CN116137224A - 掩膜版及其制作方法、巨量转移方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种掩膜版及其制作方法、巨量转移方法。该掩膜版包括：透明基板；光阻挡膜，形成于透明基板上，光阻挡膜不同位置的透光率与光刻胶目标图案相同位置处的光刻厚度呈正线性相关，光阻挡膜的材料包括金属和/或金属氧化物。本发明充分利用了光刻胶层不同位置分解厚度—掩膜版相应位置透光率之间的关系，能够在实际应用过程中快速且精准地完成光刻胶层复杂图案的光刻制作，极大地提高了生产效率。特别是在巨量转移过程中，由于该掩膜版的高效和精准，对于提高巨量转移效率具有显著的作用。
Description
技术领域
本发明涉及光刻技术领域，尤其涉及一种掩膜版及其制作方法、巨量转移方法。
背景技术
Micro LED(Micro Light Emitting Diode，微型发光二极管)作为新一代显示技术，相比于LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、OLED(Organic Light EmittingDiode，有机发光二极管)技术，具有响应速度快，自主发光、对比度高、使用寿命长、光电效率高等优势，已成为当下研究热点。
在Micro LED及其MEMS(Micro Electro Mechanical System，微型机电系统)制程中，对于复杂光刻胶图案，需要通过多道紫外光制程且进行对位，对制程工艺及对位精度均是巨大的挑战，限制量产发展，尤其是Micro LED巨量转移过程中的技术难点。
基于以上原因，有必要提供一种新的掩膜版，以便提高复杂光刻胶图案制作过程中的效率，简化工序，从而为Micro LED巨量转移的高效进行提供支持。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本申请的目的在于提供一种掩膜版及其制作方法、巨量转移方法，旨在解决现有技术中复杂光刻胶图案制作工序复杂、效率低，从而限制量产的问题。
一种掩膜版，其包括：透明基板；光阻挡膜，形成于所述透明基板上，所述光阻挡膜不同位置透光率与光刻胶目标图案相同位置处的光刻厚度呈正线性相关，所述光阻挡膜的材料包括金属和/或金属氧化物。
上述掩膜版中因光阻挡膜不同位置的光刻光透光率与所欲制作的光刻胶目标图案相同位置处的光刻厚度呈正线性相关，相当于根据光刻胶层图案不同位置光刻分解的厚度确定了与其线性相关的透光率大小。透光率越大，则对应位置的光刻胶被分解的厚度越厚；相反地，透光率越小，则对应位置的光刻胶被分解的厚度越薄，且二者之间正相关。正是由于本发明的掩膜版的不同位置具有与光刻胶分解厚度相适应的透光率，使得在光刻过程中，可通过上述掩膜版控制目标图案所对应位置的透光率，从而使照射在光刻胶层相应位置上的光强根据目标图案均匀分布，最终能够一次性快速完成光刻，并能够形成较为复杂的光刻胶层图案，简化复杂造型的制作工序。
总之，本发明充分利用了光刻胶层不同位置分解厚度—掩膜版相应位置透光率之间的关系，能够在实际应用过程中快速且精准地完成光刻胶层复杂图案的光刻制作，极大地提高了生产效率。特别是在Micro LED巨量转移过程中，由于该掩膜版的高效和精准，对于提高巨量转移效率和可靠性具有显著的作用。
