JP2020053558A - 転写方法およびこれを用いた画像表示装置の製造方法ならびに転写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レーザーリフトオフ法で転写基板が保持するチップ部品を転写先の基板に転写するのに際して、転写対象のチップのみを破損することなく確実に転写することができる転写方法およびこれを用いた画像表示装置の製造方法を提供すること。【解決手段】 光硬化性の粘着層を介して転写基板に保持されたチップ部品を転写先基板に転写する転写方法であって、前記粘着層を硬化する波長の光により前記粘着層をパターン露光して、前記粘着層の粘着力を部分的に低下させる露光工程と、前記露光工程の後に、レーザーリフトオフ法により前記チップ部品を前記転写先基板に転写するレーザーリフトオフ工程とを備える転写方法およびこれを用いた画像表示装置の製造方法を提供する。【選択図】 図４

Description

本発明は、チップ部品を基板に転写するための転写方法およびこれを用いた画像表示装置の製造方法ならびに転写装置に関する。

微細加工技術の進歩による半導体チップの微小化や、ＬＥＤの発光効率向上によるＬＥＤチップの小型化が進んでいる。このため、半導体チップやＬＥＤチップ等のチップ部品を、１枚のウェハ基板に、密に多数形成できるようになってきている。

近年、図１５（ａ）にようにウェハ基板Ｗに密に形成されダイシングされたチップ部品Ｃを、所定の間隔を開けて配線基板Ｓに再配列し、高速高精度に実装する（図１５（ｃ））用途がある。例えば、画像表示装置として注目されているマイクロＬＥＤディスプレイ製造においては、百万個以上のＬＥＤチップを、間隔を開けＴＦＴ基板の所定位置に実装する必要がある。

ここで、ウェハ基板Ｗの断面を示す図１５（ｂ）および配線基板Ｓの断面を示す図１５（ｄ）の拡大図を図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示すが、チップ部品Ｃのバンプ電極Ｂを配線基板Ｓのそれぞれの電極（図示せず）に確実に接合するために、許容誤差が数μｍ程度以下の精度が必要となる。

そこで、図１５（ａ）のようにウェハ基板Ｗ上に密に形成されたチップ部品Ｃを、図１５（ｃ）のように配線基板Ｓに所定の間隔を空け、高精度に実装するプロセスが種々検討されている。

なかでも、レーザーリフトオフ法については多くの検討がなされている（例えば特許文献１）。

図１７はレーザーリフトオフ法によりウェハ基板Ｗから配線基板Ｓにチップ部品Ｃを転写配置する例を示している。図１７（ａ）では左端のチップ部品Ｃにレーザー光Ｌを照射して、配線基板Ｓに転写する状態を示している。ここで、左端のチップ部品Ｃは配線基板Ｓの所定位置上部に位置合わせされている。また、図１７（ａ）におけるレーザー光Ｌの波長はチップ部品ＣをウェハＷから剥離するのに適した範囲から選ばれる。例えば、チップ部品の素材に吸収される波長を用いれば、温度上昇に伴い素材が分解して生じたガスによりウェハ基板Ｗからチップ部品Ｃは剥離される。

図１７（ｂ）は、レーザー光Ｌの照射によりウェハ基板Ｗから剥離した左端のチップ部品Ｃが配線基板Ｓに転写された状態を示している。ここで、左端のチップ部品Ｃは直下に転写されるため、配線基板Ｓの所定位置に配置される。なお、転写に伴うチップ部品Ｃの直下への移動距離ｄを、チップ部品ＣとバンプＢの高さの合計より大きくしておけば、配線基板Ｓにチップ部品Ｃが転写されていても、干渉することなく、ウェハ基板Ｗを水平方向に移動させることは可能である。

図１７（ｃ）は、レーザー光Ｌの直下に、次に転写すべきチップ部品Ｃと配線基板Ｓの所定位置を配置してから、レーザー光Ｌを照射している状態を示している。このレーザー照射により、先に転写配置したチップ部品Ｃと間隔を空けて、次のチップ部品Ｃが配線基板Ｓの所定位置に転写配置される。

以降も、レーザー光Ｌの直下に転写すべきチップ部品Ｃと配線基板Ｓの所定位置（チップ部品Ｃを実装すべき位置）を随時配置して、チップ部品Ｃを転写することにより、図１５（ｃ）に示したような配線基板Ｓへのチップ部品Ｃの転写配置を行なうことが出来る。なお、ウェハ基板Ｗ上のチップ部品Ｃ配置で、配置ピッチの整数倍が配線基板Ｓの配置位置と整合している場合には、ウェハ基板Ｗを動かさずにレーザー光Ｌの照射位置を変更して転写させることもできる。

