用於製備製品的方法及通過該方法製備的相關製品與流程

2023-10-27 01:55:27 1

本發明整體涉及用於製備製品的方法及通過該方法製備的相關製品。

聚合物波導被確定為取代在印刷電路板(pcb)技術以及矽光子學中的銅互連件的關鍵技術，這是由於其能夠使用光全內反射的原理進行更快數據傳輸。pwg代表關鍵優點，因為經由銅的數據傳輸的損耗和能量是下一代數據中心和移動應用的主要瓶頸。

pwg的常規製造包括一系列步驟，其中將折射率為ri1的底部包覆層沉積在基底上並對其選擇性地照射，以在特定位置處形成交聯的結構。然後使用可去除包覆層的未固化區域(即，未交聯的區域)的溶劑，使包覆層顯影。之後是任選的烘烤步驟，以從顯影的包覆層去除溶劑。然後將具有折射率ri2(該折射率大於ri1)的第二層或芯層沉積在第一包覆層的頂部上並使其選擇性地交聯，以形成第一堆疊層。接下來使用溶劑選擇性地去除未固化區域，使芯層顯影。之後是第三層，即具有折射率ri1(與第一層相同)或任選ri3(該折射率不同於ri1和ri2)的頂部包覆層，以獲得混合的芯和頂部包覆層。將第三層沉積在堆疊層(層1和層2)上並對其選擇性地照射，以形成由底部包覆層-芯-頂部包覆層構成的波導特徵的完整層疊件，從而使該層疊件能夠用於高性能計算和其他應用中的光學數據傳輸。

包覆層的結構化允許聚合物波導與套管的對齊和連接，所述套管連接到光源和互連件。包覆層的結構化(其中經照射的包覆層表面經過溶劑顯影)可能在將芯(第二光學)層塗布到經顯影的包覆層上時會帶來粘附性挑戰。這可能導致無法製造完全功能的光波導。另外，使溶劑蒸發的後續加熱步驟可引起柔性基底諸如fr4和聚醯亞胺的過度收縮和捲曲，從而在波導嵌入pcb中期間，或在諸如焊料回流、熱衝擊等的高溫加工(其中波導材料暴露於超過250℃的溫度)期間引起破裂和層離。

已被確定的另一個挑戰是聚合物波導在集成/嵌入於pcb或矽光子封裝架構中期間和之後的可靠性。常規pcb製造具有這樣的步驟，其中在相對較高溫度(180℃–200℃)下層合fr4、聚醯亞胺和預浸料的多個層，接下來鑽取通孔式過孔以便施加焊膏而形成電連接。層合和鑽孔的過程造成嵌入的聚合物膜在集成期間破裂並失效，這是由於相關的高應力水平以及fr4、聚醯亞胺與聚合物波導材料之間的較大熱膨脹係數(cte)不匹配。另外，在矽光子封裝中，pwg暴露於諸如焊料回流之類的過程，其中回流溫度可為280℃或更高，從而可引起失效。

本發明解決了以上確定的某些挑戰。

技術實現要素：

本發明提供了用於製備製品的方法。

在一個實施例中，該方法包括將具有第一折射率(ri1)的第一組合物施加在基底上以在所述基底上形成包含所述第一組合物的第一層。該方法還包括將固化條件施加到所述第一層的靶標部分，而不將固化條件施加到所述第一層的非靶標部分，以形成包括至少一個固化部分和至少一個未固化部分的第一對比層。此外，該方法包括將具有第二折射率(ri2)的第二組合物施加在所述對比層上以形成第二層。該方法還包括將固化條件施加到所述第二層的靶標部分，而不將固化條件施加到所述第二層和第一對比層的非靶標部分，以形成包括至少一個固化部分和至少一個未固化部分的第二對比層。該方法接下來包括選擇性地去除第一對比層和第二對比層的所述至少一個未固化部分以製備製品，其中所述製品依次包括基底、具有所述至少一個固化部分且不具有所述至少一個未固化部分的第一對比層、以及具有所述至少一個固化部分且不具有所述至少一個未固化部分的第二對比層。

在另一個實施例中，該方法包括將具有第一折射率(ri1)的第一組合物施加在基底上以在所述基底上形成包含所述第一組合物的第一層。該方法還包括將固化條件施加到所述第一層的靶標部分，而不將固化條件施加到所述第一層的非靶標部分，以形成包括至少一個固化部分和至少一個未固化部分的第一對比層。此外，該方法包括將具有第二折射率(ri2)的第二組合物施加在所述對比層上以形成第二層。該方法還包括將固化條件施加到所述第二層的靶標部分，而不將固化條件施加到所述第二層和第一對比層的非靶標部分，以形成包括至少一個固化部分和至少一個未固化部分的第二對比層。更進一步，該方法包括將具有第三折射率(ri3)的第三組合物施加在第二對比層上以形成第三層。該方法還包括將固化條件施加到第三層的靶標部分，而不將固化條件施加到第三層的非靶標部分且不將固化條件施加到第二對比層和第一對比層的未固化部分，以形成包括至少一個固化部分和至少一個未固化部分的第三對比層。該方法接下來包括選擇性地去除第一對比層、第二對比層和第三對比層的所述至少一個未固化部分以製備製品，其中所述製品依次包括基底、具有所述至少一個固化部分且不具有所述至少一個未固化部分的第一對比層、具有所述至少一個固化部分且不具有所述至少一個未固化部分的第二對比層、以及具有所述至少一個固化部分且不具有所述至少一個未固化部分的第三對比層。

在某些這些實施例中，選擇性地去除第一對比層、第二對比層和第三對比層(如果存在的話)的所述至少一個未固化部分以製備製品的步驟包括選擇性地同時去除第一對比層、第二對比層和第三對比層(如果存在的話)的所述至少一個未固化部分。

在某些這些實施例中，第一(ri1)、第二(ri2)和/或第三(ri3)折射率可彼此相同或不同。

根據本發明的方法製備具有優異的光學和物理特性的製品。

另外，該方法以比製備相似製品所需的常規方法更低的成本和更少的步驟來製備製品。值得注意的是，在施加第一對比層、第二對比層和第三對比層(如果存在的話)之後去除每一層的未固化部分，得以從該過程省略一個或兩個(如果存在第三對比層的話)去除步驟。與此相關，省卻在將第二層施加到第一對比層上之前去除第一對比層的未固化部分的步驟，得以改善第二層(及後續第二對比層)與第一對比層的粘附性。相似地，前省在將第三層施加到第二對比層上之卻去除第二對比層的未固化部分的步驟，得以改善第三層(及後續第三對比層)與第二對比層的粘附性。這可能導致在製造完全功能的光學波導時失效率的降低。

本發明方法特別適用於製備光學製品，諸如波導，並且尤其適用於形成具有堆疊波導的製品。

附圖說明

當結合附圖考慮時，本發明的其他優點和方面可在以下具體實施方式中有所描述，其中：

圖1-5示出了根據本發明的一個實施例用於形成製品的方法的不同階段的透視圖；

圖6-11示出了根據本發明的另一個實施例用於形成製品的方法的不同階段的透視圖；

圖12-16示出了根據本發明的又一個實施例用於形成製品的方法的不同階段的透視圖；

圖17-21示出了根據本發明的再一個實施例用於形成製品的方法的不同階段的透視圖；

圖22-25示出了根據本發明的還再一個實施例用於形成製品的方法的不同階段的透視圖；並且

圖26示出了根據本發明的一個實施例對圖25的製品進一步加工以附連纖維芯時的透視圖。

具體實施方式

本發明提供了用於製備製品的方法。根據本發明的方法製備具有優異的光學和物理特性的製品。例如，所述方法特別適用於製備光學製品，諸如波導，並且尤其適用於形成具有堆疊波導的製品。然而，所述方法並不限於此類光學製品並且可用於形成適用於許多不同應用的製品，而不管是否需要或使用折射率反差。

