TWI314151B - - Google Patents

Description

1314151 九、發明說明：. - 【發明所屬之技術領域】 本發明係為一種用於奈米壓印之無溶劑型光聚合 高分子材料，尤指利用高分子材料與光起始劑混合光 聚合，製備一流動性良好之無溶劑型光聚合高分子材 料。 【先前技術】 如美國專利第5772905號之「奈米壓印微影技 術」，此專利内容係為提供一種使超小圖案壓印至塗佈 在基材上之薄膜之方法及裝置，其特徵在於具圖案之 模版，於壓印之過程可使該薄膜產生凹口，進而將圖 案轉移至該薄膜上，然而去除殘留於具轉移圖案之薄 膜凹陷部之殘餘層，然而可不斷重覆上述過程。 在初期奈米壓印技術發展時，因為製程技術均著 眼於小面積的發展，所以選用的高分子時之考量主要 著重於容易取得之熱塑型塑膠，如：PMMA。不過， 如果往量產大面積之方向考量，高分子流動性、壓印 壓力、加熱溫度及加熱曲線…等就會因為面積越大使 這些參數變的越複雜，而其間的交互作用所產生的新 參數也會越來越多，進而影響到製造良率。在這些參 數中，高分子流動性影響最為重要。因為對於流動性 好的高分子，在壓印過程之中會向外部流走的高分子 1314151 越夕殘餘層也就相對減小，對於下一步的殘餘層餘 刻所花的時間就會相對減少，進而可以減少製程時 間、減少活性離子蝕刻機台耗材（如蝕刻氣體、電力… 等）使用；更因為活性離子蝕刻對於高分子並沒有蝕刻 選擇率之差別’可以使殘餘層蝕刻後剩下的高分子阻 抗圖形保持尺寸。但目前熱壓技術以加熱基材使可抗 钮刻阻劑超過基材之轉移溫度（Tg)而進行圖 案壓印會 使部分塑膠基材因熱變形或分解，並且在一些顯示器 製程中導電層塗佈製程也容易因為高溫使基材變形， 使部份光電產品發展受限。 後來德州大學威爾森教授實驗室提出步進快閃式 壓印微影技術。使用多種單體與光起使劑的混合物應 用透明石英模仁與曝光機結合進行光聚合反應以達到 =案轉移的目的。但是透明石英模仁製作不只材料昂 貝，吏因為對活性離子蝕刻或感應耦合電槳離子蝕刻 導之速率非予低，戶斤以非常不易製作；而M.Sagnes et al. 提出以曱基丙烯酸甲酯為單體混參熱起始劑（偶氮二 異腈）進行壓印製程，在加熱過程當中，熱起始劑驅動 , =由基鏈聚合反應使流動之單體經聚合後變成固態的 聚0物尚77子。因為其均使用高分子單體，流動性佳， 所以可以達到幾乎沒有殘餘層的優點。與之前以透明 石英模仁進行壓印之使用原料便宜’相對製程成本也 降低。 6 1314151 > * 不過’上迤兩種聚合反應有下列二種缺點： 第一、因為聚合時為化學鍵形成反應，當化學鍵 形成時’兩原子會被拉近距離，所以形成的鍵數目越 多，體積收縮將會越明顯，換句話說，單體在整個反 應中所佔的比例與收縮的程度成正比。 第二、、因為上述兩種化學反應混合物流動性太 好，在旋塗製程時，成膜性較差，同時無法用較低的 ㈣選轉速，得到較厚的高分子層’換句話說.，在壓印過 程中，南分子很容易流失而無法得到高深寬比的麼印 轉移圖案。 雖然上述之習知技術，可達到㈣轉移，#錢 性及成膜性較差。故，—般習用者m符合使用者 於實際使用時之所需。 ·· 【發明内容】 本發明之主要目的係在於，製備一流動性良好 無溶劑型光聚合高分子材料，進行壓印圖案轉換時 使殘餘層較少，降低往後姓刻該殘餘層之時間，、 過度#刻而破壞高分子轉移圖案。 為達上述之目的’本發明係一種用於 無溶劑型光聚合高分子材料，該無溶劑人： 子材料係由甲基丙烯酸W、n_丙締时醋 1314151 Π::Γ·三苯甲鋼置於一玻璃反應瓶中混合授摔 m成’進而_—無溶劑型光聚合高分子材料。 =溶聚合高分子材料用於奈㈣ 至少包括下列步驟： ^ a. 製備一無溶劑型光聚合高分子材料。 塗佈 b. 將上述製備之無溶劑型光聚合高分子材料 或滴加於一基材上。 ·· ·· c. 利用-愿印機結合—具立體圖案之模版加壓於 該無溶劑型光聚合高分子材料，進行壓㈣案轉換。 d. 於持壓狀況下，進行紫外光照射。 e·待該無溶劑型光聚合高分子材料硬化後，降低 ㈣印機之溫度，使該具立體圖案之模板與已硬化之 局分子阻抗層離形，形成—高分子轉移圖案。 f.利用一去阻劑蝕刻殘留於該高分子轉移圖案中 凹陷區域之殘餘層。 【實施方式】 請參閱『第1 @』所示，係本發明之壓印過程示 意圖。如圖所示··本發明係為—種用於奈錢印之益 溶劑型光聚合高分子材料’該無溶劑型光聚合高分子 材料係由甲基丙烯酸甲酯、卜丙烯酸丁、聚甲基丙烯 8 1314151 * > .· 酸曱酯及二苯I'申酮置於一玻璃反應瓶中混合攪拌後共 聚形成，其中，該二苯曱酮係為光起始劑。 該無溶劑型光聚合高分子材料用於奈米壓印係至 少包含下列步驟： 步驟1 :製備一無溶劑型光聚合高分子材料。 步驟2:將上述製備之無溶劑型光聚合高分子材 料塗佈或滴加於一基材上，其中，該基材係可為聚乙 ΦΦ 稀對苯二甲酸醋（Polyethylene Terephthalate，PET)、 聚乙稀對苯二曱酸S旨/氧化銦錫（Polyethylene Terephthalate/indium tin oxide ’ PET/ITO)及其他透明 基材中擇其一，亦可使用矽晶片或玻璃為基材。 步驟3:利用一壓印機結合一具立體圖案之模版 加壓於該無溶劑型光聚合高分子材料，進行壓印圖案 轉換s ·# 步驟4 :於持壓狀況下，進行紫外光照射。 步驟5 :待該無溶劑型光聚合高分子材料硬化後， 降低壓印機溫度，使該具立體圖案之模板與已硬化之 . 無溶劑型光聚合高分子材料離形，形成一高分子轉移 、 圖案。 步驟6 :利用一去阻劑蝕刻殘留於該高分子轉移 圖案中凹陷區域之殘餘層。 1314151 請參閱『.# 2圖』所示，係本發明之高分子轉移 圖案之電子顯微鏡圖。如圖所示：依上述步驟所得之 高分子轉移圖案利用掃瞄式電子顯微鏡所拍攝之照 片，該電子顯微鏡圖係於電壓為5〇仟伏特，放大倍率 為1000之狀態所拍攝，由該電子顯微鏡圖可看出^高 分子轉移圖案相當完整。 ·· ·· 惟以上所述者’僅為本發明之較佳實施例而已， 當不能以此限定本發明實施之範圍；故，凡依本發明 申請專利範圍及發明說明書内容所作之簡單的等效變 .化與修飾’皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍内。 一綜上所述，本發明用於奈米壓印之無溶劑型光聚 合高分子材料可有效改善習用之種種缺點，由高分子 材料與歧始劑混合及光聚合，製備—高流動性之無 溶劑型光聚合高分子材料’因此壓印過程於低溫低壓 I進行所產生之咼分子轉換圖案間之殘餘層亦較 薄，並大幅降低蝕刻殘餘層之時間，且使該高分子轉 移圖案不㈣刻殘餘層之時間過長而產生破壞，進而 使本發明之産生能更進步、更實用、更符合使用者之 所須’碟已符合發明專利中請之要件，爰依法提出專 1314151 【圖式簡單說明】： - 第1圖，係本發明之壓印過程示意圖。 第2圖，係本發明之高分子轉移圖案之電子顯微鏡 圖。 【主要元件符號說明】 步驟1〜6