ところが、図１７（ａ）から図１７（ｂ）に示したようにチップ部品Ｃをウェハ基板Ｗから剥離するためには、チップ部品Ｃにはレーザー光Ｌによる大きなエネルギーが加わる。このため、図１７（ｂ）に示した移動距離ｄの間にもチップ部品Ｃは加速された状態で配線基板Ｓに達する。一方、配線基板Ｓの電極部分は金属であり、加速されたチップ部品Ｃのバンプ電極Ｂが金属電極に接する際の衝撃により、図１８のようにチップ部品Ｃが破損することもある。このような衝撃を緩和するために、（封止に用いる未硬化の）熱硬化性粘着剤（あるいは導電性ペーストやＡＣＦ等）をチップ部品Ｃのバンプあるいは配線基板Ｃの電極に被覆しておくことも考えられるが、被覆厚みは５μｍ以下であり衝撃を緩和するには不充分である。

以上のように、ウェハ基板Ｗから配線基板Ｓへの直接転写ではチップ部品Ｃに加わる衝撃が大きいことから、別に転写基板を用いる転写方式が一般化している。

特開２０１０−１６１２２１号公報

転写基板を用いる転写方式は、図１９（ａ）に示すように、まずウェハ基板Ｗのチップ部品Ｃに第１転写基板１を密着させて、レーザー光等によりチップ部品Ｃを剥離して第１転写基板１に転写する。なお、第１転写基板１は、ベース基板１０と、ベース基板１０のチップ部品Ｃを保持する側に粘着層１１を設けた構成となっている。ここで、チップ部品Ｃは第１転写基板と密着した状態で転写するため、加速されることなく、第１転写基板１の粘着層１１上に転写される。

ところで、図１９（ｂ）に示すように、第１転写基板１ではチップ部品ＣのバンプＢが密着しているため、この状態から配線基板Ｓにチップ部品Ｃを転写しても、バンプＢを配線基板Ｓの電極と接触させることはできない。そこで、第１転写基板１のチップ部品Ｃを第２転写基板２に再度転写する必要がある。この際、チップ部品Ｃの間隔を広げて第２転写基板２に転写することが多い。このため、第１転写基板１から第２転写基板２への転写には、主にレーザーリフトオフ法が用いられる。また、第１転写基板１と同様に、第２転写基板２もベース基板２０と、ベース基板２０のチップ部品Ｃを保持する側に粘着層２１を設けた構成となっている。

図１９（ｃ）は、第１転写基板１のチップ部品Ｃが配置された面と、第２転写基板２の粘着層２１を、間隔を空けて対向させた状態から、左端のチップ部品Ｃにレーザー光Ｌを照射して、第２転写基板２に転写する状態を示しているこの状態から、レーザー光Ｌを照射されたチップ部品Ｃは第２転写基板２に転写される（図２０（ｄ））。

その後、第１転写基板１と第２転写基板２の面方向の相対位置を変化させ、第２転写基板の所定位置にチップ部品Ｃを転写させる（図２０（ｅ）、図２０（ｆ））ことで、第２転写基板２へのチップ部品Ｃの転写を完了させる。

ところで、粘着層１１を介して第１転写基板１に保持されるチップ部品Ｃを剥離する力は、ウェハ基板Ｗから剥離するよりは小さくて済む。このため、図１８に示すようなチップ部品の破損は、第１転写基板１から第２転写基板２に転写への転写では低減される。しかし、第１転写基板１から第２転写基板２にチップ部品を転写するレーザーリフトオフ法においても破損を生じることがある。例えば、チップ部品Ｃにレーザー光Ｌを照射する際に、図２１（ａ）に示すように、スポット径が小さい場合、チップ部品Ｃ周辺部まで第１転写基板１の粘着層１１から剥離するために必要なレーザー強度は高くなる。このため、粘着層１１から剥離したチップ部品Ｃは大きな運動エネルギーで第２転写基板２の粘着層２１に到達して破損を生じることがある（図２１（ｂ））。これを抑制するために、粘着層２１の工夫により衝撃力を緩和することは出来るが、破損を皆無にすることは困難である。

一方において、図２２（ａ）のように、レーザー光Ｌのスポット径を広げることにより、チップ部品Ｃ周辺部も剥離しやすくなり、粘着層２１に到達する際の破損も防ぐことができる。ただし、スポット径が広くなりすぎると、転写対象に隣接するチップ部品Ｃにもレーザー光Ｌが照射され、図２２（ｂ）のような部分剥離を生じることもあり、好ましくない。また、レーザー照射の位置合わせも高精度が要求される。