可选地，所述光阻挡膜包括金属钛薄膜、金属铝薄膜、氧化锌薄膜或铝掺杂氧化锌薄膜。超薄金属薄膜(如钛、铝等)对于电磁波的吸收具有尺寸效应，电磁波入射在表面时反射率、吸收率、透射率总和为1。当金属薄膜的特征尺寸小于穿透深度时，透射效应、吸收效应成为主流效应，随着薄膜厚度增加，金属薄膜的反射率逐渐增加、透射率逐渐减小。本发明利用上述光阻挡膜，能够通过特征尺寸的调节来实现不同位置光刻光透光率可控的效果，且具有更好的精准度。换而言之，使用上述几种光阻挡膜，能够使不同位置处的光刻光透光率更精准，相应照射于光刻胶层进行光刻分解时，其分解厚度的分布于目标图案更贴合，有利于在显著提高生产效率的基础上进一步保证更高的图案精准度，因此更有利于巨量转移的高效准确进行。
可选地，所述光阻挡膜不同位置的厚度与该位置处的所述透光率满足厚度—透光率曲线。光阻挡膜的厚度和光刻光的透光率之间往往不是线性关系。根据该厚度—透光率曲线，能够使光阻挡膜不同位置处的透光率与目标图案相应位置处的光刻胶分解厚度更加匹配。实际应用过程中，只需在透明基板上不同区域设置不同厚度的光阻挡膜，形成不同透光率分布的掩膜版，进而在光刻胶层图案化制成中形成不同的光刻分解厚度，一次性形成不同形态的造型。
可选地，所述光阻挡膜远离所述透明基板的一侧具有图案，所述图案的不同位置的所述透光率与所述光刻胶目标图案相同位置处的光刻厚度呈正线性相关。光刻光在穿过光阻挡膜后，其透过率也呈现出于光阻挡膜上图案相适应的分布，再照射至光刻胶上，即可形成目标图案，且各处厚度与目标图案所需各处厚度一致。
可选地，所述光刻胶目标图案为与待转移芯片形状相适应的凹槽结构，且所述凹槽结构中不同位置对应的所述光阻挡膜的透光率与所述待转移芯片相同位置处的厚度呈正线性相关。巨量转移过程中，需要将生长基板上生长的多个待转移芯片转移至带有电极的基地上，且需要是待转移芯片对准相应电极。因此，以待转移芯片的结构为准，利用与其形状相适应的凹槽结构作为光刻胶目标图案(此处形状相适应是指光刻胶目标图案的凹槽结构与待转移芯片的结构互补)，即可得到光阻挡膜的图案形状，其透光率分布于与待转移芯片厚度分布相一致。因此，利用该掩膜版，经光刻光照射即可一次性快速刻蚀光刻胶，在其上形成与巨量转移过程中待转移芯片对应的凹槽结构，然后经转移制程，即可完成芯片巨量转移。
可选地，所述透明基板包括但不限于石英基板、玻璃基板或蓝宝石基板。以上几种透明基板均具有高透光性，对于掩膜版不同位置的光透光率不会产生影响，便于进一步提高光刻胶图案的精准度。
基于同样的发明构思，本发明还提供了一种掩膜版的制作方法，其包括以下步骤：提供透明基板；在所述透明基板上制作光阻挡膜，所述光阻挡膜不同位置透光率与光刻胶目标图案相同位置处的光刻厚度呈正线性相关，所述光阻挡膜的材料包括金属和/或金属氧化物。
上述制作方法制作的掩膜版中因光阻挡膜不同位置的光刻光透光率与所欲制作的光刻胶目标图案相同位置处的光刻厚度成正线性相关，相当于根据光刻胶层图案不同位置光刻分解的厚度确定了与其线性相关的透光率大小。透光率越大，则对应位置的光刻胶被分解的厚度越厚；相反地，光的透光率越小，则对应位置的光刻胶被分解的厚度越薄，且二者之间正相关。正是由于本发明的掩膜版的不同位置具有与光刻胶分解厚度相适应的透光率，使得在光刻过程中，可通过上述掩膜版控制目标图案所对应位置的透光率，从而使照射在光刻胶层相应位置上的光强根据目标图案均匀分布，最终能够一次性快速完成光刻，并能够形成较为复杂的光刻胶层图案，简化复杂造型的制作工序。
总之，本发明充分利用了光刻胶层不同位置分解厚度—掩膜版相应位置透光率之间的关系，能够在实际应用过程中快速且精准地完成光刻胶层复杂图案的光刻制作，极大地提高了生产效率。特别是在Micro LED巨量转移过程中，由于该掩膜版的高效和精准，对于提高巨量转移效率和可靠性具有显著的作用。
