JP2008512877A - 微小電子部品および/または光電子回路シートを製作する方法 - Google Patents

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Abstract

デバイス層スタックの両側から材料を除去することによって形成される電子デバイス、例えば薄膜トランジスタ、または電子デバイスの一部分を含む、電子デバイス層スタック(304)を備える回路シート(322)が提供される。この回路シートは、デバイス層スタックを仮基板(300)上に形成するステップと、材料をデバイス層スタックの両側から除去するステップと、次いで永久基板(348)をデバイス層スタックに取り付けるステップとを含む、電子/光電子デバイス製造方法(200)によって製作することができる。この方法では、異なる回路パターンイメージ(603、608、612)を、各レジスト層内の複数のイメージレベル(612、616、620)のそれぞれ内に付与するために同時におよび独立に活性化し、それによって、反復的な順次露光ステップ、重合せステップ、および位置合わせステップを不要にすることができる、1層または複数層のレジスト層(600)を使用する。
【選択図】図16

Description

本発明は一般に、微小電子工学および光電子光学の分野に関する。詳細には、本発明は、微小電子部品または光電子回路シート、およびその製作方法を対象とする。
本願は、そのそれぞれが参照により本明細書にその全体が組み込まれる、2004年9月10日出願の、「Method For Manufacturing Roll To Roll Electronics」という名称の米国仮特許出願第60/608328号、2004年10月7日出願の、「Additional Manufacturing Methods For Roll To Roll Electronics」という名称の米国仮特許出願第60/616530号、および2005年4月22日出願の、「Additional Addendum To Method Of Manufacturing Roll To Roll Electronics」という名称の米国仮特許出願第60/673519号の優先権の利益を主張するものである。
電子表示装置業界は、効率を増大させるためのその絶え間ない追求の中で、表示装置の画素マトリックスを支える基板(一般にガラス)の面の、またはシートのサイズを絶えず拡大している。しかし、基板サイズが絶えず増大していることにより、その使用、取扱い、および搬送に関して、製造および設計の重大な課題が生み出されている。さらに、こうした大規模なガラスシートを処理するために必要とされるインフラストラクチャへの、製造施設の後続世代ごとの事前の設備投資が、20億ドルを超えるところまで膨らんできた。下にある基板サイズが増大してきたにもかかわらず、電子表示装置の製作の際に使用されるフォトリソグラフィが依然として、露光サイズが一般に基板サイズよりもずっと小さいステップアンドスキャン露光システムを使用して実施されることは、注目に値する。同様に、一般の半導体は、複数のフォトリソグラフィステップを使用して、ますます大きなウェーハ(基板)上に製造される。
表示装置業界、およびエレクトロニクス業界における傾向は一般に、さらなる表示装置製品および電子製品が、可撓性/コンフォーマル基板上に、かつ、必ずしもではないが最適には、ロールツーロール、またはリールツーリール方式で製作されることを示唆している。この移行は、常に存在する、性能を犠牲にせずに製品のサイズ、重量、およびコストを低減する必要、およびそうしたいという望みに応えるために、避けられないものと考えられる。2、3例を挙げると、表示装置、電子機器およびセンサからの広範なあらゆる製品が、高耐久性、軽量、持ち運び可能、スモールフォームファクタ、消費電力が大きくない、またより低コストの電子部品の大量生産をもたらすプロセスの恩恵を受けることになる。さらに、こうした部品を可撓性および/または均一にすることができれば、新規で斬新な市場および機会に焦点を当てて、切り開くことができる。
ますます成長する基板サイズのジレンマに対抗し、将来の柔軟なニーズに応えるために、ポリマー/プラスチック箔や金属箔などの可撓性基板を剛性ガラス基板の代わりに使用することができるような、ロールツーロール、またはリールツーリール(「ウェブコータ」とも呼ばれる)技術が実施されるのを可能にする製造プロセスを開発するための試みがなされてきており、進行中である。しかし、主として、表示装置の薄膜トランジスタ(TFT)などの電子デバイスの製造が複雑であるため、なされた試みでは限られた成功しか収めてきていない。そうしたデバイス用の典型的な製造プロセスには、高温で堆積され、複数のフォトリソグラフィパターン形成ステップで合間が埋められる、複数の被覆、または層が伴う。
ポリマー/プラスチックが、電子デバイス用の基板材料として使用される場合、最終製品の製造中に使用することができる最大温度を著しく制限することが一般に知られている。さらに、被覆堆積中に、装置およびデバイスの過度のガス放出および汚染を抑制するために、プラスチック基板に、複雑で時間のかかるプリベーク熱サイクルステップを施す必要がある。このプリベークステップは、水分を天然ポリマー基板から追い出し、それによって、フォトリソグラフィのパターン形成ステップおよび位置合わせステップを助ける、基板の熱膨張係数を安定化させる働きもする。
一方金属箔は、ポリマー/プラスチックよりも弾性であり、ポリマー/プラスチックによって課される温度制限から免除される傾向がある。しかし、現在まで、金属箔上に形成されたTFTは、汚染効果、および開始金属基板の高度の表面粗さに帰せられる他の未知のもののため、低い電子性能を示している。金属箔は、一般に不透明でもあり、そのことが、それらの表示装置に対する有用性を制限している。
さらに、可撓性基板の使用は、リソグラフィ中の基板の寸法安定性;基板の湾曲を取り扱うための機構;重合せ精度;ならびにTFTおよび電極の配置の一貫性に対処するための、新しい方法および装置の設計に重い要求を課している。これに関連して、可撓性ポリマー/プラスチック基板は、吸湿、化学薬品および溶剤に対する耐性の問題がある。
電子デバイスをポリマー/プラスチックまたは金属箔上にロールツーロール製造しようとする試みを遅らせてきた、または阻害してきた、可撓性基板を使用することに対するより大きな技術的課題の1つは、従来型のTFTを製造する際に必要とされる、被覆およびフォトマスキングステップの数による、フォトリソグラフィの重合せおよびフォトリソグラフィの位置合わせの問題である。
図1Aおよび1Bはそれぞれ、いくつかのアクティブマトリックスバックプレーン型表示装置内で見ることができるものなど、従来の画素セルからなるアレイ10の一部分、および画素セルの1つの一部分を通る断面を示す。この例では、各画素セル14が全体的に、TFT18、ストレージコンデンサ22、および酸化インジウムスズ(ITO)で製作された画素電極24を備える。図1Bを特に参照すると、各セルを構成するさまざまな層が、ガラス基板層28(例えば、コーニング1737ガラスの0.7mm厚さの部片)、ゲート電極層32(例えば、クロム(Cr)製)、ゲート絶縁体層36(例えば、窒化シリコン(SiNx)層)、画素電極層40(例えば、ITO製)、チャネル層44(例えば、アモルファスシリコン(a−Si)層)、オーム接点層48(例えば、n+a−Si層)、ソース/ドレイン金属電極層52(例えばCr製)、およびパッシベーション層56(例えば、SiN層)を含む。
以下は、製造者が図1A〜Bの画素セル14を形成するために使用することができる、典型的な従来の1組のステップ、またはレシピである。
ステップ#1:ステージング領域を用意する。
ステップ#2:ガラス基板28を洗浄する。
ステップ#3:ゲート金属層32をスパッタ堆積させる。
ステップ#4:洗浄し、フォトレジスト(図示せず)を被覆して硬化させる。
ステップ#5:マスク1(図示せず)を位置合わせし、露光する。
ステップ#6:レジストを現像し、ゲート金属をエッチングし、フォトレジストを剥ぎ取り、エアナイフで乾かす。
ステップ#7:窒化シリコン層36、アモルファスシリコン(またはポリシリコン)層44、およびn+ドーパント層48を堆積させる。
ステップ#8:洗浄し、フォトレジスト(図示せず)を被覆して硬化させる。
ステップ#9:マスク2(図示せず)を位置合わせし、露光する。
ステップ#10:レジストを現像し、洗浄し、エアナイフで乾かす。
ステップ#11:a−Siパターンを、層44および48内にドライエッチングし、フォトレジストを剥ぎ取る。
ステップ#12:超音波洗浄する。
ステップ#13:ITO層40をスパッタ堆積させる。
ステップ#14:洗浄し、フォトレジスト(図示せず)を被覆して硬化させる。
ステップ#15:マスク3(図示せず)を位置合わせし、露光する。
ステップ#16:現像し、ITO層40をエッチングし、フォトレジストを剥ぎ取り、エアナイフで乾かす。
ステップ#17:S/Dおよび相互接続金属層52をスパッタ堆積させる。
ステップ#18:洗浄し、フォトレジスト(図示せず)を被覆して硬化させる。
ステップ#19:マスク4(図示せず)を位置合わせし、露光する。
ステップ#20:現像し、S/Dおよび相互接続金属層48をエッチングし、フォトレジストを剥ぎ取り、エアナイフで乾かす。
ステップ#21:n+ドープ層48をドライエッチングする。
ステップ#22:パッシベーション層56を、プラズマ化学気相成長を使用して堆積させる。
ステップ#23:洗浄し、フォトレジスト(図示せず)を被覆して硬化させる。
ステップ#24:マスク5(図示せず)を位置合わせし、露光する。
ステップ#25:フォトレジストを現像して洗浄し、エアナイフで乾かす。
ステップ#26:パッシベーション層をドライエッチングし、フォトレジストを剥ぎ取る。
ステップ#27:超音波洗浄する。
ステップ#28:試験および検査する。
ステップ#29:短絡をレーザ修復する。
このレシピは、従来の剛性プラットフォーム用であることに留意されたい。これをロールツーロール法に変換するには、プロセスが連続でない場合、ステップ間に基板ロールを巻出しおよび巻戻しする中間ステップも必要とすることがあり、連続するプロセスでは、作業基板をステーション間で搬送する際に、ある程度の巻取りおよび巻出しは回避することができない。前述のレシピにおいて、対応する後にパターン形成される層が、適切に機能するデバイスを形成するように他の層と適切に重なり合うために、それぞれのマスクが位置合わせされなければならないことを必要とする、必要なマスクの数に留意されたい。これらの位置合わせステップは、これらの位置合わせステップが巻出しおよび巻戻しと共に実施されなければならず、そのことが位置合わせを一層困難にするロールツーロール法において特に、デバイスの高歩留まり、および効率的な処理を実現する妨げになる。
現在までのさまざまな取組みでは、金属/ポリイミド基板上で限界性能を有する低画素密度TFTが実証されてきた。しかし、業界全体として本当に必要とされるのは、マスク数の少ないTFT設計を使用し、ロールツーロール連続処理能力を有し、フォトリソグラフィの重合せや位置合わせなどの問題を回避する技術および装置を利用する方法である。本発明は、基本的に、温度に無関係な基板の寸法安定性を与え、高解像度表示装置の実現、および他の電子製品の製造を可能にするような方法を含む。
本発明の1つの態様は、電子または光電子回路シートを製造する方法である。方法の1ステップは、複数のパターン形成されていないデバイス層を有するスタックを形成するステップを含む。スタックは、第1の表面、および前記第1の表面の反対側に第2の表面を有する。次のステップは、複数のデバイスを少なくとも部分的に形成するように、スタックの第1の表面上から、第1の所定のパターン内で材料を除去するものである。次いで、複数のデバイスを少なくとも部分的に形成するように、スタックの第2の表面上から、第2の所定のパターン内で材料が除去される。
本発明の別の態様は、第1の基板を設けるステップと、第1の基板上に、複数のパターン形成されていない電子デバイス層を備えるスタックを形成するステップとを含む、電子または光電子回路シートを製造する方法である。スタックは、基板に面する第1の表面を有する。次に、第1の基板が除去される。次いで、複数の電子デバイスを少なくとも部分的に形成するように、スタックの第1の表面上から、所定のパターン内で材料が除去される。
本発明のさらに別の態様は、複数のパターン形成されていないデバイス層を有するデバイス層スタックを形成するステップを含む、電子または光電子回路シートを製造する方法である。次に、レジスト層が、デバイス層スタックと作用する関係に配置される。次いで、レジスト層が、互いに異なる複数のイメージをレジスト層内の異なるイメージングレベルのところに付与するように、活性化される。
本発明を例示する目的で、図面では、現在好まれる本発明の形態を示す。しかし、本発明は、図面中に示される厳密な構成および手段に限定されないことを理解されたい。
図2A〜Bは、全体的に数字200で示される、本発明による電子/光電子デバイス製造(EDM)法を示す。EDM法200は、多種多様な電子デバイスおよび電気相互接続構造のいずれかを効率的に製作するための、いくつかの独自のステップおよび一連のステップを含む。EDM法200など、本発明のEDM法を使用して製作することのできる電子デバイスの例には、とりわけトランジスタ、例えば、薄膜トランジスタ(TFT)および厚膜トランジスタ;ダイオード、例えば金属−絶縁体−金属ダイオード、レーザダイオード、リングオシレータなど;相互接続金属被覆層;コンデンサ、抵抗器、インダクタなどの受動素子;ならびに完全なセンサおよびトランスデューサがある。TFTに関して具体的には、さまざまな材料、例えば、とりわけCdSe、アモルファスシリコン、高温ポリシリコン、低温ポリシリコン、超低温ポリシリコン、およびのポリマーのいずれかで製作することができる。本発明に従って製作されるTFTは、PMOSかNMOS型のどちらかにすることができる。さらに、それらは、プレーナまたはスタガー構造を有することができ、ボトムゲートまたはトップゲートの種類などとすることができる。この全体の開示を読めば明らかになるように、それぞれが最適なデバイス性能に適合された、現在使用されているデバイスアーキテクチャには、実質的に無限の種類があり、それを、EDM法200など、本発明のEDM法に容易に移行することができる。電気相互接続構造の例にはとりわけ、ワイヤ、スタッド(stud)、電極、および画素導電素子、例えば、画素電極がある。前述のデバイスおよび電気相互接続構造の一覧が代表物に他ならず、決して網羅的でないことが、当業者には容易に理解されよう。
一般に、本発明のEDM法を使用して、図3Oの回路シート322など、電子製品の機能部品を形成するように配置され互いに相互接続された、複数の、1つまたは複数のタイプの電子デバイス、またはその従来品を含む電子および/または光電子回路シートを製作することができる。例えば、本発明の回路シートは、多くの中でもとりわけ、表示装置用アクティブマトリックスバックプレーン、検出装置用センサアレイ、位相調整アレイアンテナのアンテナ素子、無線識別(RFID)タグ用RFID回路、または、1つまたは複数のマイクロプロセッサを収容した電子製品用マイクロプロセッサにも、その従来品にもすることができる。本発明の回路シートが、任意の特定の機能または1組の機能に決して限定されないことが、当業者には容易に理解されよう。さらに、本明細書および本明細書に添付の特許請求の範囲で、「回路シート」という用語および類似の用語に関連して使用される「シート」という単語は、任意の特定の表面積または厚さを意味せず、あるいはその単語によって説明される構造が何らかの程度に可撓性または剛性であるということを意味するものではないことを理解されたい。そうではなく、この文脈で「シート」を使用するときは、構造が、構造の最大厚さよりも大きな、少なくとも1つの線状の表面寸法を有することを示すのに使用される。
本発明のEDM法の、非常に上位の新規な特徴には、(1)スタックデバイス電子デバイス層を堆積させるために仮基板を使用すること、および後続の、別の永久基板上への移転プロセス、(2)デバイス層スタックの両面処理、(3)デバイス層スタックの上部レジスト層および下部レジスト層の一方または両方の、異なるパターンを用いた同時露光、(4)それぞれが複数のイメージングレベルを含むレジスト層を使用すること、(5)1層または複数層のレジスト層を同時間に露光するために、デバイス層スタックの表面ごとに、2つ以上の波長(または、他のレジスト活性化衝撃/刺激)を使用すること、および(6)電子デバイス層とリソグラフィの複数の位置合わせステップとを切り離す、独自のレシピを可能にすること、があるが、それらに限定されない。
さらに、この全体の開示を読めば明らかになるように、本発明のEDM法を使用して、EDM法のステップが実施される順序によってもたらされる新規な構造を有する、さまざまなデバイスを形成することができる。例えば、以下に詳細に説明される図8Vは、本発明のEDM法を使用して製作された独自の画素セルを示す。さらに、本発明のEDM法が、図16に示され、以下により詳細に説明される、ロールツーロールシステム1600などのロールツーロール製造システムでの実施に、それだけに限らないが容易に適合されることも、全体の開示を読めば明らかになろう。
従来技術とははっきりと対照的に、本発明のEDM法は、機能する電子デバイスを形成するために必要な製造ステップ数を大幅に低減させ、従来技術のいくつかの欠点を回避する方法を明らかにするものである。さらに、本発明のEDM法は、最高品質の、現在のまた進化しつつある製造技術、技術基盤、および設備投資の適合ならびに採用を可能にし、基板を選択するのではなく、製造プロセスパラメータをデバイス性能に適するように合わせるものである。したがって、本発明のEDM法により、最終基板の選択と必要なデバイス性能とが切り離される。
本発明の個々の態様、成果、および実装形態について説明する前に、本発明の代表的な方法であるEDM法200の、上位の説明に注目をまず向ける。上位の説明に続いて、さまざまなステップEDM法200のさまざまな側面がいくらか詳しく説明され、その後に、本発明のEDM法を使用して画素セルを製作するためのレシピのいくつかの例、および本発明の他の実装形態を対象とするいくらかの開示が引き続き続く。
(本発明の方法例)
図2A〜Bを再度参照し、図3A〜3O(このセクションでは、アルファベットのステップ識別子、例えば「ステップB」の「B」は、図3A〜3Oの関連図に対応する)も参照すると、EDM法200は、所望の適用分野向けに適当な仮基板300を選択することができるステップAから開始することができる。一般に、仮基板300は、電子デバイス層308(図3E)、すなわち、EDM法200を使用して製作される電子デバイスの一部または全部を構成する層のスタック304(図3E)を形成するためのプラットフォームを提供する。仮基板200は、デバイス層スタック304の適切な形成を可能にするために必要な特性に基づいて選択されるべきである。仮基板300は、ロールツーロール処理に対応するように、剛性か可撓性のどちらでもよいことに留意されたい。仮基板が剛性である実施形態であれば、依然としてシートツーシート(sheet−to−sheet)製作が可能になる。EDM法200内のある時点で、いくつかのステップの実施を可能にするために、仮基板300が除去される。仮基板については、以下の「仮基板」という名称のセクションで、より詳細に説明される。
本明細書および添付の特許請求の範囲では、「仮」という用語は、仮基板300が最終的に除去される、またはデバイス層スタック304が形成された後に、有用な目的を果たさない、ということを必ずしも意味しないことにも留意されたい。それどころか、いくつかの適用分野では、仮基板300は、実際は完成構造の一部分であり続け、他の適用分野では、仮基板は、完成構造の一部分であり続けるだけでなく、完成構造の特定の機能も果たす。したがって、本開示では、「仮」という用語は、基板300が、EDM法200の初期にデバイス層スタック304を形成するために使用されるが、方法の後期に、別の基板がデバイス層スタックに付着されるということを意味する。
仮基板300が可撓性であり、そうした可撓性が、EDM法200の後続のステップの少なくとも一部で所望されない場合、条件付きステップBで、裏打ち基板、または「スチフナ」312を仮基板に追加して、後続の処理ステップの一部の間に、基板に機械的支持をもたらすことができる。スチフナ312については、以下の「スチフナ」という名称のセクションで、より詳細に説明される。
ステップAで選択された仮基板300の性質に応じて、平坦化層316を仮基板に付着させるために、条件付きステップCが必要または望ましい場合がある。例えば、仮基板の表面320が、粗すぎる、またはその他の点で、EDM法の後続のステップに必要な品質でない場合、平坦化層312を設けることが望ましい場合がある。平坦化層については、以下の「平坦化層」という名称のセクションで、より詳細に説明される。
仮基板300およびスチフナ312が存在すれば、多くの場合、それはスタック304(図3E)から除去されるので、条件付きステップDで、仮基板をスタックから切り離す助けとなる1層または複数層の適切な剥離層324を設けることが必要または望ましい場合がある。剥離層324の形成で使用するのに適したさまざまな材料、および剥離層に関連する他の開示については、以下の「1層または複数層の剥離層」という名称のセクションで説明される。
