刻工藝和濕式蝕刻工藝來蝕穿基板并暴露CCC。 預(yù)計(jì)有效的用于玻璃基板的蝕刻實(shí)例包括：（1)緩沖氫氟酸溶液，此蝕刻為針對Si02的標(biāo) 準(zhǔn)，且由6體積的氟化銨（NH4F，40%溶液）和1體積的HF組成；（2)所謂的P型蝕刻，即60 體積的H20+3體積的HF+2體積的HN03);和TMAH(氫氧化四甲基銨），TMAH可提供對一些金 屬的很好的蝕刻選擇性。預(yù)計(jì)有效的用于硅基板的蝕刻實(shí)例為氫氧化鉀（KOH)，盡管應(yīng)當(dāng)考 慮晶體學(xué)蝕刻為較佳；此外由于一些光刻膠材料在KOH中不能保持（holdup)，因此需要適 當(dāng)?shù)目刮g刻聚合物。注意，盡管移除聚合物層可改良體積能量密度，但不必移除所述聚合物 層，并且所述聚合物層能夠起保護(hù)涂層的作用。
[0038] 為進(jìn)一步討論上述沖模圖案化輔助層，以下提供更加詳細(xì)的說明。當(dāng)沖模圖案化 從基板側(cè)開始（激光束在到達(dá)沉積層之前穿過所述基板）時(shí)，沖模圖案化輔助層（例如，非 晶硅（a-Si)層或微晶硅（yc-Si)層）可用以通過使用所述輔助層的蒸汽壓來間接地實(shí)現(xiàn) 全部堆疊的沖模圖案化/燒蝕，而不單獨(dú)熔融/蒸發(fā)其他堆疊層，這樣大大地減少了移除材 料所需的激光能量，且提高了沖模圖案化的質(zhì)量。
[0039] 激光處理和燒蝕圖案化可被設(shè)計(jì)成形成與使用掩模所制造的那些TFB具有相同 裝置結(jié)構(gòu)的TFB，但是更精確的邊緣定位（edgeplacement)可提供更高的裝置密度和其他 設(shè)計(jì)改良。與當(dāng)前的遮光掩模制造工藝相比，預(yù)計(jì)本發(fā)明的工藝的一些實(shí)施方式的TFB具 有更高的產(chǎn)率和裝置密度，因?yàn)樵赥FB制造工藝中使用遮光掩模很可能為產(chǎn)率降低的缺陷 的來源，并且移除所述遮光掩?？梢瞥@些缺陷。亦預(yù)計(jì)本發(fā)明的工藝的一些實(shí)施方式將 比遮光掩模工藝提供更好的圖案化精確度，這將允許基板上的更高的TFB裝置密度。另外， 預(yù)計(jì)本發(fā)明的一些實(shí)施方式放寬了對PVD工藝的約束（受限于遮光掩模沉積工藝中較低的 功率和溫度），這些約束由遮光掩模的潛在熱膨脹誘發(fā)的對準(zhǔn)問題引起，且增加了TFB層的 沉積速率。
[0040] 此外，將遮光掩模從TFB制造工藝中去掉可減少新制造工藝的成本，原因在于：除 去掩模對準(zhǔn)器、掩模管理系統(tǒng)和掩模清潔；減少COC(耗材成本）；且允許使用來自硅集成電 路和顯示器工業(yè)的工業(yè)已證明的工藝。TFB的覆蓋層沉積和非原位激光圖案化可提高圖案 精確度、產(chǎn)率和基板/材料使用率，以充分壓低TFB制造成本。
[0041] 傳統(tǒng)的激光劃線或激光投影技術(shù)可用于本發(fā)明的選擇性激光圖案化工藝。激光的 數(shù)目可為：一個(gè)，例如，具有皮秒或飛秒脈沖寬度的UV/VIS激光（由激光通量/劑量控制 選擇性）；兩個(gè)，例如，UV/VIS和IR激光的組合（由激光波長/通量/劑量控制選擇性）； 或多個(gè)（由激光波長/通量/劑量控制選擇性）。激光劃線系統(tǒng)的掃描方法可為電流計(jì)的 平臺移動(dòng)、射束運(yùn)動(dòng)或兩者。激光劃線系統(tǒng)的激光光斑（spot)大小可被調(diào)整，大小可從30 微米（主要用于沖模圖案化）調(diào)整至lcm(直徑、對角線或其他特征長度）。基板處用于激 光投影系統(tǒng)的激光面積可為1_2或更大，其中，射束內(nèi)的能量分布理想地具有頂帽式分布 (tophatprofile)。此外，可使用其他激光類型和配置。
