JP4848606B2 - 素子の位置決め方法、素子の取り出し方法、素子の転写方法、素子の配列方法及び画像表示装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体発光素子などの素子を転写する際に適用可能な素子の位置決め方法、素子の取り出し方法、素子の転写方法に関するものであり、さらには、この転写方法を応用して微細加工された素子をより広い領域に転写する素子の配列方法および画像表示装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、電子機器等においては、微細な素子、電子部品、電子デバイス、さらにはそれらをプラスチックのような絶縁体に埋め込んだ電子部品等を多数配列することにより構成されたものが広く用いられている。例えば、発光素子をマトリクス状に配列して画像表示装置に組み上げる場合には、従来、液晶表示装置(LCD:Liquid Crystal Display)やプラズマディスプレイパネル(PDP:Plasma Display Panel)のように基板上に直接素子を形成するか、あるいは発光ダイオードディスプレイ(LEDディスプレイ)のように単体のLEDパッケージを配列することが行われている。
【0003】
ここで、LCD、PDPの如き画像表示装置においては、素子分離ができないために、製造プロセスの当初から各素子はその画像表示装置の画素ピッチだけ間隔を空けて形成することが通常行われている。
【0004】
一方、LEDディスプレイの場合には、LEDチップをダイシング後に取り出し、個別にワイヤーボンドもしくはフリップチップによるバンプ接続により外部電極に接続し、パッケージ化されることが行われている。この場合、パッケージ化の前もしくは後に画像表示装置としての画素ピッチに配列されるが、この画素ピッチは素子形成時の素子のピッチとは無関係とされる。
【0005】
発光素子であるLED(発光ダイオード)は高価である為、1枚のウエハから数多くのLEDチップを製造することによりLEDを用いた画像表示装置を低コストにできる。すなわち、LEDチップの大きさを従来約300μm角のものを数十μm角のLEDチップにして、それを接続して画像表示装置を製造すれば画像表示装置の価格を下げることができる。
【0006】
そこで各素子を集積度高く形成し、各素子を広い領域に転写などによって離間させながら移動させ、画像表示装置などの比較的大きな表示装置を構成する技術が有り、例えば、図27(a)に示すようにベース基板201上の接着層202に素子203を配置し、図27(b)に示すように吸着ヘッド204を用いて素子203を取り出し、他の基板205の接着層206上に置くことにより転写を行う技術がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、転写技術により画像表示装置を製造する場合、素子が確実に転写される必要がある。また、効率的な転写、精度の良い転写も要求される。
【0008】
しかしながら、近年、素子が非常に微細化しているため、上述のような方法を用いた場合、吸着ヘッド装置の機械的な位置決め精度のみに依存すると、転写した素子の位置ずれが生じたり、また、素子が吸着ヘッドに吸着されなかったり、転写途中で吸着ヘッドから素子落ちたりするという問題がある。
【0009】
そこで、最近では、図28に示すように吸着ヘッド204で素子203を吸着する際にカメラ207と光源208とを用いて位置決めを行っている。そして、カメラを用いて吸着ヘッドに素子を吸着する際の位置決めを行う場合、ベース基板201越しにカメラ207を配して素子203と吸着ヘッド204とを撮像して各々の位置を確認する方法と、吸着ヘッド204に近い位置にカメラ207を配して素子203と吸着ヘッド204とを撮像して各々の位置を確認する方法がある。しかしながら、いずれの方法においても、撮像するには光源が必要となり、撮像対象が小さいため光源の良好な配置位置がない場合や、また、吸着ヘッド周りにはスペースが少ないため光源を配置することができず、カメラを用いた素子の位置決めが行えない場合もある。
【0010】
また、カメラの大きさには限界があり、素子と吸着ヘッドとを同時に認識するためには所定の光量が必要となるが、上述した方法では反射光を用いているため、カメラに入射する光量が少なくなり、素子と吸着ヘッドとを同時に認識することが困難、または不可能となるため、精度良く素子を転写することが困難であるという問題がある。
【0011】
そして、これらの問題は、素子の取り出し、転写を行う場合に限らず、チップ部品の取り出し、転写を行う場合にも同様に生じている。
【0012】
さらに、複数の素子又はチップ部品を一度にピックアップしようとした場合には、上述した問題は顕著となる。
【0013】
したがって、上述したような吸着ヘッドを用いて素子の転写を行う際に、簡便且つ精度良く転写を行うことが可能な素子の位置決め方法、素子の取り出し方法、素子の転写方法、及びこれらを応用して微細加工された素子をより広い領域に転写する素子の配列方法および画像表示装置の製造方法などは未だ確立されていないのが現状である。
【0014】
そこで、本発明は、かかる従来の実情に鑑みて創案されたされたものであり、効率的且つ精度良く素子を転写することが可能な素子の位置決め方法、素子の取り出し方法、及び素子の転写方法を提供することを目的とし、さらには、これらを応用した素子の配列方法、画像表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成する本発明に係る素子の位置決め方法は、取り出しヘッドを用いて基板上に設置された素子を取り出す際の上記素子の位置決め方法であって、内部に光源を備えるとともに、当該内部に上記素子を吸引するために上記基板の方向に貫通する孔を有する取り出しヘッドを用い、上記光源により上記孔を通して上記素子に照射光を照射して光学パターンを形成する工程と、上記光学パターンを撮像手段により撮像する工程と、上記撮像手段における撮像結果を画像処理手段により処理する工程と、上記画像処理手段における処理結果に基づいて上記素子の位置決めを行う工程と、を備える。
【0016】
以上のような本発明に係る素子の位置決め方法では、取り出しヘッド内に光源を配し、この光源で孔を通して素子を照射し、その際に形成された光学パターンと取り出しヘッドの像とを撮像手段で撮像し、画像処理手段により画像処理して比較することにより素子が適正な位置にあるか否かを判断する。
【0017】
すなわち、この素子の位置決め方法では、素子に対して素子の正面から光を照射することにより、照射光を素子に対して均一に照射し、均一な光学パターンを形成する。これにより、部分的に不明瞭な光学パターンが形成されるようなことがなく、明瞭な状態で素子が画像認識される。
【0018】
また、この素子の位置決め方法では、至近距離から照射光を当てるため、十分な光量の照射光を素子に照射するため、明瞭な状態で素子が画像認識される。
【0019】
そして、この素子の取り出し方法では、直接光ではないが、比較的直接光に近い透過光及び散乱光を利用するため、光量の損失が非常に少なく、十分な光量の照射光を素子に照射することができ、明瞭な状態で素子が画像認識される。
【0020】
また、以上の目的を達成する本発明に係る素子の取り出し方法は、取り出しヘッドを用いて基板上に設置された素子を取り出す際の素子の取り出し方法であって、内部に光源を備えるとともに、当該内部に上記素子を吸引するために上記基板の方向に貫通する吸引孔を有する取り出しヘッドを用い、上記光源により上記吸引孔を通して上記素子に照射光を照射して光学パターンを形成する工程と、上記光学パターンを撮像手段により撮像する工程と、上記撮像手段における撮像結果を画像処理手段により処理する工程と、上記画像処理手段における処理結果に基づいて上記素子の位置決めを行う工程と、上記素子の位置決めを行った後に上記素子を吸着保持する工程とを備える。
【0021】
以上のような本発明に係る素子の取り出し方法では、上述した素子の位置決め方法により素子を位置決めした後に素子を吸着するため、素子は正しい位置に吸着保持される。
【0022】
また、以上の目的を達成する本発明に係る素子の転写方法は、第一の基板上に配列された素子を第二の基板上に転写する素子の転写方法であって、上記素子を取り出しヘッドに移す取り出し工程と、上記取り出しヘッドに取り出された上記素子を上記第二の基板上に実装する実装工程とを有し、上記取り出し工程は、内部に光源を備えるとともに、当該内部に上記素子を吸引するために上記第一の基板の方向に貫通する吸引孔を有する取り出しヘッドを用い、上記光源により上記吸引孔を通して上記素子に照射光を照射して光学パターンを形成する工程と、上記光学パターンを撮像手段により撮像する工程と、上記撮像手段における撮像結果を画像処理手段により処理する工程と、上記画像処理手段における処理結果に基づいて上記素子の位置決めを行う工程と、上記素子の位置決めを行った後に上記素子を吸着保持する工程とを備える。
【0023】
以上のような本発明に係る素子の転写方法は、上述した素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法を用いて素子の転写を行うため、素子の位置ずれが防止され、素子の転写が正確に行われる。
【0024】
また、以上の目的を達成する本発明に係る素子の配列方法は、第一の基板上に配列された複数の素子を第二の基板上に再配列する素子の配列方法において、上記第一の基板上で上記素子が配列された状態よりは離間した状態となるように上記素子を転写して第一の一時保持用部材に該素子を保持させる第一転写工程と、上記第一の一時保持用部材に保持された上記素子を樹脂で固める工程と、上記樹脂をダイシングして素子毎に分離する工程と、上記第一の一時保持用部材に保持され樹脂で固められた上記素子をさらに離間して上記第二の基板上に転写する第二転写工程とを有し、上記第二転写工程は、上記素子を取り出しヘッドに移す取り出し工程と、上記取り出しヘッドに取り出された上記素子を上記第二の基板上に実装する実装工程とを有し、上記取り出し工程が、内部に光源を備えるとともに、当該内部に上記素子を吸引するために上記第一の基板の方向に貫通する吸引孔を有する取り出しヘッドを用い、上記光源により上記吸引孔を通して上記素子に照射光を照射して光学パターンを形成する工程と、上記光学パターンを撮像手段により撮像する工程と、上記撮像手段における撮像結果を画像処理手段により処理する工程と、上記画像処理手段における処理結果に基づいて上記素子の位置決めを行う工程と、上記素子の位置決めを行った後に上記素子を吸着保持する工程とを備える。
【0025】
以上のような本発明に係る素子の配列方法においては、上記転写方法を用いることにより素子の転写が効率的且つ確実に行われるので、素子間の距離を大きくする拡大転写を円滑に実施することができる。
【0026】
また、以上の目的を達成する本発明に係る画像表示装置の製造方法は、発光素子をマトリクス状に配置した画像表示装置の製造方法において、上記第一の基板上で上記発光素子が配列された状態よりは離間した状態となるように上記発光素子を転写して第一の一時保持用部材に該発光素子を保持させる第一転写工程と、上記第一の一時保持用部材に保持された上記発光素子を樹脂で固める工程と、上記樹脂をダイシングして発光素子毎に分離する工程と、上記第一の一時保持用部材に保持され樹脂で固められた上記発光素子をさらに離間して上記第二の基板上に転写する第二転写工程とを有し、上記第二転写工程は、上記発光素子を取り出しヘッドに移す取り出し工程と、上記取り出しヘッドに取り出された上記発光素子を上記第二の基板上に実装する実装工程とを有し、上記取り出し工程が、内部に光源を備えるとともに、当該内部に上記素子を吸引するために上記第一の基板の方向に貫通する吸引孔を有する取り出しヘッドを用い、上記光源により上記吸引孔を通して上記素子に照射光を照射して光学パターンを形成する工程と、上記光学パターンを撮像手段により撮像する工程と、上記撮像手段における撮像結果を画像処理手段により処理する工程と、上記画像処理手段における処理結果に基づいて上記発光素子の位置決めを行う工程と、上記発光素子の位置決めを行った後に上記発光素子を吸着保持する工程とを備える。
