【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及半导体加工技术，更具体地，涉及使用光致抗蚀剂系统来图案化有机器件的光刻技术。
技术介绍
1、由于有机物对温度和其他材料的敏感性，有机发光二极管(oled)本质上难以图案化。这些结构传统上是通过荫罩使用蒸发来沉积的。通过荫罩的沉积通常包括将模板放置在基板前面，该模板阻挡基板除了oled材料所需的沉积位置之外的任何地方。通常不使用诸如光刻之类的常规图案化方法，因为oled由有机材料组成并且所述有机材料容易被常规光刻中发现的光致抗蚀剂技术所需的溶剂溶解或降解。如果没有这个限制，传统的光刻方法将是制造oled结构和其他有机器件的最直接的方法。
2、用于沉积和图案化有机器件、特别是oled器件的常见沉积方法涉及使用精细金属掩模，其是荫罩的一种类型。荫罩可以是一张大片，通常做得尽可能薄并带有小孔。沉积通过点源进行，其中有机物被蒸发到掩模上，并通过这些孔，穿过该点源的有机物最终到达基板上掩模所指定的适当位置。由于荫罩中的孔可以有多小、荫罩可以制造多薄、以及荫罩可以放置在离基板多近的位置等方面的限制，存在分辨率限制，限制了特征尺寸和图案化的有机物的密度。荫罩的物理尺寸带来的挑战之一是遮蔽效应，由此材料沉积在荫罩的掩蔽区域下方，而未掩蔽区域具有不均匀的沉积。由于蒸发材料的偏离法线到达角度，在基板的物理掩蔽区域下方的沉积过程中会出现遮蔽效应。荫罩的厚度是决定基板上有多少不期望的遮蔽效应的因素之一，这会导致有机物图案化的分辨率限制。因此，需要非常薄的荫罩，如果荫罩太薄，则存在荫罩破裂或变形的风险。由于光场显示技术的高分辨率o
3、存在使用对有机材料安全的溶剂的特殊配制的抗蚀剂系统。这些特殊配制的系统通常采用两层光刻剥离方案，其中底部光刻层用作牺牲层，而顶层是光敏抗蚀剂层。在一种技术中，在顶层被旋转、烘烤和图案化之前，底层被旋转在晶片上并被烘烤。这种类型的光致抗蚀剂系统的基础是顶层和底层溶解在不同的溶剂中，或者至少以不同的速率溶解在相同的溶剂中，从而允许选择性蚀刻或去除两层中的每一层。对于有机物的图案化，通常使用剥离技术，在光敏抗蚀剂层中创建底切轮廓以创建空腔结构，其中抗蚀剂顶层悬垂在抗蚀剂底层中的开口上方。然后，通过开口沉积要剥离的材料，并且悬垂抗蚀剂轮廓下方的空腔为溶剂在沉积所需材料之后进入抗蚀剂系统留下额外的空间，从而将沉积的材料留在图案化的开口中。
4、已经证明，如与这些特殊配制的抗蚀剂系统一起使用的光刻工艺所需的，暴露于紫外(uv)光可能会损坏oled结构。一些有机物安全的抗蚀剂系统使用负性光致抗蚀剂顶层，在图案化过程中必须将其暴露在uv光下。负性光致抗蚀剂是这样一种光致抗蚀剂：其中光致抗蚀剂的暴露于光的区域变得不溶于光致抗蚀剂显影剂。具体地，负性光敏抗蚀剂材料在uv光存在下通过聚合或交联而被强化。在将负性光致抗蚀剂通过光线掩模(本文也称为光掩模)暴露于光之后，显影剂将溶解未暴露于光的区域，在负性光致抗蚀剂层的未暴露于uv光的区域中留下抗蚀剂涂层。光掩模具有不透明区域和透明区域，以允许uv光穿过，在光致抗蚀剂中形成所需的图案。然后光致抗蚀剂的未暴露区域被光致抗蚀剂显影剂(例如缓冲koh显影剂)溶解。与负性光致抗蚀剂相反，正性光致抗蚀剂是这样一种光致抗蚀剂，其中暴露于uv光的光致抗蚀剂区域变得可溶于光致抗蚀剂显影剂。在正性光致抗蚀剂的情况下，光敏材料会被光改变，并且显影剂将溶解掉通过光掩模的透明区域暴露于光的区域，而剩余的光致抗蚀剂材料位于光掩模的不透明区域下(即未暴露于uv光的区域)。光致抗蚀剂的未暴露区域仍不溶于光致抗蚀剂显影剂，并在光刻工艺中充当保护层。正性光致抗蚀剂在本领域中是公知的并且高度可控，然而，由于其显影剂对有机材料的破坏性质，传统上在图案化oled结构时无法使用正性光致抗蚀剂。
5、根据lin(multi-layer resist systems(多层抗蚀剂系统)，introduction tomicrolithography chapter 6，pp.287-350，1983)，三层抗蚀剂的历史开始于20世纪70年代初的微电子的剥离时代。当时人们希望对微电子制造进行剥离，而三层光致抗蚀剂系统被证明是一个强有力的候选者。该抗蚀剂系统的基本元件包括成像层、无机转移层和底部牺牲层。底部牺牲层通常是硬烘烤光致抗蚀剂，而无机转移层是金属或介电材料，成像层是传统光致抗蚀剂。在晶圆上涂上三层抗蚀剂后，对成像层进行曝光和显影，然后蚀刻无机转移层。然后将系统暴露于氧等离子体以将图案转移到牺牲层。氧等离子体可设计为在抗蚀剂中产生底切并去除成像层以获得理想的剥离轮廓。在投影光刻中，成像层全部位于同一平面内非常重要。此时，化学机械抛光等平坦化技术尚不可用，因此光刻是在形貌上进行的。
