TWI384324B

TWI384324B - 圖案化膜層的製造方法

Info

Publication number: TWI384324B
Application number: TW95128241A
Authority: TW
Inventors: Hsueh Yu Hsiang
Original assignee: Hsueh Yu Hsiang
Priority date: 2006-08-02
Filing date: 2006-08-02
Publication date: 2013-02-01
Also published as: TW200809418A

Description

圖案化膜層的製造方法

本發明係關於一種元件製造方法，特別是一種圖案化膜層的製造方法。

諸如電子元件、光學元件等許多元件主要是藉由多道光罩製程所形成之圖案化導體層以及介電層堆疊所形成。就導電層來說，在製作上需經過反覆之成膜、光阻塗佈、軟烤、曝光、曝光後烘烤、顯影、硬烤、蝕刻以及光阻剝離等步驟。

詳言之，以導電層為例，主要是利用濺鍍或沉積方式先於玻璃基材上形成一整層的導電層，再於導電層上塗佈光阻劑。目前大部分都是採用旋轉塗佈法，將光阻劑塗佈於導電層上，以於導電層的表面上形成一層厚度極為均勻的光阻膜層。此外，亦可透過噴霧法(Spray)或澆鑄法(Casting)來形成此光阻膜層。

緊接著進行軟烤，以使光阻膜層上殘留的溶劑去除，增加此光阻膜層對下方層級的附著力，可提升隨後顯影製程的顯影速率比，並且可降低光阻劑內部應力以防止光阻膜層的龜裂。於此軟烤加熱方式可分為傳導(Conduction)、對流(Convection)及輻射(Radiation)。軟烤溫度和時間的控制，對整個光阻形成效果影響甚鉅，其不但會影響光阻膜層的固化，更會影響後續曝光及顯影的結果。

隨後進行光阻膜層的曝光，以將圖案轉移至光阻膜層。換言之，即是透過光源照射於光阻膜層上定義出所欲形成之圖案。圖案轉移方式可分為經光罩照射和直寫法(Direct－Write)二種。

經光罩照射之圖案轉移是為傳統製程技術，其是提供將相應有與轉移之圖案形狀之光罩緊鄰或相距一定距離地設置在光阻膜層上方，再經由照光以將光罩上面的圖案轉移至光阻膜層。

此外，不需光罩之直寫法，則是利用電子束、聚焦離子束、雷射光等光源，並搭配電腦輔助設計技術來規劃設計圖像，以將圖案直接寫於光阻膜層。

接著進行顯影，以將光阻膜層經由照射後所定義的圖案顯現出來。一般都是使用濕式顯影方式，於此是因為當光阻劑經光照射後，會改變其原有之化學性質，而使照射區與非照射區在顯影液中的溶解速度產生極大的差別，因而可利用顯影劑將光阻膜層容易分解的區域溶解，以將圖案顯影出來。於顯影中，各項參數(例如：顯影時間、顯影液濃度、溫度等)亦須經由嚴密的控制，以免侵蝕掉光阻膜層欲保留的部份，而影響所要轉移之圖案的精準度。

顯影後經過水洗而後旋乾，於顯影後檢測(after－develop inspection；ADI)無誤後，即接續進行硬烤，以移除殘餘在光阻內之溶劑，更可提高光阻的抗蝕刻能力、附著力及平坦度，並減少針孔(Pin Hole)現象的形成。

進而，以圖案化之光阻作為遮罩，進行導電層的蝕刻，以得到圖案化的導電層(即具有所需之圖案結構之導電層)。也就是說，利用圖案化光阻來保護導電層的某些特定區域，使其不被蝕刻掉。

隨後，將殘留的光阻去除掉，即完成一道光罩製程。其中，於硬烤過程中，硬烤溫度不可過高，以免造成光阻去除的困難度增加。

由上述可知，利用光罩製程來形成各種元件時，步驟相當繁雜，且在各製程過程中有許多參數都必須嚴密控制，以免造成關鍵尺寸的變動。

再者，對於電子元件、光學元件等各種元件之製造產商而言，即使是製程程序中的一小部分的變動，都伴隨著產生諸如儀器的變更、人員的培訓、製程程序化等人事問題，因而需要花費相當大的成本及時間，因此提供一種成本低、步驟簡單的製程方法實乃促進產業進步的發展方向。

鑒於以上的問題，本發明的主要目的在於提供一種圖案化膜層的製造方法，藉以提供一種成本低、步驟簡單的製程方法。

因此，為達上述目的，本發明所揭露之圖案化膜層的製造方法，包括有：提供一基材；選擇性噴印遮蔽材料於基材上，以形成遮蔽圖案；加熱基材上的遮蔽圖案；進行基材的後製程；以及移除遮蔽圖案。