【0027】
以上のような本発明に係る画像表示装置の製造方法によれば、上記転写方法、配列方法によって発光素子がマトリクス状に配置され、画像表示部分が構成される。したがって、密な状態すなわち集積度を高くして微細加工を施して作製された発光素子を、効率よく離間して再配置することができ、生産性が大幅に改善される。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した素子の位置決め方法、素子の取り出し方法、素子の転写方法、素子の配列方法、及び画像表示装置の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0029】
先ず、基本となる素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法について説明する。ここでは、図1に示すような、供給源となるベース基板1上に接着層2を形成し、この上に配列形成した樹脂形成チップ3を取り出す場合について説明する。本発明を適用してベース基板1上に配列形成された樹脂形成チップ3を取り出すには、まず、図1に示すように、樹脂形成チップ3を挟んで一方に真空吸着ヘッド4を配し、反対側に撮像装置であるカメラ、例えばCCDカメラ5を配置する。
【0030】
ここで、CCDカメラ5は、真空吸着ヘッド4の吸引孔の中心とCCDカメラ5のレンズの中心とが一直線上に並ぶように配される。また、樹脂形成チップ3が配列形成されたベース基板1は、XYステージ6上に保持されている。ベース基板1は、XYステージ6をX軸方向及びY軸方向に移動させることにより、所望の位置に移動させることができ、これにより、樹脂形成チップ3の位置を所望の位置に制御することが可能とされている。
【0031】
ベース基板1は、特に限定されるものではなく、樹脂形成チップ3との組み合わせ等を考慮して任意の材料のものを用いることができるが、本発明の趣旨より光透過性を有する材料を用いる。また、Naイオンの影響を考慮する場合には、無アルカリガラス、サファイヤ、石英等を用いることが好ましい。
【0032】
接着層2は、樹脂形成チップ3を配列形成する際に樹脂形成チップ3を接着固定することができ、また、後に樹脂形成チップ3をベース基板1から取り出す際には、再度樹脂形成チップ3を剥離することが可能とされる層である。ベース基板1上に接着層2を形成し、当該接着層2上に樹脂形成チップ3を配列形成することにより、樹脂形成チップ3を簡単に取り出すことができる。このような接着層2は、例えば、熱可塑性樹脂や熱剥離材料からなるシート等が好適である。ここで、熱可塑性樹脂を用いた場合には、接着層2を加熱することにより、熱可塑性樹脂が可塑化し、これにより接着層2と樹脂形成チップ3との接着力が低減し、樹脂形成チップ3を容易に剥離することができる。また、熱剥離材料とは、加熱することによる発泡ないし膨張処理でその粘着力を低減でき、被着体を簡単に剥離することが可能なものを意味する。すなわち、これらの熱剥離材料は、加熱することにより当該材料中に含有された発泡剤や膨張剤が発泡、若しくは膨張し、粘着面積を減少させて接着力を失わせるものである。具体的には、例えば、特公昭50−13878号公報、特公昭51−24534号公昭、特開昭56−61468号公報、特開昭56−61469号公報、特開昭60−252681号公報等に記載されるような、基材上に発泡を含有した粘着層を設けた加熱剥離型粘着シートや、特開2000−248240号公報に記載されるような、熱膨張性微小球を含有して、加熱により膨張する熱膨張性層の少なくとも片面に非熱膨張性の粘着層を有する加熱剥離型粘着シートや、特開2000−169808号公報に記載されるような、基材の少なくとも一方の面に 熱膨張性微小球を含む熱膨張性層と粘着物質を含む粘着層が設けられた熱剥離型粘着シートであり、基材が耐熱性及び伸縮性を有する熱剥離型粘着シート等を好適に用いることができる。
【0033】
さらに、接着層2は、ベース基板1上に剥離層を形成し、さらに当該剥離層上に粘着層を形成した構成としても良い。この剥離層は例えばフッ素コート、シリコーン樹脂、水溶性接着剤(例えばPVA)、ポリイミドなどを用いて作製することができる。そして、粘着層には、例えばUVが照射されると粘着力が低下するUV粘着材を使用することができる。接着層2をこのような構成とした場合には、ベース基板1の裏面から例えばエキシマレーザを照射する。これにより、例えばベース基板1として石英基板を用い、ポリイミドを用いて接着層2を形成した場合では、ポリイミドと石英基板の界面でポリイミドのアブレーションにより剥離が発生して樹脂形成チップ3を剥離することが可能となる。
【0034】
なお、接着層2は、上記のものに限定されるものではなく、上述したように樹脂形成チップ3を配列形成する際には、樹脂形成チップ3を接着固定することができ、また、後に樹脂形成チップ3をベース基板1から取り出す際には、再度樹脂形成チップ3を剥離することが可能であれば良い。
【0035】
樹脂形成チップ3は、例えば発光素子等の素子をプラスチック等の光透過性の絶縁体樹脂に埋め込んでチップ化したものである。この樹脂形成チップ3について図2及び図3を参照して説明する。樹脂形成チップ3は、離間して配置されている素子101の周りを樹脂で固めたものであり、このような樹脂形成チップ3は、後述するように、素子の転写を行う際に一時保持用部材から第二基板に素子を転写する場合に使用できるものである。
【0036】
樹脂形成チップ3は略平板上でその主たる面が略正方形状とされる。この樹脂形成チップ3の形状は樹脂102を固めて形成された形状であり、具体的には未硬化の樹脂102を各素子101を含むように全面に塗布し、これを硬化した後で縁の部分をダイシング等で切断することで得られる形状である。
【0037】
ここで、素子101は、特に限定されるものではなく、任意の素子を用いることができ、例示するならば、発光素子、液晶制御素子、光電変換素子、圧電素子、薄膜トランジスタ素子、薄膜ダイオード素子、抵抗素子、スイッチング素子、微小磁気素子、微小光学素子などを挙げることができる。
【0038】
また、略平板状の樹脂の表面側と裏面側にはそれぞれ電極パッド103と電極104とが形成される。これら電極パッド103,104の形成は全面に電極パッド103,104の材料となる金属層や多結晶シリコン層などの導電層を形成し、フォトリソグラフィー技術により所要の電極形状に光学パターンニングすることで形成される。これら電極パッド103,104は発光素子である素子101のp電極とn電極にそれぞれ接続するように形成されており、必要な場合には樹脂102にビアホールなどが形成される。
【0039】
ここで電極パッド103,104は樹脂形成チップ3の表面側と裏面側にそれぞれ形成されているが、一方の面に両方の電極パッドを形成することも可能であり、例えば薄膜トランジスタの場合ではソース、ゲート、ドレインの3つの電極があるため、電極パッドを3つ或いはそれ以上形成しても良い。電極パッド103,104の位置が平板上ずれているのは、最終的な配線形成時に上側からコンタクトをとっても重ならないようにするためである。電極パッド103,104の形状も正方形に限定されず他の形状としても良い。
【0040】
このような樹脂形成チップ3を構成することで、素子101の周りが樹脂102で被覆され平坦化によって精度良く電極パッド103,104を形成できるとともに素子101に比べて広い領域に電極パッド103,104を延在でき、次の第二転写工程での転写を吸着治具で進める場合には取り扱いが容易になる。後述するように、最終的な配線が続く第二転写工程の後に行われるため、比較的大き目のサイズの電極パッド103,104を利用した配線を行うことで、配線不良が未然に防止される。
【0041】
以上のような樹脂形成チップ3としては、例えばLIP105(LED in Plastic)を用いることができる。以下においては、樹脂形成チップ3として、光透過性を有する樹脂で素子を固め、その表面側と裏面側に電極パッドを形成したLIP105を用いた場合について説明する。
【0042】
ここで、LIP105における絶縁体の部分は光透過性を有するため、外部から光が照射された場合には、光を透過させる。一方、樹脂形成チップ3において、素子及び電極パッドは、光透過性を有さないため、素子及び電極パッドの部分に照射された光は、反射されることとなる。すなわち、このLIP105においては、樹脂の部分に照射された光は、透過するが、素子及び電極パッドの部分に照射された光は、透過することがない。
【0043】
真空吸着ヘッド4は、その底面において樹脂形成チップ3、すなわちLIP105を吸着保持するものであり、底部の略中心部に吸引孔7を備える。また、内部には、吸引孔7の近傍に光源8が配されており、吸引孔7を通して光源8から発せられた照射光106が外部に照射されるようになっている。ここで、吸引孔7の形状は特に限定されるものではなく、例えば円状とすることができる。また、光源8は、十分な光量でLIP105を照射することができるものであれば特に限定されるものではなく、種々のものを用いることができる。また、光源8は、十分な光量でLIP105を照射することができるものであれば良く、消費電力も例えば数W程度のもので十分である。このような光源8としては、例えば発光素子やハロゲンランプ等が好適である。
【0044】
次に、取り出しヘッドである真空吸着ヘッド4をLIP105から所定の間隔だけ離間した位置に移動させて固定する。このとき、真空吸着ヘッド4においては、吸引は開始せず、したがって、この状態では、LIP105が真空吸着ヘッド4に吸着されることはない。
【0045】
次に、真空吸着ヘッド4を固定した状態で当該真空吸着ヘッド4内の光源8を点灯させる。これにより、光源8から発せられた照射光106は、吸引孔7を通して外部に照射され、吸引孔7に対向して配されているLIP105を照射する。
【0046】
ここで、このLIP105においては、樹脂102が光透過性を有するため、LIP105に照射された照射光106は基本的にLIP105を透過し、さらにベース基板1を透過することとなる。そして、LIP105及びベース基板1を透過した透過光107は、CCDカメラ5に到達し、データとして取り込まれる。しかしながら、LIP105に照射された照射光106のうち、素子101及び電極パッド103,104の部分に照射された光は、電極パッド103,104が光透過性を有さないため、素子101及び電極パッド103,104より反射される。すなわち、光源8から吸引孔7を通してLIP105に照射された照射光106のうち、素子101及び電極パッド103,104の部分に照射された光はCCDカメラ5に到達することがない。したがって、LIP105において、電極パッド103,104が存在しない位置に照射された照射光106は、透過光107としてCCDカメラ5に到達するが、素子及び電極パッド103,104が存在する位置に照射された照射光106は、透過光107としてCCDカメラ5に到達することがない。これにより、CCDカメラ5には、透過光107が認識される部分と認識されない部分が存在することとなり、この透過光107の有無により光学パターン、すなわち素子101及び電極パッド103,104により形成された陰影が撮像される。そして、この光学パターンが認識される位置が、現在の素子101及び電極パッド103,104の位置である。
