TWI375341B - - Google Patents

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TWI375341B
TWI375341B TW096149763A TW96149763A TWI375341B TW I375341 B TWI375341 B TW I375341B TW 096149763 A TW096149763 A TW 096149763A TW 96149763 A TW96149763 A TW 96149763A TW I375341 B TWI375341 B TW I375341B
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Toshio Fukuda
Akihiro Nomoto
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Sony Corp
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1375341 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種圖案形成方法及電子元件之製造方 法，更詳細而言，係關於一種導電性圖案之形成方法及使 用該導電性圖案形成方法之電子元件之製造方法。 【先前技術】 為於玻璃基板或塑膠基板等上高效且低成本地形成微細 且精密之圖t，而研究有各種方法。例如，揭示有一種印 刷法：於表面由具有剝離性之聚石夕氧橡膠所被覆之被稱為 覆面之第1版之表面上，整個面地塗佈印刷樹脂之後，將 表面側具有凹凸圖案之第2版按壓至第丨版之樹脂形成面 側藉此，將上述樹脂之不要圖案轉印至第2版之凸部之 頁面而將不要圖案去除，再將殘存於第1版之表面的樹脂 圖案轉印至被轉印基板上（例如，參照日本專利特開平^卜 5 8921號公報）。 利用°亥印刷法而形成微細且精密之圖案時，1¾印刷法中 所使用之液組成物，於將液組成物塗佈至第1版上之塗佈 步驟自第1版上將液組成物塗膜之不要圖案轉印至第2版 v驟自第1版上將圖案轉印至被轉印基板上之 轉印步驟之各步驟中’必須保持適當之液組成物之轉移特 性0 首先 > 於 ’；將液組成物塗佈至第1版上之塗佈步驟中，由 於通常係.利用@ ，士 , 用具有剥離性之材料而形成第1版之表面，故 而^頁於該剥離性表面上較薄地形成平滑且均勻之液組成 126565.doc 1375341 物塗膜’因此必須適當地控制液組成物之物性值。 又於後續之自第1版上將液組成物塗膜之不要圖案轉 印至第2版上之轉印步驟中，塗佈於第i版上之液組成物塗 膜必須元全按照其圖案形狀而轉印至所接觸之第2版之 口部之頂面：為此，在塗饰於第1版上之後，必須使液組 成物塗膜之黏度適度上升，從而使第1版上之液組成物塗 膜保持適當之黏著性及凝聚性。 進而’於將圖案轉印至被轉印基板之轉印步驟中，殘存 於第1版上之經圖案化之液組成物塗膜必須完全轉印至被 轉印基板。因此，圖案化後之液組成物塗膜必須係適合於 轉印之適當之塗膜狀態（乾燥狀態）。 針對該等技術性課題，揭示有一種設定用於印刷之油墨 組成物（液組成物）之黏度值、表面能值、溶劑之蒸氣壓值 而來應對的钐色濾光片製作用油墨組成物之示例（例如， 參照日本專利特開2005-128346號公報）。 【發明内容】 然而’於日本專利特開2005-128346號公報中，對於印 刷步驟中之溫度並無記載’假定於室溫下進行該印刷法 時，第1版上之液組成物塗膜之乾燥狀態會因室溫而不均 勻，因此液組成物塗膜之黏著性會產生不均。