JP2022128476A - リフト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リフト装置におけるレセプター基板の大型化、細密化、及びタクトタイムの短縮を、高いリフト位置精度を保ったまま実現する。【解決手段】リフト対象物を載せたドナー基板及び／又はビーム整形光学系と縮小投影光学系を保持したまま移動する各ステージ群と、リフト先であるレセプター基板を保持するステージ群を別固体の定盤上に構築した機構とし、レーザ光に対する各基板の相対的な走査に伴う振動や当該走査を担うステージの同期位置精度の異常を最小化する。【選択図】図１Ａ

Description

本発明は、ドナー基板上に位置する対象物をレセプター基板上にレーザ照射を用いて精度よくリフト（ＬＩＦＴ：Ｌａｓｅｒ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｆｏｒｗａｒｄ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）する装置に関する。

ドナー基板上の有機ＥＬ層にレーザを照射し、対向する回路基板にこれをリフトする技術がある。特許文献１には、その技術として一つのレーザ光を矩形形状の均一強度分布を備える複数の矩形レーザ光へと変換し、これらを直列且つ等間隔に配置し、ドナー基板の所定の領域に一定時間以上隔てて所定回数重畳して照射し、ドナー基板と有機ＥＬ層間に位置する金属箔に吸収させ、弾性波を発生させ、これにより剥離された有機ＥＬ層を対向する回路基板上にリフトする技術が開示されている。

この技術においては、ドナー基板と回路基板の間に８０～１００[μｍ]を好適値とするスペーサを挟み、これらの間隔を一定に保持した状態にて一体化したものを一台のステージ上に載置してレーザ光に対し相対的にスキャンさせる構造を用いている。しかし、この場合対向させたドナー基板と回路基板を一体化させる工程が別途必要となるほか、回路基板と同一サイズのドナー基板が必要となり、回路基板の大型化の需要に伴い製造コストや装置の大型化も必要となる。

同じく、ドナー基板上の有機ＥＬ層を対向する回路基板にリフトする技術として、光吸収層をドナー基板と有機ＥＬ層間に設け、この光吸収層に照射したレーザ光を吸収させ、衝撃波を発生させ、１０～１００[μｍ]の間隔が設けられて対向する回路基板にリフトする技術が特許文献２において開示されている。しかし、レーザ光の走査方法やこれを実現するステージ構成、ひいては、リフト装置としての開示がない。そのため、回路基板の大型化に対応可能なリフト位置精度を維持、向上するための技術として参照することができない。

また、半導体デバイスの製造に用いられる露光装置において、ステップアンドスキャン法に関する技術が特許文献３に開示されている。その基本的な考え方は、ウエハステージの走査露光方向に沿った一列分のショット領域を、途中いくつかのショット領域を飛ばしながら間欠的に露光して、その途中でウエハステージを停止させないというものである。すなわち、レチクルを保持するレチクルステージと、ウエハを保持するウエハステージと、レチクルのパターンをウエハに投影する投影光学系を備え、投影光学系に対してレチクルステージとウエハステージを共に走査しながら露光を行い、レチクルのパターンをウエハの複数のショット領域に順に投影する露光装置であって、走査方向に沿って並んだウエハ上の複数のショット領域に対して、該ウエハステージを静止させることなく走査移動させながら、間欠的に露光を行う装置である。これにより、ウエハの大型化且つ処理速度の高速化の要求において、ウエハステージの加減速を繰り返すステップアンドリピート方式と比べ、そのステージの走査に伴う振動や揺れの露光精度に対する影響を軽減することができる。

しかし、この特許文献３に開示されている技術は、縮小投影露光を基本とする半導体露光装置の技術であり、本発明であるリフト技術とはその技術分野を異にするものである。すなわち、露光装置におけるレチクルステージとウエハステージの構成及び走査技術と、本発明に係るマスクパターンをドナー基板上の対象物に位置精度よく縮小投影し、さらに当該対象物を同じく高い位置精度にてレセプター基板にリフトするためのステージ構成及び走査技術とは全く異なるものである。従って、本発明における具体的なステージ構成及びその走査技術としては、これを参照することができない。

特開２０１４－６７６７１号公報 特開２０１０－４０３８０号公報 特開２０００－２１７０２号公報

ドナー基板を保持するドナーステージ及びこれに載置される光学系を保持する光学ステージの両ステージと、レセプター基板を保持するレセプターステージを独立の機構とする構成、さらには、ドナーステージに光学ステージを直接載置するのではなく、剛性の高い定盤にそれぞれが独立して設置される機構とする構成により、各ステージの走査に伴う振動や各種エラーがステージ間の同期位置精度に影響を与えることを最小化する。その結果として、リフト位置精度を維持したままレセプター基板の大型化、細密化、及びタクトタイムの短縮に寄与するリフト装置の提供を目的とする。

第１の発明は、移動するドナー基板の表面上に位置する対象物に向けて当該ドナー基板の裏面からパルスレーザ光を照射することで当該対象物を選択的に剥離し、これを当該ドナー基板と対向しながら移動するレセプター基板上にリフトする装置であって、パルス発振するレーザ装置と、前記レーザ装置から出射したパルスレーザ光を平行光にするテレスコープと、前記テレスコープを通過したパルスレーザ光の空間強度分布を均一に整形する整形光学系と、前記整形光学系により整形されたパルスレーザ光を所定のパターンにて通過させるマスクと、前記整形光学系と前記マスクとの間に位置するフィールドレンズと、 前記マスクのパターンを通過したレーザ光をドナー基板の表面に縮小投影する投影レンズと、前記フィールドレンズとマスクを保持するマスクステージと、前記整形光学系と前記マスクステージと前記投影レンズを保持する光学ステージと、ドナー基板をその裏面がレーザ光の入射側となる向きにて保持するドナーステージと、レセプター基板を保持するレセプターステージと、前記パルスレーザ光発振用のトリガー出力機能及びステージ制御機能を有するプログラマブル多軸制御装置と、を含み、前記レセプターステージは、水平面をＸＹ平面としたときのＹ軸、鉛直方向のＺ軸及びＸＹ平面内のθ軸を持ち、前記ドナーステージは、Ｘ軸、Ｙ軸及びθ軸を持ち、前記投影レンズは、当該投影レンズ用のＺ軸ステージと共に前記光学ステージに保持され、前記テレスコープ、前記整形光学系、前記フィールドレンズ、前記マスク及び前記投影レンズは、当該マスクのパターンをドナー基板表面にて縮小投影する縮小投影光学系を構成し、前記ドナーステージのＸ軸は、定盤１に設置され、前記レセプターステージのＹ軸は、当該定盤１とは異なる定盤２に設置され、前記ドナーステージのＹ軸は、前記ドナーステージのＸ軸に吊設されていることを特徴とするリフト装置である。

ここで、「移動する」基板とは、パルスレーザ光（図１Ａにおいて「ＬＳ」と表示。但し、図１Ａは第２の発明の主要構成部を示すものの、第１の発明の構成と共通する構成部分を含むため参照する。以下、同様。）の照射の際も停止せずに移動している場合と、パルスレーザ光の照射の際は停止し、移動と停止を繰り返す場合とを含み、これらは本発明に係るリフト装置によるリフト工程と要求されるタクトタイム等により選択される。また、ドナー基板（Ｄ）が移動と停止を繰り返し、レセプター基板（Ｒ）は停止しない構成や、その逆の場合の構成も含む。ドナー基板からの対象物の剥離に１ショットのみを用いる場合であって高タクトタイムが要求される場合は、好適に、ドナー基板とレセプター基板は同一又は異なる速度で停止することなく移動する構成が選択される。他方、対象物を一定厚積層させたい場合など、ドナー基板は停止することなく移動し、レセプター基板は一定ショット数の間停止する構成が選択される場合もある。

また、「対象物」には特に限定はなく、ドナー基板上に、又は光吸収層（図１Ａにおいて、図示省略。）を介してドナー基板上に一葉に設けられたリフト対象物であって、前述の特許文献に記載された有機ＥＬ層に代表される薄膜や、微細な素子状に且つ規則的に多数配設されたものを含み、これらに限定されない。なお、リフトのメカニズムには、レーザ光を照射された前記光吸収層が衝撃波を発生し、これにより対象物がドナー基板から剥離されレセプター基板に向けてリフトされるものや、光吸収層を持たず対象物に直接照射されたレーザ光により剥離されるものを含み、これらに限定されない。

