TWI344678B - Method for forming high-resolution pattern and substrate having prepattern formed thereby - Google Patents

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1344678 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種形忠古 方法形成®案之-基板。㈤解析度圖案之方法，及具該 【先前技術】 汽光製私已廣泛用决 案。然而，黃光m肖釭電子元件内的高解析度圖 包含使用光罩.、光阻、奸 .、種~驟， 10 15 20 激w m ”心液、蝕刻液等的複雜製程，故 々率民。再者，黃光製孝呈需使用大面 :新設;的黃光製程應用到實際的生產線。為解= 在其以目⑴已發展出—種不需使用光罩之喷印製程來直接 在基材上形成圖案’以減少製程步驟及材料的消耗。 歐洲專利申請案公開號_ 3 03與韓國專利申請案 號2_-細，均揭露一種利用不需使用光罩之噴印製 私’而直接形成圖案的方法。圖i緣示利用喷印製程以形成 圖案之方法的流程圖。但上述方法所提供的解析度太低， 以致無法應用到微電子元件等。此外’因圖案位置與滴到 基材上的墨滴（ink drop)尺寸有關，故當墨滴尺寸變小時， 利用上述方法易造成圖案位置的偏移，而產生致命的開路 或短路。 另外’韓國專利申請案公開號2000-5446揭露一種利用 雷射直接形成圖案的方法。圖2繪示利用雷射圖案化製程以 形成圆案之方法的流程圖。如圖2所示，藉由旋塗製程等方 5 1344678 式將光熱轉換（light-t〇-heat conversion ; LTHC)材料塗佈到 轉移膜上，以形成一 LTHC層（轉移層）。藉由旋塗製程等 方式，將包含官能性材料與控制黏著性之添加物的組成物 塗佈到LTHC層上，以提供一施體薄膜。將施體薄膜黏著到 5 基材。利用雷射光來轉移一圖案。在轉移步驟之後，移 除施體薄膜，以提供一高解析度圖案。然而，此法另需施 體4膜，故會增加成本，而官能性材料係完全覆蓋施體薄 丨膜&會浪費官能性材料，且添加於官能性材料中的添加 物會衫響官能性材料的性質。此外，在黏著施體薄膜及基 10材時，可能會污染其界面。此製程所使用的材料也可能因 雷射所產生的高溫而惡化。 、其他雷射圖案化製程尚包括雷射剝離法。但雷射剝離 法的特疋雷射波長的剝離效率取決於待剝離圖案的品質。 其雷射劑量必須精準控制。並且在圖案化多層結構時，可 15能會破壞圖案、基材與預置之圖案。