其中，可於大致上無氧或低氧的狀態下，進行遮蔽圖案的加熱。遮蔽材料可為以水為基礎的溶液或以有機溶劑為基礎的溶液。

此外，於選擇性噴印遮蔽材料於基材上時，亦可控制基材或環境的溫度。

並且，依據遮蔽圖案進行基材的後製程可為基材的蝕刻製程、離子佈植製程、濺鍍製程、蒸鍍製程或電鍍製程。

基材可為單一基材亦可為複合基材，也就是其可包括有至少一種材料，例如：絕緣材料、介電材料、導電材料或半導體材料等。

如此一來，即可在不更換過多的製程設備下，簡化整體製程步驟。

有關本發明的特徵與實作，茲配合圖示作最佳實施例詳細說明如下。

以下舉出具體實施例以詳細說明本發明之內容，並以圖示作為輔助說明。說明中提及之符號係參照圖式符號。

請參考「第1圖」，係為根據本發明一實施方式之圖案化膜層的製造方法。

首先，提供一基材(步驟10)。

接著，選擇性噴印遮蔽材料於基材上，以形成遮蔽圖案(步驟30)。也就是，依據所欲形成的圖案，直接將遮蔽材料噴印於基材上。

隨後，加熱基材上的遮蔽圖案(步驟50)。於此，可將加熱溫度控制在100℃至450℃之間。

進而進行基材的後製程(步驟70)。

於完成需執行的後製程後，再將遮蔽圖案移除(步驟90)。於此，可利用乾式移除技術(例如：使用氣體)或濕式移除技術(例如：使用以水為基礎的溶液或以有機溶劑為基礎的溶液)來進行遮蔽圖案的移除。

請參考「第2圖」和「第3圖」，其中，可於大致上無氧或低氧的狀態下，進行遮蔽圖案的加熱(步驟51/52)，以使遮蔽圖案得到較佳的固化效果。於此，低氧狀態可為氧氣含量大於0且於百萬分之500(500 ppm)以下的狀態。較佳之低氧狀態可為氧氣含量大於0且於百萬分之100(100 ppm)以下的狀態。

請參考「第4圖」，於此，可以抽真空的方式來形成一個真空空間(步驟53)，再於此真空空間中進行遮蔽圖案的加熱(步驟54)，藉以達到於大致上無氧或低氧的狀態下，進行遮蔽圖案的加熱。

亦或是，利用無含氧氣體填充之，例如：氮氣或其他惰性氣體。請參考「第5圖」，藉由以氮氣填充方式，使進行遮蔽圖案的加熱的空間充滿氮氣，以形成大致上無氧或低氧的狀態(步驟55)，然後再於此充滿氮氣的空間內中進行遮蔽圖案的加熱(步驟56)，藉以達到於大致上無氧或低氧的狀態下，進行遮蔽圖案的加熱。

並且，可利用加熱板或烘烤設備(如烤箱、烘爐等)來進行遮蔽圖案的加熱。

以加熱板為例，請參考「第6圖」，係先將形成有遮蔽圖案之基材置於加熱板上(步驟57)，然後以加熱板加熱基材及其上之遮蔽圖案(步驟58)。

以烘烤設備為例，請參考「第7圖」，係先將形成有遮蔽圖案之基材置於烘烤設備內(步驟59)，然後以烘烤設備加熱基材及其上的遮蔽圖案(步驟60)。

此外，於選擇性噴印遮蔽材料於基材上時，於噴印過程中，可控制基材或環境的溫度，以使遮蔽材料對基材有較佳的附著力。

於此，遮蔽材料可為以水為基礎的溶液或是以有機溶劑為基礎的溶液。換句話說，遮蔽材料可為包括有矽、氧化物、環氧化物、聚異戊二烯(polyisoprene)、環氧樹脂、酚醛樹脂(novolak)、聚碳酸酯(polycarbonate；PC)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene；PTFE)、聚氯三氟乙烯(polychlorotrifluoroethylene；PCTFE)、聚醯亞胺(polyimide；PI)、聚甲基丙烯酸甲脂(polymethyl methacrylate；PMMA)、聚丙烯(Polypropylene；PP)或聚苯乙烯(Polystyrene；PS)、及其共聚物等材料其中之一種或多種之水溶液或有機溶劑。

