1294258 九、發明說明： [發明所屬之技術領域] 1 &本發㈣有關於光電領域。本發明特別與具有光學功 •能之裝置之製法有關。另外’本發明也與具有光學功能之 印刷電路板之製法有關。 [先前技術] 在高速通訊上使用光的脈衝序列（puIse sequence)做為 ，號傳遞已逐漸受到重視。例如光積體電路⑼⑶在高頻 •寬光學互聯中曰漸重要。所以例如波導、濾鏡、光互連、 透鏡、繞射光柵等光學元件之整合也變得相形重要。 t平面光波導包含之包層，由於核之折射 二回於包層，故使光線能在核内傳播。相嵌型或平面型之 =波導可在基板上製成，例如，印刷電路板譬如背板或半 導體晶圓，藉由在基板上覆蓋底部包層（bottom ciad =yer)，在底部包層上再覆蓋上核層；製成圖案之核層可以 鲁疋一個或數個核結構，且在底部包層與核結構之上再製成 頂部包層（top c】ad layer)。將波導核層圖案化，例如，可藉 由‘準之光姓刻微景> 技術和利用圖案化之光阻來進行姓 刻，或透過光罩曝光後使光可成像之核層顯像。 在波導形成上使用之光蝕刻微影技術，通常著重在波 導核結構之形成。然而，亦期望藉由光蝕刻微影技術在波 導包層上結合細微結構之能力。這將大大地提供可製造性 的選擇，例如為了波導連接（例如：光纖）、對準準確性、— 光黾j且之放置和離面光（0Ut-0f_plane丨ig】lt)之調變（例如： 93203 5 I294258 製法’此製法包括在印刷電路板之基板上形成第一包層， 弟 包層上形成核’在第一包層和核上形成第二包層。 包層和/或第二包層包含具式（RSi〇i 5)和（R]Si〇〗5)之 ΌΌ 一 早凡之聚合物（其中R和Rl係不同之基團，各為選自經取 代未經取代之有機基團）以及光活性成分。將第一包層和 /或第二包層之一部份予以光蝕刻微影圖案化。 [實施方式] =硪本發明之上述及其它目的、特徵以及優點能更日; -頁易丨重，將與較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明^ 發明之實施例。 本發明提供具有光學功能之裝置之製法。此裝置包與 層和核結構之光波導。此包層由—至數層感光性， ,、此等感光性層中之圖案係以光蝕刻微影技術靠 m層包含具有式（卿1·5)之單元之有機·無機混成聚 』生成分係經取代或未經取代之有機基團），以及光活 :非^說明，否騎提供之混合物構成單元之重量 I刀比，疋指在溶劑不存在之情況下。如在本文中， 聚合物，，包含寡聚物、二聚二 “ 含同質性〒入減y勿一^物、四聚物等，其中包 』貝μ s物（h_P0Iymer)，和更高層級 由二或數個不同單#所谨& 从口 &各如 HA，，传Γ: 物和異質性聚合物。術 …絲料直鏈型、純型和料基 ^ 經取似可於鏈巾錢上包含㈣子 取代或未 經取代或未經取代之芳㈣基團且7 係指 匕括雜％ 〇術語，，鹵 93203 7 1294258 /r、和"鹵包含氟、氣、漠和碘，因此，，鹵化，，一詞所指為氟 =、氯,、漠化和雄化。詞語「一」（a或an)在這裡的含 〜可乂疋個或多個。詞語，，之上，，和，，在··之上，，在定義空 ^上的關係―可以互換使用，而且包括了插人層或結構之 存在或不存在。 处現參考帛1圖說明本發明。第J圖係為一具有光學功 月b之裝，’在依照發明之示範觀點下各個階段之製法剖面 ，带如第1圖⑷所不’提供基板102。典型的基板包含製 1造電子裝置諸如印刷電路板、積體電路和液晶顯示器 (LCDs)時所使用者。該基板之例子包括環氧化物層壓物、 ，胺薄膜、半導體晶圓譬如矽、砷化鎵、磷化銦晶圓 年’以及玻璃基板。在基板之上—般包括—或數層或結構， 例如’導電性材料譬如氧化石夕、氮化石夕、氮氧化石夕、藍寶 石、環氧化物層壓物、聚亞醯胺、聚矽氧烷，以及金2材 質譬如銅、紹等。 ,在基板102上有底部包層104,底部包層是由組成物 所構成，該組成物包含具有式（RSi〇15)之單元之聚合物， 其中R是指經取代或未經取代之有機基團，聚合物可含有 豐畐末端官能基。