20 【發明内容】 上述問題，本發明之—目的係提供—種形成圖 ” 法，其具有南處理效率，且可減少浪費昂貴的官 性材料。本發明之另一目的係裎桩曰 、旳吕此 L 之另目的係如供-具該方法形成圖案之 悬^板0 種形成一圖案之方法 根據本發明之一態樣，提供_ 其包括下列步驟： 犧牲層係由一第一 (a)提供一具有一犧牲層之基材 6 1344678 材料所組成，且部份或完全形成於基材上； (b) 利用一第一手段形成複數個圖案溝槽於犧牲層 上，圖案溝槽不含第一材料，且具有一第—解析度或小於 第一解析度的線寬； (c) 利用一第二手段將一第二材料填入圖案溝槽中； 以及 * 料 (d)利用照射或加熱方式來移除犧牲層中的第 材 其中第一材料的臨界通量小於第二材料的臨 步驟⑷中移除第一材料的劑量，是介於該第一材料的臨界 通量至第二材料的臨界通量之間’且圖案係利 ： 而形成於基材上。 —何料 根=發明之另一態樣’提供一種具有一預置圖宰之 15 开由u料組成之犧牲層，部份或完全 形成於基材表面上，而犧牲層包括複數 溝槽不含第一材料，且具有一第一解析度或小於 度的線寬1 ’圖案料内填滿—第二 的臨界通量小於第二材料的臨界通量。 第-材料 本發明將詳述於下。 20 於此，「臨界通量」係指在一預 或熱（包含聚焦能量束）移除目標材料的最 =利用光 或揮發目標材料。 里错以分解 圖3繪不本發明_較佳實施例 ㈣4實關的方法將參考圖3詳述以㈣ 7 U44678 ⑴步驟(a):提供一具有一犧牲層之基材，而犧牲層 係由-第-材料所組成’且部份或完全形成於基材上。 ’ 形成犧牲層到基材上的方法，包括一般熟知此技藝者 • 所了解的形成膜層的方法。 5 詩形成犧牲層的第-材料，可藉由非直接圖案化塗 佈製程，如狹縫塗佈法或旋轉塗佈法，而完全覆蓋於基材 表面。或者，第一材料可藉由直接圖案化塗佈製程，如網 eP法 '滾印法或喷墨法，而部分形成於基材表面。 右用於形成犧牲層的第一材料為液態或半固態時，可 10使用噴墨法、印刷法、網版印刷法 '靜電印刷、法、平版印 刷法、凹版印刷法、凸版印刷法、軟模印刷法、旋轉塗佈 法'或狹縫塗佈法等。另一方面’若用於形成犧牲層的第 ··· —材料為固態時’其形成方式可為使用聚焦離子束或電毁 之濺鍍製程。再者’若用於形成犧牲層的第一材料為固態 15或半固態，則材料是先以膜層型態形成，再利用雷射將此 膜層轉移到基材，因而其可直接應用到基材上。 • 特別是當用於形成犧牲層的第一材料所費不貲時，可 圖案化基材上的犧牲I，且其解析度不同於用嘴墨法（如直 接圖案化製程）形成之圖案溝槽的解析度。較佳地，其解析 20 度係小於圖案溝槽的解析度。 較佳地，在形成犧牲層於基材上後，乾燥此基材。這 乃因液態的犧牲層不利於圖案溝槽的形成，而致使官能性 材料無法填入圖案溝槽中。 同時，犧牲層也可形成於具預置圖案區域之基材上。 8 1344678 (2)步禅（b)’利用—第—手段形成複數個圓案溝槽於 該犧牲層上，其中圖案溝槽不含第一材料，且線寬為一第 一解析度或小於第一解析度。 5 15 在步驟（b)中，將犧牲層依要求圖案處理成―條線，進 而形成不含第一材料的高解析度圓案溝槽。 較佳地，用來形成高解析度圖案溝槽的第一手段包括 聚焦能量束，其能將大量能量聚焦於小面積。第一手段的 二：括電子束、聚焦離子束、雷射、及與光學系統結合 形成犧牲層的第一材料。、〇的裝置亦可用來移除用於 出功二照射器」係指可放射特定波長的高輸 束由聚焦裝置（如透鏡^^ΓΙΐΓ線照射燈。當光 能量輸出，而有效;輸出照射器可提供足约的 選擇性移除高解析度圓案溝槽形式 =於待用第二材料(如官能性卿真充並以化 析度圖案。 卩第-材料填充的部分仍為一高解 雖然無光罩式電子束直寫法可做為第—手f =溝槽於犧牲層上，但使用雷射光束做為第：手=成 圖案Π:繞來控制光束形狀，"二 形成複雜的圖案溝槽；層…件可用來 在此的光罩係指放置於雷射東路徑’並局部控制昭射 20 1344678 於基材之光束形狀的光罩，而非習知黃光製程中進行大面 積圖案化所用之光罩。為控制光束形狀，光學繞射元件優 .. 於光罩，但並不以此為限。 - 光學繞射兀件或光罩的解析度較佳係高於或低於第一 5 解析度’其可由第一手段加以實現。 根據本發明一實施例，圖案溝槽的解析度為可得到最 小線寬的級度，其中線寬是利用聚焦能量束（如雷射）直接圖 帛化形成之。視不同的圖案化敦置，最小線寬可達次微米 響等級。反之，最大線寬可為數百微米至數千微米。 10 帛於形成犧牲層的第一材料，會因雷射產生的熱而遭 分解或揮發以致被移除，其—般係使用具有可見光或紅外 ' 、線波長範圍的雷射。另-方面，當第-材料是因化學鍵斷 .· &而被+移除時，最好使用具有紫外線波長範圍的雷射。 右用於形成犧牲層的第—材料，在所用雷射光波長範 15圍内有最大吸收光譜，則不需加入幫助吸收光的添加劑， 2可移除第-材料。t然’亦可使用在應用波長範圍内有 籲濟U收光譜的添加劑來移除第一材料。此吸收光的添加 劑在洛解第—材料的溶劑中具有高溶解度。 2〇溝槽Γ。步禅（C):利用一第二手段將一第二材料填入圖案 最炊:溝槽内填有第二材料，如官能性材料，以形成一 琅終圖案。 接圖⑷較佳地係使料直接圖案化之第二手段。「直 13 〃」係指將形成最終圖案的材料直接塗到預定位置。 10 1344678 、、直接圖案化是—種附加製程，而非如黃光製裎般的減 成法（subtractive process)。特別是對基於喷墨或雷射所執行 的直接圖案化而s ’電腦輔助設計以㈣心 CAD)繪'圖是允許使用的。 ’ 5 當使用可直接圖案化之第二手段時’用於形成圊案之 第二材料可部分形成到所需位置，而不用完全覆蓋基：。 如此，相較於習知使用LTHC施體薄膜的圖案化製程，其可 有效減 >、形成圖案之第二材料（如官能性材料）的用量。 ▲本發明的特徵之—在於’高解析度圖案溝槽是利用— U)具高解析度之第一手段所形成，且由第二材料所組成之高 解析度圖案則是利用圖案溝槽而得，儘管其是利用一低解 析度之第一手段於基材上形成圖案。 在步驟（C)中，步驟（b)所形成之圖案溝槽被填入第二材 料’以仔到一第二解析度。此第二解析度較佳係小於圖案 15溝槽的線見。但依不同需求，第二解析度可近似或大於圖 案溝槽的線寬。 ^ 般而D第解析度大於第二解析度◊但依不同需 求，第一解析度亦可近似或小於第二解析度。例如，第一 解析度為小於50微米，而第二解析度可為5〇微米或大於％ 20 微米。 用第二材料填充圖案溝槽的第二手段包括一般形成膜 層之方去’其並無特別限制。例如，液態或半固態官能性 材料的形成’可使用-直接圖案化製程，如噴墨法、印刷 法、網版印刷法、靜電印刷法、平版印刷法、凹版印刷法、 i 11 1344678 凸版印刷法、或軟模印刷法等。而固態或半固態官能性材 料可使用雷射、電漿或聚焦離子束來直接形成。 特別是為減少第二材料的用量，使用第二材料填充圖 案溝槽的第二手段，較佳是利用直接圖案化的噴墨法。 5 此外若以低分子量的高分子（分子量小於20,〇〇〇)做為 犧牲層材料時’欲被第二材料填入的部分會被雷射移除， =形成圖案溝槽。如圖5所示，圊案溝槽具有乾淨的邊緣部 見圖7’因犧牲層與具第二材料之基材的濕潤度不 W同’即兩者的表面能量不同，第二材料可在無犧牲層的區 域中自我對準（self_allgned)，或者藉由乾燥，第二材料可自 無犧牲層區域及犧牲層上部區域之間分離開。此種第二材 料之自我對準或分離現象，有助於在後續步驟⑷中移除殘 留於犧牲層中或上的第二材料。 15 若以高分子量的高分子（分子量大於20,000)做為犧牲 層材料時，待用第二材料填入的部分會被雷射移除，以形 ►成S1案溝槽。如圖6所示’圖案溝槽在其邊緣部分具有分隔 物。 參見圖8’因犧牲層與具第二材料之基材的濕潤度不 、=第一材料可自我對準在無犧牲層的區域中，或者可乾 燥第二材料，使其自無犧牲層區域及犧牲層上部區域之間 分，開。此種第二材料之自我對準或自具分隔物之犧牲層 P刀離的現象，有助於在後續步驟⑷巾移除殘留於犧牲 層中或上的第二材料。 12 令的i4)-ΪΓ)·‘利用照射或加熱方式來移_在儀牲層 在开/成一第—材料圖案於 牲層，及殘留在犧牲層上部之第二 = 槽令之後所留下的犧 只有由高解析度圖案溝槽所形第^時移除。藉此’ 材上。 项*的第一材料圖案可留在基 在步驟(d)中，留下的犧牲 除，例如，利用可用以m电 射或加熱方式移 量束。在此，填==案溝槽於犧牲層上的聚焦能 移除。有梦於此；I路'"以形成圆案之第二材料應未被 第-材料Γ用1特徵乃結合用來形成犧牲層的 材枓與用來形成圖案的第二 界通量相對小於第二材料的臨界通量/ 料的臨 曰這是因為聚焦能量束的照射，如雷射，宜 虿可使其下犧牲層分 疋月b 15 第二材Μ，τ _ S揮發，且不影響上層或圖案上的 時移除犧牲；經由分解或揮發而移除其下的犧牲層，並同 =牲層上部的第二材料，故只留下第二材料圖案。 产，1於开=多除殘留犧牲層所用之聚焦能量束的能量束寬 ΐ束ΪΓ 槽於犧牲層上所用之聚焦能量束的能 20 照=量並無特別限制，只要第一材料的臨界通量小 性所4的臨界通里即可。熱分解溫度視待分解材料的 t二二而一般熟知此項技藝者’可經實驗決定出照射 W里右希望以一足夠低的能量密度即可藉由揮發或熱分 解…移除基材上的犧牲層材料，則可利用大輸出照射器、 13 1344678 乾燥爐管、或在一預定時間内能放射足夠能量的烘烤爐管 等來完成步驟（d)。此也包含在本發明所欲保護之範圍内。 (5) 步驟（e):形成及移除保護層。 - 根據本發明之一實施例，上述方法更可包括在步驟⑷ 5形成犧牲層後，再形成一保護層於犧牲層上，以及在步驟 (b)之後移除保護層。或者上述方法更可包括在步驟形成 第二材料後，再形成一保護層於用以形成圖案的第二材料 層上，以及在步驟（d)之後移除保護層。 _ ^用於^/成犧牲層之第—材料及/或用於形成圖案且 10留在犧牲層上部之第二材料在步驟（b)或步驟（d)移除時，更 可在形成第一材料於基材上之後或在形成第二材料之後， 形成一保護層，以避免第一材料/第二材料黏著到先前已圖 . 案化之區域或基材上而污染該區域或基材。 (6) 部分形成高解析度圓案的方法。 15 圖4繪示本發明一較佳實施例之部分形成高解析度圖 案之方法的流程圖。 • 在步驟（c)中，當使用可直接圖案化之第二手段（如噴墨 法）將用於形成圖案的第二材料填入具第一解析度或小於 第一解析度的圖案溝槽中以得第二解析度時，一第二材料 20圖案另可形成於不含犧牲層的區域上而得第二解析度及/ 或第三解析度，因此具第一解析度的圖案與具第二解析度 及/或第三解析度的圖案可同時形成。在此實施例中，不具 最高解析度之區域，例如線寬為5〇微米或大於5〇微米之區 域，亦可由噴墨法直接加以圖案化，且其可具多種解析度。 14 1344678 10 15

