TWI647101B - 圖案化鍍膜結構、圖案化鍍膜複合結構、選擇性抑制有機鍍膜形成的方法與選擇性調整有機鍍膜厚度的方法 - Google Patents

圖案化鍍膜結構、圖案化鍍膜複合結構、選擇性抑制有機鍍膜形成的方法與選擇性調整有機鍍膜厚度的方法 Download PDF

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Abstract

一種圖案化鍍膜結構，由基材與選擇性覆蓋並暴露部分基材表面之圖案化高分子層所組成。圖案化高分子層為經取代與未經取代之聚對二甲苯之其中至少一者。

Description

圖案化鍍膜結構、圖案化鍍膜複合結構、選擇性抑制有 機鍍膜形成的方法與選擇性調整有機鍍膜厚度的方法
本發明大致上關於一種圖案化鍍膜結構、圖案化鍍膜複合結構、選擇性抑制有機鍍膜形成的方法與選擇性調整有機鍍膜厚度的方法。特別是，本發明關於利用選擇性抑制有機鍍膜形成的方法來得到一種圖案化聚對二甲苯鍍膜結構，或是利用選擇性調整有機鍍膜厚度的方法來得到一種圖案化聚對二甲苯鍍膜的複合結構。
在生物技術領域中，如生物材料、生物傳感器(biosensor)、生物晶片、微流控晶片、藥物釋放、組織工程、細胞生物學和再生醫學等，現今的發展趨勢為以分子規格(molecular scale)的調控設計來模擬和響應生物環境，其中，決定生物材料的長效性和高效率的關鍵因素在於生物基材的表面改質。
在現有的生物材料的研究上，以化學氣相沈積法(chemical vapor deposition,CVD)所製備聚對二甲苯(poly-para-xylylenes)被認為是最好的系統之一，這是因為聚對二甲苯具有良好的生物相容性、生物穩定性，良好的防潮性，抗化學、具介電質壁壘等性質。
然而，現有技術主要都在於提供以聚對二甲苯全面性包覆的基材或是物件。但是，當基材或物件表面具有需要裸露的感應器或電極時，全面性包覆的聚對二甲苯明顯會干擾需要裸露出來的感應器或電極的操作。只是，目前並沒有簡單的方式，可以製作具有任意指定圖案的聚對二甲苯鍍膜。
本發明於是提出一種圖案化鍍膜結構、圖案化鍍膜複合結構、選擇性抑制有機鍍膜形成的方法與選擇性調整有機鍍膜厚度的方法。一方面，這種圖案化鍍膜結構或是圖案化鍍膜複合結構，具有能夠任意暴露出特定區域的圖案化聚對二甲苯鍍膜，以方便需要裸露出來的感應器或電極的操作。另一方面，本發明選擇性抑制有機鍍膜形成的方法或選擇性調整有機鍍膜厚度的方法，還能夠操縱聚對二甲苯在的基材或是物件上形成特定的圖案，特別是臨界尺寸極小的精密圖案。這樣突破性的技術，擴大了經取代或未經取代聚對二甲苯的應用範圍，使得聚對二甲苯鍍膜能用與各種的儀器或物件結合，來提供良好的表面改質生物材料系統。
本發明首先提出一種圖案化鍍膜結構。本發明的圖案化鍍膜結構，由基材與選擇性覆蓋基材表面之圖案化高分子層所組成。圖案化高分子層由經取代或未經取代之聚對二甲苯所組成，並選擇性暴露出基材之表面。
在本發明的一實施方式中，基材選自由絕緣體與導體所組成之群組。
在本發明的另一實施方式中，圖案化高分子層為一種選自由經取代與未經取代之聚對二甲苯單體所組成之共聚物。
在本發明的另一實施方式中，經取代之聚對二甲苯為經不飽合鍵、鹵素、醛基、羥基取代之烴基、鹵代烴基、4-三氟乙醯基、胺基取代之烴基、醯胺基、含雙硫鍵之醯胺基、羧基、生物素基、N-羥基琥珀醯亞胺基、N-馬來醯 亞胺基、酸酐基所取代之聚對二甲苯。
在本發明的另一實施方式中，圖案化高分子層之厚度為5奈米(nm)至100微米(μm)。
本發明其次提出一種圖案化鍍膜複合結構。本發明的圖案化鍍膜結構，包含基材、導體層與圖案化高分子層。導體層選擇性覆蓋基材之表面，又導體層與圖案化高分子層一起完全覆蓋基材之表面。圖案化高分子層則由經取代或未經取代之聚對二甲苯所組成。
在本發明的一實施方式中，基材為圖案化基材。
在本發明的另一實施方式中，圖案化高分子層為一種選自由經取代與未經取代之聚對二甲苯單體所組成之共聚物。
在本發明的另一實施方式中，經取代之聚對二甲苯為經不飽合鍵、鹵素、醛基、羥基取代之烴基、鹵代烴基、4-三氟乙醯基、胺基取代之烴基、醯胺基、含雙硫鍵之醯胺基、羧基、生物素基、N-羥基琥珀醯亞胺基、N-馬來醯亞胺基、酸酐基所取代之聚對二甲苯。
在本發明的另一實施方式中，圖案化高分子層可以覆蓋或是不覆蓋導體層。
在本發明的另一實施方式中，圖案化高分子層之厚度可變，並介於5奈米至100微米之間。
本發明又提出一種選擇性抑制有機鍍膜形成的方法。首先，提供基材或是物件。其次，在預定條件下提供前驅物，例如具有對二甲苯基團(moiety)的單體，進而使得前驅物在基材或是物件上形成有機鍍膜。此有機鍍膜係由經取代或未經取代之聚對二甲苯所組成。此預定條件則有利於選擇性抑制有機鍍 膜的形成，使得有機鍍膜會選擇性地覆蓋基材或是物件的表面而形成給定圖案，又有機鍍膜還會選擇性地暴露出基材之表面。
在本發明的一實施方式中，基材選自由絕緣體與導體所組成之群組，且有機鍍膜不覆蓋導體。
在本發明的另一實施方式中，預定條件選自由調整電壓、調整電荷密度、調整沉積速率、調整前驅物成分、調整選擇性抑制的形成時間、調整選擇性抑制的形成溫度與調整基材成分所組成之群組。
在本發明的另一實施方式中，有機鍍膜為一種選自由經取代與未經取代之聚對二甲苯單體所組成之共聚物。
在本發明的另一實施方式中，經取代之聚對二甲苯為經不飽合鍵、鹵素、醛基、羥基取代之烴基、鹵代烴基、4-三氟乙醯基、胺基取代之烴基、醯胺基、含雙硫鍵之醯胺基、羧基、生物素基、N-羥基琥珀醯亞胺基、N-馬來醯亞胺基、酸酐基所取代之聚對二甲苯。
在本發明的另一實施方式中，有機鍍膜之厚度為5奈米至100微米。