可选地，制作所述光阻挡膜的步骤包括：测量不同厚度的所述光阻挡膜的所述透光率，获得厚度—透光率曲线；根据光刻胶目标图案不同位置处的光刻厚度获得该位置的所述透光率，其次根据所述厚度—透光率曲线获得该位置的所述光阻挡膜的厚度参数；根据不同位置的所述光阻挡膜的所述厚度参数，在所述透明基板一侧通过一次或多次金属蒸镀的工艺制作形成所述光阻挡膜。
光阻挡膜的厚度和光刻光的透光率之间往往不是线性关系，根据该厚度—透光率曲线，能够使光阻挡膜不同位置处的透光率与目标图案相应位置处的光刻胶分解厚度更加匹配。实际应用过程中，只需在透明基板上不同区域设置不同厚度的光阻挡膜，形成不同透光率分布的掩膜版，进而在光刻胶层图案化制程中形成相应的光刻分解厚度，即可一次性光刻形成不同图案。
可选地，所述金属蒸镀的工艺包括电子束蒸发、溅射沉积工艺。
可选地，测量不同厚度的所述光阻挡膜的所述透光率的步骤包括：制作厚度梯度变化的所述光阻挡膜，采用干涉仪表征厚度，并采用光谱仪测试不同厚度的所述光阻挡膜的所述透光率。实际应用时，根据光阻挡膜的厚度和对应的透光率，即可绘制或拟合得到厚度—透光率曲线。采用干涉仪表征厚度，采用光谱仪测试光的透光率，使得该曲线本身更为可靠，对于后于光阻挡膜的制作精准度也有更好的促进作用。
基于同样的发明构思，本发明进一步提供了一种巨量转移方法，其包括以下步骤：提供基底，所述基底上设置有电极；在基底上形成光刻胶层；透过上述掩膜版对所述光刻胶层进行图案化处理，以形成与待转移芯片对应的目标图案；将形成有所述待转移芯片的生长基板置于所述光刻胶层上方，并使所述待转移芯片与所述目标图案对位；剥离所述生长基板，使所述待转移芯片落下并与所述基底接触；焊接所述芯片与所述电极。
上述巨量转移过程中，在图案化处理过程中使用了上述掩膜版。该掩膜版的光阻挡膜不同位置的光刻光透光率与所欲制作的光刻胶目标图案—与待转移芯片相适应的凹槽结构的相同位置处的光刻厚度呈正线性相关。因此，光刻光经过该掩膜版后，其透过率的分布形状与待转移芯片一致，且不同位置的透过率大小与芯片的厚度正线性相关。所以，经一次性照射，即可在光刻胶层上形成与待转移芯片形状相适应的凹槽结构，随后经转移、对位、生长基本剥离、焊接后，即可完成芯片巨量转移。因使用了本发明的掩膜版，上述巨量转移过程更为高效可靠，具有广阔的应用前景。
可选地，所述图案化处理过才能中使用的光为紫外光，所述光刻胶层的材料为聚酰亚胺(PI)或苯并环丁烯。以上光刻胶层和紫外光之间的分解厚度和光强具有更显著的线性关系，有利于进一步提高光透光率和分解厚度之间的适配度，进而对图案的精准度具有更好的改善，以便更有效地改善巨量转移的效率和可靠性。
附图说明
图1为根据本发明一种实施例中掩膜版的结构示意图；
图2为根据本发明一种实施例中掩膜版制作方法中光阻挡膜厚度—透光率曲线示意图；
图3为根据本发明一种实施例中掩膜版制作方法中透明基板的结构示意图；
图4为根据本发明一种实施例中掩膜版制作方法中在透明基板表面涂覆第一光刻胶层后形成的结构示意图；
图5为根据本发明一种实施例中掩膜版制作方法中对第一光刻胶层进行光刻后形成的结构示意图；
图6为根据本发明一种实施例中掩膜版制作方法中在图5所示结构上蒸镀第一光阻挡层后形成的结构示意图；
图7为根据本发明一种实施例中掩膜版制作方法中去除图6所示结构中的剩余第一光刻胶层，且继续涂覆第二光刻胶层后形成的结构示意图；
图8为根据本发明一种实施例中掩膜版制作方法中对第二光刻胶层进行光刻后形成的结构示意图；
图9为根据本发明一种实施例中掩膜版制作方法中在图8所示结构上蒸镀第二光阻挡层后形成的结构示意图；
图10为根据本发明一种实施例中掩膜版制作方法中在图9所示结构上在此去除剩余的第二光刻胶层后形成的结构示意图；
图11为根据本发明一种实施例中掩膜版制作方法中在图10所示结构上进一步涂覆第三光刻胶层后形成的结构示意图；
