JP2009521342A5 - - Google Patents

Description

簡単に言えば、１つの態様において、この発明は、マイクロレンズアレイ又はマイクロレンズアレイの原型を作製する方法を提供する。前記方法は、
（ａ）光反応性組成物を提供する工程であって、前記光反応性組成物が
（１）酸又はラジカル開始化学反応を受けることが可能な少なくとも１つの反応性種及び
（２）少なくとも１つの多光子光開始剤系を含む工程と
（ｂ）少なくとも前記組成物の一部を少なくとも２つの光子を同時に吸収させるのに十分な光に撮像的に暴露することにより少なくとも１つの酸又はラジカル開始化学反応を誘導する工程であって、前記組成物が、前記光に曝露され、前記撮像的暴露が、複数個のマイクロレンズの少なくとも表面を画定するのに有効なパターンで行われ、前記マイクロレンズのそれぞれが、主軸線及び焦点距離を有し、少なくとも１つのマイクロレンズが、非球形状である工程と、
（ｃ）所望により、前記組成物の生じた暴露部分又は生じた非暴露部分を除くことにより前記組成物を現像する工程と、
（ｄ）所望により、前記組成物の少なくとも一部を撮像的に暴露した後、前記組成物の少なくとも一部を任意の残りの未反応光反応性組成物の少なくとも一部の反応を行うのに十分な光に非撮像的に暴露する工程とを含む。

光学系１４の１つ以上の要素の移動と組合せてステージ１６を移動又は光線２６を向ける（例えば、ガルボミラー（galvo-mirror）及び望遠鏡を使用してレーザー光線を移動する）ことにより、焦点Ｐを走査でき又は所望の形状に対応する三次元パターンに形を変えることができる。次に、生じた光反応性組成物２４の反応又は部分的に反応した部分が、所望の形状の三次元構造体を製作する。例えば、単一通過で１つ以上のマイクロレンズの表面輪郭（約１容量ピクセル又はボクセルの厚さに相当する）を暴露又は撮像でき、現像と同時にマイクロレンズの表面を形成できる。

曝露された光反応性組成物の溶媒現像を容易にし、製造されたマイクロレンズ構造体を得るため、光の閾値投与量（すなわち、閾値投与量）が利用できる。この閾値投与量は、典型的にプロセス固有であって、例えば、波長、パルス周波数、光の強度、具体的な光反応性組成物、製造された具体的なマイクロレンズ構造体又は溶媒現像に使用されるプロセスなどの変数により決めることができる。従って、それぞれの組のプロセスパラメーターは、典型的に閾値投与量により特徴付けることができる。閾値より高い光の投与量が使用でき、有益である場合があるが、より高い投与量（閾値投与量を超える１回）は、典型的により遅い書込み速度及び／又はより高い光の強度の状態で使用できる。

多光子吸収によって、光線２６は、非暴露光反応性組成物のものと異なる溶解特性を有する物質の容積領域を製造する光反応性組成物内の反応を誘導する。次に、生じた異なる溶解度のパターンは、例えば暴露又は非暴露領域のいずれかを取り除くことで従来の現像プロセスにより実現できる。

曝露された光反応性組成物は、例えば、曝露された光反応性組成物を溶媒中に定置し、より高い溶媒溶解度の領域を溶解し、溶媒ですすぎ、蒸発させ、酸素プラズマエッチングし、他の既知の方法及びそれらの組合せにより現像されてもよい。曝露された光反応性組成物を現像するために使用することができる溶媒としては、例えば、水（例えば、１〜１２の範囲内のｐＨを有する）水と有機溶媒類（例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、その類及びこれらの混合物）の相溶性ブレンド、及び有機溶媒などの水性溶媒が挙げられる。代表的な有用な有機溶媒としては、アルコール類（例えば、メタノール、エタノール及びプロパノール）、ケトン類（例えば、アセトン、シクロペンタノン及びメチルエチルケトン）、芳香族類（例えば、トルエン）、ハロカーボン類（例えば、塩化メチレン及びクロロホルム）、ニトリル類（例えば、アセトニトリル）、エステル類（例えば、エチルアセテート及びプロピレングリコールメチルエーテルアセテート）、エーテル類（例えば、ジエチルエーテル及びテトラヒドロフラン）、アミド類（例えば、Ｎ−メチルピロリドン）、その類およびそれらの混合物が挙げられる。

多光子吸収条件下で光への暴露後であるが溶媒現像前である選択が自由な焼成が、例えば、エポキシ型反応性種などの一部の光反応性組成物に有用な場合がある。典型的な焼成条件としては、約４０℃〜約２００℃の範囲内の温度、約０．５分〜約２０分の範囲内の時間が挙げられる。

所望により、マイクロレンズアレイの表面輪郭だけの暴露、好ましくはそれに次いで溶媒現像の後、化学線を使用した非画像的暴露を行い、残りの未反応光反応性組成物の反応を行ってもよい。前記非画像的暴露は、好ましくは一光子法を使用して行うことができる。