本發明再提出一種選擇性調整有機鍍膜厚度的方法。首先，提供包含有表面暴露出來的圖案化導體層的基材或是物件。其次，在預定條件下提供前驅物，而使得此前驅物形成完全包覆基材或是物件的有機鍍膜。此有機鍍膜選自由經取代與未經取代之聚對二甲苯單體所組成之群組，又此有機鍍膜會在基材或是物件上形成厚度可變之給定圖案。
在本發明的一實施方式中，基材選自由絕緣體與圖案化導體層所組成之群組。
在本發明的另一實施方式中，有機鍍膜在絕緣體上之厚度大於有機鍍膜在圖案化導體層之厚度。
在本發明的另一實施方式中，預定條件選自由調整電壓、調整電荷密度、調整沉積速率、調整前驅物成分、調整選擇性抑制的形成時間、調整選擇性抑制的形成溫度與調整基材成分所組成之群組。
在本發明的另一實施方式中，經取代之聚對二甲苯為經不飽合鍵、鹵素、醛基、羥基取代之烴基、鹵代烴基、4-三氟乙醯基、胺基取代之烴基、醯胺基、含雙硫鍵之醯胺基、羧基、生物素基、N-羥基琥珀醯亞胺基、N-馬來醯亞胺基、酸酐基所取代之聚對二甲苯。
100‧‧‧圖案化鍍膜結構
101‧‧‧圖案化鍍膜複合結構
102‧‧‧圖案化鍍膜複合結構
110‧‧‧基材
111‧‧‧絕緣體
112‧‧‧導體
113‧‧‧表面
114‧‧‧圖案
115‧‧‧表面
116‧‧‧表面
120‧‧‧反應室
121‧‧‧昇華區
122‧‧‧熱解區
123‧‧‧沈積槽
125‧‧‧浸泡溶液
130‧‧‧前驅物
140‧‧‧有機鍍膜/高分子層
141‧‧‧圖案
第1圖至第4圖繪示本發明操縱有機鍍膜形成方法的示意圖。
第1A圖繪示導體可以只覆蓋在絕緣體的上表面。
第1B圖繪示導體可以同時鑲嵌並覆蓋絕緣體。
第2圖繪示化學氣相沉積系統的示意圖。
第2A圖繪示三方向進料之化學氣相沉積共聚系統的示意圖。
第3圖繪示選擇性抑制有機鍍膜形成方法的示意圖。
第4圖繪示選擇性調整有機鍍膜厚度方法的示意圖。
第5圖與第5A圖分別繪示本發明單氯對二甲苯的前驅物與本發明經醛基取代之對二甲苯的前驅物，於電荷密度下在各種金屬的表面都完全無法形成有機鍍膜的紅外線反射吸收光譜。
第6圖分別繪示本發明聚單氯對二甲苯的有機鍍膜與本發明經醛基取代之聚對二甲苯的有機鍍膜，在不同的電荷密度下所得到的最大選擇性沉積厚度的關係圖。
第7圖繪示本發明聚單氯對二甲苯的有機鍍膜與本發明經醛基取代之聚對 二甲苯有機鍍膜在電場影響下的沉積速率，對所得到的最大選擇性沉積厚度的關係圖。
第8圖繪示本發明聚單氯對二甲苯的有機鍍膜，在不同金屬表面上所得到的沉積結果。
第8A圖繪示本發明經醛基取代之聚對二甲苯的有機鍍膜，在不同金屬表面上所得到的沉積結果。
第9圖繪示本發明具單取代三氟甲醯基的聚對二甲苯有機鍍膜，在無電荷密度影響下於不同導體表面上所得到的沉積結果。
第9A圖繪示本發明具單取代三氟甲醯基的聚對二甲苯有機鍍膜，在有電荷密度影響下於不同導體表面上所得到的沉積結果。
第10圖繪示本發明具單取代甲胺基的聚對二甲苯的有機鍍膜，在無電荷密度影響下於不同導體表面上所得到的沉積結果。
第10A圖繪示本發明具單取代甲胺基的聚對二甲苯的有機鍍膜，在有電荷密度影響下於不同導體表面上所得到的沉積結果。
第11圖繪示本發明具單取代三氟甲醯基的聚對二甲苯有機鍍膜、具單取代甲胺基的聚對二甲苯的有機鍍膜、經醛基取代之聚對二甲苯的有機鍍膜與本發明聚單氯對二甲苯的有機鍍膜在有圖案化鋁層的基材上，所分別對應形成的圖案化聚對二甲苯的有機鍍膜。
第12圖繪示選擇性有機鍍膜形成後，剝除未被有機鍍膜覆蓋而暴露出來的導體的方法示意圖。
第13圖繪示圖案化鍍膜結構經過剝除步驟而不含導體。
第14圖繪示圖案化鍍膜複合結構的有機鍍膜不覆蓋導體之複合結構。
第15圖繪示圖案化鍍膜複合結構是導體夾置於絕緣體與有機鍍膜間之複合結構。
第16圖為共聚物有機鍍膜與僅具有乙炔基、馬來醯亞胺基或三氟乙醯基三官能基中一者的聚合物的反射吸收式紅外光譜的比對。
第17圖為4-(3-((3-甲基醯胺)-二硫基)丙酸)[2,2]對環芬的氫核磁共振圖譜。
第18圖為4-(3-((3-甲基醯胺)-二硫基)丙酸)[2,2]對環芬的碳13核磁共振圖譜。
第19圖為4-(3-((3-甲基醯胺)-二硫基)丙酸)[2,2]對環芬的傅立葉轉外紅外光譜圖。
第20圖為4-(3-((3-甲基醯胺)-二硫基)丙酸)[2,2]對環芬的電灑法質譜圖。
為使熟習本發明所屬技術領域之一般技藝者能更進一步了解本發明，下文特列舉本發明之數個較佳實施例，並配合所附圖式，詳細說明本發明的構成內容及所欲達成之功效。
此外，在本說明書中，化合物的結構有時以鍵線式(skeleton formula)表示。這種表示法可以省略碳原子、氫原子以及碳氫鍵。當然，結構式中有明確繪出官能基的，則以繪示者為準。另外，在本說明書中，由「一數值到另一數值」表示的範圍，包含其前後所記載之數值分別作為最小值及最大值的範圍，此為是一種避免在說明書中一一列舉這樣的範圍中的所有數值的概要性表示方式。因此，對某一特定數值範圍的描述，意欲涵蓋這樣的數值範圍內的任意數值以及由這樣的數值範圍內的任意數值界定出的較小數值範圍，就如同在說明書中明文寫出這樣的任意數值和這樣的較小數值範圍一樣。
本發明首先提供一種操縱有機鍍膜形成的方法。這樣的方法既可以操縱一有機鍍膜在一預定區域中的形成與否，或是，也可以隨心所欲操縱一有機鍍膜在一預定區域中的形成速度，最終形成一層厚度任意可變的有機覆膜，於是也可以選擇性調整有機鍍膜的厚度。請參考第1圖、第3圖至第4圖與第12圖， 其繪示本發明操縱有機鍍膜形成方法的示意圖。首先，請參考第1圖、第1A圖與第1B圖，提供基材110或是物件，例如生物導管、心臟支架或心律調節器。基材110係指具有巨大平面的物體，例如試片，物件則指具有特定立體形狀的物體，例如探針。無論是平面形式的物體，或是具有特定立體形狀的物體，都不影響本發明的實施。