因此，於自 第1版將不要圖案轉印至第2版之轉印步驟及自第丨版將圖 案轉印至被轉印基板之轉印步驟中，以良好之再現性準確 地轉印圖案較為困難。由此，存在所形成之圖案中產生缺 陷等問題。 126565.doc 1375341 又’就曰本專利特開2005-128346號公報所揭示之液組 成物之物性而言’構成液組成物之溶劑之蒸氣壓之規定並 不充分，有時溶劑會自液組成物塗膜不停地揮發，從而無 ’ 法維持在具有適當之黏著性及凝聚性之狀態下，因而存在 热七¥啼地進行圖案轉印之問題。 - 為解決如上所述之課題，本發明之目的在於提供一種可 使液組成物塗膜之狀態穩定，並再現性良好、穩定地形成 φ 微細且精密之圖案的圖案形成方法及電子元件之製造方 法。 為達成如上述之目的’本發明之圖案形成方法之特徵係 依次執行如下所述之步驟者。首先，第丨步驟中藉由於 第1版上塗佈液組成物而形成液組成物塗臈，並且進行熱 處理。其次，第2步驟中，將表面側具有凹凸圖案之第2版 才女壓至第1版之液組成物塗膜形成面側，將液組成物塗膜 之不要的圖案轉印至第2版之凸部之頂面而去除，藉此於 • 第1版上形成圖案。繼而，第3步驟中，將第i版之圖案形 成面側按壓至被轉印基板之表面，藉此將圖案轉印至被轉 印基板之表面。並且，液組成物含有在熱處理中之第工版 之表面溫度顯示1 3 3 P a以下之蒸氣壓之溶劑。 . 根據如此之圖案形成方法，於第1步驟中，藉由於第！版 上塗佈液組成物而形成液組成物塗臈，並且對第1版進行 加熱，因而可穩定地形成由熱處理之溫度所規定之狀態Z 液組成物塗膜。並且，液組成物含有在經加熱之第之 表面溫度顯示133 Pa以下之蒸氣壓之溶劑’藉此即便進行 126565.doc 1375341 熱處理’該溶劑亦殘存於上述液組成物塗膜中，因此液組 成物塗膜可維持在具有適合於轉印之黏著性及凝聚性的狀 態下。藉此，於自第1版將不要的圖案轉印至第2版之轉印 步驟及自第1版將圖案轉印至被轉印基板之轉印步驟中， 能準確地轉印圖案 又，本發明之電子元件之製造方法之特徵在於將上述圖 案形成方法應用於電子元件之製造方法中，因而於自第t
版將不要的圖案轉印至第2版之轉印步驟及自第丨版將圖案 轉印至被轉印基板之轉印步驟中，能準確地轉印圖案。 如以上所說明’根據本發明之圖案形成方法及使用此之 電子元件之製造方法’於自P版將不要的圖案轉印至第2 版之轉印步驟及自第1版將圖案轉印至被轉印基板之轉印 V驟中月準確地轉印圖案，因而能再現性良好、穩定地 形成微細且精密之圖案。因A，可藉由印刷法而形成電子 元件之微細電極㈣，可簡化電子元件之製造步驟。
【實施方式】 以下，根據圖式，詳έ田均B日士 u n 汗、、，田說明本發明之實施形態。 對於本發明之圖案形成 战忐相關的實施形態之一例，以包 含底閘.底接觸型薄膜雷s7 雙日日體的電子元件之製造方法為 例，藉由圖1之製造步驟叫 d面圖進仃說明。於本實施形態 中，於上述薄膜電晶體之、、择 ^ 4 之源極.汲極電極之形成中應用了 本發明之圖案形成方法。 如圖1 (a)所示’成為覆 復面之第1版丨〇 ,由具備玻璃基板11 及s又於玻璃基板1 1上 例如聚二甲基矽烷（PDMS， 126565.doc 1375341
Polydimethylsilane)層I2之平版所構成。該第1版10例如係 藉由利用旋塗法而於玻璃基板11上塗佈PDMS後，藉由加 熱處理使PDMS硬化而製作’ PDMS層12之表面側平坦地設 置著。