組合物還可進一步包括於光活化時會改 變溶解度之成分。 " 在本發明中所使用之聚合物包括倍半石夕氧烧、籠式石夕 氧烷及其混合物。組合物中聚合物之含量係從、至二5重 量％，例如為60至98.5重量％。例示之有機基團r包括經 取代或未經取代之烷基、芳基和雜環基。烷基可以是直鏈、 93203 8 1294258 分支鏈或環狀之具有由1至20碳原子，典型地具有1至 20碳原子，譬如甲基、乙基、丙基、異丙基、第三·丁基、 第二·戊基、辛基、癸基、十二烷、鯨蠟基、硬脂基、環己 基和2-乙基己基。該烷基可在烷基鏈之内和/或之上由雜原 子（heteroatoms)取代，或可以是非芳香族之環狀基團，譬 如％戊基、環己基、降萡基、金剛烷基、六氫吡啶基、四 氫呋喃基、四氫噻吩基。例示之芳基包括該等具有6至2〇 個碳原子者，例如具有6至15個碳原子譬如苯基、甲苯基、 苯甲基^奈基、奈基和2-菲基，也可經由雜原子取代 譬如，基和/或胺基。雜環基可以是芳香族譬如噻吩、吡 啶、嘧啶、吡咯、磷雜環戊二烯（ph〇sph〇le)、砷雜環戍二 烯（arsole)和咲π南。 一般疋指經取代和未經取代之甲基、乙基、丙芙、 環戊基、環己基、苯甲基、苯基、金剛烧基及^且/ 聚合物可以形成共聚合物（⑶PGlymer)或更高級數之 身聚合物，可能是無規或嵌段⑽叫型式。聚 可以包括，例如-或多個額外之含石夕單元，以聚入物:基 準，每個旦單元比例的範圍可由u85重量％、例如由= 至80重量％或由25至6〇重量％ ’或由25至％重量。乂。 而此額外的單元可^倍切氧H切氧朗、石夕氧 ㈣及其^合，來說’聚合物可進—步含有式(的心 之导兀 R如上述之尺’是指經取代或未經取代之有 =團。R和Ri其中之一’例如選自經取代或未之 和RU—者料自經取代絲經取代之芳 93203 9 1294258 基。此聚合物例如可為烷基矽類聚合物譬如含有甲基倍 矽氧烧單元和丁基倍半石夕氧炫單元之共聚合物；芳^類 聚合含有苯基倍半石夕氧燒單元和三氣甲基苯基—倍 t半石夕氧烧早疋之共聚物；或是芳族燒基石夕類化合物蓉如含 有曱基和苯基倍半矽氧烷單元之共聚物。 β 合適之矽氧烷類包括式（(R2)2Si0)之單元，苴中R2為 經取代或未經取代之有機基團，例如，烧基譬如、甲基、乙 基、丙基等，或芳基譬如苯基、甲苯基等。 ♦ “ '上所述’該聚合物之側鏈基團可選擇性地經取代。 “取代”是指-或數個側鏈上之—或數個氫原子經其它取 代基團取代’例如包含：氛、鹵素譬如ϋ和氯，（c 烧基、（CA)齒烧基、（Cl_Cl0)燒氧基、（c】_Ci〇)烧裁基、 (CVC㈣氧基羧基（alkGxyearbGnyl)、（Ci狀基叛氧基 (alkylcarbonyloxy)、烷胺類及硫烷類的物質等。不論是無 規的或嵌段之聚合物都可包含大範圍之重複單元。本發明 _中所使用之聚合物單元可以由5幻5〇個重複單元，血型 地由H)至35個重複單元；及本發明所使用之㈣烧單位 可，有例如由5至15〇個重複單元，典型地由7至25個重 複單元。因此聚合物之分子量有很大範圍的變化，通常聚 合物之平均分子量（Mw)由約500至15〇〇〇,更典型地由約 1000至10000，更甚典型地由約1000至5000。 此聚合物含有容許光活化後於組成物中溶解度改變之 7個或兩個以上官能性末端基。該等末端基可為例如羥基； 烷氧基譬如乙氧基、丙氧基；異丙氧基；羧酸酯、胺基、醯 ]〇 93203 1294258 胺基、環氧基、亞胺基、羧酸、酸酐、烯烴、丙烯酸、縮 -醛、原酯（orthoester)、乙烯醚及其組合。官能性末端的含 s； 量，以聚合物為基準約〇·5至35重量％，例如由約1至j〇 r 重量％或由約2至5重量％。 組成物進一步含有光活性成分。乾燥狀況下光活性成 分在顯像劑中會改變組成物之溶解度。光活性成分在活化 後通常會產生酸或鹼。本發明所使用之多種光活性成分包 括’但不限於’光酸產生劑（Photoacij Generator)和光驗 Φ產生劑。 