例如，基材110或是物件，可以是絕緣體111與導體112的組合。絕緣體111，可以是塑膠、聚合物、橡膠、樹脂、玻璃、陶瓷等絕緣材料其中至少一者。導體112，可以是金屬、合金、透明導電材料、導電橡膠、導電聚合物、石墨等導電材料其中之至少一者。更具體而言，聚合物例如可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或是聚苯乙烯。金屬例如是鈦、銀或金。如果基材110或是物件是絕緣體111與導體112的組合，那導體112可以具有圖案114而只鑲嵌在絕緣體111中，如第1圖所繪示，或是導體112可以具有圖案114只覆蓋在絕緣體111的上表面113，如第1A圖所繪示，或是導體112可以具有圖案114同時鑲嵌並覆蓋絕緣體111，如第1B圖所繪示。但是無論如第1圖、第1A圖或第1B圖之安排，導體112都一定會從絕緣體111中暴露出來。因為絕緣體111與導體112的組合，所以絕緣體111與導體112都有各自的圖案。以下之說明，均以基材110具有圖案114的導體112作為實施本發明時的代表。
其次，請參考第2圖，將基材110置放在反應室120中，並在適當的預定條件下提供適當的前驅物130來進行預定的沉積聚合反應。本發明的沉積聚合反應，是一種只使用經取代及/或未經取代的對二甲苯單元(moieties)的組合的沉積聚合反應，而使得對二甲苯單元前驅物130在基材110上形成圖案化的聚對二甲苯的有機鍍膜140。因此，這種適當的預定條件，是有利於區域性的抑制對二甲苯的沉積聚合反應，使得有機鍍膜140形成選擇性覆蓋基材110之給定圖案，於是又選擇性暴露出基材110之表面，也就是導體112之表面115。由於有機鍍膜140 會選擇性覆蓋基材110，所以對二甲苯單元前驅物130在基材110上形成圖案化的聚對二甲苯的有機鍍膜140的過程，也可以視為一種前驅物130在沉積聚合時，會自我對準於基材110的圖案114的過程，而為本發明的特徵之一。
或是，亦可考慮使用如第2A圖所示的沉積聚合裝置，來進行預定的沉積聚合反應。例如，將前驅物131、前驅物132以及前驅物133各自從不同的方向進料至反應室121中。此裝置的特色是可以根據不同的起始原料各自調整以下的參數。可以納入考慮的參數，例如是，調整電壓、調整電荷密度、調整沉積速率、與調整選擇性抑制的形成時間等。
適用於沉積聚合反應的預定條件，可以是於特定溫度壓力條件下將適當的前驅物130、131、132、133昇華(sublamination)，接著進行熱熱解(pyrolysis)產生自由基，最後熱熱解步驟發生的自由基，在基材110上逐漸沉積(deposition)聚合(polymerization)成有圖案141的聚對二甲苯的有機鍍膜140。例如，反應室120包含昇華區(sublamination zone)121、熱解區(pyrolysis zone)122以及沈積槽(deposition chamber)123。昇華區121主要供含有經取代或未經取代的對二甲苯單元的前驅物130、131、132、133進入，後續在熱解區122中進行熱裂解產生自由基，然後產生的自由基逐漸沈積在沈積槽123中的基材110上，進而形成覆蓋有圖案化鍍膜140的結構或是覆蓋有圖案化鍍膜140的複合結構。
進行昇華時的溫度例如是100℃到200℃，較佳是120℃到150℃；壓力例如是30毫托耳(mtorr)到150毫托耳，較佳是30毫托耳到100毫托耳。熱解區的溫度例如是保持在500℃到800℃，較佳為600℃到700℃。進行化學氣相沉積法時的壓力例如是30毫托耳到150毫托耳；進行化學氣相沉積法時的基材溫度例如是-40℃到30℃，較佳是10℃到25℃，特佳是15℃到20℃；進行化學氣相沉積法的沉積速率例如是0.3A/s到20A/s。化學氣相沉積法較佳是不使用催化劑及溶劑。
經取代的對二甲苯前驅物130的取代基可以是各種化學取代基，以賦 予聚對二甲苯的有機鍍膜140所需要的物化性質。取代基包含但不限於不飽合鍵、鹵素、醛基、羥基取代之烴基、鹵代烴基、4-三氟乙醯基、胺基取代之烴基、醯胺基、含雙硫鍵之醯胺基、羧基、生物素基、N-羥基琥珀醯亞胺基、N-馬來醯亞胺基、酸酐基其中之至少一者。經取代的對二甲苯前驅物可以是由式(1)所表示的化合物。例如，其中之取代基R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8可以獨立選自：乙烯性雙鍵、三鍵、具有胺基(-NH2)的官能基、具有羥基(-OH)的官能基、具有羧基(-COOH)的官能基、-C(=O)H、-C(=O)-CFH2、-C(=O)-CF3、-C(=O)-C2F5、-C(=O)-C8F17、-C(=O)-OH、-C(=O)-Ph、-C≡CH、-CH=CH2、-CH2-OH、-CH2-NH2、-NH2、-C(=O)-O-CH3、-C(=O)-O-C2H5、-CH2-O-C(=O)-C-(CH3)2Br、-CH2-O-C(=O)-C≡CH等等。因此，有機鍍膜140也可以是一種由具有不同取代基之聚對二甲苯單體所組成之共聚物。
在本發明的另一實施方式中，預定條件更包含抑制有機鍍膜140形成 或是抑制有機鍍膜140成長的條件，來選擇性調整有機鍍膜140的厚度。抑制有機鍍膜140形成的條件是指使得有機鍍膜140完全不能生成。抑制有機鍍膜140成長的條件是指僅僅減緩有機鍍膜140的成長而已。請參考第3圖，抑制有機鍍膜140的形成會得到有機鍍膜140無法完全覆蓋基材110的表面115，也就是說，有機鍍膜140不覆蓋導體112，因此同時形成具有給定圖案141的有機鍍膜140，這樣的給定圖案會暴露出基材110的原生表面(native surface)。
請參考第4圖，抑制有機鍍膜140的成長雖然還是會讓有機鍍膜140在絕緣體111的表面113與導體112的表面115上成長，而得到完全被有機鍍膜140裹覆的基材110，但是有機鍍膜140的厚度在不同區域明顯不同，因此實質上具有給定圖案141，稱為厚度可變之給定圖案141。也就是說，有機鍍膜140成品的厚度不但是可變的，而且可以隨心所欲地操縱而得到所需的厚度，而為本發明的另一特徵。例如，有機鍍膜140之厚度可以為5奈米至100微米。