ステップEでは、さまざまな電気デバイス層308を、デバイス層スタック304を形成するように、堆積させることができる。平坦化層316がステップCで実施された場合、第1の電気デバイス層308を、平坦化層上に堆積させることができる。1層または複数層の剥離層324がステップDで設けられた場合、第1の電気デバイス層を、そうした層の自由表面上に堆積させることができる。そうでない場合は、第1の電気デバイス層308は、1層または複数層の他の層、例えば、パッシベーション層(図示せず)が、仮基板上に予め堆積されていない限り、仮基板300の表面320上に形成される。繰り返すが、上述のように、電気デバイス層308は、完成された回路シート322(図3O)の一部である各電子デバイスの、全部または一部を構成する層である。所与のレシピにおいて電子デバイスを構成する層が全て、ステップEで常に堆積できるとは限らないことが強調されよう。しかし、本発明のいくつかの利点は、最も厳しいまたは決定的に重大な、堆積フォトリソグラフィパターニングおよび位置合わせの要件を有する電子デバイス層を、実施できるだけ多く堆積させることからもたらされる。所与のレシピに関して、最終デバイス層のうち、全てより少ない数を、デバイス層スタック304のデバイス層308として堆積させることができる場合、残りの層を、プロセスのもっと後で堆積させることができる。デバイス層スタック304を、複数の活性層を被覆内に形成するように適当にドープされた単一被覆中に形成することができることに留意されたい。この場合、活性層はそれぞれ、図3Eに示される電子デバイス層308に対応する。電子デバイス層308については、以下の「デバイス層スタック」という名称のセクションで、より詳細に論じられる。
全ての電子デバイス層308が堆積された後、ステップFで、レジスト層328を、まだパターン形成されていないデバイス層スタック304の外側の面332上に堆積させることができる。いくつかの適用分野の場合、単一のイメージングレベルとして機能する単一のレジスト被覆で十分である。しかし、いくつかの適用分野の場合、レジスト層328内に、互いに異なる2つ以上のイメージングレベルを有することが望ましい場合がある。以下により詳細に説明されるように、複数のイメージングレベルを、単一のレジスト被覆または複数のレジスト被覆を使用して設けることができる。さらに別の場合には、単一のイメージングレベルをもたらすように機能する複数のレジスト被覆を設けることが望ましい場合がある。レジスト層328ならびに単一および複数のレジスト被覆については、以下の「レジスト層」および「リソグラフィ技術」という名称のセクションで、より詳細に取り扱われる。
場合によっては、ステップFで形成されたレジスト層328を、後続の処理ステップ中に生じる恐れのある損傷から保護することが望ましい場合がある。そうである場合、条件付きステップGでは、保護層336をレジスト層328に付着させることができる。後続の処理ステップの性質およびレジスト層328の頑丈さ次第では、保護層336が設けられる必要はない。「保護層」という名称の以下のセクションで、保護層336用の適切な材料およびそれを設ける方法について説明する。
保護層336が設けられるか否かに応じてステップFまたはGに続き、条件付きステップH1〜H5で、仮基板300、仮スチフナ312、および/または剥離層324の一部または全部を、デバイス層スタックの第2の側面を処理するために、デバイス層スタック304から除去することができる。一般に、除去される層およびその除去の程度は、明らかにそれらの層があること、および、後続の処理中にそれらの層が定位置に残存する効果による。全てではないが多くの場合、少なくとも何らかの材料が、ステップFまたはGの後に得られる構造から除去される。例えば、仮基板300が薄く、例えば1000μm未満であり、スチフナ312が使用されていない場合、仮基板を、それが後続の処理を妨げないならば、そのままにしておくことができる。仮基板300が薄く、スチフナ312が存在する場合、仮基板が後続の処理を妨げないならば、ステップH1で、スチフナのみを除去し、仮基板をそのままにしておくことができる。
しかし、さらなる処理を容易にするために、仮基板300が少なくとも部分的に除去されなければならない場合、ステップH2で、仮基板300およびスチフナ312が存在すればそれも、完全に除去することができる。あるいは、ステップH3で、仮基板300(およびスチフナ312の全て)を、部分的に除去することもできる。別の代替手段として、ステップH4で、1層または複数層の剥離層324が存在すればその全部を、仮基板300および/またはスチフナ312の除去に加えて、除去することができる。さらに別の代替手段として、ステップH5で、1層または複数層の剥離層324が存在すればその一部だけを、仮基板300および/またはスチフナ312の除去に加えて、除去することができる。1層または複数層の剥離層324、仮基板300、および/またはスチフナ312の除去については、以下の「デバイス層スタックを仮基板から切り離すための技術」という名称のセクションで、より詳細に論じられる。
次に、ステップIで、レジスト層340を、ステップH1〜H5のいずれか1つの実施または非実施後にレジスト層328の反対側に残る表面上に形成することができる。レジスト層340は、上記で論じたレジスト層328と同様でよい。
レジスト層340がステップIで形成された後、条件付きステップJで、レジスト層の保護が所望される場合それを保護するために、保護層344を設けることができる。保護層344は、設けられる場合、上記で論じた保護層336と同様でよい。
レジスト層340が形成された後、または保護層344がレジスト層340に対して設けられた場合には保護層344が形成された後、ステップKで、レジスト層328、340を、レジスト層内に含まれる所期のイメージ層を対応するそれぞれの所定のパターン(図示せず)で露光、すなわち活性化する、例えばとりわけ(光346などの)電磁エネルギー、熱エネルギー、または音波エネルギーを使用する任意の適当な方式で露光することができる。レジスト層328、340の露光は、互いに同時に実施してもよく、異なる時間に実施してもよい。露光は、従来のマスキング技術とマスクレス技術のどちらかを使用して実施することができる。レジスト層328、340を露光する技術については、以下の「選択されたレジスト材料のための露光機構」、および「リソグラフィ技術」という名称のセクションで、詳細に論じられる。
レジスト層328、340がステップKで露光された後、ステップLで、保護層336、344が存在すればそれらと、電子デバイス層308のその所定の一部分とを、製作中の特定の電子デバイスシート用の特定のレシピで必要とされるように除去、例えば、エッチングまたは除去(ablate)することができる。ステップLで使用するのに適したさまざまな除去技術については、「デバイス層スタックをエッチングする」という名称のセクションで詳細に説明される。
所望される全ての材料をデバイス層スタック304および他の層から除去した後、ステップMで、残りの構造を所望の永久基板348に取り付けることができる。以下の「永久基板」という名称のセクションで論じるように、永久基板348は、特定の適用分野に適した任意の材料で製作することができる。いくつかの適用分野では、永久基板348が不透明であることが望ましい場合がある。他の適用分野では、永久基板348が、透明または半透明であることが望ましい場合がある。EDM法200は、これらの基板のいずれにも対応することができる。「永久基板をパターン形成後のデバイス層スタックに積層する」という名称の以下のセクションでは、永久基板348を、デバイス層スタック304を含む構造に取り付けるために使用することができる技術について説明した。
条件付きステップNでは、任意の残りの永久層352が仮にあったとしてそれを、回路シート322の永久基板348とは反対側上に堆積させて、必要に応じてパターン形成することができる。そうした1層または複数の追加層352は、とりわけ、デバイス層スタック304の一部ではないデバイス層、1層または複数層のパッシベーション層356、および導体層を含むことができる。他の層と同様に、1層または複数層の永久層は、特定の適用分野に適するように、透明でも、半透明でも、不透明でもよい。永久層352のさまざまなタイプに関する追加情報については、デバイス層に関連する「電子デバイス層スタック」という名称の以下のセクション、およびパッシベーション層に関連する「パッシベーション材料」という名称の以下のセクションを参照することができる。
ステップOで、永久層352を、必要に応じてパターン形成することができ、製造ステップを終了することができる。完成された回路シート322を、必要に応じて、検査しても、さらに処理しても、製品、パッケージ、または製品の構成部品の中に組み込むなどしてもよい。
(方法例の諸側面の詳細な説明)
読者に、本発明の広い範囲のより良い理解をもたらすために、上記で説明した本発明の方法例のいくつかのステップおよび他の側面を、以下により詳細に論じる。
(仮基板)
上述のように、仮基板300は、デバイス層スタック形成用のプラットフォームとして働く。仮基板300を、その必要はないが、後続の処理ステップで除去することができる。仮基板300を、本発明に関連して、それで製作することができる非常に多くのさまざまな材料がある。やはり述べたように、仮基板300は、可撓性か剛性のどちらでもよい。仮基板300としての使用に適した可撓性基板には、ポリマー、金属、紙、布、ガラス、およびそれらの組合せがあるが、それらに限定されない。仮基板300として使用するための剛性基板には、セラミック、金属、ガラス、半導体、およびそれらの組合せがあるが、それらに限定されない。仮基板は、透明でも、不透明でも、半透明でもよい。
想定している適用分野に応じて、仮基板300用に選択された材料は、導体でも、絶縁体でも、半導体でもよく、さらに無機でも、有機でも、それらの組合せでもよい。適切な導体材料には、アルミニウム、銅、鋼、炭素鋼、マグネシウム、ステンレス鋼、チタン、超合金、鉛、ニッケル、黄銅、金、銀、白金、ロジウム、INCOLOY(登録商標)、INCONEL(登録商標)、鉄、モリブデン、MONEL(登録商標)、ニクロム、クロム、タンタル、スズ、タングステン、亜鉛、はんだ(Sb/Tn)、INVAR(登録商標)、KOVAR(商標)などの金属を含むことができる。そのそれぞれに対応する合金を使用することもできる。さらに、これらの金属は、焼き戻しされなくても、焼き戻しされてもよい。適切な導体材料には、黒鉛シート、ならびに伝導性カーボンナノチューブのシート、被膜、および箔も含むことができる。
適切な絶縁体材料は、天然でも合成でもよく、酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物、ホウ化物、窒化物、炭化物、リン化物、ヒ化物、ケイ化物、またはそれらの任意の組合せを含む、化学組成を有することができる。適切な絶縁体材料は、ガラス、ポリマーシート付きガラス、セラミックマット、セラミックペーパー、またはセラミック繊維を含むこともできる。絶縁体材料を、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属酸窒化物、金属酸ホウ化物(metal oxyboride)、またはそれらの組合せから選択することができる。これらの材料の金属成分を、アルミニウム、チタン、インジウム、スズ、タンタル、ジルコニウム、ニオブ、ハフニウム、イットリウム、ニッケル、タングステン、クロム、亜鉛、それらの合金またはそれらの組合せから選択することができる。選択される金属酸化物または亜酸化物は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウムスズ、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化ニッケル、酸化タングステン、酸化クロム、酸化亜鉛、またはそれらの組合せに由来することができる。選択される金属窒化物は、窒化アルミニウム、窒化シリコン、窒化ホウ素、窒化ゲルマニウム、窒化クロム、窒化ニッケル、窒化ガリウム、またはそれらの組合せに由来することができる。選択される金属炭化物は、炭化ホウ素、炭化タングステン、シリコンカーバイド、またはそれらの組合せに由来することができる。選択される金属酸窒化物は、酸窒化アルミニウム、酸窒化シリコン、酸窒化ホウ素、またはそれらの組合せに由来することができる。金属酸ホウ化物は、酸ホウ化ジルコニウム(zirconium oxyboride)、酸ホウ化チタン(titanium oxyboride)、またはそれらの組合せから選択される。
半導体材料は、シリコン、ゲルマニウム、AlGaAs、GaAs、GaP、InP、ZnO、ZnS、ZnSe、GaNなどでよい。適切な不透明サーメットを、窒化ジルコニウム、窒化チタン、窒化ハフニウム、窒化タンタル、窒化ニオブ、二ケイ化タングステン、二ホウ化チタン、二ホウ化ジルコニウム、またはそれらの組合せから選択することができる。
有機材料には、有機ポリマー、無機ポリマー、有機金属ポリマー、有機/無機ハイブリッドポリマー系を含むことができる。有機ポリマーを、ウレタン、ポリアミド、ポリイミド、ポリブチレン、イソブチレンイソプレン、ポリオレフィン、エポキシ、パリレン、ベンゾシクロブタジエン、ポリノルボルネン、ポリアリールエーテル、ポリカーボネート、アルキド、ポリアニリン、エチレン酢酸ビニルおよびエチレンアクリル酸、(メタ)アクリレートなどから選択することができる。有機ポリマーの例には、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、あるいは、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリイミド、またはTransphan(商標)ポリマー(ドイツのヴェイル・アム・ライン所在のLofo High Tech Film社から入手可能な高Tg環状オレフィンポリマー)などの高温ポリマーがある。他の例には、E−CTFE、E−TFE、PTFE、FEPおよびHDPE、ならびにKAPTON(登録商標)、KAPTON(登録商標)HN、KAPTON(登録商標)FN、KAPTON(登録商標)VN、KAPTON(登録商標)CR、KAPTON(登録商標)CB、KAPTON(登録商標)Eポリイミド(KAPTONは、デラウェア州ウィルミントンのイー.アイ.デュポンドゥヌムールアンドカンパニーの登録商標である)、APICAL(登録商標)ポリイミド(APICALは、大阪府の鐘淵化学工業株式会社の登録商標である)、およびUPILEX(登録商標)ポリイミド(UPILEXは、山口県の宇部興産株式会社の登録商標である)などのポリイミドが含まれる。
適切な合成有機樹脂には、ポリオレフィン、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンコポリマー、およびエチレン酢酸ビニルコポリマー(EVA);環状ポリオレフィン;改質ポリオレフィン;ポリ塩化ビニル;ポリ塩化ビニリデン;ポリスチレン;ポリアミド;ポリアミド−イミド;ポリカーボネート;ポリ−(4−メチルペンテン−1);イオノマー;アクリル樹脂;ポリメチルメタクリレート(PMMA);アクリロニトリル−ブタジエン−スチレンコポリマー(ABS樹脂);アクリロニトリル−スチレンコポリマー(AS樹脂);ブタジエン−スチレンコポリマー;ポリオキシメチレン;ポリビニルアルコール(PVA);エチレン−ビニルアルコールコポリマー(EVOH);ポリエステル、例えば ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、およびポリシクロヘキサンテレフタレート(PCT);ポリエーテル;ポリエーテル−ケトン(PEK);ポリエーテル−エーテル−ケトン(PEEK);ポリエーテル−イミド;ポリアセタール(POM);ポリフェニレンオキシド;改質ポリフェニレンオキシド;ポリスルホン;ポリフェニレンスルフィド(PPS);ポリエーテルスルホン(PES);ポリアリーレート;芳香族ポリエステル(液晶ポリマー);ポリテトラフルオロエチレン;ポリフッ化ビニリデン;他のフッ素樹脂;熱可塑性エラストマ、例えばスチレン−、ポリオレフィン−、ポリ塩化ビニル−、ポリウレタン−、ポリエステル−、ポリアミド−、ポリブタジエン−、トランス−ポリイソプレン−、フッ素ゴム−、および塩素化ポリエチレン−タイプ;エポキシ樹脂;フェノール樹脂;尿素樹脂;メラミン樹脂;不飽和ポリエステル;シリコーン樹脂;およびポリウレタン;ならびに、基本的にこれらの合成樹脂からなるコポリマー、混合物、およびポリマーアロイなどの、熱可塑性樹脂も熱硬化性樹脂も含む。これらの合成樹脂のうち1つまたは複数を、例えば少なくとも2層からなる複合体として使用することができる。
無機ポリマーを、シリコーン、ポリホスファゼン、ポリシラザン、ポリカルボシラン、ポリカルボラン、カルボランシロキサン、ポリシラン、phosphonitirles、窒化硫黄ポリマーおよびシロキサンから選択することができる。有機金属ポリマーを、典型金属、遷移金属、およびランタノイド/アクチノイド金属の有機金属ポリマー、例えば、ポリフェロセンやポリルテノセンなどのポリメタロセニレン(polymetallocenylene)から選択することができる。有機/無機ハイブリッドポリマー系を、有機改質シリケート、プリセラミックポリマー、ポリイミド−シリカハイブリッド、(メタ)アクリレート−シリカハイブリッド、ポリジメチルシロキサン−シリカハイブリッドおよびセラマーから選択することができる。
新規の、また出現しつつある有機技術では、自己組織化した結晶有機層を可能にしている。それを、仮基板プラットフォームとして使用することもできる。
必要ではないが、所与の選択した材料に関して、仮基板300を最も薄くすることが有利となり得る。仮基板300の厚さは、材料の選択および製造中に所望される可撓性に応じて、数μm〜数百μmに及ぶことができる。場合によっては、セラミックマットやセラミック箔のように、厚さが数mmに及ぶこともある。基本的に厚さには制限がない。いくつかの代表的な諸実施形態が、仮基板300に適した多種多様な材料を例示する目的で示されたが、本明細書において開示されない材料を、本発明の範囲から逸脱することなく取り入れることができることが、当業者には明らかになるであろう。
(スチフナ)
上述のように、希望するなら、スチフナ312を、仮基板300の追加の機械的支持用に使用することができる。スチフナ312は、仮基板300に関して上記で概説された材料のいずれかで製作することができ、仮基板の材料とは異なる、または仮基板の材料と同一の材料で製作することができる。当業者には明らかになるように、従来の基板間の取付け技術を使用してスチフナ312を仮基板300に取り付ける多くの方法がある。そうした技術には、とりわけ、エポキシ、接着剤、室温加硫、シリコーン、ウレタン、およびセラミックを使用する化学的接合がある。接合剤は、例えばプラズマ、可視光、紫外光、温度、圧力、嫌気性環境などを使用して硬化/活性化することができる。接合を、化学薬品、活性化プラズマ処理、真空プロセスなどを使用した表面処理によって開始することもできる。接合法には、マイクロ波接合、陽極接合、融解接合、接着、共晶、レジスト、はんだ、熱圧縮および/または低温ガラスを含むこともできる。取付けを、リベット、溶接部、スタッド、スプロケット、クリップなどを使用して行うこともできる。
いくつかの代表的な諸実施形態が、要点を示す目的で示され、説明されたが、本明細書において開示されない接合法を、本発明の範囲から逸脱することなく使用することができることが、当業者には明らかになるであろう。
(平坦化層)
上記で論じたように、特定の適用分野向けに選択された仮基板300が、満足な表面の品質を有する場合もあれば、有さない場合もある。表面の品質が満足できるものではない場合、表面粗さによる任意の凹凸を均す(すなわち平坦化)するために、平坦化層316をそうした基板の表面上に堆積させることができる。さらに、平坦化層は、とりわけ、熱バリア、化学的バリア、応力除去層および/またはパッシベーション層として働くこともでき、後続の層の仮基板300への接合強度を増すために使用することも、ことによるとできるかもしれない。
平坦化層316を、とりわけ、塗布ガラス(SOG);低温酸化物(LTO)、リンシリケートガラス(PSG)、ホウ素リンシリケートガラス(BPSG)、ポリイミド、準無機SOGシロキサン(メチル−、エチル−、フェニル−、ブチル−、ドープ、アンドープ)、純無機SOG、シリケート(ドープまたはアンドープ)、およびドーパント有機化合物などのリフローガラス組成物、アクリル、エポキシ、ビニルベースの化学物質、シリコンまたは金属含有有機金属、ブチルシクロブテン、各種ポリイミド、放射硬化されたモノマーおよびポリマー、UV硬化されたポリマー、ならびにUV硬化されたモノマーなど、任意の適切な材料で製作することができる。
