CN102034739A - 含碳基板的图案化方法 - Google Patents

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吴清吉
黄淑娟
许文通
胡志明
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Abstract

本发明公开了一种含碳基板的图案化方法。含碳基板的图案化方法包括以下步骤：提供一含碳基板。于一常压下，以一等离子气体产生一大气等离子。等离子气体包含一氧气。以大气等离子蚀刻含碳基板。本发明的含碳基板的图案化方法，其利用由含氧的大气等离子来蚀刻含碳基板，使得含碳基板的图案化工艺可以增加速率且更加便利。

Description

含碳基板的图案化方法
技术领域
本发明涉及一种基板的图案化方法，且尤其涉及一种含碳基板的图案化方法。
背景技术
含碳基板由于具有高导电性、高强度及可挠性等特性，近年来逐渐受到重视。若在含碳基板上刻画晶体管等电路图案，而制作成纳米碳管透明导电膜(Transparent Carbon Nanotube-based Thin Film)，更可具有多点触控的效果。在纳米碳管透明导电膜可以达到85％透光度、200Ω/sq的情况下，已经可以应用于各式电子产品的触控面板上。
传统半导体工艺是利用微影、湿蚀刻等工艺来形成电路。然而，含碳基板的耐腐蚀性相当好，使得含碳基板的图案化工艺相当的复杂且费时。因此，含碳基板的制造成本一直无法有效地下降，而无法广泛地应用在各式电子产品。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种含碳基板的图案化方法，其利用由含氧的大气等离子来蚀刻含碳基板，使得含碳基板的图案化工艺可以增加速率且更加便利。
根据本发明的一方面，提出一种含碳基板的图案化方法。含碳基板的图案化方法包括以下步骤：提供一含碳基板。于一常压下，以一等离子气体产生一大气等离子。等离子气体通常包含氧气、氮气、氩气及干净压缩空气(CDA)。以大气等离子蚀刻含碳基板。
其中，在提供该含碳基板的该步骤中，该含碳基板为一纳米碳管透明导电膜。
其中，在提供该含碳基板的该步骤中，该含碳基板为一透明导电高分子所制成的导电膜。
其中，在产生该大气等离子的该步骤之前，该图案化方法还包括：提供一无机材质掩模，该无机材质掩模具有一镂空图案；以及将该无机材质掩模贴附于该含碳基板之上，该镂空图案暴露部分的该含碳基板。
其中，在提供该无机材质掩模的该步骤中，该无机材质掩模的材质为金属、陶瓷或玻璃。
其中，在提供该无机材质掩模的该步骤中，该镂空图案以一机械的方式加工而成。
其中，在提供该无机材质掩模的该步骤中，该镂空图案以一激光加工而成。
其中，在蚀刻该含碳基板的该步骤之后，该图案化方法还包括：将该无机材质掩模自该含碳基板移除。
其中，在产生该大气等离子的该步骤中，该等离子气体还包含一氮气。
其中，在产生该大气等离子的该步骤中，该等离子气体为一干净压缩空气。
其中，在产生该大气等离子的该步骤中，该大气等离子以一电弧喷射式等离子产生器所产生。
其中，在产生该大气等离子的该步骤中，该大气等离子以一非热介电质放电等离子产生器所产生。
其中，在产生该大气等离子的该步骤中，该大气等离子为一点状大气等离子。
其中，在产生该大气等离子的该步骤中，该大气等离子为一线状大气等离子。
其中，在蚀刻该含碳基板的该步骤中，该大气等离子以扫瞄的方式蚀刻该含碳基板。
其中，在蚀刻该含碳基板的该步骤中，该大气等离子与该含碳基板产生一化学反应，以使接触该大气等离子的部分的含碳基板形成一反应气体。
采用本发明的含碳基板的图案化方法，可使得含碳基板的图案化工艺可以增加速率且更加便利。
附图说明
图1绘示一种含碳基板的图案化方法的流程图；以及
图2～图7绘示图1的各步骤的示意图。
其中，附图标记：
100：含碳基板
300：无机材质掩模
300a：上表面
300b：下表面
310：镂空图案
310a：内侧壁
500：大气等离子
具体实施方式
以下提出一实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并不会限缩本发明欲保护的范围。此外，实施例中的图式省略不必要的元件，以清楚显示本发明的技术特点。
请参照图1及图2～图7，图1绘示一种含碳基板100的图案化方法的流程图，图2～图7绘示图1的各步骤的示意图。