ドナー基板の材質は、前記レーザ光の波長に対し透過特性を有していればよく、基板の大型化によるたわみ量の少ない材質が望ましい。なお、当該たわみ量がドナー基板とレセプター基板間のギャップの均一性を満たせない程に大きい場合は、ドナーステージ（Ｙｄ、θｄ）におけるドナー基板の保持方法、例えばドナー基板の中央付近に吸着エリアを設けるなどにより機械的に矯正するほか、後述するハイトセンサーの組み合わせによるギャップセンサーを用いて補正する方法がある。

本発明においてドナーステージの可動範囲は、ドナー基板の縁付近に位置する対象物をレセプター基板にリフトするためにドナー基板が移動すべきＸＹ平面領域を含み、レセプター基板の大きさに依存する範囲をいう。一例として、ドナー基板のＸＹ平面内のサイズが２００×２００［ｍｍ］、同じくレセプター基板が４００×４００［ｍｍ］の場合、ドナーステージ（Ｘｄ、Ｙｄ）が移動すべき所定の範囲は、概ね８００×８００［ｍｍ］となる。その様子を図４に示す。なお、ドナー基板の取り外しの為にさらに移動する必要がある場合は、その領域も含む。

また、「定盤」とあるのは、特にその材質は限定しないものの、極めて高い剛性をもつ材質でなければならない。定盤１（Ｇ１）については、剛性を持たせるために上面視にて「コ」型や、「□」型の形状にするのが望ましい。また、図１Ａにおいては、定盤２を一枚の形状にて図示しているが、具体的には、これをＹ軸方向に２本設置した定盤とし、その中間にリニアスケール及びリニアモーターを載置する構成でもよい。なお、定盤１及び定盤２は、同一の基礎定盤（Ｇ）上に固定されている構造とすることができる。さらに、Ｇ１は定盤１１（Ｇ１１）と定盤１２（Ｇ１２）との組み合わせから成る構成でもよい。

そして、いずれの定盤の材質も、鉄鋼、石材又はセラミック材などの剛性の高い部材を用いる必要がある。例えばこの石材には、グラナイト（花崗岩／御影石）に代表される石材を用いることができ、これに限定されない。また、すべての定盤が同一の材質から構成されている必要もない。

各ステージの移動については、後述する実施例において詳細説明するが、概ね以下の動作を行う。まず、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）は、ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）を吊設した状態で、Ｇ１に設置され、Ｘ軸方向に移動する。そして、この移動はドナー基板とレセプター基板間のＸ軸に沿った相対的位置を変更する。移動の様子を図１Ｂに示す。なお、いずれの図においても、ステージの可動テーブルやリニアガイド等の詳細は図示していない。

光学ステージ（Ｘｏ）の定盤等への設置方法は限定していないが、例えば、Ｘｄに載置された状態、Ｘｄが設置された定盤と同一の定盤に設置された状態、又はＸｄとは異なる定盤上に載置された状態など、様々な機構を選択することができる。ＸｏはＸｄと並行してＸ軸方向を移動し、整形光学系（Ｈ）、フィールドレンズ（Ｆ）、マスク（Ｍ）及び、投影レンズ（Ｐｌ）の各々の相対的位置は変動させることなく、これらを一体にて移動させる。他方、このＸ軸に沿ったＸｏの移動は、ドナー基板と投影レンズ間の相対的位置関係を変更する。その移動の様子を図１Ｃに示す。

なお、ドナー基板と投影レンズのＸ軸方向における相対的位置の変更が不要な場合は、常にドナーステージのＸ軸と共に移動する構成、すなわち光学ステージを省略し、ホモジナイザー、フィールドレンズ、マスク及び投影レンズは全てドナーステージのＸ軸上、又は、別途定盤上に固定する構造でもよい。

マスクは、マスクステージに保持され、そのマスクステージは、少なくともフィールドレンズと共にＸ軸方向に移動するＷ軸を有し、好適には、そのほかＹ軸方向のＵ軸、Ｚ軸方向に移動するＶ軸、ＹＺ面内の回転軸であるＲ軸、Ｖ軸に対する傾きを調整するＴＶ軸及びＵ軸に対する傾きを調整するＴＵ軸を有するとよい。また、マスクへのレーザ照射による熱量の投入を抑えるため、当該マスクの手前に、マスクパターンより一回り大きいパターンを配したアパーチャーマスクを設け、前記マスクと合わせてダブルマスク構造とすることもできる。

ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）とレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）は、リフト工程中ドナー基板とレセプター基板のギャップを一定に保ったまま、及び極めて高い平行度を維持したまま、同一又は異なる速度で移動する。そして、各ステージ群の移動方法及びこれらを支える定盤等の上述の構造により、レセプター基板の移動機構をＹ軸に限定し、且つドナー基板の移動機構と分離することで、互いの基板の移動領域の干渉や振動による相互の影響を抑え、レセプター基板のサイズの大型化や細密化に対応できる。

第２の発明は、第１の発明において、前記ドナーステージのＸ軸が前記定盤１の上に載置され、前記光学ステージは、当該ドナーステージのＸ軸上に載置されていることを特徴とするリフト装置である。

図１Ａは、この第２発明に係るリフト装置の主要構成部分（側面視）を示す。図１Ｂは、図１Ａの状態から、ＸｄがＸｏを載せて移動した様子（側面視）を示す。図１Ｃは、図１Ｂの状態から、ＸｏがＸｄ上を移動した様子（側面視）を示す。図１Ｄは、図１Ｃの上面視を示す。

第３の発明は、第１の発明において、前記光学ステージが前記定盤１上に載置され、且つ、前記ドナーステージのＸ軸が当該定盤１に吊設されていることを特徴とするリフト装置である。

図２Ａは、この第３発明に係るリフト装置の主要構成部分（側面視）を示す。図２Ｂは、図２Ａの状態から、ＸｄとＸｏがＧ１上（ＸｄはＧ１に吊設。）を同一距離移動した様子（側面視）を示す。図２Ｃは、図２Ｂの状態から、ＸｏのみＧ１上を移動した様子（側面視）を示す。

第４の発明は、第１の発明において、前記ドナーステージのＸ軸が前記定盤１に設置され、前記光学ステージが当該定盤１及び前記定盤２のいずれとも異なる定盤３に載置されていることを特徴とするリフト装置である。

ここで「定盤１に設置」とは、定盤１上に載置する状態、及び定盤１から吊設する状態を含み、これらに限定されない。

第５の発明は、第１の発明において、前記ドナーステージのＸ軸と前記定盤１との間、及び、当該ドナーステージのＸ軸と前記ドナーステージのＹ軸との間に、それぞれ、両者間のＸＹ平面内における設置角度を微調整するための回転調整機構を有していることを特徴とするリフト装置である。

ここで、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）と定盤１（Ｇ１）間に設置する回転調整機構（ＲＰ）の一例を図３Ａに示す。この図３Ａにおいて、左図は上面視、右図はＸ軸方向からの側面視を表す。そして、上面視図において外側に位置する一列の孔は、Ｇ１との固定に用いられ、且つ、回転調整機能を持たすために「あそび」（余裕・ゆとり）を有している。さらに、上面視図において内側に位置する二列の孔は、このＲＰとＸｄのリニアガイドを固定するためのネジを通す孔である。なお、「あそび」を持たせる側をこのＸｄのリニアガイド用の孔とすることも可能であるが、２本のリニアガイドを独立平行にて固定する場合、設置工程の難易度が上がる可能性がある。

他方、Ｘｄとこれに吊設するドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）間に設置するＲＰの一例を図３Ｂに示す。上面視図において外側に位置する二列の孔は、Ｘｄとの固定に用いられ、且つ、回転調整機能を持たすために「あそび」を有している。さらにＹ軸方向に並ぶ二列の孔は、Ｙｄとの固定に用いられる。

このほか、Ｇ１とＸｄの間に設置するＲＰとして、前記とは異なるＲＰを用いることもできる。例えば、（図示は省略するが）Ｘｄを載置するＲＰをＧ１に対しＸＹ平面内にて回転調整させるための支点（Ｚ軸方向の回転軸）を当該ＲＰとＧ１の接触面に設け、その支点から十分離れたＲＰの側面（鉛直面）に当該支点に対する力点を設ける。この力点近くのＧ１上に、力点に向かって水平に押し込む大型ネジを設置する。同様に、これと反対側のＲＰの側面に大型ネジを設置する。これにより、Ｘｄが載置されたこのＲＰを、Ｇ１に対し前記支点を中心に［μｒａｄ］オーダーでＸＹ平面内を回転させることができる。

