发明名称 电子材料无光罩低温沉积法之雷射处理制程
摘要 一种将各种不同材料沉积至低温标靶上的方法。在此工作方法中,低温标靶通常定义为其热损害门槛将近100℃者,或是具有热损害门槛低于处理沉积材料所需温度者。本发明利用先导溶液及/或微粒或胶状的悬浮液,并同前-沉积处理及/或后-沉积处理,以降低驱使沉积物至其最终状态所需要的雷射功率。本发明利用无光罩中等尺寸材料沉积制程(M3DO),以一种精确、高度局部化方式执行材料之直接沉积至低温标靶上。线条宽度小至4微米者可以被沉积,而只有一点点或没有废料产生。后续之雷射处理程序系用来将材料加热至所欲求的状态,而可能在某种大气环境下执行之,系以雷射功率小于100毫瓦者。雷射加热可能包括,但不限于,化学分解、烧结、以及聚合作用。
申请公布号 TWI242606 申请公布日期 2005.11.01
申请号 TW093128970 申请日期 2004.09.24
申请人 奥托美克设计公司 发明人 芮,麦可J. RENN, MICHAEL J.;金,布鲁斯H. KING, BRUCE H.;伊森,马斯尼诺
分类号 C23C18/00 主分类号 C23C18/00
代理机构 代理人 李衍志 高雄市苓雅区四维四路3号5楼之1
主权项 1.一种方法为中等尺寸材料结构之直接无光罩方式沉积于低温标靶上,所称之方法包括:a.产生、指向、并聚焦一种浮质物流束;b.利用一种浮质物喷流将所称之浮质物流束沉积于平面或非平面的标靶上;以及c.利用雷射处理方式在一种低温标靶上处理所称之沉积物,以便其物理或电气特性或是二者皆有者能达到接近于整块材料。2.如申请专利范围第1项所述之方法,其中之流束包括了选自液体分子化学先导物以及胶状的或微粒的悬浮液构成的群组之一或更多种材料。3.如申请专利范围第2项所述之方法,其中之流束另外包括产生于包含一种金属有机的先导物;一种胶状金属溶液;一种金属糊状物;一种陶瓷材料先导物;一种陶瓷糊状物;一种电阻器先导物溶液;一种电阻器糊状物;一种无机半导体悬浮物;一种聚合的先导物溶液;一种金属、介电物质、或电阻性微粒之胶体悬浮物所组成;以及其中任意组合者之群组的一或更多种材料。4.如申请专利范围第2项所述之方法,其中流束之浮质化系利用超音波变换作用、气压浮质化作用、或任何程序其可产生包含一或更多小液滴与直径小于大约10微米的微粒之浮质物者。5.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该浮质物流束系经由一种环状的流动浮质物喷流传送至标把上。6.如申请专利范围第5项所述之方法,其中该浮质物流束经过加热器组件而进入一种流量侦测头。7.如申请专利范围第6项所述之方法,其中所称之浮质物流束初始系藉由通过某一小孔而予以准直的。8.如申请专利范围第5项所述之方法,其中该浮质物喷流由充满浮质物的内流与能限制内流的护鞘气体流环绕于外所构成。9.如申请专利范围第8项所述之方法,其中该护鞘气体经过多个浮质物入口下方的多个入口进入,并在浮质物流束与护鞘气体流束之间形成一种环状流。10.如申请专利范围第9项所述之方法,其中所称之环状流将浮质物流束聚焦至中等尺寸大小者。11.如申请专利范围第10项所述之方法,其中所称之程序产生沉积作用之外貌尺寸小者大约4微米大者可达1毫米。12.如申请专利范围第10项所述之方法,其中产生图案式样系藉由于电脑控制下转化所称之流量侦测头而将所称之标靶维持于固定位置,或者于电脑控制下转化所称之标靶而将所称之流量侦测头维持于固定位置,或者二者皆实施。13.如申请专利范围第1项所述之方法,其中之沉积步骤包括在沉积至标靶上之前对浮质物流束的预-处理。14.如申请专利范围第13项所述之方法,其中该处理步骤包含对浮质物载体气体与护鞘气体加湿、乾燥、与冷却作用之某一或更多者。