選擇性調整有機鍍膜厚度的條件，可以是以下參數的單一使用，或是組合的搭配使用。可以納入考慮的參數，例如是，調整電壓、調整電荷密度、調整沉積速率、調整前驅物成分、調整選擇性抑制的形成時間、調整選擇性抑制的形成溫度與調整基材成分。當有機鍍膜140在絕緣體111與導體112上成長而得到厚度可變之給定圖案141時，有機鍍膜140在絕緣體111上之厚度通常會大於有機鍍膜140在圖案化導體112上之厚度，這是因為最大選擇性沉積厚度的現象。無論有機鍍膜140之圖案141是否覆蓋基材110，有機鍍膜140之圖案141都會自我對準於基材110的圖案114，而為本發明的又一特徵。
例如，進行沉積聚合反應時，基材110的表面同時有絕緣體111與導體112時，則可以在導體112的部分提供充分的電壓及/或調整電荷密度，來抑制有機鍍膜140的成長，或是抑制有機鍍膜140的形成，就可以選擇性調整產品上有機鍍膜140的厚度。無論是基材110或是物件，都可以只由絕緣體111與導體112所 組成，但不包含半導體。半導體係指無法產生充分的電場及/或充分的電荷密度，而無法達成選擇性抑制有機鍍膜140的形成或是選擇性調整有機鍍膜140厚度的材料，因此不予考慮。
當不同之絕緣體111搭配導體112來組成基材110，則對於導體112提供不同之電壓及/或電荷密度，就會分別產生抑制有機鍍膜140形成或是抑制有機鍍膜140成長的結果。提供的電壓例如可以是10千伏特到50千伏特，較佳是20千伏特到40千伏特，特佳是30千伏特到35千伏特。提供的電荷密度例如可以是0.01庫倫/平方公分到0.1庫倫/平方公分，較佳是0.03庫倫/平方公分到0.06庫倫/平方公分，特佳是0.045庫倫/平方公分到0.05庫倫/平方公分。
第5圖與第5A圖分別繪示本發明單氯對二甲苯的前驅物與本發明經醛基取代之對二甲苯的前驅物，於0.05庫倫/平方公分的電荷密度下在各種金屬的表面都完全無法形成有機鍍膜的紅外線反射吸收光譜(IRRAS)，FTO代表氟摻雜二氧化錫材料，下同。每一條光譜線之最高點各自視為該材料反射率之100%，下同。由第5圖與第5A圖的結果可明確得知，只要提供電荷密度，就可以開始抑制各種具有不同取代基之對二甲苯前驅物的沉積聚合反應。
第6圖分別繪示本發明聚單氯對二甲苯的有機鍍膜與本發明經醛基取代之聚對二甲苯的有機鍍膜，在不同的電荷密度下所得到的最大選擇性沉積厚度的關係圖。最大選擇性沉積厚度的概念為，在其他條件相同下，以不同的X軸條件開始沉積聚合反應。當對照組已經累積達一定厚度，實驗組才開始累積厚度當時對照組已累積的厚度值。由第6圖的結果可明確得知，不但不同的電荷密度對相同的聚合材料會產生最大選擇性沉積厚度的影響，不同的聚合材料在相同的電荷密度下，所產生最大選擇性沉積的厚度也不同。所以，本發明亦可以經由提供不同的電荷密度，來調整聚對二甲苯有機鍍膜所需的厚度。一般說來，電荷密度對於最大選擇性沉積厚度的影響大致呈正比的關係。
第7圖繪示本發明聚單氯對二甲苯的有機鍍膜與本發明經醛基取代之聚對二甲苯有機鍍膜在電場影響下的沉積速率，對所得到的最大選擇性沉積厚度的關係圖。由第7圖可明確得知，夠高的電荷密度就可以完全抑制各種具有不同取代基之對二甲苯前驅物的同時開始沉積。過渡金屬，例如：鐵，銅，銀，和鉑，具有高表面能量時，可以對於表面產生抑制有機鍍膜形成或是抑制有機鍍膜成長的影響。
除了對於導體提供不同之電壓及/或電荷密度，就會分別產生抑制有機鍍膜形成或是抑制有機鍍膜成長的結果以外，調整沉積速率、調整前驅物成分、調整選擇性抑制的形成時間、調整選擇性抑制的形成溫度與調整基材成分也都會產生抑制有機鍍膜形成或是抑制有機鍍膜成長的影響。例如，第6圖繪示的結果已經表明，前驅物不同的取代基確實會影響所得到的最大選擇性沉積厚度，所以也可以經由調整前驅物的成分來調整有機鍍膜的厚度。
另外，經由調整沉積速率或是調整選擇性抑制的形成時間，也可以調整有機鍍膜的厚度。例如，想得到厚度較低的有機鍍膜，就可以降低沉積速率及/或縮短選擇性抑制的形成時間。換言之，想得到厚度較高的有機鍍膜，就可以以增加沉積速率及/或延長選擇性抑制的形成時間來達成。
調整選擇性抑制的形成溫度，也可以調整有機鍍膜的厚度。溫度的變化會影響鍍膜效率，例如溫度升高鍍膜效率降低，反之亦然。還有，發明人發現，不同的基材成分，也可以影響有機鍍膜的成長。例如，第8圖繪示本發明聚單氯對二甲苯的有機鍍膜，在不同金屬表面上所得到的沉積結果。第8A圖繪示本發明經醛基取代之聚對二甲苯的有機鍍膜，在不同金屬表面上所得到的沉積結果。由第8圖與第8A圖可明確得知，銅與銀在不提供基材電荷密度下，仍可以完全抑制聚單氯對二甲苯的有機鍍膜的沉積，但銅與銀並不影響經醛基取代之聚對二甲苯的有機鍍膜的沉積，而產生選擇性的結果。兩圖未經抑制之有機 鍍膜的沉積厚度均為150奈米。
第9圖繪示本發明具單取代三氟甲醯基的聚對二甲苯有機鍍膜(PPX-TFA)，在無電荷密度影響下於不同導體表面上所得到的沉積結果。第9A圖繪示本發明具單取代三氟甲醯基的聚對二甲苯有機鍍膜(PPX-TFA)，在有電荷密度影響下於不同導體表面上所得到的沉積結果。第10圖繪示本發明具單取代甲胺基的聚對二甲苯的有機鍍膜(PPX-amine)，在無電荷密度影響下於不同導體表面上所得到的沉積結果。第10A圖繪示本發明具單取代甲胺基的聚對二甲苯的有機鍍膜(PPX-amine)，在有電荷密度影響下於不同導體表面上所得到的沉積結果。由第9圖、第9A圖、第10圖與第10A圖中可明確得知，銅與銀雖然並不影響具單取代三氟甲醯基或具單取代甲胺基的聚對二甲苯的有機鍍膜的聚合沉積，但電荷密度卻發揮效果而可以完全抑制具單取代三氟甲醯基或具單取代甲胺基的聚對二甲苯有機鍍膜的聚合沉積。未經抑制時，第9圖與第10圖兩圖之有機鍍膜的沉積速率均為300奈米/秒，沉積厚度均約為150奈米左右。