20 根據上述包括步驟⑷至步驟（狀形成圖案 出一具有預置圖案之基材，其包括 … 棱 牲層，部份或完全形成於該基材表面，：中之犧 第-解析度。此外，…二！ 線寬等於或小於 何 匕卜圖案溝槽内填滿第二材料，且當一分 料的臨界通量小於第二材料的臨界通量。 第一材 於下將詳述本發明實施例之形成圖案方法 料、或組成具預置圖案之基材的元件材料。 ，材 (1)做為基材之材料 基材材料包括現今用於圖案化製程之基材 f特別限制。基材材料的例子包括聚乙稀對苯二甲㈣ (=yethylene terephthaIate; PET)、聚3旨（_峨r; P心 2，polycarbo_; PC)、聚丙烯(polypropylene; ρρ)、 Μ克力、非晶玻璃、或pc/pE組合物。 (2)用於形成犧牲層的第一材料 第一材料可為單-材料或由兩種以上材料混合而成。 對於本發明實施例中做為犧牲層的第一材料並無特別 =八要其在乾燥或於室溫下經相轉移後為呈現固態或 乡：即可。較佳地，做為犧牲層的第一材料可輕易由第一 手段如聚焦能量束所移除而具高解析度。更佳地，第一材 :可輕易由聚焦能量束之照射而揮發或分解。若第一材料 =熱分解/揮發而被移除，則第—材料較佳為具有低的比 :與潛熱’如此即使是使用低功率/能量密度之聚焦能量 束’亦可輕易移除之。 i 15 1344678