【0047】
また、CCDカメラ5では、この光学パターンの他に、真空吸着ヘッド4が通常の像として撮像されている。これにより、本発明においては、上述した光学パターンの位置と真空吸着ヘッド4の像とを同時に撮像することができる。そして、この光学パターンと真空吸着ヘッド4の像とを図示しない画像処理装置により画像処理し、お互いの位置関係を比較することにより、素子101及び電極パッド103,104と真空吸着ヘッド4との位置関係、すなわちLIP105と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係にあるか否かを判断することが可能となる。
【0048】
そして、CCDカメラ5で撮像した光学パターンと真空吸着ヘッド4の像とから、素子101及び電極パッド103,104と、真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係にあると判断された場合には、すなわち、LIP105と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係にあると判断された場合には、次工程として真空吸着ヘッド4において吸引を開始する。
【0049】
そして、吸引を開始するとともに、LIP105とベース基板1との接着力を低減させる。ここで、LIP105とベース基板1との接着力を低減させるには、例えば、LIP105をベース基板1に配列する接着層2として熱可塑性樹脂を用いた場合には、この状態でベース基板1の裏面、すなわち、LIP105を配列した側と反対側からレーザ光をLIP105に対応した位置の接着層2に照射することにより、接着層2を加熱して可塑化させ、LIP105との接着力を低減させることができる。
【0050】
次に、図4に示すようにLIP105を真空吸着ヘッド4により吸着保持し、図5に示すように真空吸着ヘッド4を引き上げることによりLIP105をベース基板1から取り出す。
【0051】
ここで、接着層2のLIP105との接着力は、完全になくす必要はなく、接着層2のLIP105との接着力が後述する真空吸着ヘッド4におけるLIP105を吸引する吸引力よりも小とされれば良い。すなわち、接着層2のLIP105との接着力を、真空吸着ヘッド4の吸引力よりも小とすることにより、LIP105をベース基板1から真空吸着ヘッド4上に取り出すことができる。
【0052】
以上により、LIP105と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係とされた状態でLIP105をベース基板1から精度良く取り出すことができる。
【0053】
また、CCDカメラ5で撮像した光学パターンと真空吸着ヘッド4の像とから、素子101及び電極パッド103,104と、真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係にないと判断された場合には、すなわち、LIP105と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係にないと判断された場合には、LIP105と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係になるように、すなわち素子101及び電極パッド103,104と、真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係になるようにLIP105の位置を調整する。そして、LIP105はXYステージ6に載置されているため、LIP105の位置は、XYステージ6をX軸方向もしくはY軸方向のいずれかの方向において移動させる、又はX軸方向とY軸方向との両方向において移動させることにより、所望の位置に調整することできる。
【0054】
そして、CCDカメラ5で撮像した光学パターンと真空吸着ヘッド4の像とから、素子101及び電極パッド103,104と、真空吸着ヘッド4との位置関係を確認しながらLIP105の位置を調整し、素子101及び電極パッド103,104と、真空吸着ヘッド4とが、すなわちLIP105と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係になったと判断された状態でXYステージ6によるLIP105の位置調整を終了し、固定する。
【0055】
そして、次工程として真空吸着ヘッド4において吸引を開始するとともに、LIP105とベース基板1との接着力を低減させる。次に、図4に示すようにLIP105を真空吸着ヘッド4により吸着保持し、図5に示すように真空吸着ヘッド4を引き上げることによりLIP105をベース基板1から取り出す。
【0056】
以上により、LIP105と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係とされた状態でLIP105をベース基板1から精度良く取り出すことができる。
【0057】
なお、素子101は電極パッド103,104よりも小さく、当該素子により形成される光学パターンは、電極パッド103,104により形成される光学パターンよりも小さなものとなる。したがって、光学パターンと真空吸着ヘッド4の像とを比較する際には、光学パターンが大きく判断し易い電極パッド103,104の光学パターンと真空吸着ヘッド4の像との位置関係を比較することが好ましい。
【0058】
また、この光源8から吸引孔7を通してLIP105に照射された照射光106のうち、LIP105における真空吸着ヘッド4に対向する主面の外周部108に当たった光はLIP105の内部に入射することはなく散乱し、散乱光109となる。そして、この散乱光109は、上述した透過光107と同様にベース基板1を透過する。そして、この散乱光109は、透過光107よりも光量が少なく、透過光107よりも暗くなっており、透過光107と散乱光109との間には明るさの差が生じている。これにより、CCDカメラ5には、透過光107と散乱光109との光量の差、すなわち明るさの差により上記と同様に、光学パターン、すなわちLIP105における真空吸着ヘッド4に対向する主面の外周部108により形成された陰影が撮像される。そして、この光学パターンが認識される位置が、現在のLIP105の外周部108の位置である。
【0059】
また、CCDカメラ5では、この光学パターンの他に、真空吸着ヘッド4が通常の像として撮像されている。これにより、本発明においては、上述した光学パターンの位置と真空吸着ヘッド4の像とを同時に撮像することができる。そして、この光学パターンと真空吸着ヘッド4の像とを図示しない画像処理装置により画像処理し、お互いの位置関係を比較することにより、LIP105と真空吸着ヘッド4との位置関係、すなわちLIP105と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係にあるか否かを判断することが可能となる。
【0060】
そして、CCDカメラ5で撮像した光学パターンと真空吸着ヘッド4の像とから、LIP105の外周部108と、真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係にあると判断された場合には、すなわち、LIP105と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係にあると判断された場合には、次工程として真空吸着ヘッド4において吸引を開始する。そして、図4に示すようにLIP105を真空吸着ヘッド4により吸着保持し、図5に示すように真空吸着ヘッド4を引き上げることによりLIP105をベース基板1から取り出す。これにより、LIP105と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係とされた状態でLIP105をベース基板1から精度良く取り出すことができる。
【0061】
また、CCDカメラ5で撮像した光学パターンと真空吸着ヘッド4の像とから、LIP105の外周部108と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係にないと判断された場合には、すなわち、LIP105と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係にないと判断された場合には、LIP105と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係になるように、すなわちLIP105の外周部108と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係になるようにLIP105の位置を調整する。そして、LIP105はXYステージ6に載置されているため、LIP105の位置は、XYステージ6をX軸方向もしくはY軸方向のいずれかの方向において移動させる、又はX軸方向とY軸方向との両方向において移動させることにより、所望の位置に調整することできる。
【0062】
そして、CCDカメラ5で撮像した光学パターンと真空吸着ヘッド4の像とから、LIP105の外周部108と真空吸着ヘッド4との位置関係を確認しながらLIP105の位置を調整し、LIP105の外周部108真空吸着ヘッド4とが、すなわちLIP105と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係になったと判断された状態でXYステージ6によるLIP105の位置調整を終了し、固定する。
【0063】
そして、次工程として真空吸着ヘッド4において吸引を開始する。そして、図4に示すようにLIP105を真空吸着ヘッド4により吸着保持し、図5に示すように真空吸着ヘッド4を引き上げることによりLIP105をベース基板1から取り出す。これにより、LIP105と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係とされた状態でLIP105をベース基板1から精度良く取り出すことができる。
【0064】
以上のような本発明に係る素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法では、真空吸着ヘッド4内に光源8を配し、この光源8で吸引孔7を通してLIP105を照射し、その際にLIP105の外周部108、素子101及び電極パッド103,104により形成された光学パターンと真空吸着ヘッド4の像とをCCDカメラ5で撮像し、図示しない画像処理装置により画像処理し、比較することによりLIP105が適正な位置にあるか否かを判断する。
【0065】
すなわち、この素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法では、LIP105に対してLIP105の正面から光を照射することにより、照射光106をLIP105に対して均一に照射することができ、均一な光学パターンを形成することができる。これにより、部分的に不明瞭な光学パターンが形成されるようなことがなく、明瞭な状態で素子101及び電極パッド103,104を画像認識することが可能とされている。
【0066】
