TWI537988B - 導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法 - Google Patents

Description

導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法

本發明是有關於一種導電薄膜之圖案化方法，且特別是有關於一種導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法。

由於氧化銦錫(ITO)與氧化鋅鋁(AZO)等透明導電膜具有導電又透明的特性，因此目前已廣泛地應用在液晶顯示器(LCD)、觸控面板與太陽能面板等產品上。

然而，這類透明導電膜大都由金屬氧化物所構成，而有導電性不足、以及所需之製程溫度較高等缺點。有鑒於此，目前已出一種奈米導電膜技術。此奈米導電膜係將奈米碳管與奈米銀線等奈米導電結構和膠材混合後，所形成之透明導電膜。由於此種奈米導電膜之導電性佳且耐彎折性優，再加上所需之製程溫度低，因此目前已認為這樣的奈米導電膜可能可取代金屬氧化物等透明導電膜。

然而，此種奈米導電膜在實際應用上，尚需考慮此奈米導電膜之導電性互連結構的圖案化問題。一般而言，對奈米導電膜之導電性互連結構進行圖案化製程時，需在奈米導電膜上先塗布一層光阻，再利用微影技術圖案化光阻層，以在光阻層中形成所需之線路圖案。接著，以圖案化後之光阻層為遮罩，利用蝕刻劑來蝕刻奈米導電膜，藉以將光阻層之線路圖案轉移至奈米導電膜。然後，移除剩餘之光阻層後，即完成奈米導電膜的圖案化。

但是，由於奈米導電膜係由不同材質屬性的奈米導電 結構與膠材所混製而成，因此難以利用同一蝕刻劑來蝕刻移除導電膜中同時具有奈米導電結構與膠材的一或部分區域。故，亟需一種可順利圖案化奈米導電膜中之導電性互連結構的方法，以在奈米導電膜中形成所需之導電線路圖案。

因此，本發明之一態樣就是在提供一種導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法，其係利用電漿對導電薄膜之暴露部分的導電性互連結構集中放電，來熔斷這部分之導電性互連結構中奈米導電結構之間的接觸點。故，可破壞導電薄膜之暴露部分的導電性互連結構的導電性，順利圖案化導電薄膜之導電性互連結構。

本發明之另一態樣是在提供一種導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法，其藉由對導電薄膜之暴露部分進行電漿處理，即可成功地在導電薄膜中定義出所需之導電線路。因此，製程簡單而易於實施。

根據本發明之上述目的，提出一種導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法，其包含下列步驟。提供一導電薄膜。其中，導電薄膜包含一膠材以及複數個奈米導電結構。這些奈米導電結構摻混在膠材中，並形成一導電性互連結構。形成一絕緣遮罩層覆蓋在導電薄膜之一表面之一第一部分上，並暴露出導電薄膜之表面之一第二部分。對導電薄膜之表面進行一電漿處理，以破壞第二部分下之導電性互連結構的導電性。

依據本發明之一實施例，上述之奈米導電結構包含複數個奈米粒、複數個奈米線及/或複數個奈米片。

依據本發明之另一實施例，上述進行電漿處理之步驟係利用一常壓電漿。

依據本發明之又一實施例，上述利用常壓電漿之步驟係利用一噴射式電漿源、一絕緣障蔽式放電(Dielectric Barrier Discharge；DBD)電漿源或一高週波(RF)電漿源。

依據本發明之再一實施例，形成絕緣遮罩層之步驟包含：形成一絕緣層覆蓋在導電薄膜之表面上；以及圖案化此絕緣層，以移除第二部分上之絕緣層，而形成絕緣遮罩層。依據本發明之一例子，此絕緣層係一光阻層。

依據本發明之再一實施例，上述絕緣遮罩層係一絕緣薄片。

依據本發明之再一實施例，上述進行電漿處理之步驟係以一掃描方式破壞整個第二部分下之導電性互連結構的導電性。

依據本發明之再一實施例，上述膠材之材料為高分子聚合物(polymer)。

依據本發明之再一實施例，上述膠材之材料為聚乙烯對苯二甲酸酯(PET)、壓克力或樹脂。

請參照第1圖至第3圖，其中第1圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法的流程圖，第2圖與第3圖係繪示依照本發明之一 實施方式的一種導電薄膜之導電性互連結構的圖案化製程剖面圖。在本實施方式中，進行導電薄膜200之導電性互連結構206的圖案化方法100時，可先如第1圖之方塊102所述，提供導電薄膜200。