第６の発明は、第２の発明において、前記ドナーステージのＸ軸と前記定盤１との間、当該ドナーステージのＸ軸と前記光学ステージとの間、及び、当該ドナーステージのＸ軸と前記ドナーステージのＹ軸との間に、ぞれぞれ、両者間のＸＹ平面内における設置角度を微調整するための回転調整機構を有していることを特徴とするリフト装置である。

これらのＲＰとしては、例えば、前出の図３Ａに示すＧ１とＸｄ間に用いるＲＰ、図３Ｃに示すＸｄとＸｏ間に用いるＲＰ、及び図３Ｂに示すＸｄとＹｄ間に用いるＲＰを使用することができる。

第７の発明は、第３の発明において、前記ドナーステージのＸ軸と前記定盤１との間、前記光学ステージと前記定盤１との間、及び、当該ドナーステージのＸ軸と前記ドナーステージのＹ軸との間に、ぞれぞれ、両者間のＸＹ平面内における設置角度を微調整するための回転調整機構を有していることを特徴とするリフト装置である。

ここでは、例えば、ＸｏとＧ１間及びＸｄとＧ１間の回転調整機構として図３Ａに示すＲＰをそれぞれに用い、他方、ＸｄとＹｄ間の回転調整機構として図３Ｂに示すＲＰを用いる。前者のＲＰにはＸｏ及びＸｄのリニアガイド固定用ネジを通す孔を有し、当該孔に持たせた「あそび」により、それぞれのステージ用リニアガイドが固定されたＲＰとＧ１とのＸＹ平面内の設置角度を調整する。

第８の発明は、第４の発明において、前記ドナーステージのＸ軸と前記定盤１との間、前記光学ステージと前記定盤３との間、及び、当該ドナーステージのＸ軸と前記ドナーステージのＹ軸との間に、ぞれぞれ、両者間のＸＹ平面内における設置角度を微調整するための回転調整機構を有していることを特徴とするリフト装置である。

第９の発明は、第１乃至第８のいずれかの発明において、前記パルスレーザ装置がエキシマレーザであることを特徴とするリフト装置である。

ここで、エキシマレーザの発振波長は、主に１９３、２４８、３０８又は３５１［ｎｍ]であるが、光吸収層の材料や対象物の光吸収特性により、これらの中から好適に選択される。

第１０の発明は、第９の発明において、前記パルスレーザ装置から出射するレーザパルスの任意のパルス列を遮断する、パルスシャッターを備えていることを特徴とするリフト装置である。

パルス発振するレーザ装置は、前記プログラマブル多軸制御装置からトリガー信号を受信し発振を開始するが、その発振直後の一定数又は一定時間内のパルスのエネルギーは、その応用によっては用いることができないほどに不安定であることが知られている。よって、この不安定なパルス群を排除するため機械的シャッター動作によりこれを排除することが必要である。具体的には、例えば１［ｋＨｚ]で発振するエキシマレーザの場合、隣り合うレーザパルス間のタイムウインドーは約１［ｍｓ］であり、この時間内に一定の距離を移動（横切ることが）できる高速のシャッター機能が必要である。この一定の距離は、シャッターを動作させる場所におけるレーザ光の空間的大きさに依存し、その距離が５［ｍｍ］であれば要求されるシャッター動作速度は、５［ｍ／ｓ］となり、ボイスコイル等を用いて光路に光学素子を出し入れして行う超高速シャッターが要求される。なお、その空間的大きさを成形光学系等により小さくし、シャッター部材が横切る距離を短くできたとしても、レーザ光のエネルギー密度によっては容易に損傷してしまう。

第１１の発明は、第１乃至第１０のいずれかの発明において、前記プログラマブル多軸制御装置が、少なくともレセプターステージのＹ軸とドナーステージのＹ軸を同時に制御する機能を有し、且つ、各ステージの移動位置エラーを補正するために予め作成された二次元分布補正値データを用いて当該移動位置エラーを補正する手段を備えていることを特徴とするリフト装置である。

例えば、Ｘｄ又はＸｏと、Ｙｒ又はＹｄとの、いずれかの組み合わせによる疑似的なＸＹ平面における二次元分布補正値データ情報を用いて、レーザ光の照射時の、レセプター基板とドナー基板の位置補正を行うものである。補正される位置エラーの要因には、各ステージの移動に伴うピッチング、ヨーイング及びローリングが含まれ、これらに限定されない。また、補正値を決定するパラメータには、前記各ステージの位置情報に加え、ＹｒとＹｄの移動速度とその比も含まれる。

第１２の発明は、第１乃至第１１のいずれかの発明において、前記ドナー基板の位置をモニターする高倍率カメラが前記レセプターステージのＺ軸に設置され、又は、レセプター基板の位置をモニターする高倍率カメラが、前記ドナーステージのＸ軸若しくはこれと共に移動する部分、若しくは、前記光学ステージ若しくはこれと共に移動する部分に設置されていることを特徴とするリフト装置である。

ここで、「ドナーステージのＸ軸と共に移動する部分」には、Ｘｄに吊設されるＹｄも含まれる。本発明において、各ステージのＹ軸同士の平行度及びＸ軸同士の平行度、並びに、各ステージのＹ軸とＸ軸の直角度は、リフト位置精度を左右する重要なパラメータである。そして、各ステージを組み上げる際の平行度及び直角度の検証においては、アライメント用基板を保持した各ステージの移動距離に対し、これと直交する方向のズレ量を高倍率且つ高分解能のカメラにてモニターし、前記回転調整機構を用いて直角度の調整をする。また、ＹｒとＹｄ間の平行度の調整においては、両ステージを同期して同一距離を移動（並走）させ、一方のステージに取り付けられた高倍率カメラにより、対向するステージに付されたパターンマッチングされたアライメントマーク画像（十字マークなど）の位置が、移動することなく静止しているか否かを観察する。この場合、Ｙ軸方向の移動はＹｄとＹｒの同期の異常を意味し、Ｘ軸方向の移動はＹｄとＹｒの平行度の調整ミスを意味する。

なお、高倍率カメラとしては一般的にＣＣＤカメラを用いる。倍率等はリフト位置精度に依存するものの、一例として前述の［μｒａｄ］オーダーのズレ量を検知する場合、すなわち１［ｍ］のステージ移動距離に対し１［μｍ］のズレ量を検知する場合は、分解能１［μｍ］、且つ倍率２０倍乃至５０倍程度のものを用いるとよい。

第１３の発明は、第１乃至第１２のいずれかの発明において、前記ドナーステージと前記レセプターステージが、前記ドナー基板の表面（下面）と前記レセプター基板の表面のギャップを計測するギャップセンサーを備えていることを特徴とするリフト装置である。

ここで、ギャップセンサーとは、ドナー及びレセプターステージの各々に設置されたハイトセンサーを組み合わせたものであり、ドナーステージに設置されたハイトセンサーはレセプター基板までの距離を、レセプターステージに設置されたハイトセンサーはドナー基板までの距離を計測し、両計測値及びハイトセンサーの高さ情報からドナー基板とレセプター基板間のギャップを算出する。

第１４の発明は、第１１乃至１３のいずれかの発明において、前記レセプターステージのＹ軸用及び前記ドナーステージのＹ軸用として、それぞれにレーザ干渉計を用いた位置計測手段を備えていることを特徴とするリフト装置である。

レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）用レーザ干渉計の構成としては、Ｙｒと共に移動する部分に保持されたミラー（Ｉｃ）と、当該移動による振動等の影響を受けにくい定盤、例えば定盤２（Ｇ２）に固定された干渉計用レーザ（ＩＬ）と、１／４波長板等（図示省略）からなる構成とすることができる。また当該ミラーとして、好適には、３軸のコーナーキューブ（レトロリフレクター）を用い、レセプター基板の位置（高さ）に可能な限り近いほうが望ましい。図５Ａにて概略を示す。（ドナーステージ群及びレセプターステージのＺ軸、θ軸の図示は省略。）