本發明在代表性附圖中示出。然而，由以下附圖任何一者或多者中的附圖標號標識的單獨部件的相對尺寸和形狀並不旨在受限於所示圖形。

在本發明的第一實施例中，如圖1至圖5中所示，描述並示出了用於形成具有雙層圖案化的製品20的方法。

如圖1中所示，該方法首先包括將具有第一折射率(ri1)的第一組合物施加在基底30上以形成第一層25。所述第一組合物為可固化組合物並且可至少根據所需第一折射率和其他因素(例如，所需固化機理)來選擇，如下所述。

可通過各種方法將所述第一組合物施加在所述基底30上。例如，在某些實施例中，將所述第一組合物施加在所述基底30上的步驟包括溼式塗布方法。適用於該方法的溼式塗布方法的具體例子包括浸塗、旋塗、流塗、噴塗、輥塗、凹面塗布、濺射、槽式塗布以及它們的組合。

所述基底30可為剛性的或柔性的。合適的剛性基底的例子包括無機材料，諸如玻璃板；具有無機層的玻璃板；陶瓷；晶片，諸如矽晶片等。在其他實施例中，可能希望所述基底是柔性的。在這些實施例中，柔性基底的具體例子包括具有多種有機聚合物的那些。從透明性、折射率、耐熱性和耐久性的角度來看，柔性基底的具體例子包括包含以下所述項的那些：聚烯烴(聚乙烯、聚丙烯等)、聚酯(聚(對苯二甲酸乙二醇酯)、聚(萘二甲酸乙二醇酯)等)、聚醯胺(尼龍6、尼龍6,6等)、聚苯乙烯、聚(氯乙烯)、聚醯亞胺、聚碳酸酯、聚降冰片烯、聚氨酯、聚(乙烯醇)、聚(乙烯乙烯醇)、聚丙烯酸、纖維素(三醋酸纖維素、二醋酸纖維素、玻璃紙等)，或此類有機聚合物的互聚物(例如，共聚物)。如本領域中所理解，上述有機聚合物可為剛性的或柔性的。另外，可用例如填料和/或纖維來強化所述基底。所述基底上可具有塗層，如下文更詳細地描述。可從所述製品分離所述基底以得到另一種發明製品，該另一種發明製品依次包括所述對比層和固化的第二層而沒有所述基底(如果需要)，或者所述基底可為該製品的集成部分。

接下來，如圖2中所示，該方法還包括將固化條件施加到第一層25的靶標部分，而不將固化條件施加到第一層的非靶標部分，以形成包括至少一個固化部分36和至少一個未固化部分37的第一對比層35。將固化條件施加到第一層的靶標部分，而不將固化條件施加到第一層的非靶標部分的步驟在本文中可以替代地稱為「選擇性地固化」第一層以形成第一對比層35。一般來講，第一對比層35包括一個或多個固化部分36和一個或多個未固化部分37，並且第一層25可包括對應數量的靶標部分、非靶標部分，以用於分別形成第一對比層35的一個或多個固化部分36和一個或多個未固化部分37。為了清楚起見，所述至少一個固化部分36在本文中可僅稱為「固化部分」，而所述至少一個未固化部分37在本文中可僅稱為「未固化部分」，並且該術語涵蓋這樣的實施例：其中所述第一對比層35分別包括不止一個固化部分36和/或不止一個未固化部分37。

選擇性地固化所述第一層的方法以及因此所採用的固化條件由至少所述第一組合物確定。例如，在某些實施例中，第一組合物以及由該組合物形成的第一層25可在暴露於活性能射線時被固化，即通過使用來自能夠發射活性能射線的源50的活性能射線選擇性地照射第一層而選擇性地固化第一層。所述活性能射線可包括紫外線、電子束或其他電磁波或照射。

作為另外一種選擇，可熱固化所述第一層。在這些實施例中，通過選擇性地加熱所述第一層25(例如，用加熱元件選擇性地加熱所述第一層25)而選擇性地固化所述第一層25。合適的加熱元件(通常在圖2中示出為45)的例子包括電阻性或感應性加熱元件、紅外(ir)熱源(例如，ir燈)，以及火焰熱源。感應性加熱元件的例子為射頻(rf)感應加熱元件。

照射通常是優選的，這是由於利用所述照射可易於通過將固化條件施加到第一層25的靶標部分，而不將固化條件施加到第一層的非靶標部分而選擇性地固化第一層25，以形成第一對比層35。在這些實施例中，一個或多個光掩模通常被用於第一層的靶標部分的選擇性固化。光掩模通常具有用於使活性能射線透射穿過其中的限定圖案以及用於阻止活性能射線的透射的互補圖案。例如，光掩模包括允許活性能射線穿過其中的部分，以及阻止活性能射線穿過其中的部分，使得可通過選擇性地固化來轉移所述限定圖案。光掩模的允許活性能射線穿過其中的部分與第一層25的靶標部分對齊，而光掩模40的阻止活性能射線的透射的互補部分與第一層25的非靶標部分對齊。當利用照射來選擇性地固化第一層25時，第一組合物可稱為光致抗蝕劑，並且光致抗蝕劑可為正性抗蝕劑或負性抗蝕劑。這樣的方法可稱為光刻法。

作為另外一種選擇，所利用的光掩模可簡單地包括用於阻止活性能射線透射的圖案(即，光掩模由互補部分組成，如此前段落中所述)，並且這種光掩模相對於活性能射線源50定位，以阻止活性能射線透射到第一層25的非靶標部分，同時允許活性能射線直接透射到第一層25的靶標部分。紫外線照射源50可包括高壓汞燈、中壓汞燈、xe-hg燈或深uv燈。

作為另外一種選擇，當通過加熱元件45將熱量用於對第一層25的靶標部分進行選擇性固化時，可以類似於所述光掩模的方式使用熱掩模(或熱量掩模)或熱絕緣體模板。如在附圖中(包括在圖2中)所示，光掩模和/或熱掩模共同地在附圖中示出並在本文中描述為掩模40。具體地講，熱掩模40可包括這樣的部分，這些部分允許第一層25的靶標部分被選擇性地固化以形成第一對比層35的固化部分36，同時隔離第一層的非靶標部分，使得在選擇性地固化第一層25之後所述非靶標部分在第一對比層35中保持未固化(即，未固化部分37)。

經由活性能射線來選擇性地固化第一層25的步驟通常包括將第一層25的靶標部分暴露於來自源50的照射，所述照射的劑量足以形成第一對比層35的固化部分36。用於選擇性地固化第一層25的照射的劑量通常為100至8000毫焦耳每平方釐米(mj/cm2)。在某些實施例中，可將加熱與照射結合使用，以便通過使用上述加熱元件45選擇性地固化第一層25。例如，可在用活性能射線照射第一層25之前、期間和/或之後加熱第一層25。雖然活性能射線通常引發第一層25的固化，但所述第一層中可存在殘餘溶劑，所述殘餘溶劑可通過加熱而被揮發和驅除。典型加熱溫度在從50至200攝氏度(℃)的範圍內。如果在照射之前使用加熱，則所述加熱步驟可稱為預烘烤步驟，並且通常僅用於從第一層25中去除任何殘餘溶劑。換句話講，在預烘烤步驟中，加熱通常僅用於去除溶劑，而不是用於固化或選擇性地固化第一層25。固化是指通過在分子之間形成共價鍵的交聯。