ウエファーと乾燥コーティング間の境界面は、ｚ軸位置の関数として光増感剤の二光子蛍光をモニタリングすることにより確定した。ガルボスキャナーをプログラムし、約７００マイクロメートル／秒の走査速度でパターンに照射し、固体マイクロレンズの３マイクロレンズ×６マイクロレンズアレイを提供した、それらは、それぞれが直径約２５マイクロメートルであり、それぞれが、式１
ｒ^２＝ａ^２ｘ^２＋ｂ^２ｙ^２＋ｃ^２ｚ^２ （１）
（式中、ｒ＝１３．５、ａ＝１、ｂ＝１．４及びｃ＝０．６６である）で記載することができる表面を有していた。もたらされた照射試料をＰＧＭＥＡで現像した。１８個の非球形状マイクロレンズのアレイをこの方法で製造し、光学顕微鏡法及び電子顕微鏡法で分析した。各レンズは、約２５マイクロメートル（μｍ）のたるみを有し、アレイの中心から離れて傾斜してるのが見いだされた。

もたらされたアレイがｒ＝１３．５マイクロメートル（μｍ）、ａ＝０．７７、ｂ＝１及びｃ＝０．６６の式１のパラメーターを有する１２個の非球形状マイクロレンズを含有することを除き乾燥コーティングの二光子光重合を本質的に実施例１に記載したように行った。光重合工程の後、もたらされた照射試料を一連のホットプレート上で７５℃１分間、次に９５℃５分間、続いて７５℃１分間加熱した。試料を室温に冷却させた後、試料をＰＧＭＥＡ中で現像した。もたらされたマイクロレンズアレイを光学顕微鏡法及び電子顕微鏡法で分析した。各レンズは、約２５マイクロメートルのたるみを有し、アレイの中心から離れて傾斜しているのが見いだされた。

（実施例３）
異なる曲率のマイクロレンズのアレイの製造
コーティングされたシリコンウエファーを本質的に実施例２に記載したように調製した。ガルボスキャナーをプログラムし、パターンに照射し、それぞれが異なる曲率を有する３個のマイクロレンズのアレイ（アレイは、焦点距離の空間変化を有し、第１マイクロレンズは、式１（式中、ｒ＝２７マイクロメートル（μｍ）、ａ＝０．７７、ｂ＝１及びｃ＝０．６６である）で記載される表面を有し、第２マイクロレンズは、式１（式中、ｒ＝３６マイクロメートル（μｍ）、ａ＝０．７７、ｂ＝１及びｃ＝０．６６を有する）で記載される表面を有し、及び第３マイクロレンズは、式１（式中、ｒ＝４５マイクロメートル（μｍ）、ａ＝０．７７、ｂ＝１及びｃ＝０．６６を有する）で記載される表面を有する）を提供することを除き乾燥コーティングの二光子光重合を本質的に実施例１に記載したように行った。光重合工程の後、もたらされた照射試料を一連のホットプレート上で７５℃１分間、次に９５℃５分間、続いて７５℃１分間加熱した。試料を室温に冷却させた後、試料をＰＧＭＥＡ中で現像した。もたらされた３個の非球形状マイクロレンズのアレイを光学顕微鏡法及び電子顕微鏡法で分析した。

Claims (1)

1. （ａ）光反応性組成物を提供する工程であって、前記光反応性組成物が、
   （１）酸又はラジカル開始化学反応を受けることが可能な少なくとも１つの硬化性種と、
   （２）光化学的有効量の
   （ｉ）フルオレセインより大きい二光子吸収断面を有する多光子光増感剤、
   （ｉｉ）所望によりアルキルアリールホウ酸塩類、三級芳香族アルキルアミン類及びこれらの混合物から選択される少なくとも１つの電子供与体、及び
   （ｉｉｉ）ヨードニウム塩類、スルホニウム塩類及びこれらの混合物から選択される少なくとも１つの光開始剤、とを包含する少なくとも１つの多光子光開始剤系を含む、工程と、
   （ｂ）前記組成物の少なくとも一部を少なくとも２つの光子を同時に吸収させるのに十分な光に撮像的に暴露する工程であって、これにより少なくとも１つの酸又はラジカル開始化学反応を誘導し、前記組成物が、前記光に曝露され、前記撮像的暴露が、少なくとも１つの非球形状マイクロレンズを含む複数個のマイクロレンズの少なくとも表面を画定するのに有効なパターンで行われ、前記マイクロレンズのそれぞれが、主軸線及び焦点距離を有し、少なくとも１つのマイクロレンズの前記主軸線及び前記焦点距離の少なくとも１つが、少なくとも１つの他の前記マイクロレンズと異なる、撮像的暴露工程と、
   （ｃ）前記組成物の生じた非暴露部分の少なくとも一部を除くことにより前記組成物を現像する工程と、を含むプロセス。