TWI303015B - The mask - Google Patents

Description

1303015 * 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本餐明係關於用以阻擋光線的組成物及使用該組成物 的方法。更明確地說，本發明係關於用以阻擋光線的組成 物，該用以阻擋光線的組成物可分散於或可溶於鹼水溶液 當中’在應用之後仍可保持其外形，並且可用以在基材上 形成影像。 【先前技術】 在基材上形成影像的方法包含像電子業、平面造型藝春 術業及紡織業等不同的產業。影像形成通常涉及平版印^ 或照相平版印刷。舉例來說，可使用各種不同的技術，例 如網版印刷、凹版印刷、染色法、軟版印刷、内印刷 (in-plant printing)及轉寫印刷，製造印刷織品標籤。此 等標籤適用於成衣，以達到裝飾的目的、識別、廣告、清 洗及小心指示、標示大小、標價以及其他目的。 網版印刷，亦稱為絲網，使用裝在網上的多孔鏤空型鲁 板，其中以鏤空型板保護不印刷的區域。遮罩材料也可為 乾燥的漆、蟲膠片或膠水。在絲網下方放布，將具有塗料 黏度的油墨施於絲網，並且利用橡皮滾輪經微細的網目開 口散布且對油墨施力，而以機械式壓印機進行印刷。 在凹版印刷法中，影像區和非影像區基本上都在金屬 薄板的同一表面上，以化學的方式保持該二者之間的界 定。移走板子上疏水性區域的油墨，但不移走親水性區域 的油墨。然後將影像轉印至凹版橡皮滾輪，再由滾輪轉印 92586(修正版) 5 1303015 、 至織造薄片。 幸人版印刷係使用可撓性橡膠板和快乾型墨液的旋轉式 P刷方式橡知板利用浮雕方法產生影像，其中使影 像區域升至南於非影像區域上。油墨滾輪僅觸及升高區域 勺上表面周圍的、非印刷區域較低而且不會接收到油墨。 使沾p油墨的影像直接轉印至布匹上。染色法可使用以上 任何印刷方法錢用染料^不是顏料調製油墨達到。然 而，使用染料時需要附帶的後處理以便使染料固著於織物 上。 魯 、電子業中在基材上形成影像以形成光微影的電路。這 牽涉到使用對輕射能敏感的材料，例如光敏性材料，以全 區:k布的方式（旋模法、滾輪塗布、噴霧網版印刷及浸塗法） 或全區薄片（層疊）的方式施於表面。在控制光線的實驗室 中施塗該材料以確保該光敏性材料在將所需㈣案光罩置 於塗布晶圓或銅鑲板前方以前不會預先曝光 料光罩、㈣式鮮錢影式光罩。时的情況當^ 以为離單元的方切鮮製成高精密度，並且都小心加以 保護以防損傷或灰塵/微粒堆積。—旦將光罩置於定位，就 可使用能搭配使用於綠性材料的光起H輕射材料^ 使該等未受光罩保護的區域中之基材塗層曝光。用以達到 圖案轉印的光敏性材料類型相對於光罩可為正 曝光之後、，使光敏性材料以可使未經處理的材料在水溶液 為主的浸潰浴或輪送帶淋浴/喷霧中洗掉的 Θ' 質塗層化學的顯影化學藥品中。 工恭路方；改 92586(修正版) 6 1303015 儘管旋模法、浸塗法、輥塗法、 片層疊光微影法皆可成功達到表 '矛、.，罔版印刷或薄 貫上卻具有許多問題，例如材料損耗（因為支仁事 難以選擇性3維圖案化且耗時， $技術）， 品具有高毒性等級，大量毒性 材料的化學藥 久4衫化學樂品的可拗鲞 性，及簡易圖案化屬於多步驟方法，例如光塗布、U 及基材乾燥。 目木心、過置材料沖洗移除 藉由加人其他可在表面上提供圖案化浮凸結構的方法| I處理這些問題當中之一種或一種以上個，該等方法包括 鏤空型板印刷（網版印刷）、微點轉印（打印）及 韻刻（包括熔削刻晝及直接書寫光微影等效成像田）。^種技 術都具有其優點及限制’由快速圖案產生、浮凸圖宰厚戶、 =的峨力、製程成本和製程難易度等所欲的應用： 即，定。然而，任何-種方法都無法處理以上提及的所有 問題。

I ,美國專利案第6,093,239號揭示熱炫型油墨，該熱熔 i油土可用於基材上形成標記，例如用於印刷網製造方法 中。該專利揭示該油墨至少具有通水可自動分散性。該 油墨包含虫鼠或樹脂、色料、安定劑，並且可使用喷墨裝置 :加以運用。該專利揭示該油墨在室溫時為固體，並且在 、上T為液體。该專利亦揭示該油墨完成成像之後， y輕易地利用水自基材移除。然而，該油墨之水可自動分 散性卻是一個缺點。此等油墨不適合用於許多可在製造工 7 92586(修正版) 1303015 , 2中發現的錢環境中。此等油墨可能會為了獲得適 進仃時吸收渥氣而輕易地變得太具流動性。 " 性材m:電子裝置製造的方法需要選擇性應用光敏 料，接者制絲輯料使完整製造過 驟侍以進行。舉例來說，在 叫，但是在該板其他部分要 加的谭接必需具有抗性者就要有阻私中後績施 阻二已r各種不同的方法以便在最後選擇性地留住_ “罩或其他光敏性材料。舉例_ 孀 ::便完全地覆蓋電子電路圖，但是要露出的 電㈣反妾另一零件。阻谭遮罩一般都係由施於印刷 輕射底敏性材料形成。使該光敏性材料在光化 使光敏㈣❹㈣或光學I具成像。接著曝光之後， 巾㈣，縣”聽會清洗掉該材料經 分(取決於該光敏性材料係正向作用 如然後使留在基材上的材料部分硬化，例· 阻焊遮ΐ Μ外線形成用以保護印刷電路的硬質永久性 電子業中有一個問題係例如在多 的適當對準或對位。