また、この素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法では、至近距離から照射光を当てるため、十分な光量の照射光をLIP105に照射することができ、明瞭な状態で素子101及び電極パッド103,104を画像認識することが可能とされている。
【0067】
そして、この素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法では、直接光ではないが、比較的直接光に近い透過光107及び散乱光109を利用しているため、光量の損失が非常に少なく、十分な光量の照射光をLIP105に照射することができ、明瞭な状態で素子101及び電極パッド103,104を画像認識することが可能とされている。
【0068】
これにより、素子101及び電極パッド103,104の位置、すなわちLIP105の位置を確実に把握することが可能とされるため、LIP105と真空吸着ヘッド4との位置合わせも精度良く、正確に行うことが可能となり、簡便且つ精度良くLIP105をベース基板1から取り出すことができる。
【0069】
また、LIP105の樹脂102と電極パッド103,104との正常な位置関係が例えば図6に示すように対照的なものである場合、ダイシングによりLIP105を形成する際に、LIP105の外形と電極パッド103,104との位置がずれてしまい、例えば図7に示すようにLIP105の樹脂部分が大きくなってしまっている場合には、電極パッドの位置のみでLIP105を取り出し、図8に示すように他の基板110等に実装した場合、大きく切り取られた部分の樹脂22が隣接する他の素子111等に接触して、うまく実装できない場合等の不具合が生じる。すなわち、電極パッド103,104の位置のみを基準としてLIP105の取り出しを行った場合には、LIP105の外縁部の位置を把握することができないため、上述したような不具合が生じる虞がある。
【0070】
しかしながら、この素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法では、電極パッド103,104の位置と共に、LIP105の外縁部の位置も予め確認してLIP105を取り出すため、上述したような不具合が生じる虞が無く、効率的な且つ確実なLIP105の取り出しを行うことが可能である。
【0071】
また、この素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法は、上述したように樹脂102が光透過性を有する場合に好適であるが、樹脂22が透明体である場合により好適である。光透過性を有する樹脂が透明体の場合には、可視光を90%以上透過させるため十分な光量の透過光107を得ることができ、上述した光学パターンをより明瞭な状態で得ることが可能となる。これにより、より確実にLIP105の位置を把握することが可能とされるため、LIP105と真空吸着ヘッド4との位置合わせも精度良く、正確に行うことが可能となり、より精度良くLIP105をベース基板1から取り出すことができる。
【0072】
そして、上述したように樹脂102を用いたLIP105の取り出しを行う場合には、真空吸着ヘッド4の構成材料としては、SUS材、そのなかでもSP材が好適である。これらの材料は適度な弾性を有するため、真空吸着ヘッド4の構成材料としてこれらの材料を用いた場合には、取り出しの際にLIP105を傷つける虞がないからである。
【0073】
また、図9に示す真空吸着ヘッド4の吸引孔7の長さLは、例えば真空吸着ヘッド4に吸着される面の大きさが200μm×200μm程度である場合には、45μm程度とすることが好ましい。吸引孔7の長さLを長くしすぎた場合には、散乱光109が少なくなり、LIP105の外周部108により形成される光学パターンを良好な状態で得ることができなくなり、LIP105の位置決めの精度に支障を来す虞がある。また、吸引孔7の長さLを短くしすぎた場合には、散乱光109が多くなりすぎ、逆に透過光107が少なくなりすぎるため、素子101及び電極パッド103,104形成される光学パターンを良好な状態で得ることができなくなり、LIP105の位置決めに支障を来す虞がある。
【0074】
また、図9に示す真空吸着ヘッド4の吸引孔7の孔径φは、例えば真空吸着ヘッド4に吸着される面の大きさが200μm×200μm程度であり、吸引孔7が円状である場合には、70μm程度とすることが好ましい。吸引孔7の孔径φを小さくしすぎた場合、散乱光109が少なくなり、LIP105の外周部108により形成される光学パターンを良好な状態で得ることができなくなり、LIP105の位置あわせの精度に支障を来す虞がある。また、吸引孔7の孔径φを大きくしすぎた場合、散乱光109が多くなりすぎ、逆に透過光107が少なくなりすぎるため、素子及び電極パッドにより形成される光学パターンを良好な状態で得ることができなくなり、LIP105の位置あわせに支障を来す虞がある。
【0075】
そして、CCDカメラ5は、カラーカメラである必要はなく、モノクロカメラを用いることができる。この素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法では、上述した光学パターンを撮像する際、光学パターンのデータは、2値化して処理すれば良く、モノクロカメラで十分対応することができ、簡易且つ安価な方法であるといえる。
【0076】
なお、上記において、LIP105を真空吸着ヘッド4により吸着保持する際には、光源8は点灯したままでも良く、また、消灯しても良い。
【0077】
また、上記においては、樹脂形成チップ3として、光透過性を有する樹脂で素子を固め、その表面側と裏面側に電極パッド103,104を形成したLIP105を用いた場合について説明したが、本発明は、光透過性を有さない素子、もしくはチップに適用することも可能である。
【0078】
以下では、本発明をシリコンベアーチップであるアクティブ素子の取り出しに適用した場合について説明する。なお、上記と同じ部材については、同じ符号を付すことで詳細な説明は省略する。
【0079】
本発明を適用してシリコンベアーチップを取り出すには、LIP105を取り出す場合と同様に、まず、図10に示すように、シリコンベアーチップ121を挟んで一方に真空吸着ヘッド4を配し、反対側に撮像装置であるカメラ、例えばCCDカメラ5を配置する。
【0080】
次に、取り出しヘッドである真空吸着ヘッド4をシリコンベアーチップ121から所定の間隔だけ離間した位置に移動させて固定する。このとき、真空吸着ヘッド4においては、吸引は開始せず、したがって、この状態では、シリコンベアーチップ121が真空吸着ヘッド4に吸着されることはない。
【0081】
次に、真空吸着ヘッド4を固定した状態で当該真空吸着ヘッド4内の光源8を点灯させる。これにより、光源8から発せられた照射光106は、吸引孔7を通して外部に照射され、吸引孔7に対向して配されているシリコンベアーチップ121を照射する。
【0082】
ここで、シリコンベアーチップ121は、光透過性を有さないため、シリコンベアーチップ121に照射された照射光106はシリコンベアーチップ121により反射される。すなわち、光源8から吸引孔7を通してシリコンベアーチップ121に照射された照射光106のうち、シリコンベアーチップ121に照射され、反射した光はCCDカメラ5に到達することがない。
【0083】
しかしながら、この光源8から吸引孔7を通してシリコンベアーチップ121に照射された照射光106のうち、シリコンベアーチップ121における真空吸着ヘッド4に対向する主面の外周部122に当たった光は散乱し、散乱光109となる。そして、この散乱光109は、ベース基板1を透過し、CCDカメラ5に到達する。
【0084】
そして、この散乱光109は、上述したような透過光107よりは光量が少なく、透過光107よりも暗くなっているが、シリコンベアーチップ121が位置する部分の裏面、すなわちCCDカメラ5側では、照射光106は反射されているため透過光107が存在せず、散乱光109の存在する部分よりもさらに暗くなっている。したがって、シリコンベアーチップ121の裏面、すなわちCCDカメラ5側では、シリコンベアーチップ121の位置する部分と、他の部分では、光量の差、すなわち、明るさの差が生じている。これにより、CCDカメラ5には、シリコンベアーチップ121の位置する部分と、他の部分では、光量の差により上記と同様に、光学パターン、すなわちシリコンベアーチップ121おける真空吸着ヘッド4に対向する主面の外周部122により形成された陰影が撮像される。そして、この光学パターンが認識される位置が、現在のシリコンベアーチップ121の外周部122の位置である。
【0085】
また、CCDカメラ5では、この光学パターンの他に、真空吸着ヘッド4が通常の像として撮像されている。これにより、本発明においては、上述した光学パターンの位置と真空吸着ヘッド4の像とを同時に撮像することができる。そして、この光学パターンと真空吸着ヘッド4の像とを図示しない画像処理装置により画像処理し、お互いの位置関係を比較することにより、シリコンベアーチップ121と真空吸着ヘッド4との位置関係、すなわちシリコンベアーチップ121と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係にあるか否かを判断することが可能となる。
【0086】
そして、CCDカメラ5で撮像した光学パターンと真空吸着ヘッド4の像とから、シリコンベアーチップ121の外周部122と、真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係にあると判断された場合には、すなわち、シリコンベアーチップ121と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係にあると判断された場合には、次工程として真空吸着ヘッド4において吸引を開始する。そして、吸引を開始するとともに、シリコンベアーチップ121とベース基板1との接着力を低減させる。
【0087】
次に、図11に示すようにシリコンベアーチップ121を真空吸着ヘッド4により吸着保持し、図12に示すように真空吸着ヘッド4を引き上げることによりシリコンベアーチップ121をベース基板1から取り出す。以上により、シリコンベアーチップ121と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係とされた状態でシリコンベアーチップ121をベース基板1から精度良く取り出すことができる。
【0088】
また、CCDカメラ5で撮像した光学パターンと真空吸着ヘッド4の像とから、シリコンベアーチップ121の外周部122と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係にないと判断された場合には、すなわち、シリコンベアーチップ121と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係にないと判断された場合には、シリコンベアーチップ121とが所定の位置関係になるように、すなわちシリコンベアーチップ121の外周部122と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係になるようにシリコンベアーチップ121の位置を調整する。そして、シリコンベアーチップ121はXステージに載置されているため、シリコンベアーチップ121の位置は、XYステージ6をX軸方向もしくはY軸方向のいずれかの方向において移動させる、又はX軸方向とY軸方向との両方向において移動させることにより、所望の位置に調整することできる。
【0089】