本發明中所使用之光酸產生劑可以是任何化合物或在 感光後會產生酸之化合物。已知合適之光酸產生劑包括但 也不僅限於此，有鹵化三畊、鏺鹽、磺化酯類、經取代之 羥基醯亞胺、經取代之羥基亞胺、·疊氮、萘醌譬如重氮萘 醌、重氮化合物及其組合。 特別使用之鹵化三哄，例如有鹵化烷基三畊譬如三鹵 ^甲基+三畊。s-三哄化合物是特定的甲基_三鹵甲基+三畊 和特定的酿類或酸類衍生物經縮合反應之產物。該s_三畊 =合物可根據揭露在美國專利號3,954,475和 等人在 ~lletm 〇f-^--^Blical_S〇cietv of 42, 2924 30 (1969)所提出之步驟而製備。本發明使用之光酸產 生物之其它s-三哄化合物類型，例如揭露在美國專利號 5,366,846 中。 帶有弱親核性陰離子之鏡鹽特別適合用做本發明中之 光酸產生劑。這等陰離子之笳你丨氣 & 丁<乾例為兩價至七價金屬或非金 93203 1294258 屬的ii素錯合物陰離子，例如：銻、錫、鐵、鉍、鋁、鎵、 銦、鈦、鍅、銳、鉻、給、銅、棚、碟和坤。合適鐵鹽的 例子包括但不僅限於此，重氮鐵鹽譬如二芳基-重氮鏺鹽和 週期表上VA族、VB族、VIIA族、VIIB族及VIA族的鐵 鹽’ i鎢鹽譬如碘鑰鹽、四級銨鹽、磷鏺鹽、珅鏺鹽、硫 鑰鹽譬如芳香族的硫鐃鹽、亞楓鐺鹽或硒鏠鹽。合適鐵鹽 之例子揭露在美國專利號4,442,197、4,603，101和 45624,912中。硫鍚鹽譬如三苯基硫鐺鹽六氟磷酸鹽 鲁(triphenylsulfonium hexafluorophosphate)及其混合物都是 典型的例子。 本發明使用做為光酸產生劑之磺化酯類，例如，碍醯 氧酮（sulfonyloxy ketones)。合適之磺化酯類包括但不僅限 於此’安息香甲苯磺酸酯（benzoin tosylate)、α _(對曱苯石蔷 醯氧基）-醋酸第三丁基苯酯、曱苯磺酸_2,6_二硝基苯甲 酯、α-(對曱苯磺醯氧醋酸第三_丁酯。這些磺化酯類的 4列子揭露在—rnal of -Xhotopolym^e^ Science ^nH Technology^ vol.45 No.3,337-340(1 991) ^ 〇 可使用的經取代之經基酿亞胺，例如：正三氟曱基石黃 醯氧基-2,3-二苯基馬來醯亞胺和2_三氟甲基苯磺醯氧基 -2,3-二苯基馬來醯亞胺。合適的經取代之羥基醯亞胺包括 2-(-氰基-2-甲基亞T基）-(5-羥基亞胺丁基磺醯基）_噻吩。 本發明中所使用之疊氮類例如包括2,6_(_‘疊氮苯亞甲基） 環己酮。奈醌可包含有2,3,4-三羥基二苯曱酮之2，^重氮 萘醌-4-磺酸酯。重氮化合物可使用ι，7-雙（心氯化磺醯基苯 93203 12 1294258 基重氮-3,5-庚二酮。 本發明中所使用之光驗產生劑可以是任何化合物或在 感光後會釋放鹼之化合物。合適之光鹼產生劑包括但不僅 限於此，胺基甲酸苯曱酯、安息香胺基曱酸酯、〇_胺基甲 酿基羥基醯胺、0-胺基曱醯基肟（carbamoyloxinie)、芳香 族磺胺類、α-内醯胺、N-(2-烯丙基乙烯基）酿胺、芳基疊 氮化合物、N-芳基曱醯胺、4·(鄰-硝基苯基）二氫吡啶及其 組合。 > 本發明中用來改變溶解度之光活性成分含量，以負向 性工作材質（negative w〇rking material)為例，任何足以改 f組成物溶解度之光活性成分含量，在以光化輻射曝光後 冒使感光部份不溶解於顯像劑中。光活性成分通常在組合 物存在之含量為〇」至25重量％，例如為〇」至12重量 或一個以上能增加由組成物所形成結構韌性之成分 2在於組成物中。這些增加純的物質通常包含多種的 /能基，其後選自經基、胺基、硫醇、續化醋、幾酸醋、 :烷酯：酸酐、吖丙啶、羥甲基甲基(met—hyl)、矽 物 '氧雜環7'烧、乙婦鱗、石夕烧醇及其組合。 在4加早刃性的物質中， 型的骨幹材粗七4 月匕基通常是接在骨幹材料上。