图12为根据本发明一种实施例中掩膜版制作方法中对第三光刻胶层进行光刻后形成的结构示意图；
图13为根据本发明一种实施例中掩膜版制作方法中在图12所示结构上进一步蒸镀第三光阻挡层后形成的结构示意图；
图14为根据本发明一种实施例的巨量转移过程中采用的基底的结构示意图；
图15为根据本发明一种实施例的巨量转移过程中在基底上形成光刻胶层后的结构示意图；
图16为根据本发明一种实施例的巨量转移过程中采用图1所示掩膜版对光刻胶层进行图案化时的示意图；
图17为根据本发明一种实施例的巨量转移过程中经过图16所示的图案化后形成与待转移芯片对应的目标图案的结构示意图；
图18为图17所示的结构的俯视结构示意图；
图19为根据本发明一种实施例的巨量转移过程中将待转移芯片与所述目标图案对位的示意图；
图20为根据本发明一种实施例的巨量转移过程中剥离生长基板之后得到的结构示意图；
图21为根据本发明一种实施例的巨量转移过程中使待转移芯片落下并焊接芯片与电极后得到的结构示意图；
图22为根据本发明一种实施例的巨量转移过程中去除图21中剩余光刻胶层之后形成的结构示意图。
附图标记说明：
10-透明基板；20-光阻挡膜；31-第一光刻胶层；21-第一光阻挡层；32-第二光刻胶层；22-第二光阻挡层；33-第三光刻胶层；23-第三光阻挡层；
40-基底；41-背板；42-电极；50-光刻胶层；60-待转移芯片；70-生长基板；80-压头。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。
复杂光刻胶图案，比如Micro LED巨量转移过程中的光刻胶图案，往往需要通过多道紫外光制程且进行对位，对制程工艺及对位精度均是巨大的挑战，限制量产发展。为了解决这一问题，本发明提供了一种新的掩膜版，以提高复杂光刻胶图案制作工序的效率，简化工序，以便提高巨量转移效率。
根据本发明的一方面，提供了一种掩膜版，如图1所示，其包括：透明基板10；光阻挡膜20，形成于所述透明基板10上，所述光阻挡膜20不同位置的透光率与光刻胶目标图案相同位置处的光刻厚度呈正线性相关，所述光阻挡膜的材料包括金属和/或金属氧化物。
上述掩膜版中因光阻挡膜不同位置的光刻光透光率与所欲制作的光刻胶目标图案相同位置处的光刻厚度呈正线性相关，相当于根据光刻胶层图案不同位置光刻分解的厚度确定了与其线性相关的透光率大小。透光率越大，则对应位置的光刻胶被分解的厚度越厚；相反地，透光率越小，则对应位置的光刻胶被分解的厚度越薄，且二者之间正相关。正是由于本发明的掩膜版的不同位置具有与光刻胶分解厚度相适应的透光率，使得在光刻过程中，可通过上述掩膜版控制目标图案所对应位置的透光率，从而使照射在光刻胶层相应位置上的光强根据目标图案均匀分布，最终能够一次性快速完成光刻，并能够形成较为复杂的光刻胶层图案，简化复杂造型的制作工序。
总之，本发明充分利用了光刻胶层不同位置分解厚度—掩膜版相应位置透光率之间的关系，能够在实际应用过程中快速且精准地完成光刻胶层复杂图案的光刻制作，极大地提高了生产效率。特别是在Micro LED巨量转移过程中，由于该掩膜版的高效和精准，对于提高巨量转移效率和可靠性具有显著的作用。
可选地，所述光阻挡膜包括金属钛薄膜、金属铝薄膜、氧化锌薄膜或铝掺杂氧化锌薄膜。超薄金属薄膜(如钛、铝等)对于电磁波的吸收具有尺寸效应，电磁波入射在表面时反射率、吸收率、透射率总和为1。当金属薄膜的特征尺寸小于穿透深度时，透射效应、吸收效应成为主流效应，随着薄膜厚度增加，金属薄膜的反射率逐渐增加、透射率逐渐减小。本发明利用上述光阻挡膜，能够通过特征尺寸的调节来实现不同位置光刻光透光率可控的效果，且具有更好的精准度。换而言之，使用上述几种光阻挡膜，能够使不同位置处的光刻光透光率更精准，相应照射于光刻胶层进行光刻分解时，其分解厚度的分布于目标图案更贴合，有利于在显著提高生产效率的基础上进一步保证更高的图案精准度，因此更有利于巨量转移的高效准确进行。