[0042] 注意，可能需要將在陰極側(cè)和陽極側(cè)兩者上的這些金屬集電器用作往復(fù)運(yùn)動(dòng)的 (shuttling)鋰離子的保護(hù)阻擋層。此外，可能需要將陽極集電器用作來自環(huán)境中的氧化 劑（H20、02、隊(duì)等）的阻擋層。因此，所選擇的一種或多種材料在"兩個(gè)方向"上與Li接觸 時(shí)，應(yīng)具有最小的反應(yīng)性或可混合性，即，Li移動(dòng)進(jìn)入金屬集電器，以形成固溶體（solid solution)，且反之亦然。此外，選擇用于金屬集電器的材料對于那些氧化劑應(yīng)具有較低的 反應(yīng)性和擴(kuò)散性?；诠_的二元相圖，針對第一要求的一些潛在候選元素為Ag、Al、Au、 Ca、Cu、Co、Sn、Pd、Zn和Pt。對于一些材料，可能需要管理熱預(yù)算以保證金屬層之間無反應(yīng) /擴(kuò)散。若單一金屬元素不能滿足這兩個(gè)要求，則可考慮合金。此外，若單一層不能滿足這 兩個(gè)要求，則可使用雙層（多層）。此外，另外粘附層可與上述耐火層和非氧化層中的一個(gè) 層結(jié)合使用，例如，Ti粘附層與Au或Pt結(jié)合使用?？赏ㄟ^金屬靶的（脈沖）直流濺射以 形成層（例如，諸如Cu、Ag、Pd、Pt和Au之類的金屬、金屬合金、類金屬（metalloid)或炭 黑）來沉積集電器。形成集電器的層（包括粘附層等）的堆疊通?？删哂懈哌_(dá)500nm的厚 度。此外，存在形成針對往復(fù)運(yùn)動(dòng)的鋰離子的保護(hù)阻擋層的其他選擇，諸如介電層等。
[0043] 射頻濺射一直為沉積陰極層（例如，LiCo02)和電解質(zhì)層（例如N2中的Li3P04) 的傳統(tǒng)方法，其中這兩種層均為絕緣體（電解質(zhì)更是這樣）。然而，亦將脈沖直流和純直流 方法用于LiC〇02沉積。此外，可使用其他沉積技術(shù)，包括施加基板偏壓。此外，可使用多頻 射頻濺射技術(shù)，例如，如公開于2013年9月26日的美國專利申請公開第2013/0248352號 "MultipleFrequencySputteringforEnhancementinDepositionRateandGrowth KineticsofDielectricMaterials"中所描述的技術(shù)。Li層305/406可使用蒸發(fā)或派射 工藝形成。Li層可為Li合金，例如，其中Li與諸如錫之類的金屬或諸如硅之類的半導(dǎo)體 形成合金。Li層的厚度可為約3ym(適用于陰極和電容平衡，且作為用于由在裝置的預(yù)計(jì) 使用壽命內(nèi)滲透氧化劑而劣化的儲集層（reservoir))，且封裝層307/408的厚度可為3ym 或更厚。封裝層可為聚對二甲苯/聚合物和金屬和/或電介質(zhì)的多層。注意，在Li層305 和封裝層307形成之間，必須將所述部分維持在惰性環(huán)境中，諸如氬氣或（非常）干的空氣 中；然而，在覆蓋沉積封裝層后，可放寬對惰性環(huán)境的要求。ACC306/407可用于保護(hù)Li層， 以允許在真空外激光燒蝕，且可放寬對惰性環(huán)境的要求。然而，仍然維持這種環(huán)境可能為最 好的，以最小化氧化劑的滲透。
[0044] 如上所述，圖6A和圖6B示出了在沖模圖案化后，跨越激光圖案化的堆疊的邊緣的 表面輪廓儀跡線。在圖6A中，激光圖案化開始于背側(cè)（穿過基板），且在圖6B中，激光圖案 化開始于前（膜）側(cè)。此具體實(shí)例中的膜堆疊為在玻璃基板上的Ti/Au/LiC〇02，且所有覆 蓋堆疊層是通過直流脈沖磁控管沉積的。用于燒蝕的激光為532nm的納秒激光，所述激光 具有約40微米的光斑大小。從6A圖中清晰可見，在燒蝕區(qū)域中存在很少的尖峰（spike)。 