對㈣製造時 其部份與在印刷線路板所需位置或，“：=路圖案或 戰在於=;。在多層印刷線路板的製造方面有-個挑 位，而部特徵必須彼此料地對 寺从必須人任何鑽孔精確地對位。洞孔相對 92586(修正版) 8 1303015 於内層的錯誤對絲會㈣兩種潛在的可靠 言 洞孔與線路連社失敗以乃、、力兔 又 、.‘致 路。内部層的錯誤對位也會提高電阻並且降低傳導 重的錯玦對位將引起開路情況、接續性完全喪失j 嚴 在多層印刷線路板之製造的最後步驟之 罩施於外層上。如上所述使用#風 ^子阻钚遮 上所迷便用光學工具使阻焊遮罩選摆柏 地曝光’使得指定的區域可被顯影而脫離該板。此 路:、鹵化銀或石英與鉻合金組成，係:· 據電路配置的理想化」尺寸而製備。然而，電路的實際# 板尺寸與「理想化」尺寸之間有變異通 製造時使用的嚴酷加工所造成。「疋^在板子 J训丄所k成。使用「理想化」光學工具 結合動態地更換板子通常都會導致多層層疊板的板子之間. 的對位（regl stration)問題。因為阻焊遮罩步驟係多層印 :==最後步驟之一，所以錯誤對位造成的廢板 將V致耗費成本且沒有效率的製造程序。 再者’在習知的實施方式中，操作員經常都準備多重 固定的光學工具’並且試圖以人工的方式找到光學工且盘 板子之間最佳的搭配以免錯誤對位。這樣的方法既不正確 而且費時’最後導致更沒有效率的多層印刷線路板製造。 因此，需要有可在基材上形成影像的改良方法。 【發明内容】 組成物包括一種或—種以卜"FT八 裡X徑从上可S散於鹼水溶液或可溶 於驗水溶液的化合物、-種或一種以上光阻劑，並且經移 除溶劑或組成物相變化之後’在饥及以下的溫度時之假 92586(修正版) 9 1303015 . 黏度（pseudoviscosity)至少 1〇, 000 cp。 在另-具體例中，該組成物包括一種或一種以上分子 量900道爾頓及更大之可分散於驗水溶液或可溶於驗水溶 液的聚合物、-種或一種以上光阻劑，並且經移除溶劑或 組成物相變化之後，纟2 5。。及以下的溫度時之假黏度至少 10，000 cp 〇 在又一具體例中，該組成物包括—種或一種以上可分 散於驗水溶液或可溶於驗水溶液的聚合物、一種或一種以 二：:广，以下的光線之光阻劑，並且經移除溶劑-或組成物相變化之後，在託艺及 少1〇，_ CP。 下白之假黏度至 八玉在又另-具體例中，該組成物包括—種或一種以上可 刀月文於驗水溶液或可溶於驗水溶液的聚合物，該 =以上聚合物具有60或更大的酸數、一種或一種以上光阻 :下除溶劑之後或組成物相變化 以下的溫度時之假黏度至少1〇,〇〇〇卬。 讀 另一具體例係形成影像的方法，該 材；將對輕射能敏感的材料施於料材上.供基 成物包括-種二基材’該組 溶液的聚合物、一種或一種以==:溶於驗水 度至少為a_cp;使該複合溫度時之假黏 顯影除去_絲與未暴露於光化輻^下射線下； 輻射線下之對輻射能敏 92586(修正版) 10 1303015 1 Η ^ ^材料而在基材上形成影像。形成影像的基材可再進一 著將公厪例如在夕層印刷線路板形成的過程中’或例如藉 上形於間隔中或由影像形成的通道當中而在基材 該組溶液輕易地移除。因此，在使用 會暴霖於用ί 避免有機顯影劑，因而操作員不 ;機二丨广多習知成像方法之具毒性且對環境不利的 或、容附帶地’因為該組成物可㈣地分散於< 成物適合用於潮濕的液中’所以該組 等潮濕的環境。义兄 ° 斗夕製造工廠常見得到此 =且成物經移除溶劑或相變化之後，在 後可使所需的圖案ς〇在Γ材Γ。而使該組成物在施用之 技術問題，運用許多利用習知光學工具之習知 處理。使用光阻組成物的成像方法可有效地丨 題，其中相鄰：：二τ路板時都可見到此等對位問 及在電孔之料f彳时效率的製造以 【實施方;】置中的板子之操作係重要的。 下二:Π全文當中’除非本文中另外指出，否則 .毫升；wt%4 二義.c省氏度；挪=克；卜公升； 每平方时石旁數；•毫Y ’cp=百f之一泊；kv=千伏；加= 毛屏、斗，cm=公分。 J1 92586(修正版) 1303015 在本說明書全文當中’術語「印刷線路板」和「印刷 電路板」t可相互交換使用。在本說明書全文當中「沈積」 和「鑛覆」皆可相互交換使用，並且同時包括無電鐘覆和 電解鑛覆。「多層」指的是二或更多層。在本說明壹全文告 中「聚合物」和「共聚物」皆可相互交換使用。「^射能田」 表示來自光線或熱的能量。「光化幸畐射」表示來自光線的輕 射，該光線會產生化學變化。「（燒基）兩稀酸醋」同時包括 「丙稀酸酯」和「烧基丙婦酸酯」。「黏度」=内部流動摩 或流體的剪切應力對剪切速率的比率。「假黏度」=觸變性孀 物質f其最黏狀態時的黏度。酸數=要中和1克自由酸，以 及測1存在於物質内的自由酸所需要的氫氧化卸克數。 除非另行註解’否則所有的百分比皆以 :乾：：不含溶劑的重量為基準。所有的數字範圍皆為内 力V:彳任意結合，除非在邏輯上此等數字範圍受限於 加總上限100%。 