そして、CCDカメラ5で撮像した光学パターンと真空吸着ヘッド4の像とから、シリコンベアーチップ121の外周部122と真空吸着ヘッド4との位置関係を確認しながらシリコンベアーチップ121の位置を調整し、シリコンベアーチップ121の外周部122真空吸着ヘッド4とが、すなわちシリコンベアーチップ121と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係になったと判断された状態でXYステージ6によるシリコンベアーチップ121の位置調整を終了し、固定する。
【0090】
そして、次工程として真空吸着ヘッド4において吸引を開始する。そして、図11に示すようにシリコンベアーチップ121を真空吸着ヘッド4により吸着保持し、図12に示すように真空吸着ヘッド4を引き上げることによりシリコンベアーチップ121をベース基板1から取り出す。これにより、シリコンベアーチップ121と真空吸着ヘッド4とが所定の位置関係とされた状態でシリコンベアーチップ121をベース基板1から精度良く取り出すことができる。
【0091】
以上のような本発明に係る素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法では、真空吸着ヘッド4内に光源8を配し、この光源8で吸引孔7を通してシリコンベアーチップ121を照射し、その際にシリコンベアーチップ121の外周部122により形成された光学パターンと真空吸着ヘッド4の像とをCCDカメラ5で撮像し、図示しない画像処理装置により画像処理して比較することによりシリコンベアーチップ121が適正な位置にあるか否かを判断する。
【0092】
すなわち、この素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法では、シリコンベアーチップ121に対してシリコンベアーチップ121の正面から光を照射することにより、照射光106をシリコンベアーチップ121に対して均一に照射することができ、均一な光学パターンを形成することができる。これにより、部分的に不明瞭な光学パターンが形成されるようなことがなく、明瞭な状態でシリコンベアーチップ121の外周部122を画像認識することが可能とされている。
【0093】
また、この素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法では、至近距離から照射光を当てるため、十分な光量の照射光をシリコンベアーチップ121に照射することができ、明瞭な状態でシリコンベアーチップ121の外周部122を画像認識することが可能とされている。
【0094】
そして、この素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法では、直接光ではないが、比較的直接光に近い散乱光109を利用しているため、光量の損失が非常に少なく、十分な光量の照射光をシリコンベアーチップ121に照射することができ、明瞭な状態でシリコンベアーチップ121の外周部122を画像認識することが可能とされている。
【0095】
これにより、シリコンベアーチップ121の外周部122の位置、すなわちLIP105の位置を確実に把握することが可能とされるため、シリコンベアーチップ121と真空吸着ヘッド4との位置合わせも精度良く、正確に行うことが可能となり、簡便且つ精度良くシリコンベアーチップ121をベース基板1から取り出すことができる。
【0096】
そして、上述したような樹脂を用いたシリコンベアーチップ121の取り出しを行う場合には、真空吸着ヘッド4の構成材料としては、例えばPEEK(ポリエーテルエーテルケトン)樹脂が好適である。これらの材料は適度な弾性を有するため、真空吸着ヘッド4の構成材料としてこれらの材料を用いた場合には、取り出しの際にシリコンベアーチップ121を傷つける虞がないからである。
【0097】
また、図9に示す真空吸着ヘッド4の吸引孔7の長さLは、例えば真空吸着ヘッド4に吸着される面の大きさが500μm×300μm程度である場合には、150μm程度以上とすることが好ましい。吸引孔7の長さLを長くしすぎた場合、散乱光109が少なくなり、シリコンベアーチップ121の外周部122により形成される光学パターンを良好な状態で得ることができなくなり、シリコンベアーチップ121の位置あわせの精度に支障を来す虞がある。
【0098】
また、図9に示す真空吸着ヘッド4の吸引孔7の孔径φは、例えば真空吸着ヘッド4に吸着される面の大きさが500μm×300μm程度であり、吸引孔7が円状である場合には、70μm程度以上とすることが好ましい。吸引孔7の孔径φを小さくしすぎた場合、散乱光109が少なくなり、シリコンベアーチップ121 の外周部122により形成される光学パターンを良好な状態で得ることができなくなり、シリコンベアーチップ121の位置あわせの精度に支障を来す虞がある。
【0099】
なお、CCDカメラ5は、上記と同様にモノクロカメラを用いることができ、また、シリコンベアーチップ121 を真空吸着ヘッド4により吸着保持する際には、光源8は点灯したままでも良く、また、消灯しても良い。
【0100】
また、上記の例においては、撮像装置、すなわちCCDカメラ5を素子に対して真空吸着ヘッド4と反対側に配した場合について説明したが、本発明においては、撮像装置、すなわち、CCDカメラ5を素子に対して真空吸着ヘッド4側に配しても良い。この場合、上述した透過光107や散乱光109を用いることはできないが、素子の主面で反射した反射光を用いて上記と同様に素子の位置を認識し、素子の位置決めを行うことが可能である。従来の方法の場合は、素子に対して、十分な光量の照射光を照射することができなかったため、反射光の光量が非常に少なく、素子の位置を明確に認識することができなかったが、本発明に係る素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法では、上述したように十分な光量の照射光を均一に素子に照射することが可能とされているため、上述した透過光107や散乱光109よりも多少は光量が減少するものの、素子の位置を認識するに十分な光量の反射光を得ることができる。したがって、上述した例と同様に、反射光により形成される光学パターンを撮像装置により撮像し、画像処理することにより、上記と同様にして簡便且つ精度良く素子の位置決めを行い、基板から取り出すことができる。
【0101】
また、本発明は、上述したシリコンベアーチップ121以外にも、種々のチップのそり出しに適用することが可能であり、例えば携帯電子機器等に広く用いられている0603チップ等の取り出しにも適用することができる。また、上記においては、チップ形状のものについて説明したが、本発明は、素子単体についても広く適用できる。
【0102】
そして、上記においては、真空吸着ヘッド4が単体の場合について説明したが、真空吸着ヘッド4は、複数が一体とされて一度に複数の素子を一括して取り出すようにされても良い。すなわち、真空吸着ヘッドは、例えば、図13に示すように6個の吸引孔7が備え、その内部に単体の真空吸着ヘッド4に用いるものよりも大きく、光量の多い光源8を備えて構成されたものとしても良い。この真空吸着ヘッドの場合は、上述した方法で一度に6個の素子を一括して取り出すことができるものである。また、この場合、図示しないCCDカメラは、図示しない素子を挟んで真空吸着ヘッドの反対側に1個だけ配置し、各吸引孔7に対応した位置に移動させて用いても良く、また、6個のCCDカメラをそれぞれ各吸引孔7に対応した位置に配し、移動させずに用いても良い。
【0103】
次に、上記素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法の応用例として、二段階拡大転写法による素子の転写方法、素子の配列方法及び画像表示装置の製造方法について説明する。
【0104】
本例の素子の転写方法、素子の配列方法および画像表示装置の製造方法は、高集積度をもって第一基板上に作製された素子を第一基板上で素子が配列された状態よりは離間した状態となるように一時保持用部材に転写し、次いで一時保持用部材に保持された前記素子をさらに離間して第二基板上に転写する二段階の拡大転写を行う。なお、本例では転写を2段階としているが、素子を離間して配置する拡大度に応じて転写を三段階やそれ以上の多段階とすることもできる。
【0105】
図14はそれぞれ二段階拡大転写法の基本的な工程を示す図である。まず、図14の(a)に示す第一基板10上に、例えば発光素子のような素子12を密に形成する。素子を密に形成することで、各基板当たりに生成される素子の数を多くすることができ、製品コストを下げることができる。第一基板10は例えば半導体ウエハ、ガラス基板、石英ガラス基板、サファイヤ基板、プラスチック基板などの種々素子形成可能な基板であるが、各素子12は第一基板10上に直接形成したものであっても良く、他の基板上で形成されたものを配列したものであっても良い。
【0106】
次に図14の(b)に示すように、第一基板10から各素子12が図中破線で示す第一の一時保持用部材11に転写され、この第一の一時保持用部材11の上に各素子12が保持される。ここで隣接する素子12は離間され、図示のようにマトリクス状に配される。すなわち素子12はx方向にもそれぞれ素子の間を広げるように転写されるが、x方向に垂直なy方向にもそれぞれ素子の間を広げるように転写される。このとき離間される距離は、特に限定されず、一例として後続の工程での樹脂部形成や電極パッドの形成を考慮した距離とすることができる。第一の一時保持用部材11上に第一基板10から転写した際に第一基板10上の全部の素子が離間されて転写されるようにすることができる。この場合には、第一の一時保持用部材11のサイズはマトリクス状に配された素子12の数(x方向、y方向にそれぞれ)に離間した距離を乗じたサイズ以上であれば良い。また、第一の一時保持用部材11上に第一基板10上の一部の素子が離間されて転写されるようにすることも可能である。
【0107】
このような第一転写工程の後、図14の(c)に示すように、第一の一時保持用部材11上に存在する素子12は離間されていることから、素子12毎に素子周りの樹脂の被覆と電極パッドの形成が行われる。素子周りの樹脂の被覆は電極パッドを形成し易くし、次の第二転写工程での取り扱いを容易にするなどのために形成される。電極パッドの形成は、後述するように、最終的な配線が続く第二転写工程の後に行われるため、その際に配線不良が生じないように比較的大き目のサイズに形成されるものである。なお、図14の(c)には電極パッドは図示していない。各素子12の周りを樹脂13が覆うことで樹脂形成チップ14が形成される。素子12は平面上、樹脂形成チップ14の略中央に位置するが、一方の辺や角側に偏った位置に存在するものであっても良い。
【0108】
次に、図14の(d)に示すように、第二転写工程が行われる。この第二転写工程では第一の一時保持用部材11上でマトリクス状に配される素子12が樹脂形成チップ14ごとに更に離間するように第二基板15上に転写される。
【0109】
この第二転写工程に上述した素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法を応用するが、これについては後ほど詳述する。
【0110】
第二転写工程においても、隣接する素子12は樹脂形成チップ14ごと離間され、図示のようにマトリクス状に配される。すなわち素子12はx方向にもそれぞれ素子の間を広げるように転写されるが、x方向に垂直なy方向にもそれぞれ素子の間を広げるように転写される。第二転写工程によって配置された素子の位置が画像表示装置などの最終製品の画素に対応する位置であるとすると、当初の素子12間のピッチの略整数倍が第二転写工程によって配置された素子12のピッチとなる。ここで第一基板10から第一の一時保持用部材11での離間したピッチの拡大率をnとし、第一の一時保持用部材11から第二基板15での離間したピッチの拡大率をmとすると、略整数倍の値EはE=nxmであらわされる。