10 再者，第一材料的揮發溫度越低越好。 做為犧牲層之第一材料的非限定範例為可由雷射照射 等所分解之高分子材料，其包括聚丙烯碳酸酯 (polypropylene carbonate)、聚 α-甲基苯乙稀（poly (alphamethylstyrene)) 、 聚甲基丙稀酸曱醋（polymethyl methacrylate)、聚曱基丙烯酸丁 S旨（polybutylmethacrylate)、 醋酸纖維（cellulose acetate)、石肖化纖維（nitrocellulose)、聚 氣乙烯（polyvinylchloride)、聚甲酸 (polyacetal)、聚偏二氣 乙稀（polyvinylidene chloride)、聚氨 S旨（polyurethane)、聚醋 (polyester)、聚原醋（polyorthoester)、聚丙稀腈 (polyacrylonitrile)、改質丙稀腈樹脂（modified acrylonitrile resin)、順丁烯二酸樹脂（maleic acid resin)、其共聚物、或 其混合物等。 15

20 另外，第一材料的非限定範例為，可於雷射等照射下 自行蒸發/揮發，或可於存有吸收特定光波長範圍的添加劑 中進行蒸發/揮發的材料，其包括乙醯胺（acetamide)、2-氨 基 °比 0定（2-aminopyridine)、2-氨基-3-甲基 n比 °定（2-amino-3-methylpyridine) 、2-氨基-6-甲基0it^(2-amino-6-methylpyridine)、2-氣°比咬（2-chloropyridine)、3-漠 °比0定 (3-bromopyridine)、3-氰基。比咬（3-cyanopyridine)' 4-氰基口比 0定(4-cyanopyridine) 、 1，3-二（4- 0底咬）丙烧 (l，3-di-(4-piperidyl)propane)、二乙醇胺（diethanolamine)、 二異丙醇胺（diisopropanolamine) 、2-乙醇 η辰。定 (2-ethanolpiperidine)、乙二胺四醋酸（ethylenediamine 16 1344678 5

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20 tetraacetic acid)、異 丁醇胺（isobutanolami.ne)、正甲基乙 SS 胺（N-methylacetamide)、鄰甲苯胺（p-toluidine)、三異丙醇 胺（triisopropanolamine)、正乙烤-2-己内脂（N-vinyl-2-caprolactam)、馬來酸（maleic acid)、新戊酸(pivalic acid)、 三氣乙酸（trichloroacetic acid)、脂肪醇（behenyl alcohol)、 2,3-丁 烧二醇（2,3-butanediol)、丁 快二醇（butynediol)、環己 醇（cyclohexanol)、2,2-二甲基丙醇（2,2-dimethylpropan〇l)、 1，6-己二醇（l，6-hexanediol)、1-庚醇（1-heptanol)、乙酸龍腦 酷（bornyl acetate) '蘇躐醋酸鹽（cetyl acetate)、碳酸乙烯酷 (ethylene carbonate)、二十二酸曱酯（methyi behenate)' 二 苯喊（diphenyl ether)、正己崎（n-hexyl ether)、1，3,4-三聚甲 醒·（l，3,4-trioxane) 、 3-乙氧基-1-丙醇（3-ethoxy- l-propanol)、苯甲酮（benzophenone)、對甲基苯乙酮 (p-methylacetophenone)、苯基丙酮（phenylacetone)、鄰苯二 盼（catechol)、對曱盼（p-cresol)、對笨二盼（hydroquinone)、 4-乙基苯紛（4-ethylphenol) 、 2-甲氧基苯盼 (2-methoxyphenol)、苯盼（phenol)、異丙基-間-曱齡 (thymol) 、 2,3·二甲盼（2,3-xylenol) 、 2,5-二甲齡 (2,5-xylenol)、或其混合物等。 除上述材料外，其他可輕易被聚焦能量束移除的有機 材料或無機材料，亦可當作用於形成犧牲層的第一材料’ 其亦在本發明所欲保護之範圍内。 例如，適當的添加劑可加入犧牲層中，以控制犧牲層 與基材或第二材料間的附著力、加強圖案化能力、維持用 17 1344678 5