典 類、 * 了經取代和未經取代之烷基和芳基烴 妒、取t、，烯H祕清漆、聚醒亞胺、聚胺基甲酸 米粒；二ί碉、聚_、芙樂烯⑽1erene)、P0SS矽、奈 骨幹上=組合。這些官能基可位於骨幹末端基和/或延著 月I干上—或一個以上之位置。 93203 ]3 1294258 增加韌性物質之例子有式（r3(oh)x)的多元醇，其中 -R3是選自經取代或未經取代之（CrC：25)烷基、（c7-c25)芳 基、（Cg-C25)芳烧基、（CrC25)環烧基及其組合之有機基， V 其中X表示2或2以上且不超過碳原子數。當乂為2時， 增加韌性之成份之例子，包括為1，2-二醇類，馨如 HOCHrCHOHJCHOy-CH3，其中y例如可以是〇至22， 例如丙二醇和丁二醇。其它的例子包括二醇類，譬 如HO-(CH2)z-〇H，其中Ζ例如可以是2至25，嬖如乙二 _醇、1，3-丙二醇和i，4 丁二醇。當x為3的例子，包括甘 油和三經甲基丙烧。 R也可以是式-〇_(CR42)w-之聚醚，其中w可以是^ 至13，而R可以是相同或不同之基團，例如Η、經取代 或未經取代的式Cl_C]2之烧基、芳基、芳烧基或環燒基之 ^機基團。這些增加祕成分的例子包括聚環氧乙烧、聚 %氧丙烷、聚環氧丁烷、聚四氫呋喃之聚醚二醇類。 ，增加韌性之成分可具有重量平均分子量例如由Μ』 5〇00 ’例如由62至2_，該成分以有效含量存在以改i 先活化之前和之後於乾燥狀態之組成物㈣。 幹和增加勃性成分之官能基之祕^ 刀1 〇可存在於組成物中之含量由〇 5 %’例如由2至20重量。/〇。 乃重， W上述增加韌性物質外 ， 丁"一仰貝邓，詈如」 ((Ris'o)之聚合物的矽氧烷也可使用。 其他添加劑可選擇性存在於本發明之組成物中 93203 14 1294258 限於表面整平劑（surface 】eve】ing agaent)、濕潤劑、消 劑、黏著促進劑、觸變劑、填料、黏度調節劑等，這些 '•習知之添加劑是用在覆蓋組成物之技術上。例如使用矽酸 1 f::做為表面整平劑，譬如從D〇w Chemica】c〇—辦所 仵的SILWET L_7604石夕酸基油可用在組成物中。可察覺 ftf以上之添加劑可組合使用在本發明之組成物。例 ^=可與觸變劑合併使用。使用於組成物中該視需之 二決於特殊添力，及所欲效能，且都在習知 旦小於^些額外的添加劑通常存在於組成物之含 里；重罝〇/〇，例如小於2.5重量％。 用於本發明方法之組成物可選擇 機交聯劑。交聯劑包合 ^夕们之有 份連接之物# 例如為以三維方式將組成物之成 硬化而形成聚合的有機交聯劑與含石夕聚合物 等有機交聯劑有可能；單：=1像劑中的溶解度。該 察覺交聯劑之組合可成功:用二:明熟f此項技術者應 本發明中所借+ A1 此，含胺化合物、含产2機交聯劑’包括但不僅限於 驗基團的化合物、經^基其之物質、包含至少兩個乙烯基 合。典型之交聯劑包括入:取代之芳香族化合物及其組 本發明中二Cl物和含環氧基之物質。 U為有機交聯劍 不僅限於此’三聚氰胺單^ “女化合物，包括但 基三聚I胺、笨并-取―Ά 胺聚合物、經统基f 二永氛胺樹月旨、苯并三聚氰胺酸樹 93203 15 1294258 脂、尿素_曱醛樹脂、甘脲_甲醛樹脂及其組合。 熟習此項技術者應察覺合適之有機交聯劑濃度，會隨 著例如交聯劑反應性和組成物之特殊應用性而改變。通常 使用於組成物之交聯劑用量由0」至50重量％，例如由〇.5 至25重量％或由1至20重量〇/0。 该組成物可以選擇性含有一或數種溶劑。溶劑可幫助 配製組成物及被覆組成物在基板。可使用多種溶劑。合適 的溶劑包括但不僅限於此，乙二醇醚譬如乙二醇單曱醚、 籲丙二醇單甲職二丙二醇單甲⑽，㈣譬如乙二醇單甲謎 醋酸酯（methyl Cell0S0lve acetate)、乙二醇單乙醚醋酸酯、 ^二醇單甲賴酸醋、二丙二醇單曱㈣㈣、二元醋， 碳酸酷譬如碳酸伸丙西旨、^丁内醋，醋類譬如乳酸乙醋、 醋酸正戊S旨和醋酸正丁醋，醇類譬如正丙醇、異丙醇，嗣 類譬如環己酮、甲基異丁基酮、二異丁基酮、2_庚酮，内 醋譬如r-丁内醋和7_己内醋，醚類譬如二苯基趟和苯甲 ^辛U言如1，3,5_二甲基苯、甲苯、二曱苯，雜環化合 =譬如N-甲基_2|各烧酮、N,N，_二曱基丙稀尿素或其混 合物。 