TWI245595B - Printing plates - Google Patents

Description

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五、發明説明（ 板 本發明關於印刷板’特別關於用以製造電子電路之印 刷 在傳統半導體裝置製造 皙圪万法中，金屬片，半導體，介電 貝及其他材料係平均跨— ^ 乾蝕刻加m安ώ 土板，儿積。每一層之後利用濕或 乾蚀刻加圖案，典型利用 .^ . ^ ^ j用先致蝕刻界定之光阻層為屏蔽。 此+万法甚為複雜及有一相當低之輸出。 印刷技術可使材料直接 望圖案沉積於基板上，因 而，供基板〈相對之高輸出。一種此技術 凹板印刷板，板上有待印刷沉入其表面之圖案。 現有之供印刷影像或内容賴上之凹板印刷，通 在-金屬片上之金屬段或聚合物構成。利用此種材料以凹 板印刷造電子電路，存在許多問題。一 金屬板在使用期間 可抵抗磨知，但印刷電子電路所需規格之精密特徵，如低 於20叫纟寬度’金屬之顆粒結對印刷品質將有不利之影 響。-？在合物板不會產生此等顆粒結構之人為製品，但 磨損抵抗較低。 ' 當印刷精密特徵為印刷板及基板之相對膨脹特性時，必 須額外考慮、。如&等不能彼此足夠匹酉己，溫心皮動可能造 成印刷在基板上不同層間之無法對齊。例如，在玻璃^板 上印刷電路以製造主動矩陣液晶顯示器（AMLcDs)，則甚為 理想。但金屬板之熱膨脹特性與玻璃基板之熱膨脹特性不 同。一聚合物板將可為一較佳之匹配，但其不同仍有實質 上之影響。形成於同一玻璃為基板之印刷板可為理邦匹配 。但，界定及蝕刻相當高解析度之特徵並不實際，^為乾 -4- 本泯張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 1245595

触刻此種破璃太慢，濕触刻之各向同性性質 特徵尺寸。 』取」< 本發明提供一印刷板，可供在基板上製造電子電路，該 板含一本體層，及一非金屬圖案界定層在本體層之上，= 體層具有印刷圖案’各向異㈣刻於其外表面:構成本體 層之材料及板之大部分’必須加以選擇以提供基板熱膨= 性質之足夠準確之匹配，而構成圖案界定層之材料可選擇 其蝕刻特性。在此方面，熱膨脹特性足夠準確之匹配，或 具有相同膨脹特性二材料之參考，關係其在溫度範圍上之 特性，印刷板及基板在印刷程序期間，會受到溫度範圍之 影響，任何相對膨脹足夠接近之匹配，在該溫度範圍上， 在印刷圖案之對齊上之影響可以忽略。 使用各向異性蝕刻方法可使具有相當陡之側壁圖案之構 成因而可使精达、之圖案被印製。板之正交與圖案側壁上 方部分間（係指釋放平面角）之角度較佳為約25度或更小。 約1〇度之角度或更小對精密圖案較佳。 圖案界定層可含選自聚亞硫氨，二氧化矽，氮酸矽及溶 凝膠等材料。板可含圖案界定層上之抗磨損層，該層較圖 案界定層更能抗磨損。 在較佳實施例中，本體層之構成係選自與基板之熱膨脹 特性匹配之材料。本體層可含玻璃或石英。 本發明尚提供一構成一印刷板之方法，以用於製造基板 上之電子電路，包含提供一本體層，在本體層上沉積一額 外非金屬層，在圖案界定層上提供一屏蔽層，及各向異性 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇X 297公釐) 1245595

蝕刻圖案界定層之表面。 才疋供屏蔽層（步驟較佳含S圖案卩定層JL沉積一金屬層 ’及將金屬層形成圖案。 發月進步楗供一方法，利用上述型式之印刷板在基 板上製造電予電路’其中印刷板之本體層由具有與基板相 同之熱膨脹特性之材料構成。本體層較佳為與基板相同材 料構成。 本發明之一實施例將以舉例及參考所附圖式說明，其中： 圖1 A及1B為偏置凹板印刷之傳統方法之二級； 圖2顯示在蝕刻表面前一印刷板之部\分剖面圖，製造本 發明板之中間級； 圖3顯示圖2之印刷板在蝕刻發生後之部分剖面圖； 圖4顯tf包括一抗磨損層之印刷板之部分剖面圖。 應瞭解’各圖式為簡圖，並不合比例。圖中零件之尺寸 及比例均以誇大或減小顯示，以達到圖式之清晰。 圖1A及1B說明偏置凹板印刷方法之二級。待印刷之圖 案蚀刻進入印刷板2之表面，如圖1 a所示。墨水4於是供 應至圖案之凹隙6中。有墨水之板與轉移汽缸8作相對移 動，俾汽缸在在板上滾動並拾起墨水之圖案。汽缸於是滾 動於基板10之上（見圖1B)，轉移圖案於其上。作為此偏置 方法之一備選，墨水可以板之直接施加自板轉移於基板。 此等技術可用以製造電子電路，特別是，製造大面積電 子裝置如AMLCDs。以印刷沉積之材料典型為抵抗材料或 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1245595