Ｙｒは、そのリニアエンコーダからの位置情報に基づいてプログラマブル多軸制御装置により制御されるものの、このリニアエンコーダの校正用として、さらには、後述するＹｒとＹｄのギアモード動作において、そのギア比を精細に調整する際の校正用として、このレーザ干渉計を用いる。

ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）用レーザ干渉計の構成としては、Ｘｄに吊設されたＹｄと共に移動する面に保持されたＩｃと、同じくＸｄに固定されたＩＬと、１／４波長板等（図示省略。）からなる構成とすることができる。ここでも、当該ミラーとして、好適には、３軸のコーナーキューブ（レトロリフレクター）を用い、ドナー基板の位置（高さ）に可能な限り近いほうが望ましい。図５Ｂにて概略を示す。（レセプターステージ群は図示を省略。）なお、いずれの干渉計用レーザの検出方式の選択も、要求されるリフト位置精度によって最適なものを選択すればよい。

第１５の発明は、第１乃至第１４のいずれかの発明において、前記マスクパターンが前記投影レンズにより縮小投影され結像する位置と共役な位置に撮像面を持つ共焦点ビームプロファイラーを備えていることを特徴とするリフト装置である。

この共焦点ビームプロファイラーにより、ドナー基板表面に縮小投影されているレーザ光の位置及び空間的強度分布の状態、並びにその結像状態を、リアルタイム且つ縮小結像光学系の結像分解能と同等の精度でモニターすることができる。

第１６の発明は、第１３乃至第１５のいずれかの発明において、前記ギャップセンサーを用いて、予めドナー基板のたわみ量をドナー基板のＸＹ位置情報と共に計測し、当該計測により得られるたわみ量の二次元分布データに基づき、前記レセプターステージのＺ軸（Ｚｒ）又は前記投影レンズのＺ軸ステージによる調整を用いてドナー基板とレセプター基板のギャップを補正しながらリフトすることを特徴とする第１３乃至第１５のいずれかの発明に係るリフト装置の使用方法である。

第１７の発明は、第１１乃至第１６のいずれかの発明に係る前記リフト装置の組み上げ工程における、前記レセプターステージのＹ軸と前記ドナーステージのＹ軸の平行度の調整方法であって、前記レセプターステージのＺ軸及びθ軸と共に真直度の調整がなされたＹ軸を基準とし、当該レセプターステージのＹ軸と前記ドナーステージのＸ軸の直角度を、前記定盤１と当該ドナーステージのＸ軸との間に位置する回転調整機構により調整するステップと、直角度が調整された当該ドナーステージのＸ軸に吊設されたドナーステージのＹ軸と前記レセプターステージのＹ軸を同期して並走させ、当該レセプターステージのＹ軸と共に移動する部位に取り付けられた高倍率カメラにより対向するドナーステージのＹ軸上のアライメントマークを観察するステップと、当該観察の結果に基づき、前記ドナーステージのＸ軸と前記ドナーステージのＹ軸の間の回転調整機構により、当該レセプターステージのＹ軸と当該ドナーステージのＹ軸の平行度を調整するステップとを、この順にて含むことを特徴とする第１１乃至第１６のいずれかの発明に係るリフト装置の調整方法である。

なお、高倍率カメラは、ＹｄとＹｒの平行度を精度よく確認し、調整するために、Ｙｒ上に載置される各ステージやプレートなどのうち最も高い位置にあり、且つ剛性の高い部分に取り付けるのが望ましい。

本発明は、ドナー基板とレセプター基板の高い同期位置精度を基に、リフト装置におけるレセプター基板の大型化とタクトタイムの短縮を、高いリフト位置精度を保ったまま実現する。

本発明に係るリフト装置の主要構成部分（側面視）を示す。（第２発明） 図１Ａの状態から、ドナーステージのＸ軸が光学ステージを載せて移動した様子（側面視）を示す。 図１Ｂの状態から、光学ステージがドナーステージのＸ軸上を移動した様子（側面視）を示す。 図１Ｃの上面視図。 本発明に係るリフト装置の主要構成部分（側面視）を示す。（第３発明） 図２Ａの状態から、ドナーステージのＸ軸と光学ステージが定盤１上を同一距離移動した様子（側面視）を示す。 図２Ｂの状態から、ドナーステージのＸ軸のみ定盤１上を移動した様子（側面視）を示す。 Ｇ１とＸｄ間に用いる回転調整機構の例を示す。 ＸｄとＹｄ間に用いる回転調整機構の例を示す。 ＸｄとＸｏ間に用いる回転調整機構の例を示す。 レセプター基板のサイズに応じてドナーステージが移動すべき範囲を示す。 レセプターステージのＹ軸用レーザ干渉計が設置されている様子を示す。 ドナーステージのＹ軸用レーザ干渉計が設置されている様子を示す。 マスクに施されたパターンの例を示す。 複数列のマスクパターンによるリフト工程の様子を示す。 共焦点ビームプロファイラーのモニターの様子を示す。 リフト工程の１ショット目を示す。 リフト工程の２ショット目を示す。 リフト工程の３ショット目を示す。 ギア比１：２により1回走査後のレセプター基板の様子を示す。 ドナーステージのＸ軸のステップ走査の様子を示す。 レセプターステージのＹ軸とドナーステージのＹ軸を並進させた際の同期位置エラーを示す。 マトリックス状のドナー基板を用いたリフト工程の１ショット目を示す。 マトリックス状のドナー基板を用いたリフト工程の２ショット目を示す。 マトリックス状のドナー基板を用いたリフト工程の３ショット目を示す。

以下、図面を参照して本発明に係るリフト装置の具体的構成について詳細に説明する。

本実施例１においては、サイズが２００×２００［ｍｍ］のドナー基板上に、光吸収層を介して一葉に形成された層状（ベタ膜）の対象物を、サイズが４００×４００［ｍｍ］のレセプター基板に対し、１個当たりの形状が１０×１０［μｍ］の素子状のリフト対象物として縦１２０００×横１２０００の合計１４４百万個マトリックス状にリフトする実施例を示す。この１４４百万個のリフト位置は、±１［μｍ］の位置精度であり、各々の縦・横のピッチは３０［μｍ］である。

はじめに、本発明の実施に係るリフト装置の主要構成部分を図１Ａに示す。なお、図１Ａにおいてはレーザ装置、制御装置、その他モニター等の図示は省略し、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向は図中に示した。定盤１（Ｇ１）、定盤１１（Ｇ１１）、定盤１２（Ｇ１２）及び定盤２（Ｇ２）には全てグラナイトを用いた石定盤とした。そして、基礎定盤（Ｇ）には合成の高い鉄を用いた。なお、本実施例は、前出の第６の発明の構成を基本とする実施例である。

本発明の実施例１に係るリフト装置の構成を、レーザ装置からパルスレーザ光が出射しドナー基板上の対象物に照射されるまでを、レーザ光の伝搬にそって順に説明する。まず、本実施例１において用いるレーザ装置は、発振波長を２４８［ｎｍ］とするエキシマレーザである。出射するレーザ光の空間的分布は、概ね８×２４［ｍｍ］であり、ビーム拡がり角は１×３［ｍｒａｄ］である。いずれも（縦×横）の表記であり、数値はＦＷＨＭである。

なお、エキシマレーザの仕様は様々であり、出力の違い、繰り返し周波数の違い、ビームサイズの違い、ビーム拡がり角の違い等はもとより、出射するレーザ光が縦長（前記縦と横を逆転したもの。）のものまで存在するが、光学系の追加、省略又は設計変更により、本実施例１において用いることができるエキシマレーザは多く存在する。また、レーザ装置は、その大きさにも依存するが、一般的にリフト装置のステージ群が設置される土台とは異なる土台（レーザ用定盤）の上に設置される。

エキシマレーザからの出射光はテレスコープ光学系に入射し、その先の整形光学系へと伝搬する。ここで、整形光学系は、図１Ａに示すとおり、その光軸をＸ軸に沿って光学ステージ（Ｘｏ）上に保持されており、当該光学ステージは、ドナー基板を移動させるドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）上に設置されている。そして、この整形光学系に入射する直前におけるレーザ光は、このドナーステージのＸ軸の移動範囲内のいずれの位置においても、概ね平行光となるよう、テレスコープ光学系により調整されている。そのため、Ｘｄ及び／又はＸｏのＸ軸方向の移動に拘わらず、常に、整形光学系に対し、概ね、同一サイズ、同一角度（垂直）により入射する。本実施例１においては、そのサイズは、概ね２５×２５[ｍｍ]（縦×横）である。