低温フラックス、はんだ、共晶組成物、金属、金属合金は、熱または圧力、あるいはその両方の影響を受けて流れるように誘導することができ、したがって、いくつかの適用分野では、平坦化層316に適切となり得ることにも留意されたい。例えば、「接触平坦化」と呼ばれる技術では、第1のステップで、展性のある被覆が、「仮基板」上に付着される。第2のステップでは、被覆層を平坦化して平坦化層316にするために、被覆された基板が、光学的に平坦な表面に押しつけられる、または、別法として、非常に高精度の磨きローラの下でならされることになる。次いで、平坦化層316を、同時に(またはポスチュマスに(posthumously))、とりわけ熱、圧力、時間、UVまたは可視放射によって硬化することができる。
平坦化層316を、物理気相成長(PVD)、化学気相成長(CVD)、大気圧CVD(APCVD)、PECVD、スパッタリング、低圧CVD(LPCVD)、イオンめっき、火炎加水分解などの蒸着技術によって堆積させることができる。あるいは、平坦化層316を、スピンコーティング;吹付け;圧延;電気めっき、浸漬めっき、無電解めっきなどのめっき;ラングミュアブロジェット法などの被覆;インクジェットまたはパウダージェットなどの印刷;スクリーニング;グラビア;ブレード塗布など、他の方法によって付着させることができる。
基本的に平坦化層の厚さには制限がないことに留意されたい。平坦化層は、数nm〜数十μm厚さほど薄くてよい。あるいは、仮基板300を平坦化するために、基板の表面粗さを低減させるためのより従来的な技術を使用することができることにも留意されたい。そうした技術には、とりわけ電解研磨、無電解研磨、化学機械研磨、機械的研削および研磨、イオンエッチングおよびイオン研磨があるが、それらに限定されない。
いくつかの代表的な諸実施形態が、使用することができる多種多様な材料を例示する目的で示されたが、本明細書において開示されない材料を、本発明の範囲から逸脱することなく使用することができることが、当業者には明らかになるであろう。
(剥離層)
上記で論じたように、いくつかの適用分野では、犠牲剥離層324を、デバイス層スタック304を堆積させる前に、平坦化層316(または仮基板300の平坦化された表面320)上に形成することが望ましい場合がある。その場合剥離層324は、後続の処理中に、仮基板300をデバイス層スタック304から分離するための、剥離、すなわち剥離層として働くことができる。剥離層324は、特定の適用分野に応じて、いくつかの機能のうちのいずれか1つまたは複数を果たすことができる。例えば、選択された仮基板300が高価である場合、それを何度も再使用することが望ましい場合がある。その場合、剥離層324がその機能を可能にし、それにより大幅なコストの節約を実現することができる。剥離層324がないと、仮基板300を切り離すための唯一の選択肢は、それを物理的または化学的に、それぞれ研削またはエッチングによって除去することになり得る。
さらに、フォトリソグラフィの解像度が、焦点深度に依存することが広く知られている。仮基板300が、(例えば取扱いの問題、または他の理由で、少しも薄くすることができないために)非常に厚い場合、高解像度のリソグラフィができない可能性がある。しかし、剥離層324を設ければ、この問題が緩和されることになる。デバイス層スタック304が仮基板300から切り離された後、薄層フォトレジストおよび高解像度フォトリソグラフィを利用することができる。
剥離層324に適した材料の例には、INCONEL(登録商標)、金、銅、NiFe、ニッケル、白金、クロム、銀など、およびそれらの合金などの、溶剤エッチングされた金属;塩化ナトリウム、フッ化バリウム、酸化カルシウム、フッ化マグネシウム、硫酸銅、炭酸ナトリウム、硫化亜鉛、臭化ランタンなどの吸湿性無機塩;シリコン、ポリシリコン、水素ガスが閉じ込められたアモルファスシリコン層、ナノ構造被膜、ナノコロイド、ナノフィラメント、ナノワイヤ、ナノクラスタ、マイクロスケールボイドであるチャネル様ボイド、ナノスケールボイド、高表面積対体積カラム−ボイドネットワークおよび被膜などのような他の無機物;フォトレジスト、ポリイミド、CVDプラスチック材料、自己組織化単分子層(SAM)などのような有機物があるが、それらに限定されない。
剥離層324を、PVD、CVD、APCVD、PECVD、スパッタ、LPCVD、イオンめっき、火炎加水分解などの蒸着技術;スピンコーティング;吹付け;圧延;電気めっき、浸漬めっき、無電解めっきなどのめっき;ラングミュアブロジェット法などの被覆;インクジェットまたはパウダージェットなどの印刷;スクリーニング;グラビア;ブレード塗布などを含む、いくつかの異なる方法を使用して形成することができる。剥離層324は、1つまたは複数の剥離塗膜からなることができることに留意されたい。
基本的に、剥離層324の厚さには制限がない。例えば、それぞれ数nm〜数十μm厚さほど薄くてよい。
いくつかの代表的な諸実施形態が、使用することができる多種多様な材料を例示する目的で示されたが、本明細書において開示されない材料を、本発明の範囲から逸脱することなく使用することができることが、当業者には明らかになるであろう。
(電子デバイス層スタック)
典型的な微小電子デバイスは、金属、誘電体、および/または半導体材料からなる、いくつかの被覆層を備える。これらの被覆層の一部または全部を、電子デバイス層スタック304内に、電子デバイス層308として含めることができる。図2のEDM法など、本発明のEDM法を使用して形成される電子デバイスの性質に応じて、デバイス層308は、組成の点で有機でも無機でもよい。
特定のデバイス層308が金属層である場合、その層を形成するのに使用される被覆は、とりわけAl、Cu、Mo、Cr、Ta、W、Ni、Ti、Si、Ti−−Si、Al−−Si、Al−−Cu、Ti−Al、ケイ化物などの金属材料でよいが、それらに限定されない。さらに、金属の合金を使用することもできる。他のデバイス層308が、誘電体層である場合、その層用の被覆には、酸化物、窒化物、炭化物、および有機物からなる群からの誘電体材料を含むことができるが、以下に限定されない。例えば、材料を金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属酸窒化物、金属酸ホウ化物、またはそれらの組合せから選択することができる。これらの材料の金属成分を、アルミニウム、チタン、タンタル、ジルコニウム、ニオブ、シリコン、ハフニウム、イットリウム、ニッケル、タングステン、それらの合金、またはそれらの組合せから選択することができる。
金属酸化物または亜酸化物が選択される場合、それはとりわけ、酸化シリコン、二酸化シリコン、酸化アルミニウム、二酸化チタン、五酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ニオブ、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化ニッケル、酸化タングステン、またはそれらの組合せからなる群の中から選択することができる。金属窒化物が選択される場合、それはとりわけ、窒化アルミニウム、窒化シリコン、窒化ホウ素、窒化ゲルマニウム、窒化クロム、窒化ニッケル、窒化ガリウム、またはそれらの組合せからなる群の中から選択することができる。金属炭化物が選択される場合、それはとりわけ、炭化ホウ素、炭化タングステン、シリコンカーバイド、またはそれらの組合せからなる群の中から選択することができる。金属酸窒化物を、とりわけ、酸窒化アルミニウム、酸窒化シリコン、酸窒化ホウ素、またはそれらの組合せからなる群の中から選択することができる。金属酸ホウ化物を、とりわけ、酸ホウ化ジルコニウム、酸ホウ化チタン、またはそれらの組合せからなる群の中から選択することができる。さらに、低K誘電体、および有機誘電体材料であるポリイミドを、必要に応じて、特定のデバイス層308の代わりに使用することができる。誘電体材料は、とりわけ、パッシベーション、フィールド酸化物をもたらすこと、応力除去、熱バリアをもたらすこと、化学的バリアをもたらすこと、および/またはポリマー基板への接合強度を増すことなど、他の機能を有することもできる。
特定のデバイス層308が半導体層である場合、被覆には、とりわけ次に示す、シリコン、Ge、SiGe、GaAs、InGaAs、InP、AlGaAs、GaP、InGaP、CdSe、CdS、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnO、アモルファスシリコン、水素化アモルファスシリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、ナノ結晶シリコン、シリコンナノワイヤ、単結晶シリコン、量子ドット、ナノドット、SWNT(カーボンナノチューブ)、ナノシェル、ナノ結晶、量子アイランド、および量子ワイヤからなる群からの半導体材料を使用することができるが、それらに限定されない。本発明の方法には広い適用分野があるため、半導体材料は、本質的に有機物でもよい。さらに、半導体材料は、ドープされても、ドープされなくてもよい。とりわけPF5、BF3、B26、AsF5などの、典型的なドーパントガスを利用することができる。
さらに、堆積されたままの半導体層がアモルファスまたは細粒状である場合、より高いキャリヤ移動度および関連する性能の利点をもたらすために、とりわけ、急速熱アニーリング(RTA)、急速熱処理(RTP)、炉内アニーリング、ランプアニーリング、アルゴンイオンレーザアニーリング、エキシマレーザアニーリング(ELA)、位相変調ELA、逐次的横方向結晶化(SLS)、シングルエリアエキシマレーザ結晶化(SA−ELC)、金属誘起結晶化(MIC)、金属誘起横方向結晶化(MILC)、およびゾーンメルト再結晶(ZMR)など、公知の、また出現しつつある再結晶法を使用して、それをさらに再結晶させることができる。
各デバイス層308を、とりわけ、PVD;フィラメント蒸着;高周波加熱;電子ビーム;イオンアシスト電子ビーム;スパッタリング;ダイオードスパッタリング;マグネトロンスパッタリング;直流スパッタリング;バイアススパッタリング;高周波スパッタリング;CVD;熱CVD;LPCVD;PECVD;APCVD;高密度プラズマCVD(HDPCVD);電子サイクロトロン共鳴PECVD(ECR−PECVD);低温PECVD(LTPECVD);有機金属CVD(MOCVD);PVD;ホットワイヤCVD;ゾルゲル;蒸着;分子線(MB)蒸着;イオンめっき;電気めっき;浸漬めっき(浸漬);無電解めっき;ラングミュアブロジェット法、スピンコーティング、スプレーコーティング、ロールオンコーティングなど、他の被覆法;印刷;転写;インクジェット;パウダージェットなど、議論されている材料に適した、任意の公知の従来型堆積手段によって堆積させることができる。
基本的に、これらのデバイス被覆層の厚さには制限がない。例えば、それぞれ数Å〜数十μm厚さほど薄くてよい。
いくつかの代表的な諸実施形態が、使用することができる多種多様な被覆材料を例示する目的で示されたが、本明細書において開示されない他の被覆材料を、本発明の範囲から逸脱することなく使用することができることが、当業者には明らかになるであろう。
(レジスト層)
本発明のEDM法で利用される各レジスト層328、340向けに選択される材料を、一般的なその特性を適切な刺激の下で適合させるまたは特性に影響を及ぼすことができる多種多様な摂動活性化化合物から選択することができる。一般には、有機または無機といった、任意の化合物またはシステムを、そのエネルギー障壁が、放射、マイクロ波、光、熱、電界、磁界、化学触媒、応力−張力−圧力などを加えることによって低減され得るように設計することができる。さらに、適当な刺激での露光と同時のエネルギー障壁のこうした低減は、とりわけ抵抗、コンダクタンス、容量、誘電率、電荷保持、屈折率、n表面反射;光の吸収、透過および散乱;ぬれおよび収着の差、磁化率、化学的溶解度、重合、光架橋、光退色、フォトストラティフィケーション(photostratification)、腐食の量、結晶化、ならびに高さの変化を引き起こすことができる。したがって、これらの特性を利用するシステムおよび化合物を、パターン付き表面およびレリーフ構造を形成する手段として使用することができる。
そうしたシステムおよび化合物には、次の、とりわけポジティブとネガティブの両方のフォトレジスト、ウェットフィルムおよびドライフィルム、化学増幅レジスト、電着可能なポジティブおよび/またはネガティブフォトレジスト、電気泳動フォトレジスト、結晶化フォトレジスト(PR)、スピンコートされた液体フォトレジスト(LPR)、アクリレートモノマー、イソボルニルメタクリレート、スチルベンジメタクリレート、ホログラフィックフォトポリマー、単一および多色フォトポリマー組成物、カラーフィルム、感光乳剤、ハロゲン化乳剤、ハロゲン化銀、フォトエッチング可能なガラス、ゲルマノシリケートガラス、TiO2(酸化チタンおよび亜酸化物中での光触媒反応)、ポリメチルシラン中の光活性化(PPMS)、有機テルル、セレンなど、光または放射ベースのレジスト組成物およびシステム;2段階の3次元架橋プロセスを受ける、親油性ポリマーと放射を熱に変換する光熱コンバータと架橋親水性ポリマーとを備えた単一または多層ポリマー層システム;アモルファスAs−S、As−SeおよびAs−S−Se被膜、GexSbyTez、GeSbTe、またはInAgSbTeなどの、相変化および光屈折効果を示すカコゲニドガラスならびに組成物;とりわけ鉄、カルシウムおよびアルミニウム被膜中の、熱および湿度誘起腐食などの、熱無機レジスト組成物およびシステム;熱または光の下で水素パッシベーションを除去することによる、アモルファス水素化シリコン表面の選択的酸化;水中でのレーザ誘起腐食によるアルミニウム被膜の構成;厚い無定形炭素被膜上の酸化アルミニウム、酸化鉄、または銀組成物を選択的に加熱すると同時に生じる、それぞれの材料のわずかな変化;ビスマス/インジウム、ならびに他のバイメタルおよびトリメタル合金熱レジスト;ならびに、周期表の4族、5族、6族、7族、8族、9族、10族、11族または12族の金属の、ナノメートルサイズの遷移金属クラスタまたはコロイド、それらの金属酸化物または金属硫化物類似体のin−situ酸化、があるが、それらに限定されない。
フォトレジスト、熱レジスト、または光活性化可能化合物といった、選択されたレジストタイプを、半導体およびプリント回路基板微小電子部品業界で一般に使用される従来の方法のいずれかを使用して堆積させることができる。そうした方法には、とりわけ、スピンコーティング、スプレーコーティング、メニスカスコーティング;ローラ、カーテンまたは押出しコーティング;プラズマ堆積、モノマーまたはポリマーのフラッシュ蒸着、電着または電気泳動堆積、インクジェット印刷、スクリーン印刷、ディスペンシングおよびブレーディング、グラビア、フレキソ印刷、ならびにドロップオンデマンドインクジェット印刷がある。無機レジストシステムを、PVD;フィラメント蒸着;高周波加熱;電子ビーム;イオンアシスト電子ビーム;スパッタリング;ダイオードスパッタリング;マグネトロンスパッタリング;直流スパッタリング;バイアススパッタリング;高周波スパッタリング;CVD;熱CVD;LPCVD;PECVD;APCVD;HDPCVD;ECR−PECVD;LTPECVD;MOCVD;PVD;ホットワイヤCVD;ゾルゲル;蒸着;分子線(MB)蒸着;イオンめっき;電気めっき;浸漬めっき(浸漬);無電解めっき; ラングミュアブロジェット法、スピンコーティング、スプレーコーティング、ロールオンコーティングなど、他の被覆法;印刷;転写;インクジェット;パウダージェットなどの技術を使用して堆積させることができる。
単一レジスト層被覆の代わりに、2層以上のレジスト層被覆を重ねて堆積させて、積層レジスト層を形成することができる。上述のように、積層レジストの各被覆が、イメージングレベル、すなわち、レジスト層の表面と平行であり、レジスト層内に独立の互いに異なるイメージを含む、または含むことになる、レジスト層内の平坦なレベルを提供することができる。レジスト層内の複数のレジスト層被覆は、例えば、組成、またはそれらが活性化される方式、またはそれらが活性化される波長の面で、類似しても異なってもよい。あるいは、以下により詳細に「リソグラフィ技術」という名称のセクションで論じるように、特別なリソグラフィ技術が利用されるときは、単一のレジスト被覆が2つ以上のイメージングレベルを含むこともできる。
各レジスト層328、340の厚さには基本的に制限がない。例えば、レジストの選択および組成、所望される解像度、ならびに活性化方式に応じて、それぞれ数Å〜数十μm厚さほど薄くてよい。
いくつかの代表的な諸実施形態が、使用することができる多種多様なレジスト材料およびシステムを例示する目的で示されたが、本明細書において開示されない他のレジスト材料を、本発明の範囲から逸脱することなく使用することができることが、当業者には明らかになるであろう。
(保護層)
上述のように、希望するなら、保護層336、344を、対応するそれぞれのレジスト層328、340の外面を後続の処理中に保護するために、またそうした処理中に第2の(仮)基板としての役割を果たすために、使用することができる。各保護層336、344を、仮基板300に関して上記で概説された材料のいずれかで構成することができるが、もちろん、組成の面で、選択された仮基板の組成と異なっても、同一でもよい。
(保護基板のレジスト層への接合)
保護層336、344の一方または両方が使用される場合、それぞれを、対応するそれぞれのレジスト層328、340に、エポキシ、接着剤、RTV、シリコーン、ウレタンなどを使用する化学的接合を含むがそれらに限定されない、さまざまな方法のうち任意の適切なもので取り付けることができる。これらの材料は、水または溶剤溶性のエポキシ、接着剤などでよく、とりわけ、プラズマ、光、UV、温度、圧力、または嫌気性環境を使用して、硬化/活性化することができる。接合を、とりわけ、化学薬品、活性化プラズマ処理、および真空プロセスを使用する表面処理によって開始することもできる。接合法は、とりわけマイクロ波、陽極、融解、接着、共晶、レジスト、はんだ、熱圧縮および/または低温ガラスを含むがそれらに限定されない、さまざまなタイプでよい。
いくつかの代表的な諸実施形態が、要点を示す目的で示されたが、本明細書において開示されない接合法を、本発明の範囲から逸脱することなく使用することができることが、当業者には明らかになるであろう。
(電子デバイス層スタックを仮基板から切り離すための技術)
上記で論じられたように、EDM法200(図2A〜B)内のある時点で、仮基板300を電子デバイス層スタック304から除去することが望ましくなる、または必要になることがある。そうである場合、仮基板300の除去を、いくつかの方法のうちいずれか1つ、例えば、1つまたは複数の適切なエネルギー源を使用して、適切な1つまたはいくつかの衝撃を、切り離す前面の切り離しを開始し維持するように与えることで、実施することができる。そうしたエネルギー源には、とりわけ、機械的源、化学的源、放射源、電気的源、および熱シンクまたは熱源があるが、それらに限定されない。さらに、仮基板300に、基板のデバイス層スタック304からの切り離し開始中、またはその前に、分離作用を容易にする/促進するのを助けるために、応力、ひずみ、ずれ、張力、および/または他の形式の機械的、化学的、電気的、放射処理を施すことができる。こうした形式の「処理」は、選択された分離面を分離して境界を定める助けにもなる。これらの分離衝撃を、フラッド、時間的に変化する、空間的に変化する、または連続する方式で付与することができる。
一般に、仮基板300のデバイス層スタック304からの分離を開始し継続するための機械的源には、機械的分離作用を付与する、回転、並進、圧縮、伸張、および/または超音波エネルギーを利用することができる。適切な機械的分離作用の例には、とりわけ、機械的ナイフ、のこぎり、ワイヤおよびマックソー(muck saw)を使用して付与することができる、研削、引き裂き、スカーリング(scouring)、磨耗およびスライシング、方向性を有するたがねとして働く加圧液体および気体、ハンマがあるが、それらに限定されない。機械的作用を、フラッド、時間的に変化する、空間的に変化する、または連続する方式で導入することができる。
より具体的な例では、切り離しプロセスを実施するのに、圧縮エネルギーで作用する加圧流体ジェットを使用することができる。流体ジェット(あるいは液体ジェットまたは気体ジェット)は、仮基板300/剥離層324およびデバイス層スタック304の選択された境界面領域に、力、例えば機械的、化学的、および/または熱的な力を使用して、分離プロセスを開始しそれら2つを2つの異なる実体に分離するように衝突する。一方の実体が、除去によって基本的に影響されず、再使用することができる仮基板300であり、他方の実体が、レジスト層328を伴ったデバイス層スタック304である。適用分野に応じて、流体ジェットを、所望の分離効果を実現するように、方向、位置、および大きさの点で調整することができる。流体ジェットは、液体ジェットでも、気体ジェットでも、液体と気体を組み合わせたものでもよい。