先行材料。抵抗圖案可印刷於掩蔽沉積層，作為次一蝕刻 屏蔽。先行材料可用進一步之處理轉換為具有理想 特性 < 電子材料。此等印刷方法可在裝置生產中以提供較 南輸出’降低之主要成本，及較傳統處理技術為低之材料 成本而使成本降低。但，如上所述，現有凹板印刷板提供 有限位準之解析度及對正準確度。 圖2顯示本發明之印刷板製造之中間級。其包含一本體 層12 ’ 一額外非金屬圖案界定層14於其上，一金屬層16 在圖案界定層14之上，及一光阻層18在最上面。一旦此 等層均已沉積完畢，光阻層18加上圖案，之後，金屬層· 1 6加以姓刻以構成在原地之屏蔽，以供圖案界定層14姓 刻’如圖2所示。在同一方法中實施金屬層及圖案界定層 之蝕刻將甚為有利，因而可避免切斷真空之需求。 如上所述，構成本體層12材料需加以選擇，俾其熱膨脹 特性與將印刷基板材料密切匹配。在AMLCDs範圍中，基 板可由玻璃或彈性聚合物組成。構成印刷板大部份之本體 層12作為圖案界定層14為相當薄，因此，本體層實質上 承受印刷板之熱膨脹特性。 圖案界定層14係形成在一硬，抗擦傷材料上，該材料適 於利用各向異性蝕刻方法蝕刻。其可含選自聚亞硫氨，二 氧化矽，氮化矽及溶凝膠材料中選出。—二氧化碎或氮化 碎層可潑濺在板上。聚合物典型以旋轉方式加在印刷之片 上。溶凝膠材料之適當舉例如甲基三甲氧基碎甲燒（Me TMS)雜礦石填以20nm直徑之一乳化碎顆粒填充，及單銘

1245595 A7 _____B7 五、發明説" 一"—- 鱗酸醋以二氧化鈦及氮化鈦顆粒填充。 ，各向異性蝕刻方法與各向同性技術，如傳統之濕蝕刻相 較’可構成相當陡之斜面特徵。準此，乾姓刻方法如反應 離子蝕刻，潑濺或電漿蝕刻均屬適當。例如，單氧，或與 CHF3或eh二者與氧混合均可供反應離子蝕刻聚亞硫氨， 二氧化矽及氮化矽，並具有足夠良好之限定結果。氧中另 外增加約5%之CHF3或eh發現可協助控制壁之陡度。 圖2顯示如圖3說明之蝕刻實施後之印刷板一放大部份 剖面圖。其顯示一槽溝20蝕刻進入圖案界定層14之外表 面中。為印刷電子電路之目的，槽溝之深度22典型約為 10-3Ομηι，而其寬度則在ι〇μιη或更少之範圍變化直到 ΙΟΟμπι或更多。 即使用’’各向異性”蚀刻，層14之材料可被蝕刻回至金屬 層16下方之某一程度。此舉導致側壁26之偏移，自與板 之平面垂直偏移一角度28。構成陡斜面之能力可使較小特 徵尺寸可以達成。應瞭解，角度28之大小與構成層14所 選之材料’與所選之蚀刻劑氣體之組合有關。一 2 5度角度 或更少，發現可有一良好結果。 金屬層16可典型用潑濺或蒸氣化予以沉積。亦可使用電 鍍技術。其可由鋁構成，及具有一厚度3〇約為25〇nm。選 擇一種金屬，其不致與蝕刻劑氣體劇烈反應。吾人承認， 此金屬層之部份，因層14之向回蝕刻而延伸超過側壁26 ’在蝕刻程序期間容易在側壁上摺疊，如其夠薄，如圖3 之虛線部份3 2及3 4所示。在蝕刻步驟完成後，光阻1 8及 -8 - ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)"'~ 1245595 A7 B7