本実施例１における整形光学系（Ｈ）は、光軸方向に対し垂直な面内に２枚一組の１軸シリンドリカルレンズアレイを２組直角に組み合わせたものである。ぞれぞれの組内における初段のレンズアレイは、後段のレンズアレイ及びその後に位置するコンデンサーレンズ（図示省略。）により、マスク（Ｍ）上に像を結ぶ配置である。

整形光学系を通過したレーザ光は、投影レンズ（Ｐｌ）との組み合わせにおいて像側テレセントリック縮小投影光学系を構成するフィールドレンズ（Ｆ）を経てマスクに入射する。マスク上でのレーザ光のサイズは、１×５０［ｍｍ］（ＦＷＨＭ）であり、その空間的強度分布均一性が±５％以内の領域のサイズは、０．５×４５［ｍｍ］以上を維持している。

マスクはマスクステージに固定されており、このマスクステージは、前述のとおりフィールドレンズと共にＸ軸方向に移動するＷ軸、Ｙ軸方向のＵ軸、Ｚ軸方向に移動するＶ軸、ＹＺ面内の回転軸であるＲ軸、Ｖ軸に対する傾きを調整するＴＶ軸及びＵ軸に対する傾きを調整するＴＵ軸の計６軸調整機構を持つ。

本実施例１におけるマスクには、合成石英板にクロムメッキにてパターンが描画された（施された）ものを用いる。図６にその概略を示す。このマスクにおいて、クロムメッキが施されていない白く示された窓部分（ａ）はレーザ光を透過し、クロムメッキが施されている有色部分（ｂ）はレーザ光を遮断する。一つの窓の形状（ａ）は５０×５０［μｍ］であり、これがＸ軸方向（一列）に、１５０［μｍ］間隔にて４３．８５［ｍｍ］にわたり、合計３００個配置されている。また、クロムメッキを施す面は、レーザ光の出射側であり、他方、入射側には２４８［ｎｍ］用の反射防止膜を施してある。さらに、クロムメッキに代えて、アルミ蒸着や誘電体多層膜を用いることもできる。

なお、一枚のマスクにおいて、複数のパターンを切り替えて用いるリフト工程の場合には、前記整形光学系からマスク上に照射されるレーザ光のサイズの範囲内、且つマスクステージの可動範囲内であれば、異なるパターンの描画されたマスクを用いることができる。

また、図７において、レセプター基板（Ｒ）を１回走査させる間（但し、途中停止を含む。）に、ドナー基板（Ｄ）を同一の速度で複数回又は往復走査させるリフト工程を用いる場合など、図６に示すマスクパターンが一列ではなく、複数列のパターン（但しレーザ照射はそのマスクパターンのうち間欠的且つ選択的に照射。図７においては、３×２列のマトリックスとして表示。）を採用することも可能である。これにより、レセプター基板よりサイズの小さなドナー基板を用いることが可能になる。

前記マスクパターンを通過したレーザ光は、その伝搬方向を落射ミラーにより鉛直下方（－Ｚ方向）に変え、投影レンズに入射する。この投影レンズは、２４８ｎｍ用の反射防止膜が施され、１／５の縮小倍率を持つ。詳細は下表１のとおりである。

投影レンズから出射されたレーザ光は、ドナー基板の裏面から入射し、その表面（下面）に形成されている光吸収層の所定の位置に対し、前記マスクパターンの１／５の縮小サイズにて正確に投影される。ここで、ＸＹ平面内における所定の位置は、予めドナー基板に付されたアライメントマーク等を基準に、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）、Ｙ軸（Ｙｄ）及びθ軸（θｄ）により調整後、決定される。

ドナー基板の表面と光吸収層の境界面に投影レンズによるマスクパターンの像面が焦点を結ぶように調整するには、投影レンズのＺ軸ステージ（Ｚｌ）とフィールドレンズ（Ｆ）を載せたマスクステージのＷ軸の位置を調整する。なお、ドナー基板のＺ軸方向の調整機能（Ｚ軸ステージ）を追加することもできるが、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）への加重負荷が増加することによるリフト位置精度の低下を考慮する必要がある。

ドナー基板表面と光吸収層の境界面における結像位置の調整の際には、結像面と共役の関係にある平面を撮像面に持つ共焦点ビームプロファイラー（ＢＰ）を用いたリアルタイムモニターが有効である。その調整画面の様子を図８に示す。本実施例１においては、ドナー基板表面と光吸収層との境界面に縮小結像されるレーザ光の空間的強度分布を、リアルタイム且つ高分解能にてモニターする。

以上が、レーザ装置から出射したパルスレーザ光の伝搬に関する本実施例１における装置構成が果たす機能である。

次に、本発明に係る装置において、レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）とドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）の平行度を、本実施例１の構成を用いていかに機械的に実現するかについて簡単に説明する。

各ステージは、図１Ａに示すとおり、石定盤１（Ｇ１）上にドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）が載置され、その上に光学ステージ（Ｘｏ）が載置されている。レセプターステージ群（Ｙｒ、θｒ、Ｚｒ）は、石定盤２（Ｇ２）上に載置されている。そして、全体は基礎定盤（Ｇ）の上に構築されている。そして、回転調整機構（ＲＰ）はＧ１とＸｄ間、ＸｏとＸｄ間、そしてＸｄとＹｄ間に設けた（図示省略）。

なお、各ステージの軸の直角度及び平行度を調整するためには、ドナー基板の代わりにドナーステージに保持させる調整基板ＡＤ及びレセプター基板の代わりにレセプターステージに載置する調整基板ＡＲを用いる。いずれの調整基板にもアライメントラインとして正確に直角を成すＸ軸（アライメントラインＸ）とＹ軸（アライメントラインＹ）を示す線が描画されており、所定の位置（間隔）にマークも付されている。

１）ＹｒとＡＲ（Ｙ）の平行度（ＹｒとＡＲ（Ｘ）の直角度）
レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）と調整基板ＡＲ上のアライメントラインＹの平行度を調整するため、レセプターステージのＺ軸（Ｚｒ）上に載置された調整基板ＡＲを、光学ステージ（Ｘｏ）又はこれに設置された投影レンズ用のＺ軸ステージに固定された高倍率ＣＣＤカメラにより観察する。前記Ｙｒ軸を４００［ｍｍ］移動させ、アライメントラインＹのＸ軸方向のズレ量が１［μｍ］以内に収まるよう、レセプターステージのθ軸（θｒ）を用いて調整する。なお、このときのステージの移動距離は、ステージの有効ストロークの範囲内であり、また、許容すべきズレ量については、要求されるリフト精度に応じて変動する。（以下同じ。）

２）ＡＲ（Ｘ）とＸｄとの平行度（ＹｒとＸｄの直角度）
次に、前記により調整された調整基板ＡＲのアライメントラインＸを用いて、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）とレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）との直角度を、同じく光学ステージ（Ｘｏ）又はこれに設置された投影レンズ用のＺ軸ステージに固定された高倍率ＣＣＤカメラにより観察しながら調整する。前記Ｘｄ軸を４００［ｍｍ］移動させ、アライメントラインＸのＹ軸方向のズレ量が１［μｍ］以内に収まるよう、前述のＧ１とＸｄ間の回転調整機構を用いて両者の取り付け角度を調整すると共に、Ｇ１とＸｄ、すなわちＹｒに対するＸｄの取り付け角度を調整する。

３）ＡＲ（Ｘ）とＸｏの平行（ＹｒとＸｏの直角度、ＸｄとＸｏの平行度）
前記により調整された調整基板ＡＲのアライメントラインＸを用いて、光学ステージ（Ｘｏ）とドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）との平行度を、光学ステージ（Ｘｏ）又はこれに設置された投影レンズ用のＺ軸ステージに固定された高倍率ＣＣＤカメラにより観察しながら調整する。前記Ｘｏ軸を２００［ｍｍ］移動させ、アライメントラインＸのＹ軸方向のズレ量が０．５［μｍ］以内に収まるよう、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）に対する光学ステージ（Ｘｏ）の平行度を両者間の回転調整機構により調整する。