依據遮蔽圖案進行基材的後製程可為基材的蝕刻製程、離子佈植製程、濺鍍製程、蒸鍍製程或電鍍製程。

請參考「第8A~8F圖」，以蝕刻製程為例，首先，提供一基材110(如「第8A圖」所示)，接著選擇性噴印遮蔽材料於基材110上(如「第8B圖」所示)，以於基材110上形成遮蔽圖案120(如「第8C圖」所示)，隨後加熱基材110上的遮蔽圖案120，以固化遮蔽圖案120(如「第8D圖」所示)，並依據固化後的遮蔽圖案120蝕刻基材110(如「第8E圖」所示)，完成蝕刻後，將遮蔽圖案120移除(如「第8F圖」所示)。

於此，可利用乾蝕刻技術或濕蝕刻技術來蝕刻基材。

請參考「第9A~9F圖」，以離子佈植製程為例，首先，提供一基材110(如「第9A圖」所示)，接著選擇性噴印遮蔽材料於基材110上(如「第9B圖」所示)，以於基材110上形成遮蔽圖案120(如「第9C圖」所示)，隨後加熱基材110上的遮蔽圖案120，以固化遮蔽圖案120(如「第9D圖」所示)，並以固化後之遮蔽圖案120為硬遮罩，對基材110進行離子佈植(如「第9E圖」所示)，完成離子佈植後，將遮蔽圖案120移除(如「第9F圖」所示)。

於此，於使用之離子佈植技術可為一斜角離子佈植技術。

請參考「第10A~10G圖」，以濺鍍/蒸鍍/電鍍製程為例，首先，提供一基材110(如「第10A圖」所示)，接著選擇性噴印遮蔽材料於基材110上(如「第10B圖」所示)，以於基材110上形成遮蔽圖案120(如「第10C圖」所示)，隨後加熱基材110上的遮蔽圖案120，以固化遮蔽圖案120(如「第10D圖」所示)，接著利用濺鍍、蒸鍍或電鍍技術，將金屬材料或金屬化合物材料塗佈於具有遮蔽圖案120的基材110上(如「第10E圖」所示)，以形成金屬/金屬化合物層130(如「第10F圖」所示)，形成後，將遮蔽圖案120移除(如「第10G圖」所示)。

此外，基材可為單一基材亦可為複合基材。也就是說，此基材可由諸如絕緣層、介電層、導電層和半導體層等此些膜層中一個或多個所任意組合而成之層板。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

110．．．基材

120．．．遮蔽圖案

130．．．金屬/金屬化合物層

第1圖係為根據本發明一實施方式之圖案化膜層的製造方法的流程圖；第2圖係為根據本發明一實施方式之圖案化膜層的製造方法的流程圖；第3圖係為根據本發明一實施方式之圖案化膜層的製造方法的流程圖；第4圖係為根據本發明一實施方式之圖案化膜層的製造方法的流程圖；第5圖係為根據本發明一實施方式之圖案化膜層的製造方法的流程圖；第6圖係為根據本發明一實施方式之圖案化膜層的製造方法的流程圖；第7圖係為根據本發明一實施方式之圖案化膜層的製造方法的流程圖；第8A~8F圖係為根據本發明一實施方式之圖案化膜層的製造方法的流程圖；第9A~9F圖係為根據本發明一實施方式之圖案化膜層的製造方法的流程圖；以及第10A~10G圖係為根據本發明一實施方式之圖案化膜層的製造方法的流程圖。

