[发明专利]一种图形化掩模的制造方法

说明书

本发明涉及一种图形化掩模的制造方法；在衬底上设置一层高分子材料；将这层高分子材料中不需要保留的部分区域接触含有固体纳米颗粒的溶液；进行烘烤或微波辐射或热处理；将包含高分子材料涂层的衬底浸在显影溶液或通过喷雾显影法显影，直到高分子材料涂层中接触固体纳米颗粒溶液的区域溶解。和传统光刻工艺相比，此图形化掩膜的方法不需要光源与曝光过程，并且高分子材料中并不需要添加光敏成分，大幅降低材料成本。在需要低成本掩膜的应用，如太阳能电池制造等领域，可使工艺总成本降低，由于成本原因发展受限的技术(例如采用镀铜电极的异质结太阳能电池)在应用本发明所述技术后有望得到产业化推广。

技术领域

本发明属于太阳能电池，半导体照明芯片制造，平板显示，生化分析芯片，集成电路，微机电制造等微米尺度制造领域；特别是涉及一种制作图形化掩膜的方法。

背景技术

光刻(英语：photolithography)是半导体器件制造工艺中的一个重要步骤，该步骤利用曝光和显影在光刻胶层上刻画几何图形结构，然后通过刻蚀等工艺将光掩模上的图形转移到所在衬底上。这里所说的衬底不仅包含硅晶圆，还可以是其他金属层、介质层，例如玻璃、SOS中的蓝宝石等。

光刻中采用的感光物质被称为光刻胶，主要分为正光刻胶和负光刻胶两种。正光刻胶未被光照的部分在显影后会被保留，而负光刻胶被感光的部分在显影后会被保留。

光刻工艺目前已经达到了低至10纳米的分辨率，但是在某些制造领域(例如太阳能电池)，微米尺度的分辨率就已经足够，传统的光刻工艺并不适用于大规模生产，因为光刻的曝光与光刻胶的成本过高，阻碍了生产成本的降低。

和已经发表的专利(US 2007/0007627 A1(YOUNG et al)，US 2010/0047721 A1(WENHAM et al)，US 2006/0292821 A1(YOUNG et al))所描述的利用碱性溶液来局部“蚀刻”高分子材料涂层的方法不同，此技术采用含有固体纳米颗粒溶液局部阻碍高分子涂层的交联反应。因此，对于一个点状开口，只需要提供0.1-80皮升的含有固体纳米颗粒溶液即可。可以实现开口的大小也从近百微米下降到20微米以下。

发明内容

要解决的技术问题：本发明要解决的技术问题是制作低成本的高分子掩模的方法；此方法不需要曝光，高分子掩膜材料中无需含有感光物质，也不需要光掩膜版。

本发明的技术方案如下：

一种图形化掩模的制造方法；其步骤如下：

1)在衬底上设置一层高分子材料；

2)将这层高分子材料中不需要保留的部分区域接触含有固体纳米颗粒的溶液；

3)进行烘烤或微波辐射或热处理；

4)将包含高分子材料涂层的衬底浸在显影溶液或通过喷雾显影法显影，直到高分子材料涂层中接触固体纳米颗粒溶液的区域溶解。

所述高分子材料组份及质量百分含量如下：

优选的进一步条件是：

所述高分子树脂要含有活性氢键，包括羟基，羧基或酰胺基团；包括醇酸树脂，聚酯树脂，酚醛清漆树脂，丙烯酸树脂，环氧树脂，聚酰亚胺，氨基甲酸乙酯，聚乙烯基苯酚，聚丙烯酸或聚甲基丙烯酸共聚物；优选的是聚对羟基苯乙烯树脂，环氧树脂，聚乙烯吡咯烷酮或它们的混合物。