又收瓦 冰於物包括一種或一種以上可分散於驗水溶液或可_ 谷液的化合物、一種或一種以上光阻劑，並且經 奋穿之後或組成物相變化之後，在25它及以下的 =1=至：1M00 cp。相變化的實例係暖您融:： 用作為ΙΓίΓ組成物可在基材上形成影像的方法令 ，料上。舉例來說，像是在形成形成印刷線敏感 此冒以先㈣材料施於基H光阻 才了 可藉由數位方法耸镝入6/)+ , 取物成刀的光罩 寺適5的方法依圖案的樣式施於 92586(修正版) 12 1303015 光敏;生複合材料施加光化輻射，該複合材料包括基材、 =和化的光罩。光罩内含的光阻劑將擔掉 二 讓光化輕射達到由光罩所覆蓋的光敏 防止光敏性材料的化學變化。舉例來說，光線可 =組成物當中的一種或一種以上光阻劑吸收或反射。未 、、π且組成物覆蓋的光敏性材料會以化學的方式產生變 化。然後湘驗水溶液移除光罩。適當祕水溶液具有介 於7.5至14的抑，或例如8至13，或例如9至12。 鹼水溶液也可移除未於光化輻射底下曝光的光敏性^ 枓，或者在替代方案中’可移除在光化輻射底下曝光的光 敏ί生材料。-般負向作用型光敏性材料移除未於光化輕射 底下曝光者，並且正向作用型光敏性材料移除在光化輻射 底下曝光者。此等光敏性材料的實施例包括阻劑與油墨。 阻劑包括負向作用型和正向作用㈣阻劑等光阻劑、鍍覆 阻劑、蝕刻或内層阻劑及阻焊遮罩。 、光阻組成物可包括一種或一種以上可分散於鹼水溶液籲 或可溶於鹼水溶液的化合物。此等化合物以足量包含於組 成物中’使組成物變成鹼水溶液可分散的或鹼水溶液可溶 的。此等組成物包括，但不限於，含酸性官能基、酸酐官 能基或其組合的化合物。此等化合物佔該組成物的〇· 1重 里％至99重;!：％或例如1重量％至go重量％，或例如15重量 %至80重量％，或例如25重量％至60重量％。此等化合物的 實施例包括，但不限於，具酸性官能基、酸酐官能基及其 組合的聚合物’及非聚合性有機酸、含酸酐的化合物及其 13 92586(修正版) 1303015 組合。聚合物和非聚合性化合物可混在一起以提供鹼水溶 液可分散性或驗水溶液可溶性。 若使用聚合物，聚合物佔該光阻組成物的1重量％至 99重罝％或例如1〇重量％至8〇重量％，或例如25重量％至 60重1 %。該組成物中可包括任何聚合物或聚合物組合， 4-疋光阻、、且成物係驗水溶液可溶的或至少係驗水溶液可分 散的。適當的聚合物實施例包括，但不限於聚醯胺類；聚 乙烯吡欠酮類及其衍生物和共聚物：聚乙烯基吡啶酮、乙 烯基吡欠酮與醋酸乙烯酯的共聚物、經烷化的聚乙烯基吡 啶酮、乙烯基吡啶酮與甲基丙烯酸二甲胺基乙酯的共聚 物、乙烯基吡啶酮-乙烯基己内醯胺—曱基丙烯酸二甲胺基 乙酯三聚物、乙烯基吡啶酮與苯乙烯的共聚物，以及乙烯 基吼销與丙烯酸的共聚物；f基乙烯基醚與順丁稀二酸 酐的共聚合物；聚噚唑啉類，例如聚（2—乙基—2-噚唑啉）， 及聚（2-乙基噚唑啉）-共聚合_(2—苯基噚唑啉”聚 乙烯基甲基丙烯醯胺類；聚乙烯醇類；聚烧氧基 化物類；聚伸烷二醇類；酸官能性丙烯酸系聚合物類；苯 乙烯與順丁烯二酸酐的共聚物類；以及熱塑性聚合性蝶 類’包括含經基、酿胺、楓、雜、顧胺、胺基甲酸酉旨、 竣酸、、胺與錢酯官能基的極性_。前述聚合物與共聚 =適口何生物也可使用。此等聚合物和共聚物當中有許 :市"可# ’或可輕易地藉由此技術或文獻中習知的方 ^得。此等聚合物—般都具有_道爾頓及更大的分子 罝，或例如2_至500，_道爾頓，或例如ι〇，_至 92586(修正版) 14 1303015 300,0G()道爾頓，或例如2()，_至⑽，_。 ^ 了提供鹼水溶液可溶性或可分散性，光阻組成物一 :k括-種或-種以上結構中含酸軒、酸官能基或其組 5的聚合物。含此酸酐、酸官能基或其組合的聚合物實施 1i_不限於’乙烯基吼咬_與丙稀酸的共聚物、甲 基乙烯基_順丁烯二酸㈣共聚合物、酸官能性丙稀酸 糸聚合物和共聚物’及苯乙稀與順丁烯二酸酐共聚物，及 ^酸官能基的熱塑輯。—般而言，光阻組成物包括 -種或-種以上含酸酐或酸官能基的聚合物和共聚物。此 等聚合物的酸數介於至少6〇克氫氧化鉀，或例如7〇至350 克氫氧，鉀，或例如80至25〇克氯氧化卸，或例如9〇至 150克氫氧化鉀。此等含酸或酸軒的聚合物—般都佔光阻 組，物的聚合物成分之10重量％至1〇〇重量％，或例如2〇 重里％至80重量％ ’或例如4〇重量％至重量％。 適當的非聚合性酸性或含酸酐的化合物實施例包括， 但不限於，辛酸、草酸、丙二酸、酒石酸、擰檬酸、苯甲鲁 酉欠、苯二甲酸、乙醇酸、蘋果酸、草酸、丁二酸、戊二酸、 乳酸、水揚酸、癸二酸、苯三羧酸、環己烷羧酸及苯二甲 酸酐。一種或一種以上此等化合物可以該組成物的25重量 /〇或更少的量使用，或例如該組成物的2 0重量％或更少，或 例如該組成物的15重量％至〇.1重量％，或例如該組成物的 重量％至1重量％。 任何光阻劑皆可使用，只要該試劑可擋掉足量的光線 以防止對輻射能敏感的材料之光化學變化即可。舉例來 92586(修正版) 1303015 :二：奈…上的光線，或 =:。 