本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、レーザーリフトオフ法で転写基板が保持するチップ部品を転写先の基板に転写するのに際して、転写対象のチップのみを破損することなく確実に転写することができる転写方法およびこれを用いた画像表示装置の製造方法を提供するものである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、光硬化性の粘着層を介して転写基板に保持されたチップ部品を転写先基板に転写する転写方法であって、
前記粘着層を硬化する波長の光により前記粘着層をパターン露光して、前記粘着層の粘着力を部分的に低下させる露光工程と、前記露光工程の後に、レーザーリフトオフ法により前記チップ部品を前記転写先基板に転写するレーザーリフトオフ工程とを備える転写方法である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の転写方法であって、
前記露光工程に際して遮光する遮光領域を、少なくとも前記レーザーリフトオフ工程でレーザーを照射するレーザー照射範囲内に設ける転写方法である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の転写方法であって、前記レーザー照射範囲内に設けた前記遮光領域が、５μｍ角以上で５０μｍ角以下の範囲に相当する転写方法である。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の転写方法であって、
前記レーザーリフトオフ工程に用いる前記レーザー光がガウシャンビームであって、レーザー照射範囲が前記チップ部品のサイズより大きい転写方法である。

請求項５に記載の発明は、前記チップ部品としてＬＥＤチップを用い、
請求項１から請求項４の何れかに記載の転写方法により、前記転写先基板に転写した前記ＬＥＤチップを、前記転写先基板からＴＦＴ基板に転写する工程を備えた画像表示装置の製造方法である。

請求項６に記載の発明は、前記チップ部品としてＬＥＤチップを用い、前記転写先基板としてＴＦＴ基板を用い、
請求項１から請求項４の何れかに記載の転写方法により、前記ＬＥＤチップを前記ＴＦＴ基板に転写する工程を備えた画像表示装置の製造方法である。

請求項７に記載の発明は、光硬化性の粘着層を介して転写基板に保持されたチップ部品を転写先基板に転写する転写装置であって、
前記転写基板を保持する転写基板保持手段と、前記転写基板の前記チップ保持面の反対側から前記粘着層に、前記粘着層を硬化する波長の光を照射する光源と、
前記転写基板と前記光源の間に前記光を部分的に遮光するマスクを配し、前記チップ部品に対して位置合わせを行う機能と、前記転写基板から前記マスクを退避させる機能を有したマスク配置手段と、前記マスクを前記転写基板から退避させた状態で、前記転写基板の前記チップ保持面の反対側から前記チップ部品にレーザー光を照射するレーザー光源とを備えた転写装置である。

請求項８に記載の発明は、光硬化性の粘着層を介して転写基板に保持されたチップ部品を転写先基板に転写する転写装置であって、
前記転写基板を保持する転写基板保持手段と、記転写基板の前記チップ保持面の反対側から前記粘着層を硬化する波長のレーザー光を走査しながら照射して前記粘着層の粘着力を部分的に低下させる機能と、前記チップ部品をレーザーリフトオフ法により前記転写基板から前記先基板に転写するレーザー光を照射する機能とを有したレーザー光源とを備えた転写装置である。

本発明の転写方法を用いることで、レーザーリフトオフ法でチップ部品を転写基板から転写先基板に転写する際に、レーザー光のパワーを過大にすることがなくなり、転写対象のチップのみを破損することなく確実に転写することができ、配線基板へのチップ部品の転写および実装も確実に行なうことが出来る。このため、数百万個のＬＥＤチップをＴＦＴ基板に転写するような画像表示装置の製造にも好適である。