6、在使用三层抗蚀剂进行半导体处理的一个示例中，授予sankarapandian等人的美国专利10,049,876。描述了一种方法，该方法包括：形成具有设置在顶层和底层之间的中间层的三层抗蚀剂结构。这种三层抗蚀剂方法用于以定向方式从特殊类型的晶体管上去除材料，而不会损坏附近的类似晶体管。该三层抗蚀剂的作用是首先平坦化表面，然后充当蚀刻工艺的硬掩模。为了去除中间抗蚀剂层，应用与三层抗蚀剂结构的底层相似或相同的材料来平坦化和回蚀化学机械抛光(cmp)层至低于中间抗蚀剂层的水平。然后可以通过蚀刻程序去除中间层，该蚀刻程序通常会损害基板的其余部分，然而，由于附加的平坦化层，基板被覆盖并保护免受去除中间层的蚀刻的影响。最后使用干法或湿法剥离工艺去除剩余的平坦化层。
7、在用于图案化有机物的传统双层光致抗蚀剂系统中，底部或基层是牺牲层，其有助于产生用于图案化oled的所需底切轮廓。为了使用传统的抗蚀剂作为有机物安全的抗蚀剂系统的基层，开发人员需要首先使用抗蚀剂创建底切轮廓，该抗蚀剂可以在不损坏沉积有机物的情况下被去除。如前所述，用于传统光刻工艺(即正性光致抗蚀剂)的化学光刻显影剂通常对有机材料有害。因此，用于制造小尺寸有机器件、特别是适用于高分辨率显示应用的纳米级oled器件的光刻技术的发展存在障碍。
8、提供该背景信息的目的是使申请人相信可能与本专利技术相关的信息为人所知。不一定要承认、也不应解释为任何前述信息构成针对本专利技术的现有技术。
技术实现思路
1、本专利技术的一个目的是提供可用于图案化有机发光二极管(oled)的三层光刻技术。
2、在本专利技术的一个方面，提供了用于图案化有机器件的方法，包括：在基板上沉积底部电极；在该基板上沉积三层抗蚀剂系统，该三层抗蚀剂系统包括：含氟聚合物基层；中间无机转移层；以及顶部正型光致抗蚀剂层；以及通过以下方式创建至少一个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于图案化有机器件的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述有机器件是有机发光二极管。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述有机器件是有机场效应晶体管、有机太阳能电池、光伏电池器件、有机半导体或有机激光器。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中蚀刻通过所述无机转移层暴露的所述含氟聚合物基层包括：使用反应离子蚀刻以暴露所述底部电极。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中所述含氟聚合物基层具有95％或更大的可见光透射比。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其中所述正型光致抗蚀剂层具有约340-500nm之间的厚度。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中穿过所述图案化的正型光致抗蚀剂层蚀刻所述无机转移层在所述正型光致抗蚀剂图像层和所述无机转移层之间产生底切区域。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的方法，其中蚀刻所述含氟聚合物基层产生横向底切轮廓和纵向底切轮廓。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述横向底切轮廓的长度≥0.2
10.根据权利要求1-9中的任一项所述的方法，其中所述剥离程序利用氟化溶剂来溶解所述含氟聚合物基层。
11.根据权利要求1-10中的任一项所述的方法，其中所述无机转移层包含金属和介电材料中的一种或多种。