【0111】
第二基板15上に樹脂形成チップ14ごと離間された各素子12には、配線が施される。この時、先に形成した電極パッド等を利用して接続不良を極力抑えながらの配線がなされる。この配線は例えば素子12が発光ダイオードなどの発光素子の場合には、p電極、n電極への配線を含み、液晶制御素子の場合は、選択信号線、電圧線や、配向電極膜などの配線等を含む。
【0112】
図14に示した二段階拡大転写法においては、第一転写後の離間したスペースを利用して電極パッドや樹脂固めなどを行うことができ、そして第二転写後に配線が施されるが、先に形成した電極パッド等を利用して接続不良を極力抑えながらの配線がなされる。したがって、画像表示装置の歩留まりを向上させることができる。また、本例の二段階拡大転写法においては、素子間の距離を離間する工程が2工程であり、このような素子間の距離を離間する複数工程の拡大転写を行うことで、実際は転写回数が減ることになる。すなわち、例えば、ここで第一基板10から第一の一時保持用部材11での離間したピッチの拡大率を2(n=2)とし、第一の一時保持用部材11から第二基板15での離間したピッチの拡大率を2(m=2)とすると、仮に一度の転写で拡大した範囲に転写しようとしたときでは、最終拡大率が2×2の4倍で、その二乗の16回の転写すなわち第一基板のアライメントを16回行う必要が生ずるが、本例の二段階拡大転写法では、アライメントの回数は第一転写工程での拡大率2の二乗の4回と第二転写工程での拡大率2の二乗の4回を単純に加えただけの計8回で済むことになる。即ち、同じ転写倍率を意図する場合においては、(n+m)2=n2+2nm+m2であることから、必ず2nm回だけ転写回数を減らすことができることになる。したがって、製造工程も回数分だけ時間や経費の節約となり、特に拡大率の大きい場合に有益となる。
【0113】
なお、図14に示した二段階拡大転写法においては、素子12を例えば発光素子としているが、これに限定されず、他の素子例えば液晶制御素子、光電変換素子、圧電素子、薄膜トランジスタ素子、薄膜ダイオード素子、抵抗素子、スイッチング素子、微小磁気素子、微小光学素子から選ばれた素子若しくはその部分、これらの組み合わせなどであっても良い。
【0114】
上記第二転写工程においては、樹脂形成チップとして取り扱われ、一時保持用部材上から第二基板に転写されるが、この樹脂形成チップは上記において図2及び図3を用いて説明した樹脂形成チップ3と同様なため、樹脂形成チップ20として図15及び図16に示すのみにとどめ、詳細な説明は省略する。
【0115】
次に、図17に本例の二段階拡大転写法で使用される素子の一例としての発光素子の構造を示す。図17の(a)が素子断面図であり、図17の(b)が平面図である。この発光素子はGaN系の発光ダイオードであり、たとえばサファイヤ基板上に結晶成長される素子である。このようなGaN系の発光ダイオードでは、基板を透過するレーザ照射によってレーザアブレーションが生じ、GaNの窒素が気化する現象にともなってサファイヤ基板とGaN系の成長層の間の界面で膜剥がれが生じ、素子分離を容易なものにできる特徴を有している。
【0116】
まず、その構造については、GaN系半導体層からなる下地成長層31上に選択成長された六角錐形状のGaN層32が形成されている。なお、下地成長層31上には図示しない絶縁膜が存在し、六角錐形状のGaN層32はその絶縁膜を開口した部分にMOCVD法などによって形成される。このGaN層32は、成長時に使用されるサファイヤ基板の主面をC面とした場合にS面(1−101面)で覆われたピラミッド型の成長層であり、シリコンをドープさせた領域である。このGaN層32の傾斜したS面の部分はダブルへテロ構造のクラッドとして機能する。GaN層32の傾斜したS面を覆うように活性層であるInGaN層33が形成されており、その外側にマグネシウムドープのGaN層34が形成される。このマグネシウムドープのGaN層34もクラッドとして機能する。
【0117】
このような発光ダイオードには、p電極35とn電極36が形成されている。p電極35はマグネシウムドープのGaN層34上に形成されるNi/Pt/AuまたはNi(Pd)/Pt/Auなどの金属材料を蒸着して形成される。n電極36は前述の図示しない絶縁膜を開口した部分でTi/Al/Pt/Auなどの金属材料を蒸着して形成される。なお、図19に示すように下地成長層31の裏面側からn電極取り出しを行う場合は、n電極36の形成は下地成長層31の表面側には不要となる。
【0118】
このような構造のGaN系の発光ダイオードは、青色発光も可能な素子であって、特にレーザアブレーションよって比較的簡単にサファイヤ基板から剥離することができ、レーザビームを選択的に照射することで選択的な剥離が実現される。なお、GaN系の発光ダイオードとしては、平板上や帯状に活性層が形成される構造であっても良く、上端部にC面が形成された角錐構造のものであっても良い。また、他の窒化物系発光素子や化合物半導体素子などであっても良い。
【0119】
次に、図18から図26までを参照しながら、本発明を適用した発光素子の転写方法、発光素子の配列方法の具体的手法について説明する。発光素子は図17に示したGaN系の発光ダイオードを用いている。
【0120】
先ず、図18に示すように、第一基板41の主面上には複数の発光ダイオード42がマトリクス状に形成されている。発光ダイオード42の大きさは約20μm程度とすることができる。第一基板41の構成材料としてはサファイヤ基板などのように光ダイオード42に照射するレーザの波長の透過率の高い材料が用いられる。発光ダイオード42にはp電極などまでは形成されているが最終的な配線は未だなされておらず、素子間分離の溝42gが形成されていて、個々の発光ダイオード42は分離できる状態にある。この溝42gの形成は例えば反応性イオンエッチングで行う。このような第一基板41を第一の一時保持用部材43に対峙させて図19に示すように選択的な転写を行う。
【0121】
第一の一時保持用部材43の第一基板41に対峙する面には剥離層44と接着剤層45が2層になって形成されている。ここで第一の一時保持用部材43の例としては、ガラス基板、石英ガラス基板、プラスチック基板などを用いることができ、第一の一時保持用部材43上の剥離層44の例としては、フッ素コート、シリコーン樹脂、水溶性接着剤(例えばポリビニルアルコール:PVA)、ポリイミドなどを用いることができる。また第一の一時保持用部材43の接着剤層45としては紫外線(UV)硬化型接着剤、熱硬化性接着剤、熱可塑性接着剤のいずれかからなる層を用いることができる。一例としては、第一の一時保持用部材43として石英ガラス基板を用い、剥離層44としてポリイミド膜4μmを形成後、接着剤層45としてのUV硬化型接着剤を約20μm厚で塗布する。
【0122】
第一の一時保持用部材43の接着剤層45は、硬化した領域45sと未硬化領域45yが混在するように調整され、未硬化領域45yに選択転写にかかる発光ダイオード42が位置するように位置合わせされる。硬化した領域45sと未硬化領域45yが混在するような調整は、例えばUV硬化型接着剤を露光機にて選択的に200μmピッチでUV露光し、発光ダイオード42を転写するところは未硬化でそれ以外は硬化させてある状態にすれば良い。このようなアライメントの後、転写対象位置の発光ダイオード42に対しレーザを第一基板41の裏面から照射し、当該発光ダイオード42を第一基板41からレーザアブレーションを利用して剥離する。GaN系の発光ダイオード42はサファイヤとの界面で金属のGaと窒素に分解することから、比較的簡単に剥離できる。照射するレーザとしてはエキシマレーザ、高調波YAGレーザなどが用いられる。
【0123】
このレーザアブレーションを利用した剥離によって、選択照射にかかる発光ダイオード42はGaN層と第一基板41の界面で分離し、反対側の接着剤層45にp電極部分を突き刺すようにして転写される。他のレーザが照射されない領域の発光ダイオード42については、対応する接着剤層45の部分が硬化した領域sであり、レーザも照射されていないために第一の一時保持用部材43側に転写されることはない。なお、図18では1つの発光ダイオード42だけが選択的にレーザ照射されているが、nピッチ分だけ離間した領域においても同様に発光ダイオード42はレーザ照射されているものとする。このような選択的な転写によっては発光ダイオード42第一基板41上に配列されている時よりも離間して第一の一時保持用部材43上に配列される。
【0124】
発光ダイオード42は第一の一時保持用部材43の接着剤層45に保持された状態で、発光ダイオード42の裏面がn電極側(カソード電極側)になっていて、発光ダイオード42の裏面には樹脂(接着剤)がないように除去、洗浄されているため、図19に示すように電極パッド46を形成すれば、電極パッド46は発光ダイオード42の裏面と電気的に接続される。
【0125】
接着剤層45の洗浄の例としては酸素プラズマで接着剤用樹脂をエッチング、UVオゾン照射にて洗浄する。かつ、レーザにてGaN系発光ダイオードをサファイヤ基板からなる第一基板41から剥離したときには、その剥離面にGaが析出しているため、そのGaをエッチングすることが必要であり、NaOH水溶液もしくは希硝酸で行うことになる。その後、電極パッド46をパターニングする。このときのカソード側の電極パッドは約60μm角とすることができる。電極パッド46としては透明電極(ITO、ZnO系など)もしくはTi/Al/Pt/Auなどの材料を用いる。透明電極の場合は発光ダイオードの裏面を大きく覆っても発光をさえぎることがないので、パターニング精度が粗く、大きな電極形成ができ、パターニングプロセスが容易になる。
【0126】
図20は第一の一時保持用部材43から発光ダイオード42を第二の一時保持用部材47に転写して、アノード電極(p電極)側のビアホール50を形成した後、アノード側電極パッド49を形成し、樹脂からなる接着剤層45をダイシングした状態を示している。このダイシングの結果、素子分離溝51が形成され、発光ダイオード42は素子ごとに区分けされたものになる。素子分離溝51はマトリクス状の各発光ダイオード42を分離するため、平面光学パターンとしては縦横に延長された複数の平行線からなる。素子分離溝51の底部では第二の一時保持用部材47の表面が臨む。
【0127】
また、第二の一時保持用部材47上には剥離層48が形成される。この剥離層48は例えばフッ素コート、シリコーン樹脂、水溶性接着剤(例えばPVA)、ポリイミドなどを用いて作製することができる。第二の一時保持用部材47は、一例としてプラスチック基板にUV粘着材が塗布してある、いわゆるダイシングシートであり、UVが照射されると粘着力が低下するものを利用できる。
【0128】
第一の一時保持用部材43から第二の一時保持用部材47への転写に際しては、このような剥離層44を形成した一時保持部材43の裏面からエキシマレーザを照射する。これにより、例えば剥離層44としてポリイミドを形成した場合では、ポリイミドと石英基板の界面でポリイミドのアブレーションにより剥離が発生して、各発光ダイオード42は第二の一時保持部材47側に転写される。
【0129】