第11圖說明本發明具單取代三氟甲醯基的聚對二甲苯有機鍍膜、具單取代甲胺基的聚對二甲苯的有機鍍膜、經醛基取代之聚對二甲苯的有機鍍膜與本發明聚單氯對二甲苯的有機鍍膜在具有圖案化鋁層的基材上，所分別對應形成的圖案化聚對二甲苯的有機鍍膜。這些圖係EDS(能量色散X-射線光譜)技術搭配SEM影像進行材料表面元素分析的結果。例如佐證材料表面具有三氟甲醯基的聚對二甲苯有機鍍膜可以分析氟的分布(圖b)；佐證材料表面具有甲胺基的聚對二甲苯的有機鍍膜可以分析氮的分布(圖c)；佐證材料表面具有經醛基取代之聚對二甲苯的有機鍍膜可以分析氧的分布(圖d)；佐證材料表面具有聚單氯對二甲苯的有機鍍膜可以分析氯的分布(圖e)。於是，如何提供適當的參數條件而得到預期的結果，需要本領域一般技藝人士在實施本發明時，依據實際的情況斟酌做出最適當的選擇，所以細節在此不多加贅述。
在經過本發明上述操縱有機鍍膜形成的方法後，還可以視情況進行剝除步驟來完全移除未被有機鍍膜所覆蓋而暴露出來的導體。如果導體112是金屬，可以以氧化劑、酸液或是鹼液等浸泡溶液125的方式來剝除金屬，如第12圖所繪示。如果導體112是透明導電材料，則可以以習知氧化劑或是酸液搭配界面活性劑的方式來進行濕式蝕刻剝除。
在經過本發明上述的步驟後，就可以視情況得到一種圖案化鍍膜結構或是一種圖案化鍍膜複合結構。第13圖繪示圖案化鍍膜結構100，係經過上述的剝除步驟而不含導體112。第14圖繪示圖案化鍍膜複合結構101，則是有機鍍膜140不覆蓋導體112之複合結構。第15圖繪示圖案化鍍膜複合結構102，則是導體112夾置於絕緣體111與有機鍍膜140間之複合結構。所以本發明的圖案化鍍膜結構100或是圖案化鍍膜複合結構101/102中，有基材110與圖案化高分子層140。絕緣體111搭配視情況存在的導體112一起構成基材110。圖案化高分子層140具有轉移自導體112的圖案141，所以選擇性覆蓋基材110。或是說，圖案化高分子層140會至少完全覆蓋絕緣體111的表面113，又可以視情況需要更進一步覆蓋導體112的表面115。圖案141可以有多種可能，例如是間距或線寬極小之柵格狀圖案、幾何圖案、非對稱圖案、不規則圖案、孤立圖案的集合或重複圖案…等等。
圖案化高分子層140係由經取代或未經取代之聚對二甲苯所組成。在本發明的一實施方式中，圖案化高分子層140係未經取代之聚對二甲苯。在本發明的另一實施方式中，圖案化高分子層140係由一種經取代之聚對二甲苯所組成。在本發明的又一實施方式中，圖案化高分子層140也可以是由經取代之聚對二甲苯單體與未經取代之聚對二甲苯單體所組成之共聚物。
經取代或未經取代的聚對二甲苯的取代基可以是各種化學取代基，以賦予聚對二甲苯的有機鍍膜140所需要的物化性質。取代基包含但不限於不飽合鍵、鹵素、醛基、羥基取代之烴基、鹵代烴基、4-三氟乙醯基、胺基取代之烴 基、醯胺基、含雙硫鍵之醯胺基、羧基、生物素基、N-羥基琥珀醯亞胺基、N-馬來醯亞胺基、酸酐基其中之至少一者。經取代的對二甲苯前驅物可以是由前式1所表示的化合物。例如，其中之取代基R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8可以獨立選自：乙烯性雙鍵、三鍵、具有胺基(-NH2)的官能基、具有羥基(-OH)的官能基、具有羧基(-COOH)的官能基、-C(=O)H、-C(=O)-CFH2、-C(=O)-CF3、-C(=O)-C2F5、-C(=O)-C8F17、-C(=O)-OH、-C(=O)-Ph、-C≡CH、-CH=CH2、-CH2-OH、-CH2-NH2、-NH2、-C(=O)-O-CH3、-C(=O)-O-C2H5、-CH2-O-C(=O)-C-(CH3)2Br、-CH2-O-C(=O)-C≡CH等等。因此，有機鍍膜140也可以是一種由具有不同取代基之聚對二甲苯單體所組成之共聚物。
當基材110是絕緣體111時，例如參考第13圖，圖案化高分子層140會覆蓋部分基材110之表面113，圖案141又選擇性暴露出基材110之表面116。在本發明的一實施方式中，當絕緣體111與視情況存在的導體112一起構成基材110時，例如參考第14圖，圖案化高分子層140會覆蓋絕緣體111之表面113，但圖案141會暴露出導體112之表面115。在本發明的另一實施方式中，圖案化高分子層140則會同時覆蓋絕緣體111之表面113與導體112之表面115，例如參考第15圖。圖案化高分子層140之厚度可以是5奈米至100微米。當圖案化高分子層140覆蓋導體112的表面115時，圖案化高分子層140在絕緣體111上之厚度通常會大於圖案化高分子層140在導體112上之厚度，這是因為前述之最大選擇性沉積厚度造成圖案141的現象，而為本發明的特徵之一。無論高分子層140之圖案141是否會完全覆蓋基材110，高分子層140之圖案141都會自我對準於基材110，例如自我對準於絕緣體111之表面113、自我對準於基材110之圖案114、自我對準於導體112之表面115或自我對準於基材110之表面116，而為本發明的又一項突出特徵。
以下，將藉由一些合成實例以及實驗實例對本發明進行更具體的說 明，但本發明並不限定於這些實例。
實例1