此處，於後步驟中··對形成有塗錤之狀態之第1版丨〇進 行加熱，因而於第1版10中，於PDMS層12中例如内置有油 加熱器等熱源。再者，熱源亦可不内置於第丨版丨〇中，例 如亦可藉由對處理環境進行加熱而對第丨版1〇進行加熱。 又，此處，對上述第1版I 〇為平版之例進行了說明，但上 述第1版10亦可為輕狀。
首先，如圖1(b)所示，例如藉由封蓋塗佈法，而於第i 版丨0之！>〇河8層12上塗佈液組成物，該液組成物例如係使 包含銀奈米粒子之導電性粒子分散於有機溶劑中而成，藉 此使導電性膜D(液組成物塗膜）以例如i μπι之膜厚形成^ 後，對第1版10進行加熱。又，該第mi〇之加熱例如可 自2(TC之室溫藉由上述之内置於第i版ι〇中的熱源而在 、較好的是贼〜6(rc之範圍内進行。藉由該第】 版ίο之加熱’第上之導電性膜D之乾燥狀態，得以維 持在由加熱溫度所規定之狀態下，與室溫相比較， 導電性膜D之乾燥狀態之不均。 並且，上述液組成物含有在經加熱之第之表面瓜 度下表現出133 Pa以下之蒸氣壓之溶劑。藉此，即便對 1版10進行加熱’該溶劑亦可殘存於上述導電性膜D 而導電性❹得以維持在具有適合於轉印之黏著性及凝聚 J26565.doc 1375341 性的狀態下。 此處，若上述導電性膜D之黏著性過強，則如下所述 般，於按壓具有凹凸圖案之第2版，而將導電性膜〇之不要 圖案轉印至第2版之凸部之頂面之步驟中，導電性膜D對第 1版10之密著性較高，面難以使不要圊案轉印至第2版之凸 部之頂面。又，若導電性臈D之黏著性過弱，則於上述步 驟中，會拖掛在附著於第2版之凸部之頂面上的不要圖^ 上，從而無法以良好的尺寸控制性使導電性圖案殘存於第 1版10上。進而，若導電性膜D之凝聚性過強，則膜強度會 變兩’因而於上述步驟中，難以使不要圖案轉印至第2版 之凸部之頂面。又，若導電性膜D之凝聚性過弱，則於上 述步驟中，會在第1;&1Q上之應去除導電性膜D之#位 存0 再者，此處，上述第丨版⑺之加熱係於形成導電性膜〇之
後進行，但亦可在預先已對第這1〇進行了加熱之狀態下 塗佈液組成物。 此處，作為在第加熱之3〇t：〜9〇t：之範圍内表現 出133 &以下之蒸氣壓之溶劑，例如可列舉在39t下表現 ㈣Pa之蒸氣壓之笨甲酸f醋、在训下表現出⑴& 之备氣壓。之松油醇、在飢下表現出⑴&之蒸氣壓之节 醉、在96°C下表現出133 pa之蒸氣壓之三丙二醇等。上述 溶劑可單獨用作溶劑，亦可將該等組合使用。 广於上述液組成物中’可含有1種以上的在經加熱之 弟1版ίο之表面溫度下表現出l33 pa以下之蒸氣壓之溶 126565.doc 劑，亦可含有上述以外之溶劑。作為上述以外之溶劑，除 了水以外，可根據印刷性而使用包含酯系溶劑、醇系溶 劑、酮系溶劑之極性溶劑或非極性溶劑。例如，作為上述 :系溶劑’可列舉乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯等。作 為上述醇系溶劑，可列舉乙醇、丙醇、異丙醇等。作為上 述鲷系溶劑’可列舉丙酮、丁酮、甲基異丁基酮等。又， 作為非極性溶劑，可列舉戊烧、己燒、庚烧、辛院、癸 烷、十二烷、異戊烷、異己烷、異辛烷、帛己烷、甲基環 己燒 '環戊院等烴系溶劑H亦可較好地使用甲笨、 二甲苯、均三甲苯等芳香族系溶劑。 此處，於上述液組成物中含有3 wt%〜5〇wt%之導電性粒 子之情形時，為使導電性膜D呈現出適合於轉印之黏著 性’上述表現出133 Pa以下之蒸氣壓之溶劑於液組成物中 之添加量較好的是3 wt%〜6G wt%，更好的是5 糾％。 再者此處，液組成物係含有包含銀奈米粒子之導電性 粒子’但除了銀以外’亦可使用包含金、錄銅、知之導 電性粒子。