一種利用光刻膠固定柔性材料襯底的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用光刻膠PR固定柔性材料襯底的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著柔性可穿戴電子技術(shù)、柔性顯示、柔性傳感器、柔性太陽(yáng)能電池等技術(shù)逐步成為新一代前瞻技術(shù)，柔性材料作為襯底在微電子技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，基于柔性材料的相關(guān)半導(dǎo)體薄膜材料生長(zhǎng)合成、半導(dǎo)體器件制備等方面研宄工作，得到了迅速的發(fā)展。
[0003]柔性材料作為襯底，主要分為五類:塑料、金屬箔片、超薄玻璃和紙質(zhì)襯底、生物復(fù)合薄膜襯底。其中，塑料作為柔性襯底被認(rèn)為具有廣闊的前景，因?yàn)樗芰弦r底具備透明性、柔性、質(zhì)量輕、耐用、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，常用的有:聚酯薄膜(對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、PET)、聚丙烯己二脂(PPA)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亞胺(PI)等，其中，PET和PEN具有良好透明性，簡(jiǎn)單的加工過(guò)程，良好的力學(xué)性能，較高的阻隔氧氣和水汽滲透性能，但是其不耐高溫，低溫沉積ITO時(shí)，器件性能降低。溫度升高時(shí)，這類聚合物襯底收縮，ITO膜容易從襯底脫落；其表面粗糙度也比較大，沉積在聚合物襯底上的薄膜容易產(chǎn)生缺陷，PI具有良好的熱穩(wěn)定性，較好的力學(xué)性能和化學(xué)性能，但是透明度低，價(jià)格也比較貴。織物材料也可以用來(lái)作為柔性襯底。
[0004]在薄膜材料生長(zhǎng)、器件制備的過(guò)程中，上述柔性材料會(huì)出現(xiàn)彎曲、卷曲現(xiàn)象，如何解決柔性材料在制備過(guò)程中的固定、平整度問(wèn)題，是材料生長(zhǎng)與器件制備中的一個(gè)關(guān)鍵。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明涉及一種利用光刻膠固定柔性材料襯底的方法，以解決在薄膜材料生長(zhǎng)、器件制備的過(guò)程中，柔性材料會(huì)出現(xiàn)彎曲、卷曲現(xiàn)象的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:包括下列步驟:
(一)選取平的硬質(zhì)襯底和柔性襯底，清洗、吹干、烘干，所述硬質(zhì)襯底材料為石英片，所述柔性襯底材料為聚酰亞胺P1、對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET、或聚丙烯己二脂PPA ;
(二)襯底粘合，利用粘合材料將硬質(zhì)襯底和柔性襯底較好地粘合、固定，所述襯底粘合材料為光刻膠。
[0007]所述步驟(一)硬質(zhì)襯底石英片，50mm*50mm，柔性襯底，20mm*20mm，清洗方法如下:
(1)先將其分別放入丙酮溶液中在室溫下超聲清洗4分鐘一6分鐘，去除表面分子型沾污；
(2)然后分別置于乙醇溶液中在室溫下超聲清洗3—5分鐘，去除表面殘余丙酮；
(3)再分別用去離子水在室溫下超聲清洗3—5分鐘，去除殘余乙醇及離子型沾污；
(4)高純氮?dú)獯蹈?，烘干爐90°C下干燥3—5分鐘。
[0008]所述步驟(二)襯底粘合包括:將硬質(zhì)襯底石英片固定在勻膠儀上，在石英片中間位置滴光刻膠，0.2ml—0.5ml，5—10秒后，光刻膠擴(kuò)散開(kāi)，再將清洗好的柔性襯底置于光刻膠上面，待石英與柔性材料通過(guò)光刻膠全部接觸后，啟動(dòng)勻膠儀，轉(zhuǎn)速450— 550轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間30秒一 120秒，使柔性襯底通過(guò)光刻膠與硬質(zhì)襯底緊緊粘合在一起。