４）ＹｄとＡＤ（Ｙ）の平行度
ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）と調整基板ＡＤ上のアライメントラインＹの平行度を調整するため、ドナーステージのθ軸（θｄ）に保持された調整基板ＡＤを、光学ステージ（Ｘｏ）又はこれに設置された投影レンズ用のＺ軸ステージに固定された高倍率ＣＣＤカメラにより観察する。前記Ｙｄ軸を２００［ｍｍ］移動させ、アライメントラインＹのＸ軸方向のズレ量が０．５［μｍ］以内に収まるよう、ドナーステージのθ軸（θｄ）を用いて調整する。

５）ＡＤ（Ｘ）とＸｏの平行度（ＡＤ（Ｘ）とＸｄの平行度、ＸｄとＹｄの直角度）
ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）とドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）の直角度を調整するため、調整基板ＡＤ上のアライメントラインＸを、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）との平行度が既に調整された光学ステージ（Ｘｏ）又はこれに設置された投影レンズ用のＺ軸ステージに固定された高倍率ＣＣＤカメラにより観察する。その光学ステージ（Ｘｏ）を２００［ｍｍ］移動させ、アライメントラインＸのＹ軸方向のズレ量が０．５［μｍ］以内に収まるよう、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）に吊設されたドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）との直角度を両者間の回転調整機構により調整する。

６）ＡＤ（Ｙ）とＹｒの平行度（ＹｄとＹｒの平行度）
最後に、ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）とレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）の平行度を確認するため、ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）に高倍率ＣＣＤカメラを取り付け、対向するレセプターステージ上に載置した調整基板ＡＲのアライメントラインＹを観察する。
この時、調整基板ＡＤは取り外しておく。この高倍率ＣＣＤカメラがレセプターステージの任意の一端を観察できるようにドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）を移動する。次に、ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）を４００［ｍｍ］移動させ、アライメントラインＹのＸ軸方向のズレ量が１［μｍ］以内に収まっているかを確認する。さらに、レセプターステージの他端についても同様の確認するため、Ｘｄをその他端に移動させたのち、再びＹｄを４００［ｍｍ］移動し、アライメントラインＹのＸ軸方向のズレ量が１［μｍ］以内に収まっていることを確認する。なお、ＹｄとＹｒを併進させ、アライメントマークの位置の変動を観察するのもよい。

なお、高倍率ＣＣＤカメラをドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）に取り付けた場合、ドナーステージのＸ軸の位置や石定盤１の形状（開口）によっては、これらと接触する可能性がある。その場合、高倍率ＣＣＤカメラの取り付けをＹｄではなく、レセプターステージのＺ軸（Ｚｒ）に取り付け、レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）を２００［ｍｍ］移動することで調整基板ＡＤのアライメントラインＹを観察し、そのＸ軸方向のズレ量を確認することも可能である。

石定盤１（Ｇ１）と石定盤２が独立して各ステージを支え、且つＹｄはＧ１上に設置されたＸｄに吊設されているため、ＹｒとＹｄの平行度を直接調整することはできないものの、上述のとおり段階を踏んでＹｒとＹｄの平行度の調整を［μｒａｄ］オーダーで行う。なお、前記１）から６）の順に調整ステップを踏むにしたがって、平行度（直角度）の誤差が累積するため、初期段階の許容ズレ量は可能な限り微小に抑えるよう調整することが望ましい。また、前記１）から６）の調整ステップは、ＸＹ平面における各ステージの平行度や直角度の調整について記載したものの、他の軸周り（Ｘ軸やＹ軸）についての調整も必要である。

次に、本実施例１におけるリフトの際のドナー基板及びレセプター基板の走査について図９Ａ乃至９Ｃを用いて説明する。ここで、図９Ａ乃至９ＣのＴｏｐ Ｖｉｅｗは、これらの図の左側にオペレーターを配し、ドナー基板（Ｄ）及びレセプター基板（Ｒ）がそのオペレーターに対し前後に走査するイメージである。

まず、ドナーステージのθ軸（θｄ）に吸着させてセットするドナー基板のたわみ量を、ドナー基板の全面において計測し、これを位置情報と共に二次元データとしてマッピングする。この情報はリフト工程中に移動するドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）及びＹ軸（Ｙｄ）に対応するレセプターステージのＺ軸（Ｚｒ）の補正量として用いる。

また、以下の説明において便宜的に、オペレーターからみてレセプター基板（Ｒ）及びドナー基板（Ｄ）の左手前の所定の位置を各々の基板の原点と定義する。そして、レセプター基板の原点にレーザ光が照射されるときの光学ステージ（Ｘｏ）及びレセプターステージ（Ｙｒ、θｒ）の位置を、それぞれ原点と定義する。また、ドナー基板においても、前記レーザ光（ＬＳ）の照射時のドナーステージ（Ｘｄ、Ｙｄ、θｄ）の位置を、それぞれの原点と定義する。但し、各ステージの原点は、そのストローク範囲の片端とは限らず、その後のリフトの工程や基板の取り外しのために移動するストローク分を残す位置である。

図９Ａに、原点位置にあるドナー基板（Ｄ）とレセプター基板（Ｒ）に、レーザ光（ＬＳ）の最初のパルスが照射された様子を示す。ここでは、Ｓｉｄｅ Ｖｉｅｗ（側面図）とＴｏｐ Ｖｉｅｗ（上面図）の両方を図示している。一点鎖線は、レーザ光が縮小投影光学系により対象物（Ｓ）に照射される様子を示し、当該照射を受けた１０×１０［μｍ］の領域の光吸収層（図示省略。）はレーザ光を吸収し、アブレーションされ、衝撃波を発生し、これにより同一領域の対象物が対向するレセプター基板にリフトされる。図示された対象物は３つだが、本実施例１の場合、合計３００個の対象物がレセプター基板に向け一度にリフトされる。

本実施例１においては、レーザ装置は２００［Ｈｚ］で発振しており、また、リフトは１ショットで行われるため、レセプターステージ（Ｙｒ）は次の照射位置までレセプター基板を速度６［ｍｍ／ｓ］にて－Ｙ方向に停止することなく走査させる。

他方、ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）は、前記レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）との位置の同期を図りながら、ドナー基板を速度３［ｍｍ／ｓ］にて同じく－Ｙ方向に停止することなく走査させる。すなわち、ＹｄとＹｒの移動速度比（ギア比）は、１：２である。各々の基板が移動した２ショット目の様子を図９Ｂに示す。

ＹｒとＹｄの位置の同期は、Ｙｒを基準（マスター）、Ｙｄを従属（スレーブ）とし、ステージシステムのギアコマンドを用い、両ステージをギアモード同期動作させることで行う。制御系にはプログラマブル多軸制御装置を用いる。

加えて、前記ギアコマンドにおけるギア比の決定のために、レーザ干渉計によるステージ位置の実測値を用いる。Ｙｒの移動テーブルと共に移動し且つレセプター基板の近傍にレーザ干渉計を構成するコーナーキューブ（Ｉｃ）を取り付け、波長６３２．８［ｎｍ］のＨｅ－Ｎｅレーザ（ＩＬ）及び受光部（図５Ａにおいて図示省略。）を石定盤２（又は同等の不動位置）に設置する。同様に、Ｙｄの移動テーブル側面にコーナーキューブを取り付け、干渉計用レーザ及び受光部（図５Ｂにおいて図示省略。）をＸｄに設置する。これらにより、各々のステージの正確な位置同期を実現する。

前述のとおり、各ステージは、原点の位置において、既に安定した等速度運動となっているよう、原点の手前の位置から加速を始める。その加速時間内及びステージが原点に到達するまでの時間内は、ドナー基板にレーザ光が照射されないようレーザパルスが遮断されている必要がある。そこで、プログラマブル多軸制御装置からは、レーザ装置への外部発振トリガー又は高速シャッターの動作開始トリガー、及びステージ駆動信号を高精度に送信する。

さらに、３ショット目の様子を図９Ｃに示す。図からわかるとおり、ドナー基板（Ｄ）の移動距離に対し、レセプター基板（Ｒ）の移動距離が２倍である様子がわかる。この後も同様にレセプター基板とドナー基板の移動が進行していく。