—般而言，係使用該等導電性粒子之表面藉由 高分子材料等而進行有被覆表面處理，且分散於水或有機 溶劑中之狀態者。X，上述液組成物亦可含有上述導電性 粒子以外之導電性材料。再者，使液組成物中除了含有上 述導電性材料及溶劑以外亦含有樹脂或界面活性劑，藉此 亦可控制液組成物之物性。 此地’作為上述液組成物之塗佈法，除了上述封蓋塗佈 法以外，可列舉輥塗法、喷塗法、浸塗法、淋幕式平面塗 126565.doc 12 1375341 、環棒式塗佈法、凹板印刷式塗佈法、氣刀塗佈法、 佈法、絲網塗佈法1塗法等。對於塗佈法，較理 想的是對應於輥狀' 平版狀等之第1版10之形狀而選擇。 j述之中’尤其好的是封蓋塗佈法，原因在於其塗佈特性 優異。 繼而*圖1(c)所示，將表面側具有凹凸圖案且包含例 如玻璃版之第2版20，按壓至上述第1版10之導電性膜D之 形成面側。上述凹凸圖案，係以凸圖案成為下述導電性圖 *之反轉圖案之方式而形成。藉由使用有通常之光微影技 術的蝕刻而形成該第2版2〇之凹凸圖案，藉此，可形成微 細且精密之凹凸圖案。 此處，第2版20之表面係由表面張力低於第1版1〇之表面 之材質構成，以使第2版2〇之凸部2〇a之頂面與導電性臈D 之在、著性較第1版10之表面與導電性膜D之密著性更高。藉 此’如圖1(d)所示’將第2版20按壓至第1版10之導電性膜 D之形成面側，藉此將導電性膜D(參照上述圖1(c))之不要 圖案轉印至凸部20a之頂面’從而於第1版10上形成導電性 圖案D'。此時，如上所述，導電性膜〇具有適當之黏著 性’藉此不要圖案得以準破地轉印至凸部2〇a之頂面。再 者，將轉印至凸部20a之頂面的導電性膜D之不要圖案回收 再利用。 繼而，如圖2(e)所示，將第1版1 0之導電性圖案d，之形成 面側，按壓至被轉印基板3 0之被轉印面。此處，被轉印基 板3 0之構成為，於包含矽基板之基板31上設置有包含聚乙 126565.doc 13 nyl pheno丨）之絕緣膜32。因 32之表面323成為被韓 名緣膜 〜 被轉印面。此處，藉由於包含碎基板之 基板31中南摻雜有雜皙 ㈣質離子’而使基板31兼用作閘極電 玉’且設於其上層之絕緣膜32構成為閘極絕緣膜。 此处、·轉肤…，糸由表面張力低於第i版之表面之材 質構成卩使成為被轉印面之絕緣膜Η之表面仏與導電 :生圖案D之在著性較第丨版1〇之表面與導電性圖案〇之密 著！ 生更冋藉此’如圖2⑴所示，將第⑽ι〇之導電性圖案 D之开乂成面側’按壓至被轉印基板3〇之被轉印面，藉此使 導電性圖案D,轉印至絕緣膜32之表面32a。此時，導電性 圖案D ,、有適σ於轉印之黏著性’藉此導電性圖案得以 準確地轉印至絕緣骐32之表面32a。 6亥導電性圖案D’成為源極.沒極電極33。隨後，例如藉由 烘焙而進行加& ’使上述導電性圖案D，燒結。此處，燒結 後之導電性圖案D，之膜厚為500 nm以下。 此後之步驟’係與通常之薄膜電晶體之製造步驟同樣地 進仃。即，如圖2(g)所示，例如藉由旋塗法，以覆蓋包含 導電性圖㈣’之源極.沒極電極33之狀態m緣膜32上 先成包3例如二異丙基石夕烧基乙快基幷五苯之半導體層 34 ° 以如上所述之方式，而製造於基板（閘極電極）31上依次 積層有絕緣膜（閘極絕緣膜）32、源極.汲極電極33及半導體 層34之底閘.底電晶體型薄膜電晶體。 根據如此之圖案形成方法及使用該圖案形成方法的電子 126565.doc 兀件之製造方法’藉由於第w10上塗佈液組成物，而形 成導電H膜D’並且對第丨版1()進行加熱因而可穩定地形 成由加熱溫度所規定之狀態之導電性膜D。