[0009]本發(fā)明采用光刻膠(photoresist，PR)粘合固定方法，利用光刻膠將一個(gè)堅(jiān)硬而平坦的硬質(zhì)襯底與柔性襯底粘合起來(lái)，再在此粘合的基板上進(jìn)行功能材料生長(zhǎng)或器件制備，完成相關(guān)工藝步驟后，再利用丙酮溶液去除光刻膠，將硬質(zhì)襯底與其他部分分離開(kāi)來(lái)。通過(guò)這種方法，解決了柔性襯底材料在工藝過(guò)程中的彎曲、翹曲問(wèn)題，同時(shí)，解決了襯底間產(chǎn)生氣泡的問(wèn)題。保證了柔性襯底在功能材料生長(zhǎng)與器件制備過(guò)程中的平整度，可以應(yīng)用于柔性可穿戴電子技術(shù)、柔性顯示、柔性傳感器、柔性太陽(yáng)能電池等技術(shù)領(lǐng)域中。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是在石英片中間位置滴光刻膠的示意圖；
圖2是柔性襯底的示意圖；
圖3是柔性襯底通過(guò)光刻膠與硬質(zhì)襯底緊緊粘合在一起的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]實(shí)施例1
(一)選取平的硬質(zhì)襯底和柔性襯底，所述硬質(zhì)襯底材料為石英片I，50mm*50mm，所述柔性襯底2材料為聚酰亞胺P1、20mm*20mm，對(duì)硬質(zhì)襯底和柔性襯底分別進(jìn)行清洗，方法如下:
(O先將硬質(zhì)襯底或柔性襯底分別放入丙酮溶液中在室溫下超聲清洗4分鐘，去除表面分子型沾污；
(2)然后分別置于乙醇溶液中在室溫下超聲清洗3分鐘，去除表面殘余丙酮；
(3)再分別用去離子水在室溫下超聲清洗3分鐘，去除殘余乙醇及離子型沾污；
(4)高純氮?dú)獯蹈桑娓蔂t90°C下干燥3分鐘；
(二)襯底粘合，將硬質(zhì)襯底石英片固定在勻膠儀上，在石英片I中間位置滴光刻膠3，0.2ml，如圖1所示，5秒后，光刻膠擴(kuò)散開(kāi)，再將清洗好的柔性材料襯底置于光刻膠上面，待石英與柔性材料通過(guò)光刻膠全部接觸后，啟動(dòng)勻膠儀，轉(zhuǎn)速450轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間30秒，使柔性襯底通過(guò)光刻膠與硬質(zhì)襯底緊緊粘合在一起，剖面圖如圖3所示。
[0012]實(shí)施例2
(一)選取平的硬質(zhì)襯底和柔性襯底，所述硬質(zhì)襯底材料為石英片I，50mm*50mm，所述柔性襯底2材料為聚酰亞胺P1、20mm*20mm，對(duì)硬質(zhì)襯底和柔性襯底分別進(jìn)行清洗，方法如下:
(O先將硬質(zhì)襯底或柔性襯底分別放入丙酮溶液中在室溫下超聲清洗5分鐘，去除表面分子型沾污；
(2)然后分別置于乙醇溶液中在室溫下超聲清洗4分鐘，去除表面殘余丙酮；
(3)再分別用去離子水在室溫下超聲清洗4分鐘，去除殘余乙醇及離子型沾污；
(4)高純氮?dú)獯蹈?，烘干爐90°C下干燥4分鐘；
(二)襯底粘合，將硬質(zhì)襯底石英片固定在勻膠儀上，在石英片中間位置滴光刻膠3，0.35ml，如圖1所示，7秒后，光刻膠擴(kuò)散開(kāi)，再將清洗好的柔性材料襯底置于光刻膠上面，待石英與柔性材料通過(guò)光刻膠全部接觸后，啟動(dòng)勻膠儀，轉(zhuǎn)速500轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間75秒，使柔性襯底通過(guò)光刻膠與硬質(zhì)襯底緊緊粘合在一起，剖面圖如圖3所示。
[0013]實(shí)施例3
(一)選取平的硬質(zhì)襯底和柔性襯底，所述硬質(zhì)襯底材料為石英片I，50mm*50mm，所述柔性襯底2材料為聚酰亞胺P1、20mm*20mm，對(duì)硬質(zhì)襯底和柔性襯底分別進(jìn)行清洗，方法如下:
(O先將硬質(zhì)襯底或柔性襯底分別放入丙酮溶液中在室溫下超聲清洗6分鐘，去除表面分子型沾污；
(2)然后分別置于乙醇溶液中在室溫下超聲清洗5分鐘，去除表面殘余丙酮；
(3)再分別用去離子水在室溫下超聲清洗5分鐘，去除殘余乙醇及離子型沾污；
(4)高純氮?dú)獯蹈?，烘干爐90°C下干燥5分鐘；