本発明の実施形態に係る転写基板（第１転写基板）の構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る第１転写基板の粘着層の感光性を説明するもので、（ａ）フォとマスクを用いて部分露光をしている状態、（ｂ）露光部が硬化して粘着性が低下した状態を示す図である。 本発明の実施形態に係り、（ａ）ウェハ基板に保持されダイシングされたチップ部品を示す図であり、（ｂ）ウェハ基板からチップ部品を第１転写基板に転写する工程を示す図であり、（ｃ）チップ部品が第１転写基板に転写された状態を示す図である。 本発明の実施形態に係り、（ａ）粘着層によりチップ部品を保持した第１転写基板、（ｂ）粘着層をパターン露光している状態、（ｃ）露光した部分で粘着層の粘着性が低下している状態を説明する図である。 本発明の実施形態に係り，（ａ）チップ部品を保持する粘着層の粘着性が部分的に低下した第１転写基板１と第２転写基板２を対向させた状態、（ｂ）第２転写基板と対向した第１転写基板のチップ部品にレーザー光を照射している状態を示す図であり、（ｃ）チップ部品が第２転写基板に転写された状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る転写装置の動作を説明するもので、（ａ）装置構成を示す図であり、（ｂ）露光工程の準備段階を示す図である。 本発明の実施形態に係る転写装置の動作を説明するもので、（ｃ）露光工程を示す図であり、（ｄ）レーザーリフトオフ工程を示す図である。 本発明の実施形態に係り、レーザーリフトオフ工程でガウシャンビームのレーザー光を照射している状態を示す図である。 レーザーリフトオフ工程でガウシャンビームのレーザー光を照射している状態を示す図において、レーザー光照射範囲よりもチップ部品のサイズが大きい例を示す図である。 ガウシャンビームのレーザー光を照射してもレーザー光照射範囲よりもチップ部品のサイズが大きい場合に本発明を適用した例を示すものであり。（ａ）第２転写基板と対向した、第１転写基板のチップ部品にレーザー光を照射している状態を示す図であり、（ｂ）チップ部品が第２転写基板に転写された状態を示す図である。 本発明の実施形態に係り、（ａ）チップ部品と粘着部の面形状を示す図であり、（ｂ）同低粘着部の具体的な形状を説明する図である。 本発明の実施形態に係り、レーザーリフトオフ工程のレーザー光照射範囲内とは別に粘着部を残す例を示す図である。 第二転写基板に本発明を適用する実施形態について説明するもので、（ａ）光硬化性の粘着層を有する第２転写基板の構成を示す図であり、（ｂ）同粘着層とベース基板の間に衝撃吸収層を有した構成を示す図である。 本発明の別の実施形態を説明するもので、（ａ）チップ部品側から光を照射して粘着層を露光している状態を示し、（ｂ）同露光により部分的に低粘着層が形成された状態を示す図である。 （ａ）ウェハ基板とチップ部品を示す上面図、（ｂ）断面図であり、（ｃ）配線基板とチップ部品を示す上面図、（ｄ）断面図である。 （ａ）ウェハ基板とチップ部品の断面の拡大図であり、（ｂ）配線基板にチップ部品を実装した断面の拡大図である。 ウェハ基板から配線基板にチップ部品を直接転写する工程を説明するもので、（ａ）ウェハ基板からチップ部品を剥離する工程、（ｂ）配線基板にチップ部品が転写された状態（ｃ）ウェハ基板から次のチップ部品を剥離する工程、（ｄ）配線基板に次のチップ部品が転写された状態、を示す図である。 ウェハ基板から剥離されたチップ部品が配線基板との衝突による衝撃で破損する様子を説明する図である。 従来のレーザーリフトオフ法によるチップ部品の転写工程を説明するものであり、（ａ）ウェハ基板からチップ部品を第１転写基板に転写する工程を示す図であり、（ｂ）チップ部品が第１転写基板に転写された状態を示すものであり、（ｃ）第２転写基板と対向した、第１転写基板のチップ部品にレーザー光を照射している状態を示す図である。 従来のレーザーリフトオフ法によるチップ部品の転写工程を説明するものであり、（ｄ）チップ部品が第２転写基板に転写された状態を示す図であり、（ｅ）第１転写基板の次のチップ部品にレーザー光を照射している状態を示す図であり、（ｆ）次のチップ部品が第２転写基板に転写された状態を示す図である。 レーザーリフト法において、（ａ）チップ部品に対してスポット径の小さなレーザー光を照射している状態を示す図であり、（ｂ）転写後のチップ部品が破損した状態を示す図である。 レーザーリフト法において、（ａ）チップ部品に対してスポット径の大きめなレーザー光を照射している状態を示す図であり、（ｂ）転写対象に隣接するチップ部品が部分剥離した状態を示す図である。

本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は本発明の実施形態に係る転写基板である第１転写基板１である。図１に示すように第１転写基板１はベース基板１０に粘着層１１が積層される構成となっている。

ベース基板１０は、レーザーリフトオフ法に用いるレーザー光Ｌの波長に対して透光性を有している必要がある。これは、レーザー光Ｌをチップ部品Ｃと粘着層１１の界面に照射する必要があるためである。

粘着層１１は、例えばシリコーンやアクリル系等に樹脂素材によって形成され、光硬化性を有しており、所定の波長の光により硬化して粘着性が低下するものである。すなわち、図２（ａ）に示すように、フォトマスクＰＭで部分的に遮光した状態で露光した場合、粘着層１１を硬化させる波長が含まれた光ＵＶであれば、露光した部分の粘着層１１は粘着力が低下し低粘着部１１Ｃとなる（図２（ｂ））。ここで、低粘着部１１Ｃは粘着性を有しない非粘着性の場合も含む。一方、遮光された部分は粘着部１１Ａとして粘着性を維持する。ただし、回折等による光の回り込みにより、粘着部１１Ａの外周部の粘着力が低下することはある。なお、以上の説明では、ベース基板１０が粘着層１１を硬化する波長の光を透過させることを前提としている。