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20 於形成圖案之第二材料足夠的濕潤度、控制做為犧牲層之 第一材料的柔軟度與黏著性、或改善聚焦能量束的吸收。 用來改善聚焦能量束吸收之添加劑的例子包括重氮烧 化物（diazoalkyl)、重氮鹽（diazonium salts)、疊氛化物（azido compounds)、敍鹽（ammonium salts)、氧化物（oxides)、碳酸 鹽（carbonates)、過氧化物（peroxides)、或其混合物。以具 有紅外線波長範圍之聚焦能量束為例，添加劑可由下列群 組選擇其一，其包括取代聚駄氣化合物（substituted polyphthalocyanine compounds)、含金屬酜氰化合物 (metal-containing phthalocyanine compounds)、花青染料 (cyanine dyes)、方酸氰染料（squarylium dyes)、偏硫化苯基 丙稀染料（chalcogenopyriloacrylidene dyes)、鉻酸鹽染料 (chromate dyes)、金屬-硫染料（metal thiolate dyes)、雙（硫 化苯基）聚曱块染料（bis(chalcogenopyrilo) polymethine dyes)、氧。引α朵染料（〇xyind〇lyzine dyes)、雙（胺基芳基）聚曱 炔染料（bis(aminoaryl)polymethine dyes) ' 偏花青染料 (merocyanine dyes)、S昆化染料（quinoide dyes)、及其混合物 等。此外添加劑亦可使用無機材料，其是由週期表中的Ilia 族、IVa族、Va族、Via族、VIII族、Illb族、Vb族等過渡金 屬及其混合物所組成之群組選擇其一。可用之IVb族元素包 括碳（C)。聚焦能量束的波長選擇視做為犧牲層的第一材料 或光吸收劑而定。 同時’可用於本發明之軟化劑的例子包括，但本發明 不限於此.如鄰苯二甲酸二苯g旨（diphenyl phthalate或鄰苯 i 18 1344678

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20 二曱酸二（2-乙基已基）S旨（di-(2-ethylhexyl)phthalate))的鄰 苯二甲酸二苯醋衍生物（diphenyl phthalate derivatives)、如 蓖麻油酸丁醋（butyl ricinolate)或丙二醇蓖麻油酸鹽 (propylene glycol ricinolate)的蓖麻油酸衍生物（ricinoleic acid derivatives)、如癸二酸二丁 S旨（dibutyl sebacate)或癸酸 二曱脂（dimethyl sebacate)的己二酸衍生物（sebacic acid derivatives)、如硬脂酸丁 S旨（n-butyl stearate)或異丙醇硬脂 酸鹽（propylene glycol monostearate)的硬脂酸衍生物 (stearic acid derivatives)、如丁二酸二乙脂（diethyl succinate) 的破站酸衍生物（succinic acid derivatives)、如正乙基-鄰， 對-曱苯石黃酸胺（N-ethyl-o,p-toluene-sulfonamide)的確酸衍 生物（sulfonic acid derivatives)、如璘酸三曱苯酷（tricresyl phosphate)或璘酸三丁 S旨（tributyl phosphate)的填酸衍生物 (phosphoric acid derivatives) ' 如氣 4匕石蠛（chloroparaffin) 的烧烴衍生物（paraffin derivatives)、如十六酸異丙酯 (isopropyl palmitate)或掠棚酸曱 S旨（methyl palmitate)的棕 橺酸衍生物（palmitic acid derivatives)、如油酸丁酷（butyl oleate)或三油酸甘油（glycerol trioleate)的高油酸衍生物 (oleic acid derivatives)、如異丙基肉豆謹酸鹽（isopropyl myristate)的肉苴謹酸衍生物（myristic acid derivatives)、如 三辛基三苯六曱酸S旨（tricapryl trimelitate)或三異癸三苯六 曱酸醋（triisodecyl trimelitate)的苯六甲酸酯類（melitates)、 如馬來酸二正丁醋（di-n-butyl maleate)或馬來酸二（2-乙基 己基）酯（cii-(2-ethylhexyl)maleate)的順丁稀二酸衍生物 j 19 1344678

(maleic acid derivatives)、如亞麻油酸甲酯（methyl linolate) 的亞麻油酸衍生物（linolenic acid derivatives)、如月桂油酸 曱酯（methyl laurate)的月桂酸衍生物（lauric acid derivatives)、如間苯二甲酸二苯醋（diphenyl isophthalate) 或間苯二曱酸甲g旨（dimethyl isophthalate)的異苯二曱酸衍 生物（isophthalic acid derivatives)、2,2,4-三甲基-1,3-戍二醇 (2,2,4-trimethyl -1，3-pentanediol)、如二異丁酷（diisobutyrate) 的異丁 S旨衍生物（isobutyrate derivatives)、如三乙酸丙三醇 西旨（glycerol triacetate)的丙三醇衍生物（glycerol 10 15