また、アノード側電極パッド49を形成するに際しては、接着剤層45の表面を酸素プラズマで発光ダイオード42の表面が露出してくるまでエッチングする。まずビアホール50の形成はエキシマレーザ、高調波YAGレーザ、炭酸ガスレーザを用いることができる。このとき、ビアホールは約3〜7μmの径を開けることになる。アノード側電極パッドはNi/Pt/Auなどで形成する。ダイシングプロセスは通常のブレードを用いたダイシング、20μm以下の幅の狭い切り込みが必要なときには上記レーザを用いたレーザによる加工を行う。その切り込み幅は画像表示装置の画素内の樹脂からなる接着剤層45で覆われた発光ダイオード42の大きさに依存する。
【0130】
次に、発光ダイオード42を第二の一時保持用部材47から第二基板60に転写する。発光ダイオード42転写に際しては、まず、機械的手段を用いて発光ダイオード42が第二の一時保持用部材47から取り出される。図21は、第二の一時保持用部材47上に配列している発光ダイオード42を真空吸着ヘッド81でピックアップするところを示した図である。そして、この発光ダイオード42の取り出しに、上述した素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法を応用する。
【0131】
ここで、発光ダイオード42を第二の一時保持用部材47から取り出すには、図21に示すような真空吸着ヘッド81を用いる。真空吸着ヘッド81は、金属板52と吸引装置53とを備えて構成されており、金属板52の表面には、複数の吸着孔55が形成されている。このときの吸着孔55は画像表示装置の画素ピッチにマトリクス状に開口していて、発光ダイオード42を多数個、一括で吸着できるようになっている。このときの開口径は、例えば約φ45μmで600μmピッチのマトリクス状に開口されて、一括で約300個を吸着できる。このときの吸着孔55の部材は例えば、SUS材などの金属板52をエッチングで穴加工したものが使用され、金属板52の吸着孔55の奥には、吸着チャンバ54が形成されており、この吸着チャンバ54を負圧に制御することで発光ダイオード42の吸着が可能になる。また、吸着チャンバの奥には、光源82が配置されており、吸着孔55を通して樹脂形成チップ(発光ダイオード42及び接着剤層45)に光を照射できるようにされている。発光ダイオード42はこの段階で樹脂からなる接着剤層45で覆われており、その上面は略平坦化されており、このために吸着装置53による選択的な吸着を容易に進めることができる。
【0132】
このような真空吸着ヘッド81を用いて発光ダイオード42を第二の一時保持用部材47から取り出すには、まず、図21に示すように、発光ダイオード42を挟んで一方に真空吸着ヘッド81を配し、反対側に撮像装置であるCCDカメラ83を配置する。
【0133】
ここで、CCDカメラ83は、真空吸着ヘッド81の吸引孔55の中心とCCDカメラ83のレンズの中心とが一直線上に並ぶように配置する。また、樹脂形成チップが配列形成された第二の一時保持用部材47は、XYステージ84上に保持する。第二の一時保持用部材47は、XYステージ84をX軸方向及びY軸方向に移動させることにより、所望の位置に移動させることができ、これにより、樹脂形成チップの位置を所望の位置に制御することが可能とされている。
【0134】
次に、真空吸着ヘッド81を樹脂形成チップから所定の間隔だけ離間した位置に移動させて固定する。このとき、真空吸着ヘッド81においては、吸引はまだ開始しない。
【0135】
そして、真空吸着ヘッド81を固定した状態で当該真空吸着ヘッド81内の光源82を点灯させる。これにより、光源8から発せられた照射光は、吸引孔55を通して外部に照射され、吸引孔55に対向して配されている樹脂形成チップを照射する。
【0136】
次に、光源82から光を照射することにより形成された光学パターンと真空吸着ヘッド81の像とをCCDカメラ83で撮像し、画像処理装置により画像処理し、お互いの位置関係を比較することにより、樹脂形成チップと真空吸着ヘッド81とが所定の位置関係にあるか否かを判断する。
【0137】
そして、樹脂形成チップと真空吸着ヘッド81とが所定の位置関係にあると判断された場合には、次工程として真空吸着ヘッド81において吸引を開始する。また、吸引を開始するとともに、樹脂形成チップと第二の一時保持用部材47との接着力を低減させる。
【0138】
次に、図22に示すように樹脂形成チップ真空吸着ヘッド81により吸着保持し、図23に示すように真空吸着ヘッド81を引き上げることにより樹脂形成チップを第二の一時保持用部材47から取り出す。
【0139】
また、樹脂形成チップと真空吸着ヘッド81とが所定の位置関係にないと判断された場合には、樹脂形成チップと真空吸着ヘッド81とが所定の位置関係になるようにXYステージ84を移動させることにより樹脂形成チップの位置を調整する。そして、樹脂形成チップと真空吸着ヘッド81とが所定の位置関係になったと判断された状態でXYステージ84による樹脂形成チップの位置調整を終了し、固定する。以上により、樹脂形成チップの位置決めが完了する。
【0140】
次に、次工程として真空吸着ヘッド81において吸引を開始するとともに、樹脂形成チップと第二の一時保持用部材47との接着力を低減させる。そして、図22に示すように樹脂形成チップ真空吸着ヘッド81により吸着保持し、図23に示すように真空吸着ヘッド81を引き上げることにより樹脂形成チップを第二の一時保持用部材47から取り出す。以上により、発光ダイオード42を真空吸着ヘッド81と所定の位置関係とされた状態で第二の一時保持用部材47から精度良く取り出すことができる。
【0141】
そして、真空吸着ヘッド81に取り出した発光ダイオード42を第二基板60に実装する。すなわち、図24に示すように第二基板60にあらかじめ接着剤層56を塗布しておき、その発光ダイオード42下面の接着剤層56を硬化させ、発光ダイオード42を第二基板60に固着して配列させる。この装着時には、真空吸着ヘッド81の吸着チャンバ54が圧力の高い状態となり、真空吸着ヘッド81と発光ダイオード42との吸着による結合状態は解放される。ここで、接着剤層56は熱硬化性接着剤、熱可塑性接着剤などによって構成されている。
【0142】
発光ダイオード42が配置される位置は、一時保持用部材43、47上での配列よりも離間したものとなる。そのとき接着剤層56の樹脂を硬化させるエネルギー(レーザ光73)は、図24に示すように第二基板60の裏面から供給される。このとき、第二基板60の裏面からレーザ光73を照射し、転写する樹脂形成チップ(発光ダイオード42及び接着剤層45)に対応する部分の接着剤層56のみを加熱する。これにより、接着剤層56が熱可塑性接着剤の場合には、その部分の接着剤層56が軟化し、その後、冷却硬化することにより樹脂形成チップが第二基板60上に固着される。同様に、接着剤層56が熱硬化性接着剤の場合にも、レーザ光73が照射された部分の接着剤層56のみが硬化して、樹脂形成チップが第二基板60上に固着される。
【0143】
また、第二基板60上にシャドウマスクとしても機能する電極層57を配設し、この電極層57をレーザ光73を照射することにより加熱し、間接的に接着剤層56を加熱するようにしてもよい。特に、電極層57の画面側の表面すなわち当該画像表示装置を見る人がいる側の面に黒クロム層58を形成すれば、画像のコントラストを向上させることができると共に、黒クロム層58でのエネルギー吸収率を高くして、選択的に照射されるレーザ光73によって接着剤層56を効率的に加熱するようにすることができる。
【0144】
図25はRGBの3色の発光ダイオード42、61、62を第二基板60に配列させ絶縁層59を塗布した状態を示す図である。上述した方法により、第二基板60にマウントする位置をその色の位置にずらしてマウントすると、画素としてのピッチは一定のまま3色からなる画素を形成できる。絶縁層59としては透明エポキシ接着剤、UV硬化型接着剤、ポリイミドなどを用いることができる。3色の発光ダイオード42、61、62は必ずしも同じ形状でなくとも良い。図25では赤色の発光ダイオード61が六角錐のGaN層を有しない構造とされ、他の発光ダイオード42、62とその形状が異なっているが、この段階では各発光ダイオード42、61、62は既に樹脂形成チップとして樹脂からなる接着剤層45で覆われており、素子構造の違いにもかかわらず同一の取り扱いが実現される。
【0145】
図26は配線形成工程を示す図である。絶縁層59に開口部65、66、67、68、69、70を形成し、発光ダイオード42、61、62のアノード、カソードの電極パッドと第二基板60の配線用の電極層57を接続する配線63、64、71を形成した図である。このときに形成する開口部すなわちビアホールは発光ダイオード42、61、62の電極パッド46、49の面積を大きくしているのでビアホール形状は大きく、ビアホールの位置精度も各発光ダイオードに直接形成するビアホールに比べて粗い精度で形成できる。このときのビアホールは約60μm角の電極パッド46、49に対し、約φ20μmのものを形成できる。また、ビアホールの深さは配線基板と接続するもの、アノード電極と接続するもの、カソード電極と接続するものの3種類の深さがあるのでレーザのパルス数で制御し、最適な深さを開口する。その後、保護層を配線上に形成し、画像表示装置のパネルは完成する。このときの保護層は図22の絶縁層59と同様、透明エポキシ接着剤などの材料が使用できる。この保護層は加熱硬化し配線を完全に覆う。この後、パネル端部の配線からドライバーICを接続して駆動パネルを製作することになる。
【0146】
上述のような発光素子の配列方法においては、第一の一時保持用部材43に発光ダイオード42を保持させた時点で既に、素子間の距離が大きくされ、その広がった間隔を利用して比較的サイズの電極パッド46、49などを設けることが可能となる。それら比較的サイズの大きな電極パッド46、49を利用した配線が行われるために、素子サイズに比較して最終的な装置のサイズが著しく大きな場合であっても容易に配線を形成できる。
【0147】
また、本例の発光素子の配列方法では、発光素子の周囲が硬化した接着剤層45で被覆され平坦化によって精度良く電極パッド46,49を形成できる。また、発光ダイオード42の第一の一時保持用部材43への転写には、GaN系材料がサファイヤとの界面で金属のGaと窒素に分解することを利用して、比較的簡単に剥離でき、確実に転写される。
【0148】
さらに、発光ダイオード42の第二基板への転写(第二転写工程)では、発光ダイオード42を真空吸着ヘッド81に取り出す際に、真空吸着ヘッド81内に内蔵した光源82より樹脂形成チップに光を照射することにより形成された、光学パターンと真空吸着ヘッド81の像とをCCDカメラ83で撮像し、画像処理装置により画像処理し、お互いの位置関係を比較することにより、樹脂形成チップと真空吸着ヘッド81とが所定の位置関係にあるか否かを判断する。そして、樹脂形成チップと真空吸着ヘッド81とが所定の位置関係にない場合は、樹脂形成チップの位置を所定の位置に調整した後、発光ダイオード42を吸引、保持する。これにより、発光ダイオード42を所定の位置に精度良く位置決めをすることができ、正常な状態で発光ダイオード42を真空吸着ヘッド81に取り出すことが可能である。
【0149】
【発明の効果】
以上のような本発明に係る素子の位置決め方法によれば、素子の位置を確実に把握することが可能とされるため、取り出しヘッドに対して精度良く、正確に素子の位置決めを行うことが可能となる。
【0152】
以上のような本発明に係る素子の取り出し方法では、上述した素子の位置決め方法により素子を位置決めした後に素子を吸着するため、素子を正しい位置に吸着保持することができ、精度良く素子を取り出すことができる。
【0154】