仮基板300のデバイス層スタック304からの分離を開始し継続するための化学的源を、粒子、流体、気体、または液体から選択することができる。これらの化学的源は、境界面領域内に応力を増大させる化学的性質を有する。化学作用を利用する方法の例には、とりわけ、湿式化学エッチング;反応性イオンエッチング(RIE)などのドライエッチング法;プラズマ/プレーナエッチング;プラズマ強化(PE)エッチング;誘導結合プラズマ(ICP)エッチング;深堀り反応性イオンエッチング(DRIE);スパッタリング;イオン強化エッチング;イオンビームミリング;化学アシストイオンビームミリング;電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマエッチング;高密度プラズマ(HDP)エッチング;マイクロ波および高周波プラズマアシストエッチング;レーザ誘起/アシスト化学エッチングがあるが、それらに限定されない。化学的源を、フラッド、時間的に変化する、空間的に変化する、または連続する方式で導入することができる。
仮基板300のデバイス層スタック304からの分離を開始し継続するための電気的源を、印加電圧または印加電磁界から選択することができ、そのそれぞれを、フラッド、時間的に変化する、空間的に変化する、または連続する方式で導入することができる。電気的源を実施する一例が、電気エッチングである。
仮基板300のデバイス層スタック304からの分離を開始し継続するための熱源または熱シンクを、放射、対流、または伝導を使用して動作させることができる。熱源は、とりわけ、光子ビーム、マイクロ波放射、流体ジェット、液体ジェット、気体ジェット、電/磁界、電子ビーム、熱電加熱、および炉からなる群から選択することができる。熱シンクは、とりわけ、流体ジェット、液体ジェット、気体ジェット、極低温流体、過冷却液体、熱電冷却手段、および電/磁界からなる群から選択することができる。この熱源を、フラッド、時間的に変化する、空間的に変化する、または連続する方式で印加することができる。熱源ベースの分離法の例には、とりわけ、材料の溶融、マイクロ波溶融および材料のスライシングをベースとするレーザースライシング、犠牲層のガス化、昇華および分解がある。
さらに、上記の実施形態のいずれかを、適用分野に応じて、組み合わせる、または分割さえすることもできる。当業者には理解されるように、使用される1つまたは複数のエネルギー源の1つまたは複数のタイプは、適用分野にも依存する。さらに、選択された衝撃エネルギーを、分離境界面、すなわち剥離層324の、選択された深さの縁部またはコーナ領域の付近またはその位置に配置することができ、あるいは別法として、境界面の選択された深さに沿った中心または他の任意の位置に配置することもできることに留意されたい。
いくつかの適用分野では、仮基板300を「そのまま」にしておく、すなわち、デバイス層スタック304から分離されないままにしておくことが望ましい場合があることに、留意されたい。例えば、仮基板300は、金属または金属合金である場合、電極、アンテナ、湿気に対して保護するためのバリア被覆として働くことができ、または層状構造の機械的強度を増すことができる。仮基板300が妥当に薄い場合(例えば、厚さ1mm未満)、それを後続の処理中に、回路が画定されてから、貫通エッチングすることができる。あるいは、いくつかの適用分野では、仮基板300を、例えばその組成が許容する場合、または非常に高解像度のリソグラフィが必要とされる場合に、完全にエッチングして除くことが望ましい場合もある。あるいは、いくつかの適用分野では、仮基板300を、上記のような仮基板の特性を利用するが高解像度リソグラフィの選択肢も含めるように、部分的にしかエッチングしないことが望ましい場合もある。同様に、剥離層324も、適用分野に応じて、またそれが任意の追加の機能を完成デバイスに追加できるかどうかに応じて、完全にまたは部分的にだけエッチングして除くことができる。
いくつかの代表的な諸実施形態および詳細が、本発明を例示する目的で示されたが、他のさまざまな分離法が存在し、それを、添付の特許請求の範囲において定義される本発明の範囲から逸脱することなく使用することができることが、当業者には明らかになるであろう。
(選択されたレジスト材料のための露光機構)
レジスト層328、340に関して上記で論じられたように、選択されたレジストシステムを、そのエネルギー障壁が放射、マイクロ波、光、熱、電界、磁界、化学触媒、応力−張力−圧力などを加えることによって変わるように設計することができる。光源(すなわち放射源)が、エネルギー障壁のこうした低減のための活性化手段として選択された場合、光源は、コヒーレント光源(例えばレーザ)でも、インコヒーレント光源(例えばランプ)でもよい。レーザベースシステムでは、連続、パルス、変調、スイッチ、またはマイクロ−ナノ−フェムト秒パルスを用いる超高速レーザを使用することができる。レーザ/レジストの組合せを、2光子、3光子、および他の非線形領域の下で動作させることもできる。さらに、選択されたレーザは、シングルラインでもマルチラインでもよく、とりわけ固体、ダイオード励起固体、気体、エキシマ、イオンまたは半導体レーザでよい。そうしたレーザの出力は、例えば、スペクトルの紫外(UV)、可視(VIS)、近赤外(NIR)、赤外(IR)または遠赤外(FIR)部内にあってよい。インコヒーレント光源の例には、やはり利用することができるさまざまな広帯域放射源の中でもとりわけ、UVランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ、および水銀アークランプがある。レーザは、インコヒーレント放射の放射源となることもでき、適切なインコヒーレント放射源として含まれることを意味することに留意されたい。
薄層イメージング(TLI)などの多層レジスト技術を、単層レジスト技術に代わる手段として使用することができることに留意されたい。TLIでは、レジストの最上層が結像され、そのイメージが、エッチマスクを形成するために使用される。次いでイメージが、異方性RIE法を使用して現像される。あるいは、レーザ直接パターン形成(光アブレーション)またはレーザマイクロマシンニング技術を使用して、各レジスト層328、340を露光し除去(ablate)することも、または希望するなら、おそらくデバイス層スタック304をパターン形成することさえもできる。
エネルギー障壁のこうした低減のための活性化手段として、熱源(物理的な加熱源)が選択される場合、熱源は熱ローラ、熱パッドなどの形をとることができる。
レジスト層328、340を、同時または非同時に、製作しようとする電子デバイスの1つまたは複数のタイプに必要とされる所定のパターンを用いて露光することができる。露光には、従来のマスキング技術またはマスクレス技術を利用することができる。非同時露光を、時間T=1に一方の表面上に、時間T=2に他方の表面上に、その時間T1およびT2中に基板またはマスクを相互に関係して移動させずに、順次実施することができる。露光は、レジスト層328、340が、水平位置、垂直位置、または中間の角度に向けられた状態で実施することができる。さらに、露光システムには、回転ドラムまたはフラットベッド機構を組み込むことができる。
レジスト層328、340を露光する意図は、これらの層内に、次いでデバイス層スタック304上に転写することができるパターンを形成することであることが理解されよう。この転写を実現するための、レジスト露光に依存しない物理的手段があることに留意されたい。レジスト露光に代わるそうした手段には、スクリーン印刷、ナノ印刷、ナノスタンピング、およびマイクロ印刷があるが、それらに限定されない。後者4つは全て、テンプレートが、レリーフ構造を用いて、転写されることが所望されるパターンの形状およびサイズに製作される(ポジティブテンプレートまたはネガティブテンプレート)、同じ基本技術を使用する。次いで、そのテンプレートは、レジスト層328、340の一方に押し込まれ、すなわちその中に「エンボス」され、それによって、レリーフパターンが、そのレジスト層内に複製される。パターンはその後、等方性または異方性エッチング機構を使用して、デバイス層スタック304内に転写される。
いくつかの代表的な諸実施形態および詳細が、本発明を例示する目的で示されたが、他のさまざまな露光法が存在し、それを、添付の特許請求の範囲において定義される本発明の範囲から逸脱することなく使用することができることが、当業者には明らかになるであろう。
(リソグラフィ技術)
パターン付きマスクをレジスト層328、340上に結像するために、とりわけ投影、プロキシミティ、ミラー投影、コンタクトリソグラフィなど、従来のリソグラフィ技術を使用することができる。さらに、とりわけマスクレスリソグラフィ、可変倍率投影、自動焦点深度補正、ゾーンプレートアレイリソグラフィなどの新しい技術を使用することもできる。さらに、グレーティングライトバルブ(GLV)やデジタルライトプロセッシング(DLP)リソグラフィなどの走査モードリソグラフィを使用することもできる。走査技術には、連続走査またはステップアンドスキャンアンドリピート(step and scan and repeat)技術を含むことができる。レーザダイレクトイメージング(LDI)など、他の技術を使用することもできる。
本発明のEDM法の特定の適用分野のニーズに応じて、使用されるマスクを、所与の領域を通って光が通過すること、または全く光が通過しないことを可能にする、従来型のクロムまたは酸化鉄マスクなど、単色のバイナリマスクとすることができる。単色バイナリマスク400の一例が、図4Aに示されている。図4Aに示すように、単色バイナリマスク400は、パターン形成材料408が存在するか否かによって、基本的に全ての露光光404が通過することを可能にする、または基本的に全ての露光光を阻止する。図4Bに示すように、マスク420は、別法としてグレースケールマスク、すなわち、基本的に全ての露光光404が通過すること、基本的に全く光が通過しないこと、または一部の光が通過することのいずれかを可能にするマスクとすることもできる。これは、マスク320の領域を、望むように、被覆しないままにする、高度に非透過になるように被覆したままにする、また露光光404に対して部分的に透過するように被覆したままにするパターン中に、1つまたは複数のパターン形成材料424を堆積させることによって達成される。別の代替手段として、図4Cに示すように、使用されるマスク440をカラーマスクとすることができ、それは一般に、それぞれの被覆において1つの色(例えば第1の波長λ1)が通過することを可能にし、一方第2の色(例えば、λ1とは異なる第2の波長λ2)が、所与の領域を通過することができる、または通過することができない、多色被覆444を有するマスクである。一般に、そうしたマスク440は、所与の領域をどの色も通過させない、または全ての色を通過させるわけではないという選択肢も有するはずである。
広帯域光源またはマルチラインレーザがカラーマスクと共に使用される場合、マスク用の色に順次または同時にアクセスし、結像されない他の色を除去するために、光フィルタを光源とマスクの間に使用することができる。あるいは、多くのシングルライン光源(例えばレーザ)を、直列に同時に使用しても、一方または他方の色を可能にするように順次変調してもよい。異なるリソグラフィ法をうまく組み合わせて、所望の効果を生み出すことができることに留意されたい。
デバイス層スタック304の両表面上のレジスト層328、340を、単一(または多)色マスクレス技術を使用してパターン形成しても、同じ結果を実現することができる。さらに、光源(レーザ)の強度を変調/変動させることにより、グレースケールマスクに類似の作用をもたらすことができる。また、光源(レーザ)の波長を変調/変動させることにより、カラーマスクに類似の作用をもたらすことができる。さらに、光源(レーザ)の強度および波長を変調/変動させることにより、グレースケール/カラーマスクの組合せに類似の作用をもたらすことができる。さらに、異なる波長を有する2つ以上の光源(レーザ)を利用することにより、カラーマスクに類似の作用をもたらすことができる。
上記の「1層または複数層のレジスト層」という名称のセクションで述べたように、レジスト層は、2つ以上のイメージングレベルを含むことができる。さまざまなイメージングレベルが、単一レジスト被覆内、または積層レジスト層を形成する複数のレジスト被覆の中に存在してよい。後者の場合、以下に提示される例のいくつかで論じるように、各レジスト被覆はそれぞれ、複数のイメージング層のうちの1層に対応することができる。しかし、一般には、対応するそれぞれのイメージを、これらのイメージング層上に、異なる周波数の電磁エネルギーを使用して形成することができる。図5は、あるレジスト材料の、それぞれある波長で露光する前、およびその波長で露光した後の、典型的な吸収スペクトル500、510を示す。明らかに分かるように、波長Xのところで、その波長で露光する前のレジスト材料は、高度に吸収している。同じ波長Xのところで、露光後は、材料の吸収計数が大幅に低減した。換言すれば、このレジスト材料は、露光後に波長Xをより透過し、吸収グラフがブルーシフトした。
図6Cに示すように、そうしたレジスト材料製のレジスト層600に、異なるイメージ604、608、612を、その層内の異なる深さのところに、すなわち異なるイメージレベル616、620、624上に、異なる波長の電磁エネルギーを使用して、異なるパターンで層を順次または同時に露光することによって、付与することができる。ここで図6A〜Dを参照すると、図6Aでは、レジスト層600を、第1のイメージ604を第1のイメージレベル616上に形成するように、波長λ=Xを有する電磁エネルギーで露光することができる。イメージレベル616は、露光された後、波長λ=Xを適度に透過する。次いで、図6Bに示すように、レジスト層600を、第2のイメージ608を第2のイメージレベル620上に形成するように、波長λ=Y、ただしY<X(すなわち、波長Yは波長Xよりも短い)、を有する電磁エネルギーで露光することができる。次いで、希望するなら、図6Cに示すように、第3のイメージ612を第3のイメージレベル624上に、波長λ=Z、ただしZ<Y(すなわち、波長Zは波長Yよりも短い)、を有する電磁エネルギーでレジスト層600を露光することによって、形成することができる。レジスト層600は、現像された後、図6Dに示される輪郭628を有することができる。
述べられた方法が、光の多重化の性質を使用してグレースケールリソグラフィを実施する都合の良い方法であることが、当業者には理解されよう。この文脈において、「多重化」とは、光の無限数の波長が、同じ位置に同じ時間に共存し、依然としてそれら独自の波長信号を維持できることを意味する。
図7は、上記で論じたような、最大2つのイメージングレベル(図示せず)を有するレジスト層704、708を同時に露光するために使用することができる、2波長マスクレスレーザ直接描画リソグラフィシステム700を示す。リソグラフィシステム700を、図2A〜BのEDMシステム200など、本発明のEDM法の1つまたは複数の露光ステップに使用することができる。実際、以下に提示されるレシピ例のいくつかでは、リソグラフィシステム700の使用を指示している。
この現在の例では、リソグラフィシステム700は、2層のレジスト層704、708の同時両面露光用に構成されている。もちろん、希望するなら、リソグラフィシステム700を、片面露光しかできないように容易に改変することができる。さらに、リソグラフィシステム700は、2層のイメージング層を2つの波長を使用して露光できるように構成されているが、このシステムを、3層以上のイメージング層を対応する数の波長を使用して露光できるように、容易に改変することができることが留意されたい。そうした改変をどのように行うかについては、当業者なら容易に理解するであろう。
リソグラフィシステム700は、それぞれが図示の共通のパターン発生器720などのパターン発生器によって制御される、第1および第2のレーザ712、716を含むことができる。パターン発生器720は、従来型のパターン発生器に基づいたものでよいが、それが2層のイメージング層上に付与される2波長イメージに適したパターンを発生させるという改変を伴うものである。それに対応して、レーザ712が、第1の波長λ1でエネルギーを放出することができ、レーザ716が、上記で論じられた理由により第1の波長λ1とは異なる第2の波長λ2でエネルギーを放出することができる。1対のビームスプリッタ724A〜B、および1組のミラー728A〜Cを使用して、レーザ712、716から放出されたビーム732、736を結合し、結合後のビーム740を、図示のように、2層のレジスト層704、708のそれぞれに誘導することができる。
いくつかの代表的な諸実施形態および詳細が、本発明を例示する目的で示されたが、他のさまざまな露光およびリソグラフィ法が存在し、それを、添付の特許請求の範囲において定義される本発明の範囲から逸脱することなく使用することができることが、当業者には明らかになるであろう。
(デバイス層スタックをエッチングする)
上記で論じたように、デバイス層スタック304、レジスト層328、340、および/または保護層336、344を除去、すなわち、これらの層の一部分を、本発明のEDM法の特定の適用中に製作される各電子デバイスの一部または全部を形成するように、さまざまな除去技術によって選択的に除去することができる。適切な除去技術には、とりわけ、ウェットおよびドライエッチング/ミリング技術、ならびに電磁気ダイレクトアブレーションがあるが、それらに限定されない。適切なドライエッチング技術の例には、とりわけ、RIE、プラズマ/プレーナエッチング、PEエッチング、ICPエッチング、DRIE、スパッタリング、イオン強化エッチング、イオンビームミリング、化学アシストイオンビームミリング、ECRプラズマ、HDP、マイクロ波および高周波プラズマアシストエッチング、ならびにレーザ誘起/アシスト化学エッチングがある。化学的源を、フラッド、時間的に変化する、空間的に変化する、または連続する方式で導入することができる。電磁アブレーションの一例が、レーザダイレクトイメージングまたは光アブレーションである。
いくつかの代表的な諸実施形態および詳細が、本発明を例示する目的で示されたが、他のエッチング法が存在し、それを、添付の特許請求の範囲において定義される本発明の範囲から逸脱することなく使用することができることが、当業者には明らかになるであろう。
(永久基板をパターン形成後のデバイス層スタックに積層する)
上記で論じたように、本発明のEDM法の間のある時点で、永久基板348などの永久基板を、パターン形成後のデバイス層スタック304に積層、または取り付けることが望ましい場合がある。これもやはり、仮基板300および保護層336、244に関して上記で論じられたように、2つの構造を接合して一緒にする多くの方法がある。永久基板348用に選択される材料のタイプにもちろん応じて、仮基板300および保護層336、344に関して上述された取付け技術のいずれか1つを使用して、永久基板をデバイス層スタック304に固定することができる。
(パッシベーション材料)
上記で論じたように、電子デバイス層308や永久基板348など、さまざまな層に使用される材料に応じて、デバイス層を、望ましくない環境の影響から分離する、またはその他の方法で保護するために、デバイス層スタック304に、1層または複数層のパッシベーション層356を設けることが望ましい、または必要な場合がある。1層または複数層のパッシベーション層356用に選択される1つまたは複数の材料は、所望されるパッシベーションの性質に応じて、絶縁体でも、金属でもよい。例えば、TFT、コンデンサなどの電子構造を分離するためには、パッシベーション材料は一般に絶縁体である。仮基板300に関して上記に列挙された絶縁体/金属材料のいずれかを、パッシベーション層として機能するように、薄膜または厚膜の形で堆積させることができる。
(永久基板)
一般に、上記で論じたように、永久基板348は、完成された回路シート用の、永久的な裏打ち基板、またはプラットフォームである。永久基板348は、特定の適用分野に適するように、必要に応じて透明でも、不透明でも、半透明でもよい。永久基板348での使用に適した材料には、仮基板300に関して上記に列挙された材料が含まれる。永久基板348自体に加えて、他の機能/機能的層を永久基板内または永久基板上に、デバイス層スタック304に積層する前または積層した後に構築することができる。例えば、永久基板348は、本質的に平坦化/バリア層として働くことができる;耐引っかき性層を、基板上または基板の下に堆積させることができる;UV保護層を、基板上に堆積させる、または基板の構成内に組み込むことができる;カラーフィルタおよびブラックマスク被覆を、基板上に堆積させることができる;また、基板とデバイス層スタック304の間の気密接合を容易にする、または可能にするための金属エッジシーム/画素シームを堆積させることができる。密封は、マイクロ波接合または他の従来の密封法によってもたらすことができる。
さらに、とりわけ化学的レジリエンス被覆、カプセル化被覆、反射防止被覆、抗指紋被覆、帯電防止被覆、導電性層/被覆、耐食性層、難燃性被覆、接着剤層、偏光膜、位相差膜、またはそれらの組合せなど、他の被覆を、永久基板348上に、デバイス層スタック304へ積層する前または積層した後に堆積させることができる。これらの機能被覆には、有機または無機被覆があるが、それらに限定されない。
いくつかの代表的な諸実施形態が、多種多様な永久基板を例示する目的で示されたが、本明細書において開示されない基板を、本発明の範囲から逸脱することなく製作することができることが、当業者には明らかになるであろう。