奈未，或例如45〇奈米至5 丁丁主川0 包括，但不限於，盔檣 不…此等光阻劑的實施例 光綱丨… 料和有機顏料等顏料類、染料、 有τ二:=卜二成的和天一 成物之例如〇」重量％至⑽重量^光阻劑係以該組 ^ . 0/ ^ y aU $里7°或例如1重量％至50 =;:」°重量%至30請的量含於組成物，。該( 50 匕"種或一種以上光阻劑以便擋掉波長小於 *未的光線’或擋掉小於45G奈 於从掉小 等氧：Γί機顏料實施例包括，但不限於，氧化鐵⑴I) 2匕鐵、氧化鋅、氧化鉻、氧化始、録紅、硫酸鎖、群 月盈（銘錢鹽）、c. ί.顏料綠_黃PY_53、C. 1.顏料黃ργ一53 ^ I·顏料紅-黃PBr —24等混合相鈦酸鹽、C I•顏料黃着 19、c· I·顏料褐pBr—29及c·丨·顏料褐pBr-3i等混合 相金屬氧化物、金紅石及銳鈦礦等二氧化鈦、琥轴及絡^ 鉛0 適虽的有機顏料實施例包括，但不限於，碳黑、靛藍、 酞钯月…對位紅、紅、黃、藍、橙及象牙色等黃烷類。 —適當的有機染料實施例包括，但不限於，偶氮染料、 =醌、苯二呋喃酮、靛類（idiogold)、聚次甲基及其相關 木料、苯乙烯基、二—和三芳基碳鏺染料及其相關染料、喹 92586(修正版) 16 1303015 °若歌酉同、硫系染料、硝系和亞硝系染料、二苯乙烯、甲腊、 二嚀哄、茈、喹吖酮、吡咯基-卩比咯、異吲哚啉及異吲哚啉 酮。 ' 具有色數（C · I ·)的顏料實施例包括（]· I ·顏料黃 12、C· I·顏料黃 13、c· I·顏料黃 14、c· I·顏料黃 17、c. I. 顏料頁20、C· I·顏料黃24、C· I·顏料黃31、C· I.顏料黃 55 C· I·顏料黃 83、C· I·顏料黃 93、C· I·顏料黃 1 〇9、C. I· 顏料黃110、C.I·顏料黃139、C.I·顏料黃153、。〗·顏料 頁154、C· I.顏料黃166、C· I·顏料黃168、C· I·顏料橘36、鲁 c· I·顏料橘43、C· I·顏料橘51、C· I·顏料紅g、c. I.顏料 紅97、C· I·顏料紅122、C· I·顏料紅123、C· I·顏料紅149、 C. I·顏料紅 176、C· I·顏料紅 177、C· I·顏料紅 18〇、c. I. 顏料紅215、C· I·顏料紫19、C· I·顏料紫23、C· I·顏料紫 29、C· I·顏料藍 15、C· I·顏料藍 15:3、C· I·顏料藍 15:6、 C· I·顏料綠7、C· I·顏料綠36、C· I·顏料褐23、C· I·顏料 褐25、C. I·顏料黑1及C· I.顏料黑7。 _ 適合的吸收劑包括，但不限於，二苯曱酮類及經基二 苯甲酮類等衍生物、苯三唑類及苯三唑羧酸類等衍生物、 對稱二哄類等三哄類、對-二曱胺基苯甲酸辛酯等苯曱酸酯 類、曱氧基肉桂酸辛醋專肉桂酸g旨類、水楊酸辛基醋等水 楊酸醋類、氰雙苯丙烯酸辛酯（oct〇crylene)等氰雙苯丙稀 酸脂類、2-氰基_3,3_二苯基丙烯酸2-乙基己酯等氰丙烯 酸酯類、丙二酸酯類、草醯苯胺類、2-氰丙烯酸酯類及曱 脒類。 92586(修正版) 17 1303015 適合的光起始劑包括，但 物、CX-胺基苯、酸基:’六芳基二t坐化合 除了以上的聚合物與光阻劑：外鐵鹽及芳基疏鹽。 要地包括其他的成分。此等視：二卜，光阻劑可視情況需 限;^h _ I Μ 况而要的成分包括，但不 丨民於杬虱化劑、塑化劑、增 整合劑、消泡劑、緩衝劑、生物二：：活錄 改質劑、殺菌劑、如水和二二、殺 =飽和衫飽㈣等4。視情況需要喊分，例如塑 、增稠劑、疏水性聚合物和石蠟，皆可使用以調整光< 組成物的黏度和假黏度、機械性質、黏著力和耐研磨性。 ，化劑以光阻組成物的〇· 5重量％至2〇重量％，或例如 1重至15重量％，或例如5重量％至1〇重量％的量含於 其中。適合的塑化劑實施例包括乙烯—醋酸乙烯酯、鄰苯二 甲酸二丁酯、鄰苯二曱酸二庚酯、鄰笨二甲‘二辛酯及鄰 本一曱酸一烯丙酯等鄰苯二曱酸酯類、聚乙二醇和聚丙二 醇專一醇類、三乙二醇二醋酸S旨、四乙二醇二醋酸酯及二鲁 丙二醇二苯曱酸酯等二醇酯類、三曱酚碟酸酯及磷酸三苯 酯等磷酸酯類、對-曱苯磺醯胺、苯磺醯胺及N，N- 丁基丙 酮醯胺等醯胺類、己二酸二異丁酯、己二酸二辛酯、癸二 酸二曱酯、壬二酸二辛酯及蘋果酸二丁酯等脂肪族二元酯 類、檸檬酸三乙酯、檸檬酸三丁酯、乙醯基檸檬酸三乙酯 等檸檬酸酯類、月桂酸丁酯、4，5 _二環氧基環己酮-1，2 -二羧酸二辛酯及丙三醇三乙醯基酯類。不同塑化劑的混合 物也可使用。 18 92586(修正版) 1303015 增稠劑皆可使用。有許多習知的增稠劑係 、勢中4人所皆知者。增稠劑可以0.05重量％至10重量％ 或例如1重1%至5重量％的量含於其中。適合的增稍劑實 =包括’但不限於，膨潤土及其他㈣鹽型材料、脂肪 酉夂例如月桂酸或硬脂酸触、料鋅鹽，及石夕煙（fumed silica)，或其混合物。 和陽活性劑包括非離子型界面活性劑、陰離子 =子^面活性劑等之離子型界面活性劑及兩性界面 重混合物。界面活性劑係以光阻組成物之0.5 里mo重量％或例如i重量％至5重量％的量含於豆中。 任何適合的溶劑或稀釋劑皆可使用，例如水或一種或 一種以上有機溶劑，或呈、、曰入 〆 甲醇、A 次/、此3物。有機溶劑的實施例包括