首先，合成4-N-馬來醯亞胺基甲基-[2,2]對環芬(4-N-maleimidomethyl-[2,2]paracyclophane)4。請參照下述反應式1，於氮氣環境下，將四氯化鈦(titanium(IV)chloride，TiCl4)(8.4mL，77mmol)緩慢地加入溶有市購的[2,2]對環芬([2,2]paracyclophane)1(8.0g，38mmol)的無水二氯甲烷(CH2Cl2)(400mL)中。持續攪拌20分鐘後，於室溫下滴加α,α-二氯甲基甲醚(α,α-dichloromethyl methyl ether，CHCl2OCH3)(4.0mL，44mmol)，並且再持續攪拌6小時進行Rieche甲醯化反應(Rieche formylation)。接著，將此混合液倒入水中(200mL)，再攪拌2小時。以3M鹽酸(2×300mL)洗滌，並以水(2×300mL)洗滌，然後以硫酸鎂(MgSO4)進行乾燥。過濾並去除溶劑後，使用己烷/二氯甲烷(5/1)作為洗滌液(eluent)來進行純化，獲得4-甲醯基-[2,2]對環芬(4-formyl-[2,2]paracyclophane)2的結晶(6.6g，83%)。將此結晶溶於甲醇(MeOH)(200mL)與無水四氫呋喃(Tetrahydrofuran，THF)(10mL)中。然後，小心地加入硼氫化鈉(sodium borohydride，NaBH4)(2.1g，28mmol)，並於室溫下攪拌3小時。之後，加入水去分解過量的硼氫化鈉。再來，利用乙酸乙酯(ethyl acetate)(200mL)稀釋所得的溶液，以3M鹽酸(200mL)洗滌三次，並以水(200mL)洗滌兩次，然後以硫酸鎂(MgSO4)進行乾燥。過濾並去除溶劑後，獲得4-羥甲基-[2,2]對環芬(4-(hydroxymethyl)-[2,2]paracyclophane)3的結晶(6.0g，75%)。之後，將所得的4-羥甲基-[2,2]對環芬3以及三苯膦(triphenylphosphine，PPh3)溶於無水四氫呋喃，其中所述無水四氫呋喃已事先小心地加入了偶氮二甲酸二異丙酯(diisopropyl azodicarboxylate，DIAD)(10mL)並於室溫下攪拌了20分鐘。再來，將事先已準備好的馬來醯亞胺溶液(4.9g馬來醯亞胺/30mL無水四氫呋喃)加入所得的混合液中，並於室溫下攪拌24小時。繼而，利用二氯甲烷(200mL) 稀釋所得的溶液，以3M鹽酸(200mL)洗滌三次，並以水(200mL)洗滌兩次，然後以硫酸鎂(MgSO4)進行乾燥。最後，使用己烷/乙酸乙酯(5/1)來純化，而獲得4-N-馬來醯亞胺基甲基-[2,2]對環芬4的結晶(5.2g，65%)。
接著，對所得4-N-馬來醯亞胺基甲基-[2,2]對環芬4進行化學氣相沉積聚合的製程，得到聚[(4-N-馬來醯亞胺基甲基-對二甲苯)-共-(對二甲苯)](poly[(4-N-maleimidomethyl-p-xylylene)-co-(p-xylylene)])5，其中m：n=1：1。此製程中，保持氬氣(argon)流量為10標準毫升/分鐘(sccm)、系統壓力為75mTorr，昇華溫度設為110℃到120℃之間，熱解溫度設定為580℃。於此條件下，化學氣相沉積聚合會自發性的發生於基材上，且此基材為配置於旋轉且冷卻至15℃的樣本保持器上。藉由原位石英晶體微天平(in situ quartz crystal microbalance)分析測得沉積速率為大約0.3Å/s。此外，藉由橢圓偏振計(ellipsometer)分析測得 所得的包含馬來醯亞胺基的聚對二甲苯薄膜的沉積厚度為60nm到80nm。其中，經取代與未經取代之對二甲苯單體，大致上以隨機的方式聚合。
實例2
首先，使用如第2A圖所示的裝置，將4-乙炔基-[2,2]對環芬(4-ethynyl-[2,2]paracyclophane)作為起始原料301、將4-N-馬來醯亞胺基甲基-[2,2]對環芬(4-N-maleimidomethyl-[2,2]paracyclophane)作為起始原料302、將三氟乙醯基-[2,2]對環芬(trifluoroacetyl-[2.2]paracyclophane)作為起始原料303，並且以1：1：1的莫耳比例將起始原料301、起始原料302以及起始原料303自不同方向進料至反應室120中。
此外，如第2A圖所示，此三種起始原料在進入至反應室120前，各自分別經過數個預處理單元。其中，預處理單元可為昇華區(約105℃)、熱解區(約700℃)。此外，反應室120中設置了矽質基材110，其溫度控制為約20℃且具有2rpm/min的旋轉速度。於起始原料301、起始原料302、起始原料303進料至反應室120後，如下述反應式2所示，藉由化學氣相沈積於此矽質基材110上聚合出聚[(4-乙炔基-對二甲苯)-共-(4-N-馬來醯亞胺基甲基-對二甲苯)-共-(三氟乙醯基-對二甲苯)-共-(對二甲苯)](poly[(4-ethynyl-p-xylylene)-co-(4-N-maleimidomethyl-p-xylylene)-co-(trifluoroacetyl-p-xylylene)-co-(p-xylylene)])共聚物有機鍍膜140。其中，各對二甲苯單體，大致上以隨機的方式聚合。
反應式2
實例3
藉由反射吸收式紅外光譜分析技術(infrared reflection absorption spectroscopy，IRRAS)檢測上述具有三種官能基的共聚物有機鍍膜140，並將之與單取代的聚[(4-乙炔基-對二甲苯)-共-(對二甲苯)](poly[(4-ethynyl-p-xylylene)-co-(p-xylylene)])(I)、聚[(4-N-馬來醯亞胺基甲基-對二甲苯)-共-(對二甲苯)](poly[(4-N-maleimidomethyl-p-xylylene)-co-(p-xylylene)])(II)、聚[(三氟乙醯基-對二甲苯)-共-(對二甲苯)](poly[(trifluoroacetyl-p-xylylene)-co-(p-xylylene)])(III)的檢測光譜分別進行比對(亦即與僅具有乙炔基、馬來醯亞胺基或三氟乙醯基三官能基中的一者的聚合物的檢測光譜進行比對)。如圖16的光譜所示，上述共聚物有機鍍膜140(IV)的光譜在3289cm-1以及2102cm-1顯示出兩個顯著的峰值，其可歸因於末端炔基；在1768cm-1以及1709cm-1的峰值可歸因於來自於馬來醯亞胺基以及三氟乙醯基中的-C=O；在1402cm-1的峰值可歸因於馬來醯亞胺基中的C-N-C；在1223cm-1、1194cm-1、1150cm-1以及981cm-1的峰值可歸因於三氟乙醯基中的C-F。