ドナー基板が－Ｙ方向へ１８０［ｍｍ］走査し終わったところで、同じく、レセプター基板が－Ｙ方向へ３６０［ｍｍ］走査し終わったところで、レーザ装置の発振は一旦停止し、又は高速シャッターでレーザ光の照射を遮断する。この距離の走査により、Ｘ軸方向に３００個並ぶ対象物がレセプター基板のＹ軸方向に１２０００段、計３６０万個リフトされたことになる。図１０にその様子を示す。

前記停止時間の内にレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）及びドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）はいずれも原点に戻る。（但し、次の走査における加速距離を考慮するものとする。以下、同じ。）他方、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）は、先の原点より－９[ｍｍ]の位置まで戻る。そして、新たな領域から再びリフト工程を開始する。以下、これを繰り返す。

図１１には、Ｘｄが－９［ｍｍ］×２０回分のステップ移動が終わったあと、今度は、先の原点（点線にて図示。）から－Ｘ方向に１５［μｍ］の位置（実線にて図示。）に戻り、この点を新たな原点として同様の動作を始める直前の様子を示した。このあと、両ステージのＹ軸走査（１８０［ｍｍ］（Ｙｄ）と３６０［ｍｍ］（Ｙｒ））とＸｄの－９[ｍｍ]×２０回のステップ操作を繰り返す。これにより、最初のＸｄの１８０［ｍｍ］走査（－９[ｍｍ]の２０回ステップ移動）の間にレーザ光の照射を受けていない領域（図においては、次のレーザ光（ＬＳ）の照射予定領域を一点鎖線にて図示。）にレーザ光を照射し、ドナー基板上の対象物を無駄なく、且つ、より多くレセプター基板にリフトすることができる。

なお、およその加工時間は、３６０［ｍｍ］／６［ｍｍ／ｓ］×４０［回］＝２４００［ｓ］である。なお、この時間には、レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）がその加減速に要する距離を移動する時間及びＹ軸走査の度に原点に戻るまでの時間は含まれていない。また、エキシマレーザの繰り返し周波数を１［ｋＨｚ］に上げることで、この加工時間は１／５に短縮可能である。

図１２に、本実施例１の装置構成により、レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）を基準（マスター）として移動速度１５０［ｍｍ／ｓ］にて４００［ｍｍ］の距離を、ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）を従属（スレーブ）として移動速度７５［ｍｍ／ｓ］にて２００［ｍｍ］の距離を、同期をとって並進させた場合の両ステージの同期位置エラーを示す。具体的には、基準（マスター）としてのＹｒにおいて、そのリニアエンコーダから得られる位置情報とレーザ干渉計により計測した位置情報との誤差量（δＹｒ）と、その１／２の速度で同期して移動する従属（スレーブ）としてのＹｄにおいて、そのリニアエンコーダから得られる位置情報とレーザ干渉計により計測した位置情報との誤差量（δＹｄ）との差（ΔＹｄｒ＝δＹｄ－δＹｒ）を、横軸をレセプターステージの移動速度に応じた経過時間としてプロットした。この結果からわかるとおり、４００ｍｍの移動距離にわたって±１［μｍ］以内の位置同期精度を達成している。

本実施例１におけるレセプター基板への対象物のリフトパターンは、上述のとおり、１０×１０［μｍ］を間隔３０［μｍ］にてマトリックス状にリフトしたものであるが、例えばこの間隔を６０［μｍ］にすると、１枚のドナー基板で４枚のレセプター基板分のリフトが可能となる。

本実施例２においては、実施例１においてドナー基板表面上の対象物が、一葉の層状態であったものと異なり、同じくサイズが２００×２００［ｍｍ］のドナー基板上に、マトリックス状に形成された、１個の形状が１０×１０［μｍ］、間隔が１５[μｍ]の合計１４４百万個の対象物を、サイズが４００×４００［ｍｍ］のレセプター基板に対しドナー基板の１／２の密度、すなわち、３０[μｍ]の間隔で同じくマトリックス状に、リフトする実施例である。

最終的にレセプター基板にリフトされる対象物の配置の様子は実施例１と同一であるが、本実施例２においては、予めドナー基板上にも２倍の密度で同様に対象物が配設されており、これを±１[μｍ]の位置精度にてレセプター基板上へリフトする点で異なる。そして、この場合、実施例１と比較し、ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）とレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）の位置同期精度がさらに厳密に求められることとなる。

図１３Ａ乃至図１３Ｃにおいて、実施例１と同様に、原点位置にあるドナー基板（Ｄ）とレセプター基板（Ｒ）に、レーザ光（ＬＳ）の最初のパルスが照射された様子から３ショット目までの様子を示す。

本実施例３においては、ドナー基板表面上の対象物をレセプター基板にリフトする方法については実施例１又は２と同じである。他方、各ステージのＹ軸同士の平行度及びＸ軸同士の平行度、そして各々のＹ軸とＸ軸の直角度の調整方法が前記実施例とは異なる。すなわち、実施例１に記載した調整方法が、レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）と、ドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）の平行度を調整するために、前記１）から６）の調整ステップを行うのに対し、本実施例３においては、そのＹｒとＹｄの平行度を、調整ステップの早い段階にて行うものである。

１）Ｙｒ、θｒ、Ｚｒの真直度
この調整ステップは、前記実施例１及び２にも共通する前提としての調整ステップである。石定盤２（Ｇ２）の上に設置されたレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）とその上に設置されたθ軸（θｒ）、同じくＺ軸（Ｚｒ）及びレセプター基板のホルダーの真直度（水平面をＸＹ平面としたときの鉛直方向であるＺ軸に対する真直度）を、レーザ干渉計等を用いて調整する。なお、基本的にこの調整のあとは、レセプターステージ群の直角度に影響を与える可能性のある調整は行わず、他のステージの調整は全てこのレセプターステージ群の、例えばその最上面を基準に行う。

２）ＹｒとＡＲ（Ｙ）の平行度（ＹｒとＡＲ（Ｘ）の直角度）
実施例１の調整ステップ１）と同様に、レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）と調整基板ＡＲ上のアライメントラインＹの平行度を調整する。これにより、ＹｒとアライメントラインＸとの直角度も調整されたことになる。なお、調整基板ＡＲを用いることなく、Ｙｒに直接描画等されたアライメントライン又はアライメントマークを用いる場合、この調整ステップ１）は省略できる。

３）ＡＲ（Ｘ）とＸｄの平行度（ＹｒとＸｄの直角度）
次に、調整基板ＡＲのアライメントラインＸを、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）上に載置された光学ステージ（Ｘｏ）に設置された高倍率ＣＣＤカメラにより観察する。この高倍率ＣＣＤカメラのＺ軸方向の位置は、投影光学系の設計によるものの、本実施例３においては投影レンズ（Ｐｌ）の位置近辺に投その影レンズを保持するＺ軸ステージ（Ｚｌ）を用いて固定されている。Ｘｄを４００［ｍｍ］移動させ、アライメントラインＸのＹ軸方向のズレ量が０．３［μｍ］以内に収まるように、石定盤１に対するＸｄの取り付け角度、すなわちＹｒに対するＸｄの直角度を、回転調整機構を用いて調整する。

４）ＹｒとＹｄのＹＺ平面内平行度
実施例１の記載においては、他の軸周り（Ｘ軸やＹ軸）についての調整ステップの記載は省略したが、ここでは、Ｘ軸周り、すなわちＹＺ平面内の平行度の調整ステップについて簡単に説明する。レセプターステージのＺ軸（Ｚｒ）又はその他の部位に設置されたハイトセンサーを用いてドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）の下面を観察する。ＹｒとＹｄを同時に２００［ｍｍ］以上同期して同一距離移動（並走）させ、ギャップセンサーによる測定値（ＺｒとＹｄの距離）の変動を観察する。その変動が５［μｍ］以内、又は投影レンズによる結像の焦点深度より十分小さい範囲に収まるように、ＸｄとＹｄ間に設置された回転調整機構と、Ｙｄ又はＸｄとの間にシム板を挿入し、ＹｒとＹｄ間のＹＺ平面内の平行度を調整する。

５）ＹｒとＹｄの平行度
Ｚｒ又はその他の部位に設置された高倍率ＣＣＤカメラにて、Ｙｄの下面に設けたパターンマッチング用のアライメントマークを観察する。ＹｒとＹｄを同期して同一距離移動（並走）させ、パターンマッチングされたアライメントマーク画像（十字マークなど。）の位置がＸ軸方向に移動する場合、これを修正するようＸｄとＹｄ間に設置した回転調整機構を用いて調整する。なお、アライメントマークの代わりにドナーステージのＹ軸に取り付けた調整基板ＡＤのアライメントラインＹを用いることも可能である。