• * σ知等低級烷醇類、丙酮和Ψ A & X 類。水和一種4一锸” 不η乙基酮寻酮 大體而有機溶劑的混合物可以使用。 體而吕，洛劑以能提供所需固體配方的量 固體配方介於5重量%至9。重量 至、重 量％或例如20重量％至7〇重量％。 10重“至80重 知用Si合I::定劑皆可使用。此等熱安定劑係以習 亚且為熟習此技術者所熟知。 其他視情況需要的成分也可以習知用 使用小量實驗為特定的配方量身訂做。 ”、中’或 備。ί:::物可藉由任何此技藝中習知的適合方法製 種方法係形成該等成分的縣 種成分可於適合的混合 ^任3礼化物。複數 貝衣罝中依任何順序結合。若 92586(修正版) 19 1303015 該成分的流動性不夠，可添加水或有機溶劑等溶劑至該成 分使其能夠混合。 在該成分混合期間’可將混合物加熱至饥以上至 150T：以避免混合物變得太過黏_。均句地分混合該成分之 後’可使混合物冷卻，但不要冷卻至饥或以下，因為在 25°C或以下的溫度時光阻組成物—般都會變得太黏而無法 應用。因A ’光阻組成物都儲存在溫暖的環境中或在正好 要使用之前才製備。 光阻組成物可藉任何適合的方法選擇性地施於對輕射 能敏感的材料上。適合的施用方法之實施例包括，但不限 方、，喷墨法。對輪射能敏感的材料之實施例包括，但不限 於’阻劑及油墨。阻劑包括光阻劑等光敏性材料和鍵覆阻 劑。 任何適合的喷墨裝置皆可使用，以便將光阻組成物選 擇性地施於對輻射能敏感的材料。對於要施加於對輕射能 敏，的材料之選擇性光罩設計’喷墨裝置可以數位的方式 將貧料儲存在喷墨裝置的記憶體中，因此可選擇性地並直 接地將光阻組成物施於對輻射錄感的材料而不需附帶步 驟適口的電腦程式之實施例係用以產生加工數據的才 Ζ電腦輔助設計）程式。操作員可藉著改變以數位的^ L子於贺墨裝置中的程式而輕易地修飾光阻組成物的選擇 心I。附㈣二也可輕易地處理對位問題。可編寫喷墨 二材^式以便察覺，例如在多層印刷線路板製造期間， 土材之間的潛在不正確對準。若裝置感應到板子之間錯笮 92586(修正版) 20 1303015 • , 板子之=將修飾光罩圖案的喷墨施加以避免或續正相鄰 錯誤對位。板子與板子之間再設計光罩圖案的 消除之間，誤對位的潛在可能性，並且 # ' 疋的光學工具時之高成本與沒效率的作 許多習Γ方ί擇性沈積光罩和影像形成的效率經改良高溫 噴墨列印有兩種主要的分類，「任奄 二==阻組成物係錯存於貯槽中再傳送至位 1: t ◊噴嘴。存在一裝置，用以將單-滴光阻組 育出贺嘴外’並且落在對輕射能敏感的材料上。一妒 ;都：：於藥室内的振動片之屢電促動作用，振動片使r: 力^出」噴嘴外，或在定點加熱液流以提高藥室内的麗 力，因而推動液滴產生喷射。關於連續噴墨，在廛力的作 了將導電的光阻組成物供應至油墨嘴嘴，並且經由小 孔口贺出’該小孔口的直徑—般都在35微米至8G微米。讀 噴：之前，使受壓的光阻組成物流行經陶究晶體， /尤施加電流。此電流將引起與AC(交流電）電流頻率 :==動。這個振動再反過來由未剪斷的液流產生 、、且成物的液滴。組成物斷成—串連續的液滴，各 :而且大小相等。在噴出口四周液滴自充電電極當中的二 :::之處：電壓施於充電電極與液流之間。當滴液脫離 母-滴都在脫離的瞬間帶有正比於外加電壓的電 荷。猎由以滴液產生的相同速率改變充電電極電壓，使每 92586(修正版) 21 1303015 -滴充電至預定程度。液滴流持續飛行，並且行經二偏向 反之間’该二偏向板都維持在例如+/ ° 伏，或例如牛/-丨千伏、 卞仇至+/-5千 日士 r ^ ^ , 千伏的固定電位。若此場存在 -朝向該板其中之—偏折正比於所攜帶電荷的 二㈣就沒有偏折’並且被收集到側溝而再循 經充電進而偏折的液滴會根據液滴偏折的. 方向呈直角通行而撞到對輻射能敏感的材料。藉由改變各 ^液滴的電荷，可施加所f圖案。液滴A小可介於直徑 微米至100微米，或例如40微米i 8〇微米，或例如5〇春 微米至7 0微米。 ，墨法可適應電腦控制，用於持續改變數據的高速應 用。贺墨列印法可區分成三個大類··高壓及更大）、 低壓（小於10 psi)及真空技術。所有的方法在此技術中皆 為習知或在文獻中提到過，並且可用於光阻組成物之施於 對輻射能敏感的材料。 光阻組成物係於大於25°C的溫度時，或例如5{rc至# 25(TC時，或例如10(rc至15〇t時，以5 cp至25 cp的黏 度，或例如5 cp至20 cp，或例如10卬至15 cp自喷墨 裝置施加。光阻組成物的假黏度在25〇c或更小的溫度時， 或例如15 C至23°C時’係10, 〇〇〇 cp或更大，或例如2〇, 〇〇〇 cp 至 1 00, 000 cp，或例如 3〇, 〇〇〇 cp 至 7〇, 〇〇〇 cp。此等 假黏度係經溶劑移除或相變化之後的黏度。