在一實施例中，如第2圖所示，此導電薄膜200主要包含膠材202與許多的奈米導電結構204。這些奈米導電結構204摻混在膠材202中。膠材202與奈米導電結構204之混合物經塗布後，可形成導電薄膜200。在膠材202中，為數眾多的奈米導電結構204可互相接觸而電性連接，進而形成導電性互連結構206。在一些實施例中，導電薄膜200可為透明導電膜。

在導電薄膜200中，膠材202之材料可例如採用高分子聚合物。在一些例子中，膠材202之材料可為聚乙烯對苯二甲酸酯、壓克力或樹脂。另一方面，奈米導電結構204可為可導電之奈米粒、奈米線、奈米片或上述奈米結構的任意組合。在一些例子中，奈米導電結構204可為奈米碳管或奈米銀線。

請再次參照第1圖，接著可如方塊104所述，根據所需線路圖案，形成具有所需圖案的絕緣遮罩層208覆蓋在導電薄膜200之表面220的一部分上。如第1圖所示，導電薄膜200之表面220由第一部分222與第二部分224所構成，而絕緣遮罩層208僅覆蓋在表面220之第一部分222上，但暴露出表面220之第二部分224。

在一實施例中，製作絕緣遮罩層208時，可先形成絕緣層覆蓋在導電薄膜200之整個表面220上，其中絕緣層 為絕緣遮罩層208的一部分。接著，根據所需之線路圖案，來進行絕緣層之圖案化，而移除導電薄膜200之表面220的第二部分224上的絕緣層，藉此而形成絕緣遮罩層208。在一示範例子中，絕緣層係一光阻層，因而可利用曝光與顯影等微影技術來進行絕緣層的圖案化。在另一實施例中，絕緣遮罩層208可為具有所需線路圖案的絕緣薄片，且可直接放置在導電薄膜200之表面220的適當位置上。

請同時參照第1圖與第2圖，在導電薄膜200之表面220上形成絕緣遮罩層208後，利用電漿源210所提供之電漿214來對導電薄膜200之表面220進行電漿處理。在一實施例中，進行電漿處理時所採用的電漿214可為常壓電漿，也就是大氣電漿，以利對導電薄膜200之電漿處理的便利性。在一些例子中，可利用噴射式電漿源、絕緣障蔽式放電電漿源或高週波電漿源來提供常壓電漿。

在本實施方式中，電漿源210具有一電極212，且設計成具有外露電場。如第2圖所示，在此電漿處理過程中，由於電漿源210之外露電場的設計，導電薄膜200之表面220之第二部分224中暴露出之奈米導電結構204會成為電極212以外的另一電極。如此一來，電漿214可在作為另一電極之導電薄膜200的奈米導電結構204上進行放電。由於電漿214，特別是大氣電漿，具有容易集中在特定通道放電而形成微電弧216的特性，因此電弧216會直接對表面220之第二部分224中暴露出之奈米導電結構204集中放電，而在表面220之第二部分224中之導電性互連結構206產生瞬間局部高電流。此一瞬間高電流將會在奈 米導電結構204之間的接觸點226產生瞬間高熱，而使得這些奈米導電結構204之間的接觸點226因這樣的高熱而熔斷。如此一來，如第2圖與第3圖所示，可在奈米導電結構204之間的接觸點226處形成斷路218。

另一方面，由於在導電性互連結構206中，已熔斷之獨立奈米導電結構204或奈米導電結構204之群聚的電阻變高，不易吸引電弧216對其再次轟擊，於是此時電弧216會轉而轟擊導電薄膜200之表面220之暴露區域下方之其他未遭轟擊的奈米導電結構204。最後，暴露在電漿214下之導電性互連結構206中之奈米導電結構204之間的連結會遭到破壞，而形成大大小小的獨立顆粒，進而順利破壞導電薄膜200之表面220之第二部分224下之導電性互連結構206的導電性，達到圖案化導電薄膜200之導電性互連結構206的目的。