實例4
藉由X-射線光電子能譜分析(X-ray photoelectron spectroscopy)檢測上述共聚物有機鍍膜140，得到如表1的結果。並且，參見表1，將所得的實驗值(experimental value)與根據共聚物有機鍍膜140的等莫耳比的單體單元而算出之 理論值(theoretical value)進行比對，可知其結果大致吻合。
實例5
合成雙硫鍵的有機鍍膜，例如是具有醯胺-雙硫鍵之羧基衍生物的有機鍍膜。下文將舉4-(3-((3-甲基醯胺)-二硫基)丙酸)[2,2]對環芬(4-(3-((3-methylamido)-disulfanyl)propanoic acid)[2,2]paracyclophane)為例，詳細描述其製作步驟。值得注意的是，下文所描述的化學品之生產公司僅為示例，而不應對本發明之權利範圍進行限制。
4-(3-((3-甲基醯胺)二硫基)丙酸)[2,2]聚對二甲苯的合成需要五個步驟。起始物是[2,2]對環芳烷([2,2]paracyclophane，Sigma-Aldrich，St.Louise，U.S.A.)。首先，將鈦(IV)氯化物(TiCl4)(8.4毫升，77毫摩爾)(Sigma-Aldrich公司)緩慢加入到[2,2]對環芳烷(8.0g，38mmole)的冰冷卻的無水二氯甲烷(anhydradrous CH2Cl2，400mL)溶液中，並在氮氣的環境下進行。將混合物攪拌20分鐘，接著滴入α,α-二氯甲基甲基醚(α,α-dichloromethyl methyl ether，4.0mL，44mmole，Sigma-Aldrich公司)。將反應混合物在室溫下攪拌溫度6小時，隨後傾入水中，然後再攪拌另外 2小時(200mL)。接著，用水洗滌有機層，用3M的鹽酸(HCl，300mL，兩次)，然後用水(300mL，兩次)，後其用硫酸鎂(MgSO4)乾燥。過濾以去除溶劑後，將粗產物用己烷在矽膠(silica gel)上純化，並以己烷(hexane)/二氯甲烷(CH2Cl2)(5/1)作為洗脫劑，得到4-甲醯基-[2,2]對環芳烷(4-formyl[2,2]paracyclophane)之白色結晶(6.6克，83%)。
然後將晶體溶解在甲醇(MeOH，200毫升)和無水四氫呋喃(anhydrous tetrahydrofuran,THF，10mL)。將硼氫化鈉(NaBH4，2.1克，28mmole，Sigma-Aldrich公司)小心地加入此溶液中，將混合物在室溫下攪拌3小時。過量的硼氫化鈉通過小心地加入水中逐漸分解。然後將溶液用乙酸乙酯(EtOAc，200mL)稀釋，用3M的鹽酸(HCl，200mL，兩次)，然後用水(200mL，兩次)，並用硫酸鎂乾燥。過濾和除去溶劑，即可得到白色晶體的4-羥甲基[2,2]對環芳烷(4-hydroxymethyl[2,2]paracyclophane，6.0克，75%)，無須再進一步純化即可使用。
4-羥甲基[2,2]對環芳烷溶解在無水二氯甲烷(anhydradrous CH2Cl2)並冷卻至0℃的氮氣環境下。接著，將三溴化磷(PBr3，3.00mL，31.8mmole；Sigma-Aldrich公司)滴入，並將該混合物攪拌4小時。將反應物水解加入水(150mL)中，並進行相分離。該有機層依序用1M鹽酸(HCl，150毫升)，飽和碳酸氫鈉(NaHCO3)溶液(150毫升)、和飽和氯化鈉溶液(NaCl，150mL)中。此時，用硫酸鎂(MgSO4)乾燥並過濾，除去溶劑後保持在真空。粗產物即為4-溴甲基[2,2]對環芳烷(4-bromomethyl[2,2]paracyclophane，5.81克，77%)，使用不經進一步純化即用於下一步驟。
粗產物4-溴甲基[2,2]對環芳烷和鄰苯二甲醯亞胺鉀(potassium phthalimide，3.71克，20.0mmole；Sigma-Aldrich公司)溶解在二甲基甲醯胺(dimethylformamide,DMF，100毫升)，並加熱至80℃ 4小時。轉化完全後(TLC控制)，將溶劑真空除去並將殘餘物溶解在乙酸乙酯(EtOAc，500mL)中並且用飽和的氯化鈉溶液(NaCl，400毫升)清洗。水相用二氯甲烷萃取(CH2Cl2，200mL，兩次)， 合併的有機相用硫酸鎂(MgSO4)乾燥。除去溶劑後，將粗產物(7.06克)溶解，以甲醇(MeOH，300mL)和聯氨(hydrazine，N2H4，19mL，80%在水中，Sigma-Aldrich)溶液。將反應混合物加熱至60℃ 1小時(TLC控制)。接著，除去溶劑，並將殘餘物以二氯甲烷(CH2Cl2，500毫升)和1M氫氧化鈉溶液(300毫升)溶出。分離各相，並將水相用二氯甲烷(300mL)萃取。有機相用1M氫氧化鈉(NaOH，300毫升)和鹽水(brine，300毫升)。將有機相以硫酸鎂(MgSO4)乾燥，並且將溶劑在真空中除去。粗產物純化，用二氯甲烷/甲醇(9/1)，得到的4-氨基甲基[2,2]對環芳烷(4-aminomethyl[2,2]paracyclophane，2.57克，56%)。