並且，液組成 物：：在經加熱之第mi0之表面溫度下表現出i33 pa以 下 < 瘵氣壓之溶劑i藉此，即便對第丨版1〇進行加熱該 溶劑亦可殘存於上述導電性㈣中，因此導電性膜〇可維 持在具有適合於轉印之黏著性及凝聚性的狀態下。藉此， 於自第WH)將導電性膜D之不要圖案轉印至第2版2〇之轉 印步驟及自第丨㈣將導電性圖案D，轉印至被轉印基板3〇 之轉印步驟中，能準確地轉印圖帛。因此，能以良好之再 現性穩定地形成微細且精密之圖案。藉此，可使用印刷法 而形成電子元件之微細之電極圖案，可簡化電子元件之製 造步驟。 再者，於上述實施形態中，對形成源極.汲極電極之示 例進行了說明，但例如亦可適用於在絕緣性之基板上形成 閘極電極之情形，並不限定於上述底閘.底接觸型電晶體 構造，亦可適用於形成其他電晶體構造之電極圖案之情 形。進而，不僅適用於薄膜電晶體，亦可適用於印刷配線 板、RF-ID標籤、各種顯示基板等其他電子元件之電極圖 案之形成。 又，本發明並不限定於導電性圖案之形成方法，亦可適 用於絕緣性圖案之形成方法及半導體圖案之形成方法。當 將本發明應用於絕緣性圖案之形成方法中時，作為液組成 物之溶質’可單獨或混合使用聚醋系樹脂、丙烯酸系樹 126565.doc •15· 1375341 脂、環氧系樹脂、三聚氰胺系樹脂等有機材料。又，亦可 視需要而使用自由基型紫外線硬化型樹脂、陽離子型紫外 線硬化型樹脂、電子束硬化型樹脂等。作為溶劑，可使用 與實施形態相同者。 又；當將本發明應用於半導體圖案之形成方法中時作 為液組成物之溶質，例如可使用三異丙基矽烷基乙炔基幷 五苯等可溶性有機半導體材料等.作為溶劑，可使用與實 施形態相同者。例如，於上述實施形態中，於使用圖2(g) .而進行了說明之半導體層34之形成步驟中，亦可應用本發 明而形成有機半導體層之圖案。 [實施例] 進而，對於本發明之具體實施例，再次使用圖丨〜圖2進 行說明。 (實施例1〜5) 與上述實施形態同樣，於玻璃基板丨丨上，藉由旋塗機而 塗佈PDMS(Dow Corning公司製造，商品名Shirup〇t)，進 行加熱處理而使PDMS硬化，以製作第】版1〇(覆面）。其 次，使用表1所示組成比之溶劑，而使利用油酸實施了表 面處理之銀奈米粒子（平均粒子徑1〇 nm)*散成為5糾％， 以製備液組成物。於實施例！〜5之任一實施例之溶劑中， 均含有在經加熱之第1版10之表面溫度下表現出133以以 下之蒸氣壓之溶劑。繼而，藉由旋塗機，於第丨版丨〇上塗 佈該液組成物，藉此形成導電性膜D後，對第丨版1〇進行加 熱以使其溫度成為表1所示之溫度。 126565.doc 1375341 [表i] 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 第1版溫度 30eC 39〇C 50V 55〇C 90°C 導電性粒子Ag (wt%) 5 5 5 5 5 溶劑 蒸氣壓(Pa) 二甲苯 865 (20°〇 75 35 85 55 90 癸烷 33.3 (30°〇 20 - - - - 苯甲酸甲酯 133 (39°〇 - 60 - - - 松油醇 133 (53°〇 - - 10 - - 苄醇 133 (58°〇 - - - 40 - 三丙二醇 133 (96°〇 - 5 評價結果 〇 〇 〇 〇 〇 另一方面，使用旋塗機，於玻璃基板上塗佈厚度5 μΙΏ之