(二)襯底粘合，將硬質(zhì)襯底石英片固定在勻膠儀上，在石英片中間位置滴光刻膠3，0.5ml，如圖1所示，10秒后，光刻膠擴(kuò)散開(kāi)，再將清洗好的柔性材料襯底置于光刻膠上面，待石英與柔性材料通過(guò)光刻膠全部接觸后，啟動(dòng)勻膠儀，轉(zhuǎn)速550轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間120秒，使柔性襯底通過(guò)光刻膠與硬質(zhì)襯底緊緊粘合在一起，剖面圖如圖3所示。
[0014]在實(shí)施例1、2或3中所述柔性襯底材料為對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET、或聚丙烯己二脂PPA，其余步驟不變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用光刻膠固定柔性材料襯底的方法，其特征在于包括下列步驟: (一)選取平的硬質(zhì)襯底和柔性襯底，清洗、吹干、烘干，所述硬質(zhì)襯底材料為石英片，所述柔性襯底材料為聚酰亞胺P1、對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET、或聚丙烯己二脂PPA ; (二)襯底粘合，利用粘合材料將硬質(zhì)襯底和柔性襯底較好地粘合、固定，所述襯底粘合材料為光刻膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用光刻膠固定柔性材料襯底的方法，其特征在于:所述步驟(一)硬質(zhì)襯底石英片，50mm*50mm，柔性襯底，20mm*20mm，清洗方法如下: (1)先將其分別放入丙酮溶液中在室溫下超聲清洗4分鐘一6分鐘，去除表面分子型沾污； (2)然后分別置于乙醇溶液中在室溫下超聲清洗3—5分鐘，去除表面殘余丙酮； (3)再分別用去離子水在室溫下超聲清洗3—5分鐘，去除殘余乙醇及離子型沾污； (4)高純氮?dú)獯蹈?，烘干爐90°C下干燥3—5分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用光刻膠固定柔性材料襯底的方法，其特征在于:所述步驟(二)襯底粘合包括:將硬質(zhì)襯底石英片固定在勻膠儀上，在石英片中間位置滴光刻膠，0.2ml—0.5ml, 5-10秒后，光刻膠擴(kuò)散開(kāi)，再將清洗好的柔性襯底置于光刻膠上面，待石英與柔性材料通過(guò)光刻膠全部接觸后，啟動(dòng)勻膠儀，轉(zhuǎn)速450— 550轉(zhuǎn)/分鐘，時(shí)間30秒一 120秒，使柔性襯底通過(guò)光刻膠與硬質(zhì)襯底緊緊粘合在一起。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用光刻膠固定柔性材料襯底的方法，屬于微電子技術(shù)領(lǐng)域。選取平的硬質(zhì)襯底和柔性襯底，清洗、吹干、烘干，所述硬質(zhì)襯底材料為石英片，所述柔性襯底材料為聚酰亞胺PI、對(duì)苯二甲酸乙二醇酯PET、或聚丙烯己二脂PPA；襯底粘合，利用粘合材料將硬質(zhì)襯底和柔性襯底較好地粘合、固定，所述襯底粘合材料為光刻膠。本發(fā)明解決了柔性襯底材料在工藝過(guò)程中的彎曲、翹曲問(wèn)題，同時(shí)，解決了襯底間產(chǎn)生氣泡的問(wèn)題。保證了柔性襯底在功能材料生長(zhǎng)與器件制備過(guò)程中的平整度，可以應(yīng)用于柔性可穿戴電子技術(shù)、柔性顯示、柔性傳感器、柔性太陽(yáng)能電池等技術(shù)領(lǐng)域中。
【IPC分類】H01L51-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104868054
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510204102
【發(fā)明人】楊小天, 王超, 高曉紅, 趙春雷, 郭亮, 遲耀丹, 初學(xué)峰, 常玉春, 朱慧超, 楊佳, 呂卅, 王銳, 任偉
【申請(qǐng)人】吉林建筑大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年4月28日