Claims (1)

1314151 十、申請專利範園：

ι_ 一種用於奈米壓印之無溶劑型光聚合高分子材料， 係至少包括： y , 一無溶劑型光聚合高分子材料，該無溶劑型光 聚合高分子材料係由甲基丙烯酸甲酯（Methyi methacrylate ， MMA) 、 η-丙烯酸丁醋 (nomal-butylacrylate，η_ΒΑ)、聚甲基丙烯酸甲醋a (Polymethyl methacrylate，PMMA)及二笨甲酮 (BENZ0PHEN0NE)置於一玻璃反應瓶中混合授摔後 2. —種無溶劑型光聚合高分子材料之壓印圖案轉移製 程，該無溶劑型光聚合高分子材料係用於奈米壓 印，其壓印過程至少包括下列步驟： (a) 製備一如申請專利範圍第一項之用於奈米壓 印之無溶劑型光聚合高分子材料； (b) 將該用於奈米壓印之無溶劑型光聚合高分子 材料塗佈或滴加於一基材上； (c) 利用一壓印機結合一具立體圖案之模板加壓 於該用於奈米壓印之無溶劑型光聚合高分子材料， 進行壓印圖案轉換； ⑷於持壓狀況下，進行紫外光照射； ，(e)待該用於奈米壓印之無溶劑型光聚合高分子 材料硬化後，降低該壓印機之溫度，使該具立體圖 12 131415.1 案之.模板與已硬化之用於奈米壓印之無溶劑型光聚 合高分子材料離形，形成一高分子轉移圖案；以及 (f)利用一去阻劑蝕刻殘留於該高分子轉移圖案 中凹陷區域之殘餘層。 3. 依申請專利範圍第2項所述之無溶劑型光聚合高分 子材料之壓印圖案轉移製程，其中，該基材係為聚 乙烯對苯二曱酸酉旨（Polyethylene Terephthalate， φ PET)、聚乙烯對苯二曱酸酯/氧化銦錫（Polyethylene Terephthalate/indium tin oxide，PET/ITO)以及其他透 明基材中擇其一。 4. 依申請專利範圍第2項所述之無溶劑型光聚合高分 子材料之壓印圖案轉移製程，其中，該基材係為矽 晶片或玻璃。

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