以下、基板Ｗ上のチップ部品Ｃを第２転写基板２に転写するまでの工程に、図１に示す構成の第１転写基板１を用いた実施形態を、図３、図４および図５を用いて説明する。

図３（ａ）はウェハ基板Ｗに形成されダイシングされたチップ部品Ｃを示す図であり、個々のチップ部品Ｃにはバンプ電極Ｂが形成されている。なお、本発明が対象とするチップ部品は１辺が１００μｍ以下にダイシングされた微小サイズのものを主とするが、これに限定されるものではない。

図３（ｂ）は、ウェハ基板Ｗ上のチップ部品Ｃを第１転写基板１に転写する工程を説明するもので、ウェハ基板Ｗのチップ部品Ｃに第１転写基板１を密着させた状態でチップ部品Ｃをウェハ基板Ｗから剥離して第１転写基板１の粘着層１１に転写する状態を示したものである。図３（ｂ）の状態において、ウェハ基板Ｗを透過したレーザー光等によりチップ部品Ｃを加熱することにより、チップ部品Ｃを構成する成分が分解し、チップ部品Ｃとウェハ基板Ｗの界面で生じたガスによりチップ部品Ｃが剥離する。

この後、ウェハ基板Ｗと第１転写基板１を離せば、図３（ｃ）のようにチップ部品Ｃは第１転写基板１側に転写され粘着層１１に保持される。

次に、チップ部品Ｃが転写された第１転写基板１（図４（ａ））において、粘着層１１の粘着力を部分的に低下させる露光工程について説明する。

本実施形態の露光工程においては、粘着層１１を硬化させる波長の光により、図４（ｂ）に示すようにパターン露光を行なう。すなわち、チップ部品の配置に合わせたパターンを有するフォトマスクＰＭを、第１転写基板１のチップ部品Ｃを保持する面の反対面に配置して、粘着層１１を硬化する波長を含む光ＵＶを、フォトマスクＰＭを介して照射して露光するものである。

この露光により、図４（ｃ）に示すように、光ＵＶを照射された部分の粘着層１１は硬化して低粘着部１１Ｃとなる。一方、フォトマスクＰＭにより遮光されていた部分は硬化せず、粘着性を維持しているので粘着部１１Ａとなる（図４（ｃ））。ここで、光ＵＶの照射量により低粘着部１１Ｃと粘着部１１Ａの粘着力差を変化させることは可能であり、チップ部品Ｃの保持は実質的に粘着部１１Ａのみが担うような差を設けることが好ましい。なお、図４（ｃ）のようにチップ部品Ｃを保持した第１転写基板１の粘着層１１を部分的に低粘着部１１Ｃとした状態をチップ部品転写基板１００と呼ぶ。

図４（ｃ）では、チップ部品Ｃの中心部分の一定領域を残して、低粘着層１１Ｃとする例を示しており、このように低粘着部１１Ｃのパターンを形成するようなフォトマスクＰＭが図４（ｂ）に示す露光に用いられる。

次に、チップ部品転写基板１００からチップ部品Ｃを第２転写基板２にレーザーリフトオフ法により転写するレーザーリフトオフ工程について図５を用いて説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、チップ部品Ｃと粘着層２１が対向するようにして、スペーサー１０２を介して第１転写基板１と第２転写基板２を平行に配置する。ここで、スペーサー１０２は、一部のチップ部品Ｃを第２転写基板２に転写した後も、第１転写基板１が保持するチップ部品Ｃと第２転写基板２に転写されたチップ部品Ｃが干渉することなく、第１転写基板１と第２転写基板２の相対位置を平行移動できるだけの高さを有している。

この状態から、図５（ｂ）のように、レーザー光Ｌを照射することにより、ベース基板１０を透過した光は粘着層１１とチップ部品Ｃの界面に到達する。ここで、レーザー光Ｌの波長がチップ部品Ｃに吸収されるものであれば、チップ部品Ｃから生じたガス圧により、チップ部品Ｃには、粘着層１１から剥離する方向に力が加わる。なお、粘着層１１の材質が、未硬化状態で特定の波長を吸収してガスを放出するものであれば、レーザー光Ｌの波長を粘着部１１Ａが吸収する波長としてもよい。また、レーザー光Ｌの照射範囲は、チップ部品Ｃの面サイズ内に納まるようにして、隣接するチップ部品Ｃへの影響を回避することが望ましい。