組成物之製備可藉由混合摻雜含矽聚合物、催化物辛 其它有需要之選擇性物質。 底部包層104(如同其它所描述之波導層)可以其它習 知技術製成，包括但不僅限於此，平網印刷(π· Pm响）、淋幕塗佈（_⑽咖叫）、滾塗（r〇】】e ⑽加g)、精密塗佈（slQtcQating)、旋轉塗 93203 16 1294258 滿版塗佈（flood coating)、靜電喷霧（e】ectr〇static s_^、 貝^ (spay coating)或濕式塗佈⑷卩⑶化叫卜當底部膜 層藉由噴塗形成時，可選擇地使用熱噴搶。組成物之黏性 可猎由黏度調節劑、觸變劑、填料等，調整為滿足每個應 用方法之需。 … 經塗佈的基板可使用力口熱來充分地移*組成物中該層 之任何溶劑。該乾燥法端視所選之特定溶劑可在各種不同 的溫度下進行。典型乾燥法可由2〇至3〇(rc内之各種溫度 中例如由至2〇〇 C ^此乾燥法，例如可於溫箱或加熱 板上進行5秒至60分鐘的時間。底部包層1〇4通常在乾燥 狀況下沉積至一定厚度由约！至1〇〇//m，例如由約1〇至 50 // m ° 第1圖（B)係為底部包層104其次以光姓刻微影技術 (Ph〇tolithographica„y)處理以於其中製成一或數個圖案 106。底部包層1〇4通常透過含有所需圖案之光罩以光化輻 产曝光’使圖案傳遞至底部包層。典型光罩包括，例如玻 璃上之鉻圖案、聚乙烯上之銀圖案或聚酯上之重氮圖案。 輻射量一般由10至2000mJ/cm2，例如由5〇至woo mJ/Cm2。曝光之波長通常由29〇至45〇1^，例如由3⑼至 400nm。可選擇地使用無光罩曝光技術。適合之曝光方法 包括接觸成像（contant imaging)、投影成像、雷射直寫成像 (laser direct write imaging)，包括多光子吸收之雷射直寫成 像0 曝光後底部包層1〇4曝露在顯像溶液中以移除部分包 93203 ④ 1294258 :以貝向性工作材質為例，未曝光之部分包層會去除掉。 2劑可以是液態或非液態之_溶液或其組合，也可選 亦=s或一種以上之添加劑，例如：消泡劑'表面活 劑：。典型液態顯像劑包括鹼金屬氫氧化物譬如 矛氫氧化鉀之水溶液，還有氫氧化四烧基鐘譬如氨氧化 四甲基銨水溶液。該等顯像劑通常使用之濃度由 2N，例如 0.15 至 1N 或 0.26至0.7. . /、型非液態顯像劑包括有酮類譬 甲基兴丁基酮、％己酮、2_辛酮、2· 基酮；醇類孽如乙萨、思&^ 基異戊 “ 如乙釦、異丙醇、正丙醇、正丁醇、異丁 和本甲酵；酯類譬如醋酸乙酯、丙酸乙酯、乳酸乙酯.二 醇醚類譬如乙二醇甲醚、丙二醇乙醚、丙二醇甲醚；乙： 醇㈣類譬如乙二醇單甲喊醋㈣和丙二醇單甲峻醋酸 醋，芳香族譬如甲苯、二甲苯、氯苯、二氯苯等及其組合。 通常顯像處理時溫度由2〇至85t，例如由至 、激烈擾動下顯像時間可在】〇分鐘内，例如5分鐘内、 2分鐘内、！分鐘内或3G秒内。顯像可在靜態顯像室或喷 射室内進行。典型之噴射壓範圍由5至4〇_，例如由W 至25ps卜 項硬化步驟。此 輻射做滿版曝光 擇性地，例如置 如氮氣或氬氣中 顯影後’底部包層1 〇4要經歷最後一 硬化包括，例如以1至2joules/cm2之光化 (flood exposure)。此波導也可額外地或選 於由約130至300°C的空氣或惰性氣體譬 加熱。 93203 18 1294258 第1圖（c)係為核層108其次形成於底部包層1〇4和基 材1〇2之曝露部份，經過加工製成波導核心ιι〇，如第ι 圖⑴）所示。此核心材質經選擇以致於折射率大於底部包層 1〇4組成核層108之組成物可以是光可成像性或非光可成 象的且可彳丈上述底部包層1 〇4之材料或其它已習知之 材料來廷擇。因而此核心j i 〇可產生如圖之光姓刻微影。 