現在參見圖3，該方法還包括將具有第二折射率(ri2)的第二組合物施加在第一對比層35上以形成第二層60。在某些實施例中，ri2和ri1彼此不同，並且在某些實施例中，當在相同溫度和波長下測量時ri2大於ri1(即，ri2>ri1)，而在某些其他實施例中，ri1大於ri2(即，ri1>ri2)。在另外的實施例中，ri1＝ri2，但其中第一組合物和第二組合物可在某種其他方式上不同，諸如當第一組合物和第二組合物固化時在機械特性方面不同。與ri2和ri1相對應的實際值並不特別重要。

值得注意的是，折射率通常不僅取決於特定組合物內的代替物，而且還取決於衍生自相應組合物的固化產物的交聯密度。為此，第一組合物的固化部分的折射率可不同於ri1。然而，通常在固化之前和之後維持折射率梯度。出於比較的目的，根據astmd542–00在相同溫度和光的波長下，任選在589.3nm的波長下測量所述折射率。

可通過上文中介紹的有關第一組合物的任何溼式塗布方法將第二組合物施加在第一對比層35上以形成第二層60。施加所述第一組合物和所述第二組合物的所述步驟可彼此相同或不同。

在某些實施例中(在以下備選的實施例中所示)，第一對比層35的未固化部分37可與第二組合物混合而形成混合部分，因此未固化部分37和第二層60各自包含第一組合物與第二組合物的混合物，並且具有數值介於ri1與ri2之間的折射率ri(當ri1和ri2不同時)。未固化部分37與第二層60混合的程度取決於許多因素，包括第一組合物和第二組合物的粘度以及讓未固化部分37和第二層60混合的時間。

接下來，如圖4中所示，該方法還包括將固化條件施加到第二層60的靶標部分，而不將固化條件施加到第二層60的非靶標部分且不將固化條件施加到第一對比層35的所述至少一個未固化部分37，以形成包括至少一個固化部分66和至少一個未固化部分67的第二對比層65。為了清楚起見，所述至少一個固化部分66在本文中可僅稱為「固化部分」，而所述至少一個未固化部分67在本文中可僅稱為「未固化部分」，並且該術語涵蓋這樣的實施例：其中所述第二對比層分別包括不止一個固化部分和/或不止一個未固化部分。

在其中未固化部分37與第一對比層混合而形成混合部分的實施例中，因此將如圖4中所述的所施加固化條件施加到混合層的靶標部分，而不將固化條件施加到非靶標部分，以形成包括至少一個固化混合部分和至少一個未固化混合部分的第二對比層的備選形式。

選擇性地固化第二層60的方法及因此所利用的固化條件由至少第二組合物決定。例如，在某些實施例中，第二組合物以及由該組合物形成的第二層可在暴露於活性能射線時被固化，即通過用活性能射線選擇性地照射第二層而選擇性地固化第二層。與上文相似，所述活性能射線可包括紫外線、電子束或其他電磁波或照射。通常，第二層的靶標部分的固化採用與第一層的靶標部分的固化相同的方法。

與上述第一層25的固化相似，一個或多個光掩模(和/或熱掩模)40通常用於第二層60的靶標部分的選擇性固化。更具體地講，光掩模40的允許活性能射線穿過其中的部分與第二層60的靶標部分對齊，而光掩模40的阻止活性能射線的透射的互補部分與第二層60的非靶標部分對齊。作為另外一種選擇，熱掩模40的允許熱能穿過其中的部分與第二層60的靶標部分對齊，而熱掩模40的阻止熱能透射的互補部分與第二層60的非靶標部分對齊。

接下來，如圖5中所示，該方法還包括選擇性地去除第一對比層35和第二對比層65的未固化部分37和67的步驟，從而形成製品20。在某些實施例中，未固化部分37和67同時在單個步驟中去除(即，選擇性地同時去除)。然而，在備選的實施例中，選擇性去除可依次進行(即，其中先去除未固化部分67，接著去除未固化部分37，或反之亦然，但其中所述去除是在已施加對比層35、65兩者並形成未固化部分37和67之後進行的)。

在某些實施例中，諸如圖5中所示，在另稱為使製品20顯影的過程中，使用溶劑(通常被示出為在容器75中，但下文描述為溶劑75)洗滌未固化部分37和67。

在某些實施例中，使製品20顯影，其中將多個所施加的對比層35和65在溶劑75諸如均三甲苯或二乙二醇單乙醚乙酸酯中浸泡足夠的時間段，使得未固化部分37和67開始溶解於溶劑中。例如，在某些實施例中，將多個所施加的層浸泡約2至5分鐘。然後使用未固化部分37和67可溶於其中的相同溶劑或另一種溶劑來衝洗多個所施加的對比層35和65，從而導致未固化部分37和67的依次或同時選擇性去除，使製品20得以保留。另外，在某些實施例中，可利用任選的後烘烤，其中將製品20加熱到足以去除任何殘餘溶劑的溫度。

所得的製品20在上述任何實施例中依次包括基底30、具有所述至少一個固化部分36且不具有所述至少一個未固化部分37的第一對比層35、以及具有所述至少一個固化部分66且不具有所述至少一個未固化部分67的第二對比層65。

在本發明的第二實施例中，可形成具有不止兩個層的製品90，如下文所述和圖6-11中所示。

首先參見圖6，與上圖1中所述的方法相似，用於形成製品90的方法首先包括將具有第一折射率(ri1)的第一組合物施加在基底30上以在基底30上形成包含第一組合物的第一層25。

接下來，如圖7中所示，與上圖2中所述的方法相似，該方法還包括將固化條件施加到第一層25的靶標部分，而不將固化條件施加到第一層的非靶標部分，以形成包括至少一個固化部分36和至少一個未固化部分37的第一對比層35。雖然圖7僅示出了單個固化部分36和單個未固化部分37，但可在該步驟中引入不止一個固化部分36和未固化部分37。用於形成如圖7中所示的第一對比層35的適用固化條件如上文針對第一實施例的圖2所述。

接下來，如圖8中所示，與上圖3中所述的方法相似，該方法還包括將具有第二折射率(ri2)的第二組合物施加在第一對比層35上以形成第二層60。與第一實施例相似，如上所述，第一折射率(ri1)可與第二折射率(ri2)相同或不同。

接下來，如圖9中所示，第一對比層35的未固化部分37的至少一部分與第二層60的第二組合物混合而形成混合層80。在某些實施例(未示出)中，第一對比層35的全部未固化部分37已與第二層60的第二組合物混合，但在某些其他實施例中，諸如圖9中所示，未固化部分37的一部分不混合，從而除了混合層80之外還保留為第一對比層35的未固化部分37。未固化部分37與第二層60為形成該混合層80而混合的程度取決於許多因素，包括第一組合物和第二組合物的粘度以及讓未固化部分37和第二層60混合的時間。