一般而言，相 變化係於組成物，由呈暖熔物或熱熔物狀態，冷卻至形成 牛固的接合時發生。溶劑可藉由此技術中任何習知的適合 92586(修正版) 22 1303015 方法’例如風乾或運田 用此技術中任何習知的適丄=除；暖炫物或熱溶物可使 進行相變化。 σ方法，例如利用冷空氣風乾， 聚合物與以上說 的黏度和假黏度之形成。也可使的^也有貢獻於想要 的成分達到想要的黏度和假黏度。=上f明之視情況需要 的喷嘴處係稀薄的（5 ' u成物在噴墨裝置 任何適合的鹼水溶液皆可 麵 液包括，但不限於，氣氧 …夕示光罩。此等驗水溶 洛液等鹼鹼水溶液類 子為化鉀的水 氫鹽之與鹼起反>^入^ 鋼和却等之碳酸鹽及碳酸 用量為二或弱醆類。此等-液包含 重量％至3重量％。 “的驗性試劑，或例如〇.5 會在==編敏感的材料部分移除之後， 經圖案化的LI::: 化的基材可再進-步加工或· 化。有複數㈣知的㈣^基材增料部分硬 通道中沈積一種或 金屬合全可以益、…屬進一步加工。金屬或 沈積金解浴及浸潰浴及方法皆可用以 蜀次孟屬口金層。有許多此類液浴可由市面上購 :於電子物件中的基材可藉著 , 中沈穑一瀚絲.、，，λ /风的間IW或. 92586(修正版) 23 1303015 仔s、或可根據文獻輕易地製成。還有許多方法在此技術或 s、中係‘知者。可沈積的金屬包括，但不限於，貴重金 屬矛非貝重金屬及其合金。適合的貴金屬實施例包括，金、 =銷1巴及其合金。適合的非貴金屬實施例包括，銅、 $二錯、鐵、鉍、鋅、釕、铑、铷、銦及其合金。 由層金屬合金沈積物的基材可接在-起，例如藉 此。中屬二Γ形成多層印刷線路板。不同的層疊法在 如^ 或在文獻中曾經提及。關於製造多層 ^刷線路板有-個問題壯上述之對位。對位係—種或一 板=印物圖案或其某些部分相對於印刷線路板上或 時有一個挑戰在於獲得適當的内層= 鑽奸石 確地㈣，而且内料徵必須與任何 與經絕緣的;孔和線路連結失敗以及洞孔 電阻並且降部層的錯誤對位也會提高1 接續性完全喪失。⑥重的錯誤對位㈣_路情況、 光阻對位的問題。舉例來說， =材上對_敏感在 墨裝置可以數位的方式 、、释2之處。因為喷 用，所以此等選擇性沈而達到精確的重複性應 重基材方面。附帶地貝:乂：菲的精確性重複運用於多 寻程式可藉由感應錯誤對位及重 92586(修正版) 24 1303015 新设计光罩圖案以防止相鄰基材之間的錯誤對位而矯正錯 誤對位的問題。 ^有—料性具體财，在㈣m路板等基材上形成阻 焊遮罩的過程中，《阻組成物可選擇性地沈積在光阻劑 上阻*干遮罩係非傳導性材料的硬質永久性層，該阻焊遮 罩覆蓋著包封印刷電路的電路跡線之印刷線路板表面。該 光阻組成物可選擇性地施於印刷線路板上的光阻劑上，以 ，以光罩騎出圖案的外廓，使阻焊遮罩可覆蓋在最後物 件的電路跡線上。光阻組成物的選擇性施加可藉由喷墨法 正向作用型和負向作用型光阻劑皆可使用，還有液膜 ^乞膜也是—樣。舉例來說，若以光陳絲作為光罩施 =向仙型光阻劑上，經於光化輻射底下曝光之後可利 欢X ’合液同日才移除光罩與光阻劑。以 光罩施於正向作用❹㈣L _作為 先阻蜊上，可利用鹼水溶液同時移除 先罩與經曝光的光阻劑。 習知的方法加以硬化並的先阻劑部分可使用 更化亚且可根據業界習知的方法進一步 加工基材。 / 能敏罩::的:法可在任何適合之對輕射 前弁淹右赤e 般而言此等材料都在光罩形成之

^二a豎在基材上。適合的基材之實施例包括，但 不限於，金屬類，S 、及陶完、玻璃、塑膠、如FR4印刷線路 反田：的％乳/玻璃纖維材料等介電材料類。 刖逑使用光阻組成物之光罩形成方法不乏遺漏之處。 92586(修正版) 25 1303015 本舍明避包含其他將光阻組成物施於對輻射能敏感的材 和製造物件的裝置和方法。 實施例1 在負向作用型光阻劑上形成光罩 、、二由巾塗法以負向作用型液態光阻劑施於印刷線路板 上。利用以下的條件：以每平方米25克溼潤塗布材料施塗 以達到板子上有2密爾（mil)的膜厚，並且銅電路上有〇】 密爾的厚度。塗布速度為每分鐘2米。使光阻劑在9代時 乾燥15分鐘再冷卻至室溫。 光阻組成物調配如下：

14 ____ 成分 丙烯酸系共聚物 丨二氧化系 碳J_ 1，3-二經基二苯曱酮 聚氧乙烯（polyoxyethylene) 根據以下的步驟製備添加聚合物： 在三公升燒瓶中加入960克去離子水，置於氮氣環境 中，並且加熱至85。0。分別地製備包含275克2_丙烯酸乙 基己酯（52份）、227克甲基丙烯酸甲酯（43份）、27克甲基 丙稀酸（5 份）、L5 克 TREM LF-40 溶液（36%，flenkel 有二 公司）及177克去離子水的單體乳化物。在此乳化物加入加 熱罐之前，先將氨水（24克之4.8%至9·6%水溶液）、過硫 酸錄（11克之9. 6%溶液）及54奈米丙烯酸系聚合物晶種 (22. 5克之22. 8%溶液）加入加熱罐中。然後配合檀拌使該 92586(修正版) 26 1303015 單體乳化物以3· 9克/分鐘的速率經20分鐘填入加熱罐 中，同日寸以〇 · 2克/分鐘的速率添加2· 24%過硫酸銨水溶液 24.6克，接著分別地以6· 4和〇· 20克/分鐘經1〇〇分鐘， 並且經2 0分鐘靜置時間。