以下は、さまざまな表示装置製品のいずれかで使用するのに適した、アクティブ画素マトリックス回路シートを製作するための、いくつかのレシピ例である。これらのレシピそれぞれでは、図2A〜BのEDM法200のさまざまな側面を利用する。これらのレシピそれぞれ内の諸ステップは説明の必要がなく、追加のコメントが、分かりやすくするために、またはそのレシピのいくつかの特徴を指摘するためになされている。対応する1組の図を含むこれらの例のそれぞれでは、ステップ指示子が、その組内の関連する図の図指示子に、アルファベット順に対応することに留意されたい。例えば、すぐ下の例1に関して言うと、例1は図8A〜8Vを含み、図8AがステップAに対応し、図8BがステップBに対応し、図8CがステップCに対応し、以下同様である。
(例1)
ここで図8A〜8Vを参照すると、以下は、表示装置のアクティブマトリックスバックプレーンとして使用することができる、本発明の特定のアクティブマトリックス画素回路シート800(図8V)を製作するための、レシピ例である。
ステップA:仮基板804として、約20μm未満の厚さを有するアルミニウム金属箔を選択する。
ステップB:スチフナ808を仮基板804の裏面に取り付ける。例えば、スチフナ808は、約100〜200μmの厚さを有するニッケルでも、ステンレス鋼でも、他の金属箔でもよい。
ステップC:アルミニウム箔仮基板804の露出面を、表面810の高度の平坦化を実現するように電解研磨する。
ステップD:ゲート金属層812を堆積させる。あるいは、アルミニウム箔仮基板804を合金して、ゲート金属層として本質的に使用することもできる。
ステップE:窒化シリコン(SiNx)層(被覆)816、アモルファス水素化シリコン層820、およびn+ドープアモルファスシリコン層824を、PECVDを使用して、真空を破壊せずに順次、デバイス層スタック826を形成するように堆積させる。これらの材料の厚さを、特定の適用分野に応じて変えることができる。
ステップF:ソース/ドレイン(S/D)および金属相互接続層828を、好ましくは真空を破壊せずに、堆積させる。
ステップG:金属層828の上面にレジスト層832を堆積させる。
ステップH:保護用の、引き剥がし可能な(または水溶性、UVで切り離し可能な、などの)保護ポリマーシート(層)836を、レジスト層832の自由表面上に積層する。
ステップI:スチフナ808(図8H)を切り離す。
ステップJ:レジスト層840を、アルミニウム箔仮基板804の自由表面上に堆積させる。
ステップK:保護用の、引き剥がし可能な(または水溶性、UVで切り離し可能な、などの)保護ポリマーシート844を、レジスト層840の自由表面上に積層する。
ステップL:レジスト層832、840を同時に、従来のコンタクトリソグラフィおよびバイナリマスク846A〜Bを使用して、露光する。
ステップM:レジスト層832を現像し、その結果図示のパターン848が付与される。
ステップN:ソース/ドレイン、金属相互接続層828を、適切なウェットまたはドライエッチング技術を使用して、図示のようにエッチングする。
ステップO1:n+ドープアモルファスシリコン層824(オーム接点)を、ドライエッチングを使用してエッチングする。一般に、このステップ中、水素化アモルファスシリコン層820も部分的にエッチングされる。金属層828が、その下の材料の任意のエッチングを抑制するためのストップとして働く。
ステップO2:レジスト層832(図O1)の任意の残りの部分を除去する。
ステップP:任意選択で、パッシベーション層852を堆積させる。
ステップQ1:永久基板856を、デバイス層スタック826の表面に固定する。固定剤858(エポキシ、接着剤など)が、エッチング後のn+ドープ溝に流れ込み、本質的なパッシベーション層として働くことに留意されたい。固定剤の選択を、この二次的な機能を考慮することによって決定することができる。
ステップQ2:レジスト層840を現像し、その結果図示のパターン860が付与される。図Q3は、(下側の)パターン860が(上側の)パターン848と適切に重なり合っている様子を示す、オーバーレイ884である。オーバーレイ884は、それぞれが、対応するそれぞれのゲート領域890およびソース/ドレイン領域892を含む、4つのTFT領域888を示す。
ステップR:ゲート金属定義を金属層812からエッチングする。
ステップS:下にあるSiNx絶縁体層816、水素化アモルファスシリコン層820、およびn+ドープアモルファスシリコン層824を、金属層828の下面に達するまでエッチングする。一般に、このステップで、デバイス層スタック826内のTFT864の構造(便宜上、そのうちの1つしか示されていない)の形成が完了する。
ステップT:酸化インジウムスズ(ITO)層868を、図示のように堆積させる。
ステップU:ITO層868を、画素電極872を画定するように、必要に応じてパターン形成してエッチングする。
ステップV:希望するなら、パッシベーション層876を、ゲート金属層812の上に堆積させる。しかし、アルミニウム/アルミニウム合金(またはゲート金属としてどんな金属が選択されようともその)表面の酸化により、十分な保護をもたらすことができる。
例1に関して、以下の点が留意される。
1.アルミニウムは、650℃以上の融点を有し、従来の表示装置の製造で一般に使用されるPECVD堆積温度(450℃未満)に、容易に耐えることができる。
2.仮基板804に使用されているアルミニウム箔の代わりに、本開示の以前のセクションですでに述べたように、非常に薄いステンレスまたは他の鋼、ニッケル、金属、あるいはポリイミドシートを使用することができる。
3.TFT864の最も決定的に重大な層の全てのパターン形成が、一度で効果的に実施された。デバイス層816、820、824、828を、逆の順序で堆積させ(上下逆スタック)、それでもなお同じ結果をもたらすことができることに留意されたい。すなわち、S/D金属層828を最初に、n+ドープシリコン層824を2番目に、水素化アモルファスシリコン層820およびシリコン窒化物層816を3番目に、次いでゲート金属層812を堆積させる。もちろん、マスクの位置も同様に逆にされる必要がある。
4.示されたコンタクトリソグラフィの代わりに、投影/プロキシミティリソグラフィを容易に使用することができることが、当業者には明らかなはずである。さらに、マスクレス振幅走査リソグラフィ技術を、例示されたバイナリマスクの代わりに使用することもできる。
5.このレシピでは、デバイス層スタック826の各側に、単一被覆レジスト層832、840を利用する。各ITO画素電極872を、フォトリソグラフィの粗い重合せのみを使用して、容易にパターン形成してエッチングすることができる。
6.二酸化シリコンおよび窒化シリコンは、表示装置/エレクトロニクス業界で、パッシベーション材料として一般に使用されている。
7.前面用の電気光学材料(例えば、液晶、OLED/PLED材料、電気泳動材料、エレクトロクロミック材料など)が、ITO層868上にあることになる点に留意されたい。
8.当業者には理解されるように、この構成では、ストレージ−コンデンサ−オン−ゲート(storage−capacitor−on−gate)設計を使用することができ、または別法として、独立のストレージコンデンサを、金属またはITOを堆積させることによって製作することもできる。このコンデンサ(図示せず)は、パッシベーションステップPの後で永久基板を固定する前に、堆積させることができる。
10.レジスト層832を現像し、レジスト層832を使用してデバイス層スタック826をエッチングする前に、レジスト層840をまず現像し、その後エッチングして、永久基板856に積層することができるかもしれない。その場合、ITO層868および電気光学材料が、従来の設計に似た方式で、最後には上面になる。
11.例1のレシピは、TFTバックプレーンを、透明または不透明にすることを可能にするものである。これは、選択される永久基板のスペクトル特性によって決定される。
(例2)
例1で詳述されたレシピを、透明なTFTバックプレーンを必要としない表示装置用に改変することができる。例えば、上面発光OLED/PLEDなどの自発光装置、または電気泳動、エレクトロクロミック、反射型LCDのような反射型装置は、動作用のバックライトを必要としない。改変されたレシピの例は、以下のとおりである。以下のレシピ内のステップA〜Lは、上記の例1において明かされたステップA〜Lと同一であることに留意されたい。以下のステップは、対応するそれぞれの図9A〜9V中に図示される。
ステップA:仮基板900として、約20μm未満の厚さを有するアルミニウム金属箔を選択する。
ステップB:スチフナ904を仮基板900の裏面に取り付ける。例えば、スチフナ904は、約100〜200μmの厚さを有するニッケルでも、ステンレス鋼でも、他の金属箔でもよい。
ステップC:アルミニウム箔仮基板900の露出面を、表面906上の高度の平坦化を実現するように電解研磨する。
ステップD:ゲート金属層908を堆積させる。あるいは、アルミニウム箔仮基板900を合金して、ゲート金属層として本質的に使用することもできる。
ステップE:窒化シリコン(SiNx)層912(被覆)、アモルファス水素化シリコン層916、およびn+ドープアモルファスシリコン層920を、PECVDを使用して、真空を破壊せずに順次堆積させる。これらの材料の厚さを、各適用分野に必要とされるように変えることができる。
ステップF:ソース/ドレイン(S/D)および金属相互接続層924を、好ましくは真空を破壊せずに、堆積させる。
ステップG:金属層924の上面にレジスト層928を堆積させる。
ステップH:保護用の、引き剥がし可能な(または水溶性、UVで切り離し可能な、などの)保護ポリマーシート932を、レジスト層928の自由表面上に積層する。
ステップI:スチフナ904(図9H)を切り離す。
ステップJ:レジスト層936を、アルミニウム箔仮基板900の自由表面上に堆積させる。
ステップK:保護用の、引き剥がし可能な(または水溶性、UVで切り離し可能な、などの)保護ポリマーシート940を、レジスト層936の自由表面上に積層する。
ステップL:レジスト層928、936を同時に、従来のコンタクトリソグラフィおよびバイナリマスク942−A〜Bを使用して、露光する。
ステップM:レジスト層936を現像し、その結果図示のパターン944が付与される。
ステップN:ゲート金属定義を金属層908内にエッチングする。
ステップO:永久基板948を、金属層908の上に、エポキシ950を使用して固定する。エポキシ950は、必要なら、ゲート金属用のパッシベーション層として働くことができる。
ステップP1:レジスト層928を現像し、その結果図示のパターン952が付与される。図P2は、(下側の)パターン952が(上側の)パターン944と適切に重なり合っている様子を示す、オーバーレイ976である。オーバーレイ976は、それぞれが、対応するそれぞれのゲート領域984およびソース/ドレイン領域988を含み、各TFT領域のソース/ドレイン領域それぞれのうち一方が画素電極領域990と一体化された、4つのTFT領域980を示す。
ステップQ:S/Dおよび金属相互接続層924を、ウェットエッチングまたはドライエッチング技術を使用して、図示のようにエッチングする。n+ドープアモルファスシリコン層920(オーム接点)を、ドライエッチングによってエッチングする。(一般に、このステップ中、水素化アモルファスシリコン層916も、部分的にエッチングされる)。金属層924が、その下の材料のエッチングを抑制するためのストップとして働く。
ステップR:レジスト層928(図9Q)の任意の残りの部分を除去する。
ステップS:SiNxまたはSiO2層などのパッシベーション層956を堆積させる。
ステップT:パッシベーション層956の上面に導体層960を堆積させる(例えば、ITO、金属など)。
ステップU:導体層960をパターン形成して、画素電極964にする。
ステップV:電気光学材料968を、画素電極964の上に堆積/充填する。
すぐ上で概説されたレシピは、不透明なTFTバックプレーンの製作を可能にするものである。平行板コンデンサを使用する駆動型画素電極設計を、このレシピを使用して行うことができる。そうした設計を、とりわけ反射型LCD表示装置、上面発光型OLED/PLED表示装置、電気泳動表示装置、およびエレクトロクロミック表示装置用のTFTバックプレーンに使用することができる。これらのタイプの表示装置では、バックライトを使用せず、したがって、前面からドレイン金属部分の下の水素化アモルファスシリコン層916上に透過される光がないので、このレシピのTFT972(図9V)に伴う光誘起漏れ電流の問題がない。
(例3)
例2で詳述されたレシピを、透明なTFTバックプレーンを必要としない表示装置用にさらに改変することができる。改変されたレシピの例は、以下のとおりである。以下のレシピ内のステップA〜Lは、上記の例1および2のそれぞれにおいて明かされたステップA〜Lと同一であることに留意されたい。図10A〜10Uは、以下の対応するそれぞれのステップを示す。
ステップA:仮基板1000として、約20μm未満の厚さを有するアルミニウム金属箔を選択する。
ステップB:スチフナ1004を仮基板の裏面に取り付ける。例えば、スチフナは、約100〜200μmの厚さを有するニッケルでも、ステンレス鋼でも、他の金属箔でもよい。
ステップC:アルミニウム箔仮基板1000の露出面を、表面1006上の高度の平坦化を実現するように電解研磨する。
ステップD:ゲート金属層1008を堆積させる。あるいは、アルミニウム箔仮基板1000を合金して、ゲート金属層として本質的に使用することもできる。
ステップE:窒化シリコン(SiNx)層1012(被覆)、アモルファス水素化シリコン層1016、およびn+ドープアモルファスシリコン層1020を、PECVDを使用して、真空を破壊せずに順次堆積させる。これらの材料の厚さを、各適用分野に適するように変えることができる。
ステップF:ソース/ドレイン(S/D)および金属相互接続層1024を、好ましくは真空を破壊せずに、堆積させる。
ステップG:金属層1024の上面にレジスト層1028を堆積させる。
ステップH:保護用の、引き剥がし可能な(または水溶性、UVで切り離し可能な、などの)保護ポリマーシート1032を、レジスト層1028の自由表面上に積層する。
ステップI:スチフナ1004(図10H)を切り離す。
ステップJ:レジスト層1036を、アルミニウム箔仮基板1000の自由表面上に堆積させる。
ステップK:保護用の、引き剥がし可能な(または水溶性、UVで切り離し可能な、などの)保護ポリマーシート1040を、レジスト層1036の自由表面上に積層する。
ステップL:レジスト層1028、1036を同時に、従来のコンタクトリソグラフィおよびバイナリマスク1042A〜Bを使用して、露光する。
ステップM:レジスト層1028を現像し、その結果図示のパターン1044が付与される。パターン1044は、上記の例2のパターン944と同一であることに留意されたい。
ステップN1:S/Dおよび金属相互接続層1024を、ウェットエッチングまたはドライエッチング技術を使用して、図示のようにエッチングする。このステップで、画素電極1046を形成する。
ステップN2:n+ドープアモルファスシリコン層1020(オーム接点)を、ドライエッチングによってエッチングする。(一般に、このステップ中、水素化アモルファスシリコン層1016も、部分的にエッチングされる)。金属層1024が、その下の材料の任意のエッチングを抑制するためのストップとして働く。
ステップO:レジスト層1028(図10N2)の任意の残りの部分を除去する。
ステップP:任意選択で、パッシベーション層1048、例えば、SiNxまたはSiO2層を堆積させる。
ステップQ:永久基板1052を、パッシベーション層1048が設けられていればそれに、または金属層1024に、例えばエポキシ1050を使用して固定する。エポキシ1050は、必要なら、金属層1024用のパッシベーション層として働くことができる。
ステップR1:レジスト層1036を現像し、その結果図示のパターン1056が付与される。パターン1056は、例1および2でそれぞれ使用されたパターン860、952と同一であることに留意されたい。図R2は、(下側の)パターン1036が(上側の)パターン1028と適切に重なり合っている様子を示す、オーバーレイ1072である。オーバーレイ1072は、それぞれが、対応するそれぞれのゲート領域1080およびソース/ドレイン領域1084を含み、各TFT領域のソース/ドレイン領域それぞれのうち一方が対応する画素電極領域1088と一体化された、4つのTFT領域1076を示す。
ステップS:ゲート金属定義を金属層1008内にエッチングする。下にあるSiNx絶縁層1012、水素化アモルファスシリコン層1016、およびn+ドープアモルファスシリコン層1020を、S/Dおよび電極画素金属層1024の下面に達するまでエッチングする。
ステップT:必要なら、パッシベーション層1060を、ゲート金属層1008の上に堆積させる。パッシベーション層1060をパターン形成する。
ステップU:電気光学材料1064を、画素電極1046の上面に堆積/充填する。
上記の例2と同様に、今概説されたレシピは、不透明なTFTバックプレーンを可能にするものである。平行板コンデンサを使用する駆動型画素電極設計を、このレシピを使用して行うことができる。そうした設計を、とりわけ反射型LCD表示装置、上面発光型OLED/PLED表示装置、電気泳動表示装置、およびエレクトロクロミック表示装置用のTFTバックプレーンに使用することができる。これらのタイプの表示装置には、バックライトを使用せず、したがって、前面からドレイン金属部分の下の水素化アモルファスシリコン層1016上に透過される光がないので、TFT1068に伴う光誘起漏れ電流の問題がない。
このレシピを使用して製作された、図10Xの回路シート1072などの回路シート構成では、ストレージ−コンデンサ−オン−ゲート設計を使用することができ、または別法として、独立のストレージコンデンサを、金属またはITOを堆積させることによって製作することもできる。このコンデンサ(図示せず)は、パッシベーションステップPの後で永久基板1052を固定する前に、堆積させることができる。
(例4)
上記の例2で詳述されたレシピを、透明なTFTバックプレーンを必要としない表示装置用にさらに改変することができる。改変されたレシピの例は、以下のとおりである。以下のレシピのステップA〜Eは、上記の例1および2のそれぞれにおいて明かされたステップA〜Eと同一であることに留意されたい。図11A〜11Vは、以下の対応するそれぞれのステップを示す。
ステップA:仮基板1100として、約20μm未満の厚さを有するアルミニウム金属箔を選択する。
ステップB:スチフナ1104を仮基板1100の裏面に取り付ける。例えば、スチフナ1104は、約100〜200μmの厚さを有するニッケルでも、ステンレス鋼でも、他の金属箔でもよい。
ステップC:アルミニウム箔仮基板1100の露出面を、表面1106上の高度の平坦化を実現するように電解研磨する。
ステップD:ゲート金属層1108を堆積させる。あるいは、アルミニウム箔仮基板1100を合金化して、ゲート金属層として本質的に使用することもできる。
ステップE:窒化シリコン(SiNx)層1112(被覆)、アモルファス水素化シリコン層1116、およびn+ドープアモルファスシリコン層1120を、PECVDを使用して、真空を破壊せずに順次堆積させる。これらの材料の厚さを、適用分野に特有であるように変えることができる。
ステップF:ITO層1124を、好ましくは、ステップEで利用された真空を破壊せずに、堆積させる。
ステップG:ソース/ドレイン(S/D)および金属相互接続層1128を、好ましくは、ステップFおよびGで利用された真空を破壊せずに、堆積させる。
ステップH:金属層1128の上面にレジスト層1132を堆積させる。
ステップI:保護用の、引き剥がし可能な(または水溶性、UVで切り離し可能な、などの)保護ポリマーシート1136を、レジスト層1132の自由表面上に積層する。
ステップJ:スチフナ1104(図11I)を切り離す。
ステップK:レジスト層1140を、アルミニウム箔仮基板1100の自由表面上に堆積させる。
ステップL:保護用の、引き剥がし可能な(または水溶性、UVで切り離し可能な、などの)保護ポリマーシート1144を、レジスト層1140の自由表面上に積層する。
ステップM:レジスト層1132、1140を同時に、従来のコンタクトリソグラフィおよびバイナリマスク1146A〜Bを使用して、露光する。
ステップN:レジスト層1132を現像し、その結果図示のパターン1148が付与される。パターン1148は、例2および3でそれぞれ使用されたパターン944、1044と同一であることに留意されたい。
ステップO1:金属層1128を、ウェットエッチングまたはドライエッチング技術を使用してエッチングする。
ステップO2:ドライまたはウェットエッチング技術を使用して、ITO層1124を、画素電極1150を画定するように貫通エッチングする。
ステップO3:n+ドープアモルファスシリコン層1120(オーム接点)を、ドライエッチングによってエッチングする。(一般に、このステップ中、水素化アモルファスシリコン層1116も部分的にエッチングされる)。金属層1128が、その下の材料の任意のエッチングを抑制するためのマスクとして働く。