在一些實施例中，進行此電漿處理步驟時，可以一掃描方式或配合多次重複的方式，逐步破壞整個導電薄膜200之第二部分224下之導電性互連結構206的導電性，而完成導電薄膜200之表面220之所有暴露部分的電漿處理。

完成電漿處理後，即可將剩餘之絕緣遮罩層208自導電薄膜200之表面220上予以移除，而完成導電薄膜200之導電性互連結構206的圖案化，順利使導電薄膜200具有所需之導電線路結構。

由上述之實施方式可知，本發明之一優點就是因為本圖案化方法係利用電漿對導電薄膜之暴露部分的導電性互連結構集中放電，來熔斷這部分之導電性互連結構中奈米 導電結構之間的接觸點。因此，可破壞導電薄膜之暴露部分的導電性互連結構的導電性，達到順利圖案化導電薄膜之導電性互連結構的效果。

由上述之實施方式可知，本發明之另一優點就是因為本圖案化方法藉由對導電薄膜之暴露部分進行電漿處理，即可成功地在導電薄膜中定義出所需之導電線路。因此，製程簡單而易於實施。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何在此技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100‧‧‧圖案化方法

102‧‧‧方塊

104‧‧‧方塊

106‧‧‧方塊

200‧‧‧導電薄膜

202‧‧‧膠材

204‧‧‧奈米導電結構

206‧‧‧導電性互連結構

208‧‧‧絕緣遮罩層

210‧‧‧電漿源

212‧‧‧電極

214‧‧‧電漿

216‧‧‧電弧

218‧‧‧斷路

220‧‧‧表面

222‧‧‧第一部分

224‧‧‧第二部分

226‧‧‧接觸點

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法的流程圖。

第2圖與第3圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種導電薄膜之導電性互連結構的圖案化製程剖面圖。

200‧‧‧導電薄膜

202‧‧‧膠材

204‧‧‧奈米導電結構

206‧‧‧導電性互連結構

208‧‧‧絕緣遮罩層

210‧‧‧電漿源

212‧‧‧電極

214‧‧‧電漿

216‧‧‧電弧

220‧‧‧表面

222‧‧‧第一部分

224‧‧‧第二部分

226‧‧‧接觸點

Claims (10)

1. 一種導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法，包含：提供一導電薄膜，其中該導電薄膜包含：一膠材；以及複數個奈米導電結構，摻混在該膠材中，並形成一導電性互連結構；形成一絕緣遮罩層覆蓋在該導電薄膜之一表面之一第一部分上，並暴露出該導電薄膜之該表面之一第二部分，其中該絕緣遮罩層暴露出在該第二部分中之該些奈米導電結構的一部分；以及利用一電漿源對該導電薄膜之該表面進行一電漿處理，以破壞該第二部分下之該導電性互連結構的導電性，其中該電漿源具有一電極，且進行該電漿處理之步驟時包含以該第二部分中之該些奈米導電結構之暴露出之該部分作為另一電極、以及利用該電漿源提供一電漿來對該第二部分中之該些奈米導電結構之暴露出之該部分放電。
2. 如請求項1所述之導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法，其中該些奈米導電結構包含複數個奈米粒、複數個奈米線及/或複數個奈米片。
3. 如請求項1所述之導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法，其中進行該電漿處理之步驟係利用一常壓電漿。
4. 如請求項3所述之導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法，其中利用該常壓電漿之步驟係利用一噴射式電漿源、一絕緣障蔽式放電電漿源或一高週波電漿源。
5. 如請求項1所述之導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法，其中形成該絕緣遮罩層之步驟包含：形成一絕緣層覆蓋在該導電薄膜之該表面上；以及圖案化該絕緣層，以移除該第二部分上之該絕緣層，而形成該絕緣遮罩層。
6. 如請求項5所述之導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法，其中該絕緣層係一光阻層。
7. 如請求項1所述之導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法，其中該絕緣遮罩層係一絕緣薄片。
8. 如請求項1所述之導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法，其中進行該電漿處理之步驟係以一掃描方式破壞整個該第二部分下之該導電性互連結構的導電性。
9. 如請求項1所述之導電薄膜之導電性互連結構的圖案化方法，其中該膠材之材料為高分子聚合物。
10. 如請求項1所述之導電薄膜之導電性互連結構的 圖案化方法，其中該膠材之材料為聚乙烯對苯二甲酸酯、壓克力或樹脂。