20 derivatives)、如反丁 烯二酸二丁酯（dibutyl fumarate)的反丁 稀二酸衍生物（fumaric acid derivatives)、如環氧硬脂酸正辛 稀酿（n-octyl epoxystearate)的環氧化物衍生物（epoxy derivatives)、如择檬酸三正丁醋（tri-n-butyl citrate)或乙醯 梅檬酸三乙醋（acetyltriethyl citrate)的棒檬酸衍生物（citric acid derivatives)、如二苯甲酸二乙二醇西旨（diethyleneglycol dibenzoate)或二苯曱酸二丙二醇酯（dipropyleneglycol dibenzoate)的苯甲酸衍生物（benzoic acid derivatives)、如壬 二酸二異癸 S旨（diisodecyl azelate)或壬二酸二甲醋（dimethyl azelate)的壬二酸衍生物（azelaic acid derivatives)、以及如己 二酸二癸 §旨（dicapryl adipate)或己二酸二異癸醋（diisodecyl adipate)的己二酸衍生物（adipic acid derivatives)等。 (3)用於形成圖案的第二材料 第二材料可為單一材料或由兩種以上材料混合而成。 雖然本發明實施例對用於形成圖案的第二材料並無特

A 20 ::制·但較佳是使用官能性材料，例如為用於形成電子 件之電極線路、晝素或薄膜電晶體的材料。 棱ίΓ材料的非限^範例包括導電高分子'金屬奈米微 r有機金属化合物、液晶顯示器 矩陣材料、間隙材料'，彩色渡光材料等)、有機電㈣j 不器（0LED/PLED)中的材料（如黑色矩陣材料、光激發層、 電子傳輸層、電動傳輸層等)、無機電激發光(EL)材料、或 有機/無機薄膜電晶體材料等。 10 可做為第二材料的導電高分子具有高分子的機械性 質’並且經化學摻雜後可轉變具有半導體或導體性質。近 年來，導電高分子已應用在生活用品與先進工業材料上， 例如用於充電電池'抗靜電劑、交換器、非線性元件、電 容器、光學記錄材料、或防電磁波材料等。 導電高分子的例子包括聚塞吩（p〇lythi〇phene)、3烷基 15 聚塞吩（poly(3-alkylthiophene))、聚（3,4-二氧乙基噻吩）/聚 (對本乙稀石尹、I )(PEDOT/PSS)、聚苯胺（p〇iyaniiine)、聚苯 胺衍生物（polyaniline derivatives)、聚乙炔（p〇iyacetylene)、 聚嗞咯（polypyrrole)、聚哒咯衍生物（polypyrr〇le derivatives)、聚苯烯（p0iyphenylene)、聚笨硫(polyphenylene 20 sulfide)、聚對苯乙稀（p〇iyphenylenevinyiene)、聚 0夫喃 (polyfuran)、或其混合物。然導電高分子並不以此為限，只 要其具有導電性即可。 另目前常用的金屬奈米微粒亦可採用，且其並無特殊 限制《金屬奈米微粒的例子包括銀奈米微粒、金奈米微粒、 21 1344678

10 鉑奈米微粒、鈀奈米微粒、銅奈米微粒、鎳奈米微粒、鋅 奈米微粒、鐵奈米微粒、鋁奈米微粒或其混合物。 根據本發明之一實施例，可當作第二材料的有機金屬 化合物之非限定例子，包括在室溫下呈固態的有機金屬化 合物，例如雙環戊二稀鎮（biscyclopentadienyl magnesium)、 二環戊二烯锰（dicyclopentadienyl manganese)、雙曱基環戊 二稀鎮（bismethylcyclopentadienyl magnesium)、乙醯丙酮錄 (acetylacetone strontium)、 雙環戊 二烯認 (biscyclopentadienyl strontium)、二甲 氧基錄 (dimethoxystrontium)、三甲基銦（trimethylindium) ' 二甲氧 15