在一些实施方式中，所述光阻挡膜不同位置的厚度与该位置处的所述透光率满足厚度—透光率曲线。光阻挡膜的厚度和光刻光的透光率之间往往不是线性关系。根据该厚度—透光率曲线，能够使光阻挡膜不同位置处的透光率与目标图案相应位置处的光刻胶分解厚度更加匹配。实际应用过程中，只需在透明基板上不同区域设置不同厚度的光阻挡膜，形成不同透光率分布的掩膜版，进而在光刻胶层图案化制成中形成不同的光刻分解厚度，一次性形成不同形态的造型。
在一种实施方式中，所述光阻挡膜远离所述透明基板的一侧具有图案，所述图案的不同位置的所述透光率与所述光刻胶目标图案相同位置处的光刻厚度呈正线性相关。光刻光在穿过光阻挡膜后，其透过率也呈现出于光阻挡膜上图案相适应的分布，再照射至光刻胶上，即可形成目标图案，且各处厚度与目标图案所需各处厚度一致。
在一种实施方式中，所述光刻胶目标图案为与待转移芯片形状相适应的凹槽结构，且所述凹槽结构中不同位置对应的所述光阻挡膜的透光率与所述待转移芯片相同位置处的厚度呈正线性相关。巨量转移过程中，需要将生长基板上生长的多个待转移芯片转移至带有电极的基地上，且需要是待转移芯片对准相应电极。因此，以待转移芯片的结构为准，利用与其形状相适应的凹槽结构作为光刻胶目标图案(此处形状相适应是指光刻胶目标图案的凹槽结构与待转移芯片的结构互补)，即可得到光阻挡膜的图案形状，其透光率分布于与待转移芯片厚度分布相一致。因此，利用该掩膜版，经光刻光照射即可一次性快速刻蚀光刻胶，在其上形成与巨量转移过程中待转移芯片对应的凹槽结构，然后经转移制程，即可完成芯片巨量转移。
在一些实施方式中，所述透明基板包括但不限于石英基板、玻璃基板或蓝宝石基板。以上几种透明基板均具有高透光性，对于掩膜版不同位置的光透光率不会产生影响，便于进一步提高光刻胶图案的精准度。
基于同样的发明构思，本发明还提供了一种掩膜版的制作方法，其包括以下步骤：提供透明基板；在所述透明基板上制作光阻挡膜，所述光阻挡膜不同位置透光率与光刻胶目标图案相同位置处的光刻厚度呈正线性相关，所述光阻挡膜的材料包括金属和/或金属氧化物。
上述制作方法制作的掩膜版中因光阻挡膜不同位置的光刻光透光率与所欲制作的光刻胶目标图案相同位置处的光刻厚度成正线性相关，相当于根据光刻胶层图案不同位置光刻分解的厚度确定了与其线性相关的透光率大小。透光率越大，则对应位置的光刻胶被分解的厚度越厚；相反地，透光率越小，则对应位置的光刻胶被分解的厚度越薄，且二者之间正相关。正是由于本发明的掩膜版的不同位置具有与光刻胶分解厚度相适应的透光率，使得在光刻过程中，可通过上述掩膜版控制目标图案所对应位置的透光率，从而使照射在光刻胶层相应位置上的光强根据目标图案均匀分布，最终能够一次性快速完成光刻，并能够形成较为复杂的光刻胶层图案，简化复杂造型的制作工序。
总之，本发明充分利用了光刻胶层不同位置分解厚度—掩膜版相应位置透光率之间的关系，能够在实际应用过程中快速且精准地完成光刻胶层复杂图案的光刻制作，极大地提高了生产效率。特别是在Micro LED巨量转移过程中，由于该掩膜版的高效和精准，对于提高巨量转移效率和可靠性具有显著的作用。
在一些实施方式中，制作所述光阻挡膜的步骤包括：测量不同厚度的所述光阻挡膜的所述透光率，获得厚度—透光率曲线；根据光刻胶目标图案不同位置处的光刻厚度获得该位置的所述透光率，其次根据所述厚度—透光率曲线获得该位置的所述光阻挡膜的厚度参数；根据不同位置的所述光阻挡膜的所述厚度参数，在所述透明基板一侧通过一次或多次金属蒸镀的工艺制作形成所述光阻挡膜。