12.根据权利要求1-11中的任一项所述的方法，其中所述至少一个有机层包括一个或多个电子传输层(ETL)、发射层(EML)、空穴传输层(HTL)和空穴注入层(HIL)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述发射层(EML)是红色、绿色和蓝色发射中的至少一种。
14.根据权利要求1-13中的任一项所述的方法，其中在沉积所述三层抗蚀剂系统之前，将氧化物层沉积在所述基板和电极阵列上。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述氧化物层包括透明导电氧化物。
16.用于图案化有机器件阵列的方法，包括：
17.根据权利要求16所述的方法，还包括：在每个所述有机器件的顶部沉积顶部电极。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中所述有机器件是OLED，并且其中所述第一组有机器件和所述第二组有机器件发射不同的颜色。
19.根据权利要求16-18中的任一项所述的方法，其中穿过所述图案化的正型光致抗蚀剂图像层蚀刻所述无机转移层在所述正型光致抗蚀剂图像层和所述无机转移层之间产生底切区域。
20.根据权利要求16-19中的任一项所述的方法，其中蚀刻所述含氟聚合物基层产生横向底切轮廓和纵向底切轮廓。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述横向底切轮廓的长度≥0.25μm。
22.根据权利要求16-21中的任一项所述的方法，其中所述剥离程序利用与所述含氟聚合物基层相互作用并溶解所述含氟聚合物基层的氟化溶剂。
23.根据权利要求16-22中的任一项所述的方法，其中所述无机转移层包含一种或多种金属或介电材料。
24.根据权利要求16-23中的任一项所述的方法，其中所述有机层是包括一个或多个电子传输层(ETL)、发射层(EML)、空穴传输层(HTL)和空穴注入层(HTL)的有机叠层。
25.用于图案化有机器件阵列的方法，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.用于图案化有机器件的方法，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述有机器件是有机发光二极管。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述有机器件是有机场效应晶体管、有机太阳能电池、光伏电池器件、有机半导体或有机激光器。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中蚀刻通过所述无机转移层暴露的所述含氟聚合物基层包括：使用反应离子蚀刻以暴露所述底部电极。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中所述含氟聚合物基层具有95％或更大的可见光透射比。
6.根据权利要求1-5中的任一项所述的方法，其中所述正型光致抗蚀剂层具有约340-500nm之间的厚度。
7.根据权利要求1-6中的任一项所述的方法，其中穿过所述图案化的正型光致抗蚀剂层蚀刻所述无机转移层在所述正型光致抗蚀剂图像层和所述无机转移层之间产生底切区域。
8.根据权利要求1-7中的任一项所述的方法，其中蚀刻所述含氟聚合物基层产生横向底切轮廓和纵向底切轮廓。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述横向底切轮廓的长度≥0.25μm。
10.根据权利要求1-9中的任一项所述的方法，其中所述剥离程序利用氟化溶剂来溶解所述含氟聚合物基层。
11.根据权利要求1-10中的任一项所述的方法，其中所述无机转移层包含金属和介电材料中的一种或多种。
12.根据权利要求1-11中的任一项所述的方法，其中所述至少一个有机层包括一个或多个电子传输层(etl)、发射层(eml)、空穴传输层(htl)和空穴注入层(hil)。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·巴赫曼，Q·S·王，M·马迪，
申请(专利权)人：阿瓦龙全息照相技术股份公司，
类型：发明
国别省市：
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