20 基領（dimethoxybarium) ' 乙醯丙酮鋇（acetylacetone barium)、雙環戊二烯鎖（biscyclopentadienyl barium)、三甲 氧基鋼（trimethoxy lanthanum)、乙醢丙酮綱（acetylacetone lanthanum)、三環戍二烤鋼（triscyclopentadienyl lanthanum)、三甲基環戊二稀鋼（trismethylcyclopentadienyl lanthanum)、三曱氧基崔乙（trimethoxy yttrium)、三環戊二稀 在乙（triscyclopentadienyl yttrium)、或其混合物。 用於有機電激發光元件的有機光激發材料可為任一目 前常用的光激發化合物，其並無特殊限制。有機光激發化 合物的例子包括八經基喧琳铭（tri(8-hydroxyquin〇nne) aluminum(III) ; Alq3)、Alq3 衍生物、聚（1,4-對苯乙 稀）(poly(l，4-phenylenevinylene ; PPV)、及 PPV衍生物，如 聚（2-甲氧基-5- ( 2’-乙基己氧基）-1，4-對苯乙烯 (poly-(2-methoxy-5-(2,-ethylhexyloxy)-1,4-phenylenevinyle 22 1344678 ne) ; MEH-PPV)等。 5 15 20 此外，用於無機電激發光元件的無機光激發材料可為 任何目前常用的光激發化合物，其並無特別限制。無機光 激發化合物的例子包括砷化鎵基磷（GaAs_based phosphors)、磷化鋁銦鎵基磷（A 丨 GaInP_based ph〇sph〇rs)、 氮化紹銦鎵基磷（AlInGaN-based phosphors)、氮化鎵基磷 (GaN-based phosphors)、及其混合物等。 有機/無機薄膜電晶體材料的非限定範例包括：非晶 矽、多晶矽；p型有機物質，如五環芳香烴（pentacene)、二 硫三環芳香烴（dithiaanthracene)、二烷基二硫三環芳香烴 (dialkyldithiaanthracene)、雙（二噻嗯噻吩）（bis (dithienothiophene))、苯二塞吩衍生物（benz〇dithi〇phene derivatives)、寡塞吩（〇iigothi〇phene)、苯烯烴（phenyiene)、 或芳香烴（arylene); N型有機物質，如對二嵌苯（perylene)、 五環芳香烴（pentacene)、酿。弄二甲院（quin〇dimethane)、酞 氰素（Phthal〇cyanine)、或四羧酸酐 anhydride);可溶解的寡聚物與高分子〇τρτ材料；以及絕 緣材料’如聚亞醯胺（polyimide)、可溶解的聚亞酿胺、苯 環丁烯（benzocyclobutene)、聚乙烯苯酚（p〇ly (vinylphenol))、或聚曱基丙烯酸甲酯（pMMA)。 同時’第二材料内可加入適當的添加劑，以控制物性/ 化性使之適於圖案化製矛呈。在此，「添加劑」係指不同於 弟二材料的化學物質，其可依所需加入而改變物化性質。 一般為加入少量的添加劑。 23 1344678 (4)做為保護層之材料 / ,根據本發明一較佳實施例，在施加第一材料於基材上 後或在轭加第二材料(如官能性材料)之後，可進一步施加一 保護層。 5 上述保邊層可用水解溶液或非水解溶液清洗移除。當 使用欠解，合液清洗保護層時，水解溶液可包括水溶性高分 子’如聚乙稀醇（polyvinyl ak〇h〇1)、聚乙烯吡咯烷酮 (P〇lyvinyipyrrolidone)、或乙基纖維素（吻iceiiui〇se)。另 > 方面，右是使用非水解溶液清洗保護層，則可使用如 10 PMMA的非水溶性高分子。 在選擇保護層與用來移除保護層之溶液時’均應避免 其破壞已形成之第二材料（如官能性材料）。 【實施方式】 15 本务明之軚佳貫施例將詳述於下，然其僅是做為範例 描述而已，並非用以限定本發明。 _ 實施例1 首先，提供用來形成犧牲層的組成物。將〇. 15克聚乙 烯唼咯烷酮（polyvmylpyrr〇nd〇ne)(平均分子量· 4〇 〇〇〇 : 20 Sigma-Aldrich，P0930)及1.5克紫外光吸收劑（黑色染料；lc

Chem.)溶解於20克乙醇中，以形成噴墨法用的墨水（ink)e 其次，利用喷墨裝置（JetLab，MicorFab)將墨水施加到一玻 璃基材上’以形成線寬5 0 0微米的犧牲層圖案。繼之，用光 束直徑30微米的紫外光雷射來部分移除犧牲層圓案，以形 24 1344678

成後續用g能性材料層圖案化之P A 距㈣米 '頻率刪二之二。雷射的操作料^ 九束此i 60%、及掃描速产 O.lm/s。圖9為以1〇〇倍率觀察部 、又 溝槽的結果。如，所㈣除;::==之圖索 約為3〇微米。接著，將含^所形成之_線寬 (Sigma-Aldrich;平均分子量.9〇^水本乙烤奈米微粒 到儀靜㈣卜，）分散其巾的墨水施加 到犧牲層圖案上，以形成—圖案。藉由增加光束直徑來減 少照射劑量，而用紫外光雷射(355夸米 /工來減 C*細-·)照射犧牲層與官能性材料圊案。’如:，=， =除犧牲層。此時雷射的操作條件為距 二 -高解析度的聚苯二故藉此可形成 於圓心 和案韻案㈣。倍率觀察並顯示 15 20 工業上的應用性 由，知，本發明形成圖案之方法的製程 早·^使用習知黃光製程中昂貴的大面積光 減少宫能性材料的用量。相較於習知以喷墨法、可 :製程’本發明之方法可提供較高解析二案 :發明之方法可減少費用，以及避免官能性材料因=日: =㈣通。再者’其可選擇適合犧牲 此里束來施加到基材上， 十的♦焦 基材的效率。纟了“心成具南解析度圖案之 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以 25

Claims (1)