接下來，如圖10中所示，該方法還包括將固化條件施加到第二層60的靶標部分，而不將固化條件施加到第二層60的非靶標部分，以形成包括至少一個固化部分66和至少一個未固化部分67的第二對比層65。同時，將固化條件施加到混合層80的靶標部分，而不將固化條件施加到混合層80的非靶標部分，以形成具有至少一個固化部分86和至少一個未固化部分87的混合對比層85。用於固化第二層60和混合層80的固化條件可如上文在第一實施例中針對圖4所述，並且可包括至少一個光掩模和/或熱掩模40。

最後，如圖11中所示，該方法還包括選擇性地去除第一對比層35和第二對比層65以及混合對比層85的未固化部分37、67和87從而形成製品90的步驟。在某些實施例中，同時在單個步驟中選擇性地去除(即，選擇性地同時去除)未固化部分37、67和87。然而，在備選的實施例中，選擇性去除可依次進行(即，其中在已形成第一對比層35和第二對比層65及混合對比層85的未固化部分37、67和87每一者之後，在單個去除步驟中先去除未固化部分87，接著去除未固化部分67，然後去除未固化部分37，或反之亦然)。

在某些實施例中，使製品90顯影，其中將多個所施加的層在溶劑諸如均三甲苯或二乙二醇單乙醚乙酸酯中浸泡足夠的時間段，使得未固化部分37、67和87開始溶解於溶劑75中。例如，在某些實施例中，將多個所施加的層浸泡約2至5分鐘。然後使用未固化部分37、67和87可溶於其中的相同溶劑或另一種溶劑來衝洗多個所施加的層，從而導致未固化部分37、67和87的依次或同時去除，使製品20得以保留。另外，在某些實施例中，可利用任選的後烘烤，其中將製品90加熱到足以去除任何殘餘溶劑的溫度。

所得的製品90在上述任何實施例中依次包括基底30、具有所述至少一個固化部分36且不具有所述至少一個未固化部分37的第一對比層35、具有所述至少一個固化部分66且不具有所述至少一個未固化部分67的第二對比層65、以及具有所述至少一個固化部分86且不具有所述至少一個未固化部分87的混合對比層85。

在另外其他備選的實施例中，可形成具有不止兩個層的製品120，如下文在與圖12-18的圖示相關的方法中所示。

現在參見圖12-15，用於形成製品120的方法首先是在基底30上形成第一對比層35和第二對比層65，該步驟依照上文在第一實施例中針對所示圖1-4(也標記為圖12-15)所述的方法，在此不再重複。

接下來，如圖16中所示，將具有第三折射率(ri3)的第三組合物施加在第二對比層65上以形成第三層100。

ri3和ri2可彼此相同或不同，而ri3和ri1也可彼此相同或不同。與ri3、ri2和ri1相對應的實際值並不特別重要。

在某些實施例中，ri2可大於ri3和ri1(即，ri2>ri1且ri2>ri3)，諸如其中第二組合物形成聚合物波導的芯，並且其中第一組合物和第三組合物形成聚合物波導的外包覆層。在某些這些實施例中，ri1可大於ri3(即，ri1>ri3)、與ri3相同(即，ri1＝ri3)、或小於ri3(即，ri1<ri3)。

可通過上文中介紹的有關第一組合物和第二組合物的任何溼式塗布方法將第三組合物作為層100施加在第二對比層65上。施加第一組合物、第二組合物和第三組合物的步驟可彼此相同或不同。

接下來，如圖17中所示，該方法還包括將固化條件施加到第三層100的靶標部分，而不將固化條件施加到第三層100的非靶標部分且不將固化條件施加到第一對比層35和第二對比層65的所述至少一個未固化部分37、67，以形成包括至少一個固化部分116和至少一個未固化部分117的第三對比層115。為了清楚起見，所述至少一個固化部分116在本文中可僅稱為「固化部分」，而所述至少一個未固化部分117在本文中可僅稱為「未固化部分」，並且該術語涵蓋這樣的實施例：其中所述第三對比層115分別包括不止一個固化部分116和/或不止一個未固化部分117。

與第一層25和第二層60相似，選擇性地固化第三層100的方法及因此所利用的固化條件由至少第三組合物決定。例如，在某些實施例中，第三組合物以及由該組合物形成的第三層100可在暴露於活性能射線時被固化，即通過用活性能射線選擇性地照射第三層而選擇性地固化第三層。與上文相似，所述活性能射線可包括紫外線、電子束或其他電磁波或照射。通常，第三層100的靶標部分的固化採用與如上所述第一層25和第二層60的靶標部分的固化相同的方法。作為另外一種選擇，第三層100可採用也如上所述的加熱元件45通過熱輻射來固化。與之相結合，也可利用一個或多個光掩模或熱掩模40，其與如上所述的相應靶標部分和非靶標部分對齊。

接下來，如圖18中所示，且與圖5和圖11的選擇性去除步驟相似，該第三實施例的方法還包括選擇性地去除第一對比層35、第二對比層65和第三對比層115的未固化部分37、67、117從而形成製品120的步驟。在某些實施例中，同時在單個步驟中選擇性地去除(即，選擇性地同時去除)未固化部分37、67、117。然而，在備選的實施例中，選擇性去除可依次進行(即，其中在已形成第一對比層35和第二對比層65及第三對比層115的未固化部分37、67和117每一者之後，在單個去除步驟中先去除未固化部分117，接著去除未固化部分67和未固化部分37，或反之亦然)。

在某些實施例中，使製品120顯影，其中將多個所施加的層35、65、115在溶劑75諸如均三甲苯或二乙二醇單乙醚乙酸酯中浸泡足夠的時間段，使得未固化部分37、67和117開始溶解於溶劑中。例如，在某些實施例中，將多個所施加的層35、65、115浸泡約2至5分鐘。然後使用相同溶劑或未固化部分37、67和117可溶於其中的另一種溶劑來衝洗多個所施加的層35、65、115，從而導致未固化部分37、67和117的依次或同時去除，使製品120得以保留。另外，在某些實施例中，可利用任選的後烘烤，其中將製品120加熱到足以去除任何殘餘溶劑的溫度。

所得的製品120在上述任何實施例中依次包括基底30、具有所述至少一個固化部分36且不具有所述至少一個未固化部分37的第一對比層35、具有所述至少一個固化部分66且不具有所述至少一個未固化部分67的第二對比層65、以及具有所述至少一個固化部分116且不具有所述至少一個未固化部分117的第三對比層115。

在該第三實施例中的圖16-18所示的步驟的備選布置中，如在形成圖19-21中所示的製品150中所述，第二對比層65的未固化部分67的至少一部分與構成第三層100的第三組合物混合而形成混合層140，如圖19中所示。

在某些實施例(未示出)中，第二對比層65的全部未固化部分67已與第三層100的第三組合物混合而形成混合層140，但在某些其他實施例中，諸如圖19中所示，未固化部分67的一部分不混合，從而保留為第二對比層65的未固化部分67。未固化部分67與第三層100為形成該混合層140而混合的程度取決於許多因素，包括第二組合物和第三組合物的粘度以及讓未固化部分67和第三層100混合的時間。

接下來，如圖20中所示，該方法還包括將固化條件施加到混合層140的靶標部分，而不將固化條件施加到混合層140的非靶標部分以及第二對比層65的任何其餘未固化部分67，以形成具有至少一個固化部分146和至少一個未固化部分147的混合對比層145。用於固化混合層145的固化條件可如上文在第一實施例中針對圖4所述那樣描述為利用源50以活性能射線照射，和/或描述為利用加熱元件45的熱固化並包括光掩模和/或熱掩模40的使用。