首先，在步骤S102中，如图2所示，提供一含碳基板100。在本实施例中，含碳基板100是以一纳米碳管透明导电膜(Transparent CarbonNanotube-based Thin Film)为例作说明。纳米碳管透明导电膜的光学特性与氧化铟锡薄膜(Indium Tin Oxide Film，ITO Film)相近。并且纳米碳管透明导电膜有很高的导电率，因此，可以制成高度透明但又导电的薄膜。所以，纳米碳管透明导电膜可以应用在显示器、太阳能电池等需要透明电极的电子装置中，或是用在可挠式晶体管及感应器等光电元件中。另外，在提供该含碳基板的该步骤中，该含碳基板也可为透明导电高分子所制成的导电膜(TransparentConductive Polymer Film)。
接着，在步骤S104中，如图3所示，提供一无机材质掩模300，此一无机材质掩模可为例如：一、金属如不绣钢、铁合金、钛合金及铝合金等素材或经表面处理的素材；二、陶瓷材料如氧化铝、氧化锆、氧化珪等；三、玻璃。无机材质掩模300具有一镂空图案310。镂空图案310即为含碳基板100预定蚀刻的图案。其中，镂空图案310贯穿无机材质掩模300的上表面300a及下表面300b。其中，镂空图案310的内侧壁310a为陡峭侧壁，以方便后续步骤的大气等离子500(绘示于图5)穿越。
在步骤S104中，无机材质掩模300的镂空图案310以一机械的方式或一化学方式蚀刻而成，例如是以一激光加工而成、一刀具切割或微影蚀刻而成。由于镂空图案310的内侧壁310a为陡峭侧壁，因此，在此步骤S104可以机械方式来加工制作，而不需要采用射出成型等复杂的方式。
然后，在步骤S106中，如图4所示，将无机材质掩模300贴附于含碳基板100之上，镂空图案310暴露部分的含碳基板100。无机材质掩模300可以接触含碳基板100也可不接触含碳基板100，端看后续蚀刻工艺的精准度。无机材质掩模300接触含碳基板100时，可以一可脱离式粘胶(或胶带)来固定，或采用机械定位元件等方式来固定。
如上述步骤S104及S106所述，无机材质掩模300的材质不是半导体工艺中所采用的图案化光刻胶或图案化氮化硅(Silicon Nitride)。并且，在无机材质掩模300移至含碳基板100之上前，无机材质掩模300已经形成了镂空图案310，无机材质掩模300并不是在贴附于含碳基板100之上后才形成镂空图案310。
所以，无机材质掩模300的镂空图案310的蚀刻工艺独立完成后，同一片无机材质掩模300可以重复使用于多个含碳基板100。
接着，在步骤S108中，如图5所示，于一常压下，以一等离子气体产生一大气等离子500。常压例如是一大气压或接近于一大气压。
大气等离子500在成本上具有绝对的优势。在设备成本上，大气等离子500不需使用昂贵及笨重的真空设备。在工艺上，待处理物可以不受真空腔体的限制，并可以进行连续式的程序。这些特色都可有效地降低产品的制造成本。
就产生大气等离子500的等离子气体的成分而言，等离子气体至少包含一氧气，例如是一纯氧气、一氮氧混合气体或一干净压缩空气(Clean Dry Air，CDA)。
就产生大气等离子500的装置而言，大气等离子500例如是由一电弧喷射式(ArcJet)等离子产生器所产生或一非热介电质放电(Dielectric BarrierDischarges，DBD)等离子产生器所产生。
就大气等离子500的形式而言，大气等离子500例如是一点状大气等离子或一线状大气等离子。
然后，在步骤S110中，如图6所示，以大气等离子500蚀刻含碳基板。在蚀刻的过程是以无机材质掩模300为遮蔽物，仅蚀刻暴露于镂空图案310的部分的含碳基板100。
如上所述，本实施例的大气等离子500例如是点状或线状大气等离子，所以在蚀刻过程中，大气等离子500以扫瞄的方式来蚀刻含碳基板100。
由于本实施例的大气等离子500由含氧气的等离子气体所产生，所以大气等离子500中含有氧等离子。氧等离子接触含碳基板100时，将与含碳基板100产生化学反应，而形成一反应气体(例如是二氧化碳)。由此化学反应，即可蚀刻含碳基板100。所以，本实施例的大气等离子500与含碳基板100之间的主要的蚀刻作用是通过干式化学反应，而不是通过湿式化学反应或离子轰击。因此，本实施例的蚀刻方式不仅具有相当高的蚀刻选择比，也具有相当高的蚀刻速率。
接着，在步骤S112中，如图7所示，将无机材质掩模300自含碳基板100移除。由于无机材质掩模300不是采用破坏式方式来移除，且大气等离子500也不会蚀刻无机材质掩模300，所以无机材质掩模300可以重复使用于多个含碳基板100的蚀刻步骤。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (16)