1344678 十、申請專利範圍： h —種形成圖案之方法，該方法包括下列步驟： (a) 提供一具有一犧牲層之基材，該犧牲層係由一第— 材料所組成且部份或完全形成於該基材上； (b) 利用-第-手段形成複數個圖案溝槽於該犧牲片 上’該等圖案溝槽不含該第一材料，且具有一第—二 或小於該第一解析度的一線寬； X

(c)利用一第二手段將一 中；以及 第二材料填入該等圖案溝槽 ⑷藉由照射或加熱來移除殘留在該犧牲 一材料， j °次乐 :中該第一材料的一臨界通量小於該第二材料 步驟⑷中移除該第一材料的一劑量是 」 15 材料的該臨界通量與該第二材料的該臨界通，： 圖案係由该第二材料所形成於該基材上。 2.如申請專利範㈣丨項所述之方法，㈠料 係將該第二材料填入該等圖案溝槽中以得一 ：⑷ ^二解析度係小於該步驟⑻所形成之該等圖案溝槽^ 20 其中在該步驟 同時移除該犧 3.如申請專利範圍第丨項所述之方法 (d)移除殘留在該犧牲層中的該第一材料時 牲層上部之上的該第二材料。 之方法，其中在該步驟 八该等圖案溝槽中以得 4.如申請專利範圍第1項所述 (c)利用該第二手段將該第二材料填 28 —第二解析度時，更包括形成 圖案於-不含該犧牲層的區域上，：該苐二材料所組成之 同於該第二解析度的-第三解析度。具該第二解析度或不 5 5.如_請專利範圍第〗項所述之 ⑷甲係利用與該第二手段相 其中在該步驟 化該犧牲層，UP —不冏的—第三手段來圖案 析度。以付-不同於該等圖案溝槽解析度的第四解 6‘如申請專利範圍第丨項所 10 中用來移除該犧牲層以形成該等圖案=;中該步驟⑻ —聚焦能量束，及一弁置$ .…«的忒第一手段為 該聚焦能量束的形狀 光學繞射元件係使用以控制 7•如t請專利範圍第丨項所 利用具有等於或小於該第一解析度之=，=步驟⑼ 15 犧牲層，包括使用具一第五解析度=;:，移除該 -,, * 光罩或一光璺妞射 ::楚以形成等於或小於該第五解析度的該等圓荦溝二 且遠第五解析度大於該第—解厂曰 該第_丰P^ # 接者於步驟（C)中利用 第一手奴將該第二材料填入該等圖 於該第五解析度的第二解析度。 以传小 20 8. 如申請專利範圍第!項所述之方法其中由該 材料組成之該犧牲層係形成在一包含複數 \ 的基材上。 i圃茶&域 9. 如申請專利範圍第i項所述之方法，其 移除殘留在該犧牲層中的該第__材料包括照射 束。 、、b里 29 1344678 »月專利乾圍第1項所述之方法，其中該 -助％ At曰丄—.. J =使用-聚焦能量束照射，而該第:手

10 15 申π專利範圍第1項所述之方， . 步驟漬該犧牲層後，形成一保護層於該犧牲層之= 後，移除該保護層；或者在該步驟(C)填入 第—材枓後’形成-保護層於該第二材料之上，以及在 該步驟（d)後，移除該保護層。 隹 12· 一種具有—預置圖案之基材’該基材包括-由一第 -材料所組成之犧牲層’部份或完全形成於該基材表面 上’其中該犧牲層包括複數個圖案溝槽，料圓荦溝槽不 含該第-材料且具有一小於或等於一第一解析度的線‘， 該等圖案溝槽内為填入一第二材料，且該第一材料的一臨 界通量小於該第二材料的一臨界通量。 13.如申請專利範圍第12項所述之基材，其中該等圖案4槽内係填滿㈣二材料’以得_小於該等圖案溝槽之該 線寬的第二解析度。 20 14.如申請專利範圍第13項所述之基材，其令位於一含 該犧牲層之區域内的該等圖案溝槽，係填滿有該第二材 料，以具該第二解析度，而由該第二材料組成之另一圖案， 則是形成於一不含該犧牲層之區域内，以具該第二解析度 或不同於該第二解析度的一第三解析度。 15 ·如申請專利範圍第12或14項所述之基材，其中殘留 在該基材上的該犧牲層係該基材上移除。 30 _ Θ專利範圍第12或14項所述之基材，其中由該 =料所組成之該犧牲層，係形成在包含複數個預置圖 莱區域的該基材上。 i申明專利範圍第12或14項所述之基材，其中該基 亡的該犧牲層係被圖案化’以具有一第四解析度，該第 、"析度不同於形成在該犧牲層上的該等圖案溝槽解析 旦广·如中請專㈣圍第12項所述之基材，其中該臨界通 里係以一聚焦能量束為基準。 10 19.如f請專㈣圍第12或14項所述之基材，其中該犧 t層上的該等圖案溝槽是由一聚焦能量束照射所形成，該 弟一材料是利用一喷墨法填入該等圖案溝槽中。 20.如申請專利範圍第12或14項所述之基材，更包括一 保護層，用以避免在移除該第一材料或該第二材料之後， 15做為該犧牲層的該第一材料、或殘留在該犧牲層與該第一 材料上的該第二材料，黏回至一 p阁安 ..... 31