ステップP:レジスト層1132(図11O3)の任意の残りの部分を除去する。
ステップQ:任意選択で、パッシベーション層1152、例えば、SiNxまたはSiO2を堆積させる。
ステップR:永久基板1156を、パッシベーション層1152が設けられていればそれに、または金属層1128に、例えばエポキシ1158を使用して固定する。エポキシ1158は、必要なら、金属層1128用のパッシベーション層として働くことができる。
ステップS1:レジスト層1140を、図示のマスクパターン1160を使用して現像する。マスクパターン1160は、例1および2でそれぞれ使用されたマスクパターン860、952と同一であることに留意されたい。図S2は、(下側の)パターン1160が(上側の)パターン1148と適切に重なり合っている様子を示す、オーバーレイ1172である。オーバーレイ1172は、それぞれが、対応するそれぞれのゲート領域1180およびソース/ドレイン領域1184を含み、各TFT領域のソース/ドレイン領域それぞれのうち一方が画素電極領域1188と一体化された、4つのTFT領域1176を示す。
ステップT:ゲート金属定義を金属層1108内にエッチングする。下にあるSiNx絶縁層1112、水素化アモルファスシリコン層1116、およびn+ドープアモルファスシリコン層1120を、ITO層1124の下面に達するまでエッチングする。
ステップU:必要なら、パッシベーション層1164を、ゲート金属層1108の上に堆積させる。パッシベーション層1164をパターン形成する。
ステップV:電気光学材料1168を、画素電極1150の上に堆積/充填する。
上記の例2と同様に、今概説されたレシピは、不透明なTFTバックプレーンの形成を可能にするものである。自己整合されてパターン形成されるITO層を使用する駆動型画素電極設計を、このレシピを使用して行うことができる。そうした設計を、とりわけ反射型LCD表示装置、上面発光型OLED/PLED表示装置、電気泳動表示装置、およびエレクトロクロミック表示装置用のTFTバックプレーンに使用することができる。これらのタイプの表示装置では、バックライトを使用せず、したがって、前面からドレイン金属部分の下の水素化アモルファスシリコン層1116上に透過される光がないので、TFTに伴う光誘起漏れ電流の問題がない。
このレシピを使用して製作された、図11Xの回路シート1172などの回路シート構成では、ストレージ−コンデンサ−オン−ゲート設計を使用することができ、または別法として、独立のストレージコンデンサを、金属またはITOを堆積させることによって製作することもできる。このコンデンサ(図示せず)は、パッシベーションステップQの後で永久基板1156を固定する前に、堆積させることができる。あるいは、コンデンサを、パッシベーション層1164を堆積させてパターン形成した後に、堆積させることもできる。
(例5)
例1のレシピを使用して製作されるTFTバックプレーンの1つの潜在的な欠点は、ゲート金属ラインの下に、水素化アモルファスシリコンがエッチングされない層が存在し得ることである。水素化アモルファスシリコンは、光導電性材料であるので、そうしたTFTバックプレーンが、バックライトを有する透過システム内で利用される場合、例えばバックライト照射される透過LCD表示装置内の場合と同様に、TFTスイッチ内に異常なスイッチングの問題、および漏れ電流を引き起こす恐れがある。これに関連して、図12は、例1のマスクパターン848、860(図8Mおよび8Q2)のオーバーレイ1200を示す。オーバーレイ1200では、マスクパターン848が、ソース/ドレイン領域1204A〜Bおよびデータバスライン1208を画定し、マスクパターン860が、ゲート金属領域1212およびゲートバスライン1216を画定している。オーバーレイ1200では、全体的にエッチングされないことがある、ゲートバスライン1216の下の領域1220が強調されている。例5において詳述される以下のレシピでは、この問題を都合よく解消することができる方法について述べる。図13A〜13ABは、以下の対応するそれぞれのステップを示す。
ステップA:仮基板1300として、約20μm未満の厚さを有するアルミニウム金属箔を選択する。
ステップB:スチフナ1304を仮基板1300の裏面に取り付ける。例えば、スチフナ1304は、約100〜200μmの厚さを有するニッケルでも、ステンレス鋼でも、他の金属箔でもよい。
ステップC:アルミニウム箔仮基板1300の露出面を、表面1306上の高度の平坦化を実現するように電解研磨する。
ステップD:ゲート金属層1308を堆積させる。あるいは、アルミニウム箔仮基板1300を合金して、ゲート金属層として本質的に使用することもできる。
ステップE:窒化シリコン(SiNx)層1312(被覆)、アモルファス水素化シリコン層1316、およびn+ドープアモルファスシリコン層1320を、PECVDを使用して、真空を破壊せずに順次堆積させる。これらの材料の厚さを、特定の適用分野に応じて変えることができる。
ステップF:ソース/ドレイン(S/D)および金属相互接続層1324を、好ましくは、ステップEで利用された真空を破壊せずに、堆積させる。
ステップG:金属層1324を覆ってレジスト層被覆1328Aを堆積させる。
ステップH:レジスト層被覆1328A上にレジスト層被覆1328Bを堆積させる。
ステップI:保護用の、引き剥がし可能な(または水溶性、UVで切り離し可能な、などの)保護ポリマーシート1332を、レジスト層被覆1328Bの自由表面上に積層する。
ステップJ:スチフナ1304(図13I)を切り離す。
ステップK:レジスト層1336を、仮基板1300の自由表面上に堆積させる。
ステップL:保護用の、引き剥がし可能な(または水溶性、UVで切り離し可能な、などの)保護ポリマーシート1340を、レジスト層1336の自由表面上に積層する。
ステップM:レジスト層被覆1328A〜B、およびレジスト層1336を、2波長マスクレスリソグラフィ/レーザ直接描画リソグラフィを使用して、同時に露光する。レジスト層被覆1328Aは、組成または分光応答の点で、レジスト層被覆1328Bとは異なることに留意されたい。また、レジスト層被覆1328Bは、(図7のλ1またはλ2といった)波長を適度に透過し、それがレジスト層被覆1328Aによって吸収される。レジスト層1336は、組成または分光応答の点で、レジスト層被覆1328Aまたはレジスト層被覆1328Bと同一でよい。
ステップN:レジスト層被覆1328Bを現像する。この被覆に付与されたパターン1344に留意されたい。
ステップO1:レジスト層被覆1328Aを、ウェットエッチングまたはドライエッチング技術を使用して、図示のようにエッチングする。
ステップO2:金属層1324、n+ドープアモルファスシリコン層1320、および水素化アモルファスシリコン層1316を、ずっと下方にシリコン窒化物層1312の上部までエッチングする。(このステップにより、ゲートバスラインの下の光導電性アモルファスシリコン層1316が除去されることになる。)
ステップP:レジスト層被覆1328B(図13O2)の任意の残りの部分を除去する。
ステップQ:レジスト層被覆1328Aを現像する。この現像段階中に、パターン1346の黒い露出領域が後に残され、ハッチングされた領域が除去されることに留意されたい。
ステップR:金属層1324をエッチングして、S/D領域および金属相互接続領域を画定する。
ステップS:n+ドープアモルファスシリコン層1320、および部分的に水素化アモルファスシリコン層1316内にエッチングする。
ステップT:レジスト層被覆1328A(図13S)の任意の残りの部分を除去する。
ステップU:任意選択で、パッシベーション層1348、例えば、SiNxまたはSiO2層を堆積させる。
ステップV:永久基板1352を、パッシベーション層1348が設けられていればそれに、または金属層1324に、例えばエポキシ1354を使用して固定する。エポキシ1354は、必要なら、金属層1324用のパッシベーション層として働くことができる。
ステップW1:レジスト層1336を、マスクパターン1352を使用して現像する。付与されるパターン1356は、例1で使用されたパターン860(図8Q2)と同一であることに留意されたい。図W2は、(下側の)パターン1352が(上側の)パターン1344、1346と適切に重なり合っている様子を示す、オーバーレイ1380である。オーバーレイ1380は、それぞれが、対応するそれぞれのゲート領域1388およびソース/ドレイン領域1392を含み、各TFT領域のソース/ドレイン領域それぞれのうち一方が画素電極領域1396と一体化された、4つのTFT領域1384を示す。
ステップX:ゲート金属定義を金属層1308内にエッチングする。
ステップY:下にあるSiNx絶縁体層1312、水素化アモルファスシリコン層1316、およびn+ドープアモルファスシリコン層1320を、S/Dおよび電極画素金属層1324の下面に達するまでエッチングする。
ステップZ:ゲート金属層1308を覆ってITO層1360を堆積させる。
ステップAA:ITO層1360を、画素電極1372を画定するようにパターン形成する。
ステップAB:電気光学材料1376を、画素電極1372の上面に堆積/充填する。
例5に関して、以下の点に留意されたい。
1.アルミニウムは、650℃以上の融点を有し、従来の表示装置の製造で一般に使用されるPECVD堆積温度(450℃未満)に、容易に耐えることができる。
2.仮基板1300に使用されているアルミニウム箔の代わりに、本開示の以前のセクションですでに述べたように、非常に薄いニッケル、またはポリイミドシートを使用することができる。
3.TFTの最も決定的に重大な層の全てのパターン形成が、一度で効果的に実施された。デバイス層1312、1316、1320、1324を、逆の順序で堆積させ(上下逆スタック)、それでもなお同じ結果をもたらすことができることに留意されたい。すなわち、S/D金属層1324を最初に、n+ドープシリコン層1320を2番目に、水素化アモルファスシリコン層1316を3番目に、シリコン窒化物層1312を4番目に、次いでゲート金属層1308を堆積させる。もちろん、マスクの位置も同様に逆にされる必要がある。
4.カラーマスクまたはグレースケールマスクを使用する投影/プロキシミティ/コンタクトリソグラフィを容易に、示されたマスクレス技術の代わりに使用することができることも、明らかである。
5.このレシピでは、2被覆レジスト層1328を一方の表面上に、1被覆レジスト層1336を他方の表面上に利用する。ITO画素電極1372は、容易にパターン形成してエッチングすることができ、フォトリソグラフィの粗い重合せのみを必要とする。
6.前面用の電気光学材料1376(例えば、液晶、OLED/PLED材料、電気泳動材料、エレクトロクロミック材料など)が、ITO層1360上にあることになる点に留意されたい。
7.この構成では、ストレージ−コンデンサ−オン−ゲート設計を使用することができ、または別法として、独立のストレージコンデンサを、金属またはITOを堆積させることによって製作することもできる。このコンデンサ(図示せず)は、パッシベーションステップPの後で永久基板1352を固定する前に、堆積させることができる。
8.レジスト層1336をまず現像し、その後エッチングして、永久基板1348に積層し、その後レジスト層被覆1328B、1328Aを現像し、対応する層をエッチングすることができたかもしれない。その場合、ITO層1356および電気光学材料1364が、従来の設計に似た方式で、上面になることになる。
9.例5のレシピは、TFT内の光誘起漏れ電流に伴ういかなる問題もなく、透過型LCD表示装置および底面発光OLED/PLED表示装置内で使用することができるTFTバックプレーンを可能にするものである。しかし、もちろん、このレシピで、広く適用可能なバックプレーンを製作することができ、このレシピを、とりわけ反射型LCD表示装置、前面発光型OLED/PLED表示装置、電気泳動表示装置、およびエレクトロクロミック表示装置に使用することもできる。
10.基本的に、画素領域を画定する溝が、レジスト層被覆1328Bをマスクとして使用して形成され、次いでソースとドレインの間のエッチバック領域が、レジスト層被覆1328Aをマスクとして使用し画定されて形成される。パッシベーション層1344が、このトレンチおよびソース/ドレイン領域を埋め、画素領域がその中にある画定壁を形成する。ITOまたは他の透明な導電性電極材料を、そのトレンチ内に堆積させ、そうした層を全体的にパターン形成する必要性を潜在的に取り除くことができる。
11.トレンチの存在は、伝導性ナノチューブペーストを使用する場合に、特に助けとなり得る。ペーストを、それ以上パターン形成をする必要なく、画素領域内にインクジェット印刷することができる。
12.表面ごとにレジスト被覆以上のものを使用すると、TFTパターンに手を加える際に、さらなる自由度がもたらされることが明らかである。
13.追加例には、ブラックマトリックスを統合して、画素電極領域を取り囲むことができるように、2つのレジスト層被覆を一方の表面上に、追加の2つのレジスト層被覆を他方の表面上に使用することが含まれる。
14.RFIDタグ用に、アンテナ素子を、TFT素子と同時に製作することができる。
15.X線デジタルイメージングシート用のPINセンサを、例5のレシピを使用して製作することができる。実際、PIN被覆(pドープシリコンおよびnドープシリコン)を、ソース/ドレイン金属層1324の後に堆積させ、次いで一方のレジスト層で分離し、他面の残りのレジスト層を、TFTの形成に使用することができる。
(例6)
この例のレシピは、例5のレシピに基づく変形である。この場合、2被覆レジスト層が片面に、単一被覆レジストが他面に使用されるのではなく、2被覆レジスト層が各側に使用される。こうすることにより、永久基板を他面に配置しながら、パターン形成されたITO画素電極を片面に実現することが可能になる。レシピは以下のとおりである。図14A〜14ADは、以下の対応するそれぞれのステップを示す。
ステップA:仮基板1400として、約20μm未満の厚さを有するアルミニウム金属箔を選択する。
ステップB:スチフナ1404を仮基板1400の裏面に取り付ける。例えば、スチフナ1404は、約100〜200μmの厚さを有するニッケルでも、ステンレス鋼でも、他の金属箔でもよい。
ステップC:アルミニウム箔仮基板1400の露出面を、表面1406の高度の平坦化を実現するように電解研磨する。
ステップD:ゲート金属層1408を堆積させる。あるいは、アルミニウム箔仮基板1400を合金して、ゲート金属層として本質的に使用することもできる。
ステップE:窒化シリコン(SiNx)層1412(被覆)、アモルファス水素化シリコン層1416、およびn+ドープアモルファスシリコン層1420を、PECVDを使用して、真空を破壊せずに順次堆積させる。これらの材料の厚さを、適用分野に特有であるように変えることができる。
ステップF:ソース/ドレイン(S/D)および金属相互接続層1424を、好ましくは、ステップEで利用された真空を破壊せずに、堆積させる。
ステップG:金属層1424上にITO層1428を堆積させる。
ステップH:ITO層1428上にレジスト層被覆1432Aを堆積させる。
ステップI:レジスト層被覆1432A上にレジスト層被覆1432Bを堆積させる。
ステップJ:保護用の、引き剥がし可能な(または水溶性、UVで切り離し可能な、などの)保護ポリマーシート1436を、レジスト層被覆1432Bの自由表面上に積層する。
ステップK:スチフナ1404(図14J)を切り離す。
ステップL:レジスト層被覆1440Aを、アルミニウム箔仮基板1400の自由表面上に堆積させる。
ステップM:レジスト層被覆1440A上にレジスト層被覆1440Bを堆積させる。
ステップN:保護用の、引き剥がし可能な(または水溶性、UVで切り離し可能な、などの)保護ポリマーシート1444を、レジスト層被覆1440Bの自由表面上に積層する。
ステップO:全てのレジスト層被覆1432A〜B、1440A〜Bを、2波長マスクレスリソグラフィ/レーザ直接描画リソグラフィ(図7を参照)を使用して、同時に露光する。レジスト層被覆1432B、1440Bはそれぞれ、組成または分光応答の点で、対応するそれぞれの、下にあるレジスト層被覆1432A、1440Aとは異なることに留意されたい。また、レジスト層被覆1432B、1440Bはそれぞれ、(図7のλ1またはλ2といった)波長を適度に透過し、それが対応するそれぞれの、下にあるレジスト層被覆1432A、1440Aによって吸収される。レジスト被覆層1432Aは、レジスト被覆層1440Aと同一でよく、レジスト層被覆1432Bは、レジスト層被覆1440Bに等しくてよい。
ステップP:レジスト層被覆1440Bを現像する。付与されたパターン1448に留意されたい。
ステップQ:レジスト層被覆1440Aおよびゲート金属層1408をエッチングする。
ステップR:下にあるSiNx絶縁体層1412、水素化アモルファスシリコン層1416、n+ドープアモルファスシリコン層1420、およびS/D金属層1424を、ITO層1428の下面に達するまでエッチングする。
ステップS:レジスト層被覆1440B(図14R)の任意の残りの部分を除去する。
ステップT:レジスト層被覆1440Aを現像する。付与されたパターン1452に留意されたい。
ステップU:ゲート金属定義を金属層1408内にエッチングする。
ステップV:パッシベーション層1456を堆積させる。
ステップW:必要なら、画素コンデンサ1460(不透明または透明)を堆積させてパターン形成する。
ステップX:永久基板1464を、パッシベーション層1456が設けられていればそれに、例えばエポキシ1466を使用して固定する。エポキシ1466は、必要なら、ゲート金属層1408用のパッシベーション層として働くことができる。
ステップY:レジスト層被覆1432Bを現像する。付与されたパターン1468に留意されたい。
ステップZ1:レジスト層被覆1432Aを、ウェットエッチングまたはドライエッチング技術を使用して、図示のようにエッチングする。
ステップZ2:金属層1424、n+ドープアモルファスシリコン層1420、および水素化アモルファスシリコン層1416を、ずっと下方にシリコン窒化物層1412までエッチングする。(このステップにより、ゲートバスラインの下の光導電性アモルファスシリコン層1416が除去されることになる。)
ステップAA:レジスト層被覆1432B(図Z2)の任意の残りの部分を除去する。
ステップAB1:レジスト層被覆1432Aを現像する。この現像段階中に、付与されたパターン1470の黒い露出領域が後に残され、ハッチングされた領域が、除去されることに留意されたい。図14AB2は、(下側の)パターン1468、1470が(上側の)パターン1448、1452と適切に重なり合っている様子を示す、オーバーレイ1480である。オーバーレイ1480は、それぞれが、対応するそれぞれのゲート領域1488およびソース/ドレイン領域1492を含み、各TFT領域のソース/ドレイン領域それぞれのうち一方が画素電極領域1496と一体化された、4つのTFT領域1484を示す。金属層1424をエッチングして、S/D領域および金属相互接続領域を画定する。このエッチングは、図面中に示される断面では行われないことに留意されたい。エッチングされた領域については、図AB2のオーバーレイを参照されたい。n+ドープアモルファスシリコン層1420を、また部分的に水素化アモルファスシリコン層1416内にエッチングする。レジスト層被覆1432A(図AB1)の任意の残りの部分を除去する。
ステップAC:パッシベーション層1472、例えばSiNxまたはSiO2層を堆積させて、パターン形成する。
ステップAD:電気光学材料1476を、画素電極層1428を覆って堆積/充填する。
例6のレシピは、TFT内の光誘起漏れ電流に伴ういかなる問題もなく、透過型LCD表示装置および底面発光OLED/PLED表示装置内で使用することができるTFTバックプレーンを可能にするものである。しかし、もちろん、このレシピで、広く適用可能なバックプレーンを製作することができ、このレシピを、とりわけ反射型LCD表示装置、前面発光型OLED/PLED表示装置、電気泳動表示装置、およびエレクトロクロミック表示装置に使用することもできる。
(例7−12)
上記の例1−6では、水素化アモルファスシリコンを使用するレシピについて詳述してきた。高温ポリシリコン、または再結晶化シリコンを、アモルファスシリコンの代わりに使用することができることが、当業者には理解されよう。堆積されたままのポリシリコンには、それがTFTに使用されることを制限してきた、高度の表面粗さがあることが知られている。そうした粗いシリコン層上に堆積された絶縁体層上の高界面トラップ密度、漏れ電流問題、および他の表面異常が、問題となる点として特定されてきた。堆積されたままの高温ポリシリコンを使用した最近の実験において、本発明者は、堆積後のポリシリコン層の上面が実に非常に粗く、可視放射を散乱させることを観測した。しかし、その同じ層の下面が調査すると、高度に光沢のある表面が露呈した。この表面は、光学的に表面粗さが非常に低いことを意味する、見た目には非常に光沢のあるものであった。