光阻挡膜的厚度和光刻光的透光率之间往往不是线性关系，如图2所示，根据该厚度—透光率曲线，能够使光阻挡膜不同位置处的透光率与目标图案相应位置处的光刻胶分解厚度更加匹配。实际应用过程中，只需在透明基板上不同区域设置不同厚度的光阻挡膜，形成不同透光率的掩膜版，进而在光刻胶层图案化制成中形成不同的光刻分解厚度，一次性形成不同形态的造型。
在具体实施过程中，可以先将空白基底进行清洗，比如用丙酮、乙醇、去离子水等去除表面油污。
在一些实施方式中，所述金属蒸镀的工艺包括电子束蒸发、溅射沉积工艺。具体实施过程中，可通过一次或多次的蒸镀工艺形成多层不同形状的子光阻挡层，最后组合形成不同位置厚度具有前文所述特点的光阻挡膜。具体的蒸镀工艺是本领域的已知技术，在此不再赘述。
在一些实施方式中，测量不同厚度的所述光阻挡膜的所述透光率的步骤包括：制作厚度梯度变化的所述光阻挡膜，采用干涉仪表征厚度，并采用光谱仪测试不同厚度的所述光阻挡膜的所述透光率。实际应用时，根据光阻挡膜的厚度和对应的透光率，即可绘制或拟合得到厚度—透光率曲线。采用干涉仪表征厚度，采用光谱仪测试光的透光率，使得该曲线本身更为可靠，对于后于光阻挡膜的制作精准度也有更好的促进作用。
以下通过具体实施例进一步说明上述掩膜版的制作方法，该掩膜版用于制作巨量转移过程中待转移芯片对应的凹槽结构的光刻胶图案，其制作流程具体列举如下：
首先，制作厚度梯度变化的所述光阻挡膜，采用干涉仪表征厚度，并采用光谱仪测试不同厚度的所述光阻挡膜的所述透光率，进而绘制所述厚度—透光率曲线。根据所欲制作的凹槽结构的光刻胶图案，测量其不同位置所需要的分解厚度，相应得到与该分解厚度成正线性相关的光透光率分布情况，继而依据上述厚度—透光率曲线得到了掩膜版中的光阻挡膜的相应位置的图案和厚度，并最终设计得到了适于巨量转移过程中待转移芯片光刻胶图案化的掩膜版结构，如图1所示；
其次，根据图1所示结构进行掩膜版制作；具体步骤如下：
步骤1，如图3所示，提供一透明基板10，该透明基板10可为石英基板；
步骤2，在透明基板10涂覆第一光刻胶层31，形成如图4所示的结构；具体使用的光刻胶类型可以是本领域的常规类型，比如聚酰亚胺等，下同；
步骤3，对第一光刻胶层31进行光刻，具体可采用紫外光光刻等(下同)，形成如图5所示的结构；该过程中，光刻后裸露的透明基本表面形状可以根据目标掩膜版(图1所示)中光阻挡膜的结构进行设置，比如，图1中的掩膜版可依据整体性进行分层，靠近透明基板10的一层的形状与图5中剩余第一光刻胶层的形状互补即可，这是本领域技术人员能够理解的；
步骤4，在图5所示结构上蒸镀第一光阻挡层21，形成图6所示结构；
步骤5，去除剩余的第一光刻胶层，且继续涂覆第二光刻胶层32，得到如图7所示的结构；
步骤6，继续对第二光刻胶层32进行光刻，同理，光刻图案可根据目标掩膜版中的光阻挡膜的下一层得到，形成如图8所示的结构；
步骤7，在图8所示结构上蒸镀第二光阻挡层22，形成如图9所示结构；图9中的虚线只是为了区分第一光阻挡层21和第二光阻挡层22，实则二者为一整体；
步骤8，进一步去除图9所示结构上剩余的第二光刻胶层，形成如图10所示的结构；
步骤9，继续涂覆第三光刻胶层33，形成如图11所示的结构；
步骤10，继续光刻上述第三光刻胶层33，使其形状与相应位置的光阻挡膜部分相适应，形成如图12所示的结构；
步骤11，进一步蒸镀第三光阻挡层23，形成如图13所示的结构；当然，如果光阻挡膜整体划分为三层以上的更多层，可继续延续上述光刻胶涂覆—光刻—蒸镀工艺进行层层制作，比如总共进行3～5次的蒸镀，这是本领域技术人员都应理解的。另外，图13中的虚线只是为了区分上方的第三光阻挡层23和下方的第二光阻挡层22，实则二者及第一光阻挡层21为一整体；