使混合物冷卻至6 〇，再添加 2.6克的〇.15%硫酸亞鐵的混合物並接著3.2克的4.4%氫 過氧化第三丁基及6·丨克的丨.6%曱醛次硫酸鈉，並且靜置 20刀|里，接著第二次相同份量的氫過氧化第三丁基和甲醛 次硫酸鈉。然後使該混合物冷卻，並且添加足量的29%氨 水以便將pH調整至8· 0至9· 0的範圍。 （ 使含量55克的丙烯酸系共聚物在水中與丨克的〗，3一 二羥基二苯甲酮和14克的聚氧乙烯（4〇)單硬脂酸酯混 合，並且先放於一邊。 使20克的二氧化鈦和10克的碳黑溶於大豆油中達飽 和。然後使溶於大豆油中的二氧化鈦和碳黑與該等在水中 $成分混合。使用習知的乳化裝置使該混合物乳化。將足 量的水加入經乳化的成分中以提供6〇重量％固體配方。# 將該光阻組成物置於任意點噴墨裝置的貯槽中。適合 的機器係含壓電性任意點喷墨頭的加伽Αρ〇ιι〇。為； 喷墨^編寫程式以便選擇性地施加光阻組成物而在複數 個未覆蓋印刷線路板的銅電路跡線之光阻劑部分上形成選 擇性光罩。使用高塵技術’亦即5〇psi，自喷墨裝置嘴射 μ hu psi ^ 阻組成物施力，並且經由含直徑 70微米的孔口之嘻墨嗆嘴哈ψ _ ^ y 、、、出。預期組成物液滴的黏度為 92586(修正版) 27 1303015 5 cp至20 cp。藉著吹送在室溫之介 成物之溫度降至20V。組成物將；二：‘稠的光阻組 劑上形成光軍，該光阻劑並未覆蓄板上^且劑而在光阻 期光阻組錢的液滴為10，_ ^更大 線。預 光度=二;？光罩的複合材料在紫外線能量曝 二二I 公分的光化輕射底下曝光。該光 劑曝光時間係使在光化輕射底下㈣ W刀可在驗水溶液應用期間料完好無缺。 （ 的光重量％單水合碳酸納的驗水溶液使複合材材中 上的阻=曝光的光阻劑一起顯影。覆蓋在銅電路跡線 遮罩仍留在板子上。使該板子層疊於一種或一種 一上八他板子上而形成多層印刷線路板。 貫施例2 在正向作用型光阻劑上形成光罩 二由巾塗法以正向作用型液態光阻劑施於印刷線路板· 、、利用以下的條件：以每平方米2()克㈣塗布材料施塗 ^到板子上有3密爾的膜厚，並且銅電路上有0.1密爾 i q t度i塗布速度為每分鐘2米。使光阻劑在90°C時乾燥 刀名里S冷部至室溫。然、後利用以下說明的光阻組成物選 擇性地塗布在光阻劑上。 光阻組成物製備如下·· 28 92586(修正版) 1303015 成分 分子量為60, 000的曱基乙烯基醚盥 順丁烯二酸酐的共聚物 分子量為20, 000的聚（2-乙基-2-口等 嗤啉） 分子量為30, 000的乙烯基吡咯酮與 醋酸乙烯酯的共聚物 甲氧基肉桂酸辛酯 水揚酸辛酯 乙烯脂肪酸酯 甲基乙基酮 混合〇 重量％ 20 20 10 12 12^ 25 足以示成10% 固體組成物 的量 使該等成分在25°C至50t的溫度時，在甲基乙 基顚I中 將該光阻組成物置於任意點喷墨裝置的貯槽中。為該 喷墨^置編寫程式以便選擇性地施加光阻組成物而在複= 個覆蓋印刷線路板的銅電路跡線之光阻劑部分上形成光 罩。使用高壓技術，料60psi，自喷墨裳置喷射光阻組 成物。 、 以60 psi自貯槽對光阻組成物施力，並且經由含直 別微米的孔口之噴墨喷嘴喷出。預期該液滴的黏度為5: 至20 cp。黏稠的光阻組成物之溫度為75七，並且使用羽 知的队風機吹走甲基乙基綱溶劑。組成物將會黏附於 劑而在覆蓋板子上的電路跡線之光阻劑上形成選擇性光 2。在板子四周的室溫為饥。當光阻組成物液滴接觸到 先阻劑的表面時，經溶剤移除之後該組成物 為1 0,000 CP或更大。 4度預期 92586(修正版) 29 1303015 使该板子、光阻劑和光罩的複 光度至少·毫焦耳/平方公分 =卜:：里曝 罩將播掉足量的紫外線能量使得光罩=^曝先°該光 芥興沾士々立丄 b里优仟尤罩復盍的光阻劑不會以 =生改變，因此不會被驗水溶液移除。曝光時 先化輻射底下曝光的光阻劑部分可洲驗水 輕易地自板子上移除。 使用1重量心炭酸鉀的驗水溶液使光罩與經曝光的光 阻劑-起顯影。覆蓋在銅電路跡線上的阻焊遮罩仍留在板 子上。該板子可層疊於—種或—種以上其他板子上而讀 多層印刷線路板。 實施例3 在負向作用型光阻劑上形成光罩 經由網版印刷法以負向作用型液態光阻劑施於印刷線 路板上。網目係由61至120網目的聚酯。使過篩的光阻劑 在80 C時乾燥30分鐘。以選擇性光罩的方式將具有以下 說明的配方之光阻組成物施加於光阻劑上。 光阻組成物係經製備而具有如下的成分： - 成分 重量％ 分子量為50, 〇〇〇之苯乙烯與順 丁烯二酸酐的共聚物 19 甲基乙烯基醚與順丁烯二酸酐 的共聚物 20 山梨糖醇酐倍半油酸酯 Γ 10 氧化鐵（111) 20 1，3-二羥基二苯甲酮 2—0 2-氰基-3, 3-二苯丙烯酸2-乙基 己酯 1 4 -苯弁三。坐叛酸 10 92586(修正版) 30 1303015 使以上的成分在150°C的溫度時混合在一起。 將該光阻組成物置於任意，點噴墨裝置的貯槽中。