したがって、例7−12は、対応するそれぞれの例1−6から派生されたものである。例7−12では、水素化アモルファスシリコン層をシリコン窒化物層上に堆積させる代わりに、ポリシリコン層がシリコン窒化物層上に堆積される。明らかに、ポリシリコンを、シリコン窒化物層上に直接堆積させ、それによって、堆積されたままのポリシリコンをTFTに使用するのを現在まで制限してきた問題を完全に回避することができる。この場合、TFTを形成する活性層、すなわち、金属ゲート層、絶縁体層、およびポリシリコン層を、それらの特性に関して容易に最適化することができる。他の再結晶化技術、およびトップゲート構造など、他のTFT構造を、EDM法200(図2A〜B)を使用して容易に実施することができることも、当業者には理解されよう。
(例13)
上記の例6のレシピと同様に、例13のレシピでは、2被覆レジスト層を片面に、2被覆レジスト層を他面に利用する。この場合、これらの4つのレジスト層被覆を使用することで、永久基板を一方の表面に固定した状態で、パターン形成されたITO画素電極を他方の表面上に実現することが可能になる。レシピは以下のとおりである。図15A〜15AIは、以下の対応するそれぞれのステップを示す。
ステップA:仮基板1500として、約20μm未満の厚さを有するアルミニウム金属箔を選択する。
ステップB:スチフナ1504を仮基板1500の裏面に取り付ける。例えば、スチフナ1504は、約100〜200μmの厚さを有するニッケルでも、ステンレス鋼でも、他の金属箔でもよい。
ステップC:アルミニウム箔仮基板1500の露出面を、表面1506上の高度の平坦化を実現するように電解研磨する。
ステップD:ゲート金属層1508を堆積させる。あるいは、アルミニウム箔仮基板1500を合金して、ゲート金属層として本質的に使用することもできる。
ステップE:窒化シリコン(SiNx)層1512(被覆)、アモルファス水素化シリコン層1516、およびn+ドープアモルファスシリコン層1520を、PECVDを使用して、真空を破壊せずに順次堆積させる。これらの材料の厚さを、適用分野に特有であるように変えることができる。
ステップF:ソース/ドレイン(S/D)および金属相互接続層1524を、好ましくは、ステップEで利用された真空を破壊せずに、堆積させる。
ステップG:金属層1524上に、ITO層1528を堆積させる。
ステップH:ITO層1528上に、パッシベーション層1532を堆積させる。(この層は、無機でも有機でもよい。あるいは、次のステップで加えられるレジストが、イメージング層としてだけでなく、パッシベーション層としても機能する場合もある。)
ステップI:パッシベーション層1532上に、レジスト層被覆1536Aを堆積させる。
ステップJ:レジスト層被覆1536A上に、レジスト層被覆1536Bを堆積させる。
ステップK:保護用の、引き剥がし可能な(または水溶性、UVで切り離し可能な、などの)保護ポリマーシート1540を、レジスト層被覆1536Bの自由表面上に積層する。
ステップL:スチフナ1504(図15K)を切り離す。
ステップM:レジスト層被覆1544Aを、アルミニウム箔仮基板1500の自由表面上に堆積させる。
ステップN:レジスト層被覆1544A上にレジスト層被覆1544Bを堆積させる。
ステップO:保護用の、引き剥がし可能な(または水溶性、UVで切り離し可能な、などの)保護ポリマーシート1548を、レジスト層被覆1544Bの自由表面上に積層する。
ステップP:全てのレジスト層被覆1536A〜B、1544A〜Bを、2波長マスクレスリソグラフィ/レーザ直接描画リソグラフィ(図7を参照)を使用して、同時に露光する。レジスト層被覆1536B、1544Bはそれぞれ、組成または分光応答の点で、対応するそれぞれの、下にあるレジスト層被覆1536A、1544Aとは異なることに留意されたい。また、レジスト層被覆1536B、1544Bはそれぞれ、(図7のλ1またはλ2といった)波長を適度に透過し、それが、対応するそれぞれの、下にあるレジスト層被覆1536A、1544Aによって吸収される。レジスト被覆層1536Aは、レジスト被覆層1544Aと同一でよく、レジスト層被覆1536Bは、レジスト層被覆1544Bに等しくてよい。
ステップQ:レジスト層被覆1544Bを、マスクパターン1522を使用して現像する。ポジティブレジストが使用されているか、それともネガティブレジストが使用されているかによって、図15Qに示すマスクパターン1552の上面図内の黒い部分に、マスク材料がある、またはそうした材料がないことになる。
ステップR:レジスト層被覆1544Aおよびゲート金属層1508をエッチングする。
ステップS:下にあるSiNx絶縁体層1512、水素化アモルファスシリコン層1516、n+ドープアモルファスシリコン層1520、およびS/D金属層1524を、ITO層1528の下面に達するまでエッチングする。
ステップT:レジスト層被覆1544B(図15S)の任意の残りの部分を除去する。
ステップU:レジスト層被覆1544Aを現像する。マスクパターン1556に留意されたい。ポジティブレジストが使用されているか、それともネガティブレジストが使用されているかによって、図15Uに示すマスクパターン1556の上面図内の黒い部分に、マスク材料がある、またはそうした材料がないことになる。
ステップV:ゲート金属定義を露呈させ、またゲートバスラインを互いに分離するために、SiNx層1512まで下方にエッチングする。
ステップW:レジスト層被覆1544A(図15V)の任意の残りの部分を除去する。
以下の各ステップは、任意選択である。
ステップX:パッシベーション層1560を堆積させる。
ステップY:必要なら、画素コンデンサ1564(不透明または透明)を堆積させて、パターン形成する。
ステップZ:永久基板1568を、パッシベーション層1560が設けられていればそれに、または永久基板1568が取り付けられることになる他のどんな層でもそれに、例えばエポキシ1570を使用して固定する。エポキシ1570は、必要なら、ゲート金属層1508用のパッシベーション層として働くことができる。
ステップAA:レジスト層被覆1536B(図15Z)を現像する。この層に付与されたパターン1572に留意されたい。
ステップAB:レジスト層被覆1536Aを、ウェットエッチングまたはドライエッチング技術を使用して、図示のようにエッチングする。
ステップAC:パッシベーション層1532と、ITO層1528と、TFTチャネル定義/金属層1524(およびデータラインを互いに分離するための分離部分)と、n+ドープアモルファスシリコン層1520とを、また部分的に水素化アモルファスシリコン層1516内に、エッチングする。
ステップAD:レジスト層被覆1536B(図AC)の任意の残りの部分を除去する。
ステップAE:レジスト層被覆1536A(図15AD)を現像する。付与されたパターン1576に留意されたい。
ステップAF:パッシベーション層1532をエッチングして、その下のITO層1528を露呈させる。
ステップAG:レジスト層被覆1536Aの任意の残りの部分を除去する。希望するなら、別のパッシベーション層1580を、TFTチャネルの上面に堆積させてパターン形成する。(これは、適切な有機または無機誘電体層のインクジェット、スクリーン印刷などを使用して、TFTチャネルの上面だけに局所的に行うことができる。)
ステップAH:電気光学材料1584を、画素電極層1528を覆って堆積/充填する。
例13に関して、以下の点に留意されたい。
1.例13のレシピは、TFT内の光誘起漏れ電流に伴ういかなる問題もなく、透過型LCD表示装置および底面発光OLED/PLED表示装置内で使用することのできるTFTバックプレーンを可能にするものである。しかし、もちろん、このレシピで、広く適用可能なバックプレーンを製作することができ、このレシピを、とりわけ反射型LCD表示装置、前面発光型OLED/PLED表示装置、電気泳動表示装置、およびエレクトロクロミック表示装置に使用することもできる。
2.アルミニウムは、650℃以上の融点を有し、従来の表示装置の製造で一般に使用されるPECVD堆積温度(450℃未満)に、容易に耐えることができる。
3.仮基板1500に使用されているアルミニウム箔の代わりに、本開示の以前のセクションですでに述べたように、とりわけ非常に薄いニッケルまたはポリイミドシートを使用することができる。
4.TFTの最も決定的に重大な層の全てのパターン形成が、一度で効果的に実施された。デバイス層を、逆の順序で堆積させ(上下逆スタック)、それでもなお同じ結果をもたらすことができることに留意されたい。すなわち、S/D金属層1524を最初に、n+ドープシリコン層1520を2番目に、水素化アモルファスシリコン層1516およびシリコン窒化物層1512を3番目に、次いでゲート金属層1508を堆積させる。もちろん、マスクの位置も同様に逆にされる必要がある。
5.投影/プロキシミティリソグラフィを容易に、示されたコンタクトリソグラフィの代わりに使用することができることが、当業者には明らかなはずである。さらに、マスクレス振幅走査リソグラフィ技術を、例示されたバイナリマスクの代わりに使用することもできる。
6.このレシピでは、2被覆レジスト層を各側に利用する。ITO画素電極は、容易にパターン形成してエッチングすることができ、フォトリソグラフィの粗い重合せのみを必要とする。
7.最も決定的に重大な位置合わせは、レジスト層被覆1536(図15Jおよび15Q)とレジスト層被覆1540A(図15Mおよび15AE)用の、パターン1552と1576との間である。他の位置合わせ、すなわち、レジスト層被覆1536A、1544B(図15I、15N、15U、および15AA)については、それほど決定的に重大ではなく、そう希望するなら、後に行うこともできる。
8.前面用の電気光学材料1584(例えば、とりわけ液晶、OLED/PLED、電気泳動、エレクトロクロミックなど)が、ITO層1528上にあることになる点に留意されたい。
9.この構成では、ストレージ−コンデンサ−オン−ゲート設計を使用することができ、または別法として、独立のストレージコンデンサを、金属またはITOの堆積を使用して製作することもできる。そうしたコンデンサ(図示せず)は、パッシベーションステップXの後で永久基板に積層する前に、堆積させることができる。
10.TFTチャネルのパッシベーションを、それ以上パターン形成をする必要なく、有機誘電体を使用するインクジェット印刷またはスクリーン印刷など、局所化された粗い技術を使用して、容易に行うことができる。
11.表面ごとにレジスト層被覆以上のものを使用すると、TFTパターンに手を加える際にさらなる自由度がもたらされることが、当業者には容易に理解されよう。例えば、ブラックマトリックスを、画素電極領域を取り囲む領域に統合することができる。これは、コントラストを増大させるため、または、光が光導電性アモルファスシリコン層に衝突するのを可能にするゲートおよびデータラインの分離部分に起因する、TFT内の光誘起電流を低減させるために行うことができる。このブラックマトリックスは、有機または無機材料から構成することができ、他の方法の中でもとりわけ堆積またはスクリーン印刷によって加えることができる。
12.この例および他の例で明かされた技術を、とりわけ表示装置、X線センサ、RFIDタグ、光学的文字認識のような適用分野向けのイメージセンサ、ハンディスキャナ、指紋スキャナ、ネームカードスキャナ、パーソナルコンピュータ用スキャナ、ファクシミリ装置、写真複写機、CADシステム、測定システム、および電子黒板用のバックプレーンを製作するために使用することができる。
(例14)
この例は、ステップG(ITO層1528の堆積)の後にパッシベーション層1532の堆積がない、すなわち、ステップHがないことを除いて、例13と同一である。そのような方式では、単一のレジスト層被覆1536B(図15J)だけが必要とされる。それに対応して、図15Qのマスクパターン1552だけが必要とされる。パッシベーション層1532(図15H)の代わりに、上記の例13のレシピ内でステップADの後に、パッシベーション層を堆積させてパターン形成することができる。
以下は、上述された例および実施形態全てに関するいくつかの追加の留意点である。
1.フォトレジスト層の除去に、さらにはそのように希望するなら被覆層の除去にさえも、化学エッチングの代わりに光アブレーションを使用することができる。
2.光アブレーションと光露光とを、パターン形成と下にある層の画定を一緒にするように、統合することができる。
3.レジスト層に保護のために付着された引き剥がし可能な保護被覆を、レジストを現像する前に引き剥がすことができる。あるいはそれを、エッチングして除くこともできる。また、レジスト層の露光を、引き剥がし可能な被覆を介して実施することもできる。そうした場合、保護被覆が、レジスト材料をパターン形成するのに使用される光の波長(または刺激)を透過することが望ましい。
4.例13および14のレシピではそれぞれ、説明したように、2つ以上のイメージング層(これらの例では被覆)を、レジスト層ごとに利用する。グレースケースリソグラフィが使用される場合、単一のイメージング層を使用して同様の結果を実現することができることが理解されよう。
5.チャネル幅画定イメージング層(被覆)およびゲート幅画定イメージング層(被覆)が、相互に非常に高度に位置合わせされる必要があることが、当業者には明らかとなろう。他のイメージング層は、必要であれば、後で露光することができる。当業者には明らかになるように、全てのイメージング層を一度で露光することが、必ずしもではないが有利である。
6.無機レジスト材料を使用することができる。そうした材料を、真空蒸着、または非常に均一な厚さを有する層をもたらす他の技術によって堆積させることができる。こうすることにより、さまざまなイメージング層内のイメージパターン間の非常に分解能の高い位置合わせが可能になる。そうした無機レジスト材料は、任意のベーキングまたは有機レジスト材料に必要な他の処理を必要としない。さらに、無機レジスト材料は、露光中にその中にパターン形成された、隠れているイメージを損なわずに高温まで加熱することができる。この独自の特性により、レジスト(イメージング)の劣化を気にせずに、パターン形成後に、ITO、画素コンデンサおよびパッシベーション層を高温で堆積させることが可能になる。
7.ガラス上のLCDバックプレーン用の現在の製造方法では、ガラス表面(被覆およびフォトマスク)上の基準点となるマークが、TFT回路を形成するために行わなければならない複数のパターン形成ステップ用の位置合わせ点として働く。
8.本開示において明かされた技術および方法を、アモルファスシリコンおよびゲルマニウムのような、(可視光に対して)不透明な半導体材料だけにでなく、有機半導体ならびにとりわけZnO、ZnO:Al、TiO2、およびTiOのような透明な導電性酸化物をパターン形成するためにも使用することができることが、当業者なら容易に理解されるであろう。
9.提示された例のいくつかで示したように、ゲートバスラインおよびデータバスラインの下方の露出されたアモルファスシリコンに起因する、TFT領域内の光誘起電流に伴う懸念があり得る。これは、データバスラインおよびゲートバスラインの上面に、非導電性の、暗吸収(dark absorbing)黒色塗料、染料または被覆(有機または無機)を使用して遮光構造を形成することによって、容易に対処することができる。一般にそうした構造は、従来のTFTバックプレーン製作技術で通常使用されており、「ブラックマトリックスアレイ」と呼ばれている。しかし、本発明では、ブラックマトリックスアレイを、一方の表面(データライン)上および他方の表面(ゲートライン)上の両方に形成しても、これらの表面のうち一方上だけに形成してもよい。さらに、ブラックマトリックスアレイを、別の基板上(例えば、カラーフィルタ基板上)に形成しても、TFTバックプレーン上に直接形成してもよい。
10.永久基板をTFTバックプレーンに接合するために使用される接合剤(機構)は、上記で論じたように、とりわけエポキシ、接着剤、またはシリコーンでよい。この接合剤を、希望するなら、接合強度を増大させるために、とりわけプラズマまたはUV放射を使用して表面改質することができる。さらに、施与および硬化中の泡の形成を低減させる/解消するために、接合剤を脱泡することもできる。接合を、必要に応じて、真空環境、制御ガス環境、または周囲空気中で行うことができる。さらに、接合剤は、積層前に、TFT回路シートのエッチングされた陥凹の凹凸を均し、埋めるための平坦化層として働くこともできる。これは、とりわけ液体モノマーを使用して行うことができる。平坦化層の硬化プロセスは、とりわけ熱、光、UV放射、またはマイクロ波放射によって活性化することができる。
前述の開示から明らかなはずであるように、本発明のEDM法を、表示装置市場全体で競合する多種多様な表示装置の実質的にいずれかの製作の際に使用することができる。そうしたものには、電界放出表示装置;LCD表示装置;PLED表示装置を含むOLED表示装置;無機LED表示装置;強誘電性/反強誘電性表示装置;ポリマー分散液晶表示装置;薄および厚膜電界発光表示装置;誘電体厚膜電界発光表示装置;タッチパネル表示装置;電気泳動表示装置;エレクトロクロミック表示装置、ならびに回転ボール型表示装置があるが、それらに限定されない。これらの表示装置の一部は反射型であり、一部は自発光型であり、一方その他は、バックライト付きおよび/または透過型である。広く知られているように、アクティブマトリックス方式は、電力消費の低減、より高い輝度、およびグレースケール機能の拡大を可能にする。
本発明の表示装置業界への広い適用可能性に加えて、本発明は、より一般的に、エレクトロニクス業界にも広く適用可能である。TFTの製作と同様に、大部分の電気回路(抵抗器、コンデンサ、インダクタ、バスライン、電極など)を小型化し、CMOS、MOS、FET、MOSFET、BJT、JFETおよび他の半導体等価物を使用して実現することができる。したがって、本発明のEDM法は、可撓性、コンフォーマルの、単および多層電気集積回路の形成を可能にする。これらは、例えば、2および3次元メサ構造;TFT;薄膜ダイオード;電極(例えば、ITOならびに他の透明および不透明電極)、シリコン抵抗体素子など、他の薄膜半導体デバイス;システムオンパネル;システムオンチップ;ドライバ集積化(driver integration);集積信号プロセッサ;グラフィックI/F;小規模メモリ;リングオシレータ;電極;スイッチングデバイスおよび素子;圧電デバイスなどのアクチュエータ;マイクロミラー(圧電薄膜セラミック);磁気および光磁気の記録媒体および薄膜ヘッド;コイル;インダクタ;高透磁率薄膜材料;半導体薄膜を含むことができるマイクロ磁気デバイス;超伝導薄膜;金属多層半導体薄膜;セラミック多層半導体薄膜、ならびに有機層および他の層を含む多層薄膜を形成するのに使用することができる。上述されたもの全ては、シリコンであれ、CMOSであれ、III−V族材料を含む他の技術であれ、さまざまな半導体材料技術において実施することができる。
本発明のEDM法を、集積回路(IC)タグ、インテリジェントICカード、紙のように薄いスマートラベル、超小型電子製品、スマートペーパー、マルチチップモジュール、埋込み型チップ、識別システム、RFIDタグ、ウェアラブルコンピュータ、ならびにILED、OLED、PLEDおよび照明業界で使用する他の電界発光デバイスを製作するのに使用することもできる。これらのデバイスは、可視スペクトルにおいてだけでなく、UV、NIRおよびFIRスペクトルにおいても動作することができる。
本発明のEDM法を使用して製造された物品により、可撓性で、消費電力が大きくない、ポータブル/モバイル機器が可能になる。製作することができるさまざまな電子物品に、特別の制限はない。その例には、少しだけ挙げると、携帯電話、モバイルビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウント表示装置、背面および前面型プロジェクタ、デジタル信号処理装置、携帯情報端末、電子手帳、電光掲示板、ならびに広告/アナウンス用表示装置がある。
別の特定の例として、本発明のEDM法を、電子センサ業界で使用することができる。大部分の従来型のセンサは、機能するために、内蔵回路、フィードバックループ、読出しループ、ドライバなど(または付属回路)を含む検出素子を利用する。同様のセンサ「パッケージ」を、本発明の技術を使用して、容易に製作することができる。例えば、X線イメージングシートは、とりわけ医療用イメージング、非破壊試験、空港または他の環境でのセキュリティイメージング、および自国のセキュリティなどの多種多様な適用分野に使用されている。特定の例では、本発明のEDM法を、デジタル医療プラットフォームで使用される大型のX線イメージングシートを形成するのに使用することができる。現在、X線イメージングシートは、剛性プラットフォーム上に小さなサイズで製造されている。本明細書において開示された方法および技術により、剛性、可撓性および/またはコンフォーマルプラットフォーム上の、また、現在実現可能でない寸法規模での、X線シートの実現が可能になる。さらに、本発明は、医療診断でのイメージの解像サイズの増大も可能にする。本発明の方法および技術を、有毒ガス、医療用監視、工業用制御装置など向けの、低コストの、パターン形成されたナノチューブセンサの形成に使用することもできる。