與如上所述的層的固化相似，選擇性地固化混合層140的方法及因此所利用的固化條件由至少以下各項決定：用於形成混合層140的第三組合物及形成混合層140的第二對比層65的未固化部分67的組合物。例如，在某些實施例中，所形成的混合層140可在暴露於來自源50的活性能射線時固化，即通過用活性能射線選擇性地照射第三層而選擇性地固化混合層140。與上文相似，所述活性能射線可包括紫外線、電子束或其他電磁波或照射。通常，混合層140的靶標部分的固化採用與如上所述任何層的固化相同的方法。作為另外一種選擇，混合層140可採用也如上所述的加熱元件45通過熱輻射來固化。與之相結合，也可利用一個或多個光掩模或熱掩模40，其與如上所述的相應靶標部分和非靶標部分對齊。

最後，如圖21中所示，該方法還包括選擇性地去除第一對比層35和第二對比層65以及混合對比層145的未固化部分37、67和147從而形成製品150的步驟。在某些實施例中，同時在單個步驟中選擇性地去除(即，選擇性地同時去除)未固化部分37、67和147。然而，在備選的實施例中，選擇性去除可依次進行(即，其中在已形成第一對比層35和第二對比層65及混合對比層145的未固化部分37、67和147每一者之後，在單個去除步驟中先去除未固化部分147，接著去除未固化部分67和未固化部分37，或反之亦然)。

在某些實施例中，使製品150顯影，其中將多個所施加的層35、65、145在溶劑75諸如均三甲苯或二乙二醇單乙醚乙酸酯中浸泡足夠的時間段，使得未固化部分37、67和147開始溶解於溶劑中。例如，在某些實施例中，將多個所施加的層35、65、145浸泡約2至5分鐘。然後使用相同溶劑或未固化部分37、67和147可溶於其中的另一種溶劑來衝洗多個所施加的層35、65、145，從而導致未固化部分37、67和147的依次或同時去除，使製品150得以保留。另外，在某些實施例中，可利用任選的後烘烤，其中將製品150加熱到足以去除任何殘餘溶劑的溫度。

所得的製品150在上述任何實施例中依次包括基底30、具有所述至少一個固化部分36且不具有所述至少一個未固化部分37的第一對比層35、具有所述至少一個固化部分66且不具有所述至少一個未固化部分67的第二對比層65、以及具有所述至少一個固化部分146且不具有所述至少一個未固化部分147的混合對比層145。

在本發明的又一個實施例中，可在上文所述且圖6-10中所示的第二實施例的某些步驟的基礎上形成三層圖案化製品180，如在圖22-25中進一步描述和示出。

該方法根據上文所述且圖6-10中所示的過程開始。然而，與上文所述且圖11中所示的去除步驟不同，該實施例中的方法繼續進行如圖22-25中所示且下文所述的附加步驟。

首先，如圖22中所示，將具有第三折射率(ri3)的第三組合物施加在第二對比層65和混合對比層85上以形成第三層155，其中所述第三組合物具有如上針對圖16所述的第三折射率。

接下來，如圖23中所示，混合對比層85的未固化部分87的至少一部分與構成第三層155的第三組合物混合而形成混合層160。

在某些實施例中，混合對比層85的全部未固化部分87已與第三層155的第三組合物混合，但在某些其他實施例中，諸如圖23中所示，未固化部分87的一部分不混合，從而保留為混合對比層85的未固化部分87。未固化部分87與第三層155為形成該混合層160而混合的程度取決於許多因素，包括混合對比層85的未固化部分87及第三組合物的粘度，以及讓混合對比層85的未固化部分87及第三層155混合的時間。

接下來，如圖24中所示，該方法還包括將固化條件施加到混合層160的靶標部分，而不將固化條件施加到混合層160的非靶標部分，以形成包括至少一個固化部分166和至少一個未固化部分167的混合對比層165。為了清楚起見，所述至少一個固化部分166在本文中可僅稱為「固化部分」，而所述至少一個未固化部分167在本文中可僅稱為「未固化部分」，並且該術語涵蓋這樣的實施例：其中所述混合對比層165分別包括不止一個固化部分166和/或不止一個未固化部分167。

與如上所述的層的固化相似，選擇性地固化混合層160的方法及因此所利用的固化條件由至少以下各項決定：用於形成混合層160的第三組合物及形成混合層160的第二對比層65的未固化部分67的組合物。例如，在某些實施例中，所形成的混合層160可在暴露於來自源50的活性能射線時固化，即通過用活性能射線選擇性地照射第三層而選擇性地固化混合層160。與上文相似，所述活性能射線可包括紫外線、電子束或其他電磁波或照射。通常，混合層160的靶標部分的固化採用與如上所述任何層的固化相同的方法。作為另外一種選擇，混合層160可採用也如上所述的加熱元件45通過熱輻射來固化。與之相結合，也可利用一個或多個光掩模或熱掩模40，其與如上所述的相應靶標部分和非靶標部分對齊。

接下來，如圖25中所示，且與圖5、圖11和圖21中所示及上文所述的選擇性去除步驟相似，該第四實施例的方法還包括選擇性地去除第一對比層35、混合對比層85和混合對比層165的未固化部分37、87、167從而形成製品180的步驟。在某些實施例中，同時在單個步驟中選擇性地去除(即，選擇性地同時去除)未固化部分37、87和167。然而，在備選的實施例中，選擇性去除可依次進行(即，其中在已形成第一對比層35、混合對比層85和混合對比層165的未固化部分37、87和167每一者之後，在單個去除步驟中先去除未固化部分167，接著去除未固化部分87和未固化部分37，或反之亦然)。

在某些實施例中，使製品180顯影，其中將多個所施加的層35、85、165在溶劑諸如均三甲苯或二乙二醇單乙醚乙酸酯中浸泡足夠的時間段，使得未固化部分37、87和167開始溶解於溶劑75中。例如，在某些實施例中，將多個所施加的層35、85、165浸泡約2至5分鐘。然後使用相同溶劑或未固化部分37、87和167可溶於其中的另一種溶劑來衝洗多個所施加的層35、85、165，從而導致未固化部分37、87和167的去除，使製品180得以保留。另外，在某些實施例中，可利用任選的後烘烤，其中將製品180加熱到足以去除任何殘餘溶劑的溫度。

所得的製品180在上述任何實施例中依次包括基底30、具有所述至少一個固化部分36且不具有所述至少一個未固化部分37的第一對比層35、具有所述至少一個固化部分86且不具有所述至少一個未固化部分87的混合對比層85、以及具有所述至少一個固化部分166且不具有所述至少一個未固化部分167的混合對比層165。

在其中形成混合部分(即，當各層混合時)的任何上述實施例中，後續施加的組合物通常可與此前施加的組合物混溶，以允許混合部分的形成(例如，其中所述第二層60通常可在第二組合物的未固化部分37中混溶，可形成混合層80，如上文此前針對圖9所述)。當這些組合物彼此可完全混溶時，所述混合部分可表徵為均勻共混物。作為另外一種選擇，當這些組合物彼此不可完全混溶或不可在彼此中混溶或不完全混合時，這些組合物的混合可形成非均勻的混合部分。作為另外一種選擇，所述混合部分可為部分均勻的。通常，所述混合部分為均勻共混物。