以上のような本発明に係る素子の転写方法は、上述した素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法を用いて素子の転写を行うため、素子の位置ずれを防止することが可能とされ、素子の転写を正確に行うことができる。
【0156】
以上のような本発明に係る素子の配列方法では、上記転写方法を用いることにより素子の転写が効率的且つ確実に行うことができるので、素子間の距離を大きくする拡大転写を円滑に実施することができる。
【0158】
以上のような本発明に係る画像表示装置の製造方法によれば、密な状態すなわち集積度を高くして微細加工を施して作成された発光素子を、上記素子の位置決め方法、素子の取り出し方法、素子の転写方法及び素子の配列方法を応用して正確に離間して再配置することができ、したがって精度の高い画像表示装置を生産性良く製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法におけるプロセスの一例を示す概略断面図である。
【図2】樹脂形成チップの概略斜視図である。
【図3】樹脂形成チップの概略平面図である。
【図4】本発明に係る素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法におけるプロセスの一例を示す概略断面図である。
【図5】本発明に係る素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法におけるプロセスの一例を示す概略断面図である。
【図6】正常な樹脂形成チップの概略平面図である。
【図7】ダイシング不良が生じた正常な樹脂形成チップの概略平面図である。
【図8】本発明に係る素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法におけるプロセスの一例を示す概略断面図である。
【図9】真空吸着ヘッドの概略断面図である。
【図10】本発明に係る素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法におけるプロセスの一例を示す概略断面図である。
【図11】発明に係る素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法におけるプロセスの一例を示す概略断面図である。
【図12】本発明に係る素子の位置決め方法及び素子の取り出し方法におけるプロセスの一例を示す概略断面図である。
【図13】本発明を適用し、複数の吸引孔を備えて構成された真空吸着ヘッドの一例を示す概略斜視図である。
【図14】素子の配列方法を示す模式図である。
【図15】樹脂形成チップの概略斜視図である。
【図16】樹脂形成チップの概略平面図である。
【図17】発光素子の一例を示す図であって、(a)は断面図、(b)は平面図である。
【図18】第1転写工程を示す概略断面図である。
【図19】電極パッド形成工程を示す概略断面図である。
【図20】第2の一時保持用部材への転写後の電極パッド形成工程を示す概略断面図である。
【図21】第2転写工程を示す概略断面図である。
【図22】第2転写工程を示す概略断面図である。
【図23】第2転写工程を示す概略断面図である。
【図24】第2転写工程を示す概略断面図である。
【図25】絶縁層の形成工程を示す概略断面図である。
【図26】配線形成工程を示す概略断面図である。
【図27】従来の素子の転写方法を示す概略断面図である。
【図28】従来の素子の位置決め方法を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1 ベース基板
2 接着層
3 樹脂形成チップ
4 真空吸着ヘッド
5 CCDカメラ
6 XYステージ
7 吸引孔
8 光源
Claims (26)
- 取り出しヘッドを用いて基板上に設置された素子を取り出す際の上記素子の位置決め方法であって、
内部に光源を備えるとともに、当該内部に上記素子を吸引するために上記基板の方向に貫通する孔を有する取り出しヘッドを用い、上記光源により上記孔を通して上記素子に照射光を照射して光学パターンを形成する工程と、
上記光学パターンを撮像手段により撮像する工程と、
上記撮像手段における撮像結果を画像処理手段により処理する工程と、
上記画像処理手段における処理結果に基づいて上記素子の位置決めを行う工程と
を備える
素子の位置決め方法。 - 上記撮像手段を上記素子に対して上記取り出しヘッドと反対側に配する請求項1記載の素子の位置決め方法。
- 上記光学パターンは、上記素子の上記取り出しヘッドに対向する主面の外周部に上記照射光が照射されて生じた散乱光により形成される請求項1記載の素子の位置決め方法。
- 上記光学パターンは、上記照射光が上記素子を透過した透過光により形成される請求項1記載の素子の位置決め方法。
- 上記光学パターンは、上記素子の上記取り出しヘッドに対向する主面の外周部に上記照射光が照射されて生じた散乱光と、上記照射光が上記素子を透過した透過光とにより形成される請求項1記載の素子の位置決め方法。
- 撮像手段を上記素子に対して上記取り出しヘッドと同じ側に配する請求項1記載の素子の位置決め方法。
- 上記光学パターンは、上記照射光が上記素子で反射した反射光により形成される請求項1記載の素子の位置決め方法。
- 上記素子は、絶縁性物質に埋め込まれている請求項1記載の素子の位置決め方法。
- 上記絶縁性物質は、光透過性を有する請求項1記載の素子の位置決め方法。
- 上記素子は、アクティブ素子である請求項1記載の素子の位置決め方法。
- 取り出しヘッドを用いて基板上に設置された素子を取り出す際の素子の取り出し方法であって、
内部に光源を備えるとともに、当該内部に上記素子を吸引するために上記基板の方向に貫通する吸引孔を有する取り出しヘッドを用い、上記光源により上記吸引孔を通して上記素子に照射光を照射して光学パターンを形成する工程と、
上記光学パターンを撮像手段により撮像する工程と、
上記撮像手段における撮像結果を画像処理手段により処理する工程と、
上記画像処理手段における処理結果に基づいて上記素子の位置決めを行う工程と、
上記素子の位置決めを行った後に上記素子を吸着保持する工程と
を備える
素子の取り出し方法。 - 上記撮像手段を上記素子に対して上記取り出しヘッドと反対側に配する請求項11記載の素子の取り出し方法。
- 上記光学パターンは、上記素子の上記取り出しヘッドに対向する主面の外周部に上記照射光が照射されて生じた散乱光により形成される請求項11記載の素子の取り出し方法。
- 上記光学パターンは、上記照射光が上記素子を透過した透過光により形成される請求項11記載の素子の取り出し方法。
- 上記光学パターンは、上記素子の上記取り出しヘッドに対向する主面の外周部に上記照射光が照射されて生じた散乱光と、上記照射光が上記素子を透過した透過光とにより形成される請求項11記載の素子の取り出し方法。
- 撮像手段を上記素子に対して上記取り出しヘッドと同じ側に配する請求項11記載の素子の取り出し方法。
- 上記光学パターンは、上記照射光が上記素子で反射した反射光により形成される請求項11記載の素子の取り出し方法。
- 上記素子は、絶縁性物質に埋め込まれている請求項11記載の素子の取り出し方法。
- 上記絶縁性物質は、光透過性を有する請求項11記載の素子の取り出し方法。
- 上記素子は、アクティブ素子である請求項11記載の素子の取り出し方法。
- 第一の基板上に配列された素子を第二の基板上に転写する素子の転写方法であって、
上記素子を取り出しヘッドに移す取り出し工程と、
上記取り出しヘッドに取り出された上記素子を上記第二の基板上に実装する実装工程と
を有し、
上記取り出し工程は、
内部に光源を備えるとともに、当該内部に上記素子を吸引するために上記第一の基板の方向に貫通する吸引孔を有する取り出しヘッドを用い、上記光源により上記吸引孔を通して上記素子に照射光を照射して光学パターンを形成する工程と、
上記光学パターンを撮像手段により撮像する工程と、
上記撮像手段における撮像結果を画像処理手段により処理する工程と、
上記画像処理手段における処理結果に基づいて上記素子の位置決めを行う工程と、
上記素子の位置決めを行った後に上記素子を吸着保持する工程と
を備える
素子の転写方法。 - 第一の基板上に配列された複数の素子を第二の基板上に再配列する素子の配列方法において、
上記第一の基板上で上記素子が配列された状態よりは離間した状態となるように上記素子を転写して第一の一時保持用部材に該素子を保持させる第一転写工程と、
上記第一の一時保持用部材に保持された上記素子を樹脂で固める工程と、
上記樹脂をダイシングして素子毎に分離する工程と、
上記第一の一時保持用部材に保持され樹脂で固められた上記素子をさらに離間して上記第二の基板上に転写する第二転写工程と
を有し、
上記第二転写工程は、
上記素子を取り出しヘッドに移す取り出し工程と、
上記取り出しヘッドに取り出された上記素子を上記第二の基板上に実装する実装工程と
を有し、
上記取り出し工程が、
内部に光源を備えるとともに、当該内部に上記素子を吸引するために上記第一の基板の方向に貫通する吸引孔を有する取り出しヘッドを用い、上記光源により上記吸引孔を通して上記素子に照射光を照射して光学パターンを形成する工程と、
上記光学パターンを撮像手段により撮像する工程と、
上記撮像手段における撮像結果を画像処理手段により処理する工程と、
上記画像処理手段における処理結果に基づいて上記素子の位置決めを行う工程と、
上記素子の位置決めを行った後に上記素子を吸着保持する工程と
を備える
素子の配列方法。 - 上記第一転写工程で離間させる距離が上記第一の基板上に配列された素子のピッチの略整数倍になっており且つ上記第二転写工程で離間させる距離が上記第一転写工程で上記一時保持用部材に配列させた素子のピッチの略整数倍になっている請求項22記載の素子の配列方法。
- 上記素子は窒化物半導体を用いた半導体素子である請求項22記載の素子の配列方法。
- 上記素子は発光素子、液晶制御素子、光電変換素子、圧電素子、薄膜トランジスタ素子、薄膜ダイオード素子、抵抗素子、スイッチング素子、微小磁気素子、微小光学素子から選ばれた素子若しくはその部分である請求項22記載の素子の配列方法。
- 発光素子をマトリクス状に配置した画像表示装置の製造方法において、
上記第一の基板上で上記発光素子が配列された状態よりは離間した状態となるように上記発光素子を転写して第一の一時保持用部材に該発光素子を保持させる第一転写工程と、
上記第一の一時保持用部材に保持された上記発光素子を樹脂で固める工程と、
上記樹脂をダイシングして発光素子毎に分離する工程と、
上記第一の一時保持用部材に保持され樹脂で固められた上記発光素子をさらに離間して上記第二の基板上に転写する第二転写工程と
を有し、
上記第二転写工程は、
上記発光素子を取り出しヘッドに移す取り出し工程と、
上記取り出しヘッドに取り出された上記発光素子を上記第二の基板上に実装する実装工程と
を有し、
上記取り出し工程が、
内部に光源を備えるとともに、当該内部に上記素子を吸引するために上記第一の基板の方向に貫通する吸引孔を有する取り出しヘッドを用い、上記光源により上記吸引孔を通して上記素子に照射光を照射して光学パターンを形成する工程と、
上記光学パターンを撮像手段により撮像する工程と、
上記撮像手段における撮像結果を画像処理手段により処理する工程と、
上記画像処理手段における処理結果に基づいて上記発光素子の位置決めを行う工程と、
上記発光素子の位置決めを行った後に上記発光素子を吸着保持する工程と
を備える
画像表示装置の製造方法。
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