センサおよびアクチュエータを、航空宇宙構造物(例えば、翼、胴体、および貯蔵タンク)の表面に沿って分配することができ、それらは、亀裂、腐食、空隙、層間剥離および継目の完全性などの、構造的欠陥の発達を監視する働き、または性能を高めるために構造物を改変する働きをすることができることが知られている。しかし、それらのセンサからの信号に従来型の中央処理を施すため、監視システムが数百のワイヤ接続を有し、その重量が何百kg(何百ポンド)もある可能性がある。一般に、この処理には、増幅、信号の調整、経路指定および切り替え、ならびにアナログからデジタルへの変換が含まれる。こうしたシステムのサイズ重量により、こうしたタイプの検出および作動技術の使用が、特殊な飛行試験用航空機に限定されてきた。こうしたシステムをより広く使用できるようにするために、これらのセンサおよびアクチュエータのスペースおよび重量を低減させ、また局所的なセンサデータの処理またはアクチュエータの制御を低減させることが大いに望まれる。さらに、センサおよびアクチュエータの両方を、微小電子機械システム(MEMS)アクチュエータと同じ高電圧で動作するTFTと集積すると、スペース要件および重量要件に役立つ。
本発明のEDM法を、TFT、センサ、およびMEMSを、低コストならびに高い性能および歩留まりで製作するのに使用することができる。そうした方法により、軍用途および民間用途両方の航空宇宙構造物および海洋構造物を絶え間なく監視し作動させるための、コンフォーマルな/可撓性の物理的完全性監視/作動デバイスが可能になる。さらに、データを解析するための信号プロセッサを、これらの構造物内に追加機能用に同様に組み込むこともできる。こうすることにより、大型多形状構造物を非破壊試験および検査するための、低コストの、持ち運び可能な、また能動的な方法が可能になる。さらに、可撓性かつコンフォーマルなデジタルX線TFTアレイを、そうした診断用に組み込むこともできる。
電子センサ分野に特有の別の例では、ビームの形成およびステアリングをする戦場用途向けの戦術フェーズドアレイレーダがある。レーダビームの形状および角度分解能が、アレイの物理的サイズ、放射素子の数、およびそれらの間の距離の関数である。本発明のEDM法を使用して、アクティブフェーズドアレイ素子を可撓性基板上に配置し、それによって、堅牢、軽量、低コスト、巻き上げ式の、持ち運び可能な(一人で持ち運ぶことさえできる)、アレイサイズがメートル単位の寸法のアンテナを実現することができる。それとは対照的に、現在の最高技術のアンテナの製造は、一般に個別またはモジュラパッケージ内の高価な高性能(すなわち、高速スイッチング)トランジスタを、アレイ内の正しい位置に配置し、それらを互いに接続するものである。より大型のアレイの場合の全コストは、経済的に実現可能にするにはあまりにも急に高くなりすぎてしまう。明かされたプロセスおよび方法により、軍および民間用途向けのそうしたフェーズドアレイのロールツーロール製造が可能になる。
本発明のロールツーロール(またはリールツーリール)システム1600の例が、図16に示されている。ロールツーロールシステム1600を、上記で論じた適用分野のいずれか向けの、実質的にどんなタイプの回路シートを製作するのにも利用することもできる。基本的にこれに必要なのは、少なくとも、開始仮基板1604およびロールツーロールシステム1600を使用して製造される回路シート1608が、適切なロール1612、1616に巻きつける、またそこから巻き出すことができることだけである。ロールツーロールシステム1600は、必要な製造ステップを実施するために必要な、適切な数およびタイプの処理ステーションを含むことができる。現在の例では、システム1600は、図2A〜BのEDM法200のさまざまなステップを実施するように構成されている。図16のシステム1600が例にすぎず、本発明の方法を実施するための、本発明の実際のロールツーロールシステムが、特定の適用分野に適した、異なる数のステーション、異なるタイプのステーション、異なる構成のステーションなどを実際は含むことができることが、当業者には容易に理解されよう。図示のシステム1600が、ワンパスシステムであり、それは、システム中を移動するシートが、一方向にだけ、一般には巻出しロール1616から、巻取りロール1612へ進むことを意味することに留意されたい。もちろん、例えば、利用されるステーションの性質および/または数に応じて、本発明の代替システムは、ワンパスシステムである必要はない。
次に図16を参照し、図2A〜Bも参照すると、述べたように、ロールツーロールシステム1600は全体的に、上記で詳述した図200のEDM法のさまざまなステップを実施するように構成されている。これに関連して、システム1600が、スチフナ1624をそこで仮基板1604に図2AのステップAのようにして取り付けることができる、スチフナ取付けステーション1620を含むことができる。デバイス層スタック1632を仮基板1604に、図2AのステップEのようにして堆積させるための、1つまたは複数の堆積ステーション1628を設けることができる。図示されていないが、1層または複数層の剥離層を仮基板に付着させるための、1つまたは複数の剥離層付着ステーションを、1つまたは複数の堆積ステーション1628の上流に、図2AのステップDに関して上記で論じられた目的のために設けることができる。
ロールツーロールシステム1600は、堆積ステーション1628の下流に、それぞれレジスト層1644およびそのレジスト層を覆って保護層1648を、図2AのステップFおよびGのようにして付着させるための、レジスト付着ステーション1636および保護層付着ステーション1640を含むことができる。次に、システム1600は、この場合スチフナ1624を除去するための、除去ステーション1652を含むことができる。EDM法200に関して上記で論じたように、除去ステーション1652は、必要でない場合があり、または、スチフナ1624に加えて仮基板1604の一部または全部を除去するように改変することができる。システム1600は、それぞれレジスト層1664および保護層1668を、デバイス層スタック1632のレジストおよび保護層1644、1648とは反対側に、図2BのステップIおよびJのようにして付着させるための、もう1つのレジスト付着ステーション1656およびもう1つの保護層付着ステーション1660を含むこともできる。
ロールツーロールシステム1600は、保護層付着ステーション1660に続いて、レジスト層内の別々のイメージング層(図示せず)を露光、現像することを含めて、レジスト層1644、1664を活性化して現像し、次いでデバイス層スタック1632の適当な層を、特定のレシピに必要とされる順序でエッチングするのに適した形で構成された、1つまたは複数のレジスト活性化ステーション1672、1つまたは複数のレジスト現像ステーション1676、および1つまたは複数の材料除去ステーション1680を含むことができる。レジスト層1644、1664の活性化、例えば露光、およびエッチングについては、全般的に上記で、それぞれ図2BのステップKおよびLに関連して論じられている。レジスト活性化ステーション1672は、デバイス層スタック1632の両側のレジスト層1644、1664を活性化するために、図示のように両面活性化ステーションとすることができる。例えば、レジスト活性化ステーション1644、1664は、とりわけ上記の「リソグラフィ技術」という名称のセクションで論じられたような、例えば、1層または複数層のレジスト層内の、複数のイメージレベルを露光するための多波長システムを含むことができる。
ロールツーロールシステムは、エッチングステーション1680の下流に、永久基板1688を処理後のレジスト層スタック1632に、図2BのステップMのようにして取り付けるための、永久基板取付けステーション1684を含むことができる。仮基板を取り付けた後、回路シート1608を、ロール1612上に巻くことができる。便宜上、いくつかのステーションが図16には示されていないがことが留意されるが、当業者ならそれを本発明のさまざまな他のステップを実施するために必要とされるものとして容易に理解するであろう。例えば、図16では、本発明の方法の対応するそれぞれのステップを実施するための、さまざまな、パッシベーション層付着ステーション、保護層除去ステーション、および他の1つまたは複数の永久層付着ステーションを有するロールツーロールシステム1600を示していない。これらのステーションのうちいずれか1つまたは複数が、特定のレシピが与えられるシステム1600に組み込まれるべき場合およびその場所について、当業者なら容易に理解するであろう。
ロールツーロールシステム1600はさらに、適切に機能する回路シート1608を実現するために、システムの機能を制御するように動作可能に構成された、適切なコントローラ1692を含むこともできる。コントローラ1692を、例えば図2A〜BのEDM法の必要なステップを実施するように、ソフトウェアおよび/またはハードウェアによってプログラムすることができる。コントローラ1692を、その設計に応じて、ロールツーロールシステム1600の粗い制御、例えば、回路シート1608の位置合わせ、およびさまざまなステーションのオン−オフ状態のみの制御ができるように構成することができ、またはそれらの側面を制御するだけでなく、ステーションのうちいずれか1つまたは複数によって実施される機能も制御するように、細かい制御ができるように構成することができる。任意の特定の適用分野向けに、ロールツーロールシステム1600およびプログラムコントローラ1692をどのように設計するかを、当業者なら理解するであろう。
以上、本発明は、その諸実施形態例に関して説明され図示されてきたが、上記の、また他のさまざまな変更、省略、および追加を、本発明の精神および範囲から離れることなく、本発明に行うことができることを当業者には理解されたい。
従来型のアクティブマトリックスバックプレーンの一部分の平面図である。 バックプレーンの画素セルの、図1Aの線1B〜1Bに沿った拡大部分断面図である。 本発明の電子デバイス製造(EDM)法を示す流れ図である。 本発明の電子デバイス製造(EDM)法を示す流れ図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法のさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法と共に使用するのに適した、バイナリマスクの断面図である。 図2A〜BのEDM法と共に使用するのに適した、グレースケールマスクの断面図である。 図2A〜BのEDM法と共に使用するのに適した、カラーマスクの断面図である。 波長Xの文脈において、露光前後のレジスト材料の吸収を示すグラフである。 レジスト層内の3つの異なるイメージ層上への3つのイメージの形成を示す、レジスト層の部分断面図である。 レジスト層内の3つの異なるイメージ層上への3つのイメージの形成を示す、レジスト層の部分断面図である。 レジスト層内の3つの異なるイメージ層上への3つのイメージの形成を示す、レジスト層の部分断面図である。 レジスト層内の3つの異なるイメージ層上への3つのイメージの形成を示す、レジスト層の部分断面図である。 図2A〜BのEDM法と共に使用することができる、本発明の2波長マスクレスレーザ直接描画リソグラフィシステムの上位の概略図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターン平面図も含む。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターン平面図も含む。 図8Mおよび8Q2のマスクパターンのオーバーレイを示す図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例1の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図であり、レシピの対応するそれぞれのステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図であり、レシピの対応するそれぞれのステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図9Mおよび9P1のマスクパターンのオーバーレイを示す図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例2の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される層状構造の、部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図10N1は、図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。図10N2は、図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例3の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図10Mおよび10R1のマスクパターンのオーバーレイを示す図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図11Nおよび11S1のマスクパターンのオーバーレイを示す図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例4の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図8Mおよび8Q2のマスクパターンのオーバーレイの平面図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図13O1は、図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。図13O2は、図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図13N、13Q、および13W1のマスクパターンのオーバーレイを示す図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例5の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図14P、14T、14Z、および14AB1のマスクパターンのオーバーレイを示す図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例6の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図であり、レシピの対応する(それぞれの)ステップに適用可能なマスクパターンの平面図も含む。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 図2A〜BのEDM法に関する、例13の特定のレシピのさまざまなステップ中に形成される、層状構造の部分断面図を含む図である。 本発明のロールツーロール製造システムの上位の概略図である。

Claims (24)

  1. 電子または光電子回路シートを製作する方法であって、
    a)複数のパターン形成されていないデバイス層を有するスタックを形成するステップであって、前記スタックが、第1の表面、および前記第1の表面の反対側に第2の表面を有する、ステップと、
    b)複数のデバイスを少なくとも部分的に形成するように、前記スタックの前記第1の表面上から、第1の所定のパターン内で、材料を除去するステップと、
    c)前記複数のデバイスを少なくとも部分的に形成するように、前記スタックの前記第2の表面上から、第2の所定のパターン内で、材料を除去するステップとを含む方法。
  2. 前記第1の所定のパターンが、前記第2の所定のパターンとは異なる、請求項1に記載の方法。
  3. 前記ステップa)は、前記スタックを仮基板上に形成するステップを含み、前記方法は、前記仮基板を除去するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  4. 前記仮基板と前記スタックの間に、少なくとも1層の剥離層を設けるステップをさらに含み、前記少なくとも1層の剥離層が、前記仮基板の前記除去を助ける、請求項3に記載の方法。
  5. 前記第1および第2の表面のうち一方から材料が除去された後に、永久基板を前記第1および第2の表面のうち一方に固定するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  6. 仮基板を選択するステップと、前記ステップa)の前に、スチフナを前記基板に固定するステップとをさらに含み、前記ステップa)が、前記スタックを前記基板上に形成するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  7. 前記ステップb)に続いて、前記スタックから少なくとも前記スチフナを除去するステップをさらに含む、請求項6に記載の方法。
  8. 前記ステップb)の前に、前記スタックの前記第1の表面に対面するレジスト層を形成するステップと、前記レジスト層内に、互いに異なる対応するそれぞれの複数のイメージを、複数のイメージング層上に付与するステップとをさらに含む、請求項1に記載の方法。
  9. 前記複数のイメージを付与する前記ステップは、前記複数のイメージを、電磁、熱、電界、磁界、電子ビーム、および音波からなる群から選択されるエネルギーを使用して活性化するステップを含む、請求項8に記載の方法。
  10. 前記レジスト層を形成する前記ステップは、単一レジスト被覆を堆積させるステップからなる、請求項8に記載の方法。
  11. 前記レジスト層を形成する前記ステップは、複数のレジスト被覆を堆積させるステップを含む、請求項8に記載の方法。
  12. 電子または光電子回路シートを製造する方法であって、
    a)第1の基板を設けるステップと、
    b)前記第1の基板上に、複数のパターン形成されていない電子デバイス層を備えるスタックを形成するステップであって、前記スタックが、前記基板に面する第1の表面を有する、ステップと、
    c)前記第1の基板を除去するステップと、
    d)複数の電子デバイスを少なくとも部分的に形成するように、前記スタックの前記第1の表面上から、所定のパターン内で、材料を除去するステップとを含む方法。
  13. 前記ステップd)の前に、前記スタックの前記第1の表面に対面するレジスト層を形成するステップと、前記レジスト層内の複数のイメージング層上に、互いに異なる対応するそれぞれの複数のイメージを付与するステップとをさらに含む、請求項12に記載の方法。
  14. 前記複数のイメージを付与する前記ステップが、前記複数のイメージを、電磁、熱、電界、磁界、電子ビーム、および音波からなる群から選択されるエネルギーを使用して活性化するステップを含む、請求項13に記載の方法。
  15. 前記レジスト層を形成する前記ステップが、単一レジスト被覆を堆積させるステップからなる、請求項13に記載の方法。
  16. 前記レジスト層を形成する前記ステップが、複数のレジスト被覆を堆積させるステップを含む、請求項13に記載の方法。
  17. 第2の基板を、前記第1の表面に対面するように前記スタックに固定するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
  18. 第2の基板を、前記第2の表面に対面するように前記スタックに固定するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
  19. 電子または光電子回路シートを製作する方法であって、
    a)複数のパターン形成されていないデバイス層を有するデバイス層スタックを形成するステップと、
    b)レジスト層を、前記デバイス層スタックと作用する関係に配置するステップと、
    c)互いに異なる複数のイメージを前記レジスト層内の異なるイメージングレベルのところに付与するように、前記レジスト層を活性化するステップとを含む方法。
  20. 前記レジスト層が、単一被覆層である、請求項19に記載の方法。
  21. 前記レジスト層が、異なる刺激で活性化される複数のレジスト被覆層を備え、前記ステップc)が、前記レジスト層を、前記複数のレジスト被覆層のそれぞれを互いに実質的に独立して活性化するように、前記異なる刺激を含むエネルギーで活性化するステップを含む、請求項19に記載の方法。
  22. 前記ステップc)は、前記レジスト層を前記複数のイメージにそれぞれ対応する複数の刺激を用いて励起するステップを含み、前記複数の刺激は、電磁エネルギー、熱エネルギー、電界エネルギー、磁界エネルギー、電子ビームエネルギー、および音波エネルギーからなる群から選択される、請求項19に記載の方法。
  23. 前記複数のイメージは、実質的に同時に付与される、請求項19に記載の方法。
  24. 前記複数のイメージは、異なる時間に付与される、請求項19に記載の方法。
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