光阻劑（KayakuMicrochem公司製造’商品名su_8),並進 行曝光顯影，藉此於表面側形成線與間隙（L/S)=5 μιη(縱橫 比1 . 1)之凹凸圖案，以製作包含玻璃版之第2版2〇。 繼而，將上述第2版20按壓至第1版1〇之導電性膜D之形 成面側，使導電性膜D之不要圖案轉印至第2版2〇之凸部 20a而將不要圖案去除，藉此於第1版10上形成導電性圖案 D'。 另一方面，使用旋塗機，將於pvp樹脂溶液（溶劑pgmea (Propylene Glycol Methyl Ether Aceute，丙二醇單曱醚乙 酸酷），濃度20糾%)中加入有包含三聚氰胺甲醛樹脂之交 聯劑的溶液’塗佈於基板31上，藉此準備形成有包含pvp 之絕緣膜32的被轉印基板3〇。繼而，將第wi〇之導電性 126565.doc 1375341 2中標註為χ)。 【圖式簡單說明】 圖l(a)-(d)係用以說明本發明之電子元件之製造方法相 關的實施形態之製造步驟剖面圖（之一）。 圖2(e)-(g)係周以說明本發明之電子元件之製造方法相 關的實施形態之製造步驟剖面圖（之二）。 【主要元件符號說明】
10 第1版 11 玻璃基板 12 聚二甲基矽烷層 20 第2版 20a 凸部 D 導電性膜 D' 導電性圖案 30 被轉印基板 31 基板 32 絕緣膜 32a 表面 33 源極·汲極電極 34 半導體層 126565.doc -19-

Claims (1)

1375341 十、申請專利範圍： 種圖木形成方法，其特徵在於包括以下步驟· 第1步隸，其係藉由於^版上塗佈液組成物而形成液 組成物塗膜，並且對該第丨版進行加熱； 第2步驟’其係將表面側具有凹凸圖案之第2版按壓至 上述第1版之上述液组成物塗膜形成面側，將上述液組 成物塗膜之不要的圖案轉印至該第2版之凸部之頂面而 去除’藉此於上述第1版上形成圖案； 第3步驟，其係將上述第丨版之上述圖案形成面側按壓 至破轉印基板之表面，藉此將上述圖案轉印至該被轉印 基板之表面； 上述液組成物含有在經加熱之上述第丨版之表面溫度 而顯示133 Pa以下之蒸氣壓之溶劑。 2.如請求項1之圖案形成方法，其中 上述液組成物含有導電性材料； 於上述第1步驟中，藉由於上述第！版上塗佈上述液組 成物而形成導電性膜。 3’ 種電子元件之製造方法，其特徵在於包括下述步驟： 第1步驟，其係藉由於第1版上塗佈液組成物，而形成 液組成物塗膜，並且對該第丨版進行加熱； 第2步驟’其係將表面側具有凹凸圖案之第2版按壓至 上述第1版之上述液組成物塗膜形成面側，將上述液組 成物塗膜之不要的圖案轉印至該第2版之凸部之頂面而 去除’藉此於上述第！版上形成圖案； 126565.doc 第3步騾，其係將上述第i版之上述圖案形成面側按壓 至被轉印基板之表面，藉此將上述圖案轉印至該被轉印 基板之表面； 上述液組成物含有在經加熱之上述第1版之表面溫度 叩顯不1 3 3 Pa以下之蒸氣壓之溶劑。 4.如凊求項3之電子元件之製造方法，其尹 上述電子元件係如下所述之半導體裝置，其係源極.汲 極電極、閘極絕緣膜及閘極電極按此順序或與此相反之 順序層積於基板上，且於源極.没極電極之上層側或下層 側具備有半導體層； 於上述第1步驟中，藉由於上述第1版上塗佈含有導電 !·生材料之上述液組成物而形成導電性膜，並且對該第1 版進行加熱； 於上述第2步驟中，將表面側具有凹凸圖案之第2版按 壓至上述第1版之上述導電性膜形成面側，將上述導電 性膜之不要的圖案轉印至該第2版之凸部之頂面而去 除，藉此於上述第1版上形成導電性圖案； 於上述第3步驟令，將上述第1版之上述導電性圖案形 成面側按壓至上述被轉印基板之表面，將上述導電性圖 案轉印至該被轉印基板之表面，藉此形成上述源極波極 電極或上述閘極電極。 126565.doc
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