另外，在任何上述實施例中，任何層的任何一個固化部分的一部分或全部可與下一層的相鄰固化部分對齊或不對齊。例如，如圖5中所示，第一對比層35的一些固化部分36與第二對比層65的對應固化部分66對齊(在圖5的前方示出其中固化部分66堆疊在固化部分36的頂部上)，而其他部分不對齊(在圖5的後方示出其中第一對比層35的固化部分36的一部分不包括堆疊的固化部分66)。相似地，在圖25中，混合層85的固化部分86的一部分在圖25的前方不與混合對比部分165的固化部分對齊，但在圖25的後方與固化部分166對齊。

在某些實施例中，第一組合物、第二組合物和第三組合物各自包含陽離子型可聚合材料，該陽離子型可聚合材料包含至少一個陽離子型可聚合基團。陽離子型可聚合材料通常在通過陽離子反應機制暴露於活性能射線時為可固化的。所述陽離子型可聚合基團可為中性部分。也就是說，術語「陽離子型」修飾可聚合而非基團。所述陽離子型可聚合基團可位於所述陽離子型可聚合材料的任何位置處。例如，所述陽離子型可聚合基團可側掛於陽離子型可聚合化合物或者為陽離子型可聚合化合物的取代基。至少一個陽離子型可聚合基團在本文中僅稱為「陽離子型可聚合基團」，其雖然是單數的，但是涵蓋這樣的實施例，其中所述陽離子型可聚合基團包括不止一個陽離子型可聚合基團，即兩個或更多個陽離子型可聚合基團。通常，所述陽離子型可聚合材料包含兩個或更多個陽離子型可聚合基團，其被獨立地選擇。

在某些實施例中，所述陽離子型可聚合基團包括雜環官能團，所述雜環官能團限定為環狀有機官能團，所述環狀有機官能團包含至少一個雜原子，諸如s、n、o和/或p；或者s、n和/或o。例如，雜環基團包括但不限於內酯基團、內醯胺基團、環醚和環胺。內酯基團通常為環酯並且可選自例如乙內酯、丙內酯、丁內酯和戊內酯。內醯胺基團通常為環醯胺並且可選自例如β-內醯胺、γ-內醯胺、δ-內醯胺和ε-內醯胺。環醚的具體例子包括環氧乙烷、氧雜環丁烷、四氫呋喃和二氧雜環庚烷(例如，1,3-二氧雜環庚烷)。雜環官能團的另外的例子包括硫雜環丁烷和噁唑啉。值得注意的是，上述雜環官能團還可以單體存在。然而，在所述陽離子型可聚合基團的上下文中，上文所述的雜環官能團是大分子的取代基而非離散單體。另外，這些基團可通過二價連接基團鍵合或連接到陽離子型可聚合材料。

在其他實施例中，所述陽離子型可聚合基團可包括除雜環官能團之外的陽離子型可聚合基團。例如，所述陽離子型可聚合基團可以備選地選自烯鍵式不飽和基團，諸如乙烯基、乙烯基醚、二乙烯基醚、乙烯基酯、二烯、叔乙烯基、苯乙烯或苯乙烯衍生物基團。

不同雜環官能團的組合、或除雜環官能團之外的陽離子型可聚合基團的組合、或雜環官能團與除雜環官能團之外的陽離子型可聚合基團的組合可包括在所述陽離子型可聚合材料中。

在某些實施例中，其中所述陽離子型可聚合材料為有機的，所述第一組合物和/或所述第二組合物可獨立地包含烯屬或多烯屬材料。在其他實施例中，所述第一組合物和/或所述第二組合物包含有機環氧官能化材料，諸如環氧樹脂。環氧樹脂的具體例子包括雙酚型環氧樹脂，諸如雙酚a型、雙酚f型、雙酚ad型、雙酚s型、和氫化雙酚a型環氧樹脂；萘型環氧樹脂；苯酚酚醛清漆型環氧樹脂；聯苯型環氧樹脂；縮水甘油胺型環氧樹脂；脂環型環氧樹脂；或二環戊二烯型環氧樹脂。這些環氧樹脂可以兩種或更多種的組合用於所述第一組合物和/或所述第二組合物中的每一者中。還作為另外一種選擇，所述第一組合物和/或所述第二組合物可獨立地包含聚丙烯酸、聚醯胺、聚酯等，或具有所述陽離子型可聚合基團的其他有機聚合物材料。在這些實施例中，所述第一組合物和/或所述第二組合物各自獨立地包含有機組合物。本文所用的「有機材料」與有機矽材料相區分，有機矽材料具有包含矽氧烷鍵(si-o-si)的主鏈，而有機材料具有碳基主鏈而缺乏矽氧烷鍵。

在其他實施例中，為了增加可混合性，第一組合物、第二組合物和第三組合物各自獨立地包含有機矽組合物或有機組合物。

當第一組合物和/或第二組合物和/或第三組合物包含有機矽組合物時，第一組合物和/或第二組合物和/或第三組合物包含有機矽材料。所述有機矽組合物和所述有機矽材料包含有機聚矽氧烷大分子，其中每個大分子可獨立地為直鏈的或支鏈的。所述有機矽材料可包含矽氧烷單元的任何組合，即，所述有機矽材料包含r3sio1/2單元(即m單元)、r2sio2/2單元(即d單元)、rsio3/2單元(即t單元)、和sio4/2單元(即q單元)的任何組合，其中r通常獨立地選自取代或未取代的烴基基團或陽離子型可聚合基團。例如，r可為脂族、芳族、環狀、脂環族等。另外，r可包括烯鍵式不飽和基團。所謂「取代的」，意指烴基的一個或多個氫原子可用除氫之外的原子(例如，滷素原子，諸如氯、氟、溴等)代替，或者r的鏈內的碳原子可用除碳之外的原子代替，即，r可包含在鏈內的一個或多個雜原子，諸如氧、硫、氮等。r通常具有從1至10個碳原子。例如，r可在為脂族時具有1至6個碳原子，或在為芳族時具有6至10個碳原子。含有至少3個碳原子的取代或未取代的烴基基團可具有支鏈或非支鏈的結構。由r表示的烴基基團的例子包括但不限於烷基，諸如甲基、乙基、丙基、丁基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基以及此類基團的異構體；烯基，諸如乙烯基、烯丙基和己烯基；環烷基，諸如環戊基、環己基和甲基環己基；芳基，諸如苯基和萘基；烷芳基，諸如甲苯基和二甲苯基；以及芳烷基，例如苄基和苯乙基。由r表示的滷代烴基基團的例子示例為3,3,3-三氟丙基、3-氯丙基、氯苯基、二氯苯基、2,2,2-三氟乙基、2,2,3,3-四氟丙基和2,2,3,3,4,4,5,5-八氟戊基。上文示出了由r代表的所述陽離子型可聚合基團的例子。

在其中有機矽材料為樹脂的實施例中，所述有機矽材料可包括dt樹脂、mt樹脂、mdt樹脂、dtq樹脂、mtq樹脂、mdtq樹脂、dq樹脂、mq樹脂、dtq樹脂、mtq樹脂或mdq樹脂。不同樹脂的組合可存在於所述有機矽材料中。此外，所述有機矽材料可包括與聚合物結合的樹脂。

