高，成功率难以保证等一系列问题。同时在器件尺寸方面毫米级的面积已经达到工艺极限，面向工业制造的针对超大面积超薄器件的剥离需要新的工艺。

激光剥离工艺可以满足上述要求。激光剥离：一种分离多层薄膜结构的新工艺，激光透过透明基板，照射界面物质，界面材料发生烧蚀/融化/分解/蒸发/淬火等，实现物质材料与基板分离。激光剥离工艺目前正广泛应用剥离柔性显示器等领域。

现有工艺在面对超大超薄器件(微米级厚度，厘米级以上面积)时会面对一系列问题，其中比较显著的问题是：激光扫描后的大面积超薄柔性器件从玻璃载板上分离，进行后续工艺时，大面积柔性超薄器件无法利用刚性基板的物流方式进行物流，大面积柔性超薄器件由于特别柔软，在物流过程中容易损坏，一般的夹持方式会发生褶皱，或对脆弱的器件层造成损伤，进而影响工艺的良率，导致产品整体良率下降。同时，超薄的器件层刚度较低，器件在制造过程中的累积热应力会使界面释放后的超薄器件发生卷曲，极大影响后续工艺。同时，部分器件制造过程中的关键材料需要高温处理(材料掺杂、结晶、高温退火极化等)，传统的基于聚合物释放层的激光剥离工艺，其聚合物衬底能够承受的最高温度有限(约300摄氏度)。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了图案化掩膜版、其制备方法及使用其进行激光剥离的方法，利用透明度可控的图案化掩膜版，可以调节掩膜版对应不同区域的激光照射能量与照射次数，激光释放层材料在受到不同能量与照射次数的激光照射时其界面剥离效果有较大差异。利用该技术，可以实现对不同区域界面粘附强度的调控。通过控制剥离后的不同区域的界面粘附强度，使器件剥离后依然粘附在刚性衬底上，方便其夹持转移，同时避免器件卷曲。配合该工艺使用的激光释放层兼容高温工艺，可以实现超薄(微米级厚度)、超大(厘米级面积)电子器件的制备与剥离，从而制备大面积超薄曲面柔性电子(超薄柔性显示器、飞机智能蒙皮等)，实现大面积传感器/TFT阵列从平面衬底上剥离并转印到柔性衬底这一关键工序。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种图案化掩膜版的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在透明基板的第一表面的部分区域上沉积一层吸光材料，则形成吸光材料层，该吸光材料层能让激光透过，激光穿透该吸光材料层后，会有一部分能量被吸光材料层吸收，吸收能量大小通过吸光材料层的厚度来控制；

2)在透明基板上与第一表面相对的第二表面上旋涂并涂满能与激光发生作用的聚合物材料，则形成聚合物材料层，该聚合物材料层能被设定波长的激光烧蚀，该聚合物材料层的厚度与其烧蚀率决定了其能够阻挡激光的次数，也即其调控激光照射次数的能力；