這與使用532nm或1064nm的納秒激光從膜側(cè)沖模圖案化同一堆疊相反，后者導(dǎo)致在燒蝕區(qū) 域中留下不可接受的碎片（debris)量，這些碎片以材料的"尖峰"的形式出現(xiàn)（如圖6B所 示）。若從基板側(cè)沖模圖案化，則在燒蝕區(qū)域中存在很少的"尖峰"，而若從裝置側(cè)沖模圖案 化，則在燒蝕區(qū)域中存在許多大的"尖峰"。從基板側(cè)的激光圖案化為在"上"層熔融之前的 爆炸工藝，然而從膜側(cè)的圖案化需要燒蝕全部的膜堆疊。從基板側(cè)激光圖案化所需的激光 通量比從膜側(cè)所需的激光通量要少得多，尤其對于多個(gè)厚膜堆疊而言。此外，從膜側(cè)激光圖 案化必須先熔融且隨后汽化所有膜堆疊，且熔融排出物在燒蝕區(qū)域中形成留下的"尖峰"。
[0045] 此外，針對使用具有30kHz的PRF(脈沖重復(fù)頻率）的532nm納秒激光進(jìn)行基板側(cè) 激光燒蝕，在實(shí)驗(yàn)中觀察到很寬的工藝窗，激光電流在24A至30A上的變化和掃描速度從 400mm/s至1000mm/s的變化均顯示了卓越的邊緣清晰度（edgedefinition)，而在該除去 區(qū)域中無顯著的殘留物。
[0046] 圖7為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的激光圖案化工具700的示意圖。工具700包括用 于圖案化基板704上的裝置703的激光701。此外，還示出了穿過基板704圖案化的激光 702,盡管若翻轉(zhuǎn)基板，激光701可用于穿過基板704圖案化。提供基板保持器/平臺705用 于保持和/或移動(dòng)基板704。平臺705可具有孔以適應(yīng)穿過基板圖案化的激光。工具700 可被配置用于在激光燒蝕期間固定基板，或移動(dòng)基板，激光701/702亦可為固定的或可移 動(dòng)的；在一些實(shí)施方式中，基板和激光兩者均為可移動(dòng)的，且在該種情況下，移動(dòng)由控制系 統(tǒng)協(xié)調(diào)。圖7示出工具700的單機(jī)版（stand-aloneversion)，包括SMF760以及手套箱 780和前腔室（antechamber) 770。圖7所示的實(shí)施方式為根據(jù)本發(fā)明的工具的一個(gè)實(shí)例，可 設(shè)想所述工具的許多其他設(shè)置，例如，在無鋰TFB的情況下手套箱可能為不必要的。此外， 工具700可位于具有適當(dāng)環(huán)境的室中，如在鋰箔制造中使用的干燥室。
[0047] 圖8為根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施方式用于制造TFB裝置的處理系統(tǒng)800的示意圖。 處理系統(tǒng)800包括至群集工具820的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口（SMIF) 810,群集工具820配備有標(biāo)準(zhǔn) 或反應(yīng)等離子體清潔（PC或PRC)腔室830和可在如上所述的工藝步驟中使用的處理腔室 C1-C4 (841-844)。若需要，亦可將手套箱850附接到群集工具。手套箱可將基板儲存在惰 性環(huán)境（例如，在諸如He、Ne或Ar之類的惰性氣體下）中，這在堿金屬/堿土金屬沉積之 后是有用的。若需要，則亦可使用至手套箱的前腔室860,所述前腔室為氣體交換腔室（惰 性氣體交換為空氣且反之亦然），這允許在不污染手套箱中的惰性環(huán)境的情況下將基板傳 遞進(jìn)出手套箱。（注意，可將手套箱替換為具有足夠低露點(diǎn)的干燥室環(huán)境，如鋰箔制造商所 用的。）腔室C1-C4可被配置用于制造薄膜電池裝置的工藝步驟，這些工藝步驟可包括以 下步驟：沉積陰極層（例如，通過RF濺射LiCo02);沉