在一個特定實施例中，所述有機矽材料包括有機聚矽氧烷樹脂或由其組成。所述有機聚矽氧烷樹脂可由以下矽氧烷單元式表示：

(r1r2r3sio1/2)a(r4r5sio2/2)b(r6sio3/2)c(sio4/2)d，

其中r1、r2、r3、r4、r5和r6獨立地選自r，所述r如上定義；a+b+c+d＝1；「a」平均滿足以下條件：0≤a<0.4；「b」平均滿足以下條件：0<b<1；「c」平均滿足以下條件：0<c<1；「d」平均滿足以下條件：0≤d<0.4；並且「b」和「c」由以下條件約束：0.01≤b/c≤0.3。下標a、b、c和d指定每個矽氧烷單元的平均摩爾數。換言之，這些下標表示平均摩爾％或每個矽氧烷單元在一分子該有機聚矽氧烷樹脂中的份額。因為r1-6獨立地選自r，所以上述矽氧烷單元式可重寫如下：

(r3sio1/2)a(r2sio2/2)b(rsio3/2)c(sio4/2)d，

其中r被獨立地選擇並如上定義，並且a-d如上定義。

通常，在所述有機聚矽氧烷樹脂的一個分子中，包含陽離子型可聚合基團的矽氧烷單元佔總矽氧烷單元的2至50摩爾％。另外，在這些實施例中，所有矽鍵合的有機基團中的至少15摩爾％包含具有6至10個碳原子的單價芳族烴基團(例如，芳基基團)。

所述有機聚矽氧烷樹脂含有(r4r5sio2/2)和(r6sio3/2)作為不可缺少的單元。然而，所述有機聚矽氧烷可另外包括結構單元(r1r2r3sio1/2)和(sio4/2)。換句話講，含環氧基的有機聚矽氧烷樹脂可由示於以下式中的單元構成：

(r4r5sio2/2)b(r6sio3/2)c；

(r1r2r3sio1/2)a(r4r5sio2/2)b(r6sio3/2)c；

(r4r5sio2/2)b(r6sio3/2)c(sio4/2)d；或

(r1r2r3sio1/2)a(r4r5sio2/2)b(r6sio3/2)c(sio4/2)d。

如果(r1r2r3sio1/2)單元的含量過高，則該有機聚矽氧烷樹脂的分子量減小，並且以下條件發生：0≤a<0.4。如果在該條件下引入(sio4/2)單元，則該有機聚矽氧烷樹脂的固化產物可不期望地變得硬而脆。因此，在某些實施例中，滿足以下條件：0≤d<0.4；或者0≤dri3，並且其中ri2>ri1。

方面8。根據方面6或7所述的方法，其中當在相同波長的光和相同溫度下測量時，ri3>ri1。

方面9。根據方面6或7所述的方法，其中當在相同波長的光和相同溫度下測量時，ri1>ri3。

方面10。根據方面6或7所述的方法，其中當在相同波長的光和相同溫度下測量時，ri1＝ri3。

方面11。根據方面6所述的方法，其中當在相同波長的光和相同溫度下測量時，ri1＝ri2＝ri3。

方面12。根據方面6至11中任一項所述的方法，其中選擇性地去除所述第一對比層的所述至少一個未固化部分、所述第二對比層的所述至少一個未固化部分和所述第三對比層的所述至少一個未固化部分的所述步驟包括同時選擇性地去除所述第一對比層的所述至少一個未固化部分、所述第二對比層的所述至少一個未固化部分和所述第三對比層的所述至少一個未固化部分。

方面13。根據方面6至12中任一項所述的方法，其中將固化條件施加到所述第一層的所述靶標部分包括用活性能射線照射所述第一層的所述靶標部分，而不用所述活性能射線照射所述第一層的所述非靶標部分。

方面14。根據方面6至12中任一項所述的方法，其中將固化條件施加到所述第二層的所述靶標部分包括用活性能射線照射所述第二層的所述靶標部分，而不用所述活性能射線照射所述第二層的所述非靶標部分且不用所述活性能射線照射所述第一對比層的所述非靶標部分。

方面15。根據方面6至14中任一項所述的方法，其中將固化條件施加到所述第三層的所述靶標部分包括用活性能射線照射所述第三層的所述靶標部分，而不用所述活性能射線照射所述第三層的所述非靶標部分，不用所述活性能射線照射所述第二對比層的所述非靶標部分且不用所述活性能射線照射所述第一對比層的所述非靶標部分。

方面16。根據方面6至15中任一項所述的方法，其中所述第一組合物、所述第二組合物和所述第三組合物獨立地包含：(a)有機聚矽氧烷樹脂；以及(b)催化劑，所述催化劑用於增強所述有機聚矽氧烷樹脂的固化。

方面17。根據方面6至16中任一項所述的方法，其中在形成所述第二對比層的所述步驟之前，使所述第二組合物與所述第一對比層的所述至少一個未固化部分的至少一部分混合而形成所述第二層。

方面18。根據方面6至17中任一項所述的方法，其中在形成所述第三對比層的所述步驟之前，使所述第三組合物與所述第二對比層的所述至少一個未固化部分的至少一部分混合而形成所述第三層。

方面19。根據方面6至17中任一項所述的方法，其中在形成所述第三對比層的所述步驟之前，使所述第三組合物與所述第二對比層的所述至少一個未固化部分的至少一部分和所述第一對比層的所述至少一個未固化部分的至少一部分混合而形成所述第三層。

方面20。根據方面6至19中任一項所述的方法，其中所述第二對比層的所述至少一個未固化部分的每一者與所述第一對比層的所述至少一個未固化部分的對應一者對齊並相鄰，並且其中所述第三對比層的所述至少一個未固化部分的每一者與所述第二對比層的所述至少一個未固化部分的對應一者對齊並相鄰。

方面21。根據方面6至19中任一項所述的方法，其中所述第二對比層的所述至少一個未固化部分之一的至少一部分不與所述第一對比層的所述至少一個未固化部分的對應一者對齊或相鄰。

方面22。根據方面6至19和21中任一項所述的方法，其中所述第三對比層的所述至少一個未固化部分之一的至少一部分不與所述第二對比層的所述至少一個未固化部分的對應一者對齊或相鄰。

方面23。一種製品，所述製品通過根據方面1至22中任一項所述的方法製備。

以下實例旨在示出本發明，而不應以任何方式看作是對本發明的範圍的限制。

實例

可固化有機矽組合物1

一種可固化有機矽組合物，其包括二甲基乙烯基封端的苯基和2-[3,4-環氧基環己基]乙基倍半矽氧烷、二甲基苯基2-[3,4-環氧基環己基]乙基矽烷、以及市售的光致產酸劑。

可固化有機矽組合物2

一種可固化有機矽組合物，其包括二甲基乙烯基封端的苯基和2-[3,4-環氧基環己基]乙基倍半矽氧烷-聚苯基甲基矽氧烷共聚物；二甲基苯基2-[3,4-環氧基環己基]乙基矽烷、以及市售的光致產酸劑。

可固化有機矽組合物3

一種可固化有機矽組合物，其包括二甲基乙烯基封端的苯基和2-[3,4-環氧基環己基]乙基倍半矽氧烷、二甲基苯基2-[3,4-環氧基環己基]乙基矽烷、雙-[2-(3,4-環氧基環己基)乙基]四甲基二矽氧烷、以及市售的光致產酸劑。

