本发明专利技术涉及用于无机氧化物和硅表面的改进的蚀刻并能够制备更小构件的具有非牛顿流动性质的适印的均匀蚀刻糊形式的新型蚀刻介质。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于无机氧化物和硅表面的改进的蚀刻并能够制备更小构件(feature)的具有非牛顿流动性质的可印的均勻蚀刻糊形式的新型蚀刻介质。
技术介绍
当今的光生伏打系统主要基于使用结晶硅、薄膜和集中器光生伏打技术。不久前，已开发出用于简化在半导体器件中以高分辨率制造电子结构的方法的技术和组合物。尤其是适合通过直接印刷到要蚀刻的表面区域上来施加的蚀刻糊的发展简化了结构化工艺，因为可省去在蚀刻过程中应保持不被触及的区域上施加保护树脂层。所述新型蚀刻组合物可以以高分辨率印刷。适用的蚀刻糊以商标Isishape "出售。德国公司 Merck已开发出用于通过各种沉积法将蚀刻构件图案化至40微米的这类蚀刻糊。这些蚀刻糊为需要光刻抗蚀掩模和接着浴蚀刻的传统方法提供了低成本和环保的替代方案。过去公开了一些专利和专利申请(US 2004/0242019A1, US2006/0118759A1,US2005/0247674AU US 2003/0160026A1 和 US2003/019332A1 )，它们公开了蚀刻组合物，但这些组合物均不适合蚀刻小于40微米的小构件。MM在Isishape 蚀刻法中，将特殊配制的蚀刻糊仅沉积到基底上需要蚀刻的地方，在蚀刻完成后，洗除蚀刻糊和被蚀刻的材料。另外，在一些蚀刻法中，存在活化蚀刻糊所需的加热步骤。由于两个竞争性问题，为高分辨率沉积法配制蚀刻糊存在特别困难的问题。该糊必须足够不粘以便能形成精细构件。但是，该糊必须足够粘以使沉积糊的图案不因蚀刻糊渗漏到不需要蚀刻的区域中而受损。Isishape 蚀刻法目前可用于实现低至40微米的图案尺寸，但有些应用希望蚀刻更小的构件尺寸。因此需要新型蚀刻组合物，其提供使用目前的Isishape 蚀刻法中所用的相同沉积方法将构件尺寸下延至io微米的解决方案。专利技术概述本专利技术的目的是适合蚀刻硅、二氧化硅、氧化铟锡或其它无机表面的新型蚀刻糊组合物，其包含适合包封所含蚀刻剂的组分，其中通过光、热或另一能源辐照诱发所施加的蚀刻组合物的包封。本专利技术的特殊构造在于，在施加到要蚀刻的表面上之后诱发蚀刻组合物的包封，而同时激活蚀刻步骤。适合包封的组分以大约1-70%的浓度，优选大约1-50%的浓度，尤其优选大约5-20%的浓度存在。本专利技术的蚀刻糊包含单体和/或交联剂，选自烯烃、二烯、乙炔、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、丙烯腈、乙酸乙烯酯或其它乙烯类、苯乙烯和硫醇(二、三等)，它们可以就这样包含或作为混合物被包含。为了获得根据本专利技术的包封，所述组合物包含与所含单体和/或交联剂相容的UV/热引发剂。由于蚀刻糊包含两个或更多个相(它们通过浓度足以稳定这两个或更多个相的表面活性剂稳定化)，获得了特别好的蚀刻结果。所述表面活性剂以大约1-90%的浓度,优选大约10-80%的浓度,最优选大约15-75%的浓度存在于本专利技术的蚀刻糊中。此外，所含表面活性剂包含下列中至少一种亲水结构部分、亲油结构部分或亲氟(f luorophi lie)结构部分或它们的组合。这意味着,本专利技术的蚀刻糊包含两个或更多个相；浓度足以稳定所述两个或更多个相的表面活性剂；和适合包封所含蚀刻剂的组分。用包含浓度足以提高蚀刻糊的触变性的无机粒子的蚀刻糊获得了良好蚀刻结果。无机纳米粒子尤其以大约1-70%的浓度，优选大约1-50%的浓度，尤其优选大约5-20%的浓度存在。所含无机纳米粒子可选自热解法二氧化硅、炭黑或可以含有它们的组合。用于本专利技术的组合物的合适的蚀刻剂是磷酸、氯化铁、草酸、酒石酸、氢氟酸、硫酸、硝酸、乙酸或它们的组合。本专利技术的目的还包括蚀刻硅、二氧化硅或氧化铟锡表面的方法，其特征在于在将蚀刻组合物施加到要蚀刻的表面上之后使蚀刻剂包封形成凝胶。