1.一种含碳基板的图案化方法，其特征在于，包括：
提供一含碳基板；
于一常压下，以一等离子气体产生一大气等离子，该等离子气体包含一氧气；以及
以该大气等离子蚀刻该含碳基板。
2.根据权利要求1所述的图案化方法，其特征在于，在提供该含碳基板的该步骤中，该含碳基板为一纳米碳管透明导电膜。
3.根据权利要求1所述的图案化方法，其特征在于，在提供该含碳基板的该步骤中，该含碳基板为一透明导电高分子所制成的导电膜。
4.根据权利要求1所述的图案化方法，其特征在于，在产生该大气等离子的该步骤之前，该图案化方法还包括：
提供一无机材质掩模，该无机材质掩模具有一镂空图案；以及
将该无机材质掩模贴附于该含碳基板之上，该镂空图案暴露部分的该含碳基板。
5.根据权利要求4所述的图案化方法，其特征在于，在提供该无机材质掩模的该步骤中，该无机材质掩模的材质为金属、陶瓷或玻璃。
6.根据权利要求4所述的图案化方法，其特征在于，在提供该无机材质掩模的该步骤中，该镂空图案以一机械的方式加工而成。
7.根据权利要求4所述的图案化方法，其特征在于，在提供该无机材质掩模的该步骤中，该镂空图案以一激光加工而成。
8.根据权利要求4所述的图案化方法，其特征在于，在蚀刻该含碳基板的该步骤之后，该图案化方法还包括：
将该无机材质掩模自该含碳基板移除。
9.根据权利要求1所述的图案化方法，其特征在于，在产生该大气等离子的该步骤中，该等离子气体还包含一氮气。
10.根据权利要求1所述的图案化方法，其特征在于，在产生该大气等离子的该步骤中，该等离子气体为一干净压缩空气。
11.根据权利要求1所述的图案化方法，其特征在于，在产生该大气等离子的该步骤中，该大气等离子以一电弧喷射式等离子产生器所产生。
12.根据权利要求1所述的图案化方法，其特征在于，在产生该大气等离子的该步骤中，该大气等离子以一非热介电质放电等离子产生器所产生。
13.根据权利要求1所述的图案化方法，其特征在于，在产生该大气等离子的该步骤中，该大气等离子为一点状大气等离子。
14.根据权利要求1所述的图案化方法，其特征在于，在产生该大气等离子的该步骤中，该大气等离子为一线状大气等离子。
15.根据权利要求1所述的图案化方法，其特征在于，在蚀刻该含碳基板的该步骤中，该大气等离子以扫瞄的方式蚀刻该含碳基板。
16.根据权利要求1所述的图案化方法，其特征在于，在蚀刻该含碳基板的该步骤中，该大气等离子与该含碳基板产生一化学反应，以使接触该大气等离子的部分的含碳基板形成一反应气体。
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