図５（ｂ）に示すようなレーザー光Ｌの照射により、チップ部品Ｃには粘着層１１から離れる方向の力が加わるが、チップ部品Ｃを実質的に保持する粘着部１１Ａの面積を適切にしておくことにより、過度な運動エネルギーが加わることなくチップ部品Ｃを粘着層１１から確実に剥離することが出来る。具体的には、粘着層１１の粘着部１１Ａが、レーザー光Ｌの照射範囲内にあるのであれば、チップ部品Ｃを実質的に保持している部分とレーザーリフトオフ法により剥離させる箇所が一致するので、適度なエネルギーのレーザー光Ｌでレーザーリフトオフが確実に行なえる。すなわち、過大なエネルギーのレーザー光Ｌによってチップ部品を破損するようなことが防げる。このため、図４（ｂ）の露光工程で用いるフォトマスクＰＭによって遮光する遮光領域を、レーザーリフトオフ工程のレーザー照射範囲内としておくことが望ましい。

さらに、レーザー光Ｌのスポット径が小さめであってもチップ部品Ｃ周辺部は粘着保持されていないので、チップ部品Ｃ全体を剥離することが容易となる。このため、転写対象に隣接するチップ部品Ｃがレーザー光Ｌの影響を受けることも防げる。

結果として、図５（ｃ）に示したように、第１転写基板１から第２転写基板２に、チップ部品Ｃを破損することなく確実に転写することが出来る。

なお、図５（ｃ）に示した第２転写基板２の粘着層２１は、チップ部品Ｃを保持する粘着性に加えて、第１転写基板１から転写されるチップ部品Ｃの衝撃を緩和する柔軟性も有していることが望ましい。

図６および図７は、以上のような工程で第１転写基板１から第２転写基板２にチップ部品Ｃの転写を行なう装置の一例である転写装置１０１の構成および動作を示したものである。

図６（ａ）は転写装置１０１の構成を示すものであり、転写基板である第１転写基板１が光硬化性粘着剤１１を介して保持したチップ部品Ｃを、転写先基板である第２転写基板２に転写する例を示している。

転写装置１０１は、転写先基板ステージ３、転写基板保持手段４、マスク配置手段５、光源６、レーザー光源７、スライド機構８、レーザー光源スライド機構７０を構成要素としている。

転写先基板ステージ３は転写先基板を保持するものであり、本実施形態においては第２転写基板２を保持する機能を有している。転写基板保持手段４は転写基板を保持して、転写先基板と平行な状態で、間隔および平面方向の相対位置を調整するのに用いるものであり、本実施形態においては第１転写基板１を保持する機能を有している。マスク配置手段５はフォトマスクＰＭを転写基板（本実施形態では第１転写基板１）のチップ部品が保持されていない面に配置するものである。光源６は、粘着層１１を硬化させる波長を含む光ＵＶを転写基板のチップ部品が保持されていない側から照射するものである。図６（ａ）において光源６はライン状の光を照射する形状としているが、これに限定されるものではない。レーザー光源７は、転写基板に保持されたチップ部品Ｃにスポット的なレーザー光Ｌを照射するものであり、レーザー光Ｌを照射されたチップ部品Ｃは剥離して転写先基板に転写される。スライド機構８は、マスク配置手段５、光源６を直線的（図６（ａ）ではＹ方向にスライドさせる機能を有している。また、レーザー光源スライド機構７０はレーザー光源７を直線的（図６（ａ）ではＸ方向）にスライドさせる機能を有するとともに、スライド機構により直線的（Ｙ方向）に移動する機能を有している。

図６（ａ）に示した構成の転写装置１０１では、露光工程を行なうのに際して、まず図６（ｂ）のように、マスク配置手段５がフォトマスクＰＭを転写基板（第１転写基板１）と位置合わして配置してから、図７（ｃ）のように光源６が光ＵＶを照射して露光が行なわれる。転写装置１０１では光源６が、ライン状（Ｘ方向）の光ＵＶを照射するため、スライド機構８に沿って（Ｙ方向に）移動して面状の露光を実施する。

露光工程の後は、図７（ｄ）のように、マスク配置手段５がフォトマスクＰＭを転写基板の上から退避させ、レーザー光Ｌによるチップ部品Ｃのレーザーリフトオフ工程を行なう。レーザーリフトオフに際しては、スライド機構８およびレーザー光源スライド機構７０により、個々のチップ上にレーザー光源７を位置合わせしてレーザー光Ｌをチップ部品Ｃに照射する。

レーザーリフトオフ工程においては、転写先基板（第２転写基板２）上の所定の位置にチップ部品Ｃを転写するよう、転写基板保持手段４を用いて転写基板（第１転写基板１）を所定位置に配置する。