６）ＹｒとＸｏの直角度
前記調整ステップ１）にてレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）との直角度が調整された調整基板ＡＲのアライメントラインＸを、光学ステージ（Ｘｏ）に設置された高倍率ＣＣＤカメラにより観察する。Ｘｏを４００［ｍｍ］移動させ、アライメントラインＸのＹ軸方向のズレ量が０．３［μｍ］以内に収まるように、Ｘｄに対するＸｏの取り付け角度を、両者間に設置された回転調整機構を用いて調整する。

図２Ａに、本実施例４のリフト装置の主要構成部分を示す。本発明のうち、第７の発明を基本的構成とするものである。なお、図２Ａ乃至２Ｃにおいてはレーザ装置、制御装置、その他モニター等の図示（これらは全て実施例１と同一。）は省略し、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向は図中に示した。また、本実施例４において用いるドナー基板、レセプター基板、並びに、リフト対象物のドナー基板上の配置及びレセプター基板へのリフト後の配置については、実施例２と同一である。

エキシマレーザ装置からパルスレーザ光が出射しドナー基板上のリフト対象物に照射されるまでの光学系の様子は、以下に記載するとおり、図１Ａと図２Ａのそれぞれにて示す各ステージ群の構築の違いによって生じる部分を除き、実施例１と同様である。すなわち、図１Ａ乃至１Ｃが示す第６の発明に係るリフト装置の場合、石定盤１（Ｇ１）の上にドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）、その上に光学ステージ（Ｘｏ）の順に載置されているのに対し、図２Ａ乃至２Ｃが示す第７の発明に係るリフト装置の場合、Ｇ１の上にＸｏが載置されＧ１の下にＸｄが吊設されている点が、これらステージ群の構築の違いである。

エキシマレーザからの出射光はテレスコープ光学系に入射し、その先の整形光学系へと伝搬する。この整形光学系は、図２Ａに示すとおり、Ｘ軸方向に移動する光学ステージ（Ｘｏ）上に、その光軸が平行となるように設置されている。そして、Ｘｏは、グライナイト製の石定盤１（Ｇ１）上に載置され、両者の間には回転調整機構（ＲＰ）を有している。ここで、Ｘｏは、Ｇ１とは異なる石定盤２（Ｇ２）上に載置されたレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）と直角であり、ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）と並行である。なお、整形光学系に入射する直前のレーザ光は、Ｘｏの移動に拘わらず概ね同一形状（概ね２５×２５[ｍｍ]（縦×横、ＦＷＨＭ）になるようテレスコープ光学系により調整されている。

ドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）は、Ｇ１の下に吊設され、さらにドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）を吊設する。また、それぞれの間には、回転調整機構を有している。図２Ｂにおいて、Ｇ１に対し、ＸｏとＸｄが同一距離を移動した様子を側面視にて示す。これにより、ＸｏとＸｄのＸ軸上における相対的位置を変えることなく、Ｙｄに対するＸ軸方向の位置を変えることができる。また、図２Ｃにおいて、Ｇ１に対しＸｏのみ移動した様子を側面視にて示す。これにより、ＸｄとＸｏのＸ軸上の相対的位置を変えることができる。

その他の縮小投影光学系であるフィールドレンズ（Ｆ）、マスク（Ｍ）、投影レンズ（Ｐｌ）の詳細は、実施例１と同一であり、投影レンズから出射されたレーザ光は、ドナー基板の裏面から入射し、その表面（下面）に形成されたリフト対象物に向けて、前記マスクに描画されたパターンの１／５の縮小サイズにて正確に投影する。また、ドナー基板表面における結像の様子は実施例１と同様共焦点ビームプロファイラーにて行う。

ドナー基板の表面に配置されたリフト対象物に対し前記のとおり縮小投影されたマスクパターンに基づき、当該リフト対象物が対向するレセプター基板にリフトされる際に、ドナー基板及びレセプター基板がどのように走査し、リフト対象物がどのようにレセプター基板上にリフトされるかについては図６、図１０、図１１及び図１３Ａ乃至１３Ｃ、さらに、レセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）とドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）の移動における位置同期精度については、実施例１において示した図１２と同様である。

さらに、各ステージのＹ軸同士の平行度及びＸ軸同士の平行度、そして各々のＹ軸とＸ軸の直角度の調整方法は、実施例３と同様である。すなわち、真直度の調整されたレセプターステージのＹ軸（Ｙｒ）を調整の基準とし、Ｙｒと石定盤１（Ｇ１）から吊設されるドナーステージのＸ軸（Ｘｄ）との直角度を、レセプターステージのＺ軸（Ｚｒ）に固定された高倍率ＣＣＤカメラにより観察し、Ｇ１とＸｄ間の回転調整機構（ＲＰ）により調整する。そして、調整されたＸｄに吊設されたドナーステージのＹ軸（Ｙｄ）とＹｒとの平行度を、同じく高倍率ＣＣＤカメラにより観察し、ＸｄとＹｄ間のＲＰにより調整する。最後に、光学ステージ（Ｘｏ）とＹｒの直角度を、Ｘｏと共に移動する高倍率ＣＣＤにより観察し、Ｇ１とＸｏ間のＲＰにより調整する。

ディスプレイの製造装置として利用可能である。

ＡＤ ドナーステージ用調整用基板
ＡＲ レセプターステージ用調整用基板
ＢＰ 共焦点ビームプロファイラー
ＣＣＤ 高倍率カメラ
Ｄ ドナー基板
Ｆ フィールドレンズ
Ｇ 基礎定盤
Ｇ１ 定盤１
Ｇ１１ 定盤１１
Ｇ１２ 定盤１２
Ｇ２ 定盤２
Ｇ３ 定盤３
Ｈ 整形光学系
Ｉｃ レーザ干渉計用コーナーキューブ
ＩＬ レーザ干渉計用レーザ
ＬＳ レーザ光
Ｍ マスク
Ｐｌ 投影レンズ
Ｒ レセプター基板
ＲＰ 回転調整機構
Ｓ 対象物
ＴＥ テレスコープ
Ｘｄ ドナーステージのＸ軸
Ｘｏ 光学ステージ（Ｘ軸）
Ｙｄ ドナーステージのＹ軸
Ｙｌ 投影レンズとカメラの切り替えステージ
Ｙｒ レセプターステージのＹ軸
Ｚｌ 投影レンズのＺ軸ステージ
Ｚｒ レセプターステージのＺ軸
θｄ ドナーステージのθ軸
θｒ レセプターステージのθ軸

Claims (10)

1. ドナー基板を保持するドナーステージ、光学系を保持する光学ステージ、及び、レセプター基板を保持するレセプターステージを有するリフト装置であって、
   前記ドナーステージ及び前記光学ステージと、前記レセプターステージと、が独立の機構であるリフト装置。
2. 前記光学系に向けてパルスレーザ光をパルス発振するレーザ装置を更に有する請求項１に記載のリフト装置。
3. 前記パルスレーザ装置はエキシマレーザである請求項２に記載のリフト装置。
4. 前記エキシマレーザ装置から出射するレーザパルスの任意のパルス列を遮断する、パルスシャッターを備えている請求項３に記載のリフト装置。
5. 前記光学系として、整形光学系を含む請求項１～４のいずれか１項に記載のリフト装置。
6. ドナー基板を保持するドナーステージ、光学系を保持する光学ステージ、及び、レセプター基板を保持するレセプターステージを有するリフト装置であって、
   前記ドナーステージ及び前記光学ステージが各々独立して定盤に設置されているリフト装置。
7. 前記光学系に向けてパルスレーザ光をパルス発振するレーザ装置を更に有する請求項６に記載のリフト装置。
8. 前記パルスレーザ装置はエキシマレーザである請求項７に記載のリフト装置。
9. 前記エキシマレーザ装置から出射するレーザパルスの任意のパルス列を遮断する、パルスシャッターを備えている請求項８に記載のリフト装置。
10. 前記光学系として、整形光学系を含む請求項６～９のいずれか１項に記載のリフト装置。
    
    
    

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