Claims

一種圖案化膜層的製造方法，包括有：(A)提供一基材；(B)選擇性噴印至少一遮蔽材料於該基材上以形成一遮蔽圖案；(C)加熱該基材上的該遮蔽圖案；(D)依據該遮蔽圖案蝕刻該基材；以及(E)移除該遮蔽圖案。
如請求項1所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：於無氧狀態下加熱該基材上的該遮蔽材料。
如請求項1所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括：在氧氣含量大於0且於百萬分之500(500 ppm)以下之狀態下加熱該基材上的該遮蔽圖案。
如請求項3所述之圖案化膜層的製造方法，其中該氧氣含量係為大於0且於百萬分之100(100 ppm)以下。
如請求項1所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：將一空間抽真空；以及於抽真空的該空間中加熱該基材上的該遮蔽圖案。
如請求項1所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：填充一無含氧氣體；以及於該無含氧氣體中加熱該基材上的該遮蔽圖案。
如請求項6所述之圖案化膜層的製造方法，其中該無含氧氣體係為一氮氣。
如請求項6所述之圖案化膜層的製造方法，其中該無含氧氣體係為一惰性氣體。
如請求項1所述之圖案化膜層的製造方法，其中於該步驟(C)中，加熱溫度係介於100℃至450℃之間。
如請求項1所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：將形成有該遮蔽圖案之該基材置於一加熱板上；以及以該加熱板加熱該基材及其上之該遮蔽圖案。
如請求項1所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：將形成有該遮蔽圖案之該基材置於一烘烤設備內；以及以該烘烤設備加熱該基材及其上之該遮蔽圖案。
如請求項1所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(B)包括有：控制該基材的溫度；以及選擇性噴印該遮蔽材料於該基材上。
如請求項1所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(E)係利用一乾式移除技術。
如請求項1所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(E)係利用一濕式移除技術。
一種圖案化膜層的製造方法，包括有：(A)提供一基材；(B)選擇性噴印至少一遮蔽材料於該基材上以形成一遮蔽圖案；(C)加熱該基材上的該遮蔽圖案； (D)以該遮蔽圖案為硬遮罩，對該基材進行離子佈植；以及(E)移除該遮蔽圖案。
如請求項15所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：於無氧狀態下加熱該基材上的該遮蔽材料。
如請求項15所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：在氧氣含量為大於0且在百萬分之500(500 ppm)以下之狀態下加熱該基材上的該遮蔽圖案。
如請求項17所述之圖案化膜層的製造方法，其中該氧氣含量為大於0且於百萬分之100(100 ppm)以下。
如請求項15所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：將一空間抽真空；以及於抽真空的該空間中加熱該基材上的該遮蔽圖案。
如請求項15所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：填充一無含氧氣體；以及於該無含氧氣體中加熱該基材上的該遮蔽圖案。
如請求項20所述之圖案化膜層的製造方法，其中該無含氧氣體係為一氮氣。
如請求項20所述之圖案化膜層的製造方法，其中該無含氧氣體係為一惰性氣體。
如請求項15所述之圖案化膜層的製造方法，其中於該步驟(C)中，加熱溫度係介於100℃至450℃之間。
如請求項15所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：將形成有該遮蔽圖案之該基材置於一加熱板上；以及以該加熱板加熱該基材及其上之該遮蔽圖案。
如請求項15所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：將形成有該遮蔽圖案之該基材置於一烘烤設備內；以及以該烘烤設備加熱該基材及其上之該遮蔽圖案。
如請求項15所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(B)包括有：控制該基材的溫度；以及選擇性噴印該遮蔽材料於該基材上。
如請求項15所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(E)係利用一乾式移除技術。
如請求項15所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(E)係利用一濕式移除技術。
一種圖案化膜層的製造方法，包括有：(A)提供一基材；(B)選擇性噴印至少一遮蔽材料於該基材上以形成一遮蔽圖案；(C)加熱該基材上的該遮蔽圖案；(D)於具有該遮蔽圖案的該基材上形成一金屬/金屬化合物層；以及(E)移除該遮蔽圖案。
如請求項29所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：於無氧狀態下加熱該基材上的該遮蔽材料。
如請求項29所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：在氧氣含量為大於0且在百萬分之500(500 ppm)以下之狀態下加熱該基材上的該遮蔽圖案。
如請求項31所述之圖案化膜層的製造方法，其中該氧氣含量為大於0且於百萬分之100(100 ppm)以下。
如請求項29所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：將一空間抽真空；以及於抽真空的該空間中加熱該基材上的該遮蔽圖案。
如請求項29所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：填充一無含氧氣體；以及於該無含氧氣體中加熱該基材上的該遮蔽圖案。
如請求項34所述之圖案化膜層的製造方法，其中該無含氧氣體係為一氮氣。
如請求項34所述之圖案化膜層的製造方法，其中該無含氧氣體係為一惰性氣體。
如請求項29所述之圖案化膜層的製造方法，其中於該步驟(C)中，加熱溫度係介於100℃至450℃之間。
如請求項29所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：將形成有該遮蔽圖案之該基材置於一加熱板上；以及以該加熱板加熱該基材及其上之該遮蔽圖案。
如請求項29所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(C)包括有：將形成有該遮蔽圖案之該基材置於一烘烤設備內；以及以該烘烤設備加熱該基材及其上之該遮蔽圖案。
如請求項29所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(B)包括有：控制該基材的溫度；以及選擇性噴印該遮蔽材料於該基材上。
如請求項29所述之圖案化膜層的製造方法，其中在該步驟(D)中係利用濺鍍技術、蒸鍍技術或電鍍技術來形成該金屬/金屬化合物層。
如請求項29所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(E)係利用一乾式移除技術。
如請求項29所述之圖案化膜層的製造方法，其中該步驟(E)係利用一濕式移除技術。