最后，将图13所示的结构中的剩余第三光刻胶层去除，即可得到最终图1所示的掩膜版结构。
基于同样的发明构思，本发明进一步提供了一种巨量转移方法，其包括以下步骤：提供基底40，所述基底40上设置有电极42；在基底40上形成光刻胶层50；透过上述掩膜版对所述光刻胶层50进行图案化处理，以形成与待转移芯片60对应的目标图案；将形成有所述待转移芯片60的生长基板70置于所述光刻胶层50上方，并使所述待转移芯片60与所述目标图案对位；剥离所述生长基板70，使所述待转移芯片60落下并与所述基底40接触；焊接所述待转移芯片60与所述电极42。
上述巨量转移过程中，在图案化处理过程中使用了上述掩膜版。该掩膜版的光阻挡膜不同位置的光刻光透光率与所欲制作的光刻胶目标图案—与待转移芯片相适应的凹槽结构的相同位置处的光刻厚度呈正线性相关。因此，光刻光经过该掩膜版后，其透过率的分布形状与待转移芯片一致，且不同位置的透过率大小与芯片的厚度正线性相关。所以，经一次性照射，即可在光刻胶层上形成与待转移芯片形状相适应的凹槽结构，随后经转移、对位、生长基本剥离、焊接后，即可完成芯片巨量转移。因使用了本发明的掩膜版，上述巨量转移过程更为高效可靠，具有广阔的应用前景。
可选地，所述图案化处理过才能中使用的光为紫外光，所述光刻胶层的材料为聚酰亚胺(PI)或苯并环丁烯。以上光刻胶层和紫外光之间的分解厚度和光强具有更显著的线性关系，有利于进一步提高光透光率和分解厚度之间的适配度，进而对图案的精准度具有更好的改善，以便更有效地改善巨量转移的效率和可靠性。
以下通过具体实施例说明掩膜版在光刻胶图案化以及芯片制造过程中的应用方式，具体如下：
步骤A，如图14所示，准备一基底40(背板线路)，其具有背板41和电极42；
步骤B，在基底40上涂布光刻胶层50，形成如图15所示的结构；此处采用的光刻胶可以为聚酰亚胺，其光刻分解厚度与光的透光率之间具有更好的正线性相关；
步骤C，如图16所示，将掩膜版置于光刻胶层50上方，在掩膜版的远离光刻胶层50的一侧进行光照；此处可采用紫外光，具体照射方向优选为垂直照射，这样，透过掩膜版的光即可形成与目标图案同一位置分解厚度相适应的光照强度，从而完成图案化，形成图17所示的结构；该结构具有为和待转移芯片结构相适应的凹槽结构，经图案化后，剩余的光刻胶层包含了阻挡胶a和导向胶b，阻挡胶a位于各芯片对应的两个电极42之间，其余部分为导向胶b；该结构的俯视图见图18；
步骤D，如图19所示，将生长有待转移芯片60的生长基板70置于图17所示结构上方形成对位，然后剥离生长基板70，依靠重力以及气流的作用使待转移芯片60沿导向胶b竖直落下，落到基底40上形成如图20所示的结构；
步骤E，在压头80提供的压力条件下，将待转移芯片60下压并使芯片上的电极和背板41上的电极42接触，然后焊接电极，形成如图21所示的结构；此期间，压头80可具有与待转移芯片60相适应的结构，具体可如图21中所示，焊接工艺是本领域的常用工艺，其温度、时间等参数采用常用参数即可；
步骤F，最后，通过湿法刻蚀或以上紫外光照射，去除分解剩余光刻胶层，即可得到最终的结构，如图22所示，完成巨量转移。
总之，利用本发明提供的掩膜版进行光刻胶图案化，能够一次性快速形成目标图案，高效且精准，极大地改善了现有技术中复杂光刻胶图案流程繁杂、精度不足的问题，在巨量转移中具有较大的应用前景。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种掩膜版，其特征在于，包括：