接著，加入3,3'-二硫代二丙酸(3,3’-dithiodipropionic acid，DPDPA，10克，10mmole；Sigma-Aldrich)和N-乙基-1-N'-(3-(二甲氨基)丙基)碳二亞胺(N-ethyl-N’-(3-(dimethylamino)propyl)carbodiimide,EDC 1.55克，10mmole；Alfa Aesar,Ward Hill,MA)溶解在無水的四氫呋喃(THF，250毫升)，並在室溫下攪拌20分鐘。4-氨基甲基[2,2]對環芳烷(4-aminomethyl[2,2]paracyclophane，2.37克)加入到所得溶液並在室溫下反應12小時。反應產物用飽和碳酸氫鈉溶液洗(NaHCO3，500毫升，三次)並用硫酸鎂乾燥。將粗產物在矽膠上純化使用己烷/乙酸乙酯(5/1)，得到4-(3-((3-甲基醯胺)-二硫基)丙酸)[2,2]對環芳(4-(3-((3-methylamido)-disulfanyl)propanoic acid)[2,2]paracyclophane)，為白色晶體(2.71克，63%)。
得到上述產物後以核磁共振圖、傅立葉轉外紅外光譜圖(FT-IR)以及電灑法質譜儀(ESI-MS)確認。請參考第17圖、第18圖、第19圖、第20圖，其分別繪示為使用本發明製程產生之產物(4-(3-((3-甲基醯胺)-二硫基)丙酸)[2,2]對環芳)儀器圖譜，其中第17圖為氫核磁共振圖譜，第18圖為13C NMR圖譜，第19圖為FT-IR圖譜，第20圖為ESI-MS圖譜。如第17圖所示，1H NMR圖譜資料為：1H NMR(500MHz,CDCl3,TMS)：δ 6.67-6.69(2d,J=1.9Hz,1.9Hz,1H),6.36-6.50(m,5H),6.21(d,J=1.40Hz,1H),5.71(s,1H),4.35-4.40(2d,J=5.3Hz,5.3Hz,1H),4.09- 4.13(2d,J=5.2Hz,5.2Hz,1H),2.72-3.47(m,16H),2.52-2.55(t,J=14.1Hz,2H)。如第17圖所示，13C NMR圖譜資料為：13C NMR(125MHz,CDCl3,TMS)：δ 32.9,33.0,33.6,33.8,34.3,34.9,35.2,35.7,42.8,129.1,132.1,132.2,133.1,133.2,133.8,135.1,136.4,138.0,139.2,139.3,140.5,170.8,175.8.。如第18圖所示，FT-IR的圖譜資料為：FT-IR(ATR；cm-1)：3291(m),3024(w),2924(m),2853(w),1704(s),1668(s),1621(m),1520(w),1513(m),1444(m),1419(m),1332(w),1231(w),1204(w),1181(w),1041(m),940(vw),890(vw),823(m),762(vw),725(vw),624(vw),548(w),519(m),492(w)。如第19圖所示，ESI-MS的圖譜資料為：m/z(%)428.15(100)[M+]。透過前述圖譜資料可證實本發明的確可以得到具有雙硫鍵的對環芬產物。
之後，即可在過化學氣相沈積的製程條件下，以反應式3聚合具有雙硫鍵官能基的對環芬，將其鍍膜而形成具有雙硫鍵官能基的聚對二甲苯(N-hydroxysuccinimide ester-functionalized poly-p-xylylene)之有機膜，於本發明較佳實施例中，R為具有雙硫鍵之官能基，例如是具有醯胺-雙硫鍵之羧基衍生物的官能基，更詳細來說，R是4-(3-((3-甲基醯胺)-二硫基)丙酸。其中，經取代與未經取代之對二甲苯單體，大致上以隨機的方式聚合。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

Claims (12)

  1. 一種圖案化鍍膜結構，由一基材與選擇性覆蓋該基材表面之一圖案化高分子層所組成，其中：該基材是一絕緣體與一導體的組合，該圖案化高分子層由經取代或未經取代之聚對二甲苯(poly-para-xylylene)所組成，並選擇性暴露出該基材之表面。
  2. 如請求項1之圖案化鍍膜結構，其中該導體為一圖案化導體。
  3. 如請求項1之圖案化鍍膜結構，其中該圖案化高分子層為一種選自由經取代與未經取代之聚對二甲苯單體所組成之共聚物。
  4. 如請求項1之圖案化鍍膜結構，其中該經取代之聚對二甲苯為經不飽合鍵、鹵素、醛基、羥基取代之烴基、鹵代烴基、4-三氟乙醯基、胺基取代之烴基、醯胺基、含雙硫鍵之醯胺基、羧基、生物素基、N-羥基琥珀醯亞胺基、N-馬來醯亞胺基、酸酐基所取代之聚對二甲苯。
  5. 如請求項1之圖案化鍍膜結構，其中該圖案化高分子層之厚度為5奈米(nm)至100微米(μm)。
  6. 一種圖案化鍍膜複合結構，包含：一絕緣體；一導體層，其選擇性覆蓋該絕緣體之表面；以及一圖案化高分子層，與該導體層一起完全覆蓋該絕緣體之表面，該圖案化高分子層由經取代或未經取代之聚對二甲苯所組成。
  7. 如請求項6之圖案化鍍膜複合結構，其中該絕緣體為一圖案化絕緣體。
  8. 如請求項6之圖案化鍍膜複合結構，其中該圖案化高分子層為一種選自由經取代與未經取代之聚對二甲苯單體所組成之共聚物。
  9. 如請求項6之圖案化鍍膜複合結構，其中該經取代之聚對二甲苯為經不飽合鍵、鹵素、醛基、羥基取代之烴基、鹵代烴基、4-三氟乙醯基、胺基取代之烴基、醯胺基、含雙硫鍵之醯胺基、羧基、生物素基、N-羥基琥珀醯亞胺基、N-馬來醯亞胺基、酸酐基所取代之聚對二甲苯。
  10. 如請求項6之圖案化鍍膜複合結構，其中該圖案化高分子層覆蓋該導體層。
  11. 如請求項6之圖案化鍍膜複合結構，其中該圖案化高分子層不覆蓋該導體層。
  12. 如請求項10或11任一項之圖案化鍍膜複合結構，其中該圖案化高分子層之厚度可變，並介於5奈米至100微米之間。
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