藉由改變折射率可選擇性地製成核心，例如在直接成像之 處理中’將核層⑽以光化輻射曝光，而不需要實際地從 響核層裡移除材質。 〜接著在底部包層104和核110上形成頂部包層ιΐ2, 如第1圖（Ε)所示。在示範之方法中，頂部包層ιΐ2是光可 成像性的，可使用上述關於底部包層1〇4之相同材料做為 =部包層112°頂部包層之折射率要小於核結構㈣，且通 常使用和底部包層相同或實質上相同之材料做為頂部包 層。頂部包層112是以上述關於底部包層1〇4之方法進行 鲁光蝕刻微影之處理，且因此產生圖案114、ιΐ6，如第！ J (F)所示。 團 、依照本發明方法允許包層104、112其中一層或兩層以 光餘刻微影處理，以製做包層上之圖案。若底部或頂部勺 層不能產生光姓刻微影圖案’則該層可藉由使用光敏性組 成物，將整面以光化輻射曝光做光硬化（ph〇t〇c㈣）。熱活 性成分譬如熱酸產生劑或熱鹼產生劑可用來取代光活性成 分，於此情況下該層可為熱硬化。 成 本發明方法允許在構成波導包層之一或一層以上形成 93203 19 1294258 圖案。該等圖案可用來做為，例如波導之連接（如：光纖）、 1對準準確性（如：對準標誌）、電子裝置之放置（如：裝置凹 處）、離面光之調變（如：光導孔）之目的。熟習此項技術者 •應祭覺包層上圖案具有許多有用之目的。 本方法尤其適合使用在電子裝置之製造上，譬如包含 光學波導型式之光學功能之印刷電路板及積體電路。 第2圖說明示範之電子裝置118，依照本發明以光蝕 刻微影技術在包層形成圖案。除非另有指明，所用方法和 材料如第1圖所述。電子裝置n 8可為印刷電路板、半導 體裝置譬如積體電路或液晶顯示器。裝置118包括前述之 ”電子裝置基板102，例如：印刷電路板基板、半導體晶圓 •或液晶顯示器基板。在基板102表面可形成底部包層1〇4 和:或一個以上之圖案。顯示之裝置中，底部包層1〇4藉 曝光於光化輻射和顯像來成像，可在底部包層形成對準^ 案（alignment patterns)(對準標諸（alignment fiducials))i2〇、 鲁連接态凹處（connectorization recess) 122和電子裝置凹處 124。對準圖案12〇使後續之處理能準確性對準，例如：進 行光蝕刻微影處理時光罩到基板之對準或雷射熔損時雷射 之對準。在底部包層之連接器凹處122，可提供放置連接 器（未圖示）之凹處，該連接器連接例如包埋在波導（例如該 等包含核心Π0Α)之光訊號載體（如：光纖）。裝置凹處124 具有先前形成之金屬化結構，其可包括電子引線（e】ectncai 】ead)和搭接片（bonding pad)126，以具有電力地連接一或一 個以上之電子裝置（未圖示）。此示範之電子裝置可以是嬖 93203 20 1294258 如雷射或光偵測器之光電裝置。
核結構]1 0A和11 〇JB如A 如间則述在底部包層104形成。 其次在底部包層HM和核結構n〇A、_之部份形成頂 部f層m。可於頂部包層形成一或一個以上之圖案。在 不乾裝置中，頂部包層112藉由光化輻射曝光和顯像以成 像出圖案。譬如連接器狹縫128和光導孔13〇之結構可於 其中形成。連接器狹，縫128可和連接器互相匹配而相結 。。亥連接&例如含—至數根光纖而用以連接包埋波導 ，遍。此狹縫之幾何圖形僅心範性的也可期 形。可提供連接器狹缝128釦、奎拉 ^ ^ _、 狄縫128和連接凹處122以確保連接器。 光^孔130可和一或一個以上核結構n〇B形成光通訊， 亚巍-個離面（out-of_piane)光徑進入或離開波導。雖然 月特疋之包層圖案’惟該等結構僅為示範性且可形成 其它結構。 下列預先舉出的例子用來進一步說明本發明之示範 _例’:不是用來限制本發明在任何方面上之範圍。所提供 之重量百分比是依照含有溶劑之全部組成物為基準。 歧( photopatterned 二 —、、且〇 45.