透明基板；
光阻挡膜，形成于所述透明基板上，所述光阻挡膜不同位置透光率与光刻胶目标图案相同位置处的光刻厚度呈正线性相关，所述光阻挡膜的材料包括金属和/或金属氧化物。
2.如权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，所述光阻挡膜包括金属钛薄膜、金属铝薄膜、氧化锌薄膜或铝掺杂氧化锌薄膜。
3.如权利要求1或2所述的掩膜版，其特征在于，所述光阻挡膜不同位置的厚度与该位置处的所述透光率满足厚度—透光率曲线。
4.如权利要求3所述的掩膜版，其特征在于，所述光阻挡膜远离所述透明基板的一侧具有图案，所述图案的不同位置的所述透光率与所述光刻胶目标图案相同位置处的光刻厚度呈正线性相关。
5.如权利要求3所述的掩膜版，其特征在于，所述光刻胶目标图案为与待转移芯片形状相适应的凹槽结构，且所述凹槽结构中不同位置对应的所述光阻挡膜的透光率与所述待转移芯片相同位置处的厚度呈正线性相关。
6.如权利要求1所述的掩膜版，其特征在于，所述透明基板为石英基板、玻璃基板或蓝宝石基板。
7.一种掩膜版的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供透明基板；
在所述透明基板上制作光阻挡膜，所述光阻挡膜不同位置透光率与光刻胶目标图案相同位置处的光刻厚度呈正线性相关，所述光阻挡膜的材料包括金属和/或金属氧化物。
8.如权利要求7所述的掩膜版的制作方法，其特征在于，制作所述光阻挡膜的步骤包括：
测量不同厚度的所述光阻挡膜的所述透光率，获得厚度—透光率曲线；
根据光刻胶目标图案不同位置处的光刻厚度获得该位置的所述透光率，其次根据所述厚度—透光率曲线获得该位置的所述光阻挡膜的厚度参数；
根据不同位置的所述光阻挡膜的所述厚度参数，在所述透明基板一侧通过一次或多次金属蒸镀的工艺制作形成所述光阻挡膜。
9.如权利要求8所述的掩膜版的制作方法，其特征在于，测量不同厚度的所述光阻挡膜的所述透光率的步骤包括：
制作厚度梯度变化的所述光阻挡膜，采用干涉仪表征厚度，并采用光谱仪测试不同厚度的所述光阻挡膜的所述透光率。
10.一种巨量转移方法，其特征在于，包括：
提供基底，所述基底上设置有电极；
在基底上形成光刻胶层；
透过如权利要求1-6任一项所述的掩膜版对所述光刻胶层进行图案化处理，以形成与待转移芯片对应的目标图案；
将形成有所述待转移芯片的生长基板置于所述光刻胶层上方，并使所述待转移芯片与所述目标图案对位；
剥离所述生长基板，使所述待转移芯片落下并与所述基底接触；
焊接所述芯片与所述电极。
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| CN202111363586.4A CN116137224A (zh) | 2021-11-17 | 2021-11-17 | 掩膜版及其制作方法、巨量转移方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN117637448A (zh) * | 2024-01-26 | 2024-03-01 | 粤芯半导体技术股份有限公司 | 一种侧墙制造方法、装置、芯片及电子设备 |
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- 2021-11-17 CN CN202111363586.4A patent/CN116137224A/zh active Pending
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