通过光或热辐照和/或通过温度诱发的从双(或更多)溶剂体系中除去所含溶剂，诱发蚀刻剂的包封。专利技术详述如上所述，本专利技术的目的是适合蚀刻硅、二氧化硅、氧化铟锡或其它无机表面的新 型蚀刻糊组合物，其包含适合包封所含蚀刻剂的组分。本专利技术的糊可以单独或结合使用，能实现低于40微米的蚀刻。在第一实施方案中，本专利技术涉及包含能用光或热辐照诱发蚀刻剂包封的组分的可交联类型的糊。有利地，可以在施加到要蚀刻的表面上后诱发包封。在第二实施方案中，本专利技术涉及包含在高温(90° C)下保持构件保真度的稳定化乳液的多相类型的糊。在特定情况下，所述糊可以是触变的，并且为了提高该组合物的触变性，可以并入无机粒子，其可以是热解法二氧化硅或炭黑或其它。本专利技术的组合物优选包含磷酸作为蚀亥Ij剂，但还可含有氯化铁或草酸和/或酒石酸等。所述可交联糊在辐照诱发的交联后变成凝胶。这种凝胶包封蚀刻剂，以防止蚀刻过程中的构件崩解。对水相蚀刻剂，例如用于氧化铟锡的磷酸或用于二氧化硅的氢氟酸而言，形成水凝胶。对有机相蚀刻剂而言，形成油凝胶。在这两种情况下，糊组合物都包含单体和/或交联剂，选自烯烃、二烯、乙炔、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、丙烯腈、乙酸乙烯酯或其它乙烯类、苯乙烯和硫醇(二、三等)，它们可以就这样被包含或作为混合物被包含。可通过与所含单体和/或交联剂相容的所含UV或热引发剂，引发这些单体的聚合。该聚合可以是自由基聚合、阴离子聚合、阳离子聚合、这些的混合、或缩聚或金属催化的聚合。在优选实施方案中，在将蚀刻组合物施加到要蚀刻的表面上之后进行蚀刻剂的包封以形成水凝胶。通过光或热辐照诱发包封步骤。在本专利技术的一个具体实施方案中，可以通过温度诱发的从双(或更多)溶剂体系中除去溶剂来诱发蚀刻剂的包封步骤以形成水凝胶。多相糊除了蚀刻剂外还含有至少一种表面活性剂。该表面活性剂可以是亲水-亲油的,如Span 、Tween 、Brij⑩等，亲水-亲氟的，如Z_yl⑩,或亲油-亲氟的，如烃-碳氟化合物。蚀刻剂可以在内或外相中，但优选在外相中。如果蚀刻剂在外相中，则在该体系的临界胶束浓度(CMC)以上添加表面活性剂。所得胶束充当粘度增强剂。这意味着，本专利技术的核心是开发具有要以细于40微米的细线印刷的物理性质的，优选可用尺寸低至10微米的构件印刷的新型蚀刻糊。无须说，本专利技术的糊也可用于蚀刻>40微米的构件。但即使这里本专利技术的组合物获得了改进的蚀刻结果，例如也发现改进的边缘清晰度。一系列实验导致开发出可用低至10微米的构件尺寸印刷并在印刷后保持几乎不变的新型蚀刻糊制剂，结果是蚀刻线和构件表现出与印刷构件几乎相同的分辨率。本专利技术的另一方面是开发新型蚀刻糊制剂，其中I.在将蚀刻糊沉积到表面上后直接引发性质的化学或物理变化，和/或2.构建用于增强粘度的多相体系。在第一实施方案中，所得凝胶有效包封蚀刻剂并又防止蚀刻剂渗漏到周围区域中。对第一实施方案而言，能用材料的实例包括聚合物材料、引发剂和抑制剂，其通过由辐照，尤其由光或热引发的化学交联以受控速率使蚀刻糊胶凝。这种方法不限于化学交联。例如，温度诱发的从双(或更多)溶剂体系中除去溶剂可以沉淀出聚合物，其用于与上述凝胶类似地封住蚀刻剂。必须平衡配方以实现蚀刻糊的包封和同时允许蚀刻糊的足够迁移性以有效接触表面以便完全蚀刻。还必须以在沉积后发生凝胶包封的方式配制蚀刻剂以避免堵塞或对沉积设备的其它有害影响。另外，所选组合物必须在适于蚀刻硅、二氧化硅、氧化铟锡或其它无机表面的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·吉利斯，R·屈格勒，E·斯特恩，B·迈耶斯，P·罗伊斯特，L·亨廷，
申请(专利权)人：默克专利有限公司，纳诺特拉公司，
类型：
国别省市：
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