なお、本発明は、光源６、フォトマスクＰＭおよびマスク配置手段５がなくても実現可能である。すなわち、レーザー光源７が粘着層１１を硬化する波長の光を照射可能であれば、スライド機構８およびレーザー光源スライド機構７０により、レーザー光源７を走査して、粘着層１１を所定パターンで露光してもよい。ただし、レーザー光源７を用いたパターン露光に際しては、リフトオフ現象を発生させないように発振パワーを制御する必要がある。

ところで、レーザー光Ｌの照射範囲がチップ部品Ｃの面サイズ内に納まるようにすることが望ましいと記したが、本発明はレーザー光Ｌの照射範囲がチップ部品Ｃのサイズより大きい場合においても適用することができる。例えば、図８に示すように、照射範囲がチップ部品Ｃのサイズよりも大きいガウシャンビームのレーザー光Ｌｇであっても、照射範囲が隣接するチップ部品Ｃの粘着部１１Ａまで広がっていなければ、隣接するチップ部品Ｃへの影響は殆どない。

また、図９に示すような、ガウシャンビームのように広い照射範囲を有するレーザー光Ｌｇでもレーザーリフトオフ法の適用が困難であった大きめサイズのチップ部品Ｃ（以後はチップ部品ＣＷと記す）にも本発明は有効である。すなわち、ガウシャンビームのレーザー光Ｌｇほど広い照射範囲を有しないレーザー光Ｌを用いる場合であっても、図１０（ａ）のようにチップ部品ＣＷを保持する粘着部１１Ａのサイズを適切にすることで、図１０（ｂ）のようにレーザーリフトオフ法による転写が可能となる。

なお、図１０では断面図を示している、チップ部品ＣＷと粘着部１１Ａの面形状は図１１（ａ）のようになっており、チップ部品ＣＷの１個分で示したのが図１１（ｂ）である。ここで、図１１（ｂ）に示すように、粘着部１１Ａの面サイズは、チップ部品Ｃ（チップ部品ＣＷに限定しない）のサイズや照射するレーザー光の照射範囲にもよるが、５μｍ角以上で５０μｍ角のサイズ内に入ることが望ましい。このサイズであれば、形状は限定されず、円形であってもよい。

なお、チップ部品ＣＷのサイズが大きい場合、粘着部１１Ａをレーザー光Ｌ（Ｌｇ）の照射範囲のサイズに合わせた粘着部１１Ａのみでは淵部から剥離する可能性がある。このため、低粘着部１１Ｃの粘着力が若干強まるように、露光工程において照射する、粘着層１１を硬化する波長の光強度を弱めてもよい。ただし、低粘着部１１Ｃの面積が粘着部１１Ａに比べて大きくなると、レーザーリフトオフ工程を確実に行なうことも困難であり、低粘着部１１Ｃの粘着力を照射光強度で適切に制御するのも難しい。そこで、図１２のようにチップ部品ＣＷの淵部近傍に粘着部１１ａを設けてもよい。ここで、粘着部１１ａも大きすぎれば、レーザーリフトオフの際にチップ部品ＣＷを剥離する妨げとなり得るが、パターン露光により形成するため、適切なサイズと配置に設定することが容易である。

ここまで説明の実施形態では、レーザーリフト法により第１転写基板１が保持するチップ部品Ｃを第２転写基板２に転写する場合に限定しているが、本発明は第２転写基板２が保持するチップ部品Ｃを配線基板Ｓに転写する場合にも有効である。すなわち、第２転写基板２を転写基板とし、配線基板Ｓを転写先基板としてもよい。具体的には、図１３（ａ）に示す、ベース基板２０と粘着層２１からなる第２転写基板２において、粘着層２１を第１転写基板１の粘着層１１と同様な特性とすればよい。更に、第２転写基板２には衝撃吸収性も要求されることから、図１３（ａ）のベース基板２０と粘着層２１の間に衝撃吸収層２２を設けた構成としてもよい（図１３（ｂ））。ここで、衝撃吸収層２２は衝撃吸収特性とともに、少なくともレーザー光Ｌを透過させる光透過性を有しており、更に粘着層２１を硬化させる波長の光を透過させる光透過性を有していることが望ましい。

更に、本発明の別の実施形態として、図１４（ａ）のようにチップ部品Ｃ側から粘着層１１を硬化する波長を含む光ＵＶを照射してもよい。この場合、フォトマスクは用いず、隣接するチップ部品Ｃの隙間を通過する光ＵＶがチップ部品Ｃの端部で反射や回折することで、図１４（ｂ）のようにチップ部品の周縁部と対面する粘着層１１が硬化して低粘着層１１Ｃが形成され、チップ部品Ｃに比べて粘着部１１Ａのサイズを小さくすることが出来る。