可固化有機矽組合物4

一種可固化有機矽組合物，其包括二甲基乙烯基封端的苯基和2-[3,4-環氧基環己基]乙基倍半矽氧烷、甲苯、以及市售的光致產酸劑。

可固化有機矽組合物5

一種可固化有機矽組合物，其包括苯基和2-[3,4-環氧基環己基]乙基倍半矽氧烷-苯基甲基矽氧烷共聚物、二甲基苯基2-[3,4-環氧基環己基]乙基矽烷、環己烷二甲醇二縮水甘油醚、雙((3,4-環氧基環己基)甲基)己二酸酯、以及市售的光致產酸劑。

實例1：

將折射率為1.535的可固化有機矽組合物1的塗層以1900rpm旋塗到矽晶片上持續60秒。接著將經塗布的晶片布置在6200nt裝置(用於光學雙面光刻裝置的自動掩模對齊系統，可從紐約州奧爾巴尼的ev集團(evgroup,inc.,albany,newyork)商購獲得)上，將光掩模布置在紫外光源與塗層之間離晶片100微米的距離處。接著以0.6j/cm2的劑量經由光掩模選擇性地照射該塗層，並且使暴露於紫外光的區域交聯並硬化，而受到光掩模保護的區域保持未固化或可溶於溶劑。

接著將折射率為1.515的可固化有機矽組合物2的塗層塗布在第一加工層的頂部上。接著將光掩模布置在紫外光源與塗層之間離晶片100微米的距離處。接著使光掩模對齊，使得第一加工層中的過孔與光掩模上的過孔開口排成一行。接著以1.2j/cm2的劑量經由光掩模照射第二層。接著將經加工的晶片在均三甲苯中浸泡2分鐘。所述溶劑隨後溶解層1和層2的未固化區域。接著用均三甲苯衝洗所述塗層10秒，然後用異丙醇進行15秒衝洗。以1500rpm旋幹晶片，從而去除任何殘餘物。所得架構由層1和層2組成，這些層使用單個顯影步驟進行圖案化和顯影。

實例2：

將折射率為1.505的可固化有機矽組合物3的塗層以1900rpm旋塗到矽晶片上持續60秒。接著將經塗布的晶片布置在6200nt裝置上，且將光掩模布置在紫外光源與塗層之間離晶片100微米的距離處。接著以1.2j/cm2經由光掩模選擇性地照射該塗層，並且使暴露於紫外光的區域交聯並硬化，而受到光掩模保護的區域保持未固化或可溶於溶劑。該過程形成圖案化的底部包覆層。

接著將折射率為1.535的可固化組合物1的第二塗層塗布在第一加工層的頂部上。接著將光掩模布置在紫外光源與塗層之間離晶片100微米的距離處。接著使光掩模對齊，使得第一加工層中的過孔與光掩模上的過孔開口排成一行。接著以劑量0.25j/cm2經由光掩模照射第二層。該過程在圖案化包覆層的頂部上形成圖案化芯。接著將經加工的晶片在均三甲苯中浸泡2分鐘，以溶解底部包覆層和芯層的未固化區域。接著用均三甲苯衝洗所述塗層10秒，然後用異丙醇進行15秒衝洗。以1500rpm旋幹晶片，從而去除任何殘餘物。所得架構由圖案化芯上的圖案化包覆層組成，得到堆疊的聚合物波導架構。

實例3：

將折射率為1.515的可固化有機矽組合物5的塗層以600rpm旋塗到矽晶片上持續60秒。接著將經塗布的晶片布置在6200nt裝置上，且將光掩模布置在紫外光源與塗層之間離晶片100微米的距離處。接著以1.2j/cm2經由光掩模選擇性地照射該塗層，並且使暴露於紫外光的區域交聯並硬化，而受到光掩模保護的區域保持未固化或可溶於溶劑。該過程形成圖案化的底部包覆層。

接著將折射率為1.535的可固化有機矽組合物1的第二塗層以1900rpm塗布在第一加工層的頂部上持續30秒。接著將光掩模布置在紫外光源與塗層之間離晶片100微米的距離處。接著使用底層上的對齊標記使光掩模對齊，以形成具有纖維連接器的狹槽的堆疊波導結構。接著以劑量0.25j/cm2經由光掩模照射第二層。

接著將經加工的晶片在二乙二醇單乙醚乙酸酯(dgmea)中浸泡5分鐘，以溶解底部包覆層和芯層的未固化區域。接著用dgmea衝洗所述塗層30秒，然後用異丙醇進行1分鐘衝洗。接著以1500rpm旋幹晶片持續30秒，從而去除任何殘餘物。所得架構由圖案化芯上的圖案化包覆層組成，得到堆疊的聚合物波導架構。

將折射率為1.515的可固化有機矽組合物5的最後一層以600rpm旋塗在雙層堆疊架構的頂部上持續60秒，以形成波導架構的頂部包覆層。接著將經塗布的晶片布置在evg6200nt上，且將光掩模布置在紫外光源與塗層之間離晶片100微米的距離處。接著以1.2j/cm2經由光掩模選擇性地照射該塗層，並且使暴露於紫外光的區域交聯並硬化，而受到光掩模保護的區域保持未固化或可溶於溶劑。接著如之前所述對經加工的晶片進行溶劑顯影，以去除頂部包覆層的未固化部分。

實例4：

將折射率為1.505的可固化有機矽組合物5的塗層以1900rpm旋塗到矽晶片上持續30秒。接著將經塗布的晶片布置在6200nt裝置上，且將光掩模布置在紫外光源與塗層之間離晶片100微米的距離處。接著以1.2j/cm2經由光掩模選擇性地照射該塗層，並且使暴露於紫外光的區域交聯並硬化，而受到光掩模保護的區域保持未固化或可溶於溶劑。該過程形成圖案化的底部包覆層。

接著將折射率為1.525的可固化有機矽組合物4的第二塗層以800rpm塗布在第一加工層的頂部上持續60秒。接著將光掩模布置在紫外光源與塗層之間離晶片100微米的距離處。接著使用底層上的對齊標記使光掩模對齊，以形成具有纖維連接器的狹槽的堆疊波導結構。接著以劑量0.8j/cm2經由光掩模照射第二層，從而在圖案化的底部包覆層的頂部上形成圖案化芯。

接著將可固化有機矽組合物3的第三塗層塗布在堆疊的底部包覆層-芯組合的頂部上。將折射率為1.515的第三層以600rpm旋塗60秒，以形成波導架構的頂部包覆層。接著將經塗布的晶片布置在evg6200nt上，且將光掩模布置在紫外光源與塗層之間離晶片100微米的距離處。接著以1.2j/cm2經由光掩模選擇性地照射該塗層，並且使暴露於紫外光的區域交聯並硬化，而受到光掩模保護的區域保持未固化或可溶於溶劑。第三層的紫外線固化導致混合包覆層和芯層的固化。接著將具有堆疊波導架構的經加工的晶片在二乙二醇單乙醚乙酸酯(dgmea)中浸泡5分鐘，以溶解底部包覆層、芯和頂部包覆層的未固化區域。接著用dgmea衝洗所述塗層30秒，然後用異丙醇進行1分鐘衝洗。接著以1500rpm旋幹晶片持續30秒，從而去除任何殘餘物。所得架構由混合包覆層和芯組成，且堆疊架構由圖案化底部包覆層-圖案化芯-圖案化頂部包覆層組成。

已通過示例性方式對本發明進行了描述，並且應當理解已經使用的術語旨在具有描述性而不是限制性詞語的性質。顯然，按照上面的教導內容，本發明的許多修改形式和變型形式是可能的。可以按具體地描述之外的方式實施本發明。舉個例子，比較例並不意味著其為現有技術。