〇〇重量％丙二醇單曱醚醋酸酯、54.84重量％ ^ =曱基曱基矽倍半氧烷（以聚合物為基準為42.5 : · 1二重1%)、G·15重量％甲笨賴（三苯基硫鐃）鹽和 • 1重量％D〇WSILWETL7604矽氧烷系油（矽酮油）為混 93203 2] * 1294258 合物。此組成物以2000rpm之轉速旋轉塗布在六叶二氧化 _物被覆之％晶圓上’並在线中之加熱板上以航軟烤 ’ (soft-baked)兩分鐘，直到厚度為8_。底片圖形㈤蘭k) 被直接地放置在組成物上。此圖形包括了形成各種尺度形 狀之對準標諸之圖案，例如交叉線Μ Η·)、同心 圓和卯度角。施用800mJ/cm2之光化輻射於該構造，接著 1空氣中於9G°C進行曝光後供烤（pQst_expGsure_bake，又 稱為更烤）兩* 然後將此經曝光之晶圓浸在〇 7N氫氧 •化鈉的顯像溶液’保持在37仰⑽。_ 3〇秒。此晶圓 以去離子水洗濯並乾燥。以期。c加熱該晶圓分鐘。因 此形成具有對準標記圖案之底部包層。 暑 核結構 、’且。45重里％丙二醇單曱基醚醋酸酯、重量。乂苯基 -曱基石夕倍半氧烧（以聚合物為基準為％: Μ重量％)、1〇 籲重量％聚四氫㈣、4."重量％甲苯確酸三苯基硫鍚鹽和 0.01重量％ Dow SILWET L_76〇4石夕氧烧系油為混合物。此 組成物以2000rpm之轉速旋轉塗布在已被覆包層及經圖案 化之晶圓，並在空氣中之加熱板上以赃軟烤兩分鐘，直 到厚度為8_。底片圖形直接地放置在組成物上。此圖形 包括了形成各種尺度形狀的核之圖案，例如直線的、分支 的和彎曲的’形成一定形狀的核長度在2至14咖，寬度在 5至⑽間。施用800mJ/cm2的光化輻射於該構造，接著 在空乳中以90C硬烤兩分鐘。此經曝光的晶圓浸在〇 93203 22 1294258 •，氧化鈉的顯像溶液’維持在^代⑽^内心^此 t ^以去離子水洗濯並乾燥。以200。(：加熱該晶圓1〇分 ’.里，核結構因此製作在經圖案化之底部包層。 底圖形在製作圖案;L有所不同外，頂部包層和 彤成：疋用相冋的材料和步驟。此底片圖形包含用以 圖士見〇至1250，’ *05至3cm之各種尺度之狹縫之 二大此形成包含光波導、具有對準標狀底部包層及 八有狹縫之頂部包層之裝置。 實施例2 底部包層 —、5 ·〇〇重里/〇丙二醇單甲醚醋酸酯、59.99重量％ 旦。土夕彳"半氧烷（以聚合物為基準為33 : 67重量❹/〇)、 ，5重量。/❸二羥基末端化聚環氧乙烷# 〇· SILWET U7604 功各 ^ 、 虱烷糸油為混合物。此組成物以 =之轉速旋轉塗布在六叶二氧化物被覆之石夕晶圓， 、=工乳中之加熱板上以90t軟烤兩分鐘，直到厚度為 〆· 此晶圓最後在空氣中以2〇〇t加熱ι〇分鐘。因此 形成底部包層。 核結構 〆3 35·〇0重量〇/0丙二醇單甲醚醋酸酯、54.79重 93203 23 1294258 苯基-曱基矽倍半氧烷（以聚合物為基準為5〇:5〇重量％)、 10重1%聚二苯基矽氧烷、0.20重量％曱苯磺酸三笨基硫 鐵鹽和0.01重量％ Dow SILWET L_76〇4石夕氧燒系油= 合物。此組成物以3_rpm之轉速旋轉塗布在已被覆包戶 及經=案化之晶圓，並在空氣中之加熱板上以η。。。軟烤 兩分知，直到厚度為8μηι。底片圖形直接地放置在此组成 物此圖形包括了形成各種尺度形狀的核之圖案，例如直 線的、：支的和彎曲的’形成一定形狀的核長度在2至 14cm’寬度在5至15μηι間。施用43ηι^2的光化輕射於 此，造’接著在空氣中以赃硬烤3G秒。此經曝光之晶 圓浸在G.7N氫氧仙之顯像溶液，維持在37代（⑽。f) 内2分鐘。此晶圓以去離子水洗濯並乾燥。以2〇〇。匸加埶 該晶圓10分鐘。核心結構因此製作在底部包層。 蝕刻撒影圖荦 Φ 、 & 35·00重畺/〇丙二醇單甲驗醋酸酯、57·99重量％ 苯基甲基石夕倍半氧烧（以聚合物為基準為重量％)、 5重+量％二經基末端化聚環氧乙燒、〇2重量％過氟丁石黃酸 二苯基硫鎗鹽（perfIuorobutanesu]f〇nate)和 〇 〇】重量 ％ Dow SILWET L-76〇4石夕氧炫系油為混合物。