五、發明説明（6 ) 金屬層16之殘餘部份被移除。金屬層邊緣部份之 盥 槽溝之部分相比，構成鄰近層14外表面之側壁上，相合^ 滑之表面。此舉可協助在印刷程序期@，將印刷 : 溝清潔的釋放。 曰價 用於形成板《圖案界定層材料，具有理想蝕刻特性，但 在特殊應用或大量生產時’在抗括傷或抗磨損可能不夠： 此情形下，如圖4所說明，在印刷圖案已蝕刻進入表面後 ，可用更抗括傷及/或抗磨損材料之配合層36塗層。如圖 案界定層14係由聚合物構成時，抗磨損層36更適合之抗 磨損材料為氮切或二氧切。〇.25_之抗磨損層二度^ 典型適當厚度。 & 自閱讀本揭示後，對精於此技藝人士言，其它變化及修 改當屬可行。改變化及修改可能涉及設計，製造及利用印 刷板及利用該板構成之電子電路上已知之等值及特性，其 可用以取代或上述特性以外之特性。 雖然本專利申請已以特性之組合而構成，應瞭解，本發 明揭示之範圍亦包括任何清楚或暗示指出之新穎之特性， 及新碩特性之組合，而不論其是否關於申請於各項專利範 圍之本發明相g，亦不論其是否緩和任何或所有技術問題 ，如本發明所為者。以另外實施例中所述之特性亦可合併 於單一實施例中。反之，以單一實施例說明之各種特性亦 可分別提供，或以適當之子組合提供。申請人因此聲明， 在本發明或自其演繹出之進一步申請之申請期間，此等特 性或特性之組合可能構成新專利申請範圍。 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4规格(21〇 x 297公釐)

裝 訂

Claims (1)

1245撕 '.X ^3062號專利申請案 A8丨 申清專利範園 中文申請專利範圍替換本(94年6月）g卜 ------ J D8 L一 煩請委員明示Λ年'月，日修 (_^亡本有無「超出原説明# 揭露之範圍且不得實質 擴大或變更申請專利範圚」 1. -種用以在基板上製造電子電路之印刷板，包含一本體 層’及-在該本體層上之非金屬圖案界定層，該本體層 已具有-印刷圖案以各向異性蚀刻於其外表面。 2. 如申請專利範圍第！項之印刷板，其中該與板正交及圖案 側壁之上方部份間之銳角約為25度或更少。 八 3. 如申請專利範圍第1或2項之印刷板，其中該圖案界定層 包含選自聚亞硫氨，氮化矽及溶凝膠材料之材料。 4. 如申請專利範圍第1或2項之印刷板，包括-在圖案界定 層上之抗磨損層，其較圖案界定層更能抗磨損。 5. 戈申明專利範圍第3項之印刷板，包括一在圖案界定層上 之抗磨損層，其較圖案界定層更能抗磨損。 6 申請專利範圍第1項之印刷板，其中該本體層係由選自 能匹配基板之熱膨脹特性之材料。 7. 一種形成印刷板之方法，其係用以於基板上製造電子電 路’該方法包含提供一本體層，在本體層上沉積一非金 屬圖案界層’在圖案界定層上提供—屏蔽層，及各向 異性方式蚀刻一印刷圖案於圖案界定層之外表面。 8_如申請專㈣圍第7項之方法，其中該提供屏蔽層之步驟 0 3在圖案界疋層上〉冗積一金屬層，及將金屬層構成圖 案之步驟。 9. 如申明專利範圍第7或8項之方法，包括蝕刻步驟之後， 在圖案界定層上沉積一抗磨損層之步驟。 10. 止種使用如申請專利範圍第i項之印刷板以在基板上製 仏電子電路之方.法，其中該印刷板之本體層係由具有與 76843-940613.doc 本紙張尺歧财®目家鱗 1245595

1 二板申 .α 轨圍第10項之方法，其中該本體居杉山t 板相同之材料構成。 ㈢係由與基 12· — ^重電子裝置，包含於一基板上利用一印刷板所制、 ^電路，其中該印刷板包含一本體層，及〜，造之 層上之非金屬圖案界定層，該本體層已具有 讀本體 以各向異性蝕刻於其外表面。 刷圖索 -2- 76843-940613.doc 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐）