TWI446118B - 圖案形成體的製造方法以及電磁束加工裝置 - Google Patents

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Description

圖案形成體的製造方法以及電磁束加工裝置
本發明是有關於一種具有微小凹凸圖案的圖案形成體的製造方法以及在該製造方法中使用的電磁束加工裝置。
發光二極體(Light Emitting Diode，LED)或螢光燈、電致發光(Electro-Luminescence，EL)元件、電漿顯示器(plasma display)等的發光元件中，由透明的透鏡、保護膜或玻璃管等形成發光體的外部構件，從該些外部構件的表面向外部放出光。
此種透明外部構件的折射率通常遠大於空氣的折射率，光欲從外部構件向外部射出時會於界面上發生反射。該反射光視角度不同有時無法從外部構件內朝外射出而最終成為熱。並且，此現象對於包括半導體的LED的元件的發光面亦相同。
防止由界面反射所造成的光損耗的技術已知有於發光面等的表面上設置微細凹凸結構的技術(例如，參照日本專利特開2003-174191號公報)。而且，於發光面上設置微細凹凸結構來防止界面上的光反射時，較好的是密集地以陡峭的形狀來形成微細的凹凸。
另外，簡易且精密地形成上述微細結構的方法在先前已知有：如日本專利特開2007-216263號公報所示般，對熱反應型材料(藉由照射電磁束來進行加熱時會發生形狀變化的材料)使用雷射光來進行打孔加工的方法。
然而，對包含熱反應型材料的光阻層掃描雷射光來進行加工時，光阻層中雷射照射開始部分與雷射照射結束部分的加熱情況不同，而存在去除光阻材料所形成的凹部的形狀變形的現象。具體而言，如圖7所示，於雷射照射開始點附近，由於熱並未積存，因此凹部121成為在掃描方向上游側端部較窄的形狀，而於雷射照射結束點附近，由於熱積存，因此與開始點附近相比更多的光阻層被去除，結果成為朝向掃描方向下游變寬的形狀。
因此，本發明之目的在於提供一種不會使凹部的形狀變形而可簡易地形成點狀圖案的圖案形成體的製造方法、以及電磁束加工裝置。
解決上述課題的本發明是一種圖案形成體的製造方法，其是製造點狀圖案排列而形成的圖案形成體的方法，其特徵在於包括：準備步驟，準備具有可進行熱模式之形狀變化的光阻層的基板；以及曝光步驟，對上述光阻層一方面掃描電磁束一方面進行照射，而去除上述光阻層的一部分；且於上述曝光步驟中，將使電磁束發光的時間設定為應形成於上述光阻層上的凹部的掃描方向上的間距所對應的掃描時間的10%～40%。
如上所示，藉由僅以相對於欲形成於光阻層上的凹部的掃描方向上的間距所對應的掃描時間為10%～40%的長度的時間來發光，可防止熱於光阻層中積存，從而成點狀地去除光阻材料。另外，藉由對應於發光時間來改變電磁束的功率，而進行適宜設定以獲得去除光阻材料所必需的熱量。並且，此處所謂的「發光」是表示將電磁束的功率提高到可使光阻層發生形狀變化的程度的功率。即，包括如下兩種情況：從雖發出電磁束但並不使形狀變化的程度的狀態，變更為使形狀變化的程度的較高功率；以及從不發出電磁束的狀態變更為發出電磁束的狀態。
於上述製造方法中，較好的是對上述光阻層掃描電磁束時的線速度設定為6m/s～200m/s。其原因在於，藉由適度提高電磁束的線速度，可防止熱於光阻材料中積存。
於上述曝光步驟之後亦可具有蝕刻步驟，即，將上述光阻層作為遮罩來對上述基板進行蝕刻。藉此可在基板自身上形成與形成於光阻層上的點狀凹部相對應的凹部。
於上述曝光步驟之後亦可具有：膜形成步驟，在形成於上述光阻層上的凹部中所露出的基板上形成膜；以及去除步驟，去除上述光阻層。藉此，亦可利用形成在基板上的點狀膜而於基板上形成凹凸的圖案。
較好的是將上述光阻層的厚度設定為1nm～10000nm的範圍內。並且，較好的是上述光阻層包含選自單次甲基花青素色素、單次甲基氧喏色素、酞菁色素、偶氮色素、偶氮金屬錯合物色素、卟啉色素、烯丙叉色素、香豆素色素、唑衍生物、三嗪衍生物、苯幷三唑衍生物、1-胺基丁二烯衍生物以及喹酞酮系色素中的至少一種以上的色素。
並且，較好的是曝光時的電磁束的功率為4mW～200mW。
解決上述課題的本發明是一種電磁束加工裝置，其是製造點狀圖案排列而形成的圖案形成體的電磁束加工裝置，其特徵在於包括：固持器，保持具有可進行熱模式之形狀變化的光阻層的基板；光源，發出電磁束；掃描單元，對上述光阻層掃描由上述光源發出的電磁束；以及控制裝置，進行控制以使上述光源所發出的電磁束的功率變化；並且，為了於上述光阻層上形成點狀的凹部，上述控制裝置以相對於應形成於上述光阻層上的凹部的掃描方向上的間距所對應的掃描時間為10%～40%的發光時間而使上述電磁束發光。
根據此種電磁束加工裝置，因僅以相對於欲形成的凹部的掃描方向上的間距所對應的掃描時間為10%～40%的時間而發光，故可防止熱於光阻層中積存，簡易地於光阻層上形成點狀的凹部。
[發明的效果]
根據本發明的圖案形成體的製造方法以及在該製造方法中使用的電磁束加工裝置，因僅以相對於欲形成的凹部的掃描方向上的間距所對應的掃描時間為10%～40%的時間而發光，故可防止熱於光阻層中積存，簡易地於光阻層上形成點狀的凹部。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
接著，對本發明相關的本發明的圖案形成體的製造方法以及在該製造方法中使用的電磁束加工裝置加以說明。
如圖1所示，製造多個LED晶片2途中的於矽基板上形成有多個凸凹表面的作為圖案形成體的一例的工件1，整體成為大致圓板的形狀，LED晶片2是藉由半導體電路的製造方法而設置著。
如圖2所示，工件1是於由矽構成的基板10(省略了電路)上設置著光阻層20。
光阻層20是由藉由照射光或X射線等的電磁束進行加熱時會引起材料的變形、蒸發等而形狀發生變化(可進行熱模式之形狀變化)的光阻材料，例如光吸收性低分子所構成。光阻層20的厚度例如可在1nm～10000nm的範圍內適宜設定，厚度的下限較好的是10nm，更好的是50nm。並且厚度的上限較好的是1000nm，更好的是500nm。
形成光阻層20時，可藉由將成為光阻材料的物質溶解或分散於適當的溶劑中而製備出塗佈液後，利用旋塗(spin coat)、浸塗(dip coat)、擠出塗佈(extrusion coat)等塗佈法將此塗佈液塗佈於基板10的表面而形成。
於光阻層20上形成有多個凹部21。如圖1所示的軌道T1、T2、...Tn般，該些凹部21沿著大致同心的多個圓狀軌道而並列地排列著。軌道T1、T2、...Tn可為直徑不同的各個圓形，亦可為鄰接的磁軌彼此連接而成的螺旋狀。然而，為了效率良好地形成凹部21，軌道T1、T2、...Tn形成為螺旋狀時可進行連續的曝光，因此較好。以下，設軌道T1、T2、...Tn形成為螺旋狀。
凹部21彼此的間距的具體大小較好的是1nm～10000nm。如上所述，藉由設為小於等於10000nm的微細間距，可用作界面的透光率得到提高的光學元件。並且，藉由將間距設為大於等於1nm，可防止凹部彼此相連。自形成獨立形狀的凹部而確保孔間高度h(參照圖2)的觀點考慮，間距的大小更好的是大於等於10nm，進一步更好的是大於等於50nm，最好的是大於等於100nm。並且，自使界面的透光性提高的觀點考慮，凹部21彼此的間距的大小更好的是小於等於5μm，進一步更好的是小於等於2μm，最好的是小於等於1μm。
另外，關於孔間高度h相對於光阻層20的膜厚的比，較好的是大於等於40%，更好的是大於等於60%。
如上所述，於本實施形態的工件1中，於表面的光阻層20上排列著微細的凹部21，即，形成有凹凸，因此可使LED晶片2所發出的光良好地射出到外部。接著，對作為電磁束加工裝置的一例的雷射加工裝置加以說明，該雷射加工裝置是用來製造如上所述的作為圖案形成體的一例之形成有點狀凹部的工件1。
圖3所示的雷射加工裝置50原理上與CD-R驅動器之類的雷射曝光裝置相同，其是以如下方式而構成：藉由控制裝置58來控制工件1的旋轉速度以及雷射光源51的功率，以適用於本實施形態的光阻層20的曝光。
雷射加工裝置50包括雷射光源51、線性致動器(linear actuator)52、導軌(guide rail)53、旋轉台55、編碼器56以及控制裝置58。
雷射光源51是發出電磁束的光源的一例。於光阻層20上形成凹部21時，只要發出光阻層20的材料可吸收的波長的電磁束即可，可選擇此種雷射光源51。當然，亦可根據雷射光源51發出的光的波長來選擇光阻層20的材料。為了精度良好地形成微細的凹部21，較好的是電磁束的波長較短，並且較好的是波長一致。因此，雷射光源51較理想的是使用例如波長為405nm的藍紫光雷射二極體。
本發明中，藉由在較短時間內以較高的功率進行加工來防止熱積存，因此電磁束的功率較好的是大於等於4mW，更好的是大於等於6mW，進一步更好的是大於等於8mW。並且電磁束的功率較好的是小於等於200mW，更好的是小於等於100mW，進一步更好的是小於等於50mW。
線性致動器52是使雷射光源51沿著工件1的徑向而直線移動的公知裝置。導軌53沿著工件1的徑向而延伸，線性致動器52使雷射光源51沿著導軌53而移動。
旋轉台55是固持器的一例，其是夾著工件1並且使工件1旋轉的公知裝置。工件1是以其中心與旋轉台55的旋轉中心和圓板的中心重合的方式而安裝。另外，旋轉台55和線性致動器52是掃描單元的一例。
編碼器56設置於旋轉台55上，每當旋轉台55旋轉預定角度便發出同步訊號。例如，每當旋轉台55旋轉1圈，編碼器56便輸出同步訊號。編碼器56的輸出被輸入到控制裝置58中。
控制裝置58是控制雷射光源51、線性致動器52以及旋轉台55的裝置。控制裝置58根據編碼器56的輸出來控制該旋轉台55的旋轉速度，且以適宜的時序使雷射光源51變亮或變暗。並且，為了使雷射光對工件1的整個面進行曝光，或者為了使軌道間的間距適宜，控制裝置58以如下方式而構成：控制該線性致動器52，使雷射光源51以適宜的速度沿著徑向(與基板10的旋轉中心接近、遠離的方向)移動。
雷射光源51發出的雷射光於光阻層20上聚焦(此處省略詳細說明)。因此，曝光過程中，即使在不使光阻層20變形的位置，亦以能夠聚焦伺服(focus servo)的方式使雷射光以較低的功率而射出。因此，此處所謂雷射光的變亮或變暗是指功率變高或變低，未必表示雷射光熄滅。
如後文將詳述般，控制裝置58對雷射光源51輸出脈衝訊號，以僅在與凹部21的掃描方向上的間距相比更短的時間內提高雷射光的功率。
對使用此種雷射加工裝置50於工件1上形成凹部21而製造圖案形成體的方法加以說明。
首先，準備形成有多個LED晶片2的基板10，使光阻材料溶解於適宜的溶劑中，藉由旋塗等而塗佈於該基板10的表面上。藉此來形成光阻層20。接著，將該附有光阻層20的基板10夾在旋轉台55上。此時，使旋轉台55的旋轉中心與基板10的中心重合。
接著，利用控制裝置58使旋轉台55以預定轉速旋轉，轉速穩定後，使雷射光源51變亮或變暗而開始曝光。如上所述，該曝光的時序是以自編碼器56輸入的同步訊號作為基準而決定的。
藉由該曝光步驟，光阻層20中僅較高功率的雷射光所照射到的部分的光阻材料會蒸發，而於光阻層20上形成凹部21。
此時，如圖4所示，若將欲形成的凹部彼此的間距所對應的掃描時間設為100%，則控制裝置58使雷射光源51發光(本實施形態中，嚴格而言是指將功率從功率較低的狀態提高到可使光阻層20發生變形的程度，以下簡稱為「發光」)的時間為15%左右的時間。於本說明書中，將該比率稱為「duty比」。具體而言，雷射光於圖4所示的掃描路徑S1上掃描，將自凹部21於掃描路徑S1中的上游側的端部開始直到抵達下一凹部21的上游側的端部為止的時間設為WP時，若以該WP的時間而發光則duty比為100%。於本實施形態中，實際發光時間為W1，以duty比表示為15%左右。
發光相對於該應形成的凹部21的大小的duty比而言較好的是10%～40%。自防止光阻層20的熱積存、使凹部21成為點狀的觀點考慮，該duty比更好的是小於等於35%，進一步更好的是小於等於25%。
而且，使雷射光的功率變高到所需值實際上僅花費少許時間。因此，自獲得功率充分的雷射光而可加工凹部21的觀點考慮，duty比更好的是大於等於15%，進一步更好的是大於等於20%。
另外，使光阻層20相對於雷射光移動而使雷射光對光阻層20進行掃描的線速度較好的是6m/s～200m/s。自相對於光阻層的移動而使雷射光的功率的提昇足夠優異、使凹部21的階差成為陡峭的觀點來考慮，較好的是線速度較慢，線速度更好的是小於等於150m/s，進一步更好的是小於等於100m/s。另一方面，自防止熱於光阻層20中積存、使凹部21成為點狀的觀點來考慮，較好的是線速度較快，線速度更好的是大於等於9m/s，進一步更好的是大於等於12m/s。
另外，於線速度較快時，為了供給加工該光阻材料所需的足夠的熱，可增大duty比，或者提高雷射的功率。
至於雷射光源51所發出的雷射光的波長，自縮小雷射光點尺寸、形成微細的凹部21的觀點來考慮，較好的是波長較短。因此，雷射光的波長較好的是小於等於800nm，更好的是小於等於700nm，進一步更好的是小於等於600nm。另一方面，為了抑制由空氣造成的吸收、散射而進行良好的雷射加工，較好的是雷射光的波長較長。因此，雷射光的波長較好的是大於等於10nm，更好的是大於等於100nm，進一步更好的是大於等於150nm。例如，可如上述般使用波長為405nm的雷射光。
若藉由此種曝光條件以利用雷射加工裝置50來去除光阻材料，則可於曝光過程中防止多餘的熱於光阻層20中積存，而可使熱集中於極小的一點而使光阻材料飛出，形成點狀的凹部21。並且，該加工即使不進行顯影亦可藉由曝光之類的簡單方法來進行，因此可簡易地進行微細且精密的加工。
以上，對本發明的實施形態進行了說明，但本發明並不限定於上述實施形態，可加以適宜變形而實施。
例如，於上述實施形態中，作為本發明的製造對象即圖案形成體的工件1，是於基板10上的光阻層20上形成凹凸形狀，藉由該光阻層20自身而使界面的透光率提高，亦可將該光阻層20作為遮罩，藉由蝕刻步驟或鍍敷等的膜形成步驟而形成凹凸，而將基板10自身的凹凸或膜的凹凸作為使界面的透光率提高的結構。
例如，如圖5(a)所示，將形成有多個凹部21的光阻層20作為遮罩而對基板10進行蝕刻，於基板10的表面形成多個凹部24。接著，如圖5(b)所示，以溶劑等去除光阻層20，由此可於基板10的表面直接形成多個凹部24。
另外，亦可使基板10的表面預先具有導電性(未圖示)，如圖6(a)所示，於各凹部21的底部露出的導電層部分進行鍍敷。接著，如圖6(b)所示，以溶劑等去除光阻層20，由此於基板10的表面設置由鍍敷所得的凹凸。
如上所示，圖案形成體中亦可利用光阻材料以外的材料來形成凹凸的圖案。
進而，於上述實施形態中，一方面使工件1旋轉一方面於光阻層20上用雷射光進行曝光，而於大致同心圓狀的軌道上形成多個凹部21，凹部21亦可排列在正交的xy方向上。於此情形時，例如可利用雙軸的電流計鏡(galvanometer mirror)等在xy方向上掃描雷射光而進行光阻層20的曝光。
另外，上述實施形態中所列舉的熱模式型之光阻材料的具體例、或光阻層的加工條件等如下示。
熱模式型之光阻材料可使用先前多用於光記錄碟片等的記錄層中的記錄材料，例如，花菁(cyanine)系、酞菁(phthalocyanine)系、醌(quinone)系、方酸(squarylium)系、薁鎓(azulenium)系、硫醇錯鹽系、部花菁(merocyanine)系等的記錄材料。
本發明中的光阻層較好的是設置成含有色素作為光阻材料的色素型。
因此，光阻層中含有的光阻材料可列舉色素等的有機化合物。另外，光阻材料並不限於有機材料，亦可使用無機材料或者無機材料與有機材料的複合材料。其中，若為有機材料，則可容易地利用旋塗或噴塗來進行成膜，容易獲得轉移溫度較低的材料，因此較好的是採用有機材料。並且，在有機材料中，較好的是採用可藉由分子設計來控制光吸收量的色素。
其中，光阻層的較好的例子可列舉甲川色素(methine dye)(花青色素、半花菁色素(Hemicyanine dye)、苯乙烯色素、氧喏色素(oxonol dye)、部花青色素等)、巨環色素(酞菁色素、萘酞菁色素、卟啉色素(porphyrin dye)等)、偶氮色素(包括偶氮金屬螯合物色素)、烯丙叉色素(allylidene dye)、香豆素色素、唑衍生物、三嗪衍生物、1-胺基丁二烯衍生物、肉桂酸衍生物、喹酞酮(quinophthalone)系色素等。其中較好的是甲川色素、氧喏色素、巨環色素、偶氮色素。
較好的是該色素型光阻層含有於曝光波長區域內具有吸收的色素。特別是表示光吸收量的消光係數k的值，其上限值較好的是10，更好的是5，進一步更好的是3，最好的是1。並且消光係數k的下限值較好的是0.0001，更好的是0.001，進一步更好的是0.1。若將消光係數k設定在上述範圍內，則可提高孔形狀的均勻性。
另外，光阻層必須如上述般於曝光波長處具有光吸收，從此種觀點來考慮，可根據雷射光源的波長來選擇適宜的色素，或者改變結構。
例如，當雷射光源的發射波長為780nm附近(近紅外區域)時，自五次甲基花青色素、七次甲基氧喏色素、五次甲基氧喏色素、酞菁色素、萘酞菁色素等中選擇較為有利。其中，較好的是使用酞菁色素或五次甲基花青色素。
另外，當雷射光源的發射波長為660nm附近(可見區域)時，自三次甲基花青色素、五次甲基氧喏色素、偶氮色素、偶氮金屬錯合物色素、吡咯甲川錯合物色素等中選擇較為有利。
進而，當雷射光源的發射波長為405nm附近(近紫外區域)時，自單次甲基花青素色素、單次甲基氧喏色素、零次甲基部花青色素、酞菁色素、偶氮色素、偶氮金屬錯合物色素、卟啉色素、烯丙叉色素、錯合物色素、香豆素色素、唑衍生物、三嗪衍生物、苯幷三唑衍生物、1-胺基丁二烯衍生物、喹酞酮系色素等中選擇較為有利。
此處，所謂「衍生物」，例如若為三嗪衍生物則是指具有三嗪骨架的化合物。
以下，針對雷射光源的發射波長為780nm附近的情形、為660nm附近的情形、以及為405nm附近的情形，分別列舉作為光阻層(光阻材料)的較好化合物的例子。其中，以下的化學式1、化學式2所表示的化合物(I-1～I-10)是雷射光源的發射波長為780nm附近時的化合物。另外，化學式3、化學式4所表示的化合物(II-1～II-8)是雷射光源的發射波長為660nm附近時的化合物。進而，化學式5、化學式6所表示的化合物(III-1～III-14)是雷射光源的發射波長為405nm附近時的化合物。另外，本發明並不限定於將該些化合物用於光阻材料中的情形。
＜雷射光源的發射波長為780nm附近(近紅外區域)時的光阻材料例＞
＜雷射光源的發射波長為780nm附近(近紅外區域)時的光阻材料例＞
＜雷射光源的發射波長為660nm附近(可見區域)時的光阻材料例＞
＜雷射光源的發射波長為660nm附近(可見區域)時的光阻材料例＞
＜雷射光源的發射波長為405nm附近(近紫外區域)時的光阻材料例＞
＜雷射光源的發射波長為405nm附近(近紫外區域)時的光阻材料例＞
另外，亦可適宜地使用日本專利特開平4-74690號公報、日本專利特開平8-127174號公報、日本專利特開平11-53758號公報、日本專利特開平11-334204號公報、日本專利特開平11-334205號公報、日本專利特開平11-334206號公報、日本專利特開平11-334207號公報、日本專利特開2000-43423號公報、日本專利特開2000-108513號公報以及日本專利特開2000-158818號公報等中揭示的色素。
此種色素型光阻層可藉由如下方式來形成：將色素與黏合劑等一併溶解於適當的溶劑中而製備塗佈液，接著將該塗佈液塗佈於基板上而形成塗膜，然後加以乾燥而形成。此時，塗佈塗佈液之面的溫度較好的是10℃～40℃的範圍。更好的是該溫度的下限值為15℃，進一步更好的是20℃，特別好的是23℃。並且上限值更好的是35℃，進一步更好的是30℃，特別好的是27℃。如上所述，若被塗佈面的溫度處於上述範圍內，則可防止塗佈不均或者塗佈故障的發生，從而使塗膜的厚度均勻。
另外，上述上限值以及下限值可各自任意地組合。
此處，光阻層可為單層亦可為多層，於多層結構的情形時，光阻層是藉由進行多次塗佈步驟而形成。
塗佈液中色素的濃度通常為0.01重量百分比(wt%)～15重量百分比的範圍，較好的是0.1重量百分比～10重量百分比的範圍，更好的是0.5重量百分比～5重量百分比的範圍，最好的是0.5重量百分比～3重量百分比的範圍。
塗佈液的溶劑可列舉：乙酸丁酯、乳酸乙酯、乙酸賽珞蘇(cellosolve acetate)等的酯；甲基乙基酮、環己酮、甲基異丁基酮等的酮；二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿等的氯化烴；二甲基甲醯胺等的醯胺；甲基環己烷等的烴；四氫呋喃、乙醚、二噁烷等的醚；乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、二丙酮醇等的醇；2,2,3,3-四氟丙醇等的氟系溶劑；乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚等的二醇醚類等。另外，較好的是氟系溶劑、二醇醚類、酮類。特別好的是氟系溶劑、二醇醚類。更好的是2,2,3,3-四氟丙醇、丙二醇單甲醚。
上述溶劑可考慮所使用的色素的溶解性而單獨使用、或者組合使用兩種或兩種以上。於塗佈液中，亦可視目的而進一步添加抗氧化劑、UV吸收劑、塑化劑、潤滑劑等各種添加劑。
塗佈方法可列舉噴霧法(spray method)、旋塗法(spin coat method)、浸漬法(dip method)、輥塗法(roll coat method)、刮塗法(blade coat method)、刮刀輥法(doctor roll method)、刮刀成形法(doctor blade method)、絲網印刷法(screen print method)等。另外，自生產性優異且容易控制膜厚的方面考慮，較好的是採用旋塗法。
自有利於使用旋塗法來形成光阻層之觀點考慮，該光阻層較好的是相對於有機溶劑以大於等於0.3重量百分比、小於等於30重量百分比的比例而溶解，更好的是相對於有機溶劑以大於等於1重量百分比、小於等於20重量百分比的比例而溶解。特別好的是以大於等於1重量百分比、小於等於20重量百分比的比例而溶解於四氟丙醇中。並且，光阻材料的熱分解溫度較好的是大於等於150℃、小於等於500℃，更好的是大於等於200℃、小於等於400℃。
於塗佈時，塗佈液的溫度較好的是23℃～50℃的範圍，更好的是24℃～40℃的範圍，其中特別好的是25℃～30℃的範圍。
於塗佈液含有黏合劑時，黏合劑的例子可列舉：明膠、纖維素衍生物、聚葡萄糖(dextran)、松香、橡膠等的天然有機高分子物質；聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚異丁烯等的烴系樹脂，聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氯乙烯-聚乙酸乙烯酯共聚物等的乙烯系樹脂，聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等的丙烯酸系樹脂，聚乙烯醇、氯化聚乙烯、環氧樹脂、丁醛樹脂、橡膠衍生物、苯酚-甲醛樹脂等的熱固性樹脂的初期縮合物等的合成有機高分子。於並用黏合劑作為光阻層的材料時，黏合劑的使用量相對於色素通常處於0.01倍量～50倍量(重量比)的範圍，較好的是處於0.1倍量～5倍量(重量比)的範圍。
並且，為了提高光阻層的耐光性，亦可於光阻層中含有各種抗褪色劑。
抗褪色劑通常使用單線態氧淬冷劑。單線態氧淬冷劑可利用已在公知的專利說明書等的出版物中揭示的化合物。
其具體例可列舉日本專利特開昭58-175693號公報、日本專利特開昭59-81194號公報、日本專利特開昭60-18387號公報、日本專利特開昭60-19586號公報、日本專利特開昭60-19587號公報、日本專利特開昭60-35054號公報、日本專利特開昭60-36190號公報、日本專利特開昭60-36191號公報、日本專利特開昭60-44554號公報、日本專利特開昭60-44555號公報、日本專利特開昭60-44389號公報、日本專利特開昭60-44390號公報、日本專利特開昭60-54892號公報、日本專利特開昭60-47069號公報、日本專利特開昭63-209995號公報、日本專利特開平4-25492號公報、日本專利特公平1-38680號公報以及日本專利特公平6-26028號公報等各公報，德國專利350399號說明書，以及日本化學會刊1992年10月號第1141頁等中揭示的單線態氧淬冷劑。上述單線態氧淬冷劑等的抗褪色劑的使用量相對於色素的量通常為0.1重量百分比～50重量百分比的範圍，較好的是0.5重量百分比～45重量百分比的範圍，更好的是3重量百分比～40重量百分比的範圍，特別好的是5重量百分比～25重量百分比的範圍。
另外，光阻層亦可根據材料的物性藉由蒸鍍、濺鍍、化學氣相沈積法(Chemical Vapor Deposition，CVD)等的成膜法而形成。
另外，色素是使用對凹部圖案加工中使用的雷射光的波長之光吸收率高於其他波長的色素。
該色素的吸收波峰的波長未必限定於可見光的波段內，亦可處於紫外線區域(ultraviolet region)或者紅外線區域中。
另外，用以形成凹部圖案的雷射光的波長λw只要為能夠獲得較大雷射功率的波長即可，例如於光阻層中使用色素之情形時，較好的是193nm、210nm、266nm、365nm、405nm、488nm、532nm、633nm、650nm、680nm、780nm、830nm等小於等於1000nm的波長。
另外，雷射光可為連續光亦可為脈衝光，較好的是採用發光間隔可自由地變更的雷射光。例如，較好的是採用半導體雷射。於無法直接開關調變雷射之情形時，較好的是利用外部調變元件來進行調變。
另外，為了提高加工速度，較好的是雷射功率較高。然而，隨著雷射功率的提高，不得不提高掃描速度(用雷射光掃描光阻層的速度；例如上述實施形態中的旋轉台55的旋轉速度)。因此，考慮到掃描速度的上限值，雷射功率的上限值較好的是100W，更好的是10W，進一步更好的是5W，最好的是1W。並且雷射功率的下限值較好的是0.1mW，更好的是0.5mW，進一步更好的是1mW。
進而，雷射光較好的是發射波長的範圍較窄、同調性(coherency)優異、可縮小為波長相同的光點尺寸的光。
並且，較好的是光阻層的厚度t與凹部的直徑d為以下的關係。即，光阻層的厚度t的上限值較好的是滿足t＜10d的值，更好的是滿足t＜5d的值，進一步更好的是滿足t＜3d的值。並且光阻層的厚度t的下限值較好的是滿足t＞d/100的值，更好的是滿足t＞d/10的值，進一步更好的是滿足t＞d/5的值。另外，若如上述般以與凹部的直徑d的關係來設定光阻層的厚度t的上限值以及下限值，則可與上述同樣地發揮作為蝕刻遮罩的效果或提高加工速度等。
實施例
接著，對確認本發明效果的一實施例加以說明。
實施例中，製備出於TFP(四氟丙醇)溶劑中以20mg/ml的濃度而溶解有下述光阻材料的塗佈液，藉由旋塗法將該塗佈液以100nm的厚度塗佈於直徑為4吋(約10cm)的矽基板上，形成光阻層。
接著，藉由與實施形態中所說明的方法相同的製造方法對光阻層進行雷射光曝光，於光阻層上形成多個凹部。
曝光裝置是使用NEO1000(PULSTEC工業股份有限公司製造)，於以下表1的各條件下形成多個凹部。另外，於表1中，孔間高度的百分比表示相對於光阻層膜厚(100nm)的比。
結果，如實施例1～實施例3所示，於duty比為10%～40%的範圍內可確保較高的孔間高度。然而，當線速度為4m/s時，會產生熱積存而導致孔間高度變低。
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，任何所屬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，當可作些許之更動與潤飾，故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。
1．．．工件
2．．．LED晶片
10．．．基板
20．．．光阻層
21、24、121．．．凹部
50．．．雷射加工裝置
51．．．雷射光源
52．．．線性致動器
53．．．導軌
55．．．旋轉台
56．．．編碼器
58．．．控制裝置
h．．．孔間高度
S1．．．掃描路徑
T1、T2、...Tn．．．軌道
WP．．．自凹部21於掃描路徑S1中的上游側的端部開始直到抵達下一凹部21的上游側的端部為止的時間
W1．．．實際發光時間
圖1是本發明的圖案形成體的一例之形成有多個LED晶片的矽基板的平面圖。
圖2是矽基板的剖面圖。
圖3是雷射加工裝置的構成圖。
圖4(a)是於光阻層上形成多個凹部時的沿著掃描方向來表示各凹部的形狀，圖4(b)是雷射的曝光功率與時間的關係圖。
圖5(a)與圖5(b)是說明變形例的圖案形成體的製造方法的圖，其中圖5(a)表示蝕刻步驟，圖5(b)表示光阻層的去除步驟。
圖6(a)與圖6(b)是說明變形例的圖案形成體的製造方法的圖，其中圖6(a)表示鍍敷步驟，圖6(b)表示光阻層的去除步驟。
圖7是利用先前的方法形成的凹部的平面形狀。
21．．．凹部
S1．．．掃描路徑
WP．．．自凹部21於掃描路徑S1中的上游側的端部開始直到抵達下一凹部21的上游側的端部為止的時間
W1．．．實際發光時間

Claims (7)

  1. 一種圖案形成體的製造方法，其是製造點狀圖案排列而形成的圖案形成體的方法，其特徵在於包括：準備步驟，準備具有藉由照射電磁束而加熱時會發生形狀變化的光阻層的基板；以及曝光步驟，對上述光阻層一方面掃描電磁束一方面進行照射不進行顯影，去除上述光阻層的一部分而形成凹部；於上述曝光步驟中，對上述光阻層掃描電磁束時的線速度設定為6m/s~200m/s，將使電磁束發光的時間設定為形成於上述光阻層上的多個凹部的掃描方向上的間距所對應的掃描時間的10%~25%。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之圖案形成體的製造方法，其中於上述曝光步驟之後具有蝕刻步驟：將上述光阻層作為遮罩來對上述基板進行蝕刻。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之圖案形成體的製造方法，其中於上述曝光步驟之後具有：膜形成步驟，在形成於上述光阻層上的多個凹部中所露出的基板上形成膜；以及去除步驟，去除上述光阻層。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之圖案形成體的製造方法，其中將上述光阻層的厚度設定為1nm~10000nm的範圍內。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之圖案形成體的製造方法，其中上述光阻層包含選自單次甲基花青素色素、單次甲基氧喏色素、酞菁色素、偶氮色素、偶氮金屬錯合物色素、卟啉色素、烯丙叉色素、香豆素色素、唑衍生物、三嗪衍生物、苯幷三唑衍生物、1-胺基丁二烯衍生物以及喹酞酮系色素中的至少一種以上的色素。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之圖案形成體的製造方法，其中將電磁束的功率設定為4mW~200mW。
  7. 一種電磁束加工裝置，其是製造點狀圖案排列而形成的圖案形成體的電磁束加工裝置，其特徵在於包括：固持器，保持具有藉由照射電磁束而加熱時會發生形狀變化，不進行顯影去除一部分而形成凹部的光阻層的基板；光源，發出電磁束；掃描單元，對上述光阻層掃描以線速度為6m/s~200m/s由上述光源發出的電磁束；以及控制裝置，進行控制以使上述光源所發出的電磁束的功率發生變化；並且為了在上述光阻層上不進行顯影去除一部分而形成多個點狀的凹部，上述控制裝置以相對於形成在上述光阻層上的多個凹部的掃描方向上的間距所對應的掃描時間為10%~25%的發光時間而使上述電磁束發光。
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