15.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该预一处理步骤另外包括于雷射处理前对沉积图案式样的后处理。16.如申请专利范围第15项所述之方法,其中所称之后处理包含利用热力加热、降低周遭气压、以电磁辐射照射,或者其组合者之某一或更多者。17.如申请专利范围第1项所述之方法,其中之沉积步骤包括一种沉积物其宽度大约等于雷射光束直径者。18.如申请专利范围第17项所述之方法,其中该沉积物宽度系大于雷射光束直径者。19.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该浮质物流束之沉积作用与处理程序系同时发生。20.如申请专利范围第1项所述之方法,其中该雷射处理步骤包括了选自包含化学分解、聚合作用、烧结、及熔化所构成的群组之一或更多种程序。21.如申请专利范围第1项所述之方法,其中之标靶物质包含聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙酯、聚甲基丙烯酸酯、聚四氟乙烯、聚酯,以及各种环氧化物。22.如申请专利范围第1项所述之方法,其中之标靶更包含一种具有低损害门槛温度的物质。23.如申请专利范围第22项所述之方法,其中之低损害门槛温度系指驱使沉积物质到达所欲求状态所需要的温度接近或超过标靶物的损害门槛値。24.如申请专利范围第1项所述之方法,其中之雷射包括一种二极体雷射。25.如申请专利范围第24项所述之方法,其中之雷射功率小至大约10毫瓦。26.如申请专利范围第1项所述之方法,其中之雷射系以连续波模式或脉冲波模式传送之。27.如申请专利范围第26项所述之方法,其中一种低能量雷射包含了能量低至数个微焦耳的脉冲波模式。28.如申请专利范围第1项所述之方法,其中之雷射系利用一种透镜及/或平面镜加上光纤的系统传送至标靶的。29.如申请专利范围第28项所述之方法,其中之雷射传送至标靶不经过流量探测头,结果造成了一系列程序沉积作用与雷射处理程序。30.如申请专利范围第28项所述之方法,其中之雷射系经过流量探测头传送至标靶。31.如申请专利范围第22项所述之方法,其中之标靶包含一种材料其损害门槛温度大于处理沉积物至其欲求状态所需要的温度者。32.如申请专利范围第5项所述之方法,其中该浮质物喷流由充满浮质物的内流与能限制内流的护鞘液体流环绕于外所构成。33.如申请专利范围第8项所述之方法,其中该护鞘液体经过多个浮质物入口下方的多个入口进入,并在浮质物流束与护鞘液体流束之间形成一种环状流。34.如申请专利范围第13项所述之方法,其中之处理步骤包括增加浮质物载体气体或护鞘气体内浮质化试样的某一成分之蒸汽含量。35.如申请专利范围第13项所述之方法,其中之处理步骤包括,在浮质物载体气体或护鞘气体内增加某一项非该试样的成分之蒸汽含量。36.选自以申请专利范围第1项所述方法制造的薄膜电晶体、有机薄膜电晶体、挠性电路、电感器、电容器、热电偶、金制传导线、白金制传导线,以及被动电子元件等所构成的群组之某一或更多装置。图式简单说明:图1为该M3DO系统主要构件之图,所示者系一种气压式浮质化机器;图2为该M3DO系统沉积作用模组之图;图3系利用M3DO制程制造的电感器之显微照相图;图4显示出某一感应系数曲线图;图5为某一热电偶接合点与导线之交叉点的显微照相图;图6显示出由M3DO制程制造的某一热电偶之校准曲线图;图7a及7b为在聚碳酸酯材料上烧结之银线的显微照相图;而图8为一流程图说明常见的挠性电路制造步骤,以及用于M3DO制程的相同应用例。
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