為該 f墨裝置編寫程式以便施加光阻組成物而在複數個未覆笔 印刷線路板的銅電路跡線之光阻劑部分上形成光罩。使用 高壓技術，亦即70 psi，自喷墨裝置喷射光阻組成物。 以70 psi自貯槽對光阻組成物施力，並且經由含直徑 80微米的孔口之噴墨喷嘴喷出。預期組成物液滴的黏度為 5 cp至20 cp。當該黏稠的光阻組成物脫離喷墨裝置時， 該黏稠的組成物之溫度為150t。該組成物將會黏附於板' 子上的光阻劑上而於室溫時在該光阻劑上形成選擇性光 罩。在印刷線路板四周的室溫為23。(：。該組成物的假黏度 預期為10, 000 cp或更大。 光产ί光阻劑和光罩的複合材料在紫外線能量曝 ===二：—底下曝光。該光 :水溶液移除。曝光時間係使在光化輻 ：= 劑部分可在驗水溶液應用期間留在板子Γ 曝光= 合Τ納的鹼水溶液使光罩與未經 仍留在各板子上。該：广在Τ電路跡線上的阻焊遮罩 ，子上而形成多層印刷:::層登於-種或-種以上其他 貫施例4 光罩配方 光阻組成物形成如下： 92586(修正版) 31 1303015- _ 成分 重量％ 分子量為1 60,000之乙烯基 吡咯g同與甲基丙烯酸二甲胺 基乙酯的共聚物 30 ~ 分子量為40, 000之苯乙烯 二酸酐的共聚物 20 ~ 聚氧乙婦（2 0)三油酸醋 15 山梨糖醇酐三油酸酯 10 羥基苯基-對稱-三畊 JLJ. 一 ----------- 12. 5 本甲闺-1 12. 5 添加足量的曱基乙基酮以提供i 0%固體組成物。使該 組成物的成分在45°C時摻混在一起而形成混合物。然後以鲁 忒光阻組成物當作如以上實施例1、2和3中的光罩選擇性 地施加而形成阻焊遮罩，以該阻焊遮罩覆蓋在印刷線路板v 上的銅電路上。可利用其他板子層疊該板子而形成多層層 疊板。 實施例5 光罩配方 製備如以下的光阻組成物： 成分 重量％ 分子量為5000之聚乙烯基 口比略酮 20 ^子量為1 00,000之甲基乙 烯基崎與順丁烯二酸酐的共 聚物 20 水楊酸辛酉旨 30 氰雙笨丙烯酸辛酯 10 ^Lgu^(40)單硬脂酸酯 20 使該等成分與足量丙酮在l5(rc的溫度時混 合而形成 32 92586(修正版) 1303015· 、. 10%固體配方。然後以該光阻組成物當作光罩而在如以上實 施例卜2和3中的印刷線路板上形成阻焊遮罩。然後可利 用其他板子層疊該板子而形成多層印刷線路板。 實施例6 暖溶物 製備如以下的暖熔型光阻組成物： _ 成分 重量％ 聚乙二醇 69 酸官能型丙烯酸系聚合物 20 酸性黃 17(Acid Yellow 17) 5 羥基二苯甲酮 5 IRGAN0X 1010 0· 5 抗氧化劑型安定劑 0· 5 使該專成分在6 0 C的溫度時混合在一起。然後經由喷· 墨去在7 0 C至9 0 C的溫度時施加光阻組成物而在如以上 實施例1、2和3中實質上說明的印刷線路板上形成阻焊遮 罩。然後可利用其他板子層豐該板子而形成多層印刷線路板。 92586(修正版) 33

Claims (1)

1. 4、 4、 1303015. 第93139289號專利申請案 (97年9月3曰) V Ί ; 種或一種以上可 十、申請專利範圍： 1 · 一種可喷墨施用光阻組成物，包含一 分散於驗水溶液或可溶於鹼水溶液的聚合物，該聚合 物選自聚乙烯吡啶酮類及其衍生物和共聚物、曱基乙 烯基醚與順丁烯二酸酐的共聚物、聚曙唑啉類、聚烧 氧基化物類、聚伸烧二醇類、酸官能性丙烯酸系聚合 物、苯乙烯與順丁烯二酸酐的共聚物類及其組合所組

   成之組群’其中該聚合物之分子量至少為9〇〇道爾頓； 一種或一種以上光阻劑，其包含顏料、染料、光 起始劑及吸收劑中之至少一者，其中該光阻劑佔該可 喷墨施用光阻組成物之〇·丨重量％至9〇重量％ ; 其中移除溶劑或相變化後，該可噴墨施用光阻組 成物在25°C或25°C以下之假黏度至少為1〇, 000cp。 2·如申請專利範圍第1項之可喷墨施用光阻組成物，其 中該一種或一種以上光阻劑可擋掉5〇〇奈米（nm)以下 的光線。 3·如申請專利範圍第1項之可噴墨施用光阻組成物，其| 中該一種或一種以上聚合物具有6〇或高於60的酸 數。 . 4· 一種形成影像的方法，包含·· a) 將對輻射能敏感的材料施加於基材上； b) 將如申請專利範圍第1項之可喷墨施用光阻組 成物選擇性地施於該基材上之對輻射能敏感的材料 上而形成複合材料； c) 自該可噴墨施用光阻組成物移除溶劑，或提供 34 92586(修正版) 1303015^ 相變化； 第93139289號專利申請案 (97年9月3曰） d)使該可噴墨施用光阻組成物暴露在光化 線下；以及 田 、e)移除該可喷墨施用光阻組成物及對輻射能敏 感的材料中可溶於或可分散於鹼水溶液之部分，而 該基材上形成影像。 5.如申請專利範圍第4項之方法，其中該可嘴墨施用光 阻組成物係藉由噴墨裝置選擇性地施於該對輻射能 敏感的材料上。 ' 6·如申請專利範圍第5項之方法，其中在該噴墨裝置中 的可喷墨施用光阻組成物具有5 cp至25卬之黏度。 92586(修正版) 35