此組成物以 圆㈣之轉速旋㈣布在已«底部包層和核結構之晶 圓’亚在空氣中之加熱板上以9〇t軟烤兩分鐘，直到厚度 為16，。底片圖形直接地放置在此組成物。此底片圖形 包含用以形成寬50 i Ε Λ 見主]250_，長0.5至3cm各種尺度的 93203 24 1294258 '狹縫之圖案。施肖30〇mJ/cm2的光化輕射於此構造，接著 在通風下以90 C硬烤30秒。此經曝光的晶圓浸在〇 7N氫 ’氧化鈉之顯像溶液，維持在37.8。(：（1〇〇卞）内2分鐘。此晶 ••圓以去離子水洗濯並乾燥。該晶圓最後在空氣中以2〇旳 加熱10分鐘。因此形成含有光波導和具有狹縫之頂部包層 之裝置。 實施例λ 層（具有光蝕刻撒影圖案） 組合45.00重量％丙二醇單曱醚醋酸酯、5〇·84重量％ ^苯基-甲基-二甲基矽倍半氧烷（以聚合物為基準為32.5 ·· • 52·^15重量％)、0·15重量％甲苯磺酸三苯基硫鏺鹽、4 〇〇 重 聚環氧丁烷（polytetramethyIene 〇xide)(Mwi〇〇〇)和 0·01重量％ Dow SILWET 1^7604矽氧烷系油為混合物。此 組成物以200〇rpm之轉速旋轉塗布在六吋二氧化物被覆之 着f晶圓，並在空氣中之加熱板上以9〇t：軟烤兩分鐘，直到 厚度為8μηι。底片圖形直接地放置在此組成物。此圖形包 括了形成各種尺度形狀的對準標記之圖案，例如交叉線、 同〜圓和9〇度角。施用500mJ/cm2之光化輻射於此構造， 接著在空氣中以90°C硬烤兩分鐘。此經曝光的晶圓浸在 0·7Ν氫氧化鈉的顯影溶液，保持在37 8^(1〇〇〇F)W 3〇秒。 t晶圓以去離子水洗濯並乾燥。以2〇〇t加熱該晶圓分 鐘。因此形成具有對準標誌經圖案化之底部包層。 93203 25 1294258 核結才盖 組合35.00重量。/❹丙二醇單甲醚醋酸酯、54·79重量％ '"土甲基石夕倍半氧烧（以聚合物為基準為5 〇 ·· $ 〇重量％ )、 W重里％聚二苯基矽氧烷、020重量％ ，。.〇丨重量一議〜760“夕氧坑系：： 。物。此組成物以3000rpm之轉速旋轉塗布在已被覆包層 及經圖案化之晶圓，並在空氣中之加熱板上以軟烤 兩分鐘’直到厚度為8μηι。底片圖形直接地放置在此組成 勿。此圖形包括用以形成各種尺度形狀的核之圖案，例如 直線的、分支的和彎曲的，形成一定形狀的核長度在2至 4::’寬度在5至15叩間。施用43mW的光化輻射於 接著在通風下以㈣硬烤3Q秒。此經曝光的晶 在0.7N氫氧仙的顯像溶液，維持在37。㈠ 2 2分鐘。此晶圓以去離子水洗濯並乾燥。以⑽。c加敎 〜晶圓10分L結構因此製作在底部包層。 jjjp包層 笨其組:/一.00重量％丙二醇單甲_⑻旨、㈣重量％ 52土 基縣半减（以聚合物為基準為32 5: =重量%)、4·。。重量%聚環氧丁燒(Μ 。 重量％ Dow SILWET L-7604矽裊栌.、丄认 Λ, ^ ^糸油為混合物。此组成 物以lOOOrpm之轉速旋轉塗布在 、 圓，並在通風的加熱板上以㈣’怯後& ^包層和核之晶 Ί L孕人烤兩分鐘，首&丨厘泠兔 。以200〇C加熱該晶圓1〇八 又’”、 刀在里。因此形成含有光波 93203 (^) 26 1294258 導及具有對準標誌' 之底部包層之裝置。 [圖式簡單說明] 弟1圖（A)至（F)係本發明之呈右本風 之具有先學功能之例示裝 置’在各個製法階段之剖面圖；及 第2圖係本發明之具有光學功 尤子功肊之例示電子裝置之 [主要元件符號說明] !〇2 基板 106 圖案 110 核 112 頂部包層 118 示範之電子裝置 122 連接器凹處 128 連接器狹縫 104 底部包 層 108 核層 110A 、110B 核結構 114、 圖 案 120 對準標 言志 124 電子裝 置凹處 130 光導孔
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