以上のように、本発明では、チップ部品Ｃをレーザーリフト法で、第１転写基板１から第２転写基板２に転写するのに際して、あるいは第２転写基板２から配線基板Ｓに転写するのに際して、転写対象のチップ部品Ｃを破損することなく確実に転写先の基板に転写することが、転写対象に隣接するチップ部品Ｃにも悪影響を及ぼすことなく行なえる。

このため、本発明の転写基板を、多数のチップ部品を、間隔を空けて配線基板に実装するような用途に用いた場合、工程内のチップ破損率を極めて低く抑えることができ、リペアに要するコストも大幅に低減することができる。したがって、最終的な配線基板としてＴＦＴ基板を用い、チップ部品としてＬＥＤチップを用いるような画像表示装置の製造方法として本発明は好適であり、百万個以上のＬＥＤを用いる高品質の画像表示装置の製造方法として極めて適したものである。

１ 第１転写基板
２ 第２転写基板
３ 転写先基板ステージ
４ 転写基板保持手段
５ マスク配置手段
６ 光源
７ レーザー光源
８ スライド機構
１０ ベース基板
１１ 粘着層
１１Ａ 粘着部
１１Ｂ 低粘着部（非粘着部）
２０ ベース基板
２１ 粘着層
２２ 衝撃吸収層
７０ レーザー光源スライダー
１０１ 転写装置
１０２ スペーサー
Ｂ バンプ
Ｃ、ＣＷ チップ部品
Ｌ レーザー光
ＰＭ フォトマスク
Ｓ 配線基板
ＵＶ 粘着層を硬化させる波長を含む光
Ｗ ウェハ基板

Claims (8)

1. 光硬化性の粘着層を介して転写基板に保持されたチップ部品を転写先基板に転写する転写方法であって、
   前記粘着層を硬化する波長の光により前記粘着層をパターン露光して、前記粘着層の粘着力を部分的に低下させる露光工程と、
   前記露光工程の後に、レーザーリフトオフ法により前記チップ部品を前記転写先基板に転写するレーザーリフトオフ工程とを備える転写方法。
2. 請求項１に記載の転写方法であって、
   前記露光工程に際して遮光する遮光領域を、少なくとも前記レーザーリフトオフ工程でレーザーを照射するレーザー照射範囲内に設ける転写方法。
3. 請求項２に記載の転写方法であって、前記レーザー照射範囲内に設けた前記遮光領域が、５μｍ角以上で５０μｍ角以下の範囲に相当する転写方法。
4. 請求項１に記載の転写方法であって、
   前記レーザーリフトオフ工程に用いる前記レーザー光がガウシャンビームであって、レーザー照射範囲が前記チップ部品のサイズより大きい転写方法。
5. 前記チップ部品としてＬＥＤチップを用い、
   請求項１から請求項４の何れかに記載の転写方法により、前記転写先基板に転写した前記ＬＥＤチップを、
   前記転写先基板からＴＦＴ基板に転写する工程を備えた画像表示装置の製造方法。
6. 前記チップ部品としてＬＥＤチップを用い、前記転写先基板としてＴＦＴ基板を用い、
   請求項１から請求項４の何れかに記載の転写方法により、前記ＬＥＤチップを前記ＴＦＴ基板に転写する工程を備えた画像表示装置の製造方法。
7. 光硬化性の粘着層を介して転写基板に保持されたチップ部品を転写先基板に転写する転写装置であって、
   前記転写基板を保持する転写基板保持手段と、
   前記転写基板の前記チップ保持面の反対側から前記粘着層に、前記粘着層を硬化する波長の光を照射する光源と、
   前記転写基板と前記光源の間に前記光を部分的に遮光するマスクを配し、前記チップ部品に対して位置合わせを行う機能と、前記転写基板から前記マスクを退避させる機能を有したマスク配置手段と、
   前記マスクを前記転写基板から退避させた状態で、前記転写基板の前記チップ保持面の反対側から前記チップ部品にレーザー光を照射するレーザー光源とを備えた転写装置。
8. 光硬化性の粘着層を介して転写基板に保持されたチップ部品を転写先基板に転写する転写装置であって、
   前記転写基板を保持する転写基板保持手段と、
   記転写基板の前記チップ保持面の反対側から前記粘着層を硬化する波長のレーザー光を走査しながら照射して前記粘着層の粘着力を部分的に低下させる機能と、前記チップ部品をレーザーリフトオフ法により前記転写基板から前記